JP2019200167A - 超音波探傷評価装置および超音波探傷評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波探傷評価装置において、検査対象に対して超音波によるエコーを評価する際に、大量の検査データを、効率よく正確に評価することのできるようにする。【解決手段】検査対象に対して探触子を走査して、超音波を入射し、検査対象の反射源からのエコーを計測し、評価する超音波探傷評価装置であって、制御部と、入出力部とを備え、制御部は、エコーを、そのエコーの要因となる反射源の位置により、検査対象の表面、裏面、内部のいずれかに属するものかを分類し、分類されたエコーの中で、そのエコーの要因となる反射源が近接するエコー同士でグループ化し、入出力部は、エコーをグループ化して表示する。また、溶接線の方向に近接するエコーを優先して、グループ化して表示する。【選択図】 図３

Description

本発明は、超音波探傷評価装置および超音波探傷評価方法に係り、建設設備などの検査対象に対して超音波によるエコーを評価する際に、大量の検査データを効率的に評価するのに好適な超音波探傷評価装置および超音波探傷評価方法に関する。

原子力発電設備等のプラントや道路等の交通インフラその他では、高い安全性が求められており、定期的に十分な検査を実施しなければならない。原子力プラント等では、検査対象物としては、例えば、原子炉圧力容器に接続される各種配管について検査が行われる。この配管は溶接構造となっており、その健全性を十分に確保するための素材の非破壊検査に加えて、溶接部に対しては、特に厳しい非破壊検査が要求される。検査方法の一つとして、超音波探傷検査がある。超音波探傷検査では、検査対象に対して、超音波探触子を走査することにより超音波を入射し、得られるエコーを検査員が評価する。

しかしながら、超音波探傷検査では、超音波探触子を走査することによって、大量の検査データが得られるため、これらのデータすべてについて評価を行うことは大変困難な作業である。

超音波探傷検査により、検査対象の欠陥を判定する装置ついては、例えば、特許文献１に開示がある。特許文献１の記載された装置では、大量の検査データについて、安定した評価を行うために、複数の欠陥候補の連続性の長短により、欠陥を抽出して、欠陥位置を判定するとしている（図５、段落番号００３４）。

特開２００７−１０１３２０号広報

特許文献１に記載されている欠陥の判定方法は、超音波探傷で得られた画像データにおいて、欠陥から得られるエコーとノイズやその他の材質的不均一部から得られるエコーの違いを、連続性の長短で評価している。特許文献１記載された欠陥の判定方法では、連続性の長いエコーの反射源を亀裂欠陥と評価し、連続性の短いエコーの反射源を、例えば、ノイズやその他の材質的不均一部と評価し、この方法により大量の検査データを安定した品質で評価することができるとしている。

しかしながら、連続性の長いエコーであっても必ずしも亀裂欠陥とは限らず、この方法では、亀裂欠陥を特定するためには、連続性の長いエコーのすべてを詳細に確認する必要がある。したがって、検査データが大量に有る場合には、特許文献１の記載された欠陥の判定方法では、検査データを評価する手間が、相当にかかる事態になることも生じうる。

本発明の目的は、検査対象に対して超音波によるエコーを評価する際に、大量の検査データを、効率よく正確に評価することのできる超音波探傷評価装置を提供することにある。また、エコーの有無だけでなく、エコーの発生原因まで効率よく評価することのできる超音波探傷評価装置を提供することにある。

本発明の超音波探傷評価装置の構成は、好ましくは、検査対象に対して探触子を走査して、超音波を入射し、検査対象の反射源からのエコーを計測し、評価する超音波探傷評価装置であって、超音波探傷評価装置は、制御部と、入出力部とを備え、制御部は、エコーを、そのエコーの要因となる反射源の位置により、検査対象の表面、裏面、内部のいずれかに属するものかを分類し、分類されたエコーの中で、そのエコーの要因となる反射源が近接するエコー同士でグループ化し、入出力部は、エコーをグループ化して表示するようにしたものである。

本発明によれば、検査対象に対して超音波によるエコーを評価する際に、大量の検査データを、効率よく正確に評価することのできる超音波探傷評価装置を提供することができる。また、エコーの有無だけでなく、エコーの発生原因まで効率よく評価することのできる超音波探傷評価装置を提供することができる。

実施形態１に係る超音波探傷評価装置の構成図である。 超音波探傷評価装置の保持する探傷情報の一例を表す三次元グラフを示す図である（その一）。 実施形態１に係るモニタ表示画面の一例を示す図である。 超音波探傷評価装置の処理に示すフローチャートである。 近接するエコー同士をグループにまとめるアルゴリズムを示すフローチャートである。 実施形態２に係るモニタ表示画面の一例を示す図である。 エコーの反射の様子を示す検査対象の横断図である。 実施形態３に係るモニタ表示画面の一例を示す図である。 超音波探傷評価装置の保持する探傷情報の一例を表す三次元グラフを示す図である（その二）。 実施形態４に係るモニタ表示画面の一例を示す図である。

