▶ 三菱日立パワーシステムズインダストリー株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023104276
(43)【公開日】2023-07-28
(54)【発明の名称】超音波検査装置及び超音波検査システム
(51)【国際特許分類】
G01N 29/265 20060101AFI20230721BHJP
G01N 29/24 20060101ALI20230721BHJP
【ＦＩ】
G01N29/265
G01N29/24
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022005165
(22)【出願日】2022-01-17
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-08-03
(71)【出願人】
【識別番号】516047175
【氏名又は名称】三菱重工パワーインダストリー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】白井 友和
(72)【発明者】
【氏名】脇谷 一元
【テーマコード（参考）】
2G047
【Ｆターム（参考）】
2G047AA05
2G047AB01
2G047BA03
2G047BB02
2G047BB06
2G047BC07
2G047BC11
2G047DB18
2G047GB04
2G047GJ08
2G047GJ11
(57)【要約】
【課題】配管の状態について多様な検査を行うことを可能とする超音波検査装置を提供する。
【解決手段】配管を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、ケーブルと、複数の超音波センサと、複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、モータが発生させた回転力をセンサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、ケーブルに取り付けられたプローブと、を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】配管を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、ケーブルと、複数の超音波センサと、複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、モータが発生させた回転力をセンサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、ケーブルに取り付けられたプローブと、を備える。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配管を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、
ケーブルと、
複数の超音波センサと、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブと、
を備える、超音波検査装置。
ケーブルと、
複数の超音波センサと、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブと、
を備える、超音波検査装置。
【請求項2】
前記回転力伝達装置は、前記センサホルダと前記モータとの間に設けられたスリップリングを含む、請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項3】
前記回転力伝達装置は、
前記スリップリングを回転可能に収容するスリップリング収容部と、
前記スリップリングの前方側に接続された第１のフレキシブルシャフトと、
前記スリップリングよりも前方側において前記スリップリング収容部と前記第１のフレキシブルシャフトとの間をシールする少なくとも１つのシール部材と、をさらに含む、請求項２に記載の超音波検査装置。
前記スリップリングを回転可能に収容するスリップリング収容部と、
前記スリップリングの前方側に接続された第１のフレキシブルシャフトと、
前記スリップリングよりも前方側において前記スリップリング収容部と前記第１のフレキシブルシャフトとの間をシールする少なくとも１つのシール部材と、をさらに含む、請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項4】
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも前方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された前方側支持部と、
前記前方側支持部の外周面に設けられた前方側ブラシ部であって、前記前方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む前方側ブラシ部と、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記後方側支持部の外周面に設けられた後方側ブラシ部であって、前記後方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの前記軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む後方側ブラシ部と、をさらに含む、
請求項２又は３に記載の超音波検査装置。
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも前方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された前方側支持部と、
前記前方側支持部の外周面に設けられた前方側ブラシ部であって、前記前方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む前方側ブラシ部と、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記後方側支持部の外周面に設けられた後方側ブラシ部であって、前記後方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの前記軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む後方側ブラシ部と、をさらに含む、
請求項２又は３に記載の超音波検査装置。
【請求項5】
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記センサホルダの後方側に接続された第２のフレキシブルシャフトと、
前記第２のフレキシブルシャフトを回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部と、
前記後方側支持部と前記第２のフレキシブルシャフト収容部の間に前記第２のフレキシブルシャフトを囲むように配置された引張ばねと、をさらに含む、請求項２乃至４の何れか１項に記載の超音波検査装置。
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記センサホルダの後方側に接続された第２のフレキシブルシャフトと、
前記第２のフレキシブルシャフトを回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部と、
前記後方側支持部と前記第２のフレキシブルシャフト収容部の間に前記第２のフレキシブルシャフトを囲むように配置された引張ばねと、をさらに含む、請求項２乃至４の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項6】
前記複数の超音波センサは、前記プローブの周方向において互いに離れて配置された複数の第１超音波センサを含む、請求項１乃至５の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項7】
前記複数の超音波センサは、前記プローブの軸方向において互いに離れて配置された複数の第２超音波センサを含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項8】
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面に対して垂直な方向に沿って超音波を発信するように構成された第３超音波センサを含む、請求項１乃至７の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項9】
前記複数の超音波センサは、焦点距離が互いに異なる複数の超音波センサを含む、請求項１乃至５の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項10】
前記配管はライフル管であり、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含む、請求項９に記載の超音波検査装置。
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含む、請求項９に記載の超音波検査装置。
【請求項11】
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサと、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサとを含む、請求項１０に記載の超音波検査装置。
【請求項12】
請求項１乃至１１の何れか１項に記載の超音波検査装置と、
前記ケーブルを前記配管の中に送り込むためのケーブル送り装置と、
前記ケーブル送り装置及び前記モータを制御し、前記ケーブルを前記配管の内部で移動させるとともに前記センサホルダを前記配管の軸線の周りに回転させるように構成された制御部と、
を備える、超音波検査システム。
前記ケーブルを前記配管の中に送り込むためのケーブル送り装置と、
前記ケーブル送り装置及び前記モータを制御し、前記ケーブルを前記配管の内部で移動させるとともに前記センサホルダを前記配管の軸線の周りに回転させるように構成された制御部と、
を備える、超音波検査システム。
【請求項13】
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の超音波検査装置と、
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部と、
を備える、超音波検査システム。
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部と、
を備える、超音波検査システム。
【請求項14】
前記配管はライフル管であり、
前記ライフル管の内面は、谷部と、前記谷部よりも前記ライフル管の径方向における内側に突出する山部とを含み、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データと、前記少なくとも１つの超音波センサの各々から取得した波形データとに基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について前記配管の肉厚を計測するように構成された、請求項１３に記載の超音波検査システム。
前記ライフル管の内面は、谷部と、前記谷部よりも前記ライフル管の径方向における内側に突出する山部とを含み、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データと、前記少なくとも１つの超音波センサの各々から取得した波形データとに基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について前記配管の肉厚を計測するように構成された、請求項１３に記載の超音波検査システム。
【請求項15】
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサと、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサとを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、前記山部と前記谷部との境界の位置を特定するように構成された境界位置特定部と、
前記中間超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の肉厚のデータから、前記境界位置特定部によって特定された前記境界の位置に対応するデータを除去するように構成されたフィルタリング部と、
前記フィルタリング部で前記肉厚のデータから前記境界の位置に対応する前記データを除去することで得られたデータと、前記外面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の外面減肉部の肉厚データと、に基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記配管の肉厚を示す肉厚マップを生成するように構成された肉厚マップ生成部と、
を備える、請求項１４に記載の超音波検査システム。
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、前記山部と前記谷部との境界の位置を特定するように構成された境界位置特定部と、
