(57)【要約】【課題】被検査管の肉厚を超音波を出射して計測する場合に、被検査管内壁と超音波探蝕子間の付着物の巻き込みをなくして検査精度の低下を防止すると共に、被検査管のテーパ部でも精度良い計測を可能にする。【解決手段】超音波を出射する検査ヘッドを被検査管内に挿入し、超音波を被検査管の内壁に向けて出射して被検査管の肉厚を測定する方法において、被検査管１内で超音波探蝕子２３を内臓した複数の接触体１５を被検査管１の周方向（矢印ｅ方向）に分散配置して被検査管１の内壁１ｄに当接させ、その状態で該接触体１５を被検査管１の周方向に部分角だけ往復動させながら被検査管１の内壁１ａに超音波を出射して被検査管１の肉厚ｔを測定する。【選択図】図１
2009204370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を出射する検査ヘッドを被検査管内に挿入し、超音波を被検査管の内壁に向けて出射して被検査管の肉厚を測定する方法において、
超音波探蝕子を内臓した複数の接触体を被検査管内で被検査管の周方向に分散配置して被検査管の内壁に当接させ、
その状態で該接触体を被検査管の周方向に部分角だけ往復動させながら被検査管の内壁に超音波を出射して被検査管の肉厚を測定するようにしたことを特徴とする管肉厚測定方法。
【請求項２】
通常測定時は前記接触体を被検査管の軸方向に移動させると同時に被検査管の周方向に部分角だけ往復動させて被検査管の肉厚を測定し、
被検査管の要注意測定区域では接触体の管軸方向移動を止め、被検査管の周方向に部分角だけ往復動させて被検査管の肉厚を測定することを特徴とする請求項１に記載の管肉厚測定方法。
【請求項３】
超音波を出射する検査ヘッドを被検査管内に挿入し、超音波を被検査管の内壁に向けて出射して被検査管の肉厚を測定する装置において、
被検査管の内部に挿入される主軸及び該主軸の外側に同心状に配置される往復駆動軸と、
該主軸を被検査管内の中心線上に保持させる調芯機構と、
超音波探蝕子を内臓し該往復駆動軸に揺動自在に取り付けられたアームに装着されて被検査管の周方向に分散配置され、該アームに装着されたバネ部材によって被検査管の内壁に当接する方向に付勢力を付与される複数の接触体と、
該接触体を被検査管の周方向に部分角だけ往復動するように該往復駆動軸を回転駆動する駆動装置と、を備えたことを特徴とする管肉厚測定装置。
【請求項４】
前記駆動装置が、前記往復駆動軸に隣接して配置され外周面の一部が往復駆動軸と係合して部分角だけ往復駆動軸を回転させる２個のカムと、該カムを回転させる駆動モータとからなり、
該２個のカムを互いに逆方向に回転させて往復駆動軸を部分角だけ往復動させるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の管肉厚測定装置。
【請求項５】
前記調芯機構の一部が、前記アームと、接触体と主軸とに揺動自在に架設された第２のアームとからなり、
主軸と前記往復駆動軸とを互いに摺動自在にして、接触体を被検査管の内壁に当接させたときに主軸を被検査管の中心線上に保持させるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の管肉厚測定装置。
【請求項６】
調芯機構の一部が、中心部に前記往復駆動軸を通す孔を有し被検査管の入口部の内壁に嵌合する外径を有する中空円筒体からなり、該中空円筒体の内部に前記駆動装置を収納したことを特徴とする請求項４に記載の管肉厚測定装置。
【請求項７】
被検査管の外部に位置する前記往復駆動軸の軸端部に周方向位置決めマークを設け、接触体の被検査管周方向位置を外部から把握可能に構成したことを特徴とする請求項３に記載の管肉厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ管等の被検査管の腐食、減肉等の劣化診断時に、被検査管の肉厚を超音波を出射して計測する場合、被検査管、特にそのテーパ部の肉厚を効率的かつ精度良く計測可能にした管肉厚測定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラに組み込まれた多数のボイラ管の腐食、減肉等の劣化診断工事において、耐火材に接する管やドラム直上部の管等、ボイラの構造上管外面側からの肉厚測定が不可能であるボイラ管については、超音波探傷法を用いて管内面より肉厚を測定している。
