JPS62194454A - 鋼管溶接部の欠陥検査方法 - Google Patents
鋼管溶接部の欠陥検査方法Info
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- JPS62194454A JPS62194454A JP61036158A JP3615886A JPS62194454A JP S62194454 A JPS62194454 A JP S62194454A JP 61036158 A JP61036158 A JP 61036158A JP 3615886 A JP3615886 A JP 3615886A JP S62194454 A JPS62194454 A JP S62194454A
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- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 40
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超音波探傷装置による鋼管溶接部の欠陥検査
方法に関する。
方法に関する。
鋼管の探傷に、フェイズドアレイ型探触子を用いた斜角
超音波探傷が行なわれている。これは第３図に示すよう
に鋼管１８上にフェイズドアレイ型の超音波探触子１０
を置き、鋼管１８と探触子１０との間の空隙には水など
の超音波媒質を満たし、探触子１０の隣接する複数個例
えば１，２゜３の３個の振動子に位相を逐次遅らせたパ
ルス電圧を与えて超音波１１を発生させ、次に該複数個
の振動子の左端のもの１を外し右端に１個４を取入れ、
やはり同数（３個）の振動子群を得てこれらに該パルス
電圧を与えて超音波１２を発生させ、以下同様にして超
音波１３，１４．・・・・・・を発生させ、これらの超
音波を鋼管１８の肉厚方向斜めに入射させ、その反射波
を同じ探触子１０で受信し、探傷する、というものであ
る。これで角θａだけの範囲で探傷でき、探触子１０の
移動又は鋼管１８の回転を併用することで鋼管１８の全
周の探傷が可能になる。
超音波探傷が行なわれている。これは第３図に示すよう
に鋼管１８上にフェイズドアレイ型の超音波探触子１０
を置き、鋼管１８と探触子１０との間の空隙には水など
の超音波媒質を満たし、探触子１０の隣接する複数個例
えば１，２゜３の３個の振動子に位相を逐次遅らせたパ
ルス電圧を与えて超音波１１を発生させ、次に該複数個
の振動子の左端のもの１を外し右端に１個４を取入れ、
やはり同数（３個）の振動子群を得てこれらに該パルス
電圧を与えて超音波１２を発生させ、以下同様にして超
音波１３，１４．・・・・・・を発生させ、これらの超
音波を鋼管１８の肉厚方向斜めに入射させ、その反射波
を同じ探触子１０で受信し、探傷する、というものであ
る。これで角θａだけの範囲で探傷でき、探触子１０の
移動又は鋼管１８の回転を併用することで鋼管１８の全
周の探傷が可能になる。
偏向角αは上記振動子群例えば１と２と３に与える各パ
ルスの位相差（遅延量）により定まり、位相差が０なら
α＝０であり、位相差を大きくするとαは大になる。各
振動子群１と２と３．２と３と４、・・・・・・に同じ
位相差のパルス電圧を与えると、図示の如く各超音波１
１，１２．・・・・・・の偏向角αは同じである。しか
しながらこれだと、探触子１０の超音波送信面は平面、
鋼管１日の表面は円筒面であるから、各超音波の鋼管１
８への入射角θｉはそれぞれ異なったものになり、つれ
て鋼管１８内に入って行く屈折角θｒも異なったものに
なる。図では超音波１１，１４．１７の入射角をθ′ｊ
、θｉ、θ“３、同屈折角をθ′１．θｒ、θ“１とし
ており、θ′１〈θｉ〈θ“Ｘ、θ′１くθｒ〈θ“。
ルスの位相差（遅延量）により定まり、位相差が０なら
α＝０であり、位相差を大きくするとαは大になる。各
振動子群１と２と３．２と３と４、・・・・・・に同じ
位相差のパルス電圧を与えると、図示の如く各超音波１
１，１２．・・・・・・の偏向角αは同じである。しか
しながらこれだと、探触子１０の超音波送信面は平面、
鋼管１日の表面は円筒面であるから、各超音波の鋼管１
８への入射角θｉはそれぞれ異なったものになり、つれ
て鋼管１８内に入って行く屈折角θｒも異なったものに
なる。図では超音波１１，１４．１７の入射角をθ′ｊ
、θｉ、θ“３、同屈折角をθ′１．θｒ、θ“１とし
ており、θ′１〈θｉ〈θ“Ｘ、θ′１くθｒ〈θ“。
である。斜角探傷で用いる屈折角は６０”または７０゛
などと一定であるのが好ましく、屈折角が変ると検出感
度が変るなどの不都合を生じる。
などと一定であるのが好ましく、屈折角が変ると検出感
度が変るなどの不都合を生じる。
この問題に対しては第４図に示すように、屈折角θＲ従
って入射角θｉが全て同じになるように、偏向角αを変
えることが考えられている。偏向角αは振動子群に与え
るパルス電圧の位相により変えることができ、そしてθ
ｉを同じにするα１（ｉ＝１．２．・・・・・・）は鋼
管と探触子との幾何学的条件（即ち、例えば鋼管の中心