前記中間超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の肉厚のデータから、前記境界位置特定部によって特定された前記境界の位置に対応するデータを除去するように構成されたフィルタリング部と、
前記フィルタリング部で前記肉厚のデータから前記境界の位置に対応する前記データを除去することで得られたデータと、前記外面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の外面減肉部の肉厚データと、に基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記配管の肉厚を示す肉厚マップを生成するように構成された肉厚マップ生成部と、
を備える、請求項１４に記載の超音波検査システム。
【請求項16】
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータと、前記肉厚マップ生成部によって生成した前記肉厚マップとに基づいて、前記配管の断面図を生成するように構成された断面図生成部を更に備える、請求項１５に記載の超音波検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、超音波検査装置及び超音波検査システムに関する。
【背景技術】
【0002】
ボイラの伝熱管などの配管に対して、減肉や疲労割れなどの損傷の有無を確認するための検査が行われる。従来の目視点検や定点肉厚測定では配管の代表部位しか検査されないので、配管の健全性を確認するには不十分である。配管を外部から検査する場合には、配管の設置環境、設置態様などに応じて検査環境を整えるための付帯工事が生じ、多大なコストが生じる虞がある。このため、配管の検査装置を配管の内部に挿入し、配管を内部から検査することが行われることがある。配管の検査装置は、ケーブルと、ケーブルの先端に取り付けられたプローブと、を備える。
【0003】
配管における減肉や疲労割れなどの損傷の有無を非破壊で検査する装置として超音波検査装置が知られている。特許文献１には、超音波センサおよび該超音波センサからの超音波を反射させる反射鏡を備える超音波検査装置が開示されている。この超音波検査装置は、超音波センサから照射された超音波を反射鏡で反射して配管の内壁面に照射し、内壁面で反射した超音波が反射鏡で再び反射されて超音波センサに戻るように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１８４５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の超音波検査装置が有する超音波センサの数は１つであるため、検査可能な項目が限定的であり、配管の状態を詳細に把握するためにより多様な検査を行うことが求められる。
【0006】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、配管の状態について多様な検査を行うことを可能とする超音波検査装置及び超音波検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る超音波検査装置は、
配管を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、
ケーブルと、
複数の超音波センサと、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブと、
を備える。
配管を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、
ケーブルと、
複数の超音波センサと、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブと、
を備える。
【0008】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る超音波検査システムは、
上記超音波検査装置と、
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部と、
を備える。
上記超音波検査装置と、
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部と、
を備える。
【発明の効果】
【0009】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、配管の状態について多様な検査を行うことを可能とする超音波検査装置及び超音波検査システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】一実施形態に係る超音波検査システム２の概略構成を示す図である。
【図2】複数の超音波センサ１４の各々の検査範囲を配管３の軸線Ｌの周りに螺旋状の軌道に沿って移動させる様子を示す図である。
【図3】波形データ取得部２４によって波形データを取得するピッチを説明するための図である。
【図6】複数の超音波センサ１４の配置の例を説明するための図である。
【図7】複数の超音波センサ１４の配置の例を説明するための図である。
【図8】ライフル管３Ａの内面の段差が超音波検査に与える影響を説明するための図である。
【図11】内面用超音波センサ１４１の焦点距離Ｆ１を説明するための図である。
【図12】中間超音波センサ１４２の焦点距離Ｆ２を説明するための図である。
【図13】外面用超音波センサ１４３の焦点距離Ｆ３を説明するための図である。
【図14】内面用超音波センサ１４１の出力信号（超音波波形）の一例を示す図である。
【図15】中間超音波センサ１４２の出力信号（超音波波形）の一例を示す図である。
【図16】外面用超音波センサ１４３の出力信号（超音波波形）の一例を示す図である。
【図17】軸方向の各位置における周方向の各位置について、内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離を示すライフル管内面データ（水距離データ）である。
【図18】軸方向の各位置における周方向の各位置について、中間超音波センサ１４２の出力信号に基づいて計測したライフル管肉厚データ（肉厚マップ）を示す図である。
【図19】軸方向の各位置における周方向の各位置について、外面用超音波センサ１４３の出力信号に基づいて計測したライフル管肉厚データ（肉厚マップ）を示す図である。
【図21】ライフル管３Ａの肉厚を示す肉厚マップを作成するフローの一例を示す図である。
【図22】真の肉厚マップの一例を示す図である。
【図23】肉厚グラフの一例を示す図である。
【図27】制御装置５のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【0012】
【0013】
超音波検査装置４は、ケーブル８と、ケーブル８の先端に取り付けられたプローブ１０と、ケーブル８を配管３の中に送り込むためのケーブル送り装置１２とを含む。超音波検査装置４は配管３の内部を水等の液体で満たした状態で配管３の内部にプローブ１０及びケーブル８を送り込む水浸式の超音波検査装置である。配管３の種類は特に限定されないが、例えばボイラ等に用いられる熱交換器の伝熱管等であってもよい。
【0014】
ケーブル８は、ケーブル送り装置１２によって配管３の内部に送り込まれて配管３の内部を配管３の軸方向に沿って移動する。プローブ１０は、複数の超音波センサ１４と、複数の超音波センサ１４を保持するセンサホルダ１６と、センサホルダ１６を回転させるためのモータ１８とを含む。また、プローブ１０は、配管３の内面に当接することでプローブ１０の軸線を配管３の軸線に一致させるように構成された位置決め部２０を含む。以下では、配管３の軸方向すなわちプローブ１０の軸方向を単に「軸方向」と記載し、配管３の周方向すなわちプローブ１０の周方向を単に「周方向」と記載し、配管３の径方向すなわちプローブ１０の径方向を単に「径方向」と記載する。
【0015】
ケーブル送り装置１２は、ケーブル８を送り出すことでケーブル８及びプローブ１０を配管３の内部に送り込み、ケーブル８を巻き戻すことでケーブル８及びプローブ１０を配管３の内部から回収するように構成されている。
【0016】
制御装置５は、制御部６、波形データ取得部２４及び解析部２６を含む。
制御部６は、ケーブル送り装置１２及びモータ１８を制御して、ケーブル８を配管３の内部で移動させるとともにセンサホルダ１６を配管３の軸線の周りに回転させる。制御部６は、ケーブル送り装置１２におけるケーブル８の送り量を制御することにより、軸方向における複数の超音波センサ１４の各々の位置を制御し、モータ１８の回転を制御することにより周方向における複数の超音波センサ１４の各々の位置を制御する。制御部６は、複数の超音波センサ１４の各々を配管３の軸線Ｌの周りに螺旋状の軌道に沿って移動させることにより、複数の超音波センサ１４の各々の検査範囲を軸線Ｌの周りに螺旋状の軌道に沿って移動させる（図２参照）。
制御部６は、ケーブル送り装置１２及びモータ１８を制御して、ケーブル８を配管３の内部で移動させるとともにセンサホルダ１６を配管３の軸線の周りに回転させる。制御部６は、ケーブル送り装置１２におけるケーブル８の送り量を制御することにより、軸方向における複数の超音波センサ１４の各々の位置を制御し、モータ１８の回転を制御することにより周方向における複数の超音波センサ１４の各々の位置を制御する。制御部６は、複数の超音波センサ１４の各々を配管３の軸線Ｌの周りに螺旋状の軌道に沿って移動させることにより、複数の超音波センサ１４の各々の検査範囲を軸線Ｌの周りに螺旋状の軌道に沿って移動させる（図２参照）。
【0017】
図３に示すように、波形データ取得部２４は、軸方向の各位置における周方向の各位置について、複数の超音波センサ１４の各々から超音波波形の波形データを取得する。すなわち、波形データ取得部２４は、上記螺旋状の軌道の各位置について、軸方向における所定のピッチｄ１及び周方向における所定のピッチｄ２で、複数の超音波センサ１４の各々から超音波波形の波形データを取得する。ここで、軸方向のピッチｄ１と周方向のピッチｄ２とは異なっていてもよい。波形データ取得部２４は、上記螺旋状の軌道の各位置について、軸方向の位置と周方向の位置とに紐付けられた波形データを取得する。
【0018】
解析部２６は、波形データ取得部２４によって複数の超音波センサ１４の各々から取得した軸方向の各位置における周方向の各位置についての波形データに基づいて、配管３の状態を解析する。解析部２６の機能の詳細については後述する。
【0019】
上記超音波検査装置４によれば、ケーブル８に取り付けられたプローブ１０を配管３の内部で移動させながらセンサホルダ１６をモータ１８で回転させることにより、軸方向の各位置における周方向の各位置について複数の超音波センサ１４の各々からの超音波を用いた検査を行うことができる。このため、複数の超音波センサ１４の各々の配置や特性（例えば焦点距離等）等に応じて配管３の状態について多様な検査を行うことができる。
【0020】
（プローブの構成例）
図４は、図１に示した超音波検査装置４に適用可能なプローブ１０の一例を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、上述した配管の検査装置１のプローブ１０は、図４に示されるような、配管３を検査する際に複数の超音波センサ１４をプローブ１０の周方向に沿って回転させるように構成されたヘリカルスキャン式プローブ１０からなる。以下、プローブ１０の軸方向において配管３に先に挿入される側を前方側と定義し、上記前方側とは反対側を後方側と定義する。
図４は、図１に示した超音波検査装置４に適用可能なプローブ１０の一例を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、上述した配管の検査装置１のプローブ１０は、図４に示されるような、配管３を検査する際に複数の超音波センサ１４をプローブ１０の周方向に沿って回転させるように構成されたヘリカルスキャン式プローブ１０からなる。以下、プローブ１０の軸方向において配管３に先に挿入される側を前方側と定義し、上記前方側とは反対側を後方側と定義する。
【0021】
プローブ（ヘリカルスキャン式プローブ）１０は、図４に示されるように、超音波の発信と受信が可能な複数の超音波センサ１４と、複数の超音波センサ１４を保持するセンサホルダ１６と、センサホルダ１６を回転させるためのモータ１８と、モータ１８が発生させた回転力をセンサホルダ１６に伝達するように構成された回転力伝達装置６５と、を含む。
【0022】
複数の超音波センサ１４の各々は、水浸超音波法（水浸ＵＴ）に用いられる水浸探触子であり、該水浸探触子は、受信部と発信部が１つになった一振動子探触子であって、圧電振動子を含む一振動子探触子である。超音波検査システム２は、複数の超音波センサ１４の各圧電振動子に送信信号を供給するパルサー（不図示）と、複数の超音波センサ１４の各圧電振動子から受信信号を入力するレシーバ（不図示）と、をさらに含む。
【0023】
回転力伝達装置６５は、センサホルダ１６とモータ１８との間に設けられたスリップリング６６と、スリップリング６６（具体的には、リング部６６１）を回転可能に収容するスリップリング収容部６７と、を有する。スリップリング６６は、図４に示されるように、少なくとも１つのリング部６６１と、少なくとも１つのブラシ部６６２と、を含み、リング部６６１とブラシ部６６２の間で電力（動力）と電気通信信号を伝達するように構成されている。具体的には、リング部６６１は、回転力伝達装置６５のモータ１８の回転力を伝達するための回転力伝達軸部６５１が挿通した状態で回転力伝達軸部６５１に固定される。リング部６６１は、電源ケーブル６６３及び信号ケーブル６６４を介して制御装置５と電気的に接続されている。ブラシ部６６２は、スリップリング６６を収容するスリップリング収容部６７に固定されている。ブラシ部６６２は、回転するリング部６６１上を滑ることで、リング部６６１が回転しても回転しないようになっている。ブラシ部６６２は、信号ケーブル（不図示）を介して複数の超音波センサ１４の各圧電振動子と電気的に接続されている。
【0024】
幾つかの実施形態では、上述した配管の検査装置１の回転力伝達装置６５は、図４に示されるように、スリップリング６６の前方側に接続された第１のフレキシブルシャフト６８と、スリップリング６６よりも前方側においてスリップリング収容部６７と第１のフレキシブルシャフト６８との間をシールする少なくとも１つのシール部材６９と、をさらに有する。第１のフレキシブルシャフト６８は、可撓性を有する。
【0025】
図示される実施形態では、スリップリング収容部６７は、スリップリング６６の前方側に突出して第１のフレキシブルシャフト６８の後方端部の外周側を覆う前方側突出部６７１を有する。上述した少なくとも１つのシール部材６９は、前方側突出部６７１と第１のフレキシブルシャフト６８との間に配置されて、前方側突出部６７１と第１のフレキシブルシャフト６８との間をシールする。図８に示される実施形態では、少なくとも１つのシール部材６９は、少なくとも１つのＯリング６９Ａ、又は少なくとも１つ（図示例では二つ）のオムニシール（登録商標）６９Ｂの少なくとも一方を含む。
【0026】
上記の構成によれば、少なくとも１つのシール部材６９により、スリップリング６６よりも前方側においてスリップリング収容部６７と第１のフレキシブルシャフト６８との間をシールすることで、スリップリング６６などに配管２内の水（流体）が悪影響を及ぼすことを抑制できる。
【0027】
幾つかの実施形態では、上述したプローブ（ヘリカルスキャン式プローブ）１０は、図４に示されるように、センサホルダ１６における複数のセンサ１４よりも前方側においてセンサホルダ１６に対して回転可能に構成された前方側支持部７０と、前方側支持部７０の外周面７０１に設けられた前方側ブラシ部７１と、センサホルダ１６における複数のセンサ１４よりも後方側においてセンサホルダ１６に対して回転可能に構成された後方側支持部７２と、後方側支持部７２の外周面７２１に設けられた後方側ブラシ部７３と、をさらに含む。
【0028】
前方側ブラシ部７１は、前方側支持部７０の外周面７０１に植設されてセンサホルダ１６の軸線ＬＢに対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群７１１を含む。後方側ブラシ部７３は、後方側支持部７２の外周面７２１に植設されてセンサホルダ１６の軸線ＬＢに対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群７３１を含む。
【0029】
図示される実施形態では、センサホルダ１６は、複数のセンサ１４が取り付けられた中央部１６１と、中央部１６１よりも前方側に突出する中央部１６１よりも小径の前方側小径部１６２と、中央部１６１よりも後方側に突出する中央部１６１よりも小径の後方側小径部１６３と、を含む。プローブ１０は、少なくとも１つ（図示例では、二つ）の前方側軸受７０２と、少なくとも１つ（図示例では、二つ）の後方側軸受７２２と、をさらに含む。少なくとも１つの前方側軸受７０２及び少なくとも１つの後方側軸受７２２の各々は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に設けられた複数の転動体と、を有する。
【0030】
少なくとも１つの前方側軸受７０２は、前方側支持部７０と前方側小径部１６２との間に設けられて、外輪が前方側支持部７０に支持され、内輪が前方側小径部１６２に支持される。これにより、前方側支持部７０が、前方側小径部１６２（センサホルダ１６）に対して回転自在になっている。少なくとも１つの後方側軸受７２２は、後方側支持部７２と後方側小径部１６３との間に設けられて、外輪が後方側支持部７２に支持され、内輪が後方側小径部１６３に支持される。これにより、後方側支持部７２が、後方側小径部１６３（センサホルダ１６）に対して回転自在になっている。
【0031】
図５は、図４に示される前方側ブラシ部７１のセンサホルダ１６の軸線ＬＢに対して直交する断面を概略的に示す概略断面図である。複数の毛束群７１１の各々は、図４及び図５に示されるように、センサホルダ１６の軸線方向（プローブ１０の軸方向）及び周方向において互いに離れて配置されている。複数の毛束群７３１の各々は、複数の毛束群７１１の各々と同様に、センサホルダ１６の軸線方向及び周方向において互いに離れて配置されている。
【0032】
図示される実施形態では、前方側ブラシ部７１は、前方側支持部７０の外周面７０１に内周面が嵌合する環状部材７１２をさらに含む。後方側ブラシ部７３は、後方側支持部７２の外周面７２１に内周面が嵌合する環状部材７３２をさらに含む。環状部材７１２及び環状部材７３２は、好ましくは金属や強化プラスチックからなる。
【0033】
上記の構成によれば、前方側ブラシ部７１の複数の毛束群７１１および後方側ブラシ部７３の複数の毛束群７３１により、プローブ１０を調芯でき、プローブ１０を配管３の中心に保持できる。プローブ１０を配管３の中心に保持することで、プローブ１０と配管３との間の摩擦を低減でき、ケーブル８を送るためにケーブル８に加えられる推力を、ケーブル８の進行方向に進む推進力として効率良く利用できる。これにより、ケーブル８が配管３の内面に引っ掛かることを抑制できるため、プローブ１０の配管３への挿入性を向上できる。
【0034】
また、上記の構成によれば、超音波検査装置４は、センサホルダ１６をケーブル８の周方向に回転させるヘリカルスキャン式プローブ１０を備えるものであるが、前方側ブラシ部７１や後方側ブラシ部７３をセンサホルダ１６に対して回転可能とすることで、センサホルダ１６の回転に関わらず前方側ブラシ部７１や後方側ブラシ部７３によるプローブ１０の調芯機能を発揮できる。
【0035】
幾つかの実施形態では、上述したプローブ（ヘリカルスキャン式プローブ）１０は、センサホルダ１６の後方側に接続された第２のフレキシブルシャフト７４と、第２のフレキシブルシャフト７４を回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部７５と、後方側支持部７２と第２のフレキシブルシャフト収容部７５の間に第２のフレキシブルシャフト７４を囲むように配置された引張ばね（引張コイルばね）７６と、をさらに含む。第２のフレキシブルシャフト７４は、可撓性を有する。
【0036】
図示される実施形態では、プローブ１０は、第１のフレキシブルシャフト６８の前方側端部と第２のフレキシブルシャフト７４の後方側端部を接続するカップリング７７と、第２のフレキシブルシャフト収容部７５に支持されて、第２のフレキシブルシャフト７４の後方側端部を回転可能に支持する軸受７８と、をさらに含む。引張ばね７６は、後方側支持部７２と第２のフレキシブルシャフト収容部７５との間が広がろうとしたときに、復元力を生じさせる。
【0037】
上記の構成によれば、引張ばね７６により、プローブ１０の過度の撓みを抑制でき、これによってプローブ１０が配管３の内面に引っ掛かることを抑制できるため、プローブ１０の配管３への挿入性を向上できる。
【0038】
【0039】
図６及び図７は、一実施形態における複数の超音波センサ１４の配置を説明するための図である。複数の超音波センサ１４は、図６に示されるように、プローブ１０の周方向において互いに離れて配置された複数の超音波センサ１４Ａ，１４Ｂを含んでいてもよい。超音波検査システム２は、複数の超音波センサ１４Ａ，１４Ｂの各々が、斜角探傷により自ら発信した超音波の反射波を受信することで、配管３の内面３１に形成された配管３の軸方向に沿って延びる内面割れ３１Ａや、配管３の外面３３に形成された配管３の軸方向に沿って延びる外面割れ３３Ａを検知できる。また、超音波センサ１４Ａ，１４Ｂの各々の出力に基づいて、例えば内面欠陥の位置・エコー感度、外面欠陥の位置・エコー感度、水距離、内面３１のエコー感度、溶接部からの信号等を検知してもよい。
【0040】
また、複数の超音波センサ１４Ａ、１４Ｂは、一方のセンサ１４Ａが発信した超音波の反射波（腐食部分において減衰・散乱した反射波）を他方のセンサ１４Ｂが受信してもよい。超音波検査システム２は、他方のセンサ１４Ｂが受信した受信信号の変化を取得することで、複数の超音波センサ１４における受信信号の感度補正や、超音波ピッチキャッチ法を用いた内面割れ３１Ａや外面割れ３３Ａの割れ深さの測定が可能となる。
【0041】
また、複数の超音波センサ１４は、図７に示されるように、プローブ１０の軸方向において互いに離れて配置された複数の超音波センサ１４Ｃ，１４Ｄをさらに含んでいてもよい。超音波検査システム２は、複数の超音波センサ１４Ｃ，１４Ｄの各々が、斜角探傷により自ら発信した超音波の反射波を受信することで、配管３の内面３１に形成された配管３の周方向に沿って延びる内面割れ３１Ｂや、配管３の外面３３に形成された配管３の周方向に沿って延びる外面割れ３３Ｂを検知できる。
【0042】
また、複数の超音波センサ１４Ｃ、１４Ｄは、一方のセンサ１４Ｃが発信した超音波の反射波（腐食部分において減衰・散乱した反射波）を他方のセンサ１４Ｄが受信してもよい。超音波検査システム２は、他方のセンサ１４Ｄが受信した受信信号の変化を取得することで、配管３の外面減肉の検知や、超音波ピッチキャッチ法を用いた内面割れ３１Ｂや外面割れ３３Ｂの割れ深さの測定が可能となる。
【0043】
複数の超音波センサ１４は、図７に示されるように、垂直探傷法により自ら発信した超音波の反射波を受信する超音波センサ１４Ｅをさらに含んでいてもよい。超音波検査システム２は、超音波センサ１４Ｅによって配管３の内面３１に対して垂直な方向に沿って超音波を発信して配管３の肉厚を測定することで、配管３の内面減肉（内面に凹部等が形成されることにより肉厚が小さくなった部分）の検知が可能となる。また、超音波センサ１４Ｅの出力に基づいて、例えば肉厚、水距離、内面３１の凹み量、内面３１のエコー感度、外面３３のエコー感度、エコーの減衰量等を検知してもよい。
【0044】
（ライフル管を超音波検査装置で検査する場合に生じる課題）
ここで、配管３としてのライフル管３Ａを水浸式の超音波検査装置で検査する場合に生じる課題について図８～図１０を用いて説明する。
図８は、ライフル管３Ａの内面３１の段差Ｓ１２が超音波検査に与える影響を説明するための図であり、ライフル管３Ａにおける軸方向と直交する断面の一部を周方向に展開して示している。図９は、図８の周方向における位置（ａ）での超音波センサの出力信号（超音波波形）を示す図である。図１０は、図８の周方向における位置（ｃ）での超音波センサの出力信号（超音波波形）を示す図である。
ここで、配管３としてのライフル管３Ａを水浸式の超音波検査装置で検査する場合に生じる課題について図８～図１０を用いて説明する。
図８は、ライフル管３Ａの内面３１の段差Ｓ１２が超音波検査に与える影響を説明するための図であり、ライフル管３Ａにおける軸方向と直交する断面の一部を周方向に展開して示している。図９は、図８の周方向における位置（ａ）での超音波センサの出力信号（超音波波形）を示す図である。図１０は、図８の周方向における位置（ｃ）での超音波センサの出力信号（超音波波形）を示す図である。
【0045】
図８に示すように、ライフル管３Ａは、ライフル管３Ａの内面３１から突出して軸方向に向かうにつれて周方向に捻じれる少なくとも１つ（図示例では、複数）の螺旋リブ３１１を有する。ライフル管３Ａの内面３１は、谷部Ｓ１と、谷部Ｓ１よりも径方向における内側に突出する山部Ｓ２（螺旋リブ３１１）とを周方向に交互に含んでおり、谷部Ｓ１と山部Ｓ２との境界には段差Ｓ１２が形成されている。
【0046】
このようなライフル管３Ａの内面３１に超音波センサ１４から超音波を照射する場合、図８の位置（ａ）では超音波センサ１４による超音波の照射範囲Ｅに谷部Ｓ１のみが含まれるのに対し、図８の位置（ｂ）～（ｄ）の各々では超音波センサ１４による超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれる。
【0047】
図８の位置（ａ）の場合のように超音波の照射範囲Ｅに谷部Ｓ１のみが含まれて段差Ｓ１２が含まれない場合には、図９に示すように、超音波センサ１４から出力される超音波波形から、谷部Ｓ１から反射された超音波であるＳ１波とライフル管３Ａの外面３３から反射された超音波であるＢ１波を適切に検出することができる。このため、位置（ａ）では、超音波センサ１４から谷部Ｓ１までの水距離を、超音波センサ１４が超音波を出してからＳ１波が検出されるまでの時間ｔＳ１に基づいて適切に算出することができ、ライフル管３Ａの肉厚を、Ｓ１波が検出されてからＢ１波が検出されるまでの時間ｔＢ１に基づいて適切に算出することができる。なお、上記時間ｔＳ１は、例えば超音波センサ１４が超音波を出してから超音波センサ１４によって検出される超音波のエコー高さが閾値Ｈ１を超えるまでの時間であってもよい。また、上記時間ｔＢ１は、例えば超音波センサ１４によって検出される超音波のエコー高さが閾値Ｈ１を超えてから閾値Ｈ２を超えるまでの時間であってもよい。
【0048】
図８の位置（ｂ）～位置（ｄ）の場合のように超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれる場合には、例えば図１０に示すように、超音波センサ１４から出力される超音波波形には、Ｓ１波、Ｂ１波及び山部Ｓ２から反射された超音波であるＳ２波が含まれる。この場合、ライフル管３Ａの肉厚を、誤ってＳ１波とＳ２波との時間差に基づいて算出してしまう可能性がある。したがって、超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれる場合には、肉厚の計測データとして誤データが出力されることがある。
【0049】
以下では、上述した誤データの出力に係る課題を解決するための構成及び検査方法について説明する。
【0050】
（複数の超音波センサの構成例）
幾つかの実施形態では、例えば図１等に示した超音波検査装置４の複数の超音波センサ１４は、焦点距離（焦点深度）が互いに異なる複数の超音波センサ１４を含む。具体的には、例えば図１１～図１３に示すように、超音波検査装置４の複数の超音波センサ１４は、内面用超音波センサ１４１、中間超音波センサ１４２及び外面用超音波センサ１４３を含む。
幾つかの実施形態では、例えば図１等に示した超音波検査装置４の複数の超音波センサ１４は、焦点距離（焦点深度）が互いに異なる複数の超音波センサ１４を含む。具体的には、例えば図１１～図１３に示すように、超音波検査装置４の複数の超音波センサ１４は、内面用超音波センサ１４１、中間超音波センサ１４２及び外面用超音波センサ１４３を含む。
【0051】
図１１に示すように、内面用超音波センサ１４１は、ライフル管３Ａの内面３１側（例えばライフル管３Ａの厚さ方向における谷部Ｓ１と外面３３との中央位置Ｐ１よりも内面３１側）の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ１（焦点深度）を有する。内面用超音波センサ１４１は、好ましくは、ライフル管３Ａの内面３１の位置（例えばライフル管３Ａの内面３１における谷部Ｓ１の位置）に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ１を有する。
【0052】
図１２に示すように、中間超音波センサ１４２は、内面用超音波センサ１４１の焦点距離Ｆ１と外面用超音波センサ１４３の焦点距離Ｆ３の間の焦点距離Ｆ２を有する。中間超音波センサ１４２は、ライフル管３Ａの厚さ方向においてライフル管３Ａの内面３１と外面３３との間の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ２を有する。
【0053】
図１３に示すように、外面用超音波センサ１４３は、ライフル管３Ａの外面３３側（例えばライフル管３Ａの厚さ方向における谷部Ｓ１と外面３３との中央位置Ｐ１よりも外面３３側）の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離（焦点深度）を有する。外面用超音波センサ１４３は、好ましくは、ライフル管３Ａの外面３３の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ３を有する。
【0054】
（各超音波センサから得られる超音波波形の例）
図１４は、内面用超音波センサ１４１の出力信号（超音波波形）の一例を示す図であり、図１１において超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれるような位置に内面用超音波センサ１４１があるときの内面用超音波センサ１４１の出力信号を示している。
図１４は、内面用超音波センサ１４１の出力信号（超音波波形）の一例を示す図であり、図１１において超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれるような位置に内面用超音波センサ１４１があるときの内面用超音波センサ１４１の出力信号を示している。
【0055】
図１４に示すように、内面用超音波センサ１４１の超音波波形では、超音波の照射範囲Ｅ（図１１参照）に段差Ｓ１２が含まれていても、Ｓ１波及びＳ２波のうち一方（図示する例ではＳ２波）のエコー高さは他方（図示する例ではＳ１波）のエコー高さ及びＢ１波のエコー高さの各々よりも十分に小さくなる。これは、内面用超音波センサ１４１から照射された超音波が内面３１の位置において焦点を結ぶように絞られており、段差Ｓ１２の影響を受けにくいためである。このため、内面用超音波センサ１４１が超音波を出してからＳ１波及びＳ２波のうち上記他方を検出するまで（図示する例ではエコー高さが閾値Ｈ１を超えるまで）の時間ｔＳ１に基づいて内面用超音波センサ１４２とライフル管３Ａの内面３１との水距離を精度良く計測することができ、内面３１の形状を精度良く計測することができる。
【0056】
図１５は、中間超音波センサ１４２の出力信号（超音波波形）の一例を示す図であり、図１２において超音波の照射範囲Ｅにライフル管３Ａの内面減肉部３４（内面３１に腐食等により形成された局所的な凹部）が含まれるような位置に中間超音波センサ１４２があるときの中間超音波センサ１４２の出力信号を示している。
【0057】
図１５に示すように、超音波の照射範囲Ｅに内面減肉部３４（図１２参照）が含まれている場合に内面減肉部３４から反射した超音波であるＳ１ａ波が検出されるため、内面減肉部３４の位置におけるライフル管３Ａの肉厚をＢ１波とＳ１ａ波との時間差ｔＢ１（例えばエコー高さが閾値Ｈ１を超えてからその後に閾値Ｈ２を超えるまでの時間差）に基づいて精度良く計測することができる。また、図１２に示す中間超音波センサ１４２は、図１１に示す内面用超音波センサ１４１と比較して焦点距離が大きいため、ライフル管３Ａの肉厚をエコー高さが閾値Ｈ１を超えてからその後に閾値Ｈ２を超えるまでの時間差に基づいて精度良く計測することができる。
【0058】
図１６は、外面用超音波センサ１４３の出力信号（超音波波形）の一例を示す図であり、図１３において超音波の照射範囲Ｅにライフル管３Ａの外面減肉部３５（内面３１に腐食等により形成された局所的な凹部）が含まれるような位置（図視する例では山部Ｓ２がある周方向位置）に外面用超音波センサ１４３があるときの外面用超音波センサ１４３の出力信号を示している。
【0059】
図１６に示すように、超音波の照射範囲Ｅに外面減肉部３５が含まれている場合に外面減肉部３５から反射した超音波としてＢ１波が検出されるため、外面減肉部３５の位置におけるライフル管３Ａの肉厚をＢ１波とＳ１波又はＳ２波との時間差（エコー高さが閾値Ｈ１を超えてからその後に閾値Ｈ２を超えるまでの時間差）に基づいて精度良く計測することができる。
【0060】
（各超音波センサの超音波波形から得られるデータの例）
図１７は、軸方向の各位置における周方向の各位置について、内面用超音波センサ１４１の出力信号（超音波波形）に基づいて計測した内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離を示すライフル管内面データ（水距離データ）である。この内面用超音波センサ１４１は、上述したようにライフル管３Ａの内面３１の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ１を有する。このため、内面用超音波センサ１４１の出力信号に基づいて計測した水距離データは、上記段差Ｓ１２の影響による誤データを含みにくい。したがって、図１７に示すように、内面用超音波センサ１４１の出力信号に基づいて内面用超音波センサ１４２とライフル管３Ａの内面３１との水距離を示すライフル管内面データを精度良く計測することができ、ライフル管３Ａの内面３１の谷部Ｓ１、山部Ｓ２及びそれらの境界の段差Ｓ１２の位置を精度良く計測することができる。
図１７は、軸方向の各位置における周方向の各位置について、内面用超音波センサ１４１の出力信号（超音波波形）に基づいて計測した内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離を示すライフル管内面データ（水距離データ）である。この内面用超音波センサ１４１は、上述したようにライフル管３Ａの内面３１の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ１を有する。このため、内面用超音波センサ１４１の出力信号に基づいて計測した水距離データは、上記段差Ｓ１２の影響による誤データを含みにくい。したがって、図１７に示すように、内面用超音波センサ１４１の出力信号に基づいて内面用超音波センサ１４２とライフル管３Ａの内面３１との水距離を示すライフル管内面データを精度良く計測することができ、ライフル管３Ａの内面３１の谷部Ｓ１、山部Ｓ２及びそれらの境界の段差Ｓ１２の位置を精度良く計測することができる。
【0061】
図１８は、軸方向の各位置における周方向の各位置について、中間超音波センサ１４２の出力信号（超音波波形）に基づいて計測したライフル管３Ａの肉厚（残肉厚）を示すライフル管肉厚データである。図１８に示すように、中間超音波センサ１４２の出力信号に基づいてライフル管３Ａの肉厚を計測する場合、谷部Ｓ１、山部Ｓ２及び内面減肉部３４を検出することはできているが、外面減肉部３５を検出することは外面減肉部３５のサイズや形状によっては困難となりやすい。すなわち、中間超音波センサ１４２の出力信号に基づいてライフル管３Ａの肉厚を計測する場合、ライフル管３Ａに内面減肉部３４が形成されている場合であってもライフル管３Ａの肉厚を精度良く計測することができるが、ライフル管３Ａに外面減肉部３５が形成されている場合には、外面減肉部３５の位置におけるライフル管３Ａの肉厚の計測の精度は低下する傾向がある。
【0062】
図１９は、軸方向の各位置における周方向の各位置について、外面用超音波センサ１４３の出力信号（超音波波形）に基づいて計測したライフル管３Ａの肉厚（残肉厚）を示すライフル管肉厚データである。図１９に示すように、外面用超音波センサ１４３の出力信号に基づいてライフル管３Ａの肉厚を計測する場合、外面減肉部３５を精度良く検出することができる一方で、谷部Ｓ１と山部Ｓ２との境界の段差Ｓ１２における疑似信号（上述の誤データ）が検出されやすく、段差Ｓ１２近傍における肉厚の計測の精度は低下する傾向がある。
【0063】
（複数の超音波センサを用いた肉厚マップの生成方法）
以下では、上述の内面用超音波センサ１４１、中間超音波センサ１４２及び外面用超音波センサ１４３の各々から得られるデータを比較合成してライフル管３Ａの肉厚マップを生成する方法を説明する。
以下では、上述の内面用超音波センサ１４１、中間超音波センサ１４２及び外面用超音波センサ１４３の各々から得られるデータを比較合成してライフル管３Ａの肉厚マップを生成する方法を説明する。
【0064】
図２０は、図１に示した制御装置５の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２１は、軸方向の各位置における周方向の各位置でのライフル管３Ａの肉厚を示す肉厚マップを作成するフローの一例を示す図である。図２１に示すフローの各ステップは、図２０に示した制御装置５によって実行される。
【0065】
図２０に示す制御装置５における制御部６、波形データ取得部２４及び解析部２６の各々の機能の概要は上述した通りであり、重複する説明は省略する。図２０に示す解析部２６は、詳細には、以下で説明する境界位置特定部４０、フィルタリング部４２、肉厚マップ生成部４４及び断面図生成部４６を備える。
【0066】
図２１に示すように、Ｓ１０１において、解析部２６は、軸方向の各位置における周方向の各位置で内面用超音波センサ１４１から得られる超音波波形の波形データから、軸方向の各位置における周方向の各位置について内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータを採取する。また、Ｓ１０１において、解析部２６は、軸方向の各位置における周方向の各位置で中間超音波センサ１４２から得られる超音波波形の波形データから、軸方向の各位置における周方向の各位置についてライフル管３Ａの肉厚のデータを採取する。また、Ｓ１０１において、解析部２６は、軸方向の各位置における周方向の各位置で外面用超音波センサ１４３から得られる超音波波形の波形データから、軸方向の各位置における周方向の各位置についてライフル管３Ａの肉厚のデータを採取する。
【0067】
Ｓ１０２において、境界位置特定部４０は、軸方向の各位置における周方向の各位置について採取した内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータから、ライフル管３Ａの内面３１における谷部Ｓ１と山部Ｓ２の境界の位置（段差Ｓ１２の位置）を特定して摘出する。
【0068】
Ｓ１０３において、フィルタリング部４２は、Ｓ１０１で中間超音波センサ１４２から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータ（軸方向の各位置における周方向の各位置についての肉厚データ）から、境界位置特定部４０によって摘出された上記境界の位置（段差Ｓ１２の位置）に対応する疑似データをフィルタリング（除去）する。
【0069】
