JP2001074712A - Apparatus and method for ultrasonic flaw detection inspection to small diameter piping weld part - Google Patents

Apparatus and method for ultrasonic flaw detection inspection to small diameter piping weld part

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JP2001074712A
JP2001074712A JP24801299A JP24801299A JP2001074712A JP 2001074712 A JP2001074712 A JP 2001074712A JP 24801299 A JP24801299 A JP 24801299A JP 24801299 A JP24801299 A JP 24801299A JP 2001074712 A JP2001074712 A JP 2001074712A
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ultrasonic
pipe
wave
ultrasonic probe
probe
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JP24801299A
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Japanese (ja)
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Yutaka Kimura
裕 木村
Koji Nakamura
幸司 中村
Mikio Kuge
幹雄 久下
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ASPECT KK
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Original Assignee
ASPECT KK
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspecting apparatus and an inspecting method whereby a welding defect of particularly a small diameter piping can be quantitatively and surely inspected through ultrasonic flaw detection. SOLUTION: The ultrasonic flaw detection inspection apparatus comprises a measuring part 1 including an ultrasonic probe 2 set to a piping P to be measured, a scanning mechanism part 4 for rotating the probe 2 along a circumferential wall P0 of the piping P and a fixing means 3 for arranging and fixing the ultrasonic probe 2 into touch with the circumferential wall of the piping P, and a data-collecting/recording/processing part 21 for controlling driving the scanning mechanism part 4, controlling driving the probe 2 and, executing a process of collecting, recording and operating data received by the probe 2, etc. The apparatus has an ultrasonic wave-transmitting part 2a for bringing longitudinal waves or plate waves to the ultrasonic probe 2 with an angle to an axis direction of the piping P, and a receiving part 2b for receiving the emitted ultrasonic waves. A weld part of the piping is inspected by the inspecting apparatus according to the inspecting method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼製等
の小径配管の溶接部について、超音波を用いた非破壊的
手法によって検査する装置並びにその装置を使用した検
査方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting a welded portion of a small-diameter pipe made of stainless steel or the like by a non-destructive method using ultrasonic waves and an inspection method using the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、片面突き合わせ溶接を行う場合、
開先の形状をI型、V型、レ型、J型及びU型に加工
し、溶接を行っている。これらの開先形状で溶接を行う
際に、開先部の溶接面内面が溶接されず残存すると、強
度不足となったり、隙間腐食の原因となったり、さらに
は半導体製造産業等の極微小な金属粒が問題となる配管
系ではパーティクルの発生源となるといった問題が生じ
ていた。そしてその原因としては、例えば溶接時にアー
ク狙いの設定ミスにより溶接線にずれが生じ、裏波ビー
ドが突合せ部内面側まで届かず開先が残存したり、溶接
条件の設定ミスにより完全溶け込みが得られず、配管溶
接部内面側の開先が残存したりすることがあげられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, when performing single-sided butt welding,
The shape of the groove is processed into I type, V type, D type, J type and U type, and welding is performed. When performing welding with these groove shapes, if the inner surface of the weld surface of the groove portion is not welded and remains, insufficient strength or cause of crevice corrosion, and even the extremely minute In a piping system in which metal particles are a problem, there has been a problem that they are a source of particles. For example, the misalignment of the aim of the arc during welding causes a deviation in the welding line, and the penetration bead does not reach the inner side of the butt, leaving a groove, or complete penetration due to incorrect setting of welding conditions. However, the groove on the inner surface side of the welded portion of the pipe may remain.

【0003】又異種金属を溶接する場合、たとえ正確に
溶接線に沿って溶接したとしても、被溶接金属の融点の
差により溶け込み量が異なり、溶接金属が一方の金属に
偏る片溶け込みが起き、配管溶接部内面側の開先が残存
し、溶接不良となる場合がある。さらに同じ金属同士を
溶接したとしても、その被溶接金属の不純物含有量の違
いにより、溶融金属の表面張力が異なるため、異種金属
を溶接した場合と同様に溶接金属が片方の被溶接物に片
よってしまうという問題が生じていた。
[0003] Further, when welding dissimilar metals, even if welding is performed exactly along the welding line, the amount of penetration differs due to the difference in the melting points of the metals to be welded, and the one-sided penetration of the weld metal into one metal occurs. The groove on the inner surface side of the welded portion of the pipe may remain, resulting in poor welding. Furthermore, even if the same metals are welded together, the surface tension of the molten metal differs due to the difference in the impurity content of the metals to be welded. Therefore, there has been a problem that it will occur.

【0004】そのため溶接施工後、通常はこれらの欠陥
がないかどうか、ボアスコープを用い、目視にて配管溶
接部内面側の状況を確認しているが、長い経路を有した
配管や小径配管では、この状況の確認が困難であって、
溶接部の外表面の状態を検視することにより、溶接部の
裏面を推定するしかなく、これによる良否の判断は高度
な熟練技能が必要であった。又その上、この判断は非定
量的なものであるに過ぎなかった。
For this reason, after welding, usually, the inside of the welded portion of the pipe is visually checked using a borescope to check for these defects. However, in the case of a pipe having a long path or a small diameter pipe, , It is difficult to confirm this situation,
By inspecting the state of the outer surface of the welded portion, the only way to estimate the back surface of the welded portion is to judge the quality of the welded portion, which requires a high level of skill. Moreover, this judgment was only non-quantitative.

【0005】このようなことから、突合せ配管の溶接部
内面状況を非破壊で、定量的に検査する方法として、放
射線透過試験、超音波探傷試験が一般的に採用されてい
る。しかし、放射線透過試験で小径配管の内面を検査す
る場合、溶接部が微小であるために欠陥を確実に見つけ
出すのは困難であるにもかかわらず、実施するためのコ
ストが高価になったり、X線を使うための安全性を確保
することの必要性の点から小径配管の突合せ部の定量検
査としては実用的ではなかった。
[0005] For this reason, as a method for non-destructively and quantitatively inspecting the inner surface condition of a welded portion of a butt pipe, a radiation transmission test and an ultrasonic inspection test are generally adopted. However, when inspecting the inner surface of a small-diameter pipe in a radiation transmission test, it is difficult to reliably find a defect due to the small size of the welded portion, but the cost for performing the test is high, It was not practical as a quantitative inspection of the butt portion of small-diameter pipes because of the necessity of ensuring safety for using the wire.

【0006】又超音波探傷検査において、通常の横波を
用いる場合、横波は指向性が非常に高いため溶接部の肉
厚(深さ)方向の検査をするためには、超音波振動子を
配管の長さ方向に動かし、配管の肉厚全体に横波を通す
必要があった。しかも配管溶接部の溶接線に沿って、各
部にてこの配管の長さ方向に動かす必要があり、溶接部
一個所を検査するにも多大な時間を要していた。しかも
特に小径管は極めて狭い部分に配管されることが多く、
溶接施工後に手動にて配管の長さ方向に移動させなが
ら、溶接線の各部を検査するのはほとんど不可能に近か
った。
In addition, when an ordinary transverse wave is used in the ultrasonic flaw detection, the transverse wave has a very high directivity. Therefore, in order to inspect the thickness (depth) direction of the welded portion, an ultrasonic vibrator must be connected to a pipe. In the direction of the length of the pipe, and it was necessary to pass a shear wave through the entire thickness of the pipe. In addition, it is necessary to move the pipe in the longitudinal direction of each pipe along the welding line of the pipe welded part, and it takes much time to inspect one welded part. Moreover, especially small-diameter pipes are often installed in extremely narrow areas,
It was almost impossible to inspect each part of the weld line while manually moving it along the length of the pipe after welding.

