(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管内部の溶接欠陥を探傷するタンデム探傷検査に用いられるタンデム探傷用治具であって、
超音波探触子が取り付けられる複数の探触子ホルダーと、
各探触子ホルダーが取り付けられる枠体とを備え、
前記枠体の側面視において同一円弧上に各探触子ホルダーを移動させるホルダー移動機構と、
各探触子ホルダーを前記円弧の周方向に回転させるホルダー回転機構とを有し、
前記枠体に円弧状の長穴が形成され、１つの前記長穴に対して２つの前記探触子ホルダーが設けられている、タンデム探傷用治具。
【請求項２】
前記探触子ホルダーに、前記枠体の幅方向に突出して形成された回転ストッパーが設けられている、請求項１に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項３】
前記枠体と各探触子ホルダーとが前記長穴を介して螺合されている、請求項１または２に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項４】
鋼管内部の溶接欠陥を探傷するタンデム探傷検査に用いられるタンデム探傷用治具であって、
超音波探触子が取り付けられる複数の探触子ホルダーと、
各探触子ホルダーが取り付けられる枠体とを備え、
前記枠体の側面視において同一円弧上に各探触子ホルダーを移動させるホルダー移動機構と、
各探触子ホルダーを前記円弧の周方向に回転させるホルダー回転機構とを有し、
前記探触子ホルダーに、前記枠体の幅方向に突出して形成された回転ストッパーが設けられている、タンデム探傷用治具。
【請求項５】
前記枠体に円弧状の長穴が形成され、前記枠体と各探触子ホルダーとが前記長穴を介して螺合されている、請求項４に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項６】
前記探触子ホルダーの底部に複数の球状部材が設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項７】
前記探触子ホルダーに、前記超音波探触子と前記鋼管との間に供給される液体を通過させる液体通過口が設けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項８】
前記探触子ホルダーの底面に耐摩耗性部材が設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項９】
マグネットを備える操作基準ブロックを有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項１０】
前記探触子ホルダーは、
前記円弧の周方向に回転可能に構成された回転ホルダーと、
前記回転ホルダーの高さ方向に移動可能に構成された昇降ホルダーとを備えており、
前記昇降ホルダーの昇降方向に沿って弾性力が生じるように、前記回転ホルダーと前記昇降ホルダーとの間に弾性部材を介在させた状態で、前記昇降ホルダーが前記回転ホルダーに取り付けられ、
前記超音波探触子が前記昇降ホルダーに取り付けられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項１１】
前記昇降ホルダーの昇降移動を案内するガイドが設けられている、請求項１０に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項１２】
前記鋼管の板厚は、５〜５０ｍｍである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項１３】
前記鋼管の外径は、１５〜６０インチである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のタンデム探傷用治具。
【請求項１４】
鋼管内部の溶接欠陥を探傷するタンデム探傷検査方法であって、
複数の探触子ホルダーを枠体に取り付け、各探触子ホルダーを前記枠体の側面視において同一円弧上を移動可能に構成し、かつ、各探触子ホルダーを前記円弧の周方向に回転可能に構成し、かつ、前記枠体に円弧状の長穴を形成し、１つの前記長穴に対して２つの前記探触子ホルダーを設けた治具を用い、
各探触子ホルダーに超音波探触子を取り付けた前記治具を前記鋼管の表面に当接させ、
各探触子ホルダーを前記鋼管の板厚に応じた探傷検査位置に移動させてタンデム探傷検査を実施する、タンデム探傷検査方法。
【請求項１５】
