JPS6396551A - 超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば橋梁、煙突、ボイラをはじめとする
各種溶接構造物における突合せ溶接部の検査用として用
いられる超音波探傷装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の超音波探傷装置は、検査員が超音波探触
子を手で動かしながら探傷走査を行なう手動式のものが
主であった。しかし手動式のものは、探傷走査が難しく
迅速かつ適確な探傷走査を行い難かった。そこで最近は
、省力化や高能率化を目的として、自動式の超音波探傷
装置が多用されるに至っている。その代表例として、被
検査物における突合せ溶接部の片面両側に一対の斜角超
音波探触子を配置し、上記探触子を上記溶接部の溶接方
向に沿って移動させながら走査することにより、前記溶
接部の探傷を行なう装置がある。

第４図はその装置の構成を示す図である。第４図に示す
ように、被検査物１の溶接部２を挟んで、一対の斜角超
音波探触子３ａ、３ｂが配置されている。上記探触子３
ａ、３ｂは、支持部材４ａ。

４ｂを介して連結棒５にて連結されている。

溶接部２の溶接方向を示す溶接線と平行に設置された走
行レール６上を走行する台車７には、横行機構８が搭載
されている。この横行機ｍ８により、前記連結棒５は溶
接線と直交する方向に移動されるものとなっている。

かくして探触子３ａ、３ｂは、第５図、第６図に示す如
く溶接部２の両側に沿って方形あるいはジグザグ状に走
査されるものとなっている。

両探触子３ａ、３ｂからの探傷信号は、探傷器９ａ、９
ｂに受信され、かつその受信された信号が処理制御装置
１０へ供給されるものとなっている。処理制御Ｉ装置１
０は、探傷器９ａ、９ｂがらの信号を処理すると共に、
台車７および横行捜構８の駆動制御を行なう装置である
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第４図に示した従来の装置には次のような問題があった
。上記装置を用いて探傷を行なう場合。

探傷動作に先だって、被検査物１の板厚、溶接部２にお
けるビード幅、斜角超音波探触子３ａ。

３ｂの種類および屈折角等を測定し、これに基いて検査
員が予め作図などを行なうことによって、探触子位胃、
探触子間距離、探触子走査領域等について調整設定する
必要がある。しかも上記作業は検査対称物が変更になる
毎に行なう必要がある。

・したがって探傷準備に著しく手間取るという問題があ
った。

また溶接線の屈曲等により、溶接線と走行レール６との
平行度が崩れた場合、溶接部２とは異なった位置を探傷
してしまう不具合もあった。

そこで本発明は、両探触子の愉置９間隔、走査領域等の
探触子作動条件が、検査対称物に応じて自動的に調整設
定されると共に、たとえ溶接線に屈曲等があっても、適
確な探ｌ動作を行なうことのできる超音波探傷装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。

■　一対の斜角超音波探触子に並設され、被検査物の板
厚を測定する垂直探触子を設ける。

■　前記溶接部の溶接方向を示す溶接線を横切る方向に
、非接触状態で往復動作することにより、前記溶接部に
おける溶接ビードの形状１位置を検知する溶接ビードセ
ンサーを設ける。

■　前記垂直探触子にて測定された被検査物の板厚およ
び前記溶接ビードセンサーにて検知された溶接ビードの
形状１位置等の情報に基いて、前記一対の斜角超音波探
触子の探触子位置、探触子間距離、探触子走査領域等の
作動条件を演算により求める演算手段を設ける。

■　この演算手段により求めた作動条件に適合するよう
に、前記一対の斜角超音波探触子を自動的に調整設定す
る手段を設ける。

〔作用〕

このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。両探触子の位置１間隔、走査領域等の探触子作
動条件を決定するために必要なデータとしては、探触子
屈折角、被検査物の板厚。

