JPH02102450A - 圧力容器等の探傷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスホルダ等の内面欠陥を外部から探査する
方法に関する。

〔従来の技術〕

球形ガスホルダ等の圧力容器は、長期間の使用によりそ
の内面に応力腐食割れを生じ、このため所定の供用期間
経過後、内面欠陥の検査を行う必要がある。このような
検査は、容器を開放して行う場合もあるが、容器の使用
を中止できないような場合には、容器外部から欠陥探査
を行う必要がある。

従来このような容器内面の外部探査方法として、超音波
探触子により容器外面から超音波を斜めに入射して走査
し、内面側の欠陥部からの反射エコー（欠陥部の基部及
び先端部からの反射エコー）と、位置検出器からの位置
情報とにより、走査線に沿う断面画像や走行面の欠陥画
像を得る方法が知られている。

また、このような方法をさらに進めた探傷方法として、
上記方法で得られた欠陥平面画像の画像密度（面積率）
を求め、この画像密度から欠陥深さを評価するようにし
た方法が、特開昭６１−２１５９６０号において提案さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、れこら従来の方法では、深さの比較的小さい欠
陥部については、その深さの検出がある程度可能である
が、本来その深さを最も知る必要がある深さの大きい欠
陥部については、その深さが精度良く測定できないとい
う根本的な問題がある。このような問題は、画像密度か
ら欠陥深さを評価する方法によっても、大きな改善は望
めない。そして、これらの方法では、検出できる欠陥部
の深さはせいぜい２〜３ｍｍ程度に過ぎない。

このような従来法において欠陥部深さが精度良く検出で
きないのは、深さの大きい欠陥部については、その先端
部の反射エコーが十分得られないことによるものである
ことが判った。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等はこのような従来の問題に鑑み、欠陥部先端
を確実に検出することにより、欠陥深さを測定するとい
う目的の下に検討を行った。

その結果、従来広く利用されている周波数帯域よりもか
なり高い周波数帯域の超音波で探傷を行うことにより欠
陥部先端を的確に検知し得ることを見い出した。すなわ
ち、従来法における超音波の中心周波数は高くてもせい
ぜい５ＭＨｚ程度であるが、本発明者等によれば８ＭＨ
ｚ以上、好ましくは１０ＭＨｚ程度の中心周波数帯域を
持つ超音波を用いることにより、欠陥端部が明確に検知
できることが判明したものである。

本発明はこのような知見に基づくもので、その特徴とす
るところは、被検査体の内面欠陥を外面より探査する方
法において、超音波探触子により、外面から中心周波数
帯域が８ＭＩＩｚ以上である超音波を斜めに入射して走
査を行い、その反射波により内面欠陥及びその深さを検
知するようにしたことにある。

以下、本発明の原理及び具体的探査方法について詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施状況を示すもので、（１）は被
測定体たる容器、（８）はその外面、（９）はその内面
である。また、（２）は超音波探触子、（６）は超音波
探傷本体、（７）はそのモニターである。

超音波探触子（２）（斜角探触子）は、容器（１）の内
面側に生じた欠陥部の位置及び深さを検出すべく容器（
１）の外面側に置かれ、これから容器内面側に向け、所
定の入射角０で斜めに超音波が入射され、走査が行われ
る。

このような走査において、本発明では中心周波数帯域が
８ＭＨｚ以上、好ましくはＩＯＭ）（ｚ程度の超音波が
入射され、これにより欠陥基部（欠陥部と内面とのコー
ナ部）のみならず、欠陥先端部の反射エコーが非常に明
確に得られ、これを確実に検知することができる。この
ように所定の周波数以上の高周波数の超音波により欠陥
部先端を明確に検出できるのは、次のような理由による
ものと考えられる。すなわち、超音波の反射はその波長
の１７５の大きさの反射体から起こると言われており、
この点は実験的にも確認されている。ここで、超音波の
鋼中速度を３２３０ｎ＋／ｓｅｅとすると、周波数５Ｍ
Ｈｚではその波長は０．６４６薗となるから、１７５波
長は０．１２９２ｍｍとなり、一方、周波数８ＭＨｚで
は１７５波長は０．０８０７５ｍ＋＋＋どなる。そして
、欠陥部の先端部は極めて微細なものであるため、８Ｍ
Ｈｚ以上の周波数においてその反射エコーが適切に得ら
れるものと考えられる。

第２図は、使用する超音波の周波数による欠陥先端検出
精度を調べたもので、中心周波数が８ＭＨｚ以上の超音
波を使用することにより欠陥部先端を高精度に検出でき
ることが判る。

次に、検出された欠陥部の反射エコーに基づいて、欠陥
部位置及び深さを求める基本的な手法を第１図に基づい
て説明する。

まず、−殻内な手法にしたがい、超音波探傷器の画面の
横軸を標準試験片により伝播距離に合せて鋼中の距離に
調整（例えばフルスケール１００ｍ＋＋、　２０（ｈ＋
ｎ＋）　シておく。また超音波の入射角０（屈折角）を
測定しておく。この入射角は通常４５゛前後である。

超音波探触子（２）により図中矢印方向に走査すると、
Ａの位置で欠陥部（３）の先端（４）の反射エコーが、
またＢの位置でコーナ部（５）の反射エコーがそれぞれ
ピークを示す。この反射エコーは超音波探傷器のモニタ
ー（７）の画面に表示される。そして、このようにエコ
ーがピークを示す位置で、欠陥部先端（４）及びコーナ
部（５）までの距１ｗ工及びＷ２をそれぞれ画面から読
み取リ、このＷ工２ｗ２に基づき、 ｄ　：＝　ｗ２ｃｏｓθ−ＷＩＣｏｓθ・・・・旧旧旧
・・・旧・・・・・・・・・・・（１）または、板厚を
及びＷ、に基づき ｄ　＝：　ｔ　−ｗ１ｅｏｓθ・ｎｍ・ｎｍ・川・・・
・・・印・・・・・・・・・・（２）により、欠陥部の
深さｄが求められる。

また、基準点○からのＡ、Ｂ各位置までの距離Ｙ工、Ｙ
２を測り、 ΔＹ　＝　（Ｙ□−ｗ、ｓｉｎθ）　−（Ｙ、　−ｗ２
ｓｉｎθ）・・・・・・（３）で求められるΔＹにより
、欠陥が表面に対し傾いているか否かを判定することが
できる。

なお、以上のような欠陥部及びその深さ等の検出は、上
記反射エコーに基づく欠陥信号と、探触子位置検出用の
位置検出器からの位置信号とを演算装置に入力して、上
記（１）〜（３）式に基づく演算を行い、ｄさらにはΔ
Ｙを断面画像としてモニターに表示するようにしてもよ
い。

また、このような方法以外に、例えば上述した従来法と
同様、反射エコーを平面画像（Ｃスコープ表示）化し、
この画像から欠陥深さを求めるようにしてもよい。

本発明法によれば、従来法では深さ２〜３ｎ。

程度の欠陥部の先端を検出するのがせいぜいであったの
に対し、欠陥部先端が検出面側の極く近く（通常５印以
内）に延びていない限り、欠陥部先端がその深さに関係
なく検出され、これにより欠陥部深さを±０．５ａｎ程
度の誤差で高精度に計測できる。

〔実施例〕

本発明法及び従来法により試験片の探傷試験を行った。

本発明では、１０ＭＨｚの中心周波数帯域を有する超音
波探傷子を用い、第１図に示した手法により欠陥部位置
及び深さを測定した。従来法では、５Ｍｌ１ｚの中心周
波数帯域を有する超音波探傷子を用い、欠陥部の平面画
像及びその密度から欠陥部及びその深さを測定した。な
お、試験対象及び試験条件は以下の通りである。

試験対象　：１（Ｔ６０疲労試験片（板厚３０ｍ）超音
波入射角　：４５゜ 走査方向　：　割れの長さ方向と直交する方向に走査 周波数帯域：８〜１３ＭＨｚ 実測深さの計測法 ：　ビーチマークをノギスで実測 第３図（ａ）、　（ｂ）は欠陥部の実際の深さ（実測深
さ）に対し、本発明法及び従来法による測定値（測定深
さ）を示したもので、第３図（ａ）は本発明法、第３図
（ｂ）は従来法による場合である。従来法では、欠陥深
さが大きくなるにしたがい、測定精度が非常に悪くなる
のに対し、本発明法では、深さの大きい欠陥部について
もその深さが精度良く測定できている。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、深さの大きい欠陥部につい
ても、その先端部を確実に検知し、欠陥深さを精度良く
測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の実施状況を模式的に示す説明図であ
る。第２図は使用する超音波の周波数と欠陥部先端検出
率を示すグラフである。第３図（ａ）、　（ｂ）は、実
施例において欠陥部の実測深さに対する測定値を示すグ
ラフである。 図において、（１）は容器、（２）は超音波探触子、（
３）は欠陥部である。 第 図 第 図 中心周波数 （ＭＨｚ） 第 図 実測深さ （ｍｍ） 実測深さ （ｍｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検査体の内面欠陥を外面より探査する方法において、
   超音波探触子により、外面から中心周波数帯域が８ＭＨ
   ｚ以上である超音波を斜めに入射して走査を行い、その
   反射波により内面欠陥及びその深さを検知することを特
   徴とする圧力容器等の探傷方法