KR830000694Y1

KR830000694Y1 - Ultrasonic flaw detector

Info

Publication number: KR830000694Y1
Application number: KR2019830001978U
Authority: KR
Inventors: 싱이찌 무라가미; 중이찌 스기다니; 데루오 요시모도
Original assignee: 구보다 덱고오 가부시기가이샤; 히로 게이다로오; 오오사가 가스 가부시기가이샤; 야스다 히로시
Priority date: 1983-03-07
Filing date: 1983-03-07
Publication date: 1983-05-09

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Ultrasonic flaw detector

제1도는 본 고안의 장치에 의한 관의 초음파 탐상원리를 표시하는 사시도.1 is a perspective view showing the ultrasonic flaw detection principle of the tube by the device of the present invention.

제2도는 제1도의 II-II선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.

제3도는 본 고안의 수동식 초음파 탐상장치의 개략도.3 is a schematic diagram of a passive ultrasonic flaw detector according to the present invention.

제4도는 본 고안을 용용한 자주식 초음파 탐상장치의 개략도.Figure 4 is a schematic diagram of a self-propelled ultrasonic flaw detector using the present invention.

제5도는 본 고안의 장치에 의한 관의 초음파 탐상원리를 표시하는 설명도.Figure 5 is an explanatory view showing the ultrasonic flaw detection principle of the tube by the device of the present invention.

제6도는 종래의 관의 초음파 탐상방식을 표시하는 설명도.6 is an explanatory diagram showing an ultrasonic flaw detection method of a conventional tube.

본 고안은 수증기 접촉 개질용(改質用) 가열관, 예컨대 천연가스에서 수소나 탄소를 제거하기 위하여 사용하는 접촉 개질용 가열관등의 관의 경년(經年) 변화등을 관찰 탐지하기 위한 비파괴 검사장치, 한층 더 상세하게 말하면 초음파 탐상장치에 관한 것이다.The present invention is a non-destructive inspection for observing and detecting the secular variation of a steam contact reforming heating tube such as a contact reforming heating tube used to remove hydrogen or carbon from natural gas. Apparatus, and more particularly, relates to an ultrasonic flaw detector.

종래에는 2탐촉자법(二探觸子法)에 의한 관의 초음파 탐상은 제6도에 표시하는 것같은 방법으로서 행하고 있었다.Conventionally, ultrasonic flaw detection of a tube by the two probe method was performed as a method as shown in FIG.

즉, 피검사관(管)(1)의 외표면에 관(1)의 동일 원주상에 발신 탐촉자(3)와 수신 탐촉자(4)를 위치시키고 이들 양 탐촉자(3)(4)를 조합시켜 주사(走査)시켜서 투과법에 의하여 손상을 탐지하고 있었다. 그러나 이와같은 종래 장치의 방법으로서는 피검사관(1)의 모재(母材)부분의 탐상은 별반 문제가 되지 않았으나 용접부분(19)을 탐상할 때에는 양 탐촉자(3)(4)를 용접비이드 위에 위치시키기 때문에 비이드 외표면의 요철의 영향을 받아서 정상적인 투과 에코(ECHO)를 얻을 수 없어서 결국 용접부분(19)의 탐상은 거의 불가능했다.That is, the outgoing probe 3 and the receiving probe 4 are positioned on the same circumference of the pipe 1 on the outer surface of the inspected pipe 1, and the two probes 3 and 4 are combined and scanned. (Iii) damage was detected by permeation. However, in the conventional device method, the flaw detection of the base material portion of the inspected tube 1 was not a problem, but when the flaw weld 19 was inspected, both probes 3 and 4 were placed on the weld bead. Due to the positioning, the normal transmission echo (ECHO) could not be obtained due to the unevenness of the bead outer surface, so that the flaw detection of the welded portion 19 was almost impossible.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 결점을 제거하도록 한 것으로서, 발신 탐촉자(3)와 수신탐촉자(4)를 갖춘 관의 초음파 탐상장치에 있어서, 피검사관(1)에 어댑터(2)를 부착하고, 이 어댑터(2)에 상기한 양 탐촉자(3)(4)를 결합함에 있어 발신 탐촉자(3)에서 사각법(斜角法)에 따라 피검사관(1)에 초음파(5)를 입사하고, 그 투과 에코를 수신 탐촉자(4)로서 수신하도록 부착하며, 또한 양 탐촉자(3)(4)를 피검사관의 축심방향과 원주방향에 각각 적당한 거리를 격리하여 결합시킨 것을 특징으로 한다.The present invention is to eliminate the above-mentioned defects as described above, in the ultrasonic inspection apparatus of the tube having the transmitting probe 3 and the receiving probe 4, the adapter 2 is attached to the inspected tube 1 In the coupling of the above-described both transducers 3 and 4 to the adapter 2, the ultrasonic probe 5 is introduced into the inspected tube 1 according to the quadrature method from the outgoing transducer 3, The transmissive echo is attached so as to receive as the receiving probe 4, and both transducers 3 and 4 are separated from each other at appropriate distances in the axial direction and the circumferential direction of the test tube.

