JP2024055520A - 欠陥検査方法、欠陥検査装置、欠陥検査プログラム及び試験片 - Google Patents

Abstract

【課題】炭素鋼層とステンレス鋼溶接金属との２層構造の溶接部により接合されるクラッド鋼の溶接継手について、溶接部の内部の欠陥を適切に検査する。
【解決手段】欠陥検査方法は、炭素鋼溶接金属及びステンレス鋼溶接金属が積層された溶接部によりクラッド鋼同士を接合する溶接継手について、溶接部の内部の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、少なくとも溶接部の炭素鋼溶接金属と、溶接部とクラッド鋼との境界とを含む第１部分を、横波斜角探傷法により探傷する横波斜角工程と、少なくとも溶接部のステンレス鋼溶接金属と、ステンレス鋼溶接金属とクラッド鋼との境界とを含む第２部分を、縦波斜角探傷法により探傷する縦波斜角工程と、横波斜角工程及び縦波斜角工程における探傷結果に基づいて合否を判定する判定工程とを含む。
【選択図】図３

Description

本開示は、欠陥検査方法、欠陥検査装置、欠陥検査プログラム及び試験片に関する。

構造物同士を溶接部により接合した溶接継手について、溶接部の内部の欠陥を検査する欠陥検査方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１６１４４１号公報

上記のような溶接継手として、例えば炭素鋼溶接金属とステンレス鋼溶接金属との２層構造を有する溶接部によりクラッド鋼同士を溶接する構成が提案されている。このような２層構造の溶接部の内部の欠陥を適切に検査する技術が求められている。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、炭素鋼溶接金属とステンレス鋼溶接金属との２層構造の溶接部により接合されるクラッド鋼の溶接継手について、溶接部の内部の欠陥を適切に検査することが可能な欠陥検査方法、欠陥検査装置、欠陥検査プログラム及び試験片を提供することを目的とする。

本開示に係る欠陥検査方法は、炭素鋼溶接金属及びステンレス鋼溶接金属が積層された溶接部によりクラッド鋼同士を接合する溶接継手について、前記溶接部の内部の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、少なくとも前記溶接部の前記炭素鋼溶接金属と、前記溶接部と前記クラッド鋼との境界とを含む第１部分を、横波斜角探傷法により探傷する横波斜角工程と、少なくとも前記溶接部の前記ステンレス鋼溶接金属と、前記ステンレス鋼溶接金属と前記クラッド鋼との境界とを含む第２部分を、縦波斜角探傷法により探傷する縦波斜角工程と、前記横波斜角工程及び前記縦波斜角工程における探傷結果に基づいて合否を判定する判定工程とを含む。

本開示に係る欠陥検査装置は、炭素鋼溶接金属及びステンレス鋼溶接金属が積層された溶接部によりクラッド鋼同士を接合する溶接継手のうち、少なくとも前記溶接部の前記炭素鋼溶接金属と、前記溶接部と前記クラッド鋼との境界とを含む第１部分を、横波斜角探傷法により探傷した第１探傷結果と、少なくとも前記溶接部の前記ステンレス鋼溶接金属と、前記ステンレス鋼溶接金属とクラッド鋼との境界とを含む第２部分を、縦波斜角探傷法により探傷した第２探傷結果とを取得する取得部と、前記第１探傷結果及び前記第２探傷結果を表示する表示部とを備える。

本開示に係る欠陥検査プログラムは、炭素鋼溶接金属及びステンレス鋼溶接金属が積層された溶接部によりクラッド鋼板を接合する溶接継手のうち、少なくとも前記溶接部の前記炭素鋼溶接金属と、前記溶接部とクラッド鋼との境界とを含む第１部分を、横波斜角探傷法により探傷した第１探傷結果と、少なくとも前記溶接部の前記ステンレス鋼溶接金属と、前記ステンレス鋼溶接金属と前記クラッド鋼との境界とを含む第２部分を、縦波斜角探傷法により探傷した第２探傷結果とを取得する取得ステップをコンピュータに実行させる。

本開示に係る試験片は、縦波探傷法に用いられる欠陥検査装置のキャリブレーションを行うための試験片であって、クラッド鋼又は炭素鋼で形成される一対の試験用鋼板と、ステンレス鋼溶接金属で形成され、前記一対の試験用鋼板を溶接し、所定径の試験用孔が形成された試験用溶接部とを備える。

