可移动式超声波探伤装置及超声波探伤方法_3

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,向与前后方向和上下方向正交的左右方向的两侧延伸。因此,楔子导向部23形成为其在左右方向上的宽度大于楔子22在左右方向上的宽度。楔子导向部23形成为方形的板状,直接或间接地固定在滑动台42上,与滑动台42及楔子22—同向前后方向移动。楔块导向部23的上部形成有与外板面11进行接触的平坦的接触面(第I接触面)51。此外,在该楔块导向部23的上部形成有上述水储藏部46的一部分,水储藏部46相对于接触面51形成为凹陷状。
[0057]此处,说明楔块22与楔块导向部23的位置关系。楔块22的检查面45相对于楔块导向部23的接触面51呈倾斜状,楔块22与楔块导向部23的位置关系固定。另外,楔块22与楔块导向部23的位置关系固定为,检查面45和接触面51的安装角度与倒角面10和外板面11的倾斜角度相同。另外,楔块22的检查面45与楔块导向部23的接触面51形成的安装角度可进行调整。也就是说,相对于滑动台42,楔块22的安装位置可进行调整,通过调整楔块22的安装位置,能够调整安装角度。
[0058]另外,板材5的倒角面10与外板面11的倾斜角度有时并非固定。此时,楔块22与楔块导向部23的位置关系固定为,检查面45和接触面51的安装角度与倒角面10和外板面11的倾斜角度为最大钝角的倾斜角度相同。
[0059]探头21固定在楔块22的内部,并形成有发送接收面55,该发送接收面55在向倒角面10照射超声波的同时,接收反射后的超声波。探头21为在发送接收面55上排列设置多个超声波元件56的阵列型探头21。此处,将多个超声波元件56的排列方向设为阵列方向。探头21固定在楔块22(上形成的水储藏部46)的内部,使探头21的发送接收面55为上方侧,并且发送接收面55与倒角面10之间介存有储藏在水储藏部46的水。因此,照射自探头21的超声波会从图3的下方向上方传播。另外,探头21固定在楔块22上,使阵列方向为前后方向。
[0060]此处,探头21在阵列方向上的长度为从倒角面10至外板面11的长度。因此,照射自探头21的超声波在照射至倒角面10的同时,照射至外板面11。该探头21连接至控制部30,并通过控制部30对超声波的照射条件等进行控制。
[0061 ]弹簧构件25在前后方向上向楔块22的检查面45与板材5的倒角面10接近的方向施力。具体而言,弹簧构件25例如使用压缩弹簧,其一端连接至侧部机架37的侧板37a,其另一端连接至楔块22。然后,弹簧构件25在前后方向上向楔块22离开装置机架20的方向施力。
[0062]可动辊26安装在上部机架36的上板36a的下方侧,其旋转轴可向前后方向移动。此夕卜,可动辊26形成为圆柱形状,位于楔块22的正上方,并且具有与形成在板材5上的贯通孔6的内周面13进行滚动接触的滚动接触面61 ο该可动辊26在前后方向上向可动辊26的滚动接触面61与板材5的内周面13接近的方向施力。
[0063]—对固定辊27夹住可动辊26,分别设置在可动辊26的旋转轴在径向上的两侧即在左右方向上的两侧。一对固定辊27与可动辊26同样地分别安装在上部机架36的上板36a的下方侧。此时,各固定棍27的旋转轴相对于上板36a为固定。各固定棍27为圆柱形状,与可动辊26同样地具有与形成在板材5上的贯通孔6的内周面13进行滚动接触的滚动接触面62。
[0064]编码器28连接至一个固定辊27的旋转轴,可检测固定辊27的旋转位置。该编码器28例如使用旋转编码器,连接至控制部30。编码器28向控制部30输出有关固定辊27的旋转位置的数据。
[0065]把手29安装在上部机架36上,在前后方向上设置在楔块22的相反侧。把手29形成为向上下方向延伸的棒状,由检查员进行把持。
