JPH05296956A - 表面探傷装置 - Google Patents
表面探傷装置Info
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- JPH05296956A JPH05296956A JP10703592A JP10703592A JPH05296956A JP H05296956 A JPH05296956 A JP H05296956A JP 10703592 A JP10703592 A JP 10703592A JP 10703592 A JP10703592 A JP 10703592A JP H05296956 A JPH05296956 A JP H05296956A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】金属に限らず非金属の被検材も表面探傷の対象
にでき、また、狭間部或は遠隔地点の表面探傷が容易に
行え、しかも画像等により表面欠陥を記録しておくこと
ができ、更に一部分を重点的に検査することも可能とす
る。 【構成】表面探傷装置は、被検材１の表面をレーザ光２
６で加熱する加熱装置２１と、この加熱により被検材１
から放射される赤外線２９を検出する赤外線検出装置２
２と、この赤外線検出装置２２で得られた信号から表面
欠陥を検出する表面欠陥検出装置２３とを包含する。
にでき、また、狭間部或は遠隔地点の表面探傷が容易に
行え、しかも画像等により表面欠陥を記録しておくこと
ができ、更に一部分を重点的に検査することも可能とす
る。 【構成】表面探傷装置は、被検材１の表面をレーザ光２
６で加熱する加熱装置２１と、この加熱により被検材１
から放射される赤外線２９を検出する赤外線検出装置２
２と、この赤外線検出装置２２で得られた信号から表面
欠陥を検出する表面欠陥検出装置２３とを包含する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面探傷装置に係り、
特に原子力発電プラントにおける配管や機器等の探傷に
有効な表面探傷装置に関する。
特に原子力発電プラントにおける配管や機器等の探傷に
有効な表面探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電プラントでは１年毎に定期点
検が行われており、この定期点検時には配管や機器等の
材料の表面又はその内部に生じた欠陥について検査が行
われる。
検が行われており、この定期点検時には配管や機器等の
材料の表面又はその内部に生じた欠陥について検査が行
われる。
【０００３】このうち、被検材の表面上に開口した欠陥
の存在、及びその欠陥形状を検出するための方法とし
て、従来、図８に示すような浸透探傷試験方法がある。
の存在、及びその欠陥形状を検出するための方法とし
て、従来、図８に示すような浸透探傷試験方法がある。
【０００４】すなわち、この浸透探傷試験方法は、図８
（Ａ）に示すように、被検材１上に浸透性が良好で着色
された液体２を塗布し、被検材１の欠陥部１Ａ内に十分
浸透させた後、同図（Ｂ）に示すように、欠陥部１Ａ以
外の被検材１の表面に付着している浸透液を洗浄剤３を
用いて除去する。
（Ａ）に示すように、被検材１上に浸透性が良好で着色
された液体２を塗布し、被検材１の欠陥部１Ａ内に十分
浸透させた後、同図（Ｂ）に示すように、欠陥部１Ａ以
外の被検材１の表面に付着している浸透液を洗浄剤３を
用いて除去する。
【０００５】その後、同図（Ｃ）に示すように、上から
現像液４を塗布して欠陥部１Ａの中に残留していた浸透
液２を該現像液４によって吸い出し、同図（Ｄ）に示す
ように、その指示模様を現すことによって表面欠陥を知
るというものである。
現像液４を塗布して欠陥部１Ａの中に残留していた浸透
液２を該現像液４によって吸い出し、同図（Ｄ）に示す
ように、その指示模様を現すことによって表面欠陥を知
るというものである。
【０００６】また、原子力プラント以外では、図９に示
すような誘導加熱を用いた表面探傷方法が知られてい
る。この方法は、被検材１の周りに配置したコイル５に
高周波電源装置６で発生させた高周波電流を流すことに
より被検材１を誘導加熱し、これにより被検材１の表面
から放射される赤外線７を赤外線検出器８によって検出
し、これから換算される温度分布情報から表面欠陥検出
装置９によって表面欠陥を検出するものである。
すような誘導加熱を用いた表面探傷方法が知られてい
る。この方法は、被検材１の周りに配置したコイル５に
高周波電源装置６で発生させた高周波電流を流すことに
より被検材１を誘導加熱し、これにより被検材１の表面
から放射される赤外線７を赤外線検出器８によって検出
し、これから換算される温度分布情報から表面欠陥検出
装置９によって表面欠陥を検出するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来の浸透
探傷試験及び誘導加熱による表面探傷方法は、次に述べ
るような問題がある。
探傷試験及び誘導加熱による表面探傷方法は、次に述べ
るような問題がある。
