JP5574731B2 - Ultrasonic flaw detection test method - Google Patents
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Description
本発明は、超音波を利用して非破壊検査を行う超音波探傷試験法に関し、特に溶接箇所の熱影響部の欠陥を探傷するための超音波探傷試験方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic flaw detection test method that performs nondestructive inspection using ultrasonic waves, and more particularly to an ultrasonic flaw detection test method for flaw detection of a heat-affected zone at a welded portion.
火力プラント等の配管溶接部検査においては、非破壊検査として超音波探傷試験が実施され、当該試験により溶接箇所の境界部周囲に形成される熱影響部における欠陥を検出している。このような超音波探傷試験法としては、例えば回折波を利用したTOFD(Time of Fright Diffraction)法が知られている。具体的には、溶接箇所の幅方向一方側に送信用の探触子を配置するとともに、幅方向他方側に受信用の探触子を配置する。そして、送信用の探触子から被検体内部へ溶接箇所に向けて超音波を送信し、当該超音波が欠陥で回折されたものを受信用の探触子で受信することで、欠陥を検出している(例えば、特許文献1参照)。 In the inspection of pipe welds in thermal power plants and the like, an ultrasonic flaw detection test is performed as a nondestructive inspection, and defects in the heat affected zone formed around the boundary portion of the welded part are detected by the test. As such an ultrasonic flaw detection test method, for example, a TOFD (Time of Flight Diffraction) method using a diffracted wave is known. Specifically, a transmitting probe is arranged on one side in the width direction of the welded portion, and a receiving probe is arranged on the other side in the width direction. Then, an ultrasonic wave is transmitted from the transmitting probe to the inside of the subject toward the weld, and the ultrasonic wave diffracted by the defect is received by the receiving probe to detect the defect. (For example, refer to Patent Document 1).
また、他の方法としては、反射波を利用したタンデム法が知られている。具体的には、溶接箇所の幅方向片側に送信用の探触子及び受信用の探触子を配置する。そして、送信用の探触子から所定の角度で被検体の内部へ探傷面と対向する面に向けて超音波を送信し、当該面及び溶接箇所の境界部で反射したものを受信用の探触子で受信することで、欠陥を検出している(例えば、特許文献2参照)。 As another method, a tandem method using a reflected wave is known. Specifically, a transmitting probe and a receiving probe are arranged on one side in the width direction of the welded portion. Then, an ultrasonic wave is transmitted from the transmitting probe to the inside of the subject at a predetermined angle toward the surface facing the flaw detection surface, and the reflection reflected at the boundary between the surface and the welded portion is detected. The defect is detected by receiving with a toucher (for example, refer to Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1のようなTOFD法では、送信用の探触子と受信用の探触子との間で、溶接箇所内部にブローホール等の欠陥が存在すると、当該溶接箇所内部の欠陥で回折したものも受信用の探触子で受信してしまうこととなり、熱影響部の欠陥だけを正確に識別することができなかった。また、TOFD法では、探傷面近傍の欠陥を検出することができないため、溶接箇所の厚さ方向全域を検査するためには、探傷面近傍について斜角探傷法など別の手法を組み合わせる必要があり、片側の熱影響部だけでも2回以上試験を実施する必要があった。さらに、溶接箇所の幅方向両側に探触子を配置する必要があるため、溶接箇所幅方向片側で平坦な探傷面が形成されていない場合には適用できないという問題があった。
一方、特許文献2のようなタンデム法では、溶接箇所幅方向片側で平坦な探傷面が形成されてさえいれば、超音波探傷試験を実施することができ、また、溶接箇所内部におけるブローホール等の欠陥を検出してしまうこともない。しかしながら、送信用の探触子から所定の角度で超音波を送信したとしても、溶接箇所の境界部におけるベベル角の大きさによって、探傷面と対向する面及び境界部で反射されて探傷面に戻ってくる時の位置が異なってしまう。このため、タンデム法では、送信用の探触子と受信用の探触子との相対位置を、境界部のベベル角に応じて設定し、また、検査中は互いの位置関係を正確に保っておく必要があった。
However, in the TOFD method as in
On the other hand, in the tandem method as in
