JP2001330594A - 金属管接合体の検査方法 - Google Patents
金属管接合体の検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合面にテーパ部を有する金属管接合体の接
合面に発生した欠陥の有無、接合面端部に発生した段差
の大きさ、接合面近傍の結晶組織の適否、及び、接合面
端部で凝固したインサート材の有無を検査する方法を提
供すること。 【解決手段】 金属管接合体１０のテーパ部１４ｉに対
して垂直に超音波を入射し、テーパ部１４ｉで反射した
反射エコーを検出する（第１欠陥検出工程）。また、接
合面が垂直部１６ｉを有している場合には、垂直部１６
ｉに対して斜めに超音波を入射し、垂直部１６ｉで反射
した反射エコーを検出する（第２欠陥検出工程）。ま
た、接合面を介して隣接する金属管１２ｉ、１２ｉ＋１
の管厚及び表面段差を計測し、管厚及び表面段差から、
内面段差を求める。また、後方散乱強度から接合面近傍
の結晶組織を判定し、さらに、金属管接合体の内面端部
に向かって超音波を斜めに入射し、反射エコーの到達位
置から凝固相の有無を判定する
合面に発生した欠陥の有無、接合面端部に発生した段差
の大きさ、接合面近傍の結晶組織の適否、及び、接合面
端部で凝固したインサート材の有無を検査する方法を提
供すること。 【解決手段】 金属管接合体１０のテーパ部１４ｉに対
して垂直に超音波を入射し、テーパ部１４ｉで反射した
反射エコーを検出する（第１欠陥検出工程）。また、接
合面が垂直部１６ｉを有している場合には、垂直部１６
ｉに対して斜めに超音波を入射し、垂直部１６ｉで反射
した反射エコーを検出する（第２欠陥検出工程）。ま
た、接合面を介して隣接する金属管１２ｉ、１２ｉ＋１
の管厚及び表面段差を計測し、管厚及び表面段差から、
内面段差を求める。また、後方散乱強度から接合面近傍
の結晶組織を判定し、さらに、金属管接合体の内面端部
に向かって超音波を斜めに入射し、反射エコーの到達位
置から凝固相の有無を判定する
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属管接合体の検
査方法に関し、さらに詳しくは、接合面にテーパ部を有
し、かつ、液相拡散接合された金属管接合体の非破壊検
査法として好適な金属管接合体の検査方法に関する。
査方法に関し、さらに詳しくは、接合面にテーパ部を有
し、かつ、液相拡散接合された金属管接合体の非破壊検
査法として好適な金属管接合体の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液層拡散接合法は、溶接法に比して熱変
形が少なく、短時間で母材と同等の継手が得られること
から、プラント用配管、ラインパイプ、油井管等、金属
管の接合方法として利用されている。しかしながら、液
層拡散接合法による接合部の品質は、不可抗力による接
合条件の変動や作業者の熟練度等に敏感に依存し、接合
面に欠陥が発生する場合がある。そのため、液層拡散接
合法により金属管を接合する場合において、得られた金
属管接合体の品質を保証するためには、接合面における
欠陥の有無を非破壊で検査する必要がある。
形が少なく、短時間で母材と同等の継手が得られること
から、プラント用配管、ラインパイプ、油井管等、金属
管の接合方法として利用されている。しかしながら、液
層拡散接合法による接合部の品質は、不可抗力による接
合条件の変動や作業者の熟練度等に敏感に依存し、接合
面に欠陥が発生する場合がある。そのため、液層拡散接
合法により金属管を接合する場合において、得られた金
属管接合体の品質を保証するためには、接合面における
欠陥の有無を非破壊で検査する必要がある。
【０００３】ここで、接合部の非破壊検査法としては、
一般的には、Ｘ線透過試験法、あるいは、超音波探傷試
験法等が用いられる。この内、Ｘ線透過試験法は、ブロ
ーホールなどの立体的な欠陥の検査を得意とする。一
方、超音波探傷試験法は、割れなどの平面的な欠陥の検
査を得意とする。液層拡散接合法の場合、接合面に発生
する欠陥は、通常、割れ、接合不良等の平面的な欠陥で
あるので、液層拡散接合された金属管接合体の検査に
は、超音波探傷試験法が用いられる。
一般的には、Ｘ線透過試験法、あるいは、超音波探傷試
験法等が用いられる。この内、Ｘ線透過試験法は、ブロ
ーホールなどの立体的な欠陥の検査を得意とする。一
方、超音波探傷試験法は、割れなどの平面的な欠陥の検
査を得意とする。液層拡散接合法の場合、接合面に発生
する欠陥は、通常、割れ、接合不良等の平面的な欠陥で
あるので、液層拡散接合された金属管接合体の検査に
は、超音波探傷試験法が用いられる。
【０００４】また、金属管を液層拡散接合する場合、金
属管の端部を軸方向に対して垂直に加工し、突き合わせ
接合するのが一般的である。そのため、接合面における
欠陥の有無の検査には、一般に、接合面に対して斜めに
超音波を入射させ、反射波の大きさから欠陥の有無を判
断する斜角探傷法が用いられている。
属管の端部を軸方向に対して垂直に加工し、突き合わせ
接合するのが一般的である。そのため、接合面における
欠陥の有無の検査には、一般に、接合面に対して斜めに
超音波を入射させ、反射波の大きさから欠陥の有無を判
断する斜角探傷法が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、金属管を突
き合わせ接合する場合、接合面積を広く取るため、ある
