JP2507417B2

JP2507417B2 - 超音波探傷方法

Info

Publication number: JP2507417B2
Application number: JP62100071A
Authority: JP
Inventors: 和夫高久; 典佐々木; 弘人魚住; 文信高橋; 行雄柿沼; 喜美雄神田
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1996-06-12
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JPS63266354A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は超音波探傷方法に係り、特に、板状の被検査
物の板面に垂直な亀裂を、板面に垂直な映像として表わ
し得るように改良した超音波探傷方法に関するものであ
る。

ただし、本発明において板状の被検査部材とは、例え
ば管の１部分の如く、近似的に板状と見做し得る部材を
意味するものである。

なお、本発明において亀裂を探傷するとは、亀裂の有
無、並びに、亀裂が存在する場合にはその位置と形状と
を検出する操作の意である。

〔従来の技術〕

この種の超音波探傷方法については、特開昭58−1568
52号「超音波探傷表示法」が公知である。

この公知技術に係る方法は、可変角探触子、超音波探
傷器、伝播距離演算器、伝播距離用メモリ、底面スキッ
プ判定器、座標演算比較器、及びＢスコープ表示装置か
ら成る装置を用いて、可変角探触子を１点に置き、変角
したときの任意の入射角θ_in（第12図参照）における路
程Ｐ（X₁，Z₁）が底面を越える場合に、上記の路程と対
称をなすエコーＱ（X₂，Z₂）を演算し、これらのペアに
よってＲ（X₂＋X₁，Z₂−Z₁）を演算して表示するもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来技術においては、板状の被検物の片方の面
（表面）に超音波探触子を密着せしめて、該被検物の他
方の面（底面）と垂直な亀裂を検知したとき、この底面
に垂直な亀裂が、底面と斜交する形状に表示されるとい
う問題が有る。

上記の問題について、第14図乃至第18図を順次に参照
しつつ詳述する。

第13図は通常の斜角超音波探触子の超音波ビームが欠
陥に接近する場合のコーナ反射を示す図である。同図の
10は底面、11は反射源（欠陥）、12は通常の斜角超音波
探触子、13は表面、14は投入された超音波ビーム、15は
底面10で反射された超音波ビーム、16は反射源（欠陥）
11で反射された超音波ビームである。

こゝで、超音波ビーム14,15,16の路程をそれぞれ
L₁₄，L₁₅，L₁₆とすると、画像表示の路程Ｌとの関係は
（１）式で与えられる。

ただし、ΔＸは、超音波ビームの中心が欠陥の底面開
口部に接しているときの入射点を原点とし、その点から
のＸ軸上の距離である。（以下、同様。）第14図は通常の斜角超音波探触子が欠陥を通過する場
合のコーナ反射を示す図である。同図の20は投入された
超音波ビーム、21は反射源（欠陥）11で反射された超音
波ビーム、22は底面10で反射された超音波ビームであ
る。

ここで、超音波ビーム20,21,22の路程をそれぞれ
L₂₀，L₂₁，L₂₂とすると、画像表示の路程Ｌとの関係は
（２）式で与えられる。

第15図は通常の斜角超音波探触子が欠陥に接近する場
合の超音波ビームの拡がりによる効果を示す図である。
同図の25は超音波ビームの拡がりによるビームで、直接
戻って来る。

こゝで、超音波ビームの画像表示の路程Ｌとの関係は
（３）式となる。

第16図は通常の斜角超音波探触子が欠陥を通過する場
合の超音波ビームの拡がりによる効果を示す図である。
同図の往復矢印26は超音波ビームの拡がりによるビーム
で、直接戻って来る。

こゝで、超音波ビームの画像表示の路程Ｌとの関係は
（４）式となる。

これらの式の路程ＬをΔＸ＝±１〜±５について示す
と第17図のP₁〜P₅，P_m1〜P_m5となる。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、
底面に垂直な亀裂が、例えば第17図に示した点の配列P
_m5〜P₅の如く、底面に斜交するといった不具合を解消
し、現実の亀裂の形状と相似したパターンを現示し得る
超音波探傷方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解消するための手段〕

上記目的を達成する為、本発明に係る超音波探傷方法
は、板状の被検査部材の一方の面に超音波探触子を密着
させて、該被検査部材の他方の面の亀裂を探傷する場合
に適用され、グルーピングしたエコー源が前記他方の面
と交わるとき、次記の工程に従ってエコー源の座標を補
正し、新たな座標によってエコー源を表示するものであ
る。

（ａ）超音波探触子を通り、被検査部材の板面に垂直な
方向にＺ軸をとり、（ｂ）斜角超音波ビーム投入方向線を上記板面に投影し
た線をＸ軸とし、（ｃ）前記超音波探触子によって検知されたエコー源の
X,Z座標値を求め（ｄ）前記エコー源が被検査部材の前記他方の面と交わ
る点を原点として新たな座標X₀，Z₀を設定し、（ｅ）エコー源形状の、該他方の面に対する勾配を求め
て、該勾配によりＸ軸方向の補正値を求め、（ｆ）前記超音波探触子から投入される超音波ビームの
屈折角θに基づいて、亀裂深さ寸法を補正する為の補正
係数を求め、該補正係数によりエコー源上の複数の点に
ついてＺ軸方向の補正値を求め、（ｇ）上記Ｚ軸方向補正値を用いてエコー源の形状を補
正して、これを画像として表示する。

〔作用〕

前記一方の面とは、探傷施工者から見て一般に表面で
あり、他方の面とは一般に底面である。

而して、底面と垂直の亀裂が有る場合、従来技術によ
れば「底面に斜交したエコー源」として画像表示される
が、前記の本発明方法によれば斜交した、見かけのエコ
ー源形状が補正されて、底面に垂直な亀裂として画像表
示される。

同様に、底面と斜交する亀裂についても、その斜交角
度や亀裂深さが補正されて、実際の形状、寸法と類似し
た画像として表示される。

〔実施例〕

次に、従来例を示した第17図に本発明を適用して改良
した１例について説明する。

第17図において、いま、ΔＸ＝0,1,2,3,……，−1,−
2,−3,……の路程をL₀，L₁，L₂，L₃，……，L_m1，L_m2，
L_m3，……とし、相隣る路程との差L₀−L₁，L₁−L₂，L₂
−L₃，……L₀−L_m1，L_m1−L_m2，L_m2−L_m3，……を求
め、この値がある定数Ｋより小さいものを同一のグルー
プとすることによりエコー源のグルーピングが行える。
ここで、Ｋは、例えば、データ採取ピッチ付近の値であ
る。

エコー源のグルーピングを行った後、グループと底面
との交わる点P₀を原点とした新たな座標軸X₀−Z₀を考
え、各エコー源P₀（x₀，z₀），P₁（x₁，z₁），P₂（x₂，
z₂），P₃（x₃，z₃）……，P_m1（X_m1，z_m1），P
_m2（X_m2，z_m2），P_m3（X_m3，z_m3）………の勾配の平均
値ａを求める。

勾配の平均値ａ（＝x/z）と各エコー源のｚ軸の値
z₁，z₂，z₃，……z_m1，z_m2，z_m3，………を用いて、補
正値az₁，az₂，az₃，………，az_m1，az_m2，az_m3，……
を求めるとともに、前記の勾配（tan θ）から補正係
数ｂ＝1/tan θを求める。

そして、これらの補正値を用いることにより、補正さ
れたエコー源として、P_c1（x₁−az₁，z₁−bx₁），Pc
₂（x₂−az₂，z₂−bx₂），P_c3（x₃−az₃，z₃−bx₃）…
…，P_cm1（X_m1−az_m1，z_m1−bx_m1），P_cm2（X_m2−a
z_m2，z_m2−bx_m2），P_cm3（X_m3−az_m3，z_m3−bx_m3），…
…を得る。

補正されたエコー源の一例として、P_c1〜P_c5，P_cm1〜
P_cm5を第１図に示す。補正により底面10に対して垂直状
に表示できる。

第２図は底面10より下側に表示されるエコー源P_c1〜P
_c5を取除いた場合である。より現実に近い形で表示でき
る。さらに、P_c1〜P_c5を底面10の上側に表示しても同様
の結果を得ることができる。前記は欠陥の片側から通常
の斜角探触子を用いて探傷を行う例について述べたが、
これを両側から行っても達成できる。両側から探傷した
場合の欠陥からのコーナ反射によるエコー源P₀〜P₅，P₀
〜P_m5，P₀〜P₅′，P₀〜P_m5′の表示例を段３図に示す。
エコー源はＸ字状に表わされる。

Ｘ字状に表わされるエコー源も、これをグルーピング
し、補正値を求めて補正を施こすと第２図に示すように
底面に垂直状な表示を得ることができ補正されたエコー源の一例としてP_c1〜P_c5，P_cm1〜P
_cm5を第１図に示す。補正により底面10に対して垂直状
に表示できる。

第２図は底面10より下側に表示されるエコー源P_c1〜P
_c5を取り除いた場合である。より現実に近い形で表示で
きる。さらにP_c1〜P_c5を底面10の上側に表示しても同様
の結果を得ることができる。

前記は欠陥の片側から通常の斜角探触子を用いて探傷
を行う例について述べたが、これを両側から行っても達
成できる。両側から探傷した場合の欠陥からのコーナ反
射によるエコー源P₀〜P₅，P₀〜P_m5，P₀〜P₅′，P₀〜
P_m5′の表示例を第３図に示す。エコー源はＸ字状に表
わされる。

Ｘ字状に表わされるエコー源も、これをグルーピング
し、補正値を求めて補正を施こすと第２図に示すように
底面に垂直な表示を得ることができる。

欠陥の両側から探傷を行方法は通常の（いわゆる一探
の）斜角超音波探触子を２つ用いても可能であるが、特
殊斜角超音波探触子を用いても可能である。

第４図に、本発明方法の実施に好適なように、超音波
ビームの進行方向に振動子を対向して配列した特殊斜角
超音波探触子の一例を示す。同図（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。こゝで、記号30,31,32,33は一
方の側からの超音波ビーム投入用の振動子、シュー、シ
ュー内超音波ビーム、被検体内超音波ビームで、34は遮
音材、35,36,37,38は他方の側からの超音波ビームの投
入用の振動子、シュー、シュー内超音波ビーム、被検体
内超音波ビームである。39,40は内厚監視用の走波用振
動子と受波用振動子である。

第５図は、第４図に示した対向形の特殊斜角超音波探
触子の振動子を２つに分割し、SN比の改善を図ったもの
の一例である。同図（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図で
ある。こゝで、記号45,46,47,48は一方の側からの超音
波ビーム投入用の振動子、シュー、シュー内超音波ビー
ム、被検体内超音波ビームで、49は遮音材、50,51,52,5
3は他方の側からの超音波ビーム投入用の振動子、シュ
ー，シュー内超音波ビーム、被検体内超音波ビームであ
る。54は送受波用遮音材、55,56,57は一方の側の受波用
振動子、シュー、エコー、58,59,60は他方の側の受波用
振動子、シュー、エコーである。61,62,63,64は肉厚監
視用送受波用振動子で遮音材49,54により４分割になっ
たが、適宜組合わせて二分割形として肉厚監視に用いる
振動子である。

第６図に、本発明方法の実施に好適な探触子の他の１
例を示す。この超音波探触子は、超音波ビームの進行方
向に対して直角方向に振動子を並列に配置した構造であ
って、同図の（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
こゝで、記号70,71,72,73は一方の側からの超音波ビー
ム投入用の振動子、シュー、シュー内超音波ビーム、被
検体内超音波ビームで、74,75,76,77は他方の側からの
超音波ビーム投入用の振動子、シュー、シュー内超音波
ビーム、被検体内超音波ビームである。78は遮音材、7
9,80は肉厚監視用の送波用振動子と受波用振動子であ
る。第７図に本発明を実施するために好適なように構成
した超音波探傷装置の一例を示す。81は位置信号発生装
置、82は超音波探傷器、83はコンピュータ、84は超音波
信号取込回路、85は探触子位置信号取込回路、86はROM/
RAM、87はキーボード、88は記憶部、89は表示部であ
る。

