JPH10123101A - 斜角超音波探傷方法及び装置 - Google Patents
斜角超音波探傷方法及び装置Info
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- JPH10123101A JPH10123101A JP28211196A JP28211196A JPH10123101A JP H10123101 A JPH10123101 A JP H10123101A JP 28211196 A JP28211196 A JP 28211196A JP 28211196 A JP28211196 A JP 28211196A JP H10123101 A JPH10123101 A JP H10123101A
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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
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 屈折角の調整を簡易且つ高精度に行うことに
よって、検査時間の短縮化と検査精度の向上を図る。 【解決手段】 探触子１４に供給する接触媒質の音速を
制御するために、接触空間に供給する水の水温を水温制
御装置４によって制御する。これによって、超音波の入
射角を固定した状態で屈折角を調整することが可能にな
る。
よって、検査時間の短縮化と検査精度の向上を図る。 【解決手段】 探触子１４に供給する接触媒質の音速を
制御するために、接触空間に供給する水の水温を水温制
御装置４によって制御する。これによって、超音波の入
射角を固定した状態で屈折角を調整することが可能にな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼管の溶接部等の非破
壊検査に採用される斜角超音波探傷方法及びその方法に
使用する斜角超音波探傷装置に関する。
壊検査に採用される斜角超音波探傷方法及びその方法に
使用する斜角超音波探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管溶接部の検査には、溶接部周辺の鋼
管表面から斜めに超音波を入射させ、鋼管内を伝搬して
溶接部に到達する超音波の欠陥エコーを検出することに
よって欠陥の存在を認識する斜角超音波探傷と呼ばれる
手法が一般に採用されている。
管表面から斜めに超音波を入射させ、鋼管内を伝搬して
溶接部に到達する超音波の欠陥エコーを検出することに
よって欠陥の存在を認識する斜角超音波探傷と呼ばれる
手法が一般に採用されている。
【０００３】図６は、この斜角探傷における欠陥位置の
推定方法を示す説明図である。これによると、まず最大
エコーが得られた斜角探触子Ｔの位置で、基準点Ｑから
入射点Ｐまでの距離Ｙが測定される。次ぎに、表示器の
エコー位置を横軸目盛りで読みとって欠陥までのビーム
路程Ｗが測定される。ここで、斜角探傷では検査対象物
中に角度θで超音波を伝搬させており、この角度θを屈
折角と呼んでいる。これによって欠陥位置を求めると、
欠陥箇所の基準点Ｑからの距離はｋ＝Ｙ−ｙ＝Ｙ−Ｗ・
sinθ 、欠陥位置の深さはｄ＝Ｗ・cosθ として求めら
れる。したがって、斜角探傷によって正確な欠陥位置を
把握するには、検査対象物中の超音波の伝搬方向を示す
屈折角θを正確に認識し、且つ一定に保つことが要求さ
れる。
推定方法を示す説明図である。これによると、まず最大
エコーが得られた斜角探触子Ｔの位置で、基準点Ｑから
入射点Ｐまでの距離Ｙが測定される。次ぎに、表示器の
エコー位置を横軸目盛りで読みとって欠陥までのビーム
路程Ｗが測定される。ここで、斜角探傷では検査対象物
中に角度θで超音波を伝搬させており、この角度θを屈
折角と呼んでいる。これによって欠陥位置を求めると、
欠陥箇所の基準点Ｑからの距離はｋ＝Ｙ−ｙ＝Ｙ−Ｗ・
sinθ 、欠陥位置の深さはｄ＝Ｗ・cosθ として求めら
れる。したがって、斜角探傷によって正確な欠陥位置を
把握するには、検査対象物中の超音波の伝搬方向を示す
屈折角θを正確に認識し、且つ一定に保つことが要求さ
れる。
【０００４】また一方では、探触子の振動子と検査対象
物の表面との接触空間を水で満たして良好な超音波の伝
達効率を確保する水浸探傷と呼ばれる手法があり、この
水浸探傷を斜角探傷において採用することが提案されて
いる。この水浸探傷によって鋼材の欠陥検査を行う場
合、超音波の屈折角が６４°で感度良好な領域があり、
感度調整の面からも検査時の屈折角を一定に保つことが
要求される。
物の表面との接触空間を水で満たして良好な超音波の伝
達効率を確保する水浸探傷と呼ばれる手法があり、この
水浸探傷を斜角探傷において採用することが提案されて
いる。この水浸探傷によって鋼材の欠陥検査を行う場
合、超音波の屈折角が６４°で感度良好な領域があり、
感度調整の面からも検査時の屈折角を一定に保つことが
要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超音波
の入射角を一定に保ったとしても、検査対象物内におけ
