JPH0584464B2 - - Google Patents
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- JPH0584464B2 JPH0584464B2 JP61036158A JP3615886A JPH0584464B2 JP H0584464 B2 JPH0584464 B2 JP H0584464B2 JP 61036158 A JP61036158 A JP 61036158A JP 3615886 A JP3615886 A JP 3615886A JP H0584464 B2 JPH0584464 B2 JP H0584464B2
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 33
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 15
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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-
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超音波探傷装置による鋼管溶接部の
欠陥検査方法に関する。
欠陥検査方法に関する。
鋼管の探傷に、フエイズドアレイ型探触子を用
いた斜角超音波探傷が行なわれている。これは第
３図に示すように鋼管１８上にフエイズドアレイ
型の超音波探触子１０を置き、鋼管１８と探触子
１０との間の空隙には水などの超音波媒質を満た
し、探触子１０の隣接する複数個例えば１，２，
３の３個の振動子に位相を逐次遅らせたパルス電
圧を与えて超音波１１を発生させ、次に該複数個
の振動個の左端のもの１を外し右端に１個４を取
入れ、やはり同数（３個）の振動子群を得てこれ
らに該パルス電圧を与えて超音波１２を発生さ
せ、以下同様にして超音波１３，１４，……を発
生させ、これらの超音波を鋼管１８の肉厚方向斜
めに入射させ、その反射波を同じ探触子１０で受
信し、探傷する、というものである。これで角
θaだけの範囲で探傷でき、探触子１０の移動又
は鋼管１８の回転を併用することで鋼管１８の全
周の探傷が可能になる。
いた斜角超音波探傷が行なわれている。これは第
３図に示すように鋼管１８上にフエイズドアレイ
型の超音波探触子１０を置き、鋼管１８と探触子
１０との間の空隙には水などの超音波媒質を満た
し、探触子１０の隣接する複数個例えば１，２，
３の３個の振動子に位相を逐次遅らせたパルス電
圧を与えて超音波１１を発生させ、次に該複数個
の振動個の左端のもの１を外し右端に１個４を取
入れ、やはり同数（３個）の振動子群を得てこれ
らに該パルス電圧を与えて超音波１２を発生さ
せ、以下同様にして超音波１３，１４，……を発
生させ、これらの超音波を鋼管１８の肉厚方向斜
めに入射させ、その反射波を同じ探触子１０で受
信し、探傷する、というものである。これで角
θaだけの範囲で探傷でき、探触子１０の移動又
は鋼管１８の回転を併用することで鋼管１８の全
周の探傷が可能になる。
偏向角αは上記振動子群例えば１と２と３に与
える各パルスの位相差（遅延量）により定まり、
位相差が０ならα＝０であり、位相差を大きくす
るとαは大になる。各振動子群１と２と３、２と
３と４、…に同じ位相差のパルス電圧を与える
と、図示の如く各超音波１１，１２，…の偏向角
αは同じである。しかしながらこれだと、探触子
１０の超音波送信面は平面、鋼管１８の表面は円
筒面であるから、各超音波の鋼管１８への入射各
θiはそれぞれ異なつたものになり、つれて鋼管１
８内に入つて行く屈折角θrも異なつたものにな
る。図では超音波１１，１４，１７の入射角を
θ′i，θi，θ″i、同屈折角をθ′r，θr，θ″rとし
てお
り、θ′i＜θi＜θ″i，θ′r＜θr＜θ″rである。斜
角探傷
で用いる屈折角は60°または70°などと一定である
のが好ましく、屈折角が変ると検出感度が変るな
どの不都合を生じる。
える各パルスの位相差（遅延量）により定まり、
位相差が０ならα＝０であり、位相差を大きくす
るとαは大になる。各振動子群１と２と３、２と
３と４、…に同じ位相差のパルス電圧を与える
と、図示の如く各超音波１１，１２，…の偏向角
αは同じである。しかしながらこれだと、探触子
１０の超音波送信面は平面、鋼管１８の表面は円
筒面であるから、各超音波の鋼管１８への入射各
θiはそれぞれ異なつたものになり、つれて鋼管１
８内に入つて行く屈折角θrも異なつたものにな
る。図では超音波１１，１４，１７の入射角を
θ′i，θi，θ″i、同屈折角をθ′r，θr，θ″rとし
てお
り、θ′i＜θi＜θ″i，θ′r＜θr＜θ″rである。斜
角探傷
で用いる屈折角は60°または70°などと一定である
のが好ましく、屈折角が変ると検出感度が変るな
どの不都合を生じる。
この問題に対しては第４図に示すように、屈折
角θR従つて入射角θiが全て同じになるように、偏
向角αを変えることが考えられている。偏向角α
は振動子群に与えるパルス電圧の位相により変え
ることができ、そしてθiを同じにするαi（ｉ＝１，
