JPH0574785B2 - - Google Patents

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JPH0574785B2
JPH0574785B2 JP60015344A JP1534485A JPH0574785B2 JP H0574785 B2 JPH0574785 B2 JP H0574785B2 JP 60015344 A JP60015344 A JP 60015344A JP 1534485 A JP1534485 A JP 1534485A JP H0574785 B2 JPH0574785 B2 JP H0574785B2
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JP
Japan
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guide rail
deviation
flaw detection
probe
inspected
Prior art date
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Shoichi Naito
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
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  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、被検査体上に設置されたガイドレー
ルを介し探触子を所定に走査することによつて超
音波探傷を行なう超音波探傷方法に係り、特にガ
イドレールの設置ずれが補正された状態で超音波
探傷が行なわれる超音波探傷方法に関するもので
ある。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic flaw detection method that performs ultrasonic flaw detection by scanning a probe in a predetermined manner through a guide rail installed on an object to be inspected. In particular, the present invention relates to an ultrasonic flaw detection method in which ultrasonic flaw detection is performed with guide rail installation deviations corrected.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

被検査体の表面上にガイドレールを設置して探
触子を走査させる超音波探傷方法は、同一走査線
上での再探傷が簡単容易であることから、反射体
の位置検出の再現性が良効であることが知られて
いる。しかしながら、これまでにあつてはガイド
レールが正規の位置より斜め方向にずれるなどし
て設置された場合には実反射体位置が正確に求め
られないという不具合がある。なお、ガイドレー
ルを使用した超音波探傷に関するものの例として
は特開昭55−134352号公報や特開昭57−175255号
公報が挙げられる。因みに、超音波探傷に際して
ガイドレールが使用される理由、更にはガイドレ
ールが使用される場合に、その位置ずれの補正が
必要とされる理由について、簡単ながら説明すれ
ば以下のようである。
The ultrasonic flaw detection method, in which a guide rail is installed on the surface of the object to be inspected and the probe is scanned, has good reproducibility in detecting the position of the reflector because it is easy to re-detect flaws on the same scanning line. It is known to be effective. However, in the past, there has been a problem in that the actual reflector position cannot be accurately determined if the guide rail is installed obliquely from its normal position. Examples of ultrasonic flaw detection using guide rails include JP-A-55-134352 and JP-A-57-175255. Incidentally, the reason why a guide rail is used in ultrasonic flaw detection and the reason why it is necessary to correct the positional deviation when a guide rail is used will be briefly explained as follows.

即ち、例えば被検査体が配管突き合せ溶接部で
ある場合には、その溶接に沿つて超音波探傷を行
う必要があるが、その超音波探傷を容易化ならし
めるものとして、ガイドレールが必要とされてい
るものである。また、超音波探傷に際しては、一
般にその溶接部からは欠陥に起因する反射エコー
だけではなく、内部形状に起因する各種反射エコ
ーが得られるが、それら反射エコーから欠陥に起
因するものだけを精度良好にして弁別するために
は、配管溶接部近傍に取り付けされているガイド
レールの正規位置からの位置ずれを求め、この位
置ずれにもとづき反射エコー各々の発生位置を補
正することによつて、初めて欠陥の存否と欠陥位
置が知れるようになつているからである。
That is, for example, if the object to be inspected is a pipe butt weld, it is necessary to perform ultrasonic flaw detection along the weld, but a guide rail is required to facilitate the ultrasonic flaw detection. This is what has been done. In addition, during ultrasonic flaw detection, not only reflected echoes caused by defects but also various reflected echoes caused by the internal shape are generally obtained from the welded part, but only those reflected echoes caused by defects can be detected with good accuracy. In order to identify defects, it is necessary to determine the positional deviation of the guide rail installed near the piping weld from its normal position, and correct the position of each reflected echo based on this positional deviation. This is because it is now possible to know the presence or absence of defects and the location of defects.