[0066]控制部30连接至探头21和编码器28,控制照射自探头21的超声波或获得输出自编码器28的有关固定辊27的旋转位置的数据。具体而言,控制部30基于固定辊27的旋转位置,实施探头21的探伤。此外,控制部30将固定辊27的规定的旋转位置与倒角面10的探伤的检查结果进行对应。因此,控制部30可将倒角面10的宽度方向上的检查结果在倒角面10的长度方向上展开。因此,控制部30可分别在倒角面10的宽度方向和长度方向上将倒角面10的探伤的检查结果进行二维制图。
[0067]如此构成的超声波探伤装置I中,楔块导向部23的接触面51与板材5的外板面11进行接触,并且可动辊26和一对固定辊27与贯通孔6的内周面13进行接触。此外,超声波探伤装置I中,楔块22的检查面45与板材5的倒角面10进行接触,并且通过弹簧构件25向楔块22接近倒角面10的方向施力。通过如此接触,超声波探伤装置I的前后方向与倒角面1的宽度方向一致,并且超声波探伤装置I的左右方向与倒角面10的长度方向一致。因此,超声波探伤装置I通过使楔块导向部23与板材5的外板面11进行接触,能够在上下方向上对板材5进行位置限制。此外,超声波探伤装置I通过使可动辊26和一对固定辊27与贯通孔6的内周面13进行接触,能够在前后方向上对板材5进行位置限制。
[0068]于是,超声波探伤装置I可在维持上述接触的状态下,沿倒角面10的长度方向移动。此时,楔块22被弹簧构件25向接近倒角面10的方向施力,因此能够随着倒角面10的形状进行移动。此外,由于固定辊27滚动与贯通孔6的内周面13进行接触,所以控制部30会基于连接至固定辊27的编码器28的旋转位置,以规定时间实施探头21的探伤。然后,控制部30将利用编码器28检测出的旋转位置与探头21的探伤结果进行对应,并作为二维制图的探伤数据进行保存。
[0069]此外,可动辊26和一对固定辊27沿内周面13进行滚动接触时,即使弯曲的内周面13的曲率半径发生变化时,可动辊26也会相应曲率半径向前后方向进行移动,因此可动辊26和一对固定辊27可随着内周面13进行滚动接触。
[0070]接着,参照图4,说明超声波探伤装置I的探头21的安装角度。另外,图4中的上下方向与图1相反。如上所述,探头21从板材5的倒角面10跨越至外板面11照射超声波。
[0071]此处,如图4所示,将从探头21的发送接收面55照射出的超声波的声速、即在作为传播媒质的水中进行传播的超声波的声速设为V1。此外,将在板材5的内部进行传播的超声波的声速设为V2。此时,超声波的声速^与超声波的声速¥2为不同速度。此外,将从水至板材5的入射角设为Θ,将从水至板材5的折射角设为β。此时,斯涅尔定律为下述式(I)。
[0072]sin0/sinP = Vi/V2 (I)
[0073]如上所述,探头21的发送接收面55与板材5的倒角面10形成的角度不同于探头21的发送接收面55与板材5的外板面11形成的角度。此外,外板面11与内板面12平行,但倒角面10与内板面12并不平行。此时,照射自探头21的各超声波元件56的超声波通过板材5的内部照射至内板面12的去路与在板材5的内板面12反射的超声波通过板材5的内部射入各超声波元件56的回路为相同路径。以下,分别说明照射至外板面11的超声波以及照射至倒角面10的超声波。
[0074]照射至外板面11的超声波在照射至外板面11和照射至内板面12时是平行的。此时,要将超声波的传播方向设为与内板面12正交的方向进行入射时,使照射至外板面11的超声波的入射方向与外板面11正交即可。因此,即使照射至外板面11的超声波在水中进行传播的超声波的声速V1不同于在板材5的内部进行传播的超声波的声速V2,也无需考虑因折射率导致的声速变化。
[0075]另一方面,照射至倒角面10的超声波在照射倒角面11和照射内板面12时是不平行的。此时,将超声波的传播方向设为在与内板面12正交的方向进行入射时,照射至倒角面1的超声波可按照通过将在水中进行传播的超声波的声速V1、在板材5的内部进行传播的超声波的声速V2、以及从水中至板材5的折射角β代入式(I)后计算出的入射角Θ,入射至倒角面10。因此,即使照射至倒角面10的超声波在水中
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