(57)【要約】本発明は、バー材（３０）の超音波検査用試験装置に関し、該試験装置は、容器（２０）を有し、該容器はａ）超音波試験を実行する室を有し、該容器には、ｂ）検査すべきバー材のために少なくとも１つの貫通通路（２８）が設けられており、前記容器は、ｃ）連結流体（５２）、より詳しくは、水のために少なくとも１個の入口及び、少なくとも１個の出口を有しており、前記入口及び前記出口は、バー材の長手方向（３２）に交差する方向に、該バー材（３０）の周囲で前記連結流体（５２）が循環し得るように配置されており、かつ、バー材（３０）に向けられる少なくとも１個の超音波試験ヘッド（４６）を有する。前記室は、バー材（３０）の長手方向（３２）に交差する方向に、丸くない断面を有しており、前記室の断面は、バー材（３０）と前記室の壁（４０）間のギャップ（４２）の幅を、実質的に維持するように、前記バー材（３０）の外形と適合している。
2004525374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器（２０）を有し、該容器はａ）超音波試験を実行する室を有し、該容器には、ｂ）検査すべきバー材（３０）のために少なくとも１つの通路が設けられており、前記容器は、ｃ）連結流体（５２）、より詳しくは、水のために少なくとも１個の入口及び、少なくとも１個の出口を有しており、前記入口及び前記出口は、作動中に、バー材（３０）の長手方向（３２）に交差する方向に、該バー材（３０）の周囲で前記連結流体（５２）が循環し得るように配置されており、かつ、バー材（３０）に向けて配置される少なくとも１個の超音波プローブ（４６）を有する、バー材の超音波検査用試験装置において、前記室は、バー材（３０）の長手方向（３２）に交差する方向に、丸くない断面を有しており、前記室の断面は、バー材（３０）と前記室の内壁（４０）間の周囲ギャップ（４２）が、実質的に一定の幅を維持するように、前記バー材（３０）断面と適合していることを特徴とする、バー材の超音波検査用試験装置。
【請求項２】
前記周囲に対する前記ギャップ（４２）の幅が、３：１、より好ましくは、２：１より小さい範囲で変動することを特徴とする、請求項第１項記載の試験装置。
【請求項３】
前記室は、アダプタインサート（３８）によって形づくられ、該アダプタインサート（３８）は、前記容器（２０）内で交換自在に配置されていることを特徴とする、請求項第１項記載の試験装置。
【請求項４】
試験すべきバー材（３０）の種々の断面に対応する形で、異なるアダプタインサートが複数個設けられていることを特徴とする、請求項第３項記載の試験装置。
【請求項５】
前記アダプタインサート（３８）は、前記室に連結流体（５２）を供給し、かつ該室から連結流体を排出する流動案内路（５０）を有しており、前記案内路は、前記少なくとも１つの入り口又は、前記少なくとも１つの出口とそれぞれつながっていることを特徴とする、請求項第３項記載の試験装置。
【請求項６】
前記容器（２０）は、包被（２２）及び２つの端壁(２４、２６)を有しており、前記少なくとも１つの端壁（２４）は、前記包被（２２）と取り外し自在に連結されており、前記端壁（２４）を取り外した際、複数のアダプタインサートを交換することが可能であることを特徴とする、請求項第３項記載の試験装置。
【請求項７】
アダプタインサートは外壁を有しており、容器(２０)内に挿入されたアダプタインサートは、その外壁と、前記容器（２０）の内壁間に、空の環状の周囲領域を有しており、前記領域は、前記環状の周囲ギャップ（４２）と繋がっており、該領域で連結流体（５２）を受け入れることを特徴とする、請求項第３項記載の試験装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの入り口は、該入り口から出ていく連結流体（５２）が、接線方向の運動成分を有するように、前記容器（２０）内に配置されていることを特徴とする、請求項第１項記載の試験装置。
【請求項９】