いは、接合される金属管の軸合わせを容易化するため等
の理由から、接合面にテーパ部を形成することがある。
このような継手においては、従来に増して、インサート
材の融合不良に起因する品質変化が大きく、融合不良の
測定精度を向上させる必要がある。
き合わせ接合する場合、接合面積を広く取るため、ある
いは、接合される金属管の軸合わせを容易化するため等
の理由から、接合面にテーパ部を形成することがある。
このような継手においては、従来に増して、インサート
材の融合不良に起因する品質変化が大きく、融合不良の
測定精度を向上させる必要がある。
【０００６】しかしながら、従来の斜角探傷法では、テ
ーパ部に発生した欠陥の大きさ、欠陥位置、欠陥形状な
どを高精度、かつ、定量的に検査するには限界がある。
ーパ部に発生した欠陥の大きさ、欠陥位置、欠陥形状な
どを高精度、かつ、定量的に検査するには限界がある。
【０００７】また、金属管接合体の品質は、接合面に発
生した融合不良だけではなく、接合面端部に発生した段
差、接合部近傍の結晶組織等に左右される。また、接合
面から溶融したインサート材が漏出し、凝固した部分
は、脆化しており、応力集中の起点となりやすい。従っ
て、金属管接合体の品質を保証するためには、これらも
また、非破壊で検査する必要がある。
生した融合不良だけではなく、接合面端部に発生した段
差、接合部近傍の結晶組織等に左右される。また、接合
面から溶融したインサート材が漏出し、凝固した部分
は、脆化しており、応力集中の起点となりやすい。従っ
て、金属管接合体の品質を保証するためには、これらも
また、非破壊で検査する必要がある。
【０００８】本発明が解決しようとする課題は、接合面
にテーパ部を有する金属管接合体の接合面に発生した欠
陥を高精度で検出可能な金属管接合体の検査方法を提供
することにある。また、本発明が解決しようとする他の
課題は、接合面端部に発生した段差の大きさ、接合面近
傍の結晶組織の適否、及び、接合面端部に漏出し、凝固
したインサート材の有無を検査することが可能な金属管
接合体の検査方法を提供することにある。
にテーパ部を有する金属管接合体の接合面に発生した欠
陥を高精度で検出可能な金属管接合体の検査方法を提供
することにある。また、本発明が解決しようとする他の
課題は、接合面端部に発生した段差の大きさ、接合面近
傍の結晶組織の適否、及び、接合面端部に漏出し、凝固
したインサート材の有無を検査することが可能な金属管
接合体の検査方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、複数の金属管が液相拡散接合された金属
管接合体を超音波探傷法により検査する金属管接合体の
検査方法において、前記金属管接合体の接合面は、テー
パ部を有し、該テーパ部に対して垂直に超音波を入射
し、前記テーパ部で反射された反射エコーを検出する第
１欠陥検出工程を備えていることを要旨とするものであ
る
に、本発明は、複数の金属管が液相拡散接合された金属
管接合体を超音波探傷法により検査する金属管接合体の
検査方法において、前記金属管接合体の接合面は、テー
パ部を有し、該テーパ部に対して垂直に超音波を入射
し、前記テーパ部で反射された反射エコーを検出する第
１欠陥検出工程を備えていることを要旨とするものであ
る
【００１０】本発明に係る金属管接合体の検査方法は、
テーパ部に対して垂直に超音波を入射し、反射エコーを
検出する方法が用いられているので、最大の感度が得ら
れる。また、超音波をフォーカッシングし、円周方向あ
るいは長手方向に走査すれば、２次元情報としてのテー
パ部の欠陥情報が得られ、この欠陥情報から、欠陥の大
きさ、位置、形状などを判断することができる。
テーパ部に対して垂直に超音波を入射し、反射エコーを
検出する方法が用いられているので、最大の感度が得ら
れる。また、超音波をフォーカッシングし、円周方向あ
るいは長手方向に走査すれば、２次元情報としてのテー
パ部の欠陥情報が得られ、この欠陥情報から、欠陥の大
きさ、位置、形状などを判断することができる。
【００１１】また、前記接合面がさらに垂直部を有して
いる場合には、該垂直部に対して斜めに超音波を入射
し、前記垂直部で反射した反射エコーを検出する第２欠
陥検出工程をさらに備えていることが好ましい。これに
より、接合面の内、垂直部における欠陥の有無を検査す
ることができる。
いる場合には、該垂直部に対して斜めに超音波を入射
し、前記垂直部で反射した反射エコーを検出する第２欠
陥検出工程をさらに備えていることが好ましい。これに
より、接合面の内、垂直部における欠陥の有無を検査す
ることができる。
【００１２】また、前記接合面を介して隣接する一方の
金属管に対して垂直に超音波を入射し、表面エコーと底
面エコーの到達時間の差から前記一方の金属管の管厚を
計測する第１管厚計測工程と、前記接合面を介して隣接
する他方の金属管に対して垂直に超音波を入射し、表面
エコーと底面エコーの到達時間の差から前記他方の金属
管の管厚を計測する第２管厚計測工程と、前記一方の金
属管と前記他方の金属管の表面段差を計測する表面段差
計測工程と、前記一方の金属管及び前記他方の金属管の
管厚並びに前記表面段差から、前記一方の金属管と前記
他方の金属管の内面段差を求める内面段差算出工程とを
さらに備えていても良い。これにより、金属管接合体の
内面段差を非破壊で計測することができる。
金属管に対して垂直に超音波を入射し、表面エコーと底
面エコーの到達時間の差から前記一方の金属管の管厚を
計測する第１管厚計測工程と、前記接合面を介して隣接
する他方の金属管に対して垂直に超音波を入射し、表面
エコーと底面エコーの到達時間の差から前記他方の金属
管の管厚を計測する第２管厚計測工程と、前記一方の金
属管と前記他方の金属管の表面段差を計測する表面段差
計測工程と、前記一方の金属管及び前記他方の金属管の
管厚並びに前記表面段差から、前記一方の金属管と前記
他方の金属管の内面段差を求める内面段差算出工程とを
さらに備えていても良い。これにより、金属管接合体の
内面段差を非破壊で計測することができる。
【００１３】また、前記接合面の近傍において、前記金
属管の内部方向に超音波を透過させ、後方散乱強度を測
定する後方散乱強度測定工程と、予め求められた前記金
属管の結晶粒径と後方散乱強度との相関を用いて、前記
後方散乱強度測定工程において測定された前記後方散乱
強度の大きさから結晶粒の大きさを求める結晶粒径算出
工程とをさらに備えていても良い。これにより、接合部
近傍の結晶組織を判定することができる。
属管の内部方向に超音波を透過させ、後方散乱強度を測
定する後方散乱強度測定工程と、予め求められた前記金
属管の結晶粒径と後方散乱強度との相関を用いて、前記
後方散乱強度測定工程において測定された前記後方散乱
強度の大きさから結晶粒の大きさを求める結晶粒径算出
工程とをさらに備えていても良い。これにより、接合部
近傍の結晶組織を判定することができる。
【００１４】さらに、前記金属管接合体の内面端部に向
かって超音波を斜めに入射し、前記金属管接合体の内面
で反射された反射エコーの位置を計測する凝固相検出工
程とをさらに備えていることが好ましい。これにより、
内面端部における凝固相の有無を非破壊で検査すること
ができる。
かって超音波を斜めに入射し、前記金属管接合体の内面
で反射された反射エコーの位置を計測する凝固相検出工
程とをさらに備えていることが好ましい。これにより、
内面端部における凝固相の有無を非破壊で検査すること
ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る金属管接合体
の検査方法について説明する。本発明は、超音波探傷法
を用いて、液相拡散接合された金属管接合体の品質を検
査する方法に関するものである。評価対称となる品質と
しては、具体的には、接合面にテーパ部及び垂直部を有
する金属管接合体の接合面における欠陥の有無、接合面
の内面端部に発生した段差の大きさ、接合面近傍の結晶
粒径、接合面の内面端部における凝固相の有無が挙げら
れる。
の検査方法について説明する。本発明は、超音波探傷法
を用いて、液相拡散接合された金属管接合体の品質を検
査する方法に関するものである。評価対称となる品質と
しては、具体的には、接合面にテーパ部及び垂直部を有
する金属管接合体の接合面における欠陥の有無、接合面
の内面端部に発生した段差の大きさ、接合面近傍の結晶
粒径、接合面の内面端部における凝固相の有無が挙げら
れる。
【００１６】初めに、テーパ部及び垂直部を有する金属
管接合体の接合面の内、テーパ部における欠陥の有無を
検査する工程（第１欠陥検出工程）について説明する。
図１は、テーパ部に発生した欠陥の検出方法を示す概略
図である。図１において、金属管接合体１０は、複数の
金属管１２ｎ（ｎ＝１、２…）を液相拡散接合したもの
であり、その内、２つの金属管１２ｉ、１２ｉ＋１が例
示されている。
管接合体の接合面の内、テーパ部における欠陥の有無を
検査する工程（第１欠陥検出工程）について説明する。
図１は、テーパ部に発生した欠陥の検出方法を示す概略
図である。図１において、金属管接合体１０は、複数の
金属管１２ｎ（ｎ＝１、２…）を液相拡散接合したもの
であり、その内、２つの金属管１２ｉ、１２ｉ＋１が例
示されている。
【００１７】金属管１２ｉの右端は、図１に示すよう
に、凹型に加工され、金属管１２ｉ＋ １の左端は、凸型
に加工されている。また、接合面は、テーパ部１４ｉ及
び垂直部１６ｉ、１８ｉを有している。金属管１２ｉ、
１２ｉ＋１の接合は、凹型に加工された金属管１２ｉの
右端と、凸型に加工された金属管１２ｉ＋１の左端との
間にインサート材（図示せず）を介挿してこれらを突き
合わせ、インサート材の融点以上、かつ、金属管１
２ｉ、１２ｉ＋１の融点未満の温度に保持することによ
り行われる。
に、凹型に加工され、金属管１２ｉ＋ １の左端は、凸型
に加工されている。また、接合面は、テーパ部１４ｉ及
び垂直部１６ｉ、１８ｉを有している。金属管１２ｉ、
１２ｉ＋１の接合は、凹型に加工された金属管１２ｉの
右端と、凸型に加工された金属管１２ｉ＋１の左端との
間にインサート材（図示せず）を介挿してこれらを突き
合わせ、インサート材の融点以上、かつ、金属管１
２ｉ、１２ｉ＋１の融点未満の温度に保持することによ
り行われる。
【００１８】テーパ部１４ｉに発生した欠陥を検出する
に際しては、まず、金属管接合体１０から所定の距離を
おいて超音波探触子２０を配置する。この場合、超音波
探触子２０には、フォーカス型の探触子を用いるのが好
ましい。フォーカス型の探触子を用いると、微小な欠陥
の識別が可能になり、感度、Ｓ／Ｎ比も向上するという
利点がある。また、金属管接合体１０と超音波探触子２
０の間には、適当な接触媒質を介在させる。接触媒質と
しては、通常、水が用いられる。次いで、超音波探触子
２０から、テーパ部１４ｉに対して超音波を垂直に入射
させる。金属管接合体１０への超音波の入射角度は、接
