JPH0155409B2 - - Google Patents
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- JPH0155409B2 JPH0155409B2 JP54103119A JP10311979A JPH0155409B2 JP H0155409 B2 JPH0155409 B2 JP H0155409B2 JP 54103119 A JP54103119 A JP 54103119A JP 10311979 A JP10311979 A JP 10311979A JP H0155409 B2 JPH0155409 B2 JP H0155409B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- test tube
- ultrasonic
- holders
- flaw detection
- probe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高温にさらされたステンレス遠心鋳
造管の超音波探傷方法に関する。
造管の超音波探傷方法に関する。
一般に、水素製造装置に用いる反応管等のよう
な高温中で使用されるステンレス遠心鋳造管の製
品寿命は、いわゆるクリープ現象による劣化の程
度に依存して変化する。したがつて、前記鋳造管
の寿命を知るには、クリープ現象に伴つて生じた
管材料内部の変化を把握しなければならず、単に
管の外表面に関する物理的測定を行つてこれを検
知することは不可能である。
な高温中で使用されるステンレス遠心鋳造管の製
品寿命は、いわゆるクリープ現象による劣化の程
度に依存して変化する。したがつて、前記鋳造管
の寿命を知るには、クリープ現象に伴つて生じた
管材料内部の変化を把握しなければならず、単に
管の外表面に関する物理的測定を行つてこれを検
知することは不可能である。
そして、破壊検査による場合には、被検管の全
数について検査をなし得ないので必然的にサンプ
リング検査を行うことになる。しかしながら、
個々の管材の劣化状態には数万時間に至る大きな
差異があると云われていることからも明らかなと
おり、サンプリング検査の結果から全ての管材の
劣化状態を正確に評価することは困難である。し
たがつて、サンプリングによる破壊検査に基づく
管理においては、例えば、高温高圧の水素を取扱
うような設備での安全確保を充分になし得ず、ま
た安全を重視すると管の取替時期が早まり経済性
に欠けることになる。
数について検査をなし得ないので必然的にサンプ
リング検査を行うことになる。しかしながら、
個々の管材の劣化状態には数万時間に至る大きな
差異があると云われていることからも明らかなと
おり、サンプリング検査の結果から全ての管材の
劣化状態を正確に評価することは困難である。し
たがつて、サンプリングによる破壊検査に基づく
管理においては、例えば、高温高圧の水素を取扱
うような設備での安全確保を充分になし得ず、ま
た安全を重視すると管の取替時期が早まり経済性
に欠けることになる。
そこで、従来からステンレス遠心鋳造管の探傷
に超音波透過法を適用することが提唱されてい
る。しかし、未だ微細な内部割れを確実に検出可
能な検出方法は提案されていない。
に超音波透過法を適用することが提唱されてい
る。しかし、未だ微細な内部割れを確実に検出可
能な検出方法は提案されていない。
本発明の要旨は発信用探触子から1MHzの周波
数を有する縦波の透過パルスである超音波を高温
にさらされたステンレス遠心鋳造管である被検管
中に発信し、発信用探触子と受信用探触子とを
別々のホルダに固定して両ホルダを所定間隔に配
置して、被検管に対して、所定の角度をなすよう
に配置させて、前記透過パルスが前記被検管の外
面から肉厚の約2/3の部分を通過させて、この透
過パルスを有する超音波が受信用探触子を受信
し、この透過パルスのエネルギー減衰量を検知す
ることを特徴とする高温にさらされたステンレス
遠心鋳造管の超音波探傷法にある。
数を有する縦波の透過パルスである超音波を高温
にさらされたステンレス遠心鋳造管である被検管
中に発信し、発信用探触子と受信用探触子とを
別々のホルダに固定して両ホルダを所定間隔に配
置して、被検管に対して、所定の角度をなすよう
に配置させて、前記透過パルスが前記被検管の外
面から肉厚の約2/3の部分を通過させて、この透
過パルスを有する超音波が受信用探触子を受信
し、この透過パルスのエネルギー減衰量を検知す
ることを特徴とする高温にさらされたステンレス
遠心鋳造管の超音波探傷法にある。
以下、図面を参照して、本発明を実施例に基い
て説明する。
て説明する。
第１図は、本発明による超音波探傷方法の一実
施例を示す概略横断面図である。
施例を示す概略横断面図である。
図において、１は、高温にさらされたステンレ
ス遠心鋳造管（以下、被検管と称す）であり、そ
の軸に直交する断面で示してある。被検管１内に
は微細な内部割れ２が例えば図示の如く分布して
