JPH03175354A - 自動超音波探傷方法及びその装置 - 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、超音波探触子を方形走査させる超音波探傷に
おいて、この探触子の総走査距離をできるだけ短くし、
所要検査時間の短縮化を図った自動超音波探傷方法及び
その装置に関するものである。

〈従来の技術〉 一般に、超音波探触子を用いた超音波探傷においては、
例えば第３図〜第４図に示したような鋼板１，１等の被
検査材の溶接部２を検査する場合、超音波探触子３を溶
接部２近傍の鋼板１上に接触媒体４を介して設置し、こ
の超音波探触子３を第４図に示したように方形走査線５
に沿って走査させ、その走査中に、斜角探傷用振動子３
ａによって、超音波を斜め方向から送信波６として溶接
部２に送り出す。

この送信波６は、例えば第３図に示したように溶接部２
の中やその近傍に亀裂や溶接不良等の異常箇所（欠陥部
）７があると、この部分から反射波８が反射され、超音
波探触子３により受信される。

このような反射波８のあった箇所は、溶接部２等の異常
箇所７を示すものとして、例えば第５図に示したように
超音波探触子３の走査軌跡を、プロッタやプリンタ、磁
気ディスク等の記録手段により連続した走査線５ａとし
て表した場合、白抜き部として表示される。

また、上記超音波探触子３に接触不良や塗布不良等の検
出用として垂直探傷用振動子３ｂも併設した場合には、
被検査材１と超音波探触子３との接触不良や、接触媒体
４の塗布不良等が反射波８の有無によって検出される。

ただ、この場合には、上記とは逆に正常時にあっては、
振動子３ｂからの送信波６が被検査材１中に伝送され、
当該材料の裏面から反射波８として反射されるため、反
射波８がないときが異常箇所等として検出されることに
なる。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記検査の際、異常箇所７のより詳細な情報
を知ろうとすれば、当然のこととして、例えば第６図（
Ａ）に示したようにピッチ幅の狭い密ピッチ（精密ピッ
チ）ｐ＋で方形走査を行えばよいわけであるが、この密
ピッチｐ、の場合、超音波探触子３の総走査距離が長く
なるため、所要検査時間が長くなって、作業性の低下が
避けられないという問題があった。

一方、逆に、例えば第６図（Ｂ）に示したようにピッチ
幅の広い粗ピッチｐ２で方形走査を行えば、時間短縮に
より作業性の向上は期待できるものの、異常箇所７の詳
細な情報が得られないという問題があった。

そこで、このような従来の欠点を解消するものとして、
第７図に示したように当初ピッチ幅の広い粗ピッチＰｔ
での方形走査を行い、異常箇所７が検出されたら、その
時点から、ピッチ幅の狭い密ピッチＰ＋に切り替え、異
常箇所７の検出が無くなったら、再びピッチ幅の広い粗
ピッチｐ２での方形走査に戻るという方法が提案されて
いる（特開昭６０−４０９４９号）。

この提案の場合、全検査範囲を見ると、その走査領域が
粗ピッチ走査領域Ｌ２と密ピッチ走査領域Ｌ＋の組み合
わせからなるため、走査領域中に粗ピッチ走査領域り、
が存在する分だけ、密ピッチ走査だけの場合に比較して
、超音波探触子３の総走査距離が短くなり、所要検査時
間の短縮化が図られるものの、未だ改善すべき問題点が
あった。

と言うのは、実際の超音波探傷の場合、粗ピッチＰｇの
ピッチ幅としては５ｍｍ程度、密ピッチｐ、のピッチ幅
としては１〜２ｍｍ程度が考えられ、また、異常箇所７
と言っても、検査対象である被検査材□にもよるが、そ
の幅（長さ）や外径等は経験的に数ｍｍ程度のものが大
半で、微小なものにあっては２ｍｍ前後に過ぎない。

