JP2000352563A - 被覆管用超音波探傷装置 - Google Patents
被覆管用超音波探傷装置Info
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Abstract
(57)【要約】
【課題】 どのような形態の微小傷に対しても、探触子
数を増やすことなく、精度の良好な検出を行えるように
すること。 【解決手段】 被覆管Ｈの表面付近には、軸方向探傷用
の送信探触子１及び受信探触子２と、周方向探傷用の送
信探触子３及び受信探触子４とが配設されている。送信
探触子１，３からの超音波は内周面で反射して受信探触
子２，４により受信される。被覆管Ｈに微小傷が存在す
る場合にこのとき受信される超音波のエネルギーが、被
覆管Ｈに微小傷が存在しない場合のものについて予め設
定してある基準値よりも減少しているときに、微小傷検
出部５は微小傷が存在する旨の判別を行う。
数を増やすことなく、精度の良好な検出を行えるように
すること。 【解決手段】 被覆管Ｈの表面付近には、軸方向探傷用
の送信探触子１及び受信探触子２と、周方向探傷用の送
信探触子３及び受信探触子４とが配設されている。送信
探触子１，３からの超音波は内周面で反射して受信探触
子２，４により受信される。被覆管Ｈに微小傷が存在す
る場合にこのとき受信される超音波のエネルギーが、被
覆管Ｈに微小傷が存在しない場合のものについて予め設
定してある基準値よりも減少しているときに、微小傷検
出部５は微小傷が存在する旨の判別を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子燃料棒用被覆
管に対して超音波を当て微小傷の有無を検査するための
被覆管用超音波探傷装置に関するものである。
管に対して超音波を当て微小傷の有無を検査するための
被覆管用超音波探傷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子燃料棒用被覆管は、外径が約１ｃ
ｍ、肉厚が約１ｍｍ、長さが約４ｍの寸法を有するジル
コニウム合金製の薄肉管であり、内部に核燃料ペレット
が封入されて原子炉内に配設されるものである。この原
子燃料棒用被覆管は、その用途の故に、傷等の欠陥の存
在は許されず、たとえ微小な傷であっても原子炉の重大
故障につながる虞れがあるために、微小傷の有無の検査
が厳格に実施されている。微小傷の有無の検査として
は、目視検査、渦流探傷法による検査、超音波探傷法に
よる検査等があるが、この中でも、超音波探傷法による
検査が、被覆管の表面ばかりでなく内部の微小傷の検出
に対しても有効であることから広範に実施されている。
ｍ、肉厚が約１ｍｍ、長さが約４ｍの寸法を有するジル
コニウム合金製の薄肉管であり、内部に核燃料ペレット
が封入されて原子炉内に配設されるものである。この原
子燃料棒用被覆管は、その用途の故に、傷等の欠陥の存
在は許されず、たとえ微小な傷であっても原子炉の重大
故障につながる虞れがあるために、微小傷の有無の検査
が厳格に実施されている。微小傷の有無の検査として
は、目視検査、渦流探傷法による検査、超音波探傷法に
よる検査等があるが、この中でも、超音波探傷法による
検査が、被覆管の表面ばかりでなく内部の微小傷の検出
に対しても有効であることから広範に実施されている。
【０００３】超音波探傷法は、大別すると、「透過
法」、「パルス反射法」、及び「共振法」の３つの方式
に分類される。透過法は、被検体を透過する超音波の透
過量を計測して被検体の傷を検出する方法であり、パル
ス反射法は、被検体から反射される超音波パルスの反射
状況から被検体の傷を検出する方法であり、共振法は被
検体内部の超音波の共振状況から被検体の傷を検出する
方法である。そして、原子燃料棒用被覆管に対する超音
波探傷法としては、従来からパルス反射法が採用されて
いる。
法」、「パルス反射法」、及び「共振法」の３つの方式
に分類される。透過法は、被検体を透過する超音波の透
過量を計測して被検体の傷を検出する方法であり、パル
ス反射法は、被検体から反射される超音波パルスの反射
状況から被検体の傷を検出する方法であり、共振法は被
検体内部の超音波の共振状況から被検体の傷を検出する
方法である。そして、原子燃料棒用被覆管に対する超音
波探傷法としては、従来からパルス反射法が採用されて
いる。
【０００４】図８は、パルス反射法による従来の超音波