本開示によれば、炭素鋼溶接金属とステンレス鋼溶接金属との２層構造の溶接部により接合されるクラッド鋼の溶接継手について、溶接部の内部の欠陥を適切に検査することが可能な欠陥検査方法、欠陥検査装置、欠陥検査プログラム及び試験片を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る欠陥検査方法の検査対象となる溶接継手の一例を示す図である。 図２Ａは、本実施形態に係る欠陥検査装置の一例を模式的に示す図である。 図２Ｂは、ビーム路程とエコー高さとの関係の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係る欠陥検査方法の一例を示すフローチャートである。 図４は、横波斜角工程における探傷動作の一例を模式的に示す図である。 図５は、縦波斜角工程における探傷動作の一例を模式的に示す図である。 図６Ａは、本実施形態に係る試験片の一例を模式的に示す図（断面図）である。 図６Ｂは、本実施形態に係る試験片の一例を模式的に示す図（上面図）である。 図７は、欠陥検査装置のキャリブレーションの一例を模式的に示す図である。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本実施形態に係る欠陥検査方法は、母材同士が溶接部で接合された溶接継手について、溶接部の内部の欠陥を検査する。図１は、本実施形態に係る欠陥検査方法の検査対象となる溶接継手の一例を示す図である。図１に示す溶接継手１００は、例えば煙突等の構造物の一部として用いられる。図１に示すように、溶接継手１００は、一対のクラッド鋼板１０と、溶接部２０とを有する。

一対のクラッド鋼板１０は、例えばクラッド鋼であり、それぞれ厚さが同一又はほぼ同一の板状に形成される。クラッド鋼板１０は、所定の間隔を空けて配置される。クラッド鋼板１０は、それぞれクラッド鋼母材（炭素鋼）１１と、クラッド鋼合せ材（ステンレス鋼）１２とを有する。

溶接部２０は、炭素鋼溶接金属２１及びステンレス鋼溶接金属２２が積層された構成である。炭素鋼溶接金属２１は、クラッド鋼板１０のクラッド鋼母材（炭素鋼）１１同士を接合する。ステンレス鋼溶接金属２２は、クラッド鋼板１０のクラッド鋼合せ材（ステンレス鋼）１２同士を接合する。ステンレス鋼溶接金属２２は、クラッド鋼板１０のクラッド鋼母材（炭素鋼）１１の一部に跨って設けられてもよい。

図２Ａは、本実施形態に係る欠陥検査装置５０の一例を模式的に示す図である。本実施形態に係る欠陥検査方法では、図２Ａに示す欠陥検査装置５０を用いることができる。欠陥検査装置５０は、探触子５１と、制御部５２と、表示部５３とを有する。探触子５１は、例えば超音波を発信し、検査対象で反射された超音波を受信する。探触子５１は、受信した超音波を電気信号に変換し、探傷結果として制御部５２に送信する。

制御部５２は、欠陥検査装置５０の動作を統括的に制御する。制御部５２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理装置と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置を有する。

制御部５２は、取得部５４と、表示制御部５５と、記憶部５７とを有する。取得部５４は、探触子５１から送信される探傷結果を取得する。表示制御部５５は、取得した探傷結果を画像として表示部５３に表示させる。表示部５３に表示された探傷結果に基づき、オペレータが合否の判定を行う。なお、制御部５２は、取得した探傷結果に基づいて合否を判定する判定部５６を有する構成であってもよい。

なお、合否の判定は所定のエコー高さを超える欠陥を検出した場合に，欠陥長さ（欠陥評価長さ又は欠陥評価長さの総和）を測定し、欠陥長さが所定の値を超えた場合に不合格とするものとする。図２Ｂは、ビーム路程とエコー高さとの関係の一例を示す図である。図２Ｂにおいては、溶接部２０の厚さ方向の３点について探傷した場合について示している。また、以下の表１は、溶接継手１００の板厚と欠陥評価長さの境界値との関係を示す表である。また、以下の表２は、エコー高さ領域と欠陥評価長さとの関係を示す表である。なお、表１と表２は、鋼構造建築溶接部の超音波探傷検査規準・同解説（日本建築学会）の記載に基づいて作成した。また、表３は、ステンレス建築構造溶接部の超音波探傷検査基準ＳＳＢＳ４０１－２００４（日本鋼構造協会）の記載に基づいて作成した。

