JP5883605B2 - ドラム缶検査方法及びその装置 - Google Patents
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Description
前記ドラム缶の側板について、側板面に取付けた超音波探傷手段よりSH波を側板の円周方向に入射して減肉箇所の検出を行う側板検査を行うに当たり、
前記側板検査が、
ドラム缶の側板の中央高さ位置でSH波を側板の円周方向に入射させ、
同じ測線上の上端部及び下端部で前記中央高さ位置での入射方向の反対円周方向に入射させることを特徴とするものである。
前記超音波手段は底板周縁の嵌合縁部に沿って約1/3周移動させることを特徴とするものである。
前記ドラム缶の側板面に取付けて、SH波を側板の円周方向に入射させて減肉箇所の検出を行う側板超音波探傷手段を備え、
前記側板超音波探傷手段が、
ドラム缶の側板の中央高さ位置でSH波を側板の円周方向に入射させ、
同じ測線上の上端部及び下端部で前記中央高さ位置での入射方向の反対円周方向に入射させることを特徴とするものである。
前記超音波手段は底板周縁の嵌合縁部に沿って約1/3周移動させることを特徴とするものである。
1.検査法
探査対象となるドラム缶の現地の保管状態では、側面の1/3程度が実際の作業範囲で、底面は実質的に作業ができない状態である。このため、ドラム缶の側面に対して縦方向からSH波を入力する方法では、探査が不可能である。これを回避するために、側板では探触子の超音波入射方向を円周に沿った水平とし、底版は嵌合部から入射すると言う方法を考案し、探査の可能性を確認する実験を行うこととした。
図1はドラム缶の正面図である。図2はドラム缶の平面図である。ドラム缶の形状・寸法・内径は次の通りである。ドラム缶内径(567±3mm)、外高(890±5mm)、容量(212L以上)、板厚(1.6mm)である。
超音波探傷装置は、菱電湘南エレクトロニクス社(株)製低周波汎用超音波探査機UI−23LFを用い、SH波探触子の周波数は、0.5MHzとした。
(1) ドラム缶側板に貫通孔及び非貫通の円錐状のきずを加工した。具体的には、図1に示したドラム缶の正面図で黒四角印の貫通孔S1〜S9である。尚、図示してはいないが図1の裏面側に溶接線Aから測線2を通過した約700mm離れた地点にドラム缶内側にS1〜S9と同様に非貫通孔R1〜R9が形成されている。
(2) ドラム缶底版に貫通孔及び非貫通の円錐状のきずを加工した。具体的には、図2に示したドラム缶の平面図で黒丸印の非貫通のきずA1〜A8と黒四角印の貫通孔B1〜B8である。
ドラム缶側板の計測を行った。溶接部Aを介して超音波が伝搬するかを検証するため、溶接部Aを挟んで、測線1と測線2とのを2本を設定した。図1に示す通り、測線1はドラム缶側板の貫通孔S1が形成されており、表面の溶接線Aから約95mmの地点である。測線2は表面の溶接線Aに対して測線1の対向側に配され、溶接線Aに対してから約410mmの地点とした。また、S9から218mm離れた測線3を設定した。
ゲイン : 40.0dB 試験周波数 : 0.5MHz
測定範囲 : 1000mm 屈折角 : 90.0°
音速 : 3.22km/s
図3は測線1から非貫通孔R1〜R9に向かってSH波を照射した結果の探傷波形を示す線図である。a図は測線1上の上端部と第1リム間に超音波探触子を設置した結果を示し、b図は測線1上の第1リムと第2リム間に超音波探触子を設置した結果を示し、c図は測線1上の第2リムと下端部間に超音波探触子を設置した結果を示す。
図4は測線2からS1〜S9に向かってSH波を照射した結果の探傷波形を示す線図である。図は測線2上の上端部と第1リム間に超音波探触子を設置した結果を示す。図に示す通り、折れ線部が反射エコー、高さが反射エコー高さで0〜100%で表示される。下の数字が探触子からの距離である(mm)。溶接線Aを超えてSH波の超音波が伝達されて非貫通孔を検知することが示された。
図5は測線3からS1〜S9に向かってSH波を照射した結果の探傷波形を示す線図である。a図は測線1上の上端部と第1リム間に超音波探触子を設置した結果を示し、b図は測線1上の第1リムと第2リム間に超音波探触子を設置した結果を示し、c図は測線1上の第2リムと下端部間に超音波探触子を設置した結果を示す。
溶接線Aを跨いだ反射エコーを更に検証した。溶接線Aを中心として貫通孔S1から200mm離れた測線上に超音波探触子11に横波専用の接触媒質を介して側板に固定し、SH波を照射した。図6はその結果の探傷波形を示す線図である。図に示す通り、折れ線部が反射エコー、高さが反射エコー高さで0〜100%で表示される。下の数字が探触子からの距離である(mm)。
測線2から非貫通孔R1を狙って探触子を置く。この場合、探触子11を上端に付けた位置では感度がないので、上端から52mm下げた測線地点で200mmの位置にR1を見つけていることから、側板に横方向で入力する場合のSH波伝播角度は約29度となることが確認された。尚、縦方向に入力する場合の同角度が約18度であることを考えると、この角度は大きい。その原因は次の2つが考えられた。
(2) 縦方向入力では、振動方向に沿って曲率が大きくなるため、伝播損失が大きい。
側板において、溶接線を越えてSH波が伝播され、尚且つSH波伝播角度は約29度となることが確認された。そのため、山積みの状態となり、実質的に側面の1/3程度が表に出ている状態であっても、1つの測線上で少なくとも3カ所で探傷することにより、側板の欠損を外面側から検出することができることがわかった。具体的には、図7は側板での探傷位置を示す側板展開図である。図に示す通り、ドラム缶の側板の中央高さ位置でSH波を側板の円周方向に入射させて減肉箇所の検出を行い、同じ測線上の上端及び下端部で中央部と反対側に円周方向に入射させて減肉箇所の検出を行うことにより、側板の全面を計測することができる。
(6-1) 底坂での測定1
図2に示す平面図において、6時に該当する位置に底板超音波探傷手段としての超音波探触子21に横波専用の接触媒質を介して側板に固定し、SH波を照射した。尚、超音波探傷子21は底板の嵌合部に当接させて照射させた。
ゲイン : 40.0dB 試験周波数 : 0.5MHz
測定範囲 : 2730mm 屈折角 : 90.0°
音速 : 3.22km/s
図9はアクリル治具を装着したSH波探傷子の構成を示す説明図であり、a図は平面図、b図は正面図、c図は側面図である。嵌合部から接触面積が小さいことを補完する目的から底板側面の曲率に合わせたアクリル製の治具を製作し、これを用いて測定を行った。具体的には、図9に示す通り、アクリル治具91の凹部93にSH波探触子21を装着させた。この際に、SH波探触子21の超音波発振面22をドラム缶底板の側面の曲率に合わせた曲面92の上部に形成された凹部93の底面に接触するように凹部93に嵌合させてSH波探触子21を装着した。
嵌合部の巻き込み部と端部までの長さを測定した。巻き込み部は40mmであり、対面の端部までは620mmであった。図10の測定画面では615mmでエコーがあるが、巻き尺測定での緩みの誤差と思われた。そこで、感度を上げて、エコー位置を確認した(+10dB)。図11は感度を上げた場合での底板の嵌合部からR1〜R9に向かってSH波を照射した結果の探傷波形を示す線図である。
以上の通り、側板検査により、側板面に取付けた超音波探傷手段よりSH波を側板の円周方向に入射して減肉箇所の検出を行うことにより、ドラム缶側板の溶接部を超えて超音波が伝達されて欠損を検知することができ、これにより、山積みの状態となり、実質的に側面の1/3程度が表に出ている状態であっても、ドラム缶の断面欠損を外面側から検出することができることが確認できた。尚、この側板検査を精密な検査の予備検査として用いることにより、検査時間の短縮が達成される。即ち、欠損の検出が無いドラム缶については、精密な検査を行う必要が無く、欠損の検出が疑われたドラム缶については、円周方向を逆にして欠損位置の距離を計測したり、従来のより精密な検査を行ってその欠損位置を特定する。これにより、検査時間の短縮と検査費用の低減が達成される。
Claims (6)
- ドラム缶の内面側に発生する断面欠損を外面側から検出するドラム缶検査方法であって、
前記ドラム缶の側板について、側板面に取付けた超音波探傷手段よりSH波を側板の円周方向に入射して減肉箇所の検出を行う側板検査を行うに当たり、
前記側板検査が、
ドラム缶の側板の中央高さ位置でSH波を側板の円周方向に入射させ、
同じ測線上の上端部及び下端部で前記中央高さ位置での入射方向の反対円周方向に入射させることを特徴とするドラム缶検査方法。 - 前記ドラム缶の底板について、底板周縁の嵌合縁部に取付けた超音波探傷手段よりSH波を底板平面に沿った水平方向に入射して減肉箇所の検出を行う底板検査を更に行うものであり、
前記超音波手段は底板周縁の嵌合縁部に沿って約1/3周移動させることを特徴とする請求項1に記載のドラム缶検査方法。 - 前記ドラム缶が、鉄板の両面に亜鉛メッキし、この亜鉛メッキの表面に樹脂膜を施したものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のドラム缶検査方法。
- ドラム缶の内面側に発生する断面欠損を外面側から検出するドラム缶検査装置であって、
前記ドラム缶の側板面に取付けて、SH波を側板の円周方向に入射させて減肉箇所の検出を行う側板超音波探傷手段を備え、
前記側板超音波探傷手段が、
ドラム缶の側板の中央高さ位置でSH波を側板の円周方向に入射させ、
同じ測線上の上端部及び下端部で前記中央高さ位置での入射方向の反対円周方向に入射させることを特徴とするドラム缶検査装置。 - 前記ドラム缶の底板周縁の嵌合縁部に取付けて、SH波を底板平面に沿った水平方向に入射させて減肉箇所の検出を行う底板超音波探傷手段を更に備え、
前記超音波手段は底板周縁の嵌合縁部に沿って約1/3周移動させることを特徴とする請求項4に記載のドラム缶検査装置。 - 前記底板超音波探傷手段が、前記底面周縁の嵌合縁部の曲面に合致する当接片を備えたことを特徴とする請求項4又は5に記載のドラム缶検査装置。
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