JP4646201B2 - Automatic ultrasonic flaw detector for tubular structures - Google Patents

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Description

本発明は、管状構造物用の自動超音波探傷装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、発電プラント、石油化学プラント、建造物などにおける圧力パイプなどの管状構造物におけるき裂欠陥を自動で探傷する技術の改良に関する。   The present invention relates to an automatic ultrasonic flaw detector for tubular structures. More specifically, the present invention relates to an improvement in technology for automatically detecting crack defects in tubular structures such as pressure pipes in power plants, petrochemical plants, buildings, and the like.

既設火力発電設備の老朽化は年々進み、欧米では、経年火力発電所の高温蒸気配管において、既存の非破壊検査では検出が困難な溶接熱影響部(Heat Affected Zone、HAZ)のクリープ損傷による内在欠陥を起因とする噴破事故を経験している。我が国においても、このような高温蒸気配管といった配管等の構造物に内在する欠陥に対しての強い懸念がある。   The aging of existing thermal power generation facilities has progressed year by year, and in Europe and the United States, there is inherent heat damage in heat-affected zones (HAZ) that are difficult to detect by existing non-destructive inspection in high-temperature steam piping of aged thermal power plants. Experienced blast accidents caused by defects. In Japan, there is a strong concern for defects inherent in such structures as piping such as high-temperature steam piping.

このような高温蒸気配管の溶接熱影響部をはじめ、スラグ巻き込みや溶け込み不良などに起因して構造物材料とくに当該構造物の溶接部に生ずるき裂等の内在欠陥(本明細書ではこのようなき裂等の内在欠陥を「き裂欠陥」あるいは単に「き裂」と称する)を探傷するための非破壊検査として超音波探傷試験が実施されており、HAZの内在き裂欠陥の早期発見を目的としてTOFD(Time of Flight Diffraction)法やフェーズドアレイ法(PA法)などの適用研究が進められている。   In addition to the weld heat-affected zone of such high-temperature steam pipes, there are inherent defects such as cracks that occur in structural materials, particularly welds of the structure, due to slag entrainment and poor penetration (in this specification, such cracks). An ultrasonic flaw detection test has been carried out as a nondestructive inspection to detect flaws and other internal defects called “crack defects” or simply “cracks”, with the aim of early detection of HAZ internal crack defects. Application studies such as the TOFD (Time of Flight Diffraction) method and the phased array method (PA method) are underway.

TOFD法は、送信用と受信用の2つのプローブ(探触子)の間で超音波を発し、探傷体である構造物材料中におけるき裂欠陥の位置を同定するというものである。ここでいうき裂欠陥の「位置」とは、前後左右方向の位置と材料の厚さ方向の位置(あるいは高さ)との両方を含んだ3次元的位置のことを意味している。例えば、図28に示す2つのプローブ(探触子)101,102のうちの一方(送信用プローブ101)から、探傷対象である配管等の材料103に対して探傷用超音波を送信し、当該材料103の表面を伝うラテラル波LW、き裂104の上端104aおよび下端104bでの回折波、そして材料103の底面の反射波BWを他方のプローブ(受信側プローブ102)で受信し、受信波の位相差からき裂104の高さや位置を同定する(図29参照)。ちなみに、き裂104の上端104aや下端104bといった欠陥の先端での回折波は端部エコーとも呼ばれ、このような端部エコーの伝搬時間差を利用してき裂104の高さを測定する手法は「端部エコー法」とも呼ばれる。そして、上述のようなTOFD法によれば当該き裂104の高さや位置を高い精度で同定することが可能である。また、このTOFD法には、プローブ101,102を溶接線105と平行に長手方向へと直線的に移動させるいわゆるラインスキャン(Dスキャンともいう)を行うだけで、き裂104の高さ等を同定できるという特徴もある(図30、図31参照)。   In the TOFD method, ultrasonic waves are emitted between two probes for transmission and reception (probes), and the position of a crack defect in a structural material that is a flaw detector is identified. The “position” of the crack defect here means a three-dimensional position including both the position in the front-rear and left-right directions and the position (or height) in the thickness direction of the material. For example, flaw detection ultrasonic waves are transmitted from one of the two probes (probes) 101, 102 shown in FIG. 28 (transmitting probe 101) to the material 103 such as a pipe to be flaw detected. The lateral wave LW propagating on the surface of the material 103, the diffracted wave at the upper end 104a and the lower end 104b of the crack 104, and the reflected wave BW on the bottom surface of the material 103 are received by the other probe (receiving probe 102). The height and position of the crack 104 are identified from the phase difference (see FIG. 29). Incidentally, the diffracted wave at the tip of the defect such as the upper end 104a and the lower end 104b of the crack 104 is also called an end echo, and the method of measuring the height of the crack 104 using the propagation time difference of such an end echo is “ Also called “end echo method”. Then, according to the TOFD method as described above, the height and position of the crack 104 can be identified with high accuracy. In addition, in this TOFD method, the height of the crack 104 and the like can be adjusted only by performing a so-called line scan (also referred to as a D scan) in which the probes 101 and 102 are linearly moved in the longitudinal direction in parallel with the weld line 105. There is also a feature that it can be identified (see FIGS. 30 and 31).

一方、フェーズドアレイ法(PA法)は、複数のパルスレシーバー201と圧電素子(ピエゾ素子)202とを1対1に配置し(図33参照)、パルス電圧のタイミングをずらすことによって超音波ビームの方向を変化させ、焦点深度を変えて探傷することが可能となっている(図34、図35参照)。以前には、ケーブル203を通じ、単一のパルスレシーバー201により単一の圧電素子202を震わせて超音波を生じさせていたが(図32参照)、これだと自由に向きを変えることが難しかったので、複数のパルスレシーバー201と圧電素子202の一つひとつを分離することにより、プローブの向きを変えなくても超音波の向きを変える探傷技術が提案されている。このようなフェーズドアレイ法によれば、わざわざプローブの向きを変えるまでもなく、圧電素子202に対する電圧印加のタイミングをずらすことによって超音波の向きを変えることができる(図34、図35参照)。また、フェーズドアレイ法の場合、上述のような構成のプローブを溶接線と平行に一度だけ動かせば3次元情報が得られるという利点もある。   On the other hand, in the phased array method (PA method), a plurality of pulse receivers 201 and piezoelectric elements (piezo elements) 202 are arranged on a one-to-one basis (see FIG. 33), and the timing of an ultrasonic beam is shifted by shifting the timing of pulse voltages. It is possible to detect flaws by changing the direction and changing the depth of focus (see FIGS. 34 and 35). Previously, a single pulse receiver 201 vibrated a single piezoelectric element 202 through a cable 203 to generate ultrasonic waves (see FIG. 32), but this made it difficult to change the direction freely. Therefore, a flaw detection technique has been proposed that separates each of the plurality of pulse receivers 201 and the piezoelectric elements 202 to change the direction of the ultrasonic waves without changing the direction of the probe. According to such a phased array method, the direction of the ultrasonic wave can be changed by shifting the timing of voltage application to the piezoelectric element 202 without needing to change the direction of the probe (see FIGS. 34 and 35). In the case of the phased array method, there is also an advantage that three-dimensional information can be obtained by moving the probe having the above-described configuration only once in parallel with the weld line.

さらには、上述したTOFD法とフェーズドアレイ法とを組み合わせて探傷するという複合的な探傷技術も提案されている(例えば特許文献1参照)。   Furthermore, a composite flaw detection technique in which flaw detection is performed by combining the above-described TOFD method and phased array method has also been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2001−50938号公報JP 2001-50938 A

しかしながら、上述したような各種の利点を備えた超音波探傷法が開発されあるいは実用されてはいるものの、高温蒸気配管等の管状の構造物(本明細書では総称して「管状構造物」という)におけるき裂欠陥を自動的に精度よく探傷することができる装置といったものは皆無であった。すなわち、上述したように高温蒸気配管等の管状構造物に内在する欠陥に対して強い懸念があるにもかかわらず、従来、このような欠陥を簡便かつ高精度に探傷することが可能な自動探傷装置が提案されていなかったために、例えば手動操作により管状構造物の表面を走査(スキャン)するといったようにき裂欠陥を探傷するのにかなりの労力を要していた。しかも、操作者の熟練度や機器の性能によって探傷結果に差が生じることが多く、労力を要する割にはそれほど精度が高くないといった問題もあった。   However, although an ultrasonic flaw detection method having various advantages as described above has been developed or put into practical use, a tubular structure such as a high-temperature steam pipe (collectively referred to as “tubular structure” in this specification). Cracked defect in) automatically things like device capable of accurately testing there was no. That is, although there is a strong concern for defects inherent in tubular structures such as high-temperature steam pipes as described above, conventional automatic flaw detection capable of detecting such defects simply and with high accuracy. Since no device has been proposed, considerable effort has been required to detect crack defects, such as scanning the surface of a tubular structure by manual operation. In addition, the flaw detection results often differ depending on the skill level of the operator and the performance of the equipment, and there is also a problem that the accuracy is not so high although labor is required.

そこで、本発明は、高温蒸気配管等の管状構造物き裂欠陥を自動的に精度よく探傷することができる管状構造物用の自動超音波探傷装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an automatic ultrasonic flaw detector for a tubular structure that can automatically and accurately detect a crack in a tubular structure such as a high-temperature steam pipe.

