JP5475654B2 - 内外径形状が変化する管状車軸の手動非破壊検査方法および装置 - Google Patents
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Description
a)少なくとも1つの超音波プローブを、管状車軸の壁の外面または内面上の選択された第1の場所に手動で配置するステップであって、壁は既知の内外径形状が変化するものであり、第1の場所のそれぞれは、これらの車軸の形状、潜在的な負荷および環境に応じて選択され、次に、各プローブによって、第1の長手方向または横方向に向いた第1の選択された角度セクタにおいて、壁の第1の選択部分を分析することで、プローブに対する軸の様々な相対角度位置に関する分析データを取得するステップと、
b)壁の形状、軸の潜在的な負荷および環境に応じて選択した第2の場所において、少なくとも1つのプローブを手動で移動させ、次に、手動で移動させた各プローブで、第1の方向と対向する第2の方向に向いた第2の選択された角度セクタにおいて、壁の第2の選択部分を分析することで、プローブに対する軸の様々な相対角度位置についての他の分析データを取得するステップと、
c)取得した分析データマップから、壁内におけるエコー表示の横方向または長手方向への配向および位置を表すマップを作成するステップとを有する。
−選択された角度セクタ内において、少なくとも1つの選択された壁部分を分析して、分析データを取得するために設計された少なくとも1つの超音波プローブと、
−車軸の形状と、潜在的な負荷および環境に応じて、壁の外面と内面上で選択された少なくとも1つの第1の場所と少なくとも1つの第2の場所とを決定するように設計された制御手段であって、第1の場所と第2の場所は、各プローブを手動で配置し、プローブが壁の少なくとも第1および少なくとも第2の選択部分を、対向する第1および第2の長手方向または横方向に向かう少なくとも1つの第1の選択された角度セクタ内、ならびに、少なくとも1つの第2の選択された角度セクタ内においてそれぞれ分析し、これにより、上記プローブに対する軸の様々な相対角度位置に関する分析データを取得するための場所である制御手段と、
−取得した分析から、壁内におけるエコー表示の横または長手方向の配向および位置を表すマップを作成するように設計された処理手段とを備える。
−その制御手段は、各プローブに対する軸の様々な相対角度位置について分析データを取得するために、壁の外面上で手動で行う第1の移動を各プローブに決定するように、少なくとも1つのプローブが壁の少なくとも1つの第3の選択部分を、選択された長手方向または横方向に向いた少なくとも1つの第3の選択された角度セクタ内において分析し、これにより、各プローブに対する軸の様々な相対角度位置についてこれ以外の分析データを取得するように、少なくとも1つのプローブに、壁の内面上で手動で行う相対的な第2の移動を決定するように配置されることができる。この場合、処理手段は、取得した分析から、壁内でのエコー表示の位置および配向を表すデータマップを作成するように設計される。
−図7A〜図7Cは、3個の単方向プローブを外面SE上に配置し、これらのプローブを、第1の長手方向(右から左)に向いたそれぞれの放射角30°、45°、60°について、右から左へ長手方向に移動することで被覆されることができる壁部分の第1の部分を示す。
Claims (33)
- 超音波プローブを使用した車軸の検査方法であって、
a)少なくとも1つの超音波プローブ(SU)を、管状車軸(AE)の壁(PA)の外面(SE)または内面(SI)上の選択された第1の場所に手動で配置するステップであって、前記壁(PA)は既知の内外径形状が変化するものであり、第1の場所のそれぞれは、前記軸(AE)の形状、潜在的な負荷および環境に応じて選択され、次に、各プローブ(SU)によって、第1の長手方向または横方向に向いた第1の選択された角度セクタにおいて、前記壁(PA)の第1の選択部分を分析することで、前記プローブ(SU)に対する前記車軸(AE)の様々な相対角度位置に関する分析データを取得するステップと、
b)壁(PA)の形状、前記軸(AE)の前記潜在的な負荷および環境に応じて選択した少なくとも1つの第2の場所において、少なくとも1つのプローブ(SU)を手動で移動させ、次に、手動で移動させた各プローブ(SU)で、前記第1の方向と対向する第2の方向に向いた第2の選択された角度セクタにおいて、前記壁(PA)の第2の選択部分を分析することで、前記プローブ(SU)に対する前記軸(AE)の様々な相対角度位置についての他の分析データを取得するステップと、
c)前記取得した分析データマップから、前記壁(PA)内におけるエコー表示の横方向または長手方向への配向および位置を表すマップを作成するステップと、
を有し、
前記壁(PA)の外面(SE)または内面(SI)上に各超音波プローブ(SU)を手動で配置して、長手方向に向いた角度セクタ内で超音波分析を実施し、これにより、前記壁(PA)内でのエコー表示の横方向の配向および位置を表すマップを作成することで、ステップa)〜c)を少なくとも1回実行し、次に、前記壁(PA)の外面(SE)または内面(SI)上に、少なくとも1つの超音波プローブ(SU)を手動で配置して、横方向に向いた角度セクタにおいて超音波分析を実行し、これにより前記壁(PA)内におけるエコー表示の長手方向の配向および位置を表すマップを作成することで、ステップa)〜c)を再び少なくとも1回実行することを特徴とする、方法。 - 前記壁(PA)内のエコー表示の位置および配向を表すマップを作成するために、最初に各超音波プローブ(SU)を前記壁(PA)の前記外面(SE)上に手動で配置してステップa)〜c)を実行し、次に、その形状に応じて選択した少なくとも1つの第3の場所における前記壁(PA)の内面(SI)上に、少なくとも1つの超音波プローブ(SU)を手動で配置し、その後、各プローブ(SU)によって、少なくとも1つの選択された長手方向または横方向に向いた第3の選択された角度セクタにおいて前記壁(PA)の第3の選択部分を分析して、プローブ(SU)に対する前記車軸(AE)の様々な相対角度位置について分析データを取得し、前記壁(PA)内のエコー表示の位置および配向を表すマップを作成することで、少なくともステップa)およびc)の再度の実行を行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- ステップc)の実行後に、超音波に基づいたものと異なる他の分析技術を使用して、少なくとも前記壁(PA)の外面(SE)の分析を実施することで、前記軸(AE)に対する少なくとも1つのプローブ(SU)の様々な相対角度位置の分析データを取得するステップd)が提供されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- ステップd)の実行後に、前記壁(PA)の前記表面表示の位置および配向を表す取得した分析データから前記マップを作成するステップe)を実行することを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記他の分析技術は、いわゆる漏洩磁束技術およびいわゆる渦電流技術を含む群から選択されることを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。
- ステップc)の実行後に、いわゆる磁粉探傷(MPI)技術の手段によって、前記壁(PA)の少なくとも外面(SE)の分析を実行し、これにより、プローブ(SU)に対する前記軸(AE)の様々な相対角度位置についての表面分析データを取得するステップd)を実行することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記壁の前記第1、第2および可能であれば第3の部分の各々は、少なくとも1つのプローブ(SU)を前記軸(AE)に対して長手方向へ移動させる手段によって、および/または、少なくとも1つのプローブ(SU)を用いた電子走査の手段によって分析されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ステップa)、b)およびd)の少なくとも1つにおいて、各プローブ(SU)に対する前記軸(AE)の前記様々な相対角度位置は、各プローブ(SU)を前記軸(AE)に対し手動で回転させながら動かすことで得られることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- ステップf)を有し、前記ステップf)では、ステップc)で得た前記マップデータを、検査対象のものと同じタイプであるが欠陥のない第1の基準軸上で得た第1の基準マップデータと比較することで、前記第1の基準マップには示されていないエコー表示を表すデータのみを選択し、これにより、修正されたマップを作成することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- ステップg)を有し、前記ステップg)では、ステップc)またはf)にて得た前記マップデータを、検査対象のものと同じタイプであるが既知の欠陥を備える第2の基準軸上で得た第2の基準マップデータと比較することで、前記第2の基準マップに示されている既知の欠陥のエコー表示を表すデータのみを選択するようにし、これにより、欠陥マップを作成することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- ステップh)を有し、前記ステップh)では、ステップc)またはf)にて得た前記マップデータの振幅を選択された閾値振幅と比較することで、欠陥を示す、前記閾値振幅よりも振幅の大きいエコー表示を表すデータのみを選択し、これにより欠陥マップを作成することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記閾値振幅よりも大きい振幅を検出すると、警告を生成することを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 少なくとも1つのマップを画面(EC)に表示するステップi)を有することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 超音波を単一の可変角度方向に放射することが可能な前記プローブ(SU)を使用することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記角度は、長手方向または横方向に対して0〜70°で変化することを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 超音波を、選択した角度セクタ内にある方向に放射することが可能な、いわゆる位相アレイタイプのプローブ(SU)を使用することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記角度セクタは、長手方向または横方向に対して0〜70°であることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- 車軸を検査するための装置であって、i)選択された角度セクタ内において、管状車軸(AE)の、既知の可変内外径形状を呈している壁(PA)の選択された部分を分析して、これにより分析データを取得するために配置された少なくとも1つの超音波プローブ(SU)と、ii)前記車軸の前記形状と、潜在的な負荷および環境に応じて、前記壁(PA)の前記外面(SE)と内面(SI)上で選択された少なくとも1つの第1の場所と、少なくとも1つの第2の場所とを決定するように配置された制御手段(MC)であって、前記第1の場所と第2の場所は、各プローブ(SU)を手動で配置し、前記プローブが前記壁(PA)の少なくとも第1および少なくとも第2の選択部分を、対向する第1および第2の長手方向または横方向に向かう少なくとも1つの第1の選択された角度セクタ内、ならびに、少なくとも1つの第2の選択された角度セクタ内においてそれぞれ分析し、これにより、前記プローブ(SU)に対する前記車軸(AE)の様々な相対角度位置に関する分析データを取得するための場所である制御手段と、iii)前記取得した分析から、前記壁(PA)内におけるエコー表示の横方向または長手方向の配向および位置を表すデータマップを作成するように配置された処理手段(MT)と、
を備え、
前記制御手段(MC)は、i)長手方向に向いた角度セクタ内で超音波分析を実行して、分析データを取得し、前記処理手段(MT)がこの分析データから、エコー表示の横方向の配向および位置を表すマップを作成できるようにするために、前記壁(PA)の外面(SE)または内面(SI)上で手動で行う第1の移動を各プローブ(SU)に決定し、ii)横方向に向いた角度セクタ内において超音波分析を実行し、分析データを取得し、前記処理手段(MT)がこの分析データから、前記エコー表示の長手方向の配向と位置を表すマップを作成できるようにするために、前記壁(PA)の外面(SE)または内面(SI)上で手動で行う第2の移動を前記少なくとも1つのプローブに決定するように配置されていることを特徴とする、装置。 - 前記制御手段(MC)は、プローブ(SU)に対する前記軸(AE)の様々な角度位置について分析データを取得するために、前記壁(PA)の外面(SE)上で手動で行う第1の移動を各プローブ(SU)に決定するように、少なくとも1つのプローブが前記壁(PA)の少なくとも1つの第3の選択部分を、選択された長手方向または横方向に向いた少なくとも1つの第3の選択された角度セクタ内において分析し、これにより、前記プローブ(SU)に対する前記軸(AE)の様々な相対角度位置について他の分析データを取得するように、少なくとも1つのプローブ(SU)に、前記壁(PA)の内面(SI)上で手動で行う第2の移動を決定するように配置されており、前記処理手段(MT)は、前記取得した分析から、前記壁(PA)内におけるエコー表示の位置および配向を表すデータマップを作成するように配置されていることを特徴とする、請求項18に記載の装置。
- 各プローブ(SU)に対する前記軸(AE)の様々な相対角度位置についての分析データを取得するために、超音波に基づくものとは異なる他の分析技術の手段によって、前記壁(PA)の少なくとも外面(SE)を分析するように配置された表面分析手段を備えることを特徴とする、請求項18または19に記載の装置。
- 前記処理手段(MT)は、前記表面分析手段(MAS)を通して取得したこれらの分析データから、前記壁(PA)の表面表示の位置および配向を表すマップを作成するように配置されていることを特徴とする、請求項20に記載の装置。
- 前記表面分析手段は、漏洩磁束分析手段および渦電流分析手段を含む群から選択されることを特徴とする、請求項20または21に記載の装置。
- 前記プローブ(SU)に対する前記軸(AE)の様々な相対位置についての表面分析データを取得するために、磁粉探傷(MPI)によって前記壁(PA)の少なくとも外面(SE)を分析するように配置された表面分析手段を備えることを特徴とする、請求項18〜22のいずれか一項に記載の装置。
- 前記制御手段(MC)は、少なくとも1つのプローブ(SU)が前記壁(PA)の少なくとも前記第1、第2および該当する場合には第3の部分を分析するために、前記少なくとも1つのプローブ(SU)によって電子走査を実行するように配置されていることを特徴とする、請求項18〜23のいずれか一項に記載の装置。
- 前記処理手段(MT)は、検査対象である前記軸(AE)上で取得した前記マップデータを、検査対象のものと同じタイプであるが欠陥のない第1の基準軸上で取得した第1の基準マップデータと比較するように、および、前記第1の基準マップ上に示されていないエコー表示を表すデータのみを選択して、これにより修正されたマップを作成するように配置されていることを特徴とする、請求項18〜24のいずれか一項に記載の装置。
- 前記処理手段(MT)は、検査対象の前記軸(AE)上で取得した前記データマップを、検査対象のものと同じタイプであるが既知の欠陥を備える第2の基準軸上で取得した第2の基準マップデータと比較して、前記第2の基準マップ上で既知の欠陥を表すエコー表示を示したデータのみを選択し、これにより欠陥マップを作成するように配置されていることを特徴とする、請求項18〜25のいずれか一項に記載の装置。
- 前記処理手段(MT)は、検査対象の前記軸(AE)上で取得した前記マップデータの振幅を、選択された閾値振幅と比較するように、および、欠陥を表す前記閾値振幅よりも大きい振幅を有するエコー表示を表すデータのみを選択し、これにより欠陥マップを作成するように配置されていることを特徴とする、請求項18〜26のいずれか一項に記載の装置。
- 前記処理手段(MT)は、前記閾値振幅よりも大きい振幅を検出すると警告を生成するように配置されていることを特徴とする、請求項27に記載の装置。
- 前記処理手段(MT)が作成した前記マップの少なくとも複数を表示できる画面(EC)を備えることを特徴とする、請求項18〜28のいずれか一項に記載の装置。
- 各プローブ(SU)は、単一可変角度方向に超音波を放射することができることを特徴とする、請求項18〜29のいずれか一項に記載の装置。
- 前記角度は、長手方向または横方向に対して0〜70°で変化することを特徴とする、請求項30に記載の装置。
- 各プローブ(SU)はいわゆる位相アレイタイプのものであり、選択した角度セクタ内にある方向に超音波を放射することができることを特徴とする、請求項18〜29のいずれか一項に記載の装置。
- 前記角度セクタは、長手方向または横方向に対して0〜70°であることを特徴とする、請求項32に記載の装置。
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