【0007】又特にオーステナイト系のステンレス鋼を
対象に超音波探傷試験を行うと、溶接部の粗大柱状晶に
より小さなノイズである林状エコーが生じ、それが重な
り合い大きな振幅を有する擬似エコーになるため、微少
な突合せ溶接部では、欠陥エコーを通常行われる振幅の
差で認識することは極めて困難であった。又この場合、
微妙に動かし擬似エコーかどうか判断を行う必要があり
検査精度を向上させるため経験に基づく熟練した技術と
時間が必要であり、自動化することも困難であった。
[0007] In addition, when an ultrasonic flaw detection test is carried out particularly on austenitic stainless steel, coarse columnar crystals at the weld produce a small noise, a forest-like echo, which overlaps with a pseudo echo having a large amplitude. In a small butt weld, it was extremely difficult to recognize a defect echo by a difference in amplitude normally performed. In this case,
It is necessary to make a delicate movement to judge whether the echo is a pseudo echo, and to improve the inspection accuracy, experienced skill and time based on experience are required, and automation is also difficult.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記事情に鑑み、本発
明は、溶け込み不良、溶接線のずれ、異種金属ならびに
不純物に起因した配管溶接部内面側に残存した溶接欠陥
に関し、非破壊検査である超音波探傷試験を用いて確実
にその欠陥を判断できるようにすることを目的とする。
特に探触子(超音波発振器)を配管長さ方向に動かすこ
とを必要とせず簡便であり、欠陥を定量的に示す検査方
法並びにその装置を提供することを本発明の課題とする
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention is a non-destructive inspection for welding defects remaining on the inner surface of a pipe weld due to poor penetration, displacement of a welding line, dissimilar metals and impurities. An object of the present invention is to make it possible to reliably determine the defect using an ultrasonic inspection test.
In particular, it is an object of the present invention to provide an inspection method and an apparatus which is simple and does not require moving a probe (ultrasonic oscillator) in the length direction of a pipe and which quantitatively indicates a defect. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した従来の不都合、
問題点を解消して、前記課題を解決するため、請求項1
に係わる発明は、被測定配管に接触して配される超音波
探触子、該超音波探触子を被測定配管の中心軸を軸に回
転させる走査機構部及び前記超音波探触子を被測定配管
の周壁に接触するよう配置して固定する固定手段よりな
る測定部と、該測定部の走査機構部の駆動の制御、超音
波探触子の作動制御、及び超音波探触子で受信されたデ
ータを収録演算処理をなすデータ収録処理部でなるとと
もに、前記超音波探触子に、縦波又は板波よりなる超音
波を発信し、被測定配管の軸方向に沿って角度をもって
入射するよう配された超音波発信部と、該発信された超
音波を受信する受信部とを配してなることを特徴とする
小径配管溶接部の超音波探傷検査装置としたものであ
る。請求項2に係わる発明は、上記データ収録処理部に
超音波探触子が受信した超音波波形の半波整流波形又は
全波整流波形を一定距離区間の検査対象範囲について数
値積分演算をするための波形デジタル化回路と、演算処
理回路を備えたコンピュータとを設けてなることを特徴
とする請求項1記載の小径配管溶接部の超音波探傷検査
装置としたものである。請求項3に係わる発明は、上記
超音波探触子には、該超音波探触子を被測定配管に接触
せしめるための付勢部材が具備されていることを特徴と
する請求項1又は2記載の小径配管溶接部の超音波探傷
検査装置としたものである。請求項4に係わる発明は、
被測定配管に面する超音波探触子の面がほぼ配管の曲率
と等しいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1
項記載の小径配管溶接部の超音波探傷検査装置としたも
のである。請求項5に係わる発明は、超音波探触子内の
超音波の発信部をなす圧電素子の形状が、検査する被測
定配管と同心円の曲面を有することを特徴とする請求項
1乃至4のいずれか1項記載の小径配管溶接部の超音波
探傷検査装置としたものである。
Means for Solving the Problems The above-mentioned conventional disadvantages,
Claim 1 for solving the problem and solving the problem.
The present invention relates to an ultrasonic probe arranged in contact with a pipe to be measured, a scanning mechanism for rotating the ultrasonic probe around a central axis of the pipe to be measured, and the ultrasonic probe. A measuring unit comprising fixing means arranged and fixed so as to be in contact with the peripheral wall of the pipe to be measured, control of driving of a scanning mechanism unit of the measuring unit, operation control of an ultrasonic probe, and an ultrasonic probe Along with being a data recording processing unit that performs a recording calculation process on the received data, the ultrasonic probe transmits an ultrasonic wave composed of a longitudinal wave or a plate wave, and has an angle along the axial direction of the pipe to be measured. An ultrasonic flaw detection apparatus for a small-diameter pipe weld, comprising: an ultrasonic transmitting unit arranged so as to be incident thereon; and a receiving unit for receiving the transmitted ultrasonic wave. The invention according to claim 2 is to perform a numerical integration operation on a half-wave rectified waveform or a full-wave rectified waveform of the ultrasonic waveform received by the ultrasonic probe in the data recording processing unit with respect to an inspection range in a fixed distance section. 2. An ultrasonic flaw inspection apparatus for welding small-diameter pipes according to claim 1, further comprising a waveform digitizing circuit and a computer having an arithmetic processing circuit. The invention according to claim 3 is characterized in that the ultrasonic probe is provided with a biasing member for bringing the ultrasonic probe into contact with the pipe to be measured. An ultrasonic flaw inspection apparatus for a small-diameter pipe weld described in the above. The invention according to claim 4 is:
4. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a surface of the ultrasonic probe facing the pipe to be measured is substantially equal to a curvature of the pipe.
It is an ultrasonic inspection device for small diameter pipe welds described in the item. The invention according to claim 5 is characterized in that the shape of the piezoelectric element forming the ultrasonic wave transmitting section in the ultrasonic probe has a curved surface concentric with the pipe to be measured to be inspected. An ultrasonic flaw detection apparatus for welding small-diameter pipes according to any one of the preceding claims.

【0010】そして請求項6に係わる発明は、超音波探
触子を配管溶接部近傍に設置し、超音波探触子に具備さ
れた超音波の発信部から縦波又は板波の超音波を被測定
配管の軸方向に角度をもって発信し、該発信した超音波
を受信部で受信した後、超音波探触子を被測定配管の中
心軸を中心に一定間隔回転させ、再度同様に超音波を発
信、受信し、以後繰り返し逐次所定角度回転し、全周の
各角度位置で超音波の発信・受信をして、各回転角度位
置での溶接部所定検査対象範囲の受信波量を数値積分演
算して溶接部の良否を評価することを特徴とする小径配
管溶接部の超音波探傷検査方法としたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, an ultrasonic probe is installed near a welded portion of a pipe, and a longitudinal or plate wave ultrasonic wave is transmitted from an ultrasonic wave transmitting section provided in the ultrasonic probe. After transmitting the transmitted ultrasonic wave at an angle in the axial direction of the pipe to be measured, the ultrasonic probe is rotated at a fixed interval around the center axis of the pipe to be measured after receiving the transmitted ultrasonic wave, and the ultrasonic Transmitting and receiving, and then repeatedly rotating a predetermined angle repeatedly, transmitting and receiving ultrasonic waves at each angular position of the entire circumference, and numerically integrating the received wave amount of the welded part predetermined inspection target range at each rotational angle position An ultrasonic flaw detection method for a small-diameter pipe weld is characterized in that the quality of the weld is evaluated by calculation.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の小径配管溶接部の探傷検
査装置の実施形態の一例を図1及び図2を参照して説明
する。図1は本発明の小径配管溶接部の超音波探傷検査
装置を説明する系統概略図である。又図2は、本発明装
置に使用するデータ収録処理部の一例を説明する系統略
図である。本発明の小径配管溶接部の超音波探傷検査装
置は図1に示す如く、溶接部の不良個所を検査測定する
測定部1と、該測定部1と連結して測定部1からの測定
データを収録して演算したりするコンピュータ部、測定
部の駆動を制御する駆動制御部等よりなるデータ収録処
理部21よりなっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a flaw detection inspection apparatus for a small-diameter pipe weld according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic system diagram illustrating an ultrasonic inspection equipment for a small-diameter pipe welded part according to the present invention. FIG. 2 is a schematic system diagram illustrating an example of a data recording processing unit used in the apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the ultrasonic inspection apparatus for small-diameter pipe welds according to the present invention includes a measuring section 1 for inspecting and measuring a defective portion of a welded section, and a measurement data from the measuring section 1 connected to the measuring section 1. It comprises a data recording processing unit 21 including a computer unit for recording and calculating and a drive control unit for controlling the driving of the measuring unit.