探傷についての説明図である。この図において、肉厚ｔ
を有する被覆管Ｈは、軸方向に沿って設けられている検
査ライン上を回転しながら移動するようになっている。
そして、この検査ライン上の所定位置には、超音波の送
信部及び受信部を有する超音波探触子が被覆管Ｈの表面
付近に配設されている。なお、超音波探触子としては、
通常、被覆管の軸方向に沿って生じた微小傷を検出する
ための軸方向探傷用探触子と、被覆管の周方向に沿って
生じた微小傷を検出するための周方向探傷用探触子とが
あり、図８は軸方向探傷用探触子による超音波探傷を示
すものである。
探傷についての説明図である。この図において、肉厚ｔ
を有する被覆管Ｈは、軸方向に沿って設けられている検
査ライン上を回転しながら移動するようになっている。
そして、この検査ライン上の所定位置には、超音波の送
信部及び受信部を有する超音波探触子が被覆管Ｈの表面
付近に配設されている。なお、超音波探触子としては、
通常、被覆管の軸方向に沿って生じた微小傷を検出する
ための軸方向探傷用探触子と、被覆管の周方向に沿って
生じた微小傷を検出するための周方向探傷用探触子とが
あり、図８は軸方向探傷用探触子による超音波探傷を示
すものである。
【０００５】探触子の送信部から被覆管Ｈに向けて超音
波を発射させた場合、探触子の受信部は被覆管Ｈの外周
面及び内周面からの反射波を受信する。ところが、図８
に示すように、被覆管Ｈの内部に、周方向（半径方向）
に沿って生じた「割れ状」の微小傷Ｆａが存在する場
合、探触子の受信部は、外周面及び内周面のいずれから
でもない反射波を受信することになる。したがって、こ
の反射波の受信によって微小傷Ｆａの存在を検出するこ
とができる。
波を発射させた場合、探触子の受信部は被覆管Ｈの外周
面及び内周面からの反射波を受信する。ところが、図８
に示すように、被覆管Ｈの内部に、周方向（半径方向）
に沿って生じた「割れ状」の微小傷Ｆａが存在する場
合、探触子の受信部は、外周面及び内周面のいずれから
でもない反射波を受信することになる。したがって、こ
の反射波の受信によって微小傷Ｆａの存在を検出するこ
とができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、パル
ス反射法による従来の超音波探傷に用いられている探触
子は、送信部及び受信部を有するものであり、その取り
付け個所は同一位置になっている。したがって、受信部
が受信し得る反射波は、発射波と同一の経路を辿るもの
のみに限定されることになる。それ故、軸方向探傷用探
触子及び周方向探傷用探触子の２種類の探触子を設け、
いずれかの探触子によって殆ど全ての微小傷を検出でき
るようにしている。
ス反射法による従来の超音波探傷に用いられている探触
子は、送信部及び受信部を有するものであり、その取り
付け個所は同一位置になっている。したがって、受信部
が受信し得る反射波は、発射波と同一の経路を辿るもの
のみに限定されることになる。それ故、軸方向探傷用探
触子及び周方向探傷用探触子の２種類の探触子を設け、
いずれかの探触子によって殆ど全ての微小傷を検出でき
るようにしている。
【０００７】しかし、被覆管Ｈに発生する微小傷の形状
は多種多様であり、いずれの探触子によっても検出する
ことが不可能な微小傷が被覆管Ｈに発生することがあり
得る。例えば、図９に示すように、「インクルージョ
ン」（インクルージョンは被覆管製造工程のうち圧延工
程で発生する。つまり、被覆管の表面に微細な金属チッ
プが付着した状態で圧延を行うと、この金属チップが被
覆管にめり込むことになる。このめり込んだ状態の金属
介在物又はこの介在物が剥がれた状態の欠陥をインクル
ージョンと呼ぶ。）と呼ばれ立体的な広がりを有する微
小傷Ｆｂが被覆管Ｈに存在する場合、探触子から発射さ
れた超音波はこの微小傷Ｆｂにより四方八方に反射され
てしまうため、探触子の受信部はこの反射波を受信する
ことができず、従ってこの微小傷Ｆｂの存在を検出する
ことができなくなる。
は多種多様であり、いずれの探触子によっても検出する
ことが不可能な微小傷が被覆管Ｈに発生することがあり
得る。例えば、図９に示すように、「インクルージョ
ン」（インクルージョンは被覆管製造工程のうち圧延工
程で発生する。つまり、被覆管の表面に微細な金属チッ
プが付着した状態で圧延を行うと、この金属チップが被
覆管にめり込むことになる。このめり込んだ状態の金属
介在物又はこの介在物が剥がれた状態の欠陥をインクル
