JPS6125057A - 管の超音波探傷法 - Google Patents

管の超音波探傷法

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JPS6125057A
JPS6125057A JP14648884A JP14648884A JPS6125057A JP S6125057 A JPS6125057 A JP S6125057A JP 14648884 A JP14648884 A JP 14648884A JP 14648884 A JP14648884 A JP 14648884A JP S6125057 A JPS6125057 A JP S6125057A
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貞夫 河島
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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】 (産業上の利用分野) 本発明FiS主として水蒸気接触改質炉用加熱管等の遠
心鋳造管の経年使用に伴い生ずる内部傷を高い精度を9
って検出することを可能とする超音波探傷に↓る非破壊
検査方法に関する。
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、耐圧の必要から主に遠心鋳造にL
9製作されyc nK −40(0,40%Ch 25
960r s 2096Ni M )材等のオーステナ
イト系耐1%鋳綱管t’s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f1においては、触媒が
充填された管内に高圧水蒸気と原料ガスが圧送されると
ともに管外部から加熱され、高湿高圧下にさらされる。
このため使用時間の経過に伴いフープ応力&:エリクリ
ープフインシャが生じまた外熱内冷の温度差により管内
面の周方向に欠陥が発生している怖がある。
従って上記加熱管の経年変化による欠陥発生状況を検査
し残存痔命を推定することは操業安定上不可欠の事項と
なる。
(従来の技#f) 水蒸気接触改質炉内に立設されている多数の舎蓋毎加熱
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!llを持った欠陥でないと検出され
難く、それ以外の欠陥1例えばワレ状欠陥のような場合
は検出できず、検出精度が悪い。
他方、超音波探傷法は、一般鍜圧綱材や跋素鋼鋳鋼材等
の比較的均質な鉄鋼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、共振法等があり、また探触子を1個あるいは
2個使用するもの、さらには超音波の被検体に投入する
方向を垂m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、欠陥の種傾等の適用条件
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熟鋳銅管の場
合には、超音波の減衰が大きいこと、また結晶粒が粗大
で粒界反射にエリ林状エコーがでやすく波形が複雑とな
るため、材質中の欠陥の解析は非常に困難である。さら
に加熱管外表面が鋳放しく黒皮)のままで所定の超音波
入射を得難いこともあって、超音波探傷法は殆んど実施
されていないか実施されているとしても欠陥の検出確率
の低い不充分なものであった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はこの種の管の超音波探傷データの解析の困難性
およびそれによる欠陥の検出確率の低さを是正するため
になされたものである。
(問題点を解決するための手段および作用および実施例
) 不発明は、管の超音波探傷を反射法と透過法とを併用し
てメ施し両データを特定の組合せによる評価値に換算す
ることにより補正を行I/z。
材質の影響を最小限とする簡単化された評価値によジ欠
陥の有無を判定することを特徴とする。
以下、本発明を添付図を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明方法の実施に用いる超音波探触子のセツ
ティングの基本的な1例を示し、被検管(1)に対し欠
陥(2)を含む探傷鎖板を挾み2探透過法に従い1個の
発信探触子(A)からの超音波が被検管の肉厚中央部を
透過して透過波受信探触子(B)に到達するようセント
し、またもう1つは欠陥(2)で反射した超音波が反射
波受信探触子(C)に到達するようセットする。lFi
透過透過超音 波路程長、(功はその中点、CD) (Q)間の21は
反射超音波の路程を示す。図中矢印(RB)は透過超音
波の進行方向、  (R(りは反射超音波の進行方向を
示し、式中でVi(RB) (Re)はそれぞれの受信
音圧の記号として使用する。
以上のようにセツティングした探触子(A) (B) 
(C)にエリ任意の管軸力向位l11において管周方向
の全周にわたり1発信探触子(A)から発信した超音波
を反射法および透過法の受信探触子(C) (B)に受
信して反射1すなわち反射音圧(RCJと透過lすなわ
ち透過音圧(RB)を個々に測定する。そして本発明に
おいてはこれら測定データに次の処理′ft施す。
第1図において1反射音圧(RC)および透過音圧(R
B)は次式で示されるようになる。
(RC) = PoK7’Rs″′″μ1(RB) =
 PoK7”I’a−μlここに、(RCJ :反射音
圧 (RB) :透過音圧 に:材表面での往復透過率および音 波の拡がりに関する係数 rR二反射率 PT:透過手 μ:減衰定数 e:超音波透過および反射距離(路程長)PO:入射音
圧 本発明では各測定値を次の評価値式で関連させることと
する。
評価値= (RC)/ (RE) = 7’R/ 7’
Tをfi:、一般シこ7’R= c/7’T (C:定
数)の関係があるので、こ7″Lt″代入すると、 評価値= rR” /cとなる0 上式より反射音圧と透過音圧との比を評価値に選べば、
この評価値はrRだけの値に依存し、減衰率等の材料固
有の緒特性に依存しないということが判る。従って欠陥
が全くない場合は評価値は一定値となり、こfl、にこ
対し欠陥の存在する個所でHrnmに比例して大きくな
るので、欠陥の検出が確実になされるようになる。
第2図は、溶接部(3)を欠陥(2)を含む探傷tR域
としその上下の被検管部分(1a)と(1b)とに材質
的差異があり、減衰係数がそれぞれμm1μ3の場合に
適する探触子のセツティングを示す。2個の発信探触子
(ム1)(At)および2個の受信探触子(nt) (
n寞)を共やく的に配置する。この装置は先願特願昭5
9−49655のそれと共通性がある。
本願発明では、受信探触子(Bりは発信探触子(A1)
から発信し友超音波の反射波(R1)および発信探触子
(ムDから発信しt超音波の透過波(R4)を受信し、
受信探触子(B麿)は発信探触子(ム飄)から発信した
超音波の透過波(Rs)および送信探触子(A1)から
発信した超音波の反射波(nJを受信するよう設定する
。(R*)CR5)(R5)(R4)は前同様それぞれ
の受信音圧の記号として使用する。
前同様にして測定を実施する。各受信音圧は次式で示さ
れるようになる。
(R1) = Po7’RKe−μm1(R1) = 
Po7’RKe−A31(Rs) = PorTKe−
μ*l/2 −p ml/2(Pa) = Po7’T
Ke−/j”/2 −μsr/2各陶定値を次の評価値
式で関連させ、rR=C/rTを代入すると1 評価値= (Rt)X(Rs) / (R5)X(R4
) =7’R/cとなり、几だけの値に依存し、材料の
材質に影響されない値となる。
この評価値により、溶接部をはさんで材質の興る材料で
も材料固有の緒特性に依存しないで欠陥の有無を判定す
ることができ、傷度の高い探傷を行うことができる。
上記の工うに5本発明では探触子対による超音波探傷は
管周方向の全周にわたって行なわれデータが採取される
。そして本発明による各データとその関連結果を示せば
次のようになる。
第6図は、第1図の探触子配置による探傷を行った時に
反射法より採取されたデータの1例を1横軸に管局方向
位air、縦軸に反射音圧強度をとって示したものであ
る。第4図はその時に透過法により採取されたデータを
、同じ横軸の本と(縦軸に透過音圧強度をとって示す0
被検管としては肉厚tの172の深さの人工欠陥を設け
たテストピースを使用し、各図の上部の矢印は人工欠陥
の位mを指摘している。材質、欠陥の条件を単一純化し
たテストピースを使用しているので、第6図および第4
図では林状エコー中に人工欠陥らしき波形を認めること
ができるが、*際の遠心鋳造管では欠陥の存在を識別す
ることは非常に困難である。
第5図は本発明方法に従い評価値(RC) / (RB
)により演算した結果を示す。縦軸の値は材料の材質の
影Imを受けない無次元化された伯となっている。
第2図のよう&:fR触子を配置し、IR傷データから
評価値(R鳳)×(R嘗)/(Rs) X (R4)を
算出する場合も、第5〜5図と同様な結果が得られる。
以上の本発明方法による欠陥の検出率をさらに高めるた
め&:は1次の手法を付加してもよい。
すなわち反射波および透過波は粒界で発生する局部的散
乱ノイズの影I#を受ける。しかしこの散乱ノイズはビ
ームバスが変わると変化するランダムノイズである。こ
れに対して欠陥はある程度の拡がりを持っていると考え
られる。
この差異を利用し、管周方向および管軸方向のデータを
ある範囲、加算平均して粒界での散乱ノイズを平坦にし
たデータを使用し2本発明方法による評価値演算処理を
行う。第6図はこのようにした結果を示し、これに↓9
さらに確度の高い探傷を行うことができる。なお上記で
はデータを平均化したのち演算処理を行なったが、これ
に代り得九生データに本発明の評価演算処理を先に行い
、これを平均化してもよい。
(発明の効果) 一以上のように1本発明方法によると、結晶粒が粗大で
超音波の透過性が局所的に大きく変動する種傾の管に対
する非破壊検査の超音波探傷法として、超音波反射法と
透過法とを併用しそれらのデータに独自の!&理を加え
ることにより、個々の材料特性の因子を取り除いて簡略
化された評価式により欠陥の検出が可能となる。
また、加算平均処理を加えることにより精度の高いa1
*な信頼すべき探傷結果を得ることができる効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施に使用する超音波探触子の基本的
な設定の1例を示す正面図、第2図は超音波探触子の設
定の他側を示す正面図、第3図は横軸に管周方向角度位
置、縦軸に受信反射強度をとり反射法により採取したデ
ータの1例を示す図表、第4図は横軸に管周方向角度位
置、縦軸に受信透過強度をとり透過波によシ採取した対
応データを示す図表、第5図は第1図探触子配置の場合
の採取データからの評価値を縦軸にとり横軸に管周方向
角度位置をとって示す評価図表、第6図は第5図と同じ
横座標のもとに平均化処理したデータからの評価値を縦
軸にとって示した図表である。 (1) (1m) (1b) −−被検管、(2) @
−大欠陥(8)・拳溶接部、tAI (A1) (ん)
・・発信探触子、田)(& ) (Ba ) (C1・
・受信探触子、(2)・・中点、(1)so超音波ビー
ム路程長、(RB)(R3) (R4) −−透過波、
(RC) (Rt ) (R1)・−反射波。 (V4川)Wおと 手続補正書(自発) 昭和60年10月 1 日 1、事件の表示 昭和59 年特 許 願第14648
8 号2、発明の名称  管の超音波探傷法 3、補正をする者事件との関係  特 許 出願人代表
者  牧   冬  彦 4、代  理  人  〒650 6・補正の対象図面(第3.4.5.6図)7・ 補正
c7) 内容  上記を別紙の通シ補正します。 芹31図 屍5図 M残も1ト轡人I欠F+S ↓ 11乃N1f111 第4図 ―シー1ン;tilt#1人ニジζトゐ↓ に6図 M%z=yアスエ賃FIi 船 引方藺仕1

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超音波反射法および超音波透過法を併用しその結
    果を組合わせることにより、個々の材質の特性値に影響
    されることなく欠陥の有無を判定することを特徴とする
    管の超音波探傷法。
  2. (2)超音波反射法および超音波透過法を、1個の発信
    探触子とそれに対し配置した反射波受信探触子および透
    過波受信探触子とにより行い、各受信探触子で得た反射
    音圧RCと透過音圧RBとの比RC/RBを評価値とし
    て欠陥の有無を判定することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の管の超音波探傷法。
  3. (3)超音波反射法および超音波透過法を、2個の発信
    探触子とそれに対し対角配置した2個の受信探触子とに
    より行い、2個の発信探触子の発信によりそれぞれ受信
    探触子で得た2つの反射音圧(R_1)、(R_2)と
    2つの透過音圧(R_3)(R_4)により[(R_1
    )×(R_2)]/[(R_3)×(R_4)]を評価
    値として欠陥の有無を判定することを特徴とする管の超
    音波探傷法。
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KR1019850005040A KR890000391B1 (ko) 1984-07-13 1985-07-13 초음파 탐상법 및 장치

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