ところで、配管溶接部に対する超音波探傷をガ
イドレールによつて行うに際し、通常の環境下で
はガイドレールを正規の位置に確実に取り付けし
たり、ガイドレールに位置ずれ状態が生じている
場合には正規の位置にガイドレールを再取り付け
することも容易であることから、特に不具合は生
じないものとなつている。しかしながら、特殊な
環境下、特に原子力発電プラントでは、多くの配
管溶接部は高レベルの放射能雰囲気状態下にあ
り、ISI(Inservice Inspection)検査時に被ばく
の危険があることから、既に被検査体近傍に位置
ずれ状態として取り付けされているガイドレール
の位置ずれを補正したり、あるいはその都度ガイ
ドレールを取り付けするに際しては、位置ずれ補
正や取り付けは極めて短時間内に行う必要がある
ものとなつている。これがために、一般にガイド
レールが正規な位置に取り付けされている状態で
超音波探傷を行うことは困難であるというもので
ある。したがつて、ガイドレールが位置ずれ状態
として取り付けされている場合であつても、欠陥
を確実に検出するためには、各種態様で実際に生
じている位置ずれ状態にもとづき、反射エコーの
発生位置を補正する必要があるわけである。
By the way, when performing ultrasonic flaw detection on pipe welds using a guide rail, it is important to ensure that the guide rail is installed in the correct position under normal circumstances, and that the guide rail is installed in the correct position if the guide rail is misaligned. Since it is easy to reinstall the guide rail in this position, no particular problems occur. However, in special environments, especially in nuclear power plants, many pipe welds are in a high-level radioactive atmosphere, and there is a risk of exposure during ISI (Inservice Inspection) inspections. When correcting the misalignment of a guide rail that is installed in a misaligned state, or when installing a guide rail each time, it is necessary to correct the misalignment and install the guide rail within an extremely short time. . For this reason, it is generally difficult to perform ultrasonic flaw detection with the guide rail installed in the correct position. Therefore, even if the guide rail is installed with misalignment, in order to reliably detect defects, it is necessary to determine the location of the reflected echo based on the misalignment that actually occurs in various ways. Therefore, it is necessary to correct.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、ガイドレールが正規の位置よ
りずれた状態で設置されても実反射体位置が正確
に求められる超音波探傷方法を供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection method that can accurately determine the actual reflector position even if the guide rail is installed at a position deviated from its normal position.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的のため本発明は、ガイドレールが正規
の設置基準線に設置されず斜めになつた状態で設
置されても、実際の設置線と設置基準線とのずれ
量を直線的に近似されたものとして求め、このよ
うにして求められたずれによつてガイドレール設
置線に直交する方向における反射体位置を補正
し、実反射体位置を求めようというものである。
For this purpose, the present invention provides a method for linearly approximating the amount of deviation between the actual installation line and the installation reference line even if the guide rail is not installed on the regular installation reference line but is installed at an angle. The purpose is to calculate the actual reflector position by correcting the reflector position in the direction perpendicular to the guide rail installation line using the thus determined deviation.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を第1図から第7図により説明す
る。
The present invention will be explained below with reference to FIGS. 1 to 7.

先ず本発明に係る超音波探傷装置の一例での構
成について説明する。第1図はその構成を被検査
体とともに示したものである。図示の如く本例で
の被検査体3は管とされているが、これに限定さ
れることなく平面状板材であつてもよい。
First, the configuration of an example of an ultrasonic flaw detection apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 shows its configuration together with an object to be inspected. As shown in the figure, the object to be inspected 3 in this example is a tube, but it is not limited to this and may be a flat plate.

