JP2023107572A - 超音波探傷装置、及び超音波探傷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用性の高い超音波探傷装置、及びこれを用いた超音波探傷方法を提供する。【解決手段】超音波探傷装置は、溶接部を有する検査対象物の外表面上で、溶接部に向かって移動させることで溶接部の超音波探傷をする超音波探傷装置であって、検査対象物は、中途位置に表面形状が変化する変曲点を有し、超音波探傷装置は、超音波を発振するとともに、溶接部をカバーするように超音波を走査させつつ、溶接部に生じた特異点によって反射された前記超音波を捕捉するフェイズドアレイ素子を有する探触子と、制御部と、を備え、制御部は、超音波が走査することで生じる超音波の焦点が並列することで形成される仮想線としての焦点並列線の位置が、探触子の移動方向の前方側と後方側とで変化するようにフェイズドアレイ素子を制御する。【選択図】図１

Description

本開示は、超音波探傷装置、及び超音波探傷方法に関する。

例えば原子力発電プラントでは、各種の機器や配管に亀裂が生じていないか、又は亀裂が生じている場合にはどの程度のサイズであるか、を定期的に点検する必要がある。このような点検に用いられる装置として、これまで超音波探傷装置が用いられている。この方法では、超音波を発振する探触子を配管の外表面に沿って移動させることで、配管内部に生じた亀裂が超音波の反射波として捕捉・検知される。

ところで、上記の配管の一部では、径の異なる２つの配管を接続するために、一方の配管の外周面をテーパ状に切削し、２つの配管の外径を合わせて突き合わせ溶接を行う場合がある。この場合、テーパ状をなす部分を基準として、配管の表面の延在方向が変化する。つまり、配管の外表面に変曲点が生じることとなる。このような変曲点の上では、探触子から発振される超音波が散乱したり、探触子自体と配管との接触状態が不安定になったりする。これにより、超音波が目標とする領域に到達せず、亀裂の発見精度が低下してしまう虞がある。

そこで、下記特許文献１に記載された装置が提唱されている。この装置は、変曲点を挟んで配管の延在方向に配列された２つのアレイと、これらアレイ同士を接続するとともに変形可能な接続部と、を主に備えている。変曲点をまたいで２つのアレイを配管に密着させた状態で接続部が変形する。これにより、変曲点の影響を受けずに超音波探傷を行うことができるとされている。

特開２０１８－１５５５８２号公報

しかしながら、溶接部から変曲点までの距離は一律ではなく、部位によって多様に変化する。したがって、上記特許文献１に係る装置は汎用性が限定的となってしまう。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、汎用性の高い超音波探傷装置、及びこれを用いた超音波探傷方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る超音波探傷装置は、溶接部を有する検査対象物の外表面上で、前記溶接部に向かって移動させることで前記検査対象物の前記溶接部の超音波探傷をする超音波探傷装置であって、前記検査対象物は、中途位置に表面形状が変化する変曲点を有し、前記超音波探傷装置は、超音波を発振するとともに、前記溶接部をカバーするように前記超音波を走査させつつ、前記溶接部に生じた特異点によって反射された前記超音波を捕捉するフェイズドアレイ素子を有する探触子と、前記フェイズドアレイ素子の挙動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記超音波が走査することで生じる該超音波の焦点が並列することで形成される仮想線としての焦点並列線の位置が、前記探触子の移動方向の前方側と後方側とで変化するように前記フェイズドアレイ素子を制御する。

本開示に係る超音波探傷方法は、上述の超音波探傷装置を用いた超音波探傷方法であって、前記検査対象物の外表面上で前記溶接部に向かうように前記探触子を移動させるステップと、前記フェイズドアレイ素子から前記超音波を発振するステップと、前記フェイズドアレイ素子によって前記特異点で反射された前記超音波を捕捉するステップと、を含む。

本開示によれば、汎用性の高い超音波探傷装置、及びこれを用いた超音波探傷方法を提供することができる。

本開示の実施形態に係る超音波探傷装置の構成、及び動作の様子を示す説明図であって、探触子が変曲点よりも後方側に位置している状態を示す図である。 本開示の実施形態に係る超音波探傷装置の構成、及び動作の様子を示す説明図であって、探触子が変曲点よりも前方側に位置している状態を示す図である。 本開示の実施形態に係る制御部の構成を示す機能ブロック図である。 本開示の実施形態に係る制御部の動作を示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係る超音波探傷方法の各ステップを示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係る制御部のハードウェア構成図である。

以下、本開示の実施形態に係る超音波探傷装置１、及び超音波探傷方法について、図１から図６を参照して説明する。

（超音波探傷装置１の構成）
超音波探傷装置１は、検査対象物としての配管９０の内部の亀裂を検知するための装置である。特に、配管９０の溶接部９１における亀裂の検知・サイジングに好適に用いられる。この配管９０は、一例として図１に示すような形状を有している。配管９０は、互いに径の異なる２つの配管端部９２を接続するために、一方の配管端部９２を切削し、他方の配管端部９２と外径を合わせて突き合わせ溶接が行われる。この突き合わせ溶接によって形成された溶接部９１によって配管端部９２同士が結合されている。したがって、一方の配管端部９２の外周面には、テーパ状の部分が形成されている。この部分では、配管９０の外表面の延在方向（表面形状）が中途で変化する。以下の説明では、このように延在方向（表面形状）が変化する位置を「変曲点９３」と呼ぶ。

超音波探傷装置１は、探触子１０と、フェイズドアレイ素子１１と、と、制御部２０と、を備えている。探触子１０は、配管９０の延在方向に沿って溶接部９１に向かって移動させるための部材である。以下の説明では、この探触子１０が移動する方向を単に「移動方向Ｄ」と呼び、移動方向Ｄにおける溶接部９１に近接する側を前方側、離間する側を後方側と呼ぶ。詳しくは図示しないが、探触子１０は、配管９０の外表面の円周形状になじむように、移動方向Ｄから見て底面が円弧状をなしている。

探触子１０の内部には、複数のフェイズドアレイ素子１１が設けられている。フェイズドアレイ素子１１は、移動方向Ｄに間隔をあけて複数配列されており、各フェイズドアレイ素子１１が発振する超音波の合成波が目標とする領域を走査する。超音波を走査した際に亀裂等の特異点が存在すると、超音波が反射される。反射された超音波はフェイズドアレイ素子１１によって捕捉される。フェイズドアレイ素子１１が捕捉した波形は、画像データとして外部の表示装置に送信される。作業者はこの画像データをもとに亀裂の位置やサイズを認知する。

より具体的には、フェイズドアレイ素子１１は、配管９０の外表面から配管９０の内部に向かって超音波を照射する。この時、超音波は、探触子１０の中心線を基準として予め定められた角度範囲（屈折角θの範囲）を走査するように構成されている。この角度範囲は一例として３０°～７０°である。なお、角度範囲は、上記よりも広くてもよいし、狭くてもよい。このように超音波が照射された領域では、上記の角度範囲に従って超音波が走査することで、超音波の収束点（焦点）の位置が連続的に変化する。具体的には図１に示すように、超音波の焦点が直線状に配列された状態となる。この仮想的な直線を以下の説明では、焦点並列線Ｌと呼ぶ。焦点並列線Ｌに沿って超音波探傷が行われ、上記の特異点がこの焦点並列線Ｌ上に存在すると反射波が生じる。この反射波は、上述のようにフェイズドアレイ素子１１によって捕捉される。

本実施形態に係る超音波探傷装置１では、上記の焦点並列線Ｌの位置が移動方向Ｄの前方側と後方側とで変化するように構成されている。図１と図２に示すように、移動方向Ｄにおける変曲点９３の前後で焦点並列線Ｌの位置が変化する。図１に示すように、変曲点９３の後方側では、相対的に焦点距離の長い超音波が発振され、溶接部９１に到達する。一方で、変曲点９３の前方側では、図２に示すように、焦点距離の短い超音波が発振され、溶接部９１に到達する。なお、この焦点並列線Ｌの位置の変化の前後を通じて、上述した屈折角θの角度範囲は一定であることが望ましい。他方で、同じ角度範囲の中でも、亀裂による反射が生じる領域は変曲点９３の前方側と後方側とで変化する。

このような焦点並列線Ｌの位置（超音波の焦点距離）は、それぞれ個別の設定情報（セットアップファイル）として後述する制御部２０に複数与えられている。制御部２０は、これら複数の設定情報から適切な一の設定情報を選択することで、焦点並列線Ｌの位置を変化させるように構成されている。

（制御部２０の構成）
図３に示すように、制御部２０は、設定情報取得部８１と、位置判定部８２と、探触子位置取得部８３と、設定情報選択部８４と、変曲点位置取得部８５と、記憶部８６と、を有する。

探触子位置取得部８３は、探触子１０の現在の移動方向Ｄにおける位置を取得する。探触子１０の位置の取得は、例えば位置センサーによって行われてもよいし、作業者による目視で行われてもよい。

変曲点位置取得部８５は、予め設計情報として与えられている配管９０の変曲点９３の位置を取得する。つまり、移動方向Ｄの経路上でどこに変曲点９３が存在するかを変曲点位置取得部８５が取得する。

位置判定部８２は、上記の変曲点９３の位置と探触子１０の位置とを照合して、探触子１０が変曲点９３の前方側に存在するのか、後方側に存在するのか、つまり変曲点９３を通過したか否かを判定する。

設定情報選択部８４は、位置判定部８２の判定結果に基づいて、複数の設定情報の中から適切な一の設定情報を選択して設定情報取得部８１に送信する。つまり、溶接部９１に到達可能な焦点距離を含む設定情報が選択されて、設定情報取得部８１に送信される。

設定情報取得部８１は、指定された一の設定情報を適用して、目的の焦点並列線Ｌの位置を設定する。記憶部８６には、複数の設定情報が格納されている。

続いて、図４を参照して、制御部２０の制御フローについて説明する。初めに、上記の探触子位置取得部８３が、探触子１０の位置を取得する（ステップＳ１０１）。次いで、変曲点位置取得部８５が変曲点９３の位置を取得する（ステップＳ１０２）。なお、このステップＳ１０１とステップＳ１０２は順番を入れ替えて実行してもよいし、並列的に実行してもよい。

その後、位置判定部８２によって、探触子１０が変曲点９３を通過したか否かが判定される（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３における判定結果に基づいて、複数の設定情報の中から設定情報選択部８４が適切な設定情報を選択する（ステップＳ１０４、又はステップＳ１０５）。図４の例では、「設定情報１」と「設定情報２」として２つの設定情報がそれぞれ選択対象となっている。しかしながら、さらに多くの種類の設定情報を記憶部８６に格納することも可能である。設定情報選択部８４によって選択された設定情報に基づいて、フェイズドアレイ素子１１は適切な焦点距離の超音波を発振する。以上により、制御部２０の制御フローが完了する。

（超音波探傷方法について）
次いで、本実施形態に係る超音波探傷方法について、図５を参照して説明する。この超音波探傷方法では、上述した超音波探傷装置１が用いられる。まず、探触子１０を配管９０の外表面に配置する（ステップＳ１）。その後、移動方向Ｄに溶接部９１に向かって探触子１０を移動させる（ステップＳ２）。その後、変曲点９３の位置を取得する（ステップＳ３）。変曲点９３を通過したか否かに基づいて、後続のステップＳ４で適切な設定情報が選択される。選択された新しい設定情報のもとで、さらに探触子１０を移動させる（ステップＳ５）。その中途で、亀裂等の特異点を検出・評価する（ステップＳ６）。以上により、本実施形態に係る超音波探傷方法の全工程が完了する。

（作用効果）
ここで、変曲点９３上に探触子１０が位置している場合について考える。この場合、探触子１０の姿勢が不安定となることから、超音波が適切に照射されず、必要な範囲の探傷が十分に行えないという課題があった。そこで、変曲点９３を回避した上で、探傷を行うための方法が種々提唱されてきた。しかしながら、溶接部９１から変曲点９３までの距離は配管９０ごとに一律ではなく、部位によって多様に変化する。したがって、あらゆる配管９０の形状に対応することが可能な汎用性の高い超音波探傷装置１に対する要請が高まっていた。

そこで、本実施形態では上述のような超音波探傷装置１、及び超音波探傷方法を採用している。上記構成によれば、焦点並列線Ｌの位置が移動方向Ｄの前方側と後方側とで変化することから、配管９０の表面形状によらず、焦点並列線Ｌの位置を適正に選択することで、溶接部９１等の対象領域に対して、安定的に超音波探傷を行うことができる。

さらに、上記構成では、制御部２０は、変曲点９３を基準として移動方向Ｄの後方側では、焦点並列線Ｌが溶接部９１に到達するように相対的に焦点距離が長い前記超音波を発振させる。一方で、移動方向Ｄの前方側では、焦点並列線Ｌが溶接部９１に到達するように相対的に焦点距離が短い超音波を発振させる。

上記構成によれば、変曲点９３を回避した状態で、溶接部９１に向かってそれぞれ焦点距離の異なる超音波を到達させることができる。特に、変曲点９３の前方側であるか後方側であるかに基づいて、適切な焦点距離が選択適用される。これにより、変曲点９３による影響を受けずにより安定的に超音波探傷を行うことができる。また、変曲点９３の位置が異なる種々の配管９０に対しても柔軟に対応して超音波探傷を行うことができる。つまり、装置の汎用性をさらに高めることができる。

また、上記構成では、制御部２０は、異なる複数種類の焦点並列線Ｌの位置を記憶した複数の設定情報を取得する設定情報取得部８１を有する。

上記構成によれば、予め構成された複数種類の設定情報を設定情報取得部８１が取得することで、例えば手作業で都度焦点並列線Ｌの位置を入力する構成に比べて、容易かつ迅速に焦点並列線Ｌの位置を変化させることができる。これにより、作業の効率や迅速性をさらに高めることが可能となる。また、１つの探触子１０に多様な種類の焦点距離の超音波を発振させることができるため、装置の汎用性をより一層高めることができる。

加えて、上記構成では、制御部２０は、探触子１０の移動方向Ｄにおける位置情報を取得する探触子位置取得部８３と、移動方向Ｄにおける変曲点９３の位置を取得する変曲点位置取得部８５と、探触子１０が移動方向Ｄにおいて変曲点９３の前方側に位置するか後方側に位置するかを判定する位置判定部８２と、位置判定部８２の判定結果に基づいて、焦点並列線Ｌの位置が異なる複数の設定情報から適切な設定情報を選択する設定情報選択部８４と、を有する。

上記構成によれば、探触子１０の位置と変曲点９３との位置を照合し、変曲点９３を通過する前後でそれぞれ焦点並列線Ｌの位置を適切に変化させることができる。これにより、変曲点９３の通過の前後を通じて、自律的に焦点並列線Ｌの位置を変化させることができる。つまり、作業者は変曲点９３の位置を自身で認知することなく、制御部２０によって変曲点９３の通過前後で適切な設定情報が自動的に選択される。これにより、作業の効率や迅速性をさらに高めることが可能となる。

また、上記のフェイズドアレイ素子１１は、探触子１０の中心線を基準として移動方向Ｄに対して前記超音波の照射方向がなす角度である屈折角θが一例として３０°から７０°である。

上記構成によれば、幅広い屈折角θのもとで、広範囲にわたって精度高く超音波探傷を行うことができる。特に、屈折角θの範囲が広いことから、比較的に小さな亀裂等にも柔軟に対応し、これを精度高く検出することが可能となる。これにより、作業の効率性や精度をさらに高めることができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、上記実施形態では、複数の設定情報から選択された一の設定情報に基づいて焦点並列線Ｌの位置が決定される例について説明した。しかしながら、焦点並列線Ｌの位置を連続的に変化させることができるように構成されていてもよい。具体的には、作業者が任意のタイミングで設定情報を都度書き換え、焦点並列線Ｌの位置を自在に調節する（連続的に変化させる）構成が考えられる。

上記構成によれば、焦点並列線Ｌの位置が連続的に変化することで、配管９０の表面形状による影響をさらに効果的に回避しつつ、超音波探傷を行うことができる。

また、上記の制御部２０を用いずに、目視で変曲点９３を認知し、作業者が手入力で設定情報を選択しながら探傷作業を行うことも可能である。つまり、この場合、制御部２０は、設定情報取得部８１のみを有する構成となる。

さらに、上記実施形態では、検査対象物として配管９０を例に説明をした。しかしながら、検査対象物は配管９０に限定されず、壁面やダクト、容器等であってもよい。

なお、本開示の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。

本開示の実施形態における記憶部８６、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部８６、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。

上述した制御部２０による処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ２００が読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータ２００が読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータ２００の具体例を以下に示す。

図６に示すように、コンピュータ２００は、ＣＰＵ１０１と、メインメモリ１０２と、ストレージ１０３と、インターフェース１０４と、を備える。
例えば、上述の制御部２０はコンピュータ２００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ１０３に記憶されている。ＣＰＵ１０１は、プログラムをストレージ１０３から読み出してメインメモリ１０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ１０１は、プログラムに従って、上述した記憶部８６に対応する記憶領域をメインメモリ１０２に確保する。

ストレージ１０３の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ１０３は、コンピュータ２００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース１０４または通信回線を介してコンピュータ２００に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ２００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ２００が当該プログラムをメインメモリ１０２に展開し、上記処理を実行してもよい。なお、ストレージ１０３は、一時的でない有形の記憶媒体である。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータ２００システムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

なお、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）などのカスタムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、及びこれらに類する処理装置を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ａｒｒａｙ Ｌｏｇｉｃ）、ＧＡＬ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ａｒｒａｙ Ｌｏｇｉｃ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。

＜付記＞
各実施形態に記載の超音波探傷装置１、及び超音波探傷方法は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る超音波探傷装置１は、溶接部９１を有する検査対象物（配管９０）の外表面上で、前記溶接部９１に向かって移動させることで前記検査対象物の前記溶接部９１の超音波探傷をする超音波探傷装置１であって、前記検査対象物は、中途位置に表面形状が変化する変曲点９３を有し、前記超音波探傷装置１は、超音波を発振するとともに、前記溶接部９１をカバーするように前記超音波を走査させつつ、前記溶接部９１に生じた特異点によって反射された前記超音波を捕捉するフェイズドアレイ素子１１を有する探触子１０と、前記フェイズドアレイ素子１１の挙動を制御する制御部２０と、を備え、前記制御部２０は、前記超音波が走査することで生じる該超音波の焦点が並列することで形成される仮想線としての焦点並列線Ｌの位置が、前記探触子１０の移動方向Ｄの前方側と後方側とで変化するように前記フェイズドアレイ素子１１を制御する。

上記構成によれば、焦点並列線Ｌの位置が移動方向Ｄの前方側と後方側とで変化することから、配管９０の表面形状によらず、安定的に超音波探傷を行うことができる。

（２）第２の態様に係る超音波探傷装置１は、（１）の超音波探傷装置１であって、前記制御部２０は、前記変曲点９３を基準として前記移動方向Ｄの後方側では、前記焦点並列線Ｌが前記溶接部９１に到達するように相対的に焦点距離が長い前記超音波を発振させ、前記移動方向Ｄの前方側では、前記焦点並列線Ｌが前記溶接部９１に到達するように相対的に焦点距離が短い前記超音波を発振させる。

上記構成によれば、変曲点９３を回避した状態で、溶接部９１に向かってそれぞれ焦点距離の異なる超音波を到達させることができる。これにより、変曲点９３による影響を受けずに超音波探傷を行うことができる。

（３）第３の態様に係る超音波探傷装置１は、（１）又は（２）の超音波探傷装置１であって、前記制御部２０は、前記移動方向Ｄにおける前記焦点並列線Ｌの位置を連続的に変化させることができるように構成されている。

上記構成によれば、焦点並列線Ｌの位置が連続的に変化することで、配管９０の表面形状による影響をさらに効果的に回避しつつ、超音波探傷を行うことができる。

（４）第４の態様に係る超音波探傷装置１は、（１）から（３）のいずれか一態様に係る超音波探傷装置１であって、前記制御部２０は、異なる複数種類の前記焦点並列線Ｌの位置を記憶した複数の設定情報を取得する設定情報取得部８１を有する。

上記構成によれば、予め構成された複数種類の設定情報を設定情報取得部８１が取得することで、容易かつ迅速に焦点並列線Ｌの位置を変化させることができる。

（５）第５の態様に係る超音波探傷装置１は、（４）の超音波探傷装置１であって、前記制御部２０は、前記探触子１０の前記移動方向Ｄにおける位置情報を取得する探触子位置取得部８３と、前記移動方向Ｄにおける前記変曲点９３の位置を取得する変曲点位置取得部８５と、前記探触子１０が前記移動方向Ｄにおいて前記変曲点９３の前方側に位置するか後方側に位置するかを判定する位置判定部８２と、前記位置判定部８２の判定結果に基づいて、前記焦点並列線Ｌの位置が異なる複数の前記設定情報から適切な前記設定情報を選択する設定情報選択部８４と、を有する。

上記構成によれば、探触子１０の位置と変曲点９３との位置を照合し、変曲点９３を通過する前後でそれぞれ焦点並列線Ｌの位置を適切に変化させることができる。これにより、変曲点９３の通過の前後を通じて、自律的に焦点並列線Ｌの位置を変化させることができる。

（６）第６の態様に係る超音波探傷装置１は、（１）から（５）のいずれか一態様に係る超音波探傷装置１であって、前記フェイズドアレイ素子１１は、前記探触子１０の中心線を基準として前記移動方向Ｄに対して前記超音波の照射方向がなす角度である屈折角θが３０°から７０°である。

上記構成によれば、幅広い屈折角θのもとで、広範囲にわたって精度高く超音波探傷を行うことができる。

（７）第７の態様に係る超音波探傷方法は、（１）から（６）のいずれか一態様に係る超音波探傷装置１を用いた超音波探傷方法であって、前記検査対象物の外表面上で前記溶接部９１に向かうように前記探触子１０を移動させるステップと、前記フェイズドアレイ素子１１から前記超音波を発振するステップと、前記フェイズドアレイ素子１１によって前記特異点で反射された前記超音波を捕捉するステップと、を含む。

上記構成によれば、変曲点９３の影響を回避しつつ、適切な焦点距離のもとで超音波探傷を行うことができる。

１…超音波探傷装置
１０…探触子
１１…フェイズドアレイ素子
２０…制御部
８１…設定情報取得部
８２…位置判定部
８３…探触子位置取得部
８４…設定情報選択部
８５…変曲点位置取得部
８６…記憶部
９０…配管
９１…溶接部
９２…配管端部
９３…変曲点
１０１…ＣＰＵ
１０２…メインメモリ
１０３…ストレージ
１０４…インターフェース
２００…コンピュータ
Ｄ…移動方向
Ｌ…焦点並列線
θ…屈折角

Claims (7)

1. 溶接部を有する検査対象物の外表面上で、前記溶接部に向かって移動させることで前記検査対象物の前記溶接部の超音波探傷をする超音波探傷装置であって、
   前記検査対象物は、中途位置に表面形状が変化する変曲点を有し、
   前記超音波探傷装置は、
   超音波を発振するとともに、前記溶接部をカバーするように前記超音波を走査させつつ、前記溶接部に生じた特異点によって反射された前記超音波を捕捉するフェイズドアレイ素子を有する探触子と、
   前記フェイズドアレイ素子の挙動を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記超音波が走査することで生じる該超音波の焦点が並列することで形成される仮想線としての焦点並列線の位置が、前記探触子の移動方向の前方側と後方側とで変化するように前記フェイズドアレイ素子を制御する超音波探傷装置。
2. 前記制御部は、前記変曲点を基準として前記移動方向の後方側では、前記焦点並列線が前記溶接部に到達するように相対的に焦点距離が長い前記超音波を発振させ、前記移動方向の前方側では、前記焦点並列線が前記溶接部に到達するように相対的に焦点距離が短い前記超音波を発振させる請求項１に記載の超音波探傷装置。
3. 前記制御部は、前記移動方向における前記焦点並列線の位置を連続的に変化させることができるように構成されている請求項１又は２に記載の超音波探傷装置。
4. 前記制御部は、異なる複数種類の前記焦点並列線の位置を記憶した複数の設定情報を取得する設定情報取得部を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波探傷装置。
5. 前記制御部は、
   前記探触子の前記移動方向における位置情報を取得する探触子位置取得部と、
   前記移動方向における前記変曲点の位置を取得する変曲点位置取得部と、
   前記探触子が前記移動方向において前記変曲点の前方側に位置するか後方側に位置するかを判定する位置判定部と、
   前記位置判定部の判定結果に基づいて、前記焦点並列線の位置が異なる複数の前記設定情報から適切な前記設定情報を選択する設定情報選択部と、
   を有する請求項４に記載の超音波探傷装置。
6. 前記フェイズドアレイ素子は、前記探触子の中心線を基準として前記移動方向に対して前記超音波の照射方向がなす角度である屈折角が３０°から７０°である請求項１から５のいずれか一項に記載の超音波探傷装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波探傷装置を用いた超音波探傷方法であって、
   前記検査対象物の外表面上で前記溶接部に向かうように前記探触子を移動させるステップと、
   前記フェイズドアレイ素子から前記超音波を発振するステップと、
   前記フェイズドアレイ素子によって前記特異点で反射された前記超音波を捕捉するステップと、
   を含む超音波探傷方法。

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