JPH022923A - チューブの超音波非破壊検査装置 - Google Patents
チューブの超音波非破壊検査装置Info
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- JPH022923A JPH022923A JP63298009A JP29800988A JPH022923A JP H022923 A JPH022923 A JP H022923A JP 63298009 A JP63298009 A JP 63298009A JP 29800988 A JP29800988 A JP 29800988A JP H022923 A JPH022923 A JP H022923A
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- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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。
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、細いチューブの超音波非破壊検査装置であっ
て、チューブ内に挿入可能な^、・ソドを備え、チュー
ブ内でのセンタリング手段と、へ・ソドに長手方向の軸
線に沿った直線運動と該軸線のまわりの回転運動とを伝
える手段とを打する型のらのに関する。
て、チューブ内に挿入可能な^、・ソドを備え、チュー
ブ内でのセンタリング手段と、へ・ソドに長手方向の軸
線に沿った直線運動と該軸線のまわりの回転運動とを伝
える手段とを打する型のらのに関する。
本発明は、加圧水型原子力発電所の蒸気発生器内のチュ
ーブの超音波非破壊検査に用いるのに特に適している。
ーブの超音波非破壊検査に用いるのに特に適している。
ヘッドをチューブ内でセンタリングし且つヘッドの軸線
をチューブの軸線と一致部ち平行にさローる手段をヘッ
ドに装備した検査装置が、既に公知である。このヘッド
は超音波トランジューサ手段を含んでおり、このトラン
ジューサ手段は、流体中に浸すことによりチューブの壁
に連絡されており、バースト波の形の超音波ビームを送
り、長手方向に向いた疵に起因するエコーを検出する。
をチューブの軸線と一致部ち平行にさローる手段をヘッ
ドに装備した検査装置が、既に公知である。このヘッド
は超音波トランジューサ手段を含んでおり、このトラン
ジューサ手段は、流体中に浸すことによりチューブの壁
に連絡されており、バースト波の形の超音波ビームを送
り、長手方向に向いた疵に起因するエコーを検出する。
渦電流検査装置と比較して、超音波を使用する装置には
明らかな欠点がある。即ち、ひび割れのような疵に起因
して発生したエコーは、疵の向きによって非常に変化す
る。もしも例えば1つの超音波トランジューサを使用し
てチューブの子午線面に沿った方向にビームを放ったな
ら、長手方向のひび割れや複雑な形状の長いひび割れの
長手方向の部分を検出することは困難である。
明らかな欠点がある。即ち、ひび割れのような疵に起因
して発生したエコーは、疵の向きによって非常に変化す
る。もしも例えば1つの超音波トランジューサを使用し
てチューブの子午線面に沿った方向にビームを放ったな
ら、長手方向のひび割れや複雑な形状の長いひび割れの
長手方向の部分を検出することは困難である。
本発明の目的は、改良された超音波検査装置を提供する
ことにある。より詳細には本発明の目的は、チューブの
軸線に対して長手方向に向いた疵だけでなく周囲に拡大
した疵をも検査できる超音波検査装置を提供することに
ある。
ことにある。より詳細には本発明の目的は、チューブの
軸線に対して長手方向に向いた疵だけでなく周囲に拡大
した疵をも検査できる超音波検査装置を提供することに
ある。
この目的のために、トランジューサ手段は、チューブの
子午線面内にチューブの壁に直交する方向に対して一定
角度で収束ビームを放つ少なくとも1つの第1の超音波
トランジューサと、チューブの直径に平行に且つ該直径
から離れた位置に収束ビームを放ち、これにより該ビー
ムがチューブの壁に対して斜めになる少なくとも1つの
第2の超音波トランジューサとを備えている。
子午線面内にチューブの壁に直交する方向に対して一定
角度で収束ビームを放つ少なくとも1つの第1の超音波
トランジューサと、チューブの直径に平行に且つ該直径
から離れた位置に収束ビームを放ち、これにより該ビー
ムがチューブの壁に対して斜めになる少なくとも1つの
第2の超音波トランジューサとを備えている。
経験は、周囲に拡大した疵の検出は長手方向の疵の存在
によっては隠されないということと、第2のトランジュ
ーサのビームが約45°の角度で壁内で屈折した場合に
は長手方向の疵はくさび効果によって確実に検出される
ということを示している。今日、収束した超音波ビーム
を発生ずる直径6mmのトランジューサが存在している
。このトランジューサは、チューブの直径に平行に且つ
該直径から十分能して配置することができるので、今日
の原子力発電所で使用されるような熱交換チューブにお
いてこの条件を満たすことができる。
によっては隠されないということと、第2のトランジュ
ーサのビームが約45°の角度で壁内で屈折した場合に
は長手方向の疵はくさび効果によって確実に検出される
ということを示している。今日、収束した超音波ビーム
を発生ずる直径6mmのトランジューサが存在している
。このトランジューサは、チューブの直径に平行に且つ
該直径から十分能して配置することができるので、今日
の原子力発電所で使用されるような熱交換チューブにお
いてこの条件を満たすことができる。
横方向のひび割れの検出は、直径が変化するチューブの
区域(例えばチューブプレートに密接した膨張した区域
の端部)では特に困難である。直径が変化する子午線面
区域を通って向けられた超音波ビームの投射角の変化は
、測定の妨げとなり且つ円形のひび割れを隠す。本発明
の好適な実施例では、2つの第1のトランジューサを対
称に配置することによってこの困難に打ち勝っている。
区域(例えばチューブプレートに密接した膨張した区域
の端部)では特に困難である。直径が変化する子午線面
区域を通って向けられた超音波ビームの投射角の変化は
、測定の妨げとなり且つ円形のひび割れを隠す。本発明
の好適な実施例では、2つの第1のトランジューサを対
称に配置することによってこの困難に打ち勝っている。
即ち、直径の変化が所定区域での検出を一方のトランジ
ューサに関して妨げる場合でも、他方のトランジューサ
が、妨げられていない部位を通してこの区域にビームを
向けるのである。
ューサに関して妨げる場合でも、他方のトランジューサ
が、妨げられていない部位を通してこの区域にビームを
向けるのである。
また第2のトランジューサも、余分に、または検出速度
の増大のために、または特定の検出方向において別の近
接し且つ平行なひび割れに隠されたひび割れの検出漏れ
の危険を削減するために、2つ対称に配置してよい。
の増大のために、または特定の検出方向において別の近
接し且つ平行なひび割れに隠されたひび割れの検出漏れ
の危険を削減するために、2つ対称に配置してよい。
ひび割れを検出するだけでなくひび割れが壁の外側と内
側のどちらにおいているのかを確認することをも望む場
合には、壁の厚さ内をたどる行路の長さを正確に決定し
なければならない。しかし、伝達時間の測定は、チュー
ブの内側及び壁の中の全行路の決定を可能にするだけで
ある。トランジューサと内壁との間の距離のあらゆる変
化は、測定の妨げになる。
側のどちらにおいているのかを確認することをも望む場
合には、壁の厚さ内をたどる行路の長さを正確に決定し
なければならない。しかし、伝達時間の測定は、チュー
ブの内側及び壁の中の全行路の決定を可能にするだけで
ある。トランジューサと内壁との間の距離のあらゆる変
化は、測定の妨げになる。
これらの変化を考慮に入れて、チューブの内側表面のす
ぐ近くに位置し且つ壁からトランジューサに向けて反射
されたビームの一部を反射するようにM度的に配置され
た超音波反射器がヘッドに装備されている。反射された
ビームの伝達時間は、流体内を伝4つった予備距離を表
わしており、ひび割れの位置の明確な決定を可能にする
。
ぐ近くに位置し且つ壁からトランジューサに向けて反射
されたビームの一部を反射するようにM度的に配置され
た超音波反射器がヘッドに装備されている。反射された
ビームの伝達時間は、流体内を伝4つった予備距離を表
わしており、ひび割れの位置の明確な決定を可能にする
。
このような修正即ちサーボ手段は、高い程度の正確さを
有している。何故なら、同一のビー13を検出用と修正
用に用いているからである。経験は、満足のいくエコー
を得るためには、非常に小さな直径の(一般には約1m
m四方の面積の)反射器で十分であることを示している
。こめ反射器をトランジューサとチューブの壁との間の
音響的伝辻の監視用に使用し、連絡の程度が不十分であ
る場合(例えば泡がトランジューサと壁との間に介在し
ている場合)には測定値を除外するようにしてもよい。
有している。何故なら、同一のビー13を検出用と修正
用に用いているからである。経験は、満足のいくエコー
を得るためには、非常に小さな直径の(一般には約1m
m四方の面積の)反射器で十分であることを示している
。こめ反射器をトランジューサとチューブの壁との間の
音響的伝辻の監視用に使用し、連絡の程度が不十分であ
る場合(例えば泡がトランジューサと壁との間に介在し
ている場合)には測定値を除外するようにしてもよい。
第1図に略本したような熱交換器チューブを検査するヘ
ッドの一般的構成及び特定の実施例を例として説明する
。第1図を参照して、チューブlOはチューブプレート
12内で半径が大きくなってプレートI2に固定されて
いる。チューブIOは、直径の変化する長さXの区域を
有している。
ッドの一般的構成及び特定の実施例を例として説明する
。第1図を参照して、チューブlOはチューブプレート
12内で半径が大きくなってプレートI2に固定されて
いる。チューブIOは、直径の変化する長さXの区域を
有している。
この区域は、半径の大きくなった部位の端部をチューブ
の通常の部位に連結している。もしも中間の区域の直径
が引張り内力の低減のために変形しているのなら、チュ
ーブlOの長さyの区域に第2の直径の変化をらた仕て
らよい。
の通常の部位に連結している。もしも中間の区域の直径
が引張り内力の低減のために変形しているのなら、チュ
