JP2000019164A - 超音波探傷器 - Google Patents

超音波探傷器

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JP2000019164A
JP2000019164A JP10184815A JP18481598A JP2000019164A JP 2000019164 A JP2000019164 A JP 2000019164A JP 10184815 A JP10184815 A JP 10184815A JP 18481598 A JP18481598 A JP 18481598A JP 2000019164 A JP2000019164 A JP 2000019164A
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ultrasonic
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holder block
probes
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JP10184815A
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Saburo Shibata
三郎 芝田
Takahiro Arakawa
敬弘 荒川
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IHI Corp
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IHI Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023Solids
    • G01N2291/0234Metals, e.g. steel
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼構造材に存在する欠陥を、側面形状を含め
て検出することができるようにする。 【解決手段】 前後方向に長いベースブロック3の上面
を、左右方向に湾曲する円筒面4とする。超音波送信用
探触子1aと超音波受信用探触子1bを、前後に所要間
隔を隔ててホルダーブロック2に保持させる。ホルダー
ブロック2の下面も円筒面4として、ベースブロック3
上に載置させ、ホルダーブロック2を介して探触子1a
と1bをを左右に揺動自在とする。探触子1aと1bを
同時に左右に揺動させながら、探傷部位を走査させるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼構造物の突き合わ
せ溶接部等を超音波探傷検査する際に用いる超音波探傷
器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼構造物の突き合わせ溶接部のような内
部の欠陥を非破壊的に検出する代表的な方法として、高
い周波数の音波である超音波を固体中に伝播させると、
小さい欠陥でもそれに衝突すると反射する性質を利用し
たTOFD(time of flit delection)法と称する超音
波探傷法が知られている。
【0003】かかる超音波探傷法による欠陥検出方法と
しては、従来、垂直法と斜角法とがあり、垂直法の場
合、図7(イ)に示す如く、鋼構造材としての板材aと
bの突き合わせ溶接部c上に探触子dを置き、該探触子
dを溶接部cに沿わせて走査させながら超音波fを真下
へ向けて発するようにして、その反射エコーf′により
欠陥gを検出するようにしたものであり、一方、斜角法
の場合、図7(ロ)に示す如く、溶接部cの脇に斜角探
触子eを置き、該斜角探触子eを溶接部cに沿わせて走
査させながら超音波fを斜め下方へ向けて発するように
して、同様に、その反射エコーf′により欠陥gを検出
するようにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記垂直
法、斜角法を用いた超音波探傷法の場合、いずれも欠陥
gの先端部の反射エコーf′を基に板厚方向の高さ位置
を推定するものであるため、欠陥gの側面形状を検出す
ることはできない。すなわち、従来の超音波探傷法の場
合、欠陥gの上端部の位置を推定するだけであり、欠陥
gの側面の情報源となるエコーを検出することができな
いので、欠陥gの側面形状が円形や方形であっても、同
じパターンとなってしまう。特に、円形ではポイント的
に、又は短い線状パターンになるため、円形と方形の識
別が困難である。
【0005】超音波探傷法で欠陥形状を検出できれば、
欠陥種類を判別し評価する上で重要なパラメータを把握
できるばかりか、高精度な欠陥評価が可能となり、検査
費用の低減化にも大いに貢献できることになる。
【0006】そこで、本発明は、鋼構造材に存在する欠
