JP3176495B2 - ソケット溶接継手超音波探傷検査用斜角探触子 - Google Patents

ソケット溶接継手超音波探傷検査用斜角探触子

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JP3176495B2
JP3176495B2 JP30108993A JP30108993A JP3176495B2 JP 3176495 B2 JP3176495 B2 JP 3176495B2 JP 30108993 A JP30108993 A JP 30108993A JP 30108993 A JP30108993 A JP 30108993A JP 3176495 B2 JP3176495 B2 JP 3176495B2
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正剛 河村
政幸 今橋
邦道 渡邉
邦夫 川股
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Shin Nippon Nondestructive Inspection Co Ltd
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ソケット溶接継手超音
波探傷検査用斜角探触子に係り、更に詳しくは、広い範
囲にわたって探傷検査ができ、さらには探傷感度も向上
できるソケット溶接継手超音波探傷検査用斜角探触子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、原子力発電装置に用いられる各
種配管は、溶接部に欠陥があると原子炉の冷却水などの
内容物が流出する虞があるので、溶接後には表面の外観
検査だけでなく、放射線透過試験を用いた溶接部の非破
壊検査が行われている。ところで、ソケット溶接部など
の盛り上がった溶接部には、探触子を当てがいながらの
検査はし難いので、溶接部から若干離れた部分探傷面
（以下、探傷面という）から検査する斜角探触子を用い
て検査している。次に、図４、５を参照して従来の超音
波探傷検査用斜角探触子を説明する。
【０００３】図４に示すように、斜角探触子１００は、
ケーシング１０１内に、吸音材１０２により仕切られた
超音波の送信部１０３と受信部１０４とを探傷方向に対
して横方向に並べたものである。送信部１０３には送信
側くさび１０５と、この送信側くさび１０５に取付けら
れる平板状の送信振動子１０６とを設けており、また受
信部１０４には受信側くさび１０７と、この受信側くさ
び１０７に取付けられる平板状の受信振動子１０８を設
けている。送信振動子１０６と受信振動子１０８は、超
音波の送受の焦点ａがソケット１０９の探傷面から斜め
前方の一定の深さになるようにやや山形に傾けて設けて
いる。なお、送受信側くさび１０５、１０７の下面は平
坦である。例えば、図５に示すような円筒状の配管１１
０のソケット溶接部１１１を超音波探傷検査する場合に
は、グリースなどの接触媒質をソケット１０９のソケッ
ト溶接部１１１側の端部に塗布し、この塗布部に斜角探
触子１００の下面を当てがいながら斜角探触子１００を
同図矢印方向に移動させて、ソケット溶接部１１１の超
音波探傷検査を行う。すなわち、パルス電圧が印加され
た送信振動子１０６から超音波が発生し、この超音波
は、送信側くさび１０５を透過してソケット１０９の探
傷面よりソケット１０９内に入り込み、斜め前方に向か
って発射される。ソケット溶接部１１１に発生する欠陥
部１１２は軸心に対して垂直な面を有し、欠陥部１１２
のこの垂直な面から反射した欠陥エコーは、配管１１０
から受信側くさび１０７を通過して受信振動子１０８を
振動させる。これにより、欠陥エコーが検出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の超音波探傷用斜角探触子１００は、このように送信
部１０３と受信部１０４を斜角探触子１００の横方向に
並べて配置し、しかも送受信側くさび１０５、１０７の
下面は平坦であるので、探傷検査を行う際に、円筒形の
ソケット１０９の表面に接するのは、超音波の送受には
何ら関係のない、斜角探触子１００の下面の中央部にあ
る吸音材１０２となる。このため、超音波は前記グリー
スなどの接触媒質を介して探傷面から送受され、結果と
して焦点位置に対する入反射の角度が大きくなり超音波
の送受の効率が低下し、ＳＮ比が悪くなっていた。ま
た、このように送信振動子１０６と受信振動子１０８
が、吸音材１０２を介して隣合う配置においては、欠陥
高さの変化に伴う欠陥エコー高さの変化の割合が小さい
ので、欠陥エコー高さから欠陥高さの推定をすることが
困難であった。本発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、広い範囲にわたって探傷検査ができ、さらに
はＳＮ比も向上できるソケット溶接継手超音波探傷検査
用斜角探触子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のソケット溶接継手超音波探傷検査用斜角探触子
は、送信側くさびおよび該送信側くさびに取付けられた
平板状の送信振動子を有する送信部と、受信側くさびお
よび該受信側くさびに取付けられた平板状の受信振動子
を有する受信部と、前記送信部と受信部とを仕切る吸音
材と、これらを収納するケーシングとを備え、ソケット
とこれに溶接される配管との継手部分にあり軸心に対し
て垂直な面を有する欠陥部を探傷する超音波探傷検査用
斜角探触子であって、前記受信部を前記送信部より前方
に配置すると共に、前記送信側くさびの送信振動子の取
付け面の水平面に対する傾斜角度を、前記受信側くさび
の受信振動子の取付け面の水平面に対する傾斜角度より
大きくし、超音波送受の焦点を検査物の探傷部に位置さ
せている。
【０００６】
【作用】請求項１記載のソケット溶接継手超音波探傷検
査用斜角探触子を用いて超音波探傷検査する場合には、
例えば検査物の溶接部の手前側にある探傷面に、必要に
より例えばグリースなどの接触媒質を塗布し、この塗布
部に斜角探触子の下面を当てながら溶接部の超音波探傷
検査を行うと、探触子の後方に配置された送信部から検
査物内に超音波が発射され、欠陥があった場合にはその
欠陥部（軸心に対して垂直な面）から反射し、欠陥エコ
ーになって探触子の前方に配置された受信部に返ってく
る。この場合、超音波は、斜角探触子から効率良く送受
されるので、ＳＮ比を向上することができる。また、欠
陥高さの変化に伴う欠陥エコー高さの変化の割合を大き
くすることができ、欠陥高さの推定精度を向上させるこ
とができる。
【０００７】
【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係るソケット溶
接継手超音波探傷検査用斜角探触子の探傷方向拡大断面
図、図２は同幅方向断面図、図３は同使用状態を示す側
面図である。
【０００８】図３に示すように、本発明の一実施例に係
るソケット溶接継手超音波探傷検査用斜角探触子１０
は、検査物の一例である配管１１とソケット１２とを溶
接したソケット溶接部１２ａの探傷検査を行うものであ
る。図１、２に示すように、ソケット溶接継手超音波探
傷検査用斜角探触子１０は、前後方向が短い横長のステ
ンレスからなるケーシング１３内に、斜め前方に下方傾
斜する吸音材１４により仕切られた超音波の送信部１５
と受信部１６とを、送信部１５を斜角探触子１０の後
方、受信部１６を斜角探触子１０の前方に位置するよう
に配置している。これらの吸音材１４、送信部１５およ
び受信部１６は、ほぼケーシング１３の横幅全長の長さ
を有している。
【０００９】送信部１５には合成樹脂からなる送信側く
さび１７と、この送信側くさび１７の下方傾斜する後方
傾斜面１７ａに取付けられた平板状の送信振動子１８と
を有しており、また受信部１６には合成樹脂からなる受
信側くさび１９と、この受信側くさび１９の下方傾斜す
る後方傾斜面１９ａに取付けられた平板状の受信振動子
２０を有している。送受信振動子１８、２０は、両者
共、例えばジルコンチタン酸鉛などの振動板の両面に電
極が固着された周知の振動子である。また、送信側くさ
び１７と受信側くさび１９の下面は平坦面であるが、こ
れに限定しなくても、例えばソケット１２の外周面に沿
った湾曲面としてもよい。ここで、図１に示すように、
それぞれの後方傾斜面１７ａ、１９ａの水平面に対する
傾斜角θ１、θ２は、送信振動子１８と受信振動子２０
とを、送受の焦点ａが探傷部または探傷部よりやや前方
に位置できるように傾斜させる角度である。具体的に
は、送信側くさび１７の後方傾斜面１７ａの傾斜角θ１
が３５．３度であり、受信側くさび１９の後方傾斜面１
９ａの傾斜角θ２が２９．５度である。また、吸音材１
４の水平面に対する傾斜角度θ３は、６０．５度であ
る。
【００１０】続いて、本発明に係るソケット溶接継手超
音波探傷検査用斜角探触子１０の動作について説明す
る。図３に示すような円筒状の配管１１のソケット溶接
部１２ａを超音波探傷検査する場合には、グリースなど
の接触媒質をソケット１２のソケット溶接部１２ａ側の
端部に塗布し、この塗布部に斜角探触子１０の下面を当
てがいながら斜角探触子１０を同図矢印方向に移動させ
て、ソケット溶接部１２ａの超音波探傷検査を行う。す
なわち、図１に示すように、パルス電圧が印加された送
信振動子１８から超音波が周期的に発生し、この超音波
は、送信側くさび１７を透過してソケット１２の探傷面
よりソケット１２内に入り込み、斜め前方の探傷部に向
かって発射される。ソケット溶接部１２ａに欠陥がある
と、欠陥部１２ｂの垂直面から反射した欠陥エコーは、
ソケット１２から受信側くさび１９を通過して受信振動
子２０に伝わり電気信号に変換されて、欠陥エコー高さ
が検出される。
【００１１】このように、斜角探触子１０の後方に配置
された送信部１５からソケット溶接部１２ａ内の探傷部
に向かって直接超音波が発射され、欠陥があった場合に
は欠陥エコーとなって斜角探触子１０の前方に配置され
た受信部１６に直接返ってくるので、従来手段のような
送信部と受信部を斜角探触子の横方向に並べたものに比
べて、薄い接触媒質を介して直接検査物に接することに
より効率の良い送受を行うことができるので、探傷感度
は低下しない。
【００１２】本発明は、この実施例に限定されるもので
はなく、要旨を逸脱しない範囲での設計変更があっても
本発明に含まれる。
【００１３】
【発明の効果】請求項１記載のソケット溶接継手超音波
探傷検査用斜角探触子においては、このように斜角探触
子の後方に配置された送信部から溶接部内の探傷部に向
かって超音波が発射され、欠陥があった場合には欠陥エ
コーとなって斜角探触子の前方に配置された受信部に返
ってくるので、欠陥高さの変化に伴う欠陥エコー高さの
変化の割合が大きくなり、欠陥エコー高さから欠陥高さ
の推定をすることが容易になった。また、受信部と送信
部とを斜角探触子の前、後にそれぞれ並べたので、検査
物に丸みがあった場合でも、探触子のくさび中央部分が
直接検査物に当接して検査ができ、これによりＳＮ比を
大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るソケット溶接継手超音
波探傷検査用斜角探触子の探傷方向拡大断面図である。
【図２】同幅方向断面図である。
【図３】同使用状態を示す側面図である。
【図４】従来手段に係るソケット溶接継手超音波探傷検
査用斜角探触子の使用状態を示す概略拡大正面図であ
る。
【図５】同使用状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０：ソケット溶接継手超音波探傷検査用斜角探触子、
１１：配管、１２：ソケット、１２ａ：ソケット溶接
部、１２ｂ：欠陥部、１３：ケーシング、１４：吸音
材、１５：送信部、１６：受信部、１７：送信側くさ
び、１７ａ：後方傾斜面、１８：送信振動子、１９：受
信側くさび、１９ａ：後方傾斜面、２０：受信振動子
フロントページの続き (72)発明者 河村 正剛 福岡県北九州市小倉北区井堀４丁目10番 13号 新日本非破壊検査株式会社内 (72)発明者 今橋 政幸 福岡県北九州市小倉北区井堀４丁目10番 13号 新日本非破壊検査株式会社内 (72)発明者 渡邉 邦道 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (72)発明者 川股 邦夫 東京都港区西新橋３丁目７番１号 東芝 プラント建設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−82885（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−80362（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信側くさびおよび該送信側くさびに取
    付けられた平板状の送信振動子を有する送信部と、受信
    側くさびおよび該受信側くさびに取付けられた平板状の
    受信振動子を有する受信部と、前記送信部と受信部とを
    仕切る吸音材と、これらを収納するケーシングとを備
    え、ソケットとこれに溶接される配管との継手部分にあ
    り軸心に対して垂直な面を有する欠陥部を探傷する超音
    波探傷検査用斜角探触子であって、 前記受信部を前記送信部より前方に配置すると共に、前
    記送信側くさびの送信振動子の取付け面の水平面に対す
    る傾斜角度を、前記受信側くさびの受信振動子の取付け
    面の水平面に対する傾斜角度より大きくし、超音波送受
    の焦点を検査物の探傷部に位置させたことを特徴とする
    ソケット溶接継手超音波探傷検査用斜角探触子。
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