JPS63142256A - 超音波探傷方法 - Google Patents
超音波探傷方法Info
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- JPS63142256A JPS63142256A JP61289291A JP28929186A JPS63142256A JP S63142256 A JPS63142256 A JP S63142256A JP 61289291 A JP61289291 A JP 61289291A JP 28929186 A JP28929186 A JP 28929186A JP S63142256 A JPS63142256 A JP S63142256A
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Landscapes
- 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。
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〕
本発明は金属材料の被破壊検査である超音波探傷法に係
わり、特にオーステナイト系ステンレス鋼管長手溶接部
の探傷に有効な超音波探傷方法に関するものである。
わり、特にオーステナイト系ステンレス鋼管長手溶接部
の探傷に有効な超音波探傷方法に関するものである。
第２図に示すように一般に、炭素鋼等のような超音波の
透過性が良好な材料からなる配管１の溶接部１ａの超音
波探傷を管１の内面側から行う場合、超音波ビーム１４
の管入射点での屈折角θ１１が４５″′〜７０＠どなる
ような横波斜角探触子１３を用い、管１の外表面にて反
射させて後、その反射超音波ビームを欠陥部２に当てる
１回反射法を用いたり、あるいは横波斜角探触子１３の
発射する超音波ビームを欠陥部２に直接当てる直射法等
により探傷する。これらは欠陥部２の位置と探触子１３
の発射超音波ビームのバス（超音波ビームの通過経路）
位置との関係で選択して使用する。すなわち、超音波ビ
ーム１４の管入射点での屈折角θ１１が４５°〜７０″
となるような横波斜角探触子１３を用いるので、第２図
のような内面側に近傍に位置する欠陥部２の場合は１回
反射法を用ることになる。
透過性が良好な材料からなる配管１の溶接部１ａの超音
波探傷を管１の内面側から行う場合、超音波ビーム１４
の管入射点での屈折角θ１１が４５″′〜７０＠どなる
ような横波斜角探触子１３を用い、管１の外表面にて反
射させて後、その反射超音波ビームを欠陥部２に当てる
１回反射法を用いたり、あるいは横波斜角探触子１３の
発射する超音波ビームを欠陥部２に直接当てる直射法等
により探傷する。これらは欠陥部２の位置と探触子１３
の発射超音波ビームのバス（超音波ビームの通過経路）
位置との関係で選択して使用する。すなわち、超音波ビ
ーム１４の管入射点での屈折角θ１１が４５°〜７０″
となるような横波斜角探触子１３を用いるので、第２図
のような内面側に近傍に位置する欠陥部２の場合は１回
反射法を用ることになる。
また、オーステナイト系ステンレス鋼溶接部熱影響部の
検査に対しても１回反射法や直ｒＪ４法な用いて同機に
行われる。
検査に対しても１回反射法や直ｒＪ４法な用いて同機に
行われる。
しかしながら、従来の探傷法をオーステナイト系ステン
レス鋼における溶接部１ａの溶金内部を対象として適用
する場合、溶金中での超音波、特に横波の減衰が大きい
ことや、第４図に見られるような林状エコー等のノイズ
エコー８３が多く発生し、欠陥エコーとの識別が困難な
こと等から超音波探傷は不可能とされてきた。
レス鋼における溶接部１ａの溶金内部を対象として適用
する場合、溶金中での超音波、特に横波の減衰が大きい
ことや、第４図に見られるような林状エコー等のノイズ
エコー８３が多く発生し、欠陥エコーとの識別が困難な
こと等から超音波探傷は不可能とされてきた。
また、横波より減衰の少ない縦波を用いて探傷する場合
、溶接部１ａの溶金内部における欠陥部２の面に超音波
ビーム１４が入射する角度θ１２が９０″となるときに
欠陥エコー（欠陥からの反射エコー）の信号レベルが最
も大きくなる。これに対し、管１の外面部Ｑ点で反射さ
せて欠陥部２に入射させる場合では超音波ビーム１４の
管１に対する屈折角θ１１が前記４５°〜９０°の場合
、欠陥部２の面への超音波ビーム入射角θ１２も屈折角
θ１１とほぼ同じ角度なり、従って、欠陥エコーの信号
レベルが低くなり、十分な欠陥検出性能は得られないと
言う欠点があった。