前記探触子ホルダーに、前記枠体の幅方向に突出して形成された回転ストッパーを設けてタンデム探傷検査を実施する、請求項１４に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項１６】
前記枠体と各探触子ホルダーとを前記長穴を介して螺合した前記治具を用いて、タンデム探傷検査を実施する、請求項１４または１５に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項１７】
鋼管内部の溶接欠陥を探傷するタンデム探傷検査方法であって、
複数の探触子ホルダーを枠体に取り付け、各探触子ホルダーを前記枠体の側面視において同一円弧上を移動可能に構成し、かつ、各探触子ホルダーを前記円弧の周方向に回転可能に構成し、かつ、前記探触子ホルダーに、前記枠体の幅方向に突出して形成された回転ストッパーを設けた治具を用い、
各探触子ホルダーに超音波探触子を取り付けた前記治具を前記鋼管の表面に当接させ、
各探触子ホルダーを前記鋼管の板厚に応じた探傷検査位置に移動させてタンデム探傷検査を実施する、タンデム探傷検査方法。
【請求項１８】
前記枠体に円弧状の長穴を形成し、前記枠体と各探触子ホルダーとを前記長穴を介して螺合した前記治具を用いて、タンデム探傷検査を実施する、請求項１７に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項１９】
前記探触子ホルダーの底部に複数の球状部材を設けてタンデム探傷検査を実施する、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項２０】
前記探触子ホルダーに、前記超音波探触子と前記鋼管との間に供給される液体を通過させる液体通過口を設けてタンデム探傷検査を実施する、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項２１】
前記探触子ホルダーの底面に耐摩耗性部材を設けてタンデム探傷検査を実施する、請求項１４〜２０のいずれか一項に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項２２】
マグネットを備える操作基準ブロックを、長手方向が前記鋼管のシームラインに沿うようにして前記鋼管に載置し、
前記操作基準ブロックに前記枠体の周方向端面を当接させ、
前記操作基準ブロックに前記枠体を当接させた状態で、前記シームラインに沿って前記治具を移動させながらタンデム探傷検査を実施する、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項２３】
前記探触子ホルダーが
前記円弧の周方向に回転可能に構成された回転ホルダーと、
前記回転ホルダーに取り付けられ、前記回転ホルダーの高さ方向に移動可能に構成された昇降ホルダーとを備えており、
前記昇降ホルダーの昇降方向に沿って弾性力を生じるように、前記回転ホルダーと前記昇降ホルダーとの間に弾性部材を介在させ、
前記昇降ホルダーに前記超音波探触子を取り付けた前記治具を前記鋼管の表面に押し当ててタンデム探傷検査を実施する、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項２４】
前記治具に、前記昇降ホルダーの昇降移動を案内するガイドを設けてタンデム探傷検査を実施する、請求項２３に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項２５】
板厚が５〜５０ｍｍの前記鋼管に対してタンデム探傷検査を実施する、請求項１４〜２４のいずれか一項に記載のタンデム探傷検査方法。
【請求項２６】
外径が１５〜６０インチの前記鋼管に対してタンデム探傷検査を実施する、請求項１４〜２５のいずれか一項に記載のタンデム探傷検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンデム探傷検査を行う際に用いられるタンデム探傷用治具及びタンデム探傷検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＯ鋼管の製造過程においては、鋼管内部の傷や溶接欠陥等の有無を確認するために、ロンジ探傷法やトランスバース探傷法、タンデム探傷法等の様々な探傷法を用いた探傷検査が行われる。一般に、シームライン上における溶け込み不良等の溶接欠陥に対しては、タンデム探傷法を用いた探傷検査が行われる。
【０００３】
