JP2011128043A - Method and device for nondestructive inspection using guide wave - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガイド波を用いた非破壊検査方法及び非破壊検査装置に係り、特に、二重板構造を有する配管の非破壊検査に好適なガイド波を用いた非破壊検査方法及び非破壊検査装置に関する。 The present invention relates to a nondestructive inspection method and a nondestructive inspection apparatus using a guide wave, and in particular, a nondestructive inspection method and a nondestructive inspection using a guide wave suitable for nondestructive inspection of a pipe having a double plate structure. Relates to the device.
発電プラントや化学プラントなどを構成する配管では、長期間運転している間に配管内部を流れる液体あるいは気体により、配管内面に腐食や侵食による減肉が発生する場合がある。そのため、定期的な検査および監視を行い、必要に応じて適切な補修を行う必要である。減肉が進展すると配管破断や貫通穴が形成されることがあり、この場合、液体や蒸気といった配管内部流体が漏洩しプラントの正常な運転が確保できなくなるため、長時間にわたり運転停止をせざるを得ない。このため、非破壊検査手法により、配管の板厚、材料の状態などの配管の健全性を評価し、必要に応じて配管の交換や補修などの対策を施す必要がある。 In piping constituting a power plant, chemical plant, etc., thinning due to corrosion or erosion may occur on the inner surface of the piping due to liquid or gas flowing inside the piping during long-term operation. Therefore, it is necessary to perform periodic inspections and monitoring, and to perform appropriate repairs as necessary. If the metal loss progresses, pipe breakage or through holes may be formed. In this case, fluid inside the pipe, such as liquid or steam, leaks and normal operation of the plant cannot be ensured. I do not get. For this reason, it is necessary to evaluate the soundness of the piping such as the thickness of the piping and the material state by a nondestructive inspection method, and to take measures such as replacement and repair of the piping as necessary.
非破壊検査手法の代表的なものとして、JIS Z 2355:2005に規定されている超音波パルス反射法による厚さ測定方法がある(非特許文献1参照)。これは、超音波探触子と送受信用ガイド波探触子から構成される超音波厚さ計を用いる方法が一般的である。超音波厚さ計は、検査対象配管の板厚方向に超音波を送信し、配管底面で反射した超音波を超音波探触子で受信したときの超音波伝播時間と既知である材料中の超音波音速を用いて板厚を求める原理で、高精度で配管の板厚を測定することができる。 As a typical nondestructive inspection method, there is a thickness measurement method by an ultrasonic pulse reflection method defined in JIS Z 2355: 2005 (see Non-Patent Document 1). In general, a method using an ultrasonic thickness meter including an ultrasonic probe and a transmission / reception guide wave probe is used. The ultrasonic thickness meter transmits ultrasonic waves in the plate thickness direction of the pipe to be inspected, and the ultrasonic propagation time when the ultrasonic wave reflected by the pipe bottom surface is received by the ultrasonic probe and in the known material. The pipe thickness can be measured with high accuracy by the principle of obtaining the thickness using the ultrasonic velocity.
一方で、配管などの構造物においては、構造物の使用条件変更などにより従来の設計強度より高い強度が必要になった場合に、図2に示すような二重板構造を採用して使用する場合がある。図2では、配管の外側に補強板3を設置し、補強板の端のみ溶接5により接合した例である。このような構造では、補強板3と配管1の間にギャップ6が発生するため、超音波厚さ計を用いた測定では補強板の板厚しか測定できず、配管内面に発生する減肉4の検出および板厚計測はできない。
On the other hand, in structures such as piping, when a strength higher than the conventional design strength is required due to changes in the use conditions of the structure, a double plate structure as shown in FIG. 2 is adopted and used. There is a case. FIG. 2 shows an example in which the reinforcing
一方で、減肉検査手法として、超音波の一種であるガイド波を用いた検査技術がある。ガイド波検査は長距離、広域を一括で検査することができる特徴があるが、一般に減肉などの欠陥の有無を判別する手法として用いる。 On the other hand, as a thinning inspection method, there is an inspection technique using a guide wave which is a kind of ultrasonic wave. Guide wave inspection is characterized by the ability to inspect long distances and wide areas at once, but is generally used as a method for determining the presence or absence of defects such as thinning.