溶接ビードの幅、走行レールと溶接線との装置関係、な
どであるが、本発明では、探触子の屈折角のみは別途測
定した値を検査員が設定する必要があるが、他はすべて
自動的に測定される。すなわち板厚は、両斜角超音波探
触子に並設した垂直探触子により、超音波送信パルスと
被検査物の表面および底面からの反射エコーの時間差に
よって測定される。また溶接ビードの幅は、連結棒に取
付けた溶接ビードセンサーを、溶接線を横切るように往
復移動させた際のセンサ出力変化から測定される。そし
て走行レール４と溶接線との位置関係は、上記センサー
の出力変化と、連結棒の横行機構に設けたポテンショメ
ータあるいはエンコーダ等の出力との対応により測定さ
れる。

かくして、前記探触子の作動条件は上記測定情報の演算
により求められ、その演算結果に応じて探触子は自動的
に調整設定されることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成を示す側面図である。

なお第４図〜第６図と同一機能を有する部分には同一符
号を付しである。第４図〜第６図の構成と異なる点は、
次の点である。

第１に、斜角探触子３ａ、３ｂのほかに、垂直探触子３
Ｃが設けられ、これに対応して探傷器９Ｃが追加設置さ
れている。

第２に、被検査物１の表面と自らの取付は位置との離間
距離を測定し、溶接部２における溶接ビードの形状１位
置を検知するための溶接ビードセンサーすなわち距離測
定用センサー１１が連結棒５に取付けられている。

第３に、連結棒５にラック１２が設けられ、このラック
１２に噛合するギヤ１３が支持部材４ａの上部に設けら
れており、このギヤ１３をモータ１４で回転させるもの
となっている。なお横行薇構８には連結棒５の変位検出
用ポテンショメータあるいはエンコーダ等が付設されて
おり、また制御装置１０には、後述するような演算機能
が付加されている。

次にこのように構成さた本実施例の動作および作用を説
明する。装置の電源投入を行なうと、横行機構８が動作
し、連結棒５は（−）方向に移動し、予め設定した（−
）測リミット停止位置で一旦停止する。次いで連結棒５
は（＋）側に移動し、予め設定したく＋〉測リミット停
止位置までくると、この位置から（−）方向へ移動し、
再度（−）側リミット停止位置で停止する。

上記動作が行なわれる間、連結棒５に取付けた距離測定
用センサー１１は、自らの取付は位置と被検査物１の表
面との距離を常に測定している。

このため上記センサー１１にて第２図のような信号が得
られる。この信号が処理制御装置１０で演算処理される
ことにより ２−Ｙｌ なる溶接ビード幅と、 Ｙ３−Ｙｌ　＋　（Ｙ２−Ｙｌ　）／２なる溶接部２の
中心線Ｙ３の位置とが求められる。

この結果、レール６と溶接部２との位置関係が得られる
。

一方、垂直探触子３ｃと探傷器９ｃとによって、その超
音波送信パルスと被検査物１の表面および底面から反射
されてくる超音波受信パルスとの時間差が測定される。

そしてこの時間差信号が処理制御装置１０により演算さ
れることにより、被検査物１の板厚ｔが求められる。

処理制御装置１０では上記測定、演算結果に基いて、ざ
らに探触子３ａ、３ｂの間隔の演算が行なわれる。探触
子間隔Ｓは、直射法と一回反射法で探傷する場合、第３
図に示す如く、溶接ビード表面幅Ｙ２−Ｙｌに、２ｔ　
−ｔａｎθと探触子接近限界距離ｄを加えた値となる。

そこで、この値Ｓを演算により求める。

上記演算結果Ｓに応じた制御信号が処理制御装Ｗ１１０
からモータ１４に与えられると、モータ１４が作動して
ギヤ１３を回転させる。このため、ギヤ１３とラック１
２との関係により、連結棒５に対する支持部材４ａの固
定位置が調整され、探触子間隔Ｓの調整設定が行なわれ
る。

次に横行機構８が作動し、探触子３ａが溶接ビードの中
心線位置Ｙ３から ２ｔ　−ｔａｎθ＋（Ｙ２−Ｙｌ）／またけ離れた位置
になるように連結棒３が移動する。

かくして探触子３ａ、３ｂが探４ｍ位置に配置される。

探触子３ａが所定の位置に配置されると、探傷動作が開
始する。この探傷動作は、台車７を走行させながら連結
棒５を溶接線と直角方向に動かすことにより実行される
。このとき、連結棒５を動かす量すなわち走査量は２ｔ
　−ｔａｎθとなる。

