JPS6344186B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パイプ、孔内面の硬さを測定する内
面硬度計に関し、試料を摘出することなく、パイ
プ内などに挿入して直ちに測定できるようにした
ものである。

一般に硬さとは、圧子やハンマーで変形を与え
たときに材料があらわす抵抗の尺度であり、材料
の機械的強度を簡単に測定できる。その試験法と
してブリネル硬さ試験法、ビツカース硬さ試験
法、ロツクウエル硬さ試験法などがある。ブリネ
ルおよびビツカース硬さは、被測定物体を試料受
台に固定し、圧子によつて測定面に垂直に荷重を
負荷し、そのときに生じたくぼみの大きさによつ
て硬さを評価するものであり、ロツクウエル硬さ
は、初期荷重を負荷した後基準荷重として150、
100または60Kgのいずれかの荷重を負荷し、初期
荷重と試験荷重のくぼみの深さの差から硬さを評
価する。これらの測定のいづれもが、比較的小さ
な物体または測定したい物体から採取した試験片
を試料台に設置して行い、従つて小さい物品であ
れば測定可能であるが、大きなもので試験片の採
取できない場合硬さ測定は不可能であつた。例え
ば、タービンや発電機などの回転子中心孔内面は
製造時では中心孔をくり抜いたコア材から試験片
を採取して測定することができるが、高温、高応
力操業後における材料劣化状態を知るには回転子
表層部の一部より取り出した試料によつて測定し
て推測するに止まつた。しかしロータ強度上中心
孔部が最も重要であり、その測定の方法および測
定器が望まれていた。

本発明は、以上のような事情から中心孔などの
内面の硬さを試験片を採取することなく測定する
内面硬度計を提供することを目的とする。

以下図に就いて詳しく説明する。

第１図において符号１は硬さが測定される測定
孔１ａを有する被測定物であり、測定例として例
えばタービン回転子中心孔部を示す。硬度計本体
２は測定孔１ａの内径より少し小さい外径の円筒
形で測定孔１ａ内に自由に挿入できるように設け
る。本体２には直径方向の一方向に向いてシリン
ダ孔３３が設けられ、このシリンダ孔３に固定子
４，４が挿入され、油圧によつて固定子４，４を
外方に突出する。油圧は、外部に設けた重錘式加
圧シリンダより配管５を介して導入する。この加
圧シリンダ孔３，３の反対側本体２にはシリンダ
孔１６が開口し、先端に1/16インチの鋼球を持つ
圧子６が挿入されて、配管５ａから送られる油圧
によつて突出する。油圧は外部に設けた手動加圧
式シリンダから油圧指示計によつて所定の圧力に
調整して導入する。

圧子６には戻しばね７が係合し、その一端に固
定した作動棒８に近接して差動トランス９を設置
する。差動トランスの電位変化はリード線１０に
よつて外部の測定器に伝送する。すなわち、圧子
６が中心孔内面に押圧されたときの変位量を作動
棒および差動トランス９を介してこの差動トラン
スに電気的に接続された測定器で計測する。

硬度計本体２には挿入棒１１が連設される。挿
入棒１１は継手部１３によつて長さ１ｍの挿入棒
を適宜継ぎ足してどのような長さの測定孔１ａに
も適応できるようになつている。挿入棒１１の外
端は、第４図に示すように、支持器１２，１２で
固定する。また挿入棒１１には尺度が目盛られて
おり、挿入棒１１の継ぎ足し本数と尺度値より本
体挿入深さが容易に計算できる。さらに支持器１
２，１２部に角度指示器１４があり、圧子６の測
定孔１ａ軸心を中心とした傾き角を読み取ること
ができる。なお、符号１５は挿入棒１１の継手で
ある。

次に操作方法について述べる。

先ず、測定孔１ａと同形状の差動トランスキヤ
リブレーシヨン用基準硬度パイプによつて下記本
操作と同様の操作を３〜５回行つて電位変化量を
読み、所定電位になるように測定器を調整してお
く。

調整が終つたなら、硬度計本体２を挿入棒１１
によつて測定孔１内に挿入し、所定深さ、所定の
傾斜角に位置せしめ、重錘式加圧シリンダより
150Kgの油圧をシリンダ孔３，３に導入して固定
子４，４を圧出する。本体２は固定子４，４と反
対側が測定孔１ａ内壁に圧接されて固定される。

次に手動加圧式シリンダを操作してシリンダ孔
５に初期荷重10Kgの油圧を導入し、この時の圧子
６の動きで差動トランス９によつて検出される電
位量を０と設定する。次いで基準荷重100Kgを圧
子６に負荷し、圧子６が測定孔１ａ内面内面にく
い込んだ変位量ｈを差動トランス９の電位変化量
から測定する。これで次式に基づいてロツクウエ
ルＢ硬さ（H_RB）を求める。

H_RB＝130−500h 差動トランス９の電位変化量は、測定器に1/50
０mmを単位としてデジタル表示する。電位変化量
と変位量とは比例関係にあるため、基準硬度パイ
プを用い事前にキヤリブレーシヨンすることによ
つて正確な変位量、即ち硬度を測定することがで
きる。

測定精度を大きく左右するものとしては、測定
面の表面状態、硬度計本体の固定状態が考えられ
る。測定面の表面状態は回転子中心孔内面に限つ
ては精密仕上げ（記号〓〓〓）がなされているの
で測定上問題がなく、本体の固定は、本体が中心
孔より少小さい円筒状として両者の密着性をよく
したと共に、固定子圧出荷重を150Kgとして圧子
負荷荷重110Kgより40Kg多くしたことにより問題
なくできた。

本発明の内面硬度計は以上の通り、硬度計本体
を被測定物体孔内に挿入できる大きさにし、油圧
シリンダ装置によつて孔内に固定し、圧子も油圧
シリンダによつて切期、基定荷重で孔内面に押圧
できるようにし、かつ圧子の変位量を差動トラン
スによつて電気量に変換して外部で読み取ること
ができるようにしたもので、試験片を採取するこ
となく各種孔、パイプ内面の硬さの測定を可能に
した。また、上記固定子は、円筒形の硬度計本体
の長手方向の両端部から油圧によつて硬度計本体
の半径方向へ突出するよう構成されているので、
硬度計本体は測定孔中に確実に固定され、よつて
油圧式圧子による測定精度を向上させることがで
きる。特にタービンや発電機の回転子は、内部材
料検査を目的として中心孔があけられているた
め、この中心孔内の硬さを直接的に測定できるこ
とにより、製造時の材料検査はもとより操業中に
おける材料劣化の監視に供することができ、安全
性の確保に大いに役立てることができる特徴ある
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明内面硬度計の構成を示す縦断側
面図、第２図は同縦断正面図、第３図は同被測定
孔入口部の構成を示す側面図、第４図は同正面図
である。 １ａ……測定孔、２……硬度計本体、４……固
定子、５……配管、６……圧子、７……圧子戻し
ばね、８……作動棒、９……差動トランス、１０
……リード線、１１……挿入棒、１２……支持
器、１３……継手、１４……角度指示器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定物の測定孔の長手方向に挿入される円
   筒形の硬度計本体と、この硬度計本体を前記測定
   孔中に固定させるために前記硬度計本体の長手方
   向の両端部から油圧によつて前記硬度計本体の半
   径方向へ突出する固定子と、この固定子と反対の
   方向にしかも前記硬度計本体のほぼ中央部から突
   出して被測定物の測定孔の内面に押圧される油圧
   式圧子と、この油圧式圧子の変位量を測定する変
   位検出器とを備えたことを特徴とする内面硬度
   計。