JP2019203722A - 超音波探傷の方法、システム、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】汎用的なUT装置を用いて大型センサによるUTを効率的に実行する。【解決手段】複数の素子31を含むセンサ30を複数の領域1,2に区分し、切換器40を介してUT装置20をセンサ30の各領域に接続し、探傷点のセンサ30に対する位置関係に応じてUTに用いるセンサ30の領域を探傷点毎に少なくとも1つ選択し、切換器40によりセンサ30の選択した領域にUT装置を接続し、選択した領域が1つである探傷点については選択した1つの領域を用いてUTを実行し、選択した領域が複数である探傷点については選択した複数の領域を用いて領域数に応じて必要な回数の超音波探傷を実行し結果を加算処理する。【選択図】図4A
Description
本発明は、フェーズドアレイ超音波探傷(以下、超音波探傷をUTと称する)を実施するためのUT方法等に関する。
フェーズドアレイUTでは、アレイセンサ(以下、センサ)に備わった複数の超音波素子(以下、素子)が超音波を送信するタイミングを調整し、各素子から送信された超音波が同時に到達する点(焦点)を変えていく(特許文献1参照)。センサの各素子は、フェーズドアレイUT装置(以下、UT装置)に備わった送信回路(パルサ)に接続される。各素子は結線されたパルサで励振されることで超音波を送信する。UT装置には一度に一群の各超音波素子の超音波発信開始の時間差(遅延時間)のデータが書き込まれ、UT装置は書き込まれた遅延時間毎に順次UTを実行する。
大型センサには、一般的な汎用のUT装置の端子数よりも多くの素子を備えたものがある。このような大型センサを用いる場合、センサの素子数以上の端子を備えた専用の大型UT装置を用意することで、大型センサの全素子を用いたUTを実行することができる。但し、このような大型UT装置をセンサに合わせて都度用意するのは非効率である。そこで、汎用的なUT装置の各端子に切換器を介して大型センサを構成する複数の素子を接続することが考えられる。この場合、大型センサを複数の領域に区分し、UT装置に接続する領域を切換器で切り換えて超音波を送受信する領域を順番に切り換えることで、大型センサの全素子を活用したUTを実行することができる。
しかし、素子数よりも端子数が少ない汎用的なUT装置を大型センサに切換器を介して接続した場合、大型UT装置を用いた場合と同等の検出感度を得るためには、同一焦点に対してセンサの領域区分数の2乗回のUTを実行しなければならない。同一焦点について、1つの領域から超音波を送信して1つの領域で反射波を受信するUTを、超音波を送信する領域と受信する領域の組み合わせ分だけ実行する必要があるためである。そのため、UT装置に一度に書き込まれる一群の遅延時間で探傷できる焦点数(言い換えれば探傷範囲)がセンサの領域区分数の2乗分の1に減少する。つまり大型UT装置を用意した場合と同等の領域を対象として理論上同等の検査感度のUTを実行するためには、センサの領域区分数の2乗倍の数の遅延時間をUT装置に書き込む必要がある。同じ探傷範囲を対象としてUTを実行するにしても、UT装置への遅延時間の書き込み回数が大型UT装置を用意した場合に比べて増えてUTの所要時間が長くなる傾向にある。
本発明の目的は、汎用的なUT装置を用いて大型センサによるUTを効率的に実行することができるUT方法等を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、複数の超音波素子を含むアレイセンサを複数の領域に区分し、切換器を介してフェーズドアレイ超音波探傷装置を前記アレイセンサの各領域に接続し、探傷点の前記アレイセンサに対する位置関係に応じて超音波探傷に用いる前記アレイセンサの領域を探傷点毎に前記複数の領域から少なくとも1つ選択し、前記切換器により前記アレイセンサの選択した領域に前記フェーズドアレイ超音波探傷装置を接続し、前記選択した領域が1つである探傷点については、選択した1つの領域を用いて超音波探傷を実行し、前記選択した領域が複数である探傷点については、選択した複数の領域を用いて領域数に応じて必要な回数の超音波探傷を実行しUT結果を加算する。
