JP2007132770A - 板状部材検査方法、および、板状部材検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】探傷装置100は、タンク500の底面部520に板波を伝搬させる送信子112と、タンク500の底面部520を伝搬して所定方向から入射される板波を受信する受信子113と、を備えている。このような探傷装置100を用い、以下のようなタンク検査方法により、タンク500の検査を実施する。送信子112および受信子113を備えた探触子110を底面部520の鍔部520Bにおける側面部材511から所定距離離れた位置に設置し、探触子110を底面部520の面方向に沿って回動させ、少なくとも閉塞部520A側から側面部材511直下に対応する部分を介して伝搬される板波を受信可能な範囲を検査する。
【選択図】図1
Description
そして、このようなタンクの内部の腐食や欠陥を検出する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
そして、送信子の楔により鋼板の端面を打撃して、鋼板に対象モードのラム波を発生させ、受信子で受信した波形に基づいて、鋼板に形成されたスリット欠陥を検出する構成が採られている。
しかしながら、送信子を移動させる構成では、送信子を底面に沿って移動させる構成が複雑になるおそれがある。また、送信子を配置するスペースが小さい場合、検出範囲が限られてしまうおそれがある。
まず、探傷装置により検査されるタンクの構成について説明する。
図1において、500は、構造物としての容器であるタンクである。このタンク500は、ここでは図示しないが金属により略箱状に形成され、石油コンビナートに設置されている。具体的には、タンク500は、略筒状の側面部510と、この側面部510の一方の開口部を閉塞する板状の底面部520と、側面部510の他方の開口部を閉塞する板状の図示しない天面部と、により、収納物としての図示しない石油を貯蔵可能な収納空間としての貯蔵空間550が区画形成された略箱状に形成されている。
底面部520は、側面部510の一方の開口部を閉塞する閉塞部520Aと、側面部510の外縁から鍔状に突出する鍔部520Bと、を備えている。また、この底面部520は、板状の図示しない底面中央部材と、この底面中央部材の周縁を囲む状態で設けられ側面部材511が立設される状態で溶接される複数の第1の板状部材としての底面側方部材(以下、アニュラ板と称す)521と、により、板状に形成されている。
アニュラ板521は、複数の例えば四角板状の板材521Aの側縁が溶接部521Bにより接合されて構成されている。また、アニュラ板521は、溶接部521Bの長手方向が側面部材511の面方向と略直交する状態で、すなわち、側面部材511との接続部が溶接部521Bと交差する状態で設けられている。
ここで、溶接部521Bにおける側面部材511直下に対応する部分を、側面直下溶接部521Cと称して説明する。
次に、探傷装置の構成について説明する。
図1において、100は、板状部材検査装置としての探傷装置である。この探傷装置100は、超音波として板波を利用して、タンク500の例えば溶接部521Bにおける側面部材511直下に発生した割れや傷などの欠陥600を検査する。
そして、探傷装置100は、探触子110と、回動制御部120と、パルス発信部130と、超音波受信部140と、アンプ150と、フィルタ160と、A/D(Analog/Digital)変換部170と、表示手段180と、処理部190と、を備えている。
筐体111は、例えば下面の一部が開口された略箱状に形成され、下面が鍔部520Bに接触する状態で配置される。
送信子112は、筐体111の内部における左面111A側に配置され、例えば一部が筐体111の下面から臨む状態で設けられている。この送信子112は、パルス発信部130に接続され、このパルス発信部130から発信されるパルスにより板波を発生させて底面部520に伝搬させる。
受信子113は、筐体111の内部における右面111B側に配置され、一部が筐体111の下面から臨む状態で設けられている。また、受信子113は、超音波受信部140に接続されている。この受信子113は、底面部520の底面や側面さらには欠陥600で反射されて伝搬された板波を受信して、この受信した板波に対応する信号を超音波受信部140へ出力する。
次に、探傷装置100の動作について説明する。
なお、ここでは、探傷装置100を用い、以下に示すような本発明の板状部材検査方法としてのタンク検査方法により、側面直下溶接部521Cに欠陥600が発生しているタンク500を検査する場合を例示して説明する。
この後、処理部190は、解析処理手段192にて、超音波受信部140、アンプ150、フィルタ160、A/D変換部170を介して入力されるデジタル信号に基づいて、各回動角度における波形を認識する。そして、この認識した波形に基づいて、図2に示すような解析結果画面200を表示手段180で表示させる。
探触子位置図210は、解析結果画面200における下側に表示され、解析結果模式図220で表される検査範囲に対する探触子110の位置を模式的に表す。具体的には、探触子位置図210は、探触子110の筐体111の平面視に対応する長方形状を有し、板波を伝搬させたり受信したりする部分に対応する短辺が解析結果画面200における上下に位置する状態で表示されている。