上記探傷動作中においても常に距離測定用センサー１１
は作動しつづけ、溶接ビードの位置および幅の測定は継
続している。したがって、溶接ビード幅の変化が生じた
場合には、モータ１４による探触子３ａのみの移動制御
が行なわれる。また溶接線の屈曲があった場合には、距
離測定用センサー１１および横行機構８に設けたポテン
ショメータあるいはエンコーダからの信号に基いて、溶
接中心線位置Ｙ３が算出され、連結棒５の作動領域すな
わち探触子３ａ、３ｂによる走査領域が変更される。

かくして本実施例によれば、突合せ溶接部２の探傷を行
なうにあたり、被検査物１の状況（板厚。

溶接ビード幅等）の変化に伴い、探触子位置、探触子間
距離、探触子による走査領域等が自動的に調整設定され
る。このため探傷準備が極めて容易となる。したがって
、たとえ検査対称物の変更が頻繁に行なわれるような場
合であっても、探傷準備作業を能率よく行なえる。また
溶接線に曲り等があっても、その溶接線に自動追従して
探傷動作が行なわれるので、信頼度の高い検査を確実に
行なえる。

なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である
のは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、垂直探触子にて測定された被検査物の
板厚および溶接ビードセンサーにて検知された溶接ご−
ドの形状２位置等の情報に基いて、一対の斜角超音波探
触子の探触子位置、探触子間距離、探触子走査領域等の
作動条件が演算により求められ、この演算手段により求
められた作動条件に適合するように、前記一対の斜角超
音波探触子が自動制御されるので、両探触子の位置９間
隔。

走査領域等の探触子作動条件が、検査対称物に応じて自
動的に調整設定されると共に、たとえ溶接線に屈曲等が
あっても、適確な探傷動作を行なうことのできる超音波
探傷装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実流例を示す図で、第１図
は構成を示す側面図、第２図は距離測定用センサーの出
力波形図、第３図は探触子間隔、走査領域の説明図であ
る。第４図〜第６図は従来例を示す図で、第４図は構成
を示す側面図、第５図および第６図は探触子の走査パタ
ーンを示す図である。 １・・・被検査物、２・・・溶接部、３ａ、３ｂ・・・
斜角超音波探触子、４ａ、４ｂ・・・支持部材、５・・
・連結棒、６・・・走行レール、７・・・台車、８・・
・横行機構、９ａ、９ｂ、９ｃ・・・探傷器、１０・・
・処理制御装置、１１・・・距離測定要センサー（溶接
ビードセンサー）、１２・・・ラック、１３・・・ギヤ
、１４・・・モータ。 出願人復代理人　弁理士　鈴江武彦 第４図 第５図　　　　　　第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検査物における突合せ溶接部の片面両側に一対の斜角
   超音波探触子を配置し、上記探触子を上記溶接部の溶接
   方向に沿って移動させながら走査することにより、前記
   溶接部の探傷を行なう装置において、前記一対の斜角超
   音波探触子に並設され被検査物の板厚を測定する垂直探
   触子と、前記溶接部の溶接方向を示す溶接線を横切る方
   向に非接触状態で往復動作することにより前記溶接部に
   おける溶接ビードの形状、位置を検知する溶接ビードセ
   ンサーと、前記垂直探触子にて測定された被検査物の板
   厚および前記溶接ビードセンサーにて検知された溶接ビ
   ードの形状、位置等の情報に基いて前記一対の斜角超音
   波探触子の探触子位置、探触子間距離、探触子走査領域
   等の作動条件を演算により求める演算手段と、この演算
   手段により求めた作動条件に適合するように前記一対の
   斜角超音波探触子を自動的に調整設定する手段とを具備
   したことを特徴とする超音波探傷装置。