JPH03279856A - 超音波材料試験装置 - Google Patents
超音波材料試験装置Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
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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〕
本発明は超音波材料試験装置に関するもので、材料中の
音速変化を検出して内圧による材料に加わっている応力
の測定およびその材料の水素侵食を測定するものであり
、特に高温高圧の水素雰囲気で用いられる圧力容器の内
面付近に発生する水素侵食の検出やそれらに作用する圧
力の変化の検出に用いられるものである。
音速変化を検出して内圧による材料に加わっている応力
の測定およびその材料の水素侵食を測定するものであり
、特に高温高圧の水素雰囲気で用いられる圧力容器の内
面付近に発生する水素侵食の検出やそれらに作用する圧
力の変化の検出に用いられるものである。
高温高圧の水素雰囲気で鉄鋼材料を使用すると、水素侵
食により鋼中の炭素と水素とが反応して、脱炭や微小な
亀裂が発生し、破壊に至る欠陥を生じる。
食により鋼中の炭素と水素とが反応して、脱炭や微小な
亀裂が発生し、破壊に至る欠陥を生じる。
かかる水素侵食は、材料中を伝搬する音速の変化により
測定する。この音速の測定において、両端からの測定が
困難な円柱９円筒形状の材料の音速測定では、第５図示
のように円筒容器１１の両側に超音波の送・受信器１２
、１３を当接し、その外周面から円筒の中心に向かう
半径方向に超音波を伝搬させ、その材料肉厚と伝搬時間
から 音速＝伝搬距離／経過時間 ・・・・・・・・・・・・
（１）により音速を求めている。
測定する。この音速の測定において、両端からの測定が
困難な円柱９円筒形状の材料の音速測定では、第５図示
のように円筒容器１１の両側に超音波の送・受信器１２
、１３を当接し、その外周面から円筒の中心に向かう
半径方向に超音波を伝搬させ、その材料肉厚と伝搬時間
から 音速＝伝搬距離／経過時間 ・・・・・・・・・・・・
（１）により音速を求めている。
この方法では、測定肉厚における平均音速が得られるが
、肉厚方向での音速の変化は求められない。また、円筒
容器において、その両端が塞がれていたり、狭くなって
いる場合は、その肉厚ａをマイクロメータ等で直接測定
することが不可能であるたｂ１音速値を求めるた約の材
料肉厚が得られず、音速は求められない。
、肉厚方向での音速の変化は求められない。また、円筒
容器において、その両端が塞がれていたり、狭くなって
いる場合は、その肉厚ａをマイクロメータ等で直接測定
することが不可能であるたｂ１音速値を求めるた約の材
料肉厚が得られず、音速は求められない。
これらのことから、特に圧力容器の応力又は材料的変化
を音速値の変化として捉えようとした場合、従来は、円
柱１円筒形状の材料において音速の測定は不可能であっ
た。
を音速値の変化として捉えようとした場合、従来は、円
柱１円筒形状の材料において音速の測定は不可能であっ
た。
本発明は、かかる円柱９円筒形状の材料において、音速
の測定を可能にし、音速に影響を与える水素侵食や応力
の測定を可能にしたものである。
の測定を可能にし、音速に影響を与える水素侵食や応力
の測定を可能にしたものである。
本発明は第１図（イ）示のように、円柱又は円筒形状の
材料ｌにおいて、その材料１の外周の２点に探触子保持
装置２．３を当接し、その一方より他方に向けて弦方向
に超音波を送・受信し、２個の探触子２ａ ＝ ３ａ間
の距離ｄと、超音波の伝搬時間ｔから縦波又は横波の音
速を求めるようにした超音波材料試験装置である。
材料ｌにおいて、その材料１の外周の２点に探触子保持
装置２．３を当接し、その一方より他方に向けて弦方向
に超音波を送・受信し、２個の探触子２ａ ＝ ３ａ間
の距離ｄと、超音波の伝搬時間ｔから縦波又は横波の音
速を求めるようにした超音波材料試験装置である。
この音速を測定するために、円柱又は円筒形状の材料１
の弦方向に超音波を伝搬させ、探触子間距離ｄと伝搬時
間ｔから音速Ｖを Ｖ＝ より求める。
の弦方向に超音波を伝搬させ、探触子間距離ｄと伝搬時
間ｔから音速Ｖを Ｖ＝ より求める。
第１図（ロ）示のように、クロックパルスＰの発信した
パルスは上記発信パルスＰｌ＋受信パルスＰ２でトリガ
されるゲート回路Ｇを介してカウンタＣに入力され、計
数される。
パルスは上記発信パルスＰｌ＋受信パルスＰ２でトリガ
されるゲート回路Ｇを介してカウンタＣに入力され、計
数される。
したがって上記伝搬時間ｔは超音波の発信パルスＰ１か
ら受信パルスＰ２までの時間ｔ、を第１図（ロ）示のカ
ウンタＣ又は＾／Ｄ変換器等にて読み取り、第１図（イ
）に示す、あらかじめ測定されである探触子２ａ 、
３ａのシュ２ｂ、３ｂ内伝搬時間’ｈ 、ｔ３を差し引
くことによって求められる。
ら受信パルスＰ２までの時間ｔ、を第１図（ロ）示のカ
ウンタＣ又は＾／Ｄ変換器等にて読み取り、第１図（イ
）に示す、あらかじめ測定されである探触子２ａ 、
３ａのシュ２ｂ、３ｂ内伝搬時間’ｈ 、ｔ３を差し引
くことによって求められる。
探触子２ａ −３ａ間の距離ｄは、第２図に示すように
円筒面上にシュー２ｂ 、 ３ｂがあるため、直接測定
することは困難である。また、曲面の状況によってシュ
ー２ｂ 、 ３ｂの傾きは変化する。すなわち、円筒材
料の弦方向に超音波を伝搬させて、その音速を測定する
場合、探触子２ａ ＝ ３ａが材料１の円筒面と接する
位置によって、探触子２ａ ＝ ３ａの傾きが異なり、
探触子２ａ ＝ ３ａ間の距離ｄを測定することが困難
となる。このた約、第３図に示すように、探触子２ａ
＝ ３ａの入射点２ｃ、３ｃ（超音波が探触子２ａ３ａ
から材料１に入る時又は出る時の超音波が伝搬する中心
点）を中心として、探触子２ａ ＝ ３ａが回転すべく
シュー２ｂ 、 ３ｂを保持する。このシュー２ｂ３ｂ
を保持するガイドケース２ｄ 、 ３ｄは例えば、上記
入射点２ｃ 、 ３ｃを中心として円弧状に延びる円弧
体で夫々スライドフレーム２ｅ ＝ ３ｅに３つのロー
ラ２ｆ２ｆ、２ｆ、 ３ｆ、３ｆ、３ｆにより回動すべ
く支持され、これらスライドフレーム２ｅ ＝ ３ｅは
目盛付きスチールビーム４に摺動すべく支持されている
。したがってスライドフレーム２ｅ 、 ３ｅは３つの
ローラ２ｆ。
円筒面上にシュー２ｂ 、 ３ｂがあるため、直接測定
することは困難である。また、曲面の状況によってシュ
ー２ｂ 、 ３ｂの傾きは変化する。すなわち、円筒材
料の弦方向に超音波を伝搬させて、その音速を測定する
場合、探触子２ａ ＝ ３ａが材料１の円筒面と接する
位置によって、探触子２ａ ＝ ３ａの傾きが異なり、
探触子２ａ ＝ ３ａ間の距離ｄを測定することが困難
となる。このた約、第３図に示すように、探触子２ａ
＝ ３ａの入射点２ｃ、３ｃ（超音波が探触子２ａ３ａ
から材料１に入る時又は出る時の超音波が伝搬する中心
点）を中心として、探触子２ａ ＝ ３ａが回転すべく
シュー２ｂ 、 ３ｂを保持する。このシュー２ｂ３ｂ
を保持するガイドケース２ｄ 、 ３ｄは例えば、上記
入射点２ｃ 、 ３ｃを中心として円弧状に延びる円弧
体で夫々スライドフレーム２ｅ ＝ ３ｅに３つのロー
ラ２ｆ２ｆ、２ｆ、 ３ｆ、３ｆ、３ｆにより回動すべ
く支持され、これらスライドフレーム２ｅ ＝ ３ｅは
目盛付きスチールビーム４に摺動すべく支持されている
。したがってスライドフレーム２ｅ 、 ３ｅは３つの
ローラ２ｆ。
２ｆ、 ２ｆ 、 ３ｆ、 ３ｆ、 ３ｆによりガイド
ケース２ｄ 、 ３ｄを入射点２ｃ、３ｃを中心として
回動すべく保持し、目盛付きスチールビーム４は探触子
２ａ −３ａを保持し、探触子２ａ 、 ３ａ間の距離
を測定でき、探触子２ａ 、３ａが曲面の状況によって
傾きが変化しても、その入射点２ｃ 、 ３ｃは目盛付
きスチールビーム４に対し常に同じ状態に保持され、探
触子２ａ ＝ ３ａ間の距離ｄの測定を可能とするもの
である。なお、探触子２ａ３ａには斜角探触子（超音波
ビームが斜めに伝搬する）を用い、指向角 （超音波ビ
ームの幅）の広い探触子を用いる。
ケース２ｄ 、 ３ｄを入射点２ｃ、３ｃを中心として
回動すべく保持し、目盛付きスチールビーム４は探触子
２ａ −３ａを保持し、探触子２ａ 、 ３ａ間の距離
を測定でき、探触子２ａ 、３ａが曲面の状況によって
傾きが変化しても、その入射点２ｃ 、 ３ｃは目盛付
きスチールビーム４に対し常に同じ状態に保持され、探
触子２ａ ＝ ３ａ間の距離ｄの測定を可能とするもの
である。なお、探触子２ａ３ａには斜角探触子（超音波
ビームが斜めに伝搬する）を用い、指向角 （超音波ビ
ームの幅）の広い探触子を用いる。
これによって、被検査材料１の外周面曲率が変化しても
、伝搬距離ｄは常に一定となり、また、伝搬距離ｄは目
盛付きスチールビーム４によって正確に読み取ることが
できるものである。
、伝搬距離ｄは常に一定となり、また、伝搬距離ｄは目
盛付きスチールビーム４によって正確に読み取ることが
できるものである。
肉厚方向の音速の変化は、第４図に示すように、伝搬す
る位置をＡ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ・・・・・・と変えて各測
定を行うことによって可能である。
る位置をＡ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ・・・・・・と変えて各測
定を行うことによって可能である。
以上のように本発明によれば、円形５円筒形成いは外形
が複雑な圧力容器等の材料において、材料に加わってい
る応力又は残留応力または材料的変化を音速の変化とし
て検出でき、また各部位の音速の変化及び外表面から内
面にいたる肉厚方向の音速変化を検出することができ、
その応力、材籾受化を測定することができるものである
。
が複雑な圧力容器等の材料において、材料に加わってい
る応力又は残留応力または材料的変化を音速の変化とし
て検出でき、また各部位の音速の変化及び外表面から内
面にいたる肉厚方向の音速変化を検出することができ、
その応力、材籾受化を測定することができるものである
。
第１図（イ）は本発明における超音波の経路と伝搬時間
の関係を示す説明図、第１図（ロ）はその時間ｔ、を測
定する回路のブロック図、第２図は探触子間と伝搬距離
との関係を示す説明図、第３図は本発明の他の実施例の