ーブlOの長さyの区域に第2の直径の変化をらた仕て
らよい。
蒸気発生チューブは、一般に、r lNC0NEL60
0Jとして知られているクロム−ニッケルー鉄の合金製
である。このようなチューブ(特に半径の大きくなった
区域の端部)には、応力腐食を原因として粒子間にひび
割れが生じやすい。ひび割れのほとんどは、長手方向に
向いている。この長手方向のひび割れの時間的進展はよ
く−知られており、チューブを破壊するまでにひび割れ
が成長する危険はない。しかし、横方向のひび割れも生
じ得る。
0Jとして知られているクロム−ニッケルー鉄の合金製
である。このようなチューブ(特に半径の大きくなった
区域の端部)には、応力腐食を原因として粒子間にひび
割れが生じやすい。ひび割れのほとんどは、長手方向に
向いている。この長手方向のひび割れの時間的進展はよ
く−知られており、チューブを破壊するまでにひび割れ
が成長する危険はない。しかし、横方向のひび割れも生
じ得る。
この横方向のひび割れは非常に迅速に拡大し、そして、
それが検出されたときには、対応のチューブには予防処
置として栓をしなければならない。
それが検出されたときには、対応のチューブには予防処
置として栓をしなければならない。
従って、検査装置は疵の存在だけでなく疵のff+度位
置をも決定できることが重要である。
置をも決定できることが重要である。
以下に説明する装置では、収束超音波ビームを発生する
少なくとも1つのトランジューサか使用されている。そ
のビームの投射「1は、ビームか、チューブの壁の内側
の垂線に対して45°となって、長手方向に向いた疵を
検出できろようなff1度である。ひび割れ14は、そ
れから、ひび割れとチューブの壁の内側表面(第2図)
または外側表面(第3図)とにより形成された角でのビ
ーム16の反射に基づいて検出される。焦点を合わせた
即ち収束したビームを用いるのが好都合である。
少なくとも1つのトランジューサか使用されている。そ
のビームの投射「1は、ビームか、チューブの壁の内側
の垂線に対して45°となって、長手方向に向いた疵を
検出できろようなff1度である。ひび割れ14は、そ
れから、ひび割れとチューブの壁の内側表面(第2図)
または外側表面(第3図)とにより形成された角でのビ
ーム16の反射に基づいて検出される。焦点を合わせた
即ち収束したビームを用いるのが好都合である。
このビームは、バースト波モードで放たれろ。収東ビー
ム発生用の直径的6mmの小型トランジューサが、既に
公知である。内側表面の疵の場合には、検出は、ビーム
が外側表面で1回または2回以上はね返り(同一行路で
の往復進行)をして行なわれる。実際には、2回以上の
はね返りに対応する検出は、減衰が大きいので除外する
のが好ましい。
ム発生用の直径的6mmの小型トランジューサが、既に
公知である。内側表面の疵の場合には、検出は、ビーム
が外側表面で1回または2回以上はね返り(同一行路で
の往復進行)をして行なわれる。実際には、2回以上の
はね返りに対応する検出は、減衰が大きいので除外する
のが好ましい。
適当なエコーを選択するためにタイミングゲートを使用
するとよい。
するとよい。
外側表面の疵(第3図)の検出は、例えば半回のはね返
りまたは1回生のはね返りで行なわれる。
りまたは1回生のはね返りで行なわれる。
ひび割れの位置は、ビームの伝達の往復時間から導かれ
ろ。
ろ。
一般には、横波モードを用いるのが望ましい。
何故なら、縦波モードには常に横波モードが随伴しく(
苗波モードのほうが速度が大きいことが原因である)、
これにより、検出した疵の位置が曖昧になるからである
。更に、分解能は横波のほうかよく、横波の波長は縦波
の波長の殆ど半分だからである。
苗波モードのほうが速度が大きいことが原因である)、
これにより、検出した疵の位置が曖昧になるからである
。更に、分解能は横波のほうかよく、横波の波長は縦波
の波長の殆ど半分だからである。
このことは、lNC0NELのような材質に関して反射
角r−45°を達成するために約20°の投射角iを選
ぶことに帰着する。
角r−45°を達成するために約20°の投射角iを選
ぶことに帰着する。
横方向の疵の検出用トランジューサに関して以上に述べ
た指標は、約20°の投射角が各トランジューサの軸線
とチューブの直径方向の線との間に特定の距離を要求す
る縦方向の疵の検出の場合(少なくとも各トランジュー
サの軸線がチューブの直径と平行な場合(第4図))に
も妥当する。
た指標は、約20°の投射角が各トランジューサの軸線
とチューブの直径方向の線との間に特定の距離を要求す
る縦方向の疵の検出の場合(少なくとも各トランジュー
サの軸線がチューブの直径と平行な場合(第4図))に
も妥当する。
11カ述の通り、横方向の疵を検出する1つのトランジ
ューサの使用は、ひび割れが直径の変化によって隠され
た場合にはそのひび割れを気付かれないままにする。こ
の困難に打ち勝つために、2つのトランジューサ18a
、18bが、横方向のひび割れに関して対称的に配置さ
れる。トランジューサ18a、18bを互い違いに配置
することにより、トランジューサ18a、18bがヘッ
ドの1回転当たりの直線進行距離の半ステツプだけ離れ
た相捕的な区域を探るようにするのが好都合である。こ
れにより、投射角の偏りや、ひび割れによって生じろ影
効果が別の近くの平行なひび割れを隠すことが部分的に
解消される。トランジューサ18a、+8bは、検査ヘ
ッドの螺旋移動鋳に1回転当たりの進行距離の半ステツ
プだけ長手方向に互いにオフセットされた区域を検査す
るように配置してもよい。例えば1回転当たり1ml1
1の螺旋形進行距離ステップにおいて0.5mmのオフ
セットを用いて検査所要時間を短縮させるのがよい。
ューサの使用は、ひび割れが直径の変化によって隠され
た場合にはそのひび割れを気付かれないままにする。こ
の困難に打ち勝つために、2つのトランジューサ18a
、18bが、横方向のひび割れに関して対称的に配置さ
れる。トランジューサ18a、18bを互い違いに配置
することにより、トランジューサ18a、18bがヘッ
ドの1回転当たりの直線進行距離の半ステツプだけ離れ
た相捕的な区域を探るようにするのが好都合である。こ
れにより、投射角の偏りや、ひび割れによって生じろ影
効果が別の近くの平行なひび割れを隠すことが部分的に
解消される。トランジューサ18a、+8bは、検査ヘ
ッドの螺旋移動鋳に1回転当たりの進行距離の半ステツ
プだけ長手方向に互いにオフセットされた区域を検査す
るように配置してもよい。例えば1回転当たり1ml1
1の螺旋形進行距離ステップにおいて0.5mmのオフ
セットを用いて検査所要時間を短縮させるのがよい。
2つのトランジューサを互いに向き合う位置で使用する
ことの利点は、直径の変化を原因とするデッドゾーンが
なくなることである。第1図を参照して、方向20から
到達するビームは、妥当でない投射を原因として、検出
を可能にしない。しかし他方、ビーム22は検出を可能
にする。
ことの利点は、直径の変化を原因とするデッドゾーンが
なくなることである。第1図を参照して、方向20から
到達するビームは、妥当でない投射を原因として、検出
を可能にしない。しかし他方、ビーム22は検出を可能
にする。
ヘッドの池の2つのトランジューサ24a、24bは、
長手方向に向いた疵の検出用のものである。トランジュ
ーサ24a、24bは、互いに平行に向き合って据え付
けられている(第6図)。
長手方向に向いた疵の検出用のものである。トランジュ
ーサ24a、24bは、互いに平行に向き合って据え付
けられている(第6図)。
つまり、トランジューサ24a、24bは互いに平行な
ビームを発生する。長手方向の軸線に沿ってのトランジ
ューサ24aと24bとのオフセットら、ヘッド1回転
当たりの進行距離の半ステツプの奇数倍であるのが好都
合である。
ビームを発生する。長手方向の軸線に沿ってのトランジ
ューサ24aと24bとのオフセットら、ヘッド1回転
当たりの進行距離の半ステツプの奇数倍であるのが好都
合である。
チューブの壁の内側表面と外側表面とのどちらに疵が付
いているのかを、超音波パルスの往復時間を所定値と比
較することによって決定することができる。このような
決定は、1回はね返ったエコー及び1回生はね返ったエ
コーの伝達時間に対応した時間測定ゲートを使用するこ
とによって行なうことができる。しかし、これら2つの
エコーは非常に短い時間tだけしか離れていない。
いているのかを、超音波パルスの往復時間を所定値と比
較することによって決定することができる。このような
決定は、1回はね返ったエコー及び1回生はね返ったエ
コーの伝達時間に対応した時間測定ゲートを使用するこ
とによって行なうことができる。しかし、これら2つの
エコーは非常に短い時間tだけしか離れていない。
t = e r 2 / V t
ここで、eはチューブの厚さである(熱交換チューブの
場合にはllllInの範囲の大きさである)。もしも
チューブがI N CON E L製であれば、■。
場合にはllllInの範囲の大きさである)。もしも
チューブがI N CON E L製であれば、■。
=3020m、s−’であり、伝達時間t=o、−12
It sになる。
It sになる。
時間りの短かさを考慮するなら、予備伝達時間a(第7
図)の長さに関するあらゆるエラーは、判定のエラーの
原因となり得る。今日、チューブの内径はいくらかの公
差を伴ってしか決定されておらず、そしてヘッドのセン
タリングは完璧ではない。
図)の長さに関するあらゆるエラーは、判定のエラーの
原因となり得る。今日、チューブの内径はいくらかの公
差を伴ってしか決定されておらず、そしてヘッドのセン
タリングは完璧ではない。
この困難に打ち拵つために、選択ゲート用に使用する時
間基準は、超音波パルスの伝達時間ではなく、容易に同
定できるエコーの受信時間とする。
間基準は、超音波パルスの伝達時間ではなく、容易に同
定できるエコーの受信時間とする。
このエコーの出現時間は、予備伝達時間aに関して伝達
時間と同じ変化法則を有している。
時間と同じ変化法則を有している。
投射角iは大きな角度であるので、チューブの壁からト
ラノンユーザに向けて反射されるエネルギーは基準エコ
ーを供給するには不十分であり、また、時間基準提供用
の第2のトランジューサの使用に利用できる十分なスペ
ースはない。
ラノンユーザに向けて反射されるエネルギーは基準エコ
ーを供給するには不十分であり、また、時間基準提供用
の第2のトランジューサの使用に利用できる十分なスペ
ースはない。
第7図に示すように、基準エコーは例えば対応のトラン
ジューサ18aに対して固定された反射器26によって
伝えられる。トランジューサ181及び反射器26は、
共通の支持体28に固定されている。支持体28は、チ
ューブの壁の内側表面で反射したエネルギーの総量がト
ランジューサ18aに戻ってくるような角度位置で反射
器2Gを保持している。この配列に関し、時間ゲートの
調節によるザーボコントロール用に使用される反射ビー
ム30の角度は、メインビームの角度と同じであり、そ
して予備伝達時間の修正を正確なものにする。壁の内側
表面の衝撃地点は検出ビームとザーボコントロールビー
ムとに関して同一なので、この修正は一層正確になる。
ジューサ18aに対して固定された反射器26によって
伝えられる。トランジューサ181及び反射器26は、
共通の支持体28に固定されている。支持体28は、チ
ューブの壁の内側表面で反射したエネルギーの総量がト
ランジューサ18aに戻ってくるような角度位置で反射
器2Gを保持している。この配列に関し、時間ゲートの
調節によるザーボコントロール用に使用される反射ビー
ム30の角度は、メインビームの角度と同じであり、そ
して予備伝達時間の修正を正確なものにする。壁の内側
表面の衝撃地点は検出ビームとザーボコントロールビー
ムとに関して同一なので、この修正は一層正確になる。
それから、測定位置において修正が正確に行なわれる。
第8図は、第5図及び第6図に示したようなトランジュ
ーサの配列を用いた測定ヘッドの1つの可能な構成を示
す。このヘッドは、屈曲式管32の端部に固定されてい
る。管32は、ヘッドを熱交換器チューブに沿って移動
させる役割と、トラノンユーザとの電気的接続のための
通路を形成する役割を果たしている。ヘッドはいくつか
の互いに連結した部分から成っている。ヘッドには、チ
ューブ内への挿入を容易にする先細の先端とセンタリン
グ装置とを有する端部部分34が設けられている。この
ような装置からは高い正確性は要求されない。何故なら
、偏りは反射器の使用によって補償されるからである。
ーサの配列を用いた測定ヘッドの1つの可能な構成を示
す。このヘッドは、屈曲式管32の端部に固定されてい
る。管32は、ヘッドを熱交換器チューブに沿って移動
させる役割と、トラノンユーザとの電気的接続のための
通路を形成する役割を果たしている。ヘッドはいくつか
の互いに連結した部分から成っている。ヘッドには、チ
ューブ内への挿入を容易にする先細の先端とセンタリン
グ装置とを有する端部部分34が設けられている。この
ような装置からは高い正確性は要求されない。何故なら
、偏りは反射器の使用によって補償されるからである。
図示のように、センタリング装置は3つのボール36で
形成されており、このポール3Gは、ばね40の圧力を
受けるプッシャ38によって所定の外方向の位置に向け
て片寄らされている。センタリング装置は、より簡単な
装置例えば屈曲性あるブラシに取り替えてもよい。セン
タリング装置の基本的目的は、投射角を許容限界内に維
持することにある。
形成されており、このポール3Gは、ばね40の圧力を
受けるプッシャ38によって所定の外方向の位置に向け
て片寄らされている。センタリング装置は、より簡単な
装置例えば屈曲性あるブラシに取り替えてもよい。セン
タリング装置の基本的目的は、投射角を許容限界内に維
持することにある。
ヘッドの作動部分は管部分42として形成されている。
管部分・12は、軸線方向に細長い形状をした窓をaし
ており、トランジューサを収納している。各トラノンー
ザは、第8図の平行六面体形の支持体28のような支持
体に据え付けられている。
ており、トランジューサを収納している。各トラノンー
ザは、第8図の平行六面体形の支持体28のような支持
体に据え付けられている。
この作動部分は、センタリング装置を有するスリーブ4
6に連結されている。このセンタリング装置は、端部部
分34のものと同じであってよい。
6に連結されている。このセンタリング装置は、端部部
分34のものと同じであってよい。
トラノンユーザと遠くの電子回路とを接続するワイヤが
管32内を通っている。
管32内を通っている。
例として、I OM I−I zの周波数で作動する直
径(3mmの収束超音波ビーム発生トランジューサを投
射角20°で使用することにより、熱交換器チューブに
おいて満足すべき結果が得られた。この直径のチューブ
に関しては、もっと高い周波数例えば!5または20M
I〜Izで作動するのが一層好ましい。そうすることが
、トランジューサの最小の直径と、収束と、許容可能な
ヘッド1回転当たりの進行距離ステップと、距離a(第
7図)とをチューブの内径と両立させようとする努力の
妥協点を見いだすために最薄であると思イっれる。
径(3mmの収束超音波ビーム発生トランジューサを投
射角20°で使用することにより、熱交換器チューブに
おいて満足すべき結果が得られた。この直径のチューブ
に関しては、もっと高い周波数例えば!5または20M
I〜Izで作動するのが一層好ましい。そうすることが
、トランジューサの最小の直径と、収束と、許容可能な
ヘッド1回転当たりの進行距離ステップと、距離a(第
7図)とをチューブの内径と両立させようとする努力の
妥協点を見いだすために最薄であると思イっれる。
+iij述の熱交換チューブの場合には、各トラノンユ
ーザ24a、24bの軸線と該軸線に平行なチューブの
直径との間の距離が3.5mmであることが、最適の投
射角20°の達成を可能にし、よい結果をもたらした。
ーザ24a、24bの軸線と該軸線に平行なチューブの
直径との間の距離が3.5mmであることが、最適の投
射角20°の達成を可能にし、よい結果をもたらした。
第9図は、ヘッドとともに使用するのに適し、C−スキ
ャンエコーグラフィ用に適し、且つエコーに関し通常の
構成のコンピュータ(図示仕ず)による使用に適した回
路を示したブロック図である。ヘッドは、駆動機構に支
持された管32の端部に固定されている。駆動機構は、
ヘッドに螺旋形の運動を伝える。駆動機構には、ヘッド
の角度位置及び軸線方向上の位置を測定する通常の測定
手段が装備されている。測定手段は、コンピュータに接
続されている。
ャンエコーグラフィ用に適し、且つエコーに関し通常の
構成のコンピュータ(図示仕ず)による使用に適した回
路を示したブロック図である。ヘッドは、駆動機構に支
持された管32の端部に固定されている。駆動機構は、
ヘッドに螺旋形の運動を伝える。駆動機構には、ヘッド
の角度位置及び軸線方向上の位置を測定する通常の測定
手段が装備されている。測定手段は、コンピュータに接
続されている。
回路は、検出シーケンスを反復的にトリガーするタイミ
ング発生器50を備えている。その反復率は、ヘッドの
進行速度の関数として選ばれる。
ング発生器50を備えている。その反復率は、ヘッドの
進行速度の関数として選ばれる。
この発生器50を、ヘッドの回転によって制御されるa
1度エンコーダ48とすることにより、測定がヘッドの
移動検出と無関係になるようにしてもよい。発生器50
またはエンコーダ48は発生器52を制御し、発生器5
2は、トランジューサを励起する電気パルスと4倍低い
周波数の同期信号とを発生ずる。マルチプレクサ54は
4つのトランジーサ181、IElb、24a、24b
を連続的に発生器52に接続する。トランジューサを励
起するパルスとそれに関連したエコーとは、受信器56
に受信される。受信器56は増幅回路と整流回路とフィ
ルター回路とを備えており、受信器56の出ノJは、3
つのアナログゲート58い 58、.583に接続され
ている。ゲート58.は、反射したサーボコントロール
エコーを通すために同期出力60に接続されている。こ
のために、ゲート58.は、遅延素子(図示せず)によ
り、発生器52によるパルスの発生から一定時間の遅延
の後に開く。他の2つのゲート5B、、583は、同期
及びザーボ信号に対して異なる遅延で開く。
1度エンコーダ48とすることにより、測定がヘッドの
移動検出と無関係になるようにしてもよい。発生器50
またはエンコーダ48は発生器52を制御し、発生器5
2は、トランジューサを励起する電気パルスと4倍低い
周波数の同期信号とを発生ずる。マルチプレクサ54は
4つのトランジーサ181、IElb、24a、24b
を連続的に発生器52に接続する。トランジューサを励
起するパルスとそれに関連したエコーとは、受信器56
に受信される。受信器56は増幅回路と整流回路とフィ
ルター回路とを備えており、受信器56の出ノJは、3
つのアナログゲート58い 58、.583に接続され
ている。ゲート58.は、反射したサーボコントロール
エコーを通すために同期出力60に接続されている。こ
のために、ゲート58.は、遅延素子(図示せず)によ
り、発生器52によるパルスの発生から一定時間の遅延
の後に開く。他の2つのゲート5B、、583は、同期
及びザーボ信号に対して異なる遅延で開く。
この遅延時間及びゲートの開いている時間は、各ゲート
58□、583が夫々「内側」、「外側」の疵からのエ
コーを単独に取り出すように決められている。ゲート5
8い 587.583の出力S1、S2、S3は、コン
ピュータに接続されている。
58□、583が夫々「内側」、「外側」の疵からのエ
コーを単独に取り出すように決められている。ゲート5
8い 587.583の出力S1、S2、S3は、コン
ピュータに接続されている。
A−スキャンエコーグラフィに関しては、4つのトラン
ジューサの中から1つのトランジューサを選択するため
にマルチプレクサ54から発生したパルス信号は、オシ
ロスコープ62の掃引トリガリング人力に与えられる。
ジューサの中から1つのトランジューサを選択するため
にマルチプレクサ54から発生したパルス信号は、オシ
ロスコープ62の掃引トリガリング人力に与えられる。
オシロスコープ62は、受信器56からの出力信号を受
信する。反射したザーボエコーと、疵からのエコーと、
背景からのエコーとが、CRTデイスプレィに現われる
。
信する。反射したザーボエコーと、疵からのエコーと、
背景からのエコーとが、CRTデイスプレィに現われる
。
この実施例では、マルチプレクサの存在により、超音波
システム内の素子の数が限定されている。
システム内の素子の数が限定されている。
便宜のために、このシステムを4つの単一チャンネルの
超音波ユニットで構成してもよい。
超音波ユニットで構成してもよい。
第1図はチューブプレートに固定された区域の熱交換チ
ューブの概略断面図、第2図及び第3図は壁の内側表面
(第2図)または外側表面(第3図)にあいた周辺に拡
大したひび割れをくさび効果によって検出するために成
る選択された角度で子午線平面に向いた超音波ビームの
たどる行路を示す図、第4図は第3図と同様に直径に平
行に向いたビームを用いた長平方向のひび割れの検出を
示す図、第5図及び第6図は夫々長手方向の平面を通っ
た横断面、第5図の平面Vl−Vlに沿った横断面にお
けるヘッド内の4つのトランジューサの配置を示す図、
第7図はトランジューサの支持体に固定された予備行路
測定用反射器を示す図、第8図はヘッドの構成を示す図
、第9図は第8図のヘッドに接続された回路のブロック
図である。 10・・・チューブ、12・・・チューブプレート、1
4・・・ひび割れ、16.20.22.30・・・超音
波ビーム、18a、18b、2イ&、24 b−)ラン
ジューサ、26・・・反射器、28・・・支持体、32
・・・屈曲式管、34・・・端部部分、36・・ボール
、38・・・ブツシャ、40・・・ばね、42・・・管
部分、46・・・スリーブ、48・・・エンコーダ、5
o・・・タイミング発生器、52・・・発生器、54・
・・マルチプレクサ、5G・・・受信器、587.58
..583・・・アナログケート、60・・・同期出力
、62・・・オシロスコープ出願人 工しクトリシテ
ドウ フランス図面の浄吉(内容に変更な1 Yランシ゛1−ザ 手 続 ンm 正 lk (方式) %式% 発明の名称 チューブの超音波非破壊検査装置 補正をする考 事件との関係 特許出願人 工しクトリシテ ドウ フランス
ューブの概略断面図、第2図及び第3図は壁の内側表面
(第2図)または外側表面(第3図)にあいた周辺に拡
大したひび割れをくさび効果によって検出するために成
る選択された角度で子午線平面に向いた超音波ビームの
たどる行路を示す図、第4図は第3図と同様に直径に平
行に向いたビームを用いた長平方向のひび割れの検出を
示す図、第5図及び第6図は夫々長手方向の平面を通っ
た横断面、第5図の平面Vl−Vlに沿った横断面にお
けるヘッド内の4つのトランジューサの配置を示す図、
第7図はトランジューサの支持体に固定された予備行路
測定用反射器を示す図、第8図はヘッドの構成を示す図
、第9図は第8図のヘッドに接続された回路のブロック
図である。 10・・・チューブ、12・・・チューブプレート、1
4・・・ひび割れ、16.20.22.30・・・超音
波ビーム、18a、18b、2イ&、24 b−)ラン
ジューサ、26・・・反射器、28・・・支持体、32
・・・屈曲式管、34・・・端部部分、36・・ボール
、38・・・ブツシャ、40・・・ばね、42・・・管
部分、46・・・スリーブ、48・・・エンコーダ、5
o・・・タイミング発生器、52・・・発生器、54・
・・マルチプレクサ、5G・・・受信器、587.58
..583・・・アナログケート、60・・・同期出力
、62・・・オシロスコープ出願人 工しクトリシテ
ドウ フランス図面の浄吉(内容に変更な1 Yランシ゛1−ザ 手 続 ンm 正 lk (方式) %式% 発明の名称 チューブの超音波非破壊検査装置 補正をする考 事件との関係 特許出願人 工しクトリシテ ドウ フランス
Claims (9)
- (1)長手方向の軸線を有すると共に、チューブ内に該
チューブの長手方向の軸線に沿って挿入可能なヘッドと
、前記ヘッドをチューブ内でセンタリングするセンタリ
ング手段と、前記ヘッドに前記長手軸線に沿った直線運
動と該軸線のまわりの回転運動とを伝える運動伝達手段
とを備え、 前記ヘッドは複数の超音波トランジューサ手段を含んで
おり、該トランジューサ手段は、流体を介してチューブ
の壁にバースト波の形の超音波ビームを前記軸線に対し
て一定角度の方向に送り、該ビームのエコーを検出する
ように配列されており、 前記トランジューサ手段は、 前記軸線を含んだ平面内で該軸線に直交する方向に対し
て一定角度で収束ビームを放つ少なくとも1つの第1の
超音波トランジューサと、前記軸線に直交する線に平行
に且つ該線から離れた位置に収束ビームを放ち、これに
よりビームがチューブの壁に対して斜めになる少なくと
も1つの第2の超音波トランジューサと を備えた、直径に比較して薄い厚みを持つチューブの超
音波非破壊検査装置。 - (2)前記ヘッドは前記軸線に直交する平面に関して対
称に配置された2つの第1の超音波トランジューサを有
する特許請求の範囲第1項記載の装置。 - (3)前記ヘッドは前記長手軸線に直交する平面に関し
て対称に配置された2つの第2の超音波トランジューサ
を有する特許請求の範囲第1項記載の装置。 - (4)前記2つの第2の超音波トランジューサは、ヘッ
ド1回転当たりのヘッドの直線移動距離の半分だけ前記
長手軸線方向にオフセットされている特許請求の範囲第
3項記載の装置。 - (5)前記ヘッドは、前記長手軸線に直交する平面に関
して対称に配置された2つの第2の超音波トランジュー
サを有する特許請求の範囲第2項記載の装置。 - (6)前記第1及び第2の超音波トランジューサの少な
くとも1つには、チューブの壁の内側表面でのビームの
エコーを受信して該エコーを各自のトランジューサに向
けて反射する反射器が装備された特許請求の範囲第1項
記載の装置。 - (7)前記ヘッドは、導入領域のチューブの内外の疵に