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、最小限の装置構成で容易かつ正確に溶接箇所における境界部周囲に形成される熱影響部の欠陥を検出可能な超音波探傷試験方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is an ultrasonic flaw detection test capable of detecting defects in a heat affected zone formed around a boundary portion in a welding location easily and accurately with a minimum apparatus configuration. A method is provided.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、所定のベベル角をもって溶接された被検体における溶接箇所の境界部周囲に形成された熱影響部の欠陥を検出するための超音波探傷試験方法であって、複数の振動子で構成された探触子を前記被検体の探傷面における溶接箇所の片側に配置し、前記探触子から送信させて前記探傷面から前記被検体内部へと入射させる超音波の屈折角を、前記溶接箇所の前記境界部のベベル角の大きさに応じて、当該探触子の複数の前記振動子の少なくとも一部で受信するように調整する方法であり、前記探傷面から前記被検体内部へと、超音波を横波のモードの屈折波で入射させ、前記探傷面と対向する面で反射させて縦波のモードに変換させて、該縦波のモードで前記溶接箇所の前記片側の前記境界部で略垂直に反射させるように、前記屈折角を設定し、前記探触子で超音波を送受信させる第一の超音波送受信工程と、前記探傷面から前記被検体内部へと、超音波を入射させ、前記溶接箇所の前記片側と反対側の境界部で略垂直に反射させるように前記屈折角を設定し、前記探触子で超音波を送受信させる反対側の境界部を検査する工程とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The present invention is an ultrasonic flaw detection test method for detecting defects in a heat-affected zone formed around a boundary portion of a welded part in a specimen welded with a predetermined bevel angle, and includes a plurality of vibrators said been probes arranged on one side of definitive welding point to inspection surface of the object, the refraction angle of the ultrasonic wave the is incident into the subject from the inspection surface while transmitted from the probe, the In accordance with the size of the bevel angle at the boundary of the welded portion, the probe is adjusted so that it is received by at least a part of the plurality of transducers from the flaw detection surface to the inside of the subject. And the ultrasonic wave is incident as a refracted wave in a transverse wave mode, is reflected by a surface facing the flaw detection surface, is converted into a longitudinal wave mode, and the boundary on the one side of the welding location is the longitudinal wave mode. The refraction angle so that the light is reflected substantially vertically A first ultrasonic transmission / reception step of setting and transmitting / receiving ultrasonic waves with the probe; and entering the ultrasonic wave from the flaw detection surface into the subject, and a boundary on the opposite side to the one side of the welding location And the step of setting the refraction angle so as to be reflected substantially vertically by the portion, and inspecting the boundary portion on the opposite side where ultrasonic waves are transmitted and received by the probe .
この方法によれば、探触子から送信させて前記探傷面から前記被検体内部へと入射させる超音波の屈折角を、前記溶接箇所の前記境界部のベベル角の大きさに応じて、当該探触子の複数の前記振動子の少なくとも一部で受信するように調整していることで、被検体の溶接箇所の幅方向片側からのみで、熱影響部における欠陥を検出することができる。また、境界部のベベル角に応じて、探触子から送信させて探傷面から被検体内部へと入射させる超音波の屈折角を調整して、複数の振動子を有する一つの探触子で送受信可能としていることで、複数の探触子を用いて互いの位置関係を調整する必要なく、容易かつ正確に、熱影響部における欠陥を検出する試験を実施することができる。 According to this method, the refraction angle of the ultrasonic wave transmitted from the probe and made incident on the inside of the subject from the flaw detection surface is determined according to the size of the bevel angle of the boundary portion of the welding location. By adjusting so as to be received by at least a part of the plurality of transducers of the probe, it is possible to detect a defect in the heat affected zone only from one side in the width direction of the welded portion of the subject. In addition, according to the bevel angle of the boundary, the refraction angle of the ultrasonic wave transmitted from the probe and incident from the flaw detection surface to the inside of the subject is adjusted, and one probe having a plurality of transducers is used. By enabling transmission / reception, it is possible to easily and accurately perform a test for detecting defects in the heat-affected zone without having to adjust the positional relationship between the probes using a plurality of probes.
