JPH11326297A - 超音波探触子 - Google Patents

超音波探触子

Info

Publication number
JPH11326297A
JPH11326297A JP13332498A JP13332498A JPH11326297A JP H11326297 A JPH11326297 A JP H11326297A JP 13332498 A JP13332498 A JP 13332498A JP 13332498 A JP13332498 A JP 13332498A JP H11326297 A JPH11326297 A JP H11326297A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base
flaw detection
ultrasonic probe
resin
sus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP13332498A
Other languages
English (en)
Inventor
Tasuku Shirai
翼 白井
Akihiro Kirito
章浩 切東
Makoto Nishizaki
信 西崎
Takashi Shibayama
隆 柴山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP13332498A priority Critical patent/JPH11326297A/ja
Publication of JPH11326297A publication Critical patent/JPH11326297A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波探触子に関し、三種類の金属からなる
異材継手の探傷において、ジルコニウム(Zr)のよう
に音速の遅い材料側からの探傷にも適用可能とするとと
もに、走査時間の短縮も可能にする。 【解決手段】 被検体の探傷面に設置される底面1bと
底面に対して所要の傾斜角を有する傾斜面1aとをそな
えたベース1と、ベース1の傾斜面1aに接合され振動
により超音波を発生する振動子2とからなる超音波探触
子10において、ベース1をセルロースアセテートブチ
レート樹脂あるいはセルロースアセテートプロピレート
樹脂で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、三種類の金属から
なる異材継手の探傷に用いて好的の、超音波探触子に関
する。
【0002】
【従来の技術】厳しい腐食環境で使用される機器や配管
の構成部材としては、ステンレス(SUS)材やジルコ
ニウム(Zr)材が多用されている。これらのSUS材
やZr材は、それぞれ単独で使用される場合もあるが、
両者を接合した異材継手として使用される場合がある。
この場合、SUS材とZr材とを直接接合するのではな
く、タンタル(Ta)材をSUS材とZr材との間に挟
み込んだ三層構造の異材継手としたものがある。
【0003】ところで、腐食環境で使用される機器や配
管は、その健全性を確認するために使用期間中に検査を
行なう必要がある。特に、上述のような異材継手が用い
られている部分は検査の対象となる。例えば、図2に示
すように、被検体20が、SUS材21とZr材23と
の間にTa材22を挟んで接合した異材継手である場
合、SUS材21とTa材22との境界あるいはZr材
23とTa材22との境界部分には、内部境界面あるい
は外部境界面等に割れ24が発生する場合がある。この
割れ24のような欠陥を検査により検出するのである。
【0004】欠陥(割れ)を検出するための検査手法と
しては、一般に超音波探傷法が用いられいる。例えば、
超音波探傷法により被検体20に存在する欠陥を検出し
ようとする場合、まず、超音波探触子15を欠陥を検出
すべき面(探傷面)に設置する。そして、超音波探触子
15から被検体20に超音波パルスを発信し、被検体2
0からの反射波に基づいて欠陥の探傷を行なう。
【0005】超音波探傷法に用いられる従来の超音波探
触子15は、図3に示すように、振動子5とベース4と
をそなえて構成され、振動子5はベース4の傾斜面4a
に接合されている。なお、4bはベース4の底面であ
り、6は振動子5に信号を入出力するためのコネクタで
あり、7はケースである。傾斜面4aが底面4bに対し
て角度iで傾いている場合、振動子5から発信された超
音波パルスはベース4内を傾斜面4aに対して直角に進
んで被検体20に対して入射角iで入射し、ベース4内
の縦波音速と被検体20内の横波音速との比と入射角i
とで決まる屈折角θをもって、被検体20内を伝播す
る。このときの入射角iと屈折角θとの関係は、スネー
ルの法則により次式で表される。
【0006】 sin(i)=(ベース4内の音速)/(被検体20内の音速) ×sin(θ) ・・・・・・・・・・・(1) したがって、例えば、表面波により探傷を行なう場合
は、(1)式においてθ=90度とした場合に得られる
入射角iとなるように、傾斜面4aの傾斜角を設定す
る。
【0007】従来の超音波探触子15では、SUS材2
1側から探傷を行なうため、SUS材21内の音速との
関係を考慮して、ベース4の機材としてアクリル樹脂等
のエンジニアリングプラスチックが使用されている。つ
まり、SUS材21内における超音波パルスの横波音速
は3100m/sec であるのに対し、アクリル樹脂製のベ
ース4内における縦波音速が2730m/sec 程であるの
で、傾斜面4aの傾斜角iの設定により、表面波をはじ
めとして任意の屈折角θによる探傷を行なうことができ
るのである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波探触子15は、上述のようにあくまでもSUS材
21側からの探傷を目的としているため、Zr23材側
から探傷するには不適であった。つまり、Zr材23内
における超音波パルスの横波音速は2250m/sec とS
US材21内における横波音速よりも遅く、さらに、従
来のアクリル樹脂製のベース4内における縦波音速27
30m/sec よりも遅い。したがって、前記の(1)式よ
り、傾斜面4aの傾斜角iをどのように設定しても、Z
r材23内の屈折角θは約50度以下となる。
【0009】このため、従来の超音波探触子15では、
Zr材23に対しては表面波及び屈折角が約50度以上
の横波を発生させることが不可能であり、Zr材23側
からの探傷、特に表面波による探傷を行なうことができ
ないとう課題があった。また、仮に従来の超音波探触子
15においてZr材23側からの探傷が可能であったと
しても、Zr材23側から探傷する場合とSUS材21
側から探傷する場合とでは、必要とするベース4の材
質,傾斜面4aの傾斜角iが相違するため、今度はSU
S材21側からの探傷が不可能になる。このため、Zr
材23側,SUS材21側の両側から探傷を行ないたい
場合は、それぞれに適合した2種類の超音波探触子を用
意して2回に分けて走査する必要がある等、短時間での
走査が困難になるという課題がある。
【0010】本発明はこのような課題に鑑み創案された
もので、三種類の金属からなる異材継手の探傷におい
て、ジルコニウム(Zr)のように音速の遅い材料側か
らの探傷にも適用可能であり、且つ、走査時間の短縮を
可能にした、超音波探触子を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の本発明の超音波探触子は、被検体の
探傷面に設置される底面と該底面に対して所要の傾斜角
を有する傾斜面とをそなえたベースと、該ベースの該傾
斜面に接合され振動により超音波を発生する振動子とか
らなる超音波探触子において、該ベースがセルロースア
セテートブチレート樹脂あるいはセルロースアセテート
プロピレート樹脂からなることを特徴としている。
【0012】請求項2記載の本発明の超音波探触子は、
請求項1記載のベースを第1のベースとしてそなえると
ともに、該第1のベースの樹脂材料をアクリル樹脂に代
えてなる第2のベースをそなえ、該第1のベースと該第
2のベースとが、それぞれの該底面が同一平面上に位置
し且つそれぞれの該傾斜面が互いに対向するようにし
て、一体的に隣接して配置され、該第1のベースと該第
2のベースとのそれぞれに、該振動子がそなえられてい
ることを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明すると、図1は本発明の一実施形態とし
ての超音波探触子の構成を示す図である。本超音波探触
子は、例えばステンレス(SUS)材とジルコニウム
(Zr)材とをタンタル(Ta)材を介して接合した三
層構造の異材継手(図2参照)の探傷を行なう超音波探
触子であり、図1に示すように、2つの探触子10,1
1をケース7内に一体にそなえて構成されている。
【0014】まず、探触子10は、振動子2とベース
(第1のベース)1とをそなえて構成され、振動子2は
ベース1の傾斜面1aに接合されている。この探触子1
0は、従来例とは異なり、異材継手のZr材側からの探
傷を行なうものである。このため、ベース1の機材とし
ては、Zr材内の横波音速よりも遅い縦波音速を有する
材質のものが選定されており、例えば、セルロースアセ
テートブチレート(CAB)樹脂が用いられる。また、
性質の似た樹脂としてセルロースアセテートプロピレー
ト(CAP)樹脂を用いても構成することができる。
【0015】CAB樹脂あるいはCAP樹脂の縦波音速
は略2000m/sec である。したがって、傾斜面1aの
底面1bに対する傾斜角ia とZr材内における屈折角
θaとの関係は、スネールの法則を表す(1)式より、
次のように示される。 sin(ia )=(2000/2250)×sin(θa )・・(2) (2)式より、傾斜面1aの傾斜角ia の設定によって
任意の屈折角θa を得ることができ、例えば、θa =9
0度とすれば、Zr材に表面波を発生させるための傾斜
角ia が近似値として求められる。
【0016】一方、探触子11は、振動子5とベース
(第2のベース)4とをそなえて構成され、振動子5は
ベース4の傾斜面4aに接合されている。この探触子1
1は、探触子10とは異なり、従来の超音波探触子と同
様に、異材継手のSUS材側からの探傷を行なうもので
あり、このため、ベース4の機材は、従来同様にアクリ
ル樹脂等のエンジニアリングプラスチックが使用されて
いる。また、傾斜面4aは底面4bに対して傾斜角ib
で傾斜しており、SUS材内における屈折角θbとの関
係は、スネールの法則を表す(1)式より、次のように
示される。
【0017】 sin(ib )=(2730/3100)×sin(θb )・・(3) (3)式において、例えば、θb =90度とすれば、S
US材に表面波を発生させるための傾斜角ib が近似値
として求められる。このように構成された探触子10,
11は、それぞれ振動子2,5が接合されている傾斜面
1a,4aを互いに離隔させ、傾斜面1a,4aのそな
えらない側のベース1,4の側面1c,4cを吸音材8
を介して接合され、ケース7内に一体に収納されてい
る。また、それぞれの探触子10,11には、信号の入
出力のためのコネクタ3,6がそなえられ、図示しない
が振動子2,5と接続されている。
【0018】本発明の一実施形態としての超音波探触子
は上述のように構成されているので、例えば、図2に示
したような披検体(SUS材21とZr材23とをTa
材22を介して接合した三層構造の異材継手)20の表