触媒質と金属管１２ｉ、１２ｉ＋１の音速の差を考慮し
て定めると良い。
に際しては、まず、金属管接合体１０から所定の距離を
おいて超音波探触子２０を配置する。この場合、超音波
探触子２０には、フォーカス型の探触子を用いるのが好
ましい。フォーカス型の探触子を用いると、微小な欠陥
の識別が可能になり、感度、Ｓ／Ｎ比も向上するという
利点がある。また、金属管接合体１０と超音波探触子２
０の間には、適当な接触媒質を介在させる。接触媒質と
しては、通常、水が用いられる。次いで、超音波探触子
２０から、テーパ部１４ｉに対して超音波を垂直に入射
させる。金属管接合体１０への超音波の入射角度は、接
触媒質と金属管１２ｉ、１２ｉ＋１の音速の差を考慮し
て定めると良い。
【００１９】この時、テーパ部１４ｉに欠陥がない場合
には、入射した超音波は、テーパ部１４ｉを素通りし、
金属管接合体１０の内面で反射されるので、超音波探触
子２０により反射エコーが検出されることはない。一
方、テーパ部１４ｉに欠陥がある場合には、欠陥で反射
された反射エコーが、入射波とほぼ同一の経路をたどっ
て超音波探触子２０に受信されるので、テーパ部１４ｉ
に欠陥があることを容易に知ることができる。
には、入射した超音波は、テーパ部１４ｉを素通りし、
金属管接合体１０の内面で反射されるので、超音波探触
子２０により反射エコーが検出されることはない。一
方、テーパ部１４ｉに欠陥がある場合には、欠陥で反射
された反射エコーが、入射波とほぼ同一の経路をたどっ
て超音波探触子２０に受信されるので、テーパ部１４ｉ
に欠陥があることを容易に知ることができる。
【００２０】また、この時、金属管接合体１０を一方向
に回転させると、金属管接合体１０の全周に渡って、テ
ーパ部１４ｉにおける欠陥の有無を検査することができ
る。さらに、金属管接合体１０を一方向に回転させると
同時に、超音波探触子２０を金属管接合体１０の長手方
向にスキャンさせると、反射エコーを２次元情報として
検出することができるので、テーパ部１４ｉ全面につい
て、欠陥の有無を検査できるだけでなく、欠陥の大き
さ、位置、形状等を定量的に評価することができる。図
２に、周方向について欠陥の有無を検査した結果の一例
を示す。図２より、約２７０度の位置に欠陥エコーが検
出されていることがわかる。
に回転させると、金属管接合体１０の全周に渡って、テ
ーパ部１４ｉにおける欠陥の有無を検査することができ
る。さらに、金属管接合体１０を一方向に回転させると
同時に、超音波探触子２０を金属管接合体１０の長手方
向にスキャンさせると、反射エコーを２次元情報として
検出することができるので、テーパ部１４ｉ全面につい
て、欠陥の有無を検査できるだけでなく、欠陥の大き
さ、位置、形状等を定量的に評価することができる。図
２に、周方向について欠陥の有無を検査した結果の一例
を示す。図２より、約２７０度の位置に欠陥エコーが検
出されていることがわかる。
【００２１】次に、テーパ部及び垂直部を有する金属管
接合体の接合面の内、垂直部における欠陥の有無を検査
する工程（第２欠陥検出工程）について説明する。図３
は、垂直部に発生した欠陥の検出方法を示す概略図であ
る。垂直部１６ｉにおける欠陥の有無を検査する場合に
は、まず、図３に示すように、金属管接合体１０から所
定の距離をおいて超音波探触子２０を配置し、金属管接
合体１０と超音波探触子２０の間に接触媒質を介在させ
る。次いで、超音波探触子２０から垂直部１６ ｉに向か
って、斜めに超音波を入射させればよい。
接合体の接合面の内、垂直部における欠陥の有無を検査
する工程（第２欠陥検出工程）について説明する。図３
は、垂直部に発生した欠陥の検出方法を示す概略図であ
る。垂直部１６ｉにおける欠陥の有無を検査する場合に
は、まず、図３に示すように、金属管接合体１０から所
定の距離をおいて超音波探触子２０を配置し、金属管接
合体１０と超音波探触子２０の間に接触媒質を介在させ
る。次いで、超音波探触子２０から垂直部１６ ｉに向か
って、斜めに超音波を入射させればよい。
【００２２】垂直部１６ｉに欠陥がない場合には、入射
した超音波は、垂直部１６ｉを素通りし、金属管接合体
１０の内面で反射されるので、超音波探触子２０により
反射エコーが検出されることはない。一方、垂直部１６
ｉに欠陥がある場合には、欠陥で反射された反射エコー
が、入射波とほぼ同一の経路をたどって超音波探触子２
０に受信されるので、垂直部１６ｉに欠陥があることを
容易に知ることができる。また、この時、金属管接合体
１０を一方向に回転させると、金属管接合体１０の全周
に渡って、垂直部１６ｉにおける欠陥の有無を検査する
ことができる。
した超音波は、垂直部１６ｉを素通りし、金属管接合体
１０の内面で反射されるので、超音波探触子２０により
反射エコーが検出されることはない。一方、垂直部１６
ｉに欠陥がある場合には、欠陥で反射された反射エコー
が、入射波とほぼ同一の経路をたどって超音波探触子２
０に受信されるので、垂直部１６ｉに欠陥があることを
容易に知ることができる。また、この時、金属管接合体
１０を一方向に回転させると、金属管接合体１０の全周
に渡って、垂直部１６ｉにおける欠陥の有無を検査する
ことができる。
【００２３】次に、接合面の内面端部に発生した段差の
大きさの測定方法について説明する。段差の測定は、以
下の手順により行われる。まず、図４に示すように、金
属管接合体１０の接合面を介して隣接する一方の金属管
１２ｉから所定の距離をおいて、超音波探触子２０を配
置する。この時、金属管１２ｉと超音波探触子２０の間
には、接触媒質を介在させる。次いで、金属管１２ｉに
対して垂直に超音波を入射する。これにより、超音波
は、金属管１２ｉの表面及び内面で反射されるので、表
面エコーと底面エコーの到達時間の差から、金属管１２
ｉの管厚Ｔｉを計測することができる（第１管厚計測工
程）。次に、超音波探触子２０を金属管１２ｉ＋１側に
移動させ、金属管１２ｉと同一の手順に従い、金属管１
２ｉ＋１の管厚Ｔｉ＋１を計測する（第２管厚計測工
程）。
大きさの測定方法について説明する。段差の測定は、以
下の手順により行われる。まず、図４に示すように、金
属管接合体１０の接合面を介して隣接する一方の金属管
１２ｉから所定の距離をおいて、超音波探触子２０を配
置する。この時、金属管１２ｉと超音波探触子２０の間
には、接触媒質を介在させる。次いで、金属管１２ｉに
対して垂直に超音波を入射する。これにより、超音波
は、金属管１２ｉの表面及び内面で反射されるので、表
面エコーと底面エコーの到達時間の差から、金属管１２
ｉの管厚Ｔｉを計測することができる（第１管厚計測工
程）。次に、超音波探触子２０を金属管１２ｉ＋１側に
移動させ、金属管１２ｉと同一の手順に従い、金属管１
２ｉ＋１の管厚Ｔｉ＋１を計測する（第２管厚計測工
程）。
【００２４】次に、金属管１２ｉと金属管１２ｉ＋１の
接合面の表面側に発生した段差（以下、これを「表面段
差」という。）Ｄｉを計測する（表面段差計測工程）。
表面段差Ｄｉの測定方法は、特に限定されるものではな
い。例えば、ノギス等を用いて計測しても良い。また、
金属管接合体１０と超音波探触子２０との位置関係を一
定に保った状態で、金属管１２ｉ及び金属管１２ｉ＋１
に対して超音波を垂直に入射し、金属管１２ｉから得ら
れる表面エコーの到達時間と金属管１２ｉ＋１から得ら
れる表面エコーの到達時間の差から、表面段差Ｄｉを求
めても良い。
接合面の表面側に発生した段差（以下、これを「表面段
差」という。）Ｄｉを計測する（表面段差計測工程）。
表面段差Ｄｉの測定方法は、特に限定されるものではな
い。例えば、ノギス等を用いて計測しても良い。また、
金属管接合体１０と超音波探触子２０との位置関係を一
定に保った状態で、金属管１２ｉ及び金属管１２ｉ＋１
に対して超音波を垂直に入射し、金属管１２ｉから得ら
れる表面エコーの到達時間と金属管１２ｉ＋１から得ら
れる表面エコーの到達時間の差から、表面段差Ｄｉを求
めても良い。
【００２５】次に、得られた金属管１２ｉの管厚Ｔｉ、
金属管１２ｉ＋１の管厚Ｔｉ＋１及び表面段差Ｄｉを用
いて、接合面の内面側に発生した段差（以下、これを
「内面段差」という。）ｄｉを算出する（内面段差算出
工程）。例えば、図４に例示するように、金属管１２
ｉ＋１の表面が金属管１２ｉの表面より突出している場
合には、内面段差ｄｉは、次式により求めることができ
る。 ｄｉ＝Ｔｉ＋１−（Ｔｉ＋Ｄｉ）
金属管１２ｉ＋１の管厚Ｔｉ＋１及び表面段差Ｄｉを用
いて、接合面の内面側に発生した段差（以下、これを
「内面段差」という。）ｄｉを算出する（内面段差算出
工程）。例えば、図４に例示するように、金属管１２
ｉ＋１の表面が金属管１２ｉの表面より突出している場
合には、内面段差ｄｉは、次式により求めることができ
る。 ｄｉ＝Ｔｉ＋１−（Ｔｉ＋Ｄｉ）
【００２６】次に、接合面近傍の結晶組織の判定方法に
ついて説明する。結晶組織の判定は、以下の手順により
行われる。まず、図５に示すように、金属管接合体１０
の接合部近傍から所定の距離をおいて、超音波探触子２
０を配置する。この時、金属管１２ｉと超音波探触子２
０の間には、接触媒質を介在させる。次いで、金属管接
合体１０の接合面近傍において、超音波を金属管接合体
１０の内部方向に透過させる。ここで、「内部方向」と
は、金属管１２ｉの表面又は底面から反射される反射エ
コーが観測されない方向をいう。具体的には、金属管接
合体１０に入射した超音波を、金属管接合体１０の円周
方向、長手方向、あるいはその中間方向に向かって透過
させるのが好ましい。図５においては、超音波を金属管
接合体１０の円周方向に透過させた例が示されている。
なお、超音波の入射角度は、接触媒質と金属管１２ｉ、
１２ｉ＋１の音速の差を考慮して定めると良い。
ついて説明する。結晶組織の判定は、以下の手順により
行われる。まず、図５に示すように、金属管接合体１０
の接合部近傍から所定の距離をおいて、超音波探触子２
０を配置する。この時、金属管１２ｉと超音波探触子２
０の間には、接触媒質を介在させる。次いで、金属管接
合体１０の接合面近傍において、超音波を金属管接合体
１０の内部方向に透過させる。ここで、「内部方向」と
は、金属管１２ｉの表面又は底面から反射される反射エ
コーが観測されない方向をいう。具体的には、金属管接
合体１０に入射した超音波を、金属管接合体１０の円周
方向、長手方向、あるいはその中間方向に向かって透過
させるのが好ましい。図５においては、超音波を金属管
接合体１０の円周方向に透過させた例が示されている。
なお、超音波の入射角度は、接触媒質と金属管１２ｉ、
１２ｉ＋１の音速の差を考慮して定めると良い。
【００２７】入射した超音波は、金属管接合体１０を透
過するが、その一部は、結晶粒界で反射され、入射波と
同一経路をたどって超音波探触子２０に達し、後方散乱
波として受信される（後方散乱強度測定工程）。後方散
乱強度と結晶粒径との間には相関関係があるので、これ
を予め求めておけば、測定された後方散乱強度から、結
晶粒径を逆算することができる（結晶粒径算出工程）。
過するが、その一部は、結晶粒界で反射され、入射波と
同一経路をたどって超音波探触子２０に達し、後方散乱
波として受信される（後方散乱強度測定工程）。後方散
乱強度と結晶粒径との間には相関関係があるので、これ
を予め求めておけば、測定された後方散乱強度から、結
晶粒径を逆算することができる（結晶粒径算出工程）。
【００２８】次に、接合面の内面端部に発生した凝固相
の有無を検査する方法について説明する。凝固相の有無
の検査は、以下の手順により行われる。まず、図６に示
すように、金属管接合体１０から所定の距離をおいて超
音波探触子２０を配置し、金属管接合体１０と超音波探
触子２０の間に接触媒質を介在させる。次いで、超音波
探触子２０から接合面の内面端部に向かって、斜めに超
音波を入射させる。
の有無を検査する方法について説明する。凝固相の有無
の検査は、以下の手順により行われる。まず、図６に示
すように、金属管接合体１０から所定の距離をおいて超
音波探触子２０を配置し、金属管接合体１０と超音波探
触子２０の間に接触媒質を介在させる。次いで、超音波
探触子２０から接合面の内面端部に向かって、斜めに超
音波を入射させる。
【００２９】接合面の内面端部に凝固相がない場合に
は、入射した超音波は、図６の点線で示すように、金属
管接合体１０の内面で反射される。一方、接合面の内面
端部に凝固相がある場合には、入射した超音波は、図６
の実線で示すように、金属管接合体１０の内面を透過し
て凝固相に達し、凝固相の表面で反射される。そのた
め、凝固相の有無によって、反射波の到達位置が変化す
る。この到達位置の変化を、もう一つの超音波探触子２
０’で測定すれば、接合面の内面端部における凝固相の
有無を容易に判定することができる。
は、入射した超音波は、図６の点線で示すように、金属
管接合体１０の内面で反射される。一方、接合面の内面
端部に凝固相がある場合には、入射した超音波は、図６
の実線で示すように、金属管接合体１０の内面を透過し
て凝固相に達し、凝固相の表面で反射される。そのた
め、凝固相の有無によって、反射波の到達位置が変化す
る。この到達位置の変化を、もう一つの超音波探触子２
０’で測定すれば、接合面の内面端部における凝固相の
有無を容易に判定することができる。
【００３０】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の改変が可能である。例えば、上記実施の形態では、
いずれも超音波探触子と金属管接合体とを密着させるこ
となく各種の検査を行っているが、超音波探触子と金属
管接合体とを密着させながら検査を行っても良い。
説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の改変が可能である。例えば、上記実施の形態では、
いずれも超音波探触子と金属管接合体とを密着させるこ
となく各種の検査を行っているが、超音波探触子と金属
管接合体とを密着させながら検査を行っても良い。
【００３１】また、上記実施の形態では、１個又は１組
の超音波探触子を用いて、各種の検査を行う方法につい
て説明したが、一種類の検査を行う際に、２個又は２組
以上の超音波探触子を用いて検査を行っても良い。ある
いは、２個又は２組以上の超音波探触子を用いて、２種
以上の検査を同時に行っても良い。
の超音波探触子を用いて、各種の検査を行う方法につい
て説明したが、一種類の検査を行う際に、２個又は２組
以上の超音波探触子を用いて検査を行っても良い。ある
いは、２個又は２組以上の超音波探触子を用いて、２種
以上の検査を同時に行っても良い。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、テーパ部を有する接合面を介
して複数の金属管が液相拡散接合された金属管接合体を
超音波探傷法により検査する場合において、前記テーパ
部に対して垂直に超音波を入射し、前記テーパ部で反射
した反射エコーを検出するので、テーパ部に発生した欠
陥の検出精度が向上するという効果がある。
して複数の金属管が液相拡散接合された金属管接合体を
超音波探傷法により検査する場合において、前記テーパ
部に対して垂直に超音波を入射し、前記テーパ部で反射
した反射エコーを検出するので、テーパ部に発生した欠
陥の検出精度が向上するという効果がある。
【００３３】また、接合面がさらに垂直部を有している
場合には、垂直部に対して斜めに超音波を入射し、垂直
部で反射した反射エコーを検出することによって、垂直
部における欠陥の有無を高精度で検査できるという効果
がある。
場合には、垂直部に対して斜めに超音波を入射し、垂直
部で反射した反射エコーを検出することによって、垂直
部における欠陥の有無を高精度で検査できるという効果
がある。
【００３４】また、接合面を介して隣接する一対の金属
管に対して垂直に超音波を入射し、表面エコーと底面エ
コーの到達時間の差から管厚を測定すると共に、これと
は別個に表面段差を計測することによって、内面段差を
高精度で計測することができるという効果がある。
管に対して垂直に超音波を入射し、表面エコーと底面エ
コーの到達時間の差から管厚を測定すると共に、これと
は別個に表面段差を計測することによって、内面段差を
高精度で計測することができるという効果がある。
【００３５】また、接合面の近傍において、金属管の内
部方向に超音波を透過させ、後方散乱強度を測定するこ
とによって、接合部近傍の結晶組織を判定することがで
