JP2010276437A

JP2010276437A - 超音波探触子

Info

Publication number: JP2010276437A
Application number: JP2009128508A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Naganuma; 潤一郎長沼; Hidetaka Komuro; 秀孝小室
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: JP5193950B2

Abstract

【課題】本発明においては、前記従来技術におけるギャップ法の問題を解決して簡便な装置で安定した超音波の伝達を可能にした超音波検査ができる超音波探触子を提供するものである。
【解決手段】上記課題を達成するために、
下面に振動子を備える超音波探触子本体と、該超音波探触子の周囲に設けられたスカート部分とからなり、スカート部分下面は超音波探触子本体下面よりも低位置にあって被検査体と当接し、超音波探触子本体とスカート部分と被検査体とで囲まれたギャップ部分に水を充填して超音波探傷を行う超音波探触子において、
前記スカート部分に第二の水供給路を設けるとともに、第二の水供給路の噴射口部分を被検査体との当接面側周囲に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種構造物の超音波検査に用いる超音波探触子に係り、特に超音波探触子と被検査体の間にギャップを設け、ここに水を充填して超音波検査を行う水ギャップ方式の超音波探触子に関する。

各種構造物の超音波探傷を行うに当たり、水ギャップを介して探傷を行うものの一例として特開平９−３１８６０６号公報に記載のものが知られている。この公知例では探触子の底面にギャップを設け、ここに接触媒質を溜めて超音波検査を実施する。

このギャップ法においては超音波探触子と被検査体の間隙中に接触媒質である水を充満させておくことが探傷性能を確保する上で重要であるが、実際問題としては充満状態を維持することが困難であり、充満状態が崩れると超音波が被検査体中に伝達されず探傷性能が低下するという問題がある。

公知例では、この問題の解決のために超音波探触子と被検査体の間のギャップに接触媒質としての水を供給し続けているが、接触面から漏洩することを避けられないためにギャップの外周部から空気を供給してギャップ内に水を保持し超音波の伝達を確保しようとしている。公知例では、このためにギャップの外周部の部材に空気供給口と空気排出口を設け、供給口からの空気で接触媒質である水をギャップ内に閉じ込めるとともに、導入された空気を空気排出口から排出させるように構成している。

特開平９−３１８６０６号

しかしながら、ギャップ内部への水の供給と、外周部からの空気の供給ならびに排出のバランスを図ることは困難であり、空気がギャップ内に混入して超音波の伝達に影響を与えるという新たな問題を引き起こす。

以上のことから本発明においては、前記従来技術におけるギャップ法の問題を解決して簡便な装置で安定した超音波の伝達を可能にした超音波検査ができる超音波探触子を提供するものである。

上記課題を達成するために、
下面に振動子を備える超音波探触子本体と、該超音波探触子の周囲に設けられたスカート部分とからなり、スカート部分下面は超音波探触子本体下面よりも低位置にあって被検査体と当接し、超音波探触子本体とスカート部分と被検査体とで囲まれたギャップ部分に第一の水供給路から水を供給、充填して超音波探傷を行う超音波探触子において、
前記スカート部分に第二の水供給路を設けるとともに、第二の水供給路の噴射口部分を被検査体との当接面側周囲に設けた。

本発明によれば、超音波検査をギャップ法で実施する場合の超音波探触子と被検査体表面との接触面における接触媒質の途切れによる超音波の送受信不良を起こすことがなくなるため、安定した超音波検査ができる。

更に、スカートが磨耗した場合はスカートを交換することができる構造としたことから、超音波探触子の寿命を非常に長くできた。

本発明による超音波探触子の実施例１を示す断面図（a）は図1のスカート部分の底面図、(b)は図2（a）のＡ-Ａ断面図本発明による超音波探触子の機能を説明するための図スカート部分５と超音波探触子本体１とを組み合わせたときの概観図図４の水供給路４aと４ｂの配置関係を示す透視図本発明による超音波探触子の実施例２を説明するための図

以下、本発明について説明する。

図1は、本発明の超音波探触子の実施例1の断面図を示している。超音波探触子本体１には、その上部に接栓２、下部に振動子３、内部に接触媒質供給路4ｂが設けられる。また、超音波探触子１の外周部にはスカート５が着脱可能に設けられ、スカート内部にも接触媒質供給路４aが設けられる。このスカートは超音波探触子の損傷を防ぐために超音波探触子に設置されて使用される。

本発明の超音波探触子は概略以上のような部材で構成されるが、ここで超音波探触子本体１の下部に設けられた振動子３の設置高さは、外周部のスカート５の底面よりも高い位置とされる。このために、本発明の超音波探触子が被検査体7の上に設置された状態では、外周部のスカート５と超音波探触子本体１と被検査体７で囲まれた領域にギャップ部分１０が形成される。検査状態においては、ギャップ部分１０に、超音波探触子本体１の内部に設けられた接触媒質供給路４ｂと、外周部のスカート５の内部に設けられた接触媒質供給路４aから水が供給される。本発明の装置では、ギャップ部分１０に水が充満された状態で超音波探触子本体１の振動子３に接栓２を介して電圧が供給され、振動が与えられて超音波８が接触媒質６を介して被検査体７に伝達される。

