(57)【要約】【課題】任意の形状の溶接部の探傷が可能な走査装置を提供する。【解決手段】探傷面に沿って移動しながら超音波探傷を行う超音波探傷装置の走査装置１０は、送信用探触子３０ａを保持する保持部１１ａと、送信用探触子３０ａが送信した超音波を受信する受信部を有する保持部１２ａと、送受信用探触子３０ａ，３０ｂの位置を検出するエンコーダを保持する保持部１３ａと、保持部１１ａ，１２ａおよびエンコーダを保持する保持部１３ａを保持する棒状部材１７ｂとを含み、棒状部材１７ｂは、支点１８を中心として屈曲可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
探傷面に沿って移動しながら超音波探傷を行う超音波探傷装置の走査装置であって、
超音波信号を送信する第１探触子を保持する第１探触子ホルダと、
前記第１探触子が送信した超音波を受信する受信部を有する第２探触子を保持する第２探触子ホルダと、
前記第１および第２探触子ホルダの位置を検出する位置検出手段を保持する位置検出手段保持部と、
前記第１および第２探触子ホルダならびに前記位置検出手段保持部を保持する棒状部材とを含み、
前記棒状部材は、所定の位置に設けられた支点を中心として屈曲可能である、走査装置。
【請求項２】
前記第２探触子ホルダを任意の高さに保持するための高さ保持手段をさらに含む、請求項１に記載の走査装置。
【請求項３】
前記第２探触子ホルダは第２探触子ホルダ保持部を有し、前記高さ保持手段は前記第２探触子ホルダ保持部を任意の高さに保持する、請求項２に記載の走査装置。
【請求項４】
前記支点は前記位置検出手段の取付位置の垂直上方近傍に位置する、請求項１から３のいずれかに記載の走査装置。
【請求項５】
前記探傷面に沿うための倣いコロを含み、
前記倣いコロは、前記棒状部材によって保持される、請求項１から４のいずれかに記載の走査装置。
【請求項６】
前記第１および第２探触子ホルダは、前記棒状部材に沿って移動可能である、請求項１から５のいずれかに記載の走査装置。
【請求項７】
前記位置検出手段保持部は、前記第１および第２探触子ホルダの間に設けられる、請求項１から６のいずれかに記載の走査装置。
【請求項８】
前記位置検出手段保持部は前記位置検出手段の取付位置を調整可能に保持する保持プレートを含む、請求項１から７のいずれかに記載の走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＴＯＦＤ（Time-of-flight diffraction technique）探傷法に用いられる走査装置に関し、特に、複雑な形状を有する溶接部の探傷が可能な、ＴＯＦＤ探傷法に用いられる超音波探傷装置の走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＴＯＦＤ法を用いた超音波探傷装置の走査装置が、たとえば、特開２００４−１９１２９５号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１によれば、ＴＯＦＤ法を用いた走査装置は、位置検出器と超音波探傷器とに接続されている。走査装置は、送信用斜角探触子と、受信用斜角探触子と、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被探傷面に対して超音波の入射角が４０度となる位置及び角度でネジ止め等の方法で固定するアクリルやステンレス等の腐食しにくい素材からなる筐体とを備えている。筐体の表面には、送信用斜角探触子が挿入され固定される送信用斜角探触子の略円筒状の空洞部を有する探触子挿入部と、受信用斜角探触子が挿入され固定される略円筒状の空洞部を有する探触子挿入部とが設けられ、筐体の両側面には水を流入させるための略円筒形の通水穴が設けられている。
【０００３】
図６は、ＴＯＦＤ法を用いて探傷を行う場合の溶接部の一例を示す図である。図に示すような、平板１００における突合せ溶接部１０１であれば、図示のない送信用と受信用の探触子を有する走査装置を溶接部１０１を跨いで配置し、溶接部１０１に平行に走査することによって探傷が可能になる。探触子を保持する走査装置にはエンコーダが設けられており、走査距離はエンコーダで測定している。たとえば、１ｍｍピッチで探触子を移動しながらデータ採取を行い、高速ＡＤ変換を行い、探傷結果を図示のない、パソコン上に表示している。なお、このパソコンは特許文献１に示す超音波探傷器に含まれている。
【特許文献１】特開２００４−１９１２９５号公報（段落番号００３７〜００３９、図１〜３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＴＯＦＤ法を用いた超音波探傷に用いられる走査装置は、上記のように構成されていた。図６に示すような直線状の溶接部を探傷するのであれば、従来のような、送信用の探触子ホルダと受信用の探触子ホルダとが棒状部材で連結された走査装置を用いて探傷が可能である。しかしながら、たとえば、配管の外周に円筒状のノズルを溶接したような場合には、ノズルと配管の溶接部はノズルの径に沿った円状となり、従来のような走査装置では、このような形状の溶接部の探傷は行えない。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、直線状ではない任意の形状の溶接部の探傷が可能なＴＯＦＤ法を用いた超音波探傷に用いられる走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る、探傷面に沿って移動しながら超音波探傷を行う超音波探傷装置の走査装置は、超音波信号を送信する第１探触子を保持する第１探触子ホルダと、第１探触子が送信した超音波を受信する受信部を有する第２探触子を保持する第２探触子ホルダと、第１および第２探触子ホルダの位置を検出する位置検出手段を保持する位置検出手段保持部と、第１および第２探触子ホルダならびに位置検出手段保持部を保持する棒状部材とを含み、棒状部材は、位置検出手段保持部近傍に設けられた第１支点を中心として屈曲可能である。
【０００７】
好ましくは、第２探触子ホルダを任意の高さに保持するための高さ保持手段をさらに含む。
【０００８】
さらに好ましくは、第２探触子ホルダは第２探触子ホルダ保持部を有し、高さ保持手段は第２探触子ホルダ保持部を任意の高さに保持する。
【０００９】
なお、支点は位置検出手段の取付位置の垂直上方近傍に位置するのが好ましい。
【００１０】
この発明の一つの実施の形態においては、探傷面に沿うための倣いコロを含み、倣いコロは、棒状部材によって保持される。
【００１１】
なお、第１および第２探触子ホルダは、棒状部材に沿って移動可能であってもよい。
【００１２】
また、位置検出手段保持部は、第１および第２探触子ホルダの間に設けられてもよい。
【００１３】
この発明の他の実施の形態においては、位置検出手段保持部は位置検出手段の取付位置を調整可能に保持する保持プレートを含む。
【発明の効果】
【００１４】
この発明においては、第１および第２探触子ホルダならびに位置検出手段保持部を保持する棒状部材は、所定の位置に設けられた支点を中心として屈曲可能である。したがって、第１および第２探触子ホルダならびに位置検出手段保持部をその一部を折り曲げて配置した状態で探傷を行うことができる。
【００１５】
その結果、直線状ではない任意の形状の溶接部の探傷が可能な走査装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。図１は、この発明の一実施の形態に係るＴＯＦＤ法を用いた超音波探傷装置用の走査装置１０を示す図である。（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）において矢印Ｂ−Ｂで示す方向から見た矢視図である。
【００１７】
図１を参照して、走査装置１０は、ＴＯＦＤ法による超音波探傷をするために、超音波信号を送信する送信用超音波探傷部１１と、送信用超音波探傷部１１が送信した超音波を受信する受信用超音波探傷部１２と、送信用超音波探傷部１１と受信用超音波探傷部１２との位置を検出する位置検出部１３とを含み、それぞれが、平行に配置された２本の棒状部材１７ａ，１７ｂで接続されている。
【００１８】
なお、送信用超音波探傷部１１および受信用超音波探傷部１２の上端部は信号線を介して特許文献１に示したような、図示のない超音波探傷器に接続されている
送信用超音波探傷部１１は、保持部１１ａと、保持部１１ａに保持された送信用探触子ホルダ（第１探触子ホルダ）２０ａと、送信用探触子ホルダ２０ａに保持された送信用探触子（第１探触子）３０ａとを含む。保持部１１ａにはさらに、ローラ保持部１１ｂが保持され、ローラ保持部１１ｂによってヨーク１１ｃを介してローラ１１ｄが保持される。
【００１９】
受信用超音波探傷部１２は、保持部（第２探触子ホルダ保持部）１２ａと、保持部１２ａに保持された受信用探触子ホルダ２０ｂと、受信用探触子ホルダ（第２探触子ホルダ）２０ｂに保持された受信用探触子（第２探触子）３０ｂとを含む。受信用探触子３０ｂは、送信用探触子３０ａが送信した超音波を受信する図示のない受信部を有する。保持部１２ａにはさらに、ローラ保持部１２ｂが保持され、ローラ保持部１２ｂによってヨーク１２ｃを介してローラ１２ｄが保持される。
【００２０】
位置検出部１３は、保持部１３ａと、保持部１３ａに接続されたローラ保持部１３ｂとローラ保持部１３ｂによってヨーク１３ｃを介して保持されたローラ１３ｄと、ローラ１３ｄの回転を検出するエンコーダ（位置検出手段）１５とを含む。
【００２１】
なお、送信用および受信用超音波探傷部１１および１２は、棒状部材１７ａ，１７ｂに沿って左右方向に移動可能であるとともに、任意の位置に位置決め可能である。
【００２２】
走査装置１０の使用者は、走査装置１０を被探傷物である溶接部に沿って移動させながら欠陥を探傷する。
【００２３】
なお、ヨーク１１ｃ，１２ｃ，１３ｃは共に図示のない垂直軸を中心としてそれぞれの保持部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂに対して回転可能であり、ヨーク１１ｃ，１２ｃ，１３ｃとローラ１１ｄ，１２ｄ，１３ｄとはキャスタを構成している。また、ローラ１１ｄ，１２ｄ，１３ｄは探傷面に沿うための倣いコロとして作動する。
【００２４】
棒状部材１７ａ，１７ｂは、保持部１３ａの近傍に設けられた支点１８ａ，１８ｂを中心として屈曲可能である。したがって、棒状部材１７ａ，１７ｂの右端部は図１（Ｂ）において矢印Ａで示す方向に、支点１８ａ，１８ｂを中心として移動可能である。また、図１（Ｂ）に示すように、支点１８ａ，１８ｂは、エンコーダ１５の中心位置の上部に設けられている。
【００２５】
図２は、上記した探触子ホルダ１０を用いて探傷を行う溶接部の例を示す図である。図２を参照して、ここでは配管３０の一部に円筒状のノズル３１が溶接されている。この溶接のための溶接部３２が、配管３０のノズル３１の取付け部の周囲に円形状に設けられている。
【００２６】
図３は、図１に示した走査装置を用いて、図２に示した円状の溶接部３２を探傷する状態を示す図である。図３を参照して、走査装置１０は、棒状部材１７ａ，１７ｂが支点１８ａ，１８ｂで折り曲げられることによって、エンコーダ１５の取り付けられたローラ１３ｄを溶接部３２に沿って移動させながら、送信用探触子ホルダ２０ａを配管３０に沿って移動させるとともに、受信用探触子ホルダ２０ｂをノズル部３１に沿って移動させることによって、溶接部３２の探傷が可能になる。したがって、支点１８は、エンコーダ１５の取付位置の垂直上方近傍に設けられるのが好ましい。
【００２７】
次に、具体的な探傷方法について説明する。図４は図３に示した走査装置の具体的な使用方法説明するための拡大図である。ここでは、簡単のために、配管部を平板としている。図４（Ａ）は図３に対応する図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）において、矢印Ｂで示す部分の矢視図である。
【００２８】
図４に示すように、支点１８ａ，１８ｂで棒状部材１７ａ，１７ｂが折り曲げられて、受信用探触子ホルダ２０ｂが上方向に位置したときは、その位置が不安定になる。そこで、これを所定の位置に保持するためにまかない棒（高さ保持手段）１７ｃを設け、まかない棒１７ｃを保持部１２ａで保持する。このため、保持部１２ａは他の保持部１１ａ，１３ａよりも長い。なお、保持部１２ａはまかない棒１７ｃを任意の位置に位置決め可能に保持する。まかない棒１７ｃの下端部には、ヨーク１４ｃを介してローラ１４ｄが設けられている。ヨーク１４ｃとローラ１４ｄとはキャスタを構成している。
【００２９】
以上のように、この実施の形態によれば、支点１８ａ，１８ｂで棒状部材１７ａ，１７ｂを折り曲げた時は、まかない棒１７ｃを用いて受信用探触子ホルダを保持するようにしたため、安定した状態で探傷が可能になる。
【００３０】
また、キャスタ式の倣いコロ１１ｄ，１２ｄ，１３ｄおよび１４ｄを設けたため、探触子の配置位置が走査中にずれない。
【００３１】
次に、エンコーダ１５の取り付け方法について説明する。ＴＯＦＤ法においては、上記したように、エンコーダ１５によって１ｍｍピッチでデータ採取を行い、図示のないパソコンの画面にデータを表示する。平板であれば、溶接部と平行にエンコーダ１５を配置できれば、溶接部と同じ長さのデータを得ることができる。しかしながら、この実施の形態のような場合には溶接部が円になるため、溶接部と同じ長さのデータを得るためには溶接部上にエンコーダ１５が来るようにする必要がある。そこで、この実施の形態においては、エンコーダ１５が確実に溶接部の上に位置するように、エンコーダ１５の取付位置を任意に調整可能にする必要がある。
【００３２】
そこで、この実施の形態においては、走査装置１０に図５（Ａ）に示すような板（保持プレート）４１を取り付け、エンコーダ１５を図５（Ｂ）に示す板４５（保持プレート）に取り付けるようにした。すなわち、図５（Ａ）に示す板４１にはマトリックス状に多数の大径の孔４２と小径の孔４３とが設けられており、図５（Ｂ）に示す板４５には板４１とは異なる配置で、板４１よりも少ない大径の孔４６と一つの小径の孔４７とが設けられている。この２枚の板４１，４５を適当に組合わせれば、走査装置１０に対して、所望の位置にエンコーダ１５を位置させることができる。組合わせた状態の一例を図５（Ｃ）に示す。ここでは、板４１に対して所望の位置に板４５を配置し、それぞれの大径の孔と小径の孔とを、図示のないボルト、ナットのような結合部品で結合している。なお、図において、エンコーダ自体は省略している。
【００３３】
なお、このエンコーダと走査装置との相対位置関係の位置決めは、これに限らず、走査装置に対して、所望の位置にエンコーダを配置できれば、任意の方法で行ってもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態においては、２本の平行な棒状部材を用いた例について説明したが、これに限らず、棒状部材は一本でもよいし、３本以上であってもよい。また、まかない棒は１本の場合について説明したが、これに限らず、複数設けてもよい。
【００３５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の一実施の形態に係る走査装置を示す図である。
【図２】この実施の形態で探傷する溶接部の例を示す図である。
【図３】この実施の形態に係る走査装置を用いて探傷を行っている状態を示す図である。
【図４】この実施の形態に係る走査装置を用いて探傷を行っている状態の詳細を示す図である。
【図５】エンコーダの取付け方法を示す図である。
【図６】従来の走査装置を用いて探傷を行う溶接部を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  走査装置、１１  送信用超音波探傷部、１１ａ，１２ａ，１３ａ  保持部、１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ  ローラ保持部、１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ  ヨーク、１１ｄ，１２ｄ，１３ｄ  ローラ、１２  受信用超音波探傷部、１３  位置検出部、１５  エンコーダ、１７ａ，１７ｂ  棒状部材、１７ｃ  まかない棒、２０  探触子ホルダ、３０  探触子、４１，４５  板、４２，４３，４６，４７  孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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