JP2003090828A - 配管の欠陥検出方法 - Google Patents
配管の欠陥検出方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波を配管内部に入射して、配管の内周面
に存在する欠陥の有無、位置及び／又は大きさを検出す
る。 【解決手段】 超音波送信振動子１１から超音波を配管
２０内部に入射し、その際に、配管２０内部への入射角
又はその屈折角を超音波内で一様にする。配管２０内部
を伝搬する透過超音波及び欠陥で反射する反射超音波
を、超音波受信振動子１３で計測する。入射角又は屈折
角を一様にした構成により、超音波は配管２０内部をそ
の厚さ方向に一様に分布し、配管２０の内周面の欠陥の
存在の有無、位置及び大きさが判定できる。
に存在する欠陥の有無、位置及び／又は大きさを検出す
る。 【解決手段】 超音波送信振動子１１から超音波を配管
２０内部に入射し、その際に、配管２０内部への入射角
又はその屈折角を超音波内で一様にする。配管２０内部
を伝搬する透過超音波及び欠陥で反射する反射超音波
を、超音波受信振動子１３で計測する。入射角又は屈折
角を一様にした構成により、超音波は配管２０内部をそ
の厚さ方向に一様に分布し、配管２０の内周面の欠陥の
存在の有無、位置及び大きさが判定できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配管の欠陥検出方
法に関し、更に詳しくは、超音波を利用して、配管の腐
食等による欠陥の有無、その位置及び／又は大きさを判
定する、配管の欠陥検出方法に関する。
法に関し、更に詳しくは、超音波を利用して、配管の腐
食等による欠陥の有無、その位置及び／又は大きさを判
定する、配管の欠陥検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油プラントや化学プラント等において
は、多数の配管が屋外及び屋内で使用されており、その
使用期間も長期に亘るため、各配管における腐食の有無
や、その位置、大きさを判定する技術が開発されてい
る。
は、多数の配管が屋外及び屋内で使用されており、その
使用期間も長期に亘るため、各配管における腐食の有無
や、その位置、大きさを判定する技術が開発されてい
る。
【０００３】特開２００１―４１９３９号には、従来の
配管の欠陥検出方法が記載されている。この方法は、配
管の延在方向に直交する方向で且つ配管の表面に立てた
垂線から所定の角度範囲に収まるように超音波を配管内
部に向けて発射し、配管内部をその周方向に伝搬する透
過超音波又はこの透過超音波が欠陥によって反射する反
射超音波を検出し、透過超音波又は反射超音波の到達時
間に基づいて欠陥の位置を、また、その振幅に基づいて
欠陥の有無や大きさを判定するものである。
配管の欠陥検出方法が記載されている。この方法は、配
管の延在方向に直交する方向で且つ配管の表面に立てた
垂線から所定の角度範囲に収まるように超音波を配管内
部に向けて発射し、配管内部をその周方向に伝搬する透
過超音波又はこの透過超音波が欠陥によって反射する反
射超音波を検出し、透過超音波又は反射超音波の到達時
間に基づいて欠陥の位置を、また、その振幅に基づいて
欠陥の有無や大きさを判定するものである。
【０００４】上記従来の検出方法の様子を図９（ａ）に
示した。同図において、超音波送信振動子１１から、探
触子１２を介して配管２０に超音波を入射し、点Ｐ１及
びＰ２に配設した超音波受信振動子１３で超音波を受信
する。点Ｐ２を透過した超音波が、配管外周部に存在す
る欠陥２１によって反射して戻るまでの時間を計測し
て、点Ｐ２と欠陥が存在する位置との間の角度差βを検
出する。また、その振幅を計測する。ここで、配管内部
を伝搬する超音波は横波であることが知られている。
示した。同図において、超音波送信振動子１１から、探
触子１２を介して配管２０に超音波を入射し、点Ｐ１及
びＰ２に配設した超音波受信振動子１３で超音波を受信
する。点Ｐ２を透過した超音波が、配管外周部に存在す
る欠陥２１によって反射して戻るまでの時間を計測し
て、点Ｐ２と欠陥が存在する位置との間の角度差βを検
出する。また、その振幅を計測する。ここで、配管内部
を伝搬する超音波は横波であることが知られている。
【０００５】図９（ｂ）に上記検出方法で採用する超音
波の入射角度を示した。超音波の配管２０への入射角度
としては、配管２０の外部表面で立てた鉛直線からの角
度θ iが４５°となるように選定される。θi=４５°の
角度を選定すると、超音波送信振動子１１の先端に幅が
あること、及び、配管表面で超音波が屈折することによ
り、配管内部に入射した直後の超音波は、配管表面に立
てた垂線からの角度が７０°を中心とし、５４〜９０°
の広がりをもつ波になる（θa=５４°、θb=７０°、θ
c=９０°）。配管内部での入射角が５４〜９０°の広が
りをもつ超音波は、配管内部を全体としてほぼ一様に周
方向に伝搬すると記載されている。
波の入射角度を示した。超音波の配管２０への入射角度
としては、配管２０の外部表面で立てた鉛直線からの角
度θ iが４５°となるように選定される。θi=４５°の
角度を選定すると、超音波送信振動子１１の先端に幅が
あること、及び、配管表面で超音波が屈折することによ
り、配管内部に入射した直後の超音波は、配管表面に立
てた垂線からの角度が７０°を中心とし、５４〜９０°
の広がりをもつ波になる（θa=５４°、θb=７０°、θ
c=９０°）。配管内部での入射角が５４〜９０°の広が
りをもつ超音波は、配管内部を全体としてほぼ一様に周
方向に伝搬すると記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の欠陥検出方
法では、屋外配管で生ずる配管外周部での腐食による欠
陥位置及びその腐食量の検出が、特別な計算を必要とす
ることなく可能となる。しかし、この欠陥検出方法で
は、配管内部を伝搬する超音波の分布が配管外周側に集
中し、配管内周側における超音波の分布が十分ではない
ために、配管内周部に位置する内部腐食の存在の有無、
その位置及び腐食量を精度よく判定できない欠点があっ
た。
法では、屋外配管で生ずる配管外周部での腐食による欠
陥位置及びその腐食量の検出が、特別な計算を必要とす
ることなく可能となる。しかし、この欠陥検出方法で
は、配管内部を伝搬する超音波の分布が配管外周側に集
中し、配管内周側における超音波の分布が十分ではない
ために、配管内周部に位置する内部腐食の存在の有無、
その位置及び腐食量を精度よく判定できない欠点があっ
た。
【０００７】本発明は、上記に鑑み、配管内周部に位置
する腐食による配管の欠陥の存在の有無、その位置及び
腐食量が精度よく検出できる、配管の欠陥検出方法を提
供することを目的とする。
する腐食による配管の欠陥の存在の有無、その位置及び
腐食量が精度よく検出できる、配管の欠陥検出方法を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の配管の欠陥検出方法は、第１の視点におい
て、配管の延在方向と直交する方向に超音波を配管内部
に向けて発射し、配管内部をその周方向に伝搬する透過
超音波及び該透過超音波が欠陥によって反射する反射超
音波の少なくとも一方を検出して、配管の欠陥の有無、
位置及び／又は大きさを判定する、配管の欠陥検出方法
において、配管に入射する超音波の入射角、又は、超音
波が配管表面で屈折した後の屈折角を、超音波内で均一
にしたことを特徴とする。
に、本発明の配管の欠陥検出方法は、第１の視点におい
て、配管の延在方向と直交する方向に超音波を配管内部
に向けて発射し、配管内部をその周方向に伝搬する透過
超音波及び該透過超音波が欠陥によって反射する反射超
音波の少なくとも一方を検出して、配管の欠陥の有無、
位置及び／又は大きさを判定する、配管の欠陥検出方法
において、配管に入射する超音波の入射角、又は、超音
波が配管表面で屈折した後の屈折角を、超音波内で均一
にしたことを特徴とする。
【０００９】また、本発明の配管の欠陥検出方法は、第
２の視点において、配管の延在方向と直交する方向に超
音波を配管内部に向けて発射し、配管内部をその周方向
に伝搬する透過超音波及び該透過超音波が欠陥によって
反射する反射超音波の少なくとも一方を検出して、配管
の欠陥の有無、位置及び／又は大きさを判定する、配管
の欠陥検出方法において、配管内部を伝搬する超音波を
板波としたことを特徴とする。
２の視点において、配管の延在方向と直交する方向に超
音波を配管内部に向けて発射し、配管内部をその周方向
に伝搬する透過超音波及び該透過超音波が欠陥によって
反射する反射超音波の少なくとも一方を検出して、配管
の欠陥の有無、位置及び／又は大きさを判定する、配管
の欠陥検出方法において、配管内部を伝搬する超音波を
板波としたことを特徴とする。
【００１０】本発明の配管の欠陥検出方法では、超音波
送信振動子から配管に入射する超音波の入射角又はその
超音波が配管外部表面で屈折した後の屈折角を超音波内
で均一にする構成により、或いは、配管内部を伝搬する
超音波を板波とした構成により、配管内部における超音
波の配管厚み方向の分布を均一にすることが出来る。従
って、配管の外周面に近い欠陥のみならず、配管の内周
面に近い配管内部の欠陥も有効に検出でき、欠陥の有
無、その位置及び／又は大きさが精度よく判定できる。
送信振動子から配管に入射する超音波の入射角又はその
超音波が配管外部表面で屈折した後の屈折角を超音波内
で均一にする構成により、或いは、配管内部を伝搬する
超音波を板波とした構成により、配管内部における超音
波の配管厚み方向の分布を均一にすることが出来る。従
って、配管の外周面に近い欠陥のみならず、配管の内周
面に近い配管内部の欠陥も有効に検出でき、欠陥の有
無、その位置及び／又は大きさが精度よく判定できる。
【００１１】ここで、本発明で使用する用語「配管の内
部」は、配管を構成する配管材の外周面と内周面とで囲
まれる配管全体を意味する。
部」は、配管を構成する配管材の外周面と内周面とで囲
まれる配管全体を意味する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。な
お、各要素の参照符号は、理解を容易にするために全図
を通して同じとした。図１は、本発明の一実施形態例に
係る配管の欠陥検出方法の原理を示す配管の断面図であ
る。超音波を発射する超音波送信振動子１１は、配管２
０の頂部付近（点Ｐ１）に配置する。超音波送信振動子
１１は、探触子１２を介して配管２０の外表面に向けて
超音波を発射し、この超音波を配管内部で周方向に伝搬
させる。
施形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。な
お、各要素の参照符号は、理解を容易にするために全図
を通して同じとした。図１は、本発明の一実施形態例に
係る配管の欠陥検出方法の原理を示す配管の断面図であ
る。超音波を発射する超音波送信振動子１１は、配管２
０の頂部付近（点Ｐ１）に配置する。超音波送信振動子
１１は、探触子１２を介して配管２０の外表面に向けて
超音波を発射し、この超音波を配管内部で周方向に伝搬
させる。
【００１３】超音波を検出する超音波受信振動子１３
は、超音波送信振動子１１の設置点Ｐ１、及び、超音波
の進行方向で配管表面の適当な位置、例えば超音波の入
射位置から７２．５°の角度位置Ｐ２に配置する。超音
波受信振動子１３は、指向性が弱いものがよく、この場
合、配管２０の内部を正逆の双方向に伝搬（透過又は反
射）する超音波を検出できるように配置する。
は、超音波送信振動子１１の設置点Ｐ１、及び、超音波
の進行方向で配管表面の適当な位置、例えば超音波の入
射位置から７２．５°の角度位置Ｐ２に配置する。超音
波受信振動子１３は、指向性が弱いものがよく、この場
合、配管２０の内部を正逆の双方向に伝搬（透過又は反
射）する超音波を検出できるように配置する。
【００１４】超音波送信振動子１１から配管２０に向け
て発射する超音波の角度を適切に選定することにより、
配管表面で屈折した後の超音波の進行方向と、その入射
位置での配管表面の垂線との成す角度（屈折角）を超音
波内で均一にすることが出来る。つまり、図面上で示し
た角度α及びβについて、α=βとすることが出来る。
て発射する超音波の角度を適切に選定することにより、
配管表面で屈折した後の超音波の進行方向と、その入射
位置での配管表面の垂線との成す角度（屈折角）を超音
波内で均一にすることが出来る。つまり、図面上で示し
た角度α及びβについて、α=βとすることが出来る。
【００１５】図２は、本実施形態例で採用する超音波の
入射角及び屈折角の一例を示す配管断面図の一部であ
る。超音波は、図示のように、その配管への入射角又は
配管内での屈折角が均一に保たれている。この入射角
は、同図の場合、４３．０°としてある。超音波の入射
角を均一としたことにより、屈折角も均一になる。この
場合、配管として、内周側直径が２７ｍｍ、肉厚が３ｍ
ｍの鋼鉄管を使用すれば、屈折角は６４．２°となる。
このような入射角又は屈折角を持つ超音波は、その大部
分が配管内周面でその接線方向に向かうため、再び配管
内部に反射し、これによって配管内部を全体としてほぼ
一様に周方向に伝搬する。
入射角及び屈折角の一例を示す配管断面図の一部であ
る。超音波は、図示のように、その配管への入射角又は
配管内での屈折角が均一に保たれている。この入射角
は、同図の場合、４３．０°としてある。超音波の入射
角を均一としたことにより、屈折角も均一になる。この
場合、配管として、内周側直径が２７ｍｍ、肉厚が３ｍ
ｍの鋼鉄管を使用すれば、屈折角は６４．２°となる。
このような入射角又は屈折角を持つ超音波は、その大部
分が配管内周面でその接線方向に向かうため、再び配管
内部に反射し、これによって配管内部を全体としてほぼ
一様に周方向に伝搬する。
【００１６】前記入射角及び屈折角は夫々、各位置にお
いて配管表面に立てた垂線とその位置において入射する
超音波の進行方向との成す角度、及び、前記垂線とその
位置において配管表面から入射する際に屈折した後の超
音波の進行方向との成す角度として定義される。超音波
は、超音波送信振動子１１の表面から出射する際には、
超音波送信振動子１１の表面に垂直な方向に出射する。
従って、超音波送信振動子１１から出射する超音波は、
相互に平行な進行方向を有する超音波ではなく、配管２
０表面での位置によって超音波の進行方向が少しづつ異
なる。このような超音波を得るためには、超音波送信振
動子の表面を特別な形状に加工する必要がある。
いて配管表面に立てた垂線とその位置において入射する
超音波の進行方向との成す角度、及び、前記垂線とその
位置において配管表面から入射する際に屈折した後の超
音波の進行方向との成す角度として定義される。超音波
は、超音波送信振動子１１の表面から出射する際には、
超音波送信振動子１１の表面に垂直な方向に出射する。
従って、超音波送信振動子１１から出射する超音波は、
相互に平行な進行方向を有する超音波ではなく、配管２
０表面での位置によって超音波の進行方向が少しづつ異
なる。このような超音波を得るためには、超音波送信振
動子の表面を特別な形状に加工する必要がある。
【００１７】図３は、上記入射角又は屈折角を持つ超音
波を得るための超音波送信振動子について、その表面形
状を得るための原理を示している。つまり、超音波送信
振動子の表面形状の設計にあたっては、超音波の入射を
受ける配管の形状を図形乃至は座標として求め、超音波
を入射する配管表面の各微少部分において夫々、配管表
面に立てた垂線から所定の角度を成す直線を引く。配管
の表面から所定の距離にある点から始め、各直線に垂直
な線分の集合を求め、これをつないで振動子の断面形状
とする。このような形状は、コンピュータを所定のプロ
グラム上で稼働させることによって簡単に求められる。
振動子は、本体の材質はコンポジット材であり、表面を
例えばポリイミドで被覆する。
波を得るための超音波送信振動子について、その表面形
状を得るための原理を示している。つまり、超音波送信
振動子の表面形状の設計にあたっては、超音波の入射を
受ける配管の形状を図形乃至は座標として求め、超音波
を入射する配管表面の各微少部分において夫々、配管表
面に立てた垂線から所定の角度を成す直線を引く。配管
の表面から所定の距離にある点から始め、各直線に垂直
な線分の集合を求め、これをつないで振動子の断面形状
とする。このような形状は、コンピュータを所定のプロ
グラム上で稼働させることによって簡単に求められる。
振動子は、本体の材質はコンポジット材であり、表面を
例えばポリイミドで被覆する。
【００１８】図４は、配管の仕様及び外径毎の、配管内
周面で反射しない最小屈折角を示している。つまり、進
行方向が配管内周面でその接線となるような超音波を得
るために必要な屈折角を、配管の仕様（ＳＧＰ、ＳＴＰ
Ｇｓｃｈ４０，ＳＴＰＧｓｃｈ８０）及び外径（０〜５
００ｍｍ）の関数として示している。本図から、一般に
使用される配管について、本実施形態例の方法で欠陥検
出を行う際に必要な屈折角が得られる。つまり、本グラ
フの太線で示される範囲（２０°〜８０°）の屈折角を
用いれば、一様に伝搬する超音波が得られる。ここで、
２０°以下の屈折角では、配管内周面と外周面の反射回
数が多くなり、超音波が著しく減衰する。
周面で反射しない最小屈折角を示している。つまり、進
行方向が配管内周面でその接線となるような超音波を得
るために必要な屈折角を、配管の仕様（ＳＧＰ、ＳＴＰ
Ｇｓｃｈ４０，ＳＴＰＧｓｃｈ８０）及び外径（０〜５
００ｍｍ）の関数として示している。本図から、一般に
使用される配管について、本実施形態例の方法で欠陥検
出を行う際に必要な屈折角が得られる。つまり、本グラ
フの太線で示される範囲（２０°〜８０°）の屈折角を
用いれば、一様に伝搬する超音波が得られる。ここで、
２０°以下の屈折角では、配管内周面と外周面の反射回
数が多くなり、超音波が著しく減衰する。
【００１９】実験のため、従来及び本実施形態例の方法
で、外径６０ｍｍ、厚さ３ｍｍの配管内部の周方向に一
周した透過超音波を検出した。図５（ａ）及び（ｂ）は
夫々、本実施形態例の方法及び従来方法を使用して検出
した透過超音波の波形を示している。透過超音波は、同
図に示した“イ”及び“ロ”の波形として検出された。
この波形を解析したところ、本実施形態例の方法で計測
された超音波は、配管を１周するのに要する時間が８０
μ秒であった。この時間は、従来の方法で検出された超
音波が配管を１周する時間である６３μ秒に比して大き
く、従って、本実施形態例の方法における超音波は、従
来の方法における超音波に比して伝搬速度が遅いことが
判明した。
で、外径６０ｍｍ、厚さ３ｍｍの配管内部の周方向に一
周した透過超音波を検出した。図５（ａ）及び（ｂ）は
夫々、本実施形態例の方法及び従来方法を使用して検出
した透過超音波の波形を示している。透過超音波は、同
図に示した“イ”及び“ロ”の波形として検出された。
この波形を解析したところ、本実施形態例の方法で計測
された超音波は、配管を１周するのに要する時間が８０
μ秒であった。この時間は、従来の方法で検出された超
音波が配管を１周する時間である６３μ秒に比して大き
く、従って、本実施形態例の方法における超音波は、従
来の方法における超音波に比して伝搬速度が遅いことが
判明した。
【００２０】伝搬速度解析の結果、従来方法で入射させ
た超音波は横波のまま配管内部を伝搬しているが、本実
施形態例の方法で入射させた超音波は、板波となって伝
搬していることが判明した。これは、一般に、板波は基
準波周波数の周囲に複数の山を有するスペクトルを有す
るが、横波は基準波周波数を中心とした１つの山状のス
ペクトルであることからも判断できた。つまり、本実施
形態例では、超音波の伝搬モードが従来方法の横波から
板波に変わっている。超音波が板波となって伝搬してい
ることから、特に配管の周方向に大きな幅の振動子を用
いなくとも、配管内部の超音波分布が一様となることが
判明した。
た超音波は横波のまま配管内部を伝搬しているが、本実
施形態例の方法で入射させた超音波は、板波となって伝
搬していることが判明した。これは、一般に、板波は基
準波周波数の周囲に複数の山を有するスペクトルを有す
るが、横波は基準波周波数を中心とした１つの山状のス
ペクトルであることからも判断できた。つまり、本実施
形態例では、超音波の伝搬モードが従来方法の横波から
板波に変わっている。超音波が板波となって伝搬してい
ることから、特に配管の周方向に大きな幅の振動子を用
いなくとも、配管内部の超音波分布が一様となることが
判明した。
【００２１】図６は、本実施形態例の方法及び従来方法
について実験で得られた、欠陥比と反射超音波の振幅と
の関係を、欠陥が存在する角度位置を様々に変えて示し
ている。また、図７は、図６の特別な場合、特に欠陥の
角度位置が１８０°の場合を示している。これらの図に
おいて、振幅の表示にあたっては、欠陥が存在しなかっ
た際に検出される超音波の振幅を１とし、欠陥が存在し
た場合に検出される超音波の振幅をそれとの比率である
振幅比で示している。欠陥比としては、先に述べたよう
に、欠陥の深さＤ／配管の肉厚Ｔの比でプロットしてあ
る。グラフが（０、１）の点と（１、０）の点とを結ん
だ直線上にあれば、欠陥の大きさが振幅の大きさに理想
的に反映されて検出されることになる。
について実験で得られた、欠陥比と反射超音波の振幅と
の関係を、欠陥が存在する角度位置を様々に変えて示し
ている。また、図７は、図６の特別な場合、特に欠陥の
角度位置が１８０°の場合を示している。これらの図に
おいて、振幅の表示にあたっては、欠陥が存在しなかっ
た際に検出される超音波の振幅を１とし、欠陥が存在し
た場合に検出される超音波の振幅をそれとの比率である
振幅比で示している。欠陥比としては、先に述べたよう
に、欠陥の深さＤ／配管の肉厚Ｔの比でプロットしてあ
る。グラフが（０、１）の点と（１、０）の点とを結ん
だ直線上にあれば、欠陥の大きさが振幅の大きさに理想
的に反映されて検出されることになる。
【００２２】図６には、従来方法では、欠陥比が０．５
以下の欠陥が存在しても、その角度位置によっては、こ
れに起因する振幅の低下が有効に観測できない旨、従っ
て、欠陥の大きさの判定が実際的に不可能である旨が示
されている。また、本実施形態例の方法では、比較的大
きな角度範囲で、欠陥の大きさが有効に判定できる旨が
示されており、特に図７では、１８０°の角度位置に存
在する欠陥については、かなりな精度で欠陥の大きさの
検出が可能な旨が示されている。
以下の欠陥が存在しても、その角度位置によっては、こ
れに起因する振幅の低下が有効に観測できない旨、従っ
て、欠陥の大きさの判定が実際的に不可能である旨が示
されている。また、本実施形態例の方法では、比較的大
きな角度範囲で、欠陥の大きさが有効に判定できる旨が
示されており、特に図７では、１８０°の角度位置に存
在する欠陥については、かなりな精度で欠陥の大きさの
検出が可能な旨が示されている。
【００２３】図８は、欠陥比が０．３３、０．５及び
０．６６の各場合について、欠陥の位置毎に計測される
透過超音波の振幅を、実験結果としてプロットしてい
る。また、欠陥比が０．５の場合については、それらの
点をつないで、角度位置毎の検出可能性をグラフとして
示している。欠陥比が０．５に対応して０．５の振幅比
が得られれば、それは理想的な検出が可能である旨を示
している。本実施形態例では、各角度位置でほぼ均等に
欠陥の大きさ検出が可能である旨が理解できる。一方、
従来方法では、各角度位置で著しく偏っているため、欠
陥の大きさ検出が困難である。特に、３００°〜３３０
°の角度位置付近では、欠陥の有無の検知さえ困難であ
る。
０．６６の各場合について、欠陥の位置毎に計測される
透過超音波の振幅を、実験結果としてプロットしてい
る。また、欠陥比が０．５の場合については、それらの
点をつないで、角度位置毎の検出可能性をグラフとして
示している。欠陥比が０．５に対応して０．５の振幅比
が得られれば、それは理想的な検出が可能である旨を示
している。本実施形態例では、各角度位置でほぼ均等に
欠陥の大きさ検出が可能である旨が理解できる。一方、
従来方法では、各角度位置で著しく偏っているため、欠
陥の大きさ検出が困難である。特に、３００°〜３３０
°の角度位置付近では、欠陥の有無の検知さえ困難であ
る。
【００２４】なお、本発明で使用する用語「配管」に
は、通常の配管に加えて、例えば円筒形状のタンク等も
含まれる。これらタンクの内周面及び外周面付近の欠陥
についても、本発明方法でその位置や大きさが検出可能
だからである。
は、通常の配管に加えて、例えば円筒形状のタンク等も
含まれる。これらタンクの内周面及び外周面付近の欠陥
についても、本発明方法でその位置や大きさが検出可能
だからである。
【００２５】また、超音波の送信振動子及び受信振動子
の配置は、特に限定されない。配置の如何に拘わらず、
透過波及び反射波の到達時間及び振幅を計測することに
よって、欠陥の位置や大きさの判定が可能である。ま
た、上記実施形態例では、欠陥を透過する透過超音波を
計測する例を示したが、欠陥で反射する超音波を計測し
ても、同様に欠陥の有無、位置、及び、大きさの判定が
可能である。
の配置は、特に限定されない。配置の如何に拘わらず、
透過波及び反射波の到達時間及び振幅を計測することに
よって、欠陥の位置や大きさの判定が可能である。ま
た、上記実施形態例では、欠陥を透過する透過超音波を
計測する例を示したが、欠陥で反射する超音波を計測し
ても、同様に欠陥の有無、位置、及び、大きさの判定が
可能である。
【００２６】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の配管の欠陥検出方法は、上
記実施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上
記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したも
のも、本発明の範囲に含まれる。
づいて説明したが、本発明の配管の欠陥検出方法は、上
記実施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上
記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したも
のも、本発明の範囲に含まれる。
【００２７】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の配管の
欠陥検出方法によると、超音波が、配管内部を配管の厚
さ方向にほぼ一様に伝搬するため、配管の外周部及び内
周部の欠陥について、その欠陥の有無、位置及び／又は
大きさを精度よく検出できる利点がある。
欠陥検出方法によると、超音波が、配管内部を配管の厚
さ方向にほぼ一様に伝搬するため、配管の外周部及び内
周部の欠陥について、その欠陥の有無、位置及び／又は
大きさを精度よく検出できる利点がある。
【図１】本発明の一実施形態例に係る配管の検出方法を
示す配管の断面図。
示す配管の断面図。
【図２】配管表面部分における超音波の進行方向を示す
配管の部分断面図。
配管の部分断面図。
【図３】振動子の形状を設計する際の様子を示す模式的
断面図。
断面図。
【図４】各配管に適用するための屈折角の範囲グラフ。
【図５】従来方法及び本発明の実施形態例方法で計測さ
れた超音波波形の一例。
れた超音波波形の一例。
【図６】欠陥と透過超音波の振幅との関係を実験で求め
た結果を示すグラフ。
た結果を示すグラフ。
【図７】欠陥と透過超音波の振幅との関係を実験で求め
た結果を示すグラフ。
た結果を示すグラフ。
【図８】欠陥と透過超音波の振幅との関係を実験で求め
た結果を示すグラフ。
た結果を示すグラフ。
【図９】従来の配管の欠陥検出方法を示す配管の断面
図。
図。
１１：超音波送信振動子
１２：探触子
１３：超音波受信振動子
２０：配管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 川嶋 紘一郎
三重県桑名市大字本願寺45番
Ｆターム(参考） 2G047 AA06 AB01 BA01 BA02 BB02
BC10 CA01 CB04 EA10 GA14
GB24
Claims (3)
- 【請求項１】 配管の延在方向と直交する方向に超音波
を配管内部に向けて発射し、配管内部をその周方向に伝
搬する透過超音波及び該透過超音波が欠陥によって反射
する反射超音波の少なくとも一方を検出して、配管の欠
陥の有無、位置及び／又は大きさを判定する、配管の欠
陥検出方法において、 配管に入射する超音波の入射角、又は、超音波が配管表
面で屈折した後の屈折角を、超音波内で均一にしたこと
を特徴とする配管の欠陥検出方法。 - 【請求項２】 前記屈折角が２０°〜８０°の範囲内に
ある、請求項１に記載の配管の欠陥検出方法。 - 【請求項３】 配管の延在方向と直交する方向に超音波
を配管内部に向けて発射し、配管内部をその周方向に伝
搬する透過超音波及び該透過超音波が欠陥によって反射
する反射超音波の少なくとも一方を検出して、配管の欠
陥の有無、位置及び／又は大きさを判定する、配管の欠
陥検出方法において、 配管内部を伝搬する超音波を板波としたことを特徴とす
る配管の欠陥検出方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001283173A JP3810661B2 (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 配管の欠陥検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001283173A JP3810661B2 (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 配管の欠陥検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003090828A true JP2003090828A (ja) | 2003-03-28 |
| JP3810661B2 JP3810661B2 (ja) | 2006-08-16 |
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ID=19106709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001283173A Expired - Fee Related JP3810661B2 (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 配管の欠陥検出方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3810661B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232373A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Toshiba Corp | 配管検査装置及びその方法 |
| WO2007113907A1 (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 超音波探触子、超音波探傷方法及び超音波探傷装置 |
| JP2016042043A (ja) * | 2014-08-15 | 2016-03-31 | 出光興産株式会社 | 外面腐食検査装置及び外面腐食検査方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2015151232A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 油圧エレベータ |
-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001283173A patent/JP3810661B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2007232373A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Toshiba Corp | 配管検査装置及びその方法 |
| JP4686378B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2011-05-25 | 株式会社東芝 | 配管検査装置 |
| WO2007113907A1 (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 超音波探触子、超音波探傷方法及び超音波探傷装置 |
| JPWO2007113907A1 (ja) * | 2006-04-05 | 2009-08-13 | 住友金属工業株式会社 | 超音波探触子、超音波探傷方法及び超音波探傷装置 |
| US7874212B2 (en) | 2006-04-05 | 2011-01-25 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Ultrasonic probe, ultrasonic flaw detection method, and ultrasonic flaw detection apparatus |
| JP2016042043A (ja) * | 2014-08-15 | 2016-03-31 | 出光興産株式会社 | 外面腐食検査装置及び外面腐食検査方法 |
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| JP3810661B2 (ja) | 2006-08-16 |
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