JP4160450B2 - Automatic flaw detector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査材に存在する内部きずを探傷する自動探傷装置に関するものであり、特にクランクスローのフィレット部の探傷に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
配管用パイプの溶接部やクランクシャフト、クランクスローには、その内部にクラック等のきずが存在することがあり、このきずに応力集中が起こると、そこから亀裂やクラックが拡大し、部品自体や構造物全体の強度低下を招くことがあった。このようなきずを非破壊で検査する装置としては、特許文献1に記載されたものがある。
この装置は、配管パイプのような円筒体を超音波探触子で探傷するものであり、移動装置と釣り合い装置とを有し、両者が連結体で連結されることで円筒体のまわりに取り付いているものである。この移動装置から円筒体の軸心方向に沿ってガイドシャフトが延設され、このガイドシャフトを移動可能に前記超音波探傷子が設けられている。
【0003】
さらに、前記釣り合い装置が周方向に移動することで、移動装置に設けられたガイドシャフトは周方向に移動するため、前記超音波探触子は円筒体の周方向及び軸心方向に移動可能であり、円筒体全体の走査が可能となっている。
【0004】
【特許文献1】
特公昭61−9582号公報 (第111〜114頁、図1,2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記装置は、移動装置が取り付けられた円柱部(円筒体)の走査を行い、内部きずを見つけるものであるため、この装置を用いてクランクスローのフィレット部すなわち円柱部以外の探傷を行うことは不可能であった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、クランクスローのフィレット部の探傷を自動的に行う自動探傷装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明方法においては次の手段を講じた。
すなわち、本発明方法の特徴とするところは、ピン部とこのピン部の両端に設けられた一対のアーム部とを有し且つ前記ピン部の軸心が水平状になるように配備されたクランクスローを探傷する探傷手段と、ピン部に取り付いてその周方向に移動する移動装置と、を有する自動探傷装置において、前記移動装置は、前記探傷手段を備えると共に幅狭なるアーム部間に位置すべく左右方向に幅狭に形成された台車と、該台車に設けられて外周面を転動する駆動輪とを有し、当該移動装置は取付装置によりピン部の外周面に取り付けられると共に駆動輪により周方向に自走し、前記探傷手段は、ピン部の端に続くアーム部に形成されると共にR部と当該R部に続き上方に行くにつれて幅狭になるような傾きを有する傾斜部とを備えた凹状のフィレット部を走査可能であって、前記探傷手段は、R面の曲率中心を中心として回転しながら当該R部を走査するR部探触子と、前記傾斜面に沿って移動し当該傾斜部を走査する傾斜部探触子とを有し、前記R部探触子は、台車内に設けられた首振り駆動部により前後方向軸の一定範囲で回動し、前記傾斜部探触子は、前記傾斜部に平行となるようにその一方端が台車の内側で上部に位置し、他方が台車の側面下方に設けられた切り欠き部を介して外方に突出するように配備された支持部材上を移動する点にある。
【0007】
これにより、探傷手段は、移動装置が取り付いているピン部とは異なった部位を走査することができるようになり、存在する内部きずを検出することが可能となる。つまり、一対のアーム部間のピン部に周方向移動可能なように移動装置が取り付き、この移動装置の有する探傷手段がフィレット部を走査することができるようになり、存在する内部きずを検出することが可能となる。
さらに、移動装置は、取付装置によりピン部の外周面に取り付けられ、駆動手段により周方向に自走するができるようになる。ゆえに、ピン部端近傍で且つアーム部に形成されているフィレット部の周方向全体の探傷が可能となる。
【0008】
加えて、R部用の探触子でフィレット部のR部を走査することができ、傾斜部用の探触子でフィレット部の傾斜部を走査することができる。したがって、フィレット部をより詳細に探傷することが可能となる。特に、R部用の探触子は、フィレット部のR面の曲率中心を中心として回転するため、探触子とR面とは常に近接した状態を保つことができ、探傷が良好に行えるようになる。加えて、傾斜部用の探触子は、フィレット部の傾斜面に沿って移動するようになり、探触子と傾斜面とは常に近接した状態を保つことができ、探傷が良好に行えるようになる。
【0009】
また、本発明方法の特徴とするところは、前記移動装置はピン部周方向での自己位置を検出する位置検出手段を有する点にある。
これにより、移動装置はピン部の周方向での自己の位置検出が可能となる。
また、本発明方法の特徴とするところは、前記位置検出手段を傾斜計により構成する点にある。
これにより、ピン部にマーカー等を設けることなく、移動装置の周方向における位置検出が可能となる。
【0010】
また、本発明方法の特徴とするところは、前記取付装置は、ピン部を挟んで移動装置の反対側に配置された釣り合い装置と、この釣り合い装置と移動装置とを連結し且つピン部の外周面に沿って配置させる連結体とを有する点にある。
これにより、移動装置はピン部の外周面に確実に取り付くようになると共に、釣り合い装置によりピン部軸心まわりに略釣り合いが取れている状態にあるため、移動装置の周方向の移動すなわち軸心まわりの回転がスムーズに行える。
また、本発明方法の特徴とするところは、前記釣り合い装置は、台車と、この台車に設けられて前記外周面を転動する車輪とを有し、この台車にはピン部を走査可能とする探傷手段を有する点にある。