【0012】前記測定部1は、超音波を発信する超音波
発信部2aと、又該発信部2aより発した超音波の反射
波を受信する超音波受信部2bとが配されてなる超音波
探触子2と、超音波探触子2を一定の間隔で回転させる
走査機構部4と、前記超音波探触子2を被測定配管Pの
外周壁POに接触固定させるクランプの如き固定手段3
とから構成されている。そしてこの走査機構部4は、前
記固定手段3に固定連結されているハウジングH内に配
設されていて、超音波探触子2を被測定配管Pの外周方
向に沿って回転移動させるための回転駆動モータ5と、
その回転角度を所定する角度に移動制御する回転検出エ
ンコーダ6から構成されている。そして前記回転駆動モ
ータ5の回転は、動力歯車7や中間歯車8を介して周方
向回転歯車9に伝達する。該周方向回転歯車9は、その
中心部に被測定配管Pを挿通して配置せしめるために挿
通部9cが設けられ、又内周部に穿溝された回動ガイド
溝9bが前記クランプ3に固定連結してなるハウジング
Hに連設された台座HOに設けた支軸10、10に回動
自在に支持されている。又、前記周方向回転歯車9の側
面9aには基板11を介して超音波探触子2が固定され
ている。
The measuring section 1 includes an ultrasonic transmitting section 2a for transmitting an ultrasonic wave and an ultrasonic receiving section 2b for receiving a reflected wave of the ultrasonic wave emitted from the transmitting section 2a. The probe 2, a scanning mechanism 4 for rotating the ultrasonic probe 2 at a constant interval, and a fixing such as a clamp for fixing the ultrasonic probe 2 to the outer peripheral wall P O of the pipe P to be measured. Means 3
It is composed of The scanning mechanism 4 is disposed in a housing H fixedly connected to the fixing means 3 and is for rotating and moving the ultrasonic probe 2 along the outer peripheral direction of the pipe P to be measured. A rotary drive motor 5,
It comprises a rotation detection encoder 6 for controlling the movement of the rotation angle to a predetermined angle. The rotation of the rotation drive motor 5 is transmitted to a circumferential rotation gear 9 via a power gear 7 and an intermediate gear 8. The circumferential rotating gear 9 is provided with an insertion portion 9c for inserting and placing the pipe P to be measured at a center portion thereof, and a rotation guide groove 9b formed in an inner circumferential portion thereof is provided on the clamp 3 with a rotation guide groove 9b. It is rotatably supported by support shafts 10 and 10 provided on a pedestal H O connected to a housing H which is fixedly connected. The ultrasonic probe 2 is fixed to a side surface 9 a of the circumferential direction rotating gear 9 via a substrate 11.

【0013】このようにしてなる測定部1は、前記回転
駆動モータ5の駆動により、動力歯車7や中間歯車8を
介して周方向回転歯車9に回転が伝達され、該周方向回
転歯車9の回転駆動により、この側壁に固定連結された
超音波探触子2が被測定配管Pの外周壁POの周りを回
転する。
The rotation of the circumferential rotating gear 9 of the measuring unit 1 is transmitted to the circumferential rotating gear 9 via the power gear 7 and the intermediate gear 8 by the driving of the rotating drive motor 5. by the rotation, fixedly connected ultrasound probe 2 in the side wall is rotated around the outer peripheral wall P O of the measurement pipe P.

【0014】以上のように構成された測定部1での超音
波探触子2が受信した超音波を数値化するためのデータ
を収録処理したり、超音波探触子2の駆動を制御するた
め、前記超音波探触子2、回転駆動モータ5及び回転検
出エンコーダ6と連設してデータ収録処理部21が設け
られている。このデータ収録処理部21についてその一
例を図2の系統略図を参照して説明する。本発明装置の
データ収録処理部21は、前記回転駆動モータ5及び回
転検出エンコーダ6の走査機構部4と連設して回転走査
を制御する駆動制御部22、超音波探触子2に設けた発
信部2a及び受信部2bと連設される超音波送受信部2
3、受信された反射波の波形をデジタル化するため前記
超音波送受信部23に連設されてなる波形デジタル化回
路24、及びこれら駆動制御部22、超音波送受信部2
3、波形デジタル化回路24と連設してデーターを収録
・演算処理したり、測定操作を記憶、指示するコンピュ
ーター25から構成されいる。
The ultrasonic probe 2 in the measuring unit 1 configured as above records and processes data for digitizing ultrasonic waves received by the ultrasonic probe 2 and controls the driving of the ultrasonic probe 2. Therefore, a data recording processing unit 21 is provided in connection with the ultrasonic probe 2, the rotation drive motor 5, and the rotation detection encoder 6. An example of the data recording processing unit 21 will be described with reference to the schematic system diagram of FIG. The data recording processing section 21 of the apparatus of the present invention is provided in the drive control section 22 which is connected to the rotation drive motor 5 and the scanning mechanism section 4 of the rotation detection encoder 6 to control the rotation scanning, and in the ultrasonic probe 2. Ultrasound transmitting / receiving unit 2 connected to transmitting unit 2a and receiving unit 2b
3. A waveform digitizing circuit 24 connected to the ultrasonic transmitting / receiving unit 23 for digitizing the waveform of the received reflected wave, and the drive control unit 22 and the ultrasonic transmitting / receiving unit 2
3. It is composed of a computer 25 connected to the waveform digitizing circuit 24 for recording and calculating data and storing and instructing measurement operations.

【0015】次に測定部1とデータ収録処理部21の関
係を実動作に沿って説明する。コンピューター25に検
査開始の入力があると、駆動制御部22が始動して測定
部1の回転駆動モータ5に電流が流れ、これを回転せし
める。そして、この回転により、動力歯車7、中間歯車
8を介し周方向回転歯車9が回転し、これとともに超音
波探触子2の回転が始まる。一方これとともに駆動制御
部22では回転検出エンコーダ6からの信号を得て、回
転位置をコンピューター25に出力するための位置変換
が行われる。
Next, the relationship between the measuring section 1 and the data recording processing section 21 will be described along with the actual operation. When the computer 25 receives an input to start the inspection, the drive control unit 22 is started, and a current flows through the rotation drive motor 5 of the measurement unit 1 to rotate it. Then, the rotation rotates the circumferential rotation gear 9 via the power gear 7 and the intermediate gear 8, and the rotation of the ultrasonic probe 2 starts. At the same time, the drive control unit 22 obtains a signal from the rotation detection encoder 6 and performs position conversion for outputting the rotation position to the computer 25.

【0016】コンピューター25は、回転位置が予め設
定して記憶せしめておいた所定ピッチに達すると回転を
停止させるよう駆動制御部22に指示するとともに、超
音波の送受信を開始する指示を超音波送受信部23に送
る。そこで超音波送受信部23から発信パルスが出力さ
れ、超音波探触子2内の発信部2aの圧電素子が振動す
る。そして本発明に使用する超音波は縦波(T)を用
い、縦波(T)の超音波を溶接部Wに向い、被測定配管
Pの軸方向(長さ方向)に対し角度(α)をもって入射
することを特徴としている。
The computer 25 instructs the drive control unit 22 to stop the rotation when the rotational position reaches a predetermined pitch which is set and stored in advance, and issues an instruction to start transmission and reception of ultrasonic waves. Send to section 23. Then, a transmission pulse is output from the ultrasonic transmission / reception unit 23, and the piezoelectric element of the transmission unit 2a in the ultrasonic probe 2 vibrates. The ultrasonic wave used in the present invention uses a longitudinal wave (T). The ultrasonic wave of the longitudinal wave (T) is directed to the welded portion W, and an angle (α) with respect to the axial direction (length direction) of the pipe P to be measured. It is characterized in that it is incident with.