、溶接部１ａの溶金内部における欠陥部２の面に超音波
ビーム１４が入射する角度θ１２が９０″となるときに
欠陥エコー（欠陥からの反射エコー）の信号レベルが最
も大きくなる。これに対し、管１の外面部Ｑ点で反射さ
せて欠陥部２に入射させる場合では超音波ビーム１４の
管１に対する屈折角θ１１が前記４５°〜９０°の場合
、欠陥部２の面への超音波ビーム入射角θ１２も屈折角
θ１１とほぼ同じ角度なり、従って、欠陥エコーの信号
レベルが低くなり、十分な欠陥検出性能は得られないと
言う欠点があった。
そこで、この発明の目的とするところは、オーステナイ
ト系ステンレスＷ４管長手溶接部の溶金部に生じる欠陥
を良好な分解能を以て確実に探傷することのできるよう
にした超音波探傷方法を提供することにある。
ト系ステンレスＷ４管長手溶接部の溶金部に生じる欠陥
を良好な分解能を以て確実に探傷することのできるよう
にした超音波探傷方法を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明は次のようにする。すな
わち、オーステナイト系ステンレスｗ４管長手溶接部を
超音波探傷するに当り、超音波送受用の探触子として上
記鋼管入射位置での該鋼管に対する屈折角が３３°以下
となる横波超音波ビームを発生する横波斜角探触子を用
い、この探触子は鋼管ＷＡ管外面で反射させた超音波ビ
ームが鋼管の開先中心線にほぼ垂直に入射する角度とな
るように鋼管内面位置に配置して鋼管内に横波超音波ビ
ームとして入射させ、咳鋼管外面で反射させて縦波にモ
ード変換させるとともに開先中心線にほぼ垂直に入射さ
せて探傷するようにする。
わち、オーステナイト系ステンレスｗ４管長手溶接部を
超音波探傷するに当り、超音波送受用の探触子として上
記鋼管入射位置での該鋼管に対する屈折角が３３°以下
となる横波超音波ビームを発生する横波斜角探触子を用
い、この探触子は鋼管ＷＡ管外面で反射させた超音波ビ
ームが鋼管の開先中心線にほぼ垂直に入射する角度とな
るように鋼管内面位置に配置して鋼管内に横波超音波ビ
ームとして入射させ、咳鋼管外面で反射させて縦波にモ
ード変換させるとともに開先中心線にほぼ垂直に入射さ
せて探傷するようにする。
（作 用〕
すなわち、オーステナイト系ステンレス鋼管長手溶接部
を超音波探傷するに当り、超音波送受用の探触子として
上記鋼管入射位置での該鋼管に対する屈折角が３３″′
以下の横波斜角探触子を用い、この探触子を上記鋼管の
内面に配置する。そして、鋼管内に横波の超音波ビーム
として入射させ、この反射によって横波を該鋼管外面で
縦波にモード変換させ、且つ、鋼管外面での反射により
鋼管の曲率の影響でビーム集束させるとともに溶接部で
ある開先中心線にほぼ垂直に入射する角度となるように
反射させて探傷する。
を超音波探傷するに当り、超音波送受用の探触子として
上記鋼管入射位置での該鋼管に対する屈折角が３３″′
以下の横波斜角探触子を用い、この探触子を上記鋼管の
内面に配置する。そして、鋼管内に横波の超音波ビーム
として入射させ、この反射によって横波を該鋼管外面で
縦波にモード変換させ、且つ、鋼管外面での反射により
鋼管の曲率の影響でビーム集束させるとともに溶接部で
ある開先中心線にほぼ垂直に入射する角度となるように
反射させて探傷する。
従って、欠陥に対して減衰の少ないかたちで超音波ビー
ムを入射させることができ、しかも、ビームが集束する
ので分解能が良くなり、Ｓ／Ｎが向上するのでノイズに
影響されなくなり、欠陥部の探傷を確実且つ、高精度で
行うことができるようになる。
ムを入射させることができ、しかも、ビームが集束する
ので分解能が良くなり、Ｓ／Ｎが向上するのでノイズに
影響されなくなり、欠陥部の探傷を確実且つ、高精度で
行うことができるようになる。
従って、本発明によればオーステナイト系ステンレス鋼
管長手溶接部の溶金部の欠陥を良好な分解能を以て確実
に探傷することのできるようにした超音波探傷方法を提
供することができるようになる。
管長手溶接部の溶金部の欠陥を良好な分解能を以て確実
に探傷することのできるようにした超音波探傷方法を提
供することができるようになる。
以下、本発明の一実施例について第１図及び第３図を参
照して説明する。
照して説明する。
第１図は本発明方法を説明するための図であり、オース
テナイト系ステンレス鋼管長手溶接部１ａの管内面から
の探傷状況を示したものである。図において、１はオー
ステナイト系ステンレス鋼管、２はその長手溶接部１ａ
の溶金内部欠陥である。３は超音波送受を行う探触子で