이와 같이 본 고안은 발신과 수신의 양 탐촉자를 관의 원주방향 뿐만 아니라 축심방향으로도 적당한 거리를 격리하여 위치시키는 것이므로 용접부분을 탐상할 때 용접 비이드를 사이에 두고 양 탐촉자를 모두 모재상에 위치시켜서 한쪽의 모재에서 초음파를 입사하고, 다른쪽의 모재에서 끌어낼 수가 있다.As such, the present invention is to locate and place both transducers of the transmitter and the receiver at an appropriate distance not only in the circumferential direction but also in the axial direction of the tube. By positioning it, ultrasonic waves can be incident on one base metal and drawn out from the other base material.

따라서 용접 비이드 외표면의 요철에 의해서는 하등의 영향을 받지 않고 관의 모재부분의 탐상은 물론이며, 용접부분의 탐상도 양호하게 행할 수 있는 것이다. 또한 사각법에 의하여 초음파를 입사하고, 피검사관의 두께부내에서 관의 외표면상의 2점을 연결하는 직선에 따라서 초음파를 투과시키는 것이다.Therefore, the unevenness of the outer surface of the weld bead is not influenced at all, as well as the flaw detection of the base metal part of the tube and the flaw detection of the weld part. In addition, the ultrasonic wave is incident by the rectangular method and the ultrasonic wave is transmitted along a straight line connecting two points on the outer surface of the tube within the thickness portion of the inspected tube.

본 고안은 구체적으로 실시함에 있어서 양 탐촉자에 의한 탐상을 수침법(水浸法)에 의하여 행하는 것도 가능하다.In the present invention, it is also possible to perform the flaw detection by both probes by the water immersion method.

수침법을 채용하면 외표면이 검은 껍질 그대로인 접촉 개질용 가열관으로서 일반에서 사용되는 오오스테나이트계 내열 주강관이라도 양 탐촉자에 의한 초음파의 송수(送受)가 안정되게 행하여지며, 또한 한층 확실한 관의 탐상이 가능하게 된다.By adopting the water immersion method, even in the austenitic heat-resistant cast steel pipe that is generally used as a contact reforming heating tube whose outer surface is black, the ultrasonic wave transmission by both probes is performed stably, Investigation is possible.

본 고안의 기타의 잇점은 이하의 바람직한 실시예의 기재에서 명백하게 될 것이다.Other advantages of the present invention will become apparent from the description of the following preferred embodiments.