図２Ｂ、表１及び表２に示すように、例えば、エコー高さが最も高い領域（Ｖ）で板厚９ｍｍのクラッド鋼板１０で欠陥評価長さが１５ｍｍ以上及び欠陥評価長さ総和２０ｍｍ以上、板厚４２ｍｍのクラッド鋼板１０で欠陥評価長さが３１．５ｍｍ以上（３ｔ／４）、総和が４２ｍｍ以上（ｔ）を「（２）２点目」で測定された場合は不合格となる。

また、図２Ｂ、表１及び表２に示すように、例えば、エコー高さが低い領域（II）で板厚９ｍｍのクラッド鋼板１０を測定したとき欠陥評価長さが３０ｍｍ以上及び欠陥評価長さ総和が４０ｍｍ以上、板厚４２ｍｍ（ｔ）のクラッド鋼板１０で欠陥評価長さが６３ｍｍ以上（３ｔ／２）、総和が８４ｍｍ以上（２ｔ）を「（２）２点目」で測定された場合は不合格となる。

なお、エコー高さが所定の値を超える欠陥を検出した場合（例えば、エコー高さが領域（Ｖ）であった場合、等）には、欠陥の長さを測定することなく不合格としてもよい。

また、制御部５２が判定部５６を有する構成である場合、判定部５６は、上記の表１及び表２に記載の内容に基づいて、探傷結果に基づいて合否の判定を行うことができる。この場合、表１及び表２に記載の内容を記憶部５７に予め記憶させておく。判定部５６は、例えば取得したエコー高さが所定の値を超えるか否かを判定する。判定部５６は、エコー高さが所定の値を超えると判定した場合、表２の記載に基づいて欠陥長さ（欠陥評価長さ又は欠陥評価長さの総和）を測定する。判定部５６は、測定した欠陥評価長さ又は欠陥評価長さの総和と、予め測定される板厚とに基づいて、表１により合否を自動的に判定することができる。判定部５６は、エコー高さが所定の値を超えるか否かの判定、欠陥長さの測定、及び合否の判定のうちの全てを行う構成であってもよいし、一部を行う構成であってもよい。

記憶部５７は、各種の情報を記憶する。記憶部５７は、例えばハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等のストレージを有している。なお、記憶部５７として、リムーバブルディスク等の外部記憶媒体が用いられてもよい。記憶部５７は、取得部５４、表示制御部５５、判定部５６の各部が所定の機能を発揮するためのプログラム、データ等を記憶する。記憶部５７は、判定部５６における判定を行うための教師データ、学習モデル等を記憶してもよい。

記憶部５７は、例えば欠陥検査プログラムを記憶する。欠陥検査プログラムは、炭素鋼溶接金属２１及びステンレス鋼溶接金属２２が積層された溶接部２０によりクラッド鋼板１０同士を接合する溶接継手１００のうち、溶接部２０の炭素鋼溶接金属２１と、溶接部２０とクラッド鋼板１０との境界Ｒ１とを含む第１部分３１を、横波斜角探傷法により探傷した第１探傷結果と、溶接部２０のステンレス鋼溶接金属２２と、ステンレス鋼溶接金属２２とクラッド鋼板１０との境界Ｒ２とを含む第２部分３２を、縦波斜角探傷法により探傷した第２探傷結果とを取得する取得ステップと、取得した第１探傷結果及び第２探傷結果に基づいて合否を判定する判定ステップとを、例えば制御部５２等のコンピュータに実行させる。

図３は、本実施形態に係る欠陥検査方法の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態に係る欠陥検査方法は、横波斜角工程Ｓ１０と、縦波斜角工程Ｓ２０と、判定工程Ｓ３０とを含む。

横波斜角工程Ｓ１０では、少なくとも溶接部２０の炭素鋼溶接金属２１と、溶接部２０とクラッド鋼板１０との境界Ｒ１とを含む第１部分３１を、横波斜角探傷法により探傷する。図４は、横波斜角工程Ｓ１０における探傷動作の一例を模式的に示す図である。図４には、上面視（クラッド鋼合せ材１２側から見た図）を併せて示している。図４に示すように、横波斜角工程Ｓ１０では、探触子５１を板厚によって４５度～７０度の屈折角αの探触子を選定し、Ｘ（溶接線と並行の距離）及びＹの範囲に移動させつつ、クラッド鋼板１０の一方の面及び他方の面の両側から第１部分３１に超音波を照射する。Ｙは、例えばクラッド鋼板１０の厚さを１８ｍｍ、屈折角７０度の接触子を選定した場合、ビーム路程１Ｓ＝２ｔ／ｃｏｓ（７０°）＝約１０５ｍｍ、溶接線を起点としてＹ＝２ｔ×ｔａｎ（７０°）＝約９９ｍｍの範囲を動かしてよい。探触子５１は、第１部分３１で反射される超音波を受信し、受信した超音波を電気信号に変換して、第１探傷結果として制御部５２に送信する。

