JP2005315843A

JP2005315843A - 超音波検査方法及び装置

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Publication number: JP2005315843A
Application number: JP2005009910A
Authority: JP
Inventors: Hajime Obikawa; 元帯川; Manabu Hayakawa; 学早川
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】被検査体内部の欠陥であるか否かを適正に判定できる超音波検査方法を提供することである。
【解決手段】被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信する垂直探触子と前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して反射エコーを受信する斜角探触子とを用意し、垂直探触子を用いて被検査体の肉厚を測定して垂直探触子で測定した肉厚及び斜角探触子の屈折角に基づいて斜角探触子の超音波ビーム路程を算出し、一方、斜角探触子を用いて被検査体からの反射エコー分布を求め、被検査体の反射エコー分布に重ねて超音波ビーム路程を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、斜角探傷法により被検査体の欠陥部位を検出する超音波検査方法及び装置に関する。

発電プラントにおいては、蒸気配管や給排水配管等のプラント構成機器の健全性を評価するために超音波検査が実施されている。例えば、被検査体である配管の外面に超音波探触子を設置し、超音波探触子から被検査体内部に超音波を送信して、被検査体内部の欠陥部位からの反射エコーを受信し、被検査体内部の欠陥を検出するようにしている。

一般に、超音波検査は斜角探傷法による直射法が行われるが、被検査体における肉厚方向の探傷範囲や被検査体の幾何的な形状の制約がある場合には、斜角探傷による１回反射法が行われている（例えば、非特許文献１参照）。斜角探傷法による１回反射法は被検査体面に探触子を設置し、その反対面で超音波を１回だけ反射させて欠陥部位からの反射エコーを受信し傷を探すものである。このため、被検査体の肉厚方向において、探触子を設置した面に近い範囲を探傷する際に利点がある。

斜角探傷法では垂直探傷法と異なり反対面での反射エコーが得られず、傷などの反射源に超音波が当たった場合に反射エコーとして観察されるので、反射エコーなどの反射源位置を直感的に知ることはできない。このため、測定しておいた探触子の入射点や屈折角を用いた三角関数の関係式により反射源の位置を幾何学的に推定することになる。

すなわち、欠陥の位置を評価する場合には、欠陥部位からの反射エコーを検出し、被検査体の肉厚及び探触子の屈折角から超音波ビーム路程を算出し欠陥部位の位置を推定することになる。プラント構成機器である配管等には公称肉厚が示されているので、配管等の被検査体の肉厚としては、設計図面などから知ることができる被検査体の公称肉厚を用いている。
新非破壊検査便覧、編者：社団法人日本非破壊検査協会、発行者：藤吉敏生、発行所：日刊工業新聞社、１９９２年１０月１５日、Ｐ２９７

ところが、被検査体の肉厚としては被検査体の公称肉厚を用いているので、公称肉厚と実肉厚との間に誤差があると、欠陥部位の位置の推定にも誤差が生じる。斜角探傷法による１回反射法では、欠陥の位置を被検査体の肉厚を基に推定するので、欠陥の位置を正確に評価するためには、探触子の屈折角を正確に測定することに加え被検査体の実肉厚を正確に知る必要がある。

図１１は、斜角探傷法による１回反射法で肉厚に誤差のある被検査体のスミ肉溶接部の欠陥を探傷する場合の不具合の説明図である。被検査体である検査対象母材１１と他の母材１２とがスミ肉溶接されてスミ肉溶接部１３が形成されており、検査対象部材１１のスミ肉溶接部１３におけるビード部近傍の探傷を行う場合を考える。いま、検査対象母材１１の公称肉厚がｔであり、斜角探触子１４の屈折角がθであるとし、欠陥部位からの反射エコーがビーム路程Ｗ_０で検出されたとする。この場合、超音波ビーム路程はＷ（Ｗの距離＝Ｗ_０の距離）と算出されることになり、検査対象母材１１と他の母材１３との溶接部の位置Ａ１に欠陥部位が位置すると推定されることになる。

