JP3066748U - 超音波センサ及び探傷検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管に生じた内外面腐食減肉の検査に対し
て、作業性及び検査精度を向上し、より安全にかつ短時
間にて探傷検査が行える超音波センサ及び探傷検査装置
を提供する。 【解決手段】 超音波センサ５０に備わる送信側振動子
１１から管１の周方向へ超音波ビームを出射して一周さ
せ受信側振動子１２にてこれを受信して、受信した超音
波ビームに基づき演算装置６０にて被検査箇所の腐食量
を演算する。このように超音波ビームを一周させること
から、超音波センサの設置場所が限定されず、作業性及
び検査精度を向上し、より安全にかつ短時間にて探傷検
査を行うことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、例えば、石油精製，石油化学等の化学プラントにおいて多用されて いる、原材料や燃料移送用の例えば配管と、該配管を支える、架台やラックと呼 称される、配管支持部材との接触部、等における配管の探傷検査を行う超音波セ ンサ及び探傷検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

各種プラントにおける配管は、例えば架台やラックと呼称される梁にて支持さ れている。よって、特に屋外配管であってさらにほぼ水平方向に延在するような 配管の場合には、配管と上記梁との接触部分には雨水等が溜まり易く、したがっ て、配管と上記梁との接触部分では配管の外面が腐食し配管の減肉が発生し易い 。このような配管と上記梁との接触部分における当該配管の外面腐食の検出方法 として例えば、図２３及び図２４に示す方法がある。図２３に示す方法は、いわ ゆる軸方向斜角２探触子法と呼ばれるもので、被検査箇所となる管１と支持部材 ４との接触箇所を間に挟みかつ上記接触箇所を超音波ビームが管１の軸方向に沿 って通過するように、管１の軸方向に沿って超音波ビームの送信機５０１と受信 機５０２とを設置して検査する方法である。この方法では、図示するように管１ の肉厚部分を超音波ビームが管１の内周面と外周面とでＶ字状に反射しながら進 むため原理的に検出精度及び評価精度が良くなく、又、探傷面の粗さの影響を受 け超音波ビームの伝搬性が良くなく、さらに、管１の下部での作業となり作業姿 勢が悪く安全性、能率性に欠けるという問題がある。図２４に示す方法は、いわ ゆる放射線法と呼ばれるもので、被検査箇所に対して放射線検査装置５０３から 放射線を照射し欠陥をフィルム５０４へ撮影する方法である。この方法では、撮 影装置の配置の関係から狭隘部には適用できず、又、作業自体大掛かりとなり携 帯性、安全性に欠け、さらに被検査箇所に発錆があると減肉との識別ができない という問題がある。 このように、配管と梁との接触部分における当該配管の外面腐食の非破壊的な 検査手法が未だ十分に確立されていない。したがって、上記外面腐食の検査方法 としては、梁に対して配管を吊り上げて、上記接触部分の外面腐食の有無を目視 にて確認する方法に頼らざるを得ないのが実情である。このような目視検査は、 検査能率が悪く、かつコストが高いという問題がある。又、配管を吊り上げるこ とから、配管復旧後において内部流体のリークが発生することもあり、さらには 、狭隘箇所の配管や大口径の配管については吊り上げること自体が困難であり、 目視検査も行えないという問題がある。 本考案はこのような問題点を解決するためになされたもので、筒状体又は管に 生じた内外面における腐食及び減肉の検査に対して、作業性及び検査精度を向上 し、より安全にかつ短時間にて探傷検査が行える超音波センサ及び探傷検査装置 を提供することを目的とする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】

本考案の第１態様の超音波センサは、検査対象物である筒状体の軸方向に沿っ て該筒状体の周囲面を移動され当該筒状体の被検査箇所である周囲面近傍部分の 探傷を行う超音波センサであって、 上記筒状体の周囲面に設置され上記筒状体の周囲に沿った周囲方向へ上記筒状 体の上記周囲面にて反射しながら該周囲面近傍に沿って上記筒状体を進む探傷用 の超音波ビームを出射し、かつ出射された超音波ビームが上記被検査箇所におい て少なくとも当該被検査箇所を含む範囲に拡散する位置に配置される送信側振動 子と、 上記筒状体の周囲面に設置されかつ上記送信側振動子における上記軸方向への 移動に対して上記送信側振動子との配置関係が相対的に変化することなく設置さ れ、かつ上記送信側振動子に対して上記被検査箇所を間に挟んで配置され、かつ 上記送信側振動子から出射され上記被検査箇所の探傷情報を含む入射超音波ビー ムを受信する受信側振動子と、 を備え、 上記筒状体の上記周囲面にて反射しながら該周囲面近傍に沿って上記筒状体を 進む探傷用の超音波ビームを出射するため、上記送信用振動子は、上記筒状体の 軸方向に直交する直交方向と出射時の出射超音波ビームの進行方向とのなす出射 角は、７５〜９０度内の任意の値をなして配置され、 上記受信側振動子は、上記筒状体の軸方向に直交する直交方向と上記入射超音 波ビームの進行方向とのなす入射角が４０〜９０度内で出射超音波ビームにおけ る上記出射角とは異なる任意の角度をなして配置される、 ことを特徴とする。

【０００４】 本考案の第２態様の探傷検査装置は、検査対象物である管の軸方向に沿って該 管の周面を移動され当該管の被検査箇所である肉厚部分における外面腐食部分の 探傷を行う超音波センサと、演算装置とを備えた探傷検査装置において、 上記超音波センサは、 上記管の周面に設置され上記管の周方向へ上記管の周面にて反射しながら該周 面近傍に沿って上記管を進む探傷用の超音波ビームを出射し、かつ出射された超 音波ビームが上記被検査箇所において少なくとも当該被検査箇所を含む範囲に拡 散する位置に配置される送信側振動子と、 上記管の周面に設置されかつ上記送信側振動子における上記軸方向への移動に 対して上記送信側振動子との配置関係が相対的に変化することなく設置され、か つ上記送信側振動子に対して上記被検査箇所を間に挟んで配置され、かつ上記送 信側振動子から出射され上記被検査箇所の探傷情報を含む入射超音波ビームを受 信する受信側振動子と、を有し、 上記演算装置は、 上記受信側振動子にて受信した上記入射超音波ビームに基づき、上記被検査箇 所の腐食量を演算し、 上記管の周面にて反射しながら該周面近傍に沿って上記管を進む探傷用の超音 波ビームを出射するため、上記管の軸方向に直交する直径方向と出射時の出射超 音波ビームの進行方向とのなす出射角（θ_T）が、上記管の直径寸法をＤ及び肉 厚寸法をｔとしたとき、ｔ≧Ｘを満たす角度にて上記送信用振動子は配置され、 ここで上記Ｘは、Ｘ＝Ｄ（１−cos(９０−θ_T)）／２ にて算出される値であり 、上記出射角（θ_T）は、７５〜９０度内の任意の値である、 ことを特徴とする。

【０００５】

【考案の実施の形態】

本考案の一実施形態の超音波センサ及び探傷検査装置について、図を参照しな がら以下に説明する。尚、上記超音波センサは、上記探傷検査装置に備わる。又 、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。 又、以下の説明では、鋼管を例に採り説明するが、本実施形態の超音波センサ 及び探傷検査装置は、円筒状の管に限定されずに、例えば四角パイプのような多 角形の筒状体にも適用することができる。 このような本実施形態の超音波センサ及び探傷検査装置は、図１に示すように 、被検査箇所である管１の肉厚部分２における減肉部３の存在の有無、その位置 、及びその減肉量を検査する場合を例に採り、その検査方法としては、管１の周 方向に超音波ビームを発し、好ましくは一周してきた探傷情報を含む超音波ビー ムを受信し、該受信した超音波ビームに基づき解析を行うものである。尚、上記 減肉部３の発生原因は問わないが、図１に示すように、例えば梁のような管１の 支持部材４と管１との接触部５における肉厚部分２の外面腐食が考えられる。 又、後述するように、本実施形態の超音波センサ及び探傷検査装置による検査 対象は、上記減肉部３に限定されるものではない。 又、本明細書において上記「一周」とは、上記超音波ビームの発生位置と受信 位置とが筒状体の周囲方向にずれることなく完全に一致する場合はもちろんのこ と、詳細後述するが例えば図１に示すように本実施形態における探触子３０の場 合のように送信側振動子１１と受信側振動子１６とが管１の周方向に若干ずれて 配置され超音波ビームは３６０度に相当する一周を越えて進む場合や、逆に超音 波ビームが３６０度に相当する一周に満たないで進むように探触子内に送信側振 動子と受信側振動子とが設置されている場合をも含む概念である。

【０００６】 図１に示すように、本実施形態の探傷検査装置１０１は、大別すると、超音波 センサ５０と、演算装置６０とを備え、さらに演算装置６０には、表示装置７０ 、印字装置８０、記憶装置９０が接続される構成をなす。又、上記超音波センサ ５０には、送信側振動子１１及び受信側振動子１６を有し、管１の周面１ａに接 触する探触子３０と、上記送信側振動子１１へ電力を供給し、一方上記受信側振 動子１６から超音波の供給を受ける超音波送受信装置４０とを備える。尚、超音 波送受信装置４０と、送信側振動子１１及び受信側振動子１６とはそれぞれ超音 波ケーブルを介して接続され、送信側振動子１１は上記電力供給により超音波ビ ームを出射し、受信側振動子１６は超音波ビームを受信しこれを電気信号に変換 して送出する。以下、これらについて詳しく説明する。

【０００７】 超音波センサ５０を構成する探触子３０について図２を参照して説明する。 本実施形態における探触子３０は、内部に送信側振動子１１をモールドした角 棒状の送信側探触子１２と、送信側探触子１２と同形状にてなり内部に受信側振 動子１６をモールドした受信側探触子１７とが、互いの長手方向の側面を混信防 止膜１５を介在させて張り合わせた構成をなす。上記送信側探触子１２及び受信 側探触子１７はともに、幅寸法Iが２５ｍｍ以下、高さ寸法IIが約２５ｍｍ、長 さ寸法IIIが４５ｍｍ以下の大きさであって、主にアクリル樹脂にて成形されて いる。又、上記混信防止膜１５は、合成ゴムにてなり、送信側振動子１１及び受 信側振動子１６において超音波の混信を防止するためのものである。又、検査時 には、送信側探触子１２及び受信側探触子１７の上記寸法IIIに対応する長手方 向を管１の周面１ａに対する接線方向に沿わせて探触子３０は配置され、送信側 振動子１１及び受信側振動子１６は、管１の軸方向に互いに離れた位置に配置さ れる。又、図４に示すように、送信側振動子１１は管１の肉厚部分２へ向かって 超音波ビームを出射するように、又、受信側振動子１６は肉厚部分２から超音波 ビームを受信するように、送信側振動子１１及び受信側振動子１６はそれぞれ配 向されている。 又、送信側振動子１１は、超音波送受信装置４０から供給される電力により２ ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数にてなる超音波ビームを出射するものである。

【０００８】 又、一般的に超音波振動子には、形状が平面又は凸面を有するタイプと、曲面 又は凹面を有するタイプとがあり、上記平面又は凸面タイプでは出射された超音 波ビームはその進行方向に沿って拡散していき、一方、上記曲面又は凹面タイプ では、ある特定範囲での欠陥検出性能を上げるため、出射された超音波ビームは 収束される。本実施形態では、例えば図２に示すように、超音波振動子は平面形 状であり、よって出射された超音波ビームは拡散していく。本実施形態において 、超音波ビームが拡散するタイプの送信側振動子１１を使用する理由を以下に示 す。超音波ビームが拡散しないタイプの場合、例えば管の内外面で反射した超音 波が減肉部分に到達したときでも超音波ビームの拡がりが少なく、受信される超 音波の強度は減肉部分の存在位置によって大きく変動する。よって、一度の探傷 走査では減肉を見逃す可能性があるとともに、減肉評価が複雑になる恐れがある 。 これに対し超音波ビームが拡散するタイプでは、超音波が減肉部分に到達した 時点では超音波ビームは十分な拡がりを持ち、よって受信される超音波の強度は 減肉部分の存在位置に左右されにくく、一度の走査で探傷が可能であり減肉評価 も容易になる。よって本実施形態では、平面形状の振動子１１を採用している。

【０００９】 さらに、送信側振動子１１及び受信側振動子１６はそれぞれ以下のように配向 されている。即ち、送信側振動子１１は、送信側振動子１１から出射されたとき の超音波ビームである出射超音波ビーム１３の進行方向が管１の直径方向に対し てなす鋭角θが４０〜９０度内の任意の値をなすように配向され、又、受信側振 動子１６は、受信側振動子１６へ入射する超音波ビームである入射超音波ビーム １８の進行方向が管１の直径方向に対してなす鋭角θが４０〜９０度内の任意の 値にて、送信側振動子１１とは相反する方向に配向される。尚、図１４に示すよ うに、出射超音波ビーム１３の進行方向が管１の直径方向に対してなす鋭角θ１ の値と、受信側振動子１６へ入射する超音波ビームである入射超音波ビーム１８ の進行方向が管１の直径方向に対してなす鋭角θ２の値とを異ならせても問題は 生じない。しかしながら、探触子の製造の容易さ等を考慮して上記鋭角θ１と上 記鋭角θ２とは、図４に示すように、同一値であるのが好ましい。即ち、上記出 射超音波ビーム１３の進行方向が上記直径方向に対してなす鋭角を例えば４５度 に設定して送信側振動子１１が配置される場合には、受信側振動子１６において も、上記直径方向に対して上記入射超音波ビームの進行方向のなす鋭角が４５度 となるように、受信側振動子１６は配置することができる。尚、本実施形態では 、上記鋭角θ１と上記鋭角θ２とは同一値である場合を例に採っている。尚、上 記鋭角θ１及びθ２の値は、送信側振動子１１から出射された超音波ビームが管 １の周方向に沿って進行し受信側振動子１６にて受信され、かつ減肉量が最も高 精度にて検出可能なように、検査される管１の管径サイズや、肉厚の大きさに応 じて、実験データに基づき設定される。

【００１０】 上記鋭角θ１及びθ２値の選定方法について図１５及び図１６を参照して説明 する。管１の外径（Ｄ）、肉厚（ｔ）、及び角度θＴによって、以下の２つの場 合が考えられる。第１は、図１５に示すように、ｔ≧Ｘの場合、即ち超音波ビー ムが管１の内周面１ｂで反射しない場合であり、第２は図１６に示すようにｔ＜ Ｘの場合、即ち超音波ビームが管１の内周面１ｂで反射する場合である。ここで 、上記Ｘは、式、Ｘ＝Ｄ（１−ｃｏｓ（９０−θＴ））／２にて算出される値で ある。 通常、プラントに使用される配管は、日本工業規格（ＪＩＳ）に規定されてい るものを使用しているので、検査を行う配管の外径寸法や肉厚寸法を上記ＪＩＳ 規格を参照して、上記鋭角θを決定する。出願人の実験等による経験に基づくと 、管１の腐食等の被検査箇所が管１の外周面１ａ側に存在する場合、超音波ビー ムは上記外周面１ａにて反射しながら外周面１ａの近傍に沿って管１の周方向に 進めばよいので、上述の第１のｔ≧Ｘの場合、即ち超音波ビームが管１の内周面 １ｂで反射しない場合を選択する。よって上記鋭角θ１及びθ２は比較的大きな 値を選択することになる。一方、管１の腐食等の被検査箇所が管１の内周面１ｂ 側に存在する場合には、超音波ビームを内周面１ｂに反射させながら管１の周方 向に進ませる必要があるので、上述の第２のｔ＜Ｘの場合、即ち超音波ビームが 管１の内周面１ｂで反射する場合を選択する。よって上記鋭角θ１及びθ２は比 較的小さな値を選択することになる。 具体的には、管の肉厚を表すＳｃｈ値が８０以上の配管が使用されることは稀 であり、よって肉厚寸法としては約２５ｍｍ以下の場合がほとんどであるので、 上述した、管１の内周面１ｂの近傍にある欠陥を検出する場合も含めて管の肉厚 部分に存在する欠陥を検出する場合には、上記鋭角θ１及びθ２値としては４０ 〜７５度程度の任意の値を選択することで、ほとんどの管について検査を行うこ とができる。しかしながら、直径１０００ｍｍを越えるような大径管や、管の外 周面近傍のみを検査する場合には、上記鋭角θ１及びθ２は約７５〜９０度の値 を選択する。

【００１１】 又、上述したように、送信側振動子１１及び受信側振動子１６は、それぞれ送 信側探触子１２及び受信側探触子１７にそれぞれモールドされているので、管１ の管径サイズや、肉厚の大きさに応じて最適な上記鋭角θ１及びθ２の値となる ように送信側振動子１１及び受信側振動子１６が配向されモールドされた各種の 探触子３０が予め用意されている。

【００１２】 又、上述のように、本実施形態では超音波ビームが拡散するタイプの送信側振 動子１１を使用しており、欠陥部分を超音波ビームが必ず通過するために、送信 側振動子１１から送出された超音波ビームが上記減肉部３のような被検査箇所に おいて少なくとも当該被検査箇所を含む範囲に好ましくは管１の肉厚部分２の全 体に拡散する、周面１ａ上の位置に送信側振動子１１を配置する必要がある。こ のような位置に送信側振動子１１を配置することで、上記被検査箇所において超 音波ビームは十分な広がりを持つため、受信側振動子１６にて受信される超音波 ビームの強度は、管１における例えば減肉部３の存在位置に左右されにくくなる とともに、一度の走査で管１の全周にわたる探傷検査が可能となる。 さらに、上記被検査箇所において超音波ビームが十分な広がりを持つ位置に配 置された送信側振動子１１に対して、上記被検査箇所を間に挟み、管１の周方向 に沿って半周以上離れた位置に受信側振動子１６を配置するのが好ましい。又、 このように送信側振動子１１と受信側振動子１６とが周方向に比較的離れて配置 される場合においても、送信側振動子１１と受信側振動子１６とは連結され、好 ましくは一体的に成形され、送信側振動子１１及び受信側振動子１６が一体的に 管１の軸方向に移動可能なように構成する必要がある。

【００１３】 ここで、送信側振動子１１と受信側振動子１６とを上記半周以上離れて配置す るのが好ましい理由を以下に説明する。 送信側振動子１１は、一定方向に超音波を強く放射する性質、いわゆる指向性 を有する。送信側振動子１１から被検査箇所まで十分に離れている場合、超音波 は中心軸（音軸）上がもっとも強く、上記音軸から離れるに従って急激に弱くな る。この特性は、振動子の形状が大きいほど、又、超音波の周波数が高いほど著 しくなる。上記音軸上の音圧を１として、注目する角度における上記音圧を表す 関数が指向計数と呼ばれ、方形形状の振動子の場合には、上記指向計数ＤＲは、 ＤＲ＝Ｓｉｎ（ｋａ・Ｓｉｎφ）／（ｋａ・Ｓｉｎφ）、にて表すことができる 。ここで上記ｋ＝２π／λ、λは超音波の波長、ａは振動子の径の１／２（振動 子が方形の場合、一辺の長さの１／２）、である。 上記式から、ＤＲ＝０（音圧が０）となるのはｋａ・Ｓｉｎφ＝πの場合であ り、φ０＝Ｓｉｎ−１λ／２ａ（ｒａｄ）≒５７λ／２ａ（度）、となる。 例として、超音波の周波数５ＭＨｚ、正方形平板状の振動子でそのサイズが１ ０ｍｍ×ｌＯｍｍ、入射角度７０度の超音波斜角探触子を使用する場合を考える と、上記φ０＝３．６８度となる。実際には、ＤＲ＝０では探傷は不可能である ので、現実的には後述するエコー高さが−６ｄＢ、つまり上記音軸上の音圧のほ ぼ半分程度となる値が探傷可能な目安とされることから、これを計算すると、φ −６＝１．６度となる。即ち、上記探触子から射出される超音波は、入射角度を ７０度としているので計算上、６８．４〜７１．６度の広がりを持つことになる 。 次に、この値を基に、超音波のビームの広がり幅について図２１を参照して考 える。尚、超音波斜角探傷法では図２１に示すような記号が使われ、又、説明の 簡略化のため図２１では平板を例に採る。ここで、θ：入射角度、Ｙ：探触子〜 被検査箇所の傷までの距離、Ｗ：ビーム路程，つまり超音波の進んだ距離、ｄ： 被検査箇所における傷の深さ、である。 上述のように、超音波はθ＝６８．４〜７１．６度の範囲の広がりを有し、例 えばＹ＝１００ｍｍの位置では、Ｗ＝１００／ｓｉｎ７０＝１０６ｍｍであり、 ｄ１＝Ｗ・ＣＯＳθ＝１０６・ＣＯＳ６８．４＝３６．８ｍｍ、ｄ２＝Ｗ・ＣＯ Ｓθ＝１０６・ＣＯＳ７１．６＝３１．５ｍｍ、となる。よって上記Ｙ＝１００ ｍｍの位置では、超音波は、上記ｄ１−ｄ２＝５．３ｍｍの幅を持っていること になる。

【００１４】 実際の配管の場合を考える。 例として６Ｂ，Ｓｃｈ４０（外径１６５．２ｍｍ、肉厚７．１ｍｍ）の管にお いて、被検査箇所を中心として該管の周方向にそれぞれ１／４周の位置に送信側 振動子及び受信側振動子を配置したとする。よって送信側振動子と受信側振動子 との間は、半周離れている。 この場合、外周長さ＝１６５．２×π＝５１８．９ｍｍであり、１／４周では 、約１３０ｍｍとなる。尚、該１３０ｍｍが上記「Ｙ」に対応する。Ｗ＝１３０ ／ｓｉｎ７０＝１３８ｍｍ、ｄ１＝Ｗ・ＣＯＳθ＝１３８・ＣＯＳ６８．４＝５ ０．８ｍｍ、ｄ２＝Ｗ・ＣＯＳθ＝１３８・ＣＯＳ７１．６＝４３．５ｍｍ、と なる。よって、上記ｄ１−ｄ２＝７．３ｍｍとなる。したがって、被検査箇所に 対して周方向に１／４周の位置に送信側振動子を配置したとすると、上記被検査 箇所では、ほぼ当該配管の肉厚全体に超音波が拡がっていることになる。

【００１５】 結果として、６Ｂより大口径の配管の場合には、送信側振動子から被検査箇所 までの距離が少なくとも１／４周離れていれば、被検査箇所において超音波は十 分に拡散されていると考えられる。又、実際に曲率を持った配管に探触子を接触 させた場合、コンピュータによるシミュレーションによれば、超音波の入射点で 超音波は上記計算上よりもさらに広がっている。この傾向は、曲率が大きければ 大きいほど、即ち配管が小径であればあるほど顕著になってくる。したがって、 ６Ｂより小口径の配管については、この影響が大きく寄与する。よって、実際に は送信側振動子は、被検査箇所に対して周方向に１／４周よりも短い位置に配置 しても、被検査箇所において超音波は当該被検査箇所を含む範囲のみならず配管 の肉厚全体に十分に拡散していると考えられ、そのような位置に配置される送信 側振動子に対して、上記被検査箇所を間に挟んで周方向へ最低半周離れた位置に 受信側振動子を配置すれば、十分な探傷精度にて探傷検査が行えることになる。

【００１６】 本実施形態では、図１に示すように、被検査箇所の減肉部３に対して管１のほ ぼ半周離れた位置に送信側振動子１１が配置され、かつ該送信側振動子１１から 周方向に１周した位置に受信側振動子１６が配置されているので、減肉部３にお いては肉厚部分２の全体に超音波ビームが拡散しており、上述のように一度の走 査で管１の全周にわたる探傷検査が可能である。

【００１７】 又、本実施形態では、上述のように送信側振動子１１と受信側振動子１６とを 一体的にモールドして探触子３０を作製しているので、送信側振動子１１と受信 側振動子１６との相互の配置関係が相対的に変化することなく、送信側振動子１ １及び受信側振動子１６を管１の軸方向に移動させることができる。したがって 、探傷検査精度が向上するとともに、探傷検査における操作性を極めて向上させ ることができる。 又、水平方向に延在する配管はその下部に雨水等が残留しやすく該下部では外 面腐食等を発生している場合が多い。よって、そのような外面腐食等を発生して いる表面に探触子を設置し管の軸方向に移動させても、表面状態が悪いため検査 精度は悪くなってしまう。しかしながら、配管上面は比較的表面状態が良いので 、本実施形態のように、探触子３０を用いて超音波ビームを管１の周方向に一周 させて探傷検査を行う場合には、探触子３０を上記配管上面に設置することがで きるので高い、検査精度を得ることができる。

【００１８】 尚、図４に示すように、探触子３０の接触面３１を管１の周面１ａに直接に接 触させた場合、上記接触面３１と周面１ａとは線接触となり、送信側振動子１１ 及び受信側振動子１６に対する超音波ビームの入出量が少なくなる。よって実際 の検査時には、図５に示すように、探触子３０はシュー３７を介して管１に載置 される。上記シュー３７は、管１の周面１ａに沿った曲面をなし上記周面１ａに 接触する接触面３７ａと、管１の軸方向に平行な平面であり探触子３０が載置さ れる載置面３７ｂとを有しアクリル樹脂にてなる。又、探触子３０の接触面３１ はシュー３７の載置面３７ｂに接着される。このようにシュー３７を用いること で、送信側振動子１１及び受信側振動子１６に対する超音波ビームの入出量が増 え、検査精度を安定させることができるとともに、管１の周面１ａの曲率に起因 する感度低下の補正を行うこともできる。

【００１９】 又、実際の検査時には、図３に示すように、探触子３０を管１の軸方向へ移動 させながら探傷を行うことから、図６に示すような探触子移動治具１５０が使用 される。探触子移動治具１５０は、スライドレール１５１と、該スライドレール １５１に対して滑動可能に係合するスライドモジュール１５２と、スライドレー ル１５１のそれぞれの端部に取り付けられるスライドレール１５１を支持する脚 部材１５３，１５４とを備える。又、スライドモジュール１５２には、シュー３ ７付きの探触子３０がアーム１５６を介して取り付けられる。又、検査対象の管 １が鋼管である場合には、脚部材１５３，１５４にはそれぞれマグネット１５５ ，１５５が取り付けられる。尚、本実施形態において、探触子３０の上記軸方向 への移動速度は、約１０ｍｍ／ｓである。 このような探触子移動治具１５０は、例えば管１と支持部材４との接触部５に おける減肉を検査する場合には、支持部材４の上方を上記軸方向に沿って探触子 ３０が通過するように、スライドレール１５１の延在方向を管１の軸方向に一致 させ、マグネット１５５，１５５を管１に吸着させて探触子移動治具１５０を管 １に設置する。このような探触子移動治具１５０を使用すれば、スライドモジュ ール１５２を移動させるだけで容易に減肉検査を行うことができる。

【００２０】 尚、本実施形態では、上述したように、探触子３０は送信側探触子１２及び受 信側探触子１７を張り合わせた構成にてなるが、図７に示すように、一本の探触 子３５にて、その両端部にそれぞれ送信側振動子１１と受信側振動子１６とをモ ールドしたタイプとすることもできる。 さらに又、図１７に示すような探触子３８を用いることもできる。探触子３８ では、送信側振動子１１と受信側振動子１６とは管の軸方向に対して同位置に配 置されている。尚、探触子３５及び探触子３８では、上記混信防止膜１５は設け ていない。

【００２１】 又、図２２に示すように、送信側探触子１３０と受信側探触子１３１と別個独 立させ、これらを管１の軸方向に離して配置してもよい。この場合、送信側探触 子１３０から出射された超音波は図示するように複数回の螺旋を描いて受信側探 触子１３１に到達する。又、探傷検査を行うときには、送信側探触子１３０と受 信側探触子１３１とを同期して上記軸方向へ移動する必要があることから、送信 側探触子１３０及び受信側探触子１３１は連結され一体的に移動可能であるのが 好ましい。

【００２２】 次に、演算装置６０について説明する。 演算装置６０は、受信側振動子１６にて受信された超音波ビームの強度に従い 、超音波送受信装置４０から供給される、図１８及び図１９に示すような電気信 号に基づいて、管１の肉厚部分２の腐食深さを演算する装置である。尚、図１８ は、管１に減肉部３が無い場合における上記電気信号の波形を示しており、図１ ９は、減肉部３が有る場合における上記電気信号の波形を示している。又、演算 装置６０は、その演算結果を、ＣＲＴのような表示装置７０に、管１の軸方向へ 探触子３０が移動した範囲内で最も腐食深さの大きい腐食部分及びその深さを例 えば管１の直径方向の断面図に表して表示可能であり、又、管１の軸方向におけ る位置とその位置における腐食深さとの関係を表した表を印字装置８０にて印字 することもできる。又、演算装置６０は、上記演算結果を例えば半導体メモリを 有する記憶装置９０に記憶させる。尚、記憶装置９０の具体的構成は上記半導体 メモリに限定されるものではない。

【００２３】 次に、演算装置６０の動作について説明する。 演算装置６０は、図８に示すように、基本動作として、「前処理」、「主処理 」、「後処理」の各動作を行う。 上記「前処理」は、当該探傷検査装置１０１が表示装置７０、印字装置８０、 記憶装置９０等の解析動作に必要な条件を備えているかを調査し、条件が満たさ れていれば「主処理」を行う準備として各装置に対して初期設定を行う処理工程 である。 上記「主処理」には、主な動作として図９に示すように、「探傷検査」、「フ ァイル操作」、「印字」、「解析」の各動作がある。「主処理」が始まった時点 で表示装置７０には上記の各々の動作が選択できるよう表示されており、検査員 はキーボード等からの入力により実行したい動作を選択する。 上記「探傷検査」を選択した場合には、図１０に示すように、検査員はまず、 ステップ（図内では「Ｓ」にて示す）１０１にて検査対象物の名称、外径、標準 の肉厚、測定範囲、後述の補正値等の探傷条件の入力を行う。該入力により演算 装置６０は、ステップ１０２にて、「データ入力前処理」として、探触子３０か ら超音波送受信装置４０を介して探傷データを受け取る準備を行い、検査開始準 備が整ったことを表示装置７０の画面に表示し測定の開始を待つ。

【００２４】 検査員が探触子３０の走査を開始すると同時に、検査員がキーボードの任意の キーを押下することにより探傷動作が開始される。これによりステップ１０３に て、超音波センサ５０からは検査している管１を一周して受信側振動子１６にて 受信された超音波ビームの強度（以下超音波信号強度と称す）が、上記図１８及 び図１９に示すようなアナログ信号として逐次出力され、演算装置６０は該アナ ログ信号をデジタル信号に変換して超音波信号強度データとして取り込む。尚、 図２０に示す「腐食部エコー高さ」に示す値が上記超音波信号強度データに相当 する。又、上記腐食部エコー高さとは、例えば図１９に示す上記アナログ信号に おける、高さIVに相当する。 演算装置６０は、ステップ１０４にて、取り込んだ上記超音波強度信号データ を記憶装置９０に設けたメモリーに蓄積していくと共に、ステップ１０５にて減 肉量への演算を行い、ステップ１０６にて減肉量データとして上記メモリーに蓄 積する。又、演算装置６０は、ステップ１０７にて演算の終了毎に表示装置７０ に上記減肉量を表示する。ステップ１０８にて終了判断が実行され、検査員が探 触子３０の走査を終了すると同時に、キーボードの任意のキーを押下することに より、探傷動作は終了し「解析」動作に移行する。

【００２５】 上記「ファイル操作」では、図１１に示すように、検査員は、「既存のファイ ルを開く」か「新規に保存する」のいずれかを選択する。「新規に保存する」動 作は、検査結果を磁気記録装置等に保存する動作である。まず演算装置６０は、 ステップ１１１にて、上記磁気記録装置等の空き容量が、検査記録を保存するた めの容量以上であることを確認し、ステップ１１２にて保存するための領域を確 保する。次に、演算装置６０は、ステップ１１３にて、入力されている探傷条件 を上記磁気記録装置等に保存するとともに、上記メモリーに蓄積された上記超音 波強度信号データを保存する。以上で「新規に保存する」動作は終了し「主処理 」に戻る。 上記「既存のファイルを開く」動作は、検査時に上記磁気記録装置等に保存し たデータを事後に解析する場合に選択される。検査員により該「既存のファイル を開く」が選択された場合、演算装置６０は、ステップ１２１にて、保存されて いたファイルから探傷条件を読み出した後、ステップ１２２にて、上記超音波強 度信号データを読み出し、ステップ１２３にて、上記メモリーに蓄積する。ステ ップ１２４では、上記メモリー内の超音波強度信号を減肉量に変換し、ステップ １２５にて、上記メモリーに蓄積する。以上で「既存のファイルを開く」動作は 終了し「解析」動作に移行する。

【００２６】 上記「解析」動作では、演算装置６０は、図１２に示すようにまずステップ１ ３１，１３２にて、上記「探傷検査」もしくは上記「ファイル操作」にて、あら かじめ上記メモリーに蓄積されている上記探傷条件及びデータ量に異常がないこ とを確認する。異常があればここで動作を中断するが、正常であればステップ１ ３３にて上記探傷範囲とデータ量とから個々のデータに対する管１の軸方向の位 置情報を算出し、ステップ１３４にて、該位置情報と、該位置情報に対応する減 肉量とを表示装置７０に表示する。表示の方法は、横軸に管１の軸方向の距離、 縦軸に減肉量を表示した図（以下、軸方向断面図と称す）である。次に、演算装 置６０は、ステップ１３５にて、最大減肉部と予想される部分を算出し、最大減 肉量及びその位置を表示する。同時に、表示装置７０の画面には、検査範囲の任 意の位置における減肉量を表示させるため、ステップ１３６にて、上記任意の位 置を指定するためのカーソルを表示し、ステップ１３７，１３８にて演算装置６ ０は、検査員が指示したカーソル位置近傍の上記軸方向断面図の拡大表示を行う と共に当該カーソル位置における減肉量を表示させる。ステップ１３９にて解析 終了か否かが判断され、解析続行の場合にはステップ１３８へ戻り、解析終了の 場合には上記主処理へ戻る。 上記「印字」動作では、解析の結果等をプリンターにより印字する。

【００２７】 又、「減肉量の計算」、即ち、演算装置６０において、受信側振動子１６にて 受信された超音波ビームに基づく上記腐食深さの演算は、以下に説明する検量線 、及び補正値を使用して行われる。 まず、上記検量線について説明する。管１の管径サイズや、管１の材質等に対 して、種々の腐食深さを有する種々のサンプル用の管を作成し、これらそれぞれ のサンプル管について、探触子３０を使用してそれぞれ受信される超音波ビーム の強度に対応する電気信号を予めそれぞれ測定する。そしてこれらの種々の測定 結果に基づき、上記腐食深さと上記電気信号との関係を表した、図２０の（ｂ） に示すような、それぞれの検量線を上記各サンプル管毎に予め作成し、これらの 検量線を表すデータを演算装置６０に予め格納しておく。 尚、このような検量線は、任意に追加、選択が可能であり、実測結果に基づき 修正を施した検量線を追加することにより特殊な材料、使用条件下等の検査にも 柔軟に対応することができる。

【００２８】 次に上記補正値について説明する。同じ管径サイズ、材質等であり、かつ同じ 腐食深さを有するサンプル管においても、新しい管のように、探触子３０が摺動 する該管１の周面１ａが滑らかな場合と、旧管のように、探触子３０が摺動する 周面１ａが腐食している場合とでは、受信側振動子１６に受信される超音波ビー ムの強度は異なることを出願人は実験の過程で気がついた。そこで、探触子３０ が摺動する周面１ａの表面粗さに拘わらず高精度にて腐食深さを演算することが できるように、出願人は、探触子３０が摺動する周面１ａの表面粗さに基づき、 上記検量線により演算された腐食深さ値を補正するための補正値を作成し、該補 正値を演算装置６０に予め格納している。

【００２９】 したがって実際の検査時には、図１３に示すようにまずステップ１４１にて、 検査される管１の管径サイズや材質の情報、さらに上記補正値に対応する情報で あって、探触子３０が摺動する周面１ａの表面粗さの情報を、検査員が演算装置 ６０に入力することで、ステップ１４２にて演算装置６０は上記検量線の中から 最適な検量線を自動的に選択する。そして、演算装置６０は、ステップ１４３に て、選択した検量線を使用して、受信側振動子１６にて受信された超音波ビーム の強度に対応した電気信号に基づき粗い腐食深さ値を演算し、さらに上記粗い腐 食深さ値に対して上記補正値に基づく補正を行うことで、演算結果としての最終 的な腐食深さ値を、ステップ１４４にてバッファに格納する。具体的に図２０を 参照して説明すると、演算装置６０にて上記超音波信号強度データとして演算さ れた腐食部エコー高さの値が例えば０．８であるとき、演算装置６０は、所定の 検量線に基づき上記０．８に対応する推定腐食率４０％を出力する。

【００３０】 以上のように構成される探傷検査装置１０１における探傷検査動作について説 明する。 例えば管１の支持部材４と管１との接触部５における外面腐食の有無を検査す る場合、最も容易に設置可能であることから図１に示すように、支持部材４に対 向する位置に探触子３０を設置する。ここで、該探触子３０にはシュー３７を設 けたものであり、図６を参照して上述したように探触子３０は探触子移動治具１ ５０を用いて管１の周面１ａに設置するのが便利である。尚、探触子３０の設置 位置は、支持部材４に対向する位置に限定されるものではなく、周面１ａにおけ る任意の位置に設置可能である。又、使用する探触子３０は、検査する管１の管 径等に応じて、上述の鋭角θが上述の４０〜９０度内となるように配向されモー ルドされた探触子３０が選択される。 次に、検査員は、上述したように、検査する管１の管径等の探傷条件の入力を 行った後、探触子３０を管１の軸方向に移動させて探傷データを採集する。よっ て上述のように演算装置６０は、減肉量の演算を行いその結果を例えば表示装置 ７０に表示し、又、記憶装置９０に格納する。このようにして一つの検査箇所に 対する探傷検査を終了する。

【００３１】 このように本実施形態の探傷検査装置によれば、超音波ビームを管１の周方向 に一周させ、一周してきた超音波ビームを受信して腐食箇所の減肉量を演算する ことから、検査対象物である管１に対して探触子３０の設置場所が限定されない 。但し、上述のように、予想される腐食箇所での管の肉厚部分において、送信側 振動子１１から送出された超音波ビームが十分に拡散する箇所に上記送信側振動 子１１は配置される必要がある。 例えば、管１の支持部材４と管１との接触部５における外面腐食を検査する場 合、従来のように管１を吊り上げる必要はなく、さらに、最も容易に検査作業が 行える場所に探触子３０を設置することができる。例えば水平に延在する管１に て垂直方向において管１の下部を支持部材４が支持しているときには、支持部材 ４に対向する管１の上部に探触子３０を設置すればよい。さらに又、上記探触子 ３０を管１の軸方向に沿って直線状に一度スライド走査させるだけで該管１の腐 食減肉の検査を行うことができる。このように本実施形態の探傷検査装置は、管 １の内外面に発生した腐食減肉の検査に対して作業性を向上させると共に、短時 間で探傷検査を行うことを可能にする。又、配管を吊り上げる必要がないので、 安全に検査が行え、かつ従来発生した漏洩問題の発生もない。又、減肉量の演算 において、探触子３０を移動させる管１の周面１ａの滑らかさに応じて上記補正 値を適用することから、より高い精度にて減肉量を求めることができる。又、検 査記録は、デジタル情報として保存されるため、検査記録の保守管理を容易にす る。

【００３２】 上述の実施形態では、送信側振動子１１から出射された超音波ビームは管１を 一周して受信側振動子１６にて受信されるように構成しているが、超音波ビーム は必ずしも管１を一周する必要はない。即ち、管１の周方向において腐食検査を 行う箇所を間に挟むようにして、超音波ビームが管１の好ましくは半周以上にわ たり進むような、例えば３／４周する位置に送信側振動子１１及び受信側振動子 １６を設置してもよい。尚、このように、送信側振動子１１を有する送信側探触 子１２と、受信側振動子１６を有する受信側探触子１７とを分離した状態におい ても、両者を同期させて管１の軸方向へ同時に移動させるために、両者を連結し 、好ましくは両者を一体的に構成する。

【００３３】 又、図２に示すように送信側探触子１２と受信側探触子１７とがセットされた 探触子３０を２つ使用して、超音波ビームが管１の例えば半周や３／４周する位 置にこれらの探触子３０を連結して配置してもよい。そして、一方の探触子３０ では送信側振動子１１のみを動作させ、他方の探触子３０では受信側振動子１６ のみを動作させて探傷検査を行うこともできる。尚、管の周囲に配置する探触子 ３０の数は上述の２つに限定されるものではない。 このように超音波ビームが管１の例えば半周や３／４周する位置に探触子３０ 、又は送信側振動子１１及び受信側振動子１６を配置する方法は、例えば管１の 周面の複数箇所に例えば腐食箇所が存在することが分かっている場合、それぞれ の腐食箇所に対応して、該腐食箇所を超音波ビームが通過するように腐食箇所を 挟むようにして、それぞれの探触子３０、又は送信側振動子１１及び受信側振動 子１６を配置することで、それぞれの腐食箇所における減肉量を測定することが でき、便利である。尚、複数の腐食箇所に対する探傷検査を同時に行うと、各超 音波センサどうしで混信を起こす可能性があるので、例えば探傷検査を行ってい る時間を各探傷検査装置間でずらしたりする工夫が必要である。

【００３４】 又、上述の実施形態では、検査対象物として管１を例に採ったが、これに限定 されるものではなく、多角形の断面を有する筒状体であってもよい。この場合に は、超音波ビームは、該筒状体の周囲面に沿って進行するように送信側振動子１ １から超音波ビームが出射される。又、この場合には、例えば探触子が上記筒状 体の周囲面における平面部分に設置されるときには、該筒状体の軸方向に直交し かつ該筒状体の中心を通過する直交方向に対して上記出射超音波ビーム及び入射 超音波ビームが９０度の角度をなすように、送信側振動子１１及び受信側振動子 １６は配向される。 さらに、検査対象物は、例えばタンク状の容器のような比較的軸方向への長さ が短い中空体であってもよく、該中空体の肉厚部分の探傷検査を行うために本実 施形態の超音波センサ及び探傷検査装置を適用することもできる。

【００３５】 又、上述の実施形態では、演算装置６０は、受信側振動子１６にて受信された 超音波ビームの強度に基づき腐食部分の減肉量を演算していているが、これに限 定されるものではなく、例えば送信側振動子から出射した超音波ビームの周波数 に対して、受信される超音波ビームの周波数の変化や、管の周方向及び軸方向へ の腐食幅，腐食面積，及び腐食体積等を考慮した多変量解析に基づき上記減肉量 を演算することもできる。

【００３６】 又、上述の実施形態では、管１の外周面側における腐食を例に採ったが、これ に限定されるものではない。例えば、上述したように、管の内周面側における腐 食を検出する場合や、平板をロールして大径管を形成した場合等における溶接部 内部の欠陥を検出する場合や、溶接部を形成する溶接金属の腐食を検出する場合 等にも、上述の実施形態における超音波センサ及び探傷検査装置を適用すること ができる。

【００３７】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案の第１態様の超音波センサによれば、筒状体の軸方 向への移動に対して配置関係が相対的に変化しない送信側振動子と受信側振動子 とを備え、かつ、被検査箇所において超音波ビームが少なくとも当該被検査箇所 を含む範囲に拡散する位置に上記送信側振動子を配置することから、送信側振動 子から超音波ビームを筒状体の周囲へ出射し、従来に比べて高精度にてかつ良好 な操作性にて探傷検査を行うことができる。

【００３８】 又、本考案の第２態様の探傷検査装置によれば、筒状体の軸方向への移動に対 して配置関係が相対的に変化しない送信側振動子と受信側振動子とを備え、かつ 、被検査箇所において超音波ビームが少なくとも当該被検査箇所を含む範囲に拡 散する位置に上記送信側振動子を配置して、送信側振動子から出射した超音波ビ ームを筒状体の周囲に沿って一周させて受信側振動子にて受信し、受信した超音 波ビームに基づき演算装置にて腐食量を演算するようにしたことより、検査対象 物の筒状体において設置が容易な箇所に超音波センサを設置することができ、該 超音波センサを上記筒状体の軸方向に沿って直線状に一度スライド走査させるだ けで該筒状体の腐食減肉の検査を行うことができる。したがって筒状体の内外面 に発生した腐食減肉の検査に対して作業性及び検査精度を向上しより安全にかつ 短時間で探傷検査を行うことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施形態の探傷検査装置の構成を
示す図である。

【図２】 図１に示す探触子の構造を示す斜視図であ
る。

【図３】 図１に示す探触子の移動方向を表す斜視図で
ある。

【図４】 図１に示す探触子において、出射超音波ビー
ム及び入射超音波ビームのそれぞれの進行方向が管の直
径方向に対してなす鋭角部分を表す図である。

【図５】 図１に示す探触子が取り付けられるシューの
斜視図である。

【図６】 検査時において、図１に示す探触子を管の軸
方向へ移動させるための探触子移動治具を示す図であ
る。

【図７】 図１に示す探触子の他の実施形態における構
造を示す斜視図である。

【図８】 図１に示す演算装置の主な動作を示すフロー
チャートである。

【図９】 図８に示す主処理のサブルーチンにおけるフ
ローチャートである。

【図１０】 図９に示す探傷検査のサブルーチンにおけ
るフローチャートである。

【図１１】 図９に示すファイル操作のサブルーチンに
おけるフローチャートである。

【図１２】 図９に示す解析のサブルーチンにおけるフ
ローチャートである。

【図１３】 図１０及び図１１に示す減肉量の計算のサ
ブルーチンにおけるフローチャートである。

【図１４】 図１に示す探触子において、出射超音波ビ
ーム及び入射超音波ビームのそれぞれの進行方向が管の
直径方向に対してなす鋭角部分を表す図である。

【図１５】 送信側振動子から送出された超音波ビーム
の進行方向を示す図である。

【図１６】 送信側振動子から送出された超音波ビーム
の進行方向を示す図である。

【図１７】 図１に示す探触子のさらに別の実施形態に
おける構造を示す斜視図である。

【図１８】 図１に示す超音波送受信装置から演算装置
へ送出されるアナログ信号を示す図である。

【図１９】 図１に示す超音波送受信装置から演算装置
へ送出されるアナログ信号を示す図である。

【図２０】 （ａ）は図１に示す演算装置内における検
査結果情報を説明するための図であり、（ｂ）は図１に
示す演算装置に記憶される検量線を示すグラフである。

【図２１】 超音波振動子から出射された超音波の拡が
りを説明するための図である。

【図２２】 送信側探触子と受信側探触子とをそれぞれ
独立された実施形態を示す斜視図である。

【図２３】 従来の探傷検査方法を示す図である。

【図２４】 従来の探傷検査方法を示す図である。

【符号の説明】

１…管、２…肉厚部分、４…支持部材、１１…送信側振
動子、１２…送信側探触子、１３…出射超音波ビーム、
１５…混信防止膜、１６…受信側振動子、１７…受信側
探触子、１８…入射超音波ビーム、３０…探触子、３７
…シュー、３７ａ…接触面、３７ｂ…載置面、４０…超
音波送受信装置、５０…超音波センサ、６０…演算装
置、７０…表示装置、８０…印字装置、９０…記憶装
置、１０１…探傷検査装置、１５０…探触子移動治具。

フロントページの続き (72)考案者 林 和弘 岡山県倉敷市広江７丁目４−８−９ (72)考案者 白神 富美夫 岡山県浅口郡金光町占見191−５ (72)考案者 永溝 久志 三重県鈴鹿市神戸７−７−22−201 (72)考案者 中村 信夫 三重県四日市市日永３−26−４

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象物である筒状体の軸方向に沿っ
   て該筒状体の周囲面を移動され当該筒状体の被検査箇所
   である周囲面近傍部分の探傷を行う超音波センサであっ
   て、 上記筒状体の周囲面に設置され上記筒状体の周囲に沿っ
   た周囲方向へ上記筒状体の上記周囲面にて反射しながら
   該周囲面近傍に沿って上記筒状体を進む探傷用の超音波
   ビームを出射し、かつ出射された超音波ビームが上記被
   検査箇所において少なくとも当該被検査箇所を含む範囲
   に拡散する位置に配置される送信側振動子（１１）と、 上記筒状体の周囲面に設置されかつ上記送信側振動子に
   おける上記軸方向への移動に対して上記送信側振動子と
   の配置関係が相対的に変化することなく設置され、かつ
   上記送信側振動子に対して上記被検査箇所を間に挟んで
   配置され、かつ上記送信側振動子から出射され上記被検
   査箇所の探傷情報を含む入射超音波ビームを受信する受
   信側振動子（１６）と、 を備え、 上記筒状体の上記周囲面にて反射しながら該周囲面近傍
   に沿って上記筒状体を進む探傷用の超音波ビームを出射
   するため、上記送信用振動子は、上記筒状体の軸方向に
   直交する直交方向と出射時の出射超音波ビームの進行方
   向とのなす出射角は、７５〜９０度内の任意の値をなし
   て配置され、 上記受信側振動子は、上記筒状体の軸方向に直交する直
   交方向と上記入射超音波ビームの進行方向とのなす入射
   角が４０〜９０度内で出射超音波ビームにおける上記出
   射角とは異なる任意の角度をなして配置される、 ことを特徴とする超音波センサ。
2. 【請求項２】 検査対象物である管の軸方向に沿って該
   管の周面を移動され当該管の被検査箇所である肉厚部分
   における外面腐食部分の探傷を行う超音波センサ（５
   ０）と、演算装置（６０）とを備えた探傷検査装置にお
   いて、 上記超音波センサは、 上記管の周面に設置され上記管の周方向へ上記管の周面
   にて反射しながら該周面近傍に沿って上記管を進む探傷
   用の超音波ビームを出射し、かつ出射された超音波ビー
   ムが上記被検査箇所において少なくとも当該被検査箇所
   を含む範囲に拡散する位置に配置される送信側振動子
   （１１）と、 上記管の周面に設置されかつ上記送信側振動子における
   上記軸方向への移動に対して上記送信側振動子との配置
   関係が相対的に変化することなく設置され、かつ上記送
   信側振動子に対して上記被検査箇所を間に挟んで配置さ
   れ、かつ上記送信側振動子から出射され上記被検査箇所
   の探傷情報を含む入射超音波ビームを受信する受信側振
   動子（１６）と、を有し、 上記演算装置は、 上記受信側振動子にて受信した上記入射超音波ビームに
   基づき、上記被検査箇所の腐食量を演算し、 上記管の周面にて反射しながら該周面近傍に沿って上記
   管を進む探傷用の超音波ビームを出射するため、上記管
   の軸方向に直交する直径方向と出射時の出射超音波ビー
   ムの進行方向とのなす出射角（θ_T）が、上記管の直径
   寸法をＤ及び肉厚寸法をｔとしたとき、ｔ≧Ｘを満たす
   角度にて上記送信用振動子は配置され、ここで上記Ｘ
   は、Ｘ＝Ｄ（１−cos(９０−θ_T)）／２ にて算出され
   る値であり、上記出射角（θ_T）は、７５〜９０度内の
   任意の値である、 ことを特徴とする探傷検査装置。
3. 【請求項３】 上記受信側振動子は、上記管の軸方向に
   直交する直径方向と上記入射超音波ビームの進行方向と
   のなす入射角が４０〜９０度内で出射超音波ビームにお
   ける上記出射角とは異なる任意の角度をなして配置さ
   れ、 上記送信側振動子は、上記管の周方向に沿って上記超音
   波ビームの反進行方向に上記被検査箇所から１／４周離
   れた位置に配置され、 上記受信側振動子は、上記送信側振動子に対して上記周
   方向へ１／２周離れて配置され、 上記送信側振動子から出射された超音波ビームは上記管
   の周方向に一周して上記受信側振動子に受信される、請
   求項２記載の探傷検査装置。
4. 【請求項４】 上記演算装置は、 周面が滑らかな管と、周面が滑らかな管の場合と同一の
   腐食減肉量を有し周面が腐食している管とのそれぞれに
   ついて予め上記被検査箇所の減肉量を演算してこれらの
   減肉量に基づいた補正値を格納し、被検査管の周面の腐
   食程度に基づき上記補正値を利用して該被検査管におけ
   る減肉量を演算する、請求項３記載の探傷検査装置。
5. 【請求項５】 上記超音波センサは、上記送信側振動子
   が樹脂材にてモールドされた送信側探触子（１２）と、
   上記受信側振動子が樹脂材にてモールドされた受信側探
   触子（１７）と、上記送信側探触子と上記受信側探触子
   とに挟まれた界面に設けられ送受信の混信を防止する混
   信防止膜（１５）とを有し、上記送信側探触子と上記受
   信側探触子とは上記管の接線方向に沿って隣接しかつ上
   記管の軸方向において異なる位置にて配置され、かつ上
   記送信側探触子、上記受信側探触子、及び上記混信防止
   膜は一体的に成形される、請求項４記載の探傷検査装
   置。