JP2001004601A

JP2001004601A - 超音波センサ、探傷検査装置及び方法

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Publication number: JP2001004601A
Application number: JP11177853A
Authority: JP
Inventors: Akio Mori; 章雄森; Minoru Yashima; 実八島; Noriyuki Nishida; 紀之西田
Original assignee: KANSAI X SEN KK
Current assignee: KANSAI X SEN KK
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】管に生じた内外面における腐食及び減肉の検
査に対し、作業性及び検査精度の向上を図る。【解決手段】第一送受信振動子６は管１の肉厚部分２
で時計回りである一方向へ向かって透過ビームＴ１を出
射し、第二送受信振動子７は管１の肉厚部分２で反時計
回りである他方向へ向かって透過ビームＴ２を出射する
ように、また、第一送受信振動子６は肉厚部分２から透
過ビームＴ２及び反射ビームＨ１を受信するように、第
二送受信振動子７は肉厚部分２から透過ビームＴ１及び
反射ビームＨ２を受信するように、第一送受信振動子６
及び第二送受信振動子７はそれぞれ配向されている。こ
の受信した被検査箇所の探傷情報を含む透過ビームＴ
１，Ｔ２及び反射ビームＨ１，Ｈ２に基づいて演算装置
６０にて腐食位置及び腐食量を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、石油精
製、石油化学等の化学プラントにおいて多用されてい
る、原材料や燃料移送用の例えば配管と、該配管を支え
る、架台やラックと呼称される、配管支持部材との接触
部、等における配管の探傷検査を行う超音波センサ、探
傷検査装置及び探傷検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種プラントにおける配管は、例えば架
台やラックと呼称される梁にて支持されている。よっ
て、特に屋外配管であってさらにほぼ水平方向に延在す
るような配管の場合には、配管と上記梁との接触部分で
は配管の外面が腐食し配管の減肉が発生し易い。このよ
うな配管と上記梁との接触部分における当該配管の外面
腐食の検出方法として、例えば特開平１０−２７４６４
２号公報に示されるような、いわゆる周方向２探触子法
がある。この方法は、発信側振動子及び受信側振動子を
管の周囲面に設置し、この発信側振動子から管の周囲に
沿って管を一周する探傷用の超音波ビームを出射させ、
この一周して被検査箇所の探傷情報を含む入射超音波ビ
ームを受信側振動子により受信するものである。この受
信側振動子により受信した入射超音波ビームに基づき、
被検査箇所の腐食量を演算する技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では被検査箇所の腐食量は検出できたとしても、管の
周方向における腐食位置を特定することはできない。ま
た、この方法より算出された腐食量は、実際の腐食量に
対し誤差が生じてしまうことが多く、より正確な腐食量
を算出する場合には、腐食箇所の管周方向の長さにより
補正をかける必要性があり、やはりこの方法でも上記接
触部分の外面腐食を目視にて確認せざる得ない。特に管
の内面に腐食が存在した場合、その腐食箇所の管周方向
の長さを測定することができないという問題が生じる。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、筒状体又は管に生じた内外面における腐食及び減
肉の検査に対して、作業性及び検査精度を向上できる超
音波センサ、探傷検査装置及び探傷検査方法を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様の超音
波センサは、検査対象物である筒状体の被検査箇所であ
る肉厚部分の探傷を行う超音波センサであって、上記筒
状体の周囲面に設置され上記筒状体の周囲の一方向に沿
って探傷用の超音波ビームを出射し、かつ出射された超
音波ビームが上記被検査箇所において少なくとも当該被
検査箇所を含む範囲に拡散可能であるとともに、上記筒
状体の周囲の他方向に沿って入射される上記被検査箇所
の探傷情報を含む超音波ビームを受信可能な位置に配置
される第一送受信振動子と、上記筒状体の周囲面に設置
され上記筒状体の周囲の他方向に沿って探傷用の超音波
ビームを出射し、かつ出射された超音波ビームが上記被
検査箇所において少なくとも当該被検査箇所を含む範囲
に拡散可能であるとともに、上記筒状体の周囲の一方向
に沿って入射される上記被検査箇所の探傷情報を含む超
音波ビームを受信可能な位置に配置される第二送受信振
動子と、を備えたことを特徴とする。

【０００５】本発明の第２態様の探傷検査装置は、検査
対象物である筒状体の被検査箇所である肉厚部分の探傷
を行う超音波センサと、演算装置とを備えた探傷検査装
置において、上記超音波センサは、上記筒状体の周囲面
に設置され上記筒状体の周囲の一方向に沿って探傷用の
超音波ビームを出射し、かつ出射された超音波ビームが
上記被検査箇所において少なくとも当該被検査箇所を含
む範囲に拡散可能であるとともに、上記筒状体の周囲の
他方向に沿って入射される上記被検査箇所の探傷情報を
含む超音波ビームを受信可能な位置に配置される第一送
受信振動子と、上記筒状体の周囲面に設置され上記筒状
体の周囲の他方向に沿って探傷用の超音波ビームを出射
し、かつ出射された超音波ビームが上記被検査箇所にお
いて少なくとも当該被検査箇所を含む範囲に拡散可能で
あるとともに、上記筒状体の周囲の一方向に沿って入射
される上記被検査箇所の探傷情報を含む超音波ビームを
受信可能な位置に配置される第二送受信振動子と、を有
し、上記演算装置は、上記第一送受信振動子及び第二送
受信振動子にて受信した上記入射超音波ビームに基づ
き、上記被検査箇所の腐食位置及び腐食量を演算する、
ことを特徴とする。

