JPS612068A - 遠心鋳造管の超音波探傷法 - Google Patents

遠心鋳造管の超音波探傷法

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JPS612068A
JPS612068A JP59123420A JP12342084A JPS612068A JP S612068 A JPS612068 A JP S612068A JP 59123420 A JP59123420 A JP 59123420A JP 12342084 A JP12342084 A JP 12342084A JP S612068 A JPS612068 A JP S612068A
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Sadao Kawashima
貞夫 河島
Yoshiichi Mori
森 芳一
Akio Suzuki
紀生 鈴木
Masayoshi Iwasaki
岩崎 全良
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 木発8Aは、主として水蒸気接触改質炉用加熱管等の遠
心鋳造管の経年変化により生ずる内部傷、Mに管周方向
の欠陥を高い精度を以って検出すること全可能とする超
音波探傷(よる非破w4検査力法に関する。
この種水蒸気接触改質炉用加熱管の特質を説明すると、
この管は耐蝕、耐熱、#圧の必要から生に遠心鋳造によ
り製作場九たUK −40CD、4096C−25% 
Cr −20%Ni系)材%f)*−xyfイト系耐熱
鋳鋼管を、所定長さに複数本溶接接続してつくられる。
この管は使用状急においては、触媒が充填された管内部
にメタン等のガスと高圧水蒸気が圧送さ力、るとともに
管外部から加熱され、高温高圧下に曝される。このため
使用日数の経過に伴ない7−プ応力によりクリープフィ
ッシャーが管内面より外面に向って放射状に進展する傾
向があり、ま丸管内外の外熱内冷の温度差に基因して管
内面の周方向に欠陥を発生する怖がある。従って上記加
熱管の経年変化を把握し残存寿命を推定することFi操
業安定上不可欠の事項となる。
水蒸気接触改質炉内に立設式れている多数の加熱管につ
き経年変化により発生する可能性のある欠陥を探傷する
には個別に非破壊検査を実施する必要がある。一般にこ
の目的の非破壊検査方法としては放射線透過検査と超音
波探傷とがある。このうち放射線透過検査方法は、放射
線の進行方向にある程度以上の厚さ、一般的には板厚の
196程度以上の厚さと放射線の進行方向に対して直角
方向の拡がVを持った欠陥でないと検出きれ難く、それ
以外の欠陥、例えばワレ状欠陥のような場合には検出で
きず、従って検出精度が悪い。
他力、超音波探傷法は、一般鍜圧鋼材や炭素鋼#鋼材等
の比較的均質なllk銅材料の内部欠陥に対する非破壊
検査方法として有効であり、実施技法として、パルス反
射法、透過法、共振法等かあり1また探触子1ft1個
あるいは2個使用する方法、さらには超音波の被検体に
投入する方向を垂直あるいは斜角に設定する方法等が知
られており、それぞれの被検体の形状、欠陥の種類等の
適用条件に応じて選択使用されている。
しかし前記の遠心鋳造オーステナイト系耐熱鋳鋼管の場
合には、結晶が粗大で粒界反射による林立エコーがでや
すいため受信波形が複雑となり熟練者でも欠陥清報とエ
コー、ノイズとの弁別が困難となるため、先行技術の超
音波探傷方法はいずれも探傷精度が不充分となる欠点が
あった。例えば1探触子のパルス反射法による探傷法は
結晶粒界等により林立エコーが生じ欠陥エコーと散乱林
立エコーのノイズとの区別がっき雑<、また送信パルス
幅をある程度以上狭くすることが比較的困難でibり、
従って探傷面に近い欠陥を検出できない欠点がある。ま
た透過法は直接欠陥エコーを対象とせず透過超音波の減
衰状態から欠陥の状態を推定する方法であり、特開昭5
8−47252 Fiその1例であるが、この場合その
位置での母材の減衰ii全全知ておく必要があり、母材
の結晶粒が粗大で超音波の減衰が大きい遠心鋳造管では
欠陥情報の弁別が困難でa!実性に欠けることとなる。
本発明は、この種遠心鋳造の探傷、特に溶接部に生じ烏
い周方向の欠陥の検出に有効となり得る超音波探傷方法
を提供することを目的としてなさrttものである。本
発明の遠心鋳造管の超音波探傷法の特徴上するところは
、遠心鋳造管に対し、2探触子をその1力の探触子から
送信する縦波の超音波を欠陥で正反射した超音波を他方
の探触子で受信するよう配置し、管周方向の直接採取デ
ータを管軸方向の加算平均および時間的同期加算平均の
選択組合せにより処理してノイズに対する欠陥清報のS
/Nt−改善して欠陥判定を行う点にある。
すなわら、本発明は代表的には次の栴成要件の相互胸連
により成立つ。
(1) 特定の超f波として縦tLを使用したこと。
(厘)  特定の探傷子配置として、2探触子を用い、
−力の探触子で欠陥に対し超音波を送信し他力に探触子
で欠陥で正反射しん超音波を受信するようにそれぞれを
配置したこと。それにより欠陥での1回の反射により欠
陥情報の直接採取を行う。
(2) 特定の清報処理の方案およびプロセスとして、
管周方向の直接採取データを管軸方向の加算平均および
時間的同期加熱平均の選択組合せにより処理してノイズ
に対する欠陥情報のSlRを改善して欠陥判定を行うこ
と。代表的には、管周方向のデータ1−、管軸方向の異
なる数個所(極く近傍の位置)で採取〔すなわち管軸方
向走査〕シ、それらのデータを管周方向位置を合せて加
算平均によりSlRの改!!を行う。
以下、不発BAt−添付図を参照して具体的に詳細に説
明する。
一般に、超音波の反射により材料中の欠陥を探傷するに
は、第5図←)の母材(1)、溶接部(2)。
欠陥(3)、探触子(4)、超音波ビーム(5)の関係
に示すように、縦波の超fffl全底面部で一度反射さ
せ欠陥部でさらに反射させ返って来る超音波を受信する
のが普通である。第5図(ロ)のように超音波の方向を
逆にすることもめる。(句は入射角を示す。縦波の2回
反射の場合、第5図G−(の横軸の入射角に対する縦軸
の2回の音圧反射率の関係に示すように入射角2σ〜7
0の反射率は一定であるが1596以下の程度に低い。
横波では反射率の入射角(よる変化が著るしく入射角変
化の影響が把握できない。縦波でも、底面と欠陥部との
2回の反射でエネルギ損失が大きく、また底面での反射
の際モード変換して縦波の一部が横波になりエネルギ損
失を生ずる状態となる。従って2回反射では本発明の対
象とする遠心鋳造管のように常態で減衰の大きい材料で
は欠陥検出は困難である。縦波超frrtを1回反射さ
せる場合の結果は第5図に)に示すようになり入射角が
60〜50の範囲では反射率は角度に逆比例の関係で第
5図(→の場合より大きい。
この特性を利用し、また被検体が管であることを利用し
、本発明においては、第1図(2)および(ロ)に示す
ように、1つの探触子(4A)で欠陥(3)に縦波の超
音波(5)を直接当てその正反射の超音波(51i’t
もう1つの探触子(4B)で受信する配置構成とする。
そして本発明では、この配置構成に特有の緒特性が次の
ように関連せしめられるようにする。
すなわち先づ、縦波の超音波を使用し几ことにより、欠
陥がある場合に欠陥で正反射して受信探触子(4B)に
到達する反射波としては、欠陥清報を持つに波が一番最
初に伝わる。結晶粒界等の散乱波または反射時モード変
換した横波等による林立エコーはそれより遅れることに
なる。
従ってビーム路程を縦波の速度で除して得る時間の近傍
にゲートをかけておくと欠陥情報を選択的に含む出力を
得ることが可能となる。
次に探触子を配置する位置は、想定する欠陥部に対しビ
ーム路程が可能な限V近いことが減衰を少くする観点か
ら有利であることは言う迄もない。しかし現実には被検
管の溶接部の周辺には機械加工による段付部あるいはテ
ーパ一部が存在するという幾何学的な制約があり、まf
cb第2図に示すように探触子を想定した欠陥位置にあ
まり近付は過ぎると、超音波のビームが円周方向に近づ
くために送信探触子(4A)からの送信波の一部が欠陥
での正反射を経ないで(5rのように直接受信探触子(
4E) N入射してS/Ht−低下させることになる。
従って本発明で与え得る探触子配置はこれら制約条件を
外れた範囲とすtり・必要となる。
八 実験によると、第6図に記入の記号でL1=15−40
Ms L*= 15〜4 Qw、 L =Ls +L禽
=50〜sow、w=5Q〜100mの範囲で艮好なS
/Nが得ら九ることが判明した。
第6に、S/Nは超音波ビームの拡がVにより影響され
るので、管壁等で反射される正体不qのxコーの発生を
少くするため、探触子に音響レンズを付設しビームの太
さを絞るようにするのが有効である。
第6図は、第1図(櫛(cl)の探触子配置および前記
諸考慮のもとに被検管を探傷して得几探傷波形の1例を
示す。第5図は横軸に被検管の管周方向の角度位置をと
9、縦軸にゲートをかけた範囲の中のピーク値の電圧を
とってプロットしたものである。被検管としては、余分
の誤差因子が加わらぬよう、遠心鋳造管の溶接部に角度
較べ1/6tおよび1/2tの内周からの深さの人工欠
陥(5A) t−設けたテストピースを使用している@
この探傷波形は林立エコーノイズを含んで数多くのピー
クからなる不規則波形であるが、テストピースを使用し
友ため欠陥らしきものが胞められている。しかし欠陥信
号、バンクグランドノイズともに場所により太き(S/
N−3=i程度である0従って実際の遠鋳造加熱管のよ
うに結晶粒が粗大で粒界析出物が多く不均質で他の組織
欠陥の存在し得るものについてはクリ〜プフイ7シャ、
割れ等の発生欠陥を認知することが困難である。
これに対して、本発明においては、87H改善のため次
のデータ採取および処理を施す。すなわち、管周方向の
直接採取データを管軸方向の加算平均および時間的同期
加算平均の選択組合せを行う。この選択組合せの11I
iI様として、具体的には管周方向各位置のデータを管
軸方向(小距離ずらせに&個所で採取しそれらのデータ
を管局方向位@を合せて加算する。
林立エコーノイズは、主として超音波ビームが粒界で散
乱する結果生ずる。このため超音波ビームの入射位置を
ずらすことによりノイズの発生をランダムにすることが
できる。すなわち探触子金管軸方向に結晶粒サイズのオ
ーダ程度の小距離ずらせて走査することによりノイズの
発生をランダムにできる。こf′L11:対して欠陥(
8)Fiある拡が9を持つため、管軸方向のある程度の
範囲の走査に対しても応答しうる。ただし、この場合、
探触子と欠陥との間の距離が変るので、時間軸上ずれた
位置に欠陥エコーが発生する。そζで管軸方向に走査さ
せる間の探傷データを探触子の位置に応じて時間軸をず
らせて加算する。
その結果、欠陥清報FiM回の加算により約輩倍になる
のに対して、ノイズレベルはランダムであるため11倍
しかならず1M回の加算で87Mは10 log M 
(dB)  改善される。加算平均結果により欠陥判定
を行う。
第4図は、第6図の波形の場合に上記処理により加算平
均を行なった結果を示す。第3図に較べε/Nは2〜6
に改善さft、欠陥の検出精度が格段に向上する。
本発明によるデータ採取処理の他の態様として、探触子
金管軸方向にずらせて走査する代りに、複数組の探触子
金管軸方向に位置をずらせて配置し、それらのデータを
加算平均するようにすることができ、前記と一致する結
果を得ることができる。
またさらに他の態様として、円周方向に走査するとと本
に管軸方向にも走査するというジグザグ走査し、管軸方
向の1周期または半周期のデータを加算平均することに
より前同様にS lHを改善することができる。この場
合、管軸方向に移動した距11iに相当する時間だけ時
間軸をずらせて加算する。
また本発明によるデータ採取処理の異なる態様として管
周方向に走査し、得られた信号をある一定時間同期加算
平均することで、前同様にB/Ht−改善することがで
きる。欠陥は円周方向にもある程度の拡がりを持ってい
るので、管周方向に走査する“閲、その拡が9相当する
範囲について、入力信号中の特定の部分の時刻を原点と
して、出力信号を時間的に同期加算し平均化する。この
方法によっても、欠陥清報はM回のデータ加算で約M倍
となるのに対しノイズはクンダムである几め7M−倍に
しかならずs  Sixは10 logM (dB )
 改善すnル。
以上から知られるように、複数組の探触子を管軸方向の
他に管周方向に配置し、それにより清報1t−増加させ
あるいFi検査速度を早めることが可能でるる。
以上のように、本発明によると、水蒸気接触改質炉用加
熱管等の遠心鋳造管を取付状態のまま経年使用によV発
生した欠陥を非破壊検査により探傷するに際して、ノイ
ズに対する欠陥清報の信号の此FalHを従来の超音波
探傷方法による場合に較べて格段に改善し、そnにより
欠陥の検出精度を高め探傷結果を確実性、信頼性のある
ものとする゛ことが可能となり、検査の手数および費用
を大幅に低下させることができる等の効果があり、その
波及効果と利得とは非常に大である。
【図面の簡単な説明】
第1図ば)は本発明方法を実施するための被検管に対す
る超f波探触子の配&を示す側面略図、第1図(句はそ