従って、上記走査ピッチの切り替え方式の場合、異常箇
所７のある密ピッチ走査領域Ｌ＋において、第７図に示
したように方形走査線５の全ストローク幅り、分だけ走
査する必要性は殆どなく、より好ましくは異常箇所７の
長さや外径等の幅Ｄ２に対応する分だけの走査を行えば
十分と言える。

つまり、この従来方法では、密ピッチ走査領域り、にお
いて、無駄な走査部分があり、改善すべき余地があった
。

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもの
である。

〈課題を解決するための手段〉 か＼る本発明の一つは、被検査材の表面に接触媒質を介
して設置された超音波探触子を所望の方形走査させる自
動超音波探傷装置を用いた自動超音波探傷方法において
、先ず、方形走査線の走査ピッチ幅を少なくとも広い粗
ピッチと狭い密ピッチの２種類に設定し、最初に、前記
粗ピッチで被検査材の全検査範囲を方形走査させつつ、
当該被検査材の欠陥や、被検査材と超音波探触子との接
触不良あるいは前記接触媒質の塗布不良等の異常箇所を
検出し、記録し、次に、この記録された異常箇所の位置
情報により前記異常箇所部分に前記超音波探触子を戻し
、当該異常箇所が被検査材と超音波探触子との接触不良
あるいは前記接触媒質の塗布不良等の異常であるときに
は、再度前記粗ピッチでの当該異常箇所の周辺を方形走
査させ、また前記異常箇所が被検査材の欠陥の異常であ
るときには、当該異常箇所の周辺を前記密ピッチで方形
走査させるようにした自動超音波探傷方法にある。

また、本発明のもう一つは、被検査材の表面に接触媒質
を介して設置される超音波探触子と、当該超音波探触子
を方形走査させる探触子走査機構と、前記被検査材等に
異常箇所があるときインディケイション信号（異常信号
）を出力させる超音波探傷器と、当該超音波探傷器から
の前記インディケイション信号が入力されると共に各部
を制御管理する管理部と、前記探触子走査機構の制御と
前記超音波探触子の位置情報を出力する位置決め制御部
と、当該位置決め制御部の位置情報と前記管理部に入力
されたインディケイション信号から被検査材等の異常箇
所の位置情報を記憶する位置情報記憶部とからなる自動
超音波探傷装置にある。

く作用〉 このような本発明方法及び装置では、初め粗ピッチで被
検査材の全検査範囲を迅速に方形走査させ、その際、異
常の検出された箇所を記憶させておき、次に、この異常
箇所に戻って、その異常箇所周辺のみを、異常の種類に
よって、再度粗ピッチ走査させたり、密ピッチでより詳
しく方形走査させるものであるため、検査ムラ発生の防
止が図れると同時に、超音波探傷本来の欠陥の場合、超
音波探触子の総走査距離が略理想的な形で短くなり、所
要検査時間のより一層の短縮化が図られる。

〈実施例〉 第１図〜第２図は本発明に係る自動超音波探傷方法及び
自動超音波探傷装置の一実施例を示したものである。

第１図において、１１は鋼材等の被検査材１２の表面で
、検査対象部分である溶接部等の近傍に接触媒質１３を
介して設置され、例えば斜角探傷用振動子１１ａと垂直
探傷用振動子１１ｂとを有する超音波探触子、１４は超
音波探触子１１を方形走査させる探触子走査機構、１５
は被検査材１２や、当該被検査材１２と超音波探触子１
１との接触不良、あるいは接触媒質１３の塗布不良等の
異常箇所があるときインディケイション信号（異常信号
）を出力させる超音波探傷器、１６は超音波探傷器１５
からのインディケイション信号が入力されると共に各部
を制御管理する管理部、１７は探触子走査機構１４を管
理部１６を通じて走査制御すると共に超音波探触子１２
の位置情報を出力する位置決め制御部、１８は位置決め
制御部１７の位置情報と管理部１６に人力されたインデ
ィケイション信号から被検査材１２や被検査材１２と超
音波探触子１１との接触不良、あるいは接触媒質１３の
塗布不良等の異常箇所の位置情報を記憶する位置情報記
憶部、１９は超音波探触子１１の方形走査線５の連続パ
ターンを記録するプロッタやプリンタ、磁気ディスク等
の記録手段である。