【0017】縦波(T)は横波(Y)に変換される特性
を有しているため、縦波(T)が被測定配管Pの内面と
外面で反射しながら配管P内を進む過程において、瞬時
に次々と横波(Y)に変換される。横波(Y)は指向性
が高い波であるため、配管Pの板厚部全体にわたって横
波(Y)が伝播している状態となる。そのため超音波と
して直進性を有する横波(Y)を入射した時に必要であ
った超音波探触子2を被測定配管Pの軸方向(長さ方
向)に移動させる動作は必要なく、固定したまま溶接部
Wの検査を行うことができる。
Since the longitudinal wave (T) has a characteristic of being converted into a transverse wave (Y), the longitudinal wave (T) travels through the pipe P while being reflected on the inner and outer surfaces of the pipe P to be measured. Are instantaneously and successively converted into transverse waves (Y). Since the transverse wave (Y) is a wave having high directivity, the transverse wave (Y) propagates over the entire thickness of the pipe P. Therefore, there is no need to move the ultrasonic probe 2 in the axial direction (length direction) of the pipe P to be measured, which is necessary when a transverse wave (Y) having a straight traveling property is incident as ultrasonic waves. Inspection of the welded portion W can be performed.

【0018】以上の如き測定操作方法は、超音波として
板波(I)を用いることでも同様に行うことができる。
板波(I)は超音波を発生する圧電素子の取り付け角度
を変更することにより発生せしめることができるが、横
波(Y)の振動が板全体に対して生じた波であるため、
管の場合には肉厚全体を進行する音波となる。これによ
り、超音波探触子2を固定したまま溶接部Wの全体の検
査を行うことができる。
The above-described measuring operation method can be similarly performed by using a plate wave (I) as an ultrasonic wave.
The plate wave (I) can be generated by changing the mounting angle of the piezoelectric element that generates the ultrasonic wave. However, since the transverse wave (Y) is a wave generated for the entire plate,
In the case of a tube, the sound wave travels through the entire thickness. Accordingly, the entire weld W can be inspected while the ultrasonic probe 2 is fixed.

【0019】縦波(T)と縦波(T)から変換された横
波(Y)は、溶接部Wに欠陥が無い場合には、被測定配
管Pの内面と外面のみで反射しながら進むため、超音波
探触子2に瞬時に戻ってくることはない。しかし溶け込
み不足等による不良が溶接部Wに有り、被測定配管Pの
内面から外面方向に向って未溶接部が存在する場合に
は、横波(Y)は未溶融部から先に進むことができず、
未溶融部で反射し、超音波探触子2に戻ってくる。そし
てこの戻ってきた横波(Y)は超音波探触子2内にある
受信部2bで受信する。被測定配管Pの溶接部Wでの未
溶融部の長さが長い場合には、多くの横波(Y)が反射
し、超音波探触子2に戻ることになり、欠陥の深さに応
じてその受信量は変化する。
The longitudinal wave (T) and the transverse wave (Y) converted from the longitudinal wave (T) travel while reflecting only on the inner surface and the outer surface of the pipe P to be measured when there is no defect in the welded portion W. Does not return to the ultrasonic probe 2 instantaneously. However, when there is a defect due to insufficient penetration at the welded portion W and an unwelded portion exists from the inner surface to the outer surface of the pipe P to be measured, the transverse wave (Y) can proceed from the unmelted portion. Without
The light is reflected by the unmelted portion and returns to the ultrasonic probe 2. Then, the returned transverse wave (Y) is received by the receiving unit 2b in the ultrasonic probe 2. When the length of the unmelted portion at the welded portion W of the pipe P to be measured is long, many transverse waves (Y) are reflected and return to the ultrasonic probe 2, depending on the depth of the defect. The amount of reception varies.

【0020】このようにして超音波探触子2の受信部2
bで受信した横波(Y)は超音波送受信部23に送信さ
れ該送受信部23で増幅される。そして波形デジタル化
回路24に送られて、該回路24で超音波信号の周波数
の2倍以上のサンプリング周波数で連続的にAD変換さ
れ、コンピュータ25へ入力される。コンピュータ25
では、この波形データをメモリに保存する。
Thus, the receiving section 2 of the ultrasonic probe 2
The transverse wave (Y) received at b is transmitted to the ultrasonic transmission / reception unit 23 and amplified by the transmission / reception unit 23. Then, the signal is sent to the waveform digitizing circuit 24, where it is continuously A / D-converted at a sampling frequency twice or more the frequency of the ultrasonic signal, and is input to the computer 25. Computer 25
Then, this waveform data is stored in the memory.

【0021】このような測定操作で一つの位置での測定
が済むと、コンピュータ25よりの指示により駆動制御
部22を介して、走査機構部4の回転駆動モータ5と回
転検出エンコーダ6が作動し、超音波探触子2は被測定
配管Pの中心を回転軸として一定角度回転して次の測定
位置に移動する。回転移動後、前記と同様にデータ収録
処理部21のコンピュータ25の指示により、超音波送
受信部23を介して同様に超音波探触子2の発信部2a
から縦波(T)を発信し、その移動位置での溶接部Wの
状態を測定する。この様に次々と予めコンピュータ25
に記憶せしめて設定しておいた所定ピッチで繰り返し回
転移動し、各移動位置で縦波(T)を被測定配管Pの軸
方向に沿って角度αをもって入射することにより、被測
定配管Pの一周に亘った、溶接部W全体の測定のデータ
を得ることができる。
When the measurement at one position is completed by such a measurement operation, the rotation drive motor 5 and the rotation detection encoder 6 of the scanning mechanism unit 4 are operated by the instruction from the computer 25 via the drive control unit 22. The ultrasonic probe 2 rotates by a fixed angle around the center of the pipe P to be measured and moves to the next measurement position. After the rotation, the transmitting unit 2a of the ultrasonic probe 2 is also transmitted through the ultrasonic transmitting / receiving unit 23 in accordance with an instruction from the computer 25 of the data recording processing unit 21 in the same manner as described above.
A longitudinal wave (T) is transmitted from and the state of the welded portion W at the moving position is measured. In this way, the computer 25
Is repeatedly rotated at a predetermined pitch that has been stored and set, and a longitudinal wave (T) is incident at each moving position at an angle α along the axial direction of the pipe P to be measured, whereby the pipe P to be measured is moved. It is possible to obtain data of measurement of the entire welded portion W over one round.

【0022】このようにして、特定の測定位置における
溶接部の検査対象範囲WZで、超音波探触子2の受信部
2aに受信され、超音波送受信部23及び波形デジタル
化回路24を介してコンピュータ25に収録された波形
データは、例えば全波整流して表すと図3の如き超音波
発信部2aからの距離に対する反射波の相対的量のグラ
フを得る。図3のグラフで横軸に発信部2aからの超音
波進行行程距離(超音波ビーム路程)(mm)、縦軸に
反射波の相対的量を目盛り付けしたものである。即ち超
音波探触子2の内部にある発信部2aである圧電素子か
ら斜め方向に入射された超音波は、被測定配管Pの板厚
内を進行する。そして先ず溶接部W付近から粒界ノイズ
とともに反射波(ア)が得られ、その後遅れて溶接部W
に欠陥があると、その欠陥から反射波(イ)が得られ
る。続いてこれらに遅れて受信される反射波(ウ)は溶
接部Wより更に先で反射されたもの、又は伝播速度の遅
い波が反射されたものである。
[0022] In this manner, in the inspection target range W Z of the weld at a specific measurement position, it is received in the receiving portion 2a of the ultrasonic probe 2 via the ultrasonic wave transmitting and receiving section 23 and the waveform digitizing circuit 24 When the waveform data recorded in the computer 25 is represented by, for example, full-wave rectification, a graph of the relative amount of the reflected wave with respect to the distance from the ultrasonic wave transmitter 2a is obtained as shown in FIG. In the graph of FIG. 3, the abscissa axis indicates the traveling distance of the ultrasonic wave (ultrasonic beam path) (mm) from the transmitting unit 2a (mm), and the ordinate axis indicates the relative amount of the reflected wave. That is, the ultrasonic wave obliquely incident from the piezoelectric element, which is the transmitting portion 2a inside the ultrasonic probe 2, travels in the thickness of the pipe P to be measured. First, a reflected wave (A) is obtained from the vicinity of the welded portion W together with the grain boundary noise, and thereafter, the welded portion W is delayed.
Has a defect, a reflected wave (a) is obtained from the defect. Subsequently, the reflected wave (c) received later than this is a wave reflected at a point further ahead of the welded portion W or a wave reflected at a slower propagation speed.