【０００８】まず、浸透探傷試験では、上述のように工
程が多いため作業時間が非常に長くなり、原子力プラン
トの一次系など劣悪な環境下での試験が容易でない上、
原理的に記録性に乏しいという問題がある。
程が多いため作業時間が非常に長くなり、原子力プラン
トの一次系など劣悪な環境下での試験が容易でない上、
原理的に記録性に乏しいという問題がある。
【０００９】また、誘導加熱による表面探傷方法は、据
え付け前の配管等の全数検査には優れているものの、原
理上被検材は金属に限られ、パッキング等の非金属材に
は使用不可能な上、ある程度コイルを被検材に近付ける
必要があるため、据え付け後の機器の狭間部等の検査に
は不向きである。その上、図１０に示すように、コイル
５の設置方法で決まる被検材１の加熱部１０の形状によ
って熱伝導の方向１１が決定されるため、検出し易い欠
陥部１２と検出し難い欠陥部１３とが存在し、検査が義
務づけられているごく限られた部分（溶接部など）を各
方向から重点的に調べるのに使用することは非常に困難
である。
え付け前の配管等の全数検査には優れているものの、原
理上被検材は金属に限られ、パッキング等の非金属材に
は使用不可能な上、ある程度コイルを被検材に近付ける
必要があるため、据え付け後の機器の狭間部等の検査に
は不向きである。その上、図１０に示すように、コイル
５の設置方法で決まる被検材１の加熱部１０の形状によ
って熱伝導の方向１１が決定されるため、検出し易い欠
陥部１２と検出し難い欠陥部１３とが存在し、検査が義
務づけられているごく限られた部分（溶接部など）を各
方向から重点的に調べるのに使用することは非常に困難
である。
【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、金属に限らず非金属の被検材も対象にでき、
また、狭間部或は遠隔地点の表面探傷が容易に行え、し
かも画像等により表面欠陥を記録しておくことが可能で
あり、更に一部分を重点的に検査することもできて、信
頼性の高い表面探傷装置を提供することを目的とする。
たもので、金属に限らず非金属の被検材も対象にでき、
また、狭間部或は遠隔地点の表面探傷が容易に行え、し
かも画像等により表面欠陥を記録しておくことが可能で
あり、更に一部分を重点的に検査することもできて、信
頼性の高い表面探傷装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る表面探傷装置は、被検材の表面をレ
ーザ光で加熱する加熱装置と、この加熱により前記被検
材から放射される赤外線を検出する赤外線検出装置と、
この赤外線検出装置で得られた信号から表面欠陥を検出
する表面欠陥検出装置とを備えたことを特徴とする。
めに、本発明に係る表面探傷装置は、被検材の表面をレ
ーザ光で加熱する加熱装置と、この加熱により前記被検
材から放射される赤外線を検出する赤外線検出装置と、
この赤外線検出装置で得られた信号から表面欠陥を検出
する表面欠陥検出装置とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記の構成によれば、レーザ光の照射によって
加熱された被検材の一部分から該被検材の特性により決
まる熱伝導現象が生じる。この際、もし被検材の表面に
欠陥があると、そこだけ熱伝導率が低いため、その部分
では上述の熱伝導現象とは別の熱伝導現象が現れる。し
たがって、この熱伝導状態を、被検材表面からの赤外線
放射として捉えることにより、被検材表面上の欠陥の存
在、及びその欠陥形状を知ることができる。
加熱された被検材の一部分から該被検材の特性により決
まる熱伝導現象が生じる。この際、もし被検材の表面に
欠陥があると、そこだけ熱伝導率が低いため、その部分
では上述の熱伝導現象とは別の熱伝導現象が現れる。し
たがって、この熱伝導状態を、被検材表面からの赤外線
放射として捉えることにより、被検材表面上の欠陥の存
在、及びその欠陥形状を知ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明に係る表面探傷装置の一実施
例を示す。
例を示す。
【００１５】本装置は、被検材１の表面をレーザ光で加
熱する加熱装置２１と、この加熱により被検材１から放
射される赤外線を検出する赤外線検出装置２２と、この
赤外線検出装置２２で得られた信号から表面欠陥を検出
する表面欠陥検出装置２３とを包含する。
熱する加熱装置２１と、この加熱により被検材１から放
射される赤外線を検出する赤外線検出装置２２と、この
赤外線検出装置２２で得られた信号から表面欠陥を検出
する表面欠陥検出装置２３とを包含する。
【００１６】そして、加熱装置２１は、被検材１を加熱
するエネルギー源としてのレーザ発生装置２４と、この
レーザ発生装置２４で発生して光フアイバ２５を通して
送られて来るレーザ光２６を被検材１の任意の部分に集
光させるための光学系２７と、この光学系２７を制御す
る制御装置２８とからなる。
するエネルギー源としてのレーザ発生装置２４と、この
レーザ発生装置２４で発生して光フアイバ２５を通して
送られて来るレーザ光２６を被検材１の任意の部分に集
光させるための光学系２７と、この光学系２７を制御す
る制御装置２８とからなる。
【００１７】また、赤外線検出装置２２は、加熱された
被検材１の表面からプランクの法則に従って放出される
赤外線２９を、被検材１とその欠陥部との熱伝導率及び
熱容量から算出される最適位置から集光することが可能
な赤外線用光学系３０と、この赤外線用光学系３０を制
御する制御装置３１と、上記赤外線光学系３０で集光さ
れた赤外線を赤外線フアイバ３２を通して受光し、電気
信号に変換するための赤外線受光器３３とからなる。そ
して、この赤外線受光器３３からの電気信号を上記表面
欠陥検出装置２３が受信し、それから換算される温度分
布情報から熱伝導現象を知るようになっている。
被検材１の表面からプランクの法則に従って放出される
赤外線２９を、被検材１とその欠陥部との熱伝導率及び
熱容量から算出される最適位置から集光することが可能
な赤外線用光学系３０と、この赤外線用光学系３０を制
御する制御装置３１と、上記赤外線光学系３０で集光さ
れた赤外線を赤外線フアイバ３２を通して受光し、電気
信号に変換するための赤外線受光器３３とからなる。そ
して、この赤外線受光器３３からの電気信号を上記表面
欠陥検出装置２３が受信し、それから換算される温度分
布情報から熱伝導現象を知るようになっている。
【００１８】次に、その作用について詳細に説明する。
加熱装置２１のレーザ発生装置２４により発生したレー
ザ光２６は光フアイバ２５を通って光学系２７に入射さ
れる。そして、光学系２７はこの入射されたレーザ光２
６を制御装置２８の制御の下で被検材１の任意の位置３
４に集光させる。このように、被検材１上にスポット又
は走査されたレーザ光２６により被検材１は加熱され、
その材質、形状等によって決まる熱伝導率に従って熱伝
導現象３５を生じる。
加熱装置２１のレーザ発生装置２４により発生したレー
ザ光２６は光フアイバ２５を通って光学系２７に入射さ
れる。そして、光学系２７はこの入射されたレーザ光２
６を制御装置２８の制御の下で被検材１の任意の位置３
４に集光させる。このように、被検材１上にスポット又
は走査されたレーザ光２６により被検材１は加熱され、
その材質、形状等によって決まる熱伝導率に従って熱伝
導現象３５を生じる。
【００１９】この熱伝導現象３５で生じた温度分布に従
い、被検材１の各位置から赤外線２９が放出される。こ
れを制御装置３１により所望の方向からの赤外線が集光
可能なように制御された赤外線用光学系３０によって集
光し、赤外線フアイバ３２で赤外線受光器３３まで導
く。そして、この赤外線受光器３３によって検出された
赤外線放射、すなわち温度に関する信号は電気信号に変
換され、表面欠陥検知装置２３に伝送される。この表面
欠陥欠陥装置２３は得られた信号から被検材１の表面温
度分布を作成し、必要に応じてそれを記録する機能を有
する。
い、被検材１の各位置から赤外線２９が放出される。こ
れを制御装置３１により所望の方向からの赤外線が集光
可能なように制御された赤外線用光学系３０によって集
光し、赤外線フアイバ３２で赤外線受光器３３まで導
く。そして、この赤外線受光器３３によって検出された
赤外線放射、すなわち温度に関する信号は電気信号に変
換され、表面欠陥検知装置２３に伝送される。この表面
欠陥欠陥装置２３は得られた信号から被検材１の表面温
度分布を作成し、必要に応じてそれを記録する機能を有
する。
【００２０】もし、上述の熱伝導現象において、被検材
１に欠陥が存在した場合には、図２と図３とに示すよう
な差異が発生することになる。すなわち、レーザ光２６
の照射によって加熱された被検材１の一部分から、図２
に示すような被検材１の特性によって決まる熱伝導現象
が生じる。この際、もし被検材１の表面に欠陥がある
と、そこだけ熱伝導率が低いため、その部分では上述の
被検材１の特性によって決まる熱伝導率とは別の図３に
示すような熱伝導状態が現れる。これを表面欠陥検知装
置２３により作成した温度分布から読み取ることによ
り、被検材１の欠陥の存在、及びその欠陥形状を知るこ
とができる。
１に欠陥が存在した場合には、図２と図３とに示すよう
な差異が発生することになる。すなわち、レーザ光２６
の照射によって加熱された被検材１の一部分から、図２
に示すような被検材１の特性によって決まる熱伝導現象
が生じる。この際、もし被検材１の表面に欠陥がある
と、そこだけ熱伝導率が低いため、その部分では上述の
被検材１の特性によって決まる熱伝導率とは別の図３に
示すような熱伝導状態が現れる。これを表面欠陥検知装
置２３により作成した温度分布から読み取ることによ
り、被検材１の欠陥の存在、及びその欠陥形状を知るこ
とができる。
【００２１】そして、図４に示すように、レーザ光２６
を走査させることによって、加熱部３５をスポットから
直線、二次交差線等に変化させて、一部分を重点的に検
査することが可能となる。また、レーザ光を用いる方法
なので、金属に限らず非金属の被検材も対象とすること
が可能となる。なお、図４において、１２は被検材１の
