JP2004191295A - 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＴＯＦＤ法によって探傷可能な対象物の制約を緩和する。
【解決手段】被探傷面５２に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子１１と、被探傷面５２内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子１２とを被探傷面５２に対して同じ側の探傷面５３上に並設し、送信用斜角探触子１１は、送信用斜角探触子１１から、被探傷面５２に対して超音波の入射角が略４５度以下となるように超音波の縦波を送信する
【選択図】 図２
【解決手段】被探傷面５２に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子１１と、被探傷面５２内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子１２とを被探傷面５２に対して同じ側の探傷面５３上に並設し、送信用斜角探触子１１は、送信用斜角探触子１１から、被探傷面５２に対して超音波の入射角が略４５度以下となるように超音波の縦波を送信する
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼材における略線状に連続した被探傷面内の欠陥を検出する超音波探傷方法及び超音波探傷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼材内の欠陥を検出する超音波探傷方法としては、端部エコー法またはＴＯＦＤ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）法が用いられている。
【０００３】
まず、図１３を用いて端部エコー法について説明する。図１３は、平板状の鋼材内部の欠陥を横波斜角探触子法を用いた端部エコー法によって検出する場合の説明図の一例である。ここでは、探触子１ａが超音波の横波を送信する送信用斜角探触子と超音波の横波を受信する受信用斜角探触子とが１の探触子１ａからなる１探触子法を用いて、平板状の鋼材５の欠陥を探傷する場合について説明する。（ａ）及び（ｃ）は、縦軸が受信用斜角探触子によって受信される超音波の強度（以下、エコー高さという）Ｓであり、横軸が探触子を走査する場合の走査位置（以下、探触子位置という）Ｘであり、探触子位置Ｘによるエコー高さＳの変化を表わすグラフである。（ｂ）及び（ｄ）は、端部エコー法の探傷原理を説明するための縦断面図である。また、（ａ）及び（ｂ）は、探傷面５３側に探傷面５３に垂直な略平面状の欠陥ＣＬ４が存在する場合であり、（ｃ）及び（ｄ）は、探傷面５３の反対側に探傷面５３に垂直な略平面状の欠陥ＣＬ５が存在する場合である。
【０００４】
上記の方法では、割れ等の略平面状の欠陥ＣＬ４、ＣＬ５に対して斜めに超音波を入射させると、（ａ）及び（ｃ）に示すように、欠陥の端部において散乱波及び回折波が発生するため、欠陥の端部に相当する探触子位置Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４においてエコー高さＳの極大値が得られる。そこで、（ｂ）及び（ｄ）に示すように、エコー高さＳが極大値となる超音波の伝播距離Ｗ（または、Ｗ１及びＷ２）と、使用した探触子位置Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４からの超音波の被探傷面（欠陥ＣＬ４、または、ＣＬ５の含まれる平面）への入射角θとを用いて、欠陥高さＨが求められる。ここで、伝播距離Ｗ及びＷ２は、欠陥ＣＬ４、ＣＬ５の下端部からの散乱波及び回折波に対応するものであり、伝播距離Ｗ１は、欠陥ＣＬ５の上端部からの散乱波及び回折波に対応するものである。なお、伝播距離Ｗ（または、Ｗ１及びＷ２）は、探触子１ａから超音波が送信されてから、エコー高さＳが極大値となる超音波が受信されるまでの時間と、探傷の対象である平板状の鋼材内部を伝播する超音波の伝播速度（例えば、３２００ｍ／ｓｅｃ）とを用いて求められる。
【０００５】
上記端部エコー法で用いられる横波斜角法では、材料内の結晶粒界において強い散乱エコーが発生する。その結果、この散乱エコーが測定上のノイズとなり、充分なＳ／Ｎ比が得られないため、エコー高さＳの極大値が低い場合（すなわち、信号Ｓの強度が弱い場合）、例えば、被探傷物である欠陥が、複数の材料を溶接によって固定している際の溶接箇所における幅の狭い未溶着部や鋼材内部の幅の狭い割れ等である場合には、欠陥（すなわち、未溶着部や割れ）の検出は困難である。
【０００６】
次に、図１４を用いて、ＴＯＦＤ法について説明する。図１４は、平板状の２枚の鋼材を突合せ溶接した場合の溶接部内部の欠陥を、ＴＯＦＤ法を用いて検出する場合の説明図の一例である。（ａ）は、探傷原理を説明するための縦断面図であり、（ｂ）は、受信用斜角探触子での受信波形（以下、探傷波形という）であり、（ｃ）は、探傷方法を説明するための説明図（平面図）である。（ｃ）に示すように、平板状の２枚の鋼材５ａ，５ｂが溶接部ＷＬにおいて突合せ溶接されており、鋼材５ａの表面に超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子１１ｂが載置され、鋼材５ｂの表面に超音波の縦波を受信する受信用斜角探触子１２ｂが載置されている。また、送信用斜角探触子１１ｂと受信用斜角探触子１２ｂとは、略直線状の溶接部ＷＬに対して対称な位置に載置された状態で、溶接部ＷＬに沿ってベクトルＶの向きに走査される。
【０００７】
（ａ）に示すように、送信用斜角探触子１１ｂから、探傷面５３を伝搬してくる表面波▲１▼、欠陥上端部ＣＬ６１からの回折波または散乱波▲２▼、欠陥下端部ＣＬ６２からの回折波または散乱波▲３▼、及び、材料裏面５５で反射して伝搬してくる底面反射波▲４▼が受信される。（ｂ）に示すように、受信用斜角探触子１２ｂでの受信波形から、欠陥ＣＬ６の上端部ＣＬ６１及び下端部ＣＬ６２からの回折波または散乱波▲２▼及び▲３▼を検出し、その伝搬時間ＴＭ３及びＴＭ４を求める。そして、伝搬時間ＴＭ３及びＴＭ４と、（ａ）に示す送受信探触子間距離Ｄと、鋼材５ａ、鋼材５ｂの内部を伝播する超音波の伝播速度（例えば、５９００ｍ／ｓｅｃ）とを用いて幾何学的に欠陥上端部ＣＬ６１及び欠陥下端部ＣＬ６２の位置が求められる。上記のＴＯＦＤ法では、欠陥ＣＬ６の上端部ＣＬ６１及び下端部ＣＬ６２からの回折波または散乱波▲２▼及び▲３▼を用いて正確に欠陥位置を検出することが可能である。（例えば、特許文献１参照）
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−６２２８１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１５は、ＴＯＦＤ法によって十字継ぎ手の未溶着面５２を探傷する場合の説明図の一例である。（ａ）は、十字継ぎ手の縦断面図であり、（ｂ）は、ＴＯＦＤ法によって十字継ぎ手の未溶着面５２を探傷する場合の探触子配置の一例を示す説明図（縦断面図）である。
【００１０】
上述のようにＴＯＦＤ法では、正確に欠陥位置を検出することが可能であるが、図１５（ａ）に示すように、平板状の鋼材５と平板状の鋼材６とが溶接部５１において溶接されている十字継ぎ手の未溶着面５２を探傷する場合（特に、鋼材６の左側の領域が別の鋼材等で覆われている場合）には、平板状の鋼材６の左側（例えば、鋼材７の表面上等）に、探触子１１ａまたは１１ｂを載置することが困難であるため、例えば、（ｂ）に示すように送信用斜角探触子１１ｂが平板状の鋼材５の表面５３（以下、探傷面という）上に載置され、受信用斜角探触子１２ｂが平板状の鋼材６の表面６１上に載置された状態で探傷されることになる。
【００１１】
一方、欠陥からの回折波及び散乱波は、被探傷面（図１５においては、未溶着面５２）に対して入射角及び反射角が４５度以下の場合に強度が高くなることが知られている（ＪＳＮＤＩ 平成９年春季大会講演概要集「ＴＯＦＤ法における亀裂先端と超音波散乱について」（ＰＰ８１〜８４）参照）。
【００１２】
従って、図１５（ｂ）に示すような場合には、送信用斜角探触子１１ｂからの超音波の未溶着面５２への入射角θａは４５度以下とすることは可能であるが、受信用斜角探触子１２ｂへの未溶着面５２からの回折波及び散乱波の反射角θｂは略９０度となり、４５度以下とすることができない。そこで、このような場合には、欠陥（ここでは、未溶着面５２）からの回折波及び散乱波の受信用斜角探触子１２ｂでの受信強度（信号の強度）が弱いため、Ｓ／Ｎ比が小さくなり、ＴＯＦＤ法によって探傷することが困難であった。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ＴＯＦＤ法によって探傷可能な対象物の制約を緩和する超音波探傷方法及び超音波探傷装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の超音波探傷方法は、鋼材における略線状に連続した被探傷面内の欠陥を超音波の縦波を利用して検出する超音波探傷方法であって、前記被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子と、前記被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子とを前記被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設し、前記送信用斜角探触子から、前記被探傷面に対して超音波の入射角が略４５度以下となるように超音波の縦波を送信するようにしたことを特徴としている。
【００１５】
上記の方法によれば、送信用斜角探触子によって、被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波が送信され、受信用斜角探触子によって、被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波が受信される。また、送信用斜角探触子によって、被探傷面に対して超音波の入射角が略４５度以下となるように超音波の縦波が送信され、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設されて探傷が行われる。
【００１６】
従って、被探傷面に対して超音波の入射角及び反射角が略４５度以下となるように送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を並設することが可能となるため、Ｓ／Ｎ比を確保することが可能となり、構造物等が障害物となって送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被探傷面に対して反対側に配置できない場合であっても、ＴＯＦＤ法を用いて正確に欠陥位置を検出することが可能となる。更に、超音波の縦波を用いて探傷されるため、端部エコー法でノイズとなる材料内の結晶粒界において発生する散乱エコーが軽減されるため、充分なＳ／Ｎ比が得られる。
【００１７】
請求項２に記載の超音波探傷方法は、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が局部水浸法を用いて超音波の送受信を行なうことを特徴としている。
【００１８】
上記の方法によれば、局部水浸法を用いて超音波の送受信が行なわれるため、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子と被探傷材の上面（探傷面）との間での超音波の送受信が安定し、強度の弱い回折波及び散乱波であっても高いＳ／Ｎ比が得られる。
【００１９】
請求項３に記載の超音波探傷方法は、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を前記被探傷面に沿って走査すると共に走査位置を検出し、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として表示を行なう表示手段に、前記受信用斜角探触子の受信した超音波の強度に応じて濃度及び色の少なくとも一方を変更して探傷結果を表示することを特徴としている。
【００２０】
上記の方法によれば、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が被探傷面に沿って走査されると共に走査位置が検出され、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として、受信用斜角探触子の受信した超音波（エコー）の強度に応じて濃度及び色の少なくとも一方が変更されて探傷結果が表示手段に表示される。
【００２１】
従って、探傷波形を表示するＡスコープでは欠陥であるか否かの判定が困難である場合にも、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として、受信用斜角探触子の受信した超音波（エコー）の強度に応じて濃度及び色の少なくとも一方が変更されて探傷結果が表示されるため、探触子走査方向のエコーの連続性を考慮した目視による欠陥の判定が可能となり、欠陥が存在するか否かの判定の信頼性が向上される。