面波による探傷を以下のようにして行なうことができ
る。まず、本超音波探触子を披検体20の探傷面に設置
する。このとき、探触子10がZr材23側に配置さ
れ、探触子11がSUS材21側に配置されるようにす
る。
【0019】そして、振動子2,5をそれぞれ振動させ
て超音波パルスを発信する。振動子2,5から発信され
た超音波パルスは、それぞれベース1,4内を伝播して
Zr材23又はSUS材21に入射する。このときベー
ス1,4内を伝播する超音波パルスの縦波音速は、ベー
ス1内で略2000m/sec ,ベース4内で略3100m/
sec である。また、ベース1,4間には吸音材8が設け
られているので、振動子2から発信された超音波パルス
がベース4に伝播したり、振動子1から発信された超音
波パルスがベース5に伝播することは防止される。
【0020】ベース1,4からそれぞれZr材23又は
SUS材21に入射角ia ,ib で入射した超音波パル
スは、それぞれ前記の(1)式により定まる屈折角
θa ,θ b でZr材23内,SUS材21内を伝播す
る。ここでは、表面波による探傷を目的としており、そ
れぞれの傾斜面1a,4aは、(1)式においてθa
θb=90度とした場合に得られる傾斜角ia ,ib
設定されている。このため、探触子10,11からはと
もに表面波が発信され、Zr材23又はSUS材21の
表面をそれぞれTa材22との接合部方向に伝播する。
このときZr材23又はSUS材21の表面を伝播する
横波音速は、Zr材23で2000m/sec ,SUS材2
1で2730m/sec である。
【0021】こうして、Zr材23側,SUS材21側
の両側からTa材22へ向けて発信された表面波の反射
波をそれぞれ解析することにより、SUS材21とTa
材22との境界あるいはZr材23とTa材22との境
界に発生した割れ24等の欠陥が検出される。このよう
に、本超音波探触子によれば、ベース1の機材としてC
AB樹脂あるいはCAP樹脂を用いることにより、三層
構造の異材継手の表面波による探傷において、従来の超
音波探触子では不可能であったZr材側からの探傷が可
能になるという利点がある。
【0022】また、Zr材用の探触子10にSUS材用
の探触子11を吸音材8を介して接合しているので、Z
r材側からの表面波による探傷とSUS材側からの表面
波による探傷とを同時に行なうことが可能になり、走査
時間を短縮することができる利点がある。なお、本発明
の超音波探触子は、上述の実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形し
て実施でき、例えば、表面波による探傷のみならず、傾
斜面1a,4aの傾斜角ia ,ib を適宜設定すること
により、任意の屈折角θa ,θb で被検体20の内部欠
陥を探傷することができる。
【0023】また、本発明の超音波探触子の用途も、上
述のようにZr材とSUS材とをTa材を介して接合し
た三層構造の異材継手に限定されず、他の比較的音速の
遅い部材と比較的音速の速い部材とを接合した異材継手
へ適用することも、もちろん可能である。
【0024】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の超音波探触子によれば、ベースの機材としてセル
ロースアセテートブチレート樹脂あるいはセルロースア
セテートプロピレート樹脂を用いているので、三種類の
金属からなる三層構造の異材継手の探傷において、従来
の超音波探触子では不可能であったZr材のような音速
の遅い部材側からの探傷が可能になるという利点があ
る。
【0025】請求項2記載の本発明の超音波探触子によ
れば、セルロースアセテートブチレート樹脂あるいはセ
ルロースアセテートプロピレート樹脂からなるベース
と、アクリル樹脂からなるベースとをそなえ、それぞれ
のベースに振動子を接合して構成されているので、三種
類の金属からなる三層構造の異材継手の探傷において、
Zr材のような音速の遅い部材側からの探傷とSUS材
のような音速の速い部材側からの探傷とを同時に行なう
ことが可能になり、走査時間を短縮することができる利
点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としての超音波探触子の構
成を示す模式図である。
【図2】三層構造の異材継手の超音波探触子による表面
波探傷を説明するための模式図である。
【図3】従来の超音波探触子の構成を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
1 ベース(第1のベース) 4 ベース(第2のベース) 1a,4a 傾斜面 1b,4b 底面 2,5 振動子 3,6 コネクタ 7 ケース 8 吸音材 10,11 探傷子 20 披検材 21 SUS材 22 Ta材 23 Zr材 24 割れ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴山 隆 神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体の探傷面に設置される底面と該底
    面に対して所要の傾斜角を有する傾斜面とをそなえたベ
    ースと、該ベースの該傾斜面に接合され振動により超音
    波を発生する振動子とからなる超音波探触子において、 該ベースがセルロースアセテートブチレート樹脂あるい
    はセルロースアセテートプロピレート樹脂からなること
    を特徴とする、超音波探触子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のベースを第1のベースと
    してそなえるとともに、該第1のベースの樹脂材料をア
    クリル樹脂に代えてなる第2のベースをそなえ、 該第1のベースと該第2のベースとが、それぞれの該底
    面が同一平面上に位置し且つそれぞれの該傾斜面が互い
    に対向するようにして、一体的に隣接して配置され、 該第1のベースと該第2のベースとのそれぞれに、該振
    動子がそなえられていることを特徴とする、請求項1記
    載の超音波探触子。
JP13332498A 1998-05-15 1998-05-15 超音波探触子 Withdrawn JPH11326297A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13332498A JPH11326297A (ja) 1998-05-15 1998-05-15 超音波探触子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13332498A JPH11326297A (ja) 1998-05-15 1998-05-15 超音波探触子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11326297A true JPH11326297A (ja) 1999-11-26

Family

ID=15102054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13332498A Withdrawn JPH11326297A (ja) 1998-05-15 1998-05-15 超音波探触子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11326297A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013088240A (ja) * 2011-10-17 2013-05-13 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 超音波検査方法,超音波探傷方法及び超音波検査装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013088240A (ja) * 2011-10-17 2013-05-13 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 超音波検査方法,超音波探傷方法及び超音波検査装置
US9423380B2 (en) 2011-10-17 2016-08-23 Hitachi, Ltd. Ultrasonic inspection method, ultrasonic test method and ultrasonic inspection apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107735680B (zh) 层叠体的剥离检查方法和剥离检查装置
JP4838697B2 (ja) 超音波探傷装置及び超音波探傷用ウェッジ
JP5311766B2 (ja) 境界面検査装置及び境界面検査方法
JP2007114075A (ja) 超音波探傷装置の超音波探触子
JP5574731B2 (ja) 超音波探傷試験方法
JP6870980B2 (ja) 超音波検査装置および超音波検査方法および接合ブロック材の製造方法
JP2002062281A (ja) 欠陥深さ測定方法および装置
JPH11326297A (ja) 超音波探触子
JP5250248B2 (ja) 欠陥等端部の検出方法及び欠陥等端部の検出装置
Vlasie et al. Mechanical and acoustical study of a structural bond: comparison theory/numerical simulations/experiment
JP4098070B2 (ja) 超音波探傷装置
JPH0348153A (ja) セラミツクス接合部の強度判定方法
Long et al. Further development of a conformable phased array device for inspection over irregular surfaces
Žukauskas et al. Investigation of the delamination type defects parameters in multilayered GLARE3-3/2 composite material using air–coupled ultrasonics technique
JPH0478944B2 (ja)
RAU et al. Ultrasonic phased array testing of complex aircraft structures
Chandrasekaran Air-Coupled Ultrasonic Testing of Composite Materials
JPH08201352A (ja) 斜角探傷用超音波探触子
JPS6228862B2 (ja)
JPH0367164A (ja) 超音波探傷方法
KR101264589B1 (ko) 판파 모드 필터링 웨지 및 이를 이용하는 초음파 검사 장치
JPH04198859A (ja) 超音波探触子および超音波探傷装置
SU989472A1 (ru) Способ ультразвукового контрол сварных соединений издели
JPH0416708A (ja) 表面波探触子
Djordjevic Advancements in Ultrasonic Imaging for Materials Testing

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050802