JP2014048169A - 超音波探傷法及び超音波探傷装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 送信用フェーズドアレイ探触子2から超音波を所望の焦点位置Xに集束させるように送信し、送信用フェーズドアレイ探触子2の回折波を受信用フェーズドアレイ探触子3で受信し、焦点位置Xを維持しつつ送信用フェーズドアレイ探触子2及び受信用フェーズドアレイ探触子3の少なくとも一方を被険部Tに沿って移動させて複数の異なる屈折角(α,β)による回折波を受信用フェーズドアレイ探触子3によって受信し、異なる屈折角(α,β)による受信信号に基づく探傷画像を表示する。
【選択図】 図3
Description
送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子を保持するとともに前記送信用フェーズドアレイ探触子及び前記受信用フェーズドアレイ探触子の少なくとも一方をモータ動力により被検部に沿って移動させるスキャン装置と、
前記送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子の振動子を電子制御する電子制御装置と、
前記スキャン装置の位置情報及び前記電子制御装置の受信信号情報に基づいて探傷画像データを生成する演算処理装置と、
前記探傷画像データを画像表示する画像表示装置と、を備え、
前記電子制御装置は、前記送信用フェーズドアレイ探触子から超音波を所望の焦点位置に集束させるように送信するとともに、前記焦点位置を維持しつつ前記スキャン装置による前記送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子の少なくとも一方の移動に応じて複数の異なる屈折角による回折波を前記受信用フェーズドアレイ探触子によって受信するように制御することを特徴する。
フェーズドアレイ探触子の振動子群を送信用の振動子群と受信用の振動子群とに分けて電子的に制御する電子制御装置と、
前記電子制御装置の送受信信号情報に基づいて探傷画像データを生成する演算処理装置と、
前記探傷画像データを画像表示する画像表示装置と、を備え、
前記電子制御装置は、前記送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子の少なくとも一方を電子的に移動させるとともに、送信用フェーズドアレイ探触子から超音波を所望の焦点位置に集束させるように送信し、前記焦点位置を維持しつつ前記送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子の少なくとも一方の移動に応じて複数の異なる屈折角による回折波を前記受信用の振動子によって受信するように制御することを特徴とする。
図5に、Ni基合金溶接部SCC(Stress Corrosion Cracking:応力腐食割れ) 試験体を示す。図5(a)は平面図、図5(b)は長手方向の中央縦断面図、図5(c)は短手方向の縦断面図である。試験体は、厚さ40mmのステンレス鋼SUS316平板10,11をインコネル600溶接材により突合せ溶接したものである。溶接部12に溶接線と直交方向に2個のSCC(SCC‐A、SCC−B)および放電加工(Electric Discharge Machining ; EDM)スリットを加工付与した。
使用したフェーズドアレイ探触子は、周波数2.25MHz、配列2×16または4×8のマトリクスアレイ探触子である。フェーズドアレイ探触子は試験体表面に直接接触またはウェッジを介して接触させて測定を行った。
送信用と受信用のフェーズドアレイ探触子を移動させるために、走査スキャナを用いた。走査スキャナは、送信用と受信用のフェーズドアレイ探触子を一定間隔で保持して、試験体表面上を2次元方向に移動走査する。送信用と受信用のフェーズドアレイ探触子の超音波ビームの方向および移動走査方向を、SCCの割れ面に対して垂直方向とした。
図6〜図9にSCC−Aの探傷画像を示す。4種の探触子条件として、図6は2×16マトリクスアレイ探触子のウェッジなし、図7は2×16マトリクスアレイ探触子のウェッジあり,図8は4×8マトリクスアレイ探触子のウェッジなし、図9は4×8マトリクスアレイ探触子のウェッジあり、の結果を示している。図6〜図9は、探傷画像であり、上段から準に、Cスコープ(試験体上面からの平面図)、Bスコープ(SCC割れ面に垂直方向における断面図)、およびDスコープ(SCC割れ面に平行方向における断面図)である。水平方向には、走査角‐30°、−15°、0°、15°、30°の探傷画像を示している。異なる焦点深さ条件で得られた探傷結果のうち、後述のSCC切断調査により測定されたSCC−A深さに近い、焦点深さ8mmの結果を図6〜図9に示した。
図10〜図13に、図6〜図9に示した焦点深さ8mmで異なる屈折角条件の探傷データを重ね合わせて平均化処理した結果を示す。図10〜図13は、異なる屈折角条件の結果が焦点深さ条件ごとに1枚の探傷画像として得られ、そのうち、焦点深さ8mmのものを示したものである。
図14は、SCC−Aの破断調査結果を示し、割れ面に垂直方向に切断し、割れの断面を撮影した写真である。割れは複数存在し、その深さは6〜7mmであった。
2 送信用フェーズドアレイ探触子
2a 振動子
3 受信用フェーズドアレイ探触子
3a 振動子
4 スキャン装置
5 電子制御装置
6 演算処理装置
7 画像表示装置
α、β 屈折角
C き裂
T 検査体
X 焦点位置
Claims (12)
- 送信用フェーズドアレイ探触子から超音波を所望の焦点位置に集束させるように送信する集束ステップと、
前記送信用フェーズドアレイ探触子の回折波を受信用フェーズドアレイ探触子で受信する受信ステップと、
前記焦点位置を維持しつつ前記送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子の少なくとも一方を被険部に沿って移動させて複数の異なる屈折角による回折波を前記受信用フェーズドアレイ探触子によって受信する移動受信ステップと、
異なる屈折角による受信信号に基づく探傷画像を表示する画像表示ステップと、
を含むことを特徴とする超音波探傷法。 - 前記移動受信ステップは、前記送信用フェーズドアレイ探触子と前記受信用フェーズドアレイ探触子との間隔を一定に保って、前記送信用フェーズドアレイ探触子と前記受信用フェーズドアレイ探触子とを移動させることを特徴とする請求項1に記載の超音波探傷法。
- 前記移動受信ステップは、前記送信用フェーズドアレイ探触子と前記受信用フェーズドアレイ探触子とを、両者の間隔を変更するように移動させることを特徴とする請求項1に記載の超音波探傷法。
- 前記画像表示ステップは、異なる屈折角で受信した複数の回折波信号に基づく複数の探傷画像を同時に画像表示することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の超音波探傷法。
- 前記画像表示ステップは、異なる屈折角で受信した複数の回折波信号を平均化処理し、平均化処理した情報に基づいて探傷画像を画像表示することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の超音波探傷法。
- 送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子を保持するとともに前記送信用フェーズドアレイ探触子及び前記受信用フェーズドアレイ探触子の少なくとも一方をモータ動力により被検部に沿って移動させるスキャン装置と、
前記送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子の振動子を電子制御する電子制御装置と、
前記スキャン装置の位置情報及び前記電子制御装置の受信信号情報に基づいて探傷画像データを生成する演算処理装置と、
前記探傷画像データを画像表示する画像表示装置と、を備え、
前記電子制御装置は、前記送信用フェーズドアレイ探触子から超音波を所望の焦点位置に集束させるように送信するとともに、前記焦点位置を維持しつつ前記スキャン装置による前記送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子の少なくとも一方の移動に応じて複数の異なる屈折角及び焦点位置による回折波を前記受信用フェーズドアレイ探触子によって受信するように制御することを特徴する超音波探傷装置。 - 前記スキャン装置は、前記送信用フェーズドアレイ探触子と前記受信用フェーズドアレイ探触子との間隔を一定に保って、前記送信用フェーズドアレイ探触子と前記受信用フェーズドアレイ探触子とを移動させることを特徴とする請求項6に記載の超音波探傷装置。
- 前記スキャン装置は、前記送信用フェーズドアレイ探触子と前記受信用フェーズドアレイ探触子とを、両者の間隔を変更するように移動させることを特徴とする請求項6に記載の超音波探傷装置。
- フェーズドアレイ探触子の振動子群を送信用の振動子群と受信用の振動子群とに分けて電子的に制御する電子制御装置と、
前記電子制御装置の送受信信号情報に基づいて探傷画像データを生成する演算処理装置と、
前記探傷画像データを画像表示する画像表示装置と、を備え、
前記電子制御装置は、前記送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子の少なくとも一方を電子的に移動させるとともに、送信用フェーズドアレイ探触子から超音波を所望の焦点位置に集束させるように送信し、前記焦点位置を維持しつつ前記送信用フェーズドアレイ探触子及び受信用フェーズドアレイ探触子の少なくとも一方の移動に応じて複数の異なる屈折角による回折波を前記受信用の振動子によって受信するように制御することを特徴とする超音波探傷装置。 - 前記電子制御装置は、前記送信用フェーズドアレイ探触子と前記受信用フェーズドアレイ探触子との間隔を一定に保って、前記送信用フェーズドアレイ探触子と前記受信用フェーズドアレイ探触子とを移動させることを特徴とする請求項9に記載の超音波探傷装置。
- 前記電子制御装置は、前記送信用フェーズドアレイ探触子と前記受信用フェーズドアレイ探触子とを、両者の間隔を変更するように移動させることを特徴とする請求項9に記載の超音波探傷装置。
- 前記演算処理装置は、前記受信用フェーズドアレイ探触子で受信した複数の異なる屈折角の回折波信号を平均化処理する処理を含み、前記画像表示装置は、前記平均化処理した情報に基づいて探傷画像を表示することを特徴とする請求項9〜11の何れかに記載の超音波探傷装置。
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