【０００６】本発明の第３態様の探傷検査方法は、検査
対象物である管の周面における、被検査箇所である肉厚
部分の探傷を行う探傷検査方法であって、第一送受信振
動子及び第二送受信振動子を上記管の周方向にて互いの
超音波ビームの送受信が可能となるよう当該管の周面に
設置し、上記管の周面に設置される第一送受信振動子か
ら上記管の周囲の一方向に沿って当該管を一周する探傷
用の超音波ビームを出射するとともに、上記管の周面に
設置される第二送受信振動子から上記管の周囲の他方向
に沿って当該管を一周する探傷用の超音波ビームを出射
した後、上記管の周面に設置される第一送受信振動子に
て、上記第二送受信振動子から出射し上記管を一周する
第一の探傷情報を含む透過ビームとともに、上記第一送
受信振動子が出射し上記被検査箇所から反射された第二
の探傷情報を含む反射ビームを受信するとともに、上記
管の周面に設置される第二送受信振動子にて、上記第一
送受信振動子から出射し上記管を一周する第一の探傷情
報を含む透過ビームとともに、上記第二送受信振動子が
出射し上記被検査箇所から反射された第二の探傷情報を
含む反射ビームを受信し、上記第一送受信振動子及び第
二送受信振動子にて受信した上記第一及び第二の探傷情
報を含む透過及び反射ビームに基づき、演算装置にて上
記被検査箇所の腐食に関わる情報を演算する、ことを特
徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態の超音波セン
サ、探傷検査装置、及び探傷検査方法について、図を参
照しながら以下に説明する。なお、上記超音波センサ
は、上記探傷検査装置に備わり、上記探傷検査方法は、
上記探傷検査装置にて実行される。また、各図におい
て、同じ構成部品については同じ符号を付している。こ
のような本実施形態の超音波センサ、探傷検査装置、及
び探傷検査方法は、図1及び図２に示すように、被検査
箇所である管１の肉厚部分２における減肉部３の存在の
有無、その位置、その長さ、及びその減肉量を検査する
場合を例にとる。その検査方法としては、管１の周方向
における両方向（ここで、両方向とは、時計回りを一方
向及び反時計回りを他方向とする）に超音波ビームを発
し、図１に示す一周してきた第一の探傷情報を含む超音
波ビームＴ１，Ｔ２（以下、透過ビームと称す）ととも
に、図２に示す減肉部３より反射してきた第二の探傷情
報を含む超音波ビームＨ１，Ｈ２（以下、反射ビームと
称す）を受信し、この受信した透過ビームＴ１，Ｔ２及
び反射ビームＨ１，Ｈ２に基づき解析を行うものであ
る。なお、上記減肉部３の発生原因は問わないが、図１
に示すように、例えば梁のような管１の支持部材４と管
１との接触部５における肉厚部分２の外面腐食や図２に
示すような肉厚部分２の内面腐食が考えられる。また、
後述するように、本実施形態の超音波センサ、探傷検査
装置、及び探傷検査方法による検査対象は、上記減肉部
３に限定されるものではない。また、本明細書において
上記「一周」とは、上記透過ビームＴ１，Ｔ２の発生位
置と受信位置とが筒状体の周囲方向にずれることなく完
全に一致する場合はもちろんのこと、例えば図１に示す
ように本実施形態における探触子５０の場合のように第
一送受信振動子６と第二送受信振動子７とが管１の周方
向に若干ずれて配置され透過ビームＴ１，Ｔ２は３６０
度に相当する一周を超えて進む場合や、逆に透過ビーム
Ｔ１，Ｔ２が３６０度に相当する一周に満たないで進む
ように探触子５０内に第一送受信振動子６と第二送受信
振動子７とが設置されている場合をも含む概念である。
また、透過ビームＴ１，Ｔ２及び反射ビームＨ１，Ｈ２
の説明上、図１及び図２にそれぞれ別個に示したが、透
過ビームＴ１，Ｔ２の出射時には、この透過ビームＴ
１，Ｔ２とともに反射ビームＨ１，Ｈ２も同時に生じる
ものである。

【０００８】図１及び図２に示すように、本実施形態の
探傷検査装置ＴＡは、大別すると、超音波センサ７０
と、演算装置８０とを備え、さらに演算装置８０には、
表示装置９０、印字装置１００、記憶装置１１０が接続
される構成をなす。また、上記超音波センサ７０には、
第一送受信振動子６及び第二送受信振動子７を有し、管
１の周面に接触する探触子５０と、上記第一送受信振動
子６及び第二送受信振動子７へ電力を供給するととも
に、該第一送受信振動子６及び第二送受信振動子７から
超音波の供給を受ける超音波送受信装置６０とを備え
る。なお、超音波送受信装置６０と、第一送受信振動子
６及び第二送受信振動子７とは超音波ケーブルを介して
接続され、第一送受信振動子６及び第二送受信振動子７
は上記電力供給により透過ビームＴ１，Ｔ２を出射する
とともに、透過ビームＴ１，Ｔ２及び反射ビームＨ１，
Ｈ２を受信しこれを電気信号に変換して送出する。以
下、これらについて詳しく説明する。

【０００９】超音波センサ７０を構成する探触子５０に
ついて図３を参照して説明する。本実施形態における探
触子５０は長方体に形成され、内部に第一送受信振動子
６及び第二送受信振動子７がモールドされ、互いの位置
関係は管１の軸方向に対して同位置でかつ管１の軸方向
視でハの字状に対向して配置されている。上記第一送受
信振動子６及び第二送受信振動子７は平板形状となる同
形状に形成され、探触子５０は主にアクリル樹脂にて成
形されている。また、検査時には、探触子５０はその長
手方向を管の周面に対する接線方向に沿わして配置さ
れ、第一送受信振動子６及び第二送受信振動子７は管１
の軸方向に対して同位置に配置される。また、図１及び
図２に示すように、第一送受信振動子６は管１の肉厚部
分２で時計回りである一方向へ向かって透過ビームＴ１
を出射し、第二送受信振動子７は管１の肉厚部分２で反
時計回りである他方向へ向かって透過ビームＴ２を出射
するように、また、第一送受信振動子６は肉厚部分２か
ら透過ビームＴ２及び反射ビームＨ１を受信するよう
に、第二送受信振動子７は肉厚部分２から透過ビームＴ
１及び反射ビームＨ２を受信するように、第一送受信振
動子６及び第二送受信振動子７は夫々配向されている。
また、第一送受信振動子６及び第二送受信振動子７は、
超音波送受信装置６０から供給される電力により２ＭＨ
ｚ〜１０ＭＨｚの周波数にてなる透過ビームＴ１，Ｔ２
を出射するものである。したがって、第一送受信振動子
６及び第二送受信振動子７は、超音波送受信装置６０か
ら供給される電力により夫々が透過ビームＴ１及びＴ２
を同時出射した後、上記第一送受信振動子６は、図１に
示す第二送受信振動子７から管１の周方向における他方
向へ出射され一周してきた透過ビームＴ２とともに、図
２に示す減肉部３から管１の周方向における他方向へ反
射してきた反射ビームＨ１を受信する一方、第二送受信
振動子７は、図１に示す第一送受信振動子６から管１の
周方向における一方向へ出射され一周してきた透過ビー
ムＴ１とともに、図２に示す減肉部３から管１の周方向
における一方向へ反射してきた反射ビームＨ２を受信す
ることとなる。

【００１０】また、本実施態様では、図３に示すよう
に、第一送受信振動子６及び第二送受信振動子７の形状
は、平面状のタイプを使用しており出射された透過ビー
ムＴ１，Ｔ２はその進行方向に沿って拡散していく。よ
って、透過ビームＴ１，Ｔ２が減肉部分３に到達した時
点では透過ビームＴ１，Ｔ２は十分な広がりをもち、受
信される超音波の強度は減肉部分３の存在位置に左右さ
れにくくなる。なお、本実施態様では、凸面状のタイプ
の振動子を使用してもよい。

【００１１】さらに、第一送受信振動子６及び第二送受
信振動子７は図４に示すように、夫々以下のように配向
されている。すなわち、第一送受信振動子６は、第一送
受信振動子６から管１の肉厚部分２に向けて出射された
透過ビームＴ１の進行方向が管１の直径方向に対して成
す入射角α１が約５３度をなすように配向され、また、
第二送受信振動子７も同様、第二送受信振動子７から管
１の肉厚部分２に向けて出射された透過ビームＴ２の進
行方向が管１の直径方向に対して成す入射角α２が約５
３度をなすように、第一送受信振動子６とは相反する方
向に配向される。したがって、管１の肉厚部分２内に入
射される透過ビームＴ１，Ｔ２の進行方向が管１の直径
方向に対して成す屈折角θは約７０度となる。なお、本
実施態様では入射角α１及びα２の値を約５３度に設定
したが、減肉量が最も高精度にて検出可能なように、検
査される管の管径サイズや、肉厚の大きさに応じて、上
記入射角α１及びα２の値は実験データに基づき設定さ
れる。

【００１２】また、実際の検査時には、探触子５０を管
１の軸方向へ移動させながら探傷を行うことから、図５
に示すような探触子移動治具８が使用される。探触子移
動治具８は、スライドレール９と、該スライドレール９
に対して滑動可能に係合するスライドモジュール１０
と、スライドレール９のそれぞれの端部に取り付けられ
るスライドレール９を支持する脚部材１１とを備える。
また、スライドモジュール１０には、探触子５０がアー
ム１２に介して取り付けられる。また、検査対象の管１
が鋼管でせある場合には、脚部材１１には夫々マグネッ
ト１３が取り付けられる。このような探触子移動治具８
は、例えば管１と支持部材４との接触部５における減肉
を検査する場合には、支持部材４の上方を上記軸方向に
沿って探触子５０が通過するように、スライドレール９
の延在方向を管１の軸方向に一致させ、マグネット１３
を管１に吸着させて探触子移動治具８を管１に設置す
る。このような探触子移動治具８を使用すれば、スライ
ドモジュール１０を移動させるだけで容易に減肉検査を
行うことができる。

【００１３】次に演算装置８０について説明する。演算
装置８０は第一送受信振動子６及び第二送受信振動子７
にて受信された透過ビームＴ１，Ｔ２及び反射ビームＨ
１，Ｈ２の強度に従い、超音波送受信装置６０から供給
される、図６及び図７に示すような電気信号に基づい
て、管１の肉厚部分２の腐食位置、管１周方向の腐食長
さ及び腐食深さを演算する装置である。なお、図６は、
管１に減肉部３が無い場合における上記電気信号の波形
を示しており、図７は、図２に示した位置に減肉部３が
有る場合における上記電気信号の波形を示している。ま
た、演算装置８０は、その演算結果を、ＣＲＴのような
表示装置９０に管１の軸方向へ移動した範囲内で最も腐
食深さの大きい腐食位置及びその腐食深さを表示可能で
あるとともに、管１の軸方向の特定位置における管周方
向の腐食位置、管周方向の腐食長さ及び腐食深さも表示
可能である。また、上記表示内容を印字装置１００にて
印字することもできる。また、上記演算結果を記憶装置
１１０に記憶させる。

【００１４】ここで、図２に示した位置に減肉部３が有
る場合を例に、実際の探傷検査動作とともに演算装置８
０の動作について説明する。図８に示すように、検査員
はまず、ステップＳ１０にて検査対象物の名称、外径、
標準の肉厚、測定範囲等の探傷条件の入力を行う。該入
力により演算装置８０は、ステップＳ１１にて、上記検
査対象物の名称、外径、標準の肉厚、測定範囲等の探傷
条件を記憶装置１１０に記憶させる。検査員が探触子５
０の走査を開始すると同時に、検査員がキーボードの任
意のキーを押下することにより探傷動作が開始される。
これによりステップＳ１２にて、超音波センサ７０から
は、検査している管１の周囲を両方向から一周して第一
送受信振動子６及び第二送受信振動子７にて受信される
透過ビームＴ１，Ｔ２の強度とともに、管１の減肉部３
から反射して第一送受信振動子６及び第二送受信振動子
７にて受信される反射ビームＨ１，Ｈ２の強度が、図６
及び図７に示すようなアナログ信号として逐次出力さ
れ、演算装置８０は上記透過ビームＴ１，Ｔ２の強度
（請求項記載の第一の探傷情報に相当する）及び上記反
射ビームＨ１，Ｈ２の位置情報（請求項記載の第二の探
傷情報に相当する）を、該アナログ信号をデジタル信号
に変換して透過ビームＴ１，Ｔ２の強度データ及び反射
ビームＨ１，Ｈ２の位置データとして取り込む。なお、
図１１の（ａ）に示す「腐食部透過波高さ」に示す値が
上記透過ビームＴ１，Ｔ２の強度データに、「腐食部一
方向距離」及び「腐食部他方向距離」に示す値が反射ビ
ームＨ１，Ｈ２の位置データに相当する。また、上記腐
食部透過波高さ、腐食部一方向距離及び腐食部他方向距
離とは、例えば図７に示す上記アナログ信号における、
高さｈ、距離ｌ１及びｌ２に夫々相当する。また、図１
１の（ａ）に示す「管一周長さ」に示す値は図６及び図
７に示す距離Ｌに相当する。更に、図１１の（ａ）に示
す「腐食長さ」に示す値Ｗは、上記演算装置８０によ
り、上記腐食部一方向距離ｌ１、腐食部他方向距離ｌ２
及び管一周長さＬの値から、式、Ｗ＝Ｌ−（ｌ１／２＋
ｌ２／２）に基づき算出される。また、上記演算装置８
０は、ステップＳ１３にて、取り込んだ上記透過ビーム
Ｔ１，Ｔ２の強度データ及び反射ビームＨ１，Ｈ２の位
置データを記憶装置１１０に設けたメモリーに保存して
いくとともに、ステップＳ１４にて減肉部３の減肉の位
置、減肉の管周方向長さの演算を上記式に基づき行い、
ステップＳ１５にて減肉の位置データ及び長さデータと
して上記メモリーに保存する。また、ステップＳ１６に
て減肉量の演算を行い、ステップＳ１７にて減肉量デー
タとして上記メモリーに保存する。また、演算装置８０
は、ステップＳ１８にて演算の終了毎に表示装置９０に
上記減肉量を表示する。ステップＳ１９にて終了判断が
実行され、検査員が探触子の走査を終了すると同時に、
キーボードの任意のキーを押下することにより、探傷動
作は終了し解析動作に移行する。

【００１５】上記解析動作では、演算装置８０は、図９
に示すようにまずステップＳ２０、Ｓ２１にて、上記探
傷検査にて、あらかじめ上記メモリーに保存されている
上記探傷条件及びデータ量に異常がないことを確認す
る。異常があればここで動作を中断するが、正常であけ
ばステップＳ２２にて上記探傷範囲とデータ量とから個
々のデータに対する管の軸方向の位置情報を算出し、ス
テップＳ２３にて、該位置情報と、該位置情報に対応す
る減肉量とを表示装置９０に表示する。以上で解析動作
は終了する。また、この解析動作の結果等をプリンター
により印字する。

【００１６】また、「減肉量の計算」、即ち、演算装置
８０において、第一送受信探触子６及び第二送受信探触
子７にて受信された透過ビームＴ１，Ｔ２及び反射ビー
ムＨ１，Ｈ２に基づく腐食深さの演算は、以下に説明す
る検量線、及び補正値を使用して行われる。まず、上記
検量線について説明する。管１の管径サイズや、管１の
材質等に対して、種々の腐食深さを有する種々のサンプ
ル用の管１を作成し、これら夫々のサンプル管につい
て、探触子５０を使用して夫々受信される透過ビームの
強度に対応する電気信号を予め夫々測定する。そしてこ
れらの種々の測定結果に基づき、上記腐食深さと上記電
気信号との関係を表した、図１１の（ｂ）に示すよう
な、夫々の検量線を上記各サンプル毎に予め作成し、こ
れらの検量線を表すデータを演算装置８０に予め格納し
ておく。

【００１７】次に上記補正値について説明する。上記腐
食深さと上記電気信号との関係を表した検量線におい
て、例えば異なる腐食箇所から受信した２つの透過ビー
ムが同じ強度を示す電気信号であったとしても、腐食の
管周方向の長さが異なることで上記腐食深さも異なって
くることを実験過程で本出願人は見出した。そこで、図
１１の（ｃ）に示すような、管周方向の腐食長さに対す
る、上記検量線から得られる腐食深さへの補正値をマッ
プデータとして演算装置８０に予め格納しておく。

【００１８】したがって、実際の検査時には、図１０に
示すようにまずステップＳ３０にて、検査される管１の
管径サイズ、材質情報を、検査員が演算装置８０に入力
することで、ステップＳ３１にて演算装置８０は上記検
量線データの中から今回検査される管１に対応した検量
線を選択する。そして、演算装置８０は、ステップＳ３
２にて、選択した上記検量線を用い、第一送受信探触子
６及び第二送受信探触子７にて受信された透過ビームＴ
１，Ｔ２の強度に対応した電気信号に基づき腐食深さを
演算する。更に演算装置８０は、ステップＳ３３にて、
算出されている腐食長さに対応した、腐食深さへの補正
値をマップデータから取り出し、ステップＳ３４にて上
記演算された腐食深さに対し、上記補正値により補正す
る。これにより最終的な減肉量が算出される。

【００１９】また、上述したような管周方向の腐食長さ
に対する、上記検量線から得られる腐食深さへの補正値
のマップデータを用いるのではなく、種々の腐食長さに
対応した複数の検量線を表すデータを、上記演算装置８
０に予め格納しておき、この複数の検量線データの中か
ら実際の腐食長さに対応した検量線データを選択し、こ
の検量線を用い、腐食深さを演算してもよい。

【００２０】以上のように構成される探傷検査装置ＴＡ
における探傷検査動作について説明する。例えば、図１
に示すような、管１の支持部材４と管１との接触部５に
おける外面腐食（内面腐食でもよい）の有無を検査する
場合、図１では図面の説明上、支持部材４に対向する位
置に設置された探触子５０が示されているが、実際の検
査時には、支持部材４に対向する位置に対し、管１の周
方向で一方向側あるいは他方向側にある距離をもって設
置するほうがよい。つまり、探触子５０が減肉部３に対
向する位置に設置された場合、図７に示すアナログ信号
の出力において、第一送受信振動子６及び第二送受信振
動子７にて受信された透過ビームＴ１，Ｔ２の強度と反
射ビームＨ１，Ｈ２の強度とが干渉してしまい、演算装
置８０により透過ビームＴ１，Ｔ２の強度データ及び反
射ビームＨ１，Ｈ２の位置データを取り込むことが困難
になる場合が生じてしまう。一方、図２に示すような、
管１の支持部材４と管１との接触部５からある距離あけ
た箇所の内面腐食（外面腐食でもよい）の有無を検査す
る場合、最も容易に設置可能であることから、図示のよ
うに、支持部材４に対向する位置探触子５０を設置する
のが便利である。なお、探触子５０の設置位置は特に限
定されるものではなく、上述したような透過ビームＴ
１，Ｔ２の強度と反射ビームＨ１，Ｈ２の強度との干渉
を避けた位置であれば、周囲における任意の位置に設置
可能である。また、使用する探触子５０は、検査する管
径等に応じて、上述の入射角α１、α２が所定角に設定
配向されモールドされた探触子５０が選択される。次
に、検査員は、検査する管１の管径等の探傷条件の入力
を行った後、探触子５０を管１の軸方向に移動させて探
傷データを採取する。よって上述のように演算装置８０
は、減肉量の演算を行いその結果を表示装置９０に表示
し、また、記憶装置１１０に格納する。このようにして
一つの検査箇所に対する探傷検査を終了する。

【００２１】このように本実施形態の探傷検査装置によ
れば、管１の周囲の両方向に透過ビームＴ１，Ｔ２を出
射し、つまり第一送受信振動子６からは、管１の周方向
における一方向へ向かって透過ビームＴ１を出射し、第
二送受信振動子７からは、管１の周方向における他方向
へ向かって透過ビームＴ２を出射するため、管１の周方
向における片方向のみに透過ビームを出射する場合に比
べ、受信される透過ビームの強度データが平均化されて
実際の減肉部３の減肉量をより正確に検出することがで
きる。これは、減肉部３の形状に起因するものであり、
例えば減肉部３の管１周方向の一端形状には角が生じて
おり、他端形状が滑らかであった場合、減肉部３の一端
側から入射された透過ビームの減衰は大きく、一方減肉
部３の他端側から入射された透過ビームの減衰は上記一
端側からの入射に対して小さくなる。したがって、管１
の周方向における片方向のみに透過ビームを出射する場
合では、その出射する透過ビームの方向によって減肉部
３の腐食深さを過大評価したり、過小評価したりすると
いう問題が生じてしまう。また、第一送受信振動子６及
び第二送受信振動子７により反射ビームＨ１，Ｈ２を受
信可能であるため、この反射ビームＨ１，Ｈ２に基づ
き、管１周方向における減肉部３の発生箇所を特定でき
る。これにより、管１の内面腐食の位置の特定も可能と
なる。更に、上記反射ビームＨ１，Ｈ２に基づき、減肉
部３の管１周方向の腐食長さを算出することが可能とな
り、この腐食長さにより減肉部３の腐食深さを補正する
ことができ、より正確な減肉部３の腐食深さを算出でき
る。したがって、配管の外周面から減肉部３を探す必要
性もなく、ましてや腐食長さを測る必要性もない。特に
内面腐食であったとしても正確な減肉部３の腐食深さを
算出できる。

【００２２】上述の実施形態では、第一送受信振動子６
及び第二送受信振動子７から出射された透過ビームＴ
１，Ｔ２は管１を一周して第二送受信振動子７及び第一
送受信振動子６にて夫々受信されるように構成している
が、透過ビームＴ１，Ｔ２は必ずしも管１を一周する必
要はない。即ち、管１の周方向において腐食検査を行う
箇所を間に挟む様にして、第一送受信振動子６及び第二
送受信振動子７を設置してもよい。

【００２３】また、上述の実施形態では、検査対象物と
して管１を例に採ったが、これに限定されるものではな
く、例えばタンク状の容器のような比較的軸方向への長
さが短い中空体であってもよく、該中空体の肉厚部分の
探傷検査を行うために本実施形態の超音波センサ、探傷
検査装置、及び探傷検査方法を適用することもできる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の第１態様の超音波センサによれ
ば、第一送受信振動子からは、筒状体の周囲における一
方向へ向かって超音波ビームを出射し、第二送受信振動
子７からは、筒状体の周囲における他方向へ向かって超
音波ビームを出射するため、筒状体の周囲における片方
向のみに超音波ビームを出射する場合に比べ、受信され
る超音波ビームの探傷情報が平均化されて、より正確な
探傷検査を行うことができる。第一送受信振動子は、被
検査箇所から筒状体の周囲の周方向における他方向へ反
射してきた探傷情報を含む超音波ビームを受信可能であ
るとともに、第二送受信振動子は、被検査箇所から筒状
体の周囲における一方向へ反射してきた探傷情報を含む
超音波ビームを受信可能であるため、上記探傷情報に基
づき筒状体の周囲における腐食位置を特定可能で、また
筒状体の周囲方向における腐食長さを算出可能となり、
より正確な探傷検査を行うことができる。

【００２５】また、本発明の第２態様の探傷検査装置に
よれば、第一送受信振動子は、第二送受信振動子から筒
状体の周囲の他方向へ出射された被検査箇所の探傷情報
を含む超音波ビームとともに、被検査箇所から筒状体の
周囲の他方向へ反射してきた被検査箇所の探傷情報を含
む超音波ビームを受信し、第二送受信振動子は、第一送
受信振動子から筒状体の周囲の一方向へ出射された被検
査箇所の探傷情報を含む超音波ビームとともに、被検査
箇所から筒状体の周囲の一方向へ反射してきた被検査箇
所の探傷情報を含む超音波ビームを受信し、この受信し
た被検査箇所の探傷情報を含む超音波ビームに基づいて
演算装置にて腐食位置及び腐食量を演算することで、筒
状体の内外面に発生した腐食減肉の検査に対し作業性及
び検査精度を向上できる。

【００２６】また、本発明の第３態様の探傷検査方法に
よれば、管の周面に設置される第一送受信振動子にて、
第二送受信振動子から出射し管を一周する第一の探傷情
報を含む透過ビームとともに、第一送受信振動子が出射
し被検査箇所から反射された第二の探傷情報を含む反射
ビームを受信し、かつ管の周面に設置される第二送受信
振動子にて、第一送受信振動子から出射し管を一周する
第一の探傷情報を含む透過ビームとともに、第二送受信
振動子が出射し被検査箇所から反射された第二の探傷情
報を含む反射ビームを受信し、この受信した第一及び第
二の探傷情報を含む透過及び反射ビームに基づき演算装
置にて被検査箇所の腐食に関わる情報を演算すること
で、管の内外面に発生した腐食減肉の検査に対し作業性
及び検査精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の透過ビームを表した探傷
検査装置の構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施形態の反射ビームを表した探傷
検査装置の構成を示す図である。

【図３】図１に示す探触子の構造を示す斜視図である。

【図４】図１に示す探触子において、入射超音波ビーム
の進行方向が管の直径方向に対してなす入射角を表す図
である。

【図５】検査時において、図１に示す探触子を管の軸方
向へ移動させるための探触子移動治具を示す図である。

【図６】図１に示す超音波送受信装置から演算装置へ送
出されるアナログ信号を示す図である。

【図７】図１に示す超音波送受信装置から演算装置へ送
出されるアナログ信号を示す図である。

【図８】探傷検査動作を示すフローチャートである。

【図９】解析動作を示すフローチャートである。

【図１０】図８に示す減肉量の計算を示すフローチャー
トである。

【図１１】（ａ）は図１に示す演算装置内における検査
結果情報を説明するための図であり、（ｂ）は図１に示
す演算装置に記憶される検量線を示すグラフであり、
（ｃ）は図１に示す演算装置に記憶される腐食深さへの
補正値を示すマップである。

【符号の説明】

１管２肉厚部分３減肉部６第一送受信振動子７第二送受信振動子５０探触子６０超音波送受信装置７０超音波センサ８０演算装置９０表示装置１００印字装置１１０記憶装置ＴＡ探傷検査装置Ｔ１，Ｔ２透過ビームＨ１，Ｈ２反射ビーム