【０００３】
特許文献１（特開２００１−４６０３号公報）には、ボイラ用熱交換器チューブの肉厚計測や欠陥探傷を行なうための超音波を用いた検査装置が開示されている。この検査装置を図９で説明する。図９において、水管ボイラ２では、上部に配置された蒸気ドラム３と下部に配置された水ドラム４とが多数の管１（一点鎖線により略記）で連結されている。水管ボイラ２の劣化診断をするために、管１内に超音波探蝕子を内蔵した検査ヘッド１００を挿入すると共に、蒸気ドラム３内に検査ヘッド駆動装置２００を、水ドラム４に水供給装置３００を配置する。
【０００４】
水管１の肉厚計測をする場合、検査ヘッド駆動装置２００により発生した回転力を回転力伝達ワイヤ２０１を介して検査ヘッド１００に伝達し、検査ヘッド１００の超音波探蝕子を水管１の内壁に接触させつつ回転させる。また、水供給装置３００から、水供給管３０１を介して水を検査ヘッド１００に供給して、局部水浸法により、即ち超音波探蝕子と水管１の内壁間にのみ音響伝達媒体である水を満たす方法により、超音波の伝達を行なうようにする。
【０００５】
回転力伝達ワイヤ２０１を軸方向に沿い巻き取っていくことにより、検査ヘッド１００を水管１内において長手軸方向に移動させていく。これによって、管１の軸方向に沿う所定ピッチ毎に、周方向に沿う所定角度毎に肉厚計測を行なう。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された検査装置は、超音波探蝕子を水管１の内壁に接触させつつ回転させるものであるが、この方式だと、超音波探蝕子に回転力が付加されているために、水管１の内壁にスケールや異物等の付着物がある場合は、水管１の内壁と超音波探蝕子の間に該付着物を巻き込むおそれがあり、その結果、検査精度を不良にする不具合がある。そして、該付着物が水管内壁と超音波探蝕子間に堆積すれば検査不能に至るおそれがある。
【０００８】
また、特許文献１に開示された検査ヘッドは、検査ヘッドを調芯ブラシにより被検査管の中心線上に保持させるようにしているが、管径が漸増又は漸減するテーパ部や曲がり部では、調芯ブラシで検査ヘッドを中心線上に精度良く保持させるのは困難である。
【０００９】
図１０は、ボイラ管１を示す。ボイラ管１は、同一径の直管部１ａのほかに、ベンド部１ｄを有し、蒸気ドラム３又は水ドラム４との接続部では縮径された管端絞り部ｃを形成し、直管部１ａと管端絞り部ｃ間はテーパ部１ｂを形成する。特許文献１に開示された検査ヘッドでは、曲がり部やテーパ部で検査ヘッドを管中心線上に精度良く保持させるのは困難である。
【００１０】
また、超音波探傷法では、超音波を被検査管の内壁に垂直に入射させる必要があるが、超音波探蝕子を被検査管の内壁に接触させない非接触式の検査装置では、テーパ部や曲がり部で超音波を被検査管の内壁に垂直に入射させることが困難である。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、被検査管内壁の腐食、減肉等の劣化診断時に、被検査管の肉厚を超音波を出射して計測する場合において、被検査管内壁に付着した付着物が被検査管内壁と超音波探蝕子間に巻き込まれることによる検査精度の低下を防止することを目的とする。
また、被検査管のテーパ部でも検査装置を被検査管の中心線上に保持して、超音波探蝕子による管肉厚を効率的かつ精度良く計測可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明の管肉厚測定方法は、
超音波を出射する検査ヘッドを被検査管内に挿入し、超音波を被検査管の内壁に向けて出射して被検査管の肉厚を測定する方法において、
超音波探蝕子を内臓した複数の接触体を被検査管内で被検査管の周方向に分散配置して被検査管の内壁に当接させ、
その状態で該接触体を被検査管の周方向に部分角だけ往復動させながら被検査管の内壁に超音波を出射して被検査管の肉厚を測定するようにしたものである。
【００１３】
本発明方法は、被検査管内で超音波探蝕子を内臓した複数の接触体を被検査管の周方向に分散配置して被検査管の内壁に当接させた状態で、特許文献１のように接触体を被検査管の全周に亘って一方向に回転させるのではなく、各接触体を部分角だけ往復動させるようにする。これによって、測定中に被検査管内壁に付着した付着物が該内壁と接触体との間に巻き込まれるのを防止できる。
【００１４】
また、接触体を部分角だけ往復動させることで、往路と復路の両方の測定データが得られ、これらのデータを照合することにより、正確な測定が可能になる。さらに、複数の接触体を被検査管の周方向に配置しているため、各接触体の位置を把握しておくことで、被検査管の周方向のどの位置に減肉が発生しているかを容易に把握することができる。
【００１５】
なお、各接触体が往復動する部分角の角度は、各接触体の部分角の合計が３６０°となるように設定される。即ち、接触体の個数が２個であれば、各接触体の部分角は１８０°であり、３個であれば１２０°であり、４個であれば９０°となる。
【００１６】
本発明方法において、通常測定時は前記接触体を被検査管の軸方向に移動させると同時に被検査管の周方向に部分角だけ往復動させて被検査管の肉厚を測定し、被検査管の要注意測定区域では接触体の管軸方向移動を止め、被検査管の周方向に部分角だけ往復動させて被検査管の肉厚を測定するようにするとよい。
【００１７】
即ち、通常測定時は、接触体を被検査管の軸方向に移動させながら被検査管の周方向に部分角だけ往復動させて被検査管の肉厚を測定することにより、測定時間を短縮し、効率的に行なう。次に、その通常測定結果を診て、再度肉厚測定を必要とする要注意測定区域では、被検査管の要注意測定区域では接触体の管軸方向移動を止め、被検査管の周方向に部分角だけ往復動させる。
【００１８】
このように、要注意測定区域では、同一位置の管壁で往復２回の測定を行なうことで、測定結果として査収左右対称の画像が得られる。これによって、測定精度を向上させることができる。
【００１９】
前記本発明方法を実施するための本発明の管肉厚測定装置は、
超音波を出射する検査ヘッドを被検査管内に挿入し、超音波を被検査管の内壁に向けて出射して被検査管の肉厚を測定する装置において、
被検査管の内部に挿入される主軸及び該主軸の外側に同心状に配置される往復駆動軸と、
該主軸を被検査管内の中心線上に保持させる調芯機構と、
超音波探蝕子を内臓し該往復駆動軸に揺動自在に取り付けられたアームに装着されて被検査管の周方向に分散配置され、該アームに装着されたバネ部材によって被検査管の内壁に当接する方向に付勢力を付与される複数の接触体と、
該接触体を被検査管の周方向に部分角だけ往復動するように該往復駆動軸を回転駆動する駆動装置と、を備えたものである。
【００２０】
本発明装置では、調芯機構により主軸を被検査管の内部で被検査管の中心線上に保持するようにする。そして、主軸の外側に同心状に配置された往復駆動軸を駆動装置により被検査管の周方向に部分角だけ往復動させることにより、該往復駆動軸にアームを介して装着された超音波探蝕子を被検査管内壁に接触させた状態で部分角だけ往復動させる。これによって、被検査管内壁に付着した付着物が被検査管内壁と接触体間に巻き込まれるのを防止できる。
【００２１】
本発明装置において、前記駆動装置が、前記往復駆動軸に隣接して配置され外周面の一部が往復駆動軸と係合して部分角だけ往復駆動軸を回転させる２個のカムと、該カムを回転させる駆動モータとからなり、該２個のカムを互いに逆方向に回転させて往復駆動軸を部分角だけ往復動させるように構成するとよい。
かかる構成によって、接触体を設定された部分角だけ往復動させることが可能になると共に、また、往復駆動軸の駆動装置をコンパクト化できて、往復駆動軸と一緒に被検査管の内部に挿入可能になる。
【００２２】
また、本発明装置において、前記調芯機構の一部が、往復駆動軸に揺動自在に取り付けられた前記アームと、接触体と主軸とに揺動自在に架設された第２のアームとからなり、主軸と前記往復駆動軸とを互いに摺動自在にして、接触体を被検査管の内壁に当接させたときに主軸を被検査管の中心線上に保持させるように構成するとよい。
かかる構成によって、被検査管内壁がテーパ状であっても、主軸の被検査管中心線上への保持と接触体の被検査管内壁への接触状態の保持を同時に達成できる。従って、テーパ状内壁での超音波による測定が容易となり、検査精度を低下させることはない。
