JP5243229B2 - Ultrasonic flaw detection method and probe unit for ultrasonic flaw detector - Google Patents
Ultrasonic flaw detection method and probe unit for ultrasonic flaw detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP5243229B2 JP5243229B2 JP2008327619A JP2008327619A JP5243229B2 JP 5243229 B2 JP5243229 B2 JP 5243229B2 JP 2008327619 A JP2008327619 A JP 2008327619A JP 2008327619 A JP2008327619 A JP 2008327619A JP 5243229 B2 JP5243229 B2 JP 5243229B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- flaw detection
- ultrasonic
- unwelded
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
本発明は、SV波の回折現象を利用して超音波探傷検査を行う方法であって、特に、すみ肉溶接や部分溶け込み溶接を実施した場合における「溶け込み量」或いは「未溶着量」を推測すべく、溶接部に対して実施される超音波探傷検査方法、及び、当該方法を実施する際に好適に用いることができる超音波探傷装置用探触子ユニットに関する。 The present invention is a method for performing an ultrasonic flaw inspection utilizing the diffraction phenomenon of SV waves, and in particular, inferring the “penetration amount” or “unwelded amount” when fillet welding or partial penetration welding is performed. In particular, the present invention relates to an ultrasonic flaw detection inspection method performed on a welded portion, and a probe unit for an ultrasonic flaw detection device that can be suitably used when performing the method.
デッキプレートに対してトラフリブを溶接する場合のように、主板の一方の面に対して、立板の端部を当接し、立板の端部と主板とによって形成される一方の隅部に対してすみ肉溶接等を行って主板と立板を一体化する場合、溶接部における溶け込み量、或いは、反対側の隅部の近傍において生じ得る未溶着部の大きさを評価する必要があり、そのための手法として、従来より、横波の超音波(SV波、Shear Vertical Wave)を用いた斜角探傷法が実施されている。 As in the case where a truffle is welded to the deck plate, the end of the upright plate abuts against one side of the main plate, and one corner formed by the end of the upright plate and the main plate. When integrating the main plate and the upright plate by performing fillet welding, etc., it is necessary to evaluate the amount of penetration in the welded part or the size of the unwelded part that can occur in the vicinity of the opposite corner. As a method of this, an oblique flaw detection method using a transverse ultrasonic wave (SV wave, Shear Vertical Wave) has been conventionally performed.
SV波による一般的な斜角探傷法は、探傷面に対して斜め方向に超音波ビームを入射して被検査体内部へ伝搬させるというもので、定めた探傷位置から得られる反射エコーの高さから、未溶着部の大きさと、溶け込み量を推測するというものである。この方法に用いられる斜角探触子は、振動子によって生成された縦波の超音波パルスが、探傷面において屈折し、臨界角以上で全反射され、横波に変換されて、その変換された横波の超音波パルスのみが探傷面を通過して、被検査体の内部に伝搬するように設計されている。 A general oblique flaw detection method using an SV wave is a method in which an ultrasonic beam is incident in an oblique direction with respect to a flaw detection surface and is propagated into the inspection object. The height of a reflected echo obtained from a predetermined flaw detection position. From this, the size of the unwelded portion and the amount of penetration are estimated. In the oblique angle probe used in this method, the longitudinal wave ultrasonic pulse generated by the transducer is refracted at the flaw detection surface, totally reflected above the critical angle, converted into a transverse wave, and converted. Only the transverse ultrasonic pulse is designed to propagate through the surface to be inspected.
尚、横波の超音波パルスが伝わる屈折角は、適用される材料によって異なり、鋼の場合には約35〜80°である。そして、屈折角80°あたりから極端に音圧往復通過率が低下してしまうため、鋼を対象とする斜角探触子としては、45〜70°の屈折角のものが一般的で、音圧往復通過率が低くなる80°以上の屈折角のものは、これまで殆ど用いられていない。 The refraction angle through which the transverse ultrasonic pulse is transmitted varies depending on the applied material, and is about 35 to 80 ° in the case of steel. And since the reciprocation rate of sound pressure is extremely reduced from around a refraction angle of 80 °, a bevel angle probe for steel is generally a refraction angle of 45 to 70 °. Those having a refraction angle of 80 ° or more where the pressure reciprocation rate is low have been rarely used so far.
また、SV波による一般的な斜角探傷法では、未知の位置にある反射源を幾何学的に算出する必要性から、便宜上、超音波ビームは広がりがなく直線的に伝搬するものと解釈したうえで、探触子をある位置にセットしたときに最大ピークのエコーが得られた場合、その位置にある探触子から発信された超音波ビームの中心軸(音軸)が反射源に当たったものと解釈している。このため、一般的な斜角探傷法では、最大ピークのエコーが得られる探触子の位置(最適入射点位置)の検出が必須となる。
しかしながら、被検査体における立板の板厚やビードとの関係で(例えば、立板の板厚が6mm以下である場合など)、探触子の最適入射点位置を確保できない場合があり、この場合、SV波による一般的な斜角探傷法では、良好な探傷を行うことが難しくなってしまう。そこで、探触子の最適入射点位置を確保できないような場合には、例えば、80°以上の高屈折角の斜角探触子を用いた斜角探傷法を利用することが考えられる。 However, there is a case where the optimal incident point position of the probe cannot be ensured due to the relationship between the thickness of the standing plate and the bead (for example, when the thickness of the standing plate is 6 mm or less). In this case, it is difficult to perform good flaw detection by a general oblique flaw detection method using SV waves. Therefore, when the optimum incident point position of the probe cannot be secured, for example, it is conceivable to use an oblique flaw detection method using an oblique probe having a high refraction angle of 80 ° or more.