본 고안의 장치에 의한 초음파 탐상 원리를 제1도 및 제2도에 따라서 설명하면, 가열관등의 피검사관(1)의 외주에 따르는 동일한 지름 평행한 원주(1')(1")상에 소정의 각도 간격으로서 발신 탐촉자(3)와 수신 탐촉자(4)를 배치한다.When the ultrasonic flaw detection principle by the apparatus of this invention is demonstrated according to FIG. 1 and FIG. 2, it is prescribed | regulated on the same diameter parallel circumference 1 '(1 ") along the outer periphery of the inspection tube 1, such as a heating tube. The originating probe 3 and the receiving transducer 4 are arranged as angular intervals of.

바꾸어 말하면, 피검사관(1)의 축심방향과 원주방향이 각각 적당한 거리를 격리하여 양 탐촉자(3)(4)를 배치한다. 그리고 발신 탐촉자(3)에서 피검사관(1)의 두께부 내부를 피검사과(1)의 외주상의 2점(A)(B)을 연결하는 직선으로 초음파(5)를 투과시켜서 수신 탐촉자(4)로서 투과에코를 수신하는 것에 의하여 피검사관(1) 두께부 내부의 결함을 탐지하는 것이다.In other words, both transducers 3 and 4 are arranged with the appropriate distance between the axial direction and the circumferential direction of the inspected tube 1, respectively. Then, the transmitting probe 3 transmits the ultrasonic wave 5 through a straight line connecting the two points A on the outer circumference of the inspection target 1 with the inside of the thickness portion of the inspection tube 1 and receives the receiving transducer 4. As a result, defects inside the thickness of the inspected tube 1 are detected by receiving the transmission echo.

이 경우 피검사관(1)과 탐촉자(3)(4)와의 초음파(5)의 송수는 피검사관(1)의 표면의 성질 상태에 영향을 받지 않도록 수침법으로서 행하여지는 것이며, 또 사각법에 의하여 초음파(5)가 피검사관(1)의 내주면과 저면에 반사하지 않고 두께부내를 직선으로 투과하도록 하는 입사각으로서 입사된다. 그리고, 수침법으로서 발신 탐촉자(3)에서 입사각(i)으로 피검사관(1)에 입사되는 초음파(5)는 입사점(A)에 있어서 굴절각 θ로서 굴절하여 피검사관 두께부내를 투과하여 입사점(B)에 있어서의 입사각 θ에 대하여 굴절각(i)으로서 굴절하고 그렇게 한후 수신 탐촉자(4)에 수신된다.In this case, the transmission and reception of the ultrasonic wave 5 between the inspected tube 1 and the probe 3 and 4 is performed by the immersion method so as not to be influenced by the state of the surface of the inspected tube 1, The ultrasonic wave 5 is incident as an angle of incidence such that the ultrasonic wave 5 is transmitted through the thickness portion in a straight line without reflecting the inner circumferential surface and the bottom surface of the test tube 1. In addition, the ultrasonic wave 5 incident on the test tube 1 at the incidence angle i from the transmission probe 3 as the immersion method is refracted at the incidence point A as the refraction angle θ, and passes through the thickness portion of the test tube. It is refracted as the refraction angle i with respect to the incident angle θ in (B), and is then received by the receiving probe 4.

따라서 입사점(A)(B)을 연결하는 직선이 피검사관(1)을 절단하여 가는 타원의 접선방향으로 투과하는 초음파(5)의 경로에 가령, 원주방향의 결함(6)이 존재하면 수신 탐촉자(4)에는 감쇠된 투과 에코로서 수신되어 결함(6)의 존재가 탐지됨과 아울러, 초음파(5)의 방향과 원주방향의 결함(6)과는 교차하기 때문에 발신 탐촉자(3)와 수신 탐촉자(4)를 조합시켜서 피검사관(1)에 따라 주사하면 원주방향 결합(6)의 형상 크기 등의 명확하게 탐지되는 것이다. 마찬가지로 축방향의 결함도 명확하게 탐지된다.Therefore, if a straight line connecting the incidence point A (B) is, for example, a circumferential defect 6 exists in the path of the ultrasonic wave 5 transmitted in the tangential direction of the ellipse that cuts the inspected tube 1, The transducer 4 is received as an attenuated transmission echo to detect the presence of a defect 6 and to intersect the direction of the ultrasonic wave 5 with the defect 6 in the circumferential direction, so that the originating probe 3 and the receiving probe 3 Combination of (4) and scanning along the test tube (1) clearly detects the shape and size of the circumferential coupling (6). Similarly, axial defects are clearly detected.