Ｏを原点とするｘ−ｙ座標系における探触子１０の中心
位置とその超音波送受信面の傾き、前記振動子群の振動
子の個数とその間隔、鋼管の外径Ｒ）により求めること
ができる。
って入射角θｉが全て同じになるように、偏向角αを変
えることが考えられている。偏向角αは振動子群に与え
るパルス電圧の位相により変えることができ、そしてθ
ｉを同じにするα１（ｉ＝１．２．・・・・・・）は鋼
管と探触子との幾何学的条件（即ち、例えば鋼管の中心
Ｏを原点とするｘ−ｙ座標系における探触子１０の中心
位置とその超音波送受信面の傾き、前記振動子群の振動
子の個数とその間隔、鋼管の外径Ｒ）により求めること
ができる。
しかしながら鋼管１８は必らずしも真円ではなく、そし
て真円でないと上記計算は狂ってしまい、超音波は溶接
ビードＩ・つを正しく狙わなくなってしまう。鋼管（Ｕ
Ｏ管）は鋼帯を左右両縁側から曲げて断面Ｕ字状にし、
更に曲げて０字状にし、その突合せ部を溶接して断面円
形の鋼管とするが、特にこの突合せ部で真円から外れ、
外方へ突出する等の状態になり易い。鋼管が非円形であ
ると入射角θｉが狂い、ひいては屈折角θｒが狂うが、
後者の狂いはかなり大きい。
て真円でないと上記計算は狂ってしまい、超音波は溶接
ビードＩ・つを正しく狙わなくなってしまう。鋼管（Ｕ
Ｏ管）は鋼帯を左右両縁側から曲げて断面Ｕ字状にし、
更に曲げて０字状にし、その突合せ部を溶接して断面円
形の鋼管とするが、特にこの突合せ部で真円から外れ、
外方へ突出する等の状態になり易い。鋼管が非円形であ
ると入射角θｉが狂い、ひいては屈折角θｒが狂うが、
後者の狂いはかなり大きい。
これを第６図で説明すると、超音波伝播速度がＣ１の媒
体Ｉから入射角θｉで超音波が入射すると、超音波伝播
速度が０２の媒体■へは屈折角θｒで入って行き、これ
らの間にはＣ１・Ｓｉｎθｒ−Ｃ２・Ｓｉｎθｉの関係
がある。媒体Ｉは水、媒体２は鋼とすると０１は１４８
０ｍ ／ ｓ 、 Ｃ２は３２３０ｍ／ｓ、θｉを２５
．５°とするとθｒ＝７０°となる。こ＼で入射角θｌ
が１°変化して２６．５°になるとθｒ ＝ ７６．９
°になる。即ち入射角が１゜変化すると屈折角は６．９
°変化し、探傷域から外れてしまう。
体Ｉから入射角θｉで超音波が入射すると、超音波伝播
速度が０２の媒体■へは屈折角θｒで入って行き、これ
らの間にはＣ１・Ｓｉｎθｒ−Ｃ２・Ｓｉｎθｉの関係
がある。媒体Ｉは水、媒体２は鋼とすると０１は１４８
０ｍ ／ ｓ 、 Ｃ２は３２３０ｍ／ｓ、θｉを２５
．５°とするとθｒ＝７０°となる。こ＼で入射角θｌ
が１°変化して２６．５°になるとθｒ ＝ ７６．９
°になる。即ち入射角が１゜変化すると屈折角は６．９
°変化し、探傷域から外れてしまう。
本発明はか−る点に鑑みてなされたもので、溶接部を正
しく探傷できるようにしようとするものである。
しく探傷できるようにしようとするものである。
本発明は、アレイ型超音波探触子で鋼管の溶接部を斜角
探傷する欠陥検査方法において、鋼管の外径、肉厚、お
よび所望屈折角で定まる遅延時間の前後に遅延時間を変
えて超音波を送受信し、溶接ビードトウからの反射波を
得てそのときの遅延時間従って屈折角に固定して所定長
の間、該鋼管の溶接部を斜角探傷することを特徴とする
ものである。
探傷する欠陥検査方法において、鋼管の外径、肉厚、お
よび所望屈折角で定まる遅延時間の前後に遅延時間を変
えて超音波を送受信し、溶接ビードトウからの反射波を
得てそのときの遅延時間従って屈折角に固定して所定長
の間、該鋼管の溶接部を斜角探傷することを特徴とする
ものである。
溶接部の探傷に先立ち、鋼管径、肉厚、及び所望屈折角
から定まる遅延時間の前後に該遅延時間を振って（変更
して）超音波を送受信し、実際に溶接ビードトウからの
反射波を得てその時の遅延時間従って屈折角に固定し、
これで該探傷を所定長の間行なうようにすれば、鋼管溶
接部が非円形であっても正確な探傷ができる。
から定まる遅延時間の前後に該遅延時間を振って（変更
して）超音波を送受信し、実際に溶接ビードトウからの
反射波を得てその時の遅延時間従って屈折角に固定し、
これで該探傷を所定長の間行なうようにすれば、鋼管溶
接部が非円形であっても正確な探傷ができる。
第１図は本発明を適用した超音波探傷装置の構成を示し
、４０は探触子１０の各振動子にパルス電圧を与える超
音波送信器、４２は各振動子が反射波を受けて発生した
パルス電圧を受信する超音波受信器である。２８は探傷
角度設定器で、前述の６０°又は７０°などであるθＲ
を設定する。
、４０は探触子１０の各振動子にパルス電圧を与える超
音波送信器、４２は各振動子が反射波を受けて発生した
パルス電圧を受信する超音波受信器である。２８は探傷
角度設定器で、前述の６０°又は７０°などであるθＲ
を設定する。
３０は計算機で、設定器２８よりθＲを受け、前述の要
領で偏向角αを求め、更にこのαを得るに必要な各振動
子の遅延時間を算出し、これを遅延時間制御器２６を通
して超音波送信器４０とＡ／Ｄ変換器３２に与える。超
音波送信器４０は制御器２６から与えられた遅延時間に
従って各振動子に加えるパルス電圧の位相を変えるが、
この位相調整は受信側でも行ない、各々を加算して反射
波受信出力とする。即ち、振動子１，２．３を駆動して
θｒｏの方向へ超音波を送出するのに必要な遅延時間が
、０．τ、２τとすると、そのθｒｏ方向からの反射波
は振動子１，２．３に２τ、τ、０の位相差で受信され
る訳で、そこでＯ１τ、２τの遅延を与えて加算すれば
θｒｏ方向からの反射波の受信出力になる。デジタル加
算器３４は該加算を行なう。加算結果はＤ／Ａ変換器３
６によりアナログにされ、波形表示器３８に加えられて
反射波を例えばＡスフ−１表示する。
領で偏向角αを求め、更にこのαを得るに必要な各振動
子の遅延時間を算出し、これを遅延時間制御器２６を通
して超音波送信器４０とＡ／Ｄ変換器３２に与える。超
音波送信器４０は制御器２６から与えられた遅延時間に
従って各振動子に加えるパルス電圧の位相を変えるが、
この位相調整は受信側でも行ない、各々を加算して反射
波受信出力とする。即ち、振動子１，２．３を駆動して
θｒｏの方向へ超音波を送出するのに必要な遅延時間が
、０．τ、２τとすると、そのθｒｏ方向からの反射波
は振動子１，２．３に２τ、τ、０の位相差で受信され
る訳で、そこでＯ１τ、２τの遅延を与えて加算すれば
θｒｏ方向からの反射波の受信出力になる。デジタル加
算器３４は該加算を行なう。加算結果はＤ／Ａ変換器３
６によりアナログにされ、波形表示器３８に加えられて
反射波を例えばＡスフ−１表示する。
第５図の溶接ビードトウ２１．２３を探傷する探触子１
０の位置は屈折角θ、鋼管の肉厚ｔ、同外径Ｒを設定す
れば算出できるが、この位置計算は鋼管が真円であるこ
とを仮定しており、真円でなければ結果は狂う。そこで
本発明では第２図のようにする。即ちＲ，ｔ、 θを
設定したら、所定角Δθをθに加減してθ±Δθを探傷
範囲とし、θ±Δθに対する遅延時間を求め、その範囲
内で最小遅延時間から最大遅延時間まで（勿論この逆で
もよい）逐次変更しながら超音波送受信を行なってみる
。トウ２１又は２３を正しく狙ったとき反射波が得られ
るから、それをＤ／Ａ変換器３６の出力として取込み、
計算機３０は該反射波が得られたときの角θ′に屈折角
を固定する。
０の位置は屈折角θ、鋼管の肉厚ｔ、同外径Ｒを設定す
れば算出できるが、この位置計算は鋼管が真円であるこ
とを仮定しており、真円でなければ結果は狂う。そこで
本発明では第２図のようにする。即ちＲ，ｔ、 θを
設定したら、所定角Δθをθに加減してθ±Δθを探傷
範囲とし、θ±Δθに対する遅延時間を求め、その範囲
内で最小遅延時間から最大遅延時間まで（勿論この逆で
もよい）逐次変更しながら超音波送受信を行なってみる
。トウ２１又は２３を正しく狙ったとき反射波が得られ
るから、それをＤ／Ａ変換器３６の出力として取込み、
計算機３０は該反射波が得られたときの角θ′に屈折角
を固定する。
鋼管の非円形性は常に変化するものではなく、所定長の
鋼帯の始、終端間は一定と見做してよい。
鋼帯の始、終端間は一定と見做してよい。
従って該始端で、又は適当長毎に第２図の要領で屈折角
θ′を得たら終端まで又は該適当長の終りまでその屈折
角θ′を固定（直接的には遅延時間を固定）してよい。
θ′を得たら終端まで又は該適当長の終りまでその屈折
角θ′を固定（直接的には遅延時間を固定）してよい。
尚、溶接ビードトウ２２，２４についても探触子１０′
にて同様に行う。
にて同様に行う。
以上説明したように本発明では溶接部の探傷に先立ち、
鋼管径、肉厚、及び所望屈折角から定まる遅延時間の前
後に該遅延時間を振って（変更して）超音波を送受信し
、実際に溶接ビートドつからの反射波を得てその時の遅
延時間従って屈折角に固定し、これで該探傷を所定長の
間行なうようにしたので、正確な溶接部の探傷ができる
。
鋼管径、肉厚、及び所望屈折角から定まる遅延時間の前
後に該遅延時間を振って（変更して）超音波を送受信し
、実際に溶接ビートドつからの反射波を得てその時の遅
延時間従って屈折角に固定し、これで該探傷を所定長の
間行なうようにしたので、正確な溶接部の探傷ができる
。
第１図は本発明を通用した超音波探傷装置の構成を示す
ブロック図、第２図は本発明の探傷要領を示すフローチ
ャート、第３図および第４図はアレイ型探触子による鋼
管探傷要領の説明図、第５図は溶接ビードトウの探傷要
領の説明図、第６図は入射角、屈折角の説明図である。 図面で、１０はアレイ型探触子、２１〜２４は溶接ビー
ドトウである。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 Ｎ２図 Ｎ３図 ｊＩ４図 第６図
ブロック図、第２図は本発明の探傷要領を示すフローチ
ャート、第３図および第４図はアレイ型探触子による鋼
管探傷要領の説明図、第５図は溶接ビードトウの探傷要
領の説明図、第６図は入射角、屈折角の説明図である。 図面で、１０はアレイ型探触子、２１〜２４は溶接ビー