【００２２】
請求項４に記載の超音波探傷方法は、前記被探傷面の位置を予め記憶しており、前記受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である欠陥信号伝播距離を求め、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が前記欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面であるローカスの位置を求め、探傷面と直交する平面であって、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面と、前記ローカスとの交線の位置を求め、前記被探傷面と前記交線との交点を欠陥の位置として求めることを特徴としている。
【００２３】
上記の方法によれば、受信用斜角探触子での受信波形（探傷波形）に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である欠陥信号伝播距離が求められる。そして、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面であるローカスの位置が求められ、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面と、ローカスとの交線の位置が求められ、被探傷面と交線との交点が欠陥の位置として求められる。
【００２４】
従って、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面と、ローカスとの交線の位置が求められ、被探傷面と交線との交点が欠陥の位置として求められるため、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面の上にある欠陥の位置が正確に求められる。
【００２５】
請求項５に記載の超音波探傷方法は、第１の位置において、前記受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第１欠陥信号伝播距離を求め、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が前記第１欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第１のローカスの位置を求め、探傷面と直交する平面であって、前記第１の位置における前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面である解析対象面内に前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の中点が有り、前記第１の位置とは被探傷面からの距離が異なる第２の位置において、前記受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第２欠陥信号伝播距離を求め、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が前記第２欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第２のローカスの位置を求め、前記解析対象面と前記第１のローカスとの交線である第１の交線の位置を求めると共に、前記解析対象面と前記第２のローカスとの交線である第２の交線の位置を求め、前記第１の交線と前記第２の交線との交点を欠陥の位置として求めることを特徴としている。
【００２６】
上記の方法によれば、第１の位置において、受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第１欠陥信号伝播距離が求められ、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が第１欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第１のローカスの位置が求められる。そして、第１の位置における送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面である解析対象面内に送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の中点が有り、第１の位置とは被探傷面からの距離が異なる第２の位置において、受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第２欠陥信号伝播距離が求められ、送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が第２欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第２のローカスの位置が求められる。更に、解析対象面と第１のローカスとの交線である第１の交線の位置が求めらると共に、解析対象面と第２のローカスとの交線である第２の交線の位置が求められ、第１の交線と第２の交線との交点が欠陥の位置として求められる。
【００２７】
従って、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面である解析対象面と第１のローカスとの交線である第１の交線の位置が求められ、解析対象面と第２のローカスとの交線である第２の交線の位置が求められ、第１の交線と第２の交線との交点が欠陥の位置として求められるため、被探傷面の位置が不明である場合でも欠陥の位置が正確に求められる。
【００２８】
請求項６に記載の超音波探傷装置は、鋼材における略線状に連続した被探傷面内の欠陥を超音波の縦波を利用して検出する超音波探傷装置であって、前記被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子と、前記被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子とを備え、前記送信用斜角探触子は、前記被探傷面に対して超音波の入射角を略４５度以下にして超音波を送信し、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を前記被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設することを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、送信用斜角探触子によって、被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波が送信され、受信用斜角探触子によって、被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波が受信される。また、送信用斜角探触子によって、被探傷面に対して超音波の入射角が略４５度以下となるように超音波の縦波が送信され、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設されて探傷が行われる。
【００３０】
従って、被探傷面に対して超音波の入射角及び反射角が略４５度以下となるように送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を並設することが可能となるため、Ｓ／Ｎ比を確保することが可能となり、構造物等が障害物となって送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被探傷面に対して反対側に配置できない場合であっても、ＴＯＦＤ法を用いて正確に欠陥位置を検出することが可能となる。更に、超音波の縦波を用いて探傷されるため、端部エコー法でノイズとなる材料内の結晶粒界において発生する散乱エコーが軽減されるため、充分なＳ／Ｎ比が得られる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態：請求項１〜４，６に係る実施形態）
図１は、本発明が適用される超音波探傷装置の全体構成図の一例である。超音波探傷装置は、超音波を送受信する探触子１と、探触子１の位置を検出する位置検出器２と、探触子１及び位置検出器２と通信可能に接続され、受信用斜角探触子１での受信波形（以下、探傷波形という）を表示する超音波探傷器３と、超音波探傷器３と通信可能に接続され探傷波形を解析する解析用パソコン４とを備える。
【００３２】
探触子１は、被探傷材５内の被探傷面５２に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子１１と、被探傷面５２内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子１２とを備える。送信用斜角探触子１１は、被探傷面５２に対して超音波の入射角が４５度以下（例えば、ここでは、４０度）となるように超音波を送信するものである。また、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２は、被探傷面５２に対して同じ側の探傷面５３上に並設されている。更に、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２は、後述する局部水浸法を用いて超音波の送受信を行なうものである。
【００３３】
位置検出器２は、図略の走査装置によって送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２が被探傷面５２に沿って走査された走査位置Ｘを検出するものである。ここで、走査位置Ｘは、被探傷面５２に沿って走査する際の走査方向の送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２の中点の位置である。また、位置検出器２は、超音波探傷器３に走査位置情報を送信するものである。
【００３４】
超音波探傷器３は、ＣＲＴ、ＬＣＤ等からなるモニタ３１（表示手段に相当する）を備え、送信用斜角探触子１１に超音波を発生させるための信号を生成して送信すると共に、受信用斜角探触子１２からの探傷波形及び位置検出器２からの走査位置情報を受信してモニタ３１に探傷結果を後述する探傷結果画面として表示するものである。なお、超音波探傷器３は、探傷波形を表示するＡスコープと、検出された走査位置Ｘを一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸Ｔとして、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて濃度を変更した探傷結果とを後述する探傷結果画面としてモニタ３１に表示するものである。また、超音波探傷器３は、走査位置情報と対応付けて探傷波形を格納する探傷結果記憶部３２（図示省略）を備えている。
【００３５】
解析用パソコン４は、ＣＲＴ、ＬＣＤ等からなるモニタ４１を備え、超音波探傷器３の探傷結果記憶部３２から探傷結果情報を受信し、後述する欠陥存在位置の解析を行ない、解析結果を後述する探傷結果表示画面としてモニタ４１に表示するものである。解析用パソコン４は、汎用のパソコンと同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＦＤＤ、ＣＤＲ、キーボード、マウス等を備え（図示省略）、ハードディスクＨＤ（または、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）には、ＯＳ及び欠陥存在位置を解析するための解析プログラムが予め格納されている。なお、ハードディスクＨＤに代えて、ＣＤ、ＬＤ、メモリカード等の他の外部記憶手段に解析プログラムが格納されており、解析を実行する際にＲＡＭに読み込む形態でもよい。
【００３６】
図２は、探触子１と被探傷面５２との位置関係を示す説明図の一例である。（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は縦断面図である。被探傷面５２は、ここでは、Ｋ字状に開先が設けられた平板状鋼材５と、平板状鋼材５を基準として略直立する別の平板状鋼材６との溶接部５１における未溶接面である。探触子１の送信用斜角探触子１１と受信用斜角探触子１２とは、被探傷面５２に対して同じ側の平板状鋼材５の表面５３（以下、探傷面という）に並設されている。また、送信用斜角探触子１１からの超音波は、矢印Ｖ１の向きに送信され、被探傷面５２で回折及び散乱され、矢印Ｖ２の向きから受信用斜角探触子１２に受信される。なお、平板状鋼材６の左側は、構造物で覆われており（図示省略）、受信用斜角探触子１２を平板状鋼材６側に配置することはできない。
【００３７】
図３は、探触子１の構造を示す縦断面図の一例である。探触子１は、送信用斜角探触子１１と、受信用斜角探触子１２と、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２を被探傷面５２に対して超音波の入射角が４０度となる位置及び角度でネジ止め等の方法で固定するアクリルやステンレス等の腐食しにくい素材からなる筐体１３とを備えている。筐体１３には、送信用斜角探触子１１が挿入され固定される送信用斜角探触子１１の略円筒状の空洞部を有する探触子挿入部１１１と、受信用斜角探触子１２が挿入され固定される略円筒状の空洞部を有する探触子挿入部１２１と、探触子挿入部１１１に水を流入させるための略円筒形の通水穴１１２と、探触子挿入部１２１に水を流入させるための略円筒形の通水穴１２２とを備えている。なお、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２の上端部は信号線を介して超音波探傷器３に接続されている（図示省略）。
【００３８】
探触子挿入部１１１及び探触子挿入部１２１は、上端部にそれぞれ送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２がネジ止め等の方法で固定されており、上端部及び下端部を除き、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２より直径が大きく形成されており、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との間に間隙を有し、下端部に局部水浸用の水を流出させる出水口１１１ａ、１２１ａが設けられている。
【００３９】
通水穴１１２及び１２２には、入水口１１２ａ、１２２ａが設けられており、送水装置（図示省略）からホース等を介して所定の流量（例えば、５ｍｌ／ｓｅｃ）で局部水浸用の水が流入される。流入された局部水浸用の水は、探触子挿入部１１１及び探触子挿入部１２１内を、探触子挿入部１１１及び探触子挿入部１２１と送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との間の間隙を介して流れ、出水口１１１ａ、１２１ａから流出し、探傷面５３と筐体１３の下端面１３１との間隙を通水し流出する。このようにして、探触子１は、局部水浸状態とされる。
【００４０】
このように、被探傷面５２に対して超音波の入射角及び反射角が略４５度以下（ここでは、４０度）となるように送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２を並設することが可能となるため、Ｓ／Ｎ比を確保することが可能となり、構造物等が障害物となって送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２を被探傷面５２に対して反対側に配置できない場合であっても、ＴＯＦＤ法を用いて正確に欠陥位置を検出することが可能となる。更に、超音波の縦波を用いて探傷されるため、端部エコー法でノイズとなる材料内の結晶粒界において発生する散乱エコーが軽減されるため、充分なＳ／Ｎ比が得られる。
【００４１】
更に、図３に示すように、局部水浸法を用いて超音波の送受信が行なわれるため、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２と探傷面５３との間での超音波の送受信が安定し、強度の弱い回折波及び散乱波であっても高いＳ／Ｎ比が得られる。
【００４２】
図４は、探触子１の走査方法を説明するための説明図の一例である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は縦断面図である。（ａ）に示すように、図略の走査装置によって、被探傷面５２を含む平面から一定の距離Ｌの直線に沿ってベクトルＶ３の向きに走査される。そして、走査位置（走査方向の位置）Ｘが位置検出器２によって検出され、超音波探傷器３に伝送され、走査位置Ｘと対応付けて探触子１からの探傷波形が探傷結果記憶部３２に格納される。
【００４３】
図５は、モニタ３１に表示される探傷結果表示画面の一例を示す画面図である。探傷結果表示画面７００は、画面左側に、横軸をエコー高さＳとし縦軸を超音波の送信から受信までの時間である超音波伝播時間Ｔとして探傷波形を表示するＡスコープ表示部ＡＳが表示され、Ａスコープ表示部ＡＳの右側に、走査位置Ｘを横軸とし超音波伝播時間Ｔを縦軸として、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて濃度を変更して（エコー高さＳが高い程、濃度を濃くして）探傷結果を表示する探傷結果表示部ＤＳが表示されている。また、ここでは、探傷結果表示部ＤＳの横軸Ｘの値がＸ１である（探傷位置Ｘ＝Ｘ１）場合の探傷波形をＡスコープ表示部ＡＳに表示していることを示すため、Ａスコープの探傷位置Ｘ１を示す直線Ｘ１Ｌが探傷結果表示部ＤＳに表示されている。
【００４４】
探傷結果表示部ＤＳにおいて、上端から１／３程度の位置には、未溶着面５２の上端部エコーＷＰＵと、その下側に未溶着面５２の下端部エコーＷＰＬとが表示されている。このように、探傷波形を表示するＡスコープ表示部ＡＳでは欠陥であるか否かの判定が困難である場合にも、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として、受信用斜角探触子の受信した超音波（エコー）の強度に応じて濃度が変更されて探傷結果が探傷結果表示部ＤＳに表示されるため、探触子走査方向のエコーの連続性を考慮した目視による欠陥の判定が可能となり、欠陥が存在するか否かの判定の信頼性が向上される。
【００４５】
図６、７は、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。なお、ここでは、また、解析用パソコン４のハードディスクＨＤ（または、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）には、予め被探傷面５２の位置が記憶されているものとする。まず、図６を用いて説明する。図６においては、送信用斜角探触子１１と受信用斜角探触子１２との中点を原点とし、送信用斜角探触子１１から受信用斜角探触子１２に向かう向きをＸ軸の正方向にとり、探傷面５３を含む平面上のＸ軸と直交する方向にＹ軸をとり、被探傷材５の厚み方向をＺ軸にとる。
【００４６】
解析用パソコン４は、受信用斜角探触子１２からの探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合には、欠陥からの信号が送信用斜角探触子１１から発信されて受信用斜角探触子１２で受信されるまでの時間である欠陥信号伝播時間Ｔ０を求め、欠陥信号伝播時間Ｔと被探傷材５内の超音波伝播速度とを用いて欠陥からの信号の伝播距離である欠陥信号伝播距離ＰＳＬを求める。更に、解析用パソコン４は、受信用斜角探触子１２までの超音波伝播距離（＝ＰＳ１＋ＰＳ２）が欠陥信号伝播距離ＰＳＬと一致する回転楕円面であるローカスの位置を求め、探傷面５３と直交する平面であって、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との距離が等しい平面であるローカス解析平面ＲＡＰ（＝ＹＺ平面）と、ローカスとの交線ＲＣの位置を求める。
【００４７】
次に、図７を用いて説明する。ただし、ここでは、未溶着面５２の上端（欠陥ＣＬ１）位置と下端（欠陥ＣＬ２）位置とを求める場合について説明する。解析用パソコン４は、上述のように、ローカス解析平面ＲＡＰ（＝ＹＺ平面）と、ローカスとの交線ＲＣ１、ＲＣ２の位置を求め、交線ＲＣ１、ＲＣ２と、被探傷面５２と交点を欠陥ＣＬ１、ＣＬ２の位置として求める。欠陥ＣＬ１、ＣＬ２間の距離が、未溶着面５２の高さＨである。
【００４８】
図８は、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理を説明するフローチャートの一例である。ただし、予め、受信用斜角探触子１２からの探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定されているものとする。まず、欠陥からの信号が存在すると判定された探傷波形を用いて欠陥からの信号の超音波伝播時間Ｔ０が求められる（ステップＳ１）。つぎに、超音波伝播時間Ｔ０から、被探傷材５内の超音波伝播速度を用いて欠陥信号伝播距離ＰＳＬが求められる（ステップＳ３）。そして、欠陥信号伝播距離ＰＳＬを用いてローカスの位置が求められ、ローカス解析平面ＲＡＰ（＝ＹＺ平面）と、ローカスとの交線ＲＣの位置が求められる（ステップＳ５）。ついで、交線ＲＣと、被探傷面５２と交点が欠陥ＣＬの位置として求められる（ステップＳ７）。
【００４９】
このようにして、探傷面５３と直交する平面であって、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との距離が等しい平面（ローカス解析平面ＲＡＰ）と、ローカスとの交線ＲＣの位置が求められ、被探傷面５２と交線ＲＣとの交点が欠陥ＣＬの位置として求められるため、探傷面５３と直交する平面であって、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との距離が等しい平面の上にある欠陥ＣＬの位置が正確に求められる。
【００５０】
図９は、解析用パソコン４のモニタ４１に表示される探傷解析結果表示画面の一例を示す画面図である。探傷解析結果表示画面８００は、図５に示すモニタ３１に表示されるモニタ３１に表示される探傷結果表示画面７００と同様に、Ａスコープ表示部ＡＳが表示され、Ａスコープ表示部ＡＳの右側に、探傷結果表示部ＤＳが表示されている。探傷解析結果表示画面８００は、更に、画面右側に、欠陥存在位置の解析処理の結果を表示する解析結果表示部ＡＲＤが表示されている。解析結果表示部ＡＲＤには、探傷結果表示部ＤＳの探傷位置ＸがＸ１であるローカス解析平面ＲＡＰにおける探傷の対象物（ここでは、十字継ぎ手）の断面ＯＢＪと、被探傷面５２と、交線ＲＣ１、ＲＣ２と、欠陥ＣＬ１、ＣＬ２と、未溶着面５２の高さＨとが表示されている。
【００５１】
また、探傷結果表示部ＤＳの横軸Ｘの値がＸ１である（探傷位置Ｘ＝Ｘ１）場合の探傷波形をＡスコープ表示部ＡＳに表示し、探傷結果表示部ＤＳの横軸Ｘの値がＸ１である（探傷位置Ｘ＝Ｘ１）場合の欠陥存在位置の解析結果を解析結果表示部ＡＲＤに表示していることを示すため、探傷位置Ｘ１を示す直線Ｘ１Ｌが探傷結果表示部ＤＳに表示されている。更に、探傷位置Ｘ１を、ユーザがマウス等を用いて所望する位置に指定することによって、欠陥存在位置を解析したい探傷位置Ｘを選定することが可能である。
【００５２】
このようにして、解析結果表示部ＡＲＤにおいて、探傷の対象物の断面ＯＢＪと、欠陥ＣＬ１、ＣＬ２と、未溶着面５２の高さＨとが表示されるため、探傷の対象物の断面ＯＢＪにおける欠陥ＣＬ１、ＣＬ２の位置が正確に把握される。
【００５３】
（第２実施形態：請求項５に係る実施形態）
図１０〜１２を用いて、第２実施形態に係る超音波探傷装置について説明する。ただし、第１実施形態に係る超音波探傷装置と異なる箇所についてのみ説明し、第１実施形態に係る超音波探傷装置と同様の箇所については、説明を省略する。第２実施形態に係る超音波探傷装置の全体構成は、図１に示す第１実施形態に係る超音波探傷装置と同様であり、第２実施形態に係る超音波探傷装置は、探触子１と、位置検出器２と、超音波探傷器３と、解析用パソコン４とを備える。探触子１の走査方法と、解析用パソコン４における欠陥存在位置の解析方法が、それぞれ、図４を用いて説明した第１実施形態に係る超音波探傷装置の探触子１の走査方法、及び、図６〜８を用いて説明した第１実施形態に係る超音波探傷装置欠陥存在位置の解析方法とは異なる。以下に、図１０〜１２を参照して、第２実施形態に係る探触子１の走査方法及び超音波探傷装置欠陥存在位置の解析方法について説明する。
【００５４】
まず、図１０を用いて、第２実施形態に係る超音波探傷装置の探触子１の走査方法について説明する。図１０は、探触子１の走査方法を説明するための説明図の一例である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は縦断面図である。（ａ）に示すように、まず、図略の走査装置によって、未溶着面５２を含む平面から一定の距離Ｌ１の直線に沿ってベクトルＶ４の向きに走査される。そして、走査位置（走査方向の位置）Ｘが位置検出器２によって検出され、超音波探傷器３に伝送され伝送され、探触子１からの探傷波形（以下、第１の検出結果という）が距離Ｌ１（例えば、１５ｍｍ）と対応付けて探傷結果記憶部３２に格納される。次に、図略の走査装置によって、未溶着面５２を含む平面から距離Ｌ１とは異なる一定の距離Ｌ２（例えば、３０ｍｍ）の直線に沿ってベクトルＶ５の向きに走査される。なお、距離Ｌ１及びＬ２の値は、被探傷材５の板厚に基づいて適宜決定されるものである。そして、走査位置（走査方向の位置）Ｘが位置検出器２によって検出され、超音波探傷器３に伝送され伝送され、探触子１からの探傷波形（以下、第２の検出結果という）が距離Ｌ２と対応付けて探傷結果記憶部３２に格納される。
【００５５】
つぎに、図１１、図１２を用いて、第２実施形態に係る超音波探傷装置の備える解析用パソコン４における欠陥存在位置の解析方法について説明する。図１１は、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。解析用パソコン４は、超音波探傷器３の探傷結果記憶部３２から第１の探傷結果及び第２の探傷結果が読み出され、走査位置（走査方向の位置）Ｘが同一の値、すなわち、走査位置Ｘが所定の値（例えば、ユーザが所望する値）である第１の検出結果（第１の探傷波形という）と第２の検出結果（第２の探傷波形という）とを選出する。
【００５６】
また、解析用パソコン４は、第１の探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が送信用斜角探触子１１から発信されて受信用斜角探触子１２で受信されるまでの時間である欠陥信号伝播時間Ｔ１を求め、欠陥信号伝播時間Ｔ１と被探傷材５内の超音波伝播速度とを用いて欠陥からの信号の伝播距離である超音波伝播距離である第１欠陥信号伝播距離ＰＳＬ１を求め、送信用斜角探触子１１から受信用斜角探触子１２までの超音波伝播距離が第１欠陥信号伝播距離ＰＳＬ１と一致する回転楕円面である第１のローカスの位置を求める。
【００５７】
そして、解析用パソコン４は、第２の探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、欠陥からの信号が送信用斜角探触子１１から発信されて受信用斜角探触子１２で受信されるまでの時間である欠陥信号伝播時間Ｔ２を求め、欠陥信号伝播時間Ｔ２と被探傷材５内の超音波伝播速度とを用いて欠陥からの信号の伝播距離である超音波伝播距離である第２欠陥信号伝播距離ＰＳＬ２を求め、送信用斜角探触子１１から受信用斜角探触子１２までの超音波伝播距離が第２欠陥信号伝播距離ＰＳＬ２と一致する回転楕円面である第２のローカスの位置を求める。
【００５８】
更に、解析用パソコン４は、探傷面５３と直交する平面であって、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との距離が等しい平面である解析対象面（図６におけるローカス解析平面ＲＡＰに相当する）と第１のローカスとの交線である第１の交線ＲＣ３の位置を求め、ローカス解析平面ＲＡＰと第２のローカスとの交線である第２の交線ＲＣ４の位置を求め、第１の交線ＲＣ３と第２の交線ＲＣ４との交点を欠陥ＣＬ３の位置として求めるものである。
【００５９】
図１２は、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理を説明するフローチャートの一例である。ただし、予め、解析を行なう超音波探傷器３の走査位置（走査方向の位置）Ｘが選定され、第１の探傷波形及び第２の探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定されているものとする。
【００６０】
まず、欠陥からの信号が存在すると判定された第１の探傷波形を用いて欠陥からの信号の超音波伝播時間Ｔ１が求められる（ステップＳ９）。つぎに、超音波伝播時間Ｔ１から、被探傷材５内の超音波伝播速度を用いて欠陥信号伝播距離ＰＳＬ１が求められる（ステップＳ１１）。そして、欠陥信号伝播距離ＰＳＬ１を用いて第１のローカスの位置が求められ、ローカス解析平面ＲＡＰと第１のローカスとの交線ＲＣ１の位置が求められる（ステップＳ１３）。
【００６１】
次いで、欠陥からの信号が存在すると判定された第２の探傷波形を用いて欠陥からの信号の超音波伝播時間Ｔ２が求められる（ステップＳ１５）。つぎに、超音波伝播時間Ｔ２から、被探傷材５内の超音波伝播速度を用いて欠陥信号伝播距離ＰＳＬ２が求められる（ステップＳ１７）。そして、欠陥信号伝播距離ＰＳＬ２を用いて第２のローカスの位置が求められ、ローカス解析平面ＲＡＰと第２のローカスとの交線ＲＣ２の位置が求められる（ステップＳ１９）。次いで、交線ＲＣ１と交線ＲＣ２との交点が欠陥ＣＬ３の位置として求められる（ステップＳ２１）。
【００６２】
このようにして、被探傷面５２の位置を用いずに、第１の交線ＲＣ１と第２の交線ＲＣ２との交点が欠陥ＣＬ３の位置として求められるため、被探傷面５２の位置が不明である場合でも欠陥の位置が正確に求められる。また、被探傷面５２の位置を用いずに、第１の交線ＲＣ１と第２の交線ＲＣ２との交点が欠陥ＣＬ３の位置として求められるため、図１１に示すように平面状ではない欠陥であっても、その端部の位置が正確に求められる
なお、本発明は以下の形態をとることができる。
【００６３】
（Ａ）第１及び第２実施形態においては、超音波探傷装置が超音波探傷器３と解析用パソコン４とを備える場合について説明したが、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理を超音波探傷器３が行ない、解析用パソコン４を備えない形態でもよい。この場合には、構成が簡略化される。
【００６４】
（Ｂ）第１及び第２実施形態においては、被探傷面５２が平面状である場合について説明したが、被探傷面５２が他の形状（例えば、円筒状）である形態でもよい。
【００６５】
（Ｃ）第１及び第２実施形態においては、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２が１の筐体１３に格納されている場合について説明したが、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２が別の筐体に格納されている形態でもよい。
【００６６】
（Ｄ）第１及び第２実施形態においては、超音波探傷器３が、走査位置Ｘを横軸とし超音波伝播時間Ｔを縦軸として、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて濃度を変更して探傷結果を表示する場合について説明したが、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて色を変更して表示する形態でもよいし、濃度及び色を変更して表示する形態でもよい。
【００６７】
（Ｅ）第１及び第２実施形態においては、超音波探傷器３が、走査位置Ｘを横軸とし超音波伝播時間Ｔを縦軸として、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて濃度を変更して探傷結果を表示する場合について説明したが、超音波探傷器３（又は、解析用パソコン４）が縦波と横波との被探傷材５内の伝播速度が異なることを利用して、縦波によって欠陥からの信号と判定された欠陥に対応する探傷波形の横波及び縦波横波混在による信号位置を欠陥として検出しない処理を行なう形態でもよい。この場合には、縦波によって欠陥からの信号と判定された欠陥に対応する探傷波形の横波及び縦波横波混在による信号位置に欠陥があると誤検出（または過検出）することを防止できる。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１及び６に記載の発明によれば、被探傷面に対して超音波の入射角及び反射角が略４５度以下となるように送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を並設することが可能となるため、Ｓ／Ｎ比を確保することが可能となり、構造物等が障害物となって送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被探傷面に対して反対側に配置できない場合であっても、ＴＯＦＤ法を用いて正確に欠陥位置を検出することができる。更に、超音波の縦波を用いて探傷されるため、端部エコー法でノイズとなる材料内の結晶粒界において発生する散乱エコーが軽減されるため、充分なＳ／Ｎ比が得られる。
【００６９】
請求項２に記載の発明によれば、局部水浸法を用いて超音波の送受信が行なわれるため、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子と被探傷材の上面（探傷面）との間での超音波の送受信が安定し、強度の弱い回折波及び散乱波であっても高いＳ／Ｎ比を得ることができる。
【００７０】
請求項３に記載の発明によれば、探傷波形を表示するＡスコープでは欠陥であるか否かの判定が困難である場合にも、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として、受信用斜角探触子の受信した超音波（エコー）の強度に応じて濃度及び色の少なくとも一方が変更されて探傷結果が表示されるため、探触子走査方向のエコーの連続性を考慮した目視による欠陥の判定が可能となり、欠陥が存在するか否かの判定の信頼性を向上できる。
【００７１】
請求項４に記載の発明によれば、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面と、ローカスとの交線の位置が求められ、被探傷面と交線との交点が欠陥の位置として求められるため、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面の上にある欠陥の位置を正確に求めることができる。
【００７２】
請求項５に記載の発明によれば、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面である解析対象面と第１のローカスとの交線である第１の交線の位置が求められ、解析対象面と第２のローカスとの交線である第２の交線の位置が求められ、第１の交線と第２の交線との交点が欠陥の位置として求められるため、被探傷面の位置が不明である場合でも欠陥の位置を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される超音波探傷装置の全体構成図の一例である。
【図２】探触子と被探傷面との位置関係を示す説明図の一例である。
【図３】探触子の構造を示す縦断面図の一例である。
【図４】探触子の走査方法を説明するための説明図の一例である。
【図５】モニタに表示される探傷結果表示画面の一例を示す画面図である。
【図６】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。
【図７】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。
【図８】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理を説明するフローチャートの一例である。
【図９】解析用パソコンのモニタに表示される探傷解析結果表示画面の一例を示す画面図である。
【図１０】探触子の走査方法を説明するための説明図の一例である。
【図１１】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。
【図１２】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理を説明するフローチャートの一例である。
【図１３】平板状の鋼材内部の欠陥を横波斜角探触子法を用いた端部エコー法によって検出する場合の説明図の一例である。
【図１４】平板状の２枚の鋼材を突合せ溶接した場合の溶接部内部の欠陥を、ＴＯＦＤ法を用いて検出する場合の説明図の一例である。
【図１５】ＴＯＦＤ法によって十字継ぎ手の未溶着面を探傷する場合の説明図の一例である。
【符号の説明】
１ 探触子
１１ 送信用斜角探触子
１２ 受信用斜角探触子
２ 位置検出器
３ 超音波探傷器
３１ モニタ（表示手段）
４ 解析用パソコン
５ 被探傷材
５２ 被探傷面（未溶着面）
５３ 探傷面
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼材における略線状に連続した被探傷面内の欠陥を検出する超音波探傷方法及び超音波探傷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼材内の欠陥を検出する超音波探傷方法としては、端部エコー法またはＴＯＦＤ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）法が用いられている。
【０００３】
まず、図１３を用いて端部エコー法について説明する。図１３は、平板状の鋼材内部の欠陥を横波斜角探触子法を用いた端部エコー法によって検出する場合の説明図の一例である。ここでは、探触子１ａが超音波の横波を送信する送信用斜角探触子と超音波の横波を受信する受信用斜角探触子とが１の探触子１ａからなる１探触子法を用いて、平板状の鋼材５の欠陥を探傷する場合について説明する。（ａ）及び（ｃ）は、縦軸が受信用斜角探触子によって受信される超音波の強度（以下、エコー高さという）Ｓであり、横軸が探触子を走査する場合の走査位置（以下、探触子位置という）Ｘであり、探触子位置Ｘによるエコー高さＳの変化を表わすグラフである。（ｂ）及び（ｄ）は、端部エコー法の探傷原理を説明するための縦断面図である。また、（ａ）及び（ｂ）は、探傷面５３側に探傷面５３に垂直な略平面状の欠陥ＣＬ４が存在する場合であり、（ｃ）及び（ｄ）は、探傷面５３の反対側に探傷面５３に垂直な略平面状の欠陥ＣＬ５が存在する場合である。
【０００４】