【0011】
これにより、釣り合い装置は車輪を用いてピン部の外周面をスムーズに移動することが可能となっている。また、釣り合い装置に備えられた探傷手段で、ピン部を走査することが可能となる。
また、本発明方法の特徴とするところは、前記連結体は、サイドローラ付きチェーンであり、このチェーンのサイドローラが前記外周面を転動する点にある。
これにより、サイドローラが外周面上を転動するため、チェーン自体が外周面上を移動して外周面を傷つけたりすることを防止することができる。
【0012】
また、本発明方法の特徴とするところは、前記探触子は超音波探触子であって、超音波伝播を良好にするべく前記探触子とフィレット面との間に接触媒質を供給する点にある。
これにより、超音波探触子からなるR部及び傾斜部用の探触子を用いて、ピン部のきずを非破壊での検査することが可能となる。
また、本発明方法の特徴とするところは、前記移動装置及び釣り合い装置は、クランクスローの一部を利用して自走時の直進性を確保するガイド輪を有する点にある。
【0013】
これにより、移動装置及び釣り合い装置はピン部の周方向に略真っ直ぐに進むことができるようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図にもとづいて説明する。
本発明にかかる自動探傷装置11は、被検査材の有する円柱部に取り付いてその周方向に移動する移動装置と、この移動装置に設けられ且つ前記被検査材を探傷する探傷手段12とを有しており、前記探傷手段12が円柱部とは異なる部位を走査可能である。
当該自動探傷装置11が取り付く円柱部としては、配管パイプやクランクシャフト等の外周面が略円筒状の物があるが、以下クランクスロー1のピン部3を例示して説明する。
【0015】
図1,2に示す如く、被検査材であるクランクスロー1は、正面視で略楕円形状である一対のアーム部2を有しており、一方のアーム部2の楕円焦点近傍から中実又は中空のピン部3(円柱部)が立設し、他方のアーム部2に連結することで一体となっている。アーム部2間は所定の間隔を有しており、アーム部2自体の大きさに比べて幅狭なものとなっている。
アーム部2のもう一つの楕円焦点近傍には、クランクシャフトのジャーナルが嵌通するジャーナル孔4が設けられている。また、アーム部2上で且つピン部3の端周り近傍には、応力集中を緩和するための凹部であるフィレット部5が形成されている(図5参照)。
【0016】
前記ピン部3の軸心が略水平状となるように、当該クランクスロー1は載置台6上に配置されている。
なお、前記フィレット部5は、例えば、図10に示されているように、ピン部端に続く微細な端R部7と、それに続くR部8と、このR部8に続く傾斜部9とから構成されている。
前記ピン部3の外周面10には、本発明にかかる自動探傷装置11が配置され、ピン部内部に存在するクラックやブローホール等の内部きず(欠陥)を自動で探傷できるようになっている。
【0017】
前記自動探傷装置11は、フィレット部5を走査する探傷手段12を備えたフィレット部探傷装置15(移動装置)と、このフィレット部探傷装置15をピン部3の外周面10に取り付けさせる取付装置とを備えている。前記取付装置は、フィレット部探傷装置15のピン部3を挟んで反対側に位置するピン部探傷装置13(釣り合い装置)と、両者を連結する連結体16とから構成されている。
すなわち、前記ピン部探傷装置13とフィレット部探傷装置15とは、連結体16で互いが結合し一体となることでピン部3の外周面10に取り付き、周方向に自走しながら移動可能となっている。
【0018】
ピン部探傷装置13は、図3〜5に示すように、前後及び左右側板17,18と上板19で構成された中空の台車20を有しており、この台車20は下部が下方開放で且つ左右側板18の下方がU字形に切り取られている。前記左右側板18にはピン部3の外周面10を転動する車輪21が設けられており、車輪21の周縁には、滑り止めのために、例えばローレット加工等が施されている。
前記ピン部探傷装置13は、幅狭なるアーム部2間に位置する短尺のピン部3に取り付けられるため、左右方向に幅狭の形状を有するものとなっている。
【0019】
なお、図4において、図面左側をピン部探傷装置13の前方向、図面右側を後方向と定義し、図4の図面上側をピン部探傷装置13の右側、図面下側を左側とする。
台車20の後方に位置する車輪21は、台車20内に設けられた駆動手段24により駆動されるようになっている。すなわち、駆動手段24は電動モータ25及び、歯車等で構成されており、電動モータ25の回転力が歯車等を通じ後方の車輪21を駆動するようになっている。
【0020】
台車20の上板19の略中央には、後述する探傷手段12を支える棒状の支持体26が前記上板19を上下移動可能に貫通した上で、上下動手段27に連動するようになっている。
この上下動手段27は、前記支持体26に長手方向に形成されたラックギア28と、このラックギア28に噛合するピニオンギア29と、このピニオンギア29を回転させるステッピングモータ等の電動モータ30から形成されており、電動モータ30を駆動させることで、支持体26を上下に移動させることができるようになっている。
【0021】
前記上下動手段27は、上板19上に設けられた揺動手段31に連結されている。すなわち、揺動手段31内には揺動用の電動モータ32が内蔵されており、電動モータ32の軸が前記上下動手段27を支持するようになっている。したがって、前記電動モータ32が作動し、軸が揺動すると上下動手段27に連結されている支持体26が図5のように左右方向(ピン部3軸心方向)に揺動するようになっている。
この支持体26の先端には、ピン部3の内部に存在するきず(すなわち不良)を非破壊で探傷する探傷手段12が設けられている。当該探傷手段12は、支持体26の前後方向一方に、ピン部3の径方向内部を探傷する径方向探傷体34を有し、他方に端R部7の内部を探傷する端R部探傷体35を有している。
【0022】
径方向探傷体34は、図5,8に示すように、ピン部外周面10に配置される枠部材38と、枠部材38の前後方向両側で且つ左右方向2カ所に設けられた複数の転動輪39とを有し、枠部材38の中央部には左右方向に列ぶ2つの垂直探触子40を有している。この垂直探触子40は超音波探触子であって、例えば、既存の超音波センサなどから構成されており、ピン部3内部に発信された超音波の反射波を受信(受音)し、解析することで、内部きず、すなわち亀裂や割れ、ブローホール等を検出するものとなっている。
【0023】
なお、前記垂直探触子40から出る超音波をピン部3内に良好に伝えるために、垂直探触子40の探触面(センサヘッド)41とピン部外周面10との間に油等の接触媒質を自動的に流すようにしている。当然、前記接触媒質を手動で流してもよい。
前記端R部探傷体35は、図5,9に示すように、ピン部外周面10に配置される枠部材43と、この枠部材43の前後両側で且つ左右方向2カ所に設けられた複数の転動輪39とを有し、枠部材43の略中央部には左右方向に2つの斜角探触子44を有している。
【0024】
この斜角探触子44には、屈折角が異なる複数(2つ)の超音波振動子45が組み込まれており、端R部7の下方内部に発信された超音波の反射波を受信し、解析することで、内部きず、すなわち亀裂や割れ、ブローホール等を検出するものである。
超音波振動子45の少なくとも1つは、超音波の屈曲角が外周面10に対して大きく設定(約70度)されており、図10に示す如く、端R部7の下方で浅い部分の探傷を行い、複数の超音波振動子45の少なくとも1つは、超音波の屈曲角が外周面10に対して小さく設定(約45度)されており、図10に示す如く、端R部7の下方で深い部分の探傷を行うようになっている。
【0025】
前記径方向探傷体34及び端R部探傷体35は、前記支持体26の下端に前後及び左右方向に揺動自在に取り付けられており、支持体26が側面視で左右方向に揺動するとそれにつれて左右方向に摺動するようになっている。また、前記径方向探傷体34及び端R部探傷体35は、バネ等の弾性体により付勢されることで、常にピン部外周面10に密着状態となっている。
また、探傷手段12は、支持体26が上下に移動可能であるため、検査面であるピン部外周面10から離反可能となっており、非走査時には台車20内部に格納しておくことが可能となっている。
【0026】
当該ピン部探傷装置13は台車20内部に、傾斜計46からなる位置検出手段47を備えている。この位置検出手段47は、ピン部探傷装置13の傾きを検出し、ピン部3の周方向での位置を割り出す役割を備えている。
当該ピン部探傷装置13は、台車20の前後方向側板17からフィレット部5のR部8に延びる複数のガイド手段50を有している。詳しくは、このガイド手段50は、前後方向の側板18に基端が固定され、その先端にガイド輪51が回転自在に設けられているガイド体52を有している。ガイド輪51は前記R部8に沿うように配置されている。台車20が駆動輪21により駆動される場合に、ガイド輪51がR部8に沿って転動することで、台車20の左右方向の振れが規制され、ピン部3の径方向に略真っ直ぐ進むことが可能となっている。
【0027】
一方、フィレット部探傷装置15は、図3,6,7に示すように、前後及び左右側板56,57と上板58で構成された中空の台車59を有しており、この台車59は下部が下方開放であって、左右側板57の下方が大きく切り取られ切り欠き部54となっている。前記台車59の左右両側板57の下部にはピン部3の外側面を転動する車輪21が設けられており、車輪21の周縁には滑り止めのためのローレット加工が施されている。
前記フィレット部探傷装置15は、前記ピン部探傷装置13と同様に、幅狭なるアーム部間に位置する短尺のピン部3に取り付けられるものであるため、左右方向に幅狭の形状を有するものとなっている。
【0028】
なお、図6において図面左側をフィレット部探傷装置15の前方向、図面右側を後方向と定義し、図6の図面上側をフィレット部探傷装置15の右側、図面下側を左側とする。
前記車輪21の内、前後方向で後側の車輪21は、台車59内に設けられた駆動手段24により駆動されるようになっている。すなわち、駆動手段24は電動モータ25及び、歯車等で構成されており、電動モータ25の回転力が歯車等を通じ車輪21を駆動するようになっている。
【0029】
フィレット部探傷装置15も、ピン部探傷装置13と同様に、ピン部外周面10の周方向直進性を高めるためのガイド手段50を有している。
当該フィレット部探傷装置15は台車59内部に探傷手段12を有し、探傷手段12はR部探傷体62と傾斜部探傷体63とを有している。
R部探傷体62は、台車59の内部略中央に設けられた首振り駆動部64と、かかる首振り駆動部64に駆動されて回動し且つ台車59の左右方向に延びる回動軸65と、この回動軸65の回動を前後方向軸の一定範囲での回動に変換する軸方向切換部66とを有している。
【0030】
この軸方向切換部66は台車59の左右方向両側に位置し、後方に向けて揺動軸67が突出している。この揺動軸67の先端には、R部探触子68がフィレット部5のR面82(R部の表面)を向くように設けられている。前記揺動軸67の揺動により、R部探触子68はR部8を隈無く走査することができるようになっており、特に、揺動軸67、すなわちR部探触子68の揺動中心がR面82の曲率半径と略一致するように設けてあるため、前記R部探触子68の探触面100はR面82から離れることなく、スライド移動するようになる。
【0031】
本実施形態の場合、R部探触子68は超音波探触子であって、前述の如く、探触面(センサヘッド)100とR面82とが密着状態であるため、前記センサヘッド100から発信される超音波は非常に良好にR部8内に伝播するようになっている。なお、この場合もセンサヘッド100とR面82との間に超音波の伝播を良好にする油等の接触媒質を自動又は手動で注入するようにしている。
傾斜部探傷体63は、図6,7に示すように、長尺の支持部材70の側面に設けられた無端帯状のベルト71を有し、このベルト71はプーリ72を介して電動モータ73で駆動可能となっている。
【0032】
このベルト71には、超音波探触子である傾斜部探触子74が取り付けられており、前記支持部材70は探触面101がフィレット部5の傾斜部9に密着するような傾きで台車59内に取り付けられている。すなわち、図7に示す如く、支持部材70は、その一方端が台車59の内側で上部に位置し、他方が台車59の下方で前記切り欠き部54を介して外方に突出するように設けられている。
換言すれば、上方に行くにつれて幅狭になるような傾きを有するフィレット部5の傾斜部9に略平行となるように支持部材70は配置されており、前記ベルト71が支持部材70の長尺方向に移動すると傾斜部探触子74も同時に移動し、センサヘッド101は傾斜面83(フィレット部傾斜部の表面)に密着状態を保ちつつスライドするようになる。したがって、傾斜部探触子74はフィレット部5の傾斜部9を隈無く走査することができるようになっている。
【0033】
この傾斜部探触子74のセンサヘッド101と傾斜面83との間にも、超音波の伝播を良好にするため、油等の接触媒質が自動又は手動で供給されるようになっている。
なお、フィレット部傾斜部9は、台車59の左右両側(各アーム部の対向面)にあるため、傾斜部探傷体63は台車59の両側に左右対称に設けられている。
以上述べたピン部探傷装置13とフィレット部探傷装置15とは、ピン部3の外周面10に取り付き且つピン部3を挟んで略反対側に配置され、連結体16であるサイドローラ付きチェーン75で互いが連結されるようになっている。
【0034】
詳しくは、フィレット部探傷装置15の前後方向側板56にサイドローラ付きチェーン75の一端が回動自在に固定されており、他端がピン部探傷装置13の前後方向側板17に連結体長さ調節部材76を介して連結されている。この連結体長さ調節部材76はチェーン75が通る貫通孔77を有し、この孔77にチェーン75が挿通された上で、ピン78等をチェーン長手方向に対して横から差し込むことで、固定連結されるようになっている。
このとき、チェーン75は前記両装置がピン部3の軸心方向に容易に移動したりすることが無いように、且つ、周方向に両装置13,15が自走可能なように、適切なテンションで張られるようになっている。
【0035】
本実施形態のチェーン75はサイドローラ付きであるため、チェーン75がピン部3の外周面10にあたるように配置されていたとしても、サイドローラ79が接触し転動するようになっているため、外周面10を傷つけたりするすることを防ぐことができる。
本実施形態にかかる自動探傷装置11を用いた内部きずの走査は以下のように行われる。
まず、ピン部外周面10に配置されたピン部探傷装置13と、前記ピン部探傷装置13のピン部3の反対側に位置するフィレット部探傷装置15とをサイドローラ付きチェーン75を用いて互いを連結し、両者がピン部3まわりに取り付くようにする。
【0036】
これらの装置13,15をそれぞれに搭載された駆動手段24により駆動することで、ピン部3の外周面10を周回させ、周回中にピン部3及びフィレット部5の走査を行い、ピン部3全周の探傷検査を行う。
図3,5,8に示すように、ピン部3の径方向内部の走査に関しては、揺動手段31により、径方向探傷体34は、ピン部外周面10を軸心方向にスライドしつつ往復運動する。この際、図8に示すように、左側の垂直探触子40はピン部3の左端から略中央まで移動しつつ、径方向に超音波を発信しながら走査を行うことになる。一方、右側の垂直探触子40はピン部3の略中央から右端までを走査することになる。
【0037】
このように、2つの垂直探触子40で走査を行うために、単独の探触子で走査を行う場合に比べ略半分の走査時間で探傷を行うことが可能となる。
また、図9に示すように、端R部7を探傷する端R部探傷体35も左右方向に2つの斜角探触子44を有しているため、左側の端R部7の下方内部を左側の斜角探触子44で走査し、右側の端R部7の下方内部を右側の斜角探触子44で走査可能である。
この斜角探触子44には、図10に示すように、屈曲角(換言すれば進入角)が異なる複数(2つ)の超音波振動子45が組み込まれており、端R部7内部に発信された超音波の反射波を受信し、解析することで、広範囲にわたる内部きず、すなわち亀裂や割れ、ブローホール等を検出するものである。
【0038】
本実施形態における端R部7は、曲率半径4mm程度の凹部であり、垂直探触子40を用いて探傷を行おうとした場合、その凹部空間のため、超音波は内部に良好に伝播しづらく探傷が困難である。しかしながら、前記斜角探触子44を利用することで容易に端R部7内部の走査が可能となる。
なお、ピン部探傷装置13の周方向への移動と探傷手段12の左右方向への走査とは、同時であっても、異時であってもよい。すなわち、探傷手段12が軸方向の走査を終了した後、一定量だけ周方向にピン部探傷装置13が移動するものであってもよい。逆に、ピン部探傷装置13が周方向に連続的に移動し、同時に探傷手段12も左右方向に走査するものであってもよい。未探傷領域をなくすため、ピン部3まわりに複数回ピン部探傷装置13を周回させることは非常に好ましい。
【0039】
前記ピン部探傷装置13とサイドローラ付きチェーン75で一体連結されているフィレット部探傷装置15も同様にピン部3まわりを移動することになる。