第１部分３１を縦波斜角探傷法により探傷しようとする場合、超音波が第１部分３１の炭素鋼溶接金属２１を透過しやすいため、欠陥を過大評価する可能性がある。これに対して、本実施形態のように第１部分３１を横波斜角探傷法により探傷することで、欠陥の過大評価を抑制できる。

縦波斜角工程Ｓ２０は、少なくとも溶接部２０のステンレス鋼溶接金属２２と、ステンレス鋼溶接金属２２とクラッド鋼板１０との境界Ｒ２とを含む第２部分３２を、縦波斜角探傷法により探傷する。図５は、縦波斜角工程Ｓ２０における探傷動作の一例を模式的に示す図である。図５には、上面視（クラッド鋼合せ材１２側から見た図）を併せて示している。図５に示すように、探触子５１を移動させつつ、クラッド鋼板１０の一方の面及び他方の面の両側から第２部分３２に超音波を照射する。探触子５１は、第２部分３２で反射される超音波を受信し、受信した超音波を電気信号に変換して、第２探傷結果として制御部５２に送信する。

縦波斜角工程Ｓ２０では、例えば探触子５１による探傷範囲を以下のように設定することができる。探触子５１を板厚によって４５度～７０度の屈折角βの探触子を選定し、Ｘ（溶接線と並行の距離）及びＹの範囲に移動させつつ、クラッド鋼板１０の一方の面及び他方の面の両側から第１部分３１に超音波を照射する。Ｙは、例えばクラッド鋼板１０の厚さを１８ｍｍ、屈折角４５度の接触子を選定した場合、ビーム路程０．５Ｓ＝ｔ／ｃｏｓ（４５°）＝約２５ｍｍ、溶接線を起点としてＹ＝ｔ×ｔａｎ（４５°）＝約１８ｍｍの範囲を動かしてよい。

そして、クラッド鋼板１０の厚さをｔとすると、探傷範囲の深さは、クラッド鋼合せ材（ステンレス鋼）１２の表面からｔ／２の深さとなる範囲であり、上限範囲を１０ｍｍとすることができる。また、クラッド鋼合せ材（ステンレス鋼）１２の厚さが２ｍｍを超える場合には、上記の探傷範囲及び上限範囲のそれぞれに２ｍｍを加算した範囲とすることができる。このように範囲を設定することで、溶接部２０のステンレス鋼溶接金属２２の深さを計測することなく、縦波斜角工程Ｓ２０においてステンレス鋼溶接金属２２の全体に亘る範囲に超音波が照射されるように第２部分３２の範囲を設定できる。

第２部分３２を横波斜角探傷法により探傷しようとする場合、第２部分３２のステンレス鋼溶接金属２２により超音波が減衰するため、ステンレス鋼溶接金属２２の内部を十分に探傷することが困難である。これに対して、本実施形態のように第２部分３２を縦波斜角探傷法により探傷することで、ステンレス鋼溶接金属２２の内部に超音波を透過させることができるため、内部を十分に探傷することができる。

なお、縦波斜角工程Ｓ２０では、上記の探傷動作に先立ち、溶接継手１００に対応する試験片２００を用いて欠陥検査装置のキャリブレーションを行ってもよい。図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態に係る試験片２００の一例を模式的に示す図である。図６Ａは断面図を示し、図６Ｂは上面図（クラッド鋼合せ材１１２側から見た図）を示している。図６Ａ及び図６Ｂに示す試験片２００は、縦波探傷法に用いられる欠陥検査装置５０のキャリブレーションを行うための試験片である。試験片２００は、試験用鋼板１１０と、試験用溶接部１２０とを備える。

