JPH0139548B2 - - Google Patents

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JPH0139548B2
JPH0139548B2 JP58024505A JP2450583A JPH0139548B2 JP H0139548 B2 JPH0139548 B2 JP H0139548B2 JP 58024505 A JP58024505 A JP 58024505A JP 2450583 A JP2450583 A JP 2450583A JP H0139548 B2 JPH0139548 B2 JP H0139548B2
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Efugenieuitsuchi Paton Borisu
Kupurianoitsuchi Bondarenko Yurii
Nikoraeuitsuchi Uashiriefu Reonido
Nikoraeuitsuchi Petorofusuki Serugei
Arekusandoroitsuchi Toroitsuki Uradeimiru
Teimofuiiui Uradeimiru
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INSUCHI EREKUTOROSUBARUKI IMENI II OO PATONA AN UKURAI SSR
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INSUCHI EREKUTOROSUBARUKI IMENI II OO PATONA AN UKURAI SSR
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波欠陥試験技術に係り、特に、多
層接合構造体の溶接部例えば圧力容器の鑵のよう
な構造体の重ね継手を超音波で試験する方法に係
る。
トランシーバプローブを使用して後壁エコーの
強さの低下によつて欠陥を検出するという単1エ
コー技術により、底部プレートの面から試験さる
べき重ね継手を通して超音波エネルギを伝送する
(溶接部の溶込み深さがプレートの厚みを超えな
い場合)超音波試験方法が知られている(Kiev、
Tekhnika Publishers出版、A.K.Gurvich、N.
N.Ermolov著のUltrazvukovoi kontrol
svarnykh shvov―溶接部の超音波試験―第347頁
参照)。
このような方法では、クラツクや、溶接ルート
の溶融不足や、単1の異物やその集まりを検出す
ることができる。溶融不足によつて生じる横方向
に延びる欠陥は、試験部片の同じ面に送信プロー
ブ及び受信プローブを配置しそして後壁エコーの
強さの低下を観察することによつて検出される。
溶接金属部全体に超音波振動を伝達するために
は、横方向の掛部にほゞ等しい経路に沿つて溶接
部に垂直にプローブを移動せねばならない。
以上の説明より明らかなように、このような方
法は複雑であり、従つて信頼性が充分でない。
ビーム角の等しい2つのプローブを被験溶接部
の両側に配置することによつて超音波振動を伝達
するようにしてせん断波で溶接部を試験する簡単
な方法が提案されている(Krautkra¨mer
GmbH、Sch―weiβnaht―Pru¨fanlage Typ
SNUP―Q VA―80 S.38―1)。然し乍ら、こ
の方法では、溶接深さがプレート層の厚みを越え
るような溶接部例えば多層接合構造体を試験する
ことができない。2アーク法(CO2アーク及びサ
ブマージドアークプロセスを用いる)によつて溶
接される重ね継手は、下層及び上層と称する2つ
の溶接層を溶着することによつて形成される。下
層は2枚のプレート以上に延びる溶込み深さを有
しているが、上層の溶込み深さは1枚のプレート
以上に延びず、そして上層は下層より巾が広いの
で下層に重なる。
金属シートはゆるく巻かれるために、シートと
シートとの間に大きなすき間(δ>1.5mm)がみ
られることがあり、このすき間は溶接欠陥ではな
いが超音波振動を反射する。又、上層を溶着する
間に、シートとシートとのすき間にスラグが流れ
込むことがある。
シートとシートとの間に大きなすき間があるこ
とは、過度に不良と判断する原因となり、結局は
試験領域にすき間があるために試験プロセスの信
頼性を悪くする原因となる。
本発明は、多層接合構造体の溶接部を超音波で
試験する方法であつて、形状にばらつきのある溶
接部に対する試験の信頼性を向上するような方法
を提供する。
本発明によれば、試験さるべき溶接部の両側に
超音波振動を発生し、欠陥部からのエコーを受信
し、そしてこれらのエコーによつてその溶接部が
不良であるかどうかを決定するような多層接合構
造体の溶接部を超音波で試験する方法において、
溶接部の片側にせん断波を発生する一方溶接部の
他側にラム波を発生することを特徴とする方法が
提供される。
このような形式の超音波を組合わせることによ
り溶接部全体に超音波エネルギを同時に伝達する
ことができる。というのは、溶接領域にせん断波
のみを発生しても溶接部全体にわたつて溶接部に
沿つた欠陥を検出できないことは分つており、せ
ん断波を生じる超音波振動ビームはその経路上に
デツドゾーンを残すように進むからである。
本発明の方法を実施する場合には、ラム波を発
生する位置と溶接部との距離の実質的に2倍の距
離だけ溶接部から離れたところにせん断超音波を
発生し、所定の時間インターバル中に溶接部を通
して送られる信号を受信し、この信号を基準信号
と比較し、そして比較結果によつてトランスシジ
ユーサと溶接部との距離を測定するのが好まし
い。
このようにして、超音波系統のチヤンネルと試
験プロセス及びデツドゾーンのパラメータとの干
渉が排除され、これによつて信頼性が向上され
る。
多層接合構造体の溶接部を超音波で試験する本
発明の方法は添付図面を参照した以下の説明より
明らかとなろう。
本発明の方法を実施する際には、試験試料上で
調整される2つの超音波プローブを試験試料の溶
接部の始端に配置し、これらプローブと溶接部と
の距離をL2=2L1に維持する。次いでこれらのプ
ローブを溶接部に沿つて一定速度で動かす。この
際に、ビーム角が例えばα1=49゜のプローブ11
は、重畳されている金属シートと、上層13及び
下層14の2枚の層より成る溶接部とに超音波振
動を断続的に発生する。シートとシートとの間に
ある実質的な間隙がブロープの経路に入つた時に
は、それに対応する信号8が発生される。シート
を巻くプロセスの欠陥が試験結果に影響しないよ
うにするために、試験ゾーンの巾は溶接部の巾の
2/3にされる。この場合、プローブ11は溶接部
全体に超音波振動を伝達するように金属シートに
ラム波を発生する。
プローブ11によつて試験されない溶接部の部
分を試験するために、例えば溶接部からL2=120
mmの距離に配置されたもう1つのプローブ12に
よつてせん断波が発生されて使用される。このプ
ローブ12のビーム角即ち振動波が金属に入り込
む角度はα2=74゜であり、これは第2の臨界値に
近い値である。これは溶接部の上層のみの試験を
果たす。
この場合、溶接部の試験の信頼性を更に改善す
るために、試験ゾーン4及び6が互いに重なり合
うようにされる。
プローブと試験試料との結合性を監視するため
このような結合を表わす信号7及び9が弁別され
る。これらの信号は溶接部の走査の精度を監視す
るのに有用である。これらの信号7及び9が弁別
ゾーン5及び10から動いた場合、即ち基準信号
との比較後に変化が生じた場合には、プローブを
含む音響装置によつて溶接部を走査する精度が低
下したことにより、換言すれば、両プローブと溶
接部との距離の関係が変化したことになる。
試験操作が終了したら、プローブを開始位置に
戻し、次の試験サイクルの用意が整う。
多層構造体の超音波欠陥試験を実施する前に、
試験ゾーンと感知ゾーンとを調整することが必要
である。超音波プローブ11及び12はL1=60
mmそしてL2=120mmという距離で試料16上に配
置される。チヤンネルNo.1の試験ゾーンを定める
ゲート信号6を確認するために、試料には反射面
をもつノツチが設けられており、この反射面はプ
ローブ11に最も近い溶接部の補強ビードの縁に
揃えられる。この反射面で反射されたエコーは試
験ゾーン6の始点を定める。ゲート信号の端縁
は、試験の感度を調整するための縦方向の穴即ち
試験用反射部15に対して定められる。
チヤンネルNo.2の制御ゾーンを決定するゲート
信号4を定める場合にも、同じ試料が使用され
る。
金属ストリツプを巻くことによつて製造された
直径1420mm長さ1620mmの多層鑵の長手方向に溶接
した重ね継手の試験に本発明の方法を使用した。
上記鑵の壁は厚みが16.8mmであつて4枚の層より
成り、各層の厚みは4.1mmであつた。7個の鑵を
組立てて長さ11.6mのガス管を形成し、75気圧の
作動圧力に設計した。
α1=49゜、f1=1.8MHz、α2=74゜、f2=2.5MHzと
いう特性の2個の超音波プローブを用い、試験速
度を20mm/sにした。これらのプローブを溶接部
に沿つて移動した。伝達パルスの周波数は1000Hz
であり、欠陥部からのエコー及びプローブと試料
との結合を表わす信号は第2図に示したように弁
別した。溶接部全体に対する試験の信頼性を高め
るために、溶接部の両側でL1=60mm、L2=120mm
(1:2の比)の距離に2つのプローブを各々配
置し、ラム波及びせん断超音波を各々発生させる
ようにした。これら2つのプローブのうちの第1
プローブ(α1=49゜)は該プローブの至近の上層
及び全下層の2/3を1枚のシートの厚み以上の深
さまで試験し、そして他方のプローブ(α=74゜)
は溶接部の全上層を試験した。
所定の経路に沿つて溶接部を走査するために、
プローブとプローブとの結合を表わす信号を基準
信号と比較し、即ち試験を進めていく時の両プロ
ーブから溶接部までの距離の関係の変化を弁別領
域からの基準信号のいずれによつて決定した。本
発明を実施した場合には、シートとシートとの間
に大きなすき間があることによる過度な不良判定