上記探触子走査機構１４の構成は、特に限定されないが
、本実施例では、被検査材１２上に固定される固定用マ
グネット２０に固着され、その上面中央部にラック部を
有する平板状のＸ軸シール２１と、本走査機構本体２２
底部の左右に取り付けられ、上記Ｘ軸シール２１の縁部
を挟持する各一対のＸ軸保持ローラ２３・・・と、Ｘ軸
シール２１の上記ラック部と噛み合い、内蔵モータ等に
より回転駆動させられるＸ軸駆動用ピニオン２４と、走
査機構本体２２に摺動自在に装着され、内蔵モータ等に
より進退駆動されると共に、その遊端側に超音波探触子
１１が懸架軸２５を介して懸架されたＹ軸２６とからな
る。

そして、この機構１４では、例えばＸ軸駆動用ピニオン
２４が回動駆動されると、探触子走査機構本体２２がＸ
軸シール２１に沿って移動し、超音波探触子１１が、第
２図中、方形走査線３５の進行方向であるＸ方向に進み
、ピッチ送りされるようになっており、また、Ｙ軸２１
が進退駆動されると、超音波探触子１１が、第２図中、
方形走査線５の幅行方向であるＹ方向に反復移動される
ようになっている。

また、上記管理部１６、位置決め制御部１７、位置情報
記憶部１８にあっては、マイクロコンピータやシーケン
サ、電子回路、メモリーチップ等の電子部品により適宜
構成される。

次に、このような自動超音波探傷装置により行われる自
動超音波探傷方法について説明する。

先ず、第２図に示したように方形走査！ａ３５の走査ピ
ッチ幅を少なくとも広い粗ピッチｐ２と狭い密ピッチＰ
＋の２種類に設定し、この設定データを、自動走査プロ
グラム等と共に管理部１６等に格納しておく。

そして、最初の方形走査では、被検査材１２の全検査範
囲を粗ピッチｐ２で迅速に走査させる。

この粗ピッチ走査中には、被検査材１２の欠陥や、被検
査材１２と超音波探触子１１との接触不良、あるいは接
触媒質１３の塗布不良等の異常箇所３７を超音波探傷器
１５により検知し、この異常箇所のインディケイション
信号と、位置決め制御部１７からの位置情報とにより異
常箇所３７゛を特定し、異常箇所３７の位置情報を、そ
の都度位置情報記憶部１８に記憶させる。

この記憶時、位置情報記憶部１日では、斜角探傷用振動
子１１ａにより得られる被検査材１２の欠陥による異常
箇所３７と、垂直探傷用振動子１１ｂにより得られる被
検査材１２と超音波探触子１１との接触不良や接触媒質
１３の塗布不良等の異常箇所３７とは、区別して記憶さ
せる。

このようにして粗ピッチｐ２での方形走査が完了したら
、上記位置情報記憶部１８の位置情報を基にして、異常
箇所３７の周辺に超音波探触子１１を戻し、先ず、その
異常箇所３７が、被検査材１２と超音波探触子１１との
接触不良や接触媒質１３の塗布不良等の場合には、当該
異常箇所３７の周辺を再度、粗ピッチｐ２での方形走査
を行う。

二の粗ピッチｐ２での再走査の前提としては、この異常
の場合、その異常範囲において本来の超音波探傷が行わ
れていないことを意味するため、この異常信号の検出に
より、その後、超音波探触子１１の接触調整や、接触媒
質１３の再塗布等をして、再走査するものとする。

