JPS5946553A - 超音波による斜角探傷方法 - Google Patents
超音波による斜角探傷方法Info
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- JPS5946553A JPS5946553A JP57157141A JP15714182A JPS5946553A JP S5946553 A JPS5946553 A JP S5946553A JP 57157141 A JP57157141 A JP 57157141A JP 15714182 A JP15714182 A JP 15714182A JP S5946553 A JPS5946553 A JP S5946553A
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- G01N29/04—Analysing solids
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属材料中に存在する欠陥の大きさと位置を・
斜角入射の超音波を用いて推定する方法に関するもので
ある。
斜角入射の超音波を用いて推定する方法に関するもので
ある。
溶接部を有する構造物は割“れやブローホールなどの欠
陥を皆無にして製作することは非常に難しく、またそう
した完全さにこだわることに経済性を大きく損うことに
なる。たとえ、それが実現されたとしても使用によって
、＜シ返される応力か熱、環境の作用で新たに欠陥が発
生現場的にはもちろんこうした欠陥の発生を防ぐ努力は
なされているが、欠陥の危険度を評価することによシ逆
に欠陥を許容していこうという動きがある。このために
、こうした欠陥を内在した構造物部材の安全性や寿命を
評価する手段としての破壊力学は長足の進歩をみせてい
る。
陥を皆無にして製作することは非常に難しく、またそう
した完全さにこだわることに経済性を大きく損うことに
なる。たとえ、それが実現されたとしても使用によって
、＜シ返される応力か熱、環境の作用で新たに欠陥が発
生現場的にはもちろんこうした欠陥の発生を防ぐ努力は
なされているが、欠陥の危険度を評価することによシ逆
に欠陥を許容していこうという動きがある。このために
、こうした欠陥を内在した構造物部材の安全性や寿命を
評価する手段としての破壊力学は長足の進歩をみせてい
る。
特に従来の線形破壊力学の対象にならない高延仕材の破
壊靭性評価もｌ積分の提案により試りの容易な小型試験
片でも行なえるようになシその適用性は大きく広がった
。
壊靭性評価もｌ積分の提案により試りの容易な小型試験
片でも行なえるようになシその適用性は大きく広がった
。
こうして材料が内在する欠陥から破壊することへの抵抗
値である破壊靭性値は実用に耐える精度で求められるよ
うになったが、その欠陥の先端付近の応力場の強さを計
算するためには、解析の対象となる欠陥あるいは亀裂の
大きさを正確に知る必要がある。
値である破壊靭性値は実用に耐える精度で求められるよ
うになったが、その欠陥の先端付近の応力場の強さを計
算するためには、解析の対象となる欠陥あるいは亀裂の
大きさを正確に知る必要がある。
しかし、構造物部材に内在する欠陥の大きさを材料を破
壊することなく定量的に求めるのは現場的には容易では
ない。溶接部の検査に最も種類の判別方法が比較的よく
確立されているが大きさの定量的検出に関しては、欠陥
の傾きや開口により無力な場合が多い。むしろ材料中の
欠陥や割れの寸法や位置を知るためには超音波法が使わ
れることが多い。この方法では材料の外表面から超音波
を入射し、その入射角と欠陥に波があたってもどってく
るのに要しだ時間から位置を推測するのであるが、反射
してくる超音波が欠陥や割れの先端からのものであるか
否かの判断がその大きさを決定するのに極めて重要であ
る。
壊することなく定量的に求めるのは現場的には容易では
ない。溶接部の検査に最も種類の判別方法が比較的よく
確立されているが大きさの定量的検出に関しては、欠陥
の傾きや開口により無力な場合が多い。むしろ材料中の
欠陥や割れの寸法や位置を知るためには超音波法が使わ
れることが多い。この方法では材料の外表面から超音波
を入射し、その入射角と欠陥に波があたってもどってく
るのに要しだ時間から位置を推測するのであるが、反射
してくる超音波が欠陥や割れの先端からのものであるか
否かの判断がその大きさを決定するのに極めて重要であ
る。
このために例えば反射する超音波エコーの強度は割れ先
端で最も強くなると考える端部ビークエコー法や、一定
レベルの強度のエコーを生じる範囲を割れとする方法、
反射する波の周波数解析を行う等々、その他多くの方法
が提案されている。しかしこうした方法も材料や欠陥の
状態によって必ずしも一般的に適用できるものではない
。特に現場で検査の必要度が高い溶接部は構造的に複雑
な場合が多く、超音波探触子を割れの先端をつかむのに
必要なだけ自由に動かすことができなかったわ、また金
属組織が母材とは大きく異なり、柱状晶に沿う超音波ビ
ームの曲がりやノイズエコーの発生その他の理由で欠陥
や割れの寸法評価はおるか探傷そのものが困難な場合が
少なくない。
端で最も強くなると考える端部ビークエコー法や、一定
レベルの強度のエコーを生じる範囲を割れとする方法、
反射する波の周波数解析を行う等々、その他多くの方法
が提案されている。しかしこうした方法も材料や欠陥の
状態によって必ずしも一般的に適用できるものではない
。特に現場で検査の必要度が高い溶接部は構造的に複雑
な場合が多く、超音波探触子を割れの先端をつかむのに
必要なだけ自由に動かすことができなかったわ、また金
属組織が母材とは大きく異なり、柱状晶に沿う超音波ビ
ームの曲がりやノイズエコーの発生その他の理由で欠陥
や割れの寸法評価はおるか探傷そのものが困難な場合が
少なくない。
特にフェライト畑とオーステナイト鋼の異材境界では欠
陥が発生しやすく検査の必要度が高いにもかかわらず、
画調の境界面での反射などで多くの雑エコーが生じ、欠
陥エコーの識別が難しい。
陥が発生しやすく検査の必要度が高いにもかかわらず、
画調の境界面での反射などで多くの雑エコーが生じ、欠
陥エコーの識別が難しい。
またベンド管やレデューサ−管の溶接部では軸方向にも
曲率をもっているために超音波探触子の移動は更に困難
で、波の入射角度や径路と欠陥や割れの間の幾何学的な
関係がごく限られた所でしか満たされないために精度よ
くしかも定量的に割れを検出するのは難しい場合が多い
。
曲率をもっているために超音波探触子の移動は更に困難
で、波の入射角度や径路と欠陥や割れの間の幾何学的な
関係がごく限られた所でしか満たされないために精度よ
くしかも定量的に割れを検出するのは難しい場合が多い
。
本発明は上記のように、一般的な方法での探傷が困難な
所にも効果的な適用が可能な超音波探傷法に関するもの
で、その特徴とするととろは超音波を金属材料中に入射
してＣＲＴ上に得られるモード変換をして反射してくる
ものをふくむ、複雑なエコーの各々について路程解析し
Ｊや ビーム路程刈反射源の位置を求めて、それらのエコーの
種類と欠陥の先端位置を対応させ、どのエコーがあられ
れるかで欠陥の位置と大きさを推定することにある。
所にも効果的な適用が可能な超音波探傷法に関するもの
で、その特徴とするととろは超音波を金属材料中に入射
してＣＲＴ上に得られるモード変換をして反射してくる
ものをふくむ、複雑なエコーの各々について路程解析し
Ｊや ビーム路程刈反射源の位置を求めて、それらのエコーの
種類と欠陥の先端位置を対応させ、どのエコーがあられ
れるかで欠陥の位置と大きさを推定することにある。
割れのような欠陥は普通、超音波を斜めに入射して探傷
される。この場合には直接欠陥に超音波をあてるか、金
属材料の裏面に一度反射させてあてるかいずれかの方法
が一般にはとられ炭素鋼では横波が結晶粒の大きいオー
ステナイト系溶接部ではしばしば縦波が用いられる。し
かし現実には超音波径路には他にも考えられるものがあ
る。例えば裏面に一回反射して欠陥にあたった横波が縦
波にモード変換して戻ってくるが、それぞれの音速が異
なるためにエコーが横波のみで戻ってくるよりも早く戻
る。どういうＳｔ類の波がどの径路を通って欠陥にあた
シ、エコーとして戻ってくるかは検査部の形状、用決定
される。そこで検査の対象となる欠陥を危険度によって
大きさで例えば第１表のようにランクづけをし 第１表 割れの深さランク そのランクごとに特有の反射エコーの種類を全て、リス
トアツブし、現場の検査においては逆に、観察されたエ
コーの種類で、そのエコーが戻ってくる割れがどのラン
クになるかを判定できる。
される。この場合には直接欠陥に超音波をあてるか、金
