JPH0450650A - 超音波探傷方法 - Google Patents
超音波探傷方法Info
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- JPH0450650A JPH0450650A JP2154548A JP15454890A JPH0450650A JP H0450650 A JPH0450650 A JP H0450650A JP 2154548 A JP2154548 A JP 2154548A JP 15454890 A JP15454890 A JP 15454890A JP H0450650 A JPH0450650 A JP H0450650A
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- Japan
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- defect
- band
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/12—Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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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。
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〕
本発明は鋼材の欠陥を検出する超音波探傷方法に関する
。
。
探触子を用いて超音波を網管等の被検査材に入射させ、
その反射エコーを受信することにより該被検査材の表面
欠陥及び内部欠陥を検出する超音波探傷方法は、従来広
く用いられている。
その反射エコーを受信することにより該被検査材の表面
欠陥及び内部欠陥を検出する超音波探傷方法は、従来広
く用いられている。
しかしながら、前述の如き従来の超音波探傷方法では、
高温耐食性を高めるために高温熱処理を施したオーステ
ナイト系ステンレス材等の如く結晶粒が粗大（例えば厚
さが３〜４１１程度で、結晶粒度Ｎｏ、５以下）である
被検査材においては、超音波が結晶粒界にて散乱される
散乱エコーが著しく大きくなり、それだけ超音波の減衰
量が大きくなって微細欠陥の検出が困難となる問題があ
った。
高温耐食性を高めるために高温熱処理を施したオーステ
ナイト系ステンレス材等の如く結晶粒が粗大（例えば厚
さが３〜４１１程度で、結晶粒度Ｎｏ、５以下）である
被検査材においては、超音波が結晶粒界にて散乱される
散乱エコーが著しく大きくなり、それだけ超音波の減衰
量が大きくなって微細欠陥の検出が困難となる問題があ
った。
このような超音波の減衰の度合は被検査材の材質及び寸
法に−よっても異なるが一般的には下記（１）式にて示
される関係が成立する。
法に−よっても異なるが一般的には下記（１）式にて示
される関係が成立する。
Ｐ −Ｐ、 ｅ −”” −（１１但し、Ｐｏ ：
発信源の音圧 Ｘ ：音波の伝播距離 Ｐ ：伝播距離Ｘにおける音圧 α ：減衰定数 ＋１）式中の減衰定数αは超音波の周波数の４乗に比例
することから前述の如き結晶粒が粗大な被検査材に対し
ては低周波の超音波により探傷を行う方法が採られてい
る。
発信源の音圧 Ｘ ：音波の伝播距離 Ｐ ：伝播距離Ｘにおける音圧 α ：減衰定数 ＋１）式中の減衰定数αは超音波の周波数の４乗に比例
することから前述の如き結晶粒が粗大な被検査材に対し
ては低周波の超音波により探傷を行う方法が採られてい
る。
ところで超音波探傷方法において、面積がＳの欠陥を検
出した場合の音圧ＰＦは下記（２）弐にて表される。
出した場合の音圧ＰＦは下記（２）弐にて表される。
但し、λ：趨音波の波長
（２）式においては超音波の波長λが短い程合圧Ｐ。
は大となる。
従って前述の如（低周波の超音波を用いる場合、波長が
長いため（２）式においてＰＦが小となり、欠陥検出性
能が低下し、また薄肉材では検出すべき欠陥が必然的に
小さいため、前述の如き低周波の超音波を用いると欠陥