この場合、検査対象母材１１の実肉厚が公称肉厚ｔより薄い肉厚ｔ’であった場合には、超音波ビーム路程はＷ’（Ｗ’の距離＝Ｗ_０の距離）であり、他の部材１２がスミ肉溶接部１３と接するビード部の位置Ａ２の欠陥部位からの反射エコーであると推察される。逆に、検査対象母材１１の実肉厚が公称肉厚ｔより厚い肉厚ｔ”であった場合には、超音波ビーム路程はＷ”（Ｗ”の距離＝Ｗ_０の距離）であり、検査対象母材１１の内部の位置Ａ３の欠陥部位からの反射エコーであると推察される。

ここで、欠陥深さをｄ、超音波ビーム路程をＷ、肉厚をｔ、屈折角をθとした場合、欠陥深さｄは下記の（１）式で示される。

ｄ＝２ｔ−Ｗｃｏｓθ …（１）
例えば、肉厚ｔの評価に１ｍｍの誤差が生じると、欠陥深さｄには２ｍｍの誤差が生じることになり、欠陥位置に２ｍｍの誤差が生じることになる。この誤差により実際には検査対象母材１１内部の欠陥であるにもかかわらず、他の母材１２とスミ肉溶接部１３とのビード部での欠陥であると推定してしまい、検査対象母材１１の適切な探傷ができない。

一方、肉厚ｔに誤差がない場合であっても、斜角探触子１４の位置が把握できていないと欠陥部位の横方向の位置を特定することができない。図１２は、斜角探傷法による１回反射法で肉厚に誤差のない被検査体のスミ肉溶接部の欠陥を探傷する場合の不具合の説明図である。図１２では反射エコーのビーム路程Ｗが１回反射より短い場合を示している。

いま、斜角探触子１４が反射エコーのビーム路程Ｗを検出したとする。斜角探触子１４が位置Ｘ１にあるときは、検査対象母材１１の内部の欠陥深さｄの位置Ｂ１に欠陥部位があることになる。同様に、斜角探触子１４が位置Ｘ２にあるときは、検査対象母材１１の内部の欠陥深さｄの位置Ｂ２に欠陥部位があることになり、斜角探触子１４が位置Ｘ３にあるときは、検査対象母材１１の内部の欠陥深さｄの位置Ｂ３に欠陥部位があることになる。このように、斜角探触子１４の位置が把握できていないと欠陥部位の横方向の位置を特定することができない。

図１３は、斜角探傷法による１回反射法で肉厚に誤差のない被検査体のスミ肉溶接部の欠陥を探傷する場合の他の不具合の説明図である。図１３では反射エコーのビーム路程Ｗが１回反射のビーム路程と同じである場合を示している。１回反射のビーム路程で反射エコーが得られた場合は、欠陥深さｄが零であることは分かるが、斜角探触子１４が位置Ｘ１にあるときは、溶接線のトウ部へ沿った位置Ｃ１での溶接不良であり、斜角探触子１４が位置Ｘ２にあるときは、溶接線ルート部の位置Ｃ２での欠陥であり、斜角探触子１４が位置Ｘ３にあるときは、他の母材１２と検査対象母材１１との境界に沿った位置Ｃ３での欠陥である。

従って、斜角探触子１４の位置が把握できていないと、溶接線のトウ部へ沿った位置Ｃ１での溶接不良なのか、溶接線ルート部の位置Ｃ２での欠陥なのか、あるいは他の母材１２と検査対象母材１１との境界に沿った位置Ｃ３での欠陥なのかの判別が不明である。このように、斜角探触子１４の位置Ｘが把握できていないと欠陥部位の横方向の位置を特定することができない。

本発明の目的は、被検査体内部の欠陥であるか否かを判別できるとともに、欠陥部位の位置も判定できる超音波検査方法及び装置を提供することである。

請求項１の発明に係わる超音波検査方法は、被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信する垂直探触子と前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して反射エコーを受信する斜角探触子とを用意し、前記垂直探触子を用いて前記被検査体の肉厚を測定して前記垂直探触子で測定した肉厚及び前記斜角探触子の屈折角に基づいて前記斜角探触子の超音波ビーム路程を算出するステップと、前記斜角探触子を用いて前記被検査体からの反射エコー分布を求めるステップとを予め定めた順序でまたは並行して行い、前記被検査体の反射エコー分布に重ねて前記超音波ビーム路程を表示することを特徴とする。

請求項２の発明に係わる超音波検査方法は、被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信する垂直探触子と前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して反射エコーを受信する斜角探触子と前記斜角探触子の位置を測定する位置測定装置とを用意し、前記垂直探触子を用いて前記被検査体の肉厚を測定して前記垂直探触子で測定した肉厚及び前記斜角探触子の屈折角に基づいて前記斜角探触子の超音波ビーム路程を算出するステップと、前記斜角探触子を用いて前記被検査体からの反射エコー分布を求めるステップと、前記位置測定装置を用いて前記斜角探触子の位置を測定するステップとを予め定めた順序でまたは並行して行い、前記被検査体の反射エコー分布に重ねて前記超音波ビーム路程を表示し、前記斜角探触子の位置から欠陥部位の位置を判別することを特徴とする。

請求項３の発明に係わる超音波検査方法は、被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信する垂直探触子と前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して反射エコーを受信する斜角探触子と前記斜角探触子の位置を測定する位置測定装置とを用意し、前記垂直探触子を用いて前記被検査体の肉厚を測定して前記垂直探触子で測定した肉厚及び前記斜角探触子の屈折角に基づいて前記斜角探触子の超音波ビーム路程を算出するステップと、前記斜角探触子を用いて前記被検査体からの反射エコー分布を求めるステップと、前記位置測定装置を用いて前記斜角探触子の位置を測定するステップとを予め定めた順序でまたは並行して行い、前記被検査体の反射エコー分布に重ねて前記超音波ビーム路程を表示するとともに前記斜角探触子の位置を表示し、前記斜角探触子の位置から欠陥部位の位置を判別することを特徴とする。

請求項４の発明に係わる超音波検査装置は、被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信し被検査体の肉厚を測定する垂直探触子と、前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して被検査体の欠陥部位からの反射エコーを受信し被検査体を探傷する斜角探触子と、前記垂直探触子で測定した被検査体の肉厚に基づいて超音波ビーム路程を算出するとともに前記斜角探触子で受信した反射エコーに基づいて反射エコー分布を作成する演算装置と、前記演算装置で作成した被検査体の反射エコー分布に重ねて超音波ビーム路程を表示する表示装置とを備えたことを特徴とする。

請求項５の発明に係わる超音波検査装置は、被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信し被検査体の肉厚を測定する垂直探触子と、前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して被検査体の欠陥部位からの反射エコーを受信し被検査体を探傷する斜角探触子と、前記垂直探触子で測定した被検査体の肉厚に基づいて超音波ビーム路程を算出するとともに前記斜角探触子で受信した反射エコーに基づいて反射エコー分布を作成する演算装置と、前記演算装置で作成した被検査体の反射エコー分布に重ねて超音波ビーム路程を表示する表示装置と、前記斜角探触子の位置を測定する位置測定装置と、前記位置測定装置で測定した前記斜角探触子の位置を表示する表示器とを備えたことを特徴とする。

