JPH07244026A - ハニカムパネルの超音波探傷方法 - Google Patents

ハニカムパネルの超音波探傷方法

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JPH07244026A
JPH07244026A JP6034569A JP3456994A JPH07244026A JP H07244026 A JPH07244026 A JP H07244026A JP 6034569 A JP6034569 A JP 6034569A JP 3456994 A JP3456994 A JP 3456994A JP H07244026 A JPH07244026 A JP H07244026A
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JP
Japan
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ultrasonic
wave
plate
honeycomb
face plate
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JP6034569A
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English (en)
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Akio Suzuki
紀生 鈴木
Katsuya Takaoka
克也 高岡
Yuichiro Goto
有一郎 後藤
Eiji Takahashi
英二 高橋
Yutaka Kawada
豊 川田
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel 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
    • G01N2291/048Transmission, i.e. analysed material between transmitter and receiver

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は,ハニカムパネルの片面側からの超
音波の送受のみでハニカムパネルを構成するハニカムコ
アと面板との接合状態の良否を検査し得る超音波探傷方
法の提供を目的とする。 【構成】 面板2に送信探触子3からの超音波板波を伝
播させると,ハニカムコア5と面板2との正常な接合部
分では板波の伝播条件が変化して一部が反射され,ま
た,一部は屈折してハニカムコア5に伝わる。従って,
受信探触子4で得られる透過波の強度をモニタすること
により,接合部分の良否を判断することができる。図1
(d)中のAで示す部分がハニカムコア5の一辺5bと
面板2との接合不良部分に対応する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は,ハニカムパネルの接
合部における欠陥の有無を検査するための超音波探傷方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ハニカムパネルは,軽量で強度があるこ
とから,例えば建築,車両,船舶などの構造体によく用
いられている。上記ハニカムパネルは,一般にハニカム
コアの両端縁に面板をロー材にて接合することにより構
成されており,その接合部分全体が正常であることが,
この種ハニカムパネルを使用した車両などの安全性の確
保を図る上で極めて重要である。そこで,ハニカムパネ
ルの接合部分における欠陥の有無を検査するための方法
としては,例えば特開昭63−263467号公報に開
示の技術が知られている。すなわち,上記公報に開示の
技術では,基本的にはハニカムパネルを構成する上下の
面板を挟んで送信探触子及び受信探触子を正確に対向さ
せ,両探触子に給水設備より水を供給してこの両探触子
から水を発射する。そして,その水が水柱となるように
給水設備の水圧が調整され,送信探触子から超音波がこ
の水柱を通ってハニカムパネルに向けて出射される。そ
の後,上記超音波は,面板,ハニカムコア,面板を通過
して再び受信側の水柱を通って受信探触子にて受信され
る。そして,この時の受信波の状態からハニカムパネル
の接合部分における欠陥の有無が判断される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の超音
波探傷方法では,ハニカムコアと上下の面板との接合の
良否を同時に評価できる利点はあるものの,両探触子を
1組としてハニカムパネルの表裏面において同一軸線上
に一致するように対向配備して走査する必要があること
から,装置全体が大型化すると共に複雑化するという問
題点があった。かかる傾向は,特に大型のハニカムパネ
ルにおける接合部分の良否を判断する場合に顕著に現れ
る。そこで,本発明は,上記事情に鑑みて創案されたも
のであり,ハニカムパネルの片面側からの超音波の送受
のみでハニカムパネルの接合状態の良否を検査すること
の可能な超音波探傷方法の提供を目的とするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,本発明が採用する主たる手段は,その要旨とすると
ころが,ハニカムコアの端縁を面板に接合してなるハニ
カムパネルの接合状態を検査する超音波探傷方法におい
て,上記面板に向けて配設された送信探触子から超音波
板波を出射して該面板を伝播させ,上記面板の同一面側
で上記送信探触子に対向して配設された受信探触子によ
り該面板を伝播後の上記超音波板波を受信して該板波を
計測し,その計測結果に基づいて上記ハニカムパネルの
接合状態の欠陥の有無を検査することとした点に係るハ
ニカムパネルの超音波探傷方法である。
【0005】
【作用】ハニカムパネルを構成する面板に送信探触子か
らの超音波板波を伝播させると,ハニカムコアと面板と
の接合部分では板波の伝播条件が変化して一部が反射さ
れ,また,一部は屈折してハニカムコアに伝わる。従っ
て,受信探触子で直接得られる透過波の強度を計測し,
その計測結果に基づいてハニカムパネルの接合状態の良
否を判断することができる。
【0006】
【実施例】以下添付図面を参照して本発明を具体化した
実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,以下
の実施例は,本発明を具体化した一例であって,本発明
の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここに,
図1は本発明の一実施例に係るハニカムパネルの超音波
探傷方法を説明するためのものであって,(a)はハニ
カムパネルに対する両探触子の配置関係及び正常な接合
状態での超音波板波の伝播状況を示す図,(b)は
(a)に対応した透過波の強度分布を示す図,(c)は
接合状態に欠陥があるハニカムパネルに関するものであ
って(a)の相当図,(d)は(c)に対応した透過波
の強度分布を示す図,(e)は(b)及び(d)におけ
る強度分布に対応する両探触子の配置関係をハニカムパ
ネルの平面からとれえた図,図2は上記超音波探傷方法
を実施することにより得られた接合不良部の状況を示す
説明図,図3は上記超音波探傷方法を実施することの可
能な両探触子の他の配置例を示す説明図である。この実
施例に係る超音波探傷方法では,図1に示すごとく,ハ
ニカムパネル1を構成する面板2の同一面側に向けて,
送信探触子3及び受信探触子4が傾斜配備されており,
両探触子3,4の送/受信面は上記面板2の上面を介し
て対向している。そして,上記送信探触子3から超音波
板波を出射して上記面板2を伝播させ,伝播後の上記超
音波板波(透過波)を上記受信探触子4にて受信してそ
の強度を計測し,その計測結果に基づいて上記ハニカム
パネル1における面板2とハニカムコア5との接合状態
の欠陥の有無を検査するものである。
【0007】すなわち,送信探触子3からの超音波板波
を面板2に伝播させると,ハニカムコア5の例えば一辺
5aと面板2との正常な接合部分では板波の伝播条件が
変化して一部が反射され,また,一部は屈折して上記一
辺5aに伝わる(同図(a)参照)。従って,受信探触
子4で得られる透過波の強度をモニタしておくことによ
り,面板2と上記一辺5a(ハニカムコア5)との接合
の良否を判断することができる。同図(c)における面
板2とハニカムコア5の例えば一辺5bとは接合不良
(矢印6で示す部分)であって,その時の透過波の強度
分布を同図(d)中のAで示す。また,同図(a)にお
ける正常な接合状態での透過波の強度分布を同図(b)
に示す。また,本実施例では,両探触子3,4のハニカ
ムパネル1に対する走査に際し,常時安定的に接合部分
の良否の判断を行い得るようにとの配慮から,送信探触
子3及び受信探触子4の上記面板2に対する超音波板波
の入/出射位置間距離が,上記ハニカムコア5の最小ピ
ッチよりも大きな値で且つ最小ピッチの2倍よりも小さ
な値に設定されている(同図(e)参照)。両探触子
3,4の同図(e)における位置関係での透過波の強度
分布を,同図(b),(d)中のA,B,Cで示す。
【0008】このような構成とすることにより,両探触
子3,4の走査に際し,両探触子3,4間の超音波伝播
経路には常に少なくとも一辺の接合部分が横断すること
になる。従って,超音波の受信強度は正常な接合部分が
存在する場合には直接透過波の強度に減衰を生じるが,
接合不良部分を両探触子3,4が挟む条件下では,この
透過波の強度が強くなる。尚,両探触子3,4の面板2
に対する超音波板波の入/出射位置間距離を上記のよう
に規定しない場合においては,例えば両探触子3,4の
間隔がハニカムコア5の最小ピッチより短い時は,ハニ
カムコア5の一辺を挟まずに板波が伝播する位置関係が
存在し,透過波が高い値を示すことと接合の良否との対
応関係の確保ができなくなる。他方,探触子3,4の間
隔が最小ピッチの2倍より大きい値である時は,常に,
少なくともハニカムコア5の2辺を挟むため,この2辺
の両方に接合が無い場合にのみ透過波の強度が最大とな
ることになり,ハニカムコア5の一辺毎に接合不良があ
る場合でも正常と判断する可能性がある。又,本実施例
においては,いわゆる透過法を採用することから,超音
波がハニカムコア5の各辺に斜交して出射されてもその
透過波の強度には減少傾向が見られる。しかし,その減
少をより確実に捉えて接合不良部分を正確に判断するに
は,超音波板波を,上記ハニカムコア5を構成する6角
形の一辺と直交する方向へ伝播させることが望ましい。
【0009】また,図1(d)において,透過波が最大
値を持続する両探触子3,4のハニカムパネル1に対す
る相対移動距離(W(mm)・平坦部:欠陥部に対応し
て強度分布が最大値を示す幅)は,超音波の入/出射位
置間の距離及び走査速度とハニカムコア5のピッチ及び
超音波ビームの太さで決まり,接合部におけるロー材の
すみ肉部を含む幅寸法には依存しない。ここで,接合部
の欠陥を見落としなく高走査速度で測定するためには,
両探触子3,4を走査するに際して上記平坦部Wが数m
mの間変化することなく現れ得るようにすることが最低
条件であって,ハニカムコア5の最小ピッチに対する板
波の入/出射位置間距離が上述の如き条件の下,両探触
子3,4の走査速度をV(mm/sec),超音波の励
振の繰り返し回数をN(回/sec)とすると,この条
件は以下の式で表される。 W>V/N … ここで,Nは,超音波が両探触子3,4の間を透過する
のに要する時間(約50μsec)以上の間隔であるこ
と,また,送信された超音波が水中で多重反射したこと
による反射波が,信号強度以下に減衰するのに要する時
間以上の間隔(信号が重ならない間隔)であることが要
求される。本実施例では,例えば10kHz程度の値と
して信号強度を設定することができた。また,上記条件
を満たす走査速度Vの上限は,以下の式で表される。 V<W×N … さらに,ハニカムパネル1全面を探傷することを考慮し
た場合,その走査間ピッチは,欠陥の見落としを防止す
る観点から,超音波のビーム幅と許容される欠陥の幅寸
法で決定されるが,面板2の表面に投影した状態でのビ
ーム幅(B)以下にする必要がある。
【0010】このような前提の下,ハニカムパネル1全
面を操作するとした場合の探傷時間t(sec)は,ハ
ニカムパネル1の面板2の全体の幅寸法をammとし,
その長さをbmmとすると,以下の式で表される。 t=(a/V)×(b/B) … 上記のようにして定義される探傷条件のもとでは,従来
のいわゆる点集束型の探触子を用いる場合に比べて1回
の走査に関する速度および探傷幅寸法を大きく設定する
ことができ,結果的には探傷時間を大幅に短縮すること
が可能となった。ここで,図2に,実際におこなった超
音波探傷結果を示す。ハニカムパネルを構成するハニカ
ムコアの一辺は30mm,最小のハニカムピッチは約5
2mm,面板の厚みは0.8mmである。そして,上記
ハニカムピッチ,両探触子を水中で2次元方向へ走査可
能に支持する走査機構を備えた水槽に,その検査面が水
没するように配置した。また,送受信ヘッドとしては,
振動子径6mmで,10MHzの超音波を30度の入射
角で入射してA1 モードの板波を送受信し,この板波の
伝播方向がハニカムコアの平行な辺に直交するようにま
た入/出射位置間の距離が78mmとなるように一組の
探触子を配置したものである。そして,この送受信ヘッ
ドを上記走査機構で1mmピッチで平行走査した。同図
からも明らかなように,透過波の強度が大きい箇所は黒
く表示されている(実際には透過波の強度に応じて輝度
変調した結果で白く表示されるが,図面に表す都合上反
転処理したものである)。そして,同図(b)にその対
応するハニカムコアの配置を示すが,ハニカムコアと面
板との接合不良箇所が明確に検出出来ていることが判か
る。
【0011】尚,この実施例では,ハニカムコアの一辺
の接合不良を30回の走査を行うことにより検出した
が,走査ピッチを例えば超音波ビームの幅寸法に相当す
る5mm程度にしても欠陥部を明確に検出できることも
判明した。ところで,上記実施例においては,1組の探
触子3,4をハニカムコア5の一辺に対して直角方向へ
走査し,接合欠陥部分の検査を行っているが,このよう
な方法においては,検査対象となったハニカムコア5の
一辺に対して120度の角度を持って交わる他の辺に対
する検査に際しては,上記探触子3,4の走査方向を6
0度斜交させた状態でその対象となる辺に対して走査す
る必要がある。そこで,例えば図3に示すように,超音
波板波を,ハニカムコア5を構成する6角形の3辺とそ
れぞれ直交する方向へ伝播させ得るように,3組の送信
探触子及び受信探触子を配設し,これら共通のユニット
に組み込むことにより,1方向へ走査させることのみに
よって総てのハニカムコアの辺に対する探傷を実施るこ
とが可能となる。さらに,本実施例では,ハニカムパネ
ルを水槽中に水没させて上方から送受信ヘッドを走査す
る方法を採用したが,局部水浸型の送受信ヘッドを用い
て上面から探傷する方法も適用可能である。さらには,
前記従来技術で説明したような水柱を利用した局部水浸
型の送受信ヘッドを用いて実施することも可能である。
【0012】
【発明の効果】本発明は,上記したように,ハニカムコ
アの端縁を面板に接合してなるハニカムパネルの接合状
態を検査する超音波探傷方法において,上記面板に向け
て配設された送信探触子から超音波板波を出射して該面
板を伝播させ,上記面板の同一面側で上記送信探触子に
対向して配設された受信探触子により該面板を伝播後の
上記超音波板波を受信して該板波を計測し,その計測結
果に基づいて上記ハニカムパネルの接合状態の欠陥の有
無を検査することとしたハニカムパネルの超音波探傷方
法であるから,ハニカムパネルの片面側からの超音波の
送受のみでハニカムパネルの接合状態の良否を検査する
ことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るハニカムパネルの超
音波探傷方法を説明するためのものであって,(a)は
ハニカムパネルに対する両探触子の配置関係及び正常な
接合状態での超音波板波の伝播状況を示す図,(b)は
(a)に対応した透過波の強度分布を示す図,(c)は
接合状態に欠陥があるハニカムパネルに関するものであ
って(a)の相当図,(d)は(c)に対応した透過波
の強度分布を示す図,(e)は(b)及び(d)におけ
る強度分布に対応する両探触子の配置関係をハニカムパ
ネルの平面からとれえた図。
【図2】 上記超音波探傷方法を実施することにより得
られた接合不良部の状況を示す説明図。
【図3】 上記超音波探傷方法を実施することの可能な
両探触子の他の配置例を示す説明図。
【符号の説明】
1…ハニカムパネル 2…面板 3…送信探触子 4…受信探触子 5…ハニカムコア 5a,5b…一辺
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 英二 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 川田 豊 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハニカムコアの端縁を面板に接合してな
    るハニカムパネルの接合状態を検査する超音波探傷方法
    において,上記面板に向けて配設された送信探触子から
    超音波板波を出射して該面板を伝播させ,上記面板の同
    一面側で上記送信探触子に対向して配設された受信探触
    子により該面板を伝播後の上記超音波板波を受信して該
    板波を計測し,その計測結果に基づいて上記ハニカムパ
    ネルの接合状態の欠陥の有無を検査することとしたハニ
    カムパネルの超音波探傷方法。
  2. 【請求項2】 上記送信探触子及び上記受信探触子の上
    記面板に対する上記超音波板波の入/出射位置間距離を
    上記ハニカムコアの最小ピッチよりも大きな値で且つ最
    小ピッチの2倍よりも小さな値とした請求項1記載のハ
    ニカムパネルの超音波探傷方法。
  3. 【請求項3】 上記超音波板波を,上記ハニカムコアを
    構成する6角形の1辺と直交する方向へ伝播させること
    とした請求項1又は2記載のハニカムパネルの超音波探
    傷方法。
  4. 【請求項4】 上記超音波板波を,上記ハニカムコアを
    構成する6角形の3辺とそれぞれ直交する方向へ伝播さ
    せ得るように3組の送信探触子及び受信探触子を配設し
    た請求項1又は2記載のハニカムパネルの超音波探傷方
    法。
JP6034569A 1994-03-04 1994-03-04 ハニカムパネルの超音波探傷方法 Pending JPH07244026A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7614304B2 (en) 2006-05-16 2009-11-10 Corning Incorporated Ultrasonic testing system and method for ceramic honeycomb structures
JP2011117878A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Toyota Central R&D Labs Inc 密着性評価装置及び方法
US8499633B2 (en) * 2006-05-16 2013-08-06 Corning Incorporated Non-contact ultrasonic testing method and device for ceramic honeycomb structures

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