探触子保持装置の拡大図、第４図は肉厚方向音速変化の
測定の説明図、第５図は従来の測定方法の説明図である
。 １−・・・・・材料、２．３・・・・・・探触子保持装
置、２ａ３ａ・・・・・・探触子、ｄ・・・・・・探触
子間の距離、ｔ・・・・・・伝搬時間。 寡９０ 喜５目
の関係を示す説明図、第１図（ロ）はその時間ｔ、を測
定する回路のブロック図、第２図は探触子間と伝搬距離
との関係を示す説明図、第３図は本発明の他の実施例の
探触子保持装置の拡大図、第４図は肉厚方向音速変化の
測定の説明図、第５図は従来の測定方法の説明図である
。 １−・・・・・材料、２．３・・・・・・探触子保持装
置、２ａ３ａ・・・・・・探触子、ｄ・・・・・・探触
子間の距離、ｔ・・・・・・伝搬時間。 寡９０ 喜５目
Claims (2)
- （１）円柱又は円筒形状の材料において、その材料の外
周の２点に探触子保持装置を当接し、その一方より他方
に向けて弦方向に超音波を送・受信し、２個の探触子間
の距離と、超音波の伝搬時間から縦波又は横波の音速を
求めるようにした超音波材料試験装置。 - （２）上記探触子保持装置は、その超音波の入射点を中
心として探触子を回動すべく保持してなる請求項第１項
記載の超音波材料試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081821A JPH03279856A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超音波材料試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081821A JPH03279856A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超音波材料試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279856A true JPH03279856A (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=13757153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2081821A Pending JPH03279856A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超音波材料試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03279856A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11108903A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ボイラチューブの内面損傷検査用ヘッド |
| KR100358086B1 (ko) * | 1999-11-01 | 2002-10-25 | 한국수력원자력 주식회사 | 보일러 튜브 및 배관 초음파 검사용 집속탐촉자 웨지장치 |
| JP2003329513A (ja) * | 2002-05-15 | 2003-11-19 | Koyo Seiko Co Ltd | 円筒ころ軸受の内輪の超音波伝播速度測定方法および疲労度測定方法 |
| JP2004184378A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-02 | Koyo Seiko Co Ltd | 鋼製部品の脱炭または研磨焼の検査方法 |
| CN104487838A (zh) * | 2012-07-10 | 2015-04-01 | 斯奈克玛 | 表征至少局部地包括对称平面的物体的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6326340A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-03 | Kobe Steel Ltd | 方向性の優れたアルミニウム合金の製造法 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2081821A patent/JPH03279856A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6326340A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-03 | Kobe Steel Ltd | 方向性の優れたアルミニウム合金の製造法 |
Cited By (6)
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| JP2015522174A (ja) * | 2012-07-10 | 2015-08-03 | スネクマ | 少なくとも局所的に対称面を含む物体を特性評価する方法 |
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