請求項６の発明に係わる超音波検査装置は、被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信し被検査体の肉厚を測定する垂直探触子と、前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して被検査体の欠陥部位からの反射エコーを受信し被検査体を探傷する斜角探触子と、前記垂直探触子で測定した被検査体の肉厚に基づいて超音波ビーム路程を算出するとともに前記斜角探触子で受信した反射エコーに基づいて反射エコー分布を作成する演算装置と、前記斜角探触子の位置を測定する位置測定装置と、前記演算装置で作成した被検査体の反射エコー分布に重ねて超音波ビーム路程を表示するとともに前記位置測定装置で測定した前記斜角探触子の位置を表示する表示装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、被検査体の肉厚を測定し、測定した被検査体の肉厚に基づいて超音波ビーム路程を算出するので、超音波ビーム路程を正確に求めることができ、被検査体内部の欠陥であるか否かを適正に判定できる。

また、斜角探触子の位置を測定するので、欠陥部位の位置を特定することができ、斜角探傷による１回反射法の検査精度がさらに向上する。

図１は本発明の第１の実施の形態に係わる超音波検査方法のステップを示すフロー図である。まず、垂直探触子と斜角探触子とを用意する（Ｓ１）。垂直探触子は、被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信するものであり、斜角探触子は被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して１回反射法により反射エコーを受信するものである。

次に、用意した垂直探触子を用いて被検査体の肉厚を測定する（Ｓ２）。すなわち、被検査体の表面から垂直方向に垂直探触子から超音波を送信して底面での反射エコーを受信し、その反射エコーから被検査体の肉厚を測定する。そして、この垂直探触子で測定した肉厚及び斜角探触子の屈折角に基づいて斜角探触子の超音波ビーム路程を算出する（Ｓ３）。斜角探触子の超音波ビーム路程Ｗは、肉厚をｔ、屈折角をθとしたとき、下記の（２）式で求められる。

Ｗ＝２ｔ／ｃｏｓθ …（２）
そして、斜角探触子を用いて被検査体からの反射エコー分布を求める（Ｓ４）。すなわち、被検査体の表面から斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して反射エコーを受信し、被検査体内部の反射エコー分布を作成する。反射エコーは欠陥部位で反射されて生成されるものであるので、反射エコー分布は被検査体内部の欠陥部位を表すことになる。そして、反射エコー分布に超音波ビーム路程を重ねて表示する（Ｓ５）。これにより、被検査体内部の反射エコーであるのかどうかの判別が容易にできる。

以上の説明では、垂直探触子を用いて被検査体の肉厚を測定し（Ｓ２）、斜角探触子の超音波ビーム路程を算出してから（Ｓ３）、その後に斜角探触子を用いて反射エコー分布を求める（Ｓ４）ようにしたが、図２に示すように、ステップＳ２、Ｓ３の前にステップＳ４を行うようにしてもよいし、図３に示すように、ステップＳ２、Ｓ３とステップＳ４とを並行して行うようにしてもよい。

図４は本発明の第１の実施の形態に係わる超音波検査装置の構成図である。被検査体である検査対象母材１１の表面には、１回反射法で検査対象母材１１を探傷する斜角探触子１４に加えて垂直探触子１５が配置される。垂直探触子１５は検査対象母材１１の肉厚ｔを測定するためのものであり、検査対象母材１１に対して垂直方向に超音波を送信して検査対象母材１１の底面で反射した反射エコーを検出する。垂直探触子１５で検出された反射エコーは入力処理装置１６を介して演算装置１７に入力され、演算装置１７は垂直探触子１５からの反射エコーに基づいて検査対象母材１１の肉厚ｔを算出する。

そして、その算出した検査対象母材１１の肉厚ｔ及び斜角探触子１４の屈折角θに基づいて、斜角探触子１４の超音波ビーム路程を算出する。超音波ビーム路程Ｗは前述の（２）式で求められる。このようにして、垂直探触子１５で検査対象母材１１の肉厚ｔを測定し、斜角探触子１４の超音波ビーム路程Ｗを算出する。