あって、オーステナイト系ステンレス鋼管１に対して入
射する超音波ビームのａ管１に対する屈折角θ１が３３
６以下となるような横波斜角探触子である。４はこの横
波斜角探触子３から発射された超音波ビームを示し、鋼
管外面のＰ点までは横波で伝播するがＰ点において、反
射されることによって横波から縦波へのモード変換が生
じることを利用して縦波へのモード変換を行い、また、
探触子３として足音波ビームの鋼管１に対する屈折角θ
１が３３°、以下となるような探触子を用いたことで、
Ｐ点において反射させた超音波ビームは法ａＯＰ（但し
、０点は鋼管１の中心点である）を基準とした反射角θ
３はスネルの法則により屈折角θ１の約２倍の角度で反
射されることを利用し、欠陥部２の面に対して超音波が
垂直に近い状態で入射するような位置に探触子３を移動
させて探傷する。
テナイト系ステンレス鋼管長手溶接部１ａの管内面から
の探傷状況を示したものである。図において、１はオー
ステナイト系ステンレス鋼管、２はその長手溶接部１ａ
の溶金内部欠陥である。３は超音波送受を行う探触子で
あって、オーステナイト系ステンレス鋼管１に対して入
射する超音波ビームのａ管１に対する屈折角θ１が３３
６以下となるような横波斜角探触子である。４はこの横
波斜角探触子３から発射された超音波ビームを示し、鋼
管外面のＰ点までは横波で伝播するがＰ点において、反
射されることによって横波から縦波へのモード変換が生
じることを利用して縦波へのモード変換を行い、また、
探触子３として足音波ビームの鋼管１に対する屈折角θ
１が３３°、以下となるような探触子を用いたことで、
Ｐ点において反射させた超音波ビームは法ａＯＰ（但し
、０点は鋼管１の中心点である）を基準とした反射角θ
３はスネルの法則により屈折角θ１の約２倍の角度で反
射されることを利用し、欠陥部２の面に対して超音波が
垂直に近い状態で入射するような位置に探触子３を移動
させて探傷する。
探触子３による受信エコーは例えば、ＣＲＴ等の表示器
にＡスコープとして表示する。
にＡスコープとして表示する。
すなわち、本方法は横波斜角探触子３を探傷位置に応じ
た鋼管内面の最適位置に位置決めし、超音波ビーム４を
発射させる。横波斜角探触子３から発射された横波の超
音波ビーム４は、鋼管外面のＰ点までは横波で伝播する
がＰ点において、反射される際に横波から縦波へのモー
ド変換が生じ、また、法線ＯＰ（但し、０点は鋼管１の
中心点である）を基準とした反射角θ３はスネルの法則
により屈折角θ１の約２倍の角度で反射される。
た鋼管内面の最適位置に位置決めし、超音波ビーム４を
発射させる。横波斜角探触子３から発射された横波の超
音波ビーム４は、鋼管外面のＰ点までは横波で伝播する
がＰ点において、反射される際に横波から縦波へのモー
ド変換が生じ、また、法線ＯＰ（但し、０点は鋼管１の
中心点である）を基準とした反射角θ３はスネルの法則
により屈折角θ１の約２倍の角度で反射される。
その結果、Ｐ点で反射し縦波となった超音波ビームはほ
ぼ欠陥部２の面に垂直に入射する（θ２が約９０″′）
となるような方向に伝播する。そして、欠陥部２の面で
反射した欠陥エコーは往路と同じ波動モードで同じパス
（超音波ビームの通過路）を通って超音波探触子３に戻
り、超音波探触子３にて検出されて電気信号に変換され
る。そして、Ａスフ−１表示される。尚、超音波ビーム
４は往路および復路において鋼管外面で反射する際、鋼
管外面の曲率の影響によりレンズ効果が生じ、超音波ビ
ームが集束される。
ぼ欠陥部２の面に垂直に入射する（θ２が約９０″′）
となるような方向に伝播する。そして、欠陥部２の面で
反射した欠陥エコーは往路と同じ波動モードで同じパス
（超音波ビームの通過路）を通って超音波探触子３に戻
り、超音波探触子３にて検出されて電気信号に変換され
る。そして、Ａスフ−１表示される。尚、超音波ビーム
４は往路および復路において鋼管外面で反射する際、鋼
管外面の曲率の影響によりレンズ効果が生じ、超音波ビ
ームが集束される。
この鋼管外面の曲率の影響によるレンズ効果により集束
された超音波ビームが欠陥面にほぼ垂直に入射すること
から、超音波ビームは指向性が高くなって欠陥エコーの
信号レベルが大きくなり、Ｓ／Ｎ比（信号成分に対する
雑音成分の比）が大幅に改善されて、溶金部に対しても
十分な分解能を以て検出することが出来るようになる。
された超音波ビームが欠陥面にほぼ垂直に入射すること
から、超音波ビームは指向性が高くなって欠陥エコーの
信号レベルが大きくなり、Ｓ／Ｎ比（信号成分に対する
雑音成分の比）が大幅に改善されて、溶金部に対しても