かかる目的を達成するため、請求項1に記載の管状構造物用の自動超音波探傷装置は、検査対象である管状構造物の外周に沿って周方向へ移動可能であるとともに前記管状構造物に生じているき裂欠陥を探触する超音波探触子と該超音波探触子を前記管状構造物の軸方向に往復動可能に移動させるための駆動源及び駆動機構とを搭載した探触子ホルダユニットと、管状構造物の外周に沿って周方向へ移動可能であり尚かつ移動のための駆動源を備えた駆動ユニットと、該駆動ユニットと探触子ホルダユニットとの間に介在する同じく管状構造物の外周に沿って周方向へ移動可能なガイド台車ユニットと、2枚のプレート状部材を重ね合わせると共に一方を無段階にスライドさせて全長を変更可能に互いに連結して周方向長さが変更可能とされ前記ガイド台車ユニット、探触子ホルダユニットおよび駆動ユニットの間の少なくともいずれかの個所に介在し隣り合うユニットどうしを連結する連結部材と、管状構造物の周方向に伸縮可能な装置締付部材とを備えるとともに、探触子ホルダユニット、駆動ユニット、ガイド台車ユニット、連結部材および装置締付部材が管状構造物の周方向に連結されて環状であり、かつ探触子ホルダユニットと駆動ユニットとが管状構造物を挟んで対向する位置に配置されて重量バランスがとられるものであり、これらが管状構造物の外周に沿って周囲を周方向に走行しこの走行時あるいは停止時に管状構造物のき裂欠陥の自動探傷を行うというものである。 In order to achieve this object, the automatic ultrasonic flaw detector for a tubular structure according to claim 1 is movable in the circumferential direction along the outer periphery of the tubular structure to be inspected, and is provided in the tubular structure. A probe equipped with an ultrasonic probe for detecting a crack defect generated, and a drive source and a drive mechanism for reciprocally moving the ultrasonic probe in the axial direction of the tubular structure A child holder unit, a drive unit that is movable in the circumferential direction along the outer periphery of the tubular structure and that has a drive source for movement, and is interposed between the drive unit and the probe holder unit Similarly, the guide carriage unit that can move in the circumferential direction along the outer periphery of the tubular structure and the two plate-like members are overlapped with each other so that the entire length can be changed by steplessly sliding and connected to each other. It is a possible change of Serial guide the truck unit, and at least one of the connecting member for connecting each other interposed adjacent units in place, telescopic device member tightening the peripheral direction of the tubular structure between the probe holder unit and the drive unit The probe holder unit, the drive unit, the guide carriage unit, the connecting member and the device fastening member are connected to each other in the circumferential direction of the tubular structure and are annular, and the probe holder unit and the drive unit are They are placed at positions facing each other across the tubular structure to balance the weight, and these travel around the circumference of the tubular structure in the circumferential direction. The automatic flaw detection of crack defects.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の管状構造物用の自動超音波探傷装置において、管状構造物を周回するように設置される軌道タイミングベルトと、この軌道タイミングベルトに噛み合う駆動タイミングプーリとを備え、この駆動タイミングプーリを駆動源により回転駆動することにより駆動ユニットを移動させるようにしたものである。   According to a second aspect of the present invention, in the automatic ultrasonic flaw detector for a tubular structure according to the first aspect, a track timing belt installed so as to go around the tubular structure, and a drive meshing with the track timing belt A timing pulley, and the drive timing pulley is rotated by a drive source to move the drive unit.

請求項1記載の管状構造物用の自動超音波探傷装置によると、周方向に移動可能な各ユニット等を組み合わせて連結し環状の探傷装置を構成したことから、この環状装置を管状構造物の外周に沿って回転させてき裂欠陥を探傷することが可能となっている。しかも、この装置は駆動源によって駆動可能なユニット(駆動ユニット)を含んでいることから、管状構造物の外周に取り付けた後は自動運転によって自動的に探傷動作をすることが可能である。したがって、環状に連結した各ユニット等をその状態のまま自動で外周周りを回転させ、自動的に探傷することできるという点で従来の装置にくらべ探傷に要する作業や労力が極めて少なくて済む。しかも、自動走査を行うことから、従来の手動走査よりも精度の高い検査結果が得られやすい。
さらに、それぞれ駆動源搭載した探触子ホルダユニットと駆動ユニットとを管状構造物を挟んで対向する位置に配置して重量バランスをとるようにしているので、自動超音波探傷装置をよりスムーズに回転させることが可能となる。すなわち、探触子ホルダユニットにおける動作抵抗がもっとも大きい場合、このように駆動ユニットと対向する位置に配置することによって抵抗を極力少なくすることが可能となる。加えて、このように探触子ホルダユニットを対向配置した場合には、自動超音波探傷装置の正回転時と逆回転とにおける動作抵抗の差を極力少なくすることも期待できる。また、連結部材の周方向長さが適宜変更可能であることから、サイズの異なる管状構造物を検査対象とする場合にも本装置を適用することが可能となり汎用性が増す。したがって、これによれば単一の自動超音波探傷装置によって様々なサイズの管状構造物を検査することが可能となり簡便である。
According to the automatic ultrasonic flaw detector for a tubular structure according to claim 1, an annular flaw detector is formed by combining and connecting units movable in the circumferential direction. It is possible to detect crack defects by rotating along the outer periphery. In addition, since this apparatus includes a unit (drive unit) that can be driven by a drive source, it is possible to automatically perform a flaw detection operation by automatic operation after being attached to the outer periphery of the tubular structure. Therefore, the operation and labor required for flaw detection are extremely small compared to the conventional apparatus in that each unit or the like connected in an annular shape can be automatically rotated around the outer periphery in that state and automatically flaw-detected. In addition, since automatic scanning is performed, it is easy to obtain an inspection result with higher accuracy than conventional manual scanning.
In addition, the probe holder unit and the drive unit, each equipped with a drive source, are placed at opposite positions across the tubular structure to balance the weight, so the automatic ultrasonic flaw detector rotates more smoothly. It becomes possible to make it. That is, when the operating resistance of the probe holder unit is the largest, it is possible to reduce the resistance as much as possible by disposing the probe holder unit at the position facing the drive unit. In addition, when the probe holder units are arranged so as to face each other as described above, it can be expected that the difference in operation resistance between the forward rotation and the reverse rotation of the automatic ultrasonic flaw detector is minimized. In addition, since the circumferential length of the connecting member can be changed as appropriate, the present apparatus can be applied even when tubular structures having different sizes are to be inspected, increasing versatility. Therefore, according to this, it becomes possible to inspect tubular structures of various sizes with a single automatic ultrasonic flaw detector, which is convenient.

しかも、探触子ホルダユニットは一つばかりとは限らず、例えばアレイ探触子ホルダユニットやTOFD探触子ホルダユニットなど、必要に応じて複数種類の探触子ホルダユニットを併設することも可能である。こうした場合、種類の異なる探触子による同時探傷もできることから、単一の探触子でき裂欠陥を探傷するよりもさらに高い精度の検査を実施することが可能となる。   Moreover, the number of probe holder units is not limited to one. For example, an array probe holder unit or a TOFD probe holder unit can be provided with a plurality of types of probe holder units. It is. In such a case, since simultaneous flaw detection with different types of probes can be performed, it is possible to perform inspection with higher accuracy than flaw detection with a single probe.

請求項2に記載の自動超音波探傷装置によると、管状構造物を軌道タイミングベルト上で駆動タイミングプーリを回転させることにより、この軌道タイミングベルトに沿って駆動ユニットを移動させることができる。しかも、駆動タイミングプーリは軌道タイミングベルトに噛み合っていることからプーリとベルトとの間での滑りを生じさせることなく移動することができるため、精度の高い走査を実施することが可能となっている。   According to the automatic ultrasonic flaw detector described in claim 2, the drive unit can be moved along the track timing belt by rotating the drive timing pulley on the track timing belt of the tubular structure. In addition, since the drive timing pulley meshes with the track timing belt, it can move without causing slippage between the pulley and the belt, so that highly accurate scanning can be performed. .

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.

図1に本発明の一実施形態を示す。本発明にかかる管状構造物用の自動超音波探傷装置1は、検査対象である管状構造物2の外周に沿って周方向へ移動可能であるとともにこの管状構造物2に生じているき裂欠陥を探触する超音波探触子(以下、プローブとも呼ぶ)44,57,58を搭載した探触子ホルダユニット4,5と、管状構造物の外周に沿って周方向へ移動可能であり尚かつ移動のための駆動源11を備えた駆動ユニット3と、該駆動ユニット3と探触子ホルダユニット4,5との間に介在する同じく管状構造物2の外周に沿って周方向へ移動可能なガイド台車ユニット6と、該ガイド台車ユニット6、探触子ホルダユニット4,5および駆動ユニット3の間の少なくともいずれかの個所に介在し隣り合うユニットどうしを連結する連結部材7と、管状構造物2の周方向に伸縮可能な装置締付部材8とを備えているものである。また、この自動超音波探傷装置1においては探触子ホルダユニット4,5、駆動ユニット3、ガイド台車ユニット6、連結部材7および装置締付部材8が管状構造物2の周方向に連結されて環状であり、これらが管状構造物2の外周に沿って周囲を周方向に走行しこの走行時あるいは停止時に管状構造物2のき裂欠陥の自動探傷を行うようになっている(図1等参照)。   FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The automatic ultrasonic flaw detector 1 for a tubular structure according to the present invention is movable in the circumferential direction along the outer periphery of the tubular structure 2 to be inspected, and has a crack defect generated in the tubular structure 2. Probe holder units 4 and 5 mounted with ultrasonic probes (hereinafter also referred to as probes) 44, 57 and 58, and movable in the circumferential direction along the outer periphery of the tubular structure. Further, it is movable in the circumferential direction along the outer periphery of the drive unit 3 having the drive source 11 for movement and the tubular structure 2 interposed between the drive unit 3 and the probe holder units 4 and 5. A guide carriage unit 6, a connecting member 7 interposed between at least one of the guide carriage unit 6, the probe holder units 4, 5 and the drive unit 3, and connecting adjacent units, and a tubular structure Around the object 2 In which and a telescopic device fastening member 8 in direction. In the automatic ultrasonic flaw detector 1, the probe holder units 4 and 5, the drive unit 3, the guide carriage unit 6, the connecting member 7 and the device fastening member 8 are connected in the circumferential direction of the tubular structure 2. These are annular, and these travel in the circumferential direction along the outer periphery of the tubular structure 2 and perform automatic flaw detection of crack defects in the tubular structure 2 during this travel or stop (FIG. 1 and the like). reference).

ここで、本実施形態における管状構造物2は例えば経年火力発電所の高温蒸気配管などといった配管などの管状物全般であって、溶接熱影響部をはじめ、スラグ巻き込みや溶け込み不良などに起因して構造材料自体、中でもとくに当該構造物の溶接部に生ずるき裂欠陥を含んでいるおそれがあるものである。   Here, the tubular structure 2 in the present embodiment is a general tubular object such as a high-temperature steam pipe of an aged thermal power plant, for example, due to welding heat affected zone, slag entrainment or poor penetration, etc. The structural material itself, in particular, may contain crack defects that occur in the welds of the structure.

駆動ユニット3は、環状に構成された自動超音波探傷装置1を管状構造物2の周面に沿って周方向に回転させるための駆動装置として設けられている。駆動装置の具体的構成には種々のものが考えうるが、例えば本実施形態においては管状構造物2の周面に周回する歯付きの軌道タイミングベルト9を設けておくとともに、これに噛み合う歯付きの駆動タイミングプーリ10をこの軌道タイミングベルト上で回転させることによって駆動ユニット3を周方向に移動させることとしている(図1、図2参照)。軌道タイミングベルト9はその外周側に歯を備えた歯付きベルトであって、管状構造物2の外周を周回するように設置され、駆動タイミングプーリ10の軌道となって駆動ユニット3をガイドする(図2等参照)。   The drive unit 3 is provided as a drive device for rotating the automatic ultrasonic flaw detector 1 configured in an annular shape in the circumferential direction along the peripheral surface of the tubular structure 2. Various specific configurations of the drive device can be considered. For example, in the present embodiment, a toothed orbit timing belt 9 that circulates around the peripheral surface of the tubular structure 2 is provided, and a toothed tooth that meshes with this is provided. The drive unit 3 is moved in the circumferential direction by rotating the drive timing pulley 10 on the track timing belt (see FIGS. 1 and 2). The track timing belt 9 is a toothed belt having teeth on the outer peripheral side thereof, and is installed so as to go around the outer periphery of the tubular structure 2, and serves as a track of the drive timing pulley 10 to guide the drive unit 3 ( (See FIG. 2 etc.)