一方、上記異常箇所３７が、被検査材１２の欠陥による
場合には、その適宜範囲を密ピッチｐＩでさらに詳細に
方形走査を行う。

この密ピッチ走査範囲であるが、この範囲は、例えば第
２図に示したようにＸ方向とＹ方向に囲まれる範囲とし
、異常箇所３７の長さや外径等の幅Ｄ□より少々太き目
に設定するとよい。

つまり、より具体的には、粗ピッチ走査での異常箇所３
７の位置情報を基にして、ピッチ送りのＸ方向（進行方
向）にあっては、例えば異常箇所出現時のピッチより少
々前のピッチ（１ピッチ前等）から異常箇所消滅時のピ
ッチの次のピッチまでの範囲等とする。

一方、反復移動のＹ方向にあっては、粗ピッチ時に得ら
れるインディケイション信号の連続する範囲から、部分
的であるが、実際の欠陥の長さや外径に対応した情報が
得られているため、この実際の欠陥の長さや外径の前後
に数ｍｍの幅を加算して、Ｙ方向の範囲とする。

この際の加算幅（十α）は、被検査材１２の対象に応じ
た経験則等に基づいて予想値を定めるとよい。

例えば、板厚２０ｍｍのｖ！！Ｕｖｉで、超音波探触子
１１の斜角探傷用振動子１１ａから７０°の方向に超音
波を送りつつ、Ｙ方向の進退走査距離を約１００ｍｍと
した場合、欠陥の大きさを約５ｍｍとすると、本発明で
は、Ｙ方向の走査距離は約１５ｍｍで十分対応できた。

つまり、この欠陥部分では、Ｙ方向の進退走査距離１０
０ｍｍに対して１５％の走査距離でよく、大幅な所要走
査時間（約８５％程度）の短縮が可能となる。

なお、このような密ピッチｐ、での走査は、上述した被
検査材１２と超音波探触子１１との接触不良や接触媒’
１１３の塗布不良等の場合の再粗ピッチ走査後に、被検
査材１２中に欠陥が検出された場合にも行われる。

また、上記実施例では、２個の振動子１１ａ。

１１ｂを用いて、被検査材１２の欠陥による異常箇所３
７と、被検査材工２と超音波探触子１１との接触不良や
接触媒質１３の塗布不良等の異常箇所３７の両方に対応
できる場合について説明したが、本発明は、これに限定
されず、被検査材１２の欠陥による異常箇所３７にのみ
対応するようにすることもできる。

さらにまた、上記実施例では、被検査材１２の欠陥３７
の探傷において、超音波を斜め方向から入れる斜角探傷
法であったが、本発明はこれに限定されず、超音波探触
子１１の接触不良や接触媒体１３の塗布不良等の場合と
同様、超音波を鉛直方向らか入れて、被検査材１２の欠
陥３７を探傷する垂直探傷法にも応用できること、勿論
である。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように本発明によれば次のよう
な効果が得られる。

’（１）、先ず、本発明の自動超音波探傷方法の場合、
初め粗ピッチで被検査材の全検査範囲を方形走査し、こ
の際、被検査材等の異常箇所の位置を検出し、記憶する
方法であるため、最初、検査部の大まかな状態が捉えら
れる。この走査は、粗ピッチであるため、勿論迅速に行
われる。

この後、上記記憶された異常箇所の位置情報により、超
音波探触子が自動的に当該異常箇所の周辺に戻り、その
異常情報が、超音波探触子の接触不良や接触媒体の塗布
不良等の場合には、再度、粗ピッチ走査が行われる。つ
まり、当該異常部分では、本来の超音波探傷がやはり迅
速に行われ、検査ムラの発生等が効果的に防止できる。

一方、異常情報が、超音波探傷本来の対象である被検査
材の欠陥である場合には、その゛周辺のみが、密ピッチ
で方形走査されるため、当該異常箇所のより詳細な情報
が得られると同時に、超音波探触子の総走査距離が略理
想的な形で短くなり（密ピッチ走査の範囲が最少限とな
り）、所要検査時間のより一層の短縮化が図れ、大幅な
作業性の向上が期待できる。