２，……）は鋼管と探触子との幾何学的条件（即
ち、例えば鋼管の中心Ｏを原点とするＸ−Ｙ座標
係における探触子１０の中心位置とその超音波送
受信面の傾き、前記振動子群の振動子の個数とそ
の間隔、鋼管の外径Ｒ）により求めることができ
る。
角θR従つて入射角θiが全て同じになるように、偏
向角αを変えることが考えられている。偏向角α
は振動子群に与えるパルス電圧の位相により変え
ることができ、そしてθiを同じにするαi（ｉ＝１，
２，……）は鋼管と探触子との幾何学的条件（即
ち、例えば鋼管の中心Ｏを原点とするＸ−Ｙ座標
係における探触子１０の中心位置とその超音波送
受信面の傾き、前記振動子群の振動子の個数とそ
の間隔、鋼管の外径Ｒ）により求めることができ
る。
しかしながら鋼管１８は必らずしも真円ではな
く、そして真円でないと上記計算は狂つてしま
い、超音波は溶接ビードトウを正しく狙わなくな
つてしまう。鋼管（UO管）は鋼帯を左右両縁側
から曲げて断面Ｕ字状にし、更に曲げてＯ字状に
し、その突合せ部を溶接して断面円形の鋼管とす
るが、特にこの突合せ部で真円から外れ、外方へ
突出する等の状態になり易い。鋼管が非円形であ
ると入射角θiが狂い、ひいては屈折角θrが狂う
が、後者の狂いはかなり大きい。
く、そして真円でないと上記計算は狂つてしま
い、超音波は溶接ビードトウを正しく狙わなくな
つてしまう。鋼管（UO管）は鋼帯を左右両縁側
から曲げて断面Ｕ字状にし、更に曲げてＯ字状に
し、その突合せ部を溶接して断面円形の鋼管とす
るが、特にこの突合せ部で真円から外れ、外方へ
突出する等の状態になり易い。鋼管が非円形であ
ると入射角θiが狂い、ひいては屈折角θrが狂う
が、後者の狂いはかなり大きい。
これを第６図で説明すると、超音波伝播速度が
C1の媒体Ｉから入射角θiで超音波が入射すると、
超音波伝播速度がC2の媒体へは屈折角θrで入つ
て行き、これらの間にはC1・Sinθr＝C2・Sinθiの
関係がある。媒体Ｉは水、媒体２は鋼とすると
C1は1480m／ｓ，C2は3230m／ｓ，θiを25.5°とす
るとθr＝70°となる。こゝで入射角θiが1°変化して
26.5°になるとθr＝76.9°になる。即ち入射角が1°変
化すると屈折角は6.9°変化し、探傷域から外れて
しまう。
C1の媒体Ｉから入射角θiで超音波が入射すると、
超音波伝播速度がC2の媒体へは屈折角θrで入つ
て行き、これらの間にはC1・Sinθr＝C2・Sinθiの
関係がある。媒体Ｉは水、媒体２は鋼とすると
C1は1480m／ｓ，C2は3230m／ｓ，θiを25.5°とす
るとθr＝70°となる。こゝで入射角θiが1°変化して
26.5°になるとθr＝76.9°になる。即ち入射角が1°変
化すると屈折角は6.9°変化し、探傷域から外れて
しまう。
本発明はかゝる点に鑑みてなされたもので、溶
接部を正しく探傷できるようにしようとするもの
である。
接部を正しく探傷できるようにしようとするもの
である。
本発明は、アレイ型超音波探触子で鋼管の溶接
部を斜角探傷する欠陥検査方法において、鋼管の
外径、肉厚、および所望屈折角で定まる遅延時間
の前後に遅延時間を変えて超音波を送受信し、溶
接ビードトウからの反射波を得てそのときの遅延
時間従つて屈折角に固定して所定長の間、該鋼管
の溶接部を斜角探傷することを特徴とするもので
ある。
部を斜角探傷する欠陥検査方法において、鋼管の
外径、肉厚、および所望屈折角で定まる遅延時間
の前後に遅延時間を変えて超音波を送受信し、溶
接ビードトウからの反射波を得てそのときの遅延
時間従つて屈折角に固定して所定長の間、該鋼管
の溶接部を斜角探傷することを特徴とするもので
ある。
溶接部の探傷に先立ち、鋼管径、肉厚、及び所
望屈折角から定まる遅延時間の前後に該遅延時間
を振つて（変更して）超音波を送受信し、実際に
溶接ビードトウからの反射波を得てその時の遅延
時間従つて屈折角に固定し、これで該探傷を所定
長の間行なうようにすれば、鋼管溶接部が非円形
であつても正確な探傷ができる。
望屈折角から定まる遅延時間の前後に該遅延時間
を振つて（変更して）超音波を送受信し、実際に
溶接ビードトウからの反射波を得てその時の遅延
時間従つて屈折角に固定し、これで該探傷を所定
長の間行なうようにすれば、鋼管溶接部が非円形
であつても正確な探傷ができる。
第１図は本発明を適用した超音波探傷装置の構
成を示し、４０は探触子１０の各振動子にパルス
電圧を与える超音波送信器、４２は各振動子が反
射波を受けて発生したパルス電圧を受信する超音
波受信器である。２８は探傷角度設定器で、前述
の60°又は70°などであるθRを設定する。３０は計
算機で、設定器２８よりθRを受け、前述の要領で
偏向角αを求め、更にこのαを得るに必要な各振
動子の遅延時間を算出し、これを遅延時間制御器
２６を通して超音波受信器４０とＡ／Ｄ変換器３
２に与える。超音波受信器４０は制御器２６から
与えられた遅延時間に従つて各振動子に加えるパ
ルス電圧の位相を変えるが、この位相調整は受信
側でも行ない、各々を加算して反射波受信出力と
する。即ち、振動子１，２，３を駆動してθr0の
方向へ超音波を送出するのに必要な遅延時間が、
０，τ，2τとすると、そのθr0方向からの反射波
は振動子１，２，３に2τ，τ，０の位相差で受信
される訳で、そこで０，τ，2τの遅延を与えて加
算すればθr0方向からの反射波の受信出力になる。
デジタル加算器３４は該加算を行なう。加算結果
はＤ／Ａ変換器３６によりアナログにされ、波形
表示器３８に加えられて反射波を例えばＡスコー
プ表示する。
成を示し、４０は探触子１０の各振動子にパルス
電圧を与える超音波送信器、４２は各振動子が反
射波を受けて発生したパルス電圧を受信する超音
波受信器である。２８は探傷角度設定器で、前述
の60°又は70°などであるθRを設定する。３０は計
算機で、設定器２８よりθRを受け、前述の要領で
偏向角αを求め、更にこのαを得るに必要な各振
動子の遅延時間を算出し、これを遅延時間制御器
２６を通して超音波受信器４０とＡ／Ｄ変換器３
２に与える。超音波受信器４０は制御器２６から
与えられた遅延時間に従つて各振動子に加えるパ
ルス電圧の位相を変えるが、この位相調整は受信
側でも行ない、各々を加算して反射波受信出力と
する。即ち、振動子１，２，３を駆動してθr0の
方向へ超音波を送出するのに必要な遅延時間が、
０，τ，2τとすると、そのθr0方向からの反射波
は振動子１，２，３に2τ，τ，０の位相差で受信
される訳で、そこで０，τ，2τの遅延を与えて加
算すればθr0方向からの反射波の受信出力になる。
デジタル加算器３４は該加算を行なう。加算結果
はＤ／Ａ変換器３６によりアナログにされ、波形
表示器３８に加えられて反射波を例えばＡスコー
プ表示する。
第５図の溶接ビードトウ２１，２３を探傷する
探触子１０の位置は屈折角θ、鋼管の肉厚ｔ、同
外径Ｒを設定すれば算出できるが、この位置計算
は鋼管が真円であることを仮定しており、真円で
なければ結果は狂う。そこで本発明では第２図の
ようにする。即ちＲ，ｔ，θを設定したら、所定
角Δθをθに加減してθ±Δθを探傷範囲とし、θ
±Δθに対する遅延時間を求め、その範囲内で最
少遅延時間から最大遅延時間まで（勿論この逆で
もよい）逐次変更しながら超音波送受信を行なつ
てみる。トウ２１又は２３を正しく狙つたとき反
射波が得られるから、それをＤ／Ａ変換器３６の
出力として取込み、計算器３０は該反射波が得ら
れたときの角θ′に屈折角を固定する。
探触子１０の位置は屈折角θ、鋼管の肉厚ｔ、同
外径Ｒを設定すれば算出できるが、この位置計算
は鋼管が真円であることを仮定しており、真円で
なければ結果は狂う。そこで本発明では第２図の
ようにする。即ちＲ，ｔ，θを設定したら、所定
角Δθをθに加減してθ±Δθを探傷範囲とし、θ
±Δθに対する遅延時間を求め、その範囲内で最
少遅延時間から最大遅延時間まで（勿論この逆で
もよい）逐次変更しながら超音波送受信を行なつ
てみる。トウ２１又は２３を正しく狙つたとき反
射波が得られるから、それをＤ／Ａ変換器３６の
出力として取込み、計算器３０は該反射波が得ら
れたときの角θ′に屈折角を固定する。
鋼管の非円形性は常に変化するものではなく、
所定長の鋼帯の始、終端間は一定と見做してよ
い。従つて該始端で、又は適当長毎に第２図の要
領で屈折角θ′を得たら終端まで又は該適当長の終
りまでその屈折角θ′を固定（直接的には遅延時間
を固定）してよい。尚、溶接ビードトウ２２，２
４についても探触子１０′にて同様に行う。
所定長の鋼帯の始、終端間は一定と見做してよ
い。従つて該始端で、又は適当長毎に第２図の要
領で屈折角θ′を得たら終端まで又は該適当長の終
りまでその屈折角θ′を固定（直接的には遅延時間
を固定）してよい。尚、溶接ビードトウ２２，２
４についても探触子１０′にて同様に行う。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明では溶接部の探傷に
先立ち、鋼管径、肉厚、及び所望屈折角から定ま
る遅延時間の前後に該遅延時間を振つて（変更し
て）超音波を送受信し、実際に溶接ビードトウか
らの反射波を得てその時の遅延時間従つて屈折角
に固定し、これで該探傷を所定長の間行なうよう
にしたので、正確な溶接部の探傷ができる。
先立ち、鋼管径、肉厚、及び所望屈折角から定ま
る遅延時間の前後に該遅延時間を振つて（変更し
て）超音波を送受信し、実際に溶接ビードトウか
らの反射波を得てその時の遅延時間従つて屈折角
に固定し、これで該探傷を所定長の間行なうよう
にしたので、正確な溶接部の探傷ができる。
第１図は本発明を適用した超音波探傷装置の構
成を示すブロツク図、第２図は本発明の探傷要領
を示すフローチヤート、第３図および第４図はア
レイ型探触子による鋼管探傷要領の説明図、第５
図は溶接ビードトウの探傷要領の説明図、第６図
は入射角、屈折角の説明図である。 図面で、１０はアレイ型探触子、２１〜２４は
溶接ビードトウである。
成を示すブロツク図、第２図は本発明の探傷要領
を示すフローチヤート、第３図および第４図はア
レイ型探触子による鋼管探傷要領の説明図、第５
図は溶接ビードトウの探傷要領の説明図、第６図
は入射角、屈折角の説明図である。 図面で、１０はアレイ型探触子、２１〜２４は
溶接ビードトウである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アレイ型超音波探触子で鋼管の溶接部を斜角
探傷する欠陥検査方法において、 鋼管の外径、肉厚、および所望屈折角で定まる
遅延時間の前後に遅延時間を変えて超音波を送受
信し、溶接ビードトウからの反射波を得てそのと
きの遅延時間従つて屈折角に固定して所定長の
間、該鋼管の溶接部を斜角探傷することを特徴と
した鋼管溶接部の欠陥検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036158A JPS62194454A (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 鋼管溶接部の欠陥検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036158A JPS62194454A (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 鋼管溶接部の欠陥検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62194454A JPS62194454A (ja) | 1987-08-26 |
| JPH0584464B2 true JPH0584464B2 (ja) | 1993-12-02 |
Family
ID=12461961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61036158A Granted JPS62194454A (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 鋼管溶接部の欠陥検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62194454A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007145200A1 (ja) * | 2006-06-13 | 2009-10-29 | 住友金属工業株式会社 | 超音波探傷方法、溶接鋼管の製造方法及び超音波探傷装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH063440B2 (ja) * | 1986-10-06 | 1994-01-12 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼管溶接部の超音波探傷方法およびその装置 |
| EP1950559A1 (en) * | 1998-08-12 | 2008-07-30 | JFE Steel Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
| DE10113238C1 (de) * | 2001-03-19 | 2002-09-12 | Amatec Robotics Gmbh | Verfahren zum Prüfen von Schweißpunkten mittels einer Robotervorrichtung mit einer an einem Roboterarm angebrachten Ultraschall-Prüfsonde und entsprechende Robotervorrichtung |
| JP3831292B2 (ja) * | 2002-05-15 | 2006-10-11 | 株式会社ジェイテクト | 円筒ころ軸受の内輪の疲労度測定方法 |
| JP7415757B2 (ja) * | 2020-04-09 | 2024-01-17 | 大同特殊鋼株式会社 | 丸棒材の超音波探傷方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59216051A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-06 | Hitachi Ltd | オンライン可変集束超音波探傷装置 |
-
1986
- 1986-02-20 JP JP61036158A patent/JPS62194454A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59216051A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-06 | Hitachi Ltd | オンライン可変集束超音波探傷装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007145200A1 (ja) * | 2006-06-13 | 2009-10-29 | 住友金属工業株式会社 | 超音波探傷方法、溶接鋼管の製造方法及び超音波探傷装置 |
| JP4816731B2 (ja) * | 2006-06-13 | 2011-11-16 | 住友金属工業株式会社 | 超音波探傷方法、溶接鋼管の製造方法及び超音波探傷装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62194454A (ja) | 1987-08-26 |
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