JP2003090829A - 複合材料の非破壊検査方法 - Google Patents
複合材料の非破壊検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼却炉の耐火タイル等の複合材料に生じた内
部欠陥の種類に適した検査方法で、的確に内部き裂や剥
離等の内部欠陥を検出することが出来る複合材料の非破
壊検査方法を提供する。 【解決手段】 複数の部材が接合されて目的物を形成す
る複合材料に波形信号を与えて反射する受信信号によっ
て欠陥を探傷する非破壊検査方法であって、耐火タイル
１０の内部欠陥種類によって超音波探傷若しくは音響波
探傷のうち何れかを選択し、内部欠陥が複合材料接合面
の境界面剥離である場合には、音響波を使用して受信周
波数が送信周波数より大でかつ受信振幅値が略１００ｍ
Ｖであるとき剥離の有無を判断し、前記内部欠陥が耐火
タイル１０のフック１３とフック嵌合部１４との嵌合部
分に発生した内部き裂２５である場合には、予測き裂角
度αに基づき略直角となるように送信探触子１５を当接
して入射角αで超音波を入射し、探傷することを特徴と
する。
部欠陥の種類に適した検査方法で、的確に内部き裂や剥
離等の内部欠陥を検出することが出来る複合材料の非破
壊検査方法を提供する。 【解決手段】 複数の部材が接合されて目的物を形成す
る複合材料に波形信号を与えて反射する受信信号によっ
て欠陥を探傷する非破壊検査方法であって、耐火タイル
１０の内部欠陥種類によって超音波探傷若しくは音響波
探傷のうち何れかを選択し、内部欠陥が複合材料接合面
の境界面剥離である場合には、音響波を使用して受信周
波数が送信周波数より大でかつ受信振幅値が略１００ｍ
Ｖであるとき剥離の有無を判断し、前記内部欠陥が耐火
タイル１０のフック１３とフック嵌合部１４との嵌合部
分に発生した内部き裂２５である場合には、予測き裂角
度αに基づき略直角となるように送信探触子１５を当接
して入射角αで超音波を入射し、探傷することを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉のボイラ水
管に被覆される水管保護用耐火物構造体等の複数の部材
が接合された複合材料の内部き裂や複合材料境界面の剥
離等の内部欠陥を超音波探傷若しくは音響波探傷により
探傷する複合材料の非破壊検査方法に関する。
管に被覆される水管保護用耐火物構造体等の複数の部材
が接合された複合材料の内部き裂や複合材料境界面の剥
離等の内部欠陥を超音波探傷若しくは音響波探傷により
探傷する複合材料の非破壊検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、焼却炉等に用いられる耐火物構造
体や非金属材料等の複合材料において、性質、状態、内
部欠陥等を被測定物の形状、機能を損なうことなく把握
するために非破壊検査方法が一般に用いられている。非
破壊検査方法としては、ハンマリング法、放射線透過
法、超音波探傷法、浸透探傷法等があり、対象物質の材
質、検出する欠陥等により選択される。このうち、超音
波探傷法は、音源からの距離、つまり内部き裂の位置等
の定量的判定が可能であるため、耐火物構造体や非金属
材料等の複合材料で、特に多層構造を有する材料の品質
劣化や内部欠陥を検出する検査に適している。
体や非金属材料等の複合材料において、性質、状態、内
部欠陥等を被測定物の形状、機能を損なうことなく把握
するために非破壊検査方法が一般に用いられている。非
破壊検査方法としては、ハンマリング法、放射線透過
法、超音波探傷法、浸透探傷法等があり、対象物質の材
質、検出する欠陥等により選択される。このうち、超音
波探傷法は、音源からの距離、つまり内部き裂の位置等
の定量的判定が可能であるため、耐火物構造体や非金属
材料等の複合材料で、特に多層構造を有する材料の品質
劣化や内部欠陥を検出する検査に適している。
【０００３】超音波探傷法を利用した非破壊検査装置と
して特開平６−１１８０６８号に記載される装置を図７
を用いて説明する。かかる非破壊検査装置では、周波数
コントロール部０３により所望の範囲で連続的に変化す
る周波数の交流が交流電気信号発生部０２から、被検物
０９に当接的に付設された送信用振動子０１に与えら
る。そして、受信用振動子０４にて受信された信号が受
信信号増幅部０５にて増幅されてオシロスコープ、周波
数計、周波数分析器当を含む表示装置Ａ０７に出力され
る。一方、音圧レベル検出判断装置０６にて前記出力が
入力され、それに伴い周波数計、ランプ、ブザーよりな
る表示装置Ｂ０８が作動する。
して特開平６−１１８０６８号に記載される装置を図７
を用いて説明する。かかる非破壊検査装置では、周波数
コントロール部０３により所望の範囲で連続的に変化す
る周波数の交流が交流電気信号発生部０２から、被検物
０９に当接的に付設された送信用振動子０１に与えら
る。そして、受信用振動子０４にて受信された信号が受
信信号増幅部０５にて増幅されてオシロスコープ、周波
数計、周波数分析器当を含む表示装置Ａ０７に出力され
る。一方、音圧レベル検出判断装置０６にて前記出力が
入力され、それに伴い周波数計、ランプ、ブザーよりな
る表示装置Ｂ０８が作動する。
【０００４】かかる非破壊検査装置では、１００Ｈｚ〜
３００ＫＨｚの低周波域の振動数の弾性波を用いている
ため、気孔、多種類の粒子等を含有する耐火材、コンク
リート等の不均質物質においても減衰が小さくなり検出
感度が向上する。また、連続波を入射することにより共
振波を判断し易く、材料劣化、内部欠陥等を迅速かつ高
精度で検出することができる。
３００ＫＨｚの低周波域の振動数の弾性波を用いている
ため、気孔、多種類の粒子等を含有する耐火材、コンク
リート等の不均質物質においても減衰が小さくなり検出
感度が向上する。また、連続波を入射することにより共
振波を判断し易く、材料劣化、内部欠陥等を迅速かつ高
精度で検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記非
破壊検査装置では、広範囲の周波数域から共振波を探索
するために手間がかかり、常に迅速な探傷検査が出来る
とは言い難い。また、欠陥種類によって、受信信号を明
瞭に検出することができる周波数が大幅に異なるため、
前記したような方法では複数種類の欠陥を検出すること
が困難である。さらに、被測定物に斜めに発生したき裂
においては、従来技術のように被測定物表面に垂直に入
射するだけでは微弱な受信信号しか検出されず、内部き
裂を見逃す惧れがある。
破壊検査装置では、広範囲の周波数域から共振波を探索
するために手間がかかり、常に迅速な探傷検査が出来る
とは言い難い。また、欠陥種類によって、受信信号を明
瞭に検出することができる周波数が大幅に異なるため、
前記したような方法では複数種類の欠陥を検出すること
が困難である。さらに、被測定物に斜めに発生したき裂
においては、従来技術のように被測定物表面に垂直に入
射するだけでは微弱な受信信号しか検出されず、内部き
裂を見逃す惧れがある。
【０００６】このように、例えば被測定物が粗性で不均
質な耐火物構造体のような材料である場合には確実に内
部欠陥を検出することは困難で、前記従来技術のような
方法では、時間と手間がかかる上に全ての欠陥を確実に
検出できるとは言い難い。従って、本発明はかかる従来
技術の問題に鑑み、焼却炉の水管保護用耐火タイル等の
複合材料に生じた内部欠陥の種類に適した検査方法で、
的確に内部き裂や剥離等の内部欠陥を検出することが出
来る複合材料の非破壊検査方法を提供することを目的と
する。
質な耐火物構造体のような材料である場合には確実に内
部欠陥を検出することは困難で、前記従来技術のような
方法では、時間と手間がかかる上に全ての欠陥を確実に
検出できるとは言い難い。従って、本発明はかかる従来
技術の問題に鑑み、焼却炉の水管保護用耐火タイル等の
複合材料に生じた内部欠陥の種類に適した検査方法で、
的確に内部き裂や剥離等の内部欠陥を検出することが出
来る複合材料の非破壊検査方法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明はかかる
課題を解決するために、請求項１記載の発明は、複数の
部材が接合されて目的物を形成する複合材料に波形信号
を与えて反射する受信信号によって欠陥を探傷する方法
において、前記内部欠陥が、前記複合材料の表面側に生
じた内部き裂か若しくは複合材料間の接合面の境界面剥
離かの種類によって超音波探傷若しくは音響波探傷のい
ずれかを選択して前記内部欠陥を探傷することを特徴と
する。これは、欠陥種類毎の特性に応じて測定を行うこ
とにより確実に欠陥を検出するもので、例えば、境界面
剥離を検出する際には最も共振が起り易い周波数の音響
波を利用して探傷を行い、内部き裂を検出する際には、
受信波形が明瞭に現れる超音波を利用する。このよう
に、内部欠陥の種類によって超音波探傷若しくは音響波
探傷を選択することによって、夫々の欠陥に適した探傷
が出来、精度の高い検査を行うことが出来る。
課題を解決するために、請求項１記載の発明は、複数の
部材が接合されて目的物を形成する複合材料に波形信号
を与えて反射する受信信号によって欠陥を探傷する方法
において、前記内部欠陥が、前記複合材料の表面側に生
じた内部き裂か若しくは複合材料間の接合面の境界面剥
離かの種類によって超音波探傷若しくは音響波探傷のい
ずれかを選択して前記内部欠陥を探傷することを特徴と
する。これは、欠陥種類毎の特性に応じて測定を行うこ
とにより確実に欠陥を検出するもので、例えば、境界面
剥離を検出する際には最も共振が起り易い周波数の音響
波を利用して探傷を行い、内部き裂を検出する際には、
受信波形が明瞭に現れる超音波を利用する。このよう
に、内部欠陥の種類によって超音波探傷若しくは音響波
探傷を選択することによって、夫々の欠陥に適した探傷
が出来、精度の高い検査を行うことが出来る。
【０００８】請求項２記載の発明は、探傷する内部欠陥
が複合材料接合面の境界面剥離である場合に、前記複合
材料に音響波を入射して受信信号を検出し、該受信信号
の受信周波数が送信周波数より大でかつ受信振幅値が略
１００ｍＶ以上であるとき前記複合材料の剥離の有無を
判断することを特徴とする。かかる発明は、前記受信信
号が送信周波数より大でかつ受信振幅値が略１００ｍＶ
であるときに剥離の存在が確かめられることにより、こ
の条件を基準値として剥離の有無を判断する。このよう
に、入射波を低周域の音響波とすることにより、セラミ
ックス性耐火材等のような粗製材料の浮上り検出におい
ても複合材料の内部のエネルギ伝達損失が小さく、欠陥
検出感度が低下することがない。また、前記境界面剥離
の有無をＣＲＴ、ブザー、ランプ等の出力することによ
り検出作業の容易化が図れる。
が複合材料接合面の境界面剥離である場合に、前記複合
材料に音響波を入射して受信信号を検出し、該受信信号
の受信周波数が送信周波数より大でかつ受信振幅値が略
１００ｍＶ以上であるとき前記複合材料の剥離の有無を
判断することを特徴とする。かかる発明は、前記受信信
号が送信周波数より大でかつ受信振幅値が略１００ｍＶ
であるときに剥離の存在が確かめられることにより、こ
の条件を基準値として剥離の有無を判断する。このよう
に、入射波を低周域の音響波とすることにより、セラミ
ックス性耐火材等のような粗製材料の浮上り検出におい
ても複合材料の内部のエネルギ伝達損失が小さく、欠陥
検出感度が低下することがない。また、前記境界面剥離
の有無をＣＲＴ、ブザー、ランプ等の出力することによ
り検出作業の容易化が図れる。
【０００９】さらに、請求項３記載のように、前記複合
材料に入射する音響波の送信周波数を略５００Ｈｚ〜１
０００Ｈｚとすることにより、複合材料の浮上り検出に
最も適した周波数で探傷検査を行うことが出来、該複合
材料の浮上りの有無を正確に判断することができる。
材料に入射する音響波の送信周波数を略５００Ｈｚ〜１
０００Ｈｚとすることにより、複合材料の浮上り検出に
最も適した周波数で探傷検査を行うことが出来、該複合
材料の浮上りの有無を正確に判断することができる。
【００１０】また、請求項４記載の発明は、探傷する内
部欠陥が複合材料の表面側に生じた内部き裂である場合
に、予め前記複合材料の探触子接触表面に対しての予測
き裂角度αを設定し、該設定した角度αで超音波を入射
して探傷を行うことを特徴とする。かかる発明によれ
ば、探触子接触表面に斜めに入った探傷が困難なき裂に
おいても、アクリルくさび等を用いて斜めに超音波を入
射させることにより、該き裂に直角に近い角度で入射
し、明瞭な受信信号としての検出が可能となる。また、
可変探触子等により同一箇所に超音波を複数角度で複数
回数入射しても良く、これによりき裂角度が予測困難で
ある場合においても内部き裂の探傷が確実に行える。
部欠陥が複合材料の表面側に生じた内部き裂である場合
に、予め前記複合材料の探触子接触表面に対しての予測
き裂角度αを設定し、該設定した角度αで超音波を入射
して探傷を行うことを特徴とする。かかる発明によれ
ば、探触子接触表面に斜めに入った探傷が困難なき裂に
おいても、アクリルくさび等を用いて斜めに超音波を入
射させることにより、該き裂に直角に近い角度で入射
し、明瞭な受信信号としての検出が可能となる。また、
可変探触子等により同一箇所に超音波を複数角度で複数
回数入射しても良く、これによりき裂角度が予測困難で
ある場合においても内部き裂の探傷が確実に行える。
【００１１】また、請求項５記載のように、請求項１乃
至４記載の発明は焼却炉等の耐火物構造体の非破壊検査
に適しており、このように不均質な粗製材料であって材
料内の減衰が大である場合においても的確に浮上りや内
部き裂等の内部欠陥を検出することが出来る。さらに、
請求項６記載の発明は、前記複合材料が、焼却炉等に配
設されてフック嵌合部と水管に突設したフックとにより
接合されている耐火物構造体である場合に、前記き裂角
度αを略３０〜４５°に設定し、前記フック嵌合部に向
けて超音波を入射することを特徴としている。
至４記載の発明は焼却炉等の耐火物構造体の非破壊検査
に適しており、このように不均質な粗製材料であって材
料内の減衰が大である場合においても的確に浮上りや内
部き裂等の内部欠陥を検出することが出来る。さらに、
請求項６記載の発明は、前記複合材料が、焼却炉等に配
設されてフック嵌合部と水管に突設したフックとにより
接合されている耐火物構造体である場合に、前記き裂角
度αを略３０〜４５°に設定し、前記フック嵌合部に向
けて超音波を入射することを特徴としている。
【００１２】かかる発明は、ボイラ水管等を備える焼却
炉で、該水管に耐火物構造体を被覆している場合に、こ
れらを接合するフック周辺の耐火物構造体が構造的に最
も弱い部分となりき裂が発生し易いため、内部き裂が特
定の位置に生じることが予測される。そこで、前記き裂
角度αで超音波を入射することにより、前記フック嵌合
部を有する耐火タイル等の特有の内部き裂においても容
易にき裂を検知することが可能となる。前記フック嵌合
部はＬ型フック、斜めフック等に対応しており、またボ
ルトによる接合のためのボルト嵌挿部としても良い。
尚、前記き裂角度αは、超音波を発信する探触子接触表
面、つまり耐火物構造体表面に対するき裂角度をいう。
炉で、該水管に耐火物構造体を被覆している場合に、こ
れらを接合するフック周辺の耐火物構造体が構造的に最
も弱い部分となりき裂が発生し易いため、内部き裂が特
定の位置に生じることが予測される。そこで、前記き裂
角度αで超音波を入射することにより、前記フック嵌合
部を有する耐火タイル等の特有の内部き裂においても容
易にき裂を検知することが可能となる。前記フック嵌合
部はＬ型フック、斜めフック等に対応しており、またボ
ルトによる接合のためのボルト嵌挿部としても良い。
尚、前記き裂角度αは、超音波を発信する探触子接触表
面、つまり耐火物構造体表面に対するき裂角度をいう。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明