上記の方法では、割れ等の略平面状の欠陥ＣＬ４、ＣＬ５に対して斜めに超音波を入射させると、（ａ）及び（ｃ）に示すように、欠陥の端部において散乱波及び回折波が発生するため、欠陥の端部に相当する探触子位置Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４においてエコー高さＳの極大値が得られる。そこで、（ｂ）及び（ｄ）に示すように、エコー高さＳが極大値となる超音波の伝播距離Ｗ（または、Ｗ１及びＷ２）と、使用した探触子位置Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４からの超音波の被探傷面（欠陥ＣＬ４、または、ＣＬ５の含まれる平面）への入射角θとを用いて、欠陥高さＨが求められる。ここで、伝播距離Ｗ及びＷ２は、欠陥ＣＬ４、ＣＬ５の下端部からの散乱波及び回折波に対応するものであり、伝播距離Ｗ１は、欠陥ＣＬ５の上端部からの散乱波及び回折波に対応するものである。なお、伝播距離Ｗ（または、Ｗ１及びＷ２）は、探触子１ａから超音波が送信されてから、エコー高さＳが極大値となる超音波が受信されるまでの時間と、探傷の対象である平板状の鋼材内部を伝播する超音波の伝播速度（例えば、３２００ｍ／ｓｅｃ）とを用いて求められる。
【０００５】
上記端部エコー法で用いられる横波斜角法では、材料内の結晶粒界において強い散乱エコーが発生する。その結果、この散乱エコーが測定上のノイズとなり、充分なＳ／Ｎ比が得られないため、エコー高さＳの極大値が低い場合（すなわち、信号Ｓの強度が弱い場合）、例えば、被探傷物である欠陥が、複数の材料を溶接によって固定している際の溶接箇所における幅の狭い未溶着部や鋼材内部の幅の狭い割れ等である場合には、欠陥（すなわち、未溶着部や割れ）の検出は困難である。
【０００６】
次に、図１４を用いて、ＴＯＦＤ法について説明する。図１４は、平板状の２枚の鋼材を突合せ溶接した場合の溶接部内部の欠陥を、ＴＯＦＤ法を用いて検出する場合の説明図の一例である。（ａ）は、探傷原理を説明するための縦断面図であり、（ｂ）は、受信用斜角探触子での受信波形（以下、探傷波形という）であり、（ｃ）は、探傷方法を説明するための説明図（平面図）である。（ｃ）に示すように、平板状の２枚の鋼材５ａ，５ｂが溶接部ＷＬにおいて突合せ溶接されており、鋼材５ａの表面に超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子１１ｂが載置され、鋼材５ｂの表面に超音波の縦波を受信する受信用斜角探触子１２ｂが載置されている。また、送信用斜角探触子１１ｂと受信用斜角探触子１２ｂとは、略直線状の溶接部ＷＬに対して対称な位置に載置された状態で、溶接部ＷＬに沿ってベクトルＶの向きに走査される。
【０００７】
（ａ）に示すように、送信用斜角探触子１１ｂから、探傷面５３を伝搬してくる表面波▲１▼、欠陥上端部ＣＬ６１からの回折波または散乱波▲２▼、欠陥下端部ＣＬ６２からの回折波または散乱波▲３▼、及び、材料裏面５５で反射して伝搬してくる底面反射波▲４▼が受信される。（ｂ）に示すように、受信用斜角探触子１２ｂでの受信波形から、欠陥ＣＬ６の上端部ＣＬ６１及び下端部ＣＬ６２からの回折波または散乱波▲２▼及び▲３▼を検出し、その伝搬時間ＴＭ３及びＴＭ４を求める。そして、伝搬時間ＴＭ３及びＴＭ４と、（ａ）に示す送受信探触子間距離Ｄと、鋼材５ａ、鋼材５ｂの内部を伝播する超音波の伝播速度（例えば、５９００ｍ／ｓｅｃ）とを用いて幾何学的に欠陥上端部ＣＬ６１及び欠陥下端部ＣＬ６２の位置が求められる。上記のＴＯＦＤ法では、欠陥ＣＬ６の上端部ＣＬ６１及び下端部ＣＬ６２からの回折波または散乱波▲２▼及び▲３▼を用いて正確に欠陥位置を検出することが可能である。（例えば、特許文献１参照）
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−６２２８１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１５は、ＴＯＦＤ法によって十字継ぎ手の未溶着面５２を探傷する場合の説明図の一例である。（ａ）は、十字継ぎ手の縦断面図であり、（ｂ）は、ＴＯＦＤ法によって十字継ぎ手の未溶着面５２を探傷する場合の探触子配置の一例を示す説明図（縦断面図）である。
【００１０】
上述のようにＴＯＦＤ法では、正確に欠陥位置を検出することが可能であるが、図１５（ａ）に示すように、平板状の鋼材５と平板状の鋼材６とが溶接部５１において溶接されている十字継ぎ手の未溶着面５２を探傷する場合（特に、鋼材６の左側の領域が別の鋼材等で覆われている場合）には、平板状の鋼材６の左側（例えば、鋼材７の表面上等）に、探触子１１ａまたは１１ｂを載置することが困難であるため、例えば、（ｂ）に示すように送信用斜角探触子１１ｂが平板状の鋼材５の表面５３（以下、探傷面という）上に載置され、受信用斜角探触子１２ｂが平板状の鋼材６の表面６１上に載置された状態で探傷されることになる。
【００１１】
一方、欠陥からの回折波及び散乱波は、被探傷面（図１５においては、未溶着面５２）に対して入射角及び反射角が４５度以下の場合に強度が高くなることが知られている（ＪＳＮＤＩ 平成９年春季大会講演概要集「ＴＯＦＤ法における亀裂先端と超音波散乱について」（ＰＰ８１〜８４）参照）。
【００１２】
従って、図１５（ｂ）に示すような場合には、送信用斜角探触子１１ｂからの超音波の未溶着面５２への入射角θａは４５度以下とすることは可能であるが、受信用斜角探触子１２ｂへの未溶着面５２からの回折波及び散乱波の反射角θｂは略９０度となり、４５度以下とすることができない。そこで、このような場合には、欠陥（ここでは、未溶着面５２）からの回折波及び散乱波の受信用斜角探触子１２ｂでの受信強度（信号の強度）が弱いため、Ｓ／Ｎ比が小さくなり、ＴＯＦＤ法によって探傷することが困難であった。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ＴＯＦＤ法によって探傷可能な対象物の制約を緩和する超音波探傷方法及び超音波探傷装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の超音波探傷方法は、鋼材における略線状に連続した被探傷面内の欠陥を超音波の縦波を利用して検出する超音波探傷方法であって、前記被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子と、前記被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子とを前記被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設し、前記送信用斜角探触子から、前記被探傷面に対して超音波の入射角が略４５度以下となるように超音波の縦波を送信するようにしたことを特徴としている。
【００１５】
上記の方法によれば、送信用斜角探触子によって、被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波が送信され、受信用斜角探触子によって、被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波が受信される。また、送信用斜角探触子によって、被探傷面に対して超音波の入射角が略４５度以下となるように超音波の縦波が送信され、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設されて探傷が行われる。
【００１６】
従って、被探傷面に対して超音波の入射角及び反射角が略４５度以下となるように送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を並設することが可能となるため、Ｓ／Ｎ比を確保することが可能となり、構造物等が障害物となって送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被探傷面に対して反対側に配置できない場合であっても、ＴＯＦＤ法を用いて正確に欠陥位置を検出することが可能となる。更に、超音波の縦波を用いて探傷されるため、端部エコー法でノイズとなる材料内の結晶粒界において発生する散乱エコーが軽減されるため、充分なＳ／Ｎ比が得られる。
【００１７】
請求項２に記載の超音波探傷方法は、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が局部水浸法を用いて超音波の送受信を行なうことを特徴としている。
【００１８】
上記の方法によれば、局部水浸法を用いて超音波の送受信が行なわれるため、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子と被探傷材の上面（探傷面）との間での超音波の送受信が安定し、強度の弱い回折波及び散乱波であっても高いＳ／Ｎ比が得られる。
【００１９】
請求項３に記載の超音波探傷方法は、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を前記被探傷面に沿って走査すると共に走査位置を検出し、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として表示を行なう表示手段に、前記受信用斜角探触子の受信した超音波の強度に応じて濃度及び色の少なくとも一方を変更して探傷結果を表示することを特徴としている。
【００２０】
上記の方法によれば、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が被探傷面に沿って走査されると共に走査位置が検出され、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として、受信用斜角探触子の受信した超音波（エコー）の強度に応じて濃度及び色の少なくとも一方が変更されて探傷結果が表示手段に表示される。
【００２１】
従って、探傷波形を表示するＡスコープでは欠陥であるか否かの判定が困難である場合にも、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として、受信用斜角探触子の受信した超音波（エコー）の強度に応じて濃度及び色の少なくとも一方が変更されて探傷結果が表示されるため、探触子走査方向のエコーの連続性を考慮した目視による欠陥の判定が可能となり、欠陥が存在するか否かの判定の信頼性が向上される。
【００２２】
請求項４に記載の超音波探傷方法は、前記被探傷面の位置を予め記憶しており、前記受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である欠陥信号伝播距離を求め、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が前記欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面であるローカスの位置を求め、探傷面と直交する平面であって、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面と、前記ローカスとの交線の位置を求め、前記被探傷面と前記交線との交点を欠陥の位置として求めることを特徴としている。
【００２３】
上記の方法によれば、受信用斜角探触子での受信波形（探傷波形）に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である欠陥信号伝播距離が求められる。そして、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面であるローカスの位置が求められ、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面と、ローカスとの交線の位置が求められ、被探傷面と交線との交点が欠陥の位置として求められる。
【００２４】
従って、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面と、ローカスとの交線の位置が求められ、被探傷面と交線との交点が欠陥の位置として求められるため、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面の上にある欠陥の位置が正確に求められる。
【００２５】
請求項５に記載の超音波探傷方法は、第１の位置において、前記受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第１欠陥信号伝播距離を求め、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が前記第１欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第１のローカスの位置を求め、探傷面と直交する平面であって、前記第１の位置における前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面である解析対象面内に前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の中点が有り、前記第１の位置とは被探傷面からの距離が異なる第２の位置において、前記受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第２欠陥信号伝播距離を求め、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が前記第２欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第２のローカスの位置を求め、前記解析対象面と前記第１のローカスとの交線である第１の交線の位置を求めると共に、前記解析対象面と前記第２のローカスとの交線である第２の交線の位置を求め、前記第１の交線と前記第２の交線との交点を欠陥の位置として求めることを特徴としている。
