JPS6285859A - ステンレス被覆管の超音波探傷方法 - Google Patents

ステンレス被覆管の超音波探傷方法

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JPS6285859A
JPS6285859A JP60213448A JP21344885A JPS6285859A JP S6285859 A JPS6285859 A JP S6285859A JP 60213448 A JP60213448 A JP 60213448A JP 21344885 A JP21344885 A JP 21344885A JP S6285859 A JPS6285859 A JP S6285859A
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ultrasonic
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Noritsugu Fujii
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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) 本発明は、ステンレス被覆管の超音波探傷方法に関し、
高速増殖炉(FBR)のステンレス燃料被覆管等の健全
性を保証するために実施するものである。
(従来の技術) 高速増殖炉に用いるステンレス燃料被覆管は・材中の微
少底の存在も許されず、非常に厳格な健全性が要求され
る。
そこで、被覆管を水中に浸漬し、斜角式の超音波探触子
より超音波ビームを被覆管に対して発信して内部欠陥を
探傷する水浸法によって超音波探傷する方法を採ってい
る。
(発明が解決しようとする問題点) この種の被覆管は、使用上650℃のクリープ強度が重
要であり、また特性上は結晶粒度番号(GS。
k)6.0より細粒であることが望ましい。
しかし、従来の超音波探傷技術では、GS、mが8.3
より粗粒にすると、超音波の散乱と減衰により微小底の
探傷ができなかった。そのため、GS。
迎8.3より細粒を目標として製作していることから、
材質特性を充分活用した使用方法がなされていない問題
があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、GS。
患が8.3よりも粗粒のステンレス被覆管でも超音波探
傷が可能な探傷方法を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、前述のような問題点を解決するための手段と
して、ステンレス被覆管を水中に1是項し、斜角式の超
音波探触子よりステンレス被覆管に対して超音波ビーム
を発信させて探傷するステンレス被覆管の超音波探傷方
法において、5〜15 MHzの広帯域型周波数特性を
持った超音波探傷器と超音波探触子と用いると共に、該
超音波探触子を、指向性が鋭くなるように超音波ビーム
径を絞った集束型とし、かつ波長がステンレス被覆管の
結晶粒径よりも大きくなるように試験周波数を低くする
ものである。
(実施例) 以下、図示の実施例について本発明探傷方法を説明する
第1図は本発明探傷方法を実施するための超音波探傷装
置の概要を示し、1は水槽、2は被検材であるステンレ
ス被覆管で、水槽1の水3の中に浸漬されており、図外
の駆動装置により軸心廻りに回転駆動されると共に、軸
心方向に送られる。
4は被覆管2に対して超音波ビームを発信しかつ反射エ
コーを受信する超音波探触子であって、斜角式集束型と
されている。5は超音波探傷器で、電源部6、同期回路
7、パルス送信回路8、受信回路9、掃引回路10、時
間軸回路11、ブラウン管表示部12等から構成されて
いる。
被覆管3を水浸法によって超音波探傷する際には、被覆
管3を軸心廻りに回転させながら軸心方向に送り、これ
に対して探触子4より横波の超音波ビームを発信し、そ
の反射エコーを受信する。
この場合、探傷器5には、5〜15 MHzの広帯域型
周波数特性を有するものを用いる。従って、これによっ
て、高い周波数成分は材中で減衰しても、低い周波数成
分が残ることになり、欠陥エコーが高く得られ、S/N
が向上する。
また、探傷器5に対して探触子4としても、5〜15 
MHzの広帯域型周波数特性を持つものを使用する。広
帯域型の周波数特性の場合、パルス幅が狭いため、時間
間陽内に探触子4に受信される林状エコー(シャワーエ
コー)が少なくなり、林状エコーをできるだけ受信しな
いように配慮できる。
これは、次式に示す林状エコー高さの理論式より明らか
なように、林状エコー高さがパルス幅の1/2乗に比例
するためである。
Pr:遠距離音場における林状エコーの音圧C:音 速 T:パルス幅 S:振動子面積 探傷子4は、その集束型音響レンズを従来の0゜511
φから0.3鶴φに絞り、指向性の鋭いビーム幅の超音
波ビームを発信するようにする。超音波ビーム幅を0.