以下、本発明に係る各実施形態を、図１ないし図１０を用いて説明する。

〔実施形態１〕
以下、本発明に係る実施形態１を、図１ないし図５を用いて説明する。

先ず、本発明に係る超音波探傷評価装置の概要について説明する。
本発明に係る超音波探傷評価装置は、検査対象に対して探触子を走査して超音波を入射し、得られるエコーを評価するために、エコーを検査対象表面、裏面、内部に分け、近接するエコー同士でグループにまとめて、モニタ画面に表示されるＺ−Ｙ平面図、Ｘ−Ｙ平面図、Ｘ−Ｚ平面図に表示することが特徴である。

超音波探傷で得られたエコーの反射源は、検査対象内に３次元的に分布しているわけであるが、検査対象内での反射源位置によって原因が異なる。例えば、検査対象表面のエコーは、表面の亀裂を含む何らかの凹凸が原因であり、検査対象裏面のエコーは、裏面の亀裂を含む何らかの凹凸が原因であり、検査対象内部のエコーは、内部の材質的不均一部が原因であることが多い。このように、原因の異なるエコーは分けて評価するべきであるというのが、本発明の発想である。また、同じ反射源からのエコーは、検査対象内の近接した位置で反射し、同じ反射源からのエコーは一括して評価すると効率がよいというのが、本発明の発想である。したがって、本発明に係る超音波探傷評価装置では、エコーを検査対象表面、裏面、内部に分け、また、近接するエコー同士をグループにまとめるようにした。

上述のように、超音波探傷においては、検査対象内の反射源位置によってエコーの原因が異なり、また、同じ反射源からのエコーは近接していることから、検査対象内での反射位置の分布を知ることがエコーの原因を特定する上で重要である。本発明では、グループにまとめたエコーを、モニタ画面上のＺ−Ｙ平面図、Ｘ−Ｙ平面図、Ｘ−Ｚ平面図からなる３面図に投影して表示する。座標軸の方向は、例えば、検査対象が溶接を行った建設部材であるとき、溶接線と平行な方向をＸ軸、検査対象の深さ方向をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸と直交する方向をＹ軸とする。
このようにして、本発明に係る超音波探傷評価装置によれば、大量の検査データを効率よく評価することが可能になる。

次に、図１を用いて本発明の実施形態１に係る超音波探傷評価装置の構成について説明する。
実施形態１に係る超音波探傷評価装置は、図１に示されように、探傷部１１０、制御部１２０、入出力部１３０から構成される。

探傷部１１０は、検査対象１００の超音波探傷を行う構成要素である。図１に示さした例では、検査対象１００は円筒状の配管となっている。また、本実施形態の座標系は、円筒状の配管の周方向をＸ軸、管軸方向をＹ軸、配管の厚さ方向をＺ軸とする。また、配管は、溶接によって接合されており、Ｘ軸方向は、溶接線の方向であるとする。

探傷部１１０は、軌道１１１と駆動機構１１２と探触子１１３を備えている。駆動機構１１２は、検査対象１００の外周の周方向の軌道１１１上を移動可能なように設けられている。探触子１１３は、管軸方向に移動可能なように駆動機構１１２に取り付けられ、駆動機構１１２上を検査対象１００の管軸方向に移動させることにより、管軸方向を移動し、駆動機構１１２を軌道１１１上で移動することにより、周方向に移動可能なように取り付けられている。

制御部１２０は、探傷部１１０の制御と入出力部１３０とのデータのやりとりを行う構成要素である。制御部１２０は、探傷制御部１２１と、データ評価部１２３と、データ記憶部１２２を備えている。探傷制御部１２１は、探傷部１１０を制御する。データ評価部１２３は、探傷部１１０により計測された探傷データを評価する。データ記憶部１２２は、制御情報や探傷データを記憶する。入出力部１３０は、データの入出力を行い、出力表示用のモニタ、入力用のキーボード、マウス等を備えている。

制御部１２０の機能は、ハードウェアで実現されてもよいし、パーソナルコンピュータのような一般的な情報処理装置上でコンピュータプログラムを実行することにより実現されてよい。コンピュータプログラムは、パーソナルコンピュータに、ＣＤなどの媒体によりインストールしてもよいし、配布サーバから、ダウンロードして、インストールする形態でもよい。