一方、欠陥600が発生している場合、この部分に対応する板波の振幅は、探触子110から欠陥600まで距離と略等しい他の部分と比べて大きくなる。このため、解析結果模式図220における直交帯状領域の一部は、他の部分とは異なる表示色で表されることとなる。
すなわち、探傷装置100は、側面直下溶接部521Cに発生した欠陥600を検出して、その発生状態を表示させる。
ここで、表示色スケール230は、受信された板波の振幅を、デシベルに変換して受信感度として表している。また、表示色は、受信感度が高い順序に、紫、青、緑、黄、赤、桃に設定されている。
上述したような上記実施の形態では、探傷装置100は、タンク500の底面部520を伝搬して所定方向から入射される板波を受信する受信子113と、タンク500の底面部520に板波を伝搬させる送信子112と、を備えている。そして、このような探傷装置100を用い、以下のようなタンク検査方法により、タンク500の検査を実施する。すなわち、送信子112および受信子113を備えた探触子110を、底面部520の鍔部520Bにおける側面部材511から所定距離離れた位置に配置する。そして、探触子110を底面部520の面方向に沿って回動させ、少なくとも閉塞部520A側から側面部材511直下に対応する部分を介して伝搬される板波を受信可能な範囲を検査する。
また、欠陥600として、タンク500における腐食環境の厳しい底面部520における側面部材511近傍部分に存在する腐食を検査することができ、タンク500の検査方法の利便性をより高めることができる。
次に、本発明の実施例として、模擬欠陥検出性評価、および、探傷妨害性評価について説明する。
図3は、模擬欠陥検出性評価に用いるテストピースの概略構成、および、探傷装置の探触子の配置位置を示す平面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿った断面図である。図5は、図3のV−V線に沿った断面図である。
まず、模擬欠陥検出性評価について説明する。
まず、テストピースの構成について説明する。
図3〜図5において、900は、テストピースである。このテストピース900は、それぞれ金属で板状に形成された、底面部材910と、側面部材920と、を備えている。
底面部材910は、一側面911Aが下面911Bに対して鋭角をなす状態に形成された2つの板材911を備えている。また、底面部材910は、2つの板材911の一側面911Aの下端同士が当接され、一側面911Aで形成される略V字状の空間が溶接部912により接合されることにより、板厚寸法が10mmの板状に形成されている。そして、底面部材910の溶接部912には、下面911B側からの放電加工により、長さ寸法Lおよび深さ寸法Dのスリット状の模擬欠陥930が形成されている。
側面部材920は、略長方形板状に形成されている。この側面部材920は、長手方向が溶接部912の長手方向と略直交する状態で底面部材910の上面911Cに例えば溶接されている。すなわち、模擬欠陥930が側面直下溶接部913に存在する状態に、側面部材920を設けている。
次に、評価方法について説明する。
模擬欠陥検出性評価には、探傷装置800としてSONOTRON NDT社(以下、S社と称す)製のISONIC2001システムを用いた。また、この探傷装置800の探触子810として、S社製のガイドウェーブ発生探触子を用いた。
この探触子810を、テストピース900の底面部材910における側面部材920の一面から35mm離れ、かつ、溶接部912から70mm離れた位置に配置する。
そして、探触子810を、この探触子810の略中央および側面直下溶接部913の略中央を結ぶ仮想線C2を中心とした60°の範囲を検査する状態に回動させ、解析結果画面で模擬欠陥930の検出性を評価した。
具体的には、模擬欠陥930の長さ寸法Lおよび深さ寸法Dを表1に示すような各値に設定したテストピース900に対して、受信感度を表1に示すように57,63,69,75dBに設定して模擬欠陥930の検出性を評価した。
模擬欠陥930の検出性評価結果を表1に示す。
溶け込み不足の深さ寸法は、底面部材910の板厚寸法の1/3〜1/2を目安とする。また、長さ寸法は、全長、すなわち側面部材920の厚さ寸法以上で、作成している。
評価における「◎」は、模擬欠陥930に対応する部分(以下、欠陥部分と称す)と、対応しない部分(以下、非欠陥部分と称す)と、の受信感度の差が大きいため、解析結果画面においてこれらがそれぞれ例えば青色および桃色で表示され、模擬欠陥930を良好に検出できた状態を表す。
また、「○」は、欠陥部分および非欠陥部分の受信感度の差が「◎」の場合と比べて小さいため、これらがそれぞれ例えば黄色および桃色で表示され、模擬欠陥930を検出できた状態を表す。
さらに、「△」は、欠陥部分および非欠陥部分の受信感度の差が「○」の場合と比べて小さいため、これらがそれぞれ例えば赤色および桃色で表示され、注意を要することにより模擬欠陥930を検出できた状態を表す。
また、「×」は、欠陥部分および非欠陥部分の受信感度の差が「△」の場合と比べて小さいため、これらが例えば濃さが異なる桃色で表示され、いわゆるAスコープとの併用により模擬欠陥930を検出できた状態を表す。
また、特に、受信感度を69dBにした場合、最も良好に検出可能であることが確認できた。
次に、探傷妨害性評価について説明する。