本発明によれば、汎用的なUT装置を用いて大型センサによるUTを効率的に実行することができる。
以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
−フェーズドアレイUT−
まずフェーズドアレイUT(フェーズドアレイ超音波探傷)の基本原理を説明する。
まずフェーズドアレイUT(フェーズドアレイ超音波探傷)の基本原理を説明する。
図1AはフェーズドアレイUTにおける超音波の送信の様子を表す図である。同図に示すようにセンサ(アレイセンサ)130は被検査物Aの表面に設置され固定される。センサ130にはピエゾ素子等の複数(図では5つ)の素子(超音波素子)131a−131eが備わっている。各素子131a−131eはUT装置(フェーズドアレイUT装置)120に複数備えられたパルサ(不図示)に個別に接続され、パルサから短時間(一定時間)出力される電圧信号によって励振されて超音波Bを送信する。UT装置120はPC等の制御装置110に接続されている。UT装置120には遅延回路が備わっている。遅延回路は、制御装置110によりUT装置120のメモリに書き込まれた一群のUT条件に従って各パルサが電圧を出力し始める時刻(タイミング)をずらす。制御装置110からUT装置120に入力されるUT条件は、所望の焦点(探傷点)Dに集束する合成波面C(後述)を形成するために各素子131が超音波Bを送信し始める時刻のずれ、つまり遅延時間のデータである。図1Aでは素子131a,131eが同時に超音波Bを送信してから時間ΔT1後に素子131b,131dが、時間ΔT2(>ΔT1)後に素子131cが超音波Bを送信する例を示している。ΔT1、ΔT2が遅延時間のデータ(UT条件)である。素子131a−131eから送信された各超音波Bが目標となる焦点Dに同時に到達するように、焦点Dの位置によって遅延時間が設定される。素子131a−131eから送信された各超音波Bが同時に到達することで焦点Dにおける音圧が向上する。一群のUT条件に含まれる複数のUT条件を順次実行し焦点Dを変えていくことで、被検査物Aの内部の指定の探傷箇所をスキャンすることができる。
図1BはフェーズドアレイUTにおける反射波の受信の様子を表す図である。焦点D(同図では焦点Dに反射源がある場合を例示している)から各素子131a−131eまでの距離はそれぞれ異なるため、焦点Dで反射された超音波(反射波)が各素子131a−131eに到達する時刻にはずれがある。そのためUT装置120では、各素子131a−131eが受信した反射波の強度信号を焦点Dからの距離差を加味し加算して受信強度を強める。図1A及び図1Bでは、最初に時刻T0に素子131cで反射波Eが受信されてから時間ΔT3後に素子131b,131dが、時間ΔT4(>ΔT3)後に素子131a,131eが反射波Eを受信する例を示している。この場合、UT装置120は、時刻T0に素子131cで受信した信号に、時間ΔT3後に素子131b,131dで受信した信号及び時間ΔT4後に素子131a,131eで受信した信号を加算し、これを探傷データとして制御装置110に出力する。この処理はUT装置120に備わった遅延回路によってUT条件に基づいて実行される。
以上のように探傷点(焦点D)における超音波強度と反射波の受信強度が強くなるように遅延時間を制御することで探傷点の検出感度が向上する点がフェーズドアレイUTの特徴である。