が検出できないという問題があった。
長いため（２）式においてＰＦが小となり、欠陥検出性
能が低下し、また薄肉材では検出すべき欠陥が必然的に
小さいため、前述の如き低周波の超音波を用いると欠陥
が検出できないという問題があった。
この対策として本発明者は高周波帯域センサを用いて受
信エコーの周波数解析を行う方法を既に提案している（
特願平１−６４６１号）。
信エコーの周波数解析を行う方法を既に提案している（
特願平１−６４６１号）。
しかしこの方法は探傷性能に限界があり、例えば直径３
８．０ｗｍ、肉厚６４０１のオーステナイト系ステンレ
ス鋼管（結晶粒度Ｎｏ、＝５）で、５ＭＨｚの探触子を
用いて深さ０．３ ｗの人工欠陥を検出する際にはＳ／
Ｎ ＝２．５程度であり、浅い欠陥の検出能は十分とは
いえなかった。
８．０ｗｍ、肉厚６４０１のオーステナイト系ステンレ
ス鋼管（結晶粒度Ｎｏ、＝５）で、５ＭＨｚの探触子を
用いて深さ０．３ ｗの人工欠陥を検出する際にはＳ／
Ｎ ＝２．５程度であり、浅い欠陥の検出能は十分とは
いえなかった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、受信
信号を２つの周波数帯域について捉え、その差を求める
ことによって良好なＳ／Ｎ比が得られる超音波探傷方法
を提供することを目的とする。
信号を２つの周波数帯域について捉え、その差を求める
ことによって良好なＳ／Ｎ比が得られる超音波探傷方法
を提供することを目的とする。
本発明に係る超音波探傷方法は、被検査材に超音波を入
射させ、その反射エコーを受信し、解析して欠陥を検出
する超音波探傷方法において、前記超音波に広帯域の高
周波超音波を用い、受信した反射エコーのうち所定周波
数帯域の信号に基づき欠陥信号を検出する手段と、前記
周波数帯域よりも高周波側の所定の周波数帯域の信号に
基づきノイズ信号を検出する手段と、前記両検出信号の
一方から他方を減算する手段とを具備することを特徴と
する。
射させ、その反射エコーを受信し、解析して欠陥を検出
する超音波探傷方法において、前記超音波に広帯域の高
周波超音波を用い、受信した反射エコーのうち所定周波
数帯域の信号に基づき欠陥信号を検出する手段と、前記
周波数帯域よりも高周波側の所定の周波数帯域の信号に
基づきノイズ信号を検出する手段と、前記両検出信号の
一方から他方を減算する手段とを具備することを特徴と
する。
本発明方法においてはこれによって所定周波数帯域で欠
陥エコーを、これよりも高い周波数帯域で散乱エコーを
検出し、両者の差を求めて散乱エコーの影響を低減し得
る。
陥エコーを、これよりも高い周波数帯域で散乱エコーを
検出し、両者の差を求めて散乱エコーの影響を低減し得
る。
以下本発明方法をその実施例を示す図面に基づいて具体
的に説明する。第１図は本発明方法の実施に使用する超
音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
的に説明する。第１図は本発明方法の実施に使用する超
音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
図中１は被検査材たる鋼管、２は探触子を示している。
広帯域の超音波の発信及び受信を行う探触子２は、前記
鋼管１の表面に対して水Ｗを介し傾斜して設けられる。
鋼管１の表面に対して水Ｗを介し傾斜して設けられる。
探触子２は、パルス発振器３からの信号に基づいて中心
周波数が通常網管の探傷に用いられる下記（３）式で示
す周波数の２倍以上の高周波であって低周波側及び高周
波側にわたり広帯域を有する超音波を発信及び受信する
ようになっている。
周波数が通常網管の探傷に用いられる下記（３）式で示
す周波数の２倍以上の高周波であって低周波側及び高周
波側にわたり広帯域を有する超音波を発信及び受信する
ようになっている。
５％≦ｄ／λ≦２０％ ・・・（３）但し、ｄ：欠
陥の深さ 前記探触子２には一定周期毎に探触子２を励振するパル
ス発振回路３の出力が入力され、その都度探触子２から
は前記パルス発振器３からの信号により広帯域の超音波
を発振し、この超音波は水Ｗを介して鋼管１に入射され
、また反射エコーは鋼管１から水Ｗを通じて探触子２に
受信され、前置増幅器４へ入力される。前置増幅器４に
入力された探傷信号は増幅されて欠陥エコー検出回路５
及び散乱エコー検出回路６へ出力される。
陥の深さ 前記探触子２には一定周期毎に探触子２を励振するパル
ス発振回路３の出力が入力され、その都度探触子２から
は前記パルス発振器３からの信号により広帯域の超音波
を発振し、この超音波は水Ｗを介して鋼管１に入射され
、また反射エコーは鋼管１から水Ｗを通じて探触子２に
受信され、前置増幅器４へ入力される。前置増幅器４に
入力された探傷信号は増幅されて欠陥エコー検出回路５
及び散乱エコー検出回路６へ出力される。
欠陥ニュー検出回路５は広帯域の探傷信号のうち、予め
設定された所定帯域Ｆ１の探傷信号に基づいて欠陥信号
を検出し、一方、散乱エコー検出回路６は同じく広帯域
の探傷信号のうち前記欠陥エコー検出回路５について定
めた帯域ＦＩよりも高周波側の所定帯域Ｆ２（Ｆｌ ＜
Ｆ２）の探傷信号に基づいてノイズ信号（散乱信号）を
検出するようになっている。
設定された所定帯域Ｆ１の探傷信号に基づいて欠陥信号
を検出し、一方、散乱エコー検出回路６は同じく広帯域
の探傷信号のうち前記欠陥エコー検出回路５について定
めた帯域ＦＩよりも高周波側の所定帯域Ｆ２（Ｆｌ ＜
Ｆ２）の探傷信号に基づいてノイズ信号（散乱信号）を
検出するようになっている。
この周波数帯域の設定は、ゲート回路７９周波数解析装
置１０を用いて次の如く決定される。即ち、網管１の探
傷作業の実施に先立って鋼管工の一部の内外面に人工欠
陥を設けた試験材を用いて予備探傷を行い、前記前置増
幅器４から欠陥エコー検出回路５、散乱エコー検出回路
６へ入力された広帯域の探傷信号から夫々欠陥信号、散
乱信号を検出し、これに基づいて欠陥信号／散乱信号、
即ちＳ／Ｎ比が最大となる帯域をＦｌ、欠陥信号／散乱
信号、即ちＳｌＮ比が最小となる帯域をＦ２とする。
置１０を用いて次の如く決定される。即ち、網管１の探
傷作業の実施に先立って鋼管工の一部の内外面に人工欠
陥を設けた試験材を用いて予備探傷を行い、前記前置増
幅器４から欠陥エコー検出回路５、散乱エコー検出回路
６へ入力された広帯域の探傷信号から夫々欠陥信号、散
乱信号を検出し、これに基づいて欠陥信号／散乱信号、
即ちＳ／Ｎ比が最大となる帯域をＦｌ、欠陥信号／散乱
信号、即ちＳｌＮ比が最小となる帯域をＦ２とする。
そして、この周波数帯域Ｆ、、Ｆ２を前記欠陥エコー検
出回路５．散乱エコー検出回路６の設定周波数領域とし
てオペレータが入力する。
出回路５．散乱エコー検出回路６の設定周波数領域とし
てオペレータが入力する。
欠陥エコー検出回路５及び散乱エコー検出回路６にて夫
々検出された欠陥信号、散乱信号は夫々主増幅器８．９
へ出力される。主増幅器８は動的な状態で欠陥信号が規
定の大きさとなるように、また主増幅器９はノイズ信号
が最低となるように調節されている。主増幅器８，９に
入力された欠陥信号、散乱信号は夫々増幅された後、減
算器１１へ出力される。
々検出された欠陥信号、散乱信号は夫々主増幅器８．９
へ出力される。主増幅器８は動的な状態で欠陥信号が規
定の大きさとなるように、また主増幅器９はノイズ信号
が最低となるように調節されている。主増幅器８，９に
入力された欠陥信号、散乱信号は夫々増幅された後、減
算器１１へ出力される。
減算器１１は主増幅器８から入力された欠陥信号から、
主増幅器９から入力された散乱信号を減算し、その減算
信号をゲート回路１２へ出力するようになっている。
主増幅器９から入力された散乱信号を減算し、その減算
信号をゲート回路１２へ出力するようになっている。
ゲート回路１２は予備探傷により、人工内面欠陥及び外
面欠陥が検出し得る時間軸上の位置で大きさが所定値以
上の信号を欠陥信号として認識し、これをアナログ出力
として外部装置へ出力するようになっている。
面欠陥が検出し得る時間軸上の位置で大きさが所定値以
上の信号を欠陥信号として認識し、これをアナログ出力
として外部装置へ出力するようになっている。
次に本発明方法及び従来方法により直径６．５１、肉厚
０．４７ｍ、オーステナイト結晶粒度Ｇ５Ｎｏ、 ”−
７，０である５ｕｓ３０４ｆｊｌ管に深さ２３μｍの人
工欠陥を加工して超音波探傷を行い、Ｓ／Ｎ比を求めた
。その結果従来方法ではＳ／Ｎ ＃