探傷妨害性評価には、非破壊検査株式会社所有の実機から上述したテストピース900と同様の構成の実機サンプルを切り出した。
そして、実機サンプルに対して、模擬欠陥検出性評価時と同様に探触子810を配置して、溶接部や側面部材との接続部近傍の腐食部が側面部材直下の探傷を妨害しているか否かを評価した。
探傷装置800により、実機サンプルの端面で反射して伝搬された板波を検出できたことが確認された。すなわち、板波が溶接部や腐食部を通過して、実機サンプルの側縁まで到達していることが確認できた。
これにより、溶接部や腐食部により探傷処理が妨害されないので、本発明の検査方法が有効であることが確認できた。
テストピース900のスリット状に形成された模擬欠陥930の側面は、タンク500で発生する欠陥600と比べて平坦であることが考えられる。このため、その側面へ板波を斜めに伝搬させた場合、大部分が鏡面反射により探触子810では受信できない方向に反射すると考えられる。
しかし、このような反射した板波の受信効率が悪い状況でも、本発明の検査方法を適用することにより、模擬欠陥930を明確に検出できていることから、スリット状の模擬欠陥930と比べて、斜めに板波を伝搬させても探触子810で受信可能な方向への反射が多くなると考えられるタンク500の欠陥600の検査への適用は、十分に有効であることが確認できた。
なお、本発明は上記実施の形態にのみ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において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。
また、本発明の第1の板状部材としては、一対の板材が溶接されたものに限らず1枚の板材で構成されていてもよい。
さらに、例えば樹脂材やガラスなど、金属以外の材料で形成された構成の検査に適用してもよい。
また、送信子112および受信子113を別々の筐体に設け、いずれか一方を貯蔵空間550内に位置する閉塞部520Aに配置するとともに、他方を鍔部520Bに配置してもよい。
112……弾性波伝搬手段としての送信子
113……伝搬状態検出手段としての受信子
180……表示手段
192……解析処理手段
220……欠陥位置図としての解析結果模式図
500……構造物としての容器であるタンク
511……第2の板状部材としての側面部材
521……第1の板状部材としての底面側方部材(アニュラ板)
521A…板材
550……収納空間としての貯蔵空間
600……欠陥
Claims (7)
- 第1の板状部材の一面に第2の板状部材が立設された構造物において、前記第1の板状部材の前記第2の板状部材との接続部近傍に存在する欠陥を検査する板状部材検査方法であって、
弾性波伝搬手段により前記第1の板状部材に弾性波を伝搬させ、
前記第1の板状部材を伝搬して所定方向から入射される前記弾性波の伝搬状態を検出する伝搬状態検出手段を、前記第2の板状部材の一面側に配置し、
前記伝搬状態検出手段を、前記第1の板状部材の面方向に沿って、少なくとも前記第2の部材の他面側から前記接続部を介して入射される前記弾性波の伝搬状態を検出する状態に回動させる
ことを特徴とする板状部材検査方法。 - 請求項1に記載の板状部材検査方法であって、
前記伝搬状態検出手段で検出された前記伝搬状態に基づいて、前記第1の板状部材に対する前記欠陥の位置を表す欠陥位置図を表示手段で表示させる
ことを特徴とする板状部材検査方法。 - 請求項1または請求項2に記載の板状部材検査方法であって、
前記第1の板状部材は、溶接された一対の板材であり、
前記第2の板状部材は、前記一対の板材の溶接部に交差する状態で立設された
ことを特徴とする板状部材検査方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の板状部材検査方法であって、
前記構造物は、収納物が収納される容器であり、
前記第1の板状部材は、前記容器の底面における側面近傍部分を構成する底面側方部材であり、
前記第2の板状部材は、前記容器の側面を構成する側面部材である
ことを特徴とする板状部材検査方法。 - 請求項4に記載の板状部材検査方法であって、
前記第2の板状部材の他面側には、前記容器の収納空間が存在し、
前記弾性波伝搬手段により前記第2の板状部材の一面側から前記第1の板状部材に弾性波を伝搬させる
ことを特徴とする板状部材検査方法。 - 第1の板状部材の一面に第2の板状部材が立設された構造物において、前記第1の板状部材の前記第2の板状部材との接続部近傍に存在する欠陥を検査する板状部材検査装置であって、
前記第1の板状部材に弾性波を伝搬させる弾性波伝搬手段と、
前記第2の板状部材の一面側に配置され、前記第1の板状部材を伝搬して所定方向から入射される前記弾性波の伝搬状態を検出する伝搬状態検出手段と、
を具備し、
前記伝搬状態検出手段は、前記第1の板状部材の面方向に沿って、少なくとも前記第2の部材の他面側から前記接続部を介して入射される前記弾性波の伝搬状態を検出する状態に回動可能に設けられた
ことを特徴とする板状部材検査装置。 - 請求項6に記載の板状部材検査装置であって、
前記伝搬状態検出手段で検出された前記伝搬状態に基づいて、前記第1の板状部材に対する前記欠陥の位置を表す欠陥位置図を表示手段で表示させる解析処理手段を具備した
ことを特徴とする板状部材検査装置。
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