JP2501489B2 - 鋼管の超音波探傷方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内周面に互いに平行する
複数の螺旋状溝が形成された鋼管の欠陥を超音波探触子
でもって検出する鋼管の超音波探傷方法及びその装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばボイラー設備の配管に使用される
鋼管のなかには、鋼管内に蒸気や水，加圧水等の流体が
通流する場合に、熱伝達効率を向上させたり、または流
体の乱流を防止する目的のために、内周面に複数の螺旋
状溝が形成されたものがある。なお、このように内周面
に螺旋状溝が形成された鋼管をライフル・チューブと呼
ぶこともある。

【０００３】図９（ａ）はこのような鋼管の構成を示す
外観図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の鋼管１を軸方
向に切断して示す軸方向断面図であり、図９（ｃ）は図
９（ａ）の鋼管１を直径方向に切断して示す径方向断面
図である。図示するように、この鋼管１の内周面２に互
いに平行する複数の螺旋状態溝３が形成されている。螺
旋状態溝３は台形状の断面形状を有している。そして、
互いに隣接する螺旋状態溝３どうしで、軸心方向に突出
する山部３ａと外周面４方向に向く谷部３ｂとを構成し
ている。したがって、鋼管１の厚みｔは山部３ａで厚く
（ｔ＝ｔ_T ）、谷部３ｂで薄い（ｔ＝ｔ_B ）。

【０００４】このような鋼管１の表面および内部に存在
する欠陥を超音波を用いて検出する超音波探傷法におい
ては、図１０に示すように、被探傷体としての鋼管１の
外周面４の１箇所に例えば斜角探触子または垂直探触子
からなる超音波探触子５を配設する。そして、図示しな
い探傷器から信号線を介してこの超音波探触子５内の振
動子５ａにパスル信号を印加して、この振動子５ａから
鋼管１へ超音波を送信させる。振動子５ａから出力され
た超音波は外周面４から鋼管１内へ入力して、鋼管１内
を伝播して、内周面２で大きく反射される。したがっ
て、振動子５ａには外周面４で反射された表面反射波と
内周面で反射された底面反射波とが受信される。

【０００５】また、鋼管１の内部および各表面４，２に
欠陥が存在すると、その欠陥にて反射された欠陥反射波
が振動子５ｂに受信される。よって、この振動子５ａで
受信された超音波の受信信号を例えばＣＲＴ表示装置等
に表示させると、欠陥に起因する欠陥反射波が現われる
ので、欠陥の発生位置と概略の欠陥規模を把握できる。

【０００６】また、上述したような螺旋状溝３が形成さ
れた鋼管１における欠陥は内周面２と外周面４において
軸方向に多発するので、一般に内外面の軸方向傷を対象
に探傷を行う。すなわち、超音波探触子５にて受信され
る超音波の受信感度を、内周面２近傍の欠陥も外周面近
傍の欠陥も高いＳ／Ｎでもって検出できるように調整す
る。

【０００７】そして、実際の鋼管１に対して超音波探傷
を実行するまえに、図１１に示すように、基準となる人
工欠陥Ａ〜Ｄを刻設した対比試験片６を用いて探傷器に
おいて検出される欠陥反射波の感度調整を行う。なお、
人工欠陥Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ螺旋状溝３の山部
３ａの外周面４，内周面２，谷部３ｂの外周面４，内周
面２にそれぞれ形成された同一規模（５％ｔ＝深さ0.2m
m ）の人工欠陥である。そして、この対比試験片６の各
人工欠陥Ａ〜Ｄを静止状態で最良のＳ／Ｎが得られるよ
うに、偏心等の手段を用いて最適の屈折角に調整する。
また、この対比試験片６に用いた鋼管１は50.8mmの外径
と5.6 mmの厚みを有する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内周面
２に螺旋状溝３が形成されており、鋼管１の厚みｔが山
部３ａと谷部３ｂとで大きく異なるので、外周面４から
入射された超音波が山部３ａの内面にて反射されて振動
子５ａに戻る経路と、谷部３ｂの内面にて反射されて振
動子５ａに戻る経路とが大きく異なることになる。ま
た、山部３ａと谷部３ｂとの境目の壁にて反射されて戻
る経路もある。したがって、超音波探触子５から出力さ
れて再度超音波探触子５へ戻る経路が内周面２に形成さ
れた螺旋状溝３に大きく影響され、一義的に定まらな
い。その結果、欠陥反射波と他の種々の散乱反射波に起
因する雑音との比で示されるＳ／Ｎが大幅に低下する。

【０００９】よって、ＣＲＴ表示装置に表示される反射
波（エコー）の高さが一定しなかったり、消滅したり、
また、現れる位置が絶えず変化する。したがって、ＣＲ
Ｔ表示装置に表示される反射波がどの位置の欠陥に起因
するものであるか、さらに、その反射波が欠陥に起因す
るものであるのか、内周面２からの反射波であるのかの
判断が難しい等の問題が生じる。

【００１０】さらに、使用する超音波探触子が図１０に
示した通常の垂直探触子または通常に斜角探触子である
ので、振動子５ａから出力される超音波が広く広がっ
て、山部３ａや谷部３ｂに当たって散乱し、Ｓ／Ｎをさ
らに低下させる問題もある。

【００１１】なお、このような不都合を解消するため
に、鋼管１の内周面２に螺旋状溝３を形成するまえの鋼
管そのものの状態で高い検出感度でもって超音波探傷を
行い、次に、螺旋状溝３を形成したあとの完成された状
態の鋼管を検出感度を低下させて探傷する２段階探傷法
が考えられる。

【００１２】また、螺旋状溝３が形成された最終状態
で、厚みｔが厚い（ｔ＝ｔ_T ）山部３ａに対応した検出
感度で超音波探傷を実行する１段階探傷法も考えられ
る。この場合、谷部３ｂの欠陥に対する検出感度は最適
検出感度より低くなる。

【００１３】さらに、螺旋状溝３が形成された最終状態
で、山部３ａの外周面と内周面とをそれぞれ専用の超音
波探触子で探傷し、さらに、谷部３ｂの外周面と内周面
とをそれぞれ専用の超音波探触子で探傷する手法も考え
られる。この場合、山部３ａの外周面と内周面を探傷す
る各超音波探触子の検出感度は山部３ａの厚みｔ_T に対
応した検出感度に設定し、谷部３ｂの外周面と内周面を
探傷する各超音波探触子の検出感度は谷部３ｂの厚みｔ
_B に対応した検出感度、すなわち山部３ａの検出感度よ
り低く設定する。

【００１４】しかしながら、上述した各探傷法もまだ次
のような問題があった。すなわち、２段階探傷法におい
ては、螺旋状溝３を形成する過程で山部３ａに相当する
位置に欠陥（傷）が発生する懸念がある。また、２段階
探傷は工程が増大するので、設備や探傷作業能率が低下
する。

【００１５】また、上述した各探傷法においては、各超
音波探触子の検出感度を鋼管１を静的状態で各厚み
ｔ_T ，ｔ_B に対応した最適値に設定している。しかし、
実際においては、鋼管１と各超音波探触子との相対位置
を移動させながら探傷作業を実行する。したがって、鋼
管１の内周面２から見た超音波探触子５の軌跡は図１２
の矢印で示すように、螺旋状溝３の山部３ａと谷部３ｂ
とを横切る。したがって、各超音波探触子は厚みｔが大
きく変動する鋼管１を探傷することになるので、前述し
た問題は何等解消しないことになる。

【００１６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、鋼管の外周面に配設された超音波探触子の
焦点が内周面の螺旋状溝に沿って移動するように鋼管と
超音波探触子との相対位置を移動させることによって、
螺旋状溝の山部及び谷部を常時最良の検出感度で探傷で
き、また、厚み変化に起因する雑音成分を極力低減し、
Ｓ／Ｎを向上させると共に、探傷性能を大幅に向上でき
る鋼管の超音波探傷方法及びその装置を提供することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明は、内周面に互いに平行する複数の螺旋状溝が
形成された鋼管の外周面に超音波探触子を対向させて、
この超音波探触子から鋼管に対して超音波の送受信を行
うことによって、鋼管の表面および内部に存在する欠陥
を検出する鋼管の超音波探傷方法において、

【００１８】超音波探触子の焦点が螺旋状溝の山部又は
谷部に沿って移動するように、超音波探触子と鋼管との
位置関係を相対的に変化させることによって、超音波探
触子でもって連続して欠陥検出を行うようにしている。

【００１９】また、別の発明の鋼管の超音波探傷方法に
よれは、上記各手段に加えて、全ての螺旋状溝の山部及
び谷部に沿って焦点が移動するように、鋼管の外周方向
に沿って少なくとも螺旋状溝数の２倍以上の超音波探触
子を配設するようにしている。

【００２０】さらに、別の発明における鋼管の超音波探
傷装置においては、鋼管における外周面の外周方向に沿
って配設された少なくとも螺旋状溝数の２倍以上の超音
波探触子と、この各超音波探触子の焦点が螺旋状溝の山
部及び谷部に位置するように各超音波探触子を支持する
超音波探触子支持機構と、この超音波探触子支持機構に
よって支持された各超音波探触子の焦点が各螺旋状溝の
山部又は谷部に沿って移動するように、超音波探触子と
前記鋼管との位置関係を相対的に変化させる移動制御機
構と、各超音波探触子から出力された超音波の受信信号
から欠陥の発生位置および欠陥規模を検出する信号処理
部とを備えている。

【００２１】さらに別の発明においては、移動制御機構
を、超音波探触子支持機構によって支持された各超音波
探触子の焦点が各螺旋状溝の山部又は谷部に沿って移動
するように、鋼管を軸心回りに回転させなが軸方向に移
動させる鋼管移動制御装置でもって構成している。

【００２２】

【作用】このように構成された鋼管の超音波探傷方法及
びその装置によれば、この鋼管の外周面に配設された超
音波探触子は焦点を有する超音波探触子で形成されてい
る。そして、各超音波探触子から出力される超音波は鋼
管の内周面に形成された螺旋状溝の山部又は谷部近傍で
焦点を結ぶ。すなわち、静止状態において、山部又は谷
部に存在する欠陥が最良の状態で検出するように検出感
度調整が行われる。

【００２３】そして、超音波探触子の焦点が螺旋状溝の
山部又は谷部に沿って移動するように、鋼管と超音波探
触子の位置関係が相対的に変化する。例えば、鋼管を軸
心回りに回転させながら軸方向に移動させるている。し
たがって、たとえ鋼管を移動させたとしても、超音波の
焦点は一旦設定された螺旋状溝の山部又は谷部を外れる
ことはない。よって、鋼管を移動することによって超音
波探触子から出力されて再度この超音波探触子へ受信さ
れる超音波の経路が変化することはない。その結果、欠
陥に起因する欠陥反射波のＳ／Ｎが低下することはな
い。

【００２４】また、別の発明においては、超音波探触子
が鋼管の外周方向に沿って螺旋状溝の形成数の２倍以上
の数の超音波探触子が鋼管の全周に亘って配設されてい
る。したがって、各螺旋状溝の山部及び谷部に亘って均
等にその山部又は谷部に対してそれぞれ焦点が設定され
ている。よって、例えば、鋼管を回転させながら移動さ
せると、全ての螺旋状溝の各山部及び谷部が同時に探傷
される。よって、探傷作業能率が大幅に向上する。さら
に、信号処理部において各超音波探触子から出力された
超音波の受信信号から欠陥の発生位置および欠陥規模を
検出している。

【００２５】また、別の発明の鋼管の超音波探傷装置に
おいては、超音波探触子支持機構で各超音波探触子を鋼
管の外周面の周方向に配設し、鋼管支持移動装置でもっ
て鋼管を軸心回りに回転させなが軸方向に移動させてい
る。

【００２６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図１は実施例の鋼管の超音波探傷方法を適用した超
音波探傷装置全体を示すシステム構成図である。

【００２７】検査ライン１０に沿って被検体としての鋼
管１を搭載した試験用搬送台車１１が移動制御される。
鋼管１は両側に配設された複数の回転ローラ１２により
一定速度で軸心回り回転させられる。また、検査ライン
１０上には試験用搬送台車１１の移動位置を検出するた
めの位置センサ１３が設けられている。さらに、検査ラ
イン１０の上方位置には超音波探触子支持機構１４が例
えば建屋に天井固定された支持移動機構に移動自在に設
けられている。この超音波探触子支持機構１４の下面に
は多数の超音波探触子１５ａ，１５ｂが鋼管１の外周面
４に対向するように取付けられている。