高屈折角の斜角探傷法には、横波の超音波(SH波、Shear Horizontal Wave)や、クリーピング波などを用いることが知られているが、反射源からの反射エコーを安定的に得ることが難しく、また、評価すべきエコーをはっきりと識別することが難しいという問題がある。更に、高屈折角の斜角探傷法にSV波を適用する場合、前述の通り、音圧往復通過率が低くなってしまうという問題がある。 It is known to use a transverse ultrasonic wave (SH wave, Shear Horizontal Wave), a creeping wave, etc. for the oblique refraction inspection method with a high refraction angle, but it is possible to stably obtain a reflection echo from a reflection source. And it is difficult to clearly identify the echo to be evaluated. Furthermore, when the SV wave is applied to an oblique flaw detection method with a high refraction angle, there is a problem that the sound pressure reciprocation rate becomes low as described above.
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決すべくなされたものであって、従来の一般的な斜角探傷法では対応できないような条件であっても、問題なく実施することができ、簡単な手順で未溶着量等の評価を高い精度で実現できる超音波探傷検査方法、及び、そのための探触子ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and can be implemented without problems even under conditions that cannot be handled by the conventional general oblique flaw detection method. An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection inspection method and a probe unit therefor that can realize the evaluation of the unwelded amount and the like with high accuracy by a simple procedure.
本発明の超音波探傷検査方法は、SV波を発信し、屈折角が78〜88°の範囲内に設定された探触子を探傷面に配置し、探触子の先端を、探傷面と、当該探傷面よりも上方へ延在する厚肉部との境界部分の始端の位置或いは始端から3mm以内の位置に合わせた状態で超音波を送信し、回折現象によって厚肉部内を拡がりながら進行する回折波を利用して、探傷面よりも上方に位置する反射源からの反射エコーを含む受信信号を取得することを特徴としている。 In the ultrasonic flaw detection inspection method of the present invention, an SV wave is transmitted, a probe whose refraction angle is set within a range of 78 to 88 ° is arranged on the flaw detection surface, and the tip of the probe is connected to the flaw detection surface. The ultrasonic wave is transmitted in a state where it is aligned with the position of the start end of the boundary portion with the thick portion extending upward from the flaw detection surface or within 3 mm from the start end, and proceeds while expanding in the thick portion by the diffraction phenomenon. Using the diffracted wave, a received signal including a reflected echo from a reflection source located above the flaw detection surface is obtained.
この超音波探傷検査方法は、主板の一方の面に立板の端部を当接し、当該立板の端部の一方の隅部に対して溶接を行って一体化してなる被検査体に対し、超音波探傷装置を用いて探傷検査を行い、得られた受信信号から、被検査体の溶接部における未溶着部の有無を判定し、或いは、被検査体の溶接部において未溶着部が存在している場合に、必要な計算を行って未溶着量或いは溶け込み量を推測しようとする際等に、好適に利用することができる。具体的には、探触子を主板のビード側の表面上に配置し、探触子の先端を、ビードの始端の位置或いは始端から3mm以内の位置に合わせた状態で超音波を送信し、回折現象によってビード内を拡がりながら進行する回折波の反射エコーを含む受信信号を取得して、受信信号に含まれている回折波の反射エコーが一つのみであった場合には、被検査体の溶接部において未溶着部は形成されていないと判定し、受信信号に含まれている回折波の反射エコーが二つであった場合には、被検査体の溶接部において未溶着部が存在していると判定し、受信信号に含まれている回折波の反射エコーが二つであった場合、グラフにおいて基点から遠い位置に表示されている反射エコーを、立板の裏面端部を反射源とする信号であると特定するとともに、基点に近い位置に表示されている反射エコーを、未溶着部の最奥部を反射源とする信号であると特定し、探触子の超音波の入射点から立板の裏面端部までの距離と、グラフにおいて基点から遠い位置に表示されている反射エコーのグラフ上における読み値と、グラフにおいて基点に近い位置に表示されている反射エコーのグラフ上における読み値とに基づいて、溶接部の未溶着量或いは溶け込み量を推測する。 This ultrasonic flaw detection inspection method is applied to an object to be inspected that is integrated by bringing one end of a vertical plate into contact with one surface of a main plate and welding to one corner of the end of the vertical plate. , Flaw detection is performed using an ultrasonic flaw detector, and the presence or absence of an unwelded portion in the welded portion of the inspection object is determined from the obtained received signal, or there is an unwelded portion in the welded portion of the inspection object In such a case, it can be used suitably when trying to estimate the unwelded amount or the amount of penetration by performing necessary calculations. Specifically, the probe is placed on the surface of the main plate on the bead side, and ultrasonic waves are transmitted in a state where the tip of the probe is aligned with the position of the start end of the bead or within 3 mm from the start end, When a received signal including a reflected echo of a diffracted wave that travels while expanding in the bead due to diffraction phenomenon is acquired and only one reflected echo of the diffracted wave is included in the received signal, If there are two diffracted wave reflection echoes included in the received signal, it is determined that there are no welds in the welded part of the test object. If there are two reflected echoes of the diffracted wave included in the received signal, the reflected echo displayed at a position far from the base point in the graph is reflected on the back edge of the vertical plate. Identify the source signal and The reflection echo displayed at a position close to is determined as a signal with the innermost part of the unwelded part as the reflection source, and the distance from the ultrasonic wave incident point of the probe to the back surface edge of the standing plate And the reading of the reflected echo displayed on the graph far from the base point in the graph and the reading of the reflected echo displayed on the graph near the base point in the graph Estimate the amount of unwelded or melted.