る超音波の屈折角は検査対象物の音速が変化することに
よって微妙に変化してしまう。検査対象物の音速は周囲
の環境の影響によって逐次変化し、特にパイプライン施
工現場では、鋼材の音速は３１６０ｍ／ｓ〜３４００ｍ
／ｓの範囲で変化する。したがって、鋼管の溶接箇所の
探傷では、鋼材の音速変化に対して検査の度に音速測定
を行い、振動子の設置角度、つまり超音波の入射角度を
現場で調整することによって屈折角の調整を行ってい
た。ところが、この振動子の機械的な角度調整，すなわ
ち複数の角度の異なるセンサーを付け替える作業は、大
変な労力と時間を要するにもかかわらず精度の高い調整
が困難であり、このことが検査時間の長期化と検査精度
の悪化を招く要因となっていた。
の入射角を一定に保ったとしても、検査対象物内におけ
る超音波の屈折角は検査対象物の音速が変化することに
よって微妙に変化してしまう。検査対象物の音速は周囲
の環境の影響によって逐次変化し、特にパイプライン施
工現場では、鋼材の音速は３１６０ｍ／ｓ〜３４００ｍ
／ｓの範囲で変化する。したがって、鋼管の溶接箇所の
探傷では、鋼材の音速変化に対して検査の度に音速測定
を行い、振動子の設置角度、つまり超音波の入射角度を
現場で調整することによって屈折角の調整を行ってい
た。ところが、この振動子の機械的な角度調整，すなわ
ち複数の角度の異なるセンサーを付け替える作業は、大
変な労力と時間を要するにもかかわらず精度の高い調整
が困難であり、このことが検査時間の長期化と検査精度
の悪化を招く要因となっていた。
【０００６】本発明は、上述の事情に対処するために提
案されたものであって、屈折角の調整を簡易且つ高精度
に行うことによって、検査時間の短縮化と検査精度の向
上を可能にした斜角超音波探傷方法およびその方法に使
用する斜角超音波探傷装置を提供することを目的とする
ものである。
案されたものであって、屈折角の調整を簡易且つ高精度
に行うことによって、検査時間の短縮化と検査精度の向
上を可能にした斜角超音波探傷方法およびその方法に使
用する斜角超音波探傷装置を提供することを目的とする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、まず第１の特徴として、接触媒質を介し
て超音波を検査対象物の表面から所定入射角で入射して
検査対象物内を所定の屈折角で伝搬させ、欠陥エコーを
検知することによって検査対象物の探傷を行う斜角超音
波探傷方法において、上記接触媒質の音速を制御するこ
とによって、超音波の上記入射角を固定した状態で上記
屈折角を調整することにある。
に、本発明は、まず第１の特徴として、接触媒質を介し
て超音波を検査対象物の表面から所定入射角で入射して
検査対象物内を所定の屈折角で伝搬させ、欠陥エコーを
検知することによって検査対象物の探傷を行う斜角超音
波探傷方法において、上記接触媒質の音速を制御するこ
とによって、超音波の上記入射角を固定した状態で上記
屈折角を調整することにある。
【０００８】第２の特徴としては、上記接触媒質を水と
して、その水温の制御により音速を制御して、超音波の
上記入射角を固定した状態で上記屈折角を調整すること
にある。
して、その水温の制御により音速を制御して、超音波の
上記入射角を固定した状態で上記屈折角を調整すること
にある。
【０００９】第３の特徴としては、上記接触媒質を水と
グリセリンの混合物として、水に対するグリセリンの濃
度調整をすることによって音速を制御して、超音波の上
記入射角を固定した状態で上記屈折角を調整することに
ある。
グリセリンの混合物として、水に対するグリセリンの濃
度調整をすることによって音速を制御して、超音波の上
記入射角を固定した状態で上記屈折角を調整することに
ある。
【００１０】そして、上述の超音波探傷方法を実現する
ための装置として、検査対象物の表面に対して振動子を
一定の角度で傾斜配置した探触子と、上記振動子と検査
対象面との接触空間を水で埋めるための給水装置と、該
給水装置によって供給される水の水温を制御する水温制
御装置とを備えることを特徴とする。
ための装置として、検査対象物の表面に対して振動子を
一定の角度で傾斜配置した探触子と、上記振動子と検査
対象面との接触空間を水で埋めるための給水装置と、該
給水装置によって供給される水の水温を制御する水温制
御装置とを備えることを特徴とする。
【００１１】さらに、斜角超音波探傷装置として、検査
対象物の表面に対して振動子を一定の角度で傾斜配置し
た探触子と、上記振動子と検査対象面との接触空間を水
で埋めるための給水装置と、該給水装置によって供給さ
れる水にグリセリンを混入するグリセリン混合装置と、
該グリセリンの混合濃度を制御する濃度制御装置とを備
えることを特徴とする。
対象物の表面に対して振動子を一定の角度で傾斜配置し
た探触子と、上記振動子と検査対象面との接触空間を水
で埋めるための給水装置と、該給水装置によって供給さ
れる水にグリセリンを混入するグリセリン混合装置と、
該グリセリンの混合濃度を制御する濃度制御装置とを備
えることを特徴とする。
【００１２】
【作用】斜角超音波探傷において、振動子と検査対象面
との接触空間を接触媒質で埋めた場合に、図４で示すよ