以下に、本実施形態における駆動ユニット3の構造について説明する(図3〜図9参照)。   Below, the structure of the drive unit 3 in this embodiment is demonstrated (refer FIGS. 3-9).

本実施形態の駆動ユニット3は、上述した軌道タイミングベルト9に沿って管状構造物2上を周方向に移動するユニットであり、駆動源(以下、−本実施形態において「駆動用モータ」という)11、ロータリエンコーダ12、複数のタイミングプーリ13,15,17、これら各種部材を収容したフレーム(本実施形態では右フレーム31と左フレーム32を図示している)、このフレームの底部に設けられたキャスター(車輪)42、上述した駆動タイミングプーリ10などを備えている(図3等参照)。駆動ユニット3の右フレーム31および左フレーム32にはそれぞれブラケット33,34が設けられている(図3、図4参照)。これらブラケット33,34には連結用孔33a,34aを利用してそれぞれに連結部材(以下、「連結プレート」という)7を連結することができるようになっている(図1、図6参照)。さらに、これらブラケット33,34の底面側にはキャスター42が取り付けられるようになっている(図3等参照)。   The drive unit 3 of the present embodiment is a unit that moves in the circumferential direction on the tubular structure 2 along the above-described track timing belt 9, and is a drive source (hereinafter referred to as “drive motor” in the present embodiment). 11, a rotary encoder 12, a plurality of timing pulleys 13, 15, 17, a frame containing these various members (in this embodiment, the right frame 31 and the left frame 32 are illustrated), and provided at the bottom of this frame caster (wheel) 42, and a driving timing pulley 10 described above (see FIG. 3). Brackets 33 and 34 are provided on the right frame 31 and the left frame 32 of the drive unit 3, respectively (see FIGS. 3 and 4). A connecting member (hereinafter referred to as “connecting plate”) 7 can be connected to the brackets 33 and 34 by using connecting holes 33a and 34a (see FIGS. 1 and 6). . Further, casters 42 are attached to the bottom surfaces of the brackets 33 and 34 (see FIG. 3 and the like).

駆動用モータ11はこの駆動ユニット3を駆動し、ひいては環状の自動超音波探傷装置1を管状構造物2の周りで自動回転させるための駆動源であり、本実施形態では上述した左右のフレーム31,32の間であってユニットの上部付近となる位置に、モータ回転軸が管状構造物2の長軸方向(以下、長手方向ともいう)と一致するように配置されている(図8、図9参照)。本実施形態ではこの駆動用モータ11としてギヤードステッピングモータを使用しているが、これは一例に過ぎず他のモータ、例えば5相パルスモータのようなモータやこれら以外の通常のモータなどを使用することもできることはいうまでもない。駆動用モータ11の本体には電源コード11aが接続されており、この電源コード11aを通じてモータ本体への給電が行われる。また、駆動用モータ11の回転軸の背面側端部(駆動タイミングプーリ10とは逆の側)にはロータリエンコーダ12が設置されており、回転軸の回転量および回転速度が検出できるようになっている(図8等参照)。一方、駆動用モータ11の回転軸の正面側端部には駆動力を伝達するためのタイミングプーリ13が設けられ、さらにこのタイミングプーリ13にはタイミングベルト14が巻き掛けられている(図8、図9参照)。このタイミングベルト14は、右フレーム31に支持されているさらに別のタイミングプーリ15に巻き掛けられている(図7参照)。本実施形態の場合、このタイミングプーリ15は駆動用モータ11の斜め下方に設置されているため、タイミングベルト14は両タイミングプーリ13,15間で斜めに巻き掛けられた状態となっている(図4参照)。また、このタイミングプーリ15と、出力軸18に固着されているタイミングプーリ17との間にはさらに別のタイミングベルト16が巻き掛けられている(図7、図17参照)。出力軸18は駆動タイミングプーリ10に回転を伝達するために設けられている軸で、正面側の軸端にこの駆動タイミングプーリ10が固着されている(図8参照)。   The drive motor 11 is a drive source for driving the drive unit 3 and for automatically rotating the annular automatic ultrasonic flaw detector 1 around the tubular structure 2. In the present embodiment, the left and right frames 31 described above are used. , 32 and in the vicinity of the upper part of the unit, the motor rotation shaft is arranged so as to coincide with the long axis direction (hereinafter also referred to as the longitudinal direction) of the tubular structure 2 (FIG. 8, FIG. 9). In the present embodiment, a geared stepping motor is used as the driving motor 11, but this is only an example, and other motors such as a motor such as a five-phase pulse motor or a normal motor other than these motors are used. It goes without saying that it can also be done. A power cord 11a is connected to the main body of the drive motor 11, and power is supplied to the motor main body through the power cord 11a. In addition, a rotary encoder 12 is installed on the rear side end of the rotation shaft of the drive motor 11 (the side opposite to the drive timing pulley 10), so that the rotation amount and rotation speed of the rotation shaft can be detected. (See FIG. 8 etc.). On the other hand, a timing pulley 13 for transmitting a driving force is provided at the front side end of the rotating shaft of the driving motor 11, and a timing belt 14 is wound around the timing pulley 13 (FIG. 8, (See FIG. 9). The timing belt 14 is wound around still another timing pulley 15 supported by the right frame 31 (see FIG. 7). In the case of the present embodiment, the timing pulley 15 is installed obliquely below the drive motor 11, and therefore the timing belt 14 is wound obliquely between the timing pulleys 13 and 15 (see FIG. 4). Further, another timing belt 16 is wound between the timing pulley 15 and the timing pulley 17 fixed to the output shaft 18 (see FIGS. 7 and 17). The output shaft 18 is a shaft provided to transmit the rotation to the drive timing pulley 10, and the drive timing pulley 10 is fixed to the shaft end on the front side (see FIG. 8).

また、駆動タイミングプーリ10は、管状構造物2の径方向の位置が変えられるように設けられていることが好ましい。検査対象である管状構造物2の径が変われば曲率も変化することになり、曲率に応じて駆動タイミングプーリ10の適正位置も変わってくるが、このように位置変更が可能であれば管状構造物2のサイズに応じて位置調整することが可能となる。例えば本実施形態においては、タイミングプーリ15と同一の軸を中心に揺動可能な2本の揺動アーム19,20をこのタイミングプーリ15を挟むようにして配置し、さらにそれぞれの先端部分にベアリング21,22を設け、上述した出力軸18をこれら揺動アーム19,20で回転可能な状態で揺動可能に支持することによって出力軸18および駆動タイミングプーリ10の径方向位置を変えられるようにしている(図3、図7参照)。ちなみに、本実施形態のように出力軸18を途中で軸径が変化する段付き軸とし、この段付き部分にベアリング21,22を配置すればこれらベアリング21,22がストッパとしても機能し、出力軸18が軸方向にずれるのを防止できるという利点がある(図8参照)。   The drive timing pulley 10 is preferably provided so that the radial position of the tubular structure 2 can be changed. If the diameter of the tubular structure 2 to be inspected changes, the curvature also changes, and the appropriate position of the drive timing pulley 10 also changes according to the curvature. If the position can be changed in this way, the tubular structure The position can be adjusted according to the size of the object 2. For example, in the present embodiment, two swing arms 19 and 20 that can swing around the same axis as the timing pulley 15 are arranged so as to sandwich the timing pulley 15, and bearings 21 and 20 are provided at respective tip portions. 22 is provided so that the output shaft 18 and the drive timing pulley 10 can be changed in radial direction by supporting the output shaft 18 so that the output shaft 18 can swing with the swing arms 19 and 20. (See FIGS. 3 and 7). By the way, if the output shaft 18 is a stepped shaft whose shaft diameter changes midway as in the present embodiment, and the bearings 21 and 22 are arranged in the stepped portion, these bearings 21 and 22 also function as a stopper, and the output There is an advantage that the shaft 18 can be prevented from shifting in the axial direction (see FIG. 8).

また、図3に示しているように、これら揺動アーム19.20の少なくとも一方は、引っ張りコイルばね23によって上方向(径方向外側)に向け常時引っ張り付勢されている(図3参照)。さらに、揺動アーム19.20の一方(例えば揺動アーム19)に突き当たることによって揺動可能範囲を制限するストッパ24も設けられている(図3、図8参照)。このストッパ24は、つまみ25を回ることによってその下端位置を上下させることが可能なもので、揺動アーム19への突き当て位置を適宜変えることによって出力軸18および駆動タイミングプーリ10の径方向位置を調節することが可能となっている(図3、図8参照)。   Further, as shown in FIG. 3, at least one of the swing arms 19.20 is always pulled and biased upward (radially outward) by the tension coil spring 23 (see FIG. 3). Further, a stopper 24 is provided to limit the swingable range by abutting against one of the swing arms 19.20 (for example, the swing arm 19) (see FIGS. 3 and 8). The stopper 24 can move its lower end position up and down by turning the knob 25, and the radial position of the output shaft 18 and the drive timing pulley 10 can be changed by appropriately changing the abutting position on the swing arm 19. Can be adjusted (see FIGS. 3 and 8).

なお、駆動タイミングプーリ10とベアリング21との間にはカラー26が設けられている(図8参照)。さらに、出力軸18の正面側軸端には、駆動タイミングプーリ10の抜けを防止する例えば金属製のワッシャ27が取り付けられている(図8参照)。   A collar 26 is provided between the drive timing pulley 10 and the bearing 21 (see FIG. 8). Further, for example, a metal washer 27 is attached to the front shaft end of the output shaft 18 to prevent the drive timing pulley 10 from coming off (see FIG. 8).

一方、出力軸18の背面側軸端にはベアリング29を介してローラ28が取り付けられている(図8参照)。このローラ28は管状構造物2の周面上を転がりながら移動できるように設けられているもので、周面に対して出力軸18が常に平行となるように、駆動タイミングプーリ10よりも少し大径(より具体的には軌道タイミングベルト9の厚みの分だけ大きく)形成されている(図7、図8参照)。また、ベアリング22とベアリング29との間には、ローラ28が揺動アーム20に接触するのを防止するカラー30が介在している(図8参照)。   On the other hand, a roller 28 is attached to the rear shaft end of the output shaft 18 via a bearing 29 (see FIG. 8). This roller 28 is provided so as to be able to move while rolling on the peripheral surface of the tubular structure 2, and is slightly larger than the drive timing pulley 10 so that the output shaft 18 is always parallel to the peripheral surface. The diameter is formed (more specifically, by the thickness of the track timing belt 9) (see FIGS. 7 and 8). Further, a collar 30 for preventing the roller 28 from coming into contact with the swing arm 20 is interposed between the bearing 22 and the bearing 29 (see FIG. 8).