前記室の断面は、カーブによって形づくられ、少しの角も有さないことを特徴とする、請求項第３項記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器を有し、該容器はａ）超音波試験を実行する室を有し、該容器には、ｂ）検査すべきバー材のために少なくとも１つの通路が設けられており、前記容器は、ｃ）連結流体、より詳しくは、水のために少なくとも１個の入口及び、少なくとも１個の出口を有しており、前記入口及び前記出口は、作動中に、バー材の長手方向に交差する方向に、該バー材の周囲で前記連結流体が循環し得るように配置されており、かつ、バー材に向けて配置される少なくとも１個の超音波プローブを有する、バー材の超音波検査用試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
明細書に記載した種類の試験装置は、ＤＥ  １９９  ３１  ３５０Ａにより既に公知になっている。この公知の試験装置は、管状の容器を有しており、該容器は、その内方に、実質的に、円筒形の容量を有すると共に、該容量は、バー材の長手方向に交差する方向に丸い断面をもつ。この内方に形成された容量により、室が形成され、この室で超音波検査が行われる。
【０００３】
この公知の試験装置は、実質的に丸いバー材を試験するにはとても有効であることが既にわかっている。しかしながら、試験すべきバー材が、角を有する形状、例えば、平たい、正方形、六辺形等の断面を有する場合は、超音波検査中に問題が発生してしまう。
【０００４】
この問題をより詳しく観察すると、角を有する材料の周囲には流体が十分に循環しないことがわかってきた。バー材が円筒部から離れれば離れるほど、該バー材の周囲に流体がうまく循環しない。その結果、立下り縁、泡等が発生してしまう。これらにより、超音波検査に支障が出てしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こういった理由から、本発明が生まれた。本発明は、角を有する材料、特に、丸い断面から大きく外れる断面を有するバー材も含めて、試験するに好適な、前述したタイプの試験装置を開発することを目的とする。
【０００６】
上述したタイプの試験装置から考えて、この目的を達成するためには、前記室に、バー材の長手方向に交差する方向に丸くない断面をもたせることと、バー材と前記室の内壁間の周囲ギャップが実質的に一定の幅を維持するように、室の断面をバー材断面に適合させることである。
【０００７】
この種の試験装置に関しては、全ての試験課題、試験すべき全てのバー材に、超音波試験を行う場所である室を同一にするのではなく、むしろ、該室を試験すべきバー材断面に適合させることである。この目的のために、各バー材に適合した容器、より詳しく言うと、この容器の包被を使用することが出来る。しかしながら、もっと厳密に言えば、容器の内側容積に挿入出来、かつ該内側容積の形状を試験すべきバー材断面に適合することが出来るアダプタインサートが提案されている。このアダプタインサートによれば、バー材と、室の内壁の間に存在する周囲ギャップが、実質的に幅方向に変化しないような形で試験することが出来る。周囲に対するギャップの幅が、３：１、より好ましくは、２：１より小さい範囲で変動することが良いことがわかってきた。
【０００８】
室を各バー材に適合させると、流体をバー材の周囲で選択的に、かつ調整可能に循環させることが可能である。これにより、円形断面を有する従来の室を使用した際発生する問題点を解決することが出来る。これにより、丸い断面形状から大きく外れたバー材断面に対しても試験することが出来る。平たい材料でさえ、難なく試験することが可能である。
【０００９】
試験中には、容器に対してバー材が移動し、その結果、該バー材が、容器に対して静止している少なくとも１つの超音波プローブに対して相対的に移動してしまうことがわかっている。このように試験するバー材が移動すると、該バー材の色々な領域が次々とスキャンされてしまう。複数の超音波プローブを適宜に配置させると、各試験課題を実行すると言う意味において、バー材部分を十分に試験することが出来る。
【００１０】
バー材を容器に対して相対的に移動させるためには、容器には、試験するバー材のために少なくとも１つの通路を設け、より好ましくは、２つの通路を、長手方向に対向するように設けることである。これら通路も、試験する各バー材に適合させる。すると通路は、結果的に各バー材断面に対して適合する形状を有するようになる。加えて、通路は、バー材の表面と接触するようになるシール部（シールが可能であれば）を有する。