うに、超音波が接触媒質から検査対象物に対して入射し
て屈折する際の入射角をθ1 ，屈折角をθ2 とし、接触
媒質の音速をＣ1 ，検査対象物の音速をＣ2 とすると、
スネルの法則によって次式の関係が成り立つ。
との接触空間を接触媒質で埋めた場合に、図４で示すよ
うに、超音波が接触媒質から検査対象物に対して入射し
て屈折する際の入射角をθ1 ，屈折角をθ2 とし、接触
媒質の音速をＣ1 ，検査対象物の音速をＣ2 とすると、
スネルの法則によって次式の関係が成り立つ。
【００１３】
【数１】
【００１４】したがって、入射角θ1 と屈折角θ2 とを
一定に保つには、接触媒質の音速Ｃ1 を、Ｃ1 ＝Ｋ・Ｃ
2 の関係を満たすように検査対象物の音速Ｃ2 に応じて
制御すればよい（ただし、Ｋは定数で、設定した入射角
をθ1S ，設定した屈折角をθ2S とすると、Ｋ＝（sin
θ1S ／sinθ2S ））。つまり、入射角を２４°に設定
して、屈折角を６４°としたい場合には、Ｋ＝sin２４
°／ sin６４°≒０．４５となるので、検査対象物とな
る鋼材の音速Ｃ2 が３１６０ｍ／ｓ〜３４００ｍ／ｓの
範囲で変化するとすると、接触媒質の音速Ｃ1 を１４３
０ｍ／ｓ〜１５３８ｍ／ｓの範囲で鋼材の音速Ｃ2 に応
じて制御すればよいことになる。
一定に保つには、接触媒質の音速Ｃ1 を、Ｃ1 ＝Ｋ・Ｃ
2 の関係を満たすように検査対象物の音速Ｃ2 に応じて
制御すればよい（ただし、Ｋは定数で、設定した入射角
をθ1S ，設定した屈折角をθ2S とすると、Ｋ＝（sin
θ1S ／sinθ2S ））。つまり、入射角を２４°に設定
して、屈折角を６４°としたい場合には、Ｋ＝sin２４
°／ sin６４°≒０．４５となるので、検査対象物とな
る鋼材の音速Ｃ2 が３１６０ｍ／ｓ〜３４００ｍ／ｓの
範囲で変化するとすると、接触媒質の音速Ｃ1 を１４３
０ｍ／ｓ〜１５３８ｍ／ｓの範囲で鋼材の音速Ｃ2 に応
じて制御すればよいことになる。
【００１５】ここで、接触媒質を水とした場合には、水
中の音速は図５に示されるように水温によって線形に変
化する。したがって、水温の制御によって接触媒質の音
速制御が可能になる。上述の例に照らし合わせると、鋼
材の音速Ｃ2 の変化に応じて、水温を約１０℃から５０
℃の範囲で制御してやることによって、一定の屈折角を
得ることができる。
中の音速は図５に示されるように水温によって線形に変
化する。したがって、水温の制御によって接触媒質の音
速制御が可能になる。上述の例に照らし合わせると、鋼
材の音速Ｃ2 の変化に応じて、水温を約１０℃から５０
℃の範囲で制御してやることによって、一定の屈折角を
得ることができる。
【００１６】また、接触媒質の密度を変えることによっ
ても接触媒質中の音速を変化させることができる。接触
媒質を水とグリセリンの混合物とした場合には、水に対
するグリセリンの混合濃度を調整することによって、そ
の密度は約１〜１．２ｇ／■3 の範囲で変化させること
ができ、常温における音速を約１５００ｍ／ｓ〜１８０
０ｍ／ｓの範囲で制御可能である。したがって、入射角
を適宜設定し、検査対象物の音速変化に応じて接触媒質
の密度調整をすることによって、所望の屈折角を一定に
保つことが可能になる。そして、接触媒質の温度制御と
密度調整を併用することによって、より精度の高い屈折
角の調整が可能になる。
ても接触媒質中の音速を変化させることができる。接触
媒質を水とグリセリンの混合物とした場合には、水に対
するグリセリンの混合濃度を調整することによって、そ
の密度は約１〜１．２ｇ／■3 の範囲で変化させること
ができ、常温における音速を約１５００ｍ／ｓ〜１８０
０ｍ／ｓの範囲で制御可能である。したがって、入射角
を適宜設定し、検査対象物の音速変化に応じて接触媒質
の密度調整をすることによって、所望の屈折角を一定に
保つことが可能になる。そして、接触媒質の温度制御と
密度調整を併用することによって、より精度の高い屈折
角の調整が可能になる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例に係る斜角超音波探傷装
置を示す説明図である。１は検査対象となる鋼管、２は
欠陥検査が行われる溶接箇所を示している。この鋼管１
にガイドレール１０が着脱自在に取り付けられる。ガイ
ドレール１０には、この上を転動する転輪１１ａが備え
られ、ガイドレール１０に規制され周方向にのみ移動可
能な治具本体１１が設置される。さらに、この治具本体
１１には鋼管１の軸方向のみに移動可能なスライド部材
１２が取り付けられている。これらの走査治具にはＸ軸
・Ｙ軸エンコーダ１３が設けられて、ガイドレール１０
に対する治具本体１１の位置と治具本体１１に対するス
ライド部材１２の位置関係から、スライド部材１２の先
端部に取り付けられる斜角探触子１４の走査位置を検出
している。
する。図１は本発明の一実施例に係る斜角超音波探傷装
置を示す説明図である。１は検査対象となる鋼管、２は
欠陥検査が行われる溶接箇所を示している。この鋼管１
にガイドレール１０が着脱自在に取り付けられる。ガイ
ドレール１０には、この上を転動する転輪１１ａが備え
られ、ガイドレール１０に規制され周方向にのみ移動可
能な治具本体１１が設置される。さらに、この治具本体
１１には鋼管１の軸方向のみに移動可能なスライド部材
１２が取り付けられている。これらの走査治具にはＸ軸
・Ｙ軸エンコーダ１３が設けられて、ガイドレール１０
に対する治具本体１１の位置と治具本体１１に対するス
ライド部材１２の位置関係から、スライド部材１２の先
端部に取り付けられる斜角探触子１４の走査位置を検出
している。
【００１８】そして、斜角探触子１４からの探傷信号
は、一方で探傷器２０に送られ探傷器の表示画面で探傷
波形のＡスコープ表示がなされ、もう一方ではＡ／Ｄ変
換器２１を介して、Ｘ軸・Ｙ軸エンコーダ１３からの走
査位置信号をデジタル変換するエンコーダカウンタボー
ド２２からの走査位置情報信号と共にパーソナルコンピ
ュータ２３に送られる。このパーソナルコンピュータ２
３で探傷結果の分析がなされ、その結果がパーソナルコ
ンピュータ２３の表示画面にＣスコープ画像としてリア
ルタイムにグラフィック表示される。また同時にパーソ
ナルコンピュータ２３におけるフロッピーディスク等の
記録媒体に探傷結果及び走査位置情報の記録が取られ
る。したがって、一通りの検査を終了してデータを収録
後に任意の位置のＢスコープ画像を表示することができ
る。ここで、パーソナルコンピュータ２３として携帯に
便利なノート型のパソコンを用いることによって、現場
での設置が簡単になり、より実用的になる。
は、一方で探傷器２０に送られ探傷器の表示画面で探傷
波形のＡスコープ表示がなされ、もう一方ではＡ／Ｄ変
換器２１を介して、Ｘ軸・Ｙ軸エンコーダ１３からの走
査位置信号をデジタル変換するエンコーダカウンタボー
ド２２からの走査位置情報信号と共にパーソナルコンピ
ュータ２３に送られる。このパーソナルコンピュータ２
３で探傷結果の分析がなされ、その結果がパーソナルコ
ンピュータ２３の表示画面にＣスコープ画像としてリア
ルタイムにグラフィック表示される。また同時にパーソ
ナルコンピュータ２３におけるフロッピーディスク等の
記録媒体に探傷結果及び走査位置情報の記録が取られ
る。したがって、一通りの検査を終了してデータを収録
後に任意の位置のＢスコープ画像を表示することができ
る。ここで、パーソナルコンピュータ２３として携帯に
便利なノート型のパソコンを用いることによって、現場
での設置が簡単になり、より実用的になる。
【００１９】ここで、斜角探触子１４には、給水装置で
あるダイヤフラム式液体マイクロポンプ１５が供給管１
６ａ及び１６ｂを介して接続しており、探触子１４と検
査対象物である鋼管１の表面との間に形成される接触空
間に接触媒質である水を供給している。１７は水タン
ク、１８は吸水管を示している。接触媒質として供給さ
れる水には防錆剤を混入して、検査後に鋼管が錆びるの
を防いでいる。
あるダイヤフラム式液体マイクロポンプ１５が供給管１
６ａ及び１６ｂを介して接続しており、探触子１４と検
査対象物である鋼管１の表面との間に形成される接触空
間に接触媒質である水を供給している。１７は水タン
ク、１８は吸水管を示している。接触媒質として供給さ
れる水には防錆剤を混入して、検査後に鋼管が錆びるの
を防いでいる。
【００２０】さらに、供給管１６ａと１６ｂに介在して
水温制御装置４が設置される。水温制御装置４は、断熱
材からなる筐体４２内に形成される水槽４１に供給管１
６ａ及び１６ｂを接続し、供給管１６ａから送られた水
を水槽４１内で設定温度に保ち、供給管１６ｂによって
探触子１４の接触空間に供給するものである。この水温
制御装置４において、４３は水槽１内面に設置されるペ
ルチェ素子、４４はそのペルチェ素子に接触する放熱
板、４５は冷却ファンを示し、これらペルチェ素子４
３，放熱板４４，冷却ファン４５の吸熱作用によって水
槽内の水の冷却が行われる。また、４６は水槽１内面に
設置されるヒータであって、これによって水槽内の水の
加熱を行う。４７は水槽内の水温を検出するための温度
センサである。
水温制御装置４が設置される。水温制御装置４は、断熱
材からなる筐体４２内に形成される水槽４１に供給管１
６ａ及び１６ｂを接続し、供給管１６ａから送られた水
を水槽４１内で設定温度に保ち、供給管１６ｂによって
探触子１４の接触空間に供給するものである。この水温
制御装置４において、４３は水槽１内面に設置されるペ
ルチェ素子、４４はそのペルチェ素子に接触する放熱
板、４５は冷却ファンを示し、これらペルチェ素子４
３，放熱板４４，冷却ファン４５の吸熱作用によって水
槽内の水の冷却が行われる。また、４６は水槽１内面に
設置されるヒータであって、これによって水槽内の水の
加熱を行う。４７は水槽内の水温を検出するための温度
センサである。
【００２１】そして、温度センサ４７からの信号は図示
しない制御部に送られ、制御部からの制御信号によって
ペルチェ素子４３及び冷却ファン４５による冷却作用或
いはヒータ４６による加熱作用が制御されて、供給管１
６ｂから探触子に供給される水の温度を設定温度に保っ
ている。ここでは、加熱のためにヒータ４６を設ける例
を示したが、ヒータ４６を設けることなしに、加熱時に
は冷却ファン４５を止めてペルチェ素子の発熱作用を利
用して水温上昇させる制御も可能である。また水温制御
装置の構成は、探触子に供給する水の温度を制御するた
めに必要な任意の熱交換手段を備えるものであればよ
く、上述の例に限定されるものではない。
しない制御部に送られ、制御部からの制御信号によって
ペルチェ素子４３及び冷却ファン４５による冷却作用或
いはヒータ４６による加熱作用が制御されて、供給管１
６ｂから探触子に供給される水の温度を設定温度に保っ
ている。ここでは、加熱のためにヒータ４６を設ける例
を示したが、ヒータ４６を設けることなしに、加熱時に
は冷却ファン４５を止めてペルチェ素子の発熱作用を利
用して水温上昇させる制御も可能である。また水温制御
装置の構成は、探触子に供給する水の温度を制御するた
めに必要な任意の熱交換手段を備えるものであればよ
く、上述の例に限定されるものではない。
【００２２】斜角探触子１４の一例を図２によって説明
する。図２（ａ）は斜角探触子１４を接触面側から見た
正面図であり、同図（ｂ）はそのＡＡ断面図である。斜
角探触子１４は、ケース３０をベースとしており、ケー
ス３０の検査対象物に対面する底面には磁石３６が埋め
込まれている。また、ケース３０の前方中央部付近には
斜めにカットされた楔状の接触空間３７が形成されてお
り、該空間の斜面に沿って超音波振動子３１が設置され
ている。そして、接触空間３７の前方には振動子３１に
接して円柱状のシリコン３２が設けられケース３０前面
に貼り付けられたアクリル板３３によって支持されてい
る。アクリル板３３の外面にはコルク３４が貼り付けら
れており、これらのシリコン３２，アクリル板３３，コ
ルク３４が接触空間３７内の雑音を吸収する吸音材の作
用をしている。
する。図２（ａ）は斜角探触子１４を接触面側から見た
正面図であり、同図（ｂ）はそのＡＡ断面図である。斜
角探触子１４は、ケース３０をベースとしており、ケー
ス３０の検査対象物に対面する底面には磁石３６が埋め
込まれている。また、ケース３０の前方中央部付近には
斜めにカットされた楔状の接触空間３７が形成されてお
り、該空間の斜面に沿って超音波振動子３１が設置され
ている。そして、接触空間３７の前方には振動子３１に
接して円柱状のシリコン３２が設けられケース３０前面
に貼り付けられたアクリル板３３によって支持されてい
る。アクリル板３３の外面にはコルク３４が貼り付けら
れており、これらのシリコン３２，アクリル板３３，コ
ルク３４が接触空間３７内の雑音を吸収する吸音材の作
用をしている。
【００２３】また、ケース３０には、振動子３１の両側
に配置され接触空間３７に開口する給水孔３５が設けら
れる。この給水孔３５には上述の供給管１６ｂが接続さ
れ、使用時には、接触空間３７はダイヤフラム式液体マ
イクロポンプ１５から送り込まれた水によって常時満た
されることになる。
に配置され接触空間３７に開口する給水孔３５が設けら
れる。この給水孔３５には上述の供給管１６ｂが接続さ
れ、使用時には、接触空間３７はダイヤフラム式液体マ
イクロポンプ１５から送り込まれた水によって常時満た
されることになる。
【００２４】ここで用いられる斜角探触子１４の作用と
最適な態様について更に説明すると、斜角探触子１４
は、ケース３０の底面に設けられる磁石によって検査対
象物である鋼管表面に密着し、検査作業時にも鋼管表面
に密着した状態で走査を行う。したがって探触子を接触
面に押し付ける必要がなくなり、作業を楽に行うことが
できる。また、鋼管の下側を走査する場合にも接触面が
離れることがなく、音響結合不良を起こし難い。さら
に、接触空間３７を使用時には常に水で満たすように
し、また水の供給にはダイヤフラム式液体マイクロポン
プ１５を用いて気泡の入らない層流を送り込んでいるの
で、検査対象物の表面が多少荒い場合でも気泡等の空気
層が形成されることはなく、超音波の伝達効率が良い。
したがって、安定した一定強さの超音波を鋼管内に伝搬
させることができ、作業効率のみならず作業精度の向上
も図れる。
最適な態様について更に説明すると、斜角探触子１４
は、ケース３０の底面に設けられる磁石によって検査対
象物である鋼管表面に密着し、検査作業時にも鋼管表面
に密着した状態で走査を行う。したがって探触子を接触
面に押し付ける必要がなくなり、作業を楽に行うことが
できる。また、鋼管の下側を走査する場合にも接触面が
離れることがなく、音響結合不良を起こし難い。さら
に、接触空間３７を使用時には常に水で満たすように
し、また水の供給にはダイヤフラム式液体マイクロポン
プ１５を用いて気泡の入らない層流を送り込んでいるの
で、検査対象物の表面が多少荒い場合でも気泡等の空気
層が形成されることはなく、超音波の伝達効率が良い。
したがって、安定した一定強さの超音波を鋼管内に伝搬
させることができ、作業効率のみならず作業精度の向上
も図れる。
【００２５】また、ここで用いられる斜角探触子１４は
５×５ｍｍの振動子寸法で１０ＭＨZ 程度の高周波・広
帯域探触子を用い、接触空間３７の楔角、つまり超音波
の入射角を２０〜２６°と小さく設定している。本実施
例によれば接触媒質として水を用いているので超音波の
入射角を小さくしても適切な屈折角で検査対象物内に超
音波を伝搬させることができ、また、超音波の入射面を
均一な水で満たしているので短波長波を用いても感度の
低下がない。これによって検査対象領域への接近限界が
短く、感度の高い検査を行うことができる。
５×５ｍｍの振動子寸法で１０ＭＨZ 程度の高周波・広
帯域探触子を用い、接触空間３７の楔角、つまり超音波
の入射角を２０〜２６°と小さく設定している。本実施
例によれば接触媒質として水を用いているので超音波の
入射角を小さくしても適切な屈折角で検査対象物内に超
音波を伝搬させることができ、また、超音波の入射面を
均一な水で満たしているので短波長波を用いても感度の
低下がない。これによって検査対象領域への接近限界が
短く、感度の高い検査を行うことができる。
【００２６】上述した実施例の装置による斜角超音波探
傷方法について説明する。まず検査に先立って、検査対
象物である鋼管の音速をＶ透過法で測定する。そして、
測定された鋼管の音速Ｃ2 を上述の水温制御装置４にお
ける制御部に入力する。制御部では、上述の式、Ｃ1 ＝
Ｋ・Ｃ2 によって、要求される屈折角６４°を得るため
に必要な接触媒質の音速Ｃ1 が計算される。更に制御部
では、上記の図５に示した水の音速と水温との関係がマ
ップ化されて記憶されており、これによって、算出され
た音速Ｃ1 から設定水温が求められ、この設定水温に基
づく水温制御装置の制御が行われる。したがって、作業
者は現地で鋼管の音速を測定し、この測定値を水温制御
装置４の制御部に入力するのみで、要求される屈折角で
の斜角探傷検査を行うことが可能になる。
傷方法について説明する。まず検査に先立って、検査対
象物である鋼管の音速をＶ透過法で測定する。そして、
測定された鋼管の音速Ｃ2 を上述の水温制御装置４にお
ける制御部に入力する。制御部では、上述の式、Ｃ1 ＝
Ｋ・Ｃ2 によって、要求される屈折角６４°を得るため
に必要な接触媒質の音速Ｃ1 が計算される。更に制御部
では、上記の図５に示した水の音速と水温との関係がマ
ップ化されて記憶されており、これによって、算出され
た音速Ｃ1 から設定水温が求められ、この設定水温に基
づく水温制御装置の制御が行われる。したがって、作業
者は現地で鋼管の音速を測定し、この測定値を水温制御
装置４の制御部に入力するのみで、要求される屈折角で
の斜角探傷検査を行うことが可能になる。
【００２７】次ぎに、図３によって、斜角超音波探傷装
置の別の実施例を説明する。ここで、上述の実施例と同
一の箇所には同じ符号を付し説明を省略する。ここでは
接触媒質として水とグリセリンの混合物が用いられる。
ダイヤフラム式液体マイクロポンプ１５によって水が供
給される供給管１６ａの下流には、グリセリン混合装置
５１が設けられる。そして、このグリセリン混合装置５
１にはグリセリン供給装置５３からの供給管１６ｃが接
続されている。更に供給管１６ａ及び１６ｂには、供給
量を調整するための調整バルブ５２ｂ及び５２ａが設置
されると共に、この調整バルブ５２ａ，５２ｂを調整す
る濃度制御装置５０が設けられている。グリセリン混合
装置５１には、供給管１６ａ及び１６ｃから供給されて
くる水とグリセリンを混合して均一化する攪拌装置が備
えられ、均一に混合された水とグリセリンの混合物が供
給管１６ｂから探触子１４の接触空間に供給される。こ
こで、グリセリン混合装置内の混合濃度の調整が、調整
バルブ５２ｂ及び５２ａを制御することによって行わ
れ、これによって接触媒質の密度が調整されてこの接触
媒質中の音速が制御される。
置の別の実施例を説明する。ここで、上述の実施例と同
一の箇所には同じ符号を付し説明を省略する。ここでは
接触媒質として水とグリセリンの混合物が用いられる。
ダイヤフラム式液体マイクロポンプ１５によって水が供
給される供給管１６ａの下流には、グリセリン混合装置
５１が設けられる。そして、このグリセリン混合装置５
１にはグリセリン供給装置５３からの供給管１６ｃが接
続されている。更に供給管１６ａ及び１６ｂには、供給
量を調整するための調整バルブ５２ｂ及び５２ａが設置
されると共に、この調整バルブ５２ａ，５２ｂを調整す
る濃度制御装置５０が設けられている。グリセリン混合
装置５１には、供給管１６ａ及び１６ｃから供給されて
くる水とグリセリンを混合して均一化する攪拌装置が備
えられ、均一に混合された水とグリセリンの混合物が供
給管１６ｂから探触子１４の接触空間に供給される。こ
こで、グリセリン混合装置内の混合濃度の調整が、調整
バルブ５２ｂ及び５２ａを制御することによって行わ
れ、これによって接触媒質の密度が調整されてこの接触
媒質中の音速が制御される。
【００２８】以下に、図３の実施例に係る装置を用いた
斜角超音波探傷方法について説明する。上述の方法と同
様に、まず検査に先立って検査対象物である鋼管の音速
をＶ透過法で測定する。そして、測定された鋼管の音速
Ｃ2 を上述の濃度制御装置５０に入力する。この濃度制
御装置５０では、上述の方法と同様に式Ｃ1 ＝Ｋ・Ｃ2
によって要求される屈折角６４°を得るために必要な接
触媒質の音速Ｃ1 が計算される。そして濃度制御装置５
０では、接触媒質の音速Ｃ1 と混合濃度との関係がマッ
プ化されて記憶されており、これによって、算出された
音速Ｃ1 から設定される混合濃度が求められ、この混合
濃度に基づく濃度制御装置５０の制御が行われる。した
がって、作業者は現地で鋼管の音速を測定し、この測定
値を濃度制御装置５０に入力するのみで、要求される屈
折角での斜角探傷検査を行うことが可能になる。
斜角超音波探傷方法について説明する。上述の方法と同
様に、まず検査に先立って検査対象物である鋼管の音速
をＶ透過法で測定する。そして、測定された鋼管の音速
Ｃ2 を上述の濃度制御装置５０に入力する。この濃度制
御装置５０では、上述の方法と同様に式Ｃ1 ＝Ｋ・Ｃ2
によって要求される屈折角６４°を得るために必要な接
触媒質の音速Ｃ1 が計算される。そして濃度制御装置５
０では、接触媒質の音速Ｃ1 と混合濃度との関係がマッ
プ化されて記憶されており、これによって、算出された
音速Ｃ1 から設定される混合濃度が求められ、この混合
濃度に基づく濃度制御装置５０の制御が行われる。した
がって、作業者は現地で鋼管の音速を測定し、この測定
値を濃度制御装置５０に入力するのみで、要求される屈
折角での斜角探傷検査を行うことが可能になる。
【００２９】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので、
次に記載する効果を奏する。 （１）斜角超音波探傷において、接触媒質の音速を制御
することによって、超音波の入射角を固定した状態で屈
折角を調整することができるので、必要な屈折角で探傷
を行うのに、振動子の設置角度を調整すると行った面倒
な調整作業をなくすことができる。 （２）斜角探傷における屈折角の調整を自動化できるの
で、検査作業時間の短縮を図ることができると共に、調
整作業を高精度に行うことができ検査精度の向上を図れ
る。 （３）斜角探傷における調整作業を簡素化できるので、
検査作業に熟練を要することがない。 （４）探触子の振動子の角度を常時固定しておくことが
できるので、検査装置の信頼性の向上を図れる。
次に記載する効果を奏する。 （１）斜角超音波探傷において、接触媒質の音速を制御
することによって、超音波の入射角を固定した状態で屈
折角を調整することができるので、必要な屈折角で探傷
を行うのに、振動子の設置角度を調整すると行った面倒
な調整作業をなくすことができる。 （２）斜角探傷における屈折角の調整を自動化できるの
で、検査作業時間の短縮を図ることができると共に、調
整作業を高精度に行うことができ検査精度の向上を図れ
る。 （３）斜角探傷における調整作業を簡素化できるので、
検査作業に熟練を要することがない。 （４）探触子の振動子の角度を常時固定しておくことが
できるので、検査装置の信頼性の向上を図れる。
【図１】本発明の一実施例に係る斜角超音波探傷装置を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例に係る斜角超音波探傷装置に
おける探触子の正面図及び断面図である。
おける探触子の正面図及び断面図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る斜角超音波探傷装置
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】本発明の作用を示す説明図である。
【図５】水中の音速と水温の関係を示す説明図である。
【図６】斜角超音波探傷における欠陥位置の推定方法を
示す説明図である。
示す説明図である。
１ 鋼管 ２ 溶接箇所 １４ 探触子 １５ ダイヤフラム式液体マイクロポンプ １６ａ，１６ｂ，１６ｃ 供給管 １７ 水タンク １８ 吸水管 ４ 水温制御装置 ５０ 濃度制御装置 ５１ グリセリン混合装置 ５３ グリセリン供給装置
Claims (5)
- 【請求項１】 接触媒質を介して超音波を検査対象物の
表面から所定入射角で入射して検査対象物内を所定の屈
折角で伝搬させ、欠陥エコーを検知することによって検
査対象物の探傷を行う斜角超音波探傷方法において、 上記接触媒質の音速を制御することによって、超音波の
上記入射角を固定した状態で上記屈折角を調整すること
を特徴とする斜角超音波探傷方法。 - 【請求項２】 上記接触媒質を水として、その水温の制
御により音速を制御することを特徴とする請求項１記載
の斜角超音波探傷方法。 - 【請求項３】 上記接触媒質を水とグリセリンの混合物
として、水に対するグリセリンの濃度調整をすることに
よって音速を制御する請求項１記載の斜角超音波探傷方
法。 - 【請求項４】 超音波を検査対象物の表面から所定入射
角で入射して検査対象物内を所定の屈折角で伝搬させ、
欠陥エコーを検知することによって検査対象物の探傷を
行う斜角超音波探傷装置において、 検査対象物の表面に対して振動子を一定の角度で傾斜配
置した探触子と、上記振動子と検査対象面との接触空間
を水で埋めるための給水装置と、該給水装置によって供
給される水の水温を制御する水温制御装置とを備えるこ
とを特徴とする斜角超音波探傷装置。 - 【請求項５】 超音波を検査対象物の表面から所定入射
角で入射して検査対象物内を所定の屈折角で伝搬させ、
欠陥エコーを検知することによって検査対象物の探傷を
行う斜角超音波探傷装置において、 検査対象物の表面に対して振動子を一定の角度で傾斜配
置した探触子と、上記振動子と検査対象面との接触空間
を水で埋めるための給水装置と、該給水装置によって供
給される水にグリセリンを混入するグリセリン混合装置
と、該グリセリンの混合濃度を制御する濃度制御装置と
を備えることを特徴とする斜角超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28211196A JP3571473B2 (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 斜角超音波探傷方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28211196A JP3571473B2 (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 斜角超音波探傷方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10123101A true JPH10123101A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3571473B2 JP3571473B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=17648276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28211196A Expired - Lifetime JP3571473B2 (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 斜角超音波探傷方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3571473B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002214204A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Toshiba Corp | 超音波探傷装置およびその方法 |
| JP2011089825A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Ihi Aerospace Co Ltd | 屈折角制御装置、非接触超音波探傷装置、屈折角制御方法及び非接触超音波探傷方法 |
| CN105319267A (zh) * | 2014-07-28 | 2016-02-10 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种消除钢管超声波探伤机组探伤误报的方法 |
| DE102014218767A1 (de) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | Arxes-Tolina Gmbh | Ultraschallprüfvorrichtung und Ultraschallprüfverfahren |
| CN108267560A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-07-10 | 连雪琼 | 一种圆棒及圆管金属材料无损检测设备 |
-
1996
- 1996-10-24 JP JP28211196A patent/JP3571473B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002214204A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Toshiba Corp | 超音波探傷装置およびその方法 |
| JP2011089825A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Ihi Aerospace Co Ltd | 屈折角制御装置、非接触超音波探傷装置、屈折角制御方法及び非接触超音波探傷方法 |
| CN105319267A (zh) * | 2014-07-28 | 2016-02-10 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种消除钢管超声波探伤机组探伤误报的方法 |
| DE102014218767A1 (de) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | Arxes-Tolina Gmbh | Ultraschallprüfvorrichtung und Ultraschallprüfverfahren |
| CN108267560A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-07-10 | 连雪琼 | 一种圆棒及圆管金属材料无损检测设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3571473B2 (ja) | 2004-09-29 |
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