JP2013217770A - Ultrasonic test device, ultrasonic sensor support device and ultrasonic test method - Google Patents

Ultrasonic test device, ultrasonic sensor support device and ultrasonic test method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic test device, an ultrasonic sensor support device and an ultrasonic test method capable of executing an ultrasonic test regardless of a structure of a welding area.SOLUTION: An ultrasonic test device comprises: a pair of ultrasonic sensors 11 which transmit and receive ultrasonic beams; and a support device 10. The support device 10 has: an installation mechanism 15 attached to piping 2; a holding mechanism 25 which is connected to the installation mechanism 15 and holds the pair of ultrasonic sensors 11 in a manner that keeps a constant distance between oscillation surfaces 12 of respective ultrasonic sensors 11 and a bottom surface of a furnace 3a; a rotation mechanism 29 which rotates the installation mechanism 15 around the piping 2; and a controller 30 which controls the installation mechanism 15, the holding mechanism 25 as well as the rotation mechanism 29. The controller 30 controls the installation mechanism 15 so that the pair of ultrasonic sensors 11 are positioned at a predetermined distance from the piping 2.

Description

本発明は、構造物の溶接部における欠陥を検査する超音波探傷装置、超音波センサ支持装置、および超音波探傷方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic flaw detector, an ultrasonic sensor support device, and an ultrasonic flaw detection method for inspecting a defect in a welded portion of a structure.

原子炉などの構造物には、配管などの部材が溶接される箇所に溶接部が形成される。例えば、加圧水型原子炉(PWR)の原子炉容器は、溶接により取り付けられたBMI(Bottom Mounted Instrumentation)配管を炉底部の鏡板に有する。配管と炉底部との接続部には、溶接部が形成される。原子炉の老朽化が進むと、この溶接部にはクラックなどの欠陥が発生する恐れがある。欠陥が確認された場合、溶接による補修を必要とする可能性がある。   In a structure such as a nuclear reactor, a welded portion is formed at a location where a member such as a pipe is welded. For example, a reactor vessel of a pressurized water reactor (PWR) has a bottom-mounted end plate of BMI (Bottom Mounted Instrumentation) piping attached by welding. A weld is formed at the connection between the pipe and the furnace bottom. As the reactor ages, defects such as cracks may occur in this weld. If a defect is identified, it may require repair by welding.

従来、この補修溶接部に対しては、目視試験(Visual Test、VT)、または渦流探傷試験(Eddy current Testing、ECT)が有効な検査手法として用いられる。この補修溶接部は溶接事業者検査の対象になるため、超音波探傷試験(Ultrasonic Testing、UT)または放射線透過試験(Radiographic Testing、RT)を用いた体積検査が義務付けられる。補修溶接部においては、RTによる検査は不可能なため、UTによる検査が実施される。   Conventionally, visual inspection (Visual Test, VT) or eddy current testing (ECT) is used as an effective inspection method for the repair weld. Since this repair weld is subject to inspection by a welding company, volume inspection using an ultrasonic flaw test (Ultrasonic Testing, UT) or a radiographic test (Radiographic Testing, RT) is required. In repair welds, inspection by RT is impossible, so inspection by UT is performed.

例えば、特許文献1および2には、原子炉圧力容器の底部と構造物との溶接部における、超音波探触子が用いられた超音波探傷検査に関する技術が開示されている。   For example, Patent Documents 1 and 2 disclose techniques related to ultrasonic flaw detection using an ultrasonic probe in a welded portion between a bottom of a reactor pressure vessel and a structure.

特開2002−328193号公報JP 2002-328193 A 特開昭57−125846号公報Japanese Patent Laid-Open No. 57-125846

上述した、原子炉容器の鏡板と配管の溶接部や、母管と枝管との配管同士の溶接部においては、互いに直交する関係のみならず、互いに成す角が鋭角となる溶接部が発生し得る。このような、溶接部においてUTによる検査を実施しようとすると、構造的な接近限界により、探傷困難となる範囲が発生する可能性がある。   In the above-described welded portion of the reactor vessel end plate and pipe and the welded portion of the pipe of the main pipe and the branch pipe, not only a relationship orthogonal to each other but also a welded portion having an acute angle formed between each other occurs. obtain. If such a welded portion is to be inspected by UT, there is a possibility that a range in which flaw detection is difficult occurs due to a structural approach limit.

上記特許文献1および2の技術は、原子炉容器の鏡板と配管との溶接部に適用可能な超音波探傷技術に関する技術であるが、構造的な接近限界については考慮されていなかった。また、特許文献2の技術は、超音波の入射を配管側から行う技術である。このため、鏡板側の欠陥は検出できず、上記溶接部を探傷範囲とする超音波探傷には適用はできない。   The techniques of Patent Documents 1 and 2 above are techniques related to the ultrasonic flaw detection technique that can be applied to the welded portion between the end plate of the reactor vessel and the piping, but the structural approach limit has not been considered. Moreover, the technique of patent document 2 is a technique which injects an ultrasonic wave from the piping side. For this reason, a defect on the end plate side cannot be detected, and it cannot be applied to ultrasonic flaw detection in which the welded portion is in the flaw detection range.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、溶接部の構造によらずに超音波探傷を行うことができる超音波探傷装置、超音波センサ支持装置、および超音波探傷方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an ultrasonic flaw detector, an ultrasonic sensor support device, and an ultrasonic flaw detection method capable of performing ultrasonic flaw detection regardless of the structure of the welded portion. The purpose is to do.

本発明に係る超音波探傷装置は、上述した課題を解決するために、第1の構造物に対して第2の構造物が所定の角度を成して溶接された溶接部を検査対象とする超音波探傷検査を行う超音波探傷装置において、超音波ビームを送受信する一組の超音波センサと、前記第2の構造物に取り付けられた設置機構と、前記設置機構と連結され各前記超音波センサの発振面と、前記第1の構造物の表面との距離を一定に保ちながら前記一組の超音波センサを保持する保持機構と、前記設置機構を前記第2の構造物周りに回転させる回転機構と、前記設置機構、前記保持機構および前記回転機構を制御するコントローラとを有する支持装置と、を備え、前記コントローラは、前記一組の超音波センサが前記第2の構造物から一定距離に位置するように前記設置機構を制御することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, an ultrasonic inspection device according to the present invention uses a welded portion in which a second structure is welded at a predetermined angle with respect to a first structure as an inspection target. In an ultrasonic flaw detection apparatus that performs ultrasonic flaw detection, a set of ultrasonic sensors that transmit and receive an ultrasonic beam, an installation mechanism that is attached to the second structure, and each ultrasonic wave that is connected to the installation mechanism A holding mechanism for holding the set of ultrasonic sensors while keeping a distance between the oscillation surface of the sensor and the surface of the first structure constant, and the installation mechanism rotating around the second structure A rotation mechanism, and a support device having a controller that controls the installation mechanism, the holding mechanism, and the rotation mechanism, and the controller is configured such that the set of ultrasonic sensors is a fixed distance from the second structure. To be located in front And controlling the installation mechanism.

また、本発明に係る超音波センサ支持装置は、第1の構造物に対して第2の構造物が所定の角度を成して溶接された溶接部を検査対象とする超音波探傷検査を行うために用いられる超音波ビームを送受信する一組の超音波センサを支持する支持装置において、前記第2の構造物に連結された設置機構と、前記設置機構と連結され各前記超音波センサの発振面と、前記第1の構造物の表面との距離を一定に保ちながら前記一組の超音波センサを保持する保持機構と、前記設置機構を前記第2の構造物周りに回転させる回転機構と、前記設置機構、保持機構および前記回転機構を制御するコントローラとを有する支持装置と、を備え、前記コントローラは、前記一組の超音波センサが前記第2の構造物から一定距離に位置するように前記設置機構を制御することを特徴とする。   In addition, the ultrasonic sensor support device according to the present invention performs an ultrasonic flaw detection inspection on a welded portion in which a second structure is welded at a predetermined angle with respect to the first structure. In a support device for supporting a set of ultrasonic sensors used for transmitting and receiving ultrasonic beams, an installation mechanism connected to the second structure, and an oscillation of each ultrasonic sensor connected to the installation mechanism A holding mechanism that holds the set of ultrasonic sensors while maintaining a constant distance between the surface and the surface of the first structure, and a rotation mechanism that rotates the installation mechanism around the second structure. And a support device having a controller that controls the installation mechanism, the holding mechanism, and the rotation mechanism, the controller such that the set of ultrasonic sensors is located at a certain distance from the second structure. In the installation mechanism And controlling.

さらに、本発明に係る超音波探傷方法は、第1の構造物に対して第2の構造物が所定の角度を成して溶接された溶接部を検査対象とする超音波探傷方法において、超音波ビームを送受信する一組の超音波センサと、前記第2の構造物に連結された設置機構と、前記設置機構と連結され各前記超音波センサの発振面と、前記第1の構造物の表面との距離を一定に保ちながら前記一組の超音波センサを保持する保持機構と、前記設置機構を前記第2の構造物周りに回転させる回転機構と、を準備するステップと、前記一組の超音波センサが前記第2の構造物から一定距離に位置するように前記設置機構を制御するステップと、前記回転機構を回転させながら前記超音波センサで前記超音波ビームを送受信するステップと、前記超音波ビームの送受信により得られた受信波形データから前記検査対象の表面形状を求めるステップと、前記検査対象の前記表面形状に基づいて前記検査対象の探傷に必要な超音波ビーム送信の遅延時間を演算するステップと、前記遅延時間に基づいて前記検査対象の探傷検査を行う探傷ステップと、を備えたことを特徴とする。   Further, the ultrasonic flaw detection method according to the present invention is an ultrasonic flaw detection method for inspecting a welded portion in which a second structure is welded at a predetermined angle with respect to a first structure. A set of ultrasonic sensors for transmitting and receiving a sound beam; an installation mechanism connected to the second structure; an oscillation surface of each of the ultrasonic sensors connected to the installation mechanism; and the first structure Preparing a holding mechanism for holding the set of ultrasonic sensors while maintaining a constant distance from the surface, and a rotating mechanism for rotating the installation mechanism around the second structure; Controlling the installation mechanism so that the ultrasonic sensor is positioned at a certain distance from the second structure, and transmitting and receiving the ultrasonic beam with the ultrasonic sensor while rotating the rotating mechanism; Transmission and reception of the ultrasonic beam Obtaining a surface shape of the inspection object from the received waveform data obtained by the step, calculating a delay time of ultrasonic beam transmission necessary for flaw detection of the inspection object based on the surface shape of the inspection object, A flaw detection step of performing a flaw detection inspection of the inspection object based on the delay time.

本発明に係る超音波探傷装置、超音波センサ支持装置、および超音波探傷方法においては、溶接部の構造によらずに超音波探傷を行うことができる。   In the ultrasonic flaw detector, the ultrasonic sensor support device, and the ultrasonic flaw detection method according to the present invention, ultrasonic flaw detection can be performed regardless of the structure of the welded portion.

本実施形態における超音波探傷装置、および超音波センサ支持装置の一実施形態を示す構成図。The block diagram which shows one Embodiment of the ultrasonic flaw detector in this embodiment, and an ultrasonic sensor support apparatus. (A)〜(C)は、保持機構の拡大図。(A)-(C) are the enlarged views of a holding mechanism. (A)は炉底部と配管との溶接部における探傷処理の様子を示す説明図、(B)は探傷困難部を示す図3(A)の平面図。(A) is explanatory drawing which shows the mode of the flaw detection process in the welding part of a furnace bottom part and piping, (B) is a top view of FIG. 3 (A) which shows a flaw detection difficult part. 本実施形態における超音波探傷装置により実施される超音波探傷処理を説明するフローチャート。The flowchart explaining the ultrasonic flaw detection process implemented by the ultrasonic flaw detector in this embodiment. (A)および(B)は、炉底部に対して配管が非直交に溶接された箇所を検査対象とする超音波探傷装置の説明図。(A) And (B) is explanatory drawing of the ultrasonic flaw detector which makes the inspection object the location where piping was welded non-orthogonally with respect to the furnace bottom part. 検査対象に超音波を送受信する様子を示す説明図であり、(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は側面図。It is explanatory drawing which shows a mode that an ultrasonic wave is transmitted / received to test object, (A) is a top view, (B) is a front view, (C) is a side view.

本発明に係る超音波探傷装置、超音波センサ支持装置、および超音波探傷方法の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。本実施形態においては、超音波探傷装置、超音波センサ支持装置、および超音波探傷方法を、PWRの原子炉容器の炉底部(第1の構造物)である下部鏡板と、この鏡板に所定の角度を成して溶接されたBMI配管(第2の構造物)との溶接部を検査対象とする超音波探傷検査を例に説明する。なお、本発明に係る超音波探傷装置、超音波センサ支持装置、および超音波探傷方法は、母管と枝管のような、配管同士の溶接部などのその他構造物同士の溶接部を検査対象とすることができる。   An embodiment of an ultrasonic inspection device, an ultrasonic sensor support device, and an ultrasonic inspection method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, an ultrasonic flaw detector, an ultrasonic sensor support device, and an ultrasonic flaw detection method are applied to a bottom end plate (first structure) of a reactor vessel of a PWR and a predetermined end to the end plate. An ultrasonic flaw inspection will be described as an example in which a welded portion with a BMI pipe (second structure) welded at an angle is an inspection target. The ultrasonic flaw detection apparatus, the ultrasonic sensor support apparatus, and the ultrasonic flaw detection method according to the present invention inspect a welded part between other structures such as a welded part between pipes such as a mother pipe and a branch pipe. It can be.

図1は、本実施形態における超音波探傷装置1、および超音波センサ支持装置10の一実施形態を示す構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an embodiment of an ultrasonic flaw detector 1 and an ultrasonic sensor support device 10 according to the present embodiment.

超音波探傷装置1は、超音波センサ11および超音波センサ支持装置10を有する。   The ultrasonic flaw detector 1 has an ultrasonic sensor 11 and an ultrasonic sensor support device 10.

超音波センサ11は、圧電素子を有し、超音波ビームを送受信するためのセンサである。超音波センサ11は、多チャンネルフェーズドアレイプローブであり、一方の超音波センサ11が送信用の超音波センサ11a、他方が受信用の超音波センサ11bとして機能する。   The ultrasonic sensor 11 has a piezoelectric element and is a sensor for transmitting and receiving an ultrasonic beam. The ultrasonic sensor 11 is a multi-channel phased array probe. One ultrasonic sensor 11 functions as an ultrasonic sensor 11a for transmission, and the other functions as an ultrasonic sensor 11b for reception.

超音波センサ支持装置(支持装置)10は、設置機構15、保持機構25、回転機構29、およびコントローラ30を有する。   The ultrasonic sensor support device (support device) 10 includes an installation mechanism 15, a holding mechanism 25, a rotation mechanism 29, and a controller 30.

設置機構15は、配管2に連結されることにより、検査対象上に設置される。保持機構25は、設置機構15と連結され、各超音波センサ11の発振面12と、炉底部表面3aとの距離を一定に保ちながら炉底部表面3a上に超音波センサ11を保持する。回転機構29は、設置機構15を配管2周りに回転させる。コントローラ30は、設置機構15、保持機構25および回転機構29を制御する。   The installation mechanism 15 is installed on the inspection target by being connected to the pipe 2. The holding mechanism 25 is connected to the installation mechanism 15 and holds the ultrasonic sensor 11 on the furnace bottom surface 3a while keeping the distance between the oscillation surface 12 of each ultrasonic sensor 11 and the furnace bottom surface 3a constant. The rotation mechanism 29 rotates the installation mechanism 15 around the pipe 2. The controller 30 controls the installation mechanism 15, the holding mechanism 25, and the rotation mechanism 29.

設置機構15は、クランプ部材16、アーム部材17、センサ支持部材18を有する。   The installation mechanism 15 includes a clamp member 16, an arm member 17, and a sensor support member 18.

クランプ部材16は、BMI配管(配管)2の先端などの固定可能な箇所でクランプし、設置機構15を配管2に固定する。アーム部材17は、クランプ部材16に連結され、配管2に対してほぼ直交する方向に長さ方向を有する部材である。アーム部材17は、例えば油圧式のシリンダであり、クランプ部材16に対して相対的に、アーム部材17の長さ方向(左右方向)に移動する。アーム部材17は、コントローラ30の制御に従って移動する。   The clamp member 16 is clamped at a fixable location such as the tip of the BMI pipe (pipe) 2 to fix the installation mechanism 15 to the pipe 2. The arm member 17 is a member that is connected to the clamp member 16 and has a length direction in a direction substantially orthogonal to the pipe 2. The arm member 17 is, for example, a hydraulic cylinder, and moves in the length direction (left-right direction) of the arm member 17 relative to the clamp member 16. The arm member 17 moves according to the control of the controller 30.

センサ支持部材18は、アーム部材17に連結された、アーム部材17に対してほぼ直交する方向に長さ方向を有する部材である。センサ支持部材18は、アーム部材17に対してセンサ支持部材18の長さ方向(図示上下方向)に移動する。また、センサ支持部材18は、アーム部材17との連結部18aより下方側であって原子炉容器の炉底部(炉底部)3の炉底部表面3a側にセンサ支持部材18の長さ方向に付勢し、常にローラ20(後述)を炉底部表面3aに接触させるバネ19(弾性体)を有する。このようなセンサ支持部材18は、炉底部表面3aの傾斜に応じて自在に、アーム部材17に対して相対的に上下方向に移動する。   The sensor support member 18 is a member connected to the arm member 17 and having a length direction in a direction substantially orthogonal to the arm member 17. The sensor support member 18 moves relative to the arm member 17 in the length direction of the sensor support member 18 (the vertical direction in the drawing). The sensor support member 18 is attached to the bottom surface 3a side of the reactor bottom (reactor bottom) 3 of the reactor vessel in the length direction of the sensor support 18 below the connecting portion 18a with the arm member 17. It has a spring 19 (elastic body) that always brings the roller 20 (described later) into contact with the furnace bottom surface 3a. Such a sensor support member 18 moves up and down relatively with respect to the arm member 17 in accordance with the inclination of the furnace bottom surface 3a.

保持機構25は、保持筐体26と、角度調整アクチュエータ27とを有する。ここで、図2(A)〜(C)は、保持機構25の拡大図である。   The holding mechanism 25 includes a holding housing 26 and an angle adjustment actuator 27. Here, FIGS. 2A to 2C are enlarged views of the holding mechanism 25.

保持筐体26は、設置機構15のセンサ支持部材18の下端部18b(炉底部表面3a側の一端)に連結され、超音波センサ11を収容する。保持筐体26は、ケース状のものであってもよいし、フレーム状のものであってもよい。保持筐体26は、炉底部表面3aと接するローラ20(移動部材)を有する。図1に示すように、ローラ20は、超音波センサ11の発振面12と炉底部表面3aとの距離を一定に保ちながら、炉底部表面3aと各発振面12とが平行になるように超音波センサ11を移動させる。角度調整アクチュエータ27は、超音波センサ11の発振面12の角度を調整する。具体的には、図2(B)および(C)に示すように、角度調整アクチュエータ27は、超音波センサ11から発振される超音波ビームの方向に直交する軸周り(アーム部材17およびセンサ支持部材18に直交する軸周り、図示手前から奥方向の軸周り)に、超音波センサ11を回転させる。図2(B)および(C)においては、角度調整アクチュエータ27の回転方向を、矢印Aで示す。   The holding housing 26 is connected to the lower end portion 18 b (one end on the furnace bottom surface 3 a side) of the sensor support member 18 of the installation mechanism 15 and accommodates the ultrasonic sensor 11. The holding housing 26 may be a case shape or a frame shape. The holding housing 26 includes a roller 20 (moving member) that contacts the furnace bottom surface 3a. As shown in FIG. 1, the roller 20 is so superposed that the furnace bottom surface 3 a and each oscillation surface 12 are parallel to each other while keeping the distance between the oscillation surface 12 of the ultrasonic sensor 11 and the furnace bottom surface 3 a constant. The sonic sensor 11 is moved. The angle adjustment actuator 27 adjusts the angle of the oscillation surface 12 of the ultrasonic sensor 11. Specifically, as shown in FIGS. 2B and 2C, the angle adjustment actuator 27 is arranged around an axis orthogonal to the direction of the ultrasonic beam oscillated from the ultrasonic sensor 11 (arm member 17 and sensor support). The ultrasonic sensor 11 is rotated around an axis orthogonal to the member 18 (around the back axis from the front of the figure). 2B and 2C, the rotation direction of the angle adjustment actuator 27 is indicated by an arrow A.

回転機構29は、配管2の長さ方向を軸として配管2を中心に(配管2の軸周りに)アーム部材17を360度回転させる。回転機構29は、アーム部材17の回転に伴い、保持機構25および超音波センサ11を回転させる。   The rotation mechanism 29 rotates the arm member 17 360 degrees around the pipe 2 (around the axis of the pipe 2) with the length direction of the pipe 2 as an axis. The rotation mechanism 29 rotates the holding mechanism 25 and the ultrasonic sensor 11 as the arm member 17 rotates.

コントローラ30は、機構制御部31と、センサ制御部32と、演算部33とを有する。   The controller 30 includes a mechanism control unit 31, a sensor control unit 32, and a calculation unit 33.

機構制御部31は、設置機構15、保持機構25および回転機構29の各機構を制御する。具体的には、機構制御部31は、アーム部材17の移動量、角度調整アクチュエータ27および回転機構29の回転方向や回転量などを制御する。また、機構制御部31は、アーム部材17の移動量を求めるため、センサ支持部材18のアーム部材17に対する相対的な移動量を検出する。センサ支持部材18の移動量は、炉底部表面3aの傾斜に伴い、バネ19の付勢力が作用することにより変化する。機構制御部31は、このセンサ支持部材18の移動量に基づいて、2つの超音波センサ11が常に配管2から一定距離に位置するように、アーム部材17の移動量を求める。アーム部材17の移動量は、センサ支持部材18の移動量と超音波センサ11の位置関係とから、決定することができる。   The mechanism control unit 31 controls the installation mechanism 15, the holding mechanism 25, and the rotation mechanism 29. Specifically, the mechanism control unit 31 controls the movement amount of the arm member 17, the rotation direction and the rotation amount of the angle adjustment actuator 27 and the rotation mechanism 29, and the like. Further, the mechanism control unit 31 detects the relative movement amount of the sensor support member 18 with respect to the arm member 17 in order to obtain the movement amount of the arm member 17. The amount of movement of the sensor support member 18 changes as the biasing force of the spring 19 acts as the furnace bottom surface 3a is inclined. The mechanism control unit 31 obtains the movement amount of the arm member 17 based on the movement amount of the sensor support member 18 so that the two ultrasonic sensors 11 are always located at a certain distance from the pipe 2. The movement amount of the arm member 17 can be determined from the movement amount of the sensor support member 18 and the positional relationship of the ultrasonic sensor 11.

センサ制御部32は、超音波センサ11の各圧電素子の入出力信号(I/O信号)を制御する。具体的には、センサ制御部32は、2つの超音波センサ11の全チャンネル(ch)分のパルサレシーバを有する。センサ制御部32は、例えば、1chずつ超音波ビームを発しながら2つの超音波センサ11の全chで反射した超音波ビームを受信するように制御することができる。受信した超音波ビーム波形は、受信波形データとして演算部33に記憶される。   The sensor control unit 32 controls input / output signals (I / O signals) of the piezoelectric elements of the ultrasonic sensor 11. Specifically, the sensor control unit 32 includes pulsar receivers for all channels (ch) of the two ultrasonic sensors 11. For example, the sensor control unit 32 can control to receive the ultrasonic beams reflected by all the channels of the two ultrasonic sensors 11 while emitting the ultrasonic beams one channel at a time. The received ultrasonic beam waveform is stored in the calculation unit 33 as received waveform data.

演算部33は、超音波探傷装置1が炉底部3と配管2との溶接部の検査を行うために必要な演算を行う。演算部33は、受信波形データに基づいて、検査対象の2次元や3次元の表面形状を求める。また、演算部33は、検査対象の表面形状に基づいて検査対象の探傷に必要な、超音波ビーム送信の遅延時間を演算する。   The calculation unit 33 performs calculations necessary for the ultrasonic flaw detector 1 to inspect the welded portion between the furnace bottom 3 and the pipe 2. The computing unit 33 obtains a two-dimensional or three-dimensional surface shape to be inspected based on the received waveform data. Moreover, the calculating part 33 calculates the delay time of ultrasonic beam transmission required for flaw detection of a test object based on the surface shape of a test object.

次に、本実施形態における超音波探傷装置1、および超音波センサ11の支持装置10の作用について説明する。
まず、従来の問題点について説明する。
Next, operations of the ultrasonic flaw detector 1 and the support device 10 for the ultrasonic sensor 11 in the present embodiment will be described.
First, conventional problems will be described.

図3(A)は炉底部3と配管2との溶接部における探傷処理の様子を示す説明図であり、(B)は探傷困難部4を示す図3(A)の平面図である。   FIG. 3A is an explanatory view showing a state of flaw detection processing in a welded portion between the furnace bottom portion 3 and the pipe 2, and FIG. 3B is a plan view of FIG.

図3(A)に示すように、炉底部3と配管2との溶接部においては、互いに成す角が鋭角となる部分が発生し得る。このような溶接部において超音波探傷検査を実施しようとすると、超音波センサ11の構造的な接近限界により、探傷困難となる範囲が発生してしまう。例えば、本来検査を行いたい箇所にビーム5を入射することができない可能性がある。よって、図3(B)に示すように、配管2周りの一定範囲、特に炉底部3と配管2との成す角が鋭角となる範囲は、探傷困難部4となってしまう。   As shown in FIG. 3 (A), in the welded portion between the furnace bottom portion 3 and the pipe 2, there can be a portion where the angle formed between each other is an acute angle. If an ultrasonic flaw detection inspection is to be performed in such a weld, a range in which flaw detection is difficult occurs due to the structural approach limit of the ultrasonic sensor 11. For example, there is a possibility that the beam 5 cannot be incident on a place where the inspection is originally desired. Therefore, as shown in FIG. 3B, a certain range around the pipe 2, in particular, a range where the angle formed by the furnace bottom 3 and the pipe 2 becomes an acute angle becomes the flaw detection difficult part 4.

これに対し、本実施形態における超音波探傷装置1は、支持装置10を用いることにより、探傷困難部4であっても好適に探傷検査を行うことができる。以下、超音波探傷装置1および支持装置10の作用を、フローチャートを用いて具体的に説明する。   On the other hand, the ultrasonic flaw detector 1 according to the present embodiment can suitably perform a flaw detection inspection even when the flaw detection difficult part 4 is used by using the support device 10. Hereinafter, the operation of the ultrasonic flaw detector 1 and the support device 10 will be specifically described with reference to flowcharts.

図4は、本実施形態における超音波探傷装置1により実施される超音波探傷処理を説明するフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart for explaining ultrasonic flaw detection processing performed by the ultrasonic flaw detection apparatus 1 in the present embodiment.

図5(A)および(B)は、炉底部3に対して配管2が非直交に溶接された箇所を検査対象とする超音波探傷装置1の説明図である。   5 (A) and 5 (B) are explanatory views of the ultrasonic flaw detector 1 for inspecting a place where the pipe 2 is welded non-orthogonally to the furnace bottom 3.

ステップS1において、超音波センサ11を備えた支持装置10が検査対象に設置される。具体的には、設置機構15のクランプ部材16が、配管2に取り付けられる。このとき、ローラ20が炉底部表面3aに接し、超音波センサ11の発振面12と炉底部表面3aとの距離が一定となるように、クランプ部材16は調整されて設置される。ローラ20は、炉底部表面3a上を転がることにより移動超音波センサを移動可能である。保持機構25は、センサ支持部材18のバネ19に付勢されて、炉底部表面3aに押し付けられる。これにより、ローラ20と超音波センサ11の発振面12との距離は常に一定となるよう、超音波センサ11の高さが設定される。   In step S1, the support device 10 including the ultrasonic sensor 11 is installed on the inspection target. Specifically, the clamp member 16 of the installation mechanism 15 is attached to the pipe 2. At this time, the clamp member 16 is adjusted and installed so that the roller 20 is in contact with the furnace bottom surface 3a and the distance between the oscillation surface 12 of the ultrasonic sensor 11 and the furnace bottom surface 3a is constant. The roller 20 can move the moving ultrasonic sensor by rolling on the furnace bottom surface 3a. The holding mechanism 25 is biased by the spring 19 of the sensor support member 18 and pressed against the furnace bottom surface 3a. Thereby, the height of the ultrasonic sensor 11 is set so that the distance between the roller 20 and the oscillation surface 12 of the ultrasonic sensor 11 is always constant.

また、図5(A)および(B)に示すように、センサ支持部材18は、炉底部3の傾き度合いによりアーム部材17に対して上下方向に移動する。コントローラ30の機構制御部31は、センサ支持部材18の移動量を検知し、超音波センサ11a、11bの中心が常に配管2(配管溶接部、目的の探傷部位)となるよう、アーム部材17の移動量を制御する。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the sensor support member 18 moves in the vertical direction with respect to the arm member 17 according to the degree of inclination of the furnace bottom portion 3. The mechanism control unit 31 of the controller 30 detects the amount of movement of the sensor support member 18 so that the center of the ultrasonic sensors 11a and 11b is always the pipe 2 (pipe welded part, target flaw detection site). Control the amount of movement.

ステップS2において、超音波探傷装置1は、検査対象の表面形状を計測するために、超音波を送受信する。具体的には、コントローラ30のセンサ制御部32は、超音波センサ11(送信用の超音波センサ11a)から超音波ビームを送信するよう制御する。また、センサ制御部32は、超音波センサ11(受信用の超音波センサ11b)が炉底部表面3aや溶接部から反射した超音波ビームを受信するよう制御する。   In step S2, the ultrasonic flaw detector 1 transmits and receives ultrasonic waves in order to measure the surface shape of the inspection target. Specifically, the sensor control unit 32 of the controller 30 controls to transmit an ultrasonic beam from the ultrasonic sensor 11 (transmission ultrasonic sensor 11a). The sensor control unit 32 also controls the ultrasonic sensor 11 (receiving ultrasonic sensor 11b) to receive an ultrasonic beam reflected from the furnace bottom surface 3a and the welded portion.

例えば、センサ制御部32は、1chずつ超音波ビームを発しながら、2つの超音波センサ11の全chで反射した超音波ビームを受信する。このとき、機構制御部31は、回転機構29を制御することにより、超音波センサ11を1回転(360度回転)させる。回転に伴い、ローラ20が接する炉底部表面3aの傾斜も変化するため、設置機構15は傾斜に伴い超音波センサ11の位置を調整する。センサ制御部32は、回転しながら超音波の送受信を全chで実施する。得られた超音波ビーム波形は、検査対象の表面形状を3次元的に表す信号である。この信号は、受信波形データとして演算部33に記憶される。   For example, the sensor control unit 32 receives the ultrasonic beams reflected by all the channels of the two ultrasonic sensors 11 while emitting the ultrasonic beam for each channel. At this time, the mechanism control unit 31 controls the rotation mechanism 29 to rotate the ultrasonic sensor 11 once (rotate 360 degrees). As the rotation rotates, the inclination of the furnace bottom surface 3a with which the roller 20 contacts also changes, so the installation mechanism 15 adjusts the position of the ultrasonic sensor 11 with the inclination. The sensor control unit 32 performs transmission / reception of ultrasonic waves in all channels while rotating. The obtained ultrasonic beam waveform is a signal that three-dimensionally represents the surface shape of the inspection object. This signal is stored in the calculation unit 33 as received waveform data.

ステップS3において、演算部33は、受信波形データに基づいて、開口合成法を用いることにより検査対象(配管2の溶接部およびその近傍の炉底部表面3a)の3次元的な表面形状を算出する。   In step S3, the calculation unit 33 calculates the three-dimensional surface shape of the inspection target (the welded portion of the pipe 2 and the furnace bottom portion surface 3a in the vicinity thereof) by using the aperture synthesis method based on the received waveform data. .

ステップS4において、演算部33は、検査対象の表面形状に基づいて、超音波ビームを送信する際の遅延時間(超音波ビーム送信のタイミング)を算出する。遅延時間は、表面形状を考慮した上で、超音波ビームを所望の位置に収束させる値である。例えば、炉底部3における配管2の溶接部は、炉底部表面3aから5〜20mmに欠陥が発生しやすく、超音波探傷時においてはこの深さにおける検査を要する。このため、演算部33は、5〜20mmの位置に超音波ビームが収束するように(焦点となるよう)、遅延時間を算出する。遅延時間の算出方法は、公知の種々の技術を適用することができる。   In step S4, the calculation unit 33 calculates a delay time (ultrasonic beam transmission timing) when transmitting the ultrasonic beam based on the surface shape of the inspection target. The delay time is a value for converging the ultrasonic beam to a desired position in consideration of the surface shape. For example, the welded portion of the pipe 2 in the furnace bottom 3 is likely to have a defect of 5 to 20 mm from the furnace bottom surface 3a, and inspection at this depth is required at the time of ultrasonic flaw detection. For this reason, the calculating part 33 calculates delay time so that an ultrasonic beam may be converged on the position of 5-20 mm (it becomes a focus). Various known techniques can be applied to the delay time calculation method.

ステップS5において、センサ制御部32は、検査対象の探傷検査のために、超音波を送受信する。センサ制御部32は、遅延時間算出ステップS4で算出された遅延時間を用いて超音波センサ11から送信される超音波ビームのタイミングを制御する。   In step S5, the sensor control unit 32 transmits / receives ultrasonic waves for the flaw detection inspection to be inspected. The sensor control unit 32 controls the timing of the ultrasonic beam transmitted from the ultrasonic sensor 11 using the delay time calculated in the delay time calculation step S4.

このとき、機構制御部31は、角度調整アクチュエータ27で超音波センサ11の発振面12の角度を調整することができる。これにより、探傷が困難な炉底部3と配管2とが成す角が鋭角であり、最も傾斜が厳しい領域(探傷困難部4)においても、超音波探傷装置1は、検査対象(炉底部3と配管2の境界部)に任意の屈折角の超音波ビームを入射可能な角度に超音波センサ11を配置し、保持することができる。   At this time, the mechanism control unit 31 can adjust the angle of the oscillation surface 12 of the ultrasonic sensor 11 with the angle adjustment actuator 27. As a result, the angle formed between the furnace bottom portion 3 and the pipe 2 that is difficult to detect flaws is an acute angle, and the ultrasonic flaw detector 1 is inspected (furnace bottom portion 3 and The ultrasonic sensor 11 can be disposed and held at an angle at which an ultrasonic beam having an arbitrary refraction angle can be incident on the boundary portion of the pipe 2.

ここで、図6は、検査対象に超音波ビームを送受信する様子を示す説明図である。図6(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は側面図である。受信用の超音波センサ11aと、送信用の超音波センサ11bとは、配管2を中心に等しい距離で配置される。また、超音波探傷装置1は、所望の焦点に超音波ビーム5が入射されるように、遅延時間や発振面12の角度を決定することができる。このため、従来では探傷困難部4となる炉底部3と配管2とが成す角が鋭角となる部分であっても、確実に超音波ビーム5を入射することができ、また反射波を受信することができる。これにより、超音波探傷装置1は、探傷困難部4においても、所望の位置に正確に超音波ビームを伝搬させることができる。   Here, FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which an ultrasonic beam is transmitted / received to / from an inspection target. 6A is a plan view, FIG. 6B is a front view, and FIG. 6C is a side view. The ultrasonic sensor 11a for reception and the ultrasonic sensor 11b for transmission are arranged at an equal distance with the pipe 2 as the center. Moreover, the ultrasonic flaw detector 1 can determine the delay time and the angle of the oscillation surface 12 so that the ultrasonic beam 5 is incident on a desired focal point. For this reason, the ultrasonic beam 5 can be surely incident and a reflected wave can be received even in a portion where the angle formed by the furnace bottom 3 and the pipe 2, which conventionally becomes the flaw detection difficult portion 4, is an acute angle. be able to. Thereby, the ultrasonic flaw detection apparatus 1 can accurately propagate the ultrasonic beam to a desired position even in the flaw detection difficult portion 4.

本実施形態における超音波探傷装置1は、超音波センサ11を配管2から等距離に、かつ配管2周りに回転可能に支持する支持装置10を有するため、検査対象を制限することなく好適に探傷検査を行うことができる。   The ultrasonic flaw detector 1 according to the present embodiment includes the support device 10 that supports the ultrasonic sensor 11 at an equal distance from the pipe 2 and rotatably around the pipe 2, so that flaw detection is suitably performed without limiting the inspection target. Inspection can be performed.

また、支持装置10は、設置機構15、保持機構25、回転機構29、およびこれらを制御するコントローラ30を備えるため、超音波センサ11を探傷検査に最適な位置に適宜移動させることができる。これにより、支持装置10は、炉底部3に対する配管2の取り付け角度が変化する配管2に対しても、段取り替えを不要とし、連続して探傷をすることができる。   Further, since the support device 10 includes the installation mechanism 15, the holding mechanism 25, the rotation mechanism 29, and the controller 30 that controls these, the ultrasonic sensor 11 can be appropriately moved to a position optimal for flaw detection inspection. As a result, the support device 10 can perform flaw detection continuously even for the pipe 2 in which the mounting angle of the pipe 2 with respect to the furnace bottom 3 changes.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、探傷検査のための送受信ステップS5は、表面形状計測のための送受信ステップS2で得られた受信波形データを用いてオフラインで再構成するステップに置き換えてもよい。演算部33は、表面形状を計測するために取得した受信波形データを用いて、算出された遅延時間に基づいて受信波形データを信号処理することにより、検査対象の探傷結果を取得する。この場合、超音波探傷装置1は、探傷屈折角を変更してその都度改めて探傷する作業を行うことなく(オンラインでの作業を低減させて)、探傷結果を評価をすることができる。   For example, the transmission / reception step S5 for the flaw detection inspection may be replaced with a step of performing offline reconstruction using the reception waveform data obtained in the transmission / reception step S2 for surface shape measurement. The calculation unit 33 acquires the flaw detection result of the inspection target by performing signal processing on the received waveform data based on the calculated delay time using the received waveform data acquired for measuring the surface shape. In this case, the ultrasonic flaw detector 1 can evaluate the flaw detection result without changing the flaw detection refraction angle and performing the flaw detection operation each time (reducing the online work).

また、超音波探傷装置1は、角度調整アクチュエータ27で超音波センサ11の発振面12の角度を調節することにより、炉底部3(溶接部)の内部の欠陥のみならず、炉底部表面3aに開口した亀裂欠陥を検出することもできる。具体的には、機構制御部31は、超音波ビームの軸線が欠陥が発生しやすい溶接部内の深さ5〜20mm位置で交差するように、角度調整アクチュエータ27で超音波センサ11を調整する。これにより、超音波探傷装置1は、炉底部表面3aに開口している亀裂欠陥を効率よく検出することができる。   In addition, the ultrasonic flaw detector 1 adjusts the angle of the oscillation surface 12 of the ultrasonic sensor 11 with the angle adjusting actuator 27, so that not only the defects inside the furnace bottom 3 (welded part) but also the furnace bottom surface 3 a Open crack defects can also be detected. Specifically, the mechanism control unit 31 adjusts the ultrasonic sensor 11 with the angle adjustment actuator 27 so that the axis of the ultrasonic beam intersects at a depth of 5 to 20 mm in the welded portion where defects are likely to occur. Thereby, the ultrasonic flaw detector 1 can detect efficiently the crack defect opened to the furnace bottom part surface 3a.

さらに、超音波探傷装置1は、角度調整アクチュエータ27を利用し、1つの超音波センサ11でパルスエコー探傷を行うこともできる。これにより、超音波探傷装置1は、溶接線に対して法線方向(放射方向)に進展する欠陥をも探傷することができる。   Furthermore, the ultrasonic flaw detector 1 can also perform pulse echo flaw detection with one ultrasonic sensor 11 using the angle adjustment actuator 27. Thereby, the ultrasonic flaw detector 1 can also detect defects that develop in the normal direction (radial direction) with respect to the weld line.

1 超音波探傷装置
2 BMI配管(配管)
3 原子炉容器の炉底部
10 超音波センサ支持装置(支持装置)
11、11a、11b 超音波センサ
15 設置機構
16 クランプ部材
17 アーム部材
18 センサ支持部材
19 弾性体
25 保持機構
26 保持筐体
27 角度調整アクチュエータ
29 回転機構
30 コントローラ
31 機構制御部
32 センサ制御部
33 演算部
1 Ultrasonic flaw detector 2 BMI piping (piping)
3 Reactor vessel bottom 10 Ultrasonic sensor support device (support device)
11, 11a, 11b Ultrasonic sensor 15 Installation mechanism 16 Clamp member 17 Arm member 18 Sensor support member 19 Elastic body 25 Holding mechanism 26 Holding housing 27 Angle adjustment actuator 29 Rotating mechanism 30 Controller 31 Mechanism control unit 32 Sensor control unit 33 Calculation Part

Claims (11)

第1の構造物に対して第2の構造物が所定の角度を成して溶接された溶接部を検査対象とする超音波探傷検査を行う超音波探傷装置において、
超音波を送受信する一組の超音波センサと、
前記第2の構造物に取り付けられた設置機構と、前記設置機構と連結され各前記超音波センサの発振面と、前記第1の構造物の表面との距離を一定に保ちながら前記一組の超音波センサを保持する保持機構と、前記設置機構を前記第2の構造物周りに回転させる回転機構と、前記設置機構、前記保持機構および前記回転機構を制御するコントローラとを有する支持装置と、を備え、
前記コントローラは、前記一組の超音波センサが前記第2の構造物から一定距離に位置するように前記設置機構を制御することを特徴とする超音波探傷装置。
In an ultrasonic flaw detection apparatus that performs ultrasonic flaw detection inspection on a welded portion where a second structure is welded at a predetermined angle with respect to the first structure,
A set of ultrasonic sensors for transmitting and receiving ultrasonic waves;
An installation mechanism attached to the second structure, and the set of sets while maintaining a constant distance between an oscillation surface of each of the ultrasonic sensors connected to the installation mechanism and the surface of the first structure. A support device having a holding mechanism for holding an ultrasonic sensor, a rotation mechanism for rotating the installation mechanism around the second structure, and a controller for controlling the installation mechanism, the holding mechanism, and the rotation mechanism; With
The ultrasonic controller according to claim 1, wherein the controller controls the installation mechanism so that the set of ultrasonic sensors is located at a certain distance from the second structure.
前記設置機構は、
前記第2の構造物をクランプするクランプ部材と、
前記クランプ部材に連結され、前記第2の構造物に対してほぼ直交する方向にアーム部材長さ方向を有し、前記クランプ部材に対して相対的に前記アーム部材長さ方向に移動するアーム部材と、
前記アーム部材に連結され、前記アーム部材に対してほぼ直交する方向にセンサ支持部材長さ方向を有し、前記アーム部材に対して相対的に前記センサ支持部材長さ方向に移動するセンサ支持部材と、を備え、
前記保持機構は、
前記センサ支持部材の前記第1の構造物表面側の一端側に連結され、各前記超音波センサを収容する保持筐体と、
各前記超音波センサの前記発振面と前記第1の構造物表面との距離を一定に保ちながら、前記第1の構造物と前記発振面とが平行になるように前記一組の超音波センサを移動させる移動部材と、
を備えた請求項1記載の超音波探傷装置。
The installation mechanism is
A clamp member for clamping the second structure;
An arm member connected to the clamp member, having an arm member length direction in a direction substantially perpendicular to the second structure, and moving in the arm member length direction relative to the clamp member When,
A sensor support member connected to the arm member, having a sensor support member length direction in a direction substantially orthogonal to the arm member, and moving in the sensor support member length direction relative to the arm member And comprising
The holding mechanism is
A holding housing that is connected to one end of the sensor support member on the surface side of the first structure and accommodates each of the ultrasonic sensors;
The set of ultrasonic sensors so that the first structure and the oscillation surface are parallel to each other while maintaining a constant distance between the oscillation surface of each of the ultrasonic sensors and the surface of the first structure. A moving member that moves
The ultrasonic flaw detector according to claim 1, comprising:
前記保持機構は、各前記超音波センサから発振される超音波ビームの方向に直交する軸周りに、前記超音波センサを回転させる角度調整機構をさらに備えた請求項2記載の超音波探傷装置。   The ultrasonic flaw detection apparatus according to claim 2, wherein the holding mechanism further includes an angle adjustment mechanism that rotates the ultrasonic sensor around an axis orthogonal to a direction of an ultrasonic beam oscillated from each ultrasonic sensor. 前記センサ支持部材における前記センサ支持部材と前記アーム部材との連結部より前記第1の構造物の表面側に設けられ、前記センサ支持部材の長さ方向に付勢することにより、前記移動部材を前記第1の構造物の表面に接触させる弾性体をさらに備えた請求項2または3記載の超音波探傷装置。   Provided on the surface side of the first structure from the connecting portion of the sensor support member and the arm member in the sensor support member, and urging in the length direction of the sensor support member, The ultrasonic flaw detector according to claim 2, further comprising an elastic body that is brought into contact with the surface of the first structure. 前記コントローラは、前記回転機構を回転させながら前記超音波センサで前記超音波ビームを送受信し、得られた受信波形データから前記検査対象の表面形状を求め、前記検査対象の前記表面形状に基づいて前記検査対象の探傷に必要な超音波ビーム送信の遅延時間を演算する演算部をさらに備えた請求項1〜4のいずれか一項記載の超音波探傷装置。   The controller transmits and receives the ultrasonic beam with the ultrasonic sensor while rotating the rotation mechanism, obtains the surface shape of the inspection object from the obtained received waveform data, and based on the surface shape of the inspection object The ultrasonic flaw detection apparatus according to claim 1, further comprising a calculation unit that calculates a delay time of ultrasonic beam transmission necessary for flaw detection of the inspection target. 前記一組の超音波センサは、多チャンネルフェーズドアレイプローブであり、
前記演算部は、前記一組の超音波センサの全チャンネル分のパルサレシーバを有し、1チャンネルずつ超音波ビームを発しながら前記一組の超音波センサの全チャンネルで反射した超音波ビームを受信することにより、前記表面形状を求めるための受信波形データを取得し、前記検査対象の3次元の前記表面形状を求める請求項5記載の超音波探傷装置。
The set of ultrasonic sensors is a multi-channel phased array probe;
The arithmetic unit has pulsar receivers for all channels of the set of ultrasonic sensors and receives ultrasonic beams reflected by all channels of the set of ultrasonic sensors while emitting ultrasonic beams one by one. The ultrasonic flaw detector according to claim 5, wherein reception waveform data for obtaining the surface shape is obtained to obtain the three-dimensional surface shape of the inspection object.
前記演算部は、前記表面形状を求めるために得られた前記受信波形データを用いてオフラインで再構成することにより、前記検査対象の前記超音波探傷検査を行う請求項5または6記載の超音波探傷装置。 The ultrasonic wave according to claim 5 or 6, wherein the calculation unit performs the ultrasonic flaw detection inspection of the inspection target by performing offline reconstruction using the received waveform data obtained for obtaining the surface shape. Flaw detection equipment. 第1の構造物に対して第2の構造物が所定の角度を成して溶接された溶接部を検査対象とする超音波探傷検査を行うために用いられる超音波ビームを送受信する一組の超音波センサを支持する超音波センサ支持装置において、
前記第2の構造物に連結された設置機構と、
前記設置機構と連結され各前記超音波センサの発振面と、前記第1の構造物の表面との距離を一定に保ちながら前記一組の超音波センサを保持する保持機構と、
前記設置機構を前記第2の構造物周りに回転させる回転機構と、前記設置機構、保持機構および前記回転機構を制御するコントローラとを有する支持装置と、を備え、
前記コントローラは、前記一組の超音波センサが前記第2の構造物から一定距離に位置するように前記設置機構を制御することを特徴とする超音波センサ支持装置。
A set of transmitting and receiving an ultrasonic beam used for performing an ultrasonic flaw inspection in which a welded portion in which a second structure is welded at a predetermined angle with respect to the first structure is to be inspected. In the ultrasonic sensor support device that supports the ultrasonic sensor,
An installation mechanism coupled to the second structure;
A holding mechanism connected to the installation mechanism and holding the set of ultrasonic sensors while maintaining a constant distance between the oscillation surface of each ultrasonic sensor and the surface of the first structure;
A rotation mechanism that rotates the installation mechanism around the second structure, and a support device that includes a controller that controls the installation mechanism, a holding mechanism, and the rotation mechanism,
The ultrasonic sensor support device, wherein the controller controls the installation mechanism so that the set of ultrasonic sensors is located at a certain distance from the second structure.
前記設置機構は、
前記第2の構造物をクランプするクランプ部材と、
前記クランプ部材に連結され、前記第2の構造物に対してほぼ直交する方向にアーム部材長さ方向を有し、前記クランプ部材に対して相対的に前記アーム部材長さ方向に移動するアーム部材と、
前記アーム部材に連結され、前記アーム部材に対してほぼ直交する方向にセンサ支持部材長さ方向を有し、前記アーム部材に対して相対的に前記センサ支持部材長さ方向に移動するセンサ支持部材と、を備え、
前記保持機構は、
前記センサ支持部材の前記第1の構造物表面側の一端側に連結され、各前記超音波センサを収容する保持筐体と、
各前記超音波センサの前記発振面と前記第1の構造物表面との距離を一定に保ちながら、前記第1の構造物と前記発振面とが平行になるように前記一組の超音波センサを移動させる移動部材と、
を備えた請求項8記載の超音波センサ支持装置。
The installation mechanism is
A clamp member for clamping the second structure;
An arm member connected to the clamp member, having an arm member length direction in a direction substantially perpendicular to the second structure, and moving in the arm member length direction relative to the clamp member When,
A sensor support member connected to the arm member, having a sensor support member length direction in a direction substantially orthogonal to the arm member, and moving in the sensor support member length direction relative to the arm member And comprising
The holding mechanism is
A holding housing that is connected to one end of the sensor support member on the surface side of the first structure and accommodates each of the ultrasonic sensors;
The set of ultrasonic sensors so that the first structure and the oscillation surface are parallel to each other while maintaining a constant distance between the oscillation surface of each of the ultrasonic sensors and the surface of the first structure. A moving member that moves
The ultrasonic sensor support device according to claim 8, comprising:
第1の構造物に対して第2の構造物が所定の角度を成して溶接された溶接部を検査対象とする超音波探傷方法において、
超音波ビームを送受信する一組の超音波センサと、前記第2の構造物に連結された設置機構と、前記設置機構と連結され各前記超音波センサの発振面と、前記第1の構造物の表面との距離を一定に保ちながら前記一組の超音波センサを保持する保持機構と、前記設置機構を前記第2の構造物周りに回転させる回転機構と、を準備するステップと、
前記一組の超音波センサが前記第2の構造物から一定距離に位置するように前記設置機構を制御するステップと、
前記回転機構を回転させながら前記超音波センサで前記超音波ビームを送受信するステップと、
前記超音波ビームの送受信により得られた受信波形データから前記検査対象の表面形状を求めるステップと、
前記検査対象の前記表面形状に基づいて前記検査対象の探傷に必要な超音波ビーム送信の遅延時間を演算するステップと、
前記遅延時間に基づいて前記検査対象の探傷検査を行う探傷ステップと、を備えたことを特徴とする超音波探傷方法。
In the ultrasonic flaw detection method for inspecting a welded portion in which the second structure is welded at a predetermined angle with respect to the first structure,
A set of ultrasonic sensors for transmitting and receiving an ultrasonic beam, an installation mechanism connected to the second structure, an oscillation surface of each ultrasonic sensor connected to the installation mechanism, and the first structure Preparing a holding mechanism that holds the set of ultrasonic sensors while maintaining a constant distance from the surface of the surface, and a rotation mechanism that rotates the installation mechanism around the second structure;
Controlling the installation mechanism such that the set of ultrasonic sensors is located at a constant distance from the second structure;
Transmitting and receiving the ultrasonic beam with the ultrasonic sensor while rotating the rotating mechanism;
Obtaining a surface shape of the inspection object from received waveform data obtained by transmitting and receiving the ultrasonic beam;
Calculating a delay time of ultrasonic beam transmission necessary for flaw detection of the inspection object based on the surface shape of the inspection object;
An ultrasonic flaw detection method comprising: a flaw detection step of performing flaw detection inspection of the inspection object based on the delay time.
各前記超音波センサから発振される超音波ビームの方向に直交する軸周りに、前記超音波センサを回転させて、前記一組の超音波センサのうち一方の超音波センサを利用してパルスエコー探傷を行うステップを備えた請求項10記載の超音波探傷方法。   The ultrasonic sensor is rotated around an axis orthogonal to the direction of the ultrasonic beam oscillated from each of the ultrasonic sensors, and pulse echo is performed using one ultrasonic sensor of the set of ultrasonic sensors. The ultrasonic flaw detection method according to claim 10, further comprising a step of performing flaw detection.
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