ージョンと呼ぶ。）と呼ばれ立体的な広がりを有する微
小傷Ｆｂが被覆管Ｈに存在する場合、探触子から発射さ
れた超音波はこの微小傷Ｆｂにより四方八方に反射され
てしまうため、探触子の受信部はこの反射波を受信する
ことができず、従ってこの微小傷Ｆｂの存在を検出する
ことができなくなる。
【０００８】また、軸方向又は周方向に沿って生じた
「割れ状」の微小傷Ｆａであっても、この微小傷Ｆａを
精度良く検出できない場合がある。図１０（ａ）は、軸
方向の微小傷Ｆａ1及び周方向の微小傷Ｆａ2に対する超
音波の発射・反射方向が理想的な垂直方向である場合を
示しているが、このような発射・反射状況であれば発射
波と反射波とは同一の経路を辿るため、これらの微小傷
Ｆａ1，Ｆａ2を精度良く検出することができる（実際に
は、微小傷Ｆａ2に対するような、軸方向に完全に平行
な超音波を発射できるように、探触子を取り付けること
はできない。）。しかし、図１０（ｂ）に示すように、
軸方向及び周方向に対して斜めの微小傷Ｆａ3，Ｆａ4が
ある場合、微小傷Ｆａ3に対する超音波のように、その
発射方向を微小傷Ｆａ1，Ｆａ2と同様の方向としたので
は、その反射方向は発射方向とは異なってしまうため
に、この微小傷Ｆａ3を精度良く検出することができな
くなる。このような、斜めの微小傷に対しても精度の良
好な検出を行うためには、微小傷Ｆａ4に対する超音波
のように、その発射方向を垂直方向とする必要がある
が、それでは高価な探触子を余分に増設しなければなら
なくなる。
「割れ状」の微小傷Ｆａであっても、この微小傷Ｆａを
精度良く検出できない場合がある。図１０（ａ）は、軸
方向の微小傷Ｆａ1及び周方向の微小傷Ｆａ2に対する超
音波の発射・反射方向が理想的な垂直方向である場合を
示しているが、このような発射・反射状況であれば発射
波と反射波とは同一の経路を辿るため、これらの微小傷
Ｆａ1，Ｆａ2を精度良く検出することができる（実際に
は、微小傷Ｆａ2に対するような、軸方向に完全に平行
な超音波を発射できるように、探触子を取り付けること
はできない。）。しかし、図１０（ｂ）に示すように、
軸方向及び周方向に対して斜めの微小傷Ｆａ3，Ｆａ4が
ある場合、微小傷Ｆａ3に対する超音波のように、その
発射方向を微小傷Ｆａ1，Ｆａ2と同様の方向としたので
は、その反射方向は発射方向とは異なってしまうため
に、この微小傷Ｆａ3を精度良く検出することができな
くなる。このような、斜めの微小傷に対しても精度の良
好な検出を行うためには、微小傷Ｆａ4に対する超音波
のように、その発射方向を垂直方向とする必要がある
が、それでは高価な探触子を余分に増設しなければなら
なくなる。
【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、どのような形態の微小傷に対しても、探触子数
を増やすことなく、精度の良好な検出を行うことが可能
な被覆管用超音波探傷装置を提供することを目的として
いる。
であり、どのような形態の微小傷に対しても、探触子数
を増やすことなく、精度の良好な検出を行うことが可能
な被覆管用超音波探傷装置を提供することを目的として
いる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、原子燃料棒用被
覆管の表面付近に配設され、この被覆管に対して超音波
を送信すると共に、この超音波の反射波を受信する探触
子と、前記探触子が受信した前記超音波の反射波信号を
解析し、前記被覆管に存在する微小傷を検出する微小傷
検出部と、を備えた被覆管用超音波探傷装置において、
前記探触子は、送信機能のみを有する送信探触子、及び
受信機能のみを有する受信探触子により構成されてお
り、この受信探触子は、前記被覆管の内周面で反射し且
つその反射方向が前記送信探触子の送信方向と交差する
方向となっている反射波を受信可能な所定位置に配設さ
れている、ことを特徴とする。
の手段として、請求項１記載の発明は、原子燃料棒用被
覆管の表面付近に配設され、この被覆管に対して超音波
を送信すると共に、この超音波の反射波を受信する探触
子と、前記探触子が受信した前記超音波の反射波信号を
解析し、前記被覆管に存在する微小傷を検出する微小傷
検出部と、を備えた被覆管用超音波探傷装置において、
前記探触子は、送信機能のみを有する送信探触子、及び
受信機能のみを有する受信探触子により構成されてお
り、この受信探触子は、前記被覆管の内周面で反射し且
つその反射方向が前記送信探触子の送信方向と交差する
方向となっている反射波を受信可能な所定位置に配設さ
れている、ことを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記微小傷検出部は、前記被覆管中に微小
傷が存在しない場合の前記反射波信号のレベルを基準値
として予め設定しておき、前記解析を行った信号がこの
基準値を所定レベルだけ下回ったものである場合に、微
小傷が存在すると判別するものである、ことを特徴とす
る。
明において、前記微小傷検出部は、前記被覆管中に微小
傷が存在しない場合の前記反射波信号のレベルを基準値
として予め設定しておき、前記解析を行った信号がこの
基準値を所定レベルだけ下回ったものである場合に、微
小傷が存在すると判別するものである、ことを特徴とす
る。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記探触子として、軸方向探傷用探
触子及び周方向探傷用探触子の双方が配設されている、
ことを特徴とする。
載の発明において、前記探触子として、軸方向探傷用探
触子及び周方向探傷用探触子の双方が配設されている、
ことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づき説明する。図１は、本実施形態に係る被覆管用超音
波探傷装置の概略構成図である。この図において、肉厚
ｔを有する被覆管Ｈの表面付近には、軸方向探傷用探触
子として送信探触子１及び受信探触子２が所定位置に配
設され、また、周方向探傷用探触子として送信探触子３
及び受信探触子４が所定位置に配設されている。そし
て、受信探触子２，４が受信した各反射波信号は微小傷
検出部５に送られ、微小傷検出部５はこの反射波信号を
解析して被覆管Ｈに微小傷が存在するか否かを検出する
ようになっている。
づき説明する。図１は、本実施形態に係る被覆管用超音
波探傷装置の概略構成図である。この図において、肉厚
ｔを有する被覆管Ｈの表面付近には、軸方向探傷用探触
子として送信探触子１及び受信探触子２が所定位置に配
設され、また、周方向探傷用探触子として送信探触子３
及び受信探触子４が所定位置に配設されている。そし
て、受信探触子２，４が受信した各反射波信号は微小傷
検出部５に送られ、微小傷検出部５はこの反射波信号を
解析して被覆管Ｈに微小傷が存在するか否かを検出する
ようになっている。
【００１４】ここで、本発明の技術の基礎となる原理に
つき説明しておく。一般に、微小傷の無い健全な被覆管
に対して超音波を斜角で発射した場合、この超音波は、
被覆管の肉厚部内部で反射を繰り返しながら伝播するも
のと、被覆管を透過して外部へ出射するものとに分かれ
る。一方、微小傷を有する被覆管に対して超音波を斜角
で発射した場合、この微小傷が超音波のビーム径よりも
大きなときは（「大きな」微小傷）は、この「大きな」
微小傷に当たった超音波が全反射を起こす。そして、微
小傷が超音波のビーム径よりも小さなとき（「小さな」
微小傷）は、この「小さな」微小傷に当たった超音波
は、健全な被覆管の場合と同様に、被覆管の肉厚部内部
で反射を繰り返しながら伝播するものと、被覆管を透過
して外部へ出射するものとに分かれる（但し、このとき
の外部への出射量は、健全な被覆管の場合よりも小さく
なる。）。つまり、被覆管の外部へ出射する超音波のエ
ネルギーは、「大きな」微小傷の場合はゼロであり、
「小さな」微小傷の場合は低レベルのものとなってお
り、いずれにしても健全な被覆管の場合に比べて外部へ
出射する超音波のエネルギーが減少したものとなってい
る。したがって、被覆管の外部へ出射する超音波のエネ
ルギーを受信探触子で受信するようにすれば、被覆管に
含まれる微小傷を検出することができ、さらに、その超
音波のエネルギーの減少レベルを求めることにより微小
傷の大きさについても推定することができる。
つき説明しておく。一般に、微小傷の無い健全な被覆管
に対して超音波を斜角で発射した場合、この超音波は、
被覆管の肉厚部内部で反射を繰り返しながら伝播するも
のと、被覆管を透過して外部へ出射するものとに分かれ
る。一方、微小傷を有する被覆管に対して超音波を斜角
で発射した場合、この微小傷が超音波のビーム径よりも
大きなときは（「大きな」微小傷）は、この「大きな」
微小傷に当たった超音波が全反射を起こす。そして、微