十分な分解能を以て検出することが出来るようになる。
第３図および第４図は本発明と従来法の探傷波形（Ａス
コープ）の−例を示したもので、Ｓｌはイニシャルエコ
ーすなわち、送信超音波の鋼管入射面での反射によるエ
コー、Ｓ２は欠陥部からのエコーである。被検体は外径
２６５闇、板厚１７闇、欠陥は内表面に加工した縦穴（
直径１闇、長さ８ｍｍ ）である。これらの比較かられ
かるように、従来法（第４図）ではエコーレベルの高い
ノイズエコーＳ３が全体に分布するため、欠陥エコーが
埋もれてしまい、従って、欠陥検出ができないのに対し
、本発明（第３図）ではＳｌＮが高いのでノイズが極め
て小さく、従って、明瞭に欠陥を検出できることがわか
る。
コープ）の−例を示したもので、Ｓｌはイニシャルエコ
ーすなわち、送信超音波の鋼管入射面での反射によるエ
コー、Ｓ２は欠陥部からのエコーである。被検体は外径
２６５闇、板厚１７闇、欠陥は内表面に加工した縦穴（
直径１闇、長さ８ｍｍ ）である。これらの比較かられ
かるように、従来法（第４図）ではエコーレベルの高い
ノイズエコーＳ３が全体に分布するため、欠陥エコーが
埋もれてしまい、従って、欠陥検出ができないのに対し
、本発明（第３図）ではＳｌＮが高いのでノイズが極め
て小さく、従って、明瞭に欠陥を検出できることがわか
る。
第１図では直接接触法による探傷を説明したが水浸法に
よって探傷する場合でも全く同様の効果が得られる。
よって探傷する場合でも全く同様の効果が得られる。
このように本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼管
長手溶接部を超音波探傷するに当り、超音波送受用の探
触子として上記鋼管入射位置での該鋼管に対する屈折角
が３３°以下の検波斜角探触子を用い、この探触子を上
記Ｗ４管の内面に配置するとともに鋼管内に横波の超音
波ビームとして入射させ、この横波を該５ＩｌｉＩ管外
面で反射させることで縦波にモード変換させ、且つ、鋼
管の曲率を利用して超音波ビームを集束させるとともに
、鋼管外面での反射は反射された超音波ビームが開先中
心線にほぼ垂直に入射する角度となるようにして探傷さ
せるようにしたちのである。そして、超音波ビームは鋼
管外面での反射により鋼管の曲率によりビーム集束され
、また、鋼管外面で反射された超音波ビームは縦波とな
って開先中心線にほぼ垂直に入射するので欠陥部からの
超音波エコーはレベルが太き（、シかも、ＳｌＮが極め
て良くなるので、ノイズ成分に影響されなくなり、従っ
て、オーステナイト系ステンレス鋼管溶接部の欠陥探傷
を確実、且つ、高精度に実施できるようになる。
長手溶接部を超音波探傷するに当り、超音波送受用の探
触子として上記鋼管入射位置での該鋼管に対する屈折角
が３３°以下の検波斜角探触子を用い、この探触子を上
記Ｗ４管の内面に配置するとともに鋼管内に横波の超音
波ビームとして入射させ、この横波を該５ＩｌｉＩ管外
面で反射させることで縦波にモード変換させ、且つ、鋼
管の曲率を利用して超音波ビームを集束させるとともに
、鋼管外面での反射は反射された超音波ビームが開先中
心線にほぼ垂直に入射する角度となるようにして探傷さ
せるようにしたちのである。そして、超音波ビームは鋼
管外面での反射により鋼管の曲率によりビーム集束され
、また、鋼管外面で反射された超音波ビームは縦波とな
って開先中心線にほぼ垂直に入射するので欠陥部からの
超音波エコーはレベルが太き（、シかも、ＳｌＮが極め
て良くなるので、ノイズ成分に影響されなくなり、従っ
て、オーステナイト系ステンレス鋼管溶接部の欠陥探傷
を確実、且つ、高精度に実施できるようになる。
このように従来法ではオーステナイト系ステンレス鋼溶
接部の溶金内部の欠陥検出は不可能であったが、本発明
に、よればそれを可能にする。該溶接部は原子力発電プ
ラントや核燃料サイクル施設等、重要施設に多用されて
おり、本発明を適用して供用期間検査を行えば、欠陥の
状況を確実に把握することが出来るから、これら施設の
信頼性を向上させることが出来、稼働率を向上させるこ
とができるようになる。
接部の溶金内部の欠陥検出は不可能であったが、本発明
に、よればそれを可能にする。該溶接部は原子力発電プ
ラントや核燃料サイクル施設等、重要施設に多用されて
おり、本発明を適用して供用期間検査を行えば、欠陥の
状況を確実に把握することが出来るから、これら施設の
信頼性を向上させることが出来、稼働率を向上させるこ
とができるようになる。
〔発明の効果）
以上、詳述したように本発明によれば、オーステナイト