図１に示すように、タンデム探傷法とは、２つの超音波探触子５１，５２のうちの一方の探触子（発信用探触子５１）から、外面溶接及び内面溶接が施された鋼管Ｐの溶接部ＷＰに向けて超音波ＵＷを発信し、鋼管内部で反射した超音波ＵＷを他方の探触子（受信用探触子５２）で受信することで探傷を行う探傷法である。
【０００４】
図１に示す例では、鋼管Ｐの周方向端面５３の一部が十分に溶接されていないため、発信用探触子５１から発信された超音波ＵＷが端面５３で反射し、反射された超音波ＵＷが鋼管Ｐの内周面５４で反射し、その後、反射した超音波ＵＷが受信用探触子５２に到達する。この結果、受信用探触子５２で検知される超音波ＵＷにピークが現れ、鋼管Ｐに溶接欠陥が存在することを確認できる。一方、溶接部ＷＰに溶け込み不良が存在しない場合には、溶接部ＷＰで超音波ＵＷが反射せず、受信用探触子５２において超音波ＵＷが検知されない。これにより、鋼管Ｐに溶接欠陥が存在しないことが確認できる。
【０００５】
鋼管内部における超音波の反射角度は、鋼管の外径や板厚に応じて変化するものであることから、タンデム探傷検査を行う際には、鋼管の外径や板厚に応じて２つの超音波探触子を適切な位置に配置することが必要となる。しかし、タンデム探傷検査を行う都度、鋼管の外径や板厚に応じて作業者が超音波探触子を配置することは、手間がかかると共に作業者の熟練度によって検査精度がばらつくおそれがある。
【０００６】
このため、従来のタンデム探傷検査では、外径や板厚の異なる鋼管ごとに専用の治具を作製し、これを用いることで、超音波探触子を最適な位置に配置していた。
【０００７】
また、タンデム探傷検査用の治具としては、例えば特許文献１に記載された治具もある。この治具は、鋼管と別部材との隅肉溶接部の探傷を行うための治具であり、超音波探触子が取り付けられるホルダー（保持部材）の鋼管長手方向の位置や鋼管への取り付け角度を手動で調節することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２６４１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、外径や板厚の異なる鋼管ごとに治具を作製することは、作製コストがかかる上に治具の管理も煩雑となる。また、特許文献１に記載された治具を用いる場合、鋼管と別部材との隅肉溶接部の探傷検査を行うことはできるが、当該治具を用いて、シームライン上の溶接部の探傷検査を行うことはできない。
【００１０】
また、特許文献１に記載された治具は、鋼管表面に当接させるホルダー（保持部材）の角度を手動で調節する必要があるため、その調節作業に手間がかかっていた。これに加え、作業者が調節したホルダー角度が、探傷検査を適切に実施するための最適なホルダー角度にならないおそれがあった。この場合、溶接欠陥の探傷精度が低下してしまう。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、タンデム探傷検査用治具の作製、管理コストを抑制し、かつ、探触子を取り付けるホルダーの角度調節を容易に行うことができると共に、探傷精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明は、鋼管内部の溶接欠陥を探傷するタンデム探傷検査に用いられるタンデム探傷用治具であって、超音波探触子が取り付けられる複数の探触子ホルダーと、各探触子ホルダーが取り付けられる枠体とを備え、前記枠体の側面視において同一円弧上に各探触子ホルダーを移動させるホルダー移動機構と、各探触子ホルダーを前記円弧の周方向に回転させるホルダー回転機構とを有し、前記枠体に円弧状の長穴が形成され、１つの前記長穴に対して２つの前記探触子ホルダーが設けられていることを特徴とする。
また、別の観点による本発明は、鋼管内部の溶接欠陥を探傷するタンデム探傷検査に用いられるタンデム探傷用治具であって、超音波探触子が取り付けられる複数の探触子ホルダーと、各探触子ホルダーが取り付けられる枠体とを備え、前記枠体の側面視において同一円弧上に各探触子ホルダーを移動させるホルダー移動機構と、各探触子ホルダーを前記円弧の周方向に回転させるホルダー回転機構とを有し、前記探触子ホルダーに、前記枠体の幅方向に突出して形成された回転ストッパーが設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る治具は、超音波探触子が取り付けられる各探触子ホルダーが、枠体側面視において同一円弧上を移動する構成となっているため、検査対象の鋼管の板厚に応じて各探触子ホルダーを探傷検査に最適な位置に移動させることができる。また、各探触子ホルダーが、前記円弧の周方向に回転する構成となっているため、本発明に係る治具を鋼管に押し当てた際に各探触子ホルダーが自動的に回転することになる。これにより、異なる外径を有する鋼管に対しても、各探触子ホルダーの角度が探傷検査に最適な角度となるように自動調節される。