いる。
ス遠心鋳造管（以下、被検管と称す）であり、そ
の軸に直交する断面で示してある。被検管１内に
は微細な内部割れ２が例えば図示の如く分布して
いる。
本発明では、このような微細な内部割れ２を検
知するために超音波透過法による探傷を行うもの
である。その理由を述べると次の如くである。一
般に、ステンレス遠心鋳造管１はその結晶粒子が
粗大でかつ方向性が強いものであるから、管内部
での超音波の散乱ならびに減衰が極めて大きい。
一方、クリープ現象等の経時変化に伴つて被検管
１の内部に発生する欠陥２の大きさは小さくかつ
その数はかなり多い。したがつて、非破壊探傷法
として通常行われるパルス反射法による探傷をス
テンレス遠心鋳造管の劣化把握に適用することは
困難である。
知するために超音波透過法による探傷を行うもの
である。その理由を述べると次の如くである。一
般に、ステンレス遠心鋳造管１はその結晶粒子が
粗大でかつ方向性が強いものであるから、管内部
での超音波の散乱ならびに減衰が極めて大きい。
一方、クリープ現象等の経時変化に伴つて被検管
１の内部に発生する欠陥２の大きさは小さくかつ
その数はかなり多い。したがつて、非破壊探傷法
として通常行われるパルス反射法による探傷をス
テンレス遠心鋳造管の劣化把握に適用することは
困難である。
また、本発明方法に好適使用可能な超音波に関
する別の要件として、縦波超音波の使用が挙げら
れる。縦波は、横波に比べ伝播速度が速く、受信
した際に、波が混合しておらずその影響を受ける
ことがない。横波を使用する場合には、被管材内
部の状況等により変化する多重反射などの影響を
回避できない。
する別の要件として、縦波超音波の使用が挙げら
れる。縦波は、横波に比べ伝播速度が速く、受信
した際に、波が混合しておらずその影響を受ける
ことがない。横波を使用する場合には、被管材内
部の状況等により変化する多重反射などの影響を
回避できない。
次に、超音波の周波数としては、0.5ないし2M
Hzの周波数範囲を使用することが可能である。さ
らに、Ｓ／Ｎ比ならびにパルス幅を考慮すると、
約1MHzの周波数を有する超音波を使用する事が
望ましいと云える。
Hzの周波数範囲を使用することが可能である。さ
らに、Ｓ／Ｎ比ならびにパルス幅を考慮すると、
約1MHzの周波数を有する超音波を使用する事が
望ましいと云える。
再び第１図を参照して本発明方法を実施するに
好適な探傷装置を説明する。
好適な探傷装置を説明する。
探傷器１０に電気的に接続されている発信用接
触器３から上述の超音波を被検管１に向けて発信
する。後述する所定の位置に配置された発信用探
触子４は、この超音波を受信して電気信号に変換
して探傷器１０に出力する。探傷器１０で得た探
傷情報すなわち内部割れ２の存否、大小は、記録
計１１のチヤート１２として表示される。
触器３から上述の超音波を被検管１に向けて発信
する。後述する所定の位置に配置された発信用探
触子４は、この超音波を受信して電気信号に変換
して探傷器１０に出力する。探傷器１０で得た探
傷情報すなわち内部割れ２の存否、大小は、記録
計１１のチヤート１２として表示される。
上記構成において本発明の特色とするところ
を、以下、詳細に述べる。
を、以下、詳細に述べる。
本発明者は、被検管１の劣化の程度を把握する
上において、前記被検管１の高温内での使用中に
その外面から肉厚で約2/3の個所を中心に発生す
る内部割れ２を検出することが有用であることを
見出した。つまり本発明方法の特徴のひとつは、
超音波透過パルスが被検管１の肉厚で外表面から
約2/3の部分を通過するように、超音波の入射角
度を設定すると共にこれを受信可能な探触子位置
および角度を設定することにある。
上において、前記被検管１の高温内での使用中に
その外面から肉厚で約2/3の個所を中心に発生す
る内部割れ２を検出することが有用であることを
見出した。つまり本発明方法の特徴のひとつは、
超音波透過パルスが被検管１の肉厚で外表面から
約2/3の部分を通過するように、超音波の入射角
度を設定すると共にこれを受信可能な探触子位置
および角度を設定することにある。
第１図では探触子３，４が互いに対称的に配置
されており、それらの中間点において透過パルス
が肉厚で外面から2/3の部分を通過するような構
成が示されている。
されており、それらの中間点において透過パルス
が肉厚で外面から2/3の部分を通過するような構
成が示されている。
図示例では、本発明方法を実施するための要件
は、幾何学的に次の第１式ないし第３式に示す連
立方程式として示される。
は、幾何学的に次の第１式ないし第３式に示す連
立方程式として示される。
cosΘ1＝cosΘ2＝Ｌ／D0 ……(2)
Cw／sinα1＝Cw／sinα2＝Chk／sinΘ1＝Chk／sinΘ2
……(3) ここで、Ｌ：探傷距離（探触子間距離） D0：被検管外径 ｔ：被検管肉厚 α1：送信用探触子から水へ向かう超
音波の入射角 α2：水から受信用探触子へ向かう超
音波の屈折角 Θ1：水から被検管へ向かう超音波の
屈折角 Θ2：被検管から水へ向かう超音波の
入射角 Cw：水中での超音波の速度 Chk：被検管内での超音波透過方向に
おける超音波の速度 上述の構成上の要件を満たすために、実施例に
おいて、前記探触子３および４は、それぞれ所定
の角度α1およびα2をなすようにホルダー５および
６内に固定配置されている。ホルダー５，６は、
連結板７で所定間隔Ｌだけ離隔するように互いに
固定される。
……(3) ここで、Ｌ：探傷距離（探触子間距離） D0：被検管外径 ｔ：被検管肉厚 α1：送信用探触子から水へ向かう超
音波の入射角 α2：水から受信用探触子へ向かう超
音波の屈折角 Θ1：水から被検管へ向かう超音波の
屈折角 Θ2：被検管から水へ向かう超音波の
入射角 Cw：水中での超音波の速度 Chk：被検管内での超音波透過方向に
おける超音波の速度 上述の構成上の要件を満たすために、実施例に
おいて、前記探触子３および４は、それぞれ所定
の角度α1およびα2をなすようにホルダー５および
６内に固定配置されている。ホルダー５，６は、
連結板７で所定間隔Ｌだけ離隔するように互いに
固定される。
また本発明において、探触子３，４は水浸法で
使用される。すなわち、被検管１の粗い肌（鋳放
し肌）を通して、探触子３から被検管１へあるい
は被検管１から探触子４へ超音波を伝搬させるた
めに媒体として水を使用するものである。図にお
いて、８および９は、探触子３，４のそれぞれの
前面に設けた水室であり、ここにはホルダー５，
６に設けた流路２１，２２を介して水が供給され
る。水室８，９への水の送入圧力は、0.5ないし
1.5Kg／cm2程度が適当であり、供給された水はホ
ルダー５，６と被検管１との間から溢流するよう
に設ける。
使用される。すなわち、被検管１の粗い肌（鋳放
し肌）を通して、探触子３から被検管１へあるい
は被検管１から探触子４へ超音波を伝搬させるた
めに媒体として水を使用するものである。図にお
いて、８および９は、探触子３，４のそれぞれの
前面に設けた水室であり、ここにはホルダー５，
６に設けた流路２１，２２を介して水が供給され
る。水室８，９への水の送入圧力は、0.5ないし
1.5Kg／cm2程度が適当であり、供給された水はホ
ルダー５，６と被検管１との間から溢流するよう
に設ける。
このように接触媒体として水を使用すれば、探
触子３，４と被検管１表面の粗い鋳肌を直接接触
させた場合に生ずる問題点すなわち、接触面での
超音波の減衰、接触圧の一定化、探傷子の摩耗を
解決できる。
触子３，４と被検管１表面の粗い鋳肌を直接接触
させた場合に生ずる問題点すなわち、接触面での
超音波の減衰、接触圧の一定化、探傷子の摩耗を
解決できる。
さて、本発明方法では、後述のとおり、探触子
３，４を被検管１上において走行させるものであ
る。ホルダー５，６と被検管１とが密着するよう
に、ホルダー５，６の内面には、被検管１の外径
D0に応じて好適な曲率を与えると共に、滑らか
な走行が可能であるように例えばラバースポンジ
にポリエチレンシートを積層したものを貼り付け
ることが好ましい。また、ホルダー５，６の横端
面にカイドローラ（図示せず）を設けてホルダー
の横振れを防止することが望ましい。
３，４を被検管１上において走行させるものであ
る。ホルダー５，６と被検管１とが密着するよう
に、ホルダー５，６の内面には、被検管１の外径
D0に応じて好適な曲率を与えると共に、滑らか
な走行が可能であるように例えばラバースポンジ
にポリエチレンシートを積層したものを貼り付け
ることが好ましい。また、ホルダー５，６の横端
面にカイドローラ（図示せず）を設けてホルダー
の横振れを防止することが望ましい。
第２図は、第１図に示した実施例装置の使用方
法を示す概略斜視図である。
法を示す概略斜視図である。
図において、探触子３，４を固定するホルダー
５，６を連結板７で結合して成る実施例装置が、
連結棒１４を介して走行装置１３に結合されてい
る。したがつて、走行装置１３を被検管１上で走
行させることにより、被検管１の軸方向に連続的
に探傷可能である。なお、探傷速度は約300mm／
秒が好適である。
５，６を連結板７で結合して成る実施例装置が、
連結棒１４を介して走行装置１３に結合されてい
る。したがつて、走行装置１３を被検管１上で走
行させることにより、被検管１の軸方向に連続的
に探傷可能である。なお、探傷速度は約300mm／
秒が好適である。
図示例では２組の探触子を用いた例を示した
が、本発明によれば、１組以上の探触子を用いて
探傷可能である。そして、１組の探触子のみを用
いる場合には、探触子を取付けていないホルダー
のみの装置を被検管１に関して対向的に配置し、
双方のホルダーをゴムバンド等の好適な固定手段
で被検材１を挾んで互いに締付ける。
が、本発明によれば、１組以上の探触子を用いて
探傷可能である。そして、１組の探触子のみを用
いる場合には、探触子を取付けていないホルダー
のみの装置を被検管１に関して対向的に配置し、
双方のホルダーをゴムバンド等の好適な固定手段
で被検材１を挾んで互いに締付ける。
外径D0あるいは肉厚ｔの異なる被検管１に対
しては、これに適合するホルダーに変えるのが原
則であるが、変化が少ない場合には、連結板７の
長さを調節しまた探触子３，４とホルダー５，６
との間にテーパーワツシヤーを取り付けて角度
α1，α2を調節してこれに変えても良い。
しては、これに適合するホルダーに変えるのが原
則であるが、変化が少ない場合には、連結板７の
長さを調節しまた探触子３，４とホルダー５，６
との間にテーパーワツシヤーを取り付けて角度
α1，α2を調節してこれに変えても良い。
本発明方法において、被検管１の劣化度の評価
は、透過超音波のエネルギーの減衰量を検出する
ことにより行われる。
は、透過超音波のエネルギーの減衰量を検出する
ことにより行われる。
この際、内部欠陥の検出レベルの調整が必要で
あり、次のように行う。すなわち、未使用の管材
または高温にさらされておらずクリープ現象が進
んでいない部分あるいは破壊検査によつて内部組
織が既知である管片を用いて、無欠陥の超音波透
過レベルを確認し、さらに、表面の凹凸の程度あ
るいは灰などの付着物の有無等の管材の表面状態
の良否によるレベル変化を調べ、内部欠陥の検出
レベルを決定する。なお、使用する探傷器等の器
具によりこの検査レベルはその都度変化するもの
であるから探傷実施毎に検出レベルの決定を行
う。
あり、次のように行う。すなわち、未使用の管材
または高温にさらされておらずクリープ現象が進
んでいない部分あるいは破壊検査によつて内部組
織が既知である管片を用いて、無欠陥の超音波透
過レベルを確認し、さらに、表面の凹凸の程度あ
るいは灰などの付着物の有無等の管材の表面状態
の良否によるレベル変化を調べ、内部欠陥の検出
レベルを決定する。なお、使用する探傷器等の器
具によりこの検査レベルはその都度変化するもの
であるから探傷実施毎に検出レベルの決定を行
う。
また、高温にさらされた部分ほどクリープ現象
が進展している可能性が大きいものである点に鑑
して、被検管１の劣化度の評価を行う上でホルダ
ー５，６の取付け位置を被検管１の周方向かつ火
炎側とすることが好ましい。
が進展している可能性が大きいものである点に鑑
して、被検管１の劣化度の評価を行う上でホルダ
ー５，６の取付け位置を被検管１の周方向かつ火
炎側とすることが好ましい。
以上のごとく本発明は超音波透過法による内部
欠陥の存否および大小を検出する方法であるので
探傷は短時間（被検管１本につき５〜６分）で全
数、全長行なえる利点がある。
欠陥の存否および大小を検出する方法であるので
探傷は短時間（被検管１本につき５〜６分）で全
数、全長行なえる利点がある。
またこの探傷法を実用に供し、管のサンプリン
グ、破壊検査を行なつたところ、欠陥の存否、位
置、大小とその超音波探傷の結果が一致した。し
たがつて、本発明は実用的で効果が十分発揮でき
ることが確認出来た。
グ、破壊検査を行なつたところ、欠陥の存否、位
置、大小とその超音波探傷の結果が一致した。し
たがつて、本発明は実用的で効果が十分発揮でき
ることが確認出来た。
また、高温にさらされていて、経年変化したス
テンレスの遠心鋳造管における傷は該管の外面か
ら肉厚の2/3の部分に最も多く発生するので、上
記の2/3のあたりを中心にして探傷するのが、最
も能率的に行われることであり、超音波の透過パ
ルスが管の外面から肉厚の2/3の部分を透過する
ようにすれば、最も有効に多くの傷を探知するこ
とができる。さらに、超音波の透過パルスが1M
Hzのときが最も有効に探傷できる。
テンレスの遠心鋳造管における傷は該管の外面か
ら肉厚の2/3の部分に最も多く発生するので、上
記の2/3のあたりを中心にして探傷するのが、最
も能率的に行われることであり、超音波の透過パ
ルスが管の外面から肉厚の2/3の部分を透過する
ようにすれば、最も有効に多くの傷を探知するこ
とができる。さらに、超音波の透過パルスが1M
Hzのときが最も有効に探傷できる。
第１図は、本発明方法を実施するための超音波
探傷装置を示す概略図、第２図は、第１図の装置
の使用例を示す概略斜視図である。 １……被検管、２……内部割れ（欠陥）、３，
４……探触子、５，６……ホルダー、７……連結
板、８，９……水室、１０……探傷器、１１……
記録計、１２……チヤート、１３……走行機、１
４……連結棒。
探傷装置を示す概略図、第２図は、第１図の装置
の使用例を示す概略斜視図である。 １……被検管、２……内部割れ（欠陥）、３，
４……探触子、５，６……ホルダー、７……連結
板、８，９……水室、１０……探傷器、１１……
記録計、１２……チヤート、１３……走行機、１
４……連結棒。
Claims (1)
- １ 発信用探触子から1MHzの周波数を有する縦
波の透過パルスである超音波を高温にさらされた
ステンレス遠心鋳造管である被検管中に発信し、
発信用探触子と受信用探触子とを別々のホルダに
固定して両ホルダを所定間隔に配置して、被検管
に対して、所定の角度をなすように配置させて、