第1図によると被検査体3外周表面上にはガイ
ドレール1が管軸方向と直交する状態で取付され
ており、このガイドレール1上を駆動装置6が副
走査のために走行し得るものとなつている。この
駆動装置6にはまたアーム5がガイドレール1と
直交する状態で取付されており、アーム5に取付
されている探触子4はこのアーム5に沿つて被検
査体3外周表面を主走査するものとなつている。
即ち、探触子4は走査経路2として示すようにx
方向に副走査されつつy方向に主走査されるよう
になつているものであり、探触子4の走査位置
(探触子4の位置)(x,y)は位置検出器9によ
つて求められたうえデータメモリ10に与えられ
るようになつている。この場合探触子4からは超
音波パルスビームが被検査体3内部に向けて出射
され、また、欠陥などの反射体からの反射超音波
は探触子4によつて受信されるが、超音波の送信
制御は送受波回路7によつている。また、探触子
4からの反射超音波受信信号は送受波回路7で検
波されたうえその波高値がデイジタル化回路8で
デイジタル信号に変換された後、データメモリ1
0に記憶されるものとなつている。データメモリ
10には走査位置対応に波高値Aと伝播時間(超
音波が送信されてから受信されるまでの時間)T
が走査が行なわれる度に順次所定に記憶されるよ
うになつているものである。このデータメモリ1
0にはまた超音波の送受信方向を示す屈折角θや
その伝播速度Vなどの探傷条件データの他、ガイ
ドレール1設置ずれについてのデータHが記憶さ
れるが、データHについては後述するところであ
る。しかして、演算処理器11はデータメモリ1
0に格納されている情報を選択的に取り込み、反
射体位置を標定するが、その結果は後にデータH
にもとづいて補正されたうえ記録表示装置(図示
せず)に記録表示されるところとなつているもの
である。
According to FIG. 1, a guide rail 1 is installed on the outer peripheral surface of the object to be inspected 3 in a state perpendicular to the tube axis direction, and a drive device 6 can run on this guide rail 1 for sub-scanning. It is becoming. An arm 5 is also attached to this drive device 6 in a state perpendicular to the guide rail 1, and the probe 4 attached to the arm 5 main scans the outer circumferential surface of the object to be inspected 3 along this arm 5. It has become something to do.
That is, the probe 4 moves along x as shown as scanning path 2.
The scanning position of the probe 4 (position of the probe 4) (x, y) is determined by the position detector 9. The information is determined and provided to the data memory 10. In this case, the probe 4 emits an ultrasonic pulse beam toward the inside of the inspected object 3, and the probe 4 receives reflected ultrasonic waves from a reflector such as a defect. Transmission control of the sound waves is performed by the wave transmitting/receiving circuit 7. Further, the reflected ultrasonic reception signal from the probe 4 is detected by the wave transmitting/receiving circuit 7, and its peak value is converted into a digital signal by the digitizing circuit 8, and then stored in the data memory 1.
It is set to be stored as 0. Data memory 10 stores wave height value A and propagation time (time from ultrasonic transmission to reception) T corresponding to the scanning position.
are sequentially stored in a predetermined location each time a scan is performed. This data memory 1
0 also stores data on detection conditions such as the refraction angle θ indicating the direction of transmission and reception of ultrasonic waves and its propagation velocity V, as well as data H regarding misalignment of the guide rail 1, which will be described later. . Therefore, the arithmetic processor 11 is connected to the data memory 1.
The information stored in H.
After being corrected based on the above, the data is recorded and displayed on a recording/displaying device (not shown).

第2図は探触子による被検査体表面上での走査
が如何に行なわれるかを示したものである。探触
子は各主走査ラインLi(i=1,2,…)上では
一定ピツチ移動される度に超音波の送受信を行な
う一方、1つの主走査ライン上での主走査が全て
終了する度に一定ピツチ副走査方向に移動さるよ
うになつている。なお、直線O−Bはガイドレー
ル設置基準線を示す。
FIG. 2 shows how the probe scans the surface of the object to be inspected. The probe transmits and receives ultrasonic waves every time it is moved by a certain pitch on each main scanning line Li (i=1, 2,...), and every time the main scanning on one main scanning line is completed. It is designed to move at a constant pitch in the sub-scanning direction. Note that the straight line OB indicates the guide rail installation reference line.

第3図a,bはガイドレールの設置ずれ態様の
例をそれぞれ示したものである。被検査体3の頂
点を原点Oとし、ガイドレール設置基準線O−B
を2点鎖線として、実際のガイドレール設置線H
1,H2を波線で示したものである。第3図aの
場合は原点O位置から斜めに設置ずれした場合で
あり、また、第3図bは原点O自体も斜めに設置
ずれした場合を示したものである。第4図a,b
はガイドレール設置線H1,H2各々に対する被
検査体3の展開図を示したものである。ガイドレ
ール設置基準線O−Bに対するずれ量d1,d2は規
則的な関係(n次曲線)にあることが判る。y方
向のずれ量d1,d2にずれ方向、即ち、極性を含ま
せる場合は位置検出器より得られるy方向走査位
置(y)に単にずれ量d1,d2を加算するだけでガイド
レール設置基準線O−Bに対する絶対的なy方向
走査位置が求められるものである。これは、位置
検出器より得られるy方向走査位置(y)はあくまで
もガイドレール設置線H1,H2に対するもので
あつて、ガイドレール設置基準線O−Bに対する
ものではないからである。
FIGS. 3a and 3b show examples of misalignment of the guide rails, respectively. The vertex of the object to be inspected 3 is the origin O, and the guide rail installation reference line O-B
is the actual guide rail installation line H.
1, H2 is shown with a wavy line. The case shown in FIG. 3a is a case where the installation is deviated obliquely from the origin O position, and FIG. 3b is a case where the origin O itself is also deviated obliquely. Figure 4 a, b
1 shows a developed view of the object to be inspected 3 with respect to each of the guide rail installation lines H1 and H2. It can be seen that the deviation amounts d 1 and d 2 with respect to the guide rail installation reference line OB have a regular relationship (n-th order curve). If the deviation amounts d 1 and d 2 in the y direction include the deviation direction, that is, the polarity, the guide can be performed by simply adding the deviation amounts d 1 and d 2 to the y direction scanning position (y) obtained from the position detector. The absolute y-direction scanning position with respect to the rail installation reference line OB is determined. This is because the y-direction scanning position (y) obtained from the position detector is only relative to the guide rail installation lines H1 and H2, and not relative to the guide rail installation reference line OB.

ところで、以上のような補正はガイドレール設
置線H1,H2とガイドレール設置基準線O−B
との間のずれが無視し得ない場合に行なわれる
が、一般にずれ量d1,d2を正確に求めることは困
難である。したがつて、ずれ量d1,d2が容易に求
められるべくガイドレール設置線H1,H2は直
線近似されるようになつている。例えばガイドレ
ール設置線H1については2つの直線h1,h2で、
また、ガイドレール設置線H2については4つの
直線h3,h4,h5,h6で近似するものである。ガイ
ドレール設置線を直線近似する場合は任意のx方
向位置(x)でのずれ量dは以下のように求められ
る。
By the way, the above correction is based on the guide rail installation lines H1 and H2 and the guide rail installation reference line O-B.
This is done when the deviation between d 1 and d 2 cannot be ignored, but it is generally difficult to accurately determine the deviation amounts d 1 and d 2 . Therefore, the guide rail installation lines H1 and H2 are approximated by straight lines so that the deviation amounts d 1 and d 2 can be easily determined. For example, regarding the guide rail installation line H1, there are two straight lines h 1 and h 2 ,
Furthermore, the guide rail installation line H2 is approximated by four straight lines h 3 , h 4 , h 5 , and h 6 . When the guide rail installation line is approximated by a straight line, the amount of deviation d at any x-direction position (x) is determined as follows.

d=(ye−ya)・(x−xs)/(xe−xa)+ya
……(1) 但し、xa,ysはその直線の始点位置座標を、ま
た、xe,yeはその直線の終点位置座標を示す。
d=( ye −ya )・(x− xs )/( xexa )+ ya
...(1) However, x a and y s indicate the coordinates of the starting point of the straight line, and x e and y e indicate the coordinates of the ending point of the straight line.