【００２３】
また、本発明装置において、調芯機構の一部が、中心部に往復駆動軸を通す孔を有し被検査管の入口部の内壁に嵌合する外径を有する中空円筒体からなり、該中空円筒体の内部に前記構成を有する駆動装置を収納するように構成するとよい。かかる構成によって、コンパクトな構成で、主軸の調芯機能と往復駆動軸の駆動機能とを同時に達成できる。
【００２４】
また、本発明装置において、被検査管の外部に位置する往復駆動軸の軸端部に周方向位置決めマークを設け、接触体の被検査管周方向位置を外部から把握可能にすることもできる。これによって、各接触体が被検査管の内部で被検査管のどの周方向に位置しているかがオペレータによって把握できる。従って、測定計測結果から、被検査管の周方向のどの位置に減肉が発生しているかを容易に把握できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明方法によれば、超音波を出射する検査ヘッドを被検査管内に挿入し、超音波を被検査管の内壁に向けて出射して被検査管の肉厚を測定する方法において、被検査管内で超音波探蝕子を内臓した複数の接触体を被検査管の周方向に分散配置して被検査管の内壁に当接させ、その状態で該接触体を被検査管の周方向に部分角だけ往復動させながら被検査管の内壁に超音波を出射して被検査管の肉厚を測定することにより、被検査管内壁と接触体間に該内壁に付着した付着物が巻き込まれるのを防止でき、これによって、測定精度の低下を防止できる。
【００２６】
また、接触体を部分角だけ往復動させることで、往路と復路の両方の測定データが得られ、これらのデータを照合することにより、正確な測定が可能になる。さらに、複数の接触体を被検査管の周方向に配置しているため、各接触体の位置を把握しておくことで、被検査管の周方向のどの位置に減肉が発生しているかを容易に把握することができる。
【００２７】
また、本発明装置によれば、超音波を出射する検査ヘッドを被検査管内に挿入し、超音波を被検査管の内壁に向けて出射して被検査管の肉厚を測定する装置において、被検査管の内部に挿入される主軸及び該主軸の外側に同心状に配置される往復駆動軸と、該主軸を被検査管内の中心線上に保持させる調芯機構と、超音波探蝕子を内臓し該往復駆動軸に揺動自在に取り付けられたアームに装着されて被検査管の周方向に分散配置され、該アームに装着されたバネ部材によって被検査管の内壁に当接する方向に付勢力を付与される複数の接触体と、該接触体を被検査管の周方向に部分角だけ往復動するように該往復駆動軸を回転駆動する駆動装置と、を備えたことにより、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
また、本発明装置において、好ましくは、前記調芯機構の一部を、接触体を往復駆動軸に揺動可能に接続するアームと、接触体と主軸とに揺動自在に架設された第２のアームとから構成し、往復駆動軸に対して主軸を摺動自在にして、接触体を被検査管の内壁に当接させたときに主軸を被検査管の中心線上に保持させるように構成したことにより、被検査管内壁がテーパ状であっても、主軸の被検査管中心線上への保持と接触体の被検査管内壁への接触状態の保持を同時に達成できる。のため、被検査管のテーパ状内壁での超音波による測定が容易となり、検査精度を低下させることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００３０】
本発明に係る一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。本実施形態は、本発明の管肉厚測定装置１０をボイラ管１と水ドラム４の接続部に形成されたテーパ部１ｂの肉厚測定に適用した場合の実施形態である。図１において、丸棒状の主軸１１の周囲に円環状の往復駆動軸１２が嵌合されている。主軸１１と往復駆動軸１２とは軸方向に相対移動可能に互いに遊嵌されている。
【００３１】