【００２６】
上記の方法によれば、第１の位置において、受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第１欠陥信号伝播距離が求められ、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が第１欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第１のローカスの位置が求められる。そして、第１の位置における送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面である解析対象面内に送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の中点が有り、第１の位置とは被探傷面からの距離が異なる第２の位置において、受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、送信用斜角探触子から受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第２欠陥信号伝播距離が求められ、送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が第２欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第２のローカスの位置が求められる。更に、解析対象面と第１のローカスとの交線である第１の交線の位置が求めらると共に、解析対象面と第２のローカスとの交線である第２の交線の位置が求められ、第１の交線と第２の交線との交点が欠陥の位置として求められる。
【００２７】
従って、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面である解析対象面と第１のローカスとの交線である第１の交線の位置が求められ、解析対象面と第２のローカスとの交線である第２の交線の位置が求められ、第１の交線と第２の交線との交点が欠陥の位置として求められるため、被探傷面の位置が不明である場合でも欠陥の位置が正確に求められる。
【００２８】
請求項６に記載の超音波探傷装置は、鋼材における略線状に連続した被探傷面内の欠陥を超音波の縦波を利用して検出する超音波探傷装置であって、前記被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子と、前記被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子とを備え、前記送信用斜角探触子は、前記被探傷面に対して超音波の入射角を略４５度以下にして超音波を送信し、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を前記被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設することを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、送信用斜角探触子によって、被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波が送信され、受信用斜角探触子によって、被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波が受信される。また、送信用斜角探触子によって、被探傷面に対して超音波の入射角が略４５度以下となるように超音波の縦波が送信され、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設されて探傷が行われる。
【００３０】
従って、被探傷面に対して超音波の入射角及び反射角が略４５度以下となるように送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を並設することが可能となるため、Ｓ／Ｎ比を確保することが可能となり、構造物等が障害物となって送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被探傷面に対して反対側に配置できない場合であっても、ＴＯＦＤ法を用いて正確に欠陥位置を検出することが可能となる。更に、超音波の縦波を用いて探傷されるため、端部エコー法でノイズとなる材料内の結晶粒界において発生する散乱エコーが軽減されるため、充分なＳ／Ｎ比が得られる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態：請求項１〜４，６に係る実施形態）
図１は、本発明が適用される超音波探傷装置の全体構成図の一例である。超音波探傷装置は、超音波を送受信する探触子１と、探触子１の位置を検出する位置検出器２と、探触子１及び位置検出器２と通信可能に接続され、受信用斜角探触子１での受信波形（以下、探傷波形という）を表示する超音波探傷器３と、超音波探傷器３と通信可能に接続され探傷波形を解析する解析用パソコン４とを備える。
【００３２】
探触子１は、被探傷材５内の被探傷面５２に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子１１と、被探傷面５２内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子１２とを備える。送信用斜角探触子１１は、被探傷面５２に対して超音波の入射角が４５度以下（例えば、ここでは、４０度）となるように超音波を送信するものである。また、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２は、被探傷面５２に対して同じ側の探傷面５３上に並設されている。更に、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２は、後述する局部水浸法を用いて超音波の送受信を行なうものである。
【００３３】
位置検出器２は、図略の走査装置によって送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２が被探傷面５２に沿って走査された走査位置Ｘを検出するものである。ここで、走査位置Ｘは、被探傷面５２に沿って走査する際の走査方向の送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２の中点の位置である。また、位置検出器２は、超音波探傷器３に走査位置情報を送信するものである。
【００３４】
超音波探傷器３は、ＣＲＴ、ＬＣＤ等からなるモニタ３１（表示手段に相当する）を備え、送信用斜角探触子１１に超音波を発生させるための信号を生成して送信すると共に、受信用斜角探触子１２からの探傷波形及び位置検出器２からの走査位置情報を受信してモニタ３１に探傷結果を後述する探傷結果画面として表示するものである。なお、超音波探傷器３は、探傷波形を表示するＡスコープと、検出された走査位置Ｘを一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸Ｔとして、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて濃度を変更した探傷結果とを後述する探傷結果画面としてモニタ３１に表示するものである。また、超音波探傷器３は、走査位置情報と対応付けて探傷波形を格納する探傷結果記憶部３２（図示省略）を備えている。
【００３５】
解析用パソコン４は、ＣＲＴ、ＬＣＤ等からなるモニタ４１を備え、超音波探傷器３の探傷結果記憶部３２から探傷結果情報を受信し、後述する欠陥存在位置の解析を行ない、解析結果を後述する探傷結果表示画面としてモニタ４１に表示するものである。解析用パソコン４は、汎用のパソコンと同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＦＤＤ、ＣＤＲ、キーボード、マウス等を備え（図示省略）、ハードディスクＨＤ（または、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）には、ＯＳ及び欠陥存在位置を解析するための解析プログラムが予め格納されている。なお、ハードディスクＨＤに代えて、ＣＤ、ＬＤ、メモリカード等の他の外部記憶手段に解析プログラムが格納されており、解析を実行する際にＲＡＭに読み込む形態でもよい。
【００３６】
図２は、探触子１と被探傷面５２との位置関係を示す説明図の一例である。（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は縦断面図である。被探傷面５２は、ここでは、Ｋ字状に開先が設けられた平板状鋼材５と、平板状鋼材５を基準として略直立する別の平板状鋼材６との溶接部５１における未溶接面である。探触子１の送信用斜角探触子１１と受信用斜角探触子１２とは、被探傷面５２に対して同じ側の平板状鋼材５の表面５３（以下、探傷面という）に並設されている。また、送信用斜角探触子１１からの超音波は、矢印Ｖ１の向きに送信され、被探傷面５２で回折及び散乱され、矢印Ｖ２の向きから受信用斜角探触子１２に受信される。なお、平板状鋼材６の左側は、構造物で覆われており（図示省略）、受信用斜角探触子１２を平板状鋼材６側に配置することはできない。
【００３７】
図３は、探触子１の構造を示す縦断面図の一例である。探触子１は、送信用斜角探触子１１と、受信用斜角探触子１２と、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２を被探傷面５２に対して超音波の入射角が４０度となる位置及び角度でネジ止め等の方法で固定するアクリルやステンレス等の腐食しにくい素材からなる筐体１３とを備えている。筐体１３には、送信用斜角探触子１１が挿入され固定される送信用斜角探触子１１の略円筒状の空洞部を有する探触子挿入部１１１と、受信用斜角探触子１２が挿入され固定される略円筒状の空洞部を有する探触子挿入部１２１と、探触子挿入部１１１に水を流入させるための略円筒形の通水穴１１２と、探触子挿入部１２１に水を流入させるための略円筒形の通水穴１２２とを備えている。なお、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２の上端部は信号線を介して超音波探傷器３に接続されている（図示省略）。
【００３８】
探触子挿入部１１１及び探触子挿入部１２１は、上端部にそれぞれ送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２がネジ止め等の方法で固定されており、上端部及び下端部を除き、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２より直径が大きく形成されており、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との間に間隙を有し、下端部に局部水浸用の水を流出させる出水口１１１ａ、１２１ａが設けられている。
【００３９】
通水穴１１２及び１２２には、入水口１１２ａ、１２２ａが設けられており、送水装置（図示省略）からホース等を介して所定の流量（例えば、５ｍｌ／ｓｅｃ）で局部水浸用の水が流入される。流入された局部水浸用の水は、探触子挿入部１１１及び探触子挿入部１２１内を、探触子挿入部１１１及び探触子挿入部１２１と送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との間の間隙を介して流れ、出水口１１１ａ、１２１ａから流出し、探傷面５３と筐体１３の下端面１３１との間隙を通水し流出する。このようにして、探触子１は、局部水浸状態とされる。
【００４０】
このように、被探傷面５２に対して超音波の入射角及び反射角が略４５度以下（ここでは、４０度）となるように送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２を並設することが可能となるため、Ｓ／Ｎ比を確保することが可能となり、構造物等が障害物となって送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２を被探傷面５２に対して反対側に配置できない場合であっても、ＴＯＦＤ法を用いて正確に欠陥位置を検出することが可能となる。更に、超音波の縦波を用いて探傷されるため、端部エコー法でノイズとなる材料内の結晶粒界において発生する散乱エコーが軽減されるため、充分なＳ／Ｎ比が得られる。
【００４１】
更に、図３に示すように、局部水浸法を用いて超音波の送受信が行なわれるため、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２と探傷面５３との間での超音波の送受信が安定し、強度の弱い回折波及び散乱波であっても高いＳ／Ｎ比が得られる。