探傷部１１０は、制御部１２０から送られる制御情報に従って動作し、駆動機構１１２を軌道１１１上に沿って周方向に移動させ、かつ、駆動機構１１２上を移動させることより、探触子１１３を管軸方向に移動させる。探触子１１３における軌道１１１上の周方向の移動と管軸方向の移動は、離散的なポイント上を移動するようになっており、これにより、検査対象１００の表面を格子状に移動する。そして、各格子点１１４で探触子１１３が検査対象１００の内部に向かって、斜めに一定角度で超音波を発信し、そのエコーを受信する。斜めに発信することにより、検査対象１００の表面および裏面からの正反射エコーは探触子１１３に戻ってこずに、反射源がある場合にのみエコーが戻ってくる。エコーは、超音波の送信から受信までに掛かった時間（これは、探触子からの距離に対応する）での信号強度として得られる。そして、受信したエコーは、探傷情報として制御部１２０へ送られる。

制御部１２０は、探傷制御部１２１から探傷部１１０に制御情報を送り、探傷部１１０から探傷情報を受け取る。受け取った探傷情報は、データ記憶部１２２に記憶される。

この例では、探触子１１３は、軌道１１１と駆動機構１１２によって移動するが、その代わりに手動で移動させてもよく、その場合は探触子の位置を計測するセンサを設けて、位置情報を制御部１２０で取得可能とすることが好ましい。

また、データ評価部１２３は、データ記憶部１２２に記憶された探傷情報を評価し、評価結果を入出力部１３０へ送る。

入出力部１３０は、探傷部１１０の制御に必要な制御情報をキーボード、マウス等で入力可能とし、評価結果をモニタ等で出力可能とする。なお、入出力部１３０のモニタの表示画面の具体例は、後述する。

次に、図２を用いて超音波探傷評価装置が保持する探傷情報について説明する。
超音波探傷評価装置の保持する探傷情報は、図２に示されるような三次元グラフで表現できる。この三次元グラフにおいて、Ｘ軸は、図１のＸ座標と一致する。距離軸は、エコーの反射源と探触子１１３からの距離を示し、信号強度軸は、測定された信号の信号強度を示している。また、距離軸は、原点に近い方向から検査対象１００の表面、内部、裏面の順になっている。そして、プロットされた折れ線は、それぞれＸ１位置でのエコー３０１、Ｘ２位置でのエコー３０２、…、Ｘ８位置でのエコー３０８の信号強度変化を表している。信号強度が強くなっている箇所をそれぞれ、Ｘ１位置での第一のピーク３１１、Ｘ１位置での第二のピーク３１２、…、Ｘ８位置での第二のピーク３８２とする。探傷情報はＹ軸方向にも存在するが、説明を簡単にするため省略している。

次に、図３を用いて超音波探傷評価装置の出力するモニタ表示画面について説明する。
モニタ表示画面４０１は、超音波探傷評価装置の入出力部１３０が出力する画面であり、計測結果の探傷情報を表示し、ユーザからのコマンド入力を可能にする。

モニタ表示画面４０１上は、探傷情報表示エリア４０１ａ、コマンド入力ボタンエリア４０１ｂ、グループ関連表示エリア４０１ｃからなる。

探傷情報表示エリア４０１ａには、エコーの３次元分布をＺＹ平面に投影したＺＹ平面図４０２、ＸＹ平面に投影したＸＹ平面図４０３、ＸＺ平面に投影したＸＺ平面図４０４が表示される。検査対象１００は、本来は円管であるが、見易さのため円管を展開して平板状に表示している。なお、探傷情報と表示の具体的な対応について、後に詳説する。

コマンド入力ボタンエリア４０１ｂは、制御情報入力ボタン４０５、探傷開始ボタン４０６、探傷情報表示ボタン４０７からなる。制御情報入力ボタン４０５は、ユーザが超音波探傷評価装置に必要な制御情報を入力するときに、指定するボタンである。探傷開始ボタン４０６は、超音波探傷評価装置の開始を指定するボタンである。探傷情報表示ボタン４０７は、計測した探傷情報を探傷情報表示エリア４０１ａの各平面図に反映するために、指定するボタンである。

グループ関連表示エリア４０１ｃには、グループボタン４２１、前グループボタン４２２、後グループボタン４２３、カレントグループ表示欄４２４からなる。グループボタン４２１は、探傷情報のエコーをグループとして評価するときに指定するボタンである。前グループボタン４２２は、カレントグループの前のグループをカレントグループとして、表示するボタンである。後グループボタン４２３は、カレントグループの後ろのグループをカレントグループとして、表示するボタンである。カレントグループ表示欄４２４は、カレントグループのグループ番号が表示されている。カレントグループとされたグループのエコーは、探傷情報表示エリア４０１ａの平面図で、グループ化された表示がされる。図３の例では、カレントグループ表示欄４２４が「３」であり、エコー４１３、エコー４１４、エコー４１５、エコー４１６、エコー４１７、エコー４１８が、長円で取り囲まれることにより、グループ化表示されている。

次に、図２および図３、図４を用いて超音波探傷評価装置が測定した具体例を例に採り、超音波探傷評価装置の処理について説明する。

先ず、モニタ表示画面４０１上の制御情報入力ボタン４０５を指定して、探傷部１１０の制御に必要な制御情報を入出力部１３０から検査員がキーボード、マウス等を用いて入力する（制御情報入力ステップ２０１）。入力する制御情報としては、探触子を移動させるために必要なＸ，Ｙ軸方向の範囲、格子点のＸ，Ｙ軸方向のピッチ、検査対象１００の形状情報等がある。

次に、モニタ表示画面４０１上の探傷開始ボタン４０６を指定すると、入力された制御情報に従って探傷部１１０が超音波探傷を行う（超音波探傷ステップ２０２）。そして、超音波探傷で得られたエコーに関する情報を探傷情報として、入力された制御情報とともに、データ記憶部１２２に保存する。探傷情報には、各格子点でのエコーに関する情報が含まれ、各エコーに関する情報として、探触子からの距離、信号強度、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標が含まれる。そのため全体としては、検査対象１００内のエコーの３次元分布が記憶されることになる。

次に、モニタ表示画面４０１上の探傷情報表示ボタン４０７を指定すると、データ評価部１２３は、データ記憶部１２２から探傷情報を取り出し、探傷情報を入出力部１３０がモニタ表示画面４０１の探傷情報表示エリア４０１ａにエコーとして表示する（探傷情報表示ステップ２０３）。

本実施形態の例では、検査対象裏面にある第一のエコー４１１、第二のエコー４１２、検査対象内部にある第三のエコー４１３、第四のエコー４１４、第五のエコー４１５、第六のエコー４１６、第七のエコー４１７、第八のエコー４１８が、図３に示されるように、ＺＹ平面図４０２、ＸＹ平面図４０３、ＸＺ平面図４０４に表示される。

次に、モニタ表示画面４０１上のグループボタン４２１を指定すると、探傷情報を制御部１２０が評価し、エコーをグループ化する（探傷情報評価ステップ２０４）。

データ評価部１２３は、データ記憶部１２２から、例えば、図２に示されるような探傷情報を取り出す。次に、エコーを検査対象１００の表面、裏面、内部に起因するものかについて分類する。図２の例では、表面に起因するエコーは無い。裏面に起因するエコーは、Ｘ１位置での第二のピーク３１２、Ｘ２位置での第二のピーク３２２、Ｘ７位置での第二のピーク３７２、Ｘ８位置での第二のピーク３８２となる。内部のエコーは、Ｘ１位置での第一のピーク３１１、Ｘ２位置での第一のピーク３２１、Ｘ４位置での第一のピーク３４１、Ｘ５位置での第一のピーク３５１、Ｘ７位置での第一のピーク３７１、Ｘ８位置での第一のピーク３８１となる。ここで、第一、第二は、原点からの距離の順である。

次に、近接するエコー同士をグループにまとめる。なお、近接するエコー同士をグループにまとめるアルゴリズムの詳細は、後述する。裏面に起因するエコーでは、Ｘ１位置での第二のピーク３１２、Ｘ２位置での第二のピーク３２２が近接しているので第一のグループとし、Ｘ７位置での第二のピーク３７２、Ｘ８位置での第二のピーク３８２が近接しているので第二のグループとする。第一のグループに属するエコーと第二のグループに属するエコーとは離れているので同一グループにはならない。内部のエコーでは、Ｘ１位置での第一のピーク３１１、Ｘ２位置での第一のピーク３２１、Ｘ４位置での第一のピーク３４１、Ｘ５位置での第一のピーク３５１、ｘ７位置での第一のピーク３７１、Ｘ８位置での第一のピーク３８１が近接しているので第三のグループとする。

グループ化の評価が終了すると、評価結果を入出力部１３０がモニタ表示画面４０１に表示する（評価結果出力ステップ２０５）。図３に示される例では、第三のグループ４３１が、ＺＹ平面図４０２、ＸＹ平面図４０３、ＸＺ平面図４０４に長円で囲んで表示されている。グループの表示は、他の方法、例えば、長方形で囲む、表示色を変える、エコーのハッチング表示、ブリンクなどでもよい。また、グループの番号がカレントグループ表示欄４２４に表示される。次に、モニタ表示画面４０１上の前グループボタン４２２を押すと、図示していないが、第二のグループがＺＹ平面図４０２、ＸＹ平面図４０３、ＸＺ平面図４０４に長円で囲んで表示される。また、グループの番号「２」がカレントグループ表示欄４２４に表示される。また、モニタ表示画面４０１上の後グループボタン４２３を押すと、第三のグループに戻って表示される。

次に、図５を用いて近接するエコー同士をグループにまとめるアルゴリズムについて説明する。
先ず、ｇ←１、Ｇ_１の個数←０、Ｍ←グループ内のエコーの個数の閾値とする（Ｓ０１）。ここで、ｇは、グループのインデックスである。

次に、各エコーの探触子１１３との距離を求める（Ｓ０２）。ここで、エコーの探触子１１３との距離とは、エコーの示す反射源と探触子１１３との距離と定義する。
全てのエコーをとったときには、処理を終了し（Ｓ０３：ＹＥＳ）、とるエコーがあるときには（Ｓ０３：ＮＯ）、Ｓ０４に行く。
Ｇ_ｇに属していないエコーの中で、探触子からの距離の最も小さいエコーをｅとする（Ｓ０４）。
次に、ｅ∈Ｇ_ｇとし、Ｇ_ｇの個数を＋１ する（Ｓ０５）。

次に、Ｇ_ｇの個数＜Ｍか判定し、Ｇ_ｇの個数＜Ｍのときには（Ｓ０６：ＹＥＳ）、Ｓ０７に行き、そうでないときには（Ｓ０６：ＮＯ）、Ｓ０９に行く。

ｅとＸ，Ｙ，Ｚの距離が閾値未満のエコーｅ′があるか判定し、そのようなｅ′があるときには（Ｓ０７：ＹＥＳ）、Ｓ０８に行き、そのようなｅ′がないときには（Ｓ０７：ＮＯ）、Ｓ０９に行く。

ｅとＸ，Ｙ，Ｚの距離が閾値未満のエコーｅ′があるとは、次の（式１）が成立するか否かで判定する。ここで、ε_ｘ、ε_ｙ、ε_ｚは、それぞれＸ，Ｙ，Ｚの距離の閾値である。

ｅとＸ，Ｙ，Ｚの距離が閾値以下のエコーｅ′があるときには、ｅ←ｅ′とし（Ｓ０８）、Ｓ０５に戻る。

Ｇ_ｇの個数＜Ｍでないとき（Ｓ０６：ＮＯ）、または、ｅとＸ，Ｙ，Ｚの距離が閾値未満のエコーｅ′がないときには（Ｓ０７：ＮＯ）、ｇ←ｇ＋１、Ｇｇの個数←０とし（Ｓ０９）、Ｓ０３に戻る。

以上本実施形態によれば、原因の異なるエコーを分け、同じ反射源からのエコーをまとめた上で、グループ化表示することにより、検査対象内での反射源位置を確認することができるため、大量の検査データを効率よく評価することが可能となる。

〔実施形態２〕
以下、本発明に係る実施形態２を、図２および図６、図４を用いて説明する。

一般的に、超音波探傷は、各種プラントやインフラ設備等の検査で用いられるが、特に配管の溶接部を対象とした検査において、効果的で広く用いられている。溶接部は、両側の母材の隙間を溶接材で埋めた構造となっている。溶接部の裏側は、波状の凹凸形状となっており、エコーの反射源となる。また、溶接材や母材の熱影響部は溶接時に溶融金属となった後に冷え固まる過程を経るため、材質的な不均一部になりやすく、エコーの反射源となる可能性がある。さらに、溶接によって母材と溶接材との境界付近には応力が集中する箇所ができやすい。そのため、その付近で亀裂が発生しやすく、また、溶接線（溶接部分の中心線）に沿って進展しやすい。そして、この亀裂はエコーの反射源となる。このように、溶接部の付近には、エコーの反射源が多数存在することとなり、同じ反射源は溶接線に平行な方向（Ｘ軸）に連なる傾向がある。

本実施形態では、実施形態１のように近接するエコー同士をグループにまとめる際に、溶接線に平行な方向をＸ軸とし、Ｘ方向に近接するエコー同士を、Ｙ方向やＺ方向よりも優先してグループにまとめる。その結果を、モニタなどを備えた入出力部に表示する。

本実施形態の超音波探傷評価装置の構成は、実施形態１の図１に示したものと同様である。また、実施形態１の図２の三次元グラフを示す図で示される探傷情報を例に採り説明する。

以下、図２および図６、図４を用いて超音波探傷評価装置が測定した具体例を例に採り、超音波探傷評価装置の処理について説明する。
本実施形態の処理は、探傷情報表示ステップ２０３までは、実施形態１と同様である。

次に、データ評価部１２３は、データ記憶部１２２から図２の三次元グラフに示されるような探傷情報を取り出し、評価してエコーをグループ化する（探傷情報評価ステップ２０４）。

ここで、本実施形態では、近接するエコー同士でグループにまとめる際に、Ｘ方向に近接するエコー同士をＹ方向やＺ方向よりも優先してグループにまとめる。例えば、実施形態１のアルゴリズムの判定において、ε_ｘ≫ε_ｙ、ε_ｘ≫ε_ｚとして判定すればよい。

図２ではＸ方向のみ図示しているが、この例で、内部のエコーでは、Ｘ１位置での第一のピーク３１１、Ｘ２位置での第一のピーク３２１、Ｘ４位置での第一のピーク３４１、Ｘ５位置での第一のピーク３５１、Ｘ７位置での第一のピーク３７１、Ｘ８位置での第一のピーク３８１が近接しているが、Ｚ方向については、Ｘ７位置での第一のピーク３７１、Ｘ８位置での第一のピーク３８１は、他のピークから少し離れているものとする。そのため、Ｘ１位置での第一のピーク３１１、Ｘ２位置での第一のピーク３２１、Ｘ４位置での第一のピーク３４１、Ｘ５位置での第一のピーク３５１が、第三のグループとなり、Ｘ７位置での第一のピーク３７１、Ｘ８位置での第一のピーク３８１は、本実施形態では異なる第四のグループとなる。

この結果、評価結果を入出力部１３０がモニタ表示画面４０１に表示する際に、Ｘ方向に近接するエコー同士をＹ方向やＺ方向よりも優先したグループとして表示する（評価結果出力ステップ２０５）。

図６に示されるモニタ表示画面４０１の例では、Ｘ方向に近接するエコー同士をＹ方向やＺ方向よりも優先した第三のグループ５１１がＺＹ平面図４０２、ＸＹ平面図４０３、ＸＺ平面図４０４に長円で囲んで表示される。第五のエコー４１５（Ｘ７位置での第一のピーク３７１に対応）、第六のエコー４１６は（Ｘ８位置での第一のピーク３８１に対応）、Ｚ方向に少し離れているため第三のグループ５１１には含まれない。

以上、本実施形態によれば、欠陥の生じやすい溶接線の方向などの特定の方向に関して、同じ反射源からのエコーをより詳細なグループにまとめることができるため、大量の検査データの評価をより正確に行うことが可能となる。

〔実施形態３〕
以下、本発明に係る実施形態３を、図２、図７および図８、図４を用いて説明する。

実施形態１および実施形態２では、大量の検査データを、グループ分けた上でまとめて効率よく正確に評価する例について述べたが、本実施形態では、エコーの評価において、その種類を評価するのに有効と思われる例について説明する。

超音波探傷検査でエコーを検出した場合は、その発生原因、すなわちエコーの種類によってどのように対処するかを検討する。例えば、超音波探傷検査の結果、エコーの種類が亀裂であるならば、設備の保守員は、何らかの補修を検討することになる。また、亀裂でない場合でも、エコーの種類によって、問題無しとするか、より詳細に評価するか等を検討することになる。このように検査対象内でのエコーの反射源の位置によってエコーの原因が異なる。

本実施形態では、検査対象内でのエコーの反射源の位置から、検査データからエコーの種類を判定する。その判定結果を、モニタ表示画面などに表示する。

本実施形態の超音波探傷評価装置の構成は、実施形態１の図１に示したものと同様である。また、実施形態１の図２の三次元グラフを示す図で示される探傷情報を例に採り説明する。

以下、図２、図７および図８、図４を用いて超音波探傷評価装置が測定した具体例を例に採り、超音波探傷評価装置の処理について説明する。
本実施形態の処理は、探傷情報表示ステップ２０３までは、実施形態１と同様である。

次に、データ評価部１２３は、データ記憶部１２２から図２の三次元グラフに示されるような探傷情報を取り出し、評価してエコーをグループ化する（探傷情報評価ステップ２０４）。

次に、データ評価部１２３は、グループ毎に、探傷情報から当該エコーの探触子位置情報、探触子から反射源までの距離情報を取得し、制御情報から検査対象の形状情報を取得する。これらの情報を照らし合わせてエコーの種類を判定する。

エコーの種類を判定の判定例を、図７を用いて説明する。
図７は、検査対象１００の溶接部６０１付近のＹＺ断面を表している。探触子１１３の位置と検査対象１００の形状情報とから溶接部６０１に対する探触子１１３の相対位置を算出し、さらに、探触子１１３から反射源６０２までの距離情報とから溶接部６０１に対する反射源６０２の相対位置を算出する。図７の例では、反射源６０２は、溶接部６０１内にあると算出したため、エコーの種類は、溶接部エコーと判定する。

そして、その結果、評価結果を入出力部１３０がモニタに表示する際に、エコーの種類の判定結果を表示する（評価結果出力ステップ２０５）。本実施形態のモニタ表示画面４０１には、図８に示されるように、実施形態１のモニタ表示画面４０１に加えて、エコー種類表示欄７０１を有しており、エコーの種類が「溶接部エコー」のように表示される。

以上説明したように、本実施形態によれば、検出したエコーについてグループ毎にエコーの種類を確認できるため、検査データについて、エコーの有無だけでなく、エコーの種類、すなわち、エコーの発生原因まで効率よく評価することが可能となる。

〔実施形態４〕
以下、本発明に係る実施形態３を、図９および図１０、図４を用いて説明する。

実施形態３では、検査データについて、エコーの種類、すなわち、エコーの発生原因まで効率よく評価する例について述べたが、本実施形態では、エコーの種類の評価において、より正確に評価するのに有効と思われる例について以下で説明する。超音波探傷検査でエコーの種類を判定する際に、検査対象内での反射源位置だけでは判定が難しいエコーがある。

すなわち、反射源が検査対象１００の裏面のエコーについては、反射源位置だけではエコーの種類が亀裂であるか否かの判定が難しい場合がある。また、エコーピーク点のエコー波形を見ても、亀裂とそれ以外は似通っており、判定が難しい場合がある。ここで、エコーピーク点とは、当該グループの中でエコーの信号強度が最大となる探傷点のエコーである。しかしながら、エコーピーク点の近傍点のエコー波形も見ると、亀裂とそれ以外は異なっており、判定が可能となる。
したがって、本実施形態では、エコーピーク部のエコー波形とエコーピーク部の近傍のエコー波形の特徴量に基づいてエコーの種類を判定する。

本実施形態の超音波探傷評価装置の構成は、実施形態１の図１に示したものと同様である。本実施形態では、図９の三次元グラフを示す図で示される探傷情報を例に採り説明する。
本実施形態の処理は、探傷情報表示ステップ２０３までは、実施形態１と同様である。

次に、データ評価部１２３は、データ記憶部１２２から図９の三次元グラフに示されるような探傷情報を取り出し、評価してエコーをグループ化する（探傷情報評価ステップ２０４）。

図８のＸ軸は探触子のＸ座標を示し、距離軸は探触子からの距離を示し、プロットされた折れ線は、それぞれエコー波形であり、信号強度が強くなっている箇所をそれぞれ、Ｘ２位置でのピーク８０２、Ｘ３位置でのピーク８０３、Ｘ４位置でのピーク８０４、Ｘ５位置でのピーク８０５、Ｘ６位置でのピーク８０６とする。探傷情報は、Ｙ軸方向にも存在するが、説明を簡単にするため省略している。これらのピークはグループにまとめられている。信号強度が一番強いＸ４位置でのピーク８０４がエコーピーク点である。エコーピーク点の近傍点は、例えば、Ｘ３位置でのピーク８０３、Ｘ５位置でのピーク８０５である。この例では近傍点を両隣の２点としたが、さらに両隣を含めた４点としてもよく、さらに多くの点を用いてもよい。

そして、本実施形態では、これらのエコー波形から特徴量を算出する。例えば、各エコー波形の信号強度の最大値を特徴量としてもよい。また、信号波形の最大値ではなく、各エコー波形を用いて算出できる他の特徴量でもよい。これら特徴量の組み合わせと、予め設定した特徴量の組み合わせとの比較に基づいて、亀裂エコーか否かを判定する。

また、この結果、評価結果を入出力部１３０がモニタに表示する際に、エコーの種類の判定結果を表示する（評価結果出力ステップ２０５）。さらに、本実施形態のモニタ表示画面４０１には、図１０に示されるように、実施形態３のモニタ表示画面４０１に加えて、エコー波形詳細情報表示エリア４０１ｅを有している。エコー波形詳細情報表示エリア４０１ｅは、エコー波形表示欄９０１、座標表示欄９０３、特徴量表示欄９０４を有する。

エコー波形表示欄９０１には、エコー波形のグラフ９０２が表示され、ユーザは、エコー種類の判定に用いたエコー波形を確認することができる。また、入出力部１３０のキーボードの矢印キーを押すと、それに応じてＸやＹ方向の近傍点のエコー波形のグラフを表示してもよい。座標表示欄９０３には、グラフ表示しているエコーのＸ、Ｙ座標が表示される。特徴量表示欄９０４には、特徴量のグラフ９０５が表示され、エコー種類の判定に用いた特徴量を確認することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、検出したエコーについて、エコー波形の特徴量に基づいて、エコーの種類を判定できるため、検査データについて、エコーの種類、すなわち、エコーの発生原因まで効率よく詳細に評価することが可能となる。

１００…検査対象
１１０…探傷部
１１１…軌道
１１２…駆動機構
１１３…探触子
１２０…制御部
１２１…探傷制御部
１２２…データ記憶部
１２３…データ評価部
１３０…入出力部
２０１…制御情報入力ステップ
２０２…超音波探傷ステップ
２０３…探傷情報表示ステップ
２０４…探傷情報評価ステップ
２０５…評価結果出力ステップ
３０１…Ｘ１位置でのエコー
３０２…Ｘ２位置でのエコー
３０３…Ｘ３位置でのエコー
３０４…Ｘ４位置でのエコー
３０５…Ｘ５位置でのエコー
３０６…Ｘ６位置でのエコー
３０７…Ｘ７位置でのエコー
３０８…Ｘ８位置でのエコー
３１１…Ｘ１位置での第一のピーク
３１２…Ｘ１位置での第二のピーク
３２１…Ｘ２位置での第一のピーク
３２２…Ｘ２位置での第二のピーク
３４１…Ｘ４位置での第一のピーク
３５１…Ｘ５位置での第一のピーク
３７１…Ｘ７位置での第一のピーク
３７２…Ｘ７位置での第二のピーク
３８１…Ｘ８位置での第一のピーク
３８２…Ｘ８位置での第二のピーク
４０１…モニタ表示画面
４０２…ＺＹ平面図
４０３…ＸＹ平面図
４０４…ＸＺ平面図
４０５…制御情報入力ボタン
４０６…探傷開始ボタン
４０７…探傷情報表示ボタン
４１１…第一のエコー
４１２…第二のエコー
４１３…第三のエコー
４１４…第四のエコー
４１５…第五のエコー
４１６…第六のエコー
４１７…第七のエコー
４１８…第八のエコー
４２１…グループボタン
４２２…前グループボタン
４２３…後グループボタン
４２４…カレントグループ表示欄
４３１…第三のグループ
５１１…第三のグループ
６０１…溶接部
６０２…反射源
７０１…エコー種類表示欄
８０２…Ｘ２位置でのピーク
８０３…Ｘ３位置でのピーク
８０４…Ｘ４位置でのピーク
８０５…Ｘ５位置でのピーク
８０６…Ｘ６位置でのピーク
９０１…エコー波形表示欄
９０２…エコー波形のグラフ
９０３…座標表示欄
９０４…特徴量表示欄
９０５…特徴量のグラフ

Claims (7)

1. 検査対象に対して探触子を走査して、超音波を入射し、前記検査対象の反射源からのエコーを計測し、評価する超音波探傷評価装置であって、
   前記超音波探傷評価装置は、
   制御部と、
   入出力部と、を備え、
   前記制御部は、前記エコーを、そのエコーの要因となる反射源の位置により、前記検査対象の表面、裏面、内部のいずれかに属するものかを分類し、
   前記分類されたエコーの中で、そのエコーの要因となる反射源が近接するエコー同士でグループ化し、
   前記入出力部は、前記エコーをグループ化して表示することを特徴とする超音波探傷評価装置。
2. 前記制御部は、三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）により、検査対象の反射源の位置を保持し、
   前記入出力部は、Ｚ−Ｙ平面図、Ｘ−Ｙ平面図、Ｘ−Ｚ平面図に、反射源から生じるエコーを表示する請求項１記載の超音波探傷評価装置。
3. 特定の座標軸方向のエコーの反射源が近接するか否かを評価する際の距離の閾値を他の座標軸方向のものより、大きくとることを特徴とする請求項２記載の超音波探傷評価装置。
4. 前記特定の座標軸方向は、前記検査対象を溶接した際の溶接線の方向であることを特徴とする請求項３記載の超音波探傷評価装置。
5. 前記制御部は、エコーの要因となる反射源の状態により、エコーの種類を判定し、
   前記入出力部は、前記エコーの種類を表示することを特徴とする請求項１記載の超音波探傷評価装置。
6. 前記制御部は、前記エコーの種類の判定において、そのエコーのエコーピーク点のエコー波形とエコーピーク点の近傍点のエコー波形とに基づく特徴量を用いて判定することを特徴とする請求項５記載の超音波探傷評価装置。
7. 検査対象に対して探触子を走査して、超音波を入射し、前記検査対象の反射源からのエコーを計測し、評価する超音波探傷評価装置の超音波探傷評価方法であって、
   前記超音波探傷評価装置が、三次元座標により、検査対象の反射源の位置を保持するステップと、
   前記超音波探傷評価装置が、前記エコーを、そのエコーの要因となる反射源の位置により、前記検査対象の表面、裏面、内部のいずれかに属するものかを分類するステップと、
   前記超音波探傷評価装置が、前記分類されたエコーの中で、そのエコーの要因となる反射源が近接するエコー同士でグループ化するステップと、
   前記超音波探傷評価装置が、Ｚ−Ｙ平面図、Ｘ−Ｙ平面図、Ｘ−Ｚ平面図に、反射源から生じるエコーをグループ化して表示するステップと、を有することを特徴とする超音波探傷評価方法。

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