位置信号発生装置81は軌道90、軌道方向位置Ｘ信号発
生部91、アーム方向位置Ｒ及び角度θ信号発生部92、ア
ーム93、探触子ホルダ94等から構成されている。軌道90
は例えば配管95に取付けられる。超音波探触子96の位置
はX,R,θより計算により求められる。超音波探触子96は
ケーブル97により超音波探傷器に接続されている。ま
た、Ｘ信号発生部91,及びＲ−θ信号発生部92の信号は
ケーブル98により探触子位置信号取込回路85に接続され
ている。

第８図にデータ取込部の詳細を示す。超音波信号取込
回路84は超音波探傷器82が出力するエコー信号の振幅と
路程を入力する。振幅はA/D変換101によりディジタル変
換されて入力ボード102に加えられ、路程はカウンタ103
により計測され、同様に入力ボード102に入力される。
探触子位置信号取込回路85は、軌道方向位置信号発生部
91のポテンシオメータ104から軌道方向信号Ｘ及びＲ−
θ信号発生部92のポテンシオメータ105からのアーム方
向信号Ｒそしてポテンシオメータ106からの回転角信号
θの３個の信号をA/D変換器107,108,109を介して入力ボ
ード110に入力される。キーボード87はコンピュータと
の対話，条件設定等を行い、キー111、入力ボード112か
ら構成される。記憶部88は半導体又は磁気的な記憶媒体
等からなり、探傷データを一旦記憶し、解析，処理，フ
ァイリング等に使用される。一方、記憶媒体113を介し
て他のコンピュータにデータを渡し、解析，処理，ファ
イリング等を行うこともできる。表示部89はCRT,液晶デ
ィスプレイ等を用い、コンピュータの出力，探傷条件，
各種メッセージの出力，画像表示等を行う。

上述の装置を用いて本発明の探傷方法を実施した１例
について、その手順を第９図に示す。探傷法の選定120
は第10図に示すようにして、斜角超音波探触子１個12
1、斜角超音波探触子２個122、特殊斜角超音波探触子
（対向形）123、同探触子（並置形）124等がある。これ
らのいづれか１つを選定する。探傷条件の設定125は日
付、溶接番号，板厚，検査員，探触子、探傷器、グルー
ピング定数等，探傷、グルーピング、補正，解析，処
理、ファイリング等に必要な条件を入力する。DAC曲線
作成126は対比試験片を用いて、エコー信号の路程Ｄと
振幅Ａの関係を求め、これを基準として用いる。ゲイン
設定127はDAC曲線作成時のゲインを記憶しておき、以後
の探傷ゲイン，記録ゲインの設定はこのゲインを基に行
う。データ収録128は超音波探触子の位置X,R,θ及びエ
コー信号の路程D,振幅Ａを取込む。画像表示129は取込
んだデータを例えば断面像（第17図参照）を表示する。
そして、これにより補正が必要か否かを判断する。

画像表示の補正は第11図の流れにより行う。データ入
力130は第９図で収録したデータを入力する。既に入力
されている場合はこのステップは省略できる。グルーピ
ング131は各エコーについてグルーピングを行うグルー
ピングを行うグルーピングは第17図に示したように相隣
るエコー源の路程差を求め、この値がある定数Ｋより小
さいものを同一グループとする。グルーピングが底面交
わるかの判定132はエコー源のグループを行った後、各
グルーブと底面を比較し、各グループの中心座標と底面
がグループの中心付近で交わる場合は、補正133でその
グループの各エコー源に、上述の補正係数a,bを用いて
補正を行う。補正されたエコーは第１図に示すごとく、
底面と垂直に表示される。

さらに、底面より下側に現われるエコー源を処理する
と第２図に示すエコー源となる。画像表示134は補正処
理後の画像例えば断面像（第２図参照）を表示する。

第７図〜第11図に関しては簡単のため、主として、斜
角超音波探触子１個121を用いた場合について述べた。
斜角超音波探触子２個122、特殊斜角超音波探触子（対
向形）123、同探触子（並置形）124を用いる場合、超音
波探傷器82、超音波探傷信号取込回路84に２チャンネル
又は３チャンネルの多チャンネル方式の超音波探傷器及
び超音波探傷信号取込回路を用いる。これらの場合、画
像表示129では、断面画像表示に関しては第３図に示す
Ｘ字状のエコー源が表示される。

本実施例によれば、これまで困難であった底面に垂直
に伸びる割れ状欠陥の垂直の表示が可能となり、斜角探
傷データを肉厚の情報又は複数方向からの斜角探傷デー
タから判断して補正するため画質の向上、信頼性向上の
効果がある。

第11図のグルーピング131以降の流れ図をさらに詳細
に、第18図〜第22図を用いて説明する。

第18図のステップ140では第19図（ｇ）の走査ラインL
_jの探触子位置U_ij（＝x_ij）におけるエコー信号E_ijを読
出す。第19図（ａ），（ｂ）参照。

ステップ141では同一走査ラインL_j上の探触子位置（x
_i+1,_j）のときのエコー信号（E₊₁,_j）を読み出す。第19
図（ａ），（ｃ）参照。

ステップ142では隣接する探触子位置（x_ij），
（x_i+1,_j）から移動量Δｘを求める。第19図（ａ）参
照。

ステップ143ではエコー信号（E_i+1,_j）と（E_i+1,_j）
の路程差Δｌを求める。

ステップ144では路程差Δｌと移動量Δｘから同一反
射体による反射体がとうかを判定する。判定は、路程差
Δｌはある定数ｋよりも小さい場合を同一とし、Ｋより
も大きい場合は異なると判定する。Ｋの値はΔｘによ
り、概略Δｘの値に設定する。

ステップ145では同一反射体によるエコー信号をライ
ン内グルーピングデータG_ijとして記憶部88（第７図）
に格納する。

ステップ146ではエコー信号（E_ij,₂）と（E_ij,₃）…
…と（E_i+1,_j,₁），（E_i+1,_j,₂）……について同一グル
ープか否かの判定を実行する。

ステップ147ではラインL_jの全エコー信号についてラ
イン内におけるグルーピングを行う。

ステップ148では全ラインについて、ライン内におけ
るグルーピングを行う。

以上のステップにより各走査ライン内のグルーピング
が実行される。

第20図のステップ149ではラインL_jのグルーピングデー
タG_ijが読み出される。

ステップ150ではラインL_j+1のグルーピングデータG
_ij+1）が読み出される。

ステップ151では探触子位置Y_ij，Y_ij+1から移動量Δ
_ｙを求める。第19図（ｄ）参照。

ステップ152では該グルーピングデータG_ijとG_ij+1内
のエコー信号E_ijと（E_i,_j+1）の路程差Δｌを求める。
第19図（ｄ），（ｅ），（ｆ）参照。

ステップ153では路程差Δｌから同一反射体による反
射体か否かを判定する。判定は路程差Δｌがある定数Ｋ
よりも小さい場合を同一として、Ｋよりも大きい場合は
異なると判定する。。Ｋの値はΔｙにより異なり、概略
Δｙの値に設定する。

ステップ154では同一反射体によるライン内グルーピ
ングデータをライン間グルーピングデータG_iとして記憶
部88（第７図）に格納する。

ステップ155は全てのライン内のグルーピングデータ
について、ライン間グルーピングの判定を行う。

以上により、ライン間グルーピングが実行される。

第21図のステップ156ではグルーピングデータG_iを読
み出す。

ステップ157ではG_iのエコー信号数が基準個数Ｎ以上
か否かを判定し、基準個数Ｎ以下の場合は次のステップ
をジャンプする。基準個数Ｎは経験的に定め、ノイズ除
去に効果を上げている。

ステップ158ではG_iから最大エコー信号（反射体位
置）を求める。

ステップ159ではG_iからx,y方向の両端のエコー信号
（反射体の大きさ）を求める。

ステップ160では全てのライン間グルーピングデータG
_iについて実行する。

以上によりライン間グルーピングデータG_iについて、
ノイズ除去、反射体位置、反射体の大きさ等が実行され
る。

第22図のステップ161ではライン間グルーピングデー
タG_iを読み出す。

ステップ162ではライン間グルーピングデータG_iが底
面と交わるかを判定する。交わらない場合は次のステッ
プをジャンプする。

ステップ163ではライン間グルーピングデータG_iが底
面と交わる点を新たな座標とする。

ステップ164ではライン間のグルーピングデータG_iの
勾配のａ（＝z/x）を求める。

ステップ165ではライン間グルーピングデータG_iの屈
折角θによる補正係数ｂ（＝1/tan θ）を求める。

ステップ166では補正値（x_i−z_i/a,z_i−bx_i）を求め
るステップ167ではライン間グルーピングデータG_iを補
正値を用いて表わす。（座標変換）ステップ168では座標変換を行ったライン間グルーピ
ングデータを補正ライン間グルーピングデータG_Ciとし
て記憶する。

ステップ169では全てのライン間グルーピングデータG
_iについて実行する。

以上により、底面と交わるライン間グルーピングデー
タG_iの傾きを補正し、垂直状に表示することができる。

欠陥が斜めに入ってくる場合は第23図〜第32図とな
る。

第23図は第13図に相当する場合である。欠陥180はφ
だけ傾いている。

こゝで、超音波ビーム14,181,182の路程をそれぞれL
₁₄，L₁₈₁，L₁₈₂とすると、画像表示の路程Ｌとの関係は
（５）式で与えられる。

第24図は第14図に相当する場合である。

こゝで、超音波ビーム183,184,185の路程をそれぞれL
₁₈₃，L₁₈₄，L₁₈₅とすると、画像表示の路程Ｌとの関係
は（６）式で与えられる。

第25図は第15図に相当する場合である。

こゝで、値ビームの画像表示の路程Ｌとの関係は
（３）式と同じである。

第26図は第16図に相当する場合である。

こゝで、超音波ビームの画像表示の路程Ｌとの関係は
（４）式と同じである。

いま、代表的な例として、φ＝45°、θ＝45°とする
と、第23図に示した状況における前掲の（５）式は第27
図のP₅……P₀の各点となる。一方、第24図の状況におけ
る（６）式は主ビーム183と欠陥183とは平行となり、こ
のため、エコーは戻り難くなり表示されない。また、第
25図の状態における前掲の（３）式のビーム拡がりの効
果は第27図の（P₅）……P₀の各点となる。その他、第26
図の状態におけるビーム拡がりの効果は、幾何学関係か
ら欠陥180の背側に当たるようになり、このため、エコ
ーは戻り難くなり表示されない。したがって、エコーは
底面よりも下側に現われることになる。

第28図は第27図の底面から下側のエコーを取除いた場
合である。

第29図は、欠陥180を第23図とは逆の方向から探傷し
た場合に相当する。

こゝで、超音波ビームの14,187,188の路程をそれぞれ
L₁₄，L₁₈₇，L₁₈₈とすると、画像表示の路程Ｌとの関係
は（７）式で与えられる。

第30は、欠陥180が主ビームにより直接照射される場
合で、エコーは直接戻ってくる。

こゝで、超音波ビーム189の路程をL₁₈₉とすると、画
像表示の路程Ｌとの関係は（８）式で与えられる。

第29図の状態における（７）式と、第30図の状態にお
ける（８）式とについて、上述と同様に、φ＝45°，θ
＝45°とした場合の結果を第31図に示す。第29図におけ
る（７）式は幾何学的な関係からエコーが戻り難くな
る。第30図の状態における（８）式は直接エコーが戻る
ようになり、第31図のP_m5′……P₀となる。したがっ
て、底面よりも上側のエコーのみとなる。第27図の結果
と第31図の結果を重ねて示すと第32図に示すような表示
を得ることになる。これらの結果から、傾きが45°の場
合は底面から下側のエコー信号を取り除くことにより正
しく表示できることが解る。

その他、45°以外の任意の傾きについては説明が著し
く煩雑になるので省略するが、超音波ビームの路程
（１）〜（８）式を解析することにより補正値を求める
ことが可能である。

また、前述の実施例では位置信号発生装置にＸ−Ｒ−
θ方式を用いたが、Ｘ−Ｙ方式によっても行える。

本実施例によれば、これまで困難であった。底面に垂
直に伸びる割れ状欠陥の垂直の表示が可能となり、斜角
探傷データと肉厚の情報又は複数方向からの斜角探傷デ
ータから判断して補正するため画質の向上，信頼性向上
の効果がある。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の超音波探傷方法によれ
ば、底面に垂直な方向の亀裂が、実際の形状を相似した
パターンとして表示されるという優れた実用効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の１実施例によって補正されたエコ
ー源の像を示す説明図である。第２図は底面よりも下方に表示されるエコー源を取り除
き、又は反転した場合を示す説明図である。第３図は亀裂の両側から探傷した場合の説明図である。第４図乃至第６図はそれぞれ本発明の方法を実施するに
好適な超音波探触子の各１例を示す２面図である。第７図は本発明方法を実施するに好適な超音波探傷装置
の構成を示す系統図、第８図は上記装置のデータ取込部
の詳細を示す系統図、第９図は探傷操作のフロー図、第
10図は上記フロー図における探傷法選定の説明図、第11
図は補正操作のフロー図である。第12図は従来例の超音波探傷の説明図、第13図は通常の
斜角超音波探触子の超音波ビームが欠陥に接近する場合
のコーナ反射を示す説明図。第14図は通常の斜角超音波探触子が欠陥を通過する場合
のコーナ反射を示す説明図、第15図は通常の斜角超音波
探触子が欠陥に接近する場合の超音波ビームの拡がりに
よる効果を示す説明図、第16図は通常の斜角超音波探触
子が欠陥を通過する場合の超音波ビームの拡がりによる
効果を示す説明図、第17図は路程ＬをΔｘについて示し
た説明図である。第18図は各ライン内のグルーピング詳細流れ図、第19図
は流れ図の記号説明図、第20図は各ライン間のグルーピ
ング詳細流れ図、第21図は反射体位置と反射体の大きさ
とを求める詳細流れ図、第22図は補正値を求めるための
詳細流れ図、第23図は、傾いた欠陥に対して通常の斜角
超音波探触子の超音波ビームが欠陥に接近する場合の、
コーナ反射を示す説明図、第24図は、傾いた欠陥に対し
て通常の斜角超音波探触子が欠陥を通過する場合の、コ
ーナ反射を示す説明図、第25図は、傾いた欠陥に対して
通常の斜角超音波探触子が欠陥に接近する場合の、超音
波ビームの拡がりによる効果を示す説明図、第26図は、
傾いた欠陥に対して通常の斜角超音波探触子が欠陥を通
過する場合の、超音波ビームの拡がりによる効果を示す
図、第27図はφ＝45°,D＝45°とした場合の第23図〜第
26図の関係による画像表示の一例を示した説明図、第28
図は、第27図の底面よりも下側のエコー信号を取除いた
説明図、第29図は、傾いた欠陥に対して、第23図とは逆
方向から探傷した場合に相当し、傾いた欠陥に対して通
常の斜角超音波ビームが欠陥に接近する場合の、コーナ
反射を示す説明図、第30図は、傾いた欠陥に対して第24
図とは逆方向から探傷した場合に相当し傾いた欠陥に対
して、通常の斜角超音波ビームが欠陥を通過する場合の
直接反射を示す説明図、第31図はφ＝45°，θ＝45°と
した場合の第29図、第30図の関係による画像表示の一例
を示した説明図、第32図は第27図と第31図とを重ねて示
した図で、欠陥が45°に傾いた場合に両側から探傷した
場合の表示例を示す説明図である。 10……底面、１……反射源（欠陥）、13……表面、14…
…投入された超音波ビーム、15……底面で反射された超
音波ビーム、16……反射源（欠陥）で反射された超音波
ビーム、20……投入された超音波ビーム、21……反射源
（欠陥）11で反射された超音波ビーム、22……底面10で
反射された超音波ビーム、25……超音波ビームの拡がり
によるビーム、26……超音波ビームの拡がりによるビー
ム、30……振動子、31……シュー、32……シュー内超音
波ビーム、33……被検体内超音波ビーム、34……遮音
材、35……振動子、36……シュー、37……シュー内超音
波ビーム、38……被検体内超音波ビーム、39……送波用
振動子、40……受波用振動子、45……振動子、46……シ
ュー、47……シュー内超音波ビー、48……被検体内超音
波ビーム、49……遮音材、50……振動子、51……シュ
ー、52……シュー内超音波ビーム、53……被検体内超音
波ビーム、54……遮音材、55……振動子、56……シュ
ー、57……エコー、58……振動子、59……シュー、60…
…エコー、61,62,63,64,……振動子、70……振動子、71
……シュー、72……シュー内超音波ビーム、73……被検
体内超音波ビーム、74……振動子、75……シュー、76…
…シュー内超音波ビーム、77……被検体内超音波ビー
ム、78……遮音材、79,80……振動子、81……位置信号
発生装置、82……超音波探傷器、83……コンピュータ、
84……超音波信号取込回路、85……探触子位置信号取込
回路、86……ROM/RAM、87……キーボード、88……記憶
部、89……表示部、90……軌道、91……Ｘ信号発生部、
92……Ｒ−Ｏ信号発生部、93……アーム、94……探触子
ホルダ、95……配管、96……超音波探触子、97……ケー
ブル、98……ケーブル、101……A/D変換気、102……入
力ボード、103……カウンタ,104,105,106……ポテンシ
オメータ、107,108,109……A/D変換器、110……入力ボ
ード、111……キー、112……入力ボード、113……記憶
媒体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者魚住弘人日立市幸町３丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者高橋文信日立市森山町1168番地株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者柿沼行雄日立市幸町３丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内 (72)発明者神田喜美雄日立市幸町３丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献特開昭58−158682（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−202159（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】板状の被検査部材の一方の面に超音波探触
子を密着させて、該被検査部材の他方の面の亀裂を探傷
する方法において、グルーピングしたエコー源が前記他
方の面と交わる場合、下記（ａ）〜（ｇ）工程に従って
エコー源の座標を補正し新たな座標によってエコー源を
表示することを特徴とする超音波探傷方法。（ａ）超音波探触子を通り被検査部材の板面に垂直な方
向にＺ軸をとる。（ｂ）斜角超音波ビーム投入方向線を前記板面に投影し
た線をＸ軸とする。（ｃ）前記超音波探触子によって検知されたエコー源の
X,Z座標値を求める。（ｄ）前記エコー源が被検査部材の前記他方の面と交わ
る点を原点として新たな座標X₀，Z₀を設定する。（ｅ）前記エコー源の被検査部材の前記他方の面に対す
る勾配を求めて該勾配によりＸ軸方向の補正値を求め
る。（ｆ）前記超音波探触子から投入される超音波ビームの
屈折角θに基づいて亀裂深さ寸法を補正する為の補正係
数を求め該補正係数によりエコー源上の複数の点につい
てＺ軸方向の補正値を求める。（ｇ）前記Ｚ軸方向補正値を用いてエコー源を補正して
これを画像として表示する。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記の超
音波探触子は、同一軸Ｘ上の複数の個所から斜角超音波
ビームを投入することを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、超音波ビームを被検体に投入する軸方向に探触子又
は振動子を対向して配置したことを特徴とする超音波探
傷方法。
【請求項４】特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、超音波ビームを被検体に投入する軸に対して直交す
る方向に探触子又は振動子を並べて配置したことを特徴
とする超音波探傷方法。