が少なくされると共に、溶接部の1層当たりに2
種類の波を用いることによつて色々な向きの微小
欠陥や大きな欠陥や堆積欠陥を検出するように試
験が行なわれるので、多層構造のパイプの重ね継
手の欠陥に対する超音波試験の信頼性が向上され
る。
上記の方法においては、実質的に1:2という
関係の距離にプローブを配置したことにより、超
音波系統のチヤンネルと試験パラメータとの干渉
が排除される。このため、試験の信頼性が向上さ
れる。問題は、結合を表わす信号7及び9が試験
ゾーン4又は6に対し不良と判断されるに匹敵す
る程度に動くおそれがある点にある。更に、溶接
継手の若干の部分がせん断波(プローブ12)に
よつて試験されず、ひいては、若干の欠陥部が検
出されないことも考えられる。従つて上記距離の
関係は各チヤンネルの最大の信号対雑音比を確保
し、シートとシートとのすき間に生じるノイズが
加味される。
上記の目的は溶接部の巾の2/3に対するもので
ある。というのは、溶接部は下層の中心が上層の
中心線からずらされるような構成にされているか
らである(第1図及び第2図)。このため、シー
トとシートとの間に大きなすき間があることによ
る過度な不良判定のおそれを少なくするために、
プローブ11は、試験ゾーンを横方向に走査して
いくことなく、時間的に試験ゾーンのゲートを開
くようにして該プローブの至近の2/3の溶接区分
に1回のパスでラム波によつて超音波エネルギを
伝送するようにされる。溶接ゾーンにせん断波の
みを発生する場合には、この超音波ビームの伝搬
路に沿つてデツドゾーンが共通に生じるために、
溶接部の全長に沿つて溶接部全体の欠陥を検出す
ることができない。このため、ラム波を用いて全
下層及び上層の巾の2/3を試験するのが好ましい
が、残りの1/3については、せん断波を用いれば
充分である。
試験さるべき金属の組成、金属層の厚み、及び
使用される超音波欠陥検出器の作動特性によつて
は、信号対雑音比及び試験の信頼性を低下するこ
となく、1:2という比をその最大比及び最小比
に向つて或る程度変えられることが理解されよ
う。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法で試験される多層接合構
造体の溶接継手の断面図、そして、第2図は第1
図と同様の多層接合構造体の溶接継手の試験に本
発明の方法を用いたところを説明する図である。 4,6…試験ゾーン、5,10…弁別ゾーン、
11,12…プローブ、13…上層、14…下
層、15…縦方向の穴。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 試験さるべき溶接部の両側に超音波振動を発
    生し、欠陥部からのエコーを受信し、そしてこれ
    らのエコーによつてその溶接部が不良であるかど
    うかを判断する多層接合構造体の溶接部を超音波
    で試験する方法において、溶接部の片側にせん断
    波を発生する一方、溶接部の他側にラム波を発生
    することを特徴とする方法。 2 上記ラム波を発生する位置と溶接部との距離
    の実質的に2倍の距離だけ溶接部から離れたとこ
    ろに上記せん断超音波を発生し、所定の時間イン
    ターバル中に溶接部を通して送られる信号を受信
    し、これを基準信号と比較し、そしてその比較結
    果によつてトランスジユーサと溶接部との間の距
    離を測定する特許請求の範囲第1項に記載の方
    法。
JP58024505A 1983-02-16 1983-02-16 多層接合構造体の溶接部を超音波で試験する方法 Granted JPS59153167A (ja)

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JP58024505A JPS59153167A (ja) 1983-02-16 1983-02-16 多層接合構造体の溶接部を超音波で試験する方法
DE19833309470 DE3309470A1 (de) 1983-02-16 1983-03-16 Verfahren zur ultraschallpruefung von schweissnaehten mehrschichtiger konstruktionen

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JPS59153167A JPS59153167A (ja) 1984-09-01
JPH0139548B2 true JPH0139548B2 (ja) 1989-08-22

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JPS59153167A (ja) 1983-02-16 1984-09-01 インスチテユ−ト・エレクトロスヴアルキ・イメニ・イ−・オ−・パトナ・アカデミイ・ナウク・ウクラインスコイ・エスエスア−ル 多層接合構造体の溶接部を超音波で試験する方法
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