さらに、第一の超音波送受信工程では、境界部で略垂直に反射させるように、屈折角を設定することで、探触子から送信された超音波は、境界部で反射した後に再びほぼ同じ経路をもって当該探触子に受信されることとなり、最小限の大きさの探触子で送受信を実施することができる。 Furthermore , in the first ultrasonic transmission / reception process, the refraction angle is set so that the reflection is performed substantially perpendicularly at the boundary, so that the ultrasonic wave transmitted from the probe is almost the same again after being reflected at the boundary. It is received by the probe along a route, and transmission / reception can be performed with a probe having a minimum size.
さらに、探触子から送信される超音波を小さな屈折角で横波のモードで探傷面から入射させることで、入射した屈折波は、探傷面と対向する面で、大きな反射角をもって縦波のモードで反射することとなる。このため、ベベル角の大きな境界部においても、探触子を溶接箇所から幅方向に離間させることなく超音波を垂直に反射させて、当該探触子で受信させることができる。 Furthermore , by making the ultrasonic wave transmitted from the probe incident from the flaw detection surface in a transverse wave mode with a small refraction angle, the incident refracted wave is a longitudinal wave mode with a large reflection angle on the surface facing the flaw detection surface. Will be reflected. For this reason, ultrasonic waves can be reflected vertically and received by the probe without separating the probe in the width direction from the welding location even at a boundary portion having a large bevel angle.
また、上記の超音波探傷試験方法において、前記探傷面から前記被検体内部へと入射する屈折波と同一のモードで前記探傷面と対向する面及び前記片側の前記境界部で反射させた反射波を受信するように、前記探触子で送受信させる第二の超音波送受信工程を備え、前記境界部のベベル角が前記被検体の厚さ方向に変化する場合に、前記ベベル角が相対的に大きい前記厚さ方向の範囲に対しては前記第一の超音波送受信工程を実施し、前記ベベル角が相対的に小さい前記厚さ方向の範囲に対しては前記第二の超音波送受信工程を実施することを特徴としている。
In the ultrasonic flaw detection test method described above, the reflected wave reflected by the surface facing the flaw detection surface and the boundary portion on one side in the same mode as the refracted wave incident from the flaw detection surface into the subject. A second ultrasonic transmission / reception step for transmitting / receiving with the probe, and when the bevel angle of the boundary changes in the thickness direction of the subject, the bevel angle is relatively The first ultrasonic transmission / reception step is performed for a large range in the thickness direction, and the second ultrasonic transmission / reception step is performed for the range in the thickness direction where the bevel angle is relatively small. It is characterized by implementation.
この方法によれば、ベベル角の大小により第一の超音波送受信工程と第二の超音波送受信工程を組み合わせることで、同一の探触子で、溶接箇所の幅方向に位置を変えることなく、被検体の厚さ方向全体にわたって熱影響部の欠陥の有無を検出することができる。 According to this method, by combining the first ultrasonic transmission / reception process and the second ultrasonic transmission / reception process by the size of the bevel angle, without changing the position in the width direction of the welding location with the same probe, The presence or absence of defects in the heat affected zone can be detected over the entire thickness direction of the subject.
本発明の超音波探傷試験方法によれば、容易かつ正確に溶接箇所における境界部周囲に形成される熱影響部の欠陥を検出することができる。 According to the ultrasonic flaw detection test method of the present invention, it is possible to easily and accurately detect defects in the heat affected zone formed around the boundary portion in the welded portion.
