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JPS6326864B2 - - Google Patents
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JPS6326864B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6326864B2
JPS6326864B2 JP55049983A JP4998380A JPS6326864B2 JP S6326864 B2 JPS6326864 B2 JP S6326864B2 JP 55049983 A JP55049983 A JP 55049983A JP 4998380 A JP4998380 A JP 4998380A JP S6326864 B2 JPS6326864 B2 JP S6326864B2
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JP
Japan
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probe
inspected
rotating
probe holder
flaw detector
Prior art date
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Application number
JP55049983A
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English (en)
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JPS56147062A (en
Inventor
Koji Sekiguchi
Hiromitsu Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokyo Keiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Keiki Co Ltd filed Critical Tokyo Keiki Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は探触子回転型超音波探傷機において、
軸方向に搬送される被検査材の軸心位置が変動し
ても被検査材に追従して回転できる回転探触子ホ
ルダに関する。
パイプや丸棒のような外周が円形断面を持つ長
尺の圧延製品の超音波探傷を行うために、探触子
を被検査材外周に沿つて高速回転させながら被検
査材を軸方向に直進させ、被検査材外周に螺線状
の探触子走査を行わせ、全面全長を探傷するいわ
ゆる探触子回転型探傷機が多用されている。この
方式の超音波探傷装置では多チヤンネルの探触子
を装着した回転探触子ホルダを高速で回転させる
ため、探傷速度が早く、極めて高能率で検査でき
ることから鋼管製造工場、鋼棒製造工場などで重
要な非破壊検査機器として用いられている。
このように高能率な探傷に適した探傷装置であ
るが、一方被検査材の真直度が悪い場合には後述
するような問題を生じ探傷が不安定になつたり探
傷が出来なくなることもあり、従来は被検査材の
真直度に厳しい制限を設けてその制限の範囲内で
使用しなければならないと云う欠点があつた。
本発明はかゝる欠点を除去するため、探傷機の
ロータに取付られた回転探触子ホルダの構造を保
持フレームに支えられた回転軸を中心に揺動する
アームを設け、一方の端に先端に球面軸受を持つ
たロツドを被検査材に向つて取付け、さらに被検
査材の半周以下をおおう円筒面を有しかつ所要数
の探触子を取付けた探触子ヘツドを前記球面軸受
により浮動状態に保持すると共に前記アームの他
端にバランスウエイトを付けることにより、前記
探触子ヘツドを軸方向に搬送される被検査材の偏
心に追従させると共に被検査材の外周に沿つて高
速で回転させながら理想的な相対位置に保持して
螺線探傷が出来るので曲りの大きい被検査材でも
高速高能率に探傷することが出来る回転探触子型
超音波探傷機用探触子ホルダを提供しようとする
ものである。
第1図は探触子回転型超音波探傷機の全貌を示
す概略図で、探触子回転型超音波探傷機の本体1
は昇降架台2の上に搭載され、3は被検査材入側
の2段ピンチロールスタンド、4は出側の2段ピ
ンチロールスタンドであり、これらは共通のベー
ス5の上に組立てられている。6は被検査材で本
体1を貫通し、かつ入側及び出側のピンチロール
スタンド3,4によつて踊りを制限されながら図
の矢印の方向に搬送される。第1図では図示され
ていないが、本体1に内蔵される回転探触子ホル
ダが被検査材6の外周を高速回転して螺線状に探
傷が遂行される。
第2図は従来の回転探触子ホルダ部の軸方向の
断面説明図で、被検査材6は本体1内に軸受15
a,15bで支持されたロータ12および該ロー
タの端面13に取付けられた回転探触子ホルダ1
4を貫通して矢印の方向に搬送される。さらにロ
ータ12はタイミングベルト17とこれに噛合う
タイミングプーリ16によつて外部の駆動源に連
接し回転駆動される。なおロータ12の円筒部は
一般にスリツプリングその他の信号伝達のための
要素を配置する。またロータ12の内側の穴に深
く挿入された固定ガイド18は進入して来る被検
査材6の曲りのために振れていても入側、出側に
設けたテーパ案内18a,18bによつて被検査
材6を強制的に案内して回転探触子ホルダ14の
内孔に安定的に導入するように働く。
一方回転探触子ホルダ14には所要数の探触子
20と噴出口19及び水路21を持ち、テーパ面
22を通じて常に該テーパ面に押付けられている
固定給水子23から接触媒質である水を供給され
るような手段を持ち、被検査材6の外面と回転探
触子ホルダ内面との間の空隙24には常に接触媒
質である水を充満するように供給する。
第3図は回転探触子14と被検査材6との位置
と機能との関係を説明する図であつてAは回転探
触子ホルダ14と被検査材6が同心の場合、Bは
距離dだけ偏心している場合を示す。同心の場合
は空隙24は全周に沿つて一様であり、接触媒質
水は一様に剪断され、流動状態は安定であるが、
偏心の場合は空隙24が一様でなく、回転探触子
ホルダ14の高速回転に伴なう水の周方向の流動
は不安定となり特に遠心力によつて水が回転探触
子ホルダの内壁面にはり付く傾向から偏心量が大
きいと最大空隙の部分に気泡を巻込み探傷不能と
なる。また一方例えば鋼管の斜角探傷の場合、図
示のように回転探触子ホルダ14に装着された探
触子20から発射された超音波ビームは水柱25
を通つて被検査材6の表面から入射するが、回転
探触子ホルダ14と被検査材6が同心の場合は屈
折角は回転位置によらず一様であり、理想的な探
傷が出来る。これに反し偏心の場合には回転探触
子ホルダ14の方が回転するので屈折角が回転位
置により変動する。
この場合被検査材の軸方向に設けた溝状の人工
欠陥による探傷実験によれば偏心量が被検査材外
径の1.5%の場合3dBの欠陥エコー高さ変動が認
められ、通常の探傷では同一欠陥に対するエコー
高さ変動は3dB程度に抑える必要があることか
ら、偏心量は被検査材外径の1.5%程度を許容限
度とすべきであることが判る。
このような回転探触子ホルダ14と被検査材6
の偏心の許容限度の関係から第1図に示すように
本体1の入側、出側をピンチロールで抑えて搬送
時の振動による被検査材6の踊りを規制するばか
りでなくできる限り同心保持を確保する手段が構
ぜられ、また第1図に示すように共通ベース5上
にピンチロール、本体1を組立て、上下左右の心
出し精度を高めたり、また被検査材6が小径薄肉
で外力によつて弾性的に撓み得る場合は、第2図
に示す固定ガイド18の入側、出側の案内18
a,18bの内径を絞ることによつて即ち被検査
材6との空隙を出来るだけ小さくすることによつ
て回転探触子ホルダ14と被検査材6の同心性を
高める手段が実施される。
また被検査材6が大径厚肉で外力で撓ませるこ
とが全く不可能な場合は第1図において本体1を
ばねなどで昇降架台2上に浮動的に支持して被検
査材6に第2図における固定ガイド18のテーパ
案内18a,18bを介して本体1を倣わせると
云う考え方もあるが、本体1の質量が大きい上に
ロータ12の回転慣性質量も大きく一種のジヤイ
ロの働きで角偏位するときに大きな摂動偶力を生
じ実際には実施困難である。
以上の点から従来は被検査材6は出来るだけ真
直なもののみを探傷するように曲り材は搬送上流
で曲りを検査してはね出すなどの処置が取られる
のが普通である。しかしながら鋼管類は製造工程
上、比較的曲りが少いが、丸棒鋼では一般に鋼管
に比べて曲りが大きいがこれを真直に矯正しても
コストが上るのみで品質的には価値を認められな
いので矯正は行われず、この意味で探触子回転型
探傷機の丸棒鋼への適用は鋼管への適用に比べて
実施例が少いのが現状である。
本発明は被検査材の位置が変動した場合質量の