図2A及び図2BはフェーズドアレイUTにおける走査原理を表す図である。これらの図に示したように、フェーズドアレイUTにおいては、個々のUTの遅延時間を変えて焦点Dの位置(三次元座標)を移動させいくことで被検査物Aの内部を走査する。図2Aに示した例では、素子131e,131d,131c,131b,131aの順に超音波Bを送信することで、図1Aに示した例に比べて焦点Dが図中の左側に変位している。反対に図2Bに示した例では、素子131a,131b,131c,131d,131eの順に超音波Bを送信することで、図1Aに示した例に比べて焦点Dが図中の右側に変位している。図1Bで先に説明したように、各素子131a−131eで受信した反射波Eを加算も時間差を付けて実行される。このように焦点Dの位置を移動させていくことで、被検査物Aの内部の傷等に焦点Dが近付くと受信信号の強度が高まる。このように信号強度の探傷データを取ることで、傷等の位置や大きさ、形状等を推定することができる。
−UTシステム−
本発明の一実施形態に係るUTシステム(フェーズドアレイ超音波探傷システム)について説明する。
本発明の一実施形態に係るUTシステム(フェーズドアレイ超音波探傷システム)について説明する。
図1A等に示したシステムでは、センサ130としてUT装置120の入出力端子数を超える数の素子131を備えた大型のアレイセンサを用いると、センサ130の全ての素子131を使用することはできない。1回のUTでセンサ130の全ての素子131を使用するためには、素子131の数以上の端子数(正確には後述するパルサの数)がUT装置120に必要となる。この場合、センサ130が大型であるほどUT装置120に要求される端子数は増加する。このような多数の入出力端子数を備えた大型のUT装置をセンサ130の素子131の数に応じて都度用意することは、工数面でも経済面でも非効率である。
そこで、本実施形態ではUT装置に切換器を介してセンサを接続する。図3は本実施形態のUTシステムの模式図である。同図ではUT装置20の端子数よりも多数の素子31を持つ単一のセンサ30(大型アレイセンサ)を複数(本例では2つ)の領域1,2に区分し、切換器40によりUT装置20の接続相手が領域1,2のうちで切り換えられるように構成してある。センサ30の全ての素子31は切換器40を介してUT装置20の複数(好ましくは全て)の入出力端子に選択的に接続可能である。なお、図3では直線状の境界線で領域1,2を区分した場合を例示したが、本質的には素子31が複数のグループに分かれれば良いため、隣接する領域間の境界線は直線状である必要はなく、また場合によって複数の領域が互いに入り組んだ構成とすることもできる。
図4A及び図4Bは本実施形態のUTシステムのブロック図である。図4Aはパルサと超音波素子との接続関係を、図4Bはレシーバと超音波素子との接続関係を表している。これらの図に示したように、本実施形態のUTシステムは、制御装置10、UT装置20、センサ30及び切換器40を備えている。センサ30はUT装置20の入出力端子数よりも多くの素子31を備えた大型のアレイセンサであり、被検査物A(図1A等)に設置される。制御装置10はUT装置20及び切換器40を制御する。制御装置10の構成及び機能については後述する。
UT装置20には、図1A等に示したUT装置120と同様のもの(例えば市販の汎用的なもの)を用いることができる。このUT装置20は、遅延回路21、パルサ22(図4A)及びレシーバ23(図4B)を備えている。パルサ22は例えばD/Aコンバータを含み、単一のUT装置20に複数備わっている。各パルサ22は遅延回路21及びUT装置20の出力端子(不図示)を接続し、遅延回路21からのデジタル信号を電圧信号に変換して出力端子に出力する。レシーバ23(図4A等)は例えばA/Dコンバータであり、単一のUT装置20にパルサ22と同数以上備わっている。各レシーバ23は遅延回路21及びUT装置20の入力端子(不図示)を接続し、入力端子に入力された電圧信号をデジタル信号に変換して遅延回路21に出力する。
切換器40はパルサ22及びレシーバ23とセンサ30の素子31との接続関係を例えばリレー回路で切り換える装置(例えばマルチプレクサ)である。切換器40の一端側の端子にUT装置20の全ての超音波の送信端子及び超音波の受信端子が一対一の関係で接続され、他端側の端子にセンサ30の素子31が一対一の関係で接続されている。この切換器40によって個々のパルサ22を全ての素子31の中から任意に選択された少なくとも1つに選択的に接続できる。同じく切換器40によって個々のレシーバ23も全ての素子31の中から任意に選択された少なくとも1つに選択的に接続できる。例えば1回のUTで同一遅延時間(超音波の送信タイミングが同一)の素子31が複数ある場合、UT装置20の1つの出力端子に複数の素子31を接続することも可能である。
図4C及び図4Dに示した例は、切換器40のセンサの素子との接続端子を複数に分岐させて複数の大型のセンサ30を複数切り換え可能に接続した一変形例である。このような構成とすることで、複数のセンサを繋いでもリレー回路の数が抑えられる。図4C及び図4Dの例では、切換器40によって個々のパルサ22を複数のセンサ30a,30b,30cの全ての素子31の中から任意に選択された少なくとも1つに選択的に接続できる。同じく切換器40によって個々のレシーバ23も複数のセンサ30a,30b,30cの全ての素子31の中から任意に選択された少なくとも1つに選択的に接続できる。図4C及び図4Dの変形例の切換器40は複数の切換器を組み合わせて構成しても良い。
センサ30の全ての素子31に一対一の関係で接続できるだけの入出力端子を持つ大型のUT装置を用いた場合と理論上同等の検査感度を本実施形態のUTシステムで得るためには、図5に示したように複数回のUTを実行しUT結果を足し合わせる(加算処理)必要がある。具体的には、センサ30の超音波を送信する領域と受信する領域の全組み合わせの数、つまりセンサ30の区分領域数の2乗回数のUTを実行する必要があり、センサ30を2つの領域1,2に区分した場合は4回のUTの実行を要する。本例の場合、例えば次の4回のUTを実行し、それらの結果を加算処理する。
1回目:領域1から送信/領域1で受信
2回目:領域1から送信/領域2で受信
3回目:領域2から送信/領域1で受信
4回目:領域2から送信/領域2で受信
1回目:領域1から送信/領域1で受信
2回目:領域1から送信/領域2で受信
3回目:領域2から送信/領域1で受信
4回目:領域2から送信/領域2で受信
被検査物Aが金属製であれば、金属材料中の超音波は線形独立なので重ね合わせの原理が成立する。そのため、送受信に用いる素子31を切替えて探傷した結果を足し合わせることで、大型のUT装置を用いた場合と同等の検査感度が得られる。この信号処理が加算処理である。
但し、加算処理を施す場合、上記の通り1つの探傷点(焦点)についてセンサ30の区分領域数の2乗回数分のUTを実行する必要がある。そのため、制御装置10からUT装置20に一度に書き込まれる一群のUT条件で探傷できる探傷点の数はセンサ30の領域数の2乗分の1(区分数2であれば1/4)に制限される。
−適用例−
図6は本実施形態が好適に適用できる検査対象の一例を表す図である。同図に示した被検査物Aはガスタービンや蒸気タービンにおいてタービンディスク(不図示)に嵌め込まれる動翼の根元部分である。動翼のブレード(翼部)は図示省略してあるが、同図に示した被検査物Aの上面からタービンディスクの径方向外側(図中の上方向)に実際にはブレードが延びている。この例ではタービンディスクに軸方向から嵌め込まれるタイプの動翼の根元部を例示しているが、径方向から挿し込まれるタイプの根元部も本実施形態のUT装置により探傷可能である。図6に例示した被検査物Aは、タービンディスクの周方向に突出した複数の突部(フック)をタービンディスクの径方向に複数段備えた形状をしており、これらフックの嵌め合いによってタービンディスクに取り付けられる。上下に隣接する突部間のくびれ部分にタービン運転に伴って高応力が作用するため、被検査物Aの各段のくびれ部分を通る複数の断面を検査ラインA1,A2,A3(この例では検査ラインが3つの場合を例示している)に設定してUTを実行する。図6の被検査物Aを検査する場合、ブレードを適宜避けて同図に示したように被検査物Aの上面にセンサ30を設置する。この場合、センサ30から各検査ラインA1−A3までの距離はそれぞれ異なる。本例ではセンサ30を3つの領域1,2,3に区分した場合を例示している。
図6は本実施形態が好適に適用できる検査対象の一例を表す図である。同図に示した被検査物Aはガスタービンや蒸気タービンにおいてタービンディスク(不図示)に嵌め込まれる動翼の根元部分である。動翼のブレード(翼部)は図示省略してあるが、同図に示した被検査物Aの上面からタービンディスクの径方向外側(図中の上方向)に実際にはブレードが延びている。この例ではタービンディスクに軸方向から嵌め込まれるタイプの動翼の根元部を例示しているが、径方向から挿し込まれるタイプの根元部も本実施形態のUT装置により探傷可能である。図6に例示した被検査物Aは、タービンディスクの周方向に突出した複数の突部(フック)をタービンディスクの径方向に複数段備えた形状をしており、これらフックの嵌め合いによってタービンディスクに取り付けられる。上下に隣接する突部間のくびれ部分にタービン運転に伴って高応力が作用するため、被検査物Aの各段のくびれ部分を通る複数の断面を検査ラインA1,A2,A3(この例では検査ラインが3つの場合を例示している)に設定してUTを実行する。図6の被検査物Aを検査する場合、ブレードを適宜避けて同図に示したように被検査物Aの上面にセンサ30を設置する。この場合、センサ30から各検査ラインA1−A3までの距離はそれぞれ異なる。本例ではセンサ30を3つの領域1,2,3に区分した場合を例示している。
本実施形態では、この例のように探傷点のセンサ30からの距離が異なる場合に、距離による反射強度の違いに着目してUTに使用するセンサ領域及び領域数を変更する。反射波の強度はセンサ30からの距離の短い探傷点で反射した反射波ほど強い。反射強度の強い探傷点については、大型のセンサ30の全領域の探傷データを加算処理しなくても必要十分な探傷精度が確保できる。従って、図6の例では、例えば最もセンサ30から近い検査ラインA1のUTについてはセンサ30の使用する領域を1つに止め、次に近い検査ラインA2については2つの領域を用いる。最もセンサ30から遠い検査ラインA3については、3つ全ての領域を用いて万全に探傷する。このように比較的センサ30から近い探傷点についてはセンサ30の一部の領域のみを用いることで、加算処理の回数は減少する。遅延時間が同一となる複数の素子31をUT装置20の同一のパルサ22に接続することで、加算処理の回数は更に減少し得る。検査ラインA1,A2のようにセンサ30の一部の領域のみで探傷する場合、選択する領域は検査ラインと各領域との位置関係による。例えば検査波の入射角が小さくなる領域を優先して選択する。
−制御装置−
図7は本実施形態に係るUTシステムに備えられた制御装置の機能ブロック図を関連要素と共に表す図である。パルサ22及びレシーバ23は各1つにまとめて図示してある。本実施形態における制御装置10は、予め用意されたプログラム(後述するUTプログラム)に従ってUT装置20及び切換器40を制御する機能を有する。UT装置20は切換器40を制御する機能を持たない。
図7は本実施形態に係るUTシステムに備えられた制御装置の機能ブロック図を関連要素と共に表す図である。パルサ22及びレシーバ23は各1つにまとめて図示してある。本実施形態における制御装置10は、予め用意されたプログラム(後述するUTプログラム)に従ってUT装置20及び切換器40を制御する機能を有する。UT装置20は切換器40を制御する機能を持たない。
制御装置10は、I/Oポート13、RAM(ランダムアクセスメモリ)14、ROM(リードオンメモリ)15、HDD(ハードディスクドライブ)16及びCPU(中央演算処理装置)17を備えている。制御装置10には、PC(パーソナルコンピュータ)を用いることができる。デスクトップ、ノート型、タブレット型等、コンピュータの形態は限定されない。
I/Oポート13は制御装置10のハードウェアインターフェースであり、このI/Oポート13を介して制御装置10にUT装置20や切換器40が接続される。切換器40を介してUT装置20がセンサ30の各領域1−3に接続されている。また、キーボード11や記憶媒体12等の入力装置やモニタ18等の出力装置もI/Oポート13を介して制御装置10に接続される。モニタ18はタッチパネル式であれば入力装置を兼ねることができる。記憶媒体12は、そのドライブがI/Oポート13に接続される場合もあるし、ドライブが制御装置10に実装されている場合もある。記憶媒体12には、CDやDVD、ブルーレイ等のディスクの他、USBメモリ等のI/Oポート13に接続可能な各種の記録媒体を用いることができる。また出力装置としては、モニタ18の他、プリンタ等もI/Oポート13に接続できる。接続方式は有線接続が想定されるが、無線接続を採用することもできる。
RAM14、ROM15、HDD16は制御装置10に実装された記憶装置である。HDD16の代表例は、磁気記憶媒体、SSD等である。これら記憶装置及び上記の記憶媒体12のうちの少なくとも1つにUT装置20から入力される探傷データが記録される。以下、単に「記憶装置」と記載した場合には、RAM14、ROM15及びHDD16の1つ以上を指すこととする。上記の記憶媒体12はUTシステムには属さない記録メディアである。また、記憶装置には、本実施形態に係るUTシステムを制御してフェーズドアレイUTを実行するUTプログラム(後述)が格納されている。このUTプログラムは制御装置10を用いてプログラミングしても良いが、予め記憶媒体12又はネットワーク上のサーバに記録しておき、RAM14、ROM15、HDD16の少なくとも1つにインストールすることができる。
CPU17は演算処理装置であり、記憶装置からUTプログラムを読み込み、読み込んだUTプログラムを実行してUT装置20及び切換器40に指令を出力し、UT装置20及び切換器40を制御する機能を果たす。
−UTプログラム−
上記UTプログラムに従って実行される手順には、データ入力手順、領域選択手順、遅延時間設定手順、切換手順、探傷手順、加算処理手順及び出力手順が含まれる。これらの手順は、記憶装置からUTプログラムを読み込んだCPU17により実行される。
上記UTプログラムに従って実行される手順には、データ入力手順、領域選択手順、遅延時間設定手順、切換手順、探傷手順、加算処理手順及び出力手順が含まれる。これらの手順は、記憶装置からUTプログラムを読み込んだCPU17により実行される。
データ入力手順は、被検査物の形状、被検査物の音速、被検査物の探傷位置、センサの設置位置、センサの素子数、素子サイズ等のデータを入力する手順である。これらのデータはキーボード11等の入力装置によって入力され、記憶装置等に記憶される。
領域選択手順は、探傷位置のセンサ30に対する位置関係に応じて、UTに用いるセンサ領域を探傷点毎に複数の領域(図7では領域1−3)から少なくとも1つ選択する手順である。入力されたデータから探傷点における反射波の反射強度が推定され、反射強度を基に探傷(き裂の検出)に必要な素子31の数が演算され、これにより使用する領域数が設定される。反射強度は、き裂形状、き裂サイズ、き裂面の向き等を考慮して、探傷点に入射する超音波の入射角、伝播距離から演算可能である。ここで設定された選択領域は制御装置10から出力装置に出力され、例えば図8に例示したインターフェース画面のように探傷点の位置(センサ30に対する距離や角度)毎にモニタ18に表示される。各検査点のUTに使用する領域は事前に決定しておき、キーボード11や記憶媒体12等で制御装置10に入力するようにしても良い。
遅延時間設定手順は、各探傷点のUTに使用するセンサ領域の素子31の超音波の送受信のタイミングを計算する手順である。各探傷点について遅延時間を計算し、一群のUT条件としてI/Oポート13を介してUT装置20の遅延回路21にまとめて書き込む。その際、必要であれば記憶装置等にもUT条件が記録される。
切換手順は、切換器40を制御してUT装置20に接続するセンサ30を切り換え、選択した領域にUT装置20を接続する手順である。探傷手順は、UT装置20に指令してUTを実行する手順である。この手順は切換手順と同期して実行される。加算処理手順は、同一の探傷点について複数のセンサ領域を用いて探傷した場合に各探傷結果を加算処理するステップである。選択した領域が1つである探傷点については選択した1つの領域を用いてUTが実行され、選択した領域が複数である探傷点については選択した複数の領域を用いて領域数に応じて必要な回数のUTが実行され、その結果が加算処理される。出力手順は、探傷データを記憶装置及び記憶媒体12の少なくとも1つに記録したりモニタ18に表示したりする手順である。
−UT方法−
図9は本実施形態に係るUTシステムに備えられた制御装置によるUT手順を表したフローチャートである。同図を用いて本実施形態に係るUT手順をUT方法として説明する。
図9は本実施形態に係るUTシステムに備えられた制御装置によるUT手順を表したフローチャートである。同図を用いて本実施形態に係るUT手順をUT方法として説明する。
本実施形態に係るフェーズドアレイUTを始めるに当たり、まず、オペレータは、制御装置10、UT装置20、切換器40及びセンサ30を結線し、センサ30を被検査物Aに設置する。その後、キーボード11等の入力装置により、被検査物の形状、被検査物の音速、被検査物における探傷位置(点又は範囲)、センサの設置位置、各センサの素子数、素子サイズ等のデータを制御装置10に入力する(S101)。キーボード11等の入力装置により制御装置10にUT開始の指示を与えると、UTプログラムに従ってCPU17により前述した領域選択手順(S102)、遅延時間設定手順(S103,S104)が順次実行される。
UT装置20に対する一群のUT条件の書き込みが完了したら、CPU17は前述した切換手順、探傷手順を実行する(S105)。CPU17は一群のUT条件のうち未実行のUTがないかを判定し(S106)、未実行のUTがなくなるまでS105の手順を繰り返す。一群のUT条件のUTを全て完了したら、CPU17は探傷データを記憶装置等に記録して図9のフローを終了する。記憶装置等に記録された探傷データは、入力装置を介して制御装置10に与えられるオペレータの指示入力に従って、モニタ18等の出力装置に探傷結果として出力することができる。
−効果−
本実施形態においては、センサ30に対する探傷点の距離に応じて使用するセンサ30の領域(つまり素子31及びその数)を変更する。例えばセンサ30からの距離が短く多数の素子31を使用しなくても十分な検査感度で探傷できる探傷点については、センサ30の一部の素子31のみを使用する。センサ30に対する探傷点の位置関係に応じて使用する素子数を減少させることで、大型のセンサ30を汎用的なUT装置20に接続した場合でも加算処理回数を減少させつつ一定の検査感度を確保することができる。これにより一度にUT装置20に書き込まれる一群のUT条件により探傷できる焦点数が増加し、汎用的なUT装置20を用いて大型のセンサ30によるUTを効率的に実行することができる。勿論、センサ30から遠い探傷点については素子31を全て用いることで、大型のセンサ30の強みを生かして感度の高いUTを実行できる。特に遅延時間が同一となる複数の素子31をUT装置20の同一のパルサ22に接続することで、加算処理の回数は更に減少し得る。
本実施形態においては、センサ30に対する探傷点の距離に応じて使用するセンサ30の領域(つまり素子31及びその数)を変更する。例えばセンサ30からの距離が短く多数の素子31を使用しなくても十分な検査感度で探傷できる探傷点については、センサ30の一部の素子31のみを使用する。センサ30に対する探傷点の位置関係に応じて使用する素子数を減少させることで、大型のセンサ30を汎用的なUT装置20に接続した場合でも加算処理回数を減少させつつ一定の検査感度を確保することができる。これにより一度にUT装置20に書き込まれる一群のUT条件により探傷できる焦点数が増加し、汎用的なUT装置20を用いて大型のセンサ30によるUTを効率的に実行することができる。勿論、センサ30から遠い探傷点については素子31を全て用いることで、大型のセンサ30の強みを生かして感度の高いUTを実行できる。特に遅延時間が同一となる複数の素子31をUT装置20の同一のパルサ22に接続することで、加算処理の回数は更に減少し得る。
−産業上の利用可能性−
本実施形態は、検査対象を問わず、センサの素子数に対してUT装置の端子数が不足する場合に適用し、上記の通りの効果を得ることができる。例えば発電等に用いられるタービンは運転中に掛かる応力が高い部位の検査に適用され得るが、例えば発電用途に用いるタービンを長期に亘って停止させることは避けなければならず、短時間で探傷をしなければならない。このような場合に本実施形態を適用して大型のセンサを用いて効率的にUTを実行することにより、タービンの稼働停止時間の短縮にも貢献し得る。タービンの動翼の根元部の探傷に好適に適用できることは前述した通りである。
本実施形態は、検査対象を問わず、センサの素子数に対してUT装置の端子数が不足する場合に適用し、上記の通りの効果を得ることができる。例えば発電等に用いられるタービンは運転中に掛かる応力が高い部位の検査に適用され得るが、例えば発電用途に用いるタービンを長期に亘って停止させることは避けなければならず、短時間で探傷をしなければならない。このような場合に本実施形態を適用して大型のセンサを用いて効率的にUTを実行することにより、タービンの稼働停止時間の短縮にも貢献し得る。タービンの動翼の根元部の探傷に好適に適用できることは前述した通りである。
1,2,3…領域、10…制御装置、12…記憶媒体、20…UT装置(フェーズドアレイ超音波探傷装置)、30…センサ(アレイセンサ)、31…超音波素子、40・・切換器、A…被検査物、D…焦点(探傷点)
Claims (7)
- 複数の超音波素子を含むアレイセンサを複数の領域に区分し、
切換器を介してフェーズドアレイ超音波探傷装置を前記アレイセンサの各領域に接続し、
探傷点の前記アレイセンサに対する位置関係に応じて超音波探傷に用いる前記アレイセンサの領域を探傷点毎に前記複数の領域から少なくとも1つ選択し、
前記切換器により前記アレイセンサの選択した領域に前記フェーズドアレイ超音波探傷装置を接続し、
前記選択した領域が1つである探傷点については、選択した1つの領域を用いて超音波探傷を実行し、
前記選択した領域が複数である探傷点については、選択した複数の領域を用いて領域数に応じて必要な回数の超音波探傷を実行し結果を加算処理する超音波探傷方法。 - 請求項1の超音波探傷方法において、1つの探傷点について実行する超音波探傷で同一のタイミングで超音波を送信する複数の超音波素子を前記フェーズドアレイ超音波探傷装置の同一の端子に接続する超音波探傷方法。
- フェーズドアレイ超音波探傷装置と、
前記フェーズドアレイ超音波探傷装置に接続された切換器と、
複数の超音波素子を含み被検査物に設置されるアレイセンサと、
前記フェーズドアレイ超音波探傷装置及び前記切換器を制御する制御装置を用い、
前記アレイセンサを複数の領域に区分し、
前記切換器を介して前記フェーズドアレイ超音波探傷装置を前記アレイセンサの各領域に接続した超音波探傷システムであって、
前記制御装置は、予め用意されたプログラムに従い、
探傷点の前記アレイセンサに対する位置関係に応じて超音波探傷に用いる前記アレイセンサの領域を探傷点毎に前記複数の領域から少なくとも1つ選択し、
前記切換器により前記アレイセンサの選択した領域に前記フェーズドアレイ超音波探傷装置を接続し、
前記選択した領域が1つである探傷点については、選択した1つの領域を用いて超音波探傷を実行し、
前記選択した領域が複数である探傷点については、選択した複数の領域を用いて領域数に応じて必要な回数の超音波探傷を実行し結果を加算処理する超音波探傷システム。 - 請求項3の超音波探傷システムにおいて、1つの探傷点について実行する超音波探傷で同一のタイミングで超音波を送信する複数の超音波素子を前記フェーズドアレイ超音波探傷装置の同一の端子に接続した超音波探傷システム。
- 請求項3の超音波探傷システムにおいて、前記選択した領域を表示するモニタを備えている超音波探傷システム。
- 請求項3のプログラム。
- 請求項3のプログラムを記憶した記憶媒体。
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