이와 같이 본 고안의 양 탐촉자(3)(4)를 관(1)의 축심 방향으로도 변위시키므로 제5도에 표시하는 바와 같이 양 탐촉자(3)(4)를 용접부분(19)의 비이드를 사이에 두고 모재상에 위치시킬 수가 있다. 따라서 모재부분의 탐상은 물론이며, 용접부분(19)의 탐상에 있어서도 용접비이드의 외표면의 하등 영향을 받지 않게 된다.As described above, since both transducers 3 and 4 of the present invention are also displaced in the axial direction of the tube 1, as shown in FIG. 5, the transducers 3 and 4 are arranged to bead the welded portion 19. Can be placed on the base material with the in between. Therefore, not only the flaw detection of the base material part but also the flaw detection of the weld part 19 is not influenced at all by the outer surface of the weld bead.

이와 같은 수침사각 2탐투과식 초음파 탐상법에 사용하는 장치의 개략을 제3도에 표시하여 설명하면, (1)은 피검사관, (2)는 발신탐촉자(3)와 수신탐촉자(4)를 내장하고 피검사관(1)에 따라서 배설되는 어댑터(adapter)이다. 그 어댑터(2)의 각 탐촉자(3)(4)와 피검사관(1)과의 사이의 초음파 경로에 해당하는 부분에는 수침법을 사용하도록 물탱크(7)에서 펌프(8)를 개재하여 물이 송급되며, 피검사관(1)을 따라서 흘러나오는 물은 피검사관(1)의 하부로 배설된 물받이(9)로 흘러들어가서 외부로 배출되는 것이며, 만약 피검사관(1)이 가열로내에 장비된 상태에 있어서도 가열로 내에 물이 흘러들어갈 염려는 없다.The schematic of the apparatus used for such a submerged two-beam ultrasonic scanning method is shown in FIG. 3, where (1) is an examiner, (2) is a source probe (3) and a receiver probe (4). It is an adapter built in and excreted according to the examinee 1. The water corresponding to the ultrasonic path between the transducers (3) (4) of the adapter (2) and the test tube (1) is connected to the water through the pump (8) in the water tank (7) so as to use the water immersion method. The water flowing along the inspected tube 1 flows into the drip tray 9 disposed under the inspected tube 1 and is discharged to the outside. If the inspected tube 1 is installed in the furnace, Even in a state, there is no fear that water will flow into the heating furnace.

상기한 어댑터(2)에 내장된 초음파 송수용의 탐촉자(3)(4)는 각각 손상 탐지기와 접속되어 피검사관(1)의 두께부 내부를 투과한 초음파(5)의 투과에코는 그 탐상기(10)의 브라운관에 검출됨과 아울러 탐상기(10)와 접속된 기록침(11)에 투과에코의 높이가 기록되는 것이다.The transducers 3 and 4 for ultrasonic transmission, which are incorporated in the adapter 2, are connected to the damage detectors, respectively, and the transmitted echo of the ultrasonic waves 5 transmitted through the inside of the thickness portion of the inspected tube 1 is the flaw detector 10 In addition, the height of the transmitted echo is recorded in the recording tube 11 connected to the flaw detector 10 and detected by the CRT.

제3도에 표시한 것은 본 고안의 수동식 초음파 탐상장치에 대한 것이나, 자주식(自走式)의 장치에 용용할 수도 있으며, 제4도는 그 1예를 표시하는 것이다.What is shown in FIG. 3 is for the passive ultrasonic flaw detector of this invention, but can also be used for a self-propelled apparatus, and FIG. 4 shows the example.