Ｓ１０４において、フィルタリング部４２は、Ｓ１０１で外面用超音波センサ１４３から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータ（軸方向の各位置における周方向の各位置についての肉厚データ）から、境界位置特定部４０によって摘出された境界の位置（段差Ｓ１２の位置）に対応するデータをフィルタリング（除去）する。そして、該フィルタリングによって得られたデータ（外面用超音波センサ１４３から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータから、境界位置特定部４０によって摘出された境界の位置に対応するデータを除去することで得られたデータ）から、ライフル管３Ａの外面３３に形成された外面減肉部３５の位置と外面減肉部３５の位置におけるライフル管３Ａの肉厚とを示す外面減肉部データを摘出する。
【0070】
Ｓ１０５において、Ｓ１０３のフィルタリングによって得られたデータ（中間超音波センサ１４２から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータから、境界位置特定部４０によって摘出された境界の位置に対応するデータを除去することで得られたデータ）と、Ｓ１０４で摘出された外面減肉部データとを合成することにより、軸方向の各位置における周方向の各位置についてのライフル管３Ａの肉厚を示す真の肉厚マップ（例えば図２２参照）を肉厚マップ生成部４４が生成する。具体的には、肉厚マップ生成部４４は、Ｓ１０３のフィルタリングによって得られた肉厚のデータに対して、外面減肉部データが示す外面減肉部３５の位置について、外面減肉部データが示す肉厚に置換することにより、上記真の肉厚マップを生成する。図２２に示す真の肉厚マップでは、段差Ｓ１２の位置の誤データが除去されており、内面減肉部３４及び外面減肉部３５を含む各部の肉厚が精度良く示されている。
【0071】
Ｓ１０６において、Ｓ１０１で採取した軸方向の各位置における周方向の各位置についての内面用超音波センサ１４２とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータと、肉厚マップ生成部４４によって生成した真の肉厚マップと、に基づいて、断面図生成部４６がライフル管３Ａの軸方向に直交する断面図を生成する。また、解析部２６は、上記真の肉厚マップに基づいて、軸方向の位置と、軸方向の各位置におけるライフル管３Ａの肉厚の最小値との関係を示す肉厚グラフ（図２３参照）を生成してもよい。図２４～図２６は、それぞれ、図２３における軸方向位置Ａ～Ｃでのライフル管３Ａの断面図であり、断面図生成部４６によって生成された断面図の例である。上記超音波検査システム２によれば、図２４～図２６に示すように、内面３１に谷部Ｓ１と山部Ｓ２とを有するライフル管３Ａにおいて内面減肉部３４や外面減肉部３５が形成されている場合であっても、内面減肉部３４及び外面減肉部３５を適切に検出してライフル管３Ａの軸方向に直交する断面図を精度良く生成することができる。
【0072】
ここで、図２１を用いて説明した手法が奏する効果について説明する。
図８等に示したように、ライフル管３Ａの内面３１における谷部Ｓ１と山部Ｓ２の境界には段差Ｓ１２が形成されるため、超音波センサ１４による超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれる場合には、超音波センサ１４から出力される超音波波形には、谷部Ｓ１からの反射波であるＳ１波、山部Ｓ２からの反射波であるＳ２波、ライフル管３Ａの外面３３からの反射波であるＢ１波が含まれる。このため、従来の超音波検査方法では、ライフル管３Ａの肉厚が、誤ってＳ１波とＳ２波との時間差に基づいて計測されてしまう可能性があり、肉厚を精度良く計測することが困難であった。
図８等に示したように、ライフル管３Ａの内面３１における谷部Ｓ１と山部Ｓ２の境界には段差Ｓ１２が形成されるため、超音波センサ１４による超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれる場合には、超音波センサ１４から出力される超音波波形には、谷部Ｓ１からの反射波であるＳ１波、山部Ｓ２からの反射波であるＳ２波、ライフル管３Ａの外面３３からの反射波であるＢ１波が含まれる。このため、従来の超音波検査方法では、ライフル管３Ａの肉厚が、誤ってＳ１波とＳ２波との時間差に基づいて計測されてしまう可能性があり、肉厚を精度良く計測することが困難であった。
【0073】
これに対し、図２１に示した手法によれば、内面用超音波センサ１４１から取得した波形データから得られる内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータに基づいて、谷部Ｓ１と山部Ｓ２との境界の位置（段差Ｓ１２の位置）を境界位置特定部４０で特定することができる。このため、中間超音波センサ１４２から取得した波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータから、境界位置特定部４０によって特定された境界の位置に対応するデータをフィルタリング部４２で除去して、ライフル管３Ａの肉厚を精度良く計測することができる。さらに、ライフル管３Ａの外面３３の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサ１４３を用いて外面減肉部３５の肉厚データを精度良く計測できるため、フィルタリング部４２のフィルタリングによって得られたデータ（中間超音波センサ１４２から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータから、境界位置特定部４０によって摘出された境界の位置に対応するデータを除去することで得られたデータ）と、外面用超音波センサ１４３から取得した波形データから得られる上述の外面減肉部データとを合成することにより、ライフル管３Ａについて精度の良い真の肉厚マップ（例えば図２３参照）を生成することができる。
【0074】
また、断面図生成部４６により、内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータと上記真の肉厚マップとに基づいて、ライフル管３Ａの精度の良い断面図（例えば図２４～図２６参照）を生成することができる。
【0075】
なお、上述した制御装置５を実現するハードウェア構成は特に限定されないが、例えば図２７に示すように、制御装置５は、プロセッサ５２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５４、ＨＤＤ （Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）５５、入力Ｉ／Ｆ５６、及び出力Ｉ／Ｆ５７を含み、これらがバス５８を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成されてもよい。この場合、制御装置５は、制御装置５の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成されてもよい。制御装置５における各部の機能は、例えばＲＯＭ５４に保持されるプログラムをＲＡＭ５３にロードしてプロセッサ５２で実行するとともに、ＲＡＭ５３やＲＯＭ５４におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現されてもよい。なお、制御装置５のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせ等を含んでいてもよい。また、制御装置５の各機能部は、１箇所に集約したハードウェア構成により実現されてもよいし、複数箇所に分散したハードウェア構成により実現されてもよい。
【0076】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【0077】
例えば、上述した実施形態では、配管３の一例としてライフル管３Ａを例示したが、上述した超音波検査システム２は、ライフル管３Ａに限らず、スムース管、二重管、肉盛り管、スタッド管等の検査に適用可能である。
【0078】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0079】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る超音波検査装置（例えば上述の超音波検査装置４）は、
配管（例えば上述の配管３、ライフル管３Ａ）を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、
ケーブル（例えば上述のケーブル８）と、
複数の超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４１，１４２，１４３）と、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダ（例えば上述のセンサホルダ１６）と、モータ（例えば上述のモータ１８）と、、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置（例えば上述の回転力伝達装置６５）と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブ（例えば上述のプローブ１０）と、
を備える。
配管（例えば上述の配管３、ライフル管３Ａ）を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、
ケーブル（例えば上述のケーブル８）と、
複数の超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４１，１４２，１４３）と、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダ（例えば上述のセンサホルダ１６）と、モータ（例えば上述のモータ１８）と、、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置（例えば上述の回転力伝達装置６５）と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブ（例えば上述のプローブ１０）と、
を備える。
【0080】
上記（１）に記載の超音波検査装置によれば、ケーブルに取り付けられたプローブを配管の内部で移動させながらセンサホルダをモータで回転させることにより、配管の軸方向の各位置における配管の周方向の各位置について複数の超音波センサの各々からの超音波を用いた検査を行うことができる。このため、複数の超音波センサの各々の配置や特性（例えば焦点距離等）等に応じて配管の状態について多様な検査を行うことができる。
【0081】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の超音波検査装置において、
前記回転力伝達装置は、前記センサホルダと前記モータとの間に設けられたスリップリング（例えば上述のスリップリング６６）を含む。
前記回転力伝達装置は、前記センサホルダと前記モータとの間に設けられたスリップリング（例えば上述のスリップリング６６）を含む。
【0082】
上記（２）に記載の超音波検査装置によれば、センサホルダを介して複数の超音波センサを回転させつつ複数の超音波センサとの電気的な接続を実現することができる。
【0083】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の超音波検査装置において、
前記回転力伝達装置は、
前記スリップリングを回転可能に収容するスリップリング収容部（例えば上述のスリップリング収容部６７）と、
前記スリップリングの前方側に接続された第１のフレキシブルシャフト（例えば上述の第１のフレキシブルシャフト６８）と、
前記スリップリングよりも前方側において前記スリップリング収容部と前記第１のフレキシブルシャフトとの間をシールする少なくとも１つのシール部材（例えば上述のシール部材６９）と、をさらに含む。
前記回転力伝達装置は、
前記スリップリングを回転可能に収容するスリップリング収容部（例えば上述のスリップリング収容部６７）と、
前記スリップリングの前方側に接続された第１のフレキシブルシャフト（例えば上述の第１のフレキシブルシャフト６８）と、
前記スリップリングよりも前方側において前記スリップリング収容部と前記第１のフレキシブルシャフトとの間をシールする少なくとも１つのシール部材（例えば上述のシール部材６９）と、をさらに含む。
【0084】
上記（３）に記載の超音波検査装置によれば、少なくとも１つのシール部材により、スリップリングよりも前方側においてスリップリング収容部と第１のフレキシブルシャフトとの間をシールすることで、スリップリングなどに配管内の流体が悪影響を及ぼすことを抑制できる。
【0085】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）に記載の超音波検査装置において、
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも前方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された前方側支持部（例えば上述の前方側支持部７０）と、