【0023】この中で検出対象とするのは、溶接部W付
近からの反射波(ア)以後最初に反射してくる波であ
り、この部分を明確にするため検査対象範囲WZを設定
する。この検査対象範囲WZの設定は、予めその範囲を
予備的試験で位置決めしておきコンピュータ25記憶し
て置くことが好ましい。検査対象範囲WZの設定にあた
っては、通常は被測定配管Pの端部等を利用して、端部
での超音波の送受信により反射波が得られる範囲に5m
m程度を加えた範囲に設定する。この時、探触子2と被
測定配管Pの端部の位置関係は、実際に探触する時の探
触子2と溶接部Wの位置関係とほぼ同じであれば良い。
このようにして得られる検査対象範囲WZの反射波に含
まれる波形データをコンピュータ25で数値積分して加
算し、この測定点の評価値とする。なお、オーステナイ
ト系ステンレス鋼の溶接部では、溶接時にできる結晶粒
界の反射ノイズがあるため、反射信号の有無だけでは溶
接部の評価はできない。そのため、予め算出しておいた
健全な溶接部の評価値を基準値として設定し、この基準
値と照合比較し、その差により総合的な評価を行う。か
くして、各ピッチ毎に評価基準値ラインを設け、測定値
のラインがこの基準値を越えるかどうかで、溶接部の健
全性を確認することができる。
Among these, the object to be detected is the wave reflected first from the vicinity of the welded portion W (A), and the wave reflected first, and the inspection target range WZ is set to clarify this portion. . Configuring the inspection target range W Z is preferably placed in advance the range positioned to keep the computer 25 stores in preliminary tests. 5m when setting up the inspection target range W Z, usually by using the edge portion or the like of the measurement pipe P, the range where the reflected wave is obtained by the ultrasonic transmission and reception at the ends
It is set to a range obtained by adding about m. At this time, the positional relationship between the probe 2 and the end of the pipe P to be measured only needs to be approximately the same as the positional relationship between the probe 2 and the welded portion W when actually performing the probe.
Such waveform data included in the reflected wave of the test target range W Z obtained by the adding and numerical integration on a computer 25, the evaluation value of the measurement point. In the case of austenitic stainless steel welds, there is reflection noise at the crystal grain boundaries formed during welding, so that the presence or absence of a reflection signal alone cannot be used to evaluate the welds. Therefore, an evaluation value of a sound weld portion calculated in advance is set as a reference value, collated and compared with this reference value, and a comprehensive evaluation is performed based on the difference. Thus, an evaluation reference value line is provided for each pitch, and the soundness of the welded portion can be confirmed by checking whether the measured value line exceeds this reference value.

【0024】この様に超音波探触子2を被測定配管Pに
接するように走査機構部4を取付け、コンピュータ25
に始動指示を行うだけで、順次各測定点において縦波
(T)又は板波(I)の超音波を発生させ、溶接部Wの
データを得ることができる。従って、超音波探触子2を
被測定配管Pの軸方向(長さ方向)に移動させる必要は
ない。又溶接部Wの一つの測定点を検査した後、自動的
に次の測定点に超音波探触子2を回転させ配することが
できるので、溶接部全周を短時間で検査し得るととも
に、定量的にも評価することができるという優れた検査
方法を提供し得る特徴を有する。
The scanning mechanism 4 is attached so that the ultrasonic probe 2 is in contact with the pipe P to be measured, and the computer 25
, A longitudinal wave (T) or a plate wave (I) ultrasonic wave is sequentially generated at each measurement point, and data of the welded portion W can be obtained. Therefore, it is not necessary to move the ultrasonic probe 2 in the axial direction (length direction) of the pipe P to be measured. Further, after inspecting one measurement point of the welded portion W, the ultrasonic probe 2 can be automatically rotated and arranged at the next measurement point, so that the entire circumference of the welded portion can be inspected in a short time. , Which can provide an excellent inspection method that can be quantitatively evaluated.

【0025】[0025]

【実施例】本発明の小径配管溶接部の超音波探傷装置の
性能を確認するため、 実施例1として、健全な突き合わせ溶接をした被測
定配管PGを作製し、この溶接部を本発明装置を使用し
て検査し、 実施例2として溶け込み不足の突き合わせ溶接した
被測定配管PBを作製し、この溶接部を本発明装置を使
用して検査した。
EXAMPLES To confirm the performance of the ultrasonic flaw detection apparatus of the small-diameter piping welds of the present invention, as in Example 1 to prepare the measurement pipe P G where the sound butt welding, the present invention apparatus of this weld It was examined using, to produce a butt welded measured pipe P B lack penetration in example 2 was tested the weld using the present invention apparatus.

【0026】[実施例1]直径3/8インチ、肉厚1m
mのSUS316を用い、健全な突合わせ溶接を行っ
た。そして、これで得られた健全な突合わせ溶接をした
被測定配管PGを、本発明の小径配管溶接部の超音波探
傷装置により検査した。検査する測定位置の回転ピッチ
は6度とし、一つの溶接部Wである配管一周360度を
60個所にわたって検査を行うように設定した。超音波
探触子2は溶接金属から1ミリ離れた位置に取付けた。
今回配置位置は溶接金属から1ミリとしたが、この配置
位置は溶接部近傍であればよく、厳密に規制する必要は
ない。使用した超音波の周波数5MHzの縦波を発信せ
しめた。
Example 1 3/8 inch in diameter, 1 m thick
Using SUS316 of m, sound butt welding was performed. And this in the measurement pipe P G where the sound butt weld obtained was examined by ultrasonic flaw detector of the small-diameter piping welds of the present invention. The rotation pitch of the measurement position to be inspected was set to 6 degrees, and the inspection was performed so that 360 degrees of one round of the pipe, which is one welded portion W, was inspected over 60 locations. The ultrasonic probe 2 was mounted at a position 1 mm away from the weld metal.
In this case, the arrangement position was 1 mm from the weld metal, but this arrangement position only needs to be in the vicinity of the welded part, and there is no need to strictly restrict it. A longitudinal wave having a frequency of 5 MHz of the used ultrasonic wave was transmitted.

【0027】この健全な溶接をした配管PGについての
検査データを、図4及び図5に示す。図4は配管頂部よ
り時計針回動方向に角度12度回転移動した位置におけ
る溶接部Wのデータである。X軸は超音波の到達時間と
超音波の速度から換算した発信部2aからの距離(m
m)を示し、Y軸は受信した超音波の反射波の相対的受
信量を示す。検査開始後、超音波進行行程距離(超音波
ビーム路程)が約22mmから37mmの間の距離を検
査対象範囲WZとした。これは超音波探触子2を溶接部
Wから数ミリの所に配した時に、超音波が溶け込み不足
の部分に反射して探触子2に返ってくる距離である。こ
の間の超音波の波を積分しその部分の溶接部Wを評価し
ている。
[0027] The test data for the pipe P G that this sound welding, shown in FIGS. FIG. 4 shows data of the welded portion W at a position rotated 12 degrees in the clockwise direction from the top of the pipe. The X axis represents the distance (m) from the transmitting unit 2a converted from the arrival time of the ultrasonic wave and the velocity of the ultrasonic wave.
m), and the Y-axis indicates the relative reception amount of the reflected wave of the received ultrasonic wave. After inspection start, ultrasonic traveling stroke distance (ultrasonic beam path length) was inspected range W Z the distance between 37mm about 22 mm. This is the distance at which the ultrasonic wave returns to the probe 2 when the ultrasonic probe 2 is arranged at a position several millimeters from the welded portion W, and the ultrasonic wave is reflected on a portion where the penetration is insufficient. The ultrasonic wave during this period is integrated, and the welded portion W at that portion is evaluated.

【0028】このようにして、配管PGの溶接部Wの全
周にわたる各回転角度位置において、上記図4に如き測
定で得られたデータに基づいて、各測定位置における検
査対象範囲WZでの反射波の受信量の積分値を、その位
置での評価値として測定位置に対応して図示したのが図
5である。図5中の同心円(あ)、(い)、(う)は積
分値(評価値)の目安値を示すもので、同心円(い)が
基準値を示すものであり、この基準値より大きい評価
値、即ち同心円(い)をはみ出し同心円(う)に近づく
値は欠陥溶接部が存在しているものと評価判断される。
一方基準値より小さい評価値、即ち同心円(い)内にあ
って同心円(あ)に近づく値であるときは、欠陥溶接部
の存在が無いとものと評価判断される。
[0028] In this way, at each rotation angle position over the entire circumference of the welded portion W of the pipe P G, on the basis of the data obtained in threshold measured in FIG 4, in the inspection target range W Z at each measurement position FIG. 5 shows the integrated value of the amount of reception of the reflected wave as an evaluation value at that position corresponding to the measurement position. Concentric circles (A), (I), and (U) in FIG. 5 indicate the standard values of the integrated values (evaluation values), and the concentric circles (I) indicate the reference values, and evaluation values larger than the reference values are shown. The value, that is, the value that goes out of the concentric circle and approaches the concentric circle is evaluated and judged that a defective weld exists.
On the other hand, when the evaluation value is smaller than the reference value, that is, the value is within the concentric circle (i) and approaches the concentric circle (i), it is determined that there is no defective weld.

【0029】この実施例1での配管PGでは、図5での
同心円(い)の基準値は4500として設定され、各測
定点での評価値はこの基準値の同心円(い)内にあっ
て、同心円(あ)に近い値を示しており、欠陥溶接部が
存在しない健全な突き合わせ溶接が形成されていること
を示している。なおこの溶接部Wの内表面は、厳密に言
うと、被溶接金属の溶融部が重力の影響を受けるため溶
接時の配管設置状態により変わる。例えば配管を水平に
して溶接した場合、上部の溶接金属は重力のため配管内
面方向に向って若干凸状態となり、下部は配管外方向に
向って若干凸状態となり、完全に素管配管内面と同等の
円状態とはならない。しかしすべて基準値内であり、欠
陥として見られる溶接箇所は見当たらない。そしてこの
データを結晶粒界の反射ノイズとして設定した。
[0029] In the pipe P G in the first embodiment, the reference value of the concentric circles (ii) in FIG. 5 is set as 4500, evaluation values at each measurement point was in the concentric circles (ii) of this reference value Thus, the value indicates a value close to the concentric circle (a), indicating that a sound butt weld having no defective weld is formed. Strictly speaking, the inner surface of the welded portion W changes depending on the installation state of the pipe at the time of welding because the molten portion of the metal to be welded is affected by gravity. For example, when the pipe is welded horizontally, the upper weld metal is slightly convex toward the pipe inner surface due to gravity, and the lower part is slightly convex toward the pipe outer direction, completely equivalent to the inner pipe pipe inner surface. Is not in a circle. However, all the values were within the reference values, and no welded spots were found as defects. This data was set as the reflection noise at the crystal grain boundaries.

【0030】[実施例2]次に、実施例2として、溶け
込み不足を有した被測定溶接配管PBをサンプルとして
製作した。この溶接に供した配管は、実施例1と同様に
直径3/8インチ、肉厚1mmのSUS316を用い、
溶け込み不足を有する突合わせ溶接を行った。そして、
これで得られた配管PBを、本発明の小径配管溶接部の
超音波探傷装置により検査した。検査する測定条件は実
施例1と同様にした。即ち、検査する測定位置の回転ピ
ッチは6度とし、一つの溶接部Wである配管一周360
度を60個所にわたって検査を行うように設定した。超
音波探触子2は溶接金属から1ミリ離れた位置に取付け
た。今回配置位置は溶接金属から1ミリとしたが、この
配置位置は溶接部近傍であればよく、厳密に規制する必
要はない。使用した超音波は周波数5MHzの縦波を発
信せしめた。
[0030] [Embodiment 2] Next, as Example 2, were fabricated to be measured welding pipe P B having a lack penetration as a sample. The pipe used for this welding was made of SUS316 having a diameter of 3/8 inch and a wall thickness of 1 mm as in the first embodiment.
Butt welding with insufficient penetration was performed. And
This obtained in the pipe P B, it was examined by ultrasonic flaw detector of the small-diameter piping welds of the present invention. The measurement conditions for the inspection were the same as in Example 1. In other words, the rotation pitch of the measurement position to be inspected is set to 6 degrees, and one round of the pipe W which is one welded portion 360
The degree was set to perform the test over 60 locations. The ultrasonic probe 2 was mounted at a position 1 mm away from the weld metal. In this case, the arrangement position was 1 mm from the weld metal, but this arrangement position only needs to be in the vicinity of the welded part, and there is no need to strictly restrict it. The ultrasonic wave used transmitted a longitudinal wave having a frequency of 5 MHz.

【0031】溶け込み不足を有した配管PBについての
検査データを、図6及び図7に示す。図6は、角度0度
における溶接部のデータである。検査対象範囲WZで受
信した超音波の相対的受信量が非常に多くなっているこ
とが判る。かかる検査を各角度位置において行って、各
角度位置の検査対象範囲WZでの超音波の反射受信量を
積分して、その積分値を各角度位置に対応して図示した
のが図7である。この図7は、前記実施例1での図5に
示した図と同様に、3つの同心円(あ)、(い)、
(う)で、検査対象対象範囲WZにおける反射波の受信
量を積分した値(評価値)を評価するための目安値が示
されている。そして同心円(い)が基準値で図5と同様
4500を示している。
[0031] The test data for the pipe P B having insufficient penetration, shown in FIGS. FIG. 6 shows data of a weld at an angle of 0 degree. It can be seen that the relative amount of received ultrasonic wave received by the inspection target range W Z is very large. Such inspection is performed at each angular position, an inspection target range W by integrating the reflected reception of ultrasonic waves in the Z, 7 that was shown to correspond to the integrated value at each angular position of each angular position is there. This FIG. 7 shows three concentric circles (A), (I), and FIG.
In (iii), are shown a guide value for evaluating a value obtained by integrating the received amount of the reflected wave in the test object target range W Z (evaluation value). A concentric circle (i) indicates the reference value, which is 4500 as in FIG.

【0032】この実施例2での溶け込み不足の溶接部を
有する配管PBでは、各角度位置の測定点での評価値は
この基準値の同心円(い)の外にあって、同心円(う)
に近い値を示しており、欠陥溶接部が存在することを明
らかに示している。更にこれを実施例1の健全な突き合
わせ溶接が形成されている配管PGの検査データを示す
図5と比較照合すると、各角度位置において、溶け込み
不足等の溶接欠陥が存在することが、より一層明白に判
断することができる。
[0032] In the pipe P B having a weld insufficient penetration in this Example 2, evaluation value of the measurement points of each angular position In the outside of concentric circles (ii) of the reference value, a concentric (U)
, Indicating that a defective weld exists. More compared against the Figure 5 shows the test data of the pipe P G a is healthy butt welding of Example 1 which is formed, at each angular position, that is welding defects such as insufficient penetration present, more You can make a clear decision.

【0033】これら実施例1及び実施例2での上記検査
において、配管に超音波探触子2を設定して、溶接部全
周にわたって検査が終了するまで要した時間は、約60
秒であり、非常に短時間で検査を終えることができた。
In the above-described inspection in the first and second embodiments, the time required for setting the ultrasonic probe 2 in the pipe and completing the inspection over the entire circumference of the welded portion is about 60 hours.
In seconds, the inspection was completed in a very short time.

【0034】上記各実施例に於いては、外径3/8イン
チ、肉厚1mmの配管を回転角度6度ピッチにて検査を
行い、計算上外周に沿った溶接線上を幅0.4mmづつ
ずらしながら超音波の送受信を行なっているものである
が、超音波探触子2内の発信部2aである圧電素子は3
mmの幅を有しているので、実際には同一のポイントを
7回〜9回超音波の送受信を行なっていることになる。
従ってその測定箇所の近傍複数点を平均化することによ
って、より正確な結果を得ることができる。しかも、欠
陥との判別を難しくする擬似エコーは、超音波探触子2
を少しずらすと消失することが多く、平均化することに
よって、擬似エコーの影響も低減することができる。各
実施例1及び2での図5及び図7のグラフは、このよう
なことから各角度位置の測定点を中心にその近傍である
9つの位置のデータを平均化して表したものである。
In each of the above embodiments, a pipe having an outer diameter of 3/8 inch and a thickness of 1 mm is inspected at a rotation angle of 6 ° pitch, and the welding line along the outer circumference is calculated to have a width of 0.4 mm. While transmitting and receiving ultrasonic waves while shifting, the piezoelectric element which is the transmitting unit 2a in the ultrasonic probe 2 has 3 piezoelectric elements.
Since it has a width of mm, the same point is actually transmitted and received ultrasonic waves 7 to 9 times.
Therefore, more accurate results can be obtained by averaging a plurality of points near the measurement point. In addition, the pseudo echo which makes it difficult to determine the defect is the ultrasonic probe 2
Are often lost when the position is slightly shifted, and by averaging, the influence of the pseudo echo can be reduced. The graphs of FIGS. 5 and 7 in each of the first and second embodiments are obtained by averaging the data at nine positions in the vicinity of the measurement point at each angular position as a center.

【0035】又、上記各実施例では3/8インチのステ
ンレス配管を用いたが、小径配管になるにしたがって、
その曲率は大きくなる。超音波探触子の配管に接する面
を平面にすると、超音波探触子と配管は線接触となり、
この場合、超音波探触子と配管の少しのずれによって、
受信する超音波の量に影響を及ぼしてしまう。従って、
超音波探触子の配管に接触する面は、配管の曲率とほぼ
同じ曲率を有していることが望ましい。しかし超音波探
触子3の配管に接触する面の曲率は、それに限定される
ものでなく、配管の曲率よりも小さければよい。
In each of the above embodiments, a 3/8 inch stainless steel pipe was used.
Its curvature increases. If the surface of the ultrasonic probe that is in contact with the pipe is flat, the ultrasonic probe and the pipe will be in line contact,
In this case, slight displacement between the ultrasonic probe and the piping
This affects the amount of ultrasonic waves received. Therefore,
It is desirable that the surface of the ultrasonic probe that comes into contact with the pipe has substantially the same curvature as that of the pipe. However, the curvature of the surface of the ultrasonic probe 3 that comes into contact with the pipe is not limited thereto, and may be any smaller than the curvature of the pipe.

【0036】更に、超音波探触子2内の発信部2aを構
成する圧電素子の曲率を、検査する配管の曲率の同心円
上にある曲率としているため、この圧電素子から発生す
る超音波は効率よく配管に伝えることができる。そして
又、設備される配管は必ずしも直管でないため、このよ
うな場合でも、直管でない被測定配管に接するよう配す
る必要がある超音波探触子2には、弾性部材等を用いて
該超音波探触子2を配管に押設せしめるよう付勢してい
る構造とすることが望ましい。このように付勢する構造
とすることによって、配管の如何なる位置に於いても、
超音波探触子2を配管にほぼ密着せしめることができ
る。
Further, since the curvature of the piezoelectric element constituting the transmitting portion 2a in the ultrasonic probe 2 is set to be a concentric circle of the curvature of the pipe to be inspected, the ultrasonic wave generated from this piezoelectric element has a high efficiency. Can be well communicated to the plumbing. Also, since the pipes to be installed are not necessarily straight pipes, even in such a case, the ultrasonic probe 2 which needs to be arranged so as to be in contact with the pipe to be measured which is not a straight pipe is formed by using an elastic member or the like. It is desirable that the ultrasonic probe 2 is biased so as to be pushed into the pipe. With such a biasing structure, at any position of the piping,
The ultrasonic probe 2 can be brought into close contact with the pipe.

【0037】上記した各実施例では、超音波探触子2は
発信部2aと受信部2bを兼ね備えていて、溶接部の欠
陥で反射してきた超音波を溶接部の欠陥として認識し
た。しかし例えば測定する配管の直管部が短い等の理由
から、超音波探触子2を小さくする必要があり、超音波
探触子2が発信部2aと受信部2bを兼ね備えることが
できない場合には、溶接部を挟み発信部2aと受信部2
bとを配置し、反射波を受信せずに、直進してくる超音
波を受信して超音波が多い場合には健全な溶接部を有し
ているという判断をすることもでき、配管の直管部の長
さ、検査スペースの有無等により随時選択して使用すれ
ばよい。
In each of the above-described embodiments, the ultrasonic probe 2 has both the transmitting part 2a and the receiving part 2b, and recognizes the ultrasonic wave reflected by the defect of the welding part as the defect of the welding part. However, for example, it is necessary to reduce the size of the ultrasonic probe 2 because the straight pipe portion of the pipe to be measured is short, and when the ultrasonic probe 2 cannot have both the transmitting unit 2a and the receiving unit 2b. The transmitter 2a and the receiver 2 sandwich the weld.
b, without receiving the reflected wave, receiving the ultrasonic wave coming straight and if there is a lot of ultrasonic wave, it can also be judged that it has a healthy weld, It may be selected and used at any time depending on the length of the straight pipe portion, the presence or absence of an inspection space, and the like.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明は、上記した形態で実施され、以
下の如き効果を奏する。検査のために発信する超音波と
して縦波又は板波を用い、そして被測定配管の軸方向
(長さ方向)に沿って角度を持って入射するようにした
ので、超音波探触子を配管長さ方向に動かす必要はな
く、確実に配管溶接部における開先部の残存の有無を検
査することができる。従って、溶接にあたって入熱不足
による溶け込み不足、溶接線のずれ、ならびに異種材料
から生じる片溶け込みにより配管内壁面端部に未溶融部
分が生じたとしても、本発明の小径配管溶接部の超音波
探傷試験装置を用いることにより、直ちに探知すること
ができる。
The present invention is implemented in the above-described embodiment, and has the following effects. A longitudinal wave or a plate wave is used as the ultrasonic wave to be transmitted for inspection, and the ultrasonic wave is incident at an angle along the axial direction (length direction) of the pipe to be measured. It is not necessary to move the pipe in the length direction, and it is possible to reliably inspect whether or not the groove is left in the welded portion of the pipe. Therefore, even if an unmelted portion is generated at the end of the inner wall surface of the pipe due to insufficient penetration due to insufficient heat input, displacement of the welding line, and partial penetration caused by dissimilar materials in welding, ultrasonic welding of the small-diameter pipe welded portion of the present invention. By using the test device, it can be detected immediately.

【0039】又、駆動制御部を有することにより、溶接
線全周にわたって自動的に短時間で定量的な試験を行う
ことができる。さらに、超音波探触子に弾性部材を付け
配管方向に付勢することにより、溶接部付近が直進でな
くとも、精度良く試験することができる。そして配管と
接触する超音波探触子の面を配管とほぼ同じ曲率を有し
た面とすることで、一層精度を良く試験することができ
る。その上更に、超音波透過試験では、良否の判断が困
難なオーステナイト系ステンレス鋼においても、S/N
比が十分明確な値で得られる。
In addition, the provision of the drive control section enables a quantitative test to be automatically performed in a short time over the entire circumference of the welding line. Furthermore, by attaching an elastic member to the ultrasonic probe and biasing it in the pipe direction, the test can be performed with high accuracy even when the vicinity of the welded portion does not go straight. By making the surface of the ultrasonic probe in contact with the pipe a surface having substantially the same curvature as that of the pipe, the test can be performed with higher accuracy. Furthermore, in the ultrasonic transmission test, even in austenitic stainless steel where it is difficult to judge the quality, the S / N
The ratio is obtained with sufficiently clear values.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の小径配管溶接部の超音波探傷検査装
置を説明する系統概略図である。
FIG. 1 is a schematic system diagram illustrating an ultrasonic inspection apparatus for a small-diameter pipe welded portion according to the present invention.

【図2】 本発明装置に使用するデータ収録処理部の一
例を説明する系統略図である。
FIG. 2 is a schematic system diagram illustrating an example of a data recording processing unit used in the apparatus of the present invention.

【図3】 溶接部の検査対象範囲WZにおいて、反射さ
れた反射波の相対的受信量を説明するのグラフ。
[3] In the inspection target range W Z welds, the graph to explain the relative amount of received reflected reflected waves.

【図4】 実施例1の健全な突き合わせ溶接部を有する
配管での溶接部について、特定測定位置の検査対象範囲
Zにおいて反射された超音波の相対的受信量のグラ
フ。
[4] The welds in pipes with healthy butt welds of Example 1, the ultrasonic relative reception amount of a graph of reflected in the inspection target range W Z specific measurement position.

【図5】 実施例1の健全な突き合わせ溶接部を有する
配管での溶接部について、配管全体にわたって測定した
検査対象範囲WZにおける反射量の積分値を各測定位置
に対応して示したグラフ。
[5] The welds in pipes with healthy butt welds of Example 1, a graph of the integrated value of the amount of reflection shown in correspondence to each measurement position in the inspection target range W Z measured across the pipe.

【図6】 実施例2の溶接欠陥を有する溶接部を有する
配管での溶接部について、特定測定位置の検査対象範囲
Zおいて反射された超音波の相対的受信量のグラフ。
[6] The welds in the pipe having a weld with a weld defect of Example 2, the inspection target range W Z Oite reflected ultrasound relative reception amount of graphs were specific measurement position.

【図7】 実施例2の溶接欠陥を有する溶接部を有する
配管での溶接部について、配管全体にわたって測定した
検査対象範囲における反射量の積分値を、各測定位置に
対応して示したグラフ。
FIG. 7 is a graph showing the integrated value of the amount of reflection in the inspection target range measured over the entire pipe for a welded part having a welded part having a weld defect in Example 2 corresponding to each measurement position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…測定部、 2…超音波探触子、 2a…発信部、
2b…受信部 3…固定手段、 4…走査機構部、 5…回転駆動モー
タ、6…回転検出エンコーダ、 7…動力歯車、 8…
中間歯車、9…周方向回転歯車、 9b…回動ガイド
溝、 9c…挿通部、 10…支軸、 11…基板、
21…データ収録処理部、 22…駆動制御部、23…
超音波送受信部、 24…波形デジタル化回路、25…
コンピュータ、 H…ハウジング、 HO…台座、 P
…被測定配管、W…溶接部、 WZ…検査対象範囲
1 ... measurement unit, 2 ... ultrasonic probe, 2a ... transmission unit,
2b receiving section 3 fixing means 4 scanning mechanism section 5 rotation drive motor 6 rotation detection encoder 7 power gear 8
Intermediate gear, 9: circumferential rotation gear, 9b: rotation guide groove, 9c: insertion portion, 10: support shaft, 11: substrate,
21: data recording processing unit, 22: drive control unit, 23:
Ultrasonic transmission / reception unit, 24 ... waveform digitizing circuit, 25 ...
Computer, H: Housing, H O : Pedestal, P
… Measured pipe, W… weld, W Z … inspection range

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 幸司 東京都港区西新橋1丁目16番7号 日本酸 素株式会社内 (72)発明者 久下 幹雄 東京都江戸川区東葛西6丁目2番3号 株 式会社アスぺクト内 Fターム(参考) 2G047 AB01 AB07 BB02 BC02 CA01 CB01 CB04 EA09 EA10 GA19 GB04 GG09 GG14 GG19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Koji Nakamura, Inventor Koji Nakamura, 1-16-1 Nishi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Inside (72) Mikio Kushita, 6-2 Higashi-Kasai, Edogawa-ku, Tokyo No. 3 F-term in Aspect Co., Ltd. (reference) 2G047 AB01 AB07 BB02 BC02 CA01 CB01 CB04 EA09 EA10 GA19 GB04 GG09 GG14 GG19

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定配管に接触して配される超音波探
触子、該超音波探触子を被測定配管の中心軸を軸に回転
させる走査機構部及び前記超音波探触子を被測定配管の
周壁に接触するよう配置して固定する固定手段よりなる
測定部と、該測定部の走査機構部の駆動の制御、超音波
探触子の作動制御、及び超音波探触子で受信されたデー
タを収録演算処理をなすデータ収録処理部でなるととも
に、前記超音波探触子に、縦波又は板波よりなる超音波
を発信し、被測定配管の軸方向に沿って角度をもって入
射するよう配された超音波発信部と、該発信された超音
波を受信する受信部とを配してなることを特徴とする小
径配管溶接部の超音波探傷検査装置。
An ultrasonic probe arranged in contact with a pipe to be measured, a scanning mechanism for rotating the ultrasonic probe about a central axis of the pipe to be measured, and the ultrasonic probe. A measuring unit comprising fixing means arranged and fixed so as to be in contact with the peripheral wall of the pipe to be measured, control of driving of a scanning mechanism unit of the measuring unit, operation control of an ultrasonic probe, and an ultrasonic probe Along with being a data recording processing unit that performs a recording calculation process on the received data, the ultrasonic probe transmits an ultrasonic wave composed of a longitudinal wave or a plate wave, and has an angle along the axial direction of the pipe to be measured. An ultrasonic inspection apparatus for a small-diameter pipe weld, comprising: an ultrasonic transmitter that is arranged to be incident; and a receiver that receives the transmitted ultrasonic wave.
【請求項2】 上記データ収録処理部に超音波探触子が
受信した超音波波形の半波整流波形又は全波整流波形を
一定距離区間の検査対象範囲について数値積分演算をす
るための波形デジタル化回路と、演算処理回路を備えた
コンピュータとを設けてなることを特徴とする請求項1
記載の小径配管溶接部の超音波探傷検査装置。
2. A waveform digital for performing a numerical integration operation of a half-wave rectified waveform or a full-wave rectified waveform of an ultrasonic waveform received by an ultrasonic probe in the data recording processing unit in a test range of a fixed distance section. And a computer provided with an arithmetic circuit and an arithmetic processing circuit.
Ultrasonic inspection equipment for small diameter pipe welds as described.
【請求項3】 上記超音波探触子には、該超音波探触子
を被測定配管に接触せしめるための付勢部材が具備され
ていることを特徴とする請求項1又は2記載の小径配管
溶接部の超音波探傷検査装置。
3. The small diameter probe according to claim 1, wherein said ultrasonic probe is provided with an urging member for bringing said ultrasonic probe into contact with a pipe to be measured. Ultrasonic flaw inspection equipment for pipe welds.
【請求項4】 被測定配管に面する超音波探触子の面が
ほぼ配管の曲率と等しいことを特徴とする請求項1乃至
3のいずれか1項記載の小径配管溶接部の超音波探傷検
査装置。
4. The ultrasonic flaw detection of a small-diameter pipe weld according to claim 1, wherein a surface of the ultrasonic probe facing the pipe to be measured is substantially equal to a curvature of the pipe. Inspection equipment.
【請求項5】 超音波探触子内の超音波の発信部をなす
圧電素子の形状が、検査する被測定配管と同心円の曲面
を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1
項記載の小径配管溶接部の超音波探傷検査装置。
5. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a shape of the piezoelectric element forming an ultrasonic wave transmitting section has a curved surface concentric with a pipe to be inspected.
Ultrasonic flaw inspection equipment for small-diameter pipe welds according to the above item.
【請求項6】 超音波探触子を配管溶接部近傍に設置
し、超音波探触子に具備された超音波の発信部から縦波
又は板波の超音波を被測定配管の軸方向に角度をもって
発信し、該発信した超音波を受信部で受信した後、超音
波探触子を被測定配管の中心軸を中心に一定間隔回転さ
せ、再度同様に超音波を発信、受信し、以後繰り返し逐
次所定角度回転し、全周の各角度位置で超音波の発信・
受信をして、各回転角度位置での溶接部所定検査対象範
囲の受信波量を数値積分演算して溶接部の良否を評価す
ることを特徴とする小径配管溶接部の超音波探傷検査方
法。
6. An ultrasonic probe is installed in the vicinity of a welded portion of a pipe, and ultrasonic waves of a longitudinal wave or a plate wave are transmitted from an ultrasonic wave transmitting portion provided in the ultrasonic probe in an axial direction of a pipe to be measured. After transmitting at an angle and receiving the transmitted ultrasonic wave at the receiving unit, the ultrasonic probe is rotated at a constant interval around the center axis of the pipe to be measured, and the ultrasonic wave is transmitted and received again in the same manner, and thereafter. Repeatedly rotate a predetermined angle repeatedly and transmit ultrasonic waves at each angular position around the entire circumference.
An ultrasonic flaw inspection method for a small-diameter pipe weld, comprising: receiving, receiving, and numerically integrating a received wave amount in a predetermined inspection target range of a weld at each rotation angle position to evaluate the quality of the weld.
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