（２）本発明の自動超音波探傷装置の場合、超音波探触
子や超音波探傷器、探触子走査機構等の他に、管理部、
位置決め制御部、位置情報記憶部を有するため、粗ピッ
チ時に検出された異常箇所の位置情報が記録され、この
情報を基に、異常箇所の周辺への超音波探触子の戻りを
、極めて簡単かつ適切に自動制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動超音波探傷装置の一実施例を
示した概略説明図、第２図は本発明に係る自動超音波探
傷方法の一実施例による方形走査線を示した平面図、第
３図は超音波探触子と被検査材との関係を示した縦断面
図、第４図は超音波探触子の方形走査軌跡を示した被検
査材の斜視図、第５図は超音波探傷により得られた方形
走査線を示した平面図、第６図（Ａ）〜（Ｂ）は異なる
ピッチ幅の方形走査線を示した各平面図、第７図は従来
方法による方形走査線を示した平面図である。 図中、 １１・ １２・ １３・ １４・ １５・ １６・ １７・ １８・ １９・ ３５・ ３７・ Ｐ＋　　　’ Ｐｇ　　’ 超音波探触子、 被検査材、 接触媒体、 探触子走査機構、 超音波探傷器、 管理部、 位置決め制御部、 位置情報記憶部、 記録手段、 方形走査線、 異常箇所、 密ピッチ、 粗ピッチ、 第１図 ４ ２ ／ 第２図 ２ １ 第３図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査材の表面に接触媒質を介して設置された超
   音波探触子を所望の方形走査させる自動超音波探傷装置
   を用いた自動超音波探傷方法において、先ず、方形走査
   線の走査ピッチ幅を少なくとも広い粗ピッチと狭い密ピ
   ッチの２種類に設定し、最初に、前記粗ピッチで被検査
   材の全検査範囲を方形走査させつつ、当該被検査材の欠
   陥の異常箇所を検出し、記録し、次に、この記録された
   異常箇所の位置情報により前記異常箇所部分に前記超音
   波探触子を戻し、当該異常箇所の周辺を前記密ピッチで
   方形走査させるようにした自動超音波探傷方法。
2. （２）被検査材の表面に接触媒質を介して設置された超
   音波探触子を所望の方形走査させる自動超音波探傷装置
   を用いた自動超音波探傷方法において、先ず、方形走査
   線の走査ピッチ幅を少なくとも広い粗ピッチと狭い密ピ
   ッチの２種類に設定し、最初に、前記粗ピッチで被検査
   材の全検査範囲を方形走査させつつ、当該被検査材の欠
   陥や、被検査材と超音波探触子との接触不良あるいは前
   記接触媒質の塗布不良等の異常箇所を検出し、記録し、
   次に、この記録された異常箇所の位置情報により前記異
   常箇所部分に前記超音波探触子を戻し、当該異常箇所が
   被検査材と超音波探触子との接触不良あるいは前記接触
   媒質の塗布不良等の異常であるときには、再度前記粗ピ
   ッチでの当該異常箇所の周辺を方形走査させ、また前記
   異常箇所が被検査材の欠陥の異常であるときには、当該
   異常箇所の周辺を前記密ピッチで方形走査させるように
   した自動超音波探傷方法。
3. （３）被検査材の表面に接触媒質を介して設置される超
   音波探触子と、当該超音波探触子を方形走査させる探触
   子走査機構と、前記被検査材等に異常箇所があるきとイ
   ンディケイション信号（異常信号）を出力させる超音波
   探傷器と、当該超音波探傷器からの前記インディケイシ
   ョン信号が入力されると共に各部を制御管理する管理部
   と、前記探触子走査機構の制御と前記超音波探触子の位
   置情報を出力する位置決め制御部と、当該位置決め制御
   部の位置情報と前記管理部に入力されたインディケイシ
   ョン信号から被検査材等の異常箇所の位置情報を記憶す
   る位置情報記憶部とからなる自動超音波探傷装置。