試験用鋼板１１０は、クラッド鋼又は炭素鋼で形成される。試験用鋼板１１０は、例えば上記した溶接継手１００のクラッド鋼母材（炭素鋼）と同一の材料を用いてもよい。図６Ａ及び図６Ｂに示す例において、試験用鋼板１１０は、クラッド鋼板１０と同様に、クラッド鋼母材（炭素鋼）１１１及びクラッド鋼合せ材（ステンレス鋼）１１２を有する。クラッド鋼合せ材（ステンレス鋼）１１２は、例えばステンレスで形成される。試験用鋼板１１０の厚さ等の寸法、及び一対の試験用鋼板１１０同士の間隔については、上記した溶接継手１００のクラッド鋼板１０の寸法及び一対のクラッド鋼板１０同士の間隔と同様とすることができる。

試験用溶接部１２０は、一対の試験用鋼板１１０を溶接する。試験用溶接部１２０は、例えば全体がステンレス鋼溶接金属で形成される。試験用鋼板１１０および試験用溶接部１２０は、所定径の試験用孔１２１が形成される。試験用孔１２１の径（所定径）は、３～４ｍｍ程度に設定することができる。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、試験用鋼板１１０及び試験用溶接部１２０には、エコー高さの感度調整用に探傷面から５ｍｍずつ２箇所試験用孔１２１を設ける。

また、試験用鋼板１１０試験用溶接部１２０には、クラッド鋼板１０の厚さをｔとすると、探傷屈折角の測定用でｔ／２の位置に１箇所試験用孔１２１を設ける。なお、孔の奥行ＤＰは、安定したエコー高さを確保するため、照射する超音波の波長、ビーム路程、探触子の幅で以下の式で設定できる。
ＤＰ＝２×λ×Ｓ／Ｄ

例えば、試験用鋼板１１０の厚さ１８ｍｍの場合、
λ：波長（音速／周波数）音速 ３２３０ｍ／秒 周波数 ２ＭＨｚ
Ｓ：使用する最大のビーム路程（図７参照） １０５ｍｍ
Ｄ：振動子（探触子５１）の幅（図７参照） １４ｍｍ とすると、
ＤＰ＝２×３２３００００／２００００００×１０５／１４
＝２４．２５５（ｍｍ）
従って２４．２５５ｍｍ以上の奥行孔を設定することができる。

欠陥検査装置５０のキャリブレーションは、縦波斜角探傷法により試験片２００の試験用溶接部１２０を探傷して試験用孔１２１を適切に検知するように欠陥検査装置５０の探触子５１を較正する。

図７は、欠陥検査装置５０のキャリブレーションの一例を模式的に示す図である。図７には、上面視（クラッド鋼合せ材１２側から見た図）を併せて示している。図７に示すように、欠陥検査装置５０のキャリブレーションでは、試験用鋼板１１０に対して、縦波斜角工程Ｓ２０における探傷と同様に探触子５１を移動させつつ、試験用溶接部１２０に超音波を照射する。探触子５１は、探傷結果を制御部５２に送信し、制御部５２において表示制御部５５が表示部５３に探傷結果を画像として表示させる。

オペレータは、例えば表示部５３に表示される画像を見て、試験用孔１２１の位置、寸法、範囲等が適切に検出されているかどうかを判断しながら、周波数と、屈折角とが適切な探触子５１を選定し、探触子５１で受信した超音波の感度等を調整する。

本実施形態において、試験片２００は、試験用溶接部１２０の全体がステンレスで形成される。この場合、ステンレスを十分に含む部分でキャリブレーションを行うことができるため、縦波斜角探傷法で探傷する際に欠陥を過小評価することを抑制でき、クラッド鋼同士の２種類の溶接金属を用いる場合に比べて安全側に評価することができる。

判定工程Ｓ３０は、横波斜角工程Ｓ１０及び縦波斜角工程Ｓ２０における探傷結果に基づいて合否を判定する。判定工程Ｓ３０において、取得部５４は、探触子５１から送信される第１探傷結果及び第２探傷結果を取得する。表示制御部５５は、取得された第１探傷結果及び第２探傷結果を表示部５３に表示させる。第１探傷結果及び第２探傷結果は、例えば溶接部２０の内部の状況に応じたエコー高さとして表示部５３に表示される（図４、図５参照）。

オペレータは、表示部５３に表示される第１探傷結果及び第２探傷結果のそれぞれを見て、例えばエコー高さが所定値を超える部分を欠陥部分とし、当該欠陥部分の欠陥長さ（欠陥評価長さ又は欠陥評価長さの総和）を求める。オペレータは、求めた欠陥部分の欠陥長さ及び当該欠陥部分のエコー高さに基づいて合否判定を行う。なお、欠陥部分の判定、欠陥長さの算出、及び合否判定の少なくとも１つを制御部５２の判定部５６において行ってもよい。

上記した横波斜角探傷法で探傷される第１部分３１と、縦波斜角探傷法で探傷される第２部分３２とは、一部が重複してもよい。以下、この部分を重複部分３３（図１参照）と表記する。判定工程Ｓ３０では、重複部分３３について横波斜角探傷法及び縦波斜角探傷法の一方の探傷結果が不合格であると判定される場合に、横波斜角探傷法及び縦波斜角探傷法の両方の探傷結果について不合格であると判定する。この場合、両方の探傷結果における欠陥を共に修正することで、欠陥を確実に修正することができる。このように、重複部分３３について、横波斜角探傷法及び縦波斜角探傷法の一方の探傷結果が不合格であると判定される場合に両方の探傷結果を不合格とすることにより、例えば一方の探傷結果による欠陥を修正しても他方の探傷結果による修正が残ってしまうような事態を回避できる。

以上のように、本開示の第１態様に係る欠陥検査方法は、炭素鋼溶接金属２１及びステンレス鋼溶接金属２２が積層された溶接部２０によりクラッド鋼のクラッド鋼板１０同士を接合する溶接継手１００について、溶接部２０の内部の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、少なくとも溶接部２０の炭素鋼溶接金属２１と、溶接部２０とクラッド鋼板１０との境界Ｒ１とを含む第１部分３１を、横波斜角探傷法により探傷する横波斜角工程Ｓ１０と、少なくとも溶接部２０のステンレス鋼溶接金属２２と、ステンレス鋼溶接金属２２とクラッド鋼板１０との境界Ｒ２とを含む第２部分３２を、縦波斜角探傷法により探傷する縦波斜角工程Ｓ２０と、横波斜角工程Ｓ１０及び縦波斜角工程Ｓ２０における探傷結果に基づいて合否を判定する判定工程Ｓ３０とを含む。

この構成によれば、炭素鋼溶接金属２１及びステンレス鋼溶接金属２２が積層された２層構造の溶接部２０の欠陥の検査において、炭素鋼溶接金属２１を含む第１部分３１については横波斜角探傷法により探傷し、ステンレス鋼溶接金属２２を含む第２部分３２については縦波斜角探傷法により探傷するため、２層構造の溶接部２０の内部の欠陥を適切に検査することが可能となる。つまり、第１部分３１を縦波斜角探傷法により探傷しようとする場合、超音波が第１部分３１の炭素鋼溶接金属２１を透過しやすいため、欠陥を過大評価する可能性がある。これに対して、第１部分３１を横波斜角探傷法により探傷することで、欠陥の過大評価を抑制できる。また、第２部分３２を横波斜角探傷法により探傷しようとする場合、第２部分３２のステンレス鋼溶接金属２２により超音波が減衰するため、ステンレス鋼溶接金属２２の内部を十分に探傷することが困難である。これに対して、第２部分３２を縦波斜角探傷法により探傷することで、ステンレス鋼溶接金属２２の内部に超音波を透過させることができるため、内部を十分に探傷することができる。

本開示の第２態様に係る欠陥検査方法は、本開示の第１態様に係る欠陥検査方法の判定工程Ｓ３０において、探傷結果においてエコー高さが所定値よりも高く、欠陥長さが所定値よりも長い場合に不合格であると判定し、第１部分３１及び第２部分３２のうち横波斜角探傷法及び縦波斜角探傷法の両方で重複して探傷される重複部分３３について、横波斜角探傷法及び縦波斜角探傷法の一方の探傷結果が不合格であると判定される場合には、横波斜角探傷法及び縦波斜角探傷法の両方の探傷結果について不合格であると判定する。この場合、両方の探傷結果における欠陥を共に修正することで、欠陥を確実に修正することができる。このように、重複部分３３について、横波斜角探傷法及び縦波斜角探傷法の一方の探傷結果が不合格であると判定される場合に両方の探傷結果を不合格とすることにより、例えば一方の探傷結果による欠陥を修正しても他方の探傷結果による修正が残ってしまうような事態を回避できる。

本開示の第３態様に係る欠陥検査方法は、本開示の第１態様又は第２態様に係る欠陥検査方法の縦波斜角工程Ｓ２０において、溶接継手１００に対応する試験片を用いて欠陥検査装置５０のキャリブレーションを行い、試験片２００は、クラッド鋼又は炭素鋼で形成される試験用鋼板１１０同士がステンレス鋼溶接金属で形成される試験用溶接部１２０により接合され、試験用溶接部１２０に所定径の試験用孔１２１が形成された構成であり、キャリブレーションは、縦波斜角探傷法により試験片２００の試験用溶接部１２０を探傷して試験用孔１２１を検知するように欠陥検査装置５０を較正する。したがって、縦波斜角探傷法による検出精度を向上させることができる。

本開示の第４態様に係る欠陥検査装置５０は、炭素鋼溶接金属２１及びステンレス鋼溶接金属２２が積層された溶接部２０によりクラッド鋼板１０同士を接合する溶接継手１００のうち、少なくとも溶接部２０の炭素鋼溶接金属２１と、溶接部２０とクラッド鋼板１０との境界とを含む第１部分３１を、横波斜角探傷法により探傷した第１探傷結果と、少なくとも溶接部２０のステンレス鋼溶接金属２２と、ステンレス鋼溶接金属２２とクラッド鋼板１０との境界とを含む第２部分３２を、縦波斜角探傷法により探傷した第２探傷結果とを取得する取得部５４と、取得した第１探傷結果及び第２探傷結果に基づいて合否を判定する判定部５６とを備える。

この構成によれば、第１探傷結果及び第２探傷結果に基づいて判定部５６により合否を自動的に判定することができるため、オペレータの負担を低減できる。

本開示の第５態様に係る欠陥検査プログラムは、炭素鋼溶接金属２１及びステンレス鋼溶接金属２２が積層された溶接部２０によりクラッド鋼板１０同士を接合する溶接継手１００のうち、少なくとも溶接部２０の炭素鋼溶接金属２１と、溶接部２０とクラッド鋼板１０との境界とを含む第１部分３１を、横波斜角探傷法により探傷した第１探傷結果と、少なくとも溶接部２０のステンレス鋼溶接金属２２と、ステンレス鋼溶接金属２２とクラッド鋼板１０との境界とを含む第２部分３２を、縦波斜角探傷法により探傷した第２探傷結果とを取得する取得ステップと、取得した第１探傷結果及び第２探傷結果に基づいて合否を判定する判定ステップとをコンピュータに実行させる。

この構成によれば、第１探傷結果及び第２探傷結果に基づいて判定部５６により合否を自動的に判定することができるため、オペレータの負担を低減できる。

本開示の第６態様に係る試験片２００は、縦波探傷法に用いられる欠陥検査装置５０のキャリブレーションを行うための試験片２００であって、クラッド鋼又は炭素鋼で形成される一対の試験用鋼板１１０と、ステンレス鋼溶接金属で形成され、一対の試験用鋼板１１０を溶接し、所定径の試験用孔１２１が形成された試験用溶接部１２０とを備える。

この構成によれば、縦波斜角探傷法による検出精度を向上させることが可能な試験片２００を提供できる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記した横波斜角工程Ｓ１０と縦波斜角工程Ｓ２０とは、いずれを先に行ってもよい。また、判定工程Ｓ３０については、横波斜角工程Ｓ１０及び縦波斜角工程Ｓ２０で探傷された探傷結果を表示部５３に表示させながら、リアルタイムで判定を行ってもよい。

また、例えば、上記したクラッド鋼板１０は、板厚９ミリ以上・直径５００ミリ以上の円周接手や曲径７５０ミリ以上の鋼管長さ接手に使用するクラッド鋼管にも置き換えてもよい。

１０ クラッド鋼板
１１ クラッド鋼母材（炭素鋼）
１２ クラッド鋼合せ材（ステンレス鋼）
２０ 溶接部
２１ 炭素鋼溶接金属
２２ ステンレス鋼溶接金属
３１ 第１部分
３２ 第２部分
３３ 重複部分
５０ 欠陥検査装置
５１ 探触子
５２ 制御部
５３ 表示部
５４ 取得部
５５ 表示制御部
５６ 判定部
５７ 記憶部
１００ 溶接継手
１１０ 試験用鋼板
１１１ 試験用クラッド鋼母材（炭素鋼）
１１２ 試験用クラッド鋼合せ材（ステンレス鋼）
１２０ 試験用溶接部
１２１ 試験用孔
２００ 試験片
Ｒ１，Ｒ２ 境界
Ｓ１０ 横波斜角工程
Ｓ２０ 縦波斜角工程
Ｓ３０ 判定工程

Claims (8)

1. 炭素鋼溶接金属及びステンレス鋼溶接金属が積層された溶接部によりクラッド鋼同士を接合する溶接継手について、前記溶接部の内部の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
   少なくとも前記溶接部の前記炭素鋼溶接金属と、前記溶接部と前記クラッド鋼との境界とを含む第１部分を、横波斜角探傷法により探傷する横波斜角工程と、
   少なくとも前記溶接部の前記ステンレス鋼溶接金属と、前記ステンレス鋼溶接金属と前記クラッド鋼との境界とを含む第２部分を、縦波斜角探傷法により探傷する縦波斜角工程と、
   前記横波斜角工程及び前記縦波斜角工程における探傷結果に基づいて合否を判定する判定工程と
   を含む欠陥検査方法。
2. 前記判定工程では、前記探傷結果においてエコー高さが所定値よりも高く、欠陥長さが所定値よりも長い場合に不合格であると判定し、前記第１部分及び前記第２部分のうち前記横波斜角探傷法及び前記縦波斜角探傷法の両方で重複して探傷される重複部分について前記横波斜角探傷法及び前記縦波斜角探傷法の一方の前記探傷結果が不合格であると判定される場合には、前記横波斜角探傷法及び前記縦波斜角探傷法の両方の前記探傷結果について不合格であると判定する
   請求項１に記載の欠陥検査方法。
3. 前記縦波斜角工程では、前記溶接継手に対応する試験片を用いて欠陥検査装置のキャリブレーションを行い、
   前記試験片は、クラッド鋼又は炭素鋼で形成される一対の試験用鋼板同士がステンレス鋼溶接金属で形成される試験用溶接部により接合され、前記試験用溶接部に所定径の試験用孔が形成された構成であり、
   前記キャリブレーションは、前記縦波斜角探傷法により前記試験片の前記試験用溶接部を探傷して前記試験用孔を検知するように前記欠陥検査装置を較正する
   請求項１に記載の欠陥検査方法。
4. 炭素鋼溶接金属及びステンレス鋼溶接金属が積層された溶接部によりクラッド鋼同士を接合する溶接継手のうち、少なくとも前記溶接部の前記炭素鋼溶接金属と、前記溶接部と前記クラッド鋼との境界とを含む第１部分を、横波斜角探傷法により探傷した第１探傷結果と、少なくとも前記溶接部の前記ステンレス鋼溶接金属と、前記ステンレス鋼溶接金属とクラッド鋼との境界とを含む第２部分を、縦波斜角探傷法により探傷した第２探傷結果とを取得する取得部と、
   前記第１探傷結果及び前記第２探傷結果を表示する表示部と
   を備える欠陥検査装置。
5. 取得した前記第１探傷結果及び前記第２探傷結果に基づいて合否を判定する判定部を更に備える
   請求項４に記載の欠陥検査装置。
6. 炭素鋼溶接金属及びステンレス鋼溶接金属が積層された溶接部によりクラッド鋼板を接合する溶接継手のうち、少なくとも前記溶接部の前記炭素鋼溶接金属と、前記溶接部とクラッド鋼との境界とを含む第１部分を、横波斜角探傷法により探傷した第１探傷結果と、少なくとも前記溶接部の前記ステンレス鋼溶接金属と、前記ステンレス鋼溶接金属と前記クラッド鋼との境界とを含む第２部分を、縦波斜角探傷法により探傷した第２探傷結果とを取得する取得ステップをコンピュータに実行させる欠陥検査プログラム。
7. 取得した前記第１探傷結果及び前記第２探傷結果に基づいて合否を判定する判定ステップを更にコンピュータに実行させる
   請求項６に記載の欠陥検査プログラム。
8. 縦波探傷法に用いられる欠陥検査装置のキャリブレーションを行うための試験片であって、
   クラッド鋼又は炭素鋼で形成される一対の試験用鋼板と、
   ステンレス鋼溶接金属で形成され、前記一対の試験用鋼板を溶接し、所定径の試験用孔が形成された試験用溶接部と
   を備える試験片。

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