欠陥部を、また３５は熱伝導現象を示す。
を走査させることによって、加熱部３５をスポットから
直線、二次交差線等に変化させて、一部分を重点的に検
査することが可能となる。また、レーザ光を用いる方法
なので、金属に限らず非金属の被検材も対象とすること
が可能となる。なお、図４において、１２は被検材１の
欠陥部を、また３５は熱伝導現象を示す。
【００２２】なお、本実施例では、レーザ発生装置２４
によって発生したレーザ光２６を光フアイバ２５を通し
て光学系２７に入射し、また赤外線用光学系３０によっ
て集光された赤外線２９を赤外線フアイバ３２を通して
赤外線受光器３３に導く構成としたが、レーザ光２６を
直接レーザ発生装置２４から光学系２７に入射できる場
合、また赤外線受光器３３を直接赤外線用光学系３０に
取り付け可能な場合には、前述した光フアイバ２５及び
赤外線フアイバ３２をそれぞれ省略することが可能であ
る。
によって発生したレーザ光２６を光フアイバ２５を通し
て光学系２７に入射し、また赤外線用光学系３０によっ
て集光された赤外線２９を赤外線フアイバ３２を通して
赤外線受光器３３に導く構成としたが、レーザ光２６を
直接レーザ発生装置２４から光学系２７に入射できる場
合、また赤外線受光器３３を直接赤外線用光学系３０に
取り付け可能な場合には、前述した光フアイバ２５及び
赤外線フアイバ３２をそれぞれ省略することが可能であ
る。
【００２３】次に、図５は本発明の他の実施例を示す。
本実施例は、図１に示した光学系２７とその制御装置２
８とをレーザ照射用プローブ４１として一本にまとめ、
また同様に赤外線用光学系３０とその制御装置３１とを
赤外線集光用プローブ４２として別の一本にまとめたも
のであり、その他の構成は図１に示したものと同様であ
る。
本実施例は、図１に示した光学系２７とその制御装置２
８とをレーザ照射用プローブ４１として一本にまとめ、
また同様に赤外線用光学系３０とその制御装置３１とを
赤外線集光用プローブ４２として別の一本にまとめたも
のであり、その他の構成は図１に示したものと同様であ
る。
【００２４】このような構成によれば、レーザ照射用プ
ローブ４１と赤外線集光用プローブ４２との二本を用い
ることにより、狭間部での探傷試験等を容易に行うこと
が可能となる。
ローブ４１と赤外線集光用プローブ４２との二本を用い
ることにより、狭間部での探傷試験等を容易に行うこと
が可能となる。
【００２５】また、図６及び図７は本発明の更に他の実
施例を示す。本実施例は、図５に示したレーザ照射用プ
ローブ４１及び赤外線集光用プローブ４２を、被検材１
の表面を自由に走行できる走行車５１に搭載したもので
ある。
施例を示す。本実施例は、図５に示したレーザ照射用プ
ローブ４１及び赤外線集光用プローブ４２を、被検材１
の表面を自由に走行できる走行車５１に搭載したもので
ある。
【００２６】その他の構成は図１に示したものと同様で
あるが、光フアイバ２５及び赤外線フアイバ３２はそれ
ぞれ長くて可撓性のものとされている。走行車５１とし
ては、例えばマグネットホイールを用いた走行車を使用
することができ、これを走行させる駆動用モータ５２Ａ
及び５２Ｂは、走行車駆動用制御装置５３によって、表
面欠陥検知に最適な速度で探傷試験を行いたい方向に走
行させるように制御される。このような走行車を用いれ
ば、使用中の配管や機器等を半自動的に探傷することが
可能となる。
あるが、光フアイバ２５及び赤外線フアイバ３２はそれ
ぞれ長くて可撓性のものとされている。走行車５１とし
ては、例えばマグネットホイールを用いた走行車を使用
することができ、これを走行させる駆動用モータ５２Ａ
及び５２Ｂは、走行車駆動用制御装置５３によって、表
面欠陥検知に最適な速度で探傷試験を行いたい方向に走
行させるように制御される。このような走行車を用いれ
ば、使用中の配管や機器等を半自動的に探傷することが
可能となる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、被
検材の表面をレーザ光で加熱し、この加熱により前記被
検材から放射される赤外線を検出し、この赤外線検出で
得られた信号から表面欠陥を検出するようにしているの
で、金属に限らず非金属の被検材も対象にでき、また、
狭間部或は遠隔地点の表面探傷が容易に行え、しかも画
像等により表面欠陥を記録しておくことが可能であり、
更に一部分を重点的に検査することもできて、信頼性の
高い表面探傷装置を提供することができる。
検材の表面をレーザ光で加熱し、この加熱により前記被
検材から放射される赤外線を検出し、この赤外線検出で
得られた信号から表面欠陥を検出するようにしているの
で、金属に限らず非金属の被検材も対象にでき、また、
狭間部或は遠隔地点の表面探傷が容易に行え、しかも画
像等により表面欠陥を記録しておくことが可能であり、
更に一部分を重点的に検査することもできて、信頼性の
高い表面探傷装置を提供することができる。
【図１】本発明に係る表面探傷装置の一実施例を示す
図。
図。
【図２】健全な被検材にレーザ光を照射した場合におけ
る一次元熱伝導現象を示す図。
る一次元熱伝導現象を示す図。
【図３】欠陥が存在する被検材にレーザ光を照射した場
合における一次元熱伝導現象を示す図。
合における一次元熱伝導現象を示す図。
【図４】レーザ光走査による被検材の一部分の重点的な
検査方法の一例を示す図。
検査方法の一例を示す図。
【図５】本発明に係る表面探傷装置の他の実施例を示す
図。
図。
【図６】本発明に係る表面探傷装置の更に他の実施例を
示す図。
示す図。
【図７】図６中の走行車を示す斜視図。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は従来の浸
透探傷試験の工程流れを示す図。
透探傷試験の工程流れを示す図。
【図９】従来の誘導加熱による表面探傷装置を示す図。
【図１０】図９の表面探傷装置による欠陥の検出方法を
示す図。
示す図。
１ 被検材 ２１ 加熱装置 ２２ 赤外線検出装置 ２３ 表面欠陥検出装置 ２４ レーザ発生装置 ２５ 光フアイバ ２６ レーザ光 ２７ 光学系 ２８ 制御装置 ２９ 赤外線 ３０ 赤外線用光学系 ３１ 制御装置 ３２ 赤外線フアイバ ３３ 赤外線受光器 ４１ レーザ光照射用プローブ ４２ 赤外線集光用プローブ ５１ 走行車 ５２Ａ 駆動用モータ ５２Ｂ 駆動用モータ ５３ 走行車駆動用制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】 被検材の表面をレーザ光で加熱する加熱
装置と、この加熱により前記被検材から放射される赤外
線を検出する赤外線検出装置と、この赤外線検出装置で
得られた信号から表面欠陥を検出する表面欠陥検出装置
とを備えたことを特徴とする表面探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10703592A JPH05296956A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 表面探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10703592A JPH05296956A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 表面探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296956A true JPH05296956A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14448873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10703592A Pending JPH05296956A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 表面探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296956A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0961388A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-07 | Nkk Corp | 自走式塗覆装欠陥検査装置 |
| JP2005024556A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | General Electric Co <Ge> | 欠陥の深さを判定する方法 |
| JP2008014959A (ja) * | 2007-10-01 | 2008-01-24 | Toshiba Corp | コーティング部材の界面欠陥検査方法 |
| JP2016217727A (ja) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 富士電機株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
| JP2018096937A (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 検査装置、検査方法及びプログラム |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP10703592A patent/JPH05296956A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4504117B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2010-07-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 欠陥の深さを判定する方法 |
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