往復駆動軸１２の先端付近には、受け台１３が固設され、受け台１３に複数のアーム１４がボイラ管１の周方向に均等な間隔で配置されると共に、往復駆動軸１２の半径方向に揺動自在に軸着されている。アーム１４の先端には夫々直方体をなす接触体１５が揺動自在に装着されている。また、主軸１１の先端には、２個のリング状突起１１ａが形成され、該リング状突起１１ａ間に環状のリング１６が主軸１１に対して回動自在に遊嵌されている。そして、該環状リング１６にアーム１７の一端が主軸１１の半径方向に揺動自在に軸支されている。
【００３２】
アーム１７の他端には接触体１５が揺動自在に軸支されている。こうして、複数の接触体１５は、アーム１４及び１７により軸支されてボイラ管１の周方向に均等な間隔で配置され、かつ主軸１１と往復駆動軸１２との相対移動により、パンタグラフ式にボイラ管１の半径方向に往復移動可能に構成されている。そして、アーム１４にバネ部材２０が装着され、バネ部材２０の付勢力が接触体１５をボイラ管１の内壁１ｄに押し付ける方向に作用している。そのため、接触体１５は常にボイラ管１の内壁１ｄに接触した状態に置かれる。
【００３３】
次に、図２及び図３により、接触体１５の構成を説明する。図２及び図３において、接触体１５は、超音波探蝕子を収納する収納体１８と上蓋１９とからなる。収納体１８には、ボイラ管１の内壁に接する接触面１８ａに面した超音波探蝕子の収納空間２１と、収納空間２１に隣接して、水供給ケーブル２５を挿入するための挿入孔２２と、超音波探蝕子を収納空間２１に固定するためのネジ孔２９と、上蓋１９の四隅に上蓋１９を収納体１８に固定するためのネジ孔３０とが穿設されている。
【００３４】
そして、収納空間２１に超音波探蝕子２３が収納され、超音波探蝕子２３に超音波ケーブル２４が接続される。また、挿入孔２２に水供給ケーブル２５が挿入されて、ボイラ管１の内壁１ｄと超音波探蝕子２３との間を音響伝達媒体である水で満たすようにしている。
【００３５】
この状態で上蓋１９の四隅に穿設されたネジ孔３０に固定ネジ２６を螺合させて上蓋１９を収納体１８に固定し、ネジ孔２９に固定ネジ２７を螺合させて超音波探蝕子２３を収納空間２１に固定する。超音波探蝕子２３の両側には、球状のコロ２８が回転可能に装着されており、コロ２８の先端は、接触面１８ａより微小寸法だけ前方に突出している。そのため、接触体１５がボイラ管１の内壁１ｄに接した時、コロ２８によって、接触体１５が内壁１ｄに沿って円滑に移動することができる。
【００３６】
上蓋１９には、背面側にアーム１４及び１９を接続するための接続片１９ａが一体に固着されていると共に、超音波ケーブル２４を通す溝１９ｂ及び水供給ケーブル２５を通す孔１９ｃが穿設されている。
【００３７】
往復駆動軸１２の外周面には、往復駆動軸１２がボイラ管１内に挿入されたとき、往復駆動軸１２をボイラ管１内の中心線上に保持するための調芯機能を有する中空円筒体３１が取り付けられている。中空円筒体３１の外径はボイラ管１の絞り部１ｃの内径よりわずかに小径に形成され、中空円筒体３１が絞り部１ｃに挿入されたときに、往復駆動軸１２をボイラ管１の中心線上に保持する。
【００３８】
中空円筒体３１の内部には、往復駆動軸１２を部分角だけ往復動させる駆動装置が取り付けられている。該駆動装置は、中空円筒体３１の内面に固定された電動モータ３２と電動モータ３２によって駆動されるカム３３とから構成されている。２個の電動モータ３２が往復駆動軸１２を挟んで両側に固定され、各電動モータ３２の出力軸に夫々カム３３が固設されている。
【００３９】
図４に示すように、カム３３は、長径部と短径部とを有する周方向に異径となる形状をなし、長径部のみが往復駆動軸１２の外周面に係合する。そして、長径部が往復駆動軸１２の外周面に係合した時に往復駆動軸１２を回転させるように構成されている。電動モータ３２は互いに逆方向に回転し、このため、往復駆動軸１２は、一方のカム３３の長径部に係合して部分角だけ一方向（矢印ｃ方向）に回転し、次に他のカム３３の長径部に係合して部分角だけ逆方向（矢印ｄ方向）に回転する。
【００４０】
部分角の大きさは、各接触体１５が往復動する部分角の合計が３６０°となるように設定すればよい。例えば接触体１５の数が３個なら、各接触体１５の部分角は１２０°となり、接触体１５の数が４個なら、各接触体１５の部分角は９０°にすればよい。本実施形態では、４個の接触体１５を設けているので、部分角が９０°となるように設定されている。
【００４１】
本実施形態の管肉厚測定装置１０のうち、主軸１１及び往復駆動軸１２の先端部に装着された接触体１５及びアーム１４、１７からなる検査ヘッド１０ａを、オペレータが手動で水ドラム４側からボイラ管１の内部に挿入する。このとき、中空円筒体３１がボイラ管１の絞り部１ｃに嵌合して主軸１１及び往復駆動軸１２をボイラ管１の中心線上に位置決めする。その状態で検査装置１０を固定治具４０で固定する。固定治具４０は、円板部分４０ａ、つば部４０ｂ及び円筒部分４０ｃが一体に構成されてなるものである。円板部分４０ａには周方向に複数の固定爪４１が間隔を置いて装着され、係止爪４１によって検査装置１０をボイラ管１の開口部に固定する。
【００４２】
主軸１１の外周面には、長手軸方向に複数条の長尺溝１１ｂが穿設されている。該長尺溝１１ｂを通して超音波ケーブル２４及び水供給ケーブル２５がボイラ管１の外部に導設されている。水ドラム４内に受信した超音波を処理するデータ処理部５１、及びボイラ管１の肉厚を測定した結果を画像表示する表示部５２が配置され、超音波ケーブル２４はデータ処理部５１に接続される。また水ドラム４内に水供給装置５３が配置され、ケーブル２５が水供給装置５３に接続される。
【００４３】
かかる構成において、水供給装置５３から水供給ケーブル２５を介して音響伝達媒体としての水を接触体１５に供給する。そして、超音波探蝕子２３とボイラ管１の内壁を水で満たす。この状態で電動モータ３２を稼動させて、往復駆動軸１２を９０°の部分角だけ矢印ｅ方向に往復駆させながら、オペレータが検査装置１０を管軸方向（矢印ａ方向）に移動させる。
【００４４】
そして、超音波探蝕子２３から超音波をボイラ管１の内壁に直角に出射し、反射してきた超音波を超音波探蝕子２３で受信し、受信した超音波をデータ処理部５１に送る。データ処理部５１で受信した超音波をデータ処理し、表示部５２に管肉厚の測定結果を表示する。
【００４５】
通常は、検査ヘッド１０ａの管軸方向への移動と部分角の往復動とを同時に行ないながら、超音波による測定を行なう。この通常検査で要注意検査区域を見出したら、検査ヘッド１０ａの管軸方向への移動を止める。ここで、水ドラム４側に位置する往復駆動軸１２の下端部に円筒状をした固定具４２を装着する。
【００４６】
図５に示すように、固定具４２は、往復駆動軸１２の外周面に遊嵌する寸法の内周面を有し、下端部に支持爪部４２ａが内側に向けて突設されている。また往復駆動軸１２の下端部にはつば部１２ａが設けられ、つば部１２ａの下面には、接触体１５の管周方向位置を表示するための位置決めマークｍが設けられている。
【００４７】
該支持爪部４２ａが往復駆動軸１２の下端部に形成されたつば部１２ａを支持し、この状態で固定ボルト４３で固定具４２を固定治具４０の円筒部分４０ｃに固定する。支持爪部４２ａの上面には図示しない球状のコロが設けられ、支持爪部４２ａによってつば部１２ａを回動可能に支持している。
【００４８】
その位置で検査ヘッド１０ａを部分角による往復動のみ行なわせ、再度超音波による検査を行なう。このときの測定結果を図６〜図８に示す。図６は、接触体１５の箇所を上方から視た模式図である。図６において、４個の接触体１５ａ〜ｄがボイラ管１のテーパ部１ｂ周方向に均等間隔に配置されている。接触体１５ａ〜ｄの内部に収納された４個の超音波探蝕子２３ａ〜ｄは、９０°の部分角で矢印のとおり往復動して、ボイラ管１の肉厚を測定する。この測定結果を図７に示し、測定位置のボイラ管１の模式的な断面を図８に示す。
【００４９】
図７において、縦軸ｔはボイラ管１の肉厚を示し、横軸ｈは、超音波探蝕子２３ａ〜ｄの起点位置からの距離を示す。図７の線図は、超音波探蝕子２３ａ〜ｄが往復動しながら発信した超音波がボイラ管１の管壁で反射され、その反射波をデータ処理部５１で受信してデータ処理し、表示部５２で表示した画像である。図７に示すように、ボイラ管壁の同一部位を往路と復路とで２度測定しているので、往路と復路とで左右対称の画像を得ることができる。従って、これら左右対称の画像を比較することによって、腐食や傷による減肉部を正確に把握することができる。
【００５０】
本実施形態によれば、４個の各接触体１５を９０°ずつ往復動させているので、ボイラ管１の内壁に付着物があった場合でも、接触体１５とボイラ管内壁との間で該付着物を巻き込むことはない。従って、測定精度を低下させずに、測定動作を継続させることができる。
【００５１】
また、超音波探蝕子２３を内臓した接触体１５をアーム１４及び１７からなるパンタグラフ式支持機構で支持し、かつ接触体１５をアーム１４及び１７に対して揺動自在に装着しているので、ボイラ管１のテーパ部１ｂに対しても当接が容易であり、同時に主軸１１をボイラ管１内の中心線上に正確に保持することができる。
【００５２】
さらに、ボイラ管１の絞り部１ｃに中空円筒体３１を嵌合させて検査装置１０の調芯機能をもたせると共に、中空円筒体３１の内部に往復駆動軸１２の駆動装置を内蔵させているので、往復駆動軸１２の駆動力をボイラ管１の外部から伝達する機構を必要とせず、該駆動装置の配置をコンパクトにすることができる。
【００５３】
また、ボイラ管１の要検査領域では、検査装置１０のボイラ管１の軸方向の移動を止め、固定具４２で固定し、要検査領域の同一部位を往路と復路で２度測定し、往路と復路とで左右対称の画像を表示して、これらを比較するようにしているので、管の腐食や傷による減肉部を正確に把握することができる。
【００５４】
さらに、４個の接触体１５ａ〜ｄをボイラ管１のテーパ部１ｂの周方向に配置しているため、各接触体の位置を把握しておくことで、テーパ部１ｂの周方向のどの位置に減肉が発生しているかを容易に把握することができる。本実施形態では、往復駆動軸１２の下端部に設けられたつば部１２ａの下面に、位置決めマークｍが設けられているので、接触体１５ａ〜ｄの管周方向位置を容易に把握することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明によれば、超音波を用いた被検査管の肉厚測定において、被検査管内壁と超音波探蝕子間の付着物の巻き込みをなくして検査精度の低下を防止すると共に、被検査管のテーパ部でも精度良い計測を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る管肉厚測定装置の全体正面図である。
【図２】前記実施形態の接触体１５の組立前の斜視図である。
【図３】前記接触体１５の組立後の斜視図である。
【図４】図１中のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１中のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】前記実施形態の平面視断面図である。
【図７】前記実施形態の測定結果を示す図表である。
【図８】肉厚を測定されるボイラ管１の断面の模式図である。
【図９】水管ボイラで従来のボイラ管の肉厚測定状況を示す斜視図である。
【図１０】ボイラ管の断面を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１          ボイラ管（被検査管）
１ｄ        ボイラ管内壁
１０        管肉厚測定装置
１０ａ      検査ヘッド
１１        主軸
１２        往復駆動軸
１２ａ      往復駆動軸つば部（往復駆動軸軸端部）
１４        アーム
１５        接触体
１７        アーム（第２のアーム）
２０        バネ部材
２３        超音波探蝕子
３１        中空円筒体
３１ａ      往復駆動軸挿通孔
３２        電動モータ（駆動装置）
３３        異径カム（駆動装置）
ｅ          ボイラ管周方向
ｍ          位置決めマーク
ｔ          管肉厚
【図１】
2009204370.tif 000003
【図２】
2009204370.tif 000004
【図３】
2009204370.tif 000005
【図４】
2009204370.tif 000006
【図５】
2009204370.tif 000007
【図６】
2009204370.tif 000008
【図７】
2009204370.tif 000009
【図８】
2009204370.tif 000010
【図９】
2009204370.tif 000011
【図１０】
2009204370.tif 000012