図3を用いて、ガイド波を用いた検査について、簡単に説明する。配管1の管周方向にガイド波探触子2を複数個並べる。ガイド波探触子2から配管1に超音波を発信すると、配管1ではガイド波が発生し、このガイド波は配管軸方向に伝播する。ここで、ガイド波は無数の振動モードを存在するが、ガイド波探触子2からの送信波を調整することで、特定の振動モードだけを伝播させることができる。減肉4などの不連続部があると、ガイド波は反射波を発生するため、この反射波をガイド波探触子2で受信して、減肉発生の有無を判別する。なお、この不連続部には、減肉の他に溶接や管分岐部なども含まれる。これらの要素はガイド波の特性上板厚が増加した効果と同じであり、これらにより発生する信号が大きいため、減肉4からの信号が識別できず、ガイド波検査の適用ができない場合もある。
The inspection using the guide wave will be briefly described with reference to FIG. A plurality of
また、ガイド波を用いた従来の検査方法には、ガイド波の透過法を用いた検査方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。ガイド波の透過法を用いた検査方法は、減肉部でガイド波の各伝播モード(S0およびA0)の音速変化が生じることに基づいて、各伝播モードの伝播時間差を測定する。次に、そのモードの特性曲線に照合し、伝播時間差を生じさせる板厚を求め、減肉深さを測定する方法である。 As a conventional inspection method using a guide wave, an inspection method using a guide wave transmission method is known (for example, see Patent Document 1). The inspection method using the guide wave transmission method measures the propagation time difference of each propagation mode on the basis of the change in the sound velocity of each propagation mode (S0 and A0) of the guide wave in the thinned portion. Next, it is a method in which the thickness of the plate is determined by checking the characteristic curve of the mode to obtain the thickness that causes the propagation time difference, and the thickness reduction is measured.
しかしながら、特許文献1記載の方法では、溶接や管分岐部がある場合には、これらの不連続部による音速変化も生じるため、測定値に不確かさがある。 However, in the method described in Patent Document 1, if there is welding or a pipe branching portion, the sound speed changes due to these discontinuous portions also occur, and therefore there is uncertainty in the measured value.
本発明の目的は、ガイド波を用いた検査において、溶接や管分岐部がある場合でも、これらの不連続部の影響を受けることなく、板厚を測定できるガイド波を用いた非破壊検査方法及び非破壊検査装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a nondestructive inspection method using a guide wave that can measure the plate thickness without being affected by these discontinuous parts even in the case where there is a weld or a pipe branch part in an inspection using a guide wave. And providing a non-destructive inspection device.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、一部に二重板構造を有する配管のガイド波を用いた非破壊検査方法であって、前記配管の検査対象範囲を挟むようにガイド波送受信手段を設置し、前記配管の内部流体の上流側でガイド波送信条件の決定を行い、前記配管の内部流体の上流側でのガイド波の透過法により受信波形Aを取得し、同じ条件で下流側でのガイド波の透過法により受信波形Bを取得し、前記受信波形Aと前記受信波形BでのS0モード成分の到達時間を測定し、前記2つの条件での到達時間と板厚−速度線図から測定部の板厚を算出するようにしたものである。
かかる方法により、ガイド波を用いた検査において、溶接や管分岐部がある場合でも、これらの不連続部の影響を受けることなく、板厚を測定できるものとなる。
(1) In order to achieve the above object, the present invention is a nondestructive inspection method using a guide wave of a pipe partially having a double plate structure, and guides the inspection target range of the pipe. A wave transmission / reception means is installed, a guide wave transmission condition is determined on the upstream side of the internal fluid of the pipe, a received waveform A is obtained by a transmission method of the guide wave on the upstream side of the internal fluid of the pipe, and the same conditions The received waveform B is obtained by the guide wave transmission method on the downstream side, the arrival time of the S0 mode component in the received waveform A and the received waveform B is measured, and the arrival time and the plate thickness under the two conditions are measured. -The thickness of the measurement part is calculated from the velocity diagram.
By this method, even when there is a weld or a pipe branching portion in the inspection using the guide wave, the plate thickness can be measured without being affected by these discontinuous portions.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記検査対象範囲を囲むように複数のガイド波探触子を配置し、複数対の探触子において探触子間の平均板厚情報から演算処理により板厚の空間分布を算出するようにしたものである。 (2) In the above (1), preferably, a plurality of guide wave probes are arranged so as to surround the inspection target range, and the calculation processing is performed from the average plate thickness information between the probes in a plurality of pairs of probes. Thus, the spatial distribution of the plate thickness is calculated.