【００１４】
また、別の観点による本発明は、鋼管内部の溶接欠陥を探傷するタンデム探傷検査方法であって、複数の探触子ホルダーを枠体に取り付け、各探触子ホルダーを前記枠体の側面視において同一円弧上を移動可能に構成し、かつ、各探触子ホルダーを前記円弧の周方向に回転可能に構成し、かつ、前記枠体に円弧状の長穴を形成し、１つの前記長穴に対して２つの前記探触子ホルダーを設けた治具を用い、各探触子ホルダーに超音波探触子を取り付けた前記治具を前記鋼管の表面に当接させ、各探触子ホルダーを前記鋼管の板厚に応じた探傷検査位置に移動させてタンデム探傷検査を実施することを特徴とする。
また、別の観点による本発明は、鋼管内部の溶接欠陥を探傷するタンデム探傷検査方法であって、複数の探触子ホルダーを枠体に取り付け、各探触子ホルダーを前記枠体の側面視において同一円弧上を移動可能に構成し、かつ、各探触子ホルダーを前記円弧の周方向に回転可能に構成し、かつ、前記探触子ホルダーに、前記枠体の幅方向に突出して形成された回転ストッパーを設けた治具を用い、各探触子ホルダーに超音波探触子を取り付けた前記治具を前記鋼管の表面に当接させ、各探触子ホルダーを前記鋼管の板厚に応じた探傷検査位置に移動させてタンデム探傷検査を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、鋼管の外形や板厚が異なる鋼管であっても、１つの治具でタンデム探傷検査を実施することができる。これにより、鋼管ごとに治具を作製する必要がなくなり、治具の作製コストを抑えることが可能となる。また、探触子ホルダーの角度調節を容易に実施できる。これと共に、最適な探触子配置でタンデム探傷検査を実施できることから探傷精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的なタンデム探傷検査についての説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタンデム探傷用治具の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るタンデム探傷用治具の概略構成を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るタンデム探傷用治具の概略構成を示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る回転ホルダーの概略構成を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る回転ホルダーの概略構成を示す側面図である。
【図７】図５中のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図３中のＢ−Ｂ断面図である。なお、本図では枠体４を図示していない。
【図９】本発明の実施形態に係る昇降ホルダーの概略構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るタンデム探傷検査方法を説明するための平面図と側面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るタンデム探傷検査方法を説明するための平面図と側面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るタンデム探傷検査方法を説明するための平面図と側面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るタンデム探傷検査方法を説明するための平面図と側面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るタンデム探傷検査方法を説明するための平面図と側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
まず、本実施形態におけるタンデム探傷用治具１の構成について説明する。
【００１９】
図２〜図４に示すように、本実施形態におけるタンデム探傷用治具１は、治具本体２と、治具本体２が当接する操作基準ブロック３を備えている。また、治具本体２は、枠体４と、２つの探触子ホルダー５を備えている。各部材は、例えばアルミで形成されている。
