JPS6385443A - 自動超音波探傷方法 - Google Patents

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、橋梁、煙突、船舶等各種溶接構造物の溶接部
検査に適用される自動超音波探傷方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、溶接部の自動超音波探傷は、通常第６図説明図に
示すように、被検物１の表面に斜角探触子３を当て溶接
線に沿い方形走査又はじぐざぐ走査させて行っているが
、同図（３）のように直接被検物１の底面からの反射エ
コーを受けるときは、しばしば裏ビード２面からの反射
エコーＮ１　　を検出して、あたかも欠陥のように表示
し、また同図（Ｂ）のように被検物１の底面で１回反射
した後の表面からの反射エコーを受けるときは、同様に
しばしば表ピード２面からの反射エコーＮ２を検出して
、あたかも欠陥のように表示している。

このため自動探傷終了後に欠陥指示箇所を熟練した検査
員が手探傷し、真の欠陥があるか否かの確認を行ってお
り、従って従来の自動超音波探傷法は信頼性低く、かつ
確認作業という余分の工数、経費を伴う不都合がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
溶接ビード面からの反射エコーを無効データとして自動
的に除去し、よって欠陥の検出を適確に行うことができ
、自動探傷終了後の人手による確認作業を不要とし、ひ
いては探傷作業の信頼性も向上し、工数軽減、経費低減
をはかることができる自動超音波探傷方法を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明は、溶接部を有する被検物の表面上に
溶接線に沿い斜角探触子を方形走査又はじぐざぐ走査さ
せて溶接部を自動探傷する際に、検出したエコーのビー
ム路程及び探触子位置を自動的に計測し、それらが下記
のいずれかを満足する場合のみ有効信号とすることを特
徴とする。

（１）探触子から放射された超音波ビームの中心が裏ビ
ードの探触子に近い方の止端から予じめ設定した距離離
れた地点に進行する入射点位置より溶接部に近い領域に
探触子が位置する場合、検出エコーのビーム路程が０．
５スキップ点に相当する路程以下のもの。

Ｏ）探触子から放射された超音波ビームが被検物底面で
１回反射した後その中心が表ビ一ドの探触子に近い方の
止端から予じめ設定した距離離れた地点に進行する入射
点位置より溶接部に近い領域に探触子が位置する場合、
検出エコーのビーム路程が０．５スキップ点を越えかつ
１．０スキップ点に相当する路程以下のもの。

（３）前記（１）　、　（２）項に含まれない領域に探
触子が位置する場合、検出エコーのビーム路程が１．０
スキップ点を越えかつ１．５スキップ点に相当する路程
以下のもの。

〔作　用〕

上述の構成により、溶接ビード面からの反射エコーを無
効データとして自動的に除去し、よって欠陥の検出を適
確に行うことができ、自動探傷終了後の人手による確認
作業を不要とし、ひいては探傷作業の信頼性も向上し、
工数軽減、経費低減をはかることができる自動超音波探
傷方法を得ることができる。

〔実施例〕

本発明自動超音波探傷方法の実施例を図面について説明
すると、第１図、第２図、第６図は本発明方法の原理の
説明図、第４図は第１実施例の平面図、第５図は第２実
施例の平面図である。

まず第１〜第３図について本発明方法の原理を説明する
。

（１）探触子位置に応じて有効信号（欠陥エコー）のビ
ーム路程を限定する 探触子３を方形走査又はじぐざぐ走査させて探傷する際
に、検出レベルを越えるエコーを検知した場合、そのビ
ーム路程及び探触子位置を自動的に計測し、その値が下
記（１）〜已）を満足するもののみ有効信号とする。

（１）　　探触子位置第１図のＰ−Ｂの範囲ビーム路程
　Ｗ≦Ｗ０，５　Ｓ　（０，５スキップ点）（Ｗｏ、５
８：第１図のＢＥに相当） （２）　　探触子位置第１図のＢ−Ｃの範囲（Ｗｌ、Ｏ
ｓ：第１図のＡＦ＋ＣＦに相当）（３）探触子位置第１
図のＣ−Ｄの範囲ビーム路程Ｗ１．ＯＳ　（１，０スキ
ップ点）＜Ｗ≦Ｗ１．５８（１，５スキップ点） （Ｗｌ、５８：第１図のＢＥ＋ＰＧ＋ＤＧに相当）（２
）有効ビーム路程の切替点（第１図のＥ点。

Ａ点）をビード２止端から△Ｙ１．△Ｙ２離す （１′）探触子位置に応じて有効信号のビーム路程を限
定した効果 １　　■　探触＋３が第１図のＰ−Ｂの範囲に位置する
場合 この範囲では裏ビード２からの反射波 が検出される危険があるが、それらのエコーはビーム路
程（Ｗ）が０．５スキップ点に相当する路程（ＷＯ０５
Ｓ）より長くなるため、Ｗ≦ｗｏ、ｓｓのエコーのみ有
効信号とすることにより除去することができる。

