JPH04366761A - 超音波検査方法 - Google Patents

超音波検査方法

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JPH04366761A
JPH04366761A JP3141664A JP14166491A JPH04366761A JP H04366761 A JPH04366761 A JP H04366761A JP 3141664 A JP3141664 A JP 3141664A JP 14166491 A JP14166491 A JP 14166491A JP H04366761 A JPH04366761 A JP H04366761A
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JP
Japan
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ultrasonic
image
vertical
welding
oblique
Prior art date
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Pending
Application number
JP3141664A
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English (en)
Inventor
Masashi Inoue
正史 井上
Iwao Kuroda
巌 黒田
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating 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
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/11Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は材料中の欠陥検査法に係
り、特に鉄道車両用台車枠や圧力容器等において、円筒
状の形状をした部材とその外壁に取付けられる部材との
接合溶接部を円筒部材の内面側から自動的に、精度良く
検査する超音波検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶接部の欠陥検出を目的とした自動超音
波検査装置は、従来から多くの文献で紹介されており、
検査対象部の構造や検査目的に応じて超音波送受信子(
探触子)の走査方法,信号制御方法,表示方法及び記録
方法等で特徴を持った装置が開発されている。本発明に
関する範囲は、検査対象部からの超音波反射情報を表示
観察及び記録する部分であり、この従来技術としては、
「非破壊検査」VOL25−11(1976年)第70
4頁〜第711にあるごとく、溶接部を平面視した像(
平面画像)と断面画像を記録計上に並列表示する複二次
元表示方式や、平面視した溶接部の分割位置毎に得られ
た超音波反射強度をレベル毎に数値化し、平面画像的に
表示するディジタルプリンタ記録方式、あるいは本発明
でも採用した探触子の走査線毎のアナログ記録を鳥瞰図
的に表示する方式がある。また特殊なものとしては「非
破壊検査」VOL37−7(1988年)第561頁〜
第567頁や非破壊検査VOL35−4(1986年)
第294頁〜第301頁にあるごとく、特殊な探触子を
使用し、得られた超音波反射情報を高度な電子制御及び
コンピュータ技術を駆使して、ブラウン管上で平面画像
や断面画像として観察,評価する方式等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は各々に
特徴に持ったものであるが、一般的なものは欠陥の位置
や寸法を直感的に精度良く見るのに不十分なところがあ
り、特殊なものは精度面では高度なものを持つが簡易性
に欠け、高価すぎる問題があった。
【0004】本発明の目的は、探触子の走査信号と超音
波反射信号を合成して記録紙上に鳥瞰図的に表示するア
ナログ平面画像方式の自動超音波検査方法において、こ
の平面画像が有する溶接部からの反射情報を適切に評価
するために簡易的な方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、探触子走査によって得られた溶接部の平面画像上に
現れる超音波反射体像の位置を基準として溶接断面シー
トを位置付けることにより、溶接の溶込量及び溶接欠陥
の位置と寸法を確認でするようにしたものである。
【0006】
【作用】円筒部材外面上において、溶接部に近接した一
定位置に接触媒質を介して張付けられた超音波反射体は
、これに超音波が斜めに入射する場合(斜角法)におい
て最大の反射が起こる構造であり、垂直法(超音波が円
筒部材壁を通して超音波反射体に垂直に入射する場合)
においては減衰する構造であるため、円筒部材の内面側
から溶接部を斜角法及び垂直法で同時に探傷することに
よって得られる平面画像上に反射、減衰にともなう超音
波反射体像が現われる。(この場合、斜角法においては
超音波反射体からの反射像,垂直法は円筒部材の壁底面
反射波の減衰像として現われる。)一方、溶接断面シー
ト上には超音波反射体の張付位置が罫書かれているため
、溶接部の平面画像上に現われた超音波反射体像と溶接
断面シート上の張付位置ケガキ線を合わせれば平面画像
上に現われた種々の反射像の位置や大きさを直感的に把
握することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1a,b,cに
より説明する。図1a上図は検査対象部の溶接断面図で
あり、合わせて斜角法による探傷状態を示している。1
は検査対象となる溶接部,2は円筒部材,3は板材,4
は補強部材であり、溶接部1は円筒部材2と板材3及び
補強部材4を接合する役目を持ち、リング状に連続溶接
された構造となっている。また、5は溶接部1の溶接に
伴って起きるたれ込み,6は溶接1と板材3及び補強材
4の境界に発生した溶接欠陥であり、斜角法においては
、この部分の欠陥検出が重要となる。
【0008】また、9は超音波を斜めに発射する斜角探
触子,10は発射された斜角超音波であり、斜角探触子
9を円筒部材2の内壁面に沿って矢印で示すごとく左右
走査することにより、斜角超音波10が溶接1の全域を
カバーし、探傷するものである。また、13は本発明の
超音波反射体であり、円筒部材2のa点から斜角超音波
10が発射されたとき、最大の反射強度が得られるよう
な構造となっている。
【0009】図1の下図は上図の斜角探触子9の走査に
連動して記録紙上に表示された平面画像であり、横軸は
円筒部材2の管軸方向,縦軸は周方向を現わしている。 平面画像中14は斜角走査線であり、溶接部1及びその
周辺から反射してくる超音波がないかぎり、直線として
表示される。15はたれ込み5からの反射像,16は溶
接欠陥6からの欠陥反射像,17は超音波反射体13か
らの反射体反射像であり、各反射像の横軸方向の間隔は
、斜角超音波10の入射点a,b,cから溶接部1を斜
視したものを記録紙上で正視像としているため斜角超音
波10の発射角度に応じた割合で拡大されたものとなっ
ている。
【0010】なお、18は溶接断面を上記割合で拡大し
て描いた斜角断面シート,19は斜角断面シート18上
に書かれた超音波反射体13の位置を示すケガキ線であ
る。
【0011】一方、図2の上図は溶接断面図及び垂直法
による探傷状態を示したものであり、1から5までと1
3は図1aに同じであり、7は溶接部1の初層部に発生
した溶接欠陥、8は円筒部材2と溶接部1の境界に発生
した溶接欠陥であり、垂直法においてはこの部分の欠陥
検出が重要である。また、11は超音波を円筒部材2の
壁面に垂直に発射する垂直探触子,12は発射された垂
直超音波であり、垂直探触子11を図1の場合と同様に
走査することにより、溶接部1を探傷するものである。
【0012】図2の下図は垂直探触子11の走査に伴う
平面画像であり、20は垂直走査線,21は円筒部材2
の外表面からの反射像である底面反射像,22は溶接欠
陥8からの欠陥反射像,23は溶接欠陥7からの欠陥反
射像,24は円筒部材2からの底面反射像21が超音波
反射体13を取付けた部分において減衰することによっ
て生じる反射体減衰像であり、これらの像の横軸方向の
間隔は、斜角法の場合とは異なり、図2の上図に示す溶
接断面管軸方向の寸法と同一スケールとなる。
【0013】なお、25は溶接断面図を描いた垂直断面
シート,26は垂直断面シート25上に書かれた超音波
反射体13の位置を示すケガキ線である。
【0014】図3は自動超音波検査装置のブロック図を
示したものであり、1から5までと13は図1及び図2
に同じで、9は図1の斜角探触子9,11は図2の垂直
探触子11と同じものであり、各々が一体となって走査
されるようになっている。また、27は斜角法と垂直法
の超音波の発,受信が同時に行える2チャンネル式の超
音波探傷器であり、28は斜角及び垂直探触子9,11
の駆動と記録計の動きを制御する走査制御装置,29は
斜角及び垂直探触子9,11を駆動する走査用モーター
、及び30は斜角法平面画像を記録する斜角用レコーダ
,31は垂直法平面画像を記録する垂直用レコーダであ
る。
【0015】このような構成において、図1,図2及び
図3の動作について説明する。
【0016】図3において、走査制御装置28及び走査
用モータ29によって斜角及び垂直探触子9及び11を
一体として、円筒部材2の内壁面に沿って矢印のごとく
走査すると、超音波探傷器27から発信された電気信号
は斜角探触子9で斜角超音波10に、垂直探触子11で
垂直超音波12に変換され、溶接部1に発射される。こ
の時、図1の上図及び図2の上図に示す溶接部1及びそ
の付近に溶接欠陥6,7,8や、たれ込み5があると、
斜角超音波10、又は垂直超音波12はそれらで反射さ
れ、その反射超音波は斜角又は垂直探触子9,11でキ
ャッチされた後、超音波探傷器27に入力し、観察され
る。さらに超音波探傷器27のゲート(図示せず)を通
じて、斜角探触子9で得られた超音波反射情報は斜角用
レコーダに、垂直探触子11で得られた超音波反射情報
は垂直用レコーダに送られる。一方、走査制御装置28
の走査モータ29駆動用信号は斜角用レコーダ30及び
垂直用レコーダ31の紙送りと記録ペン(図示せず)の
走査を同時に制御するため、斜角法の場合は図1の下図
の斜角走査線14が斜角探傷子9の動きに応じて、下か
ら上方に方形状にくり返して、斜角用レコーダ30の記
録紙上に表示され、垂直法の場合は図2の下図の垂直走
査線20がが斜角法の場合と同様の動きで表示される。
【0017】なお、図1の上図及び図2の上図は説明の
便宜上記載したもので、記録紙上には表示されない。
【0018】上記のようにして得られた平面画像の評価
方法について説明すると、まず図11の斜角平面画像に
おいて、斜角走査線14上にたれ込み反射像15と欠陥
反射像16が現われた状態だけを見た場合においては平
面像が意味するところが不明確であるが、これに透明な
斜角断面シート18を重ね合わせることにより、非常に
明瞭なものとなってくる(斜角法の場合、円筒部材2の
内壁面からの斜視像となるため斜角断面シート18は傾
けて合わせる)。
【0019】即ち、たれ込み反射像15がたれ込み5か
らの反射像であり、欠陥反射像16が溶接欠陥6からの
反射像であることが明瞭となる。しかしながら、実際の
たれ込みからの反射像は図1のたれ込み反射像15のご
とく単純ではなく、複雑な形状であるため、斜角断面シ
ート18を平面画像の横軸上で正確に合わせることは困
難である。この問題を解決するために使用するものが超
音波反射体13からの反射像である反射体反射像17で
あり、この像の中心線上に斜角断面シート18のケガキ
線19を合わせることにより、各反射像の位置を正確に
見ることができるようになる。
【0020】次に図2の垂直法平面画像においては、平
面画像が円筒部材2の内壁面からの正視像であるため、
斜角平面画像の場合より解釈が容易となるが、円筒部材
2と溶接部1及びたれ込み5との冶金的に触合する範囲
を示す平面画像の谷底寸法Aと、溶接欠陥7が発生して
いることによって生じる谷底寸法Bの持つ意味を正確に
知ることは容易ではなく、欠陥反射像22の位置も明確
でない。この場合においても、底面反射像21の中に生
じる反射体減衰像24の中心線上に垂直断面シート25
のケガキ線26を合わせることによって、溶接欠陥の位
置や寸法及び溶込量等を把握できるようになる。
【0021】このように、本実施例によれば、円筒部材
2と板材3及び補強部材4とを接合する溶接部1の溶接
欠陥の位置や寸法及び溶込量等を簡単に精度良く把握で
きる効果がある。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、斜角超音波の反射が容
易に起こり、かつ垂直超音波の底面反射強度の減衰が起
きやすい構造の超音波反射体と、溶接断面と超音波反射
体の張付位置を描いた溶接断面シートにより、自動超音
波検査によって得られる平面画像上の基準点を明確にし
、これを基点として溶接断面と平面画像の対比を正確に
行うことができるため、溶接部の定量的評価を簡単に精
度良く行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動作を説明する溶接断面図と記録計上
に表示される斜角法平面画像の平面図である。
【図2】溶接断面図と垂直法平面画像の平面図である。
【図3】自動超音波検査装置のブロック図である。
【符号の説明】
13…超音波反射体、17…反射体反射像、18…斜角
断面シート、19,26…ケガキ線、24…反射体減衰
像、25…垂直断面シート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検査対象となる溶接部に相対して自動的に
    走査される探触子の走査信号と溶接部からの超音波反射
    信号を合成して記録紙上に鳥瞰図的に表示するアナログ
    平面画像を求め、溶接断面図及び超音波反射体位置を透
    明なシート上に描いた溶接断面シートを前記アナログ平
    面画像に重ねて評価を行うことを特徴とする超音波検査
    方法。
JP3141664A 1991-06-13 1991-06-13 超音波検査方法 Pending JPH04366761A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995001273A1 (fr) * 1993-06-29 1995-01-12 Hitachi, Ltd. Procede de fabrication de pieces structurelles de vehicules
KR20140115966A (ko) * 2013-03-22 2014-10-01 가부시끼가이샤 도시바 초음파 검사 장치 및 초음파 검사 방법
US11318536B2 (en) 2014-09-16 2022-05-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Additive manufacturing apparatus and additive manufacturing method
JP2022124690A (ja) * 2021-02-16 2022-08-26 株式会社日立製作所 溶接部の超音波検査装置

Cited By (5)

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