JP2015045536A - Small-diameter pipe inspection device and inspection method for the same - Google Patents

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泰 手島
Yasushi Tejima
泰 手島
佳成 小村
Yoshinari Komura
佳成 小村
重行 松原
Shigeyuki Matsubara
重行 松原
恭平 吉川
Kyohei Yoshikawa
恭平 吉川
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Non Destructive Inspection Co Ltd
Kanden Plant Corp
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Non Destructive Inspection Co Ltd
Kanden Plant Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection device capable of efficiently and precisely inspecting a small-diameter pipe.SOLUTION: A small-diameter pipe inspection device inspecting a small-diameter pipe includes: a first ultrasonic flaw detection device having a plurality of transducers 7 disposed over the circumferential direction on the outer circumferential face of the pipe, emitting ultrasonic waves to the axial direction of the pipe from the respective transducers 7, and receiving reflection waves thereof to specify a range in which a flaw is present in the pipe; and a second ultrasonic flaw detection device having a plurality of transducers disposed in one or more lines, controlling ultrasonic transmission timing of the respective transducers emitted in the thickness direction from outside the pipe to converge an ultrasonic wave to an arbitrary position, and receiving the reflection wave thereof to detect the flaw of the pipe.

Description

本発明は、超音波探触子を用いて小口径配管を点検する点検装置、及びその方法に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus for inspecting small-diameter piping using an ultrasonic probe, and a method thereof.

化学工場や製造工場、発電プラント等の各種設備では、外径750mm以下の小口径配管が多く設置されているが、設置後に配管が部分的に腐食して配管の板厚が薄くなる減肉部が発生する場合がある。そこで、配管の健全性を確認するために、例えば、目視やファイバースコープなどを用いて配管の内面点検が行われている(特許文献1参照)。   In various facilities such as chemical factories, manufacturing plants, power plants, etc., many small-diameter pipes with an outer diameter of 750 mm or less are installed. May occur. Then, in order to confirm the soundness of piping, the inner surface inspection of piping is performed using visual observation, a fiber scope, etc. (refer patent document 1).

しかしながら、目視やファイバースコープを用いて行う点検方法では、欠陥位置や欠陥状況を精確に把握することが困難なうえ、配管のフランジ部(連結部)を取り外さなければならず、その取り外し作業及び点検後の取り付け作業、さらにはフランジ部におけるシール性の確認作業等に時間がかかるといった問題がある。また、フランジ部の取り外し作業及び取り付け作業を行うことで、配管内面を覆っている耐食材としてのライニングやシール部材としてのパッキンなどに新たな欠陥が生じる虞もある。   However, in the inspection method performed visually or using a fiberscope, it is difficult to accurately grasp the defect position and defect status, and the flange portion (connecting portion) of the pipe must be removed. There is a problem that it takes time for the subsequent mounting work, and further, the work for confirming the sealing performance at the flange portion. Further, when the flange portion is removed and attached, new defects may occur in the lining as a corrosion-resistant material covering the inner surface of the pipe and the packing as a seal member.

これに対し、フランジ部を取り外さなくてもよい方法として、超音波を用いた方法がある。例えば、特許文献2では、配管の外側から厚さ方向に超音波を発し、その反射波を受信することで、ライニングの剥離等を検査する方法が提案されている。   On the other hand, as a method that does not require removing the flange portion, there is a method using ultrasonic waves. For example, Patent Document 2 proposes a method of inspecting lining peeling and the like by emitting ultrasonic waves in the thickness direction from the outside of a pipe and receiving the reflected waves.

特開2012−163707号公報JP 2012-163707 A 特開2003−130854号公報JP 2003-130854 A

しかし、特許文献2に記載の超音波探傷装置は一度に検査できる範囲がそれほど広くないため、軸方向に長く設置された小口径配管を効率的にかつ精確に点検するには、長時間の作業が必要になり、点検費用が高額になるといった問題があった。   However, since the ultrasonic flaw detection apparatus described in Patent Document 2 does not have a very wide range of inspection at a time, it takes a long time to efficiently and accurately check a small-diameter pipe installed long in the axial direction. There was a problem that inspection cost became high.

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、小口径配管を効率的にかつ精確に点検することが可能な点検装置及びその方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus and method capable of efficiently and accurately inspecting a small-diameter pipe. It is in.

請求項1の発明は、小口径配管の点検を行う小口径配管点検装置であって、配管の外周面に周方向に渡って配設される複数の振動子を有し、各振動子から配管の軸方向へ超音波を発し、その反射波を受信して配管に欠陥が存在する範囲を特定する第1の超音波探傷装置と、一列又は複数列に配設された複数の振動子を有し、前記第1の超音波探傷装置で特定した範囲において、配管の外側から厚さ方向に発せられる各振動子の超音波送信タイミングを制御して、超音波を任意の位置に収束させると共に、その反射波を受信して配管の探傷を行う第2の超音波探傷装置とを備えるものである。   The invention of claim 1 is a small-diameter pipe inspection device for inspecting small-diameter pipes, and has a plurality of vibrators arranged in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the pipe, and pipes from each vibrator. A first ultrasonic flaw detector that emits ultrasonic waves in the axial direction and receives the reflected waves to identify the range in which there is a defect in the pipe, and a plurality of transducers arranged in one or more rows. In the range specified by the first ultrasonic flaw detector, the ultrasonic transmission timing of each transducer emitted in the thickness direction from the outside of the pipe is controlled to converge the ultrasonic wave at an arbitrary position, And a second ultrasonic flaw detector that receives the reflected wave and performs flaw detection on the pipe.

第1の超音波探傷装置を用い、配管の軸方向へ超音波を発し、その反射波を受信することで、配管に欠陥が存在する範囲を大まかに特定することができる。そして、第1の超音波探傷装置で特定した範囲において、第2の超音波探傷装置を用いて超音波を配管の任意の位置に収束させると共に、その反射波を受信することで、配管に存在する欠陥の大きさや位置を精確に特定することが可能である。   By using the first ultrasonic flaw detector and emitting an ultrasonic wave in the axial direction of the pipe and receiving the reflected wave, it is possible to roughly specify a range where the pipe has a defect. Then, in the range specified by the first ultrasonic flaw detector, the second ultrasonic flaw detector is used to converge the ultrasonic wave at an arbitrary position of the pipe and to receive the reflected wave, thereby existing in the pipe. It is possible to accurately specify the size and position of the defect to be performed.

請求項2の発明は、請求項1に記載の小口径配管点検装置において、前記第2の超音波探傷装置が有する振動子を、超音波の送信のみを行う振動子と、超音波の受信のみを行う振動子とに分けて構成したものである。   According to a second aspect of the present invention, in the small-bore pipe inspection device according to the first aspect, the vibrator included in the second ultrasonic flaw detector includes a vibrator that only transmits ultrasonic waves, and only receives ultrasonic waves. It is configured separately from the vibrator that performs the above.