タイミングプーリ15の周辺の構造についても以下に説明しておく。本実施形態の場合、右フレーム31に2つの支持ブラケット35,36を長手方向に並べて設置し、これら支持ブラケット35,36によって支持軸37を支持している(図7、図9参照)。この支持軸37の中央には上述したタイミングプーリ15が回転可能な状態で支持され、さらに、支持軸37の両端部分にはそれぞれ上述した揺動アーム19,20が支持されている。また、この支持軸37自体も、各支持ブラケット35,36との間にベアリング38,39が介在することによって支持ブラケット35,36に対し回転可能となっている。さらにこの支持軸37の周面であってタイミングプーリ15の一端側(例えば背面側)には止め輪40、他端側(例えば正面側)には例えば樹脂製のワッシャ41がそれぞれ取り付けられている(図9参照)。   The structure around the timing pulley 15 will also be described below. In the case of this embodiment, two support brackets 35 and 36 are installed side by side in the longitudinal direction on the right frame 31, and a support shaft 37 is supported by these support brackets 35 and 36 (see FIGS. 7 and 9). The timing pulley 15 described above is supported in a rotatable state at the center of the support shaft 37, and the swing arms 19 and 20 are supported at both ends of the support shaft 37, respectively. The support shaft 37 itself is also rotatable with respect to the support brackets 35 and 36 by interposing bearings 38 and 39 between the support brackets 35 and 36. Further, a retaining ring 40 is attached to one end side (for example, the back side) of the timing pulley 15 on the peripheral surface of the support shaft 37, and a resin washer 41 is attached to the other end side (for example, the front side), respectively. (See FIG. 9).

また、この駆動ユニット3の底部にはキャスター42が設けられている。例えば本実施形態では、右左のフレーム31,32に取り付けられたブラケット33,34を利用して4つのキャスター42をこの駆動ユニット3のほぼ四隅に配置して取り付けている。   A caster 42 is provided at the bottom of the drive unit 3. For example, in the present embodiment, four casters 42 are arranged and attached to substantially four corners of the drive unit 3 by using brackets 33 and 34 attached to the right and left frames 31 and 32.

以上のような駆動ユニット3においては、駆動用モータ11を動作させることにより、駆動用モータ11→タイミングプーリ13→タイミングベルト14→タイミングプーリ15→タイミングベルト16→タイミングプーリ17→出力軸18→駆動タイミングプーリ10というように回転が伝達されて駆動タイミングプーリ10が回転する。駆動タイミングプーリ10が軌道タイミングベルト9上で回転すると、周方向への力が作用して駆動ユニット3が管状構造物2の外周面に沿って移動し回転することになる。   In the drive unit 3 as described above, the drive motor 11 is operated to drive the drive motor 11 → timing pulley 13 → timing belt 14 → timing pulley 15 → timing belt 16 → timing pulley 17 → output shaft 18 → drive. As the timing pulley 10 is rotated, the driving timing pulley 10 is rotated. When the drive timing pulley 10 rotates on the track timing belt 9, a force in the circumferential direction acts, and the drive unit 3 moves and rotates along the outer peripheral surface of the tubular structure 2.

なお、各タイミングプーリ13,15,17と、これらに巻き掛けられるタイミングベルト14,16のそれぞれを歯付きとすれば、プーリとベルト間における滑りを防止できるという点で好ましい。例えば本実施形態では、タイミングプーリ15等を歯付きプーリとし、尚かつタイミングベルト14等の内周にも歯(図示省略)を設けてこれらを噛み合わせ、動作中に滑りが生じないようにしている(図7等参照)。   In addition, it is preferable that each of the timing pulleys 13, 15, and 17 and the timing belts 14 and 16 that are wound around the timing pulleys are toothed in terms of preventing slippage between the pulley and the belt. For example, in this embodiment, the timing pulley 15 and the like are toothed pulleys, and teeth (not shown) are provided on the inner periphery of the timing belt 14 and the like so as to mesh with each other so that no slip occurs during operation. (See FIG. 7 etc.).

次に、検査用のプローブ(検査用探触子)を装着するための装着ユニット(アレイ探触子ホルダユニット4、TOFD探触子ホルダユニット5)について説明する。   Next, mounting units (array probe holder unit 4 and TOFD probe holder unit 5) for mounting inspection probes (inspection probes) will be described.

アレイ探触子ホルダユニット4は、アレイ探触子44を使い、パルス電圧のタイミングをずらすことによって超音波ビームの方向を変化させ焦点深度を変えて探傷するための装置である。例えば本実施形態においては、互いに平行な一対の丸棒からなるガイド軸45がこのアレイ探触子ホルダユニット4に設けられ、このガイド軸45に沿ってアレイ探触子44がリニアに移動できるようになっている。この場合のガイド軸45は長手方向(管状構造物2の軸方向)に沿って設けられていることから、本実施形態のアレイ探触子4は長手方向に移動可能となっている。したがって、上述した駆動ユニット3によってこのアレイ探触子ホルダユニット4を周方向に移動させ、停止させた後、アレイ探触子44を長手方向に移動させて超音波探傷を行うことが可能となっている。アレイ探触子44のうちガイド軸45が通過する被ガイド孔の部分にはブシュ51が設けられ、さらに止め輪52が取り付けられている(図14参照)。アレイ探触子44による探傷結果はケーブル44aを通じて送信される。   The array probe holder unit 4 is a device that uses the array probe 44 and changes the ultrasonic beam direction by shifting the timing of the pulse voltage to change the depth of focus, thereby detecting flaws. For example, in the present embodiment, the array probe holder unit 4 is provided with a guide shaft 45 composed of a pair of round bars parallel to each other so that the array probe 44 can move linearly along the guide shaft 45. It has become. Since the guide shaft 45 in this case is provided along the longitudinal direction (the axial direction of the tubular structure 2), the array probe 4 of the present embodiment is movable in the longitudinal direction. Therefore, after the array probe holder unit 4 is moved in the circumferential direction by the drive unit 3 described above and stopped, the array probe 44 can be moved in the longitudinal direction to perform ultrasonic flaw detection. ing. A bush 51 is provided in a portion of the guided hole through which the guide shaft 45 of the array probe 44 passes, and a retaining ring 52 is further attached (see FIG. 14). The flaw detection result by the array probe 44 is transmitted through the cable 44a.

駆動用モータ46は、このアレイ探触子ホルダユニット4におけるプローブつまりアレイ探触子44を長手方向(管状構造物2の軸方向)に移動させるための駆動源である。例えば本実施形態では、この駆動用モータ46をアレイ探触子ホルダユニット4の前面近傍に横向きに(つまりモータ回転軸が長手方向と直交するように)配置している(図11参照)。また、本実施形態ではこの駆動用モータ46としてギヤードステッピングモータを使用しているがこれは一例に過ぎず他のモータを使用することもできることは駆動ユニット3の場合と同様である。駆動用モータ46の回転軸の端部(例えば図12において向かって右側の端部)にはロータリエンコーダ47が接続されており、モータ回転軸の回転量および回転速度が検出できるようになっている(図11、図12参照)。ロータリエンコーダ47は右フレーム52に例えばねじ止めされるなどして取り付けられている。また、本実施形態ではモータ回転軸とこのロータリエンコーダ47とをカップリング48によってガイド軸45を跨ぐようにして接続している(図11参照)。   The drive motor 46 is a drive source for moving the probes in the array probe holder unit 4, that is, the array probe 44 in the longitudinal direction (the axial direction of the tubular structure 2). For example, in the present embodiment, the drive motor 46 is disposed laterally in the vicinity of the front surface of the array probe holder unit 4 (that is, the motor rotation axis is orthogonal to the longitudinal direction) (see FIG. 11). In this embodiment, a geared stepping motor is used as the drive motor 46, but this is only an example, and other motors can be used as in the case of the drive unit 3. A rotary encoder 47 is connected to the end of the rotating shaft of the driving motor 46 (for example, the end on the right side in FIG. 12) so that the amount of rotation and the rotating speed of the motor rotating shaft can be detected. (See FIGS. 11 and 12). The rotary encoder 47 is attached to the right frame 52 by, for example, screwing. In the present embodiment, the motor rotation shaft and the rotary encoder 47 are connected by the coupling 48 so as to straddle the guide shaft 45 (see FIG. 11).

さらに、モータ回転軸の他方の端部(例えば図12において向かって左側の端部)には駆動力を伝達するためのタイミングプーリ49が設けられ、さらにこのタイミングプーリ49にはタイミングベルト50が巻き掛けられている(図10〜図12参照)。このタイミングベルト50は、長手方向背面側に設けられたアイドラプーリ56にも巻き掛けられてベルト部分がガイド軸45と平行となるように張られ、さらに、その途中にアレイ探触子44が止め付けられることによってこのアレイ探触子44と同量動くようになっている(図10、図11参照)。したがって本実施形態のアレイ探触子ホルダユニット4においては、駆動用モータ46を駆動することによりタイミングベルト50を送り、これに止め付けられているアレイ探触子44をガイド軸45に沿って長手方向へと移動させることができる。また、駆動用モータ46を逆転させればアレイ探触子44を逆方向に移動させることができる。   Further, a timing pulley 49 for transmitting a driving force is provided at the other end of the motor rotating shaft (for example, the left end in FIG. 12). Further, a timing belt 50 is wound around the timing pulley 49. It is hung (see FIGS. 10 to 12). The timing belt 50 is also wound around an idler pulley 56 provided on the back side in the longitudinal direction so that the belt portion is parallel to the guide shaft 45, and the array probe 44 is stopped in the middle. by attached adapted to move the same amount as the array probe 44 (see FIGS. 10 and 11). Therefore, in the array probe holder unit 4 of the present embodiment, the timing belt 50 is fed by driving the driving motor 46, and the array probe 44 fastened to the timing belt 50 is elongated along the guide shaft 45. It can be moved in the direction. Further, it is possible to be caused to reverse the drive motor 46 to move the array probe 44 in the opposite direction.

また、アレイ探触子ホルダユニット4の右左のフレーム52,53にはそれぞれブラケット54,55が設けられている(図11、図12等参照)。これらブラケット54,55には連結用孔54a,55aを利用してそれぞれに連結プレート7を連結することができるようになっている(図1参照)。さらに、これらブラケット54,55の底面側にはキャスター42が取り付けられている(図13等参照)。   In addition, brackets 54 and 55 are provided on the right and left frames 52 and 53 of the array probe holder unit 4 (see FIGS. 11 and 12, etc.). The brackets 54 and 55 can be connected to the connection plate 7 using connection holes 54a and 55a, respectively (see FIG. 1). Further, on the bottom side of these brackets 54 and 55 are casters 42 are attached (see FIG. 13 or the like).