【００１１】
更に、原則的には、バー材を容器内で移動させる際、該バー材を長手方向の軸を中心に回転させることが可能である。しかしながら、バー材は、回転させずに容器を通過させることが望ましい。この場合、バー材断面の周囲に配置し、種々の試験課題を断面に対して実行する、十分な数のプローブにより、必要とされる超音波試験を実行することが出来る。
【００１２】
連結流体は、実質的には水だが、原則的には、例えばオイル等の、別の流体を使用しても良い。この連結流体は、回路内で循環させることにより、何度も再使用することが出来る。必要に応じて、フィルタを回路内に挿入し、該フィルタに流体と一緒に流れてくる汚れた粒子等を保持させることも出来る。回路を例えば、ポンプで作動させる。装置を、循環させずに作動させることも可能である。この場合には、供給管から加圧して強制的に排水させる。排水は、水を試験装置内に通過させて行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に関する上記以外の利点及び特徴は、特許請求の範囲や、図面を参照して例示した、限定的でない後述する実施例で明らかになる。
【００１４】
バー材に対する超音波検査用、試験装置は、容器２０を有しており、該容器は、例示実施例に示すように、包被２２及び２つの端壁２４、２６から構成されている。しかし、原則的には、この構成は強要されるものではなく、容器は、如何なる形状及び如何なる配置を有していても良い。
【００１５】
例示実施例に示すように、端壁２４、２６は、同一の原理に基づいて構成されている。各端壁には、該端壁の中央部分に通路２８が形成されている。この通路を介して、検査すべきバー材３０を、容器に２０に差し入れ、また該容器から引き抜くことが出来る。バー材は、長手方向３２に沿って形成されている。前記長手方向は、バー材３０の断面領域における重心線上に一致している。
【００１６】
図に示すように、包被２２は円筒形であるが、原則的には、正方形等の、別の形状を有していても良い。端壁２４、２６は、包被に適合している。実施例に示すように、円筒形の包被２２の端部を密閉するために、円形のディスクが組み込まれる。これら円形ディスクは、包被２２から取り外し可能であり、取り外すことにより該包被の全断面が側面に現れる。端壁２４、２６は、前記したＤＥ  １９９  ３１  ３５０で開示された２つの部分から構成されていると、好ましい。
【００１７】
端壁２４、２６は、簡単に交換可能であり、また、端壁２４、２６に関しては、種々の組み合わせが可能である。検査すべきバー材３０の断面形状に応じて、異なる端壁２４、２６が設けられる。例えば、これら端壁は、通路２８の形状が異なる。通路２８は、検査するバー材３０の断面に適合している。通路２８には、シール部３４が設けられており、該シール部は、バー材を矢印３６の方向に試験装置内を移動させる際に、バー材の表面に乗る形で配置されている。端壁を、その中央部に比較的大きい開口を有するように設け、そこにバー材の側面形状に適合する、種々の異なる適合片を挿入して、シールするように構成することも可能であり、またそのように設けられている。
【００１８】
容器２０内には、アダプタインサート３８が配置されている。外側から見ると、該アダプタインサートは円筒形である。アダプタインサートは、包被２２の内側に存在する容量内に収まっており、かつ、一方の端壁２４の内面から、他方の端壁２６の内面にまで伸延している。また、アダプタインサートには、長手方向に伸延する形の逃げ部が設けられており、内壁４０によって、長手方向を横断する形で形成されている。実施例においては、アダプタインサート３８は、その軸方向の全長に亘って同一の断面を有している。しかしながら、この断面は、アダプタインサート３８の一方の端部領域から他方の端部領域に向かってテーパー状に形成されていても良い。
【００１９】
逃げ部は、バー材３０に適合している。内壁４０の態様に関して言えば、アダプタインサート３８は、逃げ部の形状に関して相違するものが種々存在する。この例を、図２及び図３に示す。
【００２０】
