JP2011163814A - 超音波探傷試験方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の振動子113で構成された探触子110を被検体200の探傷面201に配置し、探触子110から送信させて探傷面201から被検体200内部へと入射させる超音波の屈折角θ1を、溶接箇所203の境界部204、205のベベル角φ1、φ2の大きさに応じて、当該探触子110の複数の振動子113の少なくとも一部で受信するように調整する。
【選択図】図1
Description
一方、特許文献2のようなタンデム法では、溶接箇所幅方向片側で平坦な探傷面が形成されてさえいれば、超音波探傷試験を実施することができ、また、溶接箇所内部におけるブローホール等の欠陥を検出してしまうこともない。しかしながら、送信用の探触子から所定の角度で超音波を送信したとしても、溶接箇所の境界部におけるベベル角の大きさによって、探傷面と対向する面及び境界部で反射されて探傷面に戻ってくる時の位置が異なってしまう。このため、タンデム法では、送信用の探触子と受信用の探触子との相対位置を、境界部のベベル角に応じて設定し、また、検査中は互いの位置関係を正確に保っておく必要があった。
本発明は、所定のベベル角をもって溶接された被検体における溶接箇所の境界部周囲に形成された熱影響部の欠陥を検出するための超音波探傷試験方法であって、複数の振動子で構成された探触子を前記被検体の探傷面に配置し、前記探触子から送信させて前記探傷面から前記被検体内部へと入射させる超音波の屈折角を、前記溶接箇所の前記境界部のベベル角の大きさに応じて、当該探触子の複数の前記振動子の少なくとも一部で受信するように調整することを特徴としている。
図1は、本実施形態の超音波探傷試験に利用する超音波探傷システムの一例を示している。図1及び図2に示すように、超音波探傷システム100は、二つの探触子110(110A、110B)と、二つの探触子110から送信される超音波の制御、及び受信される超音波の解析を行う信号処理装置120とを備える。信号処理装置120は、情報を入力するためのボタンやノブ等の入力手段121と、情報を出力するためのディスプレイ等の出力手段122とを有する。
すなわち、第二の境界部205のベベル角φ2から、裏面202での反射角θ3を求める。次に、反射角θ3及び<数2>から、裏面202での入射角θ1、すなわち屈折角θ1を求めることができる。このため、当該屈折角θ1となるように範囲Cと対応する振動子113で超音波を送信させることで、同範囲Cにおいて第二の境界部205からの反射波を受信することができる。
図5から図7に示すように、厚さが50mmの2つの板状部材200A、200Bを、表面から深さ30mmまで第一の境界部204として、ベベル角φ1を5度に設定するとともに、残りの裏面202までを第二の境界部205としてベベル角φ2を20度に設定して、両者を溶接して構成した被検体200の熱影響部206を検査する場合を例としている。
以上のように、モード変換を利用することにより、単独のモードの超音波のみを利用する場合と比較して、タンデムスキャン実施工程を同じ位置で実施可能としつつ、探触子110の大きさを192.8mmから83.2mmへと2分1以下にまで小型化することができる。
この場合には、ベベル角φが大きい場合には、図8に示すように境界部全体にわたってリニアスキャン実施工程を実施する。また、ベベル角φが小さい場合には、図9に示すように示すように境界部全体にわたってタンデムスキャン実施工程を実施することで、最小限の大きさの探触子110で、境界部全体にわたって探触子110の位置をずらすことなく一度に欠陥の検出を行うことができる。
すなわち、まず、探触子110が配置された側の片側の熱影響部206について、図3及び図4に基づいて説明した測定方法同様に第一の境界部204及び第二の境界部205のベベル角φ1、φ2に応じて屈折角を設定し、タンデムスキャン実施工程及びリニアスキャン実施工程を実施する。
このため、図10に示すような管径が軸方向に一定の直管200Cと、管径が軸方向に変化するテーパ管200Dとの溶接継手部においても、直管200C側からのみ、テーパ管200Dの形状の影響を受けることなく両側の熱影響部206の欠陥の検出を行うことができる。
113 振動子
200 被検体
201 探傷面
202 裏面(探傷面と対向する面)
203 溶接箇所
204 第一の境界部
205 第二の境界部
206 熱影響部
S1 屈折波
θ1 屈折角
φ、φ1、φ2 ベベル角
Claims (4)
- 所定のベベル角をもって溶接された被検体における溶接箇所の境界部周囲に形成された熱影響部の欠陥を検出するための超音波探傷試験方法であって、
複数の振動子で構成された探触子を前記被検体の探傷面に配置し、前記探触子から送信させて前記探傷面から前記被検体内部へと入射させる超音波の屈折角を、前記溶接箇所の前記境界部のベベル角の大きさに応じて、当該探触子の複数の前記振動子の少なくとも一部で受信するように調整することを特徴とする超音波探傷試験方法。 - 請求項1に記載の超音波探傷試験方法において、
前記境界部で略垂直に反射させるように、前記屈折角を設定し、前記探触子で超音波を送受信させる第一の超音波送受信工程を備えることを特徴とする超音波探傷試験方法。 - 請求項2に記載の超音波探傷試験方法において、
前記第一の超音波送受信工程では、前記探傷面から前記被検体内部へと、超音波を横波のモードの屈折波で入射させ、前記探傷面と対向する面で反射させて縦波のモードに変換させて、該縦波のモードで前記境界部で反射させることを特徴とする超音波探傷試験方法。 - 請求項3に記載の超音波探傷試験方法において、
前記探傷面から前記被検体内部へと入射する屈折波と同一のモードで前記探傷面と対向する面及び前記境界面で反射させた反射波を受信するように、前記探触子で送受信させる第二の超音波送受信工程を備え、
前記境界部のベベル角が前記被検体の厚さ方向に変化する場合に、前記ベベル角が相対的に大きい前記厚さ方向の範囲に対しては前記第一の超音波送受信工程を実施し、前記ベベル角が相対的に小さい前記厚さ方向の範囲に対しては前記第二の超音波送受信工程を実施することを特徴とする超音波探傷試験方法。
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