第2の超音波探傷装置が有する振動子を、超音波の送信のみを行う振動子と、超音波の受信のみを行う振動子とに分けて構成することにより、小口径の配管における点検を精度良く行うことができる。すなわち、振動子の位置から欠陥などの反射対象までの距離が非常に短く、反射波が帰ってくるタイミングが早い場合であっても、送信される超音波に邪魔されることなく、受信側の振動子によって反射波を良好に受信することができる。   By configuring the vibrator of the second ultrasonic flaw detector into a vibrator that only transmits ultrasonic waves and a vibrator that only receives ultrasonic waves, inspection in small-diameter piping can be performed accurately. Can be done well. That is, even if the distance from the position of the transducer to the reflection target such as a defect is very short and the timing at which the reflected wave returns is early, it is not disturbed by the transmitted ultrasonic wave, The reflected wave can be received well by the vibrator.

請求項3の発明は、請求項2に記載の小口径配管点検装置において、前記超音波の送信のみを行う振動子の超音波送信方向と、前記超音波の受信のみを行う振動子の超音波受信方向とが、互いに斜めになるようにしたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the small-bore pipe inspection device according to the second aspect, the ultrasonic transmission direction of the vibrator that only transmits the ultrasonic waves and the ultrasonic wave of the vibrator that only receives the ultrasonic waves The reception directions are diagonal to each other.

超音波の送信のみを行う振動子の超音波送信方向と、超音波の受信のみを行う振動子の超音波受信方向とが、互いに斜めになるようにすることで、短焦点化を実現することができ、特に浅い位置にある欠陥を検知することが可能となる。   Realizing a shorter focus by making the ultrasonic transmission direction of the transducer that performs only ultrasonic transmission and the ultrasonic reception direction of the transducer that performs only reception of ultrasonic waves oblique to each other. It is possible to detect a defect at a particularly shallow position.

請求項4の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の小口径配管点検装置において、前記第2の超音波探傷装置の配管の外周面に対する当接面を、前記超音波収束ビームの入射角変更方向に対して平行を成す方向に、凹曲面状に形成したものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the small-bore pipe inspection device according to any one of the first to third aspects, the contact surface of the second ultrasonic flaw detector with respect to the outer peripheral surface of the pipe is the ultrasonic convergence. A concave curved surface is formed in a direction parallel to the incident angle changing direction of the beam.

このように当接面を形成することで、第2の超音波探傷装置を、配管の軸方向に対し超音波収束ビームの入射角変更方向が直交するように配置した場合に、当接面を配管外周面に対して安定して当接させることができ、検知精度が向上する。   By forming the contact surface in this way, when the second ultrasonic flaw detector is arranged so that the incident angle change direction of the ultrasonic convergent beam is orthogonal to the axial direction of the pipe, the contact surface is It can be stably brought into contact with the outer peripheral surface of the pipe, and the detection accuracy is improved.

請求項5の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の小口径配管点検装置において、前記第2の超音波探傷装置の配管の外周面に対する当接面を、前記超音波収束ビームの入射角変更方向に対して直交する方向に、凹曲面状に形成したものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the small-bore pipe inspection device according to any one of the first to third aspects, the contact surface of the second ultrasonic flaw detector with respect to the outer peripheral surface of the pipe is the ultrasonic convergence. A concave curved surface is formed in a direction perpendicular to the beam incident angle changing direction.

このように当接面を形成することで、第2の超音波探傷装置を、配管の周方向に対し超音波収束ビームの入射角変更方向が直交するように配置した場合に、当接面を配管外周面に対して安定して当接させることができ、検知精度が向上する。   By forming the contact surface in this way, when the second ultrasonic flaw detector is arranged so that the incident angle change direction of the ultrasonic convergent beam is orthogonal to the circumferential direction of the pipe, the contact surface is It can be stably brought into contact with the outer peripheral surface of the pipe, and the detection accuracy is improved.

請求項6の発明は、小口径配管の点検を行う小口径配管点検方法であって、配管の外周面に周方向に渡って複数の振動子を配置し、各振動子から配管の軸方向へ超音波を発し、その反射波を受信して配管に欠陥が存在する範囲を特定する第1の超音波探傷工程と、前記第1の超音波探傷工程で特定した範囲において、一列又は複数列に配設された複数の振動子の、配管の外側から厚さ方向に発せられる超音波送信タイミングを制御して、超音波収束ビームを任意の位置に収束させると共に、その反射波を受信して配管の探傷を行う第2の超音波探傷工程とを有する方法である。   The invention of claim 6 is a small-diameter pipe inspection method for inspecting a small-diameter pipe, wherein a plurality of vibrators are arranged in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the pipe, and from each vibrator to the axial direction of the pipe. A first ultrasonic flaw detection process that generates an ultrasonic wave, receives a reflected wave thereof, and identifies a range in which a defect exists in the piping, and in a range specified in the first ultrasonic flaw detection process, in one or more rows By controlling the ultrasonic transmission timing emitted from the outside of the pipe in the thickness direction of a plurality of arranged transducers, the ultrasonic focused beam is converged to an arbitrary position, and the reflected wave is received to the pipe. And a second ultrasonic flaw detection step for performing flaw detection.

第1の超音波探傷工程により、配管の軸方向へ超音波を発し、その反射波を受信することで、配管に欠陥が存在する範囲を大まかに特定することができる。そして、第2の超音波探傷工程で、第1の超音波探傷装置で特定した範囲において、超音波を配管の任意の位置に収束させると共に、その反射波を受信することで、配管に存在する欠陥の大きさや位置を精確に特定することができる。   By emitting ultrasonic waves in the axial direction of the pipe and receiving the reflected waves by the first ultrasonic flaw detection process, it is possible to roughly specify the range where the pipe has a defect. Then, in the second ultrasonic flaw detection process, the ultrasonic wave is converged to an arbitrary position of the pipe in the range specified by the first ultrasonic flaw detector, and the reflected wave is received, thereby existing in the pipe. The size and position of the defect can be specified accurately.

本発明によれば、第1の超音波探傷装置(第1の超音波探傷工程)によって、配管の欠陥が存在する範囲を大まかに特定し、次に、第2の超音波探傷装置(第2の超音波探傷工程)によって、第1の超音波探傷装置で特定した範囲において、欠陥の大きさや位置を精確に特定することができるので、効率的にかつ精確に点検を行うことが可能である。   According to the present invention, the first ultrasonic flaw detector (first ultrasonic flaw detection process) roughly specifies the range in which piping defects exist, and then the second ultrasonic flaw detector (second flaw detector). In the ultrasonic flaw detection process), the size and position of the defect can be accurately specified within the range specified by the first ultrasonic flaw detection apparatus, so that the inspection can be performed efficiently and accurately. .

本発明に係る点検装置が備える第1の超音波探傷装置の構成図である。It is a block diagram of the 1st ultrasonic flaw detector with which the inspection apparatus which concerns on this invention is provided. 配管に第1の超音波探傷装置を取り付けた状態示す図である。It is a figure which shows the state which attached the 1st ultrasonic flaw detector to piping. (A)は、配管への第1の超音波探傷装置の取付位置及び配管に存在する減肉部の位置を示す図、(B)は、配管の軸方向と周方向に渡る反射波信号の分布及び信号強度を示す図、(C)は、配管の軸方向に渡る反射波信号の強度を示す図である。(A) is the figure which shows the attachment position of the 1st ultrasonic flaw detector to piping, and the position of the thinning part which exists in piping, (B) is the reflected wave signal over the axial direction and circumferential direction of piping. The figure which shows distribution and signal strength, (C) is a figure which shows the intensity | strength of the reflected wave signal over the axial direction of piping. 本発明に係る点検装置が備える第2の超音波探傷装置の構成図であって、第2の超音波探傷装置を左又は右方向から見た図である。It is a block diagram of the 2nd ultrasonic flaw detector with which the inspection apparatus which concerns on this invention is provided, Comprising: It is the figure which looked at the 2nd ultrasonic flaw detector from the left or the right direction. 第2の超音波探傷装置を前又は後方向から見た図である。It is the figure which looked at the 2nd ultrasonic flaw detector from front or back. 第2の超音波探傷装置が備える振動子の平面図である。It is a top view of the vibrator with which the 2nd ultrasonic inspection device is provided. 超音波収束ビームの変更可能な角度を示す図である。It is a figure which shows the angle which can change an ultrasonic convergence beam. 超音波収束ビームの収束可能な焦点距離を示す図である。It is a figure which shows the focal distance which can converge an ultrasonic convergence beam. (A)は、内周面に円錐状の孔部が形成された配管に第2の超音波探傷装置を配置した状態を示す図、(B)は、第2の超音波探傷装置を用いて点検を行った場合に表示される反射信号の一例を示す図である。(A) is a figure which shows the state which has arrange | positioned the 2nd ultrasonic flaw detector to piping with which the conical hole part was formed in the internal peripheral surface, (B) is using the 2nd ultrasonic flaw detector. It is a figure which shows an example of the reflected signal displayed when inspecting. (A)は、焦点型垂直探触子を示す図、(B)は、分割型垂直探触子を示す図、(C)は、汎用型探触子を示す図である。(A) is a view showing a focus type vertical probe, (B) is a view showing a split type vertical probe, and (C) is a view showing a general-purpose probe. 本実施形態と図10に示す探触子のそれぞれの検知可能な範囲を調べる実験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the experiment which investigates each detectable range of this embodiment and the probe shown in FIG. フェーズドアレイ探傷センサを、配管軸方向へ移動させ、周方向へシフトさせる場合の操作を示す図である。It is a figure which shows operation in the case of moving a phased array flaw detection sensor to a pipe-axis direction, and shifting to the circumferential direction. フェーズドアレイ探傷センサを、配管周方向へ移動させ、軸方向へシフトさせる場合の操作を示す図である。It is a figure which shows operation in the case of moving a phased array flaw detection sensor to a pipe circumferential direction, and shifting to an axial direction. 複数の欠陥が周方向に近接して並んでいる場合の特定範囲を示す図である。It is a figure which shows the specific range in case the some defect is located close to the circumferential direction. ウェッジの配管との当接面を凹曲面状に形成した実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which formed the contact surface with the piping of a wedge in the shape of a concave curved surface. 図15とは直交する方向にウェッジの当接面を凹曲面状に形成した実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which formed the contact surface of the wedge in the shape orthogonal to FIG. 本発明に係る点検方法と、汎用型探触子のみを用いて点検を行った場合との、それぞれの点検に要した時間の一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of the time required for each inspection with the inspection method which concerns on this invention, and the case where it checks using only a general purpose type probe.

以下、本発明に係る小口径配管点検装置及びその方法について説明する。
なお、本発明に係る点検装置及び点検方法を適用する小口径配管とは、外径が750mm以下のものをいう。
Hereinafter, the small-diameter pipe inspection apparatus and method according to the present invention will be described.
The small-diameter pipe to which the inspection device and the inspection method according to the present invention are applied refers to a pipe having an outer diameter of 750 mm or less.

図1は、本発明に係る点検装置が備える第1の超音波探傷装置の構成図である。
図1に示すように、第1の超音波探傷装置1は、半円状に形成された一対の分割リング探傷センサ2A,2Bと、送受信部3と、演算処理部4と、記憶部5と、表示部6とを備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first ultrasonic flaw detector provided in an inspection apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the first ultrasonic flaw detector 1 includes a pair of split ring flaw sensors 2A and 2B formed in a semicircular shape, a transmission / reception unit 3, an arithmetic processing unit 4, and a storage unit 5. And a display unit 6.

各分割リング探傷センサ2A,ABの内周面には、複数の振動子7が周方向に渡って配列されている。また、一方の分割リング探傷センサ2Bには、他方の分割リング探傷センサ2Aと組み付けて固定するための固定具8が設けられている。固定具8は、一方の分割リング探傷センサ2Bの両端部に回動可能に取り付けられた枠体9と、枠体9に取り付けられた押えねじ10とを有する。   A plurality of vibrators 7 are arranged in the circumferential direction on the inner peripheral surface of each split ring flaw detection sensor 2A, AB. In addition, one split ring flaw detection sensor 2B is provided with a fixture 8 that is assembled and fixed to the other split ring flaw detection sensor 2A. The fixture 8 has a frame body 9 rotatably attached to both end portions of one split ring flaw detection sensor 2B, and a presser screw 10 attached to the frame body 9.

図2に示すように、一対の分割リング探傷センサ2A,2Bを小口径の配管11に取付固定するには、まず、配管11を外周から挟むようにして一対の分割リング探傷センサ2A,2Bを配置する。次いで、枠体9を回転させて、押えねじ10を他方の分割リング探傷センサ2Aの端部上に移動させ、押えねじ10を回転させることで両分割リング探傷センサ2A,2Bが配管の外周面に押し当てられて固定される。   As shown in FIG. 2, in order to attach and fix the pair of split ring flaw detection sensors 2A and 2B to the small-diameter pipe 11, first, the pair of split ring flaw detection sensors 2A and 2B are arranged so as to sandwich the pipe 11 from the outer periphery. . Next, the frame body 9 is rotated to move the holding screw 10 onto the end of the other divided ring flaw detection sensor 2A, and the holding screw 10 is rotated so that both divided ring flaw detection sensors 2A and 2B are connected to the outer peripheral surface of the pipe. It is pressed against and fixed.

各分割リング探傷センサ2A,2Bは、ケーブルなどで送受信部3に接続されており、両分割リング探傷センサ2A,2Bが配管11に固定された状態で、送受信部3から電流が印加されると、複数の振動子7が振動して配管11の全周において超音波を発生させる。ここで発生させる超音波は、配管11の軸方向に伝播する、いわゆるガイド波である。そして、このガイド波の反射波を各振動子7が検知して送受信部3に出力する。   Each split ring flaw detection sensor 2A, 2B is connected to the transmission / reception unit 3 with a cable or the like, and when current is applied from the transmission / reception unit 3 with both the split ring flaw detection sensors 2A, 2B fixed to the pipe 11. The plurality of vibrators 7 vibrate to generate ultrasonic waves all around the pipe 11. The ultrasonic wave generated here is a so-called guide wave that propagates in the axial direction of the pipe 11. Each transducer 7 detects the reflected wave of the guide wave and outputs it to the transmitting / receiving unit 3.

演算処理部4は、送受信部3で受信した反射波の信号を処理して、その処理データを記憶部5と表示部6に送信する。記憶部5では処理データが記憶され、表示部6では処理データを画像として出力表示することが可能である。演算処理部4、記憶部5及び表示部6は、例えば、パーソナルコンピュータである。   The arithmetic processing unit 4 processes the reflected wave signal received by the transmitting / receiving unit 3 and transmits the processed data to the storage unit 5 and the display unit 6. The storage unit 5 stores the processing data, and the display unit 6 can output and display the processing data as an image. The arithmetic processing unit 4, the storage unit 5, and the display unit 6 are, for example, personal computers.

図3に、第1の超音波探傷装置を用いて点検を行った場合に表示される反射波信号の一例を示す。
ここでは、図3(A)に示すように、(a)〜(f)の箇所において減肉部が存在する配管11に一対の分割リング探傷センサ2A,2Bをセットし、分割リング探傷センサ2A,2Bから配管11の両端側のフランジ部11a,11bに向かってガイド波を伝播させた。その結果、図3(B)(C)に示すような反射波の信号が得られた。図3(B)では、配管の軸方向と周方向に渡る反射波信号の分布及び信号強度を示し、図3(C)では、配管の軸方向に渡る反射波信号の強度を示している。なお、図3(B)(C)の中の(a)〜(f)は、図3(A)中の減肉部(a)〜(f)に対応している。このように、第1の超音波探傷装置によれば、反射波の信号強度が高くなる箇所を確認することで、減肉部の周方向位置及び軸方向位置を特定することが可能である。
FIG. 3 shows an example of a reflected wave signal displayed when an inspection is performed using the first ultrasonic flaw detector.
Here, as shown in FIG. 3 (A), a pair of split ring flaw detection sensors 2A and 2B are set in a pipe 11 where a thinned portion exists at the locations (a) to (f), and the split ring flaw detection sensor 2A is set. , 2B, guide waves were propagated toward the flanges 11a, 11b on both ends of the pipe 11. As a result, a reflected wave signal as shown in FIGS. 3B and 3C was obtained. 3B shows the distribution and signal intensity of the reflected wave signal in the axial direction and the circumferential direction of the pipe, and FIG. 3C shows the intensity of the reflected wave signal in the axial direction of the pipe. In addition, (a)-(f) in FIG.3 (B) (C) respond | corresponds to the thinning part (a)-(f) in FIG. 3 (A). Thus, according to the first ultrasonic flaw detector, it is possible to identify the circumferential position and the axial position of the thinned portion by confirming the location where the reflected wave signal intensity is high.

図4は、本発明に係る点検装置が備える第2の超音波探傷装置の構成図である。
図4に示すように、第2の超音波探傷装置12は、フェーズドアレイ探傷センサ13と、送受信部14と、演算処理部15と、記憶部16と、表示部17とを備えている。
FIG. 4 is a configuration diagram of a second ultrasonic flaw detector provided in the inspection device according to the present invention.
As shown in FIG. 4, the second ultrasonic flaw detector 12 includes a phased array flaw detection sensor 13, a transmission / reception unit 14, a calculation processing unit 15, a storage unit 16, and a display unit 17.

フェーズドアレイ探傷センサ13は、超音波の送信のみを行う送信側探触子18と、超音波(反射波)の受信のみを行う受信側探触子19と、送信側探触子18と受信側探触子19とを上面20a,21aに保持する一対のウェッジ20,21とで構成されている。送信側探触子18と受信側探触子19は、それぞれ、複数の振動子22,23を有する。一般に、探触子には、振動子が一列に並んだ構造のリニアアレイ探触子と、振動子が二列以上に並んだ構造のマトリクスアレイ探触子とがあるが、本実施形態では、マトリクスアレイ探触子を採用している。ただし、本発明は、リニアアレイ探触子の適用を除外するものではない。   The phased array flaw detection sensor 13 includes a transmission side probe 18 that only transmits ultrasonic waves, a reception side probe 19 that only receives ultrasonic waves (reflected waves), a transmission side probe 18 and a reception side. The probe 19 is composed of a pair of wedges 20 and 21 holding the upper surfaces 20a and 21a. The transmission side probe 18 and the reception side probe 19 have a plurality of transducers 22 and 23, respectively. In general, the probe includes a linear array probe having a structure in which transducers are arranged in a row and a matrix array probe having a structure in which transducers are arranged in two or more rows. A matrix array probe is used. However, the present invention does not exclude the application of the linear array probe.

具体的に、各探触子18,19が有する振動子22,23は、図4に示す左又は右方向から見て2列に配置され、図5に示す前又は後方向から見て16個並んで配置されている。すなわち、図6の平面図のように、送信側探触子18と受信側探触子19に設けられた振動子22,23は、それぞれ、横2列×縦16行の合計32個の振動子群を形成している。本実施形態で用いている振動子22,23のサイズは、図6において、縦0.5mm、横1.9mmであり、縦方向と横方向に0.1mmピッチで配置されている。   Specifically, the transducers 22 and 23 included in the probes 18 and 19 are arranged in two rows when viewed from the left or right direction shown in FIG. 4, and 16 pieces when viewed from the front or rear direction shown in FIG. They are arranged side by side. That is, as shown in the plan view of FIG. 6, the transducers 22 and 23 provided in the transmission side probe 18 and the reception side probe 19 each have a total of 32 vibrations of 2 rows × 16 rows. A child group is formed. The sizes of the vibrators 22 and 23 used in this embodiment are 0.5 mm in length and 1.9 mm in width in FIG. 6, and are arranged at a pitch of 0.1 mm in the vertical and horizontal directions.

上記のような振動子22,23の配置によって、各振動子22,23の超音波送信タイミングを制御することにより、超音波を配管の厚さ方向の任意の位置で収束させることができると共に、その超音波収束ビームの焦点を左右方向の任意の位置に変更することが可能となっている。本実施形態では、図7に示すように、超音波収束ビームを左右両方向にそれぞれ1°ピッチで45°まで変更できるようになっている。また、本実施形態では、各ウェッジ20,21の上面20a,21aを前後方向(図4の横方向)に渡って傾斜する傾斜面とすることで、送信側探触子18の超音波送信方向と、受信側探触子19の超音波受信方向とが、互いに斜めになるようにしている。これにより、図8に示すように、配管11の外周面から深さ3mmの短焦点距離であっても、超音波を収束できるようになっている。   By controlling the ultrasonic transmission timing of each transducer 22, 23 by arranging the transducers 22, 23 as described above, the ultrasonic waves can be converged at an arbitrary position in the thickness direction of the pipe. The focal point of the ultrasonic focused beam can be changed to an arbitrary position in the left-right direction. In this embodiment, as shown in FIG. 7, the ultrasonic focused beam can be changed to 45 ° at 1 ° pitch in both the left and right directions. In the present embodiment, the upper surface 20a, 21a of each wedge 20, 21 is an inclined surface that is inclined in the front-rear direction (lateral direction in FIG. 4), so that the ultrasonic transmission direction of the transmitting probe 18 is transmitted. And the ultrasonic wave receiving direction of the receiving side probe 19 are inclined with respect to each other. Thereby, as shown in FIG. 8, even if it is a short focal distance of 3 mm in depth from the outer peripheral surface of the piping 11, an ultrasonic wave can be converged now.

上記第2の超音波探傷装置が備える送受信部14は、送信側探触子18及び受信側探触子19にそれぞれ接続されており、送受信部14から送信側探触子18に電流が印加されると、振動子22が振動して超音波を発する。超音波を発する際は、ウェッジ20,21の下面を配管11の外周面に当接させ、その状態で、配管11の厚さ方向(径方向)に超音波を発する。そして、その反射波を受信側探触子19の振動子23が検知して送受信部14に出力する。   The transmission / reception unit 14 included in the second ultrasonic flaw detector is connected to the transmission-side probe 18 and the reception-side probe 19, and current is applied from the transmission / reception unit 14 to the transmission-side probe 18. Then, the vibrator 22 vibrates and emits ultrasonic waves. When emitting ultrasonic waves, the lower surfaces of the wedges 20 and 21 are brought into contact with the outer peripheral surface of the pipe 11, and in this state, ultrasonic waves are emitted in the thickness direction (radial direction) of the pipe 11. Then, the reflected wave is detected by the transducer 23 of the receiving probe 19 and output to the transmitting / receiving unit 14.

演算処理部15は、送受信部14で受信した反射波の信号を処理して、その処理データを記憶部16と表示部17に送信する。記憶部16では処理データが記憶され、表示部17では処理データを画像として出力表示することが可能である。演算処理部15、記憶部16及び表示部17としては、上記第1の超音波探傷装置と同様、パーソナルコンピュータを用いることができる。   The arithmetic processing unit 15 processes the reflected wave signal received by the transmission / reception unit 14 and transmits the processed data to the storage unit 16 and the display unit 17. The storage unit 16 stores processing data, and the display unit 17 can output and display the processing data as an image. As the arithmetic processing unit 15, the storage unit 16, and the display unit 17, a personal computer can be used as in the first ultrasonic flaw detection apparatus.

図9に、第2の超音波探傷装置を用いて点検を行った場合に表示される反射信号の一例を示す。
ここでは、図9(A)に示すように、内周面にφ2の円錐状の孔部24を形成した配管11に対して、上述のフェーズドアレイ探傷センサ13を孔部24の直上位置から周方向に3mmずれた位置に配置し、超音波を発生させた。その結果を図9(B)に示す。
FIG. 9 shows an example of a reflected signal displayed when an inspection is performed using the second ultrasonic flaw detector.
Here, as shown in FIG. 9 (A), the above-mentioned phased array flaw detection sensor 13 is surrounded from the position directly above the hole 24 with respect to the pipe 11 having a φ2 conical hole 24 formed on the inner peripheral surface. The ultrasonic waves were generated by disposing at a position shifted by 3 mm in the direction. The result is shown in FIG.

図9(B)中、矢印Dで示す範囲が配管の厚さに相当する。この厚さに相当する範囲Dでは、基本的に反射波の信号強度が低く(色が薄く)表示されている。しかしながら、同図中の点線Eで囲む箇所では、反射波の信号強度が高く(色が濃く)表示されており、これが、円錐状の孔部24に相当する。このように、第2の超音波探傷装置によれば、反射波の信号強度が高くなる箇所を確認することで、孔部(減肉部)の有無を確認することができると共に、その信号強度によって孔部の大きさ(減肉度合い)の把握も可能である。   In FIG. 9B, the range indicated by the arrow D corresponds to the thickness of the pipe. In a range D corresponding to this thickness, the signal intensity of the reflected wave is basically displayed low (color is light). However, in the portion surrounded by the dotted line E in the same figure, the signal intensity of the reflected wave is displayed high (the color is dark), and this corresponds to the conical hole 24. As described above, according to the second ultrasonic flaw detector, the presence or absence of a hole (thinned portion) can be confirmed by confirming the location where the reflected signal strength increases, and the signal strength thereof. Therefore, it is possible to grasp the size of the hole (thickness reduction).

また、本実施形態のフェーズドアレイ探傷センサは、超音波収束ビームの焦点を左右方向に変化させることができるので、幅広い領域での検知が可能である。他の探触子としては、例えば、図10(A)に示すような複数の振動子から発せられる超音波を収束して超音波収束ビームを形成できる焦点型垂直探触子130Aや、図10(B)に示すような送信専用の振動子と受信専用の振動子を有する分割型垂直探触子130B、図10(C)に示すような送信と受信を兼ねる振動子を有する汎用型探触子130Cがあるが、これらは、超音波送信方向を左右方向に変更することができないので、一度に検知できる範囲が限られる。これに対し、本実施形態のフェーズドアレイ探傷センサは、幅広い領域での検知が可能であり、点検時間の短縮を図れる利点がある。   Further, the phased array flaw detection sensor according to the present embodiment can change the focal point of the ultrasonic convergent beam in the left-right direction, so that detection in a wide region is possible. As other probes, for example, a focus type vertical probe 130A capable of converging ultrasonic waves emitted from a plurality of transducers as shown in FIG. A split type vertical probe 130B having a transducer dedicated to transmission and a transducer dedicated to reception as shown in FIG. 10B, and a general-purpose probe having a transducer serving both as transmission and reception as shown in FIG. Although there is a child 130C, since the ultrasonic transmission direction cannot be changed in the left-right direction, the range that can be detected at a time is limited. On the other hand, the phased array flaw detection sensor of this embodiment can detect in a wide range and has an advantage of shortening the inspection time.

しかも、本実施形態のフェーズドアレイ探傷センサは、超音波収束ビームを左右方向に変更できることで、図10(C)に示す汎用型探触子130Cでは検知しにくい円錐状の孔部であっても検知が可能である。すなわち、図10(C)に示す汎用型探触子130Cのように、配管の径方向(外周面に対して垂直方向)にのみ超音波を発するタイプは、超音波送信方向と直交する面を有する平底孔などの検知性は良いが、錘状の孔に対しては反射波を受信しにくく検知性が劣る傾向がある。これに対し、本実施形態のフェーズドアレイ探傷センサでは、超音波収束ビームを左右方向に変更することができるので、錘状の面に対して直交する方向に超音波収束ビームを発することができ、その反射波を感度良く受信することが可能である。このように、本実施形態の場合は、検知精度にも優れる。   Moreover, the phased array flaw detection sensor of the present embodiment can change the ultrasonic focused beam in the left-right direction, so that even if it is a conical hole that is difficult to detect with the general-purpose probe 130C shown in FIG. Detection is possible. That is, as in the general-purpose probe 130C shown in FIG. 10C, the type that emits ultrasonic waves only in the radial direction of the pipe (perpendicular to the outer peripheral surface) has a surface orthogonal to the ultrasonic transmission direction. Detectability such as a flat bottom hole is good, but it is difficult to receive a reflected wave with respect to a pyramidal hole, and the detectability tends to be poor. On the other hand, in the phased array flaw detection sensor of the present embodiment, the ultrasonic focused beam can be changed in the left-right direction, so the ultrasonic focused beam can be emitted in a direction orthogonal to the weight-shaped surface, The reflected wave can be received with high sensitivity. Thus, in the case of this embodiment, it is excellent also in detection accuracy.

また、本発明者は、本実施形態と図10に示す探触子を用いて、それぞれの検知可能な範囲を調べる実験を行った。その結果を、図11に示す。
本実験では、φ2の平底孔、φ5の平底孔、φ2の円錐孔、φ5の円錐孔を、それぞれ配管の内周面に形成し、各孔の直上から探触子を配管周方向にずらしながら検知し、どの位置まで孔を検知可能かを調べた。検知可能か否かの判定は、反射波の信号強度が孔の直上位置で超音波を発した際の信号ピーク値の2分の1となるまでを検知可能と判断するようにした。なお、図11の縦軸に示す孔からのずれ距離は、孔の直上から周方向両側へずらした距離の合計であり、片側だけのずれ距離は図11でプロットされた値の2分の1となる。図11に示すように、各種孔のいずれに対しても、本実施形態のセンサが、他の探触子に比べて最も離れた位置まで検知可能との結果になった。
Further, the present inventor conducted an experiment for examining each detectable range using the present embodiment and the probe shown in FIG. The result is shown in FIG.
In this experiment, a φ2 flat bottom hole, a φ5 flat bottom hole, a φ2 conical hole, and a φ5 conical hole are respectively formed on the inner peripheral surface of the pipe, and the probe is shifted in the pipe circumferential direction from directly above each hole. Detected and investigated how far the hole could be detected. Whether or not detection is possible is determined as being detectable until the signal intensity of the reflected wave is half the signal peak value when the ultrasonic wave is emitted at a position directly above the hole. The deviation distance from the hole shown on the vertical axis in FIG. 11 is the sum of the distances shifted from directly above the hole to both sides in the circumferential direction, and the deviation distance on one side is half of the value plotted in FIG. It becomes. As shown in FIG. 11, the sensor according to the present embodiment can detect up to the farthest position compared to other probes for any of the various holes.

以上、本発明で用いる点検装置について説明したが、第1の超音波探傷装置と第2の超音波探傷装置とでは、それぞれ異なる長所と短所がある。第1の超音波探傷装置は、配管の軸方向にガイド波を送ることで、第2の超音波探傷装置に比べて、配管軸方向への長距離探傷が可能であるが、局所範囲での傷の位置や大きさを検知する精度は劣る。一方、第2の超音波探傷装置は、反対に、第1の超音波探傷装置に比べて、局所範囲での検知精度には優れるが、配管軸方向への長距離探傷はできない。そこで、本発明では、それぞれの短所をそれぞれの長所で補完し、効率的かつ精確な小口径配管の点検を実現するようにしている。   Although the inspection apparatus used in the present invention has been described above, the first ultrasonic flaw detector and the second ultrasonic flaw detector have different advantages and disadvantages. The first ultrasonic flaw detector can perform a long-range flaw detection in the pipe axis direction compared to the second ultrasonic flaw detector by sending a guide wave in the axial direction of the pipe. The accuracy of detecting the position and size of the scratch is poor. On the other hand, the second ultrasonic flaw detector is superior to the first ultrasonic flaw detector in the detection accuracy in the local range, but cannot perform long distance flaw detection in the pipe axis direction. Therefore, in the present invention, the respective disadvantages are complemented by the respective advantages, and an efficient and accurate inspection of small-diameter piping is realized.

本発明に係る点検方法では、まず、第1の超音波探傷装置を用いて配管の探傷を行う。これにより、配管に欠陥(減肉部)が存在する場合、その存在する範囲を大まかに特定する。次に、第1の超音波探傷装置で特定した範囲において、第2の超音波探傷装置を用いて精確な探傷を行う。例えば、4B配管の場合、第1の超音波探傷装置では軸方向200mm、周方向60mmの範囲内に欠陥があることを特定できるので、この範囲内で第2の超音波探傷装置を用いて探傷を行うことになる。   In the inspection method according to the present invention, first, piping is flawed using the first ultrasonic flaw detector. Thereby, when a defect (thinning part) exists in piping, the existing range is specified roughly. Next, in the range specified by the first ultrasonic flaw detector, accurate flaw detection is performed using the second ultrasonic flaw detector. For example, in the case of 4B piping, since the first ultrasonic flaw detector can specify that there is a defect in the range of 200 mm in the axial direction and 60 mm in the circumferential direction, flaw detection is performed using the second ultrasonic flaw detector within this range. Will do.

図12に示すように、第1の超音波探傷装置によって特定された範囲Fが、配管の軸方向に長く周方向に短い場合は、第2の超音波探傷装置のフェーズドアレイ探傷センサ13を、配管の軸方向に対し超音波収束ビームの入射角変更方向Gが直交するように配置し、配管軸方向へ移動させる。これにより、フェーズドアレイ探傷センサ13を周方向へシフトさせる回数を少なくすることができ、効率的である。具体的に、本実施形態では、図11に示す実験結果によれば、2φの平底孔と円錐孔に対して、孔直上から両側へ合計9.5mmずれても検知可能であるので、確実に検知できるように、その約2分の1の4.7mmのピッチPで周方向にシフトさせるようにしている。   As shown in FIG. 12, when the range F specified by the first ultrasonic flaw detector is long in the axial direction of the pipe and short in the circumferential direction, the phased array flaw detection sensor 13 of the second ultrasonic flaw detector is It arrange | positions so that the incident angle change direction G of an ultrasonic convergence beam may be orthogonal to the axial direction of piping, and it moves to a piping axial direction. Thereby, the number of times the phased array flaw detection sensor 13 is shifted in the circumferential direction can be reduced, which is efficient. Specifically, in the present embodiment, according to the experimental results shown in FIG. 11, it is possible to detect even a total displacement of 9.5 mm from right above the hole to both sides of the 2φ flat bottom hole and the conical hole. In order to be able to detect, it is made to shift in the circumferential direction at a pitch P of 4.7 mm, which is about a half of that.

反対に、図13に示すように、第1の超音波探傷装置によって特定された範囲Fが、配管の軸方向に短く周方向に長い場合は、フェーズドアレイ探傷センサ13を、配管の周方向に対し超音波収束ビームの入射角変更方向Gが直交するように配置し、配管周方向へ移動させる。この場合は、フェーズドアレイ探傷センサ13を軸方向へシフトさせる回数を少なくすることができ、効率的である。   On the contrary, as shown in FIG. 13, when the range F specified by the first ultrasonic flaw detector is short in the axial direction of the pipe and long in the circumferential direction, the phased array flaw detection sensor 13 is placed in the circumferential direction of the pipe. On the other hand, it arrange | positions so that the incident angle change direction G of an ultrasonic focused beam may intersect orthogonally, and it moves to the piping circumferential direction. In this case, the number of times the phased array flaw detection sensor 13 is shifted in the axial direction can be reduced, which is efficient.

また、第1の超音波探傷装置によって特定される範囲(1つの欠陥に対して特定される範囲)が、性能的に配管軸方向に長く周方向に短くなるものであっても、図14に示すように、複数の欠陥Hが周方向に近接して並んでいる場合は、それらが存在する特定範囲F全体が周方向に長くなる場合もある。この場合は、図13に示すように、フェーズドアレイ探傷センサ13を配管周方向へ移動させ、軸方向へシフトする操作が効率的である。   Further, even if the range specified by the first ultrasonic flaw detector (the range specified for one defect) is long in the pipe axis direction and short in the circumferential direction in terms of performance, FIG. As shown, when a plurality of defects H are arranged close to each other in the circumferential direction, the entire specific range F in which they exist may become long in the circumferential direction. In this case, as shown in FIG. 13, it is efficient to move the phased array flaw detection sensor 13 in the pipe circumferential direction and shift it in the axial direction.

また、図12に示すように、フェーズドアレイ探傷センサ13を配管軸方向へ移動させ、周方向へシフトさせる場合は、図15に示すように、ウェッジ20,21の配管の外周面に対する当接面20b,21bを、超音波収束ビームの入射角変更方向Gに対して平行を成す方向に、凹曲面状に形成してもよい。より好ましくは、当接面20b,21bの曲率を配管外周面の曲率と同等にするのがよい。これにより、フェーズドアレイ探傷センサ13を配管外周面に安定して当接させることができるようになり、検知精度が向上する。   In addition, as shown in FIG. 12, when the phased array flaw detection sensor 13 is moved in the pipe axis direction and shifted in the circumferential direction, the contact surfaces of the wedges 20 and 21 with respect to the outer peripheral surface of the pipe as shown in FIG. 20b and 21b may be formed in a concave curved surface in a direction parallel to the incident angle changing direction G of the ultrasonic focused beam. More preferably, the curvature of the contact surfaces 20b and 21b should be equal to the curvature of the pipe outer peripheral surface. Thereby, the phased array flaw detection sensor 13 can be stably brought into contact with the outer peripheral surface of the pipe, and the detection accuracy is improved.

一方、図13に示すように、フェーズドアレイ探傷センサ13を配管周方向へ移動させ、軸方向へシフトさせる場合は、図16に示すように、ウェッジ20,21の配管の外周面に対する当接面20b,21bを、超音波収束ビームの入射角変更方向Gに対して直交する方向に、凹曲面状に形成するのがよい。この場合も、より好ましくは、当接面20b,21bの曲率を配管外周面の曲率と同等にするのがよい。これにより、フェーズドアレイ探傷センサ13を配管外周面に安定して当接させることができるようになり、検知精度が向上する。   On the other hand, as shown in FIG. 13, when the phased array flaw detection sensor 13 is moved in the pipe circumferential direction and shifted in the axial direction, the contact surfaces of the wedges 20 and 21 with respect to the pipe outer circumference as shown in FIG. 20b and 21b are preferably formed in a concave curved surface in a direction orthogonal to the incident angle changing direction G of the ultrasonic focused beam. Also in this case, more preferably, the curvature of the contact surfaces 20b and 21b should be equal to the curvature of the pipe outer peripheral surface. Thereby, the phased array flaw detection sensor 13 can be stably brought into contact with the outer peripheral surface of the pipe, and the detection accuracy is improved.

また、図15に示すウェッジ20,21と、図16に示すウェッジ20,21を両方用意し、第1の超音波探傷装置による特定範囲に応じてウェッジ20,21を付替え可能とすることで、フェーズドアレイ探傷センサ13を主に軸方向に移動させる場合(図12の場合)と主に周方向に移動させる場合(図13の場合)の両方に対応することが可能である。   Also, by preparing both the wedges 20 and 21 shown in FIG. 15 and the wedges 20 and 21 shown in FIG. 16, the wedges 20 and 21 can be replaced according to a specific range by the first ultrasonic flaw detector. Both the case where the phased array flaw detection sensor 13 is moved mainly in the axial direction (in the case of FIG. 12) and the case where it is moved mainly in the circumferential direction (in the case of FIG. 13) can be dealt with.

以上のように、本発明によれば、第1の超音波探傷装置による配管軸方向への長距離探傷機能を用いて、配管の欠陥が存在する範囲を大まかに特定する第1の超音波探傷工程を行い、次に、第1の超音波探傷装置で特定した範囲において、第2の超音波探傷装置を用いて欠陥の大きさや位置を精確に特定する第2の超音波探傷工程を行うので、効率的にかつ精確に点検することが可能である。これにより、例えば、図10(C)に示すような汎用型探触子のみを用いて検査する場合に比べて、検査時間を大幅に短縮することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the first ultrasonic flaw detection that roughly specifies the range in which a pipe defect exists using the long-range flaw detection function in the pipe axis direction by the first ultrasonic flaw detection apparatus. Since the second ultrasonic flaw detection process for accurately specifying the size and position of the defect is performed using the second ultrasonic flaw detector within the range specified by the first ultrasonic flaw detector. It is possible to check efficiently and accurately. As a result, for example, the inspection time can be significantly shortened as compared with the case where the inspection is performed using only the general-purpose probe as shown in FIG.

図17に、本発明に係る点検方法と、汎用型探触子のみを用いて点検を行った場合との、それぞれの点検に要した時間の一例を示す。
この場合、3B配管と4B配管(いずれも配管長5.5m)の点検作業を行った。本発明に係る点検方法で3B配管の点検を行った場合は、第1の超音波探傷工程で110分、第2の超音波工程で79分、合計189分の点検時間を要した。これに対し、汎用型探触子のみを用いて3B配管の点検を行った場合は、1123分もの点検時間を要した。これは、汎用型探触子では、配管軸方向への長距離探傷を行うことができないので、欠陥範囲を大まかに特定することができず、点検時間が多くかかったからである。一方、本発明に係る点検方法では、第1の超音波探傷工程で、欠陥範囲の大まかな特定が行えるので、点検時間が短くて済み、結果として、点検時間が汎用型探触子のみを用いた場合の約5.9分の1となった。また、同様に、4B配管の点検を行った場合も、本発明に係る点検方法を用いることで、汎用型探触子のみを用いた場合の約6.8分の1の点検時間となった。
FIG. 17 shows an example of the time required for each of the inspection method according to the present invention and the case where the inspection is performed using only the general-purpose probe.
In this case, inspection work was performed on the 3B pipe and the 4B pipe (both have a pipe length of 5.5 m). When 3B piping was inspected by the inspection method according to the present invention, it took 110 minutes for the first ultrasonic inspection process, 79 minutes for the second ultrasonic inspection process, and a total inspection time of 189 minutes. On the other hand, when the 3B pipe was inspected using only the general-purpose probe, an inspection time of 1123 minutes was required. This is because the general-purpose probe cannot perform long-distance flaw detection in the pipe axis direction, and therefore the defect range cannot be roughly specified, and much inspection time is required. On the other hand, in the inspection method according to the present invention, since the defect range can be roughly specified in the first ultrasonic flaw detection process, the inspection time can be shortened. As a result, the inspection time uses only the general-purpose probe. It was about 5.9 times lower than the previous case. Similarly, when the 4B pipe is inspected, the inspection method according to the present invention is used, and the inspection time is about 6.8 times lower than when only the general-purpose probe is used. .

また、上記本発明の実施形態では、小口径の配管における点検を精度良く行うために、第2の超音波探傷装置が有する振動子を、超音波の送信のみを行う振動子(送信側探触子18)と、超音波の受信のみを行う振動子(受信側探触子19)とに分けて構成している。小口径配管では、振動子の位置から欠陥などの反射対象までの距離が非常に短い場合があり、その場合反射波が帰ってくるタイミングが早く、送信と受信を兼ねる振動子を用いると、発信中に反射波が帰ってきて、反射波をうまく受信できない可能性がある。そこで、上述の実施形態のように、送信側の振動子と受信側の振動子を別個の振動子とすることで、反射波が早いタイミングで帰ってきても、受信側の振動子で良好に受信することができるようになる。   Further, in the embodiment of the present invention, in order to accurately inspect a small-diameter pipe, the vibrator included in the second ultrasonic flaw detector is replaced with a vibrator that performs only ultrasonic transmission (transmission side probe). And the transducer (receiving probe 19) that only receives ultrasonic waves. In small-diameter piping, the distance from the position of the transducer to the reflection target, such as a defect, may be very short. In that case, the timing at which the reflected wave returns is early. There is a possibility that the reflected wave returns and the reflected wave cannot be received well. Therefore, as in the above-described embodiment, the transducer on the transmission side and the transducer on the reception side are separated from each other, so that even if the reflected wave returns at an early timing, the transducer on the reception side is good. It will be possible to receive.

また、上述の実施形態では、送信側探触子18の超音波送信方向と受信側探触子19の超音波受信方向とが互いに斜めになるようにして、深さ3mmの短焦点化を実現しているので、特に浅い位置に欠陥がある場合の点検に好適である。   In the above-described embodiment, the ultrasonic transmission direction of the transmission side probe 18 and the ultrasonic reception direction of the reception side probe 19 are oblique to each other, thereby realizing a short focus of 3 mm in depth. Therefore, it is suitable for inspection when there is a defect in a shallow position.

なお、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論である。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、及び範囲内のすべての変更を含む。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and includes the equivalent meanings recited in the claims and all modifications within the scope.

1 第1の超音波探傷装置
7 振動子
11 配管
12 第2の超音波探傷装置
18 送信側探触子
19 受信側探触子
20 ウェッジ
20b 当接面
21 ウェッジ
21b 当接面
22 振動子
23 振動子
G 超音波収束ビームの入射角変更方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st ultrasonic flaw detector 7 vibrator 11 piping 12 2nd ultrasonic flaw detector 18 transmission side probe 19 reception side probe 20 wedge 20b contact surface 21 wedge 21b contact surface 22 transducer 23 vibration Child G Incident angle change direction of ultrasonic focused beam

Claims (6)

小口径配管の点検を行う小口径配管点検装置であって、
配管の外周面に周方向に渡って配設される複数の振動子を有し、各振動子から配管の軸方向へ超音波を発し、その反射波を受信して配管に欠陥が存在する範囲を特定する第1の超音波探傷装置と、
一列又は複数列に配設された複数の振動子を有し、前記第1の超音波探傷装置で特定した範囲において、配管の外側から厚さ方向に発せられる各振動子の超音波送信タイミングを制御して、超音波を任意の位置に収束させると共に、その反射波を受信して配管の探傷を行う第2の超音波探傷装置とを備えることを特徴とする小口径配管点検装置。
A small-diameter piping inspection device for inspecting small-diameter piping,
A range in which there are a plurality of transducers arranged in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the pipe, and ultrasonic waves are emitted from the respective vibrators in the axial direction of the pipe, and the reflected waves are received to cause defects in the pipe. A first ultrasonic flaw detector for identifying
In the range specified by the first ultrasonic flaw detector, the ultrasonic transmission timing of each vibrator emitted from the outside of the pipe in the thickness direction is provided with a plurality of vibrators arranged in one or a plurality of rows. A small-diameter pipe inspection apparatus comprising: a second ultrasonic flaw detector that controls and converges ultrasonic waves to an arbitrary position and receives a reflected wave thereof to perform flaw detection on the pipe.
前記第2の超音波探傷装置が有する振動子を、超音波の送信のみを行う振動子と、超音波の受信のみを行う振動子とに分けて構成した請求項1に記載の小口径配管点検装置。   The small-bore pipe inspection according to claim 1, wherein the vibrator of the second ultrasonic flaw detector is divided into a vibrator that only transmits ultrasonic waves and a vibrator that only receives ultrasonic waves. apparatus. 前記超音波の送信のみを行う振動子の超音波送信方向と、前記超音波の受信のみを行う振動子の超音波受信方向とが、互いに斜めになるようにした請求項2に記載の小口径配管点検装置。   The small aperture according to claim 2, wherein an ultrasonic wave transmission direction of the vibrator that performs only the ultrasonic wave transmission and an ultrasonic wave reception direction of the vibrator that performs only the ultrasonic wave reception are oblique to each other. Piping inspection device. 前記第2の超音波探傷装置の配管の外周面に対する当接面を、前記超音波収束ビームの入射角変更方向に対して平行を成す方向に、凹曲面状に形成した請求項1から3のいずれか1項に記載の小口径配管点検装置。   The contact surface with respect to the outer peripheral surface of the pipe of the second ultrasonic flaw detector is formed in a concave curved surface in a direction parallel to the incident angle changing direction of the ultrasonic convergent beam. The small-bore pipe inspection device according to any one of the above items. 前記第2の超音波探傷装置の配管の外周面に対する当接面を、前記超音波収束ビームの入射角変更方向に対して直交する方向に、凹曲面状に形成した請求項1から3のいずれか1項に記載の小口径配管点検装置。   The contact surface with respect to the outer peripheral surface of the pipe of the second ultrasonic flaw detector is formed in a concave curved surface in a direction orthogonal to the incident angle changing direction of the ultrasonic convergent beam. The small-diameter pipe inspection device according to claim 1. 小口径配管の点検を行う小口径配管点検方法であって、
配管の外周面に周方向に渡って複数の振動子を配置し、各振動子から配管の軸方向へ超音波を発し、その反射波を受信して配管に欠陥が存在する範囲を特定する第1の超音波探傷工程と、
前記第1の超音波探傷工程で特定した範囲において、一列又は複数列に配設された複数の振動子の、配管の外側から厚さ方向に発せられる超音波送信タイミングを制御して、超音波収束ビームを任意の位置に収束させると共に、その反射波を受信して配管の探傷を行う第2の超音波探傷工程とを有することを特徴とする小口径配管点検方法。
A small-diameter piping inspection method for inspecting small-diameter piping,
A plurality of vibrators are arranged on the outer peripheral surface of the pipe in the circumferential direction, ultrasonic waves are emitted from the respective vibrators in the axial direction of the pipe, the reflected waves are received, and a range in which there is a defect in the pipe is specified. 1 ultrasonic flaw detection process,
In the range specified in the first ultrasonic flaw detection process, the ultrasonic wave transmission timing emitted from the outside of the pipe in the thickness direction of a plurality of transducers arranged in one or a plurality of rows is controlled to A small-diameter pipe inspection method comprising: a second ultrasonic flaw detection process for converging a convergent beam at an arbitrary position and receiving a reflected wave to flaw the pipe.
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