陥を、側面形状を含めて検出することができるようにす
るための超音波探傷器を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、一対一組とした超音波送信用探触子と超
音波受信用探触子とを、前後に所要間隔を隔てて対峙す
るように配置すると共に、該両探触子を、ベースブロッ
ク上に載置したホルダーブロックに保持させ、且つ該ホ
ルダーブロックとベースブロックとの境界面を、左右方
向に湾曲する円筒面として、上記両探触子がホルダーブ
ロックを介して左右方向へ揺動できるようにした構成と
する。
【0008】超音波送信用探触子と超音波受信用探触子
とが、突き合わせ溶接部の如き探傷部位を挟んで向かい
合うように全体を配置して、探傷部位に沿わせて走査さ
せるようにし、欠陥が検出されると、その位置まで戻
り、両探触子を左右に揺動させながら再走査して探傷パ
ターンを描かせるようにする。
【0009】又、ホルダーブロックとベースブロックを
前後方向の中間部で分割し、且つ該分割ホルダーブロッ
ク間に、前後方向の間隔調整機構を組み付けた構成とす
ることにより、両探触子の間隔を調整することができる
ので、狙いとする探傷部位の深さを任意に変更すること
ができる。
【0010】更に、一対一組とした超音波送信用探触子
と超音波受信用探触子とを、前後に所要間隔を隔てて対
峙するように配置すると共に、該各探触子を球体状のホ
ルダーブロックにそれぞれ保持させ、且つ該各ホルダー
ブロックを、ベースブロック上に形成した球面座に係合
支持させて、上記各探触子が各ホルダーブロックを介し
て前後、左右方向へ揺動できるようにした構成とするこ
とによって、両探触子の間隔を変えることなく探傷部位
の深さを変更することができるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0012】図1(イ)(ロ)(ハ)は本発明の実施の
一形態を示すもので、一対一組とした超音波送信用探触
子1aと超音波受信用探触子1bとを、前後方向(矢印
X方向)に所要間隔を隔てて斜め下向きに向かい合うよ
うに配置すると共に、該両探触子1a,1bを、樹脂製
のホルダーブロック2に一体に保持させ、該ホルダーブ
ロック2を、底面を平坦面とした樹脂製のベースブロッ
ク3上に載置し、且つ該ホルダーブロック2とベースブ
ロック3との境界面を左右方向(矢印Y方向)に湾曲す
る円筒面4として、上記両探触子1a,1bがホルダー
ブロック2を介して上記円筒面4に沿い左右方向へ揺動
(ローリング)できるようにし、又、該両探触子1a,
1bのホルダーブロック2を介しての揺動をガイドする
ための揺動ガイド機構5として、ベースブロック3の前
後面に突起5aを設けると共に、該突起5aと係合する
円弧状の溝部材5bをホルダーブロック2の前後面に取
り付け、更に、探触子1a,1bの揺動中心O上の位置
に角度検出器6を取り付けた構成の超音波探傷器とす
る。
【0013】なお、7は鋼構造物としての板材8間に形
成された突き合わせ溶接部9等との干渉を避けるように
ベースブロック3の底面部に形成した凹部である。又、
10は溶接部9内に存在するノッチ状の欠陥を示す。
【0014】図2は上記構成とした超音波探傷器により
探傷検査を行う際に用いる信号処理回路の一例を示すも
ので、上記超音波送信用探触子1aから超音波を発する
ようにすると共にその反射エコーを超音波受信用探触子
1bで受けるようにした超音波送受信器1からの信号
と、上記角度検出器6からの揺動角度の信号とを受けて
画像処理する画像化処理装置11を備え、更に、該画像
化処理装置11で処理された画像を表示する表示器12
を備えた構成としてある。
【0015】今、図1(イ)(ロ)(ハ)に示す如き、
板材8,8間の突き合わせ溶接部9について探傷検査を
実施する場合には、両探触子1a,1bが溶接部9を挟
んで向かい合うように全体を配置して、溶接部9に沿っ
て走査させるようにし、このとき、欠陥10の存在が確
認された場合に、その位置付近まで一旦戻り、再び走査
させるようにするが、この際、両探触子1a,1bを同
時に左右に揺動させることにより、探傷パターンを表示
器12に描かせるようにする。
【0016】詳述すると、図3(イ)(ロ)(ハ)
(ニ)(ホ)(ヘ)(ト)は上記のように超音波探傷器
を、欠陥10の位置付近まで戻して再走査する場合の様
子を概念的に示すもので、欠陥10から離れた位置より
次第に接近して再び離れて行く状態を示している。又、
図4(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)(ヘ)(ト)は上
記図3(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)(ヘ)(ト)の
各位置での検出波形の一例を模式的に示している。
【0017】たとえば、図3(イ)の位置で前後の探触
子1a,1b(図では1aのみを示す)を同時に左右に
揺動させると、この位置では超音波により欠陥10をと
らえることができない(欠陥10に当って反射してくる
エコーを受けとることができない)ので、図4(イ)に
示す如く、表面透過波13と底面反射波14のみが検出
されることになる。しかし、図3(ロ)に示す如く、探
触子1a,1bを欠陥10に更に近付けて左右に揺動さ
せると、欠陥10の上端の一部に当った超音波の反射エ
コーを検出することができる。したがって、この際の検
出波形は図4(ロ)に示す如くなり、端部エコー15が
検出されることになる。同様に、図3(ハ)(ニ)
(ホ)(ヘ)(ト)の各位置で探触子1a,1bを揺動
させると、図4(ハ)(ニ)(ホ)(ヘ)(ト)の如き
検出波形が得られる。
【0018】このように、欠陥10の存在が確認された
後、探触子1a,1bを左右に揺動させながら再走査さ
せると、図4(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)(ヘ)
(ト)に示す如く、得られた端部エコー15の位置によ
り欠陥10の側面形状を検出することができる。図示の
場合、側面形状が半円形状の欠陥10であるため、半円
形状の探傷パターンを鮮明に描くことができる。又、端
部エコー15と底面反射波14とが交差していれば、検
出した欠陥10が底面に開していることも検出すること
ができる。
【0019】次に、図5は本発明の他の実施の形態を示
すもので、図1(イ)(ロ)(ハ)に示したものと同様
な構成において、探触子1a,1bを保持するホルダー
ブロック2と、該ホルダーブロック2を受けるベースブ
ロック3とを、いずれも前後方向の中間部で2分割し
て、分割ホルダーブロック2a,2bと分割ベースブロ
ック3a,3bとし、且つ上記探触子1a,1bの間隔
調整機構16として、両分割ホルダーブロック2a,2
bの左側面部間及び右側面部間に、前後方向に延びる長
孔17を有するガイド板18を配置して、両分割ホルダ
ーブロック2a,2bに、ガイド板18の長孔17を通
した止めねじ19を螺着し、分割ホルダーブロック2
a,2bが止めねじ19を介して長孔17に沿い前後方
向へ移動できるようにすると共に、止めねじ19の締め
込みで分割ホルダーブロック2a,2bを介し探触子1
a,1bの間隔を固定できるようにしたものである。
【0020】図5に示すようにすると、間隔調整機構1
6の操作で探触子1a,1bの前後方向の間隔を調整す
ることができるので、狙いとする探傷部位の深さを、D
1 、D2 、D3 の如く任意に変更することができる。し
たがって、探傷検査対象となる鋼構造物の厚さが薄くて
も厚くても精度よく検査を行うことができる。
【0021】次いで、図6(イ)(ロ)は本発明の更に
他の実施の形態を示すもので、下面の中央部に左右方向
へ延びる凹部7を形成したベースブロック3の上面に、
前後方向に所要間隔を隔てて球面座21をそれぞれ形成
し、且つ該ベースブロック3上の各球面座21に、球面
座21と一致する曲率の球体形状としたホルダーブロッ
ク20a,20bを載置して、ストッパプレート29に
より抜け止め支持させるようにし、且つ上記ホルダーブ
ロック20a,20bに、探触子1a,1bを埋設させ
るようにして保持させて、該各探触子1a,1bがホル
ダーブロック20a,20bと一体に前後、左右に揺動
できるようにする。又、上記両ホルダーブロック20
a,20bの対向面部間に、前後方向の揺動角度を調整
するための角度調整機構22を組み付ける。
【0022】上記角度調整機構22は製図用小型コンパ
スの如き構成としてある。すなわち、ヒンジ23により
開閉自在に連結したリンク部材24a,24bの各下端
を、ホルダーブロック20a,20bの対向面部にピン
連結し、且つリンク部材24a,24bの中間部間に、
中央部につまみ25を取り付けた逆ねじ26をねじ受2
7を介して前後方向に挿通させ、つまみ25の回転操作
でリンク部材24a,24b開きを変えることによりホ
ルダーブロック20a,20bの前後方向の揺動角度を
変えることができるようにしてある。
【0023】なお、探触子1a,1bは、先端面を球の
揺動中心Oに一致させてある。又、ホルダーブロック2
0a,20bの前後方向及び左右方向の表面には、揺動
中心Oを基準とした角度目盛り28が符してある。
【0024】図6(イ)(ロ)に示すように構成した場
合、角度調整機構23の操作によりホルダーブロック2
0a,20bをを対称的に前後方向に揺動させることが
できるので、ベースブロック3を分割して間隔調整する
ことなく、狙いとする探傷部位の深さを、D1 、D2
3 の如く任意に変更することができる。
【0025】なお、図5の実施の形態で示した間隔調整
機構16としては、他の構造のものであってもよいこ
と、又、図6(イ)(ロ)の実施の形態で示した角度調
整機構22は必要不可欠なものではないこと、その他本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。
【0026】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の超音波探傷器
によれば、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 一対一組とした超音波送信用探触子と超音波受信用
探触子とを、前後に所要間隔を隔てて対峙するように配
置すると共に、該両探触子を、ベースブロック上に載置
したホルダーブロックに保持させ、且つ該ホルダーブロ
ックとベースブロックとの境界面を、左右方向に湾曲す
る円筒面として、上記両探触子がホルダーブロックを介
して左右方向へ揺動できるようにした構成としてあるの
で、探傷部位の走査時に前後一対の探触子を同時に左右
に揺動させることによって、超音波を欠陥の端部に当る
ことができ、その反射エコーを検出させるようにするこ
とにより、側面形状を含めて欠陥を検出することができ
る。 (2) ホルダーブロックとベースブロックを前後方向の中
間部で分割し、且つ該分割ホルダーブロック間に、前後
方向の間隔調整機構を組み付けた構成とすることによ
り、間隔調整機構の操作で前後の探触子の間隔を任意に
選定することができるので、探傷部位の狙いとする深さ
位置を容易に変更することができる。 (3) 一対一組とした超音波送信用探触子と超音波受信用
探触子とを、前後に所要間隔を隔てて対峙するように配
置すると共に、該各探触子を球体状のホルダーブロック
にそれぞれ保持させ、且つ該各ホルダーブロックを、ベ
ースブロック上に形成した球面座に係合支持させて、上
記各探触子が各ホルダーブロックを介して前後、左右方
向へ揺動できるようにした構成とすることにより、探触
子の前後方向の角度を変えるだけで、探傷部位の狙いと
する深さ位置を容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超音波探傷器の実施の一形態を示すも
ので、(イ)は概略側面図、(ロ)は(イ)のA−A方
向矢視図、(ハ)は(イ)のB−B方向矢視図である。
【図2】信号処理回路の一例を示すブロック図である。
【図3】本発明の超音波探傷器を用いて探傷検査を行っ
ている状態を示すもので、(イ)(ロ)(ハ)(ニ)
(ホ)(ヘ)(ト)は異なる位置での検査状況を示す概
念図である。
【図4】検出波形の一例を示すもので、(イ)(ロ)
(ハ)(ニ)(ホ)(ヘ)(ト)は図3(イ)(ロ)
(ハ)(ニ)(ホ)(ヘ)(ト)に示す位置での検出波
形の模式図である。
【図5】本発明の他の実施の形態を示す概略図である。
【図6】本発明の更に他の実施の形態を示すもので、
(イ)は一部切断概略側面図、(ロ)は(イ)のC−C
方向矢視図である。
【図7】超音波探傷法を示すもので、(イ)は垂直法の
概要図、(ロ)は斜角法の概要図である。
【符号の説明】
1a,1b 探触子 2 ホルダーブロック 2a,2b 分割ホルダーブロック 3 ベースブロック 4 円筒面 20a,20b ホルダーブロック 21 球面座

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対一組とした超音波送信用探触子と超
    音波受信用探触子とを、前後に所要間隔を隔てて対峙す
    るように配置すると共に、該両探触子を、ベースブロッ
    ク上に載置したホルダーブロックに保持させ、且つ該ホ
    ルダーブロックとベースブロックとの境界面を、左右方
    向に湾曲する円筒面として、上記両探触子がホルダーブ
    ロックを介して左右方向へ揺動できるようにした構成を
    有することを特徴とする超音波探傷器。
  2. 【請求項2】 ホルダーブロックとベースブロックを前
    後方向の中間部で分割し、且つ該分割ホルダーブロック
    間に、前後方向の間隔調整機構を組み付けた請求項1記
    載の超音波探傷器。
  3. 【請求項3】 一対一組とした超音波送信用探触子と超
    音波受信用探触子とを、前後に所要間隔を隔てて対峙す
    るように配置すると共に、該各探触子を球体状のホルダ
    ーブロックにそれぞれ保持させ、且つ該各ホルダーブロ
    ックを、ベースブロック上に形成した球面座に係合支持
    させて、上記各探触子が各ホルダーブロックを介して前
    後、左右方向へ揺動できるようにした構成を有すること
    を特徴とする超音波探傷器。
JP10184815A 1998-06-30 1998-06-30 超音波探傷器 Pending JP2000019164A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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