JP2530844B2 - 超音波自動探傷装置 - Google Patents
超音波自動探傷装置Info
- Publication number
- JP2530844B2 JP2530844B2 JP62097532A JP9753287A JP2530844B2 JP 2530844 B2 JP2530844 B2 JP 2530844B2 JP 62097532 A JP62097532 A JP 62097532A JP 9753287 A JP9753287 A JP 9753287A JP 2530844 B2 JP2530844 B2 JP 2530844B2
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- Japan
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は円筒構造物の円周溶接継手を自動探傷する超
音波自動探傷装置に係わり、特に欠陥の有無とその分布
状態の概略を知る目的で行う自動探傷に好適な超音波自
動探傷装置に関するものである。
音波自動探傷装置に係わり、特に欠陥の有無とその分布
状態の概略を知る目的で行う自動探傷に好適な超音波自
動探傷装置に関するものである。
従来、溶接構造物の溶接部およびその熱影響部に存在
する欠陥の探傷は、溶接構造物の形状，寸法や溶接継手
形式等により各種の探傷装置および探傷方法が開発され
使用されてきている。その中で円筒構造物においてはス
パイラル溶接鋼管または直線溶接鋼管の溶接部の探傷に
自動探傷が行われ省力化が図られている。（たとえば日
本学術振興会編「超音波探傷法」昭59.6.1.日刊工業新
聞、P.509〜P.511）このスパイラル溶接鋼管または直線
溶接鋼管の探傷は、溶接線をはさんでその両側に斜角探
触子（以下単に探触子という）を配置する二探触子法で
行われ、手動探傷のように前後走査が行われることなく
またぎ走査により行われている。この場合に二探触子法
が用いられる理由として前記文献（P.509）には、手動
探傷のようにデリケートな走査が不可能であるため一探
触子法では欠陥を見落とすおそれがある旨の記載があ
る。しかし二探触子法で前後走査を行わない場合は、横
割れなど溶接線に直角方向の欠陥を検出するには適して
いるが、探触子の入射点から溶接部までの探傷面上の距
離である探触子−溶接部距離がほぼ一定となるため、被
検体の厚さによつては超音波ビームが被検体の厚さ全体
を覆いにくく溶接部の一部の厚さ範囲の探傷に限定され
る場合があり、欠陥の有無とその分布状態の概略を知る
目的で行う粗探傷（以下予備探傷という）には適さない
問題点を有する。
する欠陥の探傷は、溶接構造物の形状，寸法や溶接継手
形式等により各種の探傷装置および探傷方法が開発され
使用されてきている。その中で円筒構造物においてはス
パイラル溶接鋼管または直線溶接鋼管の溶接部の探傷に
自動探傷が行われ省力化が図られている。（たとえば日
本学術振興会編「超音波探傷法」昭59.6.1.日刊工業新
聞、P.509〜P.511）このスパイラル溶接鋼管または直線
溶接鋼管の探傷は、溶接線をはさんでその両側に斜角探
触子（以下単に探触子という）を配置する二探触子法で
行われ、手動探傷のように前後走査が行われることなく
またぎ走査により行われている。この場合に二探触子法
が用いられる理由として前記文献（P.509）には、手動
探傷のようにデリケートな走査が不可能であるため一探
触子法では欠陥を見落とすおそれがある旨の記載があ
る。しかし二探触子法で前後走査を行わない場合は、横
割れなど溶接線に直角方向の欠陥を検出するには適して
いるが、探触子の入射点から溶接部までの探傷面上の距
離である探触子−溶接部距離がほぼ一定となるため、被
検体の厚さによつては超音波ビームが被検体の厚さ全体
を覆いにくく溶接部の一部の厚さ範囲の探傷に限定され
る場合があり、欠陥の有無とその分布状態の概略を知る
目的で行う粗探傷（以下予備探傷という）には適さない
問題点を有する。
自動探傷装置には前記文献（P.511）に記載されてい
るように、前後走査と左右走査の両走査を組合わせたジ
グザグ走査を自動的に行わせるものもあるが、該文献記
載のものも船体の探傷面が垂直な平板の船側外板溶接部
に対するものであつて、円筒構造物の円周溶接継手に対
して自動探傷を行う自動探傷装置は開発されておらず依
然として手動探傷により行われているのが現状である。
この手動探傷は溶接部および熱影響部に存在する欠陥の
検出方法，位置・寸法の決定方法および等級分類を規定
する目的で制定されたJISZ3060-1983鋼溶接部の超音波
探傷試験方法および試験結果の等級分類方法（以下単に
JISZ3060という）に基づいて行われているが、この手動
探傷では探傷精度は良いものの探傷速度が遅く、また検
査が被検体の局部的な線状の範囲に限定され面状の広い
範囲の検査ができないことから検査の信頼性が低くな
り、さらに複数の被検体に対して同一の走査を確保しに
くいこと、多数の被検体の探傷には検査員の過労を伴う
ことなど多くの問題点を有していた。
るように、前後走査と左右走査の両走査を組合わせたジ
グザグ走査を自動的に行わせるものもあるが、該文献記
載のものも船体の探傷面が垂直な平板の船側外板溶接部
に対するものであつて、円筒構造物の円周溶接継手に対
して自動探傷を行う自動探傷装置は開発されておらず依
然として手動探傷により行われているのが現状である。
この手動探傷は溶接部および熱影響部に存在する欠陥の
検出方法，位置・寸法の決定方法および等級分類を規定
する目的で制定されたJISZ3060-1983鋼溶接部の超音波
探傷試験方法および試験結果の等級分類方法（以下単に
JISZ3060という）に基づいて行われているが、この手動
探傷では探傷精度は良いものの探傷速度が遅く、また検
査が被検体の局部的な線状の範囲に限定され面状の広い
範囲の検査ができないことから検査の信頼性が低くな
り、さらに複数の被検体に対して同一の走査を確保しに
くいこと、多数の被検体の探傷には検査員の過労を伴う
ことなど多くの問題点を有していた。
前記の如く、従来の円筒構造物の溶接部に対する自動
探傷装置は、スパイラル溶接鋼管または直線溶接鋼管に
おけるような二探触子法で行うものであり、仮にこれを
円周溶接継手の探傷に使用したとしても前記したように
予備探傷には適さない問題点を有する。また予備探傷を
行うため現状行われている手動探傷による場合は、前記
した探傷速度、検査の信頼性、多数の被検体に対する対
応等自動探傷装置によらなければ解決できない多くの問
題点を有していた。
探傷装置は、スパイラル溶接鋼管または直線溶接鋼管に
おけるような二探触子法で行うものであり、仮にこれを
円周溶接継手の探傷に使用したとしても前記したように
予備探傷には適さない問題点を有する。また予備探傷を
行うため現状行われている手動探傷による場合は、前記
した探傷速度、検査の信頼性、多数の被検体に対する対
応等自動探傷装置によらなければ解決できない多くの問
題点を有していた。
本発明は前記従来技術の問題点を解消するものであつ
て、円筒構造物の円周溶接継手部の探傷を、JISZ3060に
基づいて行われていた手動探傷から予備探傷の可能な自
動探傷に変えて行う超音波自動探傷装置を提供すること
を目的とする。
て、円筒構造物の円周溶接継手部の探傷を、JISZ3060に
基づいて行われていた手動探傷から予備探傷の可能な自
動探傷に変えて行う超音波自動探傷装置を提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、円周溶接継手を有する円筒状の被検体を回
動可能に支持する支持装置と、探触子を保持し該探触子
を前記被検体の外周に沿わせかつ該被検体の溶接線に対
して垂直方向に前後させて移動させるスキヤナと、前記
探触子の移動中に該探触子を前記溶接線に対して一定の
角度範囲に揺動させる前記スキヤナに装着された首振り
機構とにより構成されたことを特徴とする超音波自動探
傷装置としたことにより、円筒構造物の円周溶接継手に
おける探傷を、JISZ3060に基づいて行われていた手動探
傷から予備探傷の可能な自動探傷に変えて行えるように
したものである。
動可能に支持する支持装置と、探触子を保持し該探触子
を前記被検体の外周に沿わせかつ該被検体の溶接線に対
して垂直方向に前後させて移動させるスキヤナと、前記
探触子の移動中に該探触子を前記溶接線に対して一定の
角度範囲に揺動させる前記スキヤナに装着された首振り
機構とにより構成されたことを特徴とする超音波自動探
傷装置としたことにより、円筒構造物の円周溶接継手に
おける探傷を、JISZ3060に基づいて行われていた手動探
傷から予備探傷の可能な自動探傷に変えて行えるように
したものである。
円周溶接継手を有する円筒状の被検体を、回動可能に
その両端部を支持装置のローラ上に載置する。支持装置
のローラはモータで任意の一定速度で回動させられそれ
に伴つてローラ上の被検体も一定速度で回動させられ
る。被検体にはその外周に沿わせられ、かつ円周溶接線
に対して垂直方向に前後させて移動させられるスキヤナ
に保持された探触子が当接されており、該スキヤナには
前記探触子を探触子の移動中に円周溶接線に対して任意
に一定の角度範囲に揺動させる首振り機構が装着されて
いる。前記装置における被検体の回動と、スキヤナによ
る探触子の前後移動および首振り機構による探触子の首
振り動作の３動作は、それぞれ任意の速度および角度に
組合わせが可能で、被検体の外径、溶接継手部の板厚等
により選定される。選定された組合わせによるジグザグ
走査は、従来のJISZ3060に基づいて行われていた手動探
傷を、高速で信頼性が高く、しかも大量の被検体を均一
に予備探傷することができる省力化された自動探傷に変
えることができる。
その両端部を支持装置のローラ上に載置する。支持装置
のローラはモータで任意の一定速度で回動させられそれ
に伴つてローラ上の被検体も一定速度で回動させられ
る。被検体にはその外周に沿わせられ、かつ円周溶接線
に対して垂直方向に前後させて移動させられるスキヤナ
に保持された探触子が当接されており、該スキヤナには
前記探触子を探触子の移動中に円周溶接線に対して任意
に一定の角度範囲に揺動させる首振り機構が装着されて
いる。前記装置における被検体の回動と、スキヤナによ
る探触子の前後移動および首振り機構による探触子の首
振り動作の３動作は、それぞれ任意の速度および角度に
組合わせが可能で、被検体の外径、溶接継手部の板厚等
により選定される。選定された組合わせによるジグザグ
走査は、従来のJISZ3060に基づいて行われていた手動探
傷を、高速で信頼性が高く、しかも大量の被検体を均一
に予備探傷することができる省力化された自動探傷に変
えることができる。
本発明に係わる超音波自動探傷装置の実施例を第１図
ないし第５図を参照して説明する。第１図は超音波自動
探傷装置の全体説明図、第２図は探触子の首振り機構の
一例を示す図、第３図は円周溶接に対するジグザグ走査
の説明図、第４図は第３図のIV-IV断面図、第５図は第
３図のV-V断面図である。図において、１は円筒状の被
検体で、２個所の円周溶接継手1aおよび1bを有してい
る。２は被検体１の一端側を回動可能に支持する駆動側
の支持装置で、モータ2aを駆動し被検体１を支持してい
る一対のローラ2bを回動させることによりローラ2b上の
被検体１を回動させる。この場合モータ2aの回動は所望
の一定速度に制御されている。３は被検体１の他端側を
回動可能に支持する非駆動側の支持装置で、被検体１を
支持する一対のローラ3aを有し、被検体１の長さに応じ
てその軸線方向に移動可能になつている。４は円周溶接
継手1aの探傷用のスキヤナ、５は円周溶接継手1bの探傷
用のスキヤナで、各スキヤナ4,5には各スキヤナ4,5をそ
れぞれ円周溶接線に対して図の矢印で示す垂直方向に前
後して移動させるスキヤナモータ4a,5aが設けられてい
る。このため各スキヤナ4,5は各単独に移動可能であ
り、また同時に移動することも可能になつている。もし
円周溶接継手が1aのみの場合には、スキヤナ４のみが使
用され、スキヤナ５は休止するかまたは設置しない。６
は各スキヤナ4,5に設けられている探触子７の首振り機
構で、軸6bを突設し探触子７を保持した探触子ホルダ6a
と、一端側が軸6bに連結されたリンク6cと、リンク6cの
他端側に連結された該連結部を往復移動させることによ
り軸6bを正逆両方向に所望の回転角で回動させるシリン
ダ6dとにより構成されている。シリンダ6dはそのストロ
ークおよび速度が任意に制御可能になつており、したが
つて探触子７の首振り角度および速度が被検体１の種類
に応じて自由に選択可能である。軸6bは軸受８を介して
フレーム９に回動自在に支持されており、回動すること
により探触子７をその入射点を中心にして探触子ホルダ
6aとともに回動させる首振り動作が行われる。探触子７
は探傷時にはスキヤナ４または５により接触媒質（たと
えば水）を介して被検体１の探傷面1c（外周面）に適圧
で当接させられ、前記被検体１の回動，スキヤナ4,5に
よる前後移動および首振り動作の３動作を組合わせたジ
グザグ走査を行うが、ジグザグ走査は前記３動作が各単
独の駆動系を介して行われるため速度および角度の組合
わせが任意に可能になり被検体１の種類に応じて各種の
態様で自動的に行うことができる。
ないし第５図を参照して説明する。第１図は超音波自動
探傷装置の全体説明図、第２図は探触子の首振り機構の
一例を示す図、第３図は円周溶接に対するジグザグ走査
の説明図、第４図は第３図のIV-IV断面図、第５図は第
３図のV-V断面図である。図において、１は円筒状の被
検体で、２個所の円周溶接継手1aおよび1bを有してい
る。２は被検体１の一端側を回動可能に支持する駆動側
の支持装置で、モータ2aを駆動し被検体１を支持してい
る一対のローラ2bを回動させることによりローラ2b上の
被検体１を回動させる。この場合モータ2aの回動は所望
の一定速度に制御されている。３は被検体１の他端側を
回動可能に支持する非駆動側の支持装置で、被検体１を
支持する一対のローラ3aを有し、被検体１の長さに応じ
てその軸線方向に移動可能になつている。４は円周溶接
継手1aの探傷用のスキヤナ、５は円周溶接継手1bの探傷
用のスキヤナで、各スキヤナ4,5には各スキヤナ4,5をそ
れぞれ円周溶接線に対して図の矢印で示す垂直方向に前
後して移動させるスキヤナモータ4a,5aが設けられてい
る。このため各スキヤナ4,5は各単独に移動可能であ
り、また同時に移動することも可能になつている。もし
円周溶接継手が1aのみの場合には、スキヤナ４のみが使
用され、スキヤナ５は休止するかまたは設置しない。６
は各スキヤナ4,5に設けられている探触子７の首振り機
構で、軸6bを突設し探触子７を保持した探触子ホルダ6a
と、一端側が軸6bに連結されたリンク6cと、リンク6cの
他端側に連結された該連結部を往復移動させることによ
り軸6bを正逆両方向に所望の回転角で回動させるシリン
ダ6dとにより構成されている。シリンダ6dはそのストロ
ークおよび速度が任意に制御可能になつており、したが
つて探触子７の首振り角度および速度が被検体１の種類
に応じて自由に選択可能である。軸6bは軸受８を介して
フレーム９に回動自在に支持されており、回動すること
により探触子７をその入射点を中心にして探触子ホルダ
6aとともに回動させる首振り動作が行われる。探触子７
は探傷時にはスキヤナ４または５により接触媒質（たと
えば水）を介して被検体１の探傷面1c（外周面）に適圧
で当接させられ、前記被検体１の回動，スキヤナ4,5に
よる前後移動および首振り動作の３動作を組合わせたジ
グザグ走査を行うが、ジグザグ走査は前記３動作が各単
独の駆動系を介して行われるため速度および角度の組合
わせが任意に可能になり被検体１の種類に応じて各種の
態様で自動的に行うことができる。
支持装置２および３に支持され一定速度で回動中の被
検体１の探傷面1cに、スキヤナ４または５を作動させ保
持した探触子７を水を介して適圧で当接し、当接と同時
に円周溶接継手1a,1bに対する垂直方向の前後走査と首
振り機構６による首振り走査を行わせる。この場合の探
触子７の探傷面1c上の軌跡は、第３図の点線および第５
図の太線Ｚで示すジグザグ線になる。このジグザグ走査
はJISZ3060における主として予備探傷に用いられる方法
で、これにより欠陥の長さおよび欠陥の板厚方向の位置
の推定、方向性のある欠陥の見落し防止等欠陥の有無と
分布状態の概略を知ることができるもので、前記構成に
よりこれを自動的に行うことが可能となる。
検体１の探傷面1cに、スキヤナ４または５を作動させ保
持した探触子７を水を介して適圧で当接し、当接と同時
に円周溶接継手1a,1bに対する垂直方向の前後走査と首
振り機構６による首振り走査を行わせる。この場合の探
触子７の探傷面1c上の軌跡は、第３図の点線および第５
図の太線Ｚで示すジグザグ線になる。このジグザグ走査
はJISZ3060における主として予備探傷に用いられる方法
で、これにより欠陥の長さおよび欠陥の板厚方向の位置
の推定、方向性のある欠陥の見落し防止等欠陥の有無と
分布状態の概略を知ることができるもので、前記構成に
よりこれを自動的に行うことが可能となる。
いまジグザグ走査の具体例として第３図ないし第５図
に示すように、周波数5MHz、屈折角θｒ＝70°の探触子
７を使用し、探触子−溶接部距離Ｌ＝25mm、走査幅ｌ＝
10mm、首振り角度θ±10°とし、ジグザグピツチｐ＝10
mmでジグザグ走査すると、板厚方向の測定対象幅Ｄ＝3.
64mm、首振り角度±10°による測定幅Ｂ＝2.64mmにな
り、測定対象幅Ｄの全面積のうち約77％の面積が、JISZ
3060に準拠して自動探傷される。そして本例においては
従来の手動探傷に比し探傷速度は1/10以下に高速化され
同時に省力化が図られる。
に示すように、周波数5MHz、屈折角θｒ＝70°の探触子
７を使用し、探触子−溶接部距離Ｌ＝25mm、走査幅ｌ＝
10mm、首振り角度θ±10°とし、ジグザグピツチｐ＝10
mmでジグザグ走査すると、板厚方向の測定対象幅Ｄ＝3.
64mm、首振り角度±10°による測定幅Ｂ＝2.64mmにな
り、測定対象幅Ｄの全面積のうち約77％の面積が、JISZ
3060に準拠して自動探傷される。そして本例においては
従来の手動探傷に比し探傷速度は1/10以下に高速化され
同時に省力化が図られる。
以上説明した如く本発明は、円周溶接継手を有する円
筒状の被検体を回動可能に支持する支持装置と、被検体
の溶接線に対して垂直方向に探触子を前後走査させるス
キヤナと、該スキヤナに設けた探触子の首振り機構とに
より構成した超音波自動探傷装置としたから、円筒構造
物の円周溶接継手における探傷を、JISZ3060に基づいて
行われていた手動探傷から予備探傷可能な自動探傷に変
えて行うことができる実用上の効果を有する。
筒状の被検体を回動可能に支持する支持装置と、被検体
の溶接線に対して垂直方向に探触子を前後走査させるス
キヤナと、該スキヤナに設けた探触子の首振り機構とに
より構成した超音波自動探傷装置としたから、円筒構造
物の円周溶接継手における探傷を、JISZ3060に基づいて
行われていた手動探傷から予備探傷可能な自動探傷に変
えて行うことができる実用上の効果を有する。
図面はいずれも本発明に係わる超音波自動探傷装置の実
施例の説明図で、第１図はその全体説明図、第２図は探
触子の首振り機構の一例を示す図、第３図は円周溶接継
手に対するジグザグ走査の説明図、第４図は第３図のIV
-IV断面図、第５図は第３図のV-V断面図である。
施例の説明図で、第１図はその全体説明図、第２図は探
触子の首振り機構の一例を示す図、第３図は円周溶接継
手に対するジグザグ走査の説明図、第４図は第３図のIV
-IV断面図、第５図は第３図のV-V断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平川 秀生 土浦市神立町650番地 日立建機株式会 社土浦工場内 (72)発明者 柿沼 三郎 土浦市神立町650番地 日立建機株式会 社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭60−259953（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−57107（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】円周溶接継手を有する円筒状の被検体を回
動可能に支持する支持装置と、探触子を保持し該探触子
を前記被検体の外周に沿わせかつ該被検体の溶接線に対
して垂直方向に前後させて移動するスキャナと、前記探
触子の移動中に該探触子を前記スキャナの移動方向に対
して一定の角度範囲に揺動させる前記スキャナに装着さ
れた首振り機構とにより構成されたことを特徴とする超
音波自動探傷装置。 - 【請求項２】前記首振り機構を、探触子を保持する探触
子ホルダと、該探触子ホルダの保持する探触子をその入
射点を中心にして回動させられる前記探触子ホルダに突
設した軸と、回動自在に支持した前記軸を正逆両方向に
任意の回転角で回動する駆動装置とにより構成した特許
請求の範囲第１項記載の超音波自動探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62097532A JP2530844B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 超音波自動探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62097532A JP2530844B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 超音波自動探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63263465A JPS63263465A (ja) | 1988-10-31 |
| JP2530844B2 true JP2530844B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=14194865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62097532A Expired - Lifetime JP2530844B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 超音波自動探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2530844B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101264593B1 (ko) * | 2006-12-20 | 2013-05-23 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연속 초음파 주사를 위한 초음파 탐촉 장치 |
-
1987
- 1987-04-22 JP JP62097532A patent/JP2530844B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101264593B1 (ko) * | 2006-12-20 | 2013-05-23 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연속 초음파 주사를 위한 초음파 탐촉 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63263465A (ja) | 1988-10-31 |
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