前記前方側支持部の外周面に設けられた前方側ブラシ部（例えば上述の前方側ブラシ部７１）であって、前記前方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群（例えば上述の毛束群７１１）を含む前方側ブラシ部と、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部（例えば上述の後方側支持部７２）と、
前記後方側支持部の外周面に設けられた後方側ブラシ部であって、前記後方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの前記軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群（例えば上述の毛束群７３１）を含む後方側ブラシ部（例えば上述の後方側ブラシ部７３）と、をさらに含む。
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも前方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された前方側支持部（例えば上述の前方側支持部７０）と、
前記前方側支持部の外周面に設けられた前方側ブラシ部（例えば上述の前方側ブラシ部７１）であって、前記前方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群（例えば上述の毛束群７１１）を含む前方側ブラシ部と、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部（例えば上述の後方側支持部７２）と、
前記後方側支持部の外周面に設けられた後方側ブラシ部であって、前記後方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの前記軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群（例えば上述の毛束群７３１）を含む後方側ブラシ部（例えば上述の後方側ブラシ部７３）と、をさらに含む。
【0086】
上記（４）に記載の超音波検査装置によれば、前方側ブラシ部の複数の毛束群および後方側ブラシ部の複数の毛束群により、プローブを調芯でき、プローブを配管の中心に保持できる。プローブを配管の中心に保持することで、プローブと配管との間の摩擦を低減でき、ケーブルを送るためにケーブルに加えられる推力を、ケーブルの進行方向に進む推進力として効率良く利用できる。これにより、ケーブルが配管の内面に引っ掛かることを抑制できるため、プローブの配管への挿入性を向上できる。
また、上記（４）の構成によれば、超音波検査装置は、センサホルダをケーブルの周方向に回転させるヘリカルスキャン式のプローブを備えるものであるが、前方側ブラシ部や後方側ブラシ部をセンサホルダに対して回転可能とすることで、センサホルダの回転に関わらず前方側ブラシ部や後方側ブラシ部によるプローブの調芯機能を発揮できる。
また、上記（４）の構成によれば、超音波検査装置は、センサホルダをケーブルの周方向に回転させるヘリカルスキャン式のプローブを備えるものであるが、前方側ブラシ部や後方側ブラシ部をセンサホルダに対して回転可能とすることで、センサホルダの回転に関わらず前方側ブラシ部や後方側ブラシ部によるプローブの調芯機能を発揮できる。
【0087】
（５）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（４）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部（例えば上述の後方側支持部７２）と、
前記センサホルダの後方側に接続された第２のフレキシブルシャフト（例えば上述の第２のフレキシブルシャフト７４）と、
前記第２のフレキシブルシャフトを回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部（例えば上述の第２のフレキシブルシャフト収容部７５）と、
前記後方側支持部と前記第２のフレキシブルシャフト収容部の間に前記第２のフレキシブルシャフトを囲むように配置された引張ばね（例えば上述の引張ばね７６）と、をさらに含む。
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部（例えば上述の後方側支持部７２）と、
前記センサホルダの後方側に接続された第２のフレキシブルシャフト（例えば上述の第２のフレキシブルシャフト７４）と、
前記第２のフレキシブルシャフトを回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部（例えば上述の第２のフレキシブルシャフト収容部７５）と、
前記後方側支持部と前記第２のフレキシブルシャフト収容部の間に前記第２のフレキシブルシャフトを囲むように配置された引張ばね（例えば上述の引張ばね７６）と、をさらに含む。
【0088】
上記（５）に記載の超音波検査装置によれば、引張ばねにより、プローブの過度の撓みを抑制でき、これによってプローブが配管の内面に引っ掛かることを抑制できるため、プローブの配管への挿入性を向上できる。
【0089】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記複数の超音波センサは、前記プローブの周方向において互いに離れて配置された複数の第１超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４Ａ，１４Ｂ）を含む。
前記複数の超音波センサは、前記プローブの周方向において互いに離れて配置された複数の第１超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４Ａ，１４Ｂ）を含む。
【0090】
上記（６）に記載の超音波検査装置によれば、複数の第１超音波センサの各々が、斜角探傷により自ら発信した超音波の反射波を受信することで、配管の内面に形成された配管の軸方向に沿って延びる内面割れや、配管の外面に形成された配管の軸方向に沿って延びる外面割れを検知できる。また、複数の第１超音波センサは、一方のセンサが発信した超音波の反射波（腐食部分において減衰・散乱した反射波）を他方のセンサが受信してもよい。この場合、他方のセンサが受信した受信信号の変化を取得することで、複数の超音波センサにおける受信信号の感度補正や、超音波ピッチキャッチ法を用いた内面割れや外面割れの割れ深さの測定が可能となる。
【0091】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記複数の超音波センサは、前記プローブの軸方向において互いに離れて配置された複数の第２超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４Ｃ，１４Ｄ）を含む。
前記複数の超音波センサは、前記プローブの軸方向において互いに離れて配置された複数の第２超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４Ｃ，１４Ｄ）を含む。
【0092】
上記（７）に記載の超音波検査装置によれば、複数の第２超音波センサの各々が、斜角探傷により自ら発信した超音波の反射波を受信することで、配管の内面に形成された配管の周方向に沿って延びる内面割れや、配管の外面に形成された配管の周方向に沿って延びる外面割れを検知できる。また、複数の第２超音波センサは、一方のセンサが発信した超音波の反射波（腐食部分において減衰・散乱した反射波）を他方のセンサが受信してもよい。この場合、他方のセンサが受信した受信信号の変化を取得することで、配管の外面減肉の検知や、超音波ピッチキャッチ法を用いた内面割れや外面割れの割れ深さの測定が可能となる。
【0093】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面に対して垂直な方向に沿って超音波を発信するように構成された第３超音波センサ（例えば上述の超音波センサ１４Ｅ）を含む。
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面に対して垂直な方向に沿って超音波を発信するように構成された第３超音波センサ（例えば上述の超音波センサ１４Ｅ）を含む。
【0094】
上記（８）に記載の超音波検査装置によれば、第３超音波センサによって配管の内面に対して垂直な方向に沿って超音波を発信して配管の肉厚を測定することで、例えば配管の内面減肉部（内面に凹部等が形成されることにより肉厚が小さくなった部分）の検知が可能となる。
【0095】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記複数の超音波センサは、焦点距離が互いに異なる複数の超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４１，１４２，１４３）を含む。
前記複数の超音波センサは、焦点距離が互いに異なる複数の超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４１，１４２，１４３）を含む。
【0096】
上記（９）に記載の超音波検査装置によれば、焦点距離が互いに異なる複数の超音波センサを用いて、配管の肉厚方向において互いに異なる位置のデータを精度良く取得することができる。
【0097】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記配管はライフル管（例えば上述のライフル管３Ａ）であり、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサ（例えば上述の内面用超音波センサ１４１）と、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２、外面用超音波センサ１４３）とを含む。
前記配管はライフル管（例えば上述のライフル管３Ａ）であり、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサ（例えば上述の内面用超音波センサ１４１）と、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２、外面用超音波センサ１４３）とを含む。
【0098】
ライフル管の内面における谷部と山部との境界には段差が形成されるため、超音波の照射範囲に段差が含まれる場合には、超音波センサから出力される超音波波形には、谷部からの反射波であるＳ１波、山部からの反射波であるＳ２波、ライフル管の外面からの反射波であるＢ１波が含まれる。このため、従来の超音波検査方法では、ライフル管の肉厚が、誤ってＳ１波とＳ２波との時間差に基づいて計測されてしまう可能性があり、肉厚を精度良く計測することが困難であった。
これに対し、上記（１０）に記載の超音波検査装置によれば、ライフル管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサを用いて、内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離を精度良く計測することができる。このため、ライフル管の内面の形状を精度良く計測することができ、内面の段差の位置を特定することができる。したがって、内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサを用いて計測したライフル管の肉厚から内面の段差の位置の誤データを例えば除去等することにより、ライフル管の肉厚を精度良く計測することが可能となる。
これに対し、上記（１０）に記載の超音波検査装置によれば、ライフル管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサを用いて、内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離を精度良く計測することができる。このため、ライフル管の内面の形状を精度良く計測することができ、内面の段差の位置を特定することができる。したがって、内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサを用いて計測したライフル管の肉厚から内面の段差の位置の誤データを例えば除去等することにより、ライフル管の肉厚を精度良く計測することが可能となる。
【0099】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサ（例えば上述の外面用超音波センサ１４３）と、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２）とを含む。
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサ（例えば上述の外面用超音波センサ１４３）と、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２）とを含む。
【0100】
上記（１１）に記載の超音波検査装置によれば、外面用超音波センサはライフル管の外面減肉部を精度良く検出することができ、中間超音波センサはライフル管の内面減肉部を精度良く検出することができる。したがって、ライフル管が内面減肉部と外面減肉部の両方を含んでいる場合であっても、これらのセンサのデータを用いてライフル管の肉厚を精度良く計測することができる。
【0101】
（１２）本開示の一実施形態に係る超音波検査システムは、
上記（１）乃至（１１）の何れかに記載の超音波検査装置と、
前記ケーブルを前記配管の中に送り込むためのケーブル送り装置（例えば上述のケーブル送り装置１２）と、