ドトウである。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 Ｎ２図 Ｎ３図 ｊＩ４図 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 アレイ型超音波探触子で鋼管の溶接部を斜角探傷する欠
陥検査方法において、 鋼管の外径、肉厚、および所望屈折角で定まる遅延時間
の前後に遅延時間を変えて超音波を送受信し、溶接ビー
ドトウからの反射波を得てそのときの遅延時間従って屈
折角に固定して所定長の間、該鋼管の溶接部を斜角探傷
することを特徴とした鋼管溶接部の欠陥検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036158A JPS62194454A (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 鋼管溶接部の欠陥検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036158A JPS62194454A (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 鋼管溶接部の欠陥検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62194454A true JPS62194454A (ja) | 1987-08-26 |
| JPH0584464B2 JPH0584464B2 (ja) | 1993-12-02 |
Family
ID=12461961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61036158A Granted JPS62194454A (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 鋼管溶接部の欠陥検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62194454A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4821575A (en) * | 1986-10-06 | 1989-04-18 | Nippon Steel Corporation | Ultrasonic flaw detecting method and apparatus |
| EP0981047A2 (en) * | 1998-08-12 | 2000-02-23 | Nkk Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
| WO2002075299A1 (de) * | 2001-03-19 | 2002-09-26 | Amatec Robotics Gmbh | Verfahren zum prüfen von schweisspunkten mittels einer robotervorrichtung mit einer an einem roboterarm angebrachten ultraschall-prüfsonde und entsprechende robotervorrichtung |
| JP2003329513A (ja) * | 2002-05-15 | 2003-11-19 | Koyo Seiko Co Ltd | 円筒ころ軸受の内輪の超音波伝播速度測定方法および疲労度測定方法 |
| JP2021167730A (ja) * | 2020-04-09 | 2021-10-21 | 大同特殊鋼株式会社 | 丸棒材の超音波探傷方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4816731B2 (ja) * | 2006-06-13 | 2011-11-16 | 住友金属工業株式会社 | 超音波探傷方法、溶接鋼管の製造方法及び超音波探傷装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59216051A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-06 | Hitachi Ltd | オンライン可変集束超音波探傷装置 |
-
1986
- 1986-02-20 JP JP61036158A patent/JPS62194454A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59216051A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-06 | Hitachi Ltd | オンライン可変集束超音波探傷装置 |
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|---|---|
| JPH0584464B2 (ja) | 1993-12-02 |
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