(3)また、上記目的を達成するために、本発明は、一部に二重板構造を有する配管のガイド波を用いた非破壊検査装置であって、被検査対象物にガイド波を送信する送信部と、前記被検査対象物からガイド波を受信する受信部と、前記受信部での受信信号を記録する波形記録部と、前記送信部と前記受信部の位置を入力する送受信位置入力部と、材料の板厚とガイド波の速度変化の関係を表す板厚−速度関係線図を記憶する板厚−速度線図記憶部と、被検査対象物の板厚分布を演算する演算部と、前記演算部の結果を表示する表示部を備え、前記演算部は、前記配管の内部流体の上流側に、前記配管の検査対象範囲を挟むようにガイド波送受信手段が設置されたとき、ガイド波の透過法により得られる受信波形Aから測定されるS0モード成分の到達時間と、同じ条件で下流側でのガイド波の透過法により得られる受信波形Bとから測定されるS0モード成分の到達時間と、前記板厚−速度線図記憶部に記憶された板厚−速度線図から測定部の板厚を算出するようにしたものである。
かかる構成により、ガイド波を用いた検査において、溶接や管分岐部がある場合でも、これらの不連続部の影響を受けることなく、板厚を測定できるものとなる。
(3) Moreover, in order to achieve the said objective, this invention is a nondestructive inspection apparatus using the guide wave of the piping which has a double plate structure in part, Comprising: A guide wave is transmitted to a to-be-inspected object Transmitting section, receiving section for receiving a guide wave from the object to be inspected, waveform recording section for recording a reception signal at the receiving section, and transmission / reception position input for inputting the positions of the transmitting section and the receiving section , A plate thickness-velocity diagram storage unit for storing a plate thickness-speed relationship diagram representing the relationship between the plate thickness of the material and the speed change of the guide wave, and a calculation unit for calculating the plate thickness distribution of the object to be inspected And a display unit that displays the result of the calculation unit, the calculation unit is installed upstream of the internal fluid of the pipe, guide wave transmission and reception means so as to sandwich the inspection target range of the pipe, S0 mode measured from the received waveform A obtained by the guide wave transmission method The arrival time of the S0 mode component measured from the arrival time of the minute and the received waveform B obtained by the guide wave transmission method on the downstream side under the same conditions, and the plate thickness-velocity diagram storage unit The plate thickness of the measurement part is calculated from the plate thickness-velocity diagram.
With such a configuration, in the inspection using the guide wave, even when there is a weld or a pipe branch portion, the plate thickness can be measured without being affected by these discontinuous portions.
本発明によれば、ガイド波を用いた検査において、溶接や管分岐部がある場合でも、これらの不連続部の影響を受けることなく、板厚を測定できるものとなる。
According to the present invention, in the inspection using a guide wave, even when there is a weld or a pipe branching portion, the plate thickness can be measured without being affected by these discontinuous portions.
以下、図1及び図4〜図10を用いて、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置の構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, the configuration and operation of a nondestructive inspection apparatus using a guide wave according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 4 to 10.
First, the configuration of the nondestructive inspection apparatus using the guide wave according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a nondestructive inspection apparatus using a guide wave according to an embodiment of the present invention.
