JP2011149888A - 複合型超音波探触子及びそれを用いたtofd法による超音波探傷法 - Google Patents
複合型超音波探触子及びそれを用いたtofd法による超音波探傷法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011149888A JP2011149888A JP2010012833A JP2010012833A JP2011149888A JP 2011149888 A JP2011149888 A JP 2011149888A JP 2010012833 A JP2010012833 A JP 2010012833A JP 2010012833 A JP2010012833 A JP 2010012833A JP 2011149888 A JP2011149888 A JP 2011149888A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- transmission
- ultrasonic
- reception
- transducers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
【解決手段】TOFD法による超音波探傷に用いられる一対の送信探触子10及び受信探触子11を有し、送信探触子10は、複数の送信振動子2a,2bを有し、受信探触子11は、複数の送信振動子2a,2bからそれぞれ送信される超音波を受信自在な複数個の受信振動子6a,6bを有し、複数の送信振動子2a,2bは、それぞれ送信する超音波(22a,22b)の屈折角が互いに異なるが(θa1≠θb1)、それぞれ送信する超音波(22a,22b)の入射点P1が共通であるよう配置され、複数の受信振動子6a,6bは、それぞれ受信する超音波(23a,23b)の屈折角(θa2≠θb2)が互いに異なるが、それぞれ受信する超音波(23a,23b)の入射点P2が共通であるよう配置される。
【選択図】図2
Description
・送信側の振動子と送信側の入射点までの距離、及び、受信側の振動子と受信側の入射点までの距離、をそれぞれ共通にすることにより、複数組の送信振動子と受信振動子において、ラテラル波等の伝播時間が共通となるため、複数組の送信振動子と受信振動子の発振タイミングの制御や探傷解析が容易となると共に、複数組の送信振動子と受信振動子間でそれぞれ送受信される超音波の干渉がさらに防止される。
・明瞭なラテラル波に基づいて、きずの位置、さらには、きずの寸法を高精度で検出できる;
・試験体表面付近のきずと同底面付近のきずを、一回の探傷走査(スクリーニング)で検出できる;
・きずのスクリーニングのためのDスキャン走査を、厚さ毎に複数回実行する必要がなくなり、探傷時間が短縮される。
・本発明によれば、高精度の探傷が短時間で実行できるため、本実施例による超音波探傷は、放射線管理区域における探傷に適している。
・本発明によれば、厚み方向の有効検出範囲が拡大されるため、一対の送信探触子及び受信探触子間の距離を可及的に近接させることができる。これによって、狭隘な空間、或いは、配管上にリブ等の障害物がある環境における、探傷走査が容易となる。
第2の該送信振動子の屈折角は、少なくとも、前記試験体の底面付近を探傷可能に設定され、第2の該受信振動子の屈折角は、少なくとも、前記試験体の底面付近を探傷可能に設定される。この形態によれば、厚物構造物の探傷時、走査回数が低減される。なお、一つの探触子に搭載する振動子の個数は、試験体の厚さ等に応じて、設定することが好ましい。
d=1/2[(C・Td)2+4C・Td・S]1/2 ・・・(1)
但し、d:きずDの上端位置(きずDの深さ)
C:超音波伝播速度
Td:ラテラル波42の伝播時間と上端反射波43の到達時間の時間差
S:送信探触子40と受信探触子41の距離の半分
きずDの下端位置(深さx=d+h)も同様に求められ、きずDの寸法(サイズh)は、“x−d”より算出される。
(1)屈折角の大きい超音波を送受信する第1の送信及び受信振動子2a,6aにより、明瞭なラテラル波が得られる;
(2)明瞭なラテラル波に基づいて、きずDを正確に検出できる;
(3)屈折角の大きい超音波を送受信する第1の送信及び受信振動子2a,6aと、屈折角の小さい超音波を送受信する第2の送信及び受信振動子2b,6bとの複合により、試験体表面付近及び同底面付近のきずDのいずれも一回の探傷走査で検出できる;
(4)きずDのスクリーニングのためのDスキャン走査を、厚さ毎に複数回実行する必要がなくなり、探傷時間が短縮される。
(5)本実施例による超音波探傷を採用することにより、厚肉な配管等の厚物構造物の探傷が、省力化され、探傷精度も向上される。
(6)本実施例による超音波探傷によれば、高精度の探傷が短時間で実行できるため、本実施例による超音波探傷は、探傷時間の制約を受ける放射線管理区域における探傷に適している。
図3(A)〜図3(D)は、図2に示した複合型超音波探触子に適用される、本発明の一実施例に係る送信探触子及び受信探触子の構造を説明するための図である。図3(A)は正面図、図3(B)は平面図、図3(C)は側面図、図3(D)は複数の振動子の配置イメージ図である。なお、本発明の一実施例に係る超音波探触子は、屈折角が同一の送信振動子と受信振動子が対向配置されるよう対称な構造を有する一対の送信探触子及び受信探触子から構成されるから、以下の説明においては、主として、送信探触子について説明し、受信探触子については、送信探触子に関する説明を参照するものとする。
図4(A)〜図4(D)は、図2に示した複合型超音波探触子に適用される、本発明の他の実施例に係る送信探触子及び受信探触子の構造を説明するための図である。図4(A)は正面図、図4(B)は平面図、図4(C)は側面図、図4(D)は複数の振動子の配置イメージ図である。なお、本発明の一実施例に係る超音波探触子は、屈折角が同一の送信振動子と受信振動子が対向配置されるよう対称な構造を有する一対の送信探触子及び受信探触子から構成されるから、以下の説明においては、主として、送信探触子について説明し、受信探触子については、送信探触子に関する説明を参照するものとする。
(1)実施例に係る超音波探触子(複合型超音波探触子)の構成
屈折角25度の振動子と屈折角70度の振動子を有する一対の送信及び受信探触子10,11(図2及び図5参照)
(2)比較例1に係る超音波探触子(一般的な単一型超音波探触子)の構成
屈折角25度の振動子を有する一対の送信及び受信探触子71,72(図7中央部参照)
(3)比較例2に係る超音波探触子(一般的な単一型超音波探触子)
屈折角60度の振動子を有する一対の送信及び受信探触子73,74(図7左部参照)
(4)試験条件
振動子の種類:ピエゾ型コンポジット振動子
振動子の周波数:5MHz
くさびの材質:PS(ポリスチレン)
探触子と試験体の接触媒質:マシン油
複数の送信及び受信振動子2a,2b,6a,6b:
試験体材質:SNCM439 φ3.0mm
試験体の厚さ:厚さ60mm×長さ(走査方向)410mm×幅30mm
きずの位置:走査方向30mm毎に深さ4〜40mm範囲で4mm毎に計10個の横孔
表面側から底面側に向って、順にNo.1〜10のきずと称する
きずの大きさ:孔長さ30mm、孔径φ3mmの横孔
探傷感度:交軸深さ40mm(No.10の横孔の位置)において超音波エコー強度が 34dBとなるように調整
探傷走査方向:Bスキャン走査(超音波伝播方向の走査)
1a,1b,・・,1e 第1〜第5の振動子の設置面(複数の送信振動子の設置面)
2a,2b,・・,2e 第1〜第5の送信振動子(複数の送信振動子)
3 ケース
4 コネクタ(接栓)
5 くさび
6a,6b 第1及び第2の受信振動子(複数の受信振動子)
7 ケース
8 コネクタ(接栓)
10 送信探触子
11 受信探触子
12a 第1の区画
12b 第2の区画
12c 第3の区画
13a 第1の音響隔離面
13b 第2の音響隔離面
21 ラテラル波(表面透過波)
22a 第1の送信波
22b 第2の送信波
23a 第1の受信波
23b 第2の受信波
30 試験体
40 送信探触子
41 受信探触子
42 ラテラル波(表面透過波)
43 上端反射波
44 下端回折波
45 底面反射波
B 境界面
C 超音波伝播速度
D きず
P1 入射点(送信側の入射点)
P2 入射点(受信側の入射点)
S 送信探触子と受信探触子間距離の半分
Td ラテラル波(表面透過波)42と上端反射波43の到達時間差
Tdh(Tx) ラテラル波(表面透過波)42と下端回折波44の到達時間差
Tw ラテラル波(表面透過波)42と底面反射波45の到達時間差
d きずDの上端位置(きずDの上端深さ)
x(d+h) きずの下端深さ
h きずDの寸法(サイズ)
t 試験体30の厚み
71 比較例1の送信探触子(屈折角25度)
72 比較例1の受信探触子(屈折角25度)
73 比較例2の送信探触子(屈折角60度)
74 比較例2の受信探触子(屈折角60度)
Claims (6)
- TOFD法(Time of Flight Diffraction)による超音波探傷に用いられる一対の送信探触子及び受信探触子を有する、複合型超音波探触子であって、
前記送信探触子は、複数の送信振動子を有し、
前記受信探触子は、前記複数の送信振動子からそれぞれ送信される超音波を受信自在な複数の受信振動子を有し、
前記複数の送信振動子は、それぞれ送信する超音波の屈折角が互いに異なるが、それぞれ送信する超音波の入射点が共通であるよう配置され、
前記複数の受信振動子は、それぞれ受信する超音波の屈折角が互いに異なるが、それぞれ受信する超音波の入射点が共通であるよう配置される、
ことを特徴とする複合型超音波探触子。 - 一つの前記送信及び受信探触子がそれぞれ有する前記複数の送信及び受信振動子において、
第1の該送信振動子の屈折角は、少なくとも、試験体の表面を伝播するラテラル波が得られるよう設定され、第1の該受信振動子の屈折角は、少なくとも、試験体の表面を伝播するラテラル波が得られるよう設定され、
第2の該送信振動子の屈折角は、少なくとも、前記試験体の底面付近を探傷可能に設定され、第2の該受信振動子の屈折角は、少なくとも、前記試験体の底面付近を探傷可能に設定される、
ことを特徴とする請求項1記載の複合型超音波探触子。 - 前記複数の送信振動子から送信側の前記入射点までの距離が共通であり、
前記複数の受信振動子から受信側の前記入射点までの距離が共通である、
ことを特徴とする請求項1記載の複合型超音波探触子。 - 前記送信探触子において、前記複数の送信振動子は、前記送信探触子と前記受信探触子間における超音波の伝播方向に配列され、
前記受信探触子において、前記複数の受信振動子は、前記送信探触子と前記受信探触子間における超音波の伝播方向に配列される、
ことを特徴とする請求項1記載の複合型超音波探触子。 - 前記送信探触子において、前記複数の送信振動子は、前記送信探触子と前記受信探触子間における超音波の伝播方向に交差する方向に配列され、
前記受信探触子において、前記複数の受信振動子は、前記送信探触子と前記受信探触子間における超音波の伝播方向に交差する方向に配列される、
ことを特徴とする請求項1記載の複合型超音波探触子。 - TOFD法(Time of Flight Diffraction)による超音波探傷法であって、
超音波探傷する試験体の表面に一対の送信探触子及び受信探触子を装着し、
前記送信探触子が有する、送信する超音波の屈折角が互いに異なる複数の送信振動子から、超音波を同時にそれぞれ送信して、共通の送信側入射点から前記試験体に入射させ、
前記受信探触子が有する、互いに受信する超音波の屈折角が異なる複数の受信振動子は、共通の受信側入射点を通じて該受信探触子に入射される超音波をそれぞれ受信し、
前記送信振動子と前記受信振動子間における超音波の伝播時間に基づいて探傷を行う、
ことを特徴とする複合型超音波探触子を用いたTOFD法による超音波探傷法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010012833A JP2011149888A (ja) | 2010-01-25 | 2010-01-25 | 複合型超音波探触子及びそれを用いたtofd法による超音波探傷法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010012833A JP2011149888A (ja) | 2010-01-25 | 2010-01-25 | 複合型超音波探触子及びそれを用いたtofd法による超音波探傷法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011149888A true JP2011149888A (ja) | 2011-08-04 |
Family