【００４２】
図４は、探触子１の走査方法を説明するための説明図の一例である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は縦断面図である。（ａ）に示すように、図略の走査装置によって、被探傷面５２を含む平面から一定の距離Ｌの直線に沿ってベクトルＶ３の向きに走査される。そして、走査位置（走査方向の位置）Ｘが位置検出器２によって検出され、超音波探傷器３に伝送され、走査位置Ｘと対応付けて探触子１からの探傷波形が探傷結果記憶部３２に格納される。
【００４３】
図５は、モニタ３１に表示される探傷結果表示画面の一例を示す画面図である。探傷結果表示画面７００は、画面左側に、横軸をエコー高さＳとし縦軸を超音波の送信から受信までの時間である超音波伝播時間Ｔとして探傷波形を表示するＡスコープ表示部ＡＳが表示され、Ａスコープ表示部ＡＳの右側に、走査位置Ｘを横軸とし超音波伝播時間Ｔを縦軸として、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて濃度を変更して（エコー高さＳが高い程、濃度を濃くして）探傷結果を表示する探傷結果表示部ＤＳが表示されている。また、ここでは、探傷結果表示部ＤＳの横軸Ｘの値がＸ１である（探傷位置Ｘ＝Ｘ１）場合の探傷波形をＡスコープ表示部ＡＳに表示していることを示すため、Ａスコープの探傷位置Ｘ１を示す直線Ｘ１Ｌが探傷結果表示部ＤＳに表示されている。
【００４４】
探傷結果表示部ＤＳにおいて、上端から１／３程度の位置には、未溶着面５２の上端部エコーＷＰＵと、その下側に未溶着面５２の下端部エコーＷＰＬとが表示されている。このように、探傷波形を表示するＡスコープ表示部ＡＳでは欠陥であるか否かの判定が困難である場合にも、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として、受信用斜角探触子の受信した超音波（エコー）の強度に応じて濃度が変更されて探傷結果が探傷結果表示部ＤＳに表示されるため、探触子走査方向のエコーの連続性を考慮した目視による欠陥の判定が可能となり、欠陥が存在するか否かの判定の信頼性が向上される。
【００４５】
図６、７は、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。なお、ここでは、また、解析用パソコン４のハードディスクＨＤ（または、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）には、予め被探傷面５２の位置が記憶されているものとする。まず、図６を用いて説明する。図６においては、送信用斜角探触子１１と受信用斜角探触子１２との中点を原点とし、送信用斜角探触子１１から受信用斜角探触子１２に向かう向きをＸ軸の正方向にとり、探傷面５３を含む平面上のＸ軸と直交する方向にＹ軸をとり、被探傷材５の厚み方向をＺ軸にとる。
【００４６】
解析用パソコン４は、受信用斜角探触子１２からの探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合には、欠陥からの信号が送信用斜角探触子１１から発信されて受信用斜角探触子１２で受信されるまでの時間である欠陥信号伝播時間Ｔ０を求め、欠陥信号伝播時間Ｔと被探傷材５内の超音波伝播速度とを用いて欠陥からの信号の伝播距離である欠陥信号伝播距離ＰＳＬを求める。更に、解析用パソコン４は、受信用斜角探触子１２までの超音波伝播距離（＝ＰＳ１＋ＰＳ２）が欠陥信号伝播距離ＰＳＬと一致する回転楕円面であるローカスの位置を求め、探傷面５３と直交する平面であって、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との距離が等しい平面であるローカス解析平面ＲＡＰ（＝ＹＺ平面）と、ローカスとの交線ＲＣの位置を求める。
【００４７】
次に、図７を用いて説明する。ただし、ここでは、未溶着面５２の上端（欠陥ＣＬ１）位置と下端（欠陥ＣＬ２）位置とを求める場合について説明する。解析用パソコン４は、上述のように、ローカス解析平面ＲＡＰ（＝ＹＺ平面）と、ローカスとの交線ＲＣ１、ＲＣ２の位置を求め、交線ＲＣ１、ＲＣ２と、被探傷面５２と交点を欠陥ＣＬ１、ＣＬ２の位置として求める。欠陥ＣＬ１、ＣＬ２間の距離が、未溶着面５２の高さＨである。
【００４８】
図８は、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理を説明するフローチャートの一例である。ただし、予め、受信用斜角探触子１２からの探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定されているものとする。まず、欠陥からの信号が存在すると判定された探傷波形を用いて欠陥からの信号の超音波伝播時間Ｔ０が求められる（ステップＳ１）。つぎに、超音波伝播時間Ｔ０から、被探傷材５内の超音波伝播速度を用いて欠陥信号伝播距離ＰＳＬが求められる（ステップＳ３）。そして、欠陥信号伝播距離ＰＳＬを用いてローカスの位置が求められ、ローカス解析平面ＲＡＰ（＝ＹＺ平面）と、ローカスとの交線ＲＣの位置が求められる（ステップＳ５）。ついで、交線ＲＣと、被探傷面５２と交点が欠陥ＣＬの位置として求められる（ステップＳ７）。
【００４９】
このようにして、探傷面５３と直交する平面であって、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との距離が等しい平面（ローカス解析平面ＲＡＰ）と、ローカスとの交線ＲＣの位置が求められ、被探傷面５２と交線ＲＣとの交点が欠陥ＣＬの位置として求められるため、探傷面５３と直交する平面であって、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との距離が等しい平面の上にある欠陥ＣＬの位置が正確に求められる。
【００５０】
図９は、解析用パソコン４のモニタ４１に表示される探傷解析結果表示画面の一例を示す画面図である。探傷解析結果表示画面８００は、図５に示すモニタ３１に表示されるモニタ３１に表示される探傷結果表示画面７００と同様に、Ａスコープ表示部ＡＳが表示され、Ａスコープ表示部ＡＳの右側に、探傷結果表示部ＤＳが表示されている。探傷解析結果表示画面８００は、更に、画面右側に、欠陥存在位置の解析処理の結果を表示する解析結果表示部ＡＲＤが表示されている。解析結果表示部ＡＲＤには、探傷結果表示部ＤＳの探傷位置ＸがＸ１であるローカス解析平面ＲＡＰにおける探傷の対象物（ここでは、十字継ぎ手）の断面ＯＢＪと、被探傷面５２と、交線ＲＣ１、ＲＣ２と、欠陥ＣＬ１、ＣＬ２と、未溶着面５２の高さＨとが表示されている。
【００５１】
また、探傷結果表示部ＤＳの横軸Ｘの値がＸ１である（探傷位置Ｘ＝Ｘ１）場合の探傷波形をＡスコープ表示部ＡＳに表示し、探傷結果表示部ＤＳの横軸Ｘの値がＸ１である（探傷位置Ｘ＝Ｘ１）場合の欠陥存在位置の解析結果を解析結果表示部ＡＲＤに表示していることを示すため、探傷位置Ｘ１を示す直線Ｘ１Ｌが探傷結果表示部ＤＳに表示されている。更に、探傷位置Ｘ１を、ユーザがマウス等を用いて所望する位置に指定することによって、欠陥存在位置を解析したい探傷位置Ｘを選定することが可能である。
【００５２】
このようにして、解析結果表示部ＡＲＤにおいて、探傷の対象物の断面ＯＢＪと、欠陥ＣＬ１、ＣＬ２と、未溶着面５２の高さＨとが表示されるため、探傷の対象物の断面ＯＢＪにおける欠陥ＣＬ１、ＣＬ２の位置が正確に把握される。
【００５３】
（第２実施形態：請求項５に係る実施形態）
図１０〜１２を用いて、第２実施形態に係る超音波探傷装置について説明する。ただし、第１実施形態に係る超音波探傷装置と異なる箇所についてのみ説明し、第１実施形態に係る超音波探傷装置と同様の箇所については、説明を省略する。第２実施形態に係る超音波探傷装置の全体構成は、図１に示す第１実施形態に係る超音波探傷装置と同様であり、第２実施形態に係る超音波探傷装置は、探触子１と、位置検出器２と、超音波探傷器３と、解析用パソコン４とを備える。探触子１の走査方法と、解析用パソコン４における欠陥存在位置の解析方法が、それぞれ、図４を用いて説明した第１実施形態に係る超音波探傷装置の探触子１の走査方法、及び、図６〜８を用いて説明した第１実施形態に係る超音波探傷装置欠陥存在位置の解析方法とは異なる。以下に、図１０〜１２を参照して、第２実施形態に係る探触子１の走査方法及び超音波探傷装置欠陥存在位置の解析方法について説明する。
【００５４】
まず、図１０を用いて、第２実施形態に係る超音波探傷装置の探触子１の走査方法について説明する。図１０は、探触子１の走査方法を説明するための説明図の一例である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は縦断面図である。（ａ）に示すように、まず、図略の走査装置によって、未溶着面５２を含む平面から一定の距離Ｌ１の直線に沿ってベクトルＶ４の向きに走査される。そして、走査位置（走査方向の位置）Ｘが位置検出器２によって検出され、超音波探傷器３に伝送され伝送され、探触子１からの探傷波形（以下、第１の検出結果という）が距離Ｌ１（例えば、１５ｍｍ）と対応付けて探傷結果記憶部３２に格納される。次に、図略の走査装置によって、未溶着面５２を含む平面から距離Ｌ１とは異なる一定の距離Ｌ２（例えば、３０ｍｍ）の直線に沿ってベクトルＶ５の向きに走査される。なお、距離Ｌ１及びＬ２の値は、被探傷材５の板厚に基づいて適宜決定されるものである。そして、走査位置（走査方向の位置）Ｘが位置検出器２によって検出され、超音波探傷器３に伝送され伝送され、探触子１からの探傷波形（以下、第２の検出結果という）が距離Ｌ２と対応付けて探傷結果記憶部３２に格納される。
【００５５】
つぎに、図１１、図１２を用いて、第２実施形態に係る超音波探傷装置の備える解析用パソコン４における欠陥存在位置の解析方法について説明する。図１１は、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。解析用パソコン４は、超音波探傷器３の探傷結果記憶部３２から第１の探傷結果及び第２の探傷結果が読み出され、走査位置（走査方向の位置）Ｘが同一の値、すなわち、走査位置Ｘが所定の値（例えば、ユーザが所望する値）である第１の検出結果（第１の探傷波形という）と第２の検出結果（第２の探傷波形という）とを選出する。
【００５６】
また、解析用パソコン４は、第１の探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が送信用斜角探触子１１から発信されて受信用斜角探触子１２で受信されるまでの時間である欠陥信号伝播時間Ｔ１を求め、欠陥信号伝播時間Ｔ１と被探傷材５内の超音波伝播速度とを用いて欠陥からの信号の伝播距離である超音波伝播距離である第１欠陥信号伝播距離ＰＳＬ１を求め、送信用斜角探触子１１から受信用斜角探触子１２までの超音波伝播距離が第１欠陥信号伝播距離ＰＳＬ１と一致する回転楕円面である第１のローカスの位置を求める。
【００５７】
そして、解析用パソコン４は、第２の探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、欠陥からの信号が送信用斜角探触子１１から発信されて受信用斜角探触子１２で受信されるまでの時間である欠陥信号伝播時間Ｔ２を求め、欠陥信号伝播時間Ｔ２と被探傷材５内の超音波伝播速度とを用いて欠陥からの信号の伝播距離である超音波伝播距離である第２欠陥信号伝播距離ＰＳＬ２を求め、送信用斜角探触子１１から受信用斜角探触子１２までの超音波伝播距離が第２欠陥信号伝播距離ＰＳＬ２と一致する回転楕円面である第２のローカスの位置を求める。
【００５８】
更に、解析用パソコン４は、探傷面５３と直交する平面であって、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２との距離が等しい平面である解析対象面（図６におけるローカス解析平面ＲＡＰに相当する）と第１のローカスとの交線である第１の交線ＲＣ３の位置を求め、ローカス解析平面ＲＡＰと第２のローカスとの交線である第２の交線ＲＣ４の位置を求め、第１の交線ＲＣ３と第２の交線ＲＣ４との交点を欠陥ＣＬ３の位置として求めるものである。
【００５９】
図１２は、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理を説明するフローチャートの一例である。ただし、予め、解析を行なう超音波探傷器３の走査位置（走査方向の位置）Ｘが選定され、第１の探傷波形及び第２の探傷波形に欠陥からの信号が存在するか否かが判定され、欠陥からの信号が存在すると判定されているものとする。
【００６０】
まず、欠陥からの信号が存在すると判定された第１の探傷波形を用いて欠陥からの信号の超音波伝播時間Ｔ１が求められる（ステップＳ９）。つぎに、超音波伝播時間Ｔ１から、被探傷材５内の超音波伝播速度を用いて欠陥信号伝播距離ＰＳＬ１が求められる（ステップＳ１１）。そして、欠陥信号伝播距離ＰＳＬ１を用いて第１のローカスの位置が求められ、ローカス解析平面ＲＡＰと第１のローカスとの交線ＲＣ１の位置が求められる（ステップＳ１３）。
【００６１】