この際に、前記フィレット部探傷装置15に設けられたR部探触子68は、R面82の曲率半径を中心としながら揺動し、R部8の走査を行う。傾斜部探触子74はフィレット部5の傾斜面83に沿ってスライドしながら傾斜部9の探傷を行うことになる。フィレット部探傷装置15においても、ピン部探傷装置13と同様に、周方向への移動と探傷手段12の走査とは同時であっても異時であってもよい。
【0040】
前記各探触子から得られたデータは、外部に取り出され、一定の処理を施されることにより、ピン部3やフィレット部5の内部きずの位置・大きさが判別できるものとなっている。
これらのデータは、横軸をピン部3周方向の位置、縦軸を径方向の位置としたグラフ等に記録することで、視覚的にわかりやすい内部きず分布図とすることが可能である。
なお、ピン部探傷装置13は、内部に位置検出手段47を有しているため、周方向での自己位置を容易に把握することができ、前記グラフの作成等を非常に楽に行うことが可能となっている。
【0041】
なお、ピン部探傷装置13及びフィレット部探傷装置15を一度セットした後は、その周方向の移動、各探触子40,44,68,74の走査は自動で行うことができるため、走査に要する時間・労力等を大幅に低減することが可能となる。
なお、本発明にかかる自動探傷装置11は、上記実施の形態に限定されるものではない。
すなわち、本実施形態の超音波振動子(すなわち超音波センサ)は超音波の発信部と受信部とを一体に備えたものを採用しているが、別々ものを採用し、適宜最適位置に配置するようにしてもよい。
【0042】
また、探触子としては、超音波以外を利用したものであってもよい。例えば、渦電流探傷や漏洩磁束探傷により探傷を行う探触子を用いてもよい。
また、駆動部はピン部探傷装置13又はフィレット探傷装置15のどちらか一方に設けられておればよく、傾斜計46はフィレット部探傷装置15に設けられる構成であっても全く問題はない。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、クランクスロー1のフィレット部5の探傷を自動的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態の自動探傷装置が装着されたクランクスローの断面正面図である。
【図2】 図2の側面図である。
【図3】 本実施形態の自動探傷装置の正面図である。
【図4】 ピン部探傷装置の平面図である。
【図5】 ピン部探傷装置の断面側面図である。
【図6】 フィレット部探傷装置の平面図である。
【図7】 フィレット部探傷装置の断面側面図である。
【図8】 径方向探傷体の側面図である。
【図9】 端R部探傷体の側面図である。
【図10】 斜角探触子の拡大側面図である。
【符号の説明】
1 クランクスロー
2 アーム部
3 ピン部
5 フィレット部
7 端R部
11 自動探傷装置
12 探傷手段
16 連結体
40 垂直探触子
44 斜角探触子
47 位置検出手段
51 ガイド輪
75 サイドローラ付きチェーン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic flaw detection apparatus for flaw-detecting internal flaws present in a material to be inspected, and is particularly suitable for flaw detection of a fillet portion of a crank throw.
[0002]
[Prior art]
Cracks such as cracks may exist inside the welded part of the piping pipe, crankshaft, and crank throw, and when stress concentration occurs in these flaws, cracks and cracks expand from there, causing the parts themselves and The strength of the entire structure may be reduced. An apparatus for nondestructively inspecting such a flaw is disclosed in Patent Document 1.
This device detects a cylindrical body such as a piping pipe with an ultrasonic probe, and has a moving device and a balancing device, and is attached around the cylindrical body by connecting them with a connecting body. It is what. A guide shaft extends from the moving device along the axial direction of the cylindrical body, and the ultrasonic flaw detector is provided so that the guide shaft can be moved.
[0003]
Further, since the balance device moves in the circumferential direction, the guide shaft provided in the moving device moves in the circumferential direction, so that the ultrasonic probe can move in the circumferential direction and the axial direction of the cylindrical body. Yes, the entire cylinder can be scanned.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 61-9582 (pages 111 to 114, FIGS. 1 and 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above apparatus scans the cylindrical part (cylindrical body) to which the moving device is attached and finds internal flaws, this apparatus is used to detect flaws other than the fillet part of the crank throw, that is, the cylindrical part. It was impossible.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an automatic flaw detection apparatus that automatically performs flaw detection of a fillet portion of a crank throw.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the following measures were taken in the method of the present invention.
That is, the feature of the method of the present invention is that A crank throw having a pin portion and a pair of arm portions provided at both ends of the pin portion, and arranged so that the axis of the pin portion is horizontal Flaw detection means for flaw detection, In pin part In an automatic flaw detector having a moving device attached and moved in the circumferential direction, The moving device includes the carriage provided with the flaw detection means and formed narrow in the left-right direction so as to be positioned between the narrow arms, and driving wheels provided on the carriage and rolling on the outer peripheral surface. The moving device is attached to the outer peripheral surface of the pin portion by the attaching device and is self-propelled in the circumferential direction by the drive wheel, and the flaw detection means is formed in the arm portion that follows the end of the pin portion, and the R portion and the It is possible to scan a concave fillet portion provided with an inclined portion having an inclination that becomes narrower as it goes upward following the R portion, and the flaw detection means rotates around the center of curvature of the R plane. An R portion probe that scans the R portion; and an inclined portion probe that moves along the inclined surface and scans the inclined portion. The R portion probe is provided in a carriage. Rotated by a predetermined range of the longitudinal axis by the swing drive unit The oblique portion probe has one end located on the upper side inside the carriage so as to be parallel to the inclined portion, and the other protrudes outward through a notch provided below the side surface of the carriage. Move on the support member deployed In the point.
[0007]
Thereby, the flaw detection means is attached to the moving device. Pin part It becomes possible to scan a different part from the above, and it is possible to detect existing internal flaws. That means A moving device is attached to the pin portion between the pair of arm portions so as to be movable in the circumferential direction, and the flaw detection means of the moving device can scan the fillet portion, and can detect an internal flaw that exists. It becomes possible.
further The moving device depends on the mounting device Pin part It can be attached to the outer peripheral surface of the motor and can be self-propelled in the circumferential direction by the driving means. therefore, Pin part It is possible to perform flaw detection in the entire circumferential direction of the fillet portion formed in the arm portion in the vicinity of the end.
[0008]
In addition, the R portion of the fillet portion can be scanned with the probe for the R portion, and the inclined portion of the fillet portion can be scanned with the probe for the inclined portion. Therefore, it is possible to detect the fillet portion in more detail. In particular, Since the probe for the R portion rotates around the center of curvature of the R surface of the fillet portion, the probe and the R surface can always be kept close to each other, and flaw detection can be performed satisfactorily. . in addition, The probe for the inclined portion moves along the inclined surface of the fillet portion, the probe and the inclined surface can always be kept close to each other, and the flaw detection can be performed satisfactorily.
[0009]
Further, the method of the present invention is characterized in that the moving device is Pin part The point is that it has position detecting means for detecting the self-position in the circumferential direction.
This allows the mobile device Pin part It is possible to detect its own position in the circumferential direction.
Further, the method of the present invention is characterized in that the position detecting means is composed of an inclinometer.
This Pin part The position of the moving device in the circumferential direction can be detected without providing a marker or the like.
[0010]
Moreover, the feature of the method of the present invention is that the mounting device is Of the moving device across the pin A counterbalanced device arranged on the opposite side, connecting the counterbalanced device and the moving device, and Pin part It is in the point which has the connection body arrange | positioned along the outer peripheral surface.
This allows the mobile device Pin part It can be securely attached to the outer peripheral surface of the Pin part Since it is in a state of being substantially balanced around the axis, the movement of the moving device in the circumferential direction, that is, rotation around the axis can be performed smoothly.
In addition, the method of the present invention is characterized in that the balancing device includes a carriage and a wheel provided on the carriage and rolling on the outer peripheral surface. Pin part It has the point which has a flaw detection means which can be scanned.
[0011]
This allows the balancing device to use the wheels Pin part It is possible to move smoothly on the outer peripheral surface. Also, with the flaw detection means provided in the balancing device, Pin part Can be scanned.
Further, the method of the present invention is characterized in that the connecting body is a chain with side rollers, and the side rollers of the chain roll on the outer peripheral surface.
Thereby, since the side roller rolls on the outer peripheral surface, it is possible to prevent the chain itself from moving on the outer peripheral surface and damaging the outer peripheral surface.
[0012]
The method of the present invention is characterized in that the probe is an ultrasonic probe, and a contact medium is supplied between the probe and a fillet surface in order to improve ultrasonic propagation. In the point.
Thereby, using the probe for the R portion and the inclined portion made of an ultrasonic probe, Pin part It is possible to inspect flaws nondestructively.
In addition, the method of the present invention is characterized in that the moving device and the balancing device are: Crank throw It is in the point which has a guide wheel which secures the straightness at the time of self-running using a part of.
[0013]
Thereby, the moving device and the balancing device are Pin part It will be possible to proceed substantially straight in the circumferential direction of.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
An automatic
As the columnar portion to which the
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2, a crank throw 1 that is a material to be inspected has a pair of
A journal hole 4 through which the journal of the crankshaft is fitted is provided in the vicinity of another elliptical focal point of the
[0016]
The crank throw 1 is disposed on the mounting table 6 so that the axial center of the
For example, as shown in FIG. 10, the
An
[0017]
The
That is, the said pin
[0018]
As shown in FIGS. 3 to 5, the pin
Since the pin
[0019]
In FIG. 4, the left side of the drawing is defined as the front direction of the pin
The
[0020]
In the approximate center of the
The vertical movement means 27 is formed of a
[0021]
The vertical movement means 27 is connected to a swinging means 31 provided on the
The tip of the
[0022]
As shown in FIGS. 5 and 8, the radial
[0023]
In order to satisfactorily transmit the ultrasonic wave emitted from the
As shown in FIGS. 5 and 9, the end R portion
[0024]
The
At least one of the
[0025]
The radial
Further, since the
[0026]
The pin
The pin
[0027]
On the other hand, as shown in FIGS. 3, 6, and 7, the
The fillet
[0028]
6, the left side of the drawing is defined as the front direction of the
Of the
[0029]
Similarly to the pin
The fillet part
The R section
[0030]
The axial
[0031]
In the present embodiment, the
As shown in FIGS. 6 and 7, the inclined portion
[0032]
An
In other words, the
[0033]
A contact medium such as oil is automatically or manually supplied between the
In addition, since the fillet
The pin
[0034]
Specifically, one end of a
At this time, the
[0035]
Since the
Scanning of internal flaws using the
First, a pin
[0036]
By driving these
As shown in FIGS. 3, 5, and 8, with respect to scanning inside the
[0037]
As described above, since scanning is performed with the two
Further, as shown in FIG. 9, the end R portion
As shown in FIG. 10, a plurality (two) of
[0038]
The
The movement of the pin
[0039]
The
At this time, the
[0040]
The data obtained from each of the probes is extracted to the outside and subjected to a certain process so that the position and size of the internal flaws of the
By recording these data in a graph or the like in which the horizontal axis is the position in the circumferential direction of the
In addition, since the pin part
[0041]
In addition, after setting the pin
The automatic
That is, the ultrasonic transducer (that is, ultrasonic sensor) of the present embodiment employs an ultrasonic transmission unit and a reception unit that are integrated with each other. You may make it do.
[0042]
Moreover, as a probe, you may utilize things other than an ultrasonic wave. For example, a probe that performs flaw detection by eddy current flaw detection or leakage magnetic flux flaw detection may be used.
Moreover, the drive part should just be provided in either the pin
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, flaw detection of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional front view of a crank throw equipped with an automatic flaw detector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of FIG.
FIG. 3 is a front view of the automatic flaw detector according to the present embodiment.
FIG. 4 is a plan view of the pin portion flaw detector.
FIG. 5 is a cross-sectional side view of the pin portion flaw detector.
FIG. 6 is a plan view of a fillet flaw detector.
FIG. 7 is a cross-sectional side view of a fillet flaw detector.
FIG. 8 is a side view of a radial flaw detector.
FIG. 9 is a side view of an end R portion flaw detection body.
FIG. 10 is an enlarged side view of an oblique angle probe.
[Explanation of symbols]
1 Crank throw
2 Arm part
3 Pin part
5 Fillet
7 End R
11 Automatic flaw detector
12 Flaw detection means
16 Linked body
40 Vertical probe
44 Bevel probe
47 Position detection means
51 Guide wheel
75 Chain with side rollers
Claims (8)
前記移動装置は、前記探傷手段を備えると共に幅狭なるアーム部間に位置すべく左右方向に幅狭に形成された台車と、該台車に設けられて外周面を転動する駆動輪とを有し、当該移動装置は取付装置によりピン部の外周面に取り付けられると共に駆動輪により周方向に自走し、
前記探傷手段は、ピン部の端に続くアーム部に形成されると共にR部と当該R部に続き上方に行くにつれて幅狭になるような傾きを有する傾斜部とを備えた凹状のフィレット部を走査可能であって、
前記探傷手段は、R面の曲率中心を中心として回転しながら当該R部を走査するR部探触子と、前記傾斜面に沿って移動し当該傾斜部を走査する傾斜部探触子とを有し、
前記R部探触子は、台車内に設けられた首振り駆動部により前後方向軸の一定範囲で回動し、
前記傾斜部探触子は、前記傾斜部に平行となるようにその一方端が台車の内側で上部に位置し、他方が台車の側面下方に設けられた切り欠き部を介して外方に突出するように配備された支持部材上を移動することを特徴とする自動探傷装置。A flaw detection means for flaw detection of a crank throw having a pin portion and a pair of arm portions provided at both ends of the pin portion and arranged so that the axis of the pin portion is horizontal , and attached to the pin portion In an automatic flaw detector having a moving device that moves in the circumferential direction,
The moving device includes the carriage provided with the flaw detection means and formed narrow in the left-right direction so as to be positioned between the narrow arms, and driving wheels provided on the carriage and rolling on the outer peripheral surface. The moving device is attached to the outer peripheral surface of the pin portion by the attaching device and is self-propelled in the circumferential direction by the driving wheel,
The flaw detection means includes a concave fillet portion formed in an arm portion continuing from the end of the pin portion and having an R portion and an inclined portion having an inclination that becomes narrower as it goes upward following the R portion. Scannable,
The flaw detection means includes an R portion probe that scans the R portion while rotating about the center of curvature of the R surface, and an inclined portion probe that moves along the inclined surface and scans the inclined portion. Have
The R-section probe is rotated within a certain range of the front-rear direction axis by a swing drive unit provided in the carriage,
The inclined portion probe has one end located at the upper part inside the carriage so as to be parallel to the inclined portion, and the other protrudes outward through a notch provided below the side surface of the carriage. An automatic flaw detection apparatus characterized by moving on a support member arranged to do so .
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