の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に
過ぎない。本実施形態では、被測定物に焼却炉等のボイ
ラ水管に被覆される保護用耐火タイルを用いているが、
複数の部材が接続されて目的物を形成する複合材料であ
ればその種類は特に限定されない。図１は本発明の第１
実施形態にかかる探傷装置の概略構成図で、図２は本実
施形態の被測定物である耐火タイルの平面図（ａ）、Ａ
−Ａ断面図（ｂ）、Ｂ−Ｂ断面図（ｃ）で、図３は本実
施形態の耐火タイル非破壊検査態様を示し、（ａ）は内
部き裂測定時の概略断面図、（ｂ）は健全部測定時の概
略断面図で、図４は超音波探傷装置のＣＲＴに表示され
る波形図である。
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明
の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に
過ぎない。本実施形態では、被測定物に焼却炉等のボイ
ラ水管に被覆される保護用耐火タイルを用いているが、
複数の部材が接続されて目的物を形成する複合材料であ
ればその種類は特に限定されない。図１は本発明の第１
実施形態にかかる探傷装置の概略構成図で、図２は本実
施形態の被測定物である耐火タイルの平面図（ａ）、Ａ
−Ａ断面図（ｂ）、Ｂ−Ｂ断面図（ｃ）で、図３は本実
施形態の耐火タイル非破壊検査態様を示し、（ａ）は内
部き裂測定時の概略断面図、（ｂ）は健全部測定時の概
略断面図で、図４は超音波探傷装置のＣＲＴに表示され
る波形図である。
【００１４】図１において、１０はＳｉＣを主原料とし
た耐火タイル、１１はＳｉＣ等からなるモルタル、１２
は焼却炉のボイラ水管である。尚、耐火タイル１０は、
前記したほかに、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３等を材料とし
たものでも良く、また、波形タイル、ストレートタイ
ル、キャスタブル等、耐火物構造体であれば特に限定さ
れない。かかる耐火タイル１０は、図２（ａ）の平面図
に示されるように、大きさが略２００ｍｍ×２００ｍｍ
の略正方形状で、その中心に該耐火タイル１０の辺に平
行に溝を有し、該溝の両側は図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図
に示されるように、水管１２を被覆可能な半円管形状を
有している。
た耐火タイル、１１はＳｉＣ等からなるモルタル、１２
は焼却炉のボイラ水管である。尚、耐火タイル１０は、
前記したほかに、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３等を材料とし
たものでも良く、また、波形タイル、ストレートタイ
ル、キャスタブル等、耐火物構造体であれば特に限定さ
れない。かかる耐火タイル１０は、図２（ａ）の平面図
に示されるように、大きさが略２００ｍｍ×２００ｍｍ
の略正方形状で、その中心に該耐火タイル１０の辺に平
行に溝を有し、該溝の両側は図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図
に示されるように、水管１２を被覆可能な半円管形状を
有している。
【００１５】また、図１において、１３は前記溝部に設
けられ、前記水管１２に突設したフックで前記耐火タイ
ル１０及びモルタル１１との接合強度を向上させるため
にフック嵌合部１４に嵌合するように設けられている。
該フック１３の高さＨ及び長さＬの比率Ｈ：Ｌは、最も
強度が高くなるように形成されるため耐火タイルの寸法
に関わらず略一定であるものとする。前記フック１３
は、図１に示されるＬ型フックのほかに、斜めフック、
ボルト等でもよく、突出した形状を有し前記耐火タイル
１０を係止可能な構造であればよい。
けられ、前記水管１２に突設したフックで前記耐火タイ
ル１０及びモルタル１１との接合強度を向上させるため
にフック嵌合部１４に嵌合するように設けられている。
該フック１３の高さＨ及び長さＬの比率Ｈ：Ｌは、最も
強度が高くなるように形成されるため耐火タイルの寸法
に関わらず略一定であるものとする。前記フック１３
は、図１に示されるＬ型フックのほかに、斜めフック、
ボルト等でもよく、突出した形状を有し前記耐火タイル
１０を係止可能な構造であればよい。
【００１６】２５は、耐火タイル１０に生じた自然貫通
き裂であり、該耐火タイルの長時間使用や衝撃を加える
場合等に発生する。図１に示されるように、前記フック
１３付近の耐火タイルはその構造上最も強度的に弱く、
自然き裂が入りやすい。また、焼却炉に使用される殆ど
の耐火タイル１０においては、前記フックの高さＨ及び
長さＬの比率が一定であるため、図２（ｃ）のＢ−Ｂ断
面図に示されるように前記耐火タイル１０表面に対して
き裂角度αが略一定で、その値は略３０°である。尚、
この値は実測値から求められるが、耐火タイル１０及び
フック１３の構造に応じてその都度予め測定、若しくは
予測して求めておくことが好ましい。
き裂であり、該耐火タイルの長時間使用や衝撃を加える
場合等に発生する。図１に示されるように、前記フック
１３付近の耐火タイルはその構造上最も強度的に弱く、
自然き裂が入りやすい。また、焼却炉に使用される殆ど
の耐火タイル１０においては、前記フックの高さＨ及び
長さＬの比率が一定であるため、図２（ｃ）のＢ−Ｂ断