■　探触子３が第１図のＢ−Ｃの範囲に位置する場合 この範囲は被検物１の底面で１回反射 した超音波を利用して溶接部を探傷する領域であシ、表
ビード２からの反射波が検出される危険がある。しかし
、それらのエコーはビーム路程（Ｗ）が１．０スキップ
点に相当する路程（Ｗｌ、０ｓ）より長くなるため、Ｗ
ｏ、５８＜Ｗ≦Ｗ１．Ｏｓのエコーのみ有効信号とする
ことにより除去できる。

■　探触子３が第１図のＣ−Ｄの範囲に位置する場合 この範囲は直射法で探傷できなかった 領域を２回反射法で探傷するものであシ、裏ビード２か
らの反射波が検知される危険がある。しかし、それらの
エコーはビーム路程（Ｗ）が１．５スキップ点に相当す
る路程（Ｗｌ、５ｓ）より長くなるため、Ｗｌ、Ｏｓ＜
Ｗ≦Ｗ１．５Ｓのエコーのみ有効信号とすることにより
除去できる。

（２′）有効ビーム路程の切替地点（第１図のＥ点、Ａ
点）をビード止端から△Ｙ１゜△Ｙ２　離した効果 実際に探触子６から放射される超音波 は第２図の破線で示すような拡がフを有しているため、
例えば第２図の状態を前記（１）項■の条件で処理する
と、実際は裏ビード２面のに点からの反射波であるにも
かかわらず、被検物１底面のＥ′点（超音波ビームの中
心が進行する地点）で反射した超音波かに点と等しいビ
ーム路程になるに′点から反射されたもの（有効信号）
と判定することになる。有効ビーム路程の切替地点をビ
ード止端から △Ｙ１．△Ｙ２離したのはこの誤判定を避けるためであ
る。

第３図は△Ｙ１を例てとってその適正値を示しておシ、
△Ｙ１は超音波ビームが裏ビード２に直接入射すること
のない最小の大きさに設定する。△Ｙ２も同様に超音波
ビームが表ピード２に直接入射するととのない最小の大
きさに設定すれば良いが、それらの具体的な算出法を次
の（１）。

（２）式に示す。

△Ｙ１：’−−Ｄ　ｏ、５　ｓ　　−ｓｅｃ　　θ　　
　　　−−−−−ｍ△Ｙ２ニー・Ｄｌ、ｏｓ−８ｅｃθ
　　−−−−−（２）ここにＤｏ、５　Ｓ　：　０．５
スキップ点での超音波ビームの半値幅 ＤＩ、Ｏｓ：１，０スキップ点での超 音波ビームの半値幅 θ　：屈折角 次に第４図について第１実施例を説明する。

１は板厚１２ｍｍの鋼板被検物、２は片面自動溶接法で
溶接された溶接ビード、６は屈折角７０の点集束斜角探
触子、４は超音波探傷器、５は探触子走査機、６は探触
子走査機５を溶接線方向に移動させる１駆動モーター、
７は探触子６を溶接線と直角方向に走査させる駆動モー
ター、８は溶接線て平行に設置されたレール、９は探触
子走査機５のコントローｙ　−１１０は探傷データ処理
装置、１１は記録計である。

このような装置において、探傷に先立って探傷データ処
理装置１０に、被検物１の板厚Ｔ１表ビード幅ＢＵ、裏
ビード幅ＢＬ、探触子走査開始位置Ｙ８（第１図参照）
、屈折角θ。

有効ビーム路程切替点△Ｙ１．△Ｙ２及び検出レベルを
インプットしておく。検査開始後検出レベルを越えるエ
コーを検知すると、超音波探傷器４はそのエコー高さ及
びビーム路程を探傷データ処理装置１０に伝送する。

探傷データ処理装置１０はこの信号を受信すると、直ち
に探触子走査機コントローラー９と通信してその際の探
触子位置（第１図のＹＳ＋Ｙｘ）を求める。次いでそれ
らのデータと前述の有効信号の条件とを照合して、検出
エコーが有効信号な・のか否かを判定し、有効信号であ
れば反射源の位置とエコー高さを記録計１１に出力する
。一方無効信号と判定された場合、そのエコーは評価の
対象外とする。

なおこの装置による千数百メートルの検査実績によれば
、△Ｙ１＝３＋ｌ＋ｍ、△Ｙ２＝４間に設定することに
より、ビード表面からのノイズエコーはほぼ確実に除去
できることが実証されている。

更に第５図について自動溶接装置と組合せだ第２実施例
を説明する。１２は溶接台車、１３は溶接ノズル、１４
は開先倣いセンサー、１５は開先倣いセンサー１４のコ
ントローラー、１６は溶接台車１２を溶接線方向に駆動
させるだめの駆動モーター、１７は溶接ノズル１３の位
置制御モーター、１８は溶接台車１２のコントローラー
である。

この場合も探傷方法は第４図とほぼ同様であるが、第４
図の場合レールと溶接線は平行であることが必要条件で
あったのに対し、第５図の場合、自動溶接装置に組込ん
だ開先倣いセンサー１４の信号をそのコントローラー１
５を介して探傷データ処理装置１０にインプットするこ
とにより、レールと溶接線の間隔が変動しても、溶接部
に対する超音波の入射位置が正確に判定できるようにし
たものである。

このようにして本発明方法によれば、溶接ビード表面か
らのノイズエコーは自動的に除去され、従来必要とされ
た自動探傷終了後の確認探傷を省略することが可能にな
る。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、溶接部を有する被検物の表面
上に溶接線え沿い斜角探触子を方形走査又はじぐざぐ走
査させて溶接部を自動探傷する際に、検出したエコーの
ビーム路程及び探触子位置を自動的に計測し、それらが （１）探触子から放射された超音波ビームの中心が裏ビ
ードの探触子に近い方の止端から予じめ設定した距離節
れた地点に進行する入射点位置より溶接部に近い領域に
探触子が位置する場合、検出エコーのビーム路程が０．
５スキップ点に相当する路程以下のもの、 Ｃ）探触子から放射された超音波ビームが被検物底面で
１回反射した後その中心が表ビードの探触子に近い方の
止端から予じめ設定した距離節れた地点に進行する入射
点位置より溶接部に近い領域に探触子が位置する場合、
検出エコーのビーム路程が０．５スキップ点を越えかつ
１．０スキツプ点に相当する路程以下のもの、 （３）前記（１）　、　（２）項に含まれない領域に探
触子が位置する場合、検出エコーのビーム路程カ１．Ｑ
スキップ点を越えかつ１．５スキップ点に相当する路程
以下のもの、 のいずれかを満足する場合のみ有効信号とすることによ
り、溶接ビード面からの反射エコーを無効データとして
自動的に除去し、よって欠陥の検出を適確に行うことが
でき、自動探傷終了後の人手による確認作業を不要とし
、ひいては探傷作業の信頼性も向上し、工数軽減、経費
低減をはかることができる自動超音波探傷方法を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明自動超音波探傷方法の
原理の説明図、第４図、第５図はそれぞれ本発明方法の
第１．第２実施例を示す平面図である。 第６図は従来方法におけるノイズエコーを誤まって欠陥
エコーとして誤判定する理由の説明図である。 １・・・被検物、２・・・溶接ビード、３・・・斜角探
触子、４・・・超音波探傷器、５・・・探触子走査機、
６・・、探触子走査機駆動モーター、７・・・探触子駆
動モーター、８・・・レール、９・・・探触子走査機コ
ントローラー、１０・・・探傷データ処理装置、１１・
・・記録計、１２・・・溶接台車、１６・・・溶接ノズ
ル、１４・・・開先倣いセｙｔ−１１５・・・開先倣い
センサーコントローラー、１６・・・溶接台車駆動モー
ター、１７・・・溶接ノズル位置制御モーター、１８・
・・溶接台車コントローラー。 復代理人　弁理士　塚　本　正　文 第２図 第４図 第５図 パ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 溶接部を有する被検物の表面上に溶接線に 沿い斜角探触子を方形走査又はじぐざぐ走査させて溶接
   部を自動探傷する際に、検出したエコーのビーム路程及
   び探触子位置を自動的に計測し、それらが下記のいずれ
   かを満足する場合のみ有効信号とすることを特徴とする
   自動超音波探傷方法。 （１）探触子から放射された超音波ビームの中心が裏ビ
   ードの探触子に近い方の止端から 予じめ設定した距離離れた地点に進行する 入射点位置より溶接部に近い領域に探触子 が位置する場合、検出エコーのビーム路程 が０．５スキップ点に相当する路程以下のもの。 （２）探触子から放射された超音波ビームが被検物底面
   で１回反射した後その中心が表ビ ードの探触子に近い方の止端から予じめ設 定した距離離れた地点に進行する入射点位 置より溶接部に近い領域に探触子が位置す る場合、検出エコーのビーム路程が０．５スキップ点を
   越えかつ１．０スキップ点に相当する路程以下のもの。 （３）前記（１）、（２）項に含まれない領域に探触子
   が位置する場合、検出エコーのビーム路程 が１．０スキップ点を越えかつ１．５スキップ点に相当
   する路程以下のもの。