小さい回転探触子ホルダの探触子ヘツドのみを回
転させながら被検査材に追従させることにより直
径の大きな厚肉の曲り材でも探傷可能にしたもの
である。以下に図について本発明の要旨を詳述す
る。
第4図の本発明の探触子回転型超音波探傷機用
探触子ホルダの一実施例の軸方向断面説明図につ
き説明する。なお以後の説明中第3図以前で説明
したのと同一符号のものは同一名称同一部品であ
るから説明を省略する。
ロータ12の端面13に取付けられた回転探触
子ホルダの取付円板31には2枚の保持フレーム
32-1,32-2が一体的に突出し、該保持フレー
ムに固定された回転軸33に被検査材6に遠近す
る方向に揺動自在に軸支されたアーム34が設け
られ、一方の端に先端に球面軸受35を持つたロ
ツド36を被検査材に向つて取付け、さらに被検
査材6の半周以下をおおう円筒面37aと乗り上
げシユー37bを有し、かつ所要数の探触子20
を取付けた探触子ヘツド37を前記球面軸受35
により被検査材6に接触し得るように保持すると
共に前記アーム34の他端には探触子ヘツド37
を適度な力で被検査材6を押付ける重さのバラン
スウエイト39が取付けられる。また前記ロツド
36をおおい前記アーム34と探触子ヘツド37
との間にはベローズ40が取付けられ、該ベロー
ズ40のアーム34側には水管41が導入され、
またベローズ40の探触子ヘツド37側は球面軸
受35の上端に開口し、さらに通路42から前記
探触子20の先端から前記円筒面37-aに至る水
柱室43に回転接触媒質である水を導く。
なお第4図のように保持フレーム32-1,32
-2には回転軸33の他に回転軸33′が固定され
上記と同様な部品が対象的に組込まれていて探触
子ヘツド37′の円筒面37′-aと前記円筒面37
−aとで被検査材6を挾み込むようになつている
が、図が煩雑になるので引出線と符号を付けるこ
とは省略した。
また前記保持フレーム32-1,32-2の先端に
は前記水管41に連がる水路44a及びテーパ面
44bを有する回転給水子44が取付けられ、前
記テーパ面44bを通じて常に該テーパ面44b
に押付けられていて、かつテーパ面と給水用の配
管口45aを持つ固定給水子45から接触媒質で
ある水が供給される。
以上のような構造であるから被検査材6が矢印
方向に入つて来ると取付け円板31と共に回転し
ている探触子ヘツドは乗り上げシユー37b、球
面軸受35、及び回転軸33の働きで円筒面37
a,37′aは被検査材6の円筒面に倣つてバラ
ンスウエイト39の働きで適度な力で押付けなが
ら相対的に螺線摺動を行う。この時若し被検査材
6の曲りにより該被検査材の中心Cがロツド36
の軸方向に偏心すれば、球面軸受35及び回転軸
33の働きで円筒面37aは被検査材6の円筒面
に倣うことは容易に理解出来ようが、保持フレー
ム32-1,32-2の面に直角な方向にdだけ偏心
した場合には第6図のように球面軸受35、回転
軸33の働きとベローズ40の撓みにより探触子
ヘツド37を傾けて円筒面37aを被検査材6の
円筒面に倣わせることが出来る。また被検査材6
の曲りにより前記の中心Cが探触子ホルダに対し
て種々な方向に偏心移動する過程で被検査材6の
円筒面が傾斜することに対しては球面軸受35の
旋回運動のみで円筒面37aを倣わすことが出来
ることは容易に理解出来よう。実際には被検査材
6の曲りによる偏心方向は上記のように個々の場
合の合成された状態になることが多いが、上記の
各動きが合成されて確実に円筒面37a,37′
aを被検査材6の円筒面に追従して倣わせること
が出来る。
一方水は配管口45aから供給され、テーパ面
44bを介して水路44a,水管41、ベローズ
40の内面、水路42を経て水柱室43に接触媒
質水を充満させて円筒面37aと被検査材6の外
周円筒面との隙間の間から出て行くから探触子2
0から発射される超音波ビームを被検査材6に入
射し、また反射エコーを探触子20で受信するこ
とができる。
以上のように本発明によれば被検査材6の曲り
が大きくても探触子ヘツド37,37′は高速回
転しながら円筒面37a,37′aを確実に被検
査材6の外周円筒面に追従して倣わすことが出来
るから接触媒質水の厚みの変化が殆んどなく、そ
ためエコー高さ変動の殆んど無い安定した螺線探
傷を高速かつ能率的に出来、また従来検査出来な
かつたピンチロールや固定ガイドで矯正出来なか
つた太い曲りの大きな棒材でも探傷可能である広
用途の探触子回転型超音波探傷機用探触子ホルダ
を提供することが出来る。
なお第4図に於て被検査材6が探触子ホルダに