フロントページの続きＦターム(参考） 2F068 AA49 AA50 BB09 CC16 FF03 FF15 FF16 FF20 FF25 GG01 JJ12 KK12 KK17 KK18 2G047 AB01 BA01 BA02 BA03 BC07 BC11 EA10 EA12 GA13 GA19 GG19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象物である筒状体の被検査箇所で
ある肉厚部分の探傷を行う超音波センサであって、上記
筒状体の周囲面に設置され上記筒状体の周囲の一方向に
沿って探傷用の超音波ビームを出射し、かつ出射された
超音波ビームが上記被検査箇所において少なくとも当該
被検査箇所を含む範囲に拡散可能であるとともに、上記
筒状体の周囲の他方向に沿って入射される上記被検査箇
所の探傷情報を含む超音波ビームを受信可能な位置に配
置される第一送受信振動子と、上記筒状体の周囲面に設
置され上記筒状体の周囲の他方向に沿って探傷用の超音
波ビームを出射し、かつ出射された超音波ビームが上記
被検査箇所において少なくとも当該被検査箇所を含む範
囲に拡散可能であるとともに、上記筒状体の周囲の一方
向に沿って入射される上記被検査箇所の探傷情報を含む
超音波ビームを受信可能な位置に配置される第二送受信
振動子と、を備えたことを特徴とする超音波センサ。
【請求項２】上記第一送受信振動子は、上記第二送受
信振動子から上記筒状体の周囲の他方向に沿って出射さ
れ上記被検査箇所を通過して上記筒状体の周囲の他方向
に沿って入射される第一の探傷情報を含む透過ビームと
ともに、上記第一送受信振動子から上記筒状体の周囲の
一方向に沿って出射され上記被検査箇所から反射されて
上記筒状体の周囲の他方向に沿って入射される第二の探
傷情報を含む反射ビームを受信可能で、かつ上記第二送
受信振動子は、上記第一送受信振動子から上記筒状体の
周囲の一方向に沿って出射され上記被検査箇所を通過し
て上記筒状体の周囲の一方向に沿って入射される第一の
探傷情報を含む透過ビームとともに、上記第二送受信振
動子から上記筒状体の周囲の他方向に沿って出射され上
記被検査箇所から反射されて上記筒状体の周囲の一方向
に沿って入射される第二の探傷情報を含む反射ビームを
受信可能な、請求項１記載の超音波センサ。
【請求項３】上記第一の探傷情報は、上記被検査箇所
の腐食量に関わる情報であるとともに、上記第二の探傷
情報は、上記被検査箇所の腐食位置に関わる情報であ
る、請求項２記載の超音波センサ。
【請求項４】検査対象物である筒状体の被検査箇所で
ある肉厚部分の探傷を行う超音波センサと、演算装置と
を備えた探傷検査装置において、上記超音波センサは、
上記筒状体の周囲面に設置され上記筒状体の周囲の一方
向に沿って探傷用の超音波ビームを出射し、かつ出射さ
れた超音波ビームが上記被検査箇所において少なくとも
当該被検査箇所を含む範囲に拡散可能であるとともに、
上記筒状体の周囲の他方向に沿って入射される上記被検
査箇所の探傷情報を含む超音波ビームを受信可能な位置
に配置される第一送受信振動子と、上記筒状体の周囲面
に設置され上記筒状体の周囲の他方向に沿って探傷用の
超音波ビームを出射し、かつ出射された超音波ビームが
上記被検査箇所において少なくとも当該被検査箇所を含
む範囲に拡散可能であるとともに、上記筒状体の周囲の
一方向に沿って入射される上記被検査箇所の探傷情報を
含む超音波ビームを受信可能な位置に配置される第二送
受信振動子と、を有し、上記演算装置は、上記第一送受
信振動子及び第二送受信振動子にて受信した上記入射超
音波ビームに基づき、上記被検査箇所の腐食位置及び腐
食量を演算する、ことを特徴とする探傷検査装置。
【請求項５】上記第一送受信振動子は、上記第二送受
信振動子から上記筒状体の周囲の他方向に沿って出射さ
れ上記被検査箇所を通過して上記筒状体の周囲の他方向
に沿って入射される第一の探傷情報を含む透過ビームと
ともに、上記第一送受信振動子から上記筒状体の周囲の
一方向に沿って出射され上記被検査箇所から反射されて
上記筒状体の周囲の他方向に沿って入射される第二の探
傷情報を含む反射ビームを受信し、上記第二送受信振動
子は、上記第一送受信振動子から上記筒状体の周囲の一
方向に沿って出射され上記被検査箇所を通過して上記筒
状体の周囲の一方向に沿って入射される第一の探傷情報
を含む透過ビームとともに、上記第二送受信振動子から
上記筒状体の周囲の他方向に沿って出射され上記被検査
箇所から反射されて上記筒状体の周囲の一方向に沿って
入射される第二の探傷情報を含む反射ビームを受信し、
上記演算装置は、上記第一送受信振動子及び第二送受信
振動子にて受信した、上記第一の探傷情報を含む透過ビ
ームに基づき上記被検査箇所の腐食量を演算するととも
に、上記第二の探傷情報を含む反射ビームに基づき上記
被検査箇所の腐食位置を演算する、請求項４記載の探傷
検査装置。
【請求項６】検査対象物である管の周面における、被
検査箇所である肉厚部分の探傷を行う探傷検査方法であ
って、第一送受信振動子及び第二送受信振動子を上記管
の周方向にて互いの超音波ビームの送受信が可能となる
よう当該管の周面に設置し、上記管の周面に設置される
第一送受信振動子から上記管の周囲の一方向に沿って当
該管を一周する探傷用の超音波ビームを出射するととも
に、上記管の周面に設置される第二送受信振動子から上
記管の周囲の他方向に沿って当該管を一周する探傷用の
超音波ビームを出射した後、上記管の周面に設置される
第一送受信振動子にて、上記第二送受信振動子から出射
し上記管を一周する第一の探傷情報を含む透過ビームと
ともに、上記第一送受信振動子が出射し上記被検査箇所
から反射された第二の探傷情報を含む反射ビームを受信
し、かつ上記管の周面に設置される第二送受信振動子に
て、上記第一送受信振動子から出射し上記管を一周する
第一の探傷情報を含む透過ビームとともに、上記第二送
受信振動子が出射し上記被検査箇所から反射された第二
の探傷情報を含む反射ビームを受信し、上記第一送受信
振動子及び第二送受信振動子にて受信した上記第一及び
第二の探傷情報を含む透過及び反射ビームに基づき、演
算装置にて上記被検査箇所の腐食に関わる情報を演算す
る、ことを特徴とする探傷検査方法。
【請求項７】上記第一送受信振動子及び第二送受信振
動子にて受信した、第一の探傷情報を含む透過ビームに
基づき、上記被検査箇所の腐食量を演算する、請求項６
の探傷検査方法。
【請求項８】上記第一送受信振動子及び第二送受信振
動子にて受信した、第二の探傷情報を含む反射ビームに
基づき、上記被検査箇所の腐食の周方向の位置及び長さ
を演算する、請求項６の探傷検査方法。
【請求項９】上記第一送受信振動子及び第二送受信振
動子にて受信した、第一の探傷情報を含む透過ビームに
基づき、上記被検査箇所の腐食量を演算するとともに、
第二の探傷情報を含む反射ビームに基づき、上記被検査
箇所の腐食の周方向長さを演算し、上記算出された腐食
量に対し上記腐食の周方向長さで補正する、請求項６の
探傷検査方法。