図２に示すように、逃げ部の断面は、実質的には、曲線コーナーを有する長方形である。室、即ちギャップ４２は、バー材３０部分と、アダプタインサート３８の内壁４０間に位置する。このギャップは、完全にバー材３０断面を包囲しているため、「周囲」ギャップとも呼ばれる。ギャップ４２の幅方向は、長手方向３２に交差する方向である。このギャップ４２の幅は、バー材３０周りの周辺部に沿って殆ど変化しないが、何れの場合においても、バー材断面の周りで流体が均一に循環するように幅を選択する。室は、内壁によってその容量が決まる。
【００２１】
図からもわかるように、アダプタインサート３８は、少なくとも１つの逃げ部４４を有しており、該逃げ部は、外側に、即ち内壁４０から外壁に亘って伸延している。この逃げ部は、包被２２の穴と面一に設けられており、該逃げ部に、長手方向に配置することが出来る超音波プローブ４６を受け入れる。具体的な実施例では、超音波プローブは、逃げ部４４及び穴内に配置されたチューブ４８内に収容される。このように、チューブに連結された超音波プローブを、チューブ４８の軸方向に配置させることが出来る。より詳しく言うと、プローブを容器２０から完全に取り除くことも出来る。チューブ４８及び包被２２の間に適宜な保持装置(図示せず)を設けることにより、プローブを逃げ部４４内の何れの位置においても保持することが可能である。なお、チューブには、超音波プローブ４６の電気供給管路が備わっている。
【００２２】
アダプタインサートを交換する際には、チューブ４８を、逃げ部から外れるまで外側に向けて引っ張る。すると、アダプタインサートを軸方向に外すことが出来る。この目的のために、一方の端壁２４を取り外す。
【００２３】
アダプタインサート３８には更に、検査中に内壁４０及びバー材３０間のギャップを満たす結合流体５２を供給し、またこれを排出するための流動案内路５０が設けられる。図示した実施例では、流体を供給するための流動案内路５０、及びこれを排出するための流動案内路５０が１つずつ設けられている。流体供給及び/又は排出用の流体案内路を複数個も設けても良い。
【００２４】
例示実施例に示すように、連結流体５２供給用の流動案内路５０は、ギャップ４２に近接して、ノズル５４内で終端する。前記ノズルは、実質的にギャップ４２の円周方向に向けた形で設けられており、この方向は、円周方向を示し、バー材３０周りの連結流体５２の流れを表す、矢印５６の方向のことである。連結流体５２をノズル５４に強制的に入れ、これを、矢印５６によって示す円周方向に無理やり流すと、バー材周りで連結流体が螺旋状に流動する。
【００２５】
その結果、ノズル５４及び入口は、容器２０の軸終端領域内に配置される。他方の軸終端領域には、流体排出用の流動案内路５０が配置される。例示実施例に示すように、流動案内路５０は、アダプタインサートの端面で終端するように配置されている。そこで、流動案内路５０同士は、端壁２４、２６をそれぞれ貫通し、該流動案内路の連続部分として伸延する、管路５８に連結するプラグを介して連結される。連結流体５２は、前記管路５８を介して供給され、また排出される。
【００２６】
別の実施例においては、管路は包被２２を貫通している。
【００２７】
これに関係なく、管路５８は、いかなるアダプタインサート３８を使用しても、同じ位置を保つことが出来るように配置されている。アダプタインサート３８は、内壁４０に関して、該インサートの内側軸方向に形成された逃げ部の形状が実質的に相違するだけである。図２と図３の違いはこれである。図２では、試験すべきバー材３０は、長方形の断面を有する実質的に平たい材料であるが、図３においては、バー材３０は、正方形の断面を有している。従って、アダプタインサート３８の逃げ部が相違する形で形成される。逃げ部はまた、丸いコーナー部を有する、略正方形の断面を有している。図２による実施例にも丸いコーナー部が設けられている。逃げ部部分を適宜な形状にすることにより、材料の周囲の流れを思いのままにすることが可能である。図３に示すように、室内で、内壁４０から内方に向けて突出するリブ６０を追加的に設ける。これらリブは、円周方向を示す矢印５６の方向に傾斜している。これらのリブは、矢印５６の方向に配置されている。流体が各リブの端部の周囲を流れている。これにより、当該端部の背面領域に対して該流れを押し付ける力が、まるでスポイラのように作用する。
【００２８】
別の手段を用いて、試験すべきバー材３０の断面の周囲に、可能な限り多くの流れを均一に起こすようにしてもよい。リブ６０に代えて、周囲の適宜な領域にギャップ４２の幅を狭くする突起部を設けることも可能である。
【００２９】
一般的に、試験中には、超音波プローブ４６が１個だけではなく、複数個設けられている。この超音波プローブは、バー材の種々の断面に応じて相違させる形で配置させなければならないので、該プローブのために、包被２２に多数の穴を設ける。あらゆるアダプタインサートを使用すると、各穴は逃げ部４４とは適合しない。試験課題を実行するに際して、全ての逃げ部４４または全ての穴を使用する必要は無く、使わない穴は、単に適宜な閉鎖プラグで閉じればよい。
【００３０】
図４による実施例では、アダプタインサート３８の外壁と、容器２０の包被２２の内面との間には一定の距離だけ間隔があいている。これにより、円筒形で環状の空洞が形成され、該空洞を介して矢印６２に示す円周方向に流体を流すことが出来る。強制的に流れを起すように管路５８を配置させる。流動案内路５０は、外側の周方向の流れが、室に対して矢印６２方向に入り、また室からこの方向へ出ることが出来るように配置されている。これにより、アダプタインサート３８を交換しても、管路５８を変化させずにすむ。室内で要求される矢印５６の方向による流れと同様に、アダプタインサートの周囲に流れが起きるようにすれば、アダプタインサートは種々変更可能である。
【００３１】
最後に、図５は、特殊なアダプタインサート３８を使って、室４２の形状を変更せずに、少なくとも包被２２によって変更している、例示実施例を示している。包被２２を、バー材３０に応じて相違させる形で設ける。実際には、上述した例示実施例のアダプタインサートを原則的に使用するが、前述の例示実施例においては、端壁と共に、包被によって達成されていたシール機能を、アダプタインサート(端壁と共に)によっても確実にするように、該アダプタインサートを形成し、発展させることも出来る。図５による実施例では、包被２２を、アダプタインサート３８のように種々変更することが出来、また、全体に亘って同一の壁厚を有する金属シート、若しくはこれとは別の材料により形成することが可能であり、該包被２２を、密閉自在に、かつ取り外し自在に端壁２４、２６と連結させる。全ての単一の包被２２のために、特別な端壁を設けることが出来るが、種々の包被と協調して、普遍的に使用可能な端壁も利用出来る。それによって室の形状に影響が及ぶことは無い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】試験装置の長手方向における断面図であり、試験装置を通過させる試験バー材の図である。
【図２】図１のII−II線により切断した断面図である。
【図３】図２に類似する断面図であるが、正方形の断面を有するバー材用のものであり、図１及び図２とは異なるアダプタインサートを有している。
【図４】図２に類似する断面図であり、アダプタインサートは、その外壁に円筒形の溝を有している。
【図５】円形ではない包被を有する、試験装置の断面の斜視図である。
【国際公開パンフレット】
2004525374.tif 000003
2004525374.tif 000004
2004525374.tif 000005
2004525374.tif 000006
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2004525374.tif 000011
2004525374.tif 000012
2004525374.tif 000013
2004525374.tif 000014
2004525374.tif 000015
2004525374.tif 000016
2004525374.tif 000017
2004525374.tif 000018
2004525374.tif 000019
2004525374.tif 000020
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004525374.tif 000021
2004525374.tif 000022
【国際調査報告】
2004525374.tif 000023
2004525374.tif 000024
2004525374.tif 000025
2004525374.tif 000026