前記ケーブル送り装置及び前記モータを制御し、前記ケーブルを前記配管の内部で移動させるとともに前記センサホルダを前記配管の軸線の周りに回転させるように構成された制御部（例えば上述の制御部６）と、
を備える。
上記（１）乃至（１１）の何れかに記載の超音波検査装置と、
前記ケーブルを前記配管の中に送り込むためのケーブル送り装置（例えば上述のケーブル送り装置１２）と、
前記ケーブル送り装置及び前記モータを制御し、前記ケーブルを前記配管の内部で移動させるとともに前記センサホルダを前記配管の軸線の周りに回転させるように構成された制御部（例えば上述の制御部６）と、
を備える。
【0102】
上記（１２）に記載の超音波検査システムによれば、ケーブルに取り付けられたプローブを配管の内部で移動させながらセンサホルダをモータで回転させるように制御部が制御することにより、配管の軸方向の各位置における配管の周方向の各位置について複数の超音波センサの各々からの超音波を用いた検査を行うことができる。このため、複数の超音波センサの各々の配置や特性（例えば焦点距離等）等に応じて配管の状態の多様な検査を行うことができる。
【0103】
（１３）本開示の一実施形態に係る超音波検査システムは、
上記（１）乃至（１２）の何れかに記載の超音波検査装置と、
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部（例えば上述の波形データ取得部２４）と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部（例えば上述の解析部２６）と、
を備える。
上記（１）乃至（１２）の何れかに記載の超音波検査装置と、
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部（例えば上述の波形データ取得部２４）と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部（例えば上述の解析部２６）と、
を備える。
【0104】
上記（１３）に記載の超音波検査装置によれば、複数の超音波センサの各々から取得した配管の軸方向の各位置における配管の周方向の各位置についての波形データに基づいて、配管の状態について多様な検査を行うことができる。
【0105】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）に記載の超音波検査装置において、
前記配管はライフル管（例えば上述のライフル管３Ａ）であり、
前記ライフル管の内面は、谷部（例えば上述の谷部Ｓ１）と、谷部よりも前記ライフル管の径方向における内側に突出する山部（例えば上述の山部Ｓ２）とを含み、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサ（例えば上述の内面用超音波センサ１４１）と、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２、外面用超音波センサ１４３）とを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データと、前記少なくとも１つの超音波センサの各々から取得した波形データとに基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について前記配管の肉厚を計測するように構成される。
前記配管はライフル管（例えば上述のライフル管３Ａ）であり、
前記ライフル管の内面は、谷部（例えば上述の谷部Ｓ１）と、谷部よりも前記ライフル管の径方向における内側に突出する山部（例えば上述の山部Ｓ２）とを含み、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサ（例えば上述の内面用超音波センサ１４１）と、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２、外面用超音波センサ１４３）とを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データと、前記少なくとも１つの超音波センサの各々から取得した波形データとに基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について前記配管の肉厚を計測するように構成される。
【0106】
ライフル管の内面における谷部と山部との境界には段差が形成されるため、超音波の照射範囲に段差が含まれる場合には、超音波センサから出力される超音波波形には、谷部からの反射波であるＳ１波、山部からの反射波であるＳ２波、ライフル管の外面からの反射波であるＢ１波が含まれる。このため、従来の超音波検査方法では、ライフル管の肉厚が、誤ってＳ１波とＳ２波との時間差に基づいて計測されてしまう可能性があり、肉厚を精度良く計測することが困難であった。
これに対し、上記（１４）に記載の超音波検査装置によれば、ライフル管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサから取得した波形データを用いて、内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離を精度良く計測することができる。このため、ライフル管の内面の形状を精度良く計測することができ、内面の段差の位置を特定することができる。したがって、内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサから取得した波形データを用いて計測したライフル管の肉厚から内面の段差の位置の誤データを例えば除去等することにより、ライフル管の肉厚を精度良く計測することが可能となる。
これに対し、上記（１４）に記載の超音波検査装置によれば、ライフル管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサから取得した波形データを用いて、内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離を精度良く計測することができる。このため、ライフル管の内面の形状を精度良く計測することができ、内面の段差の位置を特定することができる。したがって、内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサから取得した波形データを用いて計測したライフル管の肉厚から内面の段差の位置の誤データを例えば除去等することにより、ライフル管の肉厚を精度良く計測することが可能となる。
【0107】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）に記載の超音波検査装置において、
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサ（例えば上述の外面用超音波センサ１４３）と、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２）とを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、前記山部と前記谷部との境界の位置を特定するように構成された境界位置特定部（例えば上述の境界位置特定部４０）と、
前記中間超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の肉厚のデータから、前記境界位置特定部によって特定された前記境界の位置に対応するデータを除去するように構成されたフィルタリング部（例えば上述のフィルタリング部４２）と、
前記フィルタリング部で前記肉厚のデータから前記境界の位置に対応する前記データを除去することで得られたデータと、前記外面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の外面減肉部の肉厚データと、に基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記配管の肉厚を示す肉厚マップを生成するように構成された肉厚マップ生成部（例えば上述の肉厚マップ生成部４４）と、
を備える。
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサ（例えば上述の外面用超音波センサ１４３）と、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２）とを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、前記山部と前記谷部との境界の位置を特定するように構成された境界位置特定部（例えば上述の境界位置特定部４０）と、
前記中間超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の肉厚のデータから、前記境界位置特定部によって特定された前記境界の位置に対応するデータを除去するように構成されたフィルタリング部（例えば上述のフィルタリング部４２）と、
前記フィルタリング部で前記肉厚のデータから前記境界の位置に対応する前記データを除去することで得られたデータと、前記外面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の外面減肉部の肉厚データと、に基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記配管の肉厚を示す肉厚マップを生成するように構成された肉厚マップ生成部（例えば上述の肉厚マップ生成部４４）と、
を備える。
【0108】
上記（１５）に記載の超音波検査装置によれば、内面用超音波センサから取得した波形データから得られる内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、谷部と山部との境界の位置を境界位置特定部で特定することができる。このため、中間超音波センサから取得した波形データから採取したライフル管の肉厚のデータから、境界位置特定部によって特定された境界の位置に対応するデータをフィルタリング部で除去して、ライフル管の肉厚を精度良く計測することができる。さらに、配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサを用いて外面減肉部の肉厚データを精度良く計測できるため、フィルタリング部のフィルタリングによって得られたデータ（中間超音波センサから得られる波形データから採取したライフル管の肉厚のデータから、境界位置特定部によって摘出された境界の位置に対応するデータを除去することで得られたデータ）と、外面用超音波センサから取得した波形データから採取したライフル管の外面減肉部の肉厚データとに基づいて、精度の良い肉厚マップを生成することができる。
【0109】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１５）に記載の超音波検査装置において、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータと、前記肉厚マップ生成部によって生成した前記肉厚マップとに基づいて、前記配管の断面図を生成するように構成された断面図生成部（例えば上述の断面図生成部４６）を更に備える。
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータと、前記肉厚マップ生成部によって生成した前記肉厚マップとに基づいて、前記配管の断面図を生成するように構成された断面図生成部（例えば上述の断面図生成部４６）を更に備える。
【0110】
上記（１６）に記載の超音波検査装置によれば、内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離のデータと肉厚マップとに基づいて、ライフル管の精度の良い断面図を生成することができる。
【符号の説明】
【0111】
２ 超音波検査システム
３ 配管
３Ａ ライフル管
４ 超音波検査装置
５ 制御装置
６ 制御部
８ ケーブル
１０ プローブ
１２ ケーブル送り装置
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４１，１４２，１４３ 超音波センサ
１６ センサホルダ
１８ モータ
２０ 位置決め部
２４ 波形データ取得部
２６ 解析部
３１ 内面
３１Ａ，３１Ｂ 内面割れ
３３ 外面
３３Ａ，３３Ｂ 外面割れ
３４ 内面減肉部
３５ 外面減肉部
３１１ 螺旋リブ
４０ 境界位置特定部
４２ フィルタリング部
４４ 肉厚マップ生成部
４６ 断面図生成部
５２ プロセッサ
５３ ＲＡＭ
５４ ＲＯＭ
５５ ＨＤＤ
５６ 入力Ｉ／Ｆ
５７ 出力Ｉ／Ｆ
５８ バス
６５ 回転力伝達装置
６６ スリップリング
６７ スリップリング収容部
６８ 第１のフレキシブルシャフト
６９ シール部材
７０ 前方側支持部
７１ 前方側ブラシ部
７２ 後方側支持部
７３ 後方側ブラシ部
７４ 第２のフレキシブルシャフト
７５ 第２のフレキシブルシャフト収容部
７６ 引張ばね
７７ カップリング
７８ 軸受
Ｅ 照射範囲
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ 焦点距離
Ｈ１，Ｈ２ 閾値
Ｌ 軸線
Ｐ１ 中央位置
Ｓ１ 谷部
Ｓ２ 山部
Ｓ１２ 段差
ｔＢ１，ｔＳ１ 時間
３ 配管
３Ａ ライフル管
４ 超音波検査装置
５ 制御装置
６ 制御部
８ ケーブル
１０ プローブ
１２ ケーブル送り装置
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４１，１４２，１４３ 超音波センサ
１６ センサホルダ
１８ モータ
２０ 位置決め部
２４ 波形データ取得部
２６ 解析部
３１ 内面
３１Ａ，３１Ｂ 内面割れ
３３ 外面
３３Ａ，３３Ｂ 外面割れ
３４ 内面減肉部
３５ 外面減肉部
３１１ 螺旋リブ
４０ 境界位置特定部
４２ フィルタリング部
４４ 肉厚マップ生成部
４６ 断面図生成部
５２ プロセッサ
５３ ＲＡＭ
５４ ＲＯＭ
５５ ＨＤＤ
５６ 入力Ｉ／Ｆ
５７ 出力Ｉ／Ｆ
５８ バス
６５ 回転力伝達装置
６６ スリップリング
６７ スリップリング収容部
６８ 第１のフレキシブルシャフト
６９ シール部材
７０ 前方側支持部
７１ 前方側ブラシ部
７２ 後方側支持部
７３ 後方側ブラシ部
７４ 第２のフレキシブルシャフト
７５ 第２のフレキシブルシャフト収容部
７６ 引張ばね
７７ カップリング
７８ 軸受
Ｅ 照射範囲
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ 焦点距離
Ｈ１，Ｈ２ 閾値
Ｌ 軸線
Ｐ１ 中央位置
Ｓ１ 谷部
Ｓ２ 山部
Ｓ１２ 段差
ｔＢ１，ｔＳ１ 時間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【手続補正書】
【提出日】2022-05-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配管を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、
ケーブルと、
複数の超音波センサと、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブと、
を備え、
前記複数の超音波センサは、焦点距離が互いに異なる複数の超音波センサを含み、
前記配管はライフル管であり、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含む、超音波検査装置。
ケーブルと、
複数の超音波センサと、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブと、
を備え、
前記複数の超音波センサは、焦点距離が互いに異なる複数の超音波センサを含み、
前記配管はライフル管であり、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含む、超音波検査装置。
【請求項2】
前記回転力伝達装置は、前記センサホルダと前記モータとの間に設けられたスリップリングを含む、請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項3】
前記回転力伝達装置は、
前記スリップリングを回転可能に収容するスリップリング収容部と、
前記スリップリングの前方側に接続された第１のフレキシブルシャフトと、
前記スリップリングよりも前方側において前記スリップリング収容部と前記第１のフレキシブルシャフトとの間をシールする少なくとも１つのシール部材と、をさらに含む、請求項２に記載の超音波検査装置。
前記スリップリングを回転可能に収容するスリップリング収容部と、
前記スリップリングの前方側に接続された第１のフレキシブルシャフトと、
前記スリップリングよりも前方側において前記スリップリング収容部と前記第１のフレキシブルシャフトとの間をシールする少なくとも１つのシール部材と、をさらに含む、請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項4】
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも前方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された前方側支持部と、
前記前方側支持部の外周面に設けられた前方側ブラシ部であって、前記前方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む前方側ブラシ部と、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記後方側支持部の外周面に設けられた後方側ブラシ部であって、前記後方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの前記軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む後方側ブラシ部と、をさらに含む、
請求項２又は３に記載の超音波検査装置。
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも前方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された前方側支持部と、
前記前方側支持部の外周面に設けられた前方側ブラシ部であって、前記前方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む前方側ブラシ部と、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記後方側支持部の外周面に設けられた後方側ブラシ部であって、前記後方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの前記軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む後方側ブラシ部と、をさらに含む、
請求項２又は３に記載の超音波検査装置。
【請求項5】
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記センサホルダの後方側に接続された第２のフレキシブルシャフトと、
前記第２のフレキシブルシャフトを回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部と、
前記後方側支持部と前記第２のフレキシブルシャフト収容部の間に前記第２のフレキシブルシャフトを囲むように配置された引張ばねと、をさらに含む、請求項２乃至４の何れか１項に記載の超音波検査装置。
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記センサホルダの後方側に接続された第２のフレキシブルシャフトと、
前記第２のフレキシブルシャフトを回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部と、
前記後方側支持部と前記第２のフレキシブルシャフト収容部の間に前記第２のフレキシブルシャフトを囲むように配置された引張ばねと、をさらに含む、請求項２乃至４の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項6】
前記複数の超音波センサは、前記プローブの周方向において互いに離れて配置された複数の第１超音波センサを含む、請求項１乃至５の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項7】
前記複数の超音波センサは、前記プローブの軸方向において互いに離れて配置された複数の第２超音波センサを含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項8】
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面に対して垂直な方向に沿って超音波を発信するように構成された第３超音波センサを含む、請求項１乃至７の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項9】
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサと、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサとを含む、請求項１乃至８の何れか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項10】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の超音波検査装置と、
前記ケーブルを前記配管の中に送り込むためのケーブル送り装置と、
前記ケーブル送り装置及び前記モータを制御し、前記ケーブルを前記配管の内部で移動させるとともに前記センサホルダを前記配管の軸線の周りに回転させるように構成された制御部と、
を備える、超音波検査システム。
前記ケーブルを前記配管の中に送り込むためのケーブル送り装置と、
前記ケーブル送り装置及び前記モータを制御し、前記ケーブルを前記配管の内部で移動させるとともに前記センサホルダを前記配管の軸線の周りに回転させるように構成された制御部と、
を備える、超音波検査システム。
【請求項11】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の超音波検査装置と、
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部と、
を備える、超音波検査システム。
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部と、
を備える、超音波検査システム。
【請求項12】
前記ライフル管の内面は、谷部と、前記谷部よりも前記ライフル管の径方向における内側に突出する山部とを含み、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データと、前記少なくとも１つの超音波センサの各々から取得した波形データとに基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について前記配管の肉厚を計測するように構成された、請求項１１に記載の超音波検査システム。
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データと、前記少なくとも１つの超音波センサの各々から取得した波形データとに基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について前記配管の肉厚を計測するように構成された、請求項１１に記載の超音波検査システム。
【請求項13】
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサと、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサとを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、前記山部と前記谷部との境界の位置を特定するように構成された境界位置特定部と、
前記中間超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の肉厚のデータから、前記境界位置特定部によって特定された前記境界の位置に対応するデータを除去するように構成されたフィルタリング部と、
前記フィルタリング部で前記肉厚のデータから前記境界の位置に対応する前記データを除去することで得られたデータと、前記外面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の外面減肉部の肉厚データと、に基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記配管の肉厚を示す肉厚マップを生成するように構成された肉厚マップ生成部と、
を備える、請求項１２に記載の超音波検査システム。
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、前記山部と前記谷部との境界の位置を特定するように構成された境界位置特定部と、
前記中間超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の肉厚のデータから、前記境界位置特定部によって特定された前記境界の位置に対応するデータを除去するように構成されたフィルタリング部と、
前記フィルタリング部で前記肉厚のデータから前記境界の位置に対応する前記データを除去することで得られたデータと、前記外面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の外面減肉部の肉厚データと、に基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記配管の肉厚を示す肉厚マップを生成するように構成された肉厚マップ生成部と、
を備える、請求項１２に記載の超音波検査システム。
【請求項14】
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータと、前記肉厚マップ生成部によって生成した前記肉厚マップとに基づいて、前記配管の断面図を生成するように構成された断面図生成部を更に備える、請求項１３に記載の超音波検査システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0058】