系ステンレス鋼管長手溶接部の溶金部の欠陥を良好な分
解能を以て確実に探傷することのできるようにした超音
波探傷方法を提供することができるようになる。
系ステンレス鋼管長手溶接部の溶金部の欠陥を良好な分
解能を以て確実に探傷することのできるようにした超音
波探傷方法を提供することができるようになる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための図、第２図
は従来例を説明するための図、第３図は本発明方法によ
り得たエコーのＡスコープ像の一例を示す図、第４図は
従来方法により得たエコーのΔスコープ像の一例を示す
図である。 １・・・オーステナイト系ステンレス鋼管、１ａ・・・
溶接部、２・・・欠陥部、３，１３・・・超音波探触子
、４・・・超音波ビーム。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 ａ 第１図 第３図 ａ ＩＩＥ２ｒｙＪ 第４図
は従来例を説明するための図、第３図は本発明方法によ
り得たエコーのＡスコープ像の一例を示す図、第４図は
従来方法により得たエコーのΔスコープ像の一例を示す
図である。 １・・・オーステナイト系ステンレス鋼管、１ａ・・・
溶接部、２・・・欠陥部、３，１３・・・超音波探触子
、４・・・超音波ビーム。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 ａ 第１図 第３図 ａ ＩＩＥ２ｒｙＪ 第４図
Claims (1)
- オーステナイト系ステンレス鋼管長手溶接部を超音波探
傷するに当り、超音波送受用の探触子として上記鋼管入
射位置での該鋼管に対する屈折角が３３°以下となる横
波超音波ビームを発生する横波斜角探触子を用い、この
探触子は鋼管鋼管外面で反射させた超音波ビームが鋼管
の開先中心線にほぼ垂直に入射する角度となるように鋼
管内面位置に配置して鋼管内に横波超音波ビームとして
入射させ、該鋼管外面で反射させて縦波にモード変換さ
せるとともに開先中心線にほぼ垂直に入射させて探傷す
ることを特徴とする超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61289291A JPS63142256A (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | 超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61289291A JPS63142256A (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | 超音波探傷方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63142256A true JPS63142256A (ja) | 1988-06-14 |
Family
ID=17741277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61289291A Pending JPS63142256A (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | 超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63142256A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008018920A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Hyundai Motor Co Ltd | 車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム |
-
1986
- 1986-12-04 JP JP61289291A patent/JPS63142256A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008018920A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Hyundai Motor Co Ltd | 車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム |
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