属材料の裏面に一度反射させてあてるかいずれかの方法
が一般にはとられ炭素鋼では横波が結晶粒の大きいオー
ステナイト系溶接部ではしばしば縦波が用いられる。し
かし現実には超音波径路には他にも考えられるものがあ
る。例えば裏面に一回反射して欠陥にあたった横波が縦
波にモード変換して戻ってくるが、それぞれの音速が異
なるためにエコーが横波のみで戻ってくるよりも早く戻
る。どういうＳｔ類の波がどの径路を通って欠陥にあた
シ、エコーとして戻ってくるかは検査部の形状、用決定
される。そこで検査の対象となる欠陥を危険度によって
大きさで例えば第１表のようにランクづけをし 第１表 割れの深さランク そのランクごとに特有の反射エコーの種類を全て、リス
トアツブし、現場の検査においては逆に、観察されたエ
コーの種類で、そのエコーが戻ってくる割れがどのラン
クになるかを判定できる。
本発明方法によれば端部ピークエコーの出ない割れであ
っても探傷が可能である。
っても探傷が可能である。
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが
本発明はこれら実施例によって限定されるものではない
。
本発明はこれら実施例によって限定されるものではない
。
実施例／
第１図に示した形状および構成を有するＨＫ−ｑθ製遠
心鋳造管と％ Ｍｏ鋼製レデューサ−管の異材溶接継手
に生じる割れの検査に適用したものである。この溶接部
は合金元素の希釈をふせぐためにインコネルｇコ溶接棒
を用いて溶接しているが、それでもフェライト鋼との境
界部にボンドマルテンと称する非常に脆い硬化層の発生
を防ぐことは不可能で、この界面付近では機械的性質が
劣り、また異種金属間で熱膨張係数が異なるために、高
温使用時には熱応力が発生し集中する。あるいはスター
ト、ストップによシくυ返し負荷されるということでし
ばしば割れが発生する。具体的には割れは１Ｍｏ鋼とイ
ンコネルにコ溶着金属の界面に生じ、主に外面側から進
展する。
心鋳造管と％ Ｍｏ鋼製レデューサ−管の異材溶接継手
に生じる割れの検査に適用したものである。この溶接部
は合金元素の希釈をふせぐためにインコネルｇコ溶接棒
を用いて溶接しているが、それでもフェライト鋼との境
界部にボンドマルテンと称する非常に脆い硬化層の発生
を防ぐことは不可能で、この界面付近では機械的性質が
劣り、また異種金属間で熱膨張係数が異なるために、高
温使用時には熱応力が発生し集中する。あるいはスター
ト、ストップによシくυ返し負荷されるということでし
ばしば割れが発生する。具体的には割れは１Ｍｏ鋼とイ
ンコネルにコ溶着金属の界面に生じ、主に外面側から進
展する。
この割れは通常行われる＆ｊ度や６０度の斜角探傷法で
は溶着金属の柱状晶に沿う超音波ビームの曲がシや、フ
ェライト、オーステナイト境界面での反射などにより、
欠陥と識別できない雑エコーが生じ、また、割れが非常
に鋭いために端部ピークエコーも明確ではなく、検出は
困難である。またレデューサ−が曲率をもっているため
に探触子の前後移動も困難である。
は溶着金属の柱状晶に沿う超音波ビームの曲がシや、フ
ェライト、オーステナイト境界面での反射などにより、
欠陥と識別できない雑エコーが生じ、また、割れが非常
に鋭いために端部ピークエコーも明確ではなく、検出は
困難である。またレデューサ−が曲率をもっているため
に探触子の前後移動も困難である。
そこで本形状の溶接継手においては３θ度の横波斜角探
触子を適用した。この探触子は、同時に屈折角が約６乙
度の縦波も入射しているのが特徴で、７個の探触子で７
度に７ｆｔ、２条件の検査が可能であるが、一般には多
くのエコーが生じるために使われない。本件実施例では
、小型で広帯域のＩ’ｈｒａｍθ廿江馨Ｖ−！３．！；
（探触子）を用いた。使用した周波数はＪＭＨｚである
。探傷装置はＭｅｔｒｏｔｅｋ社のＭＰ 、２Ｂ；バル
サとＭＲ／θ６レシーバーを用いたが十分な帯域、φ比
、分解能を持つ装置であれば、機種は問わない。
触子を適用した。この探触子は、同時に屈折角が約６乙
度の縦波も入射しているのが特徴で、７個の探触子で７
度に７ｆｔ、２条件の検査が可能であるが、一般には多
くのエコーが生じるために使われない。本件実施例では
、小型で広帯域のＩ’ｈｒａｍθ廿江馨Ｖ−！３．！；
（探触子）を用いた。使用した周波数はＪＭＨｚである
。探傷装置はＭｅｔｒｏｔｅｋ社のＭＰ 、２Ｂ；バル
サとＭＲ／θ６レシーバーを用いたが十分な帯域、φ比
、分解能を持つ装置であれば、機種は問わない。
この溶接境界に生じる割れから戻ってくるエコーは、探
触子と溶接部端の間の距離、ビーム路程、欠陥の位置と
大きさ等に応じて、異なった位置にあられれるが、欠陥
の解析に用いたものは、第２図にまとめて示す。タイプ
−〇ように横波で入射して内面で７回反射し、欠陥にあ
たったあと縦波にモード変換して戻るものが含まれる。
触子と溶接部端の間の距離、ビーム路程、欠陥の位置と
大きさ等に応じて、異なった位置にあられれるが、欠陥
の解析に用いたものは、第２図にまとめて示す。タイプ
−〇ように横波で入射して内面で７回反射し、欠陥にあ
たったあと縦波にモード変換して戻るものが含まれる。
。
ここで外表面からｊｌｌｔ未満の割れであれば第一図に
示したうちのタイプ／である０横波／回反射のエコーの
みが観察される。
示したうちのタイプ／である０横波／回反射のエコーの
みが観察される。
また本実施例で現わｉたＣＡＲＴ上のエコーの例を第３
図に示すが、第一図で示し九゛各種エコーの■から■ま
での全てが現われておシ、この組み合わせであれば第１
図に示した異材溶接継手部にはランク５以上の厚さの腫
をこえる深い割れがあることが推定された。
図に示すが、第一図で示し九゛各種エコーの■から■ま
での全てが現われておシ、この組み合わせであれば第１
図に示した異材溶接継手部にはランク５以上の厚さの腫
をこえる深い割れがあることが推定された。
このように、７個の探触子であたかもタンデム操作をし
たような効果をもって、限られた走査範囲でも雑エコー
として無視されがちなエコーを個々に解析し、組み合わ
せることで欠陥の寸法も推定可能となる。
たような効果をもって、限られた走査範囲でも雑エコー
として無視されがちなエコーを個々に解析し、組み合わ
せることで欠陥の寸法も推定可能となる。
本発明による方法は一般的な突合わせ溶接部やすみ自溶
接部に適用されるが、特にオーステナイト系ステンレス
鋼の溶接部や異材溶接継手部でも有効なものである。
接部に適用されるが、特にオーステナイト系ステンレス
鋼の溶接部や異材溶接継手部でも有効なものである。
第１図は本発明方法が適用されたレデューサ−異材ｉ接
継子の断面形状概略図、第２図は第１図示の金属材料に
超短波を入射した際ＣＲＴ上に観測さ、れるエコーの経
路の予想図、第３図は同じ（ＣＲＴ上に現れたエコーの
例をそれぞれ示したものである。 手続補正書（方式） 昭和５７年７．２月ノア日 １、事件の表示 昭和５７年 特許願第 ／Ｓ７／グ／ 号２、発明の名
称 超音波による斜角探傷方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市東区北浜５丁目１階地名称 （２０９
）住友化学工業株式会社代表者 土 方
武 ４、代理人 住 所 大阪市東区北浜５丁目１囁地昭和５７年／７
月３θ日（発送日） 乙、補正の対象 図面の第３図 ７、補正の内容 別紙の通り 以上
継子の断面形状概略図、第２図は第１図示の金属材料に
超短波を入射した際ＣＲＴ上に観測さ、れるエコーの経
路の予想図、第３図は同じ（ＣＲＴ上に現れたエコーの
例をそれぞれ示したものである。 手続補正書（方式） 昭和５７年７．２月ノア日 １、事件の表示 昭和５７年 特許願第 ／Ｓ７／グ／ 号２、発明の名
称 超音波による斜角探傷方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市東区北浜５丁目１階地名称 （２０９
）住友化学工業株式会社代表者 土 方
武 ４、代理人 住 所 大阪市東区北浜５丁目１囁地昭和５７年／７
月３θ日（発送日） 乙、補正の対象 図面の第３図 ７、補正の内容 別紙の通り 以上
Claims (1)
- 金属材料に超音波を入射し、モード変換して戻るエコー
を含む各種の反射エコーの路程解析を行ない、欠陥の状
態に対応して現れるエコーの組合せにより欠陥の位置と
大きさを推定することを特命とする超音波による斜角探
傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57157141A JPS5946553A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 超音波による斜角探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57157141A JPS5946553A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 超音波による斜角探傷方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5946553A true JPS5946553A (ja) | 1984-03-15 |
Family
ID=15643083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57157141A Pending JPS5946553A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 超音波による斜角探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5946553A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61283864A (ja) * | 1985-06-06 | 1986-12-13 | コンバッション・エンヂニアリング・インコーポレーテッド | 金属媒体の欠陥の超音波測定方法 |
| JPS63261156A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波探傷方法及び探触子 |
| WO1997036175A1 (fr) * | 1996-03-28 | 1997-10-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Detecteur de defauts par ultrasons et procede de detection de defauts par ultrasons |
| JP2003509832A (ja) * | 1999-09-13 | 2003-03-11 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシュルシュ シャンティフィク（セ・エヌ・エル・エス） | マイクロ波システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4940790A (ja) * | 1972-08-22 | 1974-04-16 |
-
1982
- 1982-09-08 JP JP57157141A patent/JPS5946553A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4940790A (ja) * | 1972-08-22 | 1974-04-16 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61283864A (ja) * | 1985-06-06 | 1986-12-13 | コンバッション・エンヂニアリング・インコーポレーテッド | 金属媒体の欠陥の超音波測定方法 |
| JPH0352908B2 (ja) * | 1985-06-06 | 1991-08-13 | Combustion Eng | |
| JPS63261156A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波探傷方法及び探触子 |
| WO1997036175A1 (fr) * | 1996-03-28 | 1997-10-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Detecteur de defauts par ultrasons et procede de detection de defauts par ultrasons |
| JP2003509832A (ja) * | 1999-09-13 | 2003-03-11 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシュルシュ シャンティフィク（セ・エヌ・エル・エス） | マイクロ波システム |
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