次いで、欠陥からの信号が存在すると判定された第２の探傷波形を用いて欠陥からの信号の超音波伝播時間Ｔ２が求められる（ステップＳ１５）。つぎに、超音波伝播時間Ｔ２から、被探傷材５内の超音波伝播速度を用いて欠陥信号伝播距離ＰＳＬ２が求められる（ステップＳ１７）。そして、欠陥信号伝播距離ＰＳＬ２を用いて第２のローカスの位置が求められ、ローカス解析平面ＲＡＰと第２のローカスとの交線ＲＣ２の位置が求められる（ステップＳ１９）。次いで、交線ＲＣ１と交線ＲＣ２との交点が欠陥ＣＬ３の位置として求められる（ステップＳ２１）。
【００６２】
このようにして、被探傷面５２の位置を用いずに、第１の交線ＲＣ１と第２の交線ＲＣ２との交点が欠陥ＣＬ３の位置として求められるため、被探傷面５２の位置が不明である場合でも欠陥の位置が正確に求められる。また、被探傷面５２の位置を用いずに、第１の交線ＲＣ１と第２の交線ＲＣ２との交点が欠陥ＣＬ３の位置として求められるため、図１１に示すように平面状ではない欠陥であっても、その端部の位置が正確に求められる
なお、本発明は以下の形態をとることができる。
【００６３】
（Ａ）第１及び第２実施形態においては、超音波探傷装置が超音波探傷器３と解析用パソコン４とを備える場合について説明したが、解析用パソコン４が行なう欠陥存在位置の解析処理を超音波探傷器３が行ない、解析用パソコン４を備えない形態でもよい。この場合には、構成が簡略化される。
【００６４】
（Ｂ）第１及び第２実施形態においては、被探傷面５２が平面状である場合について説明したが、被探傷面５２が他の形状（例えば、円筒状）である形態でもよい。
【００６５】
（Ｃ）第１及び第２実施形態においては、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２が１の筐体１３に格納されている場合について説明したが、送信用斜角探触子１１及び受信用斜角探触子１２が別の筐体に格納されている形態でもよい。
【００６６】
（Ｄ）第１及び第２実施形態においては、超音波探傷器３が、走査位置Ｘを横軸とし超音波伝播時間Ｔを縦軸として、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて濃度を変更して探傷結果を表示する場合について説明したが、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて色を変更して表示する形態でもよいし、濃度及び色を変更して表示する形態でもよい。
【００６７】
（Ｅ）第１及び第２実施形態においては、超音波探傷器３が、走査位置Ｘを横軸とし超音波伝播時間Ｔを縦軸として、受信用斜角探触子１２の受信した超音波の強度に応じて濃度を変更して探傷結果を表示する場合について説明したが、超音波探傷器３（又は、解析用パソコン４）が縦波と横波との被探傷材５内の伝播速度が異なることを利用して、縦波によって欠陥からの信号と判定された欠陥に対応する探傷波形の横波及び縦波横波混在による信号位置を欠陥として検出しない処理を行なう形態でもよい。この場合には、縦波によって欠陥からの信号と判定された欠陥に対応する探傷波形の横波及び縦波横波混在による信号位置に欠陥があると誤検出（または過検出）することを防止できる。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１及び６に記載の発明によれば、被探傷面に対して超音波の入射角及び反射角が略４５度以下となるように送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を並設することが可能となるため、Ｓ／Ｎ比を確保することが可能となり、構造物等が障害物となって送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被探傷面に対して反対側に配置できない場合であっても、ＴＯＦＤ法を用いて正確に欠陥位置を検出することができる。更に、超音波の縦波を用いて探傷されるため、端部エコー法でノイズとなる材料内の結晶粒界において発生する散乱エコーが軽減されるため、充分なＳ／Ｎ比が得られる。
【００６９】
請求項２に記載の発明によれば、局部水浸法を用いて超音波の送受信が行なわれるため、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子と被探傷材の上面（探傷面）との間での超音波の送受信が安定し、強度の弱い回折波及び散乱波であっても高いＳ／Ｎ比を得ることができる。
【００７０】
請求項３に記載の発明によれば、探傷波形を表示するＡスコープでは欠陥であるか否かの判定が困難である場合にも、検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として、受信用斜角探触子の受信した超音波（エコー）の強度に応じて濃度及び色の少なくとも一方が変更されて探傷結果が表示されるため、探触子走査方向のエコーの連続性を考慮した目視による欠陥の判定が可能となり、欠陥が存在するか否かの判定の信頼性を向上できる。
【００７１】
請求項４に記載の発明によれば、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面と、ローカスとの交線の位置が求められ、被探傷面と交線との交点が欠陥の位置として求められるため、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面の上にある欠陥の位置を正確に求めることができる。
【００７２】
請求項５に記載の発明によれば、探傷面と直交する平面であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面である解析対象面と第１のローカスとの交線である第１の交線の位置が求められ、解析対象面と第２のローカスとの交線である第２の交線の位置が求められ、第１の交線と第２の交線との交点が欠陥の位置として求められるため、被探傷面の位置が不明である場合でも欠陥の位置を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される超音波探傷装置の全体構成図の一例である。
【図２】探触子と被探傷面との位置関係を示す説明図の一例である。
【図３】探触子の構造を示す縦断面図の一例である。
【図４】探触子の走査方法を説明するための説明図の一例である。
【図５】モニタに表示される探傷結果表示画面の一例を示す画面図である。
【図６】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。
【図７】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。
【図８】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理を説明するフローチャートの一例である。
【図９】解析用パソコンのモニタに表示される探傷解析結果表示画面の一例を示す画面図である。
【図１０】探触子の走査方法を説明するための説明図の一例である。
【図１１】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理の説明図の一例である。
【図１２】解析用パソコンが行なう欠陥存在位置の解析処理を説明するフローチャートの一例である。
【図１３】平板状の鋼材内部の欠陥を横波斜角探触子法を用いた端部エコー法によって検出する場合の説明図の一例である。
【図１４】平板状の２枚の鋼材を突合せ溶接した場合の溶接部内部の欠陥を、ＴＯＦＤ法を用いて検出する場合の説明図の一例である。
【図１５】ＴＯＦＤ法によって十字継ぎ手の未溶着面を探傷する場合の説明図の一例である。
【符号の説明】
１ 探触子
１１ 送信用斜角探触子
１２ 受信用斜角探触子
２ 位置検出器
３ 超音波探傷器
３１ モニタ（表示手段）
４ 解析用パソコン
５ 被探傷材
５２ 被探傷面（未溶着面）
５３ 探傷面
Claims (6)
- 鋼材における略線状に連続した被探傷面内の欠陥を超音波の縦波を利用して検出する超音波探傷方法であって、
前記被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子と、前記被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子とを前記被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設し、
前記送信用斜角探触子から、前記被探傷面に対して超音波の入射角が略４５度以下となるように超音波の縦波を送信するようにしたことを特徴とする超音波探傷方法。 - 前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が局部水浸法を用いて超音波の送受信を行なうことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷方法。
- 前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を前記被探傷面に沿って走査すると共に走査位置を検出し、
検出された走査位置を一方の軸とし、超音波の送信から受信までの時間を他方の軸として表示を行なう表示手段に、前記受信用斜角探触子の受信した超音波の強度に応じて濃度及び色の少なくとも一方を変更して探傷結果を表示することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波探傷方法。 - 前記被探傷面の位置を予め記憶しており、
前記受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、
欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である欠陥信号伝播距離を求め、
前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が前記欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面であるローカスの位置を求め、
探傷面と直交する平面であって、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面と、前記ローカスとの交線の位置を求め、
前記被探傷面と前記交線との交点を欠陥の位置として求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超音波探傷方法。 - 第１の位置において、前記受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、
欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第１欠陥信号伝播距離を求め、
前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が前記第１欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第１のローカスの位置を求め、
探傷面と直交する平面であって、前記第１の位置における前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子との距離が等しい平面である解析対象面内に前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の中点が有り、前記第１の位置とは被探傷面からの距離が異なる第２の位置において、前記受信用斜角探触子での受信波形に欠陥からの信号が存在するか否かを判定し、
欠陥からの信号が存在すると判定された場合に、前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの欠陥からの信号に対応する超音波の伝播距離である第２欠陥信号伝播距離を求め、
前記送信用斜角探触子から前記受信用斜角探触子までの超音波の伝播距離が前記第２欠陥信号伝播距離と一致する回転楕円面である第２のローカスの位置を求め、
前記解析対象面と前記第１のローカスとの交線である第１の交線の位置を求めると共に、前記解析対象面と前記第２のローカスとの交線である第２の交線の位置を求め、
前記第１の交線と前記第２の交線との交点を欠陥の位置として求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超音波探傷方法。 - 鋼材における略線状に連続した被探傷面内の欠陥を超音波の縦波を利用して検出する超音波探傷装置であって、
前記被探傷面に向けてパルス状の超音波の縦波を送信する送信用斜角探触子と、
前記被探傷面内の欠陥の端部からの回折波及び散乱波の少なくとも一方の縦波を受信可能な受信用斜角探触子とを備え、
前記送信用斜角探触子は、前記被探傷面に対して超音波の入射角を略４５度以下にして超音波を送信し、
前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を前記被探傷面に対して同じ側の探傷面上に並設することを特徴とする超音波探傷装置。
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