本発明の実施形態を図1から図10に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の超音波探傷試験に利用する超音波探傷システムの一例を示している。図1及び図2に示すように、超音波探傷システム100は、二つの探触子110(110A、110B)と、二つの探触子110から送信される超音波の制御、及び受信される超音波の解析を行う信号処理装置120とを備える。信号処理装置120は、情報を入力するためのボタンやノブ等の入力手段121と、情報を出力するためのディスプレイ等の出力手段122とを有する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an example of an ultrasonic flaw detection system used for the ultrasonic flaw detection test of the present embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic
また、探触子110は、複数の振動子113が配列した送受信面111aを具備して超音波を送受信可能なフェーズドアレイを構成する探触子本体111と、探触子本体111を傾斜して探傷面201上に取り付けるウェッジ112とを有する。探触子本体111を構成する複数の振動子113は、圧電素子からなり、それぞれが信号処理装置120からの電気信号に入力に基づいて、各々独立して振動して超音波を発振し、また、受信することが可能となっている。このため、探触子本体111は、信号処理装置120の制御のもと、複数の振動子113の全部または一部から、所望の角度で超音波を送信させることが可能であるとともに、複数の振動子113の全部または一部で入力される超音波を受信し、電気信号として信号処理装置120へ出力することが可能となっている。
In addition, the
ウェッジ112は、探傷面201に密着して取り付けられる接触面112aを有するとともに、探触子本体111における超音波の送受信が行われる送受信面111aが密着して取り付けられる取付面112bを具備する。このため、探触子本体111の送受信面111aから、送受信面111aに交差する方向に縦波のモードで送信される超音波は、探傷面201に対して傾斜した方向にウェッジ112の内部を伝播し、探傷面201においてウェッジ112及び被検体200の材質に応じた屈折角で屈折して、探傷面201から被検体200内部へと入射される。
The
ここで、探傷面201に垂直な軸線Lに対して、探触子本体111から探傷面201に入射する超音波S1の入射角をθ0、探傷面201で屈折して被検体200内部へと伝播する屈折波S1の屈折角をθ1とし、また、ウェッジ112における音速をV0、被検体200における音速をV1とすると、以下の関係式が成立する。
Here, with respect to the axis L perpendicular to the
ここで、探触子110の各振動子113から発振されウェッジ112内を伝播する超音波S1は、縦波のモードであり、V0には縦波のモードにおける音速が入力される。<数1<から、所望のモード(例、鋼の場合V1が縦波の場合5900m/S、横波の場合3200m/S)でフェーズドアレイの制御中心角となる屈折角θ1となる入射角θ0を決定することができる。
Here, the ultrasonic wave S 1 that is oscillated from each
また、屈折角θ1で被検体200の内部を伝播する屈折波S1は、溶接箇所の境界部や探傷面201と反対側の裏面202で反射する。なお、以下では説明を容易なものとするために、探傷面201と裏面202は平行であるものとし、裏面202での入射角が探傷面201での屈折角θ1と等しいものとして説明するが、裏面202が探傷面201と平行でない場合には、以下のθ1を裏面202に垂直な軸に対する角度に置き換えれば良い。そして、横波のモードで裏面202に入射する場合、入射角θ1が被検体200の材質によって決定される第2の臨界角θc2より大きい場合には、反射角θ2が入射角θ1と同じ大きさで同一モードとなる横波のモードだけの反射波S2で反射することとなる。また、入射角θ1が第2の臨界角θc2以下である場合には、横波のモードで反射するとともに、<数2>を満たす反射角θ3で縦波のモードの反射波S3で反射することとなる。ここで、縦波のモードでの音速V1Lは、横波のモードでの音速V1Sよりも大きいため、入射角に対して反射角が音速比V1L/V1Sに対応する比率だけ大きくなる。
Further, the refracted wave S 1 propagating through the subject 200 at the refraction angle θ 1 is reflected by the boundary portion of the welded part and the
縦波のモードで裏面202に入射する場合も同様であり、第2の臨界角θc2と対応する角度を臨界角として、当該臨界角未満である場合には入射角と同じ大きさの反射角で同一モードとなる縦波のモードで反射するとともに、<数2>を満たす反射角で横波のモードでも反射し、また、当該第2の臨界角θc2以上である場合には<数2>を満たす反射角で横波のモードだけで反射することになる。
The same applies to the case where the light beam is incident on the