尚、それらの反射エコーを含む受信信号を画面表示する際には、予め標準試験片(探傷面よりも上方へ延在し、内部に横穴が形成された厚肉部を有するもの)に対して超音波を送信し、横穴を反射源とする反射エコーの音圧を基準として、縦軸についての画面表示倍率を調整しておくことが好ましい。 In addition, when displaying the received signal including those reflected echoes on the screen, in advance for a standard test piece (having a thick part with a horizontal hole formed in the interior extending above the flaw detection surface). It is preferable to adjust the screen display magnification about the vertical axis with reference to the sound pressure of the reflected echo that transmits ultrasonic waves and uses the horizontal hole as a reflection source.
また、この超音波探傷検査方法においては、送信用探触子、及び、受信用探触子からなる探触子ユニットであって、音軸の開き角が10〜30°の範囲内のいずれかの角度に設定され、屋根角が1〜10°の範囲内のいずれかの角度に設定されているものを用いることが好ましい。 Further, in this ultrasonic flaw detection inspection method, a probe unit comprising a transmission probe and a reception probe, wherein the opening angle of the sound axis is in a range of 10 to 30 °. The roof angle is preferably set to any angle within the range of 1 to 10 °.
本発明に係る超音波探傷検査方法によれば、従来のSV波による一般的な斜角探傷法によっては、うまく探傷検査を行うことができなかったような場合であっても、好適に探傷検査を行うことができる。特に、溶接部の未溶着量、溶け込み量の評価を目的とする探傷検査等に適用した場合、簡単な手順によって、未溶着量等を高い精度で推測することができる。 According to the ultrasonic inspection method according to the present invention, even if the conventional oblique inspection method using the SV wave cannot perform the inspection well, the inspection is preferably performed. It can be performed. In particular, when applied to a flaw detection inspection or the like for the purpose of evaluating the unwelded amount and the penetration amount of a welded portion, the unwelded amount and the like can be estimated with high accuracy by a simple procedure.
また、本発明に係る超音波探傷装置用探触子ユニットは、上記のような超音波探傷検査方法に使用した場合、非常に効率良く、有効な反射エコーを得ることができ、評価しようとする反射源の曲率半径が非常に小さいような場合であっても、反射エコーとノイズとを、目視によって簡単、かつ、明確に識別できるような受信信号を得ることができる。 Also, the probe unit for an ultrasonic flaw detector according to the present invention can obtain an effective reflected echo very efficiently when it is used for the ultrasonic flaw detection inspection method as described above, and tries to evaluate it. Even in the case where the radius of curvature of the reflection source is very small, it is possible to obtain a reception signal that can easily and clearly distinguish the reflected echo and noise visually.
以下、添付図面に沿って本発明に係る「溶接部の超音波探傷検査方法」の実施形態について説明する。この超音波探傷検査方法は、超音波探傷装置を用いて被検査体に対して探傷検査を行い、得られた受信信号から、被検査体の溶接部における未溶着部の有無を判定し、また、未溶着部が存在している場合には、必要な計算を行って未溶着量或いは溶け込み量を推測する、というものである。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a “method for ultrasonic inspection of welded portions” according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this ultrasonic flaw detection inspection method, a flaw detection inspection is performed on an object to be inspected using an ultrasonic flaw detection apparatus, and the presence or absence of an unwelded portion in a welded portion of the object to be inspected is determined from the obtained reception signal. When there is an unwelded portion, a necessary calculation is performed to estimate the unwelded amount or the amount of penetration.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る溶接部の超音波探傷検査方法の説明図である。この図において、1は主板、2は立板、3はビード、4は超音波探傷装置の探触子である。本実施形態においては、図示されているように、被検査体として、主板1の一方の面(図1において上面)に対して、立板2の端部を当接し、主板1との関係で立板2の端部の両側に形成される二つの隅部のうち、一方の隅部(図1において左側の隅部)に対してすみ肉溶接を行って主板1と立板2を一体化したものが用いられている。尚、ここで用いる被検査体が、例えば、デッキプレートにトラフリブを溶接したものである場合、図1の主板1はデッキプレートに相当し、立板2はトラフリブに相当する。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an ultrasonic flaw detection inspection method for welds according to the first embodiment of the present invention. In this figure, 1 is a main plate, 2 is a standing plate, 3 is a bead, and 4 is a probe of an ultrasonic flaw detector. In the present embodiment, as shown in the drawing, the end of the standing
また、本実施形態においては、探触子4として、SV波を発信し、屈折角(入射角)が80°に設定された高屈折角の斜角探触子が用いられている。 In the present embodiment, an oblique probe having a high refraction angle, in which an SV wave is transmitted and a refraction angle (incident angle) is set to 80 °, is used as the probe 4.
ここで、本発明に係る溶接部の超音波探傷検査方法の手順について説明する。まず、図1に示すように、探触子4を、主板1の一方の表面(ビード3側の表面)上に配置し、探触子4の先端を、ビード3の始端3aの位置(或いは始端3aから3mm以内の位置)に合わせる。この状態で、探触子4から前方(主板1の内部方向であって、溶接部近傍の方向)へ向けて超音波を送信する。そうすると、超音波の音軸8の方向(本実施形態においては、入射点Pから屈折角80°の方向)が、探傷しようとする反射源(未溶着部等)の位置と一致していなくても、回折現象によって、ビード3内を拡がりながら進行する波(回折波)を利用することができ、この回折波の反射エコーを得ることによって、探傷面(本実施形態においては主板1の表面)よりも上方に位置する反射源からも情報を取得することができる。具体的には、図1に示すような状態で探触子4から超音波を送信すると、溶接部の状態に応じて、例えば、図2(1)或いは(2)に示すような波形の受信信号が得られる。
Here, the procedure of the ultrasonic inspection method for the welded portion according to the present invention will be described. First, as shown in FIG. 1, the probe 4 is arranged on one surface (surface on the
より詳細には、主板1と立板2の溶接部に未溶着部が形成されていない場合、図2(1)に示すように、一つの反射エコーAのみを含む信号が受信されることになる。一方、主板1と立板2の溶接部に、図1に示すような未溶着部5が存在している場合、図2(2)に示すように、二つの反射エコーA,Bを含む信号が受信されることになる。尚、図2において横軸は時間(伝搬距離)、縦軸は音圧を表している。
More specifically, when an unwelded portion is not formed in the welded portion of the
従って、図2(1)に示すように、一つの反射エコーAのみを含む信号が受信された場合、被検査体の溶接部において、未溶着部は形成されていない、と判定することができる。また、図2(2)に示すように、二つの反射エコーA,Bを含む信号が受信された場合には、被検査体の溶接部において未溶着部5が存在している、と判定することができる。
Therefore, as shown in FIG. 2A, when a signal including only one reflected echo A is received, it can be determined that an unwelded portion is not formed in the welded portion of the object to be inspected. . Further, as shown in FIG. 2 (2), when a signal including two reflected echoes A and B is received, it is determined that the
溶接部に未溶着部5が存在していると判定すべき場合(二つの反射エコーA,Bを含む信号が受信された場合)、上記のような手順を実行することによって得られた受信信号(図2(2)に示すような波形の信号)から、未溶着部5の大きさ(立板2の裏面端部2aから未溶着部5の最奥部5aまでの寸法)、及び、溶け込み量を推測する。
When it is determined that the
図1に示すような被検査体において、未溶着部5が存在している場合、受信信号には、立板2の裏面端部2aを反射源とする反射エコーと、未溶着部5の最奥部5aを反射源とする反射エコーが含まれているはずである。そして、図2のグラフにおいて、横軸は時間(超音波を送信した時点から受信するまでの時間)を表しており、超音波の伝搬速度が与えられるならば、超音波の伝搬距離(入射点Pからの距離)を表すことになるため、超音波の入射点Pを基準として、より遠い位置に存在する反射源からの信号は、図2(2)のグラフにおいて、基点からより遠い位置に現れることになり、超音波の入射点Pに近い位置に存在する反射源からの信号は、図2(2)のグラフにおいて、より基点に近い位置に現れることになる。
In the inspected object as shown in FIG. 1, when the
従って、図2(2)のグラフにおいて、基点から遠い位置に表示されている反射エコーAは、超音波の入射点Pから遠い位置に存在する立板2の裏面端部2aを反射源とする信号であると特定することができ、また、基点に近い位置に表示されている反射エコーBは、入射点Pに近い位置に存在する未溶着部5の最奥部5aを反射源とする信号であると特定することができる。
Therefore, in the graph of FIG. 2B, the reflection echo A displayed at a position far from the base point uses the
探触子4の超音波の入射点Pから立板2の裏面端部2aまでの距離Y1(図1参照)は、スケール等を用いて測定することができる。そして、図2(2)のグラフにおける横軸は、上述の通り、「入射点Pからの距離」とも考えることができるため、図2(2)のグラフに示されている反射エコーA(立板2の裏面端部2aを反射源とする信号)の横軸の読み値W1は、図1に示す距離Y1(入射点Pから立板2の裏面端部2aまでの距離)であると考えることができる。
The distance Y1 (see FIG. 1) from the ultrasonic incident point P of the probe 4 to the
この読み値W1と距離Y1の関係、及び、図2(2)のグラフに示されている反射エコーB(未溶着部5の最奥部5aを反射源とする信号)の横軸の読み値W2から、図1に示す距離Y2(入射点Pから未溶着部5の最奥部5aまでの距離)を求めることができる。そして、距離Y1と距離Y2の差から、立板2の裏面端部2aから未溶着部5の最奥部5aまでの寸法を求めることができる。また、読み値W1と距離Y1の関係、及び、読み値W1と読み値W2の差から、立板2の裏面端部2aから未溶着部5の最奥部5aまでの寸法を求めることもできる。そして、求められた未溶着部5の大きさから、溶け込み量を求めることができる。
The relationship between the reading value W1 and the distance Y1, and the horizontal axis reading value of the reflection echo B (the signal having the
尚、図2(2)のグラフにおいては、反射エコーA,Bと、それ以外の波形の信号成分(ノイズ)とを、目視によって簡単に、かつ、明確に識別することができるが、これは、受信信号についての縦軸の成分(音圧)の画面表示倍率が適切な値に調整されたうえで、受信信号の波形が画面上に表示されているからである。そのような画面表示倍率の調整が行われない場合には、必ずしも反射エコーA,Bと、それ以外の波形の信号成分とを簡単かつ明確に識別できるとは限らない。 In the graph of FIG. 2 (2), the reflected echoes A and B and the signal components (noise) of other waveforms can be easily and clearly identified visually. This is because the waveform of the received signal is displayed on the screen after the screen display magnification of the component (sound pressure) on the vertical axis for the received signal is adjusted to an appropriate value. When such screen display magnification adjustment is not performed, the reflected echoes A and B and the signal components of other waveforms cannot always be easily and clearly identified.
本実施形態においては、次のようなルーティンを予め実行することにより、画面表示倍率の調整が行われている。まず、図3に示すような標準試験片6を用意する。この標準試験片6には、探触子4を配置する探傷面6aの部位よりも板厚が大きく、探傷面6aよりも上方へ延在する部分(厚肉部6c)を形成しておき、また、探傷面6aと厚肉部6cとの境界には、図1に示した被検査体におけるビード3の形状を模した傾斜部6bを形成しておく。更に、厚肉部6cの内部には、直径3mm程度の横穴7(空洞)を形成しておく。尚、横穴7は、その中心7aの高さ位置が探傷面6aと一致するように形成する。
In the present embodiment, the screen display magnification is adjusted by executing the following routine in advance. First, a
次に、この標準試験片6の探傷面6aに探触子4を配置する。このとき、探触子4の先端を、図3に示すように傾斜部6bの始端の位置(或いは始端から3mm以内の位置)に合わせる。この状態で探触子4から標準試験片6の内部へ向けて超音波を発信する。そうすると、厚肉部6cの内部に形成されている横穴7を反射源とする反射エコーが得られる。この反射エコーの高さ(音圧)を基準として、縦軸について画面表示倍率の調整を行う。例えば、標準試験片6の横穴7を反射源とする反射エコーの高さを、画面上の縦軸の80%の高さとなるように倍率を調整し、これを基準感度とする。この画面表示倍率の調整を予め実施することにより、図2(2)のグラフのように、反射エコーA,Bと、それ以外の波形の信号成分(ノイズ)とを、目視によって簡単に、かつ、明確に識別することができるようなコンディションで、被検査体から得られた受信信号の画面表示を行うことができる。
Next, the probe 4 is placed on the
尚、本実施形態においては、探触子4として、屈折角が80°のものが用いられているが、この角度のものに限定されるものではなく、78〜88°の範囲内に設定された高屈折角の探触子であれば、本実施形態の探触子4と同様に、好適に用いることができる。 In the present embodiment, the probe 4 having a refraction angle of 80 ° is used. However, the probe 4 is not limited to this angle, and is set within a range of 78 to 88 °. Any probe having a high refraction angle can be suitably used in the same manner as the probe 4 of the present embodiment.
以上に説明した本実施形態の「溶接部の超音波探傷検査方法」によれば、従来のSV波による一般的な斜角探傷法によっては、うまく探傷検査を行うことができなかったような場合であっても(例えば、立板の板厚が6mm以下である場合や、探触子の最適入射点位置を確保できないような場合などであっても)、好適に探傷検査を行うことができ、簡単かつ正確に未溶着量、及び、溶け込み量を推測することができる。 According to the “ultrasonic flaw detection inspection method for welds” of the present embodiment described above, the flaw detection inspection cannot be performed successfully by the conventional oblique angle flaw detection method using the SV wave. Even (for example, when the thickness of the standing plate is 6 mm or less, or when the optimal incident point position of the probe cannot be secured), the flaw detection inspection can be suitably performed. The amount of unwelded and the amount of penetration can be estimated easily and accurately.
この点についてより詳細に説明すると、従来のSV波による一般的な斜角探傷法は、探触子から出力される超音波ビームの中心軸(音軸)が、反射源(未溶着部の最奥部等)に当たるような位置に探触子を配置して探傷を行い、受信信号に含まれている反射エコーの高さ(音圧の大きさ)に基づいて、未溶着量、傷の寸法等を計算、推測していたため、反射源の位置と、使用される探触子の屈折角(通常は、45〜70°)から、探触子を配置すべき位置は自ずから限定されることになる。 This point will be described in more detail. In the conventional oblique angle flaw detection method using the SV wave, the central axis (sound axis) of the ultrasonic beam output from the probe is the reflection source (the highest point of the unwelded portion). The probe is placed at a position that hits the back (such as the back), and the flaw detection is performed. Based on the height of the reflected echo contained in the received signal (sound pressure level), the amount of unwelded and the size of the flaw Therefore, the position where the probe should be placed is naturally limited based on the position of the reflection source and the refraction angle of the probe used (usually 45 to 70 °). Become.