入つて来る前に探触子ヘツド37,37′がバラ
ンスウエイトの働きで互に接触して押合つていた
り不都合な向きになつていると被検査材6を受入
れられなかつたり、該被検査材で破壊されたりす
るので第5図に示すように探触子ヘツド37,3
7′の両側面にはストツパ突起37C,37′Cが
出ていて、保持フレーム32-1,32-2先端の傾
斜面32-1aa,32-2aに乗せることにより探触子
ヘツド37,37′を理想的に保つ。また被検査
材6が探触子ホルダから抜け切つた時ストツパ突
起37C,37′Cが傾斜面32-1a,32-2a
うまく案内されて乗るように探触子ヘツド37,
37′には案内斜面37d,37′dが設けられて
いる。
なお第4図及び第5図の本発明の一実施例では
2ケの回転軸33,33′にそれぞれ浮遊状態に
支持された2ケの探触子ヘツド37,37′があ
つたが、該探触子ヘツドの数は必ずしも2ケと限
つたことはなく1ケでも又3ケ以上としても本発
明の技術思想に沿うものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は探触子回転型超音波探傷機の全貌を示
す概略図。第2図は従来の回転探触子ホルダ部の
軸方向の断面説明図。第3図は回転探触子と被検
査材との位置と機能の関係の説明図でAは回転探
触子と被検査材が同心の場合、Bは中心が距離d
だけ偏心した場合である。第4図は本発明の探触
子回転型超音波探傷機用探触子ホルダの一実施例
の軸方向の断面説明図、第5図は第4図の探触子
ホルダの一部分を切断した斜視図、第6図は被検
査材の中心が動いた時の探触子ヘツドの追従倣い
状態を示す説明図である。 1…本体、6…被検査材、12…ロータ、14
…回転探触子ホルダ、17…タイミングベルト、
18…固定ガイド、19…噴出口、20…探触
子、22,44b…テーパ面、23,45…固定
給水子、24…空隙、25…水柱、32-1,32
-2…保持フレーム、33,33′…回転軸、34
…アーム、35…球面軸受、37,37′…探触
子ヘツド、39…バランスウエイト、40…ベロ
ーズ、43…水柱室、44…回転給水子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 探触子回転型の探傷機に装着されている回転
    探触子ホルダにおいて、 探傷機のロータに取付けられて回転する保持フ
    レームに設けられた回転軸を中心軸として被検査
    材に遠近するように揺動するアームを設け、 該アームの一端には球面軸受を先端に有するロ
    ツドを設けてあるとともに、他端にはバランスウ
    エイトを設け、 前記被検査材の半周以下をおおう円筒面を有
    し、かつ所要数の探触子を前記被検査材に向けて
    取付けた探触子ヘツドを前記球面軸受に係合さ
    せ、被検査材が進入する方向にラツパ状に開口す
    るよう保持するとともに、被検査材が進入すると
    きは前記探傷機のロータの回転に伴なつて前記バ
    ランスウエイトに発生する遠心力により探触子ヘ
    ツドを被検査材に圧着するようにした探触子回転
    型超音波探傷機用探触子ホルダ。
JP4998380A 1980-04-15 1980-04-15 Probe holder for probe rotation type ultrasonic flaw detector Granted JPS56147062A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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JPS56147062A JPS56147062A (en) 1981-11-14
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6076264U (ja) * 1984-08-27 1985-05-28 株式会社トキメック 極小径管超音波探傷装置
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CN109771851A (zh) * 2019-03-01 2019-05-21 常州市第二人民医院 超声引导放疗辅助摆位用扫描装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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