前記透過パルスが前記被検管の外面から肉厚の約
２／３の部分を通過させて、この透過パルスを有す
る超音波が受信用探触子を受信し、この透過パル
スのエネルギー減衰量を検知することを特徴とす
る高温にさらされたステンレス遠心鋳造管の超音
波探傷法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10311979A JPS5627647A (en) | 1979-08-15 | 1979-08-15 | Supersonic flaw detecting method for centrifugal cast stainless steel pipe exposed to high temperature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10311979A JPS5627647A (en) | 1979-08-15 | 1979-08-15 | Supersonic flaw detecting method for centrifugal cast stainless steel pipe exposed to high temperature |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5627647A JPS5627647A (en) | 1981-03-18 |
| JPH0155409B2 true JPH0155409B2 (ja) | 1989-11-24 |
Family
ID=14345689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10311979A Granted JPS5627647A (en) | 1979-08-15 | 1979-08-15 | Supersonic flaw detecting method for centrifugal cast stainless steel pipe exposed to high temperature |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5627647A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6126857A (ja) * | 1984-07-16 | 1986-02-06 | Kobe Steel Ltd | 遠心鋳造管の超音波探傷法の欠陥判定方法 |
| JPS6169157U (ja) * | 1984-10-13 | 1986-05-12 | ||
| US4685334A (en) * | 1986-01-27 | 1987-08-11 | The Babcock & Wilcox Company | Method for ultrasonic detection of hydrogen damage in boiler tubes |
| JP2003066012A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Idemitsu Eng Co Ltd | 表面波による欠陥の検査方法及び検査装置 |
| JP3831292B2 (ja) * | 2002-05-15 | 2006-10-11 | 株式会社ジェイテクト | 円筒ころ軸受の内輪の疲労度測定方法 |
| US9267636B2 (en) | 2010-05-07 | 2016-02-23 | 1876255 Ontario Limited | Protective liner with wear detection |
| CN105672483B (zh) * | 2016-02-03 | 2017-11-28 | 安徽鸿路钢结构(集团)股份有限公司 | 弧形十字架与圆管连接质量控制方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3302453A (en) * | 1963-04-15 | 1967-02-07 | American Mach & Foundry | Method of inspection utilizing ultrasonic energy |
| JPS54128789A (en) * | 1978-03-29 | 1979-10-05 | Kubota Ltd | Method of detecting flaw of tube via ultrasonic wave |
-
1979
- 1979-08-15 JP JP10311979A patent/JPS5627647A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5627647A (en) | 1981-03-18 |
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