【００２８】なお、位置センサ１３側の先頭位置のチャ
ンネルＡおよびチャンルＢの各超音波探触子１５ａ，１
５ｂは鋼管１の移動速度および回転速度を制御するため
のセンサである。

【００２９】検査ライン１０に平行に校正ライン１６が
配設されており、この校正ライン１６上に人工欠陥が形
成された校正用鋼管１７を搭載した校正用搬送台車１８
が移動制御される。そして、前記超音波探触子支持機構
１４は前述した支持移動機構によって、検査ライン１０
上および校正ライン１６上を図中矢印で示すように任意
に移動可能である。

【００３０】校正ライン１６の近傍位置に超音波探傷装
置全体の動作を制御する監視制御装置１９が配設されて
いる。この監視制御装置１９内には、超音波探触子１５
ａ，１５ｂによって欠陥や厚みを検出する信号処理部と
しての探傷器２０，探傷結果を表示する表示器２１，鋼
管１，１７を移動制御する鋼管移動制御装置２２，探傷
結果を印字出力するプリンタ２３，探傷結果を記憶する
記憶部２４，各部の動作を制御するコンピュータ２５等
が収納されている。

【００３１】図２は超音波探触子支持機構１４の正面図
である。図示するように、鋼管１が超音波探触子支持機
構１４の下方位置に移動すると、各超音波波探触子１５
ａ，１５ｂがそれぞれのマニプレータ２６の動作によっ
て、鋼管１の外周面４に水を介して当接するように位置
制御される。そして、各マニプレータ２６は、図３に示
すように、各超音波探触子１５ａ，１５ｂを、鋼管１の
内周面２に形成された螺旋溝３の山部３ａに対向するチ
ャンネルＡの山部超音波探触子列と、螺旋溝３の谷部３
ｂに対向するチャンネルＢの山部超音波探触子列に分け
て配列する。

【００３２】次に、鋼管移動制御装置２２の動作を図４
〜図６を用いて説明する。前述したように、先頭位置の
チャンネルＢの超音波探触子１５ｂは内周面２の谷部３
ｂに対向するので、図５（ａ）に示すように、探傷器２
０で得られる表面および谷部３ｂの底面での各エコー
Ｔ，Ｂ1 との間の時間ｔｂは谷部３ｂ部分における厚み
に対応する。また、チャンネルＡの超音波探触子１５ａ
は内周面２の山部３ａに対向するので、図５（ｂ）に示
すように、探傷器２０で得られる表面および山部３ａの
底面での各エコーＴ，Ｂ2 との間の時間ｔａは山部３ａ
部分における厚みに対応する。

【００３３】しかし、図４に示すように、チャンネルＡ
の超音波探触子１５ａが山部３ａと谷部３ｂとの間に位
置すると、図５（ｂ）に示すように、山部３ａのエコー
Ｂ2の他に谷部３ｂに対応するエコーＢ1 が現れる。

【００３４】このとき、探触子１５ｂには肉厚測定に対
応する図５（ａ）の波形が得られる。また、探触子１５
ａには、谷部３ｂからのエコー高さＢ1 （ゲート１）と
山部３ａからのエコー高さＢ2 （ゲート２）が検出され
た図５（ｂ）の波形が得られる。この状態で、探触子１
５ｂに表れる各エコー高さＢ1 ，Ｂ2 を比較して、Ｂ1
＞Ｂ2 の差が１／２以上開いた時に回転速度を上昇させ
る方向へ、一方、Ｂ1＜Ｂ2 の差が１／２以上開いた時
に回転速度を下げる方向に、鋼管１を搭載した試験用搬
送台車１１の移動速度、および鋼管１を回転させる回転
ローラ１２の回転速度を制御すればよい。図６は、各チ
ャンネルＡ，Ｂの超音波探触子１５ａ，１５ｂでもって
鋼管１の厚みｔを計測して、鋼管１の回転速度と移動速
度を制御するための制御ブロック図である。

【００３５】このように構成された鋼管移動速度制御装
置２２の制御によって、各チャンネルＡ，Ｂの各超音波
探触子１５ａ，１５ｂは鋼管１の外周面４における指定
された山部３ａまたは谷部３ｂの対向面を忠実に倣って
いく。

【００３６】鋼管１の内周面２には、例えば互いに平行
する８本の螺旋状溝３が形成されている。互いに隣接す
る螺旋状溝３の山部３ａの厚みｔ_T は谷部３ｂの厚みｔ
_B より大きい。そして、図３に示すように、外周面４に
おける８本の螺旋状溝３の各山部３ａおよび各谷部３ｂ
に対向する位置にそれぞれ超音波探触子１５ａ，１５ｂ
がこの外周面４に対向する姿勢で配設されている。そし
て、各超音波探触子１５ａ，１５ｂはそれぞれ専用の信
号線を介して監視制御装置１９内の探傷器２０に接続さ
れている。

【００３７】各超音波探触子１５ａ，１５ｂは、例え
ば、焦点型探触子で構成されており、その焦点近傍が最
も感度よく、かつ超音波ビームを絞ることができ、ビー
ム拡散が小さいことから、高いＳ／Ｎでもって欠陥を検
出できる。また、焦点位置は組込まれた各振動子の音響
レンズの曲率を調整することによって容易にその位置を
変更できる。そして、各山部３ａに対応する各超音波探
触子１５ａの焦点は山部３ａの内面近傍に位置するよう
に調整されており、各谷部３ｂに対応する各超音波探触
子１５ｂの焦点は谷部３ｂの内面近傍に位置するように
調整されている。

【００３８】また、この焦点を有する超音波探触子１５
ａ，１５ｂにおいては、振動子で感度良く受信する超音
波の範囲が比較的狭いので、比較的狭い範囲における超
音波探傷を行うことができる。すなわち、隣接する他の
超音波探触子から出力された超音波に起因する散乱超音
波が入射されるのが抑制される。

【００３９】これら１６個の各超音波探触子１５ａ，１
５ｂは前述したように、超音波探触子支持機構１４の各
マニプレータ２６によってそれぞれ独立して支持されて
いる。また、各超音波探触子１５ａ，１５ｂは直接鋼管
１の外相面４に接触するのではなく、図示しない給水設
備によって、超音波探触子１５ａ，１５ｂと外周面４と
の間に水が供給されている。すなわち、各超音波探触子
１５ａ，１５ｂは水を介して外周面４に配設されている
ので、超音波が円滑に鋼管内に入出力される。一般にこ
の測定法は水侵法と呼ばれている。

【００４０】前記探傷器２０は、内部に各超音波探触子
１５ａ，１５ｂへ一定間隔でパルス信号を送出する送信
回路と、各超音波探触子１５ａ，１５ｂから出力された
超音波の受信信号を受信する複数の受信回路と、この各
受信回路で受信した反射波を表示するＣＲＴ表示装置と
が組込まれている。この探傷器２０内には、各受信回路
で受信した欠陥に起因する反射波を記録するデータ記録
装置も組込まれている。なお、各超音波探触子１５ａ，
１５ｂの検出感度は各受信回路の増幅度調整によって行
う。具体的には、図１に示すように人工欠陥を有する校
正用鋼管１７を用いる。

【００４１】次に、このように構成された鋼管の超音波
探傷装置の検出感度と雑音レベルとの関係を、図７に示
す0.2mm の基準傷深さ（欠陥規模）の人工欠陥を有した
校正用鋼管１７と、傷深さ（欠陥規模）が前記基準より
小さい0.1 mmと、基準より大きい、0.3mm,0.4mm,0.5mm
との合計５種類の校正用鋼管１７を用いて測定した。な
お、測定に使用した超音波探触子１５ａ，１５ｂは、発
振周波数が５ＭHzで、振動子の直径が８mmで、焦点距離
が30mmの特性を有する。

【００４２】測定結果を図８（ａ）（ｂ）に示す。この
測定結果でも明らかなように、0.2mm の基準欠陥におい
ては、図８（ａ）に示すように外周面４に存在する傷
Ａ，Ｃを検出する場合の雑音レベルは４６ｄＢであり、
図８（ｂ）に示すように内周面２に存在する傷Ｂ，Ｄを
検出する場合の雑音レベルは４３ｄＢである。そして、
得られた検出感度と雑音レベルとの比で示されるＳ／Ｎ
は、外面傷Ａ，Ｃに対して約２０ｄＢを確保でき、ま
た、内面傷Ｂ，Ｄに対して約１９ｄＢを確保できた。な
お、欠陥規模（傷深さ）が増大すると欠陥の検出感度が
増大し、Ｓ／Ｎも向上することは言うまでもない。

【００４３】発明者は上述した効果を確認するために、
同一の５個の校正用鋼管１７を用いて、この校正用鋼管
１７を従来の回転させない手法で測定を行った。そし
て、その測定結果を図８（ｃ）（ｄ）に示す。なお、こ
の測定に用いた超音波探触子は、発振周波数が５ＭHz
で、振動子の形状が６×１２の矩形状を有し、屈折角度
は40度に設定されている斜角探触子を用いた。したがっ
て、当然この超音波探触子は焦点を有していない。そし
て、振動子と鋼管１の外周面４との間にアクリル樹脂を
介在させて直接接触法で測定した。

【００４４】図８（ｃ）に示すように、外周面４に存在
する傷Ａ，Ｃを検出する場合の雑音レベルは４７ｄＢで
あり、図８（ｄ）に示すように内周面２に存在する傷
Ｂ，Ｄを検出する場合の雑音レベルは４７ｄＢである。
しかし、振動子には山部３ａや谷部３ｂや山部３ａと谷
部３ｂとの境界面で反射された複数種類の超音波が入射
されるので、欠陥の検出感度が大幅に低下する。その結
果、得られた検出感度と雑音レベルとの比で示されるＳ
／Ｎは、外面傷Ａ，Ｃに対して約８ｄＢであり、内面傷
Ｂ，Ｄに対して約１．５ｄＢである。ちなみに、探傷可
能なＳ／Ｎの最低限界は約３（＝１０ｄＢ）と言われて
おり、外面傷はかろうじて探傷できるが、内面傷はまっ
たく探傷できない。したがって、図８（ａ）（ｂ）に示
した実施例装置のＳ／Ｎが従来手法に比較して大幅に向
上したことがより明確になった。

【００４５】このように、各超音波探触子１５ａ，１５
ｂから得られる欠陥に起因する反射波のＳ／Ｎが大幅に
向上するので、螺旋状溝３の山部３ａまたは谷部３ｂに
存在する微細な欠陥も精度良く検出できる。

【００４６】さらに、鋼管１の外周面４の外周方向に沿
って螺旋状溝３の各山部３ａ毎及び各谷部３ｂ毎にそれ
ぞれこの各山部３ａ，各谷部３ｂに沿って焦点が移動す
る専用の超音波探触子１５ａ，１５ｂを配設しているの
で、各探触子から出力される超音波が隣の山部３ａ又は
谷部３ｂを横切ることはない。よって、探傷している超
音波の経路長が変化することはないので、反射波が探傷
器２０内のＣＲＴ表示装置の表示画面上で移動すること
なく、あたかも停止しているように表示される。したが
って、観測者にとっても非常に監視しやすい画面とな
り、観測者の精神的負担を軽減できる。

【００４７】また、各超音波探触子１５ａ，１５ｂとし
て細い帯状の音場が得られる焦点型の探触子を採用し、
さらに、山部３ａと谷部３ｂとをそれぞれ専用の探触子
１５ａ，１５ｂを割当て、それぞれ焦点を絞って内周面
２の各所を探傷している。したがった、山部３ａや谷部
３ｂに当たる超音波の散乱を防止するとともに、欠陥に
起因する反射波のＳ／Ｎをより一層向上できる。

【００４８】また、山部３ａと谷部３ｂとをそれぞれ専
用の超音波探触子１５ａ，１５ｂで測定しているので、
ＣＲＴ表示装置に表示された欠陥反射波（エコー）が山
部３ａの外面か内面か、また谷部３ｂの外面か内面かを
簡単に識別できる。

【００４９】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。実施例においては、各山部３ａおよび
各谷部３ｂと１対１で各超音波探触子を配設したが、山
部３ａおよび谷部３ｂの幅が広い場合は、１つの山部３
ａまたは谷部３ｂに２個以上の超音波探触子１５ａ，１
５ｂを配設してもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の鋼管の超音
波探傷方法及びその装置によれば、内周面に螺旋状溝を
有する鋼管の外周面に配設された超音波探触子の焦点が
螺旋状溝に沿って移動するように超音波探触子と鋼管と
の位置関係を相対的に変化させている。したがって、螺
旋状溝の山部及び谷部はそれぞれ専用の超音波探触子
で、しかも常時最良の検出感度で探傷される。その結
果、厚み変化に起因する雑音成分を極力低減し、Ｓ／Ｎ
を向上させると共に、探傷性能を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係わる鋼管の超音波探傷
装置全体を示すシステム構成図、

【図２】 同実施例装置の超音波探触子支持機構を示す
側面図、

【図３】 同実施例装置の要部を取出して示す断面模式
図、

【図４】 同実施例装置における各超音波探触子の取付
位置を示す図、

【図５】 同実施例装置における各超音波探触子にて得
られたエコー波形図、

【図６】 同実施例装置の鋼管移動制御装置を示すブロ
ック図、

【図７】 同実施例装置に用いる校正用鋼管の断面図、

【図８】 同実施例装置の検出感度特性と従来手法にお
ける検出感度特性とを示す図、

【図９】 螺旋状溝を有した鋼管の構成を示す図、

【図１０】 従来の超音波探傷方法を示す図、

【図１１】 従来手法に用いる対比試験片を示す図、

【図１２】 従来手法における超音波探触子の移動方向
を示す図。

【符号の説明】

１…鋼管、２…内周面、３…螺旋状溝、３ａ…山部、３
ｂ…谷部、４…外周面、１０…検査ライン、１１…試験
用搬送台車、１２…回転ローラ、１４…超音波探触子支
持機構、１５ａ，１５ｂ…超音波探触子、１９…監視制
御装置、２０…探傷器、２５…コンピュータ。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に互いに平行する複数の螺旋状溝
   が形成された鋼管の外周面に超音波探触子を対向させ
   て、この超音波探触子から前記鋼管に対して超音波の送
   受信を行うことによって、前記鋼管の表面および内部に
   存在する欠陥を検出する鋼管の超音波探傷方法におい
   て、前記超音波探触子の焦点が前記螺旋状溝の山部又は
   谷部に沿って螺旋状に移動するように、前記超音波探触
   子と前記鋼管との位置関係を相対的に変化させることに
   よって、前記超音波探触子でもって連続して欠陥検出を
   行うことを特徴とする鋼管の超音波探傷方法。
2. 【請求項２】 全ての螺旋状溝の山部及び谷部に沿って
   焦点が移動するように、鋼管の外周方向に沿って少なく
   とも前記螺旋状溝数の２倍以上の超音波探触子を配設す
   ることを特徴とする請求項１記載の鋼管の超音波探傷方
   法。
3. 【請求項３】 内周面に互いに平行する複数の螺旋状溝
   が形成された鋼管の外周面からこの鋼管に対して超音波
   の送受信を行うことによって、前記鋼管の表面および内
   部に存在する欠陥を検出する鋼管の超音波探傷装置にお
   いて、前記鋼管における外周面の外周方向に沿って配設
   された少なくとも前記螺旋状溝数の２倍以上の超音波探
   触子と、この各超音波探触子の焦点が前記螺旋状溝の山
   部及び谷部に位置するように前記各超音波探触子を支持
   する超音波探触子支持機構と、この超音波探触子支持機
   構によって支持された各超音波探触子の焦点が前記各螺
   旋状溝の山部又は谷部に沿って移動するように、前記超
   音波探触子と前記鋼管との位置関係を相対的に変化させ
   る移動制御機構と、前記各超音波探触子から出力された
   超音波の受信信号から前記欠陥の発生位置および欠陥規
   模を検出する信号処理部とを備えたことを特徴とする鋼
   管の超音波探傷装置。
4. 【請求項４】 前記移動制御機構は、超音波探触子支持
   機構によって支持された各超音波探触子の焦点が各螺旋
   状溝の山部又は谷部に沿って移動するように、前記鋼管
   を軸心回りに回転させなが軸方向に移動させる鋼管移動
   制御装置であることを特徴とする請求項３記載の鋼管の
   超音波探傷装置。