ID=44536994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010012833A Pending JP2011149888A (ja) | 2010-01-25 | 2010-01-25 | 複合型超音波探触子及びそれを用いたtofd法による超音波探傷法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011149888A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102507734A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-06-20 | 河北省电力建设调整试验所 | 一种焊缝的超声波时差衍射检测方法 |
JP2013083627A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-05-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 超音波センサ、それを用いた検査方法及び検査装置 |
CN103901104A (zh) * | 2014-04-02 | 2014-07-02 | 深圳市泰克尼林科技发展有限公司 | 用于筒体对接环焊缝的tofd检测方法及tofd检测系统 |
CN104483387A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-01 | 国电科学技术研究院 | 核电用厚壁奥氏体钢管道内壁缺陷的tofd检验工艺 |
CN104880511A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-02 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种监测各向异性材料裂纹损伤的方法 |
CN105717197A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-29 | 国网江西省电力科学研究院 | 一种厚壁管环焊缝表层缺陷衍射时差超声检测方法 |
CN107192764A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-09-22 | 合肥超科电子有限公司 | 一种分体式二次轮式探头支架及探头 |
CN108169326A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-15 | 内蒙古北方重工业集团有限公司 | 厚壁管材内壁裂纹埋藏深度超声检测方法 |
CN109765301A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-05-17 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种可越障的tofd检测用楔块 |
EP3667311A4 (en) * | 2017-08-10 | 2021-06-16 | Teware, Inc. | METHOD OF DETECTING REFLECTED / BENDED / DEFORMED WAVES WITH AN INCLINED GRIFFIN SENSOR |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05172790A (ja) * | 1991-12-21 | 1993-07-09 | Babcock Hitachi Kk | 管台内面疵検査方法および装置 |
JPH1114611A (ja) * | 1997-06-19 | 1999-01-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 電子走査式超音波検査装置 |
JP2001228128A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-08-24 | Hitachi Eng Co Ltd | サイジング用超音波探傷装置およびサイジング探傷方法 |
JP2004340809A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | フェーズドアレイプローブ及びそれを用いた超音波探傷装置 |
JP2006200901A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Ishikawajima Inspection & Instrumentation Co | 超音波検査方法と装置 |
-
2010
- 2010-01-25 JP JP2010012833A patent/JP2011149888A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05172790A (ja) * | 1991-12-21 | 1993-07-09 | Babcock Hitachi Kk | 管台内面疵検査方法および装置 |
JPH1114611A (ja) * | 1997-06-19 | 1999-01-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 電子走査式超音波検査装置 |
JP2001228128A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-08-24 | Hitachi Eng Co Ltd | サイジング用超音波探傷装置およびサイジング探傷方法 |
JP2004340809A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | フェーズドアレイプローブ及びそれを用いた超音波探傷装置 |
JP2006200901A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Ishikawajima Inspection & Instrumentation Co | 超音波検査方法と装置 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013083627A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-05-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 超音波センサ、それを用いた検査方法及び検査装置 |
CN102507734A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-06-20 | 河北省电力建设调整试验所 | 一种焊缝的超声波时差衍射检测方法 |
CN103901104A (zh) * | 2014-04-02 | 2014-07-02 | 深圳市泰克尼林科技发展有限公司 | 用于筒体对接环焊缝的tofd检测方法及tofd检测系统 |
CN104483387A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-01 | 国电科学技术研究院 | 核电用厚壁奥氏体钢管道内壁缺陷的tofd检验工艺 |
CN104880511A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-02 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种监测各向异性材料裂纹损伤的方法 |
CN104880511B (zh) * | 2015-05-25 | 2020-06-23 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种监测各向异性材料裂纹损伤的方法 |
CN105717197A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-29 | 国网江西省电力科学研究院 | 一种厚壁管环焊缝表层缺陷衍射时差超声检测方法 |
CN107192764A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-09-22 | 合肥超科电子有限公司 | 一种分体式二次轮式探头支架及探头 |
EP3667311A4 (en) * | 2017-08-10 | 2021-06-16 | Teware, Inc. | METHOD OF DETECTING REFLECTED / BENDED / DEFORMED WAVES WITH AN INCLINED GRIFFIN SENSOR |
CN108169326A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-15 | 内蒙古北方重工业集团有限公司 | 厚壁管材内壁裂纹埋藏深度超声检测方法 |
CN109765301A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-05-17 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种可越障的tofd检测用楔块 |
CN109765301B (zh) * | 2019-03-21 | 2023-08-22 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种可越障的tofd检测用楔块 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011149888A (ja) | 複合型超音波探触子及びそれを用いたtofd法による超音波探傷法 | |
JP5721770B2 (ja) | 超音波探傷方法とその装置 | |
JP4544240B2 (ja) | 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法 | |
JP4910770B2 (ja) | 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法 | |
KR101163549B1 (ko) | 위상배열 초음파 탐상용 기본 보정시험편 | |
KR20100124242A (ko) | 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정(대비)시험편 및 보정절차 | |
JP5829175B2 (ja) | Tofd法による超音波探傷方法と装置 | |
JP5574731B2 (ja) | 超音波探傷試験方法 | |
JP5846367B2 (ja) | Tofd法を用いた溶接部の探傷方法および探傷装置 | |
TWI471559B (zh) | Ultrasonic sensor, the use of its inspection methods and inspection devices | |
EP2957906B1 (en) | Ultrasonic probe | |
JP6871534B2 (ja) | 対比試験片及び超音波フェーズドアレイ探傷試験方法 | |
KR101163551B1 (ko) | 위상배열 초음파 탐상용 감도보정 대비시험편 | |
JP2008051557A (ja) | 超音波探触子及び超音波探傷装置 | |
WO2020250379A1 (ja) | 超音波探傷方法、超音波探傷装置、鋼材の製造設備列、鋼材の製造方法、及び鋼材の品質保証方法 | |
CN110687205A (zh) | 一种超声波纵波反射法与衍射时差法联合检测方法及其中所应用的tofd探头 | |
JP6460136B2 (ja) | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 | |
JP5567472B2 (ja) | 超音波検査方法及び超音波検査装置 | |
KR101767422B1 (ko) | 공간분해능이 향상된 분리형 초음파 탐촉자 | |
WO2018147036A1 (ja) | 超音波プローブ | |
JP5123644B2 (ja) | 超音波探傷方法および超音波探傷装置 | |
JP2009139225A (ja) | 欠陥等端部の検出方法及び欠陥等端部の検出装置 | |
JP2019211215A (ja) | 超音波探傷方法、超音波探傷装置、鋼材の製造設備列、鋼材の製造方法、及び鋼材の品質保証方法 | |
JP2019174239A (ja) | 超音波探傷方法 | |
JP2010175519A (ja) | 超音波検査装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121227 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Effective date: 20130729 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130925 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20131001 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140304 |