きるという効果がある。
部方向に超音波を透過させ、後方散乱強度を測定するこ
とによって、接合部近傍の結晶組織を判定することがで
きるという効果がある。
【００３６】さらに、前記金属管接合体の内面端部に向
かって超音波を斜めに入射し、前記金属管接合体の内面
で反射した反射波の位置を計測することによって、内面
端部における凝固相の有無を非破壊で検査することがで
きるという効果がある。
かって超音波を斜めに入射し、前記金属管接合体の内面
で反射した反射波の位置を計測することによって、内面
端部における凝固相の有無を非破壊で検査することがで
きるという効果がある。
【図１】 テーパ部に発生した欠陥を検査する方法を説
明する図である。
明する図である。
【図２】 図１に示す方法を用いて金属管接合体のテー
パ部を検査した結果を示す図である。
パ部を検査した結果を示す図である。
【図３】 垂直部に発生した欠陥を検査する方法を説明
する図である。
する図である。
【図４】 接合面の内面段差を計測する方法を説明する
図である。
図である。
【図５】 接合面近傍の結晶組織を判定する方法を説明
する図である。
する図である。
【図６】 接合面の内面端部に発生した凝固相を検出す
る方法を説明する図である。
る方法を説明する図である。
１０ 金属管接合体 １２ｉ、１２ｉ＋１ 金属管 １４ｉ テーパ部 １６ｉ、１８ｉ 垂直部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AA07 AB01 BA03 BB01 BC02 BC07 BC10 DB03 EA10 4E067 BA05 DD00 EC06
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の金属管が液相拡散接合された金属
管接合体を超音波探傷法により検査する金属管接合体の
検査方法において、 前記金属管接合体の接合面は、テーパ部を有し、 該テーパ部に対して垂直に超音波を入射し、前記テーパ
部で反射された反射エコーを検出する第１欠陥検出工程
を備えていることを特徴とする金属管接合体の検査方
法。 - 【請求項２】 前記超音波は、フォーカッシングした超
音波である請求項１に記載の金属管接合体の検査方法。 - 【請求項３】 前記第１欠陥検出工程は、前記超音波を
送信する超音波探触子を、前記テーパ部の円周方向及び
／又は長手方向に走査させるものである請求項１又は２
に記載の金属管接合体の検査方法。 - 【請求項４】 前記接合面は、さらに垂直部を有し、 該垂直部に対して斜めに超音波を入射し、前記垂直部で
反射された反射エコーを検出する第２欠陥検出工程をさ
らに備えていることを特徴とする請求項１、２又は３に
記載の金属管接合体の検査方法。 - 【請求項５】 前記接合面を介して隣接する一方の金属
管に対して垂直に超音波を入射し、表面エコーと底面エ
コーの到達時間の差から前記一方の金属管の管厚を計測
する第１管厚計測工程と、 前記接合面を介して隣接する他方の金属管に対して垂直
に超音波を入射し、表面エコーと底面エコーの到達時間
の差から前記他方の金属管の管厚を計測する第２管厚計
測工程と、 前記一方の金属管と前記他方の金属管の表面段差を計測
する表面段差計測工程と、 前記一方の金属管及び前記他方の金属管の管厚並びに前
記表面段差から、前記一方の金属管と前記他方の金属管
の内面段差を求める内面段差算出工程とをさらに備えて
いることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の
金属管接合体の検査方法。 - 【請求項６】 前記接合面の近傍において、前記金属管
の内部方向に超音波を透過させ、後方散乱強度を測定す
る後方散乱強度測定工程と、 予め求められた前記金属管の結晶粒径と後方散乱強度と
の相関を用いて、前記後方散乱強度測定工程において測
定された前記後方散乱強度の大きさから結晶粒の大きさ
を求める結晶粒径算出工程とをさらに備えていることを
特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の金属管
接合体の検査方法。 - 【請求項７】 前記金属管接合体の内面端部に向かって
超音波を斜めに入射し、前記金属管接合体の内面で反射
された反射エコーの位置を計測する凝固相検出工程とを
さらに備えていることを特徴とする請求項１、２、３、
４、５又は６に記載の金属管接合体の検査方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000146903A JP2001330594A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 金属管接合体の検査方法 |
| EP01112154A EP1167852A3 (en) | 2000-05-18 | 2001-05-17 | Diffusion bonded metal pipe, diffusion bonded metal pipe expansion method, and method for inspecting diffusion bonded metal pipes |
| US09/858,588 US6592154B2 (en) | 2000-05-18 | 2001-05-17 | Metal-pipe bonded body, pipe expansion method of metal-pipe bonded body, and method for inspecting metal-pipe bonded body |
| CA002348192A CA2348192A1 (en) | 2000-05-18 | 2001-05-18 | Metal-pipe bonded body, pipe expansion method of metal-pipe bonded body, and method for inspecting metal-pipe bonded body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000146903A JP2001330594A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 金属管接合体の検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001330594A true JP2001330594A (ja) | 2001-11-30 |
Family
ID=18653172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000146903A Pending JP2001330594A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 金属管接合体の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001330594A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007046945A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Hitachi Ltd | 超音波探傷方法及び装置 |
| JP2007085949A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Non-Destructive Inspection Co Ltd | 超音波による組織変化の検出方法及び検出装置 |
| CN100377828C (zh) * | 2002-07-17 | 2008-04-02 | 国际壳牌研究有限公司 | 连接可膨胀管的方法 |
| JP2008119711A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Nippon Steel Corp | 液相拡散接合法による金属製品の製造方法 |
| WO2010024261A1 (ja) | 2008-08-27 | 2010-03-04 | 新日本製鐵株式会社 | 液相拡散接合管継手及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-05-18 JP JP2000146903A patent/JP2001330594A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100377828C (zh) * | 2002-07-17 | 2008-04-02 | 国际壳牌研究有限公司 | 连接可膨胀管的方法 |
| JP2007046945A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Hitachi Ltd | 超音波探傷方法及び装置 |
| JP4592530B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2010-12-01 | 株式会社日立製作所 | 超音波探傷方法及び装置 |
| JP2007085949A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Non-Destructive Inspection Co Ltd | 超音波による組織変化の検出方法及び検出装置 |
| JP4679319B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2011-04-27 | 非破壊検査株式会社 | 超音波による組織変化の検出方法及び検出装置 |
| JP2008119711A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Nippon Steel Corp | 液相拡散接合法による金属製品の製造方法 |
| WO2010024261A1 (ja) | 2008-08-27 | 2010-03-04 | 新日本製鐵株式会社 | 液相拡散接合管継手及びその製造方法 |
| KR101256973B1 (ko) | 2008-08-27 | 2013-04-19 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 액상 확산 접합 관 이음부 및 그 제조 방법 |
| US8955887B2 (en) | 2008-08-27 | 2015-02-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Liquid phase diffusion bonded pipe joint |
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