配管1の外周には、複数の送信用ガイド波探触子2a,2b,2cが設置される。また、配管1の外周には、複数の受信用ガイド波探触子2d,2e,2fが設置される。ここで、送信用ガイド波探触子2a,2b,2cは同じ機能と動作をするため、本例では送信用ガイド波探触子2aを代表としてその動作を記す。また、受信用ガイド波探触子2d,2e,2fは同じ機能と動作を行うため、本例では受信用ガイド波探触子2dを代表としてその動作を記す。なお、本実施例では、送信用探触子を3つ、受信用探触子を3つ用いた場合について説明するが、探触子数が多いほど、板厚測定結果の精度は高くなる。
A plurality of transmission
ガイド波送受信装置8は、ガイド波を管体1中へ入射し、管体1中からガイド波を受信する。ガイド波送受信装置8は、送受信制御装置10と、パルサー11と、レシーバー12とを備えている。送受信制御装置10は、ガイド波の送信及び受信と、ガイド波測定結果処理装置9へガイド波受信信号を伝達する機能を備えている。
The guide wave transmission / reception device 8 enters the guide wave into the tube 1 and receives the guide wave from the tube 1. The guide wave transmission / reception device 8 includes a transmission /
送受信制御装置10は、パルサー11にトリガ信号を送信する。パルサー11は、トリガ信号を受信すると印加電圧が発生し、電線18を伝って送信用ガイド波探触子2aに送られ、管体1にガイド波が発生する。管体1中を伝播したガイド波は、受信用ガイド波探触子2dで受信される。受信用ガイド波探触子2dで得られた受信信号はレシーバー12に送られた後、信号増幅されて送受信制御装置10に送られる。送受信制御装置10は、レシーバー12からの受信信号をガイド波測定結果処理装置9へ伝達するとともに、次の測定のためのトリガ信号をパルサー11に送信する。一般に、送信用探触子がm個、受信用探触子がn個の場合は、m×n通りの処理を行うため、本例でこの処理を9通り行う。
The transmission /
ガイド波測定結果処理装置9は、波形記録部13と、送受信位置入力部14と、板厚−速度線図記憶部15と、演算部16とを備えている。ガイド波送受信装置8から伝達された受信波形は、波形記録部13に記憶される。また、送信用ガイド波探触子2a,2b,2cと、受信用ガイド波探触子2d,2e,2fの位置は、送受信位置入力部14から入力される。板厚−速度線図記憶部15は、検査対象物の物性と送受信制御装置10で使用した送信周波数情報に基づいて、図6にて後述するような板厚−速度線図を読み出す。演算部16は、波形記録部13に記憶された受信波形と、送受信位置入力部14から入力された送信用ガイド波探触子2a,2b,2cと受信用ガイド波探触子2d,2e,2fの位置と、板厚−速度線図記憶部15に記憶された板厚−速度線図とに基づいて、検査対象範囲の板厚を計算する。演算部16で計算された検査対象範囲の板厚分布は、表示装置17で表示される。
The guide wave measurement
次に、図4〜図8を用いて、本実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置による検査方法について説明する。
図4及び図5は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置におけるガイド波探触子の配置と検査方法の説明図である。図4は平面図であり、図5は断面図である。図6は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置による検査方法の内容を示すフローチャートである。図7は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置で用いる板厚−速度線図の説明図である。図8は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置による測定波形の説明図である。
Next, the inspection method by the nondestructive inspection apparatus using the guide wave according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
4 and 5 are explanatory views of the arrangement and inspection method of the guide wave probe in the nondestructive inspection apparatus using the guide wave according to the embodiment of the present invention. 4 is a plan view, and FIG. 5 is a cross-sectional view. FIG. 6 is a flowchart showing the contents of an inspection method by a nondestructive inspection apparatus using a guide wave according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram of a plate thickness-velocity diagram used in a nondestructive inspection apparatus using a guide wave according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram of a waveform measured by a nondestructive inspection apparatus using a guide wave according to an embodiment of the present invention.
まず、図6のステップ100において、検査開始すると、ステップ101において、測定条件の調整を実施する。 First, when an inspection is started in step 100 of FIG. 6, measurement conditions are adjusted in step 101.