始点および終点の位置座標は近似された直線対
応に存在するが、第5図はそれら位置座標のデー
タメモリにおける格納状態を示したものである。
x1,y1,x2,y2はそれぞれxs,ya、xe,yeに相当
するが、一般にガイドレール設置線は2つあるい
は4つの直線で近似されることなく更に多くの直
線で近似されてもよく、多くの直線で近似される
程に精度は向上することになる。これら位置情報
は直接間接に求められた設置ずれ量より作成され
たうえデータHとして外部よりデータメモリに格
納されるものとなつている。
The positional coordinates of the starting point and the ending point exist in approximate straight line correspondence, and FIG. 5 shows the storage state of these positional coordinates in the data memory.
x 1 , y 1 , x 2 , y 2 correspond to x s , y a , x e , y e respectively, but generally the guide rail installation line is not approximated by two or four straight lines, but is approximated by many more straight lines. It may be approximated by a straight line, and the accuracy improves as the number of straight lines is approximated. This position information is created from the amount of installation deviation determined directly or indirectly, and is stored as data H in the data memory from the outside.

第6図は演算処理器による処理フローを示した
ものである。こによるとデータメモリからは探触
子位置(x,y)単位に探触子位置(x,y)と
波高値Aおよび伝播時間Tが読出されるが、伝播
時間Tおよび探触子位置(x,y)により先ず反
射体の位置(X,Y,Z)が算出されるようにな
つている。第7図は反射体の位置算出方法を示し
たものである。この場合探触子4の位置より反射
体fまでの伝播時間(T/2)から超音波ビーム
路程長lが式(2)として先ず求められるようになつ
ている。
FIG. 6 shows the processing flow by the arithmetic processor. According to this, the probe position (x, y), wave height value A, and propagation time T are read out from the data memory in units of probe position (x, y), but the propagation time T and the probe position ( First, the position (X, Y, Z) of the reflector is calculated based on the coordinates (x, y). FIG. 7 shows a method for calculating the position of the reflector. In this case, the ultrasonic beam path length l is first determined from the propagation time (T/2) from the position of the probe 4 to the reflector f using equation (2).

l=V・(T/2) ……(2) したがつて式(2)で求めた路程長lと屈折角θか
ら反射体fの位置(X,Y,Z)が式(3)〜(5)とし
て求められるものである。
l=V・(T/2)...(2) Therefore, the position (X, Y, Z) of the reflector f is calculated from the path length l and the refraction angle θ determined by the equation (2) as shown in the equation (3) ~ (5) is required.

X=x ……(3) Y=lsinθ+y ……(4) Z=lcosθ ……(5) 以上のようにして反射体fの位置(X,Y,
Z)が概略的に求められるが、次にガイドレール
設置ずれ補正の指定有無が判定されるようになつ
ている。データメモリからずれ量補正データhi
(i=1〜n)が順次読出されその反射体fのず
れ量補正データが存在するか否かが式(6)で判定さ
れるようになつている。
X=x...(3) Y=lsinθ+y...(4) Z=lcosθ...(5) In the above manner, the position of the reflector f (X, Y,
Z) is roughly determined, and then it is determined whether guide rail installation deviation correction is specified. Deviation amount correction data h i from data memory
(i=1 to n) are sequentially read out, and it is determined by equation (6) whether or not deviation amount correction data for the reflector f exists.

XahiXxehi ……(6) 式(6)の条件が成立した場合にはずれ補正指定有
となり、そのずれ量補正データhiにもとづき反射
体fのガイドレール設置ずれ補正が行なわれるも
のである。式(1)により反射体fのx方向位置(x)に
おけるy方向へのずれ量dが求まり、したがつて
式(7)により反射体fのy方向位置(Y)が補正され得
るものである。
x ahi The amount of deviation d in the y direction from the x direction position (x) of the reflector f can be determined by equation (1), and therefore the y direction position (Y) of the reflector f can be corrected by equation (7). be.

Y=Y+d ……(7) このような処理は探触子位置(x,y)の全て
について順次行なわれるが、処理結果は後に記録
表示されることになるものである。
Y=Y+d (7) Such processing is performed sequentially for all probe positions (x, y), and the processing results will be recorded and displayed later.

ここでデータHについて説明すれば、これは容
易に求められない場合がある。特に原子力発電プ
ラントでのISI検査においては、被検査体に恒久
的に、あるいはその都度設置されるガイドレール
を利用して配管の突き合せ容接都とその周辺に対
して超音波探傷が行なわれるようになつている
が、被ばくの関係より容易にガイドレール設置ず
れ量を求め得ないというわけである。このような
場合には溶接中心線の探傷結果の変化より設置ず
れを求めることが可能となつている。この場合y
方向位置(Y)よりずれ量dを減じるようにすれば溶
接中心線の探傷結果を直線状のものとして求める
ことも可能となつている。
Here, data H may not be easily obtained. Particularly in ISI inspections at nuclear power plants, ultrasonic flaw detection is performed on the butt joints of piping and the surrounding area using guide rails that are installed permanently on the object to be inspected or on a case-by-case basis. However, due to radiation exposure, it is not possible to easily determine the amount of guide rail installation deviation. In such cases, it is possible to determine the installation deviation from changes in the flaw detection results of the weld center line. In this case y
By subtracting the deviation amount d from the directional position (Y), it is also possible to obtain the flaw detection result of the weld center line as a straight line.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明による場合は、ガ
イドレールが正規の位置よりずれた状態で設置さ
れても、実反射体位置が正確に求められるという
効果がある。
As explained above, according to the present invention, even if the guide rail is installed in a state shifted from the normal position, the actual reflector position can be accurately determined.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明に係る超音波探傷装置の一例
での構成を示す図、第2図は、探触子による走査
方法を説明するための図、第3図a,bは、それ
ぞれガイドレールの設置ずれ状態の例を示す図、
第4図a,bは、第3図a,b各々におけるガイ
ドレール設置線を展開されたものとして示す図、
第5図は、近似された直線対応の補正データの格
納態様を示す図、第6図は、第1図における演算
処理器による処理のフローを示す図、第7図は、
反射体位置の算出方法を説明するための図であ
る。 1……ガイドレール、3……被検査体、4……
探触子、5……アーム、6……駆動装置、7……
送受波回路、9……位置検出器、10……データ
メモリ、11……演算処理器。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an example of an ultrasonic flaw detection apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a scanning method using a probe, and FIGS. 3a and 3b are guides, respectively. Diagram showing an example of rail installation misalignment,
FIGS. 4a and 4b are diagrams showing the guide rail installation lines in FIGS. 3a and 3b as expanded,
FIG. 5 is a diagram showing how the correction data corresponding to the approximate straight line is stored, FIG. 6 is a diagram showing the flow of processing by the arithmetic processor in FIG. 1, and FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of calculating a reflector position. 1... Guide rail, 3... Test object, 4...
Probe, 5... Arm, 6... Drive device, 7...
Wave transmitting/receiving circuit, 9... position detector, 10... data memory, 11... arithmetic processor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 被検査体の表面に既設あるいは仮設されたガ
イドレールに間接的に取付され、該レールに平
行、且つ直交する方向に移動可とされた探触子に
よつて被検査体表面を2次元的に走査する超音波
探傷方法において、ガイドレールの基準設置状態
よりの設置ずれを求めたうえ該ずれを直線的に近
似することによつて、ガイドレールの任意位置に
おける該レールに直交する方向での位置ずれを求
め、該ずれによつて実際のガイドレール設置状態
でガイドレール直交方向での超音波反射体位置を
補正することを特徴とする超音波探傷方法。
1 The surface of the object to be inspected is measured two-dimensionally by a probe that is indirectly attached to an existing or temporary guide rail on the surface of the object to be inspected and is movable in directions parallel to and orthogonal to the rail. In the ultrasonic flaw detection method that scans the guide rail, the installation deviation from the standard installation state of the guide rail is determined and the deviation is approximated linearly, thereby detecting the deviation in the direction perpendicular to the rail at any position on the guide rail. An ultrasonic flaw detection method characterized by determining a positional deviation and correcting the position of an ultrasonic reflector in a direction perpendicular to a guide rail in an actual guide rail installation state based on the deviation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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