다음에 이 제4도에 표시한 자주식 초음파 탐상장치에 대하여 설명하는 바, 제3도에 표시한 것과 동일한 물품에 대해서는 동일한 번호를 붙이는 것에 의하여 설명을 생략한다.Next, the self-propelled ultrasonic flaw detector shown in FIG. 4 will be described. For the same article as shown in FIG. 3, the same reference numerals are used to omit the description.

제4도중 번호(12)에서 표시한 것은 어댑터(2)를 이동시키기 위하여 어댑터(2)에 연결된 자주식 승강기로서 조작박스(13)로부터의 조작에 의하여 피검사관(1)의 축심방향으로도 원주 방향으로도 이동 가능하다. 이 승강기(12)에는 이것을 관(1)에 포용하기 위한 지그(JIG)(14)와 자동정지용 안테나(15) 등이 갖추어져 있다. 이 안테나(15)는 이것이 가열로의 천정(16)에 접당하면 그것을 감지하여 승강기(12)를 자동정지시키기 위한 것이다.Marked by the number 12 in FIG. 4 is a self-propelled elevator connected to the adapter 2 to move the adapter 2 and also the circumferential direction in the axial center direction of the inspected tube 1 by operation from the operation box 13. You can also move to. The elevator 12 is equipped with a jig (JIG) 14, an automatic stop antenna 15, and the like for embracing it in the pipe 1. This antenna 15 is for detecting when it touches the ceiling 16 of the furnace and automatically stopping the elevator 12.

제3도에 표시한 기록계(11)는 1펜식으로서 투과에코의 높이를 기록하도록 구성되어 있으나, 이 제4도의 기록체(11')는 2펜식이 사용되고 있다.Although the recording system 11 shown in FIG. 3 is configured to record the height of the transmissive echo as a single pen type, the two pen type is used for the recording body 11 'of FIG.

그리고 투과에코 높이 이외에 어댑터(2)에 결합 장입된 도면외의 차동(差動) 트란스 쎈서로서 포착한 관(1)의 모재 외표면의 러프네스(Roughness)나 용접비이드의 요철 변위를 앰프(17)로서 증폭하여 기록하도록 구성되어 있다. 또한, (18)은 물받이(9)에 고인 물을 로밖으로 배출하기 위한 배수용 펌프이다.In addition to the transmissive echo height, roughness of the outer surface of the base material of the tube 1 captured as a differential transceiver coupled to the adapter 2 and uneven displacement of the welding bead are obtained. Is amplified and recorded. 18 is a drain pump for discharging the water accumulated in the drip tray 9 out of the furnace.

이 제4도에 표시한 자주식 초음파 탐상장치에 의하면 종래에는 가열로내에 비계(飛階)를 장설하여 전임조사원이 그 위로 올라앉아 특히 용접부 통과할 때를 눈으로 보아서 감지하고 있었으나 비계 및 전임 조사원이 필요하지 않으며 자동적으로 탐상위치를 감지할 수 있는 잇점이 있다.According to the self-propelled ultrasonic flaw detector shown in FIG. 4, in the past, a scaffold was installed in a heating furnace, and a full-time investigator was sitting on it, and it was detected visually when the welding part passed through the welding part. It is not necessary and has the advantage of automatically detecting the flaw position.

Claims

In the ultrasonic inspection device of a tube having an outgoing probe (3) and a receiving probe (4), an adapter (2) is attached to an inspected tube (1), and the two probes (3) (4) which have been delivered to the adapter (2) ), The ultrasonic wave 5 is incident on the test tube 1 to the outgoing probe 3 according to the square method, and the transmission echo is attached to receive as the receiving probe 4, and both the transducers 3 are combined. (4) an ultrasonic apparatus of a tube, characterized in that a suitable distance is isolated and coupled to the axial direction and the circumferential direction of a test tube.