3龍φに絞ることによって、被覆管2の材中の結晶粒界
からの反射エコー、取分は林状エコーの受信量を減らし
、S/N比を2dB程度向上することができる。なお、
探触子4はジルコンチタン酸鉛系磁気(PZT)が適当
である。これを用いれば、ia械的Q値が低いため、感
度は低くなるが、分解能は向上する。
試験周波数は7 MHz程度に低くする。即ち、結晶粒
の大きな材料中に超音波を伝搬すると、粒界により超音
波ビームが散乱し、林状エコーとなる。
そこで、試験に際しては、波長が結晶粒径よりも大きく
なるように低い周波数を選択し、試験周波数を従来の1
0 Mllzから7 MHz程度に変更する。
(発明の臨界的異議) 次に実際の探傷機器を用いて実験を行い、その結果に従
って各条件についての臨界的意渡を説明する。なお、供
試材、試験装置は次のものを使用する。
次       葉 供試材 (寸法:6.5■xo、47” x600g”
)SuS 316試験装置 ■、超音波探触子の特性 ・探触子の有効ビーム径について 水中に固定した61−φの鋼球を用いて、探触子の音圧
分布図を作成し、−3dB位置の有効ビーム径を測定し
た。
試験周波数がlQ MB2の場合の特性を第2図、7−
(1) MHzを第3図、7− (21MHzを第4図
に夫々示す。
これらからも明らかなように、有効ビーム径は、10 
MHzの場合0.4Tomφ、7−(1) M)Izの
場合0.3鶴φ、7−(2) MHzの場合Q 、5 
u+φである。
探触子の周波数解析 探触子の発信周波数並びに送信パルスRF信号を周波数
解析して特性を調べた。
この場合の各探触子の周波数特性及びダンピング波形を
第5図(1)〜(3)に示す。
10 MHzの場合は、周波数特性(f特性)がN・B
型で、ダンピングが小、中心周波数が9゜4  MHz
である。? −(2) MHzの場合はj−B型で、ダ
ンピングが中、中心周波数が7 MHzである。7  
(11MHzの場合は、B=B型で、ダンピングが大、
中心周波数が3 MHzである。
なお、N−B型は非帯域型、B−B型は広帯域型をいう
■、最適周波数と探傷器の周波数波定 ・試験周波数と探傷器について、 各標準欠陥を基準感度として最適探傷条件を設定する。
最適探傷条件は、各STB 32μd相当の内面欠陥が
同等となる探傷角度18〜25である。次に供試材12
本の軸方向、周方向の探傷を行い、夫々について林状エ
コーレヘルを調べる。各探触子と探傷器は、次表に示す
二元配置法により試験を行う。また管送り2000 r
pm、オーバラップ50%とする。7  MHzについ
ては、ビーム径Q 、3 +uφを使用する。
なお、表中の記号は第6図及び第7図の記号に対応する
この試験結果のS/Nを各探傷方向毎に第6図及び第7
図に示す。即ち、第6図は周方向探傷のS/Nを示し、
第7図は軸方向探傷のS/Nを示す。
代表探傷チャートは第8図乃至第11圓に示す通りであ
る。第8図は探傷器が0M731で周波数が10 M)
Iz、第9図はMark IIで10 MHz、第1O
図はUM 731で7 M)Iz、第11図はMark
 IIで7MHzのときの周方向探傷結果を示す。
機器の組合せと探傷可否は次表に示す。
なお、S/NはGS、N117を対象とする。
○:  S/N 3dB以上深傷可能 △:  S/N 3dB以下探傷難しいX:ノイズレベ
ル高く探傷不可 この探傷結果から判るように、S/Nを向上させるため
の最適条件は、探傷器の周波数特性が広帯域型(B −
B)、探触子の周波数特性が広帯域型(B −B)、試
験周波数が7 MHzの組合せで行えれば、基準欠陥エ
コー32μ深に対して林状エコーレベルを一3dB以下
に抑えることができる。また従来の探傷技術に比べS/
Nを6dB向上できた。
本試験では、広帯域型の探触子及び探傷器を用いること
によりS/Nを向上させることができたのは、次の理由
によるものである。
即ち、高分解能型の探触子を用い、送信パルス幅を狭く
することにより、パルス時間間隔内に受信される林状エ
コーを少なくすることが可能となる。また広帯域型探傷
器は、周波数帯域が広いため、高い周波数成分が材中で
減衰しても、まだ低い周波数成分が残ることにより欠陥
エコーが高く得られ、S/Nが向上する。更に林状エコ
ー高さは、林状エコー高さの理論式よりパルス幅の1/
2乗に比例するから、広帯域型の探触子を用いることに
よりパルス幅が狭くなれば、林状エコーを低くすること
ができる。
■、超音波ビーム径の決定 試験周波数7 MHz (周波数特性:  B−B型)
超音波ビーム径0.5關φ、0.3■φの2([liI
の探触子を用いて、B−B型組音波探傷器により比較テ
ストする。
この試験結果を第11図乃至第13図に示す。第11図
は、0.5 nφの場合の代表チャートを示し、第12
図は、0.3 nφの場合の代表チャートを示す。第1
3図は、軸方向及び周方向探傷結果について超音波ビー
ム径とS/Nとを比較したものである。
これらからも判るように、超音波ビーム径を集束型の0
.3fiφに絞ることによって、0.5鶴φビーム径に
比べて、1〜2dB程度S/Nは向上する。耶ち、ビー
ム径を絞ることは、できるだけ林状エコーを受信しない
(音圧上昇防止)ことに効果がある。
■、自然欠陥の確認 試験周波数の10 MHzと7 MHzを用いて、最適
探傷条件の組合せにより同寸法管の自然欠陥を探傷し、
試験周波数と欠陥検出精度とについて調べる。
試験条件は、次の通りである。
(1)管送り: 2000 rpm   オーバラップ