そして、本実施形態では、<数1>及び<数2>の関係式に基づいて、探触子本体111から送信され探傷面201から被検体200内部へと伝播する屈折波S1が溶接箇所の境界部で反射した反射波を、同じ探触子110で受信可能とするような屈折角θ1を求め、当該屈折角θ1となるような入射角θ0となるように探触子本体111の振動子113から超音波を送信させる。そして、本実施形態の超音波探傷試験方法は、検査対象となる被検体200の溶接箇所において、境界部周囲に形成される熱影響部の欠陥を検出するためのもので、境界部のベベル角に応じて屈折角θ1を変化させることに特徴がある。
In this embodiment, the refracted wave S 1 transmitted from the probe
次に、被検体200の溶接箇所203の境界部周囲の熱影響部の欠陥を検出方法について具体的に説明する。図1に示すように、被検体200は、2つの同一材料からなる板状部材200A、200Bを突き合わせ溶接して構成されたものである。ここで、各板状部材200A、200Bは、それぞれ厚さ方向に二つの異なるベベル角φ1、φ2を有する開先形状を有しており、表面(探傷面201)に対する角度であるベベル角φ1、φ2は、表面側の第一の境界部204の方が裏面202側の第二の境界部205よりも小さな角度に設定されている。そして、このような被検体200に対して以下のように第一の境界部204及び第二の境界部205の周囲に形成された熱影響部206の欠陥の検出を実施する。
Next, a method for detecting defects in the heat affected zone around the boundary of the welded
まず、図1に示すように、探触子配置工程として、2つの探触子110を溶接箇所203の幅方向両側に配置する。次に、図3に示すように、タンデムスキャン実施工程(第二の超音波送受信工程)として、第一の境界部204についてその周囲の熱影響部206の欠陥の検出を行う。なお、図3では、図1及び図2に示される探触子本体111及びウェッジ112で構成される探触子110を簡略化して表示しており、ウェッジ112における接触面112aの範囲のみを表示している。以下、図4〜図10でも同様である。すなわち、図3に示すように、それぞれの探触子110において、溶接箇所203から離間した範囲Aと対応する複数の振動子113から超音波を送信させ、被検体200内部を伝播させて裏面202で反射させた後、第一の境界部204で反射させて、再び同じ探触子110の溶接箇所203に近接した範囲Bと対応する複数の振動子113で受信させるように、探傷面201から被検体200内部を伝播する屈折波S1の屈折角を設定する。
First, as shown in FIG. 1, as a probe placement step, two
次に、リニアスキャン実施工程(第一の超音波送受信工程)として、第二の境界部205についてその周囲の熱影響部206の欠陥の検出を行う。すなわち、図4に示すように、それぞれの探触子110において、探触子110の全部または一部の振動子113から超音波を送信させ、被検体200内部に横波のモードで伝播させ、裏面202で縦波のモードで反射させて、第二の境界部205で垂直に反射させるように、屈折角を設定する。
すなわち、第二の境界部205のベベル角φ2から、裏面202での反射角θ3を求める。次に、反射角θ3及び<数2>から、裏面202での入射角θ1、すなわち屈折角θ1を求めることができる。このため、当該屈折角θ1となるように範囲Cと対応する振動子113で超音波を送信させることで、同範囲Cにおいて第二の境界部205からの反射波を受信することができる。
Next, as a linear scan execution process (first ultrasonic transmission / reception process), a defect of the heat affected
That is, the reflection angle θ 3 on the
以下、本実施形態の実施例について説明する。
図5から図7に示すように、厚さが50mmの2つの板状部材200A、200Bを、表面から深さ30mmまで第一の境界部204として、ベベル角φ1を5度に設定するとともに、残りの裏面202までを第二の境界部205としてベベル角φ2を20度に設定して、両者を溶接して構成した被検体200の熱影響部206を検査する場合を例としている。
Hereinafter, examples of the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 5 to 7, two plate-
そして、図5に示すように、屈折角θ1を35度として第一の境界部204にタンデムスキャン実施工程を実施すると、幾何学的条件により送信用の振動子113としては、第一の境界部204上端から65.8mmまで必要となり、当該送信用の振動子113よりも溶接箇所203側を受信用の振動子113として、第一の境界部204で反射して探傷面201に垂直な軸Lに対して45度で入射する超音波を受信することができる。
Then, as shown in FIG. 5, when the tandem scan execution step is performed on the