一方、斜角探触子１４は被検査体である検査対象母材１１に対して斜め方向に所定の屈折角θで超音波を送信して検査対象母材１１の欠陥部位からの反射エコーを受信し検査対象母材１１を探傷する。斜角探触子１４で検出された反射エコーは入力処理装置１６を介して演算装置１７に入力される。演算装置１７は斜角探触子１４からの反射エコーに基づいて反射エコー分布を作成する。この反射エコー分布は検査対象母材１１内部の欠陥部位を表すことになる。そして、演算装置１７は、作成した検査対象母材１１の反射エコー分布に重ねて超音波ビーム路程Ｗを出力処理装置１８を介して表示装置１９に表示出力する。

図５は、表示装置１９に表示した反射エコー分布の一例を示す説明図である。被検査体である検査対象母材１１内部からの反射エコー分布Ｅとともに超音波ビーム路程Ｗ_０を示すエコーＥ１１が重ねて表示されている。検査対象母材１１内部の反射エコー分布Ｅの反射エコーＥ１は検査対象母材１１の表面部分のエコーであり、反射エコーＥ２は超音波ビーム路程Ｗ_０を示すエコーＥ１１より短い距離に位置することから、検査対象母材１１内部の欠陥部位で反射されて形成されたエコーであることが容易に判別できる。

本発明の第１の実施の形態によれば、超音波探傷の際に被検査体の肉厚測定を行い、その肉厚測定から得られた被検査体の実肉厚ｔ及び斜角探触子１４の屈折角θから算出した被検査体の１回反射分の超音波ビーム路程Ｗを算出し、その超音波ビーム路程Ｗを斜角探触子１４の反射エコー分布に重ねて表示するので、反射源である欠陥部位の概略位置（肉厚方向）を確認しながら、超音波試験を行うことができる。

次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図６は本発明の第２の実施の形態に係わる超音波検査方法のステップを示すフロー図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、垂直探触子および斜角探触子に加えて、斜角探触子１４の位置を測定する位置測定装置を用意し、斜角探触子の位置から欠陥部位の位置を判別するようにしたものである。

まず、垂直探触子と斜角探触子と位置測定装置とを用意する（Ｓ１１）。垂直探触子は、被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信するものであり、斜角探触子は被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して１回反射法により反射エコーを受信するものである。また、位置測定装置は、ある基準点からの距離で斜角探触子の位置を測定するものである。

次に、垂直探触子を用いて被検査体の肉厚を測定して斜角探触子の超音波ビーム路程を算出するステップＳ１２、Ｓ１３と、斜角探触子を用いて被検査体からの反射エコー分布を求めるステップＳ１４と、位置測定装置を用いて斜角探触子の位置を測定するステップＳ１５とを並行して行う。

ここで、超音波ビーム路程を算出するには、用意した垂直探触子を用いて被検査体の肉厚を測定し（Ｓ１２）、斜角探触子の超音波ビーム路程を算出する（Ｓ１３）。すなわち、垂直探触子を用いて被検査体の表面から垂直方向に垂直探触子から超音波を送信して底面での反射エコーを受信し、その反射エコーから被検査体の肉厚を測定する（Ｓ１２）。そして、この垂直探触子で測定した肉厚及び斜角探触子の屈折角に基づいて、（２）式により斜角探触子の超音波ビーム路程を算出する（Ｓ１３）。

一方、それと並行して、斜角探触子を用いて被検査体からの反射エコー分布を求め（Ｓ１４）、また、位置測定装置を用いて斜角探触子の位置を測定する（Ｓ１５）。すなわち、斜角探触子を用いて被検査体の表面から斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して反射エコーを受信し、被検査体内部の反射エコー分布を作成する。反射エコーは欠陥部位で反射されて生成されるものであるので、反射エコー分布は被検査体内部の欠陥部位を表すことになる。また、その際の斜角探触子の位置は、位置検出装置を用いてある基準点からの距離で測定する。例えば定規やエンコーダ等を用いて斜角探触子１４の位置を測定する。

次に、反射エコー分布にステップＳ１３で求めた超音波ビーム路程を重ねて表示する（Ｓ１６）。そして、ステップＳ１５で測定した斜角探触子の位置から、検査員は被検査体の欠陥部位の位置を判別する（Ｓ１７）。これにより、被検査体内部の反射エコーであるのかどうかの判別が容易になるとともに、斜角探触子の位置が明確になるので欠陥部位の位置を特定することができる。

以上の説明では、超音波ビーム路程を算出するステップＳ１２、Ｓ１３、斜角探触子を用いて被検査体からの反射エコー分布を求めるステップＳ１４、位置測定装置を用いて斜角探触子の位置を測定するステップＳ１５を並行して行うようにしたが、予め定めた順序で行うようにしてもよい。例えば、ステップＳ１２〜Ｓ１５の順序で行ってもよいし、ステップＳ１４、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１５の順序で行ってもよい。さらには、斜角探触子の位置を測定するステップＳ１５については、反射エコー分布に超音波ビーム路程を重ねて表示するステップＳ１６の後に行うようにしてもよい。

図７は本発明の第２の実施の形態に係わる超音波検査装置の構成図である。図４に示した第１の実施の形態に対し、斜角探触子１４の位置を測定する位置測定装置２０と、位置測定装置２０で測定した斜角探触子１４の位置を表示する表示器２１とが追加して設けられている。図４と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

位置測定装置２０は斜角探触子１４の位置をある基準点からの距離で測定する。基準点としては、例えば他の母材１２上に設置する。この場合、他の母材１２とスミ肉溶接部１３との溶接線の脚長を測定し、基準点２２と超音波探傷部位との位置関係を予め把握しておくとともに、基準点２２からの斜角探触子１４の配置位置を位置測定装置２０により随時測定する。位置測定装置２０としては、例えば定規やエンコーダ等を用いて斜角探触子１４の位置を測定する。

図７では位置測定装置２０としてエンコーダを用いた場合を示している。位置測定装置２０としてエンコーダを用いた場合には、位置測定装置２０で測定した斜角探触子１４の位置を表示器２１に表示する。すなわち、斜角探触子１４での１回反射法による超音波探傷試験と垂直探触子１５での肉厚試験を同時に実施しながら、エンコーダ等で測定された斜角探触子１４の位置を表示器２１に表示する。なお、定規等の位置検出装置で斜角探触子１４の位置を測定する場合には、検査員は斜角探触子１４の位置を把握できるので表示器２１は設ける必要がない。

本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、斜角探触子１４の位置を測定するので、欠陥部位の位置を特定することができ、斜角探傷による１回反射法の検査精度がさらに向上する。

次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。図８は本発明の第３の実施の形態に係わる超音波検査方法のステップを示すフロー図である。この第３の実施の形態は、図６に示した第２の実施の形態に対し、ステップＳ１６において反射エコー分布に超音波ビーム路程を重ねて表示することに加え、ステップＳ１５で求めた斜角探触子の位置を表示するようにしたものである。図６と同一ステップには同一符号を付し重複する説明は省略する。

まず、垂直探触子と斜角探触子と位置測定装置とを用意する（Ｓ１１）。次に、垂直探触子を用いて被検査体の肉厚を測定して斜角探触子の超音波ビーム路程を算出するステップＳ１２、Ｓ１３と、斜角探触子を用いて被検査体からの反射エコー分布を求めるステップＳ１４と、位置測定装置を用いて斜角探触子の位置を測定するステップＳ１５とを並行して行う。斜角探触子の位置は、エンコーダ等を用いて斜角探触子１４の位置を測定する。そして、反射エコー分布にステップＳ１３で求めた超音波ビーム路程を重ねて表示するとともに斜角探触子の位置を表示する（Ｓ１６’）。

以上の説明では、超音波ビーム路程を算出するステップＳ１２、Ｓ１３、斜角探触子を用いて被検査体からの反射エコー分布を求めるステップＳ１４、位置測定装置を用いて斜角探触子の位置を測定するステップＳ１５を並行して行うようにしたが、予め定めた順序で行うようにしてもよい。

図９は本発明の第３の実施の形態に係わる超音波検査装置の構成図である。図７に示した第２の実施の形態に対し、位置測定装置２０で測定した斜角探触子１４の位置を入力処理装置１６を介して演算装置１７に取り込み、出力装置１８を介して表示装置１９に表示する構成となっている。

この場合、図１０に示すように、超音波ビーム路程Ｗ_０を示すエコーＥ１１が表示された反射エコー分布Ｅの表示画面上に斜角探触子１４の位置を併せて表示するようにしてもよい。また、検査対象母材１１と他の母材１２との溶接線の形状を表示装置１９の画面上に表示するようにしてもよい。この場合は、斜角探触子１４の位置をその画面上で確認できるので、検査対象母材１１の探傷状態をより分かりやすくすることができ、より正確な欠陥位置を知ることができる。

本発明の第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態の効果に加え、検査員は表示装置１９に表示された反射エコー分布及び超音波ビーム路程により欠陥部位が被検査体内部の欠陥であるか否かを判断でき、また、位置測定装置２０で測定した斜角探触子１４の位置により欠陥部位の位置を容易に特定できる。

ここで、本発明においては、超音波探傷の際に被検査体の肉厚測定を行うものであるので、垂直探触子１５と斜角探触子１４とは一体的に保持することが望ましい。そこで、垂直探触子１５と斜角探触子１４とを所定の間隔を保って保持する保持具を設け、その保持具で垂直探触子１５と斜角探触子１４とを保持するようにしてもよい。その際には、垂直探触子１５と斜角探触子１４との間隔を調整可能な保持具とする。これは、検査対象母材１１の厚さ、スミ肉溶接部１３の大きさ、斜角探触子１４の屈折角θ等により、探傷部位と斜角探触子１４との位置関係が異なってくるので、垂直探触子１５と斜角探触子１４との間隔も調整できるようにしておくためである。

本発明の第１の実施の形態に係わる超音波検査方法の一例のステップを示すフロー図。本発明の第１の実施の形態に係わる超音波検査方法の他の一例のステップを示すフロー図。本発明の第１の実施の形態に係わる超音波検査方法のさらに別の一例のステップを示すフロー図。本発明の第１の実施の形態に係わる超音波検査装置の構成図。本発明の第１の実施の形態における表示装置に表示した反射エコー分布の一例を示す説明図。本発明の第２の実施の形態に係わる超音波検査方法の一例のステップを示すフロー図。本発明の第２の実施の形態に係わる超音波検査装置の構成図。本発明の第３の実施の形態に係わる超音波検査方法の一例のステップを示すフロー図。本発明の第３の実施の形態に係わる超音波検査装置の構成図。本発明の第３の実施の形態における表示装置に斜角探触子位置を併せて表示した一例を示す説明図。斜角探傷法による１回反射法で肉厚に誤差のある被検査体のスミ肉溶接部の欠陥を探傷する場合の不具合の説明図。斜角探傷法による１回反射法で肉厚に誤差のない被検査体のスミ肉溶接部の欠陥を探傷する場合の不具合の説明図斜角探傷法による１回反射法で肉厚に誤差のない被検査体のスミ肉溶接部の欠陥を探傷する場合の他の不具合の説明図。

符号の説明

１１…検査対象母材、１２…他の母材、１３…スミ肉溶接部、１４…斜角探触子、１５…垂直探触子、１６…入力処理装置、１７…演算装置、１８…出力処理装置、１９…表示装置、２０…位置測定装置、２１…表示器、２２…基準点

Claims

被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信する垂直探触子と前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して反射エコーを受信する斜角探触子とを用意し、前記垂直探触子を用いて前記被検査体の肉厚を測定して前記垂直探触子で測定した肉厚及び前記斜角探触子の屈折角に基づいて前記斜角探触子の超音波ビーム路程を算出するステップと、前記斜角探触子を用いて前記被検査体からの反射エコー分布を求めるステップとを予め定めた順序でまたは並行して行い、前記被検査体の反射エコー分布に重ねて前記超音波ビーム路程を表示することを特徴とする超音波検査方法。
被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信する垂直探触子と前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して反射エコーを受信する斜角探触子と前記斜角探触子の位置を測定する位置測定装置とを用意し、前記垂直探触子を用いて前記被検査体の肉厚を測定して前記垂直探触子で測定した肉厚及び前記斜角探触子の屈折角に基づいて前記斜角探触子の超音波ビーム路程を算出するステップと、前記斜角探触子を用いて前記被検査体からの反射エコー分布を求めるステップと、前記位置測定装置を用いて前記斜角探触子の位置を測定するステップとを予め定めた順序でまたは並行して行い、前記被検査体の反射エコー分布に重ねて前記超音波ビーム路程を表示し、前記斜角探触子の位置から欠陥部位の位置を判別することを特徴とする超音波検査方法。
被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信する垂直探触子と前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して反射エコーを受信する斜角探触子と前記斜角探触子の位置を測定する位置測定装置とを用意し、前記垂直探触子を用いて前記被検査体の肉厚を測定して前記垂直探触子で測定した肉厚及び前記斜角探触子の屈折角に基づいて前記斜角探触子の超音波ビーム路程を算出するステップと、前記斜角探触子を用いて前記被検査体からの反射エコー分布を求めるステップと、前記位置測定装置を用いて前記斜角探触子の位置を測定するステップとを予め定めた順序でまたは並行して行い、前記被検査体の反射エコー分布に重ねて前記超音波ビーム路程を表示するとともに前記斜角探触子の位置を表示し、前記斜角探触子の位置から欠陥部位の位置を判別することを特徴とする超音波検査方法。
被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信し被検査体の肉厚を測定する垂直探触子と、前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して被検査体の欠陥部位からの反射エコーを受信し被検査体を探傷する斜角探触子と、前記垂直探触子で測定した被検査体の肉厚に基づいて超音波ビーム路程を算出するとともに前記斜角探触子で受信した反射エコーに基づいて反射エコー分布を作成する演算装置と、前記演算装置で作成した被検査体の反射エコー分布に重ねて超音波ビーム路程を表示する表示装置とを備えたことを特徴とする超音波検査装置。
被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信し被検査体の肉厚を測定する垂直探触子と、前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して被検査体の欠陥部位からの反射エコーを受信し被検査体を探傷する斜角探触子と、前記垂直探触子で測定した被検査体の肉厚に基づいて超音波ビーム路程を算出するとともに前記斜角探触子で受信した反射エコーに基づいて反射エコー分布を作成する演算装置と、前記演算装置で作成した被検査体の反射エコー分布に重ねて超音波ビーム路程を表示する表示装置と、前記斜角探触子の位置を測定する位置測定装置と、前記位置測定装置で測定した前記斜角探触子の位置を表示する表示器とを備えたことを特徴とする超音波検査装置。
被検査体に対して垂直方向に超音波を送信して反射エコーを受信し被検査体の肉厚を測定する垂直探触子と、前記被検査体に対して斜め方向に所定の屈折角で超音波を送信して被検査体の欠陥部位からの反射エコーを受信し被検査体を探傷する斜角探触子と、前記垂直探触子で測定した被検査体の肉厚に基づいて超音波ビーム路程を算出するとともに前記斜角探触子で受信した反射エコーに基づいて反射エコー分布を作成する演算装置と、前記斜角探触子の位置を測定する位置測定装置と、前記演算装置で作成した被検査体の反射エコー分布に重ねて超音波ビーム路程を表示するとともに前記位置測定装置で測定した前記斜角探触子の位置を表示する表示装置とを備えたことを特徴とする超音波検査装置。