応じて各エコーを分ける範囲ゲートを有する回路に接続
されており、該ゲートは、前記反射器からのエコーに応
答して発生した信号に同期している特許請求の範囲第6
項記載の装置。 - (8)前記第1及び第2の超音波トランジューサは、各
該トランジューサから放たれたビームのチューブの壁内
での角度がチューブの壁に直交する線に対して約45°
になるように角度的に配置されている特許請求の範囲第
1項記載の装置。 - (9)前記センタリング手段は、前記ヘッド内に保持さ
れた複数のボールを備えており、該ボールは、前記軸線
のまわりに角度的に間隔をあけて配置され弾力性ある押
圧手段によって該ヘッドの放射状外向きに付勢されてい
る特許請求の範囲第1項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8716353A FR2623626B1 (fr) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | Dispositif de controle non destructif de tubes par ultrasons |
FR8716353 | 1987-11-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH022923A true JPH022923A (ja) | 1990-01-08 |
Family
ID=9357158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63298009A Pending JPH022923A (ja) | 1987-11-25 | 1988-11-25 | チューブの超音波非破壊検査装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5062300A (ja) |
EP (1) | EP0318387B1 (ja) |
JP (1) | JPH022923A (ja) |
CA (1) | CA1301299C (ja) |
DE (1) | DE3864497D1 (ja) |
ES (1) | ES2024040B3 (ja) |
FR (1) | FR2623626B1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2791137B1 (fr) * | 1999-03-16 | 2001-08-03 | Framatome Sa | Procede et dispositif de controle ultrasonore d'un element de forme allongee et utilisation |
RU2182331C1 (ru) * | 2001-05-25 | 2002-05-10 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Способ внутритрубной ультразвуковой дефектоскопии |
RU2194274C1 (ru) | 2001-09-18 | 2002-12-10 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Способ внутритрубного ультразвукового контроля |
RU2188413C1 (ru) * | 2001-10-25 | 2002-08-27 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Устройство для внутритрубной ультразвуковой толщинометрии |
RU2212660C1 (ru) * | 2001-12-25 | 2003-09-20 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Способ внутритрубного ультразвукового контроля |
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US9903673B1 (en) * | 2015-09-27 | 2018-02-27 | Sentinel Diagnostics, LLC | Intelligent ball for monitoring and diagnosis of heat exchanger tube health |
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KR20180105180A (ko) * | 2016-02-19 | 2018-09-27 | 제텍 인크 | 와전류 검사 프로브 |
EP3822660A1 (en) * | 2019-11-13 | 2021-05-19 | ABB Schweiz AG | Integrity detection system for an ultrasound transducer |
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