図4及び図5に示すように、配管1には分岐管7が接続されている。分岐管7が接続されている箇所には、補強のため、補強板3が取り付ける。補強板3は、溶接部5により配管1に固定される。ここで、分岐管7からの流れが配管1に合流する場合、減肉部4が発生することがある。そこで、図4に示すように、補強板3を有する配管1では、試験条件の調整は減肉発生ポテンシャルが低い内部流体の上流側で実施する。
As shown in FIGS. 4 and 5, a
送信用ガイド波探触子2a,2b,2cおよび受信用ガイド波探触子2d,2e,2fは、検査対象(補強板3が設けられている箇所)を挟むように設置し、設置位置の測定および送受信位置入力部14への位置情報の入力を行う。その後、送信波形および送信周波数の調整を行う。ここで、溶接がある場合には、溶接がない場合に比べ板厚が増加する効果が生じるため、溶接部5の影響を考慮した周波数調整が必要になる。
The transmission
次に、図6のステップ102において、上流側の検査対象の測定を行う。本実施例では、送信用ガイド波探触子を3個、受信用ガイド波探触子を3個用いているため、図6のステップ102に示すように、送信用ガイド波探触子2aから送信し、受信用ガイド波探触子2dにより受信、送信用ガイド波探触子2aから送信し、受信用ガイド波探触子2eにより受信というように9通りの測定が必要である。そして、図6のステップ103において、波形記録部13に上流側受信波形の記憶を行う。
Next, in
その後、図6のステップ104において、下流側の検査対象の測定を行う。このとき、送信用ガイド波探触子2a’,2b’,2c’と受信用ガイド波探触子2d’2e’2f’の設置位置は、図4に示すように分岐管7を挟んで対称となるようにする。そして、図6のステップ104に示すように、送信用ガイド波探触子2a’から送信し、受信用ガイド波探触子2d’により受信、送信用ガイド波探触子2a’から送信し、受信用ガイド波探触子2e’により受信というように9通りの測定を行う。そして、図6のステップ105において、波形記録部13に下流側受信波形の記憶を行う。
Thereafter, in
ステップ106以降の処理は、ガイド波測定結果処理装置9内での計算となる。
The processing after
ここで、図7を用いて、ガイド波を用いた板厚測定の基本となる板厚−速度線図の例について説明する。これは、送信周波数が250kHzのときの炭素鋼材の板厚−速度線図である。 Here, an example of a plate thickness-velocity diagram, which is a basis of plate thickness measurement using a guide wave, will be described with reference to FIG. This is a plate thickness-velocity diagram of the carbon steel material when the transmission frequency is 250 kHz.
一般に、板材を伝播するガイド波は振動形態が異なる2つのモード(S0モード、A0モード)を有している。ここで、注目するのは板厚5−10mmの範囲では、S0モードの音速変化が大きいが、A0モードは音速変化がほとんどない。よって、A0モードは板厚変化の測定には利用せず、S0モードのみ利用すればよい。つまり、板厚10mmの板材を検査して減肉などの板厚変化を測定するのは、送信周波数を250kHzに設定し、S0モードの音速変化によって生じる到達時間に注目すればよい。 In general, a guide wave propagating through a plate has two modes (S0 mode and A0 mode) having different vibration forms. Here, it should be noted that in the range of the plate thickness of 5 to 10 mm, the sound speed change in the S0 mode is large, but in the A0 mode there is almost no sound speed change. Therefore, the A0 mode is not used for measuring the thickness change, and only the S0 mode may be used. That is, inspecting a plate material having a plate thickness of 10 mm and measuring a plate thickness change such as thinning may be performed by setting the transmission frequency to 250 kHz and paying attention to the arrival time caused by the sound speed change in the S0 mode.
そこで、図6のステップ106において、S0モード波形成分の抽出と到達時間の測定を行う。
Therefore, in
ここで、図8を用いて測定波形について説明する。図8(a)は上流側での測定波形のイメージであり、図8(b)は下流側での測定波形のイメージであり、下流側において減肉が発生し板厚が小さくなったものである。この場合、板厚が小さくなることによってS0モードの音速は大きくなるため、送信用および受信用ガイド波探触子間距離が同じであれば、減肉の発生によってS0モード成分の到達時間は早くなる。それに対して、A0モードは図7のような設定範囲では上述のように音速差がないため、到達時間の差は現れない。よって、図8(a)と図8(b)の差分からS0モードの抽出ができ、図8(a)および図8(b)でのS0モードの到達時間taおよびtbが測定できる。 Here, the measurement waveform will be described with reference to FIG. FIG. 8 (a) is an image of the measurement waveform on the upstream side, and FIG. 8 (b) is an image of the measurement waveform on the downstream side. is there. In this case, since the sound speed of the S0 mode increases as the plate thickness decreases, if the distance between the transmitting and receiving guide wave probes is the same, the arrival time of the S0 mode component is faster due to the occurrence of thinning. Become. On the other hand, in the A0 mode, there is no difference in sound speed as described above in the setting range as shown in FIG. Therefore, the S0 mode can be extracted from the difference between FIGS. 8A and 8B, and the arrival times ta and tb of the S0 mode in FIGS. 8A and 8B can be measured.