リニアスキャン実施工程では、第二の境界部205のベベル角φ2が20度であるから、裏面202における反射角θ2は70度に設定される。このため、モード変換波を利用する場合には<数2>から屈折角(入射角)θ1を逆算すると、30度となる。すると、図6に示すように、幾何学的条件により、第一の境界部204上端から83.2mmまで必要となる。すなわち、探傷面201において第一の境界部204上端から83.2mmの範囲で送信または受信を実施可能な大きさの探触子110を用いることで、一つの探触子110で上記被検体200に対して、タンデムスキャン実施工程及びリニアスキャン実施工程を、溶接箇所203の幅方向に移動させることなく実施することができる。
In the linear scan execution step, the bevel angle φ 2 of the
一方、横波のモードで裏面202で反射させて第二の境界部205に垂直に入射し、その反射波を測定する場合には、図7に示すように、第一の境界部204の上端から192.8mmの範囲で探触子110によって送信または受信することで同様の測定が可能であるが、タンデムスキャン実施工程を同じ位置で実施可能とするには、探触子110の大きさが192.8mmと大きくなってしまう。
以上のように、モード変換を利用することにより、単独のモードの超音波のみを利用する場合と比較して、タンデムスキャン実施工程を同じ位置で実施可能としつつ、探触子110の大きさを192.8mmから83.2mmへと2分1以下にまで小型化することができる。
On the other hand, when the reflected wave is reflected by the
As described above, by using the mode conversion, the size of the
なお、上記においては、二つの大きさの異なるベベル角φ1、φ2に設定された第一の境界部204及び第二の境界部205を有する溶接箇所203について検査するものとしたが、これに限るものではなく、単一のベベル角φを有する溶接箇所203について適用するものとしても良い。
この場合には、ベベル角φが大きい場合には、図8に示すように境界部全体にわたってリニアスキャン実施工程を実施する。また、ベベル角φが小さい場合には、図9に示すように示すように境界部全体にわたってタンデムスキャン実施工程を実施することで、最小限の大きさの探触子110で、境界部全体にわたって探触子110の位置をずらすことなく一度に欠陥の検出を行うことができる。
In the above description, the
In this case, when the bevel angle φ is large, a linear scan execution step is performed over the entire boundary as shown in FIG. Further, when the bevel angle φ is small, the tandem scan execution process is performed over the entire boundary portion as shown in FIG. 9, so that the
また、上記においては、溶接箇所203幅方向両側に探触子110を配置して、一方の探触子110Aで一方側の境界部周囲の熱影響部206を検査し、他方の探触子110Bで他方側の境界部周囲の熱影響部206を検査するものとしたが、溶接箇所203の片側のみに一つの探触子110を配置して、当該探触子110により両側の熱影響部206を検査するものとしても良い。
すなわち、まず、探触子110が配置された側の片側の熱影響部206について、図3及び図4に基づいて説明した測定方法同様に第一の境界部204及び第二の境界部205のベベル角φ1、φ2に応じて屈折角を設定し、タンデムスキャン実施工程及びリニアスキャン実施工程を実施する。
Further, in the above, the
That is, first, with respect to the heat affected
次に、図10に示すように、探触子110が配置された側と反対側の第一の境界部204及び第二の境界部205のそれぞれについて、そのベベル角φ1、φ2に応じて垂直に反射させるように、屈折角θ1を設定する。これにより、第一の境界部204及び第二の境界部205で反射された反射波は、入射波と同じ経路で各振動子113に受信され、欠陥を検出することができる。
このため、図10に示すような管径が軸方向に一定の直管200Cと、管径が軸方向に変化するテーパ管200Dとの溶接継手部においても、直管200C側からのみ、テーパ管200Dの形状の影響を受けることなく両側の熱影響部206の欠陥の検出を行うことができる。
Next, as shown in FIG. 10, each of the
For this reason, in a welded joint portion between a
以上のように、本実施形態の超音波探傷試験方法によれば、探触子110から送信させて探傷面201から被検体200内部へと入射させる超音波の屈折角θ1を、溶接箇所203の境界部のベベル角φ1、φ2の大きさに応じて、当該探触子110の複数の振動子113の少なくとも一部で受信するように調整している。このため、被検体200の溶接箇所203の幅方向片側からのみでも、熱影響部206における欠陥を検出することができる。また、本実施形態では、境界部のベベル角φ1、φ2に応じて、探触子110から送信させて探傷面201から被検体200内部へと入射させる超音波の屈折角θ1を調整して、複数の振動子113を有する一つの探触子110で送受信可能としている。このため、複数の探触子110を用いて互いの位置関係を調整する必要なく、容易かつ正確に、熱影響部206における欠陥を検出する試験を実施することができる。
As described above, according to the ultrasonic flaw detection test method of this embodiment, the refraction angle θ 1 of the ultrasonic wave transmitted from the
ここで、TOFD法で同じ被検体200について超音波探傷試験を実施する場合には、両側に探触子110を配置して、一方側の境界部について検査をした後に、他方側の境界部について検査を行う。さらに、表面付近については、両側それぞれについて別途斜角探傷法により検査を行う必要があり、計4回の試験を実施する必要がある。しかしながら、本実施形態の超音波探傷試験においては、同じ探触子で送受信を実施することから、両側の探触子でそれぞれ同時に超音波探傷試験を実施することでき、すなわち最大で1試験回数で溶接箇所両側の熱影響部について欠陥を検出することができる。また、本実施形態の超音波探傷試験方法では、反射波を利用して欠陥を検出し、TOFD法のように回折波を利用していないことから、熱影響部で検出される欠陥と、溶接箇所内部における欠陥とを時間的に分離することができ、両者の識別が容易である。
Here, when an ultrasonic flaw detection test is performed on the
また、リニアスキャン実施工程(第一の超音波送受信工程)では、境界部で略垂直に反射させるように、屈折角を設定することで、探触子110から送信された超音波は、境界部で反射した後に再びほぼ同じ経路をもって当該探触子110に受信されることとなり、最小限の大きさの探触子110で送受信を実施することができる。
Further, in the linear scan execution step (first ultrasonic transmission / reception step), the refraction angle is set so as to reflect substantially perpendicularly at the boundary portion, so that the ultrasonic wave transmitted from the
さらに、探触子110から送信される超音波を小さな屈折角で横波のモードで探傷面201から入射させることで、入射した屈折波S1は、探傷面201と対向する面で、大きな反射角をもって縦波のモードで反射することとなる。このため、ベベル角の大きな境界部においても、探触子110を溶接箇所203から幅方向に離間させることなく超音波を垂直に反射させて、当該探触子110で受信させることができる。
Further, by making the ultrasonic wave transmitted from the
特に、ベベル角φの大小によりリニアスキャン実施工程(第一の超音波送受信工程)と(タンデムスキャン実施工程)第二の超音波送受信工程を組み合わせることで、同一の探触子110で、溶接箇所203の幅方向に位置を変えることなく、被検体200の厚さ方向全体にわたって熱影響部206の欠陥の有無を検出することができる。
In particular, by combining the linear scan execution process (first ultrasonic transmission / reception process) and the (tandem scan execution process) second ultrasonic transmission / reception process depending on the size of the bevel angle φ, the welding location of the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
110、110A、110B 探触子
113 振動子
200 被検体
201 探傷面
202 裏面(探傷面と対向する面)
203 溶接箇所
204 第一の境界部
205 第二の境界部
206 熱影響部
S1 屈折波
θ1 屈折角
φ、φ1、φ2 ベベル角
110, 110A,
203
Claims (2)
複数の振動子で構成された探触子を前記被検体の探傷面における溶接箇所の片側に配置し、前記探触子から送信させて前記探傷面から前記被検体内部へと入射させる超音波の屈折角を、前記溶接箇所の前記境界部のベベル角の大きさに応じて、当該探触子の複数の前記振動子の少なくとも一部で受信するように調整する方法であり、
前記探傷面から前記被検体内部へと、超音波を横波のモードの屈折波で入射させ、前記探傷面と対向する面で反射させて縦波のモードに変換させて、該縦波のモードで前記溶接箇所の前記片側の前記境界部で略垂直に反射させるように、前記屈折角を設定し、前記探触子で超音波を送受信させる第一の超音波送受信工程と、
前記探傷面から前記被検体内部へと、超音波を入射させ、前記溶接箇所の前記片側と反対側の境界部で略垂直に反射させるように前記屈折角を設定し、前記探触子で超音波を送受信させる反対側の境界部を検査する工程とを備える
ことを特徴とする超音波探傷試験方法。 An ultrasonic flaw detection test method for detecting defects in a heat-affected zone formed around a boundary portion of a welded part in a specimen welded with a predetermined bevel angle,
Place a plurality of probes composed of a vibrator on one side of the subject of the probe definitive scratch surface welding point, ultrasonic wave is incident to the inside of the subject from the inspection surface while transmitted from the probe Is adjusted so as to be received by at least a part of the plurality of transducers of the probe according to the bevel angle of the boundary portion of the welded portion ,
An ultrasonic wave is incident from the flaw detection surface into the subject as a refracted wave in a transverse wave mode, reflected by a surface facing the flaw detection surface and converted into a longitudinal wave mode, and in the longitudinal wave mode. A first ultrasonic transmission / reception step of setting the refraction angle so as to reflect substantially perpendicularly at the boundary portion on the one side of the welding location, and transmitting / receiving ultrasonic waves with the probe;
The refraction angle is set so that an ultrasonic wave is incident from the flaw detection surface to the inside of the subject and reflected substantially perpendicularly at a boundary portion on the opposite side to the one side of the welded portion, and the probe is used to And a step of inspecting a boundary portion on the opposite side where sound waves are transmitted and received.
前記探傷面から前記被検体内部へと入射する屈折波と同一のモードで前記探傷面と対向する面及び前記片側の前記境界部で反射させた反射波を受信するように、前記探触子で送受信させる第二の超音波送受信工程を備え、
前記境界部のベベル角が前記被検体の厚さ方向に変化する場合に、前記ベベル角が相対的に大きい前記厚さ方向の範囲に対しては前記第一の超音波送受信工程を実施し、前記ベベル角が相対的に小さい前記厚さ方向の範囲に対しては前記第二の超音波送受信工程を実施することを特徴とする超音波探傷試験方法。 The ultrasonic flaw detection test method according to claim 1 ,
The probe is adapted to receive the reflected wave reflected from the boundary portion on one side and the surface facing the flaw detection surface in the same mode as the refracted wave entering the subject from the flaw detection surface. A second ultrasonic transmission / reception step for transmitting and receiving,
When the bevel angle of the boundary portion changes in the thickness direction of the subject, the first ultrasonic transmission / reception step is performed for the range in the thickness direction where the bevel angle is relatively large, The ultrasonic testing method according to claim 2, wherein the second ultrasonic transmission / reception step is performed for a range in the thickness direction in which the bevel angle is relatively small.
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