図1において、スカート部分5に設けられた接触媒質供給路４aは、供給路４a1とくびれ部４a2と下部が広がった開口部４a３とから構成されており、図1の断面図では供給路４a1内を手前から奥に（あるいはその逆方向に）水が流れていて、くびれ部４a2を経由して開口部４a３から水がギャップ部分１０の方向と外側に向かって分流して流れる。

図２は、図1のスカート部分５の底面図とＡ-Ａ断面図を示しており、同図（a）の底面図と同図（b）のＡ-Ａ断面図から明らかなように、スカート部分５の四辺に供給路４a1が形成されて水が供給され、くびれ部４a2で水圧を高められて、開口部４a３から排出される。

また、Ａ-Ａ断面図から明らかなように、スカート部分は被検査体が配管である場合等に配管の曲面に密着するように中央部分を外側部分よりも薄くする等の工夫がされている。なお、超音波探触子本体１の内部に設けられた接触媒質供給路４ｂについては、振動子３の外側の超音波発生作用を妨げない位置に設けられ、ギャップ部分10内に水を充満させる主たる水供給源となる。

図３は、上記の構成を採用した結果としてギャップ部分１０に供給される水の流路を示している。接触媒質は超音波探触子とスカート部分から供給され、またスカート部分からの噴射の圧力により接触媒質が保持され、超音波探触子と被検査体の間に十分に接触媒質を保持することが可能となる。このように、本発明においては、スカート５の被検査体７との接触面の４辺に連続的にノズル形状の噴射口４a３を設け、接触媒質６を供給するとともに、接触媒質６の噴射の圧力によって超音波探触子１と被検査体７との間隙内に接触媒質６を保持させることにより、安定した超音波の送受信を可能にした。

図４は、スカート部分５と超音波探触子本体１とを組み合わせたときの概観図を示しており、図２（a）の底面部分を上にしたときの概観図である。また、図５は図４の概観図のときに水供給路４aと４ｂの配置関係を示す透視図である。

なお、前記図１中の超音波探触子用スカート５は汎用探触子におけるくさびにも使用されている材質であるアクリル樹脂（あるいはポリエーテルイミド樹脂またはポリイミド樹脂やポリスチレン樹脂）で製作することで被検査体７に傷等をつけることがなく、スカート部分５がある程度磨耗したら交換することができる。このためには、スカート部分５を超音波探触子本体１に対して着脱自在に構成しておくことが有利であり、具体的な着脱機構については種々採用し得る。本発明では、着脱機構そのものにポイントがあるわけではないので詳細な説明を省略する。

また、スカート部分５の形状は被検査体の表面形状、すなわち配管等の曲率形状に合わせることで、ガタつきをなくすことができるため、接触面で接触媒質が漏れ出すことなく超音波の送受信の安定した超音波検査が実現できた。

図６は本発明の実施例２を示しており、図３と対比して明らかなように振動子３と被検査体７の間に形成されるギャップ部分１０に接触媒質6である水を供給する供給路ならびに噴射口４ｂをスカート５の中に形成した点において相違する。つまり、この実施例では２つの供給路(図6の例では4aと4b)をともにスカート部分に設けている。

この実施例に拠れば、超音波探触子内部に接触媒質供給路といった余計な構造物がないので、接栓１から振動子３に電気信号を伝達しやすい、超音波探触子を製造しやすいといった特徴がある。この実施例に拠れば、内部に水供給路を備えない一般的な超音波探触子の使用も可能となる。

本発明は、各種構造物の超音波検査に用いる超音波探触子として利用することができる。

１超音波探触子
２接栓
３振動子
４噴射口
５スカート部分
６接触媒質
７被検査体
８超音波

Claims

下面に振動子を備える超音波探触子本体と、該超音波探触子本体の周囲に設けられたスカート部分とからなり、スカート部分下面は超音波探触子本体下面よりも低位置にあって被検査体と当接し、超音波探触子本体とスカート部分と被検査体とで囲まれたギャップ部分に第一の水供給路から水を供給し、充填して超音波探傷を行う超音波探触子において、
前記スカート部分に第二の水供給路を設けるとともに、第二の水供給路の噴射口部分を被検査体との当接面側周囲に設けたことを特徴とする超音波探触子。
請求項１記載の超音波探触子において、
スカート部分の被検査体との当接面の形状を被検査体の曲率等に適合した形状とすることを特徴とする超音波探触子。
請求項１記載の超音波探触子において、
前記スカート部分に設ける噴射口は、スカート部分の周囲に連続して配置されたことを特徴とする超音波探触子。
請求項１記載の超音波探触子において、
前記スカート部分に設ける噴射口は、開口部分がノズル形状とされたことを特徴とする超音波探触子。
請求項１記載の超音波探触子において、
前記スカート部分は超音波探触子本体に対して着脱可能に設けられることを特徴とする超音波探触子。
請求項１記載の超音波探触子において、
前記スカート部分に設けられる水供給路は複数の水供給路で構成されることを特徴とする超音波探触子。
請求項１記載の超音波探触子において、
前記第一の水供給路は超音波探触子本体内に形成されたことを特徴とする超音波探触子。
請求項１記載の超音波探触子において、
前記第一の水供給路はスカート部分に形成されたことを特徴とする超音波探触子。