KR100919879B1

KR100919879B1 - 초음파 탐상장치의 지지장치

Info

Publication number: KR100919879B1
Application number: KR1020080013067A
Authority: KR
Inventors: 장희준; 유승우; 경수호; 박현근; 이협우; 성운학
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-09-30
Also published as: KR20090087675A

Abstract

본 발명은 중심공 초음파 탐상장치에 관한 것으로서, 탐촉자가 설치된 헤드장치와, 상기 헤드장치를 구동시키는 구동장치를 포함하는 초음파 탐상장치에 있어서, 상기 탐상장치에는 헤드장치와 구동장치를 지지하는 지지장치가 구성되되, 상기 지지장치는, 구동장치의 후방부에 결합되는 고정판과; 상기 고정판에 회전가능하게 결합된 보조지지링크와; 상기 보조지지링크에 회전가능하게 결합됨과 아울러 구동수단에 의해 보조지지링크와 같이 펼쳐지거나 또는 접히는 지지링크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 헤드장치와 구동장치를 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

Description

초음파 탐상장치의 지지장치{support device of ultrasonic testing apparatus}

본 발명은 중심공 초음파 탐상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중심공 내부의 결함을 탐상하기 위해 탐촉자가 설치된 헤드장치와 이 헤드장치를 작동시키는 구동장치를 안정적으로 지지하여 줌으로써 탐촉자에 의한 중심공 내부의 결함여부를 신속하면서도 정확하게 탐상할 수 있고, 탐상검사에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 중심공 초음파 탐상장치의 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 초음파 탐상검사란, 재료의 표면 또는 내부에 존재하는 불연속부를 검출하기 위해, 발생된 초음파를 피검사체에 발생시켜 결함을 탐상하는 비파괴검사의 일종이다.

이러한 초음파 탐상검사는 통상적으로 초음파 탐촉자를 피검사체에 접촉시킨 후에 탐촉자에서 초음파를 발생시키고, 반사된 초음파를 받아들여 피검사체 내부의 결함을 검출하게 되는 바, 이와 같은 초음파 탐상검사는 피검사체를 파괴하지 않고서 피검사체 내부의 결함을 측정할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 초음파 탐상검사는 초음파 탐촉자를 피검사체에 접촉시킨 상태에서 탐촉자를 피검사체 표면상에서 이동시켜 가면서 탐상검사를 행하게 된다.

그러나, 전술한 바와 같은 탐상검사는 대부분이 작업자에 의한 수작업으로 이루어지기 때문에, 피검사체가 평탄한 경우에는 탐촉자를 피검사체에 접촉시킨 상태에서도 탐촉자의 이동이 용이하게 이루어지지만, 피검사체가 곡면인 중심공일 경우에는 탐촉자를 피검사체에 접촉시킨 상태로 이동시키는 것은 한계가 있다.

특히, 축에 가공된 중심공에 탐촉자를 삽입시켜 축의 결함여부를 측정하고자 하는 경우에는, 작업자가 탐촉자에 연결된 소정의 지지대를 통해서 탐촉자를 지지함과 아울러 탐촉자를 중심공의 내면에 접촉시킨 상태로 이동 및 회전시켜 중심공을 따라 탐상하게 되는데, 탐촉자가 중심공의 내부로 진입할수록 탐촉자를 지지하는 지지대의 길이가 길어지므로 인해 작업자가 지지대를 통한 탐촉자를 안정적으로 지지할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같이 불안정하게 지지된 탐촉자는 중심공의 내면과 접촉상태를 유지하지 못하고 중심공의 내면과 이격된 간격 즉 공간을 형성하게 됨으로써 탐촉자에 의한 정확한 탐상검사를 기대할 수 없어 탐상 결과치에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 축의 중심공 내부에 삽입되는 헤드장치와 구동장치를 따라 삽입되면서 중심공의 내면에 지지되는 지지장치를 구동장치의 후방부에 구성함으로써 이 지지장치에 의해 헤드장치와 구동장치가 안정적으로 지지된 상태에서 중심공을 탐상하게 되므로 축의 결함여부를 신속하면서도 정확하게 탐상할 수 있고, 탐상검사에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 초음파 탐상장치의 지지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 탐촉자가 설치된 헤드장치와, 상기 헤드장치를 구동시키는 구동장치를 포함하는 초음파 탐상장치에 있어서, 상기 탐상장치에는 헤드장치와 구동장치를 지지하는 지지장치가 구성되되, 상기 지지장치는, 구동장치의 후방부에 결합되는 고정판과; 상기 고정판에 회전가능하게 결합된 보조지지링크와; 상기 보조지지링크에 회전가능하게 결합됨과 아울러 구동수단에 의해 보조지지링크와 같이 펼쳐지거나 또는 접히는 지지링크;를 포함하여 구성된 초음파 탐상장치의 지지장치에 의해 달성된다.

그리고, 상기 구동수단은, 정.역회전 구동되는 모터와; 상기 모터에 연결되어 회전 구동되는 스크류축과; 상기 스크류축이 관통되면서 나사 결합되고 그 일측에는 지지링크가 회전가능하게 결합된 이동판;을 포함하여, 상기 모터가 구동됨에 따라 이동판이 전후로 이동되면서 지지링크를 펼치거나 또는 접도록 구성된다.

또한, 상기 지지링크는 회전부와 지지부로 분할되어 구성되고, 상기 회전부와 지지부에는 서로 일치되는 다수의 결합공이 천공되어, 상기 지지링크의 길이를 조절할 수 있도록 구성되고, 상기 지지링크의 단부에는 롤러가 회전가능하게 결합된다.

본 발명의 초음파 탐상장치의 지지장치에 따르면, 구동장치의 후방부에 구성된 지지장치가 헤드장치와 구동장치를 따라 축의 중심공 내부로 삽입되면서 중심공의 내면에 지지링크로 지지됨으로써 중심공을 따라 이동 및 회전되는 헤드장치와 구동장치를 안정적으로 지지하여, 중심공의 탐상검사가 신속하면서도 정확하게 이루어지게 되고, 탐상검사에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 탐상장치를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 탐상장치의 탐상부를 도시한 분해사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 탐상부 중 지지장치의 작동 전 상태를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 지지장치의 작동상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 축 2 : 중심공

10 : 탐상장치 100 : 헤드장치

110 : 헤드 120 : 헤드암

130 : 지지바 140 : 홀더

200 : 전개장치 210 : 케이스

220 : 모터 222 : 회전축

300 : 회전장치 310 : 클램프

311 : 베어링 320 : 고정블럭

330 : 고정판 340 : 모터

350 : 지지봉 400 : 지지장치

410,410' : 고정판 411 : 지지봉

420 : 모터 421 : 스크류축

430 : 이동판 440 : 지지링크

441 : 회전부 441a : 나사공

442 : 지지부 442a : 나사공

443 : 롤러 450 : 보조지지링크

460 : 케이스 500 : 이송장치

600 : 푸쉬풀러장치 700 : 릴장치

800 : 높이조절장치 900 : 베이스프레임

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 초음파 탐상장치 및 지지장치를 도시한 도면이다.

본 발명의 초음파 탐상장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 탐촉자(미도시)가 설치되는 헤드장치(100)와, 상기 헤드장치(100)를 전개시키고 회전시키는 구동장치와, 상기 헤드장치(100)와 구동장치를 지지하는 지지장치(400)와, 상기한 장치들을 이송시키는 이송장치(500) 및 푸쉬풀러장치(600)와, 상기 탐촉자에 접속되는 케이블이 권취되어 탐촉자의 이송에 따라 케이블을 인출시켜 내는 릴장치(700)와, 상기한 장치들의 높이를 조절하는 유압식 높이조절장치(800)와, 상기한 장치들이 설치된 베이스프레임(900)을 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명은 상기와 같이 구성된 탐상장치(10) 중 헤드장치(100)와 구동장치를 지지하는 지지장치(400)에 관한 것이므로, 이하에서는 지지장치(400)에 대해서만 설명하기로 한다.

상기 지지장치(400)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 축(1)에 가공된 중심공(2)에 삽입되는 헤드장치(100)와 구동장치를 지지하기 위한 장치이다.

상기와 같은 지지장치(400)는, 구동장치 중 회전장치(300)의 후방부에 결합되는 고정판(410)과, 상기 고정판(410)에 회전가능하게 결합된 보조지지링크(450)와, 상기 보조지지링크(450)에 회전가능하게 결합됨과 아울러 구동수단에 의해 보조지지링크(450)와 같이 펼쳐지거나 또는 접히는 지지링크(440)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 지지장치(400)는 케이스(460)의 내부에 구성되되, 상기 지지장치(400)는 케이스(460)의 내측 전후방에 서로 대칭되게 구성되고, 이와 같이 구성된 양 지지장치(400)는 다수의 고정판(410)(410')에 의해서 구획 분할된다.

한편, 상기와 같이 케이스(460)의 양편에 각각 구성된 지지장치(400)는 동일한 구성 및 구조로 이루어져 있으므로, 이하에서는 일측 지지장치의 설명만을 통해 반대편 지지장치에 대한 설명을 갈음하기로 한다.

상기 고정판(410)(410')은 케이스(460)의 내부에 다수개로서 설치되고, 상기와 같이 설치된 다수의 고정판(410)(410')은 일정간격으로 이격되며, 이격된 고정판(410)(410')은 지지봉(411)으로 상호 연결되어 이격된 간격을 유지한 채로 고정된다.

상기 고정판(410)(410') 중 케이스(460)의 내부에 위치한 고정판(410')에는 지지링크(440)를 작동시키기 위한 구동수단이 구성된다.

상기 구동수단은, 고정판(410')의 일면에 고정되어 정.역회전 구동이 가능한 모터(420)와, 상기 모터(420)에 연결되어 회전 구동되고 고정판(410')을 관통한 스크류축(421)과, 상기 스크류축(421)이 관통되면서 나사 결합되고 그 일측에는 다수의 지지링크(440)가 회전가능하게 결합된 이동판(430)을 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 구동수단의 모터(420)가 구동됨에 따라 이동판(430)이 전후로 이동되면서 지지링크(440)를 회전시켜 펼치거나 또는 접히게 한다.

상기 이동판(430)은 양 고정판(410)(410') 사이를 직선 왕복이동하되, 양 고정판(410)(410') 사이에 설치된 지지봉(411)과 결합되어 회전불가한 상태로 중심공(2) 내부에서 헤드장치(100)를 안내하면서 이동된다.

그리고, 상기 이동판(430)에는 다수의 지지링크(440)가 일정간격으로 이격된 상태로 회전가능하게 결합되되, 상기 지지링크(440)는 회전부(441)와 지지부(442)로 분할되어 구성된다.

상기 회전부(441)는 그 일단부가 이동판(430)에 회전가능하게 결합됨과 아울러 타단부에는 다수의 결합공 즉 나사공(이하 "나사공" 이라 한다)(441a)이 일렬로 천공되며, 상기 지지부(442)의 일단부에는 회전부(441)의 나사공(441a)과 일치되어 볼트로서 결합 고정되는 다수의 나사공(442a)이 일렬로 천공된다.

한편, 상기와 같이 다수개로 형성된 나사공(441a)(442a)에 의해서 회전부(441)와 지지부(442) 간의 마운팅부위를 변경하면, 지지링크(440)의 길이를 다양한 축(1)의 중심공(2) 직경에 따라 조절할 수 있게 된다.

또한, 상기 지지부(442)의 타단부 즉 선단부에는 중심공(2)의 내면과 접한 상태로 구름되는 롤러(443)가 회전가능하게 결합되고, 상기 지지부(442)의 중앙부에는 보조지지링크(450)가 회전가능하게 결합된다.

상기 보조지지링크(450)는 그 일단부가 지지링크(440)의 지지부(442)에 회전가능하게 결합되고, 타단부는 케이스(460)의 단부에 위치된 고정판(410)에 회전가능하게 결합된다.

따라서, 상기 지지링크(440)는 모터(420)의 스크류축(421)에 의해 이동되는 이동판(430)에 의해 보조지지링크(450)와 같이 회전되어 펼쳐지거나 또는 접히게 되고, 상기 보조지지링크(450)는 펼쳐진 지지링크(440)를 받쳐 지지하게 된다.

한편, 상기 헤드장치(100)는, 축(1)에 가공된 중심공(2)을 따라 이동 및 회전되면서 이에 설치된 탐촉자를 통해 중심공(2)을 탐상하는 장치로서, 후술될 구동장치의 전개장치(200)와 연결되는 연결되는 헤드(110)와, 상기 헤드(110)에 회전가능하게 결합되어 전개장치(200)에 의해 펴지고 접히는 헤드암(120)과, 상기 헤드암(120) 중 일측의 헤드암에 회전가능하게 설치되고 이에 설치된 탐촉자를 중심공(2)의 내면에 접촉되게 하는 홀더(140)와, 상기 헤드암(120) 중 나머지 헤드암에 회전가능하게 설치되어 중심공(2)의 내면에 접촉되는 지지바(130)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 구동장치는, 헤드장치(100)의 헤드암(120)을 전개시키는 전개장치(200)와, 헤드장치(100)를 회전시키는 회전장치(300)로 구성된다.

상기 전개장치(200)는, 외관을 이루는 케이스(210)의 일단부가 헤드장치(100)의 헤드(110)와 결합 고정되고, 상기 케이스(210)에는 헤드(110)에 연결되어 회전되면서 헤드암(120)을 펼치고 접히게 하는 회전축(222)과, 상기 회전축(222)을 구동시키는 모터(220)를 포함한다.

여기서, 도시되지는 않았지만, 상기 회전축(222)의 선단부에는 웜기어가 형성되고, 상기 헤드암(120)에는 기어가 일체로 형성되어, 서로 치합됨으로써, 상기 회전축(222)의 정.역회전에 의해 헤드암(120)을 헤드(110) 상에서 펼치고 접히게 구성하거나 또는 상기 지지장치(400)의 스크류축(421)과 이동판(430) 및 지지링크(440)와 같이 구성할 수 있다.

그리고, 상기와 같이 형성된 전개장치(200)의 후단부에는 전개장치(200)를 통해 헤드장치(100)를 회전시키기 위한 회전장치(300)가 구성된다.

상기 회전장치(300)는, 전개장치(200)의 케이스(210) 후단부에 삽입 고정된 클램프(310)와, 상기 클램프(310)를 회전 구동시키는 모터(340)를 포함한다.

상기 클램프(310)의 외측에는 클램프(310)를 감싸는 고정블럭(320)이 설치되고, 상기 고정블럭(320)과 클램프(310) 사이에는 베어링(311)이 설치되어, 상기 클램프(310)가 고정블럭(320) 내에서 회전될 수 있게 구비된다.

그리고, 상기 고정블럭(320)의 후방부에는 고정블럭(320)에 다수의 지지봉(350)으로 연결된 원형의 고정플레이트(330)가 설치되고, 상기 고정플레이트(330)의 후방부에는 클램프(310)를 회전시키기 위한 모터(340)가 설치된다.

따라서, 상기 모터(340)가 구동되면, 클램프(310)가 고정블럭(320) 내에서 회전되면서 이에 연결된 전개장치(200)와 헤드장치(100)를 회전시키게 된다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 초음파 탐상장치(10)의 작동을 설명한다.

먼저, 탐상하고자 하는 축(1)의 중심공(2)에 헤드장치(100)를 삽입시킨 상태에서 구동장치의 전개장치(200)가 작동된다.

그러면, 전개장치(200)의 모터(220)에 의해 회전축(222)이 회전되면서 헤드암(120)을 헤드(110) 상에서 펼치게 되고, 이와 같이 펼쳐진 헤드암(120) 선단부의 지지바(130)와 홀더(140)는 중심공(2)의 내면에 일정한 압력으로 접촉된다.

이와 같은 상태에서 전개장치(200) 후방의 회전장치(300)가 작동되어, 회전장치(300)의 모터(340)가 구동되면, 모터(340)에 연결된 클램프(310)가 고정블럭(320) 내에서 베어링(311)을 매개로 회전 구동되고, 클램프(310)에 결합 고정된 케이스(210)에 의해 전개장치(200)가 회전되며, 전개장치(200)의 클램프(224)에 결합 고정된 헤드(110)에 의해 헤드장치(100)가 회전된다.

따라서, 헤드장치(100)의 홀더(140)에 설치된 탐촉자가 중심공(2)의 내부를 회전하면서 탐상검사하게 되고, 회전장치(300) 후방의 이송장치(500) 및 푸쉬풀러장치(600)에 의해 헤드장치(100) 및 전개장치(200), 회전장치(300)가 전후로 이동되면서 탐상검사를 하게 된다.

한편, 상기와 같이 탐상검사하는 헤드장치(100)는 중심공(2)의 내면에 접한 지지바(130)와 홀더(140)에 의해 헤드(110)가 중심공(2)의 중앙부에 위치한 상태로 중심공(2) 내부로 계속해서 진입되면서 탐상검사를 한다.

이때, 중심공(2) 내부로 계속해서 진입되는 헤드장치(100)는 도 1에서 보듯이 베이스프레임(900)과 점점 멀어지게 되고, 멀어진 헤드장치(100)와 베이스프레임(900) 사이가 쳐지게 되면 헤드장치(100)가 중심공(2) 내에서 기울어지게 된다.

그러면, 기울어진 헤드장치(100)에 의해 이에 설치된 탐촉자가 중심공(2)의 내면에 견고히 접촉되지 못하고 들떠 이격되고, 이와 같이 탐촉자와 중심공(2) 사이에 이격된 간격이 형성되면 그 부분에서의 탐상검사가 불량하게 되어 탐상검사의 전반적인 신뢰도가 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명에서는 헤드장치(100)가 중심공(2)으로 탐상이 진행되어도 헤드장치(100)를 중심공(2) 내부에서 항상 정위치시킬 수 있도록 지지하는 지지장치(400)가 작동하게 된다.

즉, 지지장치(400)의 모터(420)가 작동되면, 스크류축(421)이 이동판(430)에 나사 결합된 상태로 회전하고, 이와 같이 회전되는 스크류축(421)에 의해 이동판(430)이 지지봉(411)을 따라 안내되면서 단부의 고정판(410) 측으로 직선 이동하게 된다.

그러면, 이동되는 이동판(430)에 의해 지지링크(440)가 보조지지링크(450) 측으로 이동되면서 지지링크(440)와 보조지지링크(450)가 지렛대와 같은 원리로 회전되어 펼쳐지고, 이와 같이 펼쳐지는 지지링크(440)는 그 단부의 롤러(443)가 중심공(2)의 내면에 접할 때까지 펼쳐지게 된다.

한편, 상기와 같이 펼쳐진 지지링크(440)는 그 일단부가 이동판(430)에 지지되고, 그 일측은 보조지지링크(450)에 지지됨으로써, 펼쳐진 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

이와 같이 펼쳐진 지지링크(440)는 그 단부의 롤러(443)를 통해 중심공(2)의 내면에 지지될 뿐만 아니라 중심공(2)의 내면에 접한 상태로 구름되는 롤러(443)에 의해 헤드장치(100)를 따라 중심공(2) 내부로 계속 진입되면서 헤드장치(100)를 지지하게 됨으로써, 중심공(2) 내부로 삽입되는 헤드장치(100)가 기울어지지 않고 정위치로 작동되므로 탐촉자가 중심공(2)의 내면에 견고히 접촉된 상태를 유지하면서 탐상검사를 하게 된다.

따라서, 상기한 지지장치(400)에 의해 헤드장치(100)와 구동장치가 중심공(2)에서 정위치를 유지할 수 있게 됨으로써, 헤드장치(100)를 통한 탐상검사의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

탐촉자가 설치된 헤드장치와, 상기 헤드장치를 구동시키는 구동장치를 포함하는 초음파 탐상장치에 있어서,

상기 탐상장치에는 헤드장치와 구동장치를 지지하는 지지장치가 구성되되,

상기 지지장치는, 구동장치의 후방부에 결합되는 고정판과;

상기 고정판에 회전가능하게 결합된 보조지지링크와;

상기 보조지지링크에 회전가능하게 결합됨과 아울러 구동수단에 의해 보조지지링크와 같이 펼쳐지거나 또는 접히는 지지링크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 탐상장치의 지지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동수단은, 정.역회전 구동되는 모터와;

상기 모터에 연결되어 회전 구동되는 스크류축과;

상기 스크류축이 관통되면서 나사 결합되고 그 일측에는 지지링크가 회전가능하게 결합된 이동판;을 포함하여,

상기 모터가 구동됨에 따라 이동판이 전후로 이동되면서 지지링크를 펼치거나 또는 접도록 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 탐상장치의 지지장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 지지링크는 회전부와 지지부로 분할되어 구성되고, 상기 회전부와 지지부에는 서로 일치되는 다수의 결합공이 천공되어, 상기 지지링크의 길이를 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 탐상장치의 지지장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 지지링크의 단부에는 롤러가 회전가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 초음파 탐상장치의 지지장치.