の喘面略図、第2図は探触子配置が不適となる場合の側
面略図、第6図は第1図(4(→の探触子配置により人
工欠陥を有する遠心鋳造被検管テストピースt−探傷し
た場合の探傷波形を横軸の管周角度位置と縦軸のピーク
値電圧との関係により示す図表、第4図はv/IJ6図
深傷波形探傷に本発明方法における加算平均処理によ?
)#た第3図同様の図表、第511()it−最の2回
反9tによる超音波探傷の様式を示す縦断側面略図、第
5図(ロ)は同じく超音波ビーム力向を逆にし7’(場
合のビーム路程を示す図、第5図tiは第5図((イ)
または(01の配置で縦波超音波の探傷を行った場合の
横軸の入射角と縦軸の音圧反射率との関係を示す図表、
第5図(→は1回反射の探傷全行なつ7(場合の横軸の
入射角と縦軸の反射率との関係を示す図表である。 (1)・・母材、(2)・・溶接部、(3)・・欠陥1
(3A)・・人工欠陥、(4)・・探触子1  (4A
)・・送信探触子、(4B)・・受信探触子、(5) 
(55(d・・超音波ビーム、(の・・入射角、(Ll
)(L茸バ旬・・距離、(1)・・肉厚。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)遠心鋳造管に対し、2探触子をその1方の探触子
    から縦波の超音波を送信し欠陥で正反射した超音波を他
    方の探触子で受信するよう配置し、管周方向の直接採取
    データを管軸方向の加算平均および時間的同期加算平均
    の選択組合せにより処理してノイズに対する欠陥情報の
    S/Nを改善して欠陥判定を行うことを特徴とする遠心
    鋳造管の超音波探傷法。
  2. (2)管軸方向の加算平均を、管軸方向の異なる近接し
    た数個所での採取データにより行うことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の遠心鋳造管の超音波採傷法
  3. (3)管軸方向の加算平均を、管周方向と管軸方向との
    ジグザグ走査により軸方向の1または半周期分の採取デ
    ータを管軸方向移動距離に相当する時間だけ時間軸をず
    らして行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の遠心鋳造管の超音波探傷法。
  4. (4)探触子に音響レンズをつけ、遠心鋳造管内を透過
    する超音波ビームを細く絞つて実施することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の遠心鋳造管の超音波探
    傷法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004500560A (ja) * 1999-12-15 2004-01-08 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 溶接構造タービンロータの溶接継目の超音波検査方法
WO2011142474A1 (ja) * 2010-05-10 2011-11-17 Jfeスチール株式会社 溶接部の組織形状の画像化方法及びその装置
JP2017096770A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 超音波検査方法及び装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004500560A (ja) * 1999-12-15 2004-01-08 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 溶接構造タービンロータの溶接継目の超音波検査方法
WO2011142474A1 (ja) * 2010-05-10 2011-11-17 Jfeスチール株式会社 溶接部の組織形状の画像化方法及びその装置
JP2011257384A (ja) * 2010-05-10 2011-12-22 Jfe Steel Corp 溶接部の組織形状の画像化方法及びその装置
JP2017096770A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 超音波検査方法及び装置

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