JP6854677B2 - 超音波探触子、超音波探傷装置、及び超音波探傷方法 - Google Patents
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Description
この方法で接合された配管の接合部分全体を超音波探傷するために、テーパ部(外周面のうちテーパが付けられている部分)に超音波探触子を移動させ、さらに、直線部に超音波探触子を移動させて超音波で接合部分を走査する場合がある。
また、直線部に配置される第1アレイから超音波を発信して第1領域を超音波探傷し、テーパ部に配置される第2アレイから超音波を発信して第2領域を超音波探傷するので、配管と溶接部との境界全体を超音波探傷することができる。
また、第1アレイから発信された第1超音波が、第1領域によって反射された後に、第2アレイで受信されることで、第1領域を超音波探傷し、第2アレイは第2領域に対するタンデムスキャンの実行によって、第2領域を超音波探傷するので、配管と溶接部との境界全体を超音波探傷することができる。また、このような超音波探傷を行うのに適した配管と溶接部との境界に対して、短時間で境界全体を探傷することができる。
また、第1アレイと第2アレイとの角度が可変であることで、超音波探触子は様々なテーパ角度の配管の超音波探傷を高精度に行なうことができる。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
尚、第2アレイ120が備える第2アレイ用振動子121の数は、セクタスキャン及び後述するタンデムスキャンを実行可能な数であればよい。
超音波探傷装置1は、第2配管920と溶接部930との境界面を超音波探傷する。
尚、第1アレイ110が備える第1アレイ用振動子111の数は、セクタスキャン及びタンデムスキャンを実行可能な数であればよい。
尚、第1超音波とは、第1アレイ用振動子111の各々から発信された超音波であってもよいし、第1アレイ用振動子111の各々から発信された超音波を合成した超音波であってもよい。
尚、第1超音波U1の入射角度D1は35度以上55度以下となることが好ましい。
尚、第2超音波U2とは、第2アレイ用振動子121の各々から発信された超音波であってもよいし、第2アレイ用振動子121の各々から発信された超音波を合成した超音波であってもよい。
尚、第2超音波U2の入射角度D11は35度以上55度以下となることが好ましい。
尚、第2アレイ120は、テーパ部922に接した状態で、超音波探傷を行なう。これにより、第2アレイ120が超音波を発信した際にテーパ部922での反射が比較的少なくて済む。この点で、超音波探傷装置1は、超音波探傷を高精度に行なうことができる。
尚、ユーザが超音波探触子100を手動で移動させるようにしてもよい。
そして、制御部290は、第1アレイ用振動子111の各々が受信した超音波(第1領域A11からの反射波)を解析する(ステップS112)。
そして、制御部290は、第2アレイ用振動子121の各々が受信した超音波(第2領域A12からの反射波)を解析する(ステップS122)。
尚、制御部290が、ステップS111及びステップS112とステップS121及びステップS122とを同時に実行するようにしてもよいし、いずれか一方を先に実行するようにしてもよい。
尚、ステップS121が第2領域探傷ステップに相当する。
そして、制御部290は、第1アレイ用振動子111の各々が受信した超音波(第1領域A11からの反射波)を解析する(ステップS212)。
そして、制御部290は、第2アレイ用振動子121の各々が受信した超音波(第2領域A12からの反射波)を解析する(ステップS224)。
尚、制御部290が、ステップS223及びステップS224の処理を、ステップS221及びステップS222の処理よりも先に行なうようにしてもよい。すなわち、第2アレイ120が第2領域A12に対してタンデムスキャンを実行した後に、この第2領域A12に対してセクタスキャンを実行してもよい。
そして、制御部290は、第2アレイ用振動子121の各々が受信した超音波(第1領域A11からの反射波)を解析する(ステップS322)。
そして、制御部290は、第2アレイ用振動子121の各々が受信した超音波(第2領域A12からの反射波)を解析する(ステップS324)。
尚、制御部290が、ステップS323及びステップS324の処理を、ステップS311及びステップS322の処理よりも先に行なうようにしてもよい。すなわち、第2アレイ120が第2領域A12に対してタンデムスキャンを実行した後に、第1領域A11に対して変則タンデムスキャンを実行してもよい。
100 超音波探触子
110 第1アレイ
111 第1アレイ用振動子
120 第2アレイ
121 第2アレイ用振動子
130 移動機構
140 接続部
150 スペーサ
200 処理装置
210 信号入出力部
220 表示部
230 操作入力部
280 記憶部
290 制御部
910 第1配管
920 配管、第2配管
921 直線部
922 テーパ部
924D 内周面側テーパ部
924U 内周面側テーパ部
925 シンニング
926 内周面側直線部
927 外周面側変曲点
928 内周面側変曲点
930 溶接部
940 レール
A 境界
A11 第1領域
A12 第2領域
D1 第1超音波の入射角度
D2 第1入射波の入射角度
D11 第2超音波の入射角度
D12 第2入射波の入射角度
L11 軸線
S1 第1入射波
S2 第2入射波
U1 第1超音波
U2 第2超音波
Claims (13)
- 配管と前記配管の端面に設けられた溶接部との境界を超音波探傷するための超音波探触子であって、
前記配管の外周面における前記境界に連なる直線部に配置され、前記境界のうち第1領域を超音波探傷する第1アレイと、
前記配管の外周面における前記直線部に連なるテーパ部であって、前記境界から離間するにつれて前記配管の軸線との距離が近くなるテーパ部に配置され、前記境界のうち前記第1領域とは異なる第2領域を超音波探傷する第2アレイと、を備え、
前記第1アレイは、前記第1アレイから発信された超音波が、前記第1領域によって反射された後に、前記第1アレイで受信されることで、前記第1領域を超音波探傷するように構成され、
前記第1アレイは、前記第1領域に対するタンデムスキャンの実行によって、前記第1領域を超音波探傷するように構成され、
前記第2アレイは、前記第2領域に対するセクタスキャンの実行によって、前記第2領域を超音波探傷するように構成される超音波探触子。 - 前記第2アレイは、前記第2領域に対する前記セクタスキャンの実行に加えて、前記第2領域に対するタンデムスキャンの実行によって、前記第2領域を超音波探傷するように構成される請求項1に記載の超音波探触子。
- 前記第1アレイは、前記第1領域に対する前記タンデムスキャンの実行に加えて、前記第1領域に対するセクタスキャンの実行によって、前記第1領域を超音波探傷するように構成される請求項1に記載の超音波探触子。
- 配管と前記配管の端面に設けられた溶接部との境界を超音波探傷するための超音波探触子であって、
前記配管の外周面における前記境界に連なる直線部に配置される第1アレイと、
前記配管の外周面における前記直線部に連なるテーパ部であって、前記境界から離間するにつれて前記配管の軸線との距離が近くなるテーパ部に配置される第2アレイと、を備え、
前記第1アレイから発信された第1超音波が、前記境界のうち第1領域によって反射された後に、前記第2アレイで受信されることで、前記第1領域を超音波探傷し、
前記第2アレイは、前記境界のうち前記第1領域とは異なる第2領域に対するタンデムスキャンの実行によって、前記第2領域を超音波探傷するように構成される超音波探触子。 - 前記第1アレイから発信された第1超音波の進行方向と、前記第1超音波が入射した前記配管の入射面に対する垂直方向と、によって形成される入射角度が30度以上55度以下であり、且つ
前記第1超音波が前記配管に入射した第1入射波の進行方向と前記第1入射波を反射する前記第1領域の反射面に対する垂直方向と、によって形成される入射角度が30度以上となるように構成される請求項1から4の何れか一項に記載の超音波探触子。 - 前記第2アレイから発信された第2超音波の進行方向と、前記第2超音波が入射した前記配管の入射面に対する垂直方向と、によって形成される入射角度が30度以上55度以下であり、且つ
前記第2超音波が前記配管に入射した第2入射波の進行方向と前記第2入射波を反射する前記第2領域の反射面に対する垂直方向と、によって形成される入射角度が30度以上となるように構成される請求項1から5の何れか一項に記載の超音波探触子。 - 前記第1アレイは、前記第2アレイよりも振動子間の隙間が小さくなるように構成される請求項1から6の何れか一項に記載の超音波探触子。
- 前記第1アレイと前記第2アレイとを角度可変に接続する接続部をさらに備える請求項1から7の何れか一項に記載の超音波探触子。
- 前記第1アレイと前記第2アレイは角度固定に接続されており、
前記超音波探触子は、前記第1アレイと前記直線部との隙間、又は前記第2アレイと前記テーパ部との隙間、を埋めるスペーサをさらに備える請求項1から8の何れか一項に記載の超音波探触子。 - 請求項1から9の何れか一項に記載の超音波探触子を備える超音波探傷装置。
- 前記超音波探触子を前記配管の周方向に移動させる移動機構をさらに備える請求項10に記載の超音波探傷装置。
- 請求項1乃至3の何れか一項に記載の超音波探触子を用いた超音波探傷方法であって、
前記第2アレイによって、前記第2領域に対してセクタスキャンを実行することで、前記第2領域を超音波探傷する第2領域探傷ステップを備える超音波探傷方法。 - 請求項4に記載の超音波探触子を用いた超音波探傷方法であって、
前記第1アレイから発信された第1超音波が、前記境界のうち第1領域によって反射された後に、前記第2アレイで受信されることで、前記第1領域を超音波探傷する第1領域探傷ステップと、
前記第2アレイによる、前記第2領域に対するタンデムスキャンの実行によって、前記第2領域を超音波探傷する第2領域探傷ステップと、を備える超音波探傷方法。
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