小傷が超音波のビーム径よりも小さなとき（「小さな」
微小傷）は、この「小さな」微小傷に当たった超音波
は、健全な被覆管の場合と同様に、被覆管の肉厚部内部
で反射を繰り返しながら伝播するものと、被覆管を透過
して外部へ出射するものとに分かれる（但し、このとき
の外部への出射量は、健全な被覆管の場合よりも小さく
なる。）。つまり、被覆管の外部へ出射する超音波のエ
ネルギーは、「大きな」微小傷の場合はゼロであり、
「小さな」微小傷の場合は低レベルのものとなってお
り、いずれにしても健全な被覆管の場合に比べて外部へ
出射する超音波のエネルギーが減少したものとなってい
る。したがって、被覆管の外部へ出射する超音波のエネ
ルギーを受信探触子で受信するようにすれば、被覆管に
含まれる微小傷を検出することができ、さらに、その超
音波のエネルギーの減少レベルを求めることにより微小
傷の大きさについても推定することができる。
【００１５】従来技術における超音波探傷では、送信部
及び受信部が同一位置に設けられている探触子により超
音波パルスを探傷面に対して垂直に発射し（垂直法）、
被覆管からのパルス反射波の反射状況に基づいて微小傷
の検出を行っている（パルス反射法）。これに対し、本
発明による超音波探傷では、送信探触子及び受信探触子
をそれぞれ異なる位置に配設し、送信探触子から超音波
パルスを探傷面に対して斜めに発射し（斜角法）、被覆
管の内周面で反射し且つ被覆管を透過して外部に出射し
た超音波エネルギーの減少分を計測することにより微小
傷の検出を行っている（透過法）。したがって、本発明
による超音波探傷は、被覆管により反射された超音波パ
ルスを取り扱うものであるという点からはパルス反射法
の一形態であると共に、被覆管を透過した超音波エネル
ギーを計測するという点からは透過法の一形態であると
いうこともでき、さらに、パルス反射法と透過法とを組
み合わせたものであるということもできる。
及び受信部が同一位置に設けられている探触子により超
音波パルスを探傷面に対して垂直に発射し（垂直法）、
被覆管からのパルス反射波の反射状況に基づいて微小傷
の検出を行っている（パルス反射法）。これに対し、本
発明による超音波探傷では、送信探触子及び受信探触子
をそれぞれ異なる位置に配設し、送信探触子から超音波
パルスを探傷面に対して斜めに発射し（斜角法）、被覆
管の内周面で反射し且つ被覆管を透過して外部に出射し
た超音波エネルギーの減少分を計測することにより微小
傷の検出を行っている（透過法）。したがって、本発明
による超音波探傷は、被覆管により反射された超音波パ
ルスを取り扱うものであるという点からはパルス反射法
の一形態であると共に、被覆管を透過した超音波エネル
ギーを計測するという点からは透過法の一形態であると
いうこともでき、さらに、パルス反射法と透過法とを組
み合わせたものであるということもできる。
【００１６】次に、軸方向探傷用探触子としての送信探
触子１及び受信探触子２の配設位置と、周方向探傷用探
触子としての送信探触子３及び受信探触子４の配設位置
につき説明する。図２は、送信探触子１及び受信探触子
２の配設位置についての説明図である。この図におい
て、被覆管Ｈの中心Ｏを通る法線Ｌ1に平行で且つ法線
Ｌ1からオフセット距離ｄだけ離間した線上に送信探触
子１が取り付けられている。この送信探触子１から超音
波が被覆管Ｈに向けて発射された場合、その超音波パル
スは入射角がθ1、屈折角がθ2、内周面反射角がθ3と
なって被覆管Ｈの外部に出射されていく。そこで、法線
Ｌ1から時計回り方向にθ3＋２θ1−２θ2の角度だけ回
転した法線Ｌ2を考え、この法線Ｌ2に平行で且つ法線Ｌ
2からオフセット距離ｄだけ離間した線上に受信探触子
２が取り付けられている。
触子１及び受信探触子２の配設位置と、周方向探傷用探
触子としての送信探触子３及び受信探触子４の配設位置
につき説明する。図２は、送信探触子１及び受信探触子
２の配設位置についての説明図である。この図におい
て、被覆管Ｈの中心Ｏを通る法線Ｌ1に平行で且つ法線
Ｌ1からオフセット距離ｄだけ離間した線上に送信探触
子１が取り付けられている。この送信探触子１から超音
波が被覆管Ｈに向けて発射された場合、その超音波パル
スは入射角がθ1、屈折角がθ2、内周面反射角がθ3と
なって被覆管Ｈの外部に出射されていく。そこで、法線
Ｌ1から時計回り方向にθ3＋２θ1−２θ2の角度だけ回
転した法線Ｌ2を考え、この法線Ｌ2に平行で且つ法線Ｌ
2からオフセット距離ｄだけ離間した線上に受信探触子
２が取り付けられている。
【００１７】図３は、送信探触子３及び受信探触子４の
配設位置についての説明図である。この図において、被
覆管Ｈの表面から高さがｈの位置で且つ入射角がθ4と
なるような角度で送信探触子３が取り付けられている。
このとき、超音波パルスの入射点を通る法線Ｌ3と送信
探触子３の取付位置との間の距離はｈ・ｔａｎθ4とな
る。また、屈折角をθ5とすると、法線Ｌ3と、内周面反
射後の超音波パルスの出射点を通る法線Ｌ4との間の距
離は２ｔ・ｔａｎθ5となる。そして、被覆管Ｈの表面
から高さがｈの位置で且つ出射角（＝入射角）がθ4と
なるような角度で受信探触子４が取り付けられている。
すなわち、受信探触子４は、送信探触子３の配設位置か
ら２ｈ・ｔａｎθ4＋２ｔ・ｔａｎθ5だけ離れた位置に
送信探触子３と同じ角度及び同じ高さで配設されてい
る。
配設位置についての説明図である。この図において、被
覆管Ｈの表面から高さがｈの位置で且つ入射角がθ4と
なるような角度で送信探触子３が取り付けられている。
このとき、超音波パルスの入射点を通る法線Ｌ3と送信
探触子３の取付位置との間の距離はｈ・ｔａｎθ4とな
る。また、屈折角をθ5とすると、法線Ｌ3と、内周面反
射後の超音波パルスの出射点を通る法線Ｌ4との間の距
離は２ｔ・ｔａｎθ5となる。そして、被覆管Ｈの表面
から高さがｈの位置で且つ出射角（＝入射角）がθ4と
なるような角度で受信探触子４が取り付けられている。
すなわち、受信探触子４は、送信探触子３の配設位置か
ら２ｈ・ｔａｎθ4＋２ｔ・ｔａｎθ5だけ離れた位置に
送信探触子３と同じ角度及び同じ高さで配設されてい
る。
【００１８】次に、本実施形態の動作につき説明する。
まず、検査対象の被覆管に対する検査を実施するのに先
立ち、微小傷が存在しないことが分かっている健全な被
覆管Ｈに対して、図４に示すように、送信探触子１に超
音波を発射させその内周面からの反射波を受信探触子２
に受信させることにより、微小傷検出部５がその判別に
使用する基準値のレベルを予め設定しておく。図５は、
このとき受信探触子２が受信した超音波パルスの信号レ
ベルＡ1を示すものである。したがって、軸方向探傷側
の上記の基準値はＡ1に設定されることになる。送信探
触子３及び受信探触子４にも、同様にして、超音波の発
射動作及び受信動作を行わせ、周方向探傷側の基準値を
設定するようにする。
まず、検査対象の被覆管に対する検査を実施するのに先
立ち、微小傷が存在しないことが分かっている健全な被
覆管Ｈに対して、図４に示すように、送信探触子１に超
音波を発射させその内周面からの反射波を受信探触子２
に受信させることにより、微小傷検出部５がその判別に
使用する基準値のレベルを予め設定しておく。図５は、
このとき受信探触子２が受信した超音波パルスの信号レ
ベルＡ1を示すものである。したがって、軸方向探傷側
の上記の基準値はＡ1に設定されることになる。送信探
触子３及び受信探触子４にも、同様にして、超音波の発
射動作及び受信動作を行わせ、周方向探傷側の基準値を
設定するようにする。
【００１９】このように軸方向探傷側及び周方向探傷側
の基準値の設定を終えた後、検査対象の被覆管に対する
検査を実施する。そして、例えば、図６に示すように、
被覆管Ｈが微小傷Ｆｂを有している場合、受信探触子２
が受信する反射波信号のレベルは、図７に示すように、
Ａ2となる。この信号レベルＡ2は、先に設定しておいた
基準値Ａ1よりも所定レベルだけ減少したものとなって
いるので、微小傷検出部５はこの被覆管Ｈに対して微小
傷が存在する旨の判別を行うことになる。
の基準値の設定を終えた後、検査対象の被覆管に対する
検査を実施する。そして、例えば、図６に示すように、
被覆管Ｈが微小傷Ｆｂを有している場合、受信探触子２
が受信する反射波信号のレベルは、図７に示すように、
Ａ2となる。この信号レベルＡ2は、先に設定しておいた
基準値Ａ1よりも所定レベルだけ減少したものとなって
いるので、微小傷検出部５はこの被覆管Ｈに対して微小
傷が存在する旨の判別を行うことになる。
【００２０】上記の例は、被覆管Ｈがインクルージョン
と呼ばれる微小傷を外周面付近に有する場合であった
が、割れ状の微小傷や外周面付近以外の他の位置に存在
する微小傷の場合も、受信探触子２又は受信探触子４の
いずれかが受信する信号レベルは必ず基準値Ａ1よりも
減少したものとなるので、同様にして検出することがで
きる。
と呼ばれる微小傷を外周面付近に有する場合であった
が、割れ状の微小傷や外周面付近以外の他の位置に存在
する微小傷の場合も、受信探触子２又は受信探触子４の
いずれかが受信する信号レベルは必ず基準値Ａ1よりも
減少したものとなるので、同様にして検出することがで
きる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、送信機
能のみを有する送信探触子、及び受信機能のみを有する
受信探触子により探触子を構成し、この受信探触子を、
被覆管の内周面で反射し且つその反射方向が送信探触子
の送信方向と交差する方向となっている反射波を受信可
能な所定位置に配設するようにしたので、どのような形
態の微小傷に対しても、探触子数を増やすことなく、精
度の良好な検出を行うことができる。
能のみを有する送信探触子、及び受信機能のみを有する
受信探触子により探触子を構成し、この受信探触子を、
被覆管の内周面で反射し且つその反射方向が送信探触子
の送信方向と交差する方向となっている反射波を受信可
能な所定位置に配設するようにしたので、どのような形
態の微小傷に対しても、探触子数を増やすことなく、精
度の良好な検出を行うことができる。
【図１】本発明の実施形態に係る被覆管用超音波探傷装
置の概略構成図。
置の概略構成図。
【図２】図１における送信探触子１及び受信探触子２の
配設位置についての説明図。
配設位置についての説明図。
【図３】図１における送信探触子３及び受信探触子４の
配設位置についての説明図。
配設位置についての説明図。
【図４】微小傷の存在しない健全な被覆管Ｈに対して行
う基準値設定作業についての説明図。
う基準値設定作業についての説明図。
【図５】図４の設定作業に基づき得られた信号の基準値
Ａ1を示す波形図。
Ａ1を示す波形図。
【図６】微小傷Ｆｂを有する被覆管Ｈの超音波反射方向
を示す説明図。
を示す説明図。
【図７】図６における受信探触子２が受信した信号のレ
ベルＡ2を示す波形図。
ベルＡ2を示す波形図。
【図８】パルス反射法による従来の超音波探傷について
の説明図。
の説明図。
【図９】インクルージョンと呼ばれる微小傷を被覆管Ｈ
が有する場合の従来の超音波探傷についての説明図。
が有する場合の従来の超音波探傷についての説明図。
【図１０】割れ状の微小傷を被覆管Ｈが有する場合の従
来の超音波探傷についての説明図であり、（ａ）は微小
傷に対して超音波の方向が垂直な場合、（ｂ）は微小傷
に対して超音波の方向が斜め及び垂直な場合を示してい
る。
来の超音波探傷についての説明図であり、（ａ）は微小
傷に対して超音波の方向が垂直な場合、（ｂ）は微小傷
に対して超音波の方向が斜め及び垂直な場合を示してい
る。
Ｈ 被覆管 Ｆａ 割れ状の微小傷 Ｆｂ 微小傷（インクルージョン） １ 送信探触子 ２ 受信探触子 ３ 送信探触子 ４ 受信探触子 ５ 微小傷検出部
Claims (3)
- 【請求項１】原子燃料棒用被覆管の表面付近に配設さ
れ、この被覆管に対して超音波を送信すると共に、この
超音波の反射波を受信する探触子と、 前記探触子が受信した前記超音波の反射波信号を解析
し、前記被覆管に存在する微小傷を検出する微小傷検出
部と、 を備えた被覆管用超音波探傷装置において、 前記探触子は、送信機能のみを有する送信探触子、及び
受信機能のみを有する受信探触子により構成されてお
り、この受信探触子は、前記被覆管の内周面で反射し且
つその反射方向が前記送信探触子の送信方向と交差する
方向となっている反射波を受信可能な所定位置に配設さ
れている、 ことを特徴とする被覆管用超音波探傷装置。 - 【請求項２】前記微小傷検出部は、前記被覆管中に微小
傷が存在しない場合の前記反射波信号のレベルを基準値
として予め設定しておき、前記解析を行った信号がこの
基準値を所定レベルだけ下回ったものである場合に、微
小傷が存在すると判別するものである、 ことを特徴とする請求項１記載の被覆管用超音波探傷装
置。 - 【請求項３】前記探触子として、軸方向探傷用探触子及
び周方向探傷用探触子の双方が配設されている、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の被覆管用超音波
探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11164046A JP2000352563A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 被覆管用超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11164046A JP2000352563A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 被覆管用超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352563A true JP2000352563A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15785780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11164046A Pending JP2000352563A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 被覆管用超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000352563A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003279550A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-02 | Kyoji Honma | ニューラルネットワークを利用した知能化超音波探傷システム |
| JP2011043898A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Toshiba Corp | 医用情報表示装置 |
| JP2011237421A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-24 | Olympus Ndt | 非破壊検査のための回転アレイプローブシステム |
| WO2016163034A1 (ja) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | 東北特殊鋼株式会社 | 丸棒材の超音波探傷方法および超音波探傷装置 |
| JP2017020561A (ja) * | 2015-07-09 | 2017-01-26 | Ntn株式会社 | 等速自在継手の外側継手部材の製造方法および溶接部の超音波探傷検査方法 |
| JP2018036280A (ja) * | 2017-11-13 | 2018-03-08 | 東北特殊鋼株式会社 | 丸棒材の超音波探傷装置 |
| KR20200126776A (ko) * | 2019-04-30 | 2020-11-09 | 한국수력원자력 주식회사 | 사용후 핵연료봉의 초음파 검사 방법 |
| JP2021502561A (ja) * | 2017-11-13 | 2021-01-28 | フラマトムＦｒａｍａｔｏｍｅ | 金属部品の超音波応答をシミュレートするための電子デバイス及び方法、関連する試験電子システム、方法及びコンピュータプログラム |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP11164046A patent/JP2000352563A/ja active Pending
Cited By (14)
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|---|---|---|---|---|
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| JP7376477B2 (ja) | 2017-11-13 | 2023-11-08 | フラマトム | 金属部品の超音波応答をシミュレートするための電子デバイス及び方法、関連する試験電子システム、方法及びコンピュータプログラム |
| KR20200126776A (ko) * | 2019-04-30 | 2020-11-09 | 한국수력원자력 주식회사 | 사용후 핵연료봉의 초음파 검사 방법 |
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