続いてTOFD探触子ホルダユニット5について説明する(図16〜図19参照)。TOFD探触子ホルダユニット5は、探傷体である構造物材料中におけるき裂欠陥の位置を同定するための装置であり、一方は送信用プローブ、もう一方は受信用プローブとして機能する一対のTOFD探触子57,58を備えている。また、本実施形態においては互いに平行な一対の丸棒からなるガイド軸59がこのTOFD探触子ホルダユニット5に設けられており、このガイド軸59に沿ってTOFD探触子57,58の両方または一方がリニアに移動できるようになっている(図17参照)。この場合のガイド軸59は長手方向(管状構造物2の軸方向)に沿って設けられていることから、本実施形態のTOFD探触子57,58は長手方向に移動可能となっている。したがって、上述した駆動ユニット3によってこのTOFD探触子ホルダユニット5を周方向に移動させ、停止させた後、TOFD探触子57,58を長手方向に移動させて超音波探傷を行うことが可能となっている。また、TOFD探触子57,58の近傍にはガイド軸59と平行となるようにスケールプレート60が設けられている(図17参照)。例えば本実施形態のスケールプレート60は長手方向の中央位置の目盛りが0であり、この中央位置からTOFD探触子57,58までの距離がわかるようになっている。   Next, the TOFD probe holder unit 5 will be described (see FIGS. 16 to 19). The TOFD probe holder unit 5 is a device for identifying the position of a crack defect in a structural material that is a flaw detector, one being a pair of TOFD that functions as a transmitting probe and the other as a receiving probe. Probes 57 and 58 are provided. In the present embodiment, a guide shaft 59 composed of a pair of round bars parallel to each other is provided in the TOFD probe holder unit 5, and both the TOFD probes 57 and 58 are arranged along the guide shaft 59. Alternatively, one can move linearly (see FIG. 17). Since the guide shaft 59 in this case is provided along the longitudinal direction (the axial direction of the tubular structure 2), the TOFD probes 57 and 58 of the present embodiment are movable in the longitudinal direction. Therefore, after the TOFD probe holder unit 5 is moved in the circumferential direction by the drive unit 3 described above and stopped, the TOFD probes 57 and 58 can be moved in the longitudinal direction to perform ultrasonic flaw detection. It has become. A scale plate 60 is provided in the vicinity of the TOFD probes 57 and 58 so as to be parallel to the guide shaft 59 (see FIG. 17). For example, the scale plate 60 of this embodiment has a scale at the center position in the longitudinal direction of 0, and the distance from the center position to the TOFD probes 57 and 58 can be known.

また、TOFD探触子ホルダユニット5の右左のフレーム61,62にはそれぞれブラケット63,64が設けられている(図15〜図18参照)。これらブラケット63,64には連結用孔63a,64aを利用してそれぞれに連結プレート7を連結することができるようになっている(図1参照)。さらに、これらブラケット63,64の底面側にはキャスター42が取り付けられている(図15等参照)。   In addition, brackets 63 and 64 are provided on the left and right frames 61 and 62 of the TOFD probe holder unit 5, respectively (see FIGS. 15 to 18). The brackets 63 and 64 can be connected to the connection plate 7 using connection holes 63a and 64a, respectively (see FIG. 1). Further, on the bottom side of these brackets 63 and 64 are casters 42 are attached (see FIG. 15 and the like).

ガイド台車ユニット6は、上述した駆動ユニット3、アレイ探触子ホルダユニット4、TOFD探触子ホルダユニット5あるいは連結プレート7と連結されて環状の自動超音波探傷装置1を構成する部材である。例えば本実施形態におけるガイド台車ユニット6は、矩形のプレートと、このプレート底面の四隅に配置されたキャスター42とで構成されている(図1、図2参照)。このガイド台車ユニット6のサイズおよび設置数は他の装置(駆動ユニット3、アレイ探触子ホルダユニット4、TOFD探触子ホルダユニット5など)や検査対象となる管状構造物2のサイズなどに応じて変更することが可能であるが、一例として本実施形態での態様を説明するとここでは3台のガイド台車ユニット6を用意し、キャスター42を備えた6台のユニット(すなわち1台の駆動ユニット3、1台のアレイ探触子ホルダユニット4、1台のTOFD探触子ホルダユニット5、3台のガイド台車ユニット6)を60度おきの等間隔で配置することとしている(図1参照)。このように各ユニット3〜6を等間隔に配置した場合にはキャスター42の転がり抵抗が適度に分散されることになり、これら各ユニット3〜6を管状構造物2の周囲でよりスムーズに回転させることが可能になるという点で好ましい。   The guide carriage unit 6 is a member that constitutes the annular automatic ultrasonic flaw detector 1 by being connected to the drive unit 3, the array probe holder unit 4, the TOFD probe holder unit 5, or the connection plate 7 described above. For example, the guide carriage unit 6 in the present embodiment is configured by a rectangular plate and casters 42 disposed at the four corners of the bottom surface of the plate (see FIGS. 1 and 2). The size and number of installation of the guide carriage unit 6 depend on other devices (the drive unit 3, the array probe holder unit 4, the TOFD probe holder unit 5 and the like) and the size of the tubular structure 2 to be inspected. As an example, the embodiment of the present embodiment will be described. Here, three guide carriage units 6 are prepared, and six units including casters 42 (that is, one drive unit). 3, one array probe holder unit 4, one TOFD probe holder unit 5, and three guide carriage units 6) are arranged at equal intervals of 60 degrees (see FIG. 1). . When the units 3 to 6 are arranged at equal intervals in this way, the rolling resistance of the casters 42 is appropriately dispersed, and the units 3 to 6 are rotated more smoothly around the tubular structure 2. It is preferable in that it can be made to occur.

連結プレート(連結部材)7は、上述した各ユニット3〜6どうしを連結するための部材である(図1、図2参照)。自動超音波探傷装置1を構成するにあたっては上述した各ユニット3〜6を直接連結することもできるが、本実施形態においては各ユニット3〜6の間にこの連結プレート7を介在させて環状の自動超音波探傷装置1を構成することとしている。このように各ユニット3〜6間に連結プレート7を介在させた場合、その分だけ可動点(連結点)が多くなることから、管状構造物2の周面に沿った形状の自動超音波探傷装置1を構成することが可能となる。また、必要に応じてこの連結プレート7(または上述のガイド台車ユニット6でもよい)を着脱し、あるいは連結プレート7等のサイズ(より具体的には、周方向の長さ)を変更することによってサイズの異なる管状構造物2にも容易に適用できるという観点でも連結プレート7を介在させることは好ましく、これによって自動超音波探傷装置1を適用するにあたっての柔軟性が増し、適用範囲が広がるといえる。さらには、他のユニット3〜6のサイズや重量を考慮し、必要に応じて個々の連結プレート7の長さを異ならせるようにしてもよい。ここで具体例を挙げて説明しておくと、本実施形態では、外形610mmの環状構造物2に対して5個ある連結プレート7の長さをアレイ探触子ホルダユニット4から反時計回り順にそれぞれ160mm、190mm、170mm、170mm、190mmというように異ならせている(図1参照)。例えばアレイ探触子ホルダユニット4やTOFD探触子ホルダユニット5がそれぞれの探触子(アレイ探触子44、TOFD探触子57,58)を管状構造物2の外周面に接触させながら動作するような場合、このように各連結プレート7のサイズを適宜変更することとし、摺動抵抗も考慮にいれて全体としての重量バランスをとれば、自動超音波探傷装置1がよりスムーズに動作することが可能となる。   The connection plate (connection member) 7 is a member for connecting the units 3 to 6 described above (see FIGS. 1 and 2). In constructing the automatic ultrasonic flaw detector 1, each of the above-described units 3 to 6 can be directly connected. In this embodiment, the connecting plate 7 is interposed between the units 3 to 6 to form an annular shape. The automatic ultrasonic flaw detector 1 is configured. When the connecting plate 7 is interposed between the units 3 to 6 as described above, the number of movable points (connecting points) increases accordingly, so that the automatic ultrasonic inspection having a shape along the peripheral surface of the tubular structure 2 is performed. The apparatus 1 can be configured. Further, the connecting plate 7 (or the guide carriage unit 6 described above) may be attached or detached as necessary, or the size of the connecting plate 7 or the like (more specifically, the length in the circumferential direction) may be changed. It is preferable to interpose the connecting plate 7 also from the viewpoint that it can be easily applied to the tubular structures 2 having different sizes. This increases the flexibility in applying the automatic ultrasonic flaw detector 1 and expands the application range. . Furthermore, in consideration of the size and weight of the other units 3 to 6, the lengths of the individual connection plates 7 may be varied as necessary. In this embodiment, the length of the five connecting plates 7 with respect to the annular structure 2 having an outer shape of 610 mm is set in the counterclockwise order from the array probe holder unit 4 in this embodiment. each 160mm, 190mm, 170mm, 170mm, is made different so that 190 mm (see Fig. 1). For example, the array probe holder unit 4 and the TOFD probe holder unit 5 operate while bringing their respective probes (array probe 44, TOFD probes 57, 58) into contact with the outer peripheral surface of the tubular structure 2. In such a case, the automatic ultrasonic flaw detector 1 operates more smoothly if the size of each connecting plate 7 is appropriately changed in this way, and the overall weight balance is taken into consideration by taking the sliding resistance into consideration. It becomes possible.

また、本実施形態の連結プレート7は蝶番取付用の連結用孔7aを備えており、この連結用孔7aに取り付けた連結用治具43を介して隣り合う各ユニット3〜6と連結される構造となっている。連結用治具43は折り曲げ自在なものあるいは折り曲げ自在な程度の柔軟性を備えるものであり、これによってサイズの異なる管状構造物2への適用が可能となっている。例えば本実施形態においてはこの連結用治具43として蝶番を利用することとしているが、もちろんこれ以外の治具を利用しても構わない。また、本実施形態では、この連結プレート7を各ユニット3〜6の間に等間隔となるように配置することとしている。ただし、これら連結プレート7のうちの一つは装置締付部材8に置き換え、自動超音波探傷装置1の周回長さを調整できる構造としている(図1参照)。なお、上述の説明では「連結プレート」という名称で説明しているが、これは部材が板状であることに起因する便宜的な名称であって連結部材の好適な一例に過ぎない。したがって、例えば棒状の部材であっても上述の場合と同様に機能する限りは本発明でいう「連結部材」に該当する。   Further, the connecting plate 7 of the present embodiment includes a connecting hole 7a for attaching a hinge, and is connected to the adjacent units 3 to 6 through a connecting jig 43 attached to the connecting hole 7a. It has a structure. The connecting jig 43 can be bent or is flexible enough to be bent, so that it can be applied to tubular structures 2 having different sizes. For example, in this embodiment, a hinge is used as the connecting jig 43, but other jigs may be used. Moreover, in this embodiment, it is supposed that this connection plate 7 is arrange | positioned so that it may become equal intervals between each units 3-6. However, one of these connecting plates 7 is replaced with a device fastening member 8 so that the circumferential length of the automatic ultrasonic flaw detector 1 can be adjusted (see FIG. 1). In the above description, the name “connecting plate” is used, but this is a convenient name resulting from the fact that the member is plate-shaped, and is merely a preferred example of the connecting member. Therefore, for example, a rod-shaped member corresponds to the “connecting member” in the present invention as long as it functions in the same manner as described above.

装置締付部材8は、環状に構成された自動超音波探傷装置1の途中に設けられ、適度に締め付けることによって周回長さを調整するための部材である(図1参照)。装置締付部材8の具体的構造は適度に周回長さを変更できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば本実施形態では周方向に4枚のプレート状部材8a〜8dを連ねるとともにそのうちの中央寄り2枚8b,8cを逆V字状に折り曲げ、これら折り曲げた2枚のプレート状部材8b,8cを調整用ボルト8eで貫く構造としている(図1参照)。また、詳しくは図示していないが、この調整用ボルト8eを受ける2つのナットはプレート状部材8b,8cに対して回転可能に取り付けておき、プレート状部材8b,8cの角度が変わっても常に調整用ボルト8eの軸方向を向く構造としている。いうまでもないが、2つのナットは、互いに逆方向の雌ねじが切られたものか、あるいはいずれか一方が雌ねじの切られてなくてボルトの回転のみ許容するものとなっている。   The device fastening member 8 is provided in the middle of the automatic ultrasonic flaw detector 1 configured in an annular shape, and is a member for adjusting the circulation length by appropriately tightening (see FIG. 1). The specific structure of the device fastening member 8 is not particularly limited as long as the circumferential length can be appropriately changed. For example, in this embodiment, four plate-like members 8a to 8d are connected in the circumferential direction. At the same time, the two central portions 8b and 8c are bent into an inverted V shape, and the two plate-like members 8b and 8c are bent with adjustment bolts 8e (see FIG. 1). Although not shown in detail, the two nuts that receive the adjusting bolt 8e are rotatably attached to the plate-like members 8b and 8c, and always change even if the angle of the plate-like members 8b and 8c changes. The adjustment bolt 8e is oriented in the axial direction. Needless to say, the two nuts have internal threads that are opposite to each other, or one of them has no internal thread and only allows rotation of the bolt.

軌道タイミングベルト9は、上述したようにその外周側に歯を備えた歯付きベルトであって、管状構造物2の外周を周回するように設置されて駆動タイミングプーリ10の軌道となるものである。例えば本実施形態においては強化ゴムからなる可撓性の軌道タイミングベルト9を採用し、これを管状構造物2の外周に巻き付けるようにしている(図1、図2参照)。ベルト自体は、山部分と谷部分が周期的に繰り返される凹凸形状とされることによって歯を備えた構造となっている(図20参照)。また、この軌道タイミングベルト9の終端部にはラチェット機構を内蔵したベルト巻込用タイミングプーリ71が取り付けられている。このベルト巻込用タイミングプーリ71の外周面には、凹凸形状とされた軌道タイミングベルト9と噛み合い引っ掛けるための凸部が形成されている(図21、図22参照)。また、軌道タイミングベルト9を送り込んでベルト巻込用タイミングプーリ71に噛み合わせるためのガイドアダプタ72がこのベルト巻込用タイミングプーリ71の外周面と向かい合うように設けられている(図20参照)。ベルト巻込用タイミングプーリ71の側部には、このベルト巻込用タイミングプーリ71自体を回転させるためのベルト締付用レンチ孔73が設けられている。したがって、まず軌道タイミングベルト9の終端をベルト巻込用タイミングプーリ71とガイドアダプタ72との間に差し入れ、ベルト締付用レンチ孔73に差し込んだレンチでベルト巻込用タイミングプーリ71を回転させることにより軌道タイミングベルト9を徐々に巻き取り、当該軌道タイミングベルト9を管状構造物2の外周に密着した状態で巻き付けることができる。この場合、ベルト巻込用タイミングプーリ71はラチェット機構によって一方向にのみ回転可能となっているために、いったん軌道タイミングベルト9を締め付けたら当該ラチェット機構を解除しない限りはベルトが弛まない構造となっている。なお、ベルト巻込用タイミングプーリ71とガイドアダプタ72はその両側のフレーム74によって支持された構造となっている(図22参照)。また、ベルト巻込用タイミングプーリ71の端部に軌道タイミングベルト9を取り付けるにあたっては、その間に付勢部材を介在させておくことが好ましい。例えば本実施形態では軌道タイミングベルト9の終端部にベルト取付金具75を取り付け、ベルト取付金具75には圧縮コイルばね76aを内蔵している付勢部材76を取り付け、この付勢部材76をフレーム74に接続する構造としている(図20、図21参照)。この場合の付勢部材76は軌道タイミングベルト9を引っ張り付勢することから、管状構造物2の外周に巻き付けた軌道タイミングベルト9がその後に弛緩するのを防止するように作用する。また、軌道タイミングベルト9を管状構造物2の外周に巻き付ける際にあっては、ベルト巻込用タイミングプーリ71を多く回転させて軌道タイミングベルト9を強めに巻き込んだとしても、圧縮コイルばね76aが圧縮されて付勢部材76の長さが周方向に延びることによって軌道タイミングベルト9に無理な力がかからないように機能する。なお、フレーム74の底面には管状構造物2と接触してベルト巻込用タイミングプーリ71が動かないように固定するためのコンタクトブラケット77が設けられている(図20、図22参照)。   As described above, the track timing belt 9 is a toothed belt having teeth on its outer peripheral side, and is installed so as to go around the outer periphery of the tubular structure 2 to be a track of the drive timing pulley 10. . For example, in this embodiment, a flexible orbit timing belt 9 made of reinforced rubber is employed, and this is wound around the outer periphery of the tubular structure 2 (see FIGS. 1 and 2). The belt itself has a structure provided with teeth by forming a concavo-convex shape in which crests and troughs are periodically repeated (see FIG. 20). A belt winding timing pulley 71 having a ratchet mechanism is attached to the end of the track timing belt 9. On the outer peripheral surface of the belt winding timing pulley 71, a convex portion is formed for engaging with and engaging with the orbital timing belt 9 having an uneven shape (see FIGS. 21 and 22). Further, a guide adapter 72 for feeding the track timing belt 9 and meshing with the belt winding timing pulley 71 is provided so as to face the outer peripheral surface of the belt winding timing pulley 71 (see FIG. 20). A belt tightening wrench hole 73 for rotating the belt winding timing pulley 71 itself is provided on a side portion of the belt winding timing pulley 71. Therefore, first, the end of the track timing belt 9 is inserted between the belt winding timing pulley 71 and the guide adapter 72, and the belt winding timing pulley 71 is rotated by the wrench inserted into the belt tightening wrench hole 73. Thus, the track timing belt 9 can be gradually wound, and the track timing belt 9 can be wound in close contact with the outer periphery of the tubular structure 2. In this case, since the belt winding timing pulley 71 can be rotated only in one direction by the ratchet mechanism, once the track timing belt 9 is tightened, the belt does not loosen unless the ratchet mechanism is released. ing. The belt winding timing pulley 71 and the guide adapter 72 are supported by frames 74 on both sides thereof (see FIG. 22). Further, when attaching the track timing belt 9 to the end portion of the belt winding timing pulley 71, it is preferable to interpose an urging member therebetween. For example, in this embodiment, a belt mounting bracket 75 is attached to the end portion of the track timing belt 9, and a biasing member 76 incorporating a compression coil spring 76 a is attached to the belt mounting bracket 75, and this biasing member 76 is attached to the frame 74. (See FIGS. 20 and 21). In this case, the biasing member 76 pulls and biases the track timing belt 9, and thus acts to prevent the track timing belt 9 wound around the outer periphery of the tubular structure 2 from being relaxed thereafter. Further, when the track timing belt 9 is wound around the outer periphery of the tubular structure 2, even if the belt timing pulley 71 is rotated more and the track timing belt 9 is wound more strongly, the compression coil spring 76a does not move. By being compressed and the length of the urging member 76 extending in the circumferential direction, the track timing belt 9 functions so as not to be subjected to excessive force. A contact bracket 77 is provided on the bottom surface of the frame 74 so as to contact the tubular structure 2 and fix the belt winding timing pulley 71 so as not to move (see FIGS. 20 and 22).

以上はラチェット機構付きのベルト巻込用タイミングプーリ71を採用した場合であるがこれ以外の機構として例えばアジャスト付きのファスナー78を採用することもできる(図23、図24参照)。すなわち、軌道タイミングベルト9の一端にフック付きの締結部材79を取り付けるとともに、他端にはこのフック付き締結部材79に引っ掛かる係止部材80を備えたアジャストファスナー78を取り付け、ハンドル81のてこ作用を利用して軌道タイミングベルト9を管状構造物2の外周に密着させて巻き付けるようにすることもできる。   The above is a case where the belt-winding timing pulley 71 with a ratchet mechanism is employed, but for example, a fastener 78 with an adjustment can be employed as another mechanism (see FIGS. 23 and 24). That is, a fastening member 79 with a hook is attached to one end of the track timing belt 9, and an adjustment fastener 78 provided with a locking member 80 that is hooked on the fastening member 79 with a hook is attached to the other end. It is also possible to use the track timing belt 9 in close contact with the outer periphery of the tubular structure 2 by using it.

以上の各部材によって構成される本実施形態の自動超音波探傷装置1によれば、検査対象たる管状構造物2のき裂欠陥を自動探傷することができる。すなわち、まず管状構造物2の周囲に軌道タイミングベルト9を設置し、さらに環状の自動超音波探傷装置1を管状構造物2の外周に取り付けた後、装置締付部材8によって自動超音波探傷装置1の周回長さを調整し、各ユニット3〜6のキャスター42、およびアレイ探触子44とTOFD探触子57を管状構造物2の外周面に密着させる(図1参照)。また、駆動ユニット3の駆動タイミングプーリ10を軌道タイミングベルト9に噛み合わせておく(図2参照)。設置後、駆動用モータ11を動作させると自動超音波探傷装置1が管状構造物2の周囲を回転して自動探傷を始める。また、この自動超音波探傷装置1を管状構造物2に着脱する場合には、一般には2人程度の作業者がいれば簡便に着脱することができるし、1人であっても、自動超音波探傷装置1を管状構造物2の上部から巻き回すようにして取り付けたりあるいはこれとは逆の動作で取り外すことは可能である。   According to the automatic ultrasonic flaw detector 1 of the present embodiment configured by the above members, it is possible to automatically detect a crack defect in the tubular structure 2 to be inspected. That is, the orbital timing belt 9 is first installed around the tubular structure 2, and the annular automatic ultrasonic flaw detector 1 is attached to the outer periphery of the tubular structure 2, and then the automatic ultrasonic flaw detector by the device fastening member 8. 1 is adjusted, and the casters 42 of the units 3 to 6 and the array probe 44 and the TOFD probe 57 are brought into close contact with the outer peripheral surface of the tubular structure 2 (see FIG. 1). Further, the drive timing pulley 10 of the drive unit 3 is engaged with the track timing belt 9 (see FIG. 2). After the installation, when the driving motor 11 is operated, the automatic ultrasonic flaw detector 1 rotates around the tubular structure 2 and starts automatic flaw detection. In addition, when the automatic ultrasonic flaw detector 1 is attached to and detached from the tubular structure 2, it can be easily attached and detached if there are about two workers. It is possible to attach the sonic flaw detector 1 by winding it from the upper part of the tubular structure 2 or to remove it by the reverse operation.

ちなみに、上述した各ユニット3〜6の配置(連結の順番)については特に限定されることはなく、どのような連結順としても自動探傷を実施することは可能であるが、例えば、本実施形態のように駆動ユニット3とアレイ探触子ホルダユニット4とを対向配置すること(180°離れた位置に配置すること)は好ましいといえる(図1参照)。例えば各ユニット3〜6のうちアレイ探触子ホルダユニット4の動作時の接触抵抗が最大である場合、このように対向配置すれば、自動超音波探傷装置1の周方向の重量が適度に分散され、駆動ユニット3にかかる重量負荷が少なくて済むため回転動作をよりスムーズにすることが可能となる。あるいは、特に図示していないが、駆動ユニット3、アレイ探触子ホルダユニット4、TOFD探触子ホルダユニット5といった比較的重量のあるユニットを120°おきに等間隔となるように配置し、自動超音波探傷装置1の全体的な重量バランスをとることも好ましいといえる。   Incidentally, the arrangement (order of connection) of the units 3 to 6 described above is not particularly limited, and automatic flaw detection can be performed in any connection order. For example, this embodiment Thus, it can be said that it is preferable to dispose the drive unit 3 and the array probe holder unit 4 so as to face each other (ie, at a position 180 degrees apart) (see FIG. 1). For example, when the contact resistance during the operation of the array probe holder unit 4 among the units 3 to 6 is the maximum, the weight in the circumferential direction of the automatic ultrasonic flaw detector 1 can be appropriately dispersed by arranging them in this manner. In addition, since the weight load applied to the drive unit 3 can be reduced, the rotation operation can be made smoother. Alternatively, although not particularly illustrated, relatively heavy units such as the drive unit 3, the array probe holder unit 4, and the TOFD probe holder unit 5 are arranged at regular intervals every 120 ° to automatically It can also be said that it is preferable to balance the overall weight of the ultrasonic flaw detector 1.

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれ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において種々変形実施可能である。例えば本実施形態ではアレイ探触子ホルダユニット4とTOFD探触子ホルダユニット5とを備えることによりフェーズドアレイ法(PA法)とTOFD法の両方を実施しうる自動超音波探傷装置1について説明したが、この他にも、クリーピング波プローブ、通常の単一振動子の縦波や横波の斜角プローブなどを用い、TOFD法、端部エコー法、タンデム探傷法、ピッチキャッチなどを同時に利用して探傷を行うこともできる。ちなみに、タンデム探傷法とは、探傷面に垂直な欠陥を検出するために2個の斜角探触子を前後に配置して一方を送信用、他方を受信用にして行う探傷法のことである。また、クリーピング波プローブとは、横波(クリーピング波と同時に発生する波)が配管等の底面で反射するとき生ずる2次クリーピング波を利用し、配管内表面に開口した欠陥などの検出を行うための探触子である。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, the automatic ultrasonic flaw detector 1 that can perform both the phased array method (PA method) and the TOFD method by providing the array probe holder unit 4 and the TOFD probe holder unit 5 has been described. However, in addition to this, a creeping wave probe, an ordinary single oscillator longitudinal wave and transverse wave oblique angle probe, etc. are used, and the TOFD method, end echo method, tandem flaw detection method, pitch catch, etc. are simultaneously used. You can also perform flaw detection. By the way, the tandem flaw detection method is a flaw detection method in which two oblique angle probes are arranged at the front and rear to detect a defect perpendicular to the flaw detection surface, one for transmission and the other for reception. is there. A creeping wave probe uses a secondary creeping wave that is generated when a transverse wave (wave generated simultaneously with a creeping wave) is reflected from the bottom surface of a pipe or the like, and detects a defect or the like that opens on the inner surface of the pipe. A probe to do.

また、本実施形態ではアレイ探触子ホルダユニット4とTOFD探触子ホルダユニット5の2種類の探触子ホルダユニットを備えた自動超音波探傷装置1について説明したが、これは好適な形態の一例に過ぎず、例えば、アレイ探触子ホルダユニット4とTOFD探触子ホルダユニット5のいずれか一方のみを備えた自動超音波探傷装置1であっても管状構造物2のき裂欠陥を自動探傷可能であることはいうまでもない。要は、種類の異なる探触子ホルダユニットを備えていれば探傷精度の向上が望めるという点で好ましいが、単一の探触子ホルダユニットであってもき裂結果の探傷を行うことは十分に可能である。   In the present embodiment, the automatic ultrasonic flaw detector 1 including two types of probe holder units, the array probe holder unit 4 and the TOFD probe holder unit 5, has been described. This is merely an example. For example, even an automatic ultrasonic flaw detector 1 having only one of the array probe holder unit 4 and the TOFD probe holder unit 5 automatically detects crack defects in the tubular structure 2. Needless to say, flaw detection is possible. In short, it is preferable to have different types of probe holder units, so that it is possible to improve the accuracy of flaw detection, but it is sufficient to perform flaw detection with a single probe holder unit. Is possible.

さらに、本実施形態ではアレイ探触子ホルダユニット4とTOFD探触子ホルダユニット5をそれぞれ1個ずつ(1基ずつ)備えた自動超音波探傷装置1について説明したが、必要に応じてこれら探触子ホルダユニットを増設することももちろん可能である。例えばある個所のガイド台車ユニット6を取り外して代わりにアレイ探触子ホルダユニット4を設置すれば複数のアレイ探触子44を備えた自動超音波探傷装置1とすることができる。また、TOFD探触子ホルダユニット5についても同様である。   Furthermore, in the present embodiment, the automatic ultrasonic flaw detector 1 provided with one array probe holder unit 4 and one TOFD probe holder unit 5 has been described. Of course, it is also possible to add a tentacle holder unit. For example, by removing the guide carriage unit 6 at a certain location and installing the array probe holder unit 4 instead, the automatic ultrasonic flaw detector 1 having a plurality of array probes 44 can be obtained. The same applies to the TOFD probe holder unit 5.

また、上述した実施形態では、各連結プレート7のサイズを適宜変更して装置全体の重量バランスをとればスムーズな動作が可能になることについて説明したが、ここでいう連結プレート7のサイズ変更には、もともとサイズの異なる複数種の連結プレート7を取り揃えておいて必要部分のみ取り替えることが含まれるし、連結プレート7自体を伸縮させて長さを変更することも含まれる。ここで後者の一例について説明しておくと、以下のように、プレート本体部分が2枚のプレート状部材(ガイドプレート65、スライドプレート66)を重ね合わせて構成し、一方を無段階にスライドさせて全長を変更可能にしたものを挙げることができる(図25〜図27参照)。ガイドプレート65の両側65aを折り曲げておけばもう一方のプレート状部材であるスライドプレート66の動きを制限して一方向にのみ相対移動可能とすることができる(図27参照)。また、プレート状部材の一方(例えばガイドプレート材65)には移動方向に沿った長孔67が、他方のプレート状部材(例えばスライドプレート66)には丸孔68がそれぞれ設けられるとともに、これら長孔67と丸孔68の両方をロックハンドル69のねじ部69aが貫通している(図25等参照)。さらにロックハンドル69のねじ部69aにはナット部材70が取り付けられ、ロックハンドル69とともにガイドプレート65およびスライドプレート66を挟み込むようになっている(図26等参照)。以上のようなスライド式の連結プレート7によれば、普段はロックハンドル69とナット部材70とでガイドプレート65およびスライドプレート66を締め付けてロックしておく一方で、必要時のみロックハンドル69を回転させて緩め、スライドプレート66を任意量スライドさせて連結プレート7の長さを自在に変えることが可能となっている(図25等参照)。しかも無段階調整可能であり、微量な調整が可能となっているために管状構造物2の外径が微妙に異なるような場合にも対応することができる。   In the above-described embodiment, it has been described that smooth operation is possible by appropriately changing the size of each connecting plate 7 to balance the weight of the entire apparatus. However, in this case, the size of the connecting plate 7 can be changed. The method includes arranging a plurality of types of connecting plates 7 having different sizes and replacing only necessary portions, and includes extending and contracting the connecting plates 7 themselves to change the length. Here, an example of the latter will be described. As described below, the plate body portion is configured by overlapping two plate-like members (guide plate 65, slide plate 66), and one of them is slid steplessly. Thus, the total length can be changed (see FIGS. 25 to 27). If the both sides 65a of the guide plate 65 are bent, the movement of the slide plate 66, which is the other plate-like member, is restricted so that the guide plate 65 can be relatively moved only in one direction (see FIG. 27). One of the plate-like members (for example, the guide plate material 65) is provided with a long hole 67 along the moving direction, and the other plate-like member (for example, the slide plate 66) is provided with a round hole 68. The threaded portion 69a of the lock handle 69 passes through both the hole 67 and the round hole 68 (see FIG. 25 and the like). Further, a nut member 70 is attached to the screw portion 69a of the lock handle 69 so that the guide plate 65 and the slide plate 66 are sandwiched together with the lock handle 69 (see FIG. 26 and the like). According to the slide type connecting plate 7 as described above, the lock handle 69 and the nut member 70 are usually used to tighten and lock the guide plate 65 and the slide plate 66, while the lock handle 69 is rotated only when necessary. The length of the connecting plate 7 can be freely changed by sliding the slide plate 66 by an arbitrary amount (see FIG. 25 and the like). In addition, since the stepless adjustment is possible and a minute amount of adjustment is possible, it is possible to cope with a case where the outer diameter of the tubular structure 2 is slightly different.

また、上述した実施形態では管状構造物2に軌道タイミングベルト9を巻き付けて周回させ、この軌道タイミングベルト9に沿って駆動ユニット3を移動させるようにしたがこれ以外の態様としてもよく、例えば、管状構造物2が炭素鋼や低合金鋼などからなる管であって磁石が吸着できる場合であれば、キャスター42として磁性を帯びたものを使用することもできる。こうした場合、磁性を帯びた各キャスター42が管状構造物2の外周に密着した状態となり、当該外周との間で空回りせずに周方向に移動できる。磁性を帯びたキャスター42としては、例えば磁石を含むもの、あるいは磁石からなるものなどがある。このような態様とした場合には、駆動ユニット3を上述した実施形態と同様に軌道タイミングベルト9に沿って移動させてもよいし、あるいは、軌道タイミングベルト9を使用せず、この駆動ユニット3をはじめとする各ユニット3〜6を外周に密着させた状態で周方向に移動させることとしてもよい。   In the above-described embodiment, the orbital timing belt 9 is wound around the tubular structure 2 and is rotated, and the drive unit 3 is moved along the orbital timing belt 9. If the tubular structure 2 is a tube made of carbon steel, low alloy steel, or the like and can attract a magnet, a caster 42 having magnetism can be used. In such a case, each caster 42 having magnetism is in close contact with the outer periphery of the tubular structure 2, and can move in the circumferential direction without spinning around the outer periphery. The caster 42 magnetized, for example, those comprising a magnet, or the like made of the magnet. In this case, the drive unit 3 may be moved along the track timing belt 9 as in the above-described embodiment, or the drive unit 3 may be used without using the track timing belt 9. It is good also as moving to the circumferential direction in the state which stuck each unit 3-6 including this to the outer periphery.

本発明の実施形態における自動超音波探傷装置の構成を管状構造物の軸方向に沿って示した正面図である。It is the front view which showed the structure of the automatic ultrasonic flaw detector in embodiment of this invention along the axial direction of a tubular structure. 図1に示した自動超音波探傷装置の右側面図である。It is a right view of the automatic ultrasonic flaw detector shown in FIG. 図1に示した駆動ユニットを上下反転して示した正面図である。FIG. 2 is a front view showing the drive unit shown in FIG. 1 upside down. 図3に示した駆動ユニットにおいて、ケーシング正面側のプレートを取り外した状態を示した図である。In the drive unit shown in FIG. 3 is a diagram showing a state in which remove the plate of the casing front. 図3に示した駆動ユニットの左側面図である。FIG. 4 is a left side view of the drive unit shown in FIG. 3. 図5に示した駆動ユニットを真上(管状構造物の径方向外側)から見た場合の形状を示した図(平面図)である。It is the figure (plan view) which showed the shape at the time of seeing the drive unit shown in Drawing 5 from right above (diameter direction outside of a tubular structure). 図5のVII−VII線における駆動ユニットの断面図である。It is sectional drawing of the drive unit in the VII-VII line of FIG. 図6のVIII−VIII線における駆動ユニットの断面図である。It is sectional drawing of the drive unit in the VIII-VIII line of FIG. 図6のIX−IX線における駆動ユニットの断面図である。It is sectional drawing of the drive unit in the IX-IX line of FIG. 図1に示したアレイ探触子ホルダユニットの左側面図である。It is a left view of the array probe holder unit shown in FIG. 図10に示したアレイ探触子ホルダユニットを真上(管状構造物の径方向外側)から見た場合の形状を示した図(平面図)である。It is the figure (plan view) which showed the shape at the time of seeing the array probe holder unit shown in FIG. 10 from right above (diameter direction outer side of a tubular structure). 図10のXII−XII線におけるアレイ探触子ホルダユニットの断面図である。It is sectional drawing of the array probe holder unit in the XII-XII line | wire of FIG. 図10のXIII−XIII線におけるアレイ探触子ホルダユニットの断面図である。It is sectional drawing of the array probe holder unit in the XIII-XIII line | wire of FIG. 図11のXIV−XIV線におけるアレイ探触子ホルダユニットの断面図である。It is sectional drawing of the array probe holder unit in the XIV-XIV line | wire of FIG. 図1に示したTOFD探触子ホルダユニットを管状構造物の真上に位置した状態で示した正面図である。FIG. 2 is a front view showing the TOFD probe holder unit shown in FIG. 1 in a state where the TOFD probe holder unit is positioned directly above a tubular structure. 図15に示したTOFD探触子ホルダユニットの左側面図である。FIG. 16 is a left side view of the TOFD probe holder unit shown in FIG. 15. 図16に示したTOFD探触子ホルダユニットを真上(管状構造物の径方向外側)から見た場合の形状を示した図(平面図)である。It is the figure (plan view) which showed the shape at the time of seeing the TOFD probe holder unit shown in FIG. 16 from right above (diameter direction outer side of a tubular structure). 図16のXVIII−XVIII線におけるTOFD探触子ホルダユニットの断面図である。It is a cross-sectional view of TOFD probe holder unit line XVIII-XVIII in FIG. 16. 図17のXIX−XIX線におけるTOFD探触子ホルダユニットの断面図である。It is sectional drawing of the TOFD probe holder unit in the XIX-XIX line of FIG. 軌道タイミングベルトの終端部およびその周辺の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the terminal part of a track timing belt, and its periphery. 図20に示した軌道タイミングベルトの終端部およびその周辺の構造の底面図である。FIG. 21 is a bottom view of the end portion of the track timing belt shown in FIG. 20 and the surrounding structure. 図20に示した軌道タイミングベルトの終端部およびその周辺の構造の左側面図である。FIG. 21 is a left side view of the end portion of the track timing belt shown in FIG. 20 and the surrounding structure. 軌道タイミングベルトの終端部およびその周辺の構造の別形態を示す図である。It is a figure which shows another form of the structure of the terminal part of a track timing belt, and its periphery. 図23に示した軌道タイミングベルトの終端部およびその周辺の構造の平面図である。FIG. 24 is a plan view of the end portion of the track timing belt shown in FIG. 23 and the surrounding structure. 連結部材の他の形態を示す平面図である。It is a top view which shows the other form of a connection member. 図25に示した連結部材のXXVI−XXVI線における断面図である。It is sectional drawing in the XXVI-XXVI line of the connection member shown in FIG. 図25に示した連結部材の右側面図である。FIG. 26 is a right side view of the connecting member shown in FIG. 25. 従来における厚肉構造物の超音波探傷の様子を簡単に示す図である。It is a figure which shows simply the mode of the ultrasonic flaw detection of the thick structure in the past. 従来の超音波探傷の際に得られる波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform obtained in the case of the conventional ultrasonic flaw detection. 従来における厚肉構造物の超音波探傷の様子を簡単に示す図である。It is a figure which shows simply the mode of the ultrasonic flaw detection of the thick structure in the past. プローブを溶接線と平行に長手方向へと直線的に移動させる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a probe is linearly moved to a longitudinal direction in parallel with a welding line. ケーブルを通じて単一のパルスレシーバーにより単一の圧電素子を震わせて超音波を生じさせるというプローブ構造の従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of the probe structure which vibrates a single piezoelectric element with a single pulse receiver through a cable, and produces an ultrasonic wave. 複数のパルスレシーバーと圧電素子とを1対1に配置しフェーズドアレイの構成例を示す図である。A plurality of pulse receiver and the piezoelectric element is a diagram illustrating a configuration example of the arrangement to the phased array in one-to-one. パルス電圧のタイミングをずらすことによって超音波ビームの方向を変化させ、焦点深度を変えて探傷するフェーズドアレイ法を示す図である。It is a figure which shows the phased array method which changes the direction of an ultrasonic beam by shifting the timing of a pulse voltage, and changes a depth of focus, and performs a flaw detection. 図34において、パルス電圧のタイミングをずらすことによって超音波ビームの方向が変化する仕組みを端的に示す図である。In FIG. 34, it is a figure which shows simply the mechanism in which the direction of an ultrasonic beam changes by shifting the timing of a pulse voltage.

符号の説明Explanation of symbols

1 自動超音波探傷装置
2 管状構造物
3 駆動ユニット
4 アレイ探触子ホルダユニット
5 TOFD探触子ホルダユニット
6 ガイド台車ユニット
7 連結プレート(連結部材)
8 装置締付部材
9 軌道タイミングベルト
10 駆動タイミングプーリ
11 駆動用モータ(駆動源)
44 アレイ探触子(超音波探触子)
57 TOFD探触子(超音波探触子)
58 TOFD探触子(超音波探触子)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic ultrasonic flaw detector 2 Tubular structure 3 Drive unit 4 Array probe holder unit 5 TOFD probe holder unit 6 Guide carriage unit 7 Connection plate (connection member)
8 Device tightening member 9 Track timing belt 10 Drive timing pulley 11 Drive motor (drive source)
44 Array probe (ultrasonic probe)
57 TOFD probe (ultrasonic probe)
58 TOFD probe (ultrasonic probe)

Claims (2)

検査対象である管状構造物の外周に沿って周方向へ移動可能であるとともに前記管状構造物に生じているき裂欠陥を探触する超音波探触子と該超音波探触子を前記管状構造物の軸方向に往復動可能に移動させるための駆動源及び駆動機構とを搭載した探触子ホルダユニットと、前記管状構造物の外周に沿って周方向へ移動可能であり尚かつ移動のための駆動源を備えた駆動ユニットと、該駆動ユニットと前記探触子ホルダユニットとの間に介在する同じく前記管状構造物の外周に沿って周方向へ移動可能なガイド台車ユニットと、2枚のプレート状部材を重ね合わせると共に一方を無段階にスライドさせて全長を変更可能に互いに連結して周方向長さが変更可能とされ前記ガイド台車ユニット、前記探触子ホルダユニットおよび前記駆動ユニットの間の少なくともいずれかの個所に介在し隣り合うユニットどうしを連結する連結部材と、前記管状構造物の周方向に伸縮可能な装置締付部材とを備えるとともに、前記探触子ホルダユニット、駆動ユニット、ガイド台車ユニット、連結部材および装置締付部材が前記管状構造物の周方向に連結されて環状であり、かつ前記探触子ホルダユニットと前記駆動ユニットとが前記管状構造物を挟んで対向する位置に配置されて重量バランスがとられるものであり、これらが前記管状構造物の外周に沿って周囲を周方向に走行しこの走行時あるいは停止時に前記管状構造物のき裂欠陥の自動探傷を行うことを特徴とする管状構造物用の自動超音波探傷装置。 An ultrasonic probe capable of moving in the circumferential direction along the outer periphery of a tubular structure to be inspected and for detecting a crack defect generated in the tubular structure, and the ultrasonic probe as the tubular structure A probe holder unit equipped with a drive source and a drive mechanism for reciprocally moving in the axial direction of the structure, and movable in the circumferential direction along the outer periphery of the tubular structure; A drive unit provided with a drive source for driving, a guide carriage unit which is interposed between the drive unit and the probe holder unit and is movable in the circumferential direction along the outer periphery of the tubular structure , and two pieces plate-shaped one of the slide steplessly causes members overlapped circumferential length linked to each other can change the total length is changeable the guide carriage unit of the probe holder unit and the drive uni A connection member that connects adjacent units that intervene at least at any location between the joints, and a device fastening member that can expand and contract in the circumferential direction of the tubular structure, and the probe holder unit, The drive unit, the guide carriage unit, the connecting member, and the device fastening member are connected to each other in the circumferential direction of the tubular structure to form an annular shape, and the probe holder unit and the drive unit sandwich the tubular structure. These are arranged at opposite positions so as to achieve a weight balance, and these travel in the circumferential direction along the outer periphery of the tubular structure, and when this travels or stops, automatic crack defects in the tubular structure are detected. An automatic ultrasonic flaw detector for tubular structures characterized by performing flaw detection. 前記管状構造物を周回するように設置される軌道タイミングベルトと、この軌道タイミングベルトに噛み合う駆動タイミングプーリとを備え、この駆動タイミングプーリを前記駆動源により回転駆動することにより前記駆動ユニットを移動させることを特徴とする請求項1に記載の管状構造物用の自動超音波探傷装置。   A track timing belt installed so as to go around the tubular structure, and a drive timing pulley meshing with the track timing belt, and the drive unit is moved by rotating the drive timing pulley by the drive source. The automatic ultrasonic flaw detector for a tubular structure according to claim 1.
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