次に、図6のステップ107において、到達時間差が生じる板厚算出を行う。ここで、送信用および受信用ガイド波探触子間距離は既知であるため、S0モードの到達時間taおよびtbから図8(a)と図8(b)における音速vaおよびvbが求まる。この音速vaおよびvbを、図7に示した板厚−速度線図と照合すると、図8(a)と図8(b)における探触子間の平均板厚saおよびsbが求まる。ここで、補強板を有する配管では、平均板厚saおよびsbは溶接部5の影響が含まれているため、両者の差分をとることにより、実際の板厚変化量Δs=sa―sbが求まる。そして、この板厚変化量Δsを製造時の板厚snから引いた値が管体1での平均板厚s=sn−Δsとして求められる。
Next, in
なお、ステップ106およびステップ107の処理は、ステップ102およびステップ104の処理で測定した条件数(本例では9通り)を行う。
It should be noted that the processing of
そして、ステップ107で得られた管体1での平均板厚sと送受信用ガイド波探触子間の距離とから再構成演算処理を行って、検査対象範囲の板厚の空間分布を求める。まず、図6のステップ108において、検査対象部位の板厚の空間分布の仮定を行う。次に、図6のステップ109において、仮定した空間分布での送信−受信組毎の平均板厚siの算出を行う。続いて、図6のステップ110において、ステップ109で得た仮定平均板厚siとステップ107で得た平均板厚sを比較する。誤差が許容値以内ならば、図6のステップ111において、仮定した板厚分布の確定となる。しかし、誤差が許容値を超えれば、図6のステップ108において、板厚の空間分布の仮定を再設定する。
Then, reconstruction calculation processing is performed from the average plate thickness s in the tube 1 obtained in
ここで、図9を用いて、板厚の空間分布と探触子間の平均板厚の関係について、説明する。図9は、下流側で仮定した配管板厚の空間分布の例であり、板厚を白黒の濃淡で表示し、表示格子間隔は0.1mとした。2a’〜2c’は送信用ガイド波探触子、2d’〜2f’は受信用ガイド波探触子である。
Here, the relationship between the spatial distribution of the plate thickness and the average plate thickness between the probes will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an example of the spatial distribution of the pipe plate thickness assumed on the downstream side. The plate thickness is displayed in black and white shades, and the display lattice spacing is 0.1 m.
図10は、送信用ガイド波探触子と受信用ガイド波探触子間の平均板厚と探触子間距離を表にまとめたものである。探触子間の平均板厚は、探触子を結ぶ直線が通過する格子の板厚の平均値として算出した。この結果から、探触子を結ぶ各直線で異なる平均板厚となることが分かる。ここで、探触子間の平均板厚に関して、実際に検査によって得た平均板厚の結果(ステップ107)と、仮定した空間分布から算出した結果(ステップ109)が一致するあるいは誤差が許容値以内になれば、仮定した板厚の空間分布の確定111になる。ここに示す方法は、再構成演算の基本的な方法であり、類似の計算方法でも再構成してもよい。 FIG. 10 is a table summarizing the average plate thickness and the inter-probe distance between the transmitting guide wave probe and the receiving guide wave probe. The average plate thickness between the probes was calculated as the average value of the plate thickness of the lattice through which the straight line connecting the probes passes. From this result, it can be seen that the average plate thickness is different for each straight line connecting the probes. Here, regarding the average plate thickness between the probes, the result of the average plate thickness actually obtained by inspection (step 107) matches the result calculated from the assumed spatial distribution (step 109), or the error is an allowable value. If it is within the range, the assumed spatial distribution of the plate thickness is determined 111. The method shown here is a basic method of reconstruction operation, and a similar calculation method may be used for reconstruction.
求められた板厚および減肉深さは送信部と受信部の間の平均値であり、局所的に深い減肉や複数の減肉が分布する箇所に適用した場合、測定値に不確かさがあるが、上記のように、空間分布を求めることで、この不確かさを解消できる。 The obtained plate thickness and thinning depth are the average values between the transmitter and receiver, and when applied to locations where deep thinning or multiple thinnings are locally distributed, there is uncertainty in the measured value. However, as described above, this uncertainty can be eliminated by obtaining the spatial distribution.
その後、図6のステップ112において、表示装置17に板厚の空間分布の映像を表示する。その映像は図9及び図10に示すような画像となる。この表示をもって、検査終了となる。
Thereafter, in step 112 of FIG. 6, an image of the plate thickness spatial distribution is displayed on the
板厚測定結果の精度を高めるためには、探触子数を増やすことや、空間分布の格子間隔を小さくすることで対応できる。 In order to increase the accuracy of the plate thickness measurement result, it is possible to increase the number of probes and reduce the lattice spacing of the spatial distribution.
以上説明したような非破壊検査装置および非破壊検査方法により、ガイド波を用いた検査において、溶接や管分岐部がある場合でも、これらの不連続部の影響を受けることなく、板厚を測定できる。 With the non-destructive inspection device and non-destructive inspection method described above, even when there is welding or pipe branching in the inspection using guide waves, the plate thickness is measured without being affected by these discontinuities. it can.
次に、図11を用いて、本発明の他の実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置の構成及び動作について説明する。本実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置の構成は、図1に示したものと同様である。
図11は、本発明の他の実施形態によるガイド波を用いた非破壊検査装置におけるガイド波探触子の配置の説明図である。なお、図1及び図4と同一符号は、同一部分を示している。
Next, the configuration and operation of a nondestructive inspection apparatus using a guide wave according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the nondestructive inspection apparatus using the guide wave according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the arrangement of guide wave probes in a nondestructive inspection apparatus using a guide wave according to another embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 4 indicate the same parts.
送信用ガイド波探触子2a,2b,2cおよび受信用ガイド波探触子2d,2e,2fは、検査対象(補強板3が設けられている箇所)を挟むように、かつ、流れ方向に対して斜め方向に設置する。そして、設置位置の測定および送受信位置入力部14への位置情報の入力を行い、その後、送信波形および送信周波数の調整を行う。
The transmitting
そして、上流側の検査対象の測定を行う。本実施例では、送信用ガイド波探触子を3個、受信用ガイド波探触子を3個用いているため、図6のステップ102に示すように、送信用ガイド波探触子2aから送信し、受信用ガイド波探触子2dにより受信、送信用ガイド波探触子2aから送信し、受信用ガイド波探触子2eにより受信というように9通りの測定が必要である。そして、図6のステップ103において、波形記録部13に上流側受信波形の記憶を行う。
Then, the upstream inspection object is measured. In this embodiment, since three guide wave probes for transmission and three guide wave probes for reception are used, as shown in
次に、図6のステップ104において、下流側の検査対象の測定を行う。このとき、送信用ガイド波探触子2a’,2b’,2c’と受信用ガイド波探触子2d’2e’2f’の設置位置は、図4に示すように分岐管7を挟むように、かつ、流れ方向に対して斜め方向に設置する。そして、図6のステップ104に示すように、送信用ガイド波探触子2a’から送信し、受信用ガイド波探触子2d’により受信、送信用ガイド波探触子2a’から送信し、受信用ガイド波探触子2e’により受信というように9通りの測定を行う。そして、図6のステップ105において、波形記録部13に下流側受信波形の記憶を行う。
Next, in
以降の処理は、ステップ106〜ステップ112と同様である。
Subsequent processing is the same as
本実施形態のように、配管1の管軸方向に対して、斜め方向に送受信用ガイド波探触子を配置すると、送受信用ガイド波探触子の間に存在する減肉部は1カ所となり、送信用−受信用探触子間距離が短くなる。その結果、測定時の誤差を少なくできる。なお、図11に示す状態では、図示の右側の減肉部4の計測はできるが、図示の左側の減肉部4の計測はできないことになるため、例えば、送信用ガイド波探触子2a’,2b’,2c’と受信用ガイド波探触子2d’2e’2f’の設置方向に対して、回転させた方向からも計測する必要がある。
When the transmission / reception guide wave probe is arranged in an oblique direction with respect to the pipe axis direction of the pipe 1 as in the present embodiment, the thinned portion existing between the transmission / reception guide wave probes becomes one place. The distance between the transmitting and receiving probes is shortened. As a result, errors during measurement can be reduced. In the state shown in FIG. 11, the right
以上説明したような本実施形態の非破壊検査装置および非破壊検査方法によっても、ガイド波を用いた検査において、溶接や管分岐部がある場合でも、これらの不連続部の影響を受けることなく、板厚を測定できる。
Even with the non-destructive inspection apparatus and the non-destructive inspection method of the present embodiment as described above, in the inspection using the guide wave, even if there is a weld or a pipe branching portion, it is not affected by these discontinuous portions. The plate thickness can be measured.