:50%(2)  探傷器:型式Mark U (3)探触子 10 MHz、型式U−10ノルティッ
ク社7  MHz  型式KB−α ブランソン社(4
)供試材:6本 (5)感 度:32μ深欠陥を15mm設定する。
上記試験による供試材6本の探傷記録と破壊試験結果を
参考図1乃至参考図6に示す。また試験周波数と探傷精
度の相関を第14図に示す。
これらから明らかなように、各々の周波数別の相関係数
rは、10 Mtlzの場合には r =0.97.7
 MHzの場合には r=0.95となり、周波数によ
る欠陥検出精度は殆ど同等である。
(発明の効果) 以上、実施例に詳述したように本発明方法によれば、5
〜15 Hzの広帯域型周波数特性を持った超音波探傷
器と超音波探触子と用いると共に、該超音波探触子を、
上向性が鋭(なるように超音波ビーム径を絞った集束型
とし、かつ波長がステンレス被覆管の結晶粒径よりも大
きくなるように試験周波数を低くすることによって、従
来に比べてS/Nを著しく向上することができ、GS、
 th 7.0程度までの粗粒材を超音波探傷すること
が可能である。従って、高クリープ強度を有するステン
レス被覆管の製造・検査及び使用が可能である。また試
験周波数をlQ Mllzから7 MHzに変更しても
、自然欠陥の検出精度に差が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は超音波探傷装
置の概略説明図、第2図乃至第4図は探触子の周波数特
性を示す図、第5図(1)乃至(3)は各探触子の周波
数特性を示す図、第6図は周方向探傷のS/Nを示す図
、第7図は軸方向探傷のS/Nを示す図、第8図乃至第
12図は周方向探傷結果を示す図、第13図は超音波ビ
ーム径とS/Nとの関係を示す図、第14図は試験周波
数と探傷精度との関係を示す図である。 1・・・水槽、2・・・ステンレス被覆管、4・・・超
音波探触子、5・・・超音波探傷器。 特 許 出 願 人  株式会社神戸製鋼所第5図 肩71−一 第6図 ASTM  65  Nt= 第7図 ASTM (rs kb 第13図 第74図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、ステンレス被覆管を水中に浸漬し、斜角式の超音波
    探触子よりステンレス被覆管に対して超音波ビームを発
    信させて探傷するステンレス被覆管の超音波探傷方法に
    おいて、5〜15MHzの広帯域型周波数特性を持った
    超音波探傷器と超音波探触子と用いると共に、該超音波
    探触子を、指向性が鋭くなるように超音波ビーム径を絞
    った集束型とし、かつ波長がステンレス被覆管の結晶粒
    径よりも大きくなるように試験周波数を低くすることを
    特徴とするステンレス被覆管の超音波探傷方法。
JP60213448A 1985-09-25 1985-09-25 ステンレス被覆管の超音波探傷方法 Expired - Fee Related JPH0668484B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01161144A (ja) * 1987-12-16 1989-06-23 Japan Steel Works Ltd:The 円柱材の焼入硬化深度測定方法
US5150181A (en) * 1990-03-27 1992-09-22 Canon Kabushiki Kaisha Amorphous thin film semiconductor device with active and inactive layers
SG118100A1 (en) * 2001-11-23 2006-01-27 Singapore Tech Aerospace Ltd An apparatus for ultrasonic inspection of flawed materials

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58198755A (ja) * 1982-05-14 1983-11-18 Nippon Steel Corp オ−ステナイト系ステンレス溶接鋼管の超音波探傷方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58198755A (ja) * 1982-05-14 1983-11-18 Nippon Steel Corp オ−ステナイト系ステンレス溶接鋼管の超音波探傷方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01161144A (ja) * 1987-12-16 1989-06-23 Japan Steel Works Ltd:The 円柱材の焼入硬化深度測定方法
US5150181A (en) * 1990-03-27 1992-09-22 Canon Kabushiki Kaisha Amorphous thin film semiconductor device with active and inactive layers
SG118100A1 (en) * 2001-11-23 2006-01-27 Singapore Tech Aerospace Ltd An apparatus for ultrasonic inspection of flawed materials

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