【００２０】
枠体４は、２つの短い板材と２つの長い板材で四方を囲むようにして側壁が形成されており、上面及び下面は開口している。図４に示すように、枠体４を構成する長い板材は、側面視において円弧を描くように湾曲して形成されており、その中央部には、１つの円弧Ｓに沿って長穴６が形成されている。この長穴６の曲率は、本実施形態に係る治具１を用いて検査対象となり得る全ての鋼管Ｐの探傷検査を実施できるように、検査対象となり得る各鋼管Ｐの外径に基づいて適宜設定される。
【００２１】
また、長穴６の長さは、後述の探触子ホルダー５を用いて適切にタンデム探傷検査を実施できるように、検査対象となり得る全ての鋼管の外径や板厚に基づいて適宜設定される。例えば、図１に示すようにタンデム探傷法においては、発信用探触子５１を溶接ビードに近づけてセッティングを行うが、発信用探触子５１を溶接ビードに近づけすぎると、入射角を大きくすることが必要となる。この場合、超音波の特性上、鋼管表面で全反射を起こしてしまい探傷することができない。また、発信用探触子５１を溶接ビードから遠ざけてセッティングすると、減衰が大きくなるため探傷能が悪くなる。よって、本実施形態におけるタンデム探傷用治具１の長穴６の長さは、当該治具１を用いたタンデム探傷検査時において、超音波を適切に発信および受信可能な位置に探触子ホルダー５を固定できるように設定される。なお、長穴６の長さは、３０〜２００ｍｍであることが好ましい。また、長穴６の長さとは、長穴６の中心軸上における円弧長さである。
【００２２】
次に、図２〜図４に示すように、探触子ホルダー５は、円弧状の長穴６に沿って回転するように構成された回転ホルダー５ａと、回転ホルダー５ａの高さ方向Ｈに沿って上下動可能に構成された昇降ホルダー５ｂを備えている。
【００２３】
図５に示すように、各回転ホルダー５ａは、平面視において略凹状に形成されており、図５，図６に示すように、各回転ホルダー５ａの一方の側壁の中央部には、ネジ穴７が形成されている。図３，図４に示すように、各回転ホルダー５ａは、凹形状の開口部が互いに向き合うように枠体４の内側に配置され、枠体４の長穴６と回転ホルダー５ａのネジ穴７の位置を合わせた状態で、枠体４の外側から位置固定ネジ８を用いて締結される。回転ホルダー５ａがこのように枠体４に取り付けられることにより、回転ホルダー５ａは、位置固定ネジ８を回転軸として、長穴６の周方向Ｃ、即ち、半径Ｒの円弧Ｓの周方向Ｃに回転可能な状態となる。
【００２４】
回転ホルダー５ａの側壁下部には、回転ホルダー５ａの回転を規制する回転ストッパー９が形成されている。回転ストッパー９は、回転ホルダー５ａの側壁から枠体４の幅方向Ｗに突出するようにして１つの側壁に２本ずつ形成されている。回転ホルダー５ａの回転が大きくなるような場合には、２本のうちの１本の回転ストッパー９が枠体４の下面に当たることにより、それ以上の回転が抑制される。なお、図４に示すように、回転ホルダー５ａの回転角度θは、当該回転ホルダー５ａの回転軸上における円弧Ｓに垂直な面を基準として±１５°以内であることが好ましい。即ち、この角度を超えないような位置に回転ストッパー９を設けることが好ましい。
【００２５】
また、図５，図６に示すように、ネジ穴７が設けられた側壁に対向する側壁の上部には切欠き１０が形成されている。この切欠き１０の底面には、ブラケット１１（図３）が取り付けられるためのブラケット用ネジ穴１２が形成されている。
【００２６】
また、図７に示すように、切欠き１０が形成された側壁の内側面には、後述する昇降ホルダー５ｂの昇降移動を案内する２つのガイド１３と、図８にも示す昇降ホルダー５ｂの最下位置を規制する落下ストッパー１４が設けられている。また、図５〜図７に示すように、回転ホルダー５ａの底面の四隅には、スチールボールのような球状部材１５が設けられている。球状部材１５は、回転自在な状態で回転ホルダー５ａに取り付けられている。
【００２７】
昇降ホルダー５ｂは、図９に示すように、４つの板材で四方を囲むように側壁が形成されており、上面及び下面は開口している。この昇降ホルダー５ｂの内側には、超音波探触子（不図示）が取り付けられ、超音波探触子は昇降ホルダー５ｂと一体となって昇降することになる。また、探触子ケーブル１６（図２）は、昇降ホルダー５ｂの上部開口を通って、超音波発振器（不図示）に接続される。なお、昇降ホルダー５ｂの開口のサイズは、使用する超音波探触子の形状等により適宜決定される。
【００２８】
また、図９に示すように、昇降ホルダー５ｂの１つの側壁の外側面には、側壁から突出するように形成されたバネ受け部１７が設けられている。図８に示すように、バネ受け部１７は、回転ホルダー５ａの高さ方向Ｈに沿って延びるように形成されている。このバネ受け部１７が回転ホルダー５ａの各ガイド１３（図７）の間に位置するようにして、昇降ホルダー５ｂが回転ホルダー５ａの内側に挿入され、その後、回転ホルダー５ａの切欠き１０にブラケット１１が締結されることで、昇降ホルダー５ｂが回転ホルダー５ａに取り付けられた状態となる。
【００２９】
また、昇降ホルダー５ｂのバネ受け部１７の上面には、弾性部材の一例であるバネ１８の一端が取り付けられ、バネ１８の他端は、回転ホルダー５ａのブラケット１１の下面に取り付けられる。このように回転ホルダー５ａと昇降ホルダー５ｂとの間にバネ１８を介在させる構成とすることで、治具本体２を鋼管Ｐに押し当てた際に、昇降ホルダー５ｂが上方に移動してバネ１８が縮むことになる。そして、そのバネ１８の弾性力により昇降ホルダー５ｂを下方に移動させる力、即ち、昇降ホルダー５ｂを鋼管Ｐに押し付ける力が発生する。これにより、昇降ホルダー５ｂの浮き上がりに起因する鋼管Ｐへの超音波の入射不具合等の発生を防ぐことができる。
【００３０】
一方、鋼管Ｐに押し当てていた治具１を鋼管Ｐから離す際には、昇降ホルダー５ｂが自重により下方に移動することになるが、昇降ホルダー５ｂのバネ受け部１７の下面が回転ホルダー５ａの落下ストッパー１４に接触することで、昇降ホルダー５ｂの下方への移動が制限される。即ち、治具１を持ち上げた際の昇降ホルダー５ｂの落下を防ぐことができる。
【００３１】
また、昇降ホルダー５ｂのバネ受け部１７が回転ホルダー５ａのガイド１３に沿った状態で昇降ホルダー５ｂが昇降移動するため、昇降ホルダー５ｂが回転ホルダー５ａの高さ方向Ｈに対して傾斜して昇降移動をすることがなくなり、昇降ホルダー５ｂを適切な角度で鋼管Ｐに接触させることができる。
【００３２】
なお、バネ１８は、探触子が鋼管表面に対して安定して垂直になるように設けられた押えスプリングである。また、回転ホルダー５ａの落下ストッパー１４の上面と昇降ホルダー５ｂのバネ受け部１７の下面が接している状態において、回転ホルダー５ａの最下面から突出する昇降ホルダー５ｂの突出長さは、３〜１０ｍｍであることが好ましい。なお、本実施形態における「回転ホルダー５ａの最下面」とは、４つの球状部材１５の最下点を含んだ平面のこと指す。一方、球状部材１５が設けられていない場合には、回転ホルダー５ａの底面が最下面となる。
【００３３】
図９に示すように、昇降ホルダー５ｂの側壁には、水等の液体を通す液体通過口１９が設けられている。液体通過口１９は、昇降ホルダー５ｂの側壁を構成する板材を上下方向に貫通するようにして形成されている。液体通過口１９には、水等の液体を供給する液体供給ノズル（不図示）が接続されている。なお、液体通過口１９は１つだけ使用しても良いし、複数の液体通過口１９に液体供給ノズル（不図示）を接続して、複数の液体通過口１９を同時に使用しても良い。また、例えば１つの液体通過口１９を使用している場合において、その液体通過口１９に不具合が生じた際には、本実施形態のように複数の液体通過口１９を設けておくことで、他の液体通過口１９を使用することができるため、１つの液体通過口１９に不具合が生じても、１つの治具１をそのまま使用し続けることができる。
【００３４】
また、図４，図８に示すように、昇降ホルダー５ｂの底面には、セラミック等の耐摩耗性部材２０が設けられている。これにより、後述する探触子ホルダー５（回転ホルダー５ａ及び昇降ホルダー５ｂ）の移動時における昇降ホルダー５ｂの底面の摩耗を防ぐことができる。
【００３５】
図２に示す操作基準ブロック３は、略直方体状の部材である。操作基準ブロック３は、長手方向が鋼管ＰのシームラインＳＬに沿うように鋼管Ｐ上に載置され、枠体４の周方向Ｃの端面を操作基準ブロック３に当接させるようにして使用される。また、操作基準ブロック３の下部は段差形状となっており、操作基準ブロック３をシームラインＳＬに重ならないように載置した際に、枠体４との接触面（以下、「基準面」という）がシームラインＳＬ側に突出するような形状となっている。また、操作基準ブロック３の最下面には、マグネット（不図示）が取り付けられており、鋼管Ｐに載置された操作基準ブロック３はマグネットにより固定される。なお、マグネットは操作基準ブロック３に内蔵されていても良い。
【００３６】
タンデム探傷用治具１は、以上のように構成されている。次に、タンデム探傷用治具１を用いた鋼管溶接部のタンデム探傷検査方法について説明する。なお、本実施形態におけるタンデム探傷検査は、水浸法を用いて実施する。
【００３７】
また、検査対象とする鋼管Ｐの板厚は、５〜５０ｍｍであることが好ましい。更に好ましい範囲は、６．４〜４０ｍｍである。また、鋼管Ｐの外径は、１５〜６０インチ（３５５〜１５２４ｍｍ）であることが好ましい。更に好ましい範囲は、１８〜５６インチ（４５７〜１４２３ｍｍ）である。また、探傷検査に用いる探触子の超音波周波数は、１〜１０ＭＨｚであることが好ましい。更に好ましい範囲は、２〜５ＭＨｚである。
【００３８】
まず、図１０に示すように、鋼管ＰのシームラインＳＬに沿うように操作基準ブロック３を鋼管表面に載置する。このとき、操作基準ブロック３の基準面が側面視において、シームラインＳＬの上方に位置するように載置する。なお、図１０(ｂ)に示すように、この段階では、治具本体２が鋼管Ｐに接しておらず、各探触子ホルダー５は、昇降ホルダー５ｂの自重によって図７に示す回転ホルダー５ａの落下ストッパー１４の上面と昇降ホルダー５ｂのバネ受け部１７の下面が接した状態となっている。
【００３９】
次に、図１１に示すように、治具本体２を鋼管表面に押し当てる。このとき、各回転ホルダー５ａが位置固定ネジ８を回転軸として回転し、各回転ホルダー５ａに設けられた４つの球状部材１５の各々が鋼管表面に接する姿勢となるまで、各回転ホルダー５ａが回転する。これにより、各探触子ホルダー５は、探傷検査を実施するための最適な角度になった状態で、鋼管Ｐに当接することになる。
【００４０】
また、このとき、昇降ホルダー５ｂの底面に設けられた耐摩耗性部材２０が鋼管表面に接することで、昇降ホルダー５ｂが上方に移動し、昇降ホルダー５ｂと回転ホルダー５ａとの間に介在するバネ１８（図８）が縮んだ状態となる。これにより、昇降ホルダー５ｂが鋼管Ｐに押し付けられた状態となる。
【００４１】
続いて、図１２に示すように、治具本体２を鋼管Ｐに押し当てた状態で治具本体２を移動させて、操作基準ブロック３に当接させる。このとき、各回転ホルダー５ａの球状部材１５が回転することによって、治具本体２は鋼管表面を滑るように移動する。即ち、球状部材１５を設けることによって、回転ホルダー底面の摩耗を防ぐと共に、鋼管Ｐを傷つけない状態で治具本体２を移動させることができる。また、治具本体２の移動中は、各昇降ホルダー５ｂの底部が鋼管Ｐに擦れた状態で移動することになるが、各昇降ホルダー５ｂの底面に設けられた耐摩耗性部材２０により、各昇降ホルダー５ｂの底面の摩耗を防ぐことができる。
【００４２】
続いて、図１３に示すように、超音波探触子（不図示）の超音波発信位置及び受信位置が探傷検査を実施するのに最適な位置となるように、必要に応じて各探触子ホルダー５（回転ホルダー５ａ及び昇降ホルダー５ｂ）を移動させる。そして、各探触子ホルダー５を移動させた後、位置固定ネジ８を締めて、２つの探触子ホルダー５の位置を固定する。
【００４３】
その後、各回転ホルダー５ａの液体通過口１９から水を供給し続け、各昇降ホルダー５ｂに取り付けられた超音波探触子（不図示）と鋼管表面との隙間を水で満たした状態にする。この状態で超音波を発信することにより、水浸法を用いたタンデム探傷検査を実施することができる。このとき、各探触子ホルダー５は、探傷検査を実施するための最適な角度となっているため、精度の良い探傷検査を実施することができる。
【００４４】
続いて、図１４に示すように、治具本体２を操作基準ブロック３に押し当てたまま、治具本体２をシームラインＳＬに沿って移動させる。これにより、連続的に鋼管溶接部の探傷検査を実施することができる。
【００４５】
本実施形態に係るタンデム探傷検査は、以上のようにして実施される。なお、上記探傷検査の終了後、引き続き、異なる外径や板厚を有する鋼管Ｐの探傷検査を実施する場合には、図１０〜図１４に示す手順と同様の手順により探傷検査を実施すれば良い。
【００４６】
例えば、次に検査対象となる鋼管Ｐの外径が直前に探傷検査を行った鋼管Ｐの外径と異なる場合であっても、探触子ホルダー５が回転する構成となっているために、治具本体２を鋼管Ｐに押し当てた際に、探触子ホルダー５が探傷検査を実施するための最適な角度に自動調節される。また、次に検査対象となる鋼管Ｐの板厚が直前に探傷検査を行った鋼管Ｐの板厚と異なる場合であっても、探触子ホルダー５が同一円弧上を移動する構成となっているため、超音波の発信位置及び受信位置を鋼管Ｐの板厚に応じて最適な位置に調節することができる。
【００４７】
即ち、本実施形態によれば、外径や板厚の異なる鋼管Ｐに対し、１つの治具で探傷検査を実施することが可能となる。これにより、鋼管Ｐごとの専用治具を作製する必要がなくなり、治具１の作製コストを抑制することができる。また、探触子ホルダー５の角度調節を容易に行うことができると共に、探傷精度を向上させることも可能となる。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、回転ホルダー５ａの底面に球状部材１５を設けることとしたが、回転ホルダー５ａの摩耗を無視することができ、鋼管Ｐへの傷付きが製品品質上、特に問題ないようであれば、球状部材１５は設けなくても良い。同様に、昇降ホルダー５ｂの耐摩耗性部材２０についても設けなくても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、超音波探触子と鋼管表面との間に供給する水が液体通過口１９を介して供給されることとしたが、他の経路から水等の液体を供給しても良い。また、水浸法を用いずに、超音波探触子を直接鋼管Ｐに当てて探傷検査を実施しても良い。
【００５１】
また、上記実施形態では、治具本体２とは別体の操作基準ブロック３を設け、治具本体２を操作基準ブロック３に当接させた状態で、シームラインＳＬに沿って治具本体２を移動させることとしたが、操作基準ブロック３は設けなくても良い。ただし、治具本体２をシームラインＳＬに沿って移動させる際に、治具本体２が鋼管の周方向にずれて、超音波探触子の発信位置と受信位置がずれるおそれがある。これを防止するためには、操作基準ブロック３を設けることが好ましい。
【００５２】
また、上記実施形態では、枠体側面に円弧状の長穴６を設け、回転ホルダー５ａを枠体４の外側からネジ止めすることにより、各回転ホルダー５ａを長穴６に沿って同一円弧Ｓ上を移動させる構成としたが、各回転ホルダー５ａの同一円弧上の移動は当該構成に限定されることはない。同様に、各回転ホルダー５ａを長穴６の周方向Ｃに回転させる構成も上記実施形態で説明した構成に限定されない。即ち、枠体４に取り付けられた各回転ホルダー５ａを、枠体４の側面視において同一円弧上に移動させるホルダー移動機構と、各回転ホルダー５ａをその円弧の周方向Ｃに沿って回転させるホルダー回転機構とを有していれば、上記実施形態で説明した効果を享受することができる。また同様に、昇降ホルダー５ｂを昇降移動させる構成も上記実施形態で説明したものに限定されない。
【００５３】
また、上記実施形態では、探触子ホルダー５を回転ホルダー５ａと昇降ホルダー５ｂで構成することとしたが、昇降ホルダー５ｂは設けなくても良い。この場合であっても、枠体４に取り付けられた回転ホルダー５ａが回転可能な構成となっていれば、治具本体２を鋼管Ｐに押し当てた際に回転ホルダー５ａを回転させることができる。昇降ホルダー５ｂを設けない場合には、回転ホルダー５ａに超音波探触子が取り付けられる。
【００５４】
ただし、バネ１８等の弾性部材を用いて探触子ホルダー５を鋼管Ｐに押し付ける構成とすることにより、作業者の手ブレ等に起因する探触子ホルダー５の浮き上がりを防止できるため、上記実施形態で説明した昇降ホルダー５ｂを設けることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、ＵＯ鋼管の溶接欠陥のタンデム探傷検査に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１       タンデム探傷用治具
２       治具本体
３       操作基準ブロック
４       枠体
５       探触子ホルダー
５ａ     回転ホルダー
５ｂ     昇降ホルダー
６       長穴
７       ネジ穴
８       位置固定ネジ
９       回転ストッパー
１０     切欠き
１１     ブラケット
１２     ブラケット用ネジ穴
１３     ガイド
１４     落下ストッパー
１５     球状部材
１６     探触子ケーブル
１７     バネ受け部
１８     バネ
１９     液体通過口
２０     耐摩耗性部材
Ｃ       周方向
Ｈ       回転ホルダー高さ方向
Ｐ       鋼管
Ｒ       半径方向
Ｓ       円弧
ＳＬ     シームライン
Ｗ       枠体幅方向
θ      回転角度
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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