面図に示されるように前記耐火タイル１０表面に対して
き裂角度αが略一定で、その値は略３０°である。尚、
この値は実測値から求められるが、耐火タイル１０及び
フック１３の構造に応じてその都度予め測定、若しくは
予測して求めておくことが好ましい。
【００１７】さらに、前記耐火タイル１０には超音波を
入射する送信探触子１５と、対象物に反射して受信波を
測定する受信探触子１６とが該耐火タイル１０に所定角
度で当接的に付設されている。また、前記送信探触子１
５はパルス発信器１７に接続され、該パルス発信器１７
から不図示のパルス制御装置にて制御された高周波信号
が送信される。前記受信探触子１６は、受信した信号を
受信器１８にて分析してＣＲＴ等の表示部に検出した波
形を表示する。
入射する送信探触子１５と、対象物に反射して受信波を
測定する受信探触子１６とが該耐火タイル１０に所定角
度で当接的に付設されている。また、前記送信探触子１
５はパルス発信器１７に接続され、該パルス発信器１７
から不図示のパルス制御装置にて制御された高周波信号
が送信される。前記受信探触子１６は、受信した信号を
受信器１８にて分析してＣＲＴ等の表示部に検出した波
形を表示する。
【００１８】かかる耐火タイル非破壊検査態様を図３に
基づき説明すると、前記予測き裂に略直交する入射角α
で前記送信探触子１５から送信波を与え反射する受信波
を前記受信探触子１６で検出する。前記耐火タイル１０
に内部き裂があれば図３（ａ）のように距離Ｗ１で図４
に示される欠陥エコー２１が検出され、健全部であれば
図３（ｂ）のように距離Ｗ ２で物質固有の形状エコー２
２が検出される。このとき、発信探触子からの発信波の
直接の高周波電圧も受信機に入るため、送信パルス２０
として検出される。
基づき説明すると、前記予測き裂に略直交する入射角α
で前記送信探触子１５から送信波を与え反射する受信波
を前記受信探触子１６で検出する。前記耐火タイル１０
に内部き裂があれば図３（ａ）のように距離Ｗ１で図４
に示される欠陥エコー２１が検出され、健全部であれば
図３（ｂ）のように距離Ｗ ２で物質固有の形状エコー２
２が検出される。このとき、発信探触子からの発信波の
直接の高周波電圧も受信機に入るため、送信パルス２０
として検出される。
【００１９】このように、検出された波形を分析するこ
とにより、内部き裂２５の有無及び該き裂の位置、長さ
を把握することが出来る。さらに、本実施形態のよう
に、予め設定した入射角αで送信波を与えることによ
り、探傷感度を高く維持することができ、探触子接触面
に対して斜めに入ったき裂においても確実に検出するこ
とが出来る。尚、前記入射角αを複数設定して探傷して
も良く、これにより様々な方向に生じたき裂においても
検出可能で、予測される内部き裂の他にも内部欠陥を検
出することが出来るため、より確実な探傷検査が可能と
なる。
とにより、内部き裂２５の有無及び該き裂の位置、長さ
を把握することが出来る。さらに、本実施形態のよう
に、予め設定した入射角αで送信波を与えることによ
り、探傷感度を高く維持することができ、探触子接触面
に対して斜めに入ったき裂においても確実に検出するこ
とが出来る。尚、前記入射角αを複数設定して探傷して
も良く、これにより様々な方向に生じたき裂においても
検出可能で、予測される内部き裂の他にも内部欠陥を検
出することが出来るため、より確実な探傷検査が可能と
なる。
【００２０】次に、本発明の探傷装置において耐火タイ
ルの剥離（以下、浮上りと呼ぶ）を検出する第２実施形
態について図５、図６を用いて説明する。かかる第２実
施形態において、使用される装置は図７に示される従来
技術と略同様であり、被測定物である耐火タイルは前記
第１実施形態と略同様であるため詳細な説明は省略す
る。本実施形態において、浮上りとは、接着面積に占め
る剥離面積が略５０％以上であることとする。図５は本
発明の第２実施形態の超音波探傷装置を用いて耐火タイ
ルの浮上り部を測定した振幅値の波形図（ａ）、健全部
を測定した振幅値の波形図（ｂ）、図６は第２実施形態
における耐火タイル接着面と受信振幅値との比較を示す
グラフである。
ルの剥離（以下、浮上りと呼ぶ）を検出する第２実施形
態について図５、図６を用いて説明する。かかる第２実
施形態において、使用される装置は図７に示される従来
技術と略同様であり、被測定物である耐火タイルは前記
第１実施形態と略同様であるため詳細な説明は省略す
る。本実施形態において、浮上りとは、接着面積に占め
る剥離面積が略５０％以上であることとする。図５は本
発明の第２実施形態の超音波探傷装置を用いて耐火タイ
ルの浮上り部を測定した振幅値の波形図（ａ）、健全部
を測定した振幅値の波形図（ｂ）、図６は第２実施形態
における耐火タイル接着面と受信振幅値との比較を示す
グラフである。
【００２１】本実施形態では、被測定物である耐火タイ
ル１０に、高周波加振アンプにより該耐火タイルが浮上
り状態にて最も共振する周波数で音響波を入射する。浮
上り状態が検出し易い周波数としては、略５００Ｈｚ〜
１０００Ｈｚの範囲で入射することが好ましく、具体的
には、例えばＳｉＣ定型タイルの場合は７５０Ｈｚ程度
で音響波を入射した時最も明瞭に波形が検出される。そ
して、浮上り部に前記音響波が入射すると、受信周波数
が送信周波数より大となり、また図５（ａ）に見られる
ように受信波が略４００ｍＶの振幅値で検出される。こ
のように図５（ｂ）の健全部の振幅値が略３０ｍＶであ
るのに対して大幅に振幅値が大きいことが判る。尚、前
記健全部の振幅値は送信波を受信しているに過ぎず、か
かる振幅値の場合には特に欠陥等の異常は発見されな
い。
ル１０に、高周波加振アンプにより該耐火タイルが浮上
り状態にて最も共振する周波数で音響波を入射する。浮
上り状態が検出し易い周波数としては、略５００Ｈｚ〜
１０００Ｈｚの範囲で入射することが好ましく、具体的
には、例えばＳｉＣ定型タイルの場合は７５０Ｈｚ程度
で音響波を入射した時最も明瞭に波形が検出される。そ
して、浮上り部に前記音響波が入射すると、受信周波数
が送信周波数より大となり、また図５（ａ）に見られる
ように受信波が略４００ｍＶの振幅値で検出される。こ
のように図５（ｂ）の健全部の振幅値が略３０ｍＶであ
るのに対して大幅に振幅値が大きいことが判る。尚、前
記健全部の振幅値は送信波を受信しているに過ぎず、か
かる振幅値の場合には特に欠陥等の異常は発見されな
い。
【００２２】このように測定された受信振幅値と接着面
積比率の相関を示した図６から、●で示される浮上り部
は略１００ｍＶ以上の振幅値を有することが判る。○は
健全部であり、接着面積が略５０％以上であることを示
している。従って、図５及び図６から、受信周波数が送
信周波数より大であり、かつ受信振幅値が略１００ｍＶ
以上であるとき、浮上り部が存在すると判断できる。以
上の結果から、略５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの音響波を
用いて探傷を行うことにより、粗性の耐火タイルにおい
ても音響波を用いることにより浮上りを検出でき、さら
に受信周波数が送信周波数より大であり、かつ受信振幅
値が略１００ｍＶ以上の受信波であるときにブザー若し
くはランプ等の報知手段が作動するように構成すること
で、確実に浮上りを検出することが出来る。
積比率の相関を示した図６から、●で示される浮上り部
は略１００ｍＶ以上の振幅値を有することが判る。○は
健全部であり、接着面積が略５０％以上であることを示
している。従って、図５及び図６から、受信周波数が送
信周波数より大であり、かつ受信振幅値が略１００ｍＶ
以上であるとき、浮上り部が存在すると判断できる。以
上の結果から、略５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの音響波を
用いて探傷を行うことにより、粗性の耐火タイルにおい
ても音響波を用いることにより浮上りを検出でき、さら
に受信周波数が送信周波数より大であり、かつ受信振幅
値が略１００ｍＶ以上の受信波であるときにブザー若し
くはランプ等の報知手段が作動するように構成すること
で、確実に浮上りを検出することが出来る。
【００２３】尚、本実施形態において、耐火タイルの内
部き裂及び浮上りの判断が容易でない場合には、まず第
１実施形態における音響波による探傷を行った後に、第
２実施形態における超音波探傷を複数角度で行うと良
い。これにより、内部欠陥の種類が判断できるととも
に、それらの有無、位置及び長さ等を簡単に検出するこ
とが出来る。
部き裂及び浮上りの判断が容易でない場合には、まず第
１実施形態における音響波による探傷を行った後に、第
２実施形態における超音波探傷を複数角度で行うと良
い。これにより、内部欠陥の種類が判断できるととも
に、それらの有無、位置及び長さ等を簡単に検出するこ
とが出来る。
【００２４】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、内部
欠陥の種類に応じて超音波探傷若しくは音響波探傷を選
択することによって、夫々の欠陥に適した探傷が出来、
確実にかつ正確に検査することが出来る。また、内部き
裂の探傷においては、予め設定した入射角αで送信波を
与えることにより、探傷感度を高く維持することがで
き、探触子接触面に対して斜めに入ったき裂においても
確実に検出することが出来る。尚、前記入射角αを可変
探触子等で複数設定し、複数回の探傷を行っても良く、
このようにすることで様々な方向に生じるき裂を検出す
ることができ、予測される内部き裂の他にも内部欠陥を
検出することが出来るため、より確実な探傷検査が可能
となる。
欠陥の種類に応じて超音波探傷若しくは音響波探傷を選
択することによって、夫々の欠陥に適した探傷が出来、
確実にかつ正確に検査することが出来る。また、内部き
裂の探傷においては、予め設定した入射角αで送信波を
与えることにより、探傷感度を高く維持することがで
き、探触子接触面に対して斜めに入ったき裂においても
確実に検出することが出来る。尚、前記入射角αを可変
探触子等で複数設定し、複数回の探傷を行っても良く、
このようにすることで様々な方向に生じるき裂を検出す
ることができ、予測される内部き裂の他にも内部欠陥を
検出することが出来るため、より確実な探傷検査が可能
となる。
【００２５】また、境界面の浮上りの探傷においては、
略５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの音響波を用いて探傷を行
うことにより、粗性の耐火タイルにおいても確実に浮上
りを検出することができ、さらに受信周波数が送信周波
数より大であり、かつ受信振幅値が略１００ｍＶ以上の
受信波であるときにブザー若しくはランプ等の報知手段
が作動するように構成することで、容易に浮上りを検出
することが出来る。
略５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの音響波を用いて探傷を行
うことにより、粗性の耐火タイルにおいても確実に浮上
りを検出することができ、さらに受信周波数が送信周波
数より大であり、かつ受信振幅値が略１００ｍＶ以上の
受信波であるときにブザー若しくはランプ等の報知手段
が作動するように構成することで、容易に浮上りを検出
することが出来る。
【図１】 超音波探傷装置を用いる本発明の第１実施形
態の耐火タイル非破壊検査様態を示す断面図である。
態の耐火タイル非破壊検査様態を示す断面図である。
【図２】 本発明の第１実施形態の被測定物である耐火
タイルの平面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）、Ｂ−Ｂ断
面図（ｃ）である。
タイルの平面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）、Ｂ−Ｂ断
面図（ｃ）である。
【図３】 本実施形態の耐火タイル非破壊検査態様を示
し、（ａ）は内部き裂測定時の概略断面図、（ｂ）は健
全部測定時の概略断面図である。
し、（ａ）は内部き裂測定時の概略断面図、（ｂ）は健
全部測定時の概略断面図である。
【図４】 本実施形態における超音波探傷装置のＣＲＴ
に表示される波形図である。
に表示される波形図である。
【図５】 本発明の第２実施形態の超音波探傷装置を用
いて耐火タイルの浮上り部を測定した振幅値の波形図
（ａ）、健全部を測定した振幅値の波形図（ｂ）であ
る。
いて耐火タイルの浮上り部を測定した振幅値の波形図
（ａ）、健全部を測定した振幅値の波形図（ｂ）であ
る。
【図６】 第２実施形態における耐火タイル接着面と受
信振幅値との比較を示すグラフである。
信振幅値との比較を示すグラフである。
【図７】 従来の非破壊検査装置の基本的構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１０ 耐火タイル
１１ モルタル
１２ 水管
１３ フック
１４ フック嵌合部
１５ 送信用探触子
１６ 受信用探触子
１７ 超音波発信器
１８ 受信機
１９ 表示部（ＣＲＴ）
２０ 発信パルス
２１ 欠陥エコー
２２ 形状エコー
２５ き裂
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G047 AA09 AB05 BA03 BB02 BC03
BC09 CA01 EA09 EA10 GA15
GF11 GG28
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の部材が接合されて目的物を形成す
る複合材料に波形信号を与えて反射する受信信号によっ
て欠陥を探傷する方法において、 前記内部欠陥が、前記複合材料の表面側に生じた内部き
裂か若しくは複合材料間の接合面の境界面剥離かの種類
によって超音波探傷若しくは音響波探傷のいずれかを選
択して前記内部欠陥を探傷することを特徴とする複合材
料の非破壊検査方法。 - 【請求項２】 探傷する内部欠陥が複合材料接合面の境
界面剥離である場合に、前記複合材料に音響波を入射し
て受信信号を検出し、該受信信号の受信周波数が送信周
波数より大でかつ受信振幅値が略１００ｍＶ以上である
とき前記複合材料の剥離の有無を判断することを特徴と
する請求項１記載の複合材料の非破壊検査方法。 - 【請求項３】 前記複合材料に入射する音響波の送信周
波数が略５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚであることを特徴と
する請求項２記載の複合材料の非破壊検査方法。 - 【請求項４】 探傷する内部欠陥が複合材料の表面側に
生じた内部き裂である場合に、予め前記複合材料の探触
子接触表面に対しての予測き裂角度αを設定し、該設定
した角度αで超音波を入射して探傷を行うことを特徴と
する請求項１記載の複合材料の非破壊検査方法。 - 【請求項５】 前記複合材料が、焼却炉等の耐火物構造
体であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記
載の複合材料の非破壊検査方法。 - 【請求項６】 前記複合材料が、焼却炉等に配設されて
フック嵌合部と水管に突設したフックとにより接合され
ている耐火物構造体である場合に、前記き裂角度αを略
３０〜４５°に設定し、前記フック嵌合部に向けて超音
波を入射することを特徴とする請求項４記載の複合材料
の非破壊検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001282709A JP2003090829A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 複合材料の非破壊検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001282709A JP2003090829A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 複合材料の非破壊検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003090829A true JP2003090829A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19106325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001282709A Pending JP2003090829A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 複合材料の非破壊検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003090829A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012053639A1 (ja) | 2010-10-22 | 2012-04-26 | 株式会社Ihi | 超音波探傷装置、超音波トランスデューサ、及び超音波探傷方法 |
| TWI408367B (ja) * | 2009-09-18 | 2013-09-11 | ||
| CN108872380A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-11-23 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 多层粘接构件的粘接缺陷检测方法 |
| US10302600B2 (en) | 2016-01-19 | 2019-05-28 | Northrop Grumman Innovation Systems, Inc. | Inspection devices and related systems and methods |
| CN115541709A (zh) * | 2022-08-28 | 2022-12-30 | 西北工业大学 | 陶瓷基复合材料天线罩与金属环粘接结构的超声检测方法 |
-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001282709A patent/JP2003090829A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI408367B (ja) * | 2009-09-18 | 2013-09-11 | ||
| WO2012053639A1 (ja) | 2010-10-22 | 2012-04-26 | 株式会社Ihi | 超音波探傷装置、超音波トランスデューサ、及び超音波探傷方法 |
| CN103168232A (zh) * | 2010-10-22 | 2013-06-19 | 株式会社Ihi | 超声波探伤装置、超声波换能器以及超声波探伤方法 |
| US9719966B2 (en) | 2010-10-22 | 2017-08-01 | Ihi Corporation | Ultrasonic flaw detecting apparatus, ultrasonic transducer, and ultrasonic flaw detecting method |
| US10302600B2 (en) | 2016-01-19 | 2019-05-28 | Northrop Grumman Innovation Systems, Inc. | Inspection devices and related systems and methods |
| US10962506B2 (en) | 2016-01-19 | 2021-03-30 | Northrop Grumman Systems Corporation | Inspection devices and related systems and methods |
| CN108872380A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-11-23 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 多层粘接构件的粘接缺陷检测方法 |
| CN108872380B (zh) * | 2018-06-04 | 2021-10-22 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 多层粘接构件的粘接缺陷检测方法 |
| CN115541709A (zh) * | 2022-08-28 | 2022-12-30 | 西北工业大学 | 陶瓷基复合材料天线罩与金属环粘接结构的超声检测方法 |
| CN115541709B (zh) * | 2022-08-28 | 2024-04-30 | 西北工业大学 | 陶瓷基复合材料天线罩与金属环粘接结构的超声检测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20080602 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20080716 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |