JPH0588419B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0588419B2 JPH0588419B2 JP60250487A JP25048785A JPH0588419B2 JP H0588419 B2 JPH0588419 B2 JP H0588419B2 JP 60250487 A JP60250487 A JP 60250487A JP 25048785 A JP25048785 A JP 25048785A JP H0588419 B2 JPH0588419 B2 JP H0588419B2
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- JP
- Japan
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- bolt
- ultrasonic
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- incidence
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- 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、原子炉燃料集合体等の六角穴付ボル
トに適用される超音波探傷方法に関する。
トに適用される超音波探傷方法に関する。
従来、ボルトの健全性を調べることを目的とす
る超音波探傷試験では、第１０図に示すように探
触子１をボルト２の頭部３に接触させるか、もし
くは探触子１′をボルト２の底部４に接触させる、
いわゆる垂直探傷法が採用されている。
る超音波探傷試験では、第１０図に示すように探
触子１をボルト２の頭部３に接触させるか、もし
くは探触子１′をボルト２の底部４に接触させる、
いわゆる垂直探傷法が採用されている。
しかしながら、上述した探傷方法では次のよう
な問題があつた。
な問題があつた。
(1) ボルトが六角穴付のものでは、ボルト頭部は
六角穴があり、超音波を入射させる有効面積が
極めて少ない。
六角穴があり、超音波を入射させる有効面積が
極めて少ない。
(2) ボルト底部は締付状態においては、探触子が
アクセスできないケースが多い。
アクセスできないケースが多い。
(3) ボルトの締付状態では作用応力から想定する
と第１１図に示すように首下部へ斜めに進展す
る欠陥５が懸念されるが、垂直探傷法ではこの
種欠陥５に対して、検出能力が低い。すなわ
ち、欠陥面の反射波の主成分（点線で示す）は
逃げてしまい、欠陥エコーとして探触子に受信
されない。
と第１１図に示すように首下部へ斜めに進展す
る欠陥５が懸念されるが、垂直探傷法ではこの
種欠陥５に対して、検出能力が低い。すなわ
ち、欠陥面の反射波の主成分（点線で示す）は
逃げてしまい、欠陥エコーとして探触子に受信
されない。
以上の問題点のため、六角穴付ボルトに対して
は、従来法ではその健全性が十分確認できない。
は、従来法ではその健全性が十分確認できない。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、従
来法では適用不可能であつた六角穴付ボルトの健
全性を容易かつ正確に判別し得る超音波探傷方法
を提供しようとするものである。
来法では適用不可能であつた六角穴付ボルトの健
全性を容易かつ正確に判別し得る超音波探傷方法
を提供しようとするものである。
本発明は、次のような構成、作用により六角穴
付ボルトの健全性を容易かつ正確に判別する。
付ボルトの健全性を容易かつ正確に判別する。
(i) ボルト頭部にはドーナツ状の細長い平面が存
在する。この狭い平面から、水浸探傷法（探触
子と被検体を水に浸した状態で探傷する）によ
り超音波ビームを絞つて、効率よく入射させ
る。
在する。この狭い平面から、水浸探傷法（探触
子と被検体を水に浸した状態で探傷する）によ
り超音波ビームを絞つて、効率よく入射させ
る。
(ii) 入射後の超音波ビームを一旦ボルト頭部外周
面に当て、その反射波あるいはモード変換によ
り発生した波を首下喉元部へ向けて入射させ、
欠陥の面の反射波を有効にとらえるようにす
る。
面に当て、その反射波あるいはモード変換によ
り発生した波を首下喉元部へ向けて入射させ、
欠陥の面の反射波を有効にとらえるようにす
る。
(iii) 上記のような入射条件においてボルト軸心に
対して回転し、首下喉元の全円周を探傷する。
対して回転し、首下喉元の全円周を探傷する。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図及び第２図は、本発明で検査対象とする
六角穴付ボルトの平面図及び側面図を示す。ボル
ト１１の頭部１２には六角穴１３が加工され、さ
らにコーナー部１４が加工されている。また、超
音波を入射させようとする頭部１２の平面部１５
はドーナツ状の細長い面積しか存在しない。例え
ば、呼び径10mmのボルトではその幅は２mm程度で
ある。
六角穴付ボルトの平面図及び側面図を示す。ボル
ト１１の頭部１２には六角穴１３が加工され、さ
らにコーナー部１４が加工されている。また、超
音波を入射させようとする頭部１２の平面部１５
はドーナツ状の細長い面積しか存在しない。例え
ば、呼び径10mmのボルトではその幅は２mm程度で
ある。
上述した第１図，第２図図示の六角穴付ボルト
１１を第３図に示すように水１６中にセツトし、
水面付近に音響レンズ１７が取付けられた集束形
探触子１８を配置する。この探触子１８より発せ
られた超音波ビーム１９は第４図に示すように音
響レンズ１７の作用により絞られ、集束範囲と呼
ばれるビーム径が細くなつている距離l1〜l2が生
じる。こうした特性より、前記探触子１８をそれ
から放射される超音波ビーム１９の集束範囲が、
ボルト頭部１２の平面部１５になるように配置す
る。第５図及び第６図は、集束範囲における超音
波ビームの断面形状を示すものであり、音響レン
ズ１７の種類により、第５図のような点状と第６
図のような線状の断面形状となる。ボルト頭部１
２は、細長いドーナツ状であることから、その幅
を越えないビーム形状であれば、いずれの断面形
状でも目的を消す。超音波ビームの大きさａがド
ーナツ状の頭部１２の幅ｂを超えると、ボルト１
中への超音波の入射能率が低下するほか、ビーム
のはみ出した部分が形状に基づく種々の反射波を
とらえて操傷波形が複雑となり、欠陥検出機能が
大幅に低下する。
１１を第３図に示すように水１６中にセツトし、
水面付近に音響レンズ１７が取付けられた集束形
探触子１８を配置する。この探触子１８より発せ
られた超音波ビーム１９は第４図に示すように音
響レンズ１７の作用により絞られ、集束範囲と呼
ばれるビーム径が細くなつている距離l1〜l2が生
じる。こうした特性より、前記探触子１８をそれ
から放射される超音波ビーム１９の集束範囲が、
ボルト頭部１２の平面部１５になるように配置す
る。第５図及び第６図は、集束範囲における超音
波ビームの断面形状を示すものであり、音響レン
ズ１７の種類により、第５図のような点状と第６
図のような線状の断面形状となる。ボルト頭部１
２は、細長いドーナツ状であることから、その幅
を越えないビーム形状であれば、いずれの断面形
状でも目的を消す。超音波ビームの大きさａがド
ーナツ状の頭部１２の幅ｂを超えると、ボルト１
中への超音波の入射能率が低下するほか、ビーム
のはみ出した部分が形状に基づく種々の反射波を
とらえて操傷波形が複雑となり、欠陥検出機能が
大幅に低下する。
次に、探触子１８をボルト１１の平面部１５に
対して傾いて配置する。こうした探触子１８の配
置による超音波の伝播経路を第７図又は第８図を
示して説明する。但し、第７図，第８図の矢印は
伝播方向を示し、…は縦波，…は横波を夫々示
す。
対して傾いて配置する。こうした探触子１８の配
置による超音波の伝播経路を第７図又は第８図を
示して説明する。但し、第７図，第８図の矢印は
伝播方向を示し、…は縦波，…は横波を夫々示
す。
第７図は水中より縦波を入射させ、モード変換
により発生した横波をボルト頭部１２へ入射させ
る方法である。入射後の横波はボルト頭部外周面
２０で１回反射させて首下喉元部２１に到達す
る。喉元部２１に欠陥２２が存在すると、その反
射波が逆の経路を経て伝播し、欠陥エコーとして
探触子１８に受信される。
により発生した横波をボルト頭部１２へ入射させ
る方法である。入射後の横波はボルト頭部外周面
２０で１回反射させて首下喉元部２１に到達す
る。喉元部２１に欠陥２２が存在すると、その反
射波が逆の経路を経て伝播し、欠陥エコーとして
探触子１８に受信される。
第８図は水中より縦波を入射させ、縦波をその
ままボルトへ伝搬させる方法である。そして、ボ
ルト頭部外周面２０に縦波が当つた際に生じる横
波をボルト首下喉元部２１へ到達させる。喉元部
２１に欠陥２２が存在すると、その反射波が逆の
経路で帰り、欠陥エコーとして探触子に受信され
る。
ままボルトへ伝搬させる方法である。そして、ボ
ルト頭部外周面２０に縦波が当つた際に生じる横
波をボルト首下喉元部２１へ到達させる。喉元部
２１に欠陥２２が存在すると、その反射波が逆の
経路で帰り、欠陥エコーとして探触子に受信され
る。
なお、ボルト１１の頭部１２と頭部外周面２０
における超音波ビームの方向の変化は、Sne11法
により次のようになる。
における超音波ビームの方向の変化は、Sne11法
により次のようになる。
sinα1／sinβ1＝CW／CS ……(1)
sinα2／sinβ2＝CW／CL ……(2)
sinγ2／sinδ＝CL／CS ……(3)
但し、CWは水中の縦波音速，CSはボルト材中
の横波音速，CLはボルト材中の縦波音速である。
の横波音速，CLはボルト材中の縦波音速である。
そして、前述した第７図又は第８図に示した条
件において第９図に示すようにボルト１１の軸心
に対して探触子１８を回転させるか、もしくはボ
ルト１１自身を回転させることにより首下喉元部
２１を全周に亘つて探傷できる。
件において第９図に示すようにボルト１１の軸心
に対して探触子１８を回転させるか、もしくはボ
ルト１１自身を回転させることにより首下喉元部
２１を全周に亘つて探傷できる。
以上詳述した如く、本発明によればボルト頭部
の平坦部におけるドーナツ状の細長い部分に対し
て超音波ビームを絞つて入射させるため、超音波
が効率よく伝播し、かつ複雑な形状反射波が混存
しない単純な探傷波形とるり、更に想定される欠
陥の面に対してほぼ直交するような超音波ビーム
が形成され、欠陥の反射波が有効にとらえ、高い
欠陥検出性能が得られ、ひいては六角穴付ボルト
の健全性を容易かつ正確に判別できる等顕著な効
果を有する。
の平坦部におけるドーナツ状の細長い部分に対し
て超音波ビームを絞つて入射させるため、超音波
が効率よく伝播し、かつ複雑な形状反射波が混存
しない単純な探傷波形とるり、更に想定される欠
陥の面に対してほぼ直交するような超音波ビーム
が形成され、欠陥の反射波が有効にとらえ、高い
欠陥検出性能が得られ、ひいては六角穴付ボルト
の健全性を容易かつ正確に判別できる等顕著な効
果を有する。
第１図は本発明の検査対象である六角穴付ボル
トの平面図、第２図は第１図の側面図、第３図は
本発明の超音波ビームの入射状態を示す概略図、
第４図は集束形探触子のビーム特性を示す概略
図、第５図は点集束探触子の集束範囲における超
音波ビームの断面図、第６図は線集束探触子の同
ビームの断面図、第７図又は第８図は夫々超音波
の伝播経路を示す概略図、第９図は探触子の走査
要領を示す平面図、第１０図は従来法による探傷
を示す概略図、第１１図は従来法による超音波の
伝播経路を示す概略図である。 １１……六角穴付ボルト、１２……頭部、１３
……六角穴、１５……平面部、１６……水、１８
……集束形探触子、１９……超音波ビーム、２１
……喉元部、２２……欠陥。
トの平面図、第２図は第１図の側面図、第３図は
本発明の超音波ビームの入射状態を示す概略図、
第４図は集束形探触子のビーム特性を示す概略
図、第５図は点集束探触子の集束範囲における超
音波ビームの断面図、第６図は線集束探触子の同
ビームの断面図、第７図又は第８図は夫々超音波
の伝播経路を示す概略図、第９図は探触子の走査
要領を示す平面図、第１０図は従来法による探傷
を示す概略図、第１１図は従来法による超音波の
伝播経路を示す概略図である。 １１……六角穴付ボルト、１２……頭部、１３
……六角穴、１５……平面部、１６……水、１８
……集束形探触子、１９……超音波ビーム、２１
……喉元部、２２……欠陥。
Claims (1)
- １ 六角穴付ボルトの健全性を調べるための超音
波超傷方法において、点集束探触子もしくは線集
束探触子を使用し、ボルト頭部のドーナツ状の平
坦部より超音波ビームを絞つて入射させ、かつ入
射時に屈折角が25゜〜50゜の範囲の横波が発生する
ような入射角でもつて斜め入射させ、ボルト頭部
外周面で１回バウンド後、首下喉元部へ超音波を
到達せしめるか、もしくは同入射時に10゜〜25゜の
範囲の縦波が発生するような入射角でもつて斜め
入射させ、ボルト頭部外周面でバンドさせた際に
発生する横波を首下喉元部へ到達させるかいずれ
かの操作を行なうと共に、同入射時においてボル
ト軸上を回転させて横波の超音波を首下喉元部の
全周に到達させることを特徴とする六角穴付ボル
トの超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60250487A JPS62110149A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 六角穴付ボルトの超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60250487A JPS62110149A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 六角穴付ボルトの超音波探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62110149A JPS62110149A (ja) | 1987-05-21 |
| JPH0588419B2 true JPH0588419B2 (ja) | 1993-12-22 |
Family
ID=17208590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60250487A Granted JPS62110149A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 六角穴付ボルトの超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62110149A (ja) |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60250487A patent/JPS62110149A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62110149A (ja) | 1987-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |