JP3628249B2 - 熱可塑性樹脂製管の継手部の非破壊検査方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂製管の継手部の非破壊検査方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂製管の継手部の非破壊検査方法に関し、更に詳しくは１対の熱可塑性樹脂製管を溶接、融着などにより接合して構成された継手部の接合不良を継手部に傷をつけることなく検査する熱可塑性樹脂製管の継手部の非破壊検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱可塑性樹脂製管の継手部（継手溶接部）の検査方法としては、一般的には継手部内を加圧もしくは負圧にすることによって継手部からの漏洩がないか、ゲージにより確認する方法があった。例えば熱可塑性樹脂製管の継手部を加圧漏洩試験機を用いて一時的に加圧または負圧にし、試験規格に定められた圧力状態で一定時間放置し、圧力確認ゲージで変化を見て漏洩がないことを確認するといった圧力式試験方法である。
【０００３】
また、このほかの非破壊検査方法としては、超音波試験法とも言われる、一つのセンサーを用いる超音波パルス反射試験法がある。この試験法は、溶接された継手部に接触式超音波探傷機を用いるが、その際、適当な接触媒質、例えばエチレングリコールを溶接部上に塗布して接触式センサーと被検査部との間で超音波が減衰することを防ぎ、直管部と溶接部の界面で欠陥個所が無いことを確認するといった方法であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前者の圧力式試験方法では、とりわけ大口径のパイプ（一般的にφ３００からφ２０００またはそれ以上の口径のものをいう）においては作業時間を要することからコストが高い上に、欠陥部を特定しにくいといった問題点があった。また、作業上の安全性に十分注意する必要があり今後の試験方法としては定着困難なものとなってきた。
【０００５】
そして、後者の非破壊検査方法である超音波パルス反射試験法は、超音波の送信及び受信を行う一つのセンサーによって作業を実施するため作業範囲がセンサー径範囲に限られる非常に狭いものとなり、またセンサーを母材に接触させ母材内分子を振動させることで超音波を進行させるため、必ず被試験体上に適当な接触媒質を塗布し超音波の信号が被試験体に入射する前に減衰するのを防ぐよう処置する作業が必要であり、また試験完了後塗布した接触媒質を取り除く作業を必須としていた。さらには母材の特性や、母材に含まれる異物に左右されることがあったため、インサートされた電熱線で接合がなされた継手融着部の検査方法では、探傷結果が本来の欠陥であるかどうか判別が非常に困難となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、熱可塑性樹脂製管の継手部の内部に超音波発信器を設置し、さらに継手部の外周に沿って超音波受信器を非接触で移動させて所定の大きさ以上の超音波の漏洩の有無を検出することを特徴とする熱可塑性樹脂製管の継手部の非破壊検査方法を提供するものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、継手部の内部に超音波発信器を設置し、さらに超音波受信器を継手部の外周に沿って非接触で移動させ、所定の大きさ以上の超音波の漏洩の有無を検出し、それによって作業準備が簡単で、短時間に、かつ安全に継手部の接合不良の非破壊検査が可能になる。
【０００８】
本発明において、所定の大きさ以上の超音波とは、継手部に最低限必要な溶接部または融着部の肉厚（長さ）を通過する大きさまたは強度（しきい値）以上の超音波を意味し、例えば、材質がポリエチレンの場合は、肉厚：約２０ｍｍを通過する約−１５．４ｍｍデシベル（ｄＢ）以上の超音波を約−９．５デシベル（ｄＢ）で感知する。この場合の超音波の周波数としては、２０〜１００ＫＨｚ、好ましくは４０ＫＨｚを中心とする周波数が上げられる。
【０００９】
つまり、超音波発信器によって空間上に超音波を発信させ、超音波受信器を用いて欠陥をしらべようとする溶接部を厚さ別に通過する音のみ感知するように試験条件を設定した。つまりその発信器及び受信器の音レベルの調整によって欠陥であるか否かの判断指標を管の厚さ及び口径別に整えた。その結果、被試験体の材質や電気融着（以下ＥＦと称する）継手上の電熱線等に関係することなく欠陥部を探傷することができ、また継手部上を約５０ｍｍ／ｓの速さで操作することが可能である。従って作業時間の大幅な削減ができる。また無圧力式の検査方法であるため、安全が保障される。特に大がかりな作業準備を必要としないため、作業が簡便である。
【００１０】
そして継手部の内部に超音波発信器を設置するに際しては、さらに、この超音波発信器の両側又は片側に、管内を遮閉することにより超音波の漏洩を防止する超音波漏洩防止板を設置すると、発生させる超音波を有効に検査に生かすことができる。もちろんこの超音波漏洩防止板は、検査後は邪魔になるので、継手部から取りはずし可能でなければならない。なお、継手部から管の端部開口（複数の管が接合されている場合は、最終端開口）までの寸法が長い場合（例えば４０ｍ以上）や、既設の管に接続される場合は片側の超音波漏洩防止板を省略してもよい。
本発明のおいて、継手部は、１つの熱可塑性樹脂製管の差し口を、もう１つの熱可塑性樹脂製管の受け口に差し込み、その差し込み部分を、管内からの溶接によるか、前記差し口又は受け口に予めインサートされた電熱線への通電に基づく融着により接合して構成してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図に示した実施の形態に基づいて本発明を詳述する。なお、これによってこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、この発明に係わる熱可塑性樹脂製管の継手部の非破壊検査方法の実施の形態１を説明するための継手部の分解説明斜視図、図２はその実施の形態１で継手部内面に用いる超音波探傷用発信器及び受信器まわりの状態を表す概略構成説明図、図３は異なる例を示す図２相当図である。
【００１３】
まず、図１〜２において、１は熱可塑性樹脂製管としてのポリエチレン製上下水道用接続管、２は熱可塑性樹脂製管としてのポリエチレン製上下水道用被接続管、３は接続管１の一端に形成された受け口、３ａはその受け口の内周面上に巻設された電熱線であり、４は接続管の一端に成形された差し口である。接続管１の差し口４を被接続管２の受け口３に差し込み、電熱線３ａに通電して差し口４と受け口３とを熱融着により接合し、継手部１０を形成する。
【００１４】
そして図２において継手部１０の内面に超音波探傷機の発信器５を設置し、超音波探傷機の受信器７を用いて継手部１０の外周に沿って移動させ、探傷するといった方法を用いる。そのとき発信器５から発せられる超音波（４０ＫＨｚ）は直線距離で約８０ｍの空気内振動を生じ伝達するため、超音波が継手部又は管の両端開口部分より外部に漏洩するのを防止する必要がある。そこで、両端開口部分に、円盤状の樹脂製基板８に弾性リングとしてのゴム製の防振材９を取り付けたものを図２のように管内に密着固定しても良いが、好ましくは管端面に簡易的に圧着しても良い。
また、管敷設が進行しており、一方が十分な施工延長を有する場合は、新規に接合される側のみ密封が必要とされるため、図３のように管端面に円盤状の樹脂製基板８ａとこの基板の片面に張り合わされた弾性板としての防振材９ａを係止バネ６で管に固定し、試験を行うことができる。
【００１５】
密封が完了した後、継手部１０の溶接接合箇所に沿って受信器７を非接触にて移動させていくと欠陥個所より超音波が漏洩し、受信器７で受信することができる。その際、受信器７は、継手軸方向に照査することが望ましく、管表面から漏洩する超音波を逆に入射しないよう注意する必要がある。
さらに詳しく説明すると図４に示される受け口１０と差し口４から構成されるＥＦ継手部の断面において十分な融着が行われている場合（１１）は、超音波探傷機の発信器５から発せられる超音波は、軸方向に照査され受信器７に到達することはない。
しかし、図５に示す断面のように未完全な融着状態（１２）であれば、発信器５から発せられた超音波は、受信器７に到達しアラーム音によって欠陥であることが判明する。また、発信器５及び受信器７は、超音波の音レベルを調整することができ、熱可塑製樹脂製管の厚さ及び口径によって設定することができる。
【００１６】
試験に用いたポリエチレン樹脂の厚さ（肉厚）別超音波浸透条件を後で挙げる表１に示す。
この結果を参考に、口径別探傷試験条件を設定することができ、たとえば、口径６００ｍｍの電気融着継手部を探傷する場合、発信器レベルは７（出力：−１５．４デシベルに相当）に、受信器レベルは６（出力：−９．５デシベルに相当）にそれぞれ設定すると良い。
【００１７】
かくして表１に示されるように接合部、つまり継手部内より融着の面積差に対応して浸透する超音波によって合否の判定を行うことができるため、これまで超音波パルス反射法を用いた試験法で、おもにＥＦ接合部の電熱線などといった異物によって発生する反射ピークの合否判別を必要とせず、ＥＦ接合箇所も問題なく検査することが可能となり、また一般溶接部においても低廉で作業性の良い継手検査方法を確立することが可能となった。
【００１８】
【表１】
Figure 0003628249
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、継手部の内部に超音波発信器を設置し、さらに超音波受信器を継手部の外周に沿って非接触で移動させ、所定の大きさ以上の超音波の漏洩の有無を検出し、それによって、作業準備が簡単で、短時間に、かつ安全に継手部の接合不良の非破壊検査が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る熱可塑性樹脂製管の継手部の非破壊検査方法の実施の形態１を説明するための継手部の分解説明斜視図である。
【図２】実施の形態１で継手部内面に用いる発信器及び受信器まわりの状態を示す概略構成説明図である。
【図３】異なる例を示す図２相当図である。
【図４】良好な接合状態の継手部の概略説明図である。
【図５】接合不良状態の継手部の図４相当図である。
【符号の説明】
１ ポリエチレン製上下水道用接続管接続管
２ ポリエチレン製上下水道用接続管被接続管
３ 受け口
４ 差し口
５ 発信器
６ 係止バネ
７ 受信器
８ 樹脂製基板
９ 防振材
１０ 継手部

Claims (5)

  1. 熱可塑性樹脂製管の継手部の内部に超音波発信器を設置し、さらに継手部の外周に沿って超音波受信器を非接触で移動させて所定の大きさ以上の超音波の漏洩の有無を検出することを特徴とする熱可塑性樹脂製管の継手部の非破壊検査方法。
  2. 継手部の内部に超音波発信器を設置するに際して、併せて、この超音波発信器の両側又は片側に、管内を遮閉することにより超音波の漏洩を防止する超音波漏洩防止板を取りはずし可能に設置する請求項１に記載の非破壊検査方法。
  3. 超音波漏洩防止板が、円盤状樹脂製基板と、この基板の外周縁に取り付けられた弾性リングとからなり、超音波漏洩防止板を超音波発信器の両側又は片側に設置するに際して、管内に前記基板と弾性リングを押し込む請求項２に記載の非破壊検査方法。
  4. 超音波漏洩防止板が、円盤状樹脂製基板と、この基板の片面に張り合わされた弾性板とからなり、超音波漏洩防止板を超音波発信器の両側又は片側に設置するに際して、超音波漏洩防止板の前記弾性板の側面を管の開口端部周縁に押し付ける請求項２に記載の非破壊検査方法。
  5. 継手部が、１つの熱可塑性樹脂製管の差し口を、もう１つの熱可塑性樹脂製管の受け口に差し込み、その差し込み部分を、管内からの溶接によるか、前記差し口又は受け口に予めインサートされた電熱線への通電に基づく融着により接合して構成されてなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の非破壊検査方法。
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