1…管体
2…超音波探触子、ガイド波探触子
2a、2b、2c、2d、2e、2f…送信用ガイド波探触子
2a’、2b’、2c’、2d’、2e’、2f’…受信用ガイド波探触子
3…補強板
4…減肉部
5…溶接部
6…ギャップ
7…分岐管
8…ガイド波送受信装置
9…ガイド波測定結果処理装置
10…送受信制御装置
11…パルサー
12…レシーバー
13…波形記録部
14…送受信位置入力部
15…板厚−速度線図記憶部
16…演算部
17…表示装置
18…電線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
前記配管の検査対象範囲を挟むようにガイド波送受信手段を設置し、
前記配管の内部流体の上流側でガイド波送信条件の決定を行い、前記配管の内部流体の上流側でのガイド波の透過法により受信波形Aを取得し、
同じ条件で下流側でのガイド波の透過法により受信波形Bを取得し、
前記受信波形Aと前記受信波形BでのS0モード成分の到達時間を測定し、
前記2つの条件での到達時間と板厚−速度線図から測定部の板厚を算出することを特徴としたガイド波を用いた非破壊検査方法。 A nondestructive inspection method using a guide wave of a pipe having a double plate structure in part,
Install a guide wave transmitting / receiving means so as to sandwich the inspection target range of the pipe,
The guide wave transmission condition is determined on the upstream side of the internal fluid of the pipe, and the received waveform A is obtained by the transmission method of the guide wave on the upstream side of the internal fluid of the pipe.
Under the same conditions, obtain the received waveform B by the guide wave transmission method on the downstream side,
Measure the arrival time of the S0 mode component in the received waveform A and the received waveform B,
A nondestructive inspection method using a guide wave, characterized in that a plate thickness of a measurement part is calculated from an arrival time and a plate thickness-velocity diagram under the two conditions.
前記検査対象範囲を囲むように複数のガイド波探触子を配置し、
複数対の探触子において探触子間の平均板厚情報から演算処理により板厚の空間分布を算出することを特徴としたガイド波を用いた非破壊検査方法。 In the nondestructive inspection method using the guide wave according to claim 1,
A plurality of guide wave probes are arranged so as to surround the inspection target range,
A nondestructive inspection method using a guide wave, characterized in that, in a plurality of pairs of probes, a spatial distribution of plate thicknesses is calculated by calculation processing from average plate thickness information between probes.
被検査対象物にガイド波を送信する送信部と、
前記被検査対象物からガイド波を受信する受信部と、
前記受信部での受信信号を記録する波形記録部と、
前記送信部と前記受信部の位置を入力する送受信位置入力部と、
材料の板厚とガイド波の速度変化の関係を表す板厚−速度関係線図を記憶する板厚−速度線図記憶部と、
被検査対象物の板厚分布を演算する演算部と、
前記演算部の結果を表示する表示部を備え、
前記演算部は、
前記配管の内部流体の上流側に、前記配管の検査対象範囲を挟むようにガイド波送受信手段が設置されたとき、ガイド波の透過法により得られる受信波形Aから測定されるS0モード成分の到達時間と、
同じ条件で下流側でのガイド波の透過法により得られる受信波形Bとから測定されるS0モード成分の到達時間と、
前記板厚−速度線図記憶部に記憶された板厚−速度線図から測定部の板厚を算出することを特徴としたガイド波を用いた非破壊検査装置。 A nondestructive inspection device using a guide wave of a pipe having a double plate structure in part,
A transmitter for transmitting a guide wave to the object to be inspected;
A receiver for receiving a guide wave from the object to be inspected;
A waveform recording unit for recording a reception signal at the reception unit;
A transmission / reception position input unit for inputting positions of the transmission unit and the reception unit;
A plate thickness-velocity diagram storage unit for storing a plate thickness-velocity relationship diagram representing the relationship between the plate thickness of the material and the velocity change of the guide wave;
A calculation unit for calculating the thickness distribution of the object to be inspected;
A display unit for displaying a result of the calculation unit;
The computing unit is
The arrival of the S0 mode component measured from the received waveform A obtained by the guide wave transmission method when the guide wave transmitting / receiving means is installed on the upstream side of the internal fluid of the pipe so as to sandwich the inspection target range of the pipe. Time,
The arrival time of the S0 mode component measured from the received waveform B obtained by the guide wave transmission method on the downstream side under the same conditions,
A nondestructive inspection apparatus using a guide wave, characterized in that a plate thickness of a measurement unit is calculated from a plate thickness-velocity diagram stored in the plate thickness-velocity diagram storage unit.
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