具体的には、従来のSV波による一般的な斜角探傷法によって、図1に示すような被検査体の未溶着部5の探傷を行おうとする場合、音軸が未溶着部5の最奥部5aに当たる位置に探触子を配置する必要があるところ、図1に示したように、未溶着部5の最奥部5aは、主板1の表面から屈折角90°の方向に存在しているため、主板1の表面に探触子を配置すると、音軸を未溶着部5の最奥部5aに当てることはできない。このため、従来のSV波による一般的な斜角探傷法による場合、探触子は、立板2の表面に配置せざるを得ない、ということになる。
Specifically, when a conventional oblique angle flaw detection method using SV waves is used to detect the
但し、図1の被検査体においては、立板2の板厚が薄いこと、及び、ビード3の形成位置との関係で、立板2の表面に探触子を配置しても、屈折角70°以内の方向に未溶着部5の最奥部5aを位置させることができない。立板2の表面に配置した探触子の音軸を未溶着部5の最奥部5aに当てるためには、屈折角が80°以上の探触子を用いる必要があるが、この場合、未溶着部5の延在方向(立板2の裏面端部2aから最奥部5aへ至る方向、図1においては水平方向)に対して、音軸が、非常に大きな角度(直角に近い角度)で交差することになることになり、また、80°以上の屈折角の探触子を用いて従来の一般的な斜角探傷法を実施すると、音圧往復通過率が著しく低下してしまうため、良好な探傷を行うことができない。
However, in the object to be inspected in FIG. 1, even if a probe is arranged on the surface of the standing
本実施形態の超音波探傷検査方法は、探触子からの音軸を反射源に直接当てることは意図しておらず、音軸を反射源の近傍へ向けて超音波を送出し、回折波を反射源に当て、その回折波の反射エコーを取得して未溶着部5の評価を行う、というものであり、未溶着部5等の反射源が、探傷面(本実施形態においては、主板1の表面)よりも上方に位置するような場合でも、好適に探傷を行うことができるという点で、従来の斜角探傷法と大きく異なっている。
The ultrasonic flaw detection method according to the present embodiment is not intended to directly apply the sound axis from the probe to the reflection source, but transmits ultrasonic waves with the sound axis directed to the vicinity of the reflection source to generate a diffracted wave. Is applied to the reflection source, and a reflection echo of the diffracted wave is obtained to evaluate the
また、本実施形態の超音波探傷検査方法では、探触子4から送出され、未溶着部5へ至る超音波エコーの伝搬方向(未溶着部5へ到達する回折波の進行方向)と、未溶着部5の延在方向が一致しており(換言すれば、未溶着部5の延在方向と一致する方向の延長線上に探触子4を配置しており)、超音波の伝搬時間の差(超音波が未溶着部5の最奥部5aに到達するまでの時間と、立板2の裏面端部2aに到達するまでの時間の差)から、未溶着部5の寸法を計算、推測しているという点で、未溶着部の延在方向に対して、非常に大きな角度で音軸が交差するように超音波を送出し、反射エコーの高さ(音圧)から未溶着部の寸法を計算、推測する従来の斜角探傷法と大きく異なっている。
Further, in the ultrasonic flaw detection method of the present embodiment, the propagation direction of ultrasonic echoes sent from the probe 4 and reaching the unwelded portion 5 (the traveling direction of the diffracted wave reaching the unwelded portion 5) The extension direction of the welded
このように、本実施形態の超音波探傷検査方法は、従来の斜角探傷法と比較すると、超音波の送信方向(音軸の方向の定め方)、受信信号中の反射エコーの取り扱い方法、未溶着量(溶け込み量)の計算方法が全く異なっている。そして、従来の斜角探傷法では良好に探傷を行うことができないような条件の被検査体に対しても、好適に適用することができ、簡単な手順で、正確に未溶着量及び溶け込み量を計算、推測することができる。 As described above, the ultrasonic flaw detection method according to the present embodiment, compared with the conventional oblique flaw detection method, the ultrasonic transmission direction (how to determine the direction of the sound axis), the method of handling the reflected echo in the received signal, The calculation method of the unwelded amount (penetration amount) is completely different. And, it can be suitably applied to an object to be inspected under conditions where conventional flaw detection cannot be satisfactorily carried out, and it is possible to accurately apply the unwelded amount and the amount of penetration with a simple procedure. Can be calculated and estimated.
次に、本発明の第2の実施形態として、上述の「溶接部の超音波探傷検査方法」を実施する際に好適に用いることができる超音波探傷装置用探触子ユニットについて説明する。本実施形態の探触子ユニットは、図4に示すように、二つの探触子(送信用探触子4a、及び、受信用探触子4b)によって構成されている。
Next, as a second embodiment of the present invention, a probe unit for an ultrasonic flaw detector that can be suitably used when carrying out the above-described “ultrasonic flaw inspection method for welds” will be described. As shown in FIG. 4, the probe unit of the present embodiment is configured by two probes (a
この探触子ユニットを構成する送信用探触子4aは、SV波を発信し、屈折角が78〜88°の範囲内のいずれかの角度(例えば、80°)に設定された高屈折角の斜角探触子である。SV波を発信する探触子であって、このように高い屈折角のものを用いる場合、音圧往復通過率が実質的に低くなってしまうという問題があるほか、第1の実施形態として説明した超音波探傷検査方法は、音軸から離れた音圧の低い領域を利用した探傷となるため、反射源から得られるエコーは微弱で、画面上に明瞭な信号(反射エコー)として表示されにくいという問題がある。また、反射源となる未溶着部5の先端は、鋼材の密着度により、0.1〜2mm程度の寸法と考えられるところ、反射源の寸法が極端に小さい場合には、反射率が急激に低下して、エコーが更に微弱となってしまう可能性がある。そこで、本実施形態の探触子ユニットは、そのような微弱なエコーをも効率よく取得することができるように工夫されている。
The
具体的には、本実施形態における探触子ユニットは、音軸の開き角が、10〜30°の範囲内のいずれかの角度(例えば、20°)に設定されている。ここに言う「音軸の開き角」とは、図5に示すように、探触子ユニットを上方から見た場合に、送信用探触子4aの音軸8aと、受信用探触子4bの音軸8bとが、探触子ユニットの前方において交差する角度R1を意味している。探触子ユニットを水平面上に配置した場合において、音軸8aと音軸8bをそれぞれ水平面上に投影したとき、それらの投影線が交わる角度、と定義することもできる。
Specifically, in the probe unit in the present embodiment, the opening angle of the sound axis is set to any angle within the range of 10 to 30 ° (for example, 20 °). The “sound axis opening angle” here refers to the
更に、本実施形態の探触子ユニットは、屋根角が、1〜10°の範囲内のいずれかの角度(例えば、5°)に設定されている。ここに言う「屋根角」とは、送信用探触子4aの振動板(超音波振動子)と、受信用探触子4bの振動板とを、通常の状態から、各探触子4a,4bの前後方向の中心軸線C1,C2(図6参照)周りに、相反する方向へ(図6(1)において左側の送信用探触子4aについては反時計回り方向へ、図中右側の受信用探触子4bについては時計回り方向へ)それぞれ回転させた場合における当該回転角度の和を意味している。
Furthermore, in the probe unit of the present embodiment, the roof angle is set to any angle within the range of 1 to 10 ° (for example, 5 °). The “roof angle” mentioned here refers to the vibration plate (ultrasonic vibrator) of the
「屋根角を5°に設定した」という場合、各探触子4a,4bの振動板の向き、及び、音軸8a,8bの向きが、各探触子4a,4bの前後方向の中心軸線C1,C2周りにそれぞれ数度(例えば、2.5°ずつ)回転させられた状態となる。但し、各探触子4a,4bの筐体自体が回転する訳ではない。従って、見かけ上の姿勢や向きは、図6(1)に示すように、通常の探触子(屋根角が変更されていない探触子)と変わらない。
When “the roof angle is set to 5 °”, the directions of the diaphragms of the
図6(2)に示すように、通常の探触子4c,4dを、筐体毎回転させて、その音軸8c,8dを、図6(1)に示す「屋根角を5°に設定した探触子4a,4b」の音軸8a,8bとそれぞれ一致するような状態とする場合、それら通常の探触子4c,4dの隣り合う垂直辺の間に形成される角度R2は、探触子4a,4bについて設定された「屋根角」と等しくなり、この場合は「5°」となる。
As shown in FIG. 6 (2), the
本実施形態の探触子ユニットは、上述のような構成に係るものであるところ、第1の実施形態として説明した「溶接部の超音波探傷検査方法」に使用した場合、非常に効率良く、有効な反射エコーを得ることができ、未溶着部5の最奥部5a(図1参照)の曲率半径が非常に小さいような場合であっても、反射エコーとノイズとを、目視によって簡単、かつ、明確に識別できるような受信信号を得ることができる。
The probe unit of the present embodiment is related to the configuration as described above, but when used in the "ultrasonic flaw detection inspection method for welds" described as the first embodiment, it is very efficient, An effective reflection echo can be obtained, and even if the radius of curvature of the
1:主板、
2:立板、
2a:裏面端部、
3:ビード、
3a:始端、
4:探触子、
4a:送信用探触子、
4b:受信用探触子、
4c,4d:通常の探触子、
5:未溶着部、
5a:最奥部、
6:標準試験片、
6a:探傷面、
6b:傾斜部、
6c:厚肉部、
7:横穴、
7a:中心、
8,8a〜8d:音軸、
A,B:反射エコー、
C1,C2:中心軸線、
P:入射点、
1: Main plate,
2: Standing board,
2a: back end,
3: Bead,
3a: the beginning,
4: Probe,
4a: probe for transmission,
4b: reception probe,
4c, 4d: normal probe,
5: Unwelded part,
5a: innermost part,
6: Standard test piece,
6a: flaw detection surface,
6b: inclined part,
6c: thick part,
7: Horizontal hole,
7a: center,
8, 8a to 8d: sound axis,
A, B: Reflected echo,
C1, C2: central axis,
P: incident point,
Claims (3)
SV波を発信し、屈折角が78〜88°の範囲内に設定された探触子を、主板のビード側の表面上に配置し、
前記探触子の先端を、前記ビードの始端の位置或いは始端から3mm以内の位置に合わせた状態で超音波を送信し、
回折現象によって前記ビード内を拡がりながら進行する回折波の反射エコーを含む受信信号を取得し、
探傷面よりも上方へ延在し、内部に横穴が形成された厚肉部を有する標準試験片に対して超音波を送信して予め取得した、前記横穴を反射源とする反射エコーの音圧を基準として、縦軸についての画面表示倍率を調整したうえで、前記受信信号を、時間又は入射点からの距離を横軸としたグラフに画面表示し、
前記受信信号に含まれている回折波の反射エコーが一つのみであった場合には、被検査体の溶接部において未溶着部は形成されていないと判定し、前記受信信号に含まれている回折波の反射エコーが二つであった場合には、被検査体の溶接部において未溶着部が存在していると判定することを特徴とする超音波探傷検査方法。 An ultrasonic flaw detector is used for an object to be inspected that is integrated by welding one end of the upright plate with one end of the upright plate contacting one end of the main plate. Performing a flaw detection inspection, from the received signal obtained, to determine the presence or absence of an unwelded portion in the welded portion of the inspection object, or when there is an unwelded portion in the welded portion of the inspection object, In the ultrasonic flaw detection inspection method to estimate the unwelded amount or the amount of penetration by performing the necessary calculations,
An SV wave is transmitted and a probe whose refraction angle is set within a range of 78 to 88 ° is arranged on the surface of the main plate on the bead side,
Sending ultrasonic waves with the tip of the probe aligned with the position of the start end of the bead or within 3 mm from the start end,
Obtain a received signal including a reflected echo of a diffracted wave that travels while spreading in the bead due to diffraction phenomenon ,
The sound pressure of the reflected echo using the horizontal hole as a reflection source, acquired in advance by transmitting an ultrasonic wave to a standard test piece having a thick-walled portion with a horizontal hole formed therein, extending upward from the flaw detection surface. After adjusting the screen display magnification with respect to the vertical axis, the received signal is displayed on a screen with time or distance from the incident point on the horizontal axis,
If there is only one reflected echo of the diffracted wave included in the received signal, it is determined that an unwelded portion is not formed in the welded portion of the inspection object, and is included in the received signal An ultrasonic flaw detection inspection method, wherein when there are two reflected echoes of diffracted waves, it is determined that an unwelded portion is present in a welded portion of an inspection object .
前記探触子の超音波の入射点から前記立板の裏面端部までの距離と、前記グラフにおいて基点から遠い位置に表示されている反射エコーのグラフ上における読み値と、前記グラフにおいて基点に近い位置に表示されている反射エコーのグラフ上における読み値とに基づいて、前記溶接部の未溶着量或いは溶け込み量を推測することを特徴とする、請求項1に記載の超音波探傷検査方法。 When there are two reflected echoes of the diffracted wave included in the received signal, the reflected echo displayed at a position far from the base point in the graph is a signal with the back end of the vertical plate as a reflection source. And specifying the reflected echo displayed at a position close to the base point as a signal having the innermost part of the unwelded portion as a reflection source,
The distance from the ultrasonic incident point of the probe to the back surface end of the standing plate, the reading on the graph of the reflected echo displayed at a position far from the base point in the graph, and the base point in the graph The ultrasonic flaw detection inspection method according to claim 1 , wherein an unwelded amount or a penetration amount of the welded portion is estimated based on a reading value on a graph of a reflected echo displayed at a close position. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008327619A JP5243229B2 (en) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | Ultrasonic flaw detection method and probe unit for ultrasonic flaw detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008327619A JP5243229B2 (en) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | Ultrasonic flaw detection method and probe unit for ultrasonic flaw detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010151501A JP2010151501A (en) | 2010-07-08 |
JP5243229B2 true JP5243229B2 (en) | 2013-07-24 |
Family
ID=42570785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008327619A Active JP5243229B2 (en) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | Ultrasonic flaw detection method and probe unit for ultrasonic flaw detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5243229B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112856151B (en) * | 2020-12-30 | 2023-01-24 | 厦门捷航工程检测技术有限公司 | Foundation detection equipment with tripod horizontal support frame for building construction |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52119381A (en) * | 1976-03-31 | 1977-10-06 | Sumitomo Metal Ind | Method of setting sensitivity of ultrasonic flaw detector |
JP3023642B2 (en) * | 1993-11-05 | 2000-03-21 | 新日本非破壊検査株式会社 | Insertion depth measurement method for welded pipe joints |
JPH0980031A (en) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Toda Constr Co Ltd | Method and apparatus for ultrasonic flaw detection |
JP3723555B2 (en) * | 2003-05-09 | 2005-12-07 | 川田工業株式会社 | Ultrasonic inspection method for welds |
JP3973603B2 (en) * | 2003-06-06 | 2007-09-12 | 株式会社ニチゾウテック | Defect evaluation apparatus for soil structure, defect evaluation method, and program for causing computer to execute defect evaluation method |
JP4699895B2 (en) * | 2005-12-27 | 2011-06-15 | 川田工業株式会社 | Jig for probe of ultrasonic flaw detector |
JP2007205959A (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Kawada Industries Inc | Probe unit for ultrasonic flaw detector, and method of estimating crack depth by ultrasonic flaw detection method |
JP4885631B2 (en) * | 2006-07-10 | 2012-02-29 | 三菱電機株式会社 | Ultrasonic flaw detection apparatus and ultrasonic flaw detection method |
-
2008
- 2008-12-24 JP JP2008327619A patent/JP5243229B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010151501A (en) | 2010-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5618529B2 (en) | 3D ultrasonic inspection equipment | |
CA2496370C (en) | Ultrasonic flaw detecting method and ultrasonic flaw detector | |
CN104792866A (en) | Ultrasonic detecting and positioning method and device based on TOFD (time of flight diffraction) and phased array | |
JPWO2007004303A1 (en) | Scratch height measuring method and apparatus in ultrasonic flaw detection test | |
JP4116483B2 (en) | Tubular ultrasonic inspection method and apparatus | |
US10712317B2 (en) | Apparatus for detecting defect and method for detecting defect using the same | |
JP6026245B2 (en) | Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus | |
JP5846367B2 (en) | Flaw detection method and flaw detection apparatus for welds using TOFD method | |
JP5730644B2 (en) | Ultrasonic measurement method and apparatus for surface crack depth | |
JP2008164396A (en) | Flaw detection method and flaw detector used therefor | |
JP2007322350A (en) | Ultrasonic flaw detector and method | |
JP5243229B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method and probe unit for ultrasonic flaw detector | |
JP2002062281A (en) | Flaw depth measuring method and its device | |
JP4564183B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method | |
JP2008164397A (en) | Flaw detection method and flaw detector used therein | |
JP3732491B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method and apparatus using longitudinal wave and transverse wave diffracted wave | |
JP3168946U (en) | Ultrasonic flaw detector and penetration width acceptance / rejection determination system | |
JP2009014513A (en) | Ultrasonic flaw detection method | |
JP4112526B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method and apparatus | |
CN103207240B (en) | The measuring method of the longitudinal acoustic pressure distribution of a kind of angle probe ultrasonic field | |
JP3442899B2 (en) | Reference defect inspection jig and ultrasonic inspection method using reference defect inspection jig | |
JP2007205959A (en) | Probe unit for ultrasonic flaw detector, and method of estimating crack depth by ultrasonic flaw detection method | |
JP5421544B2 (en) | Ultrasonic spot weld evaluation method and apparatus | |
JP4761147B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method and apparatus | |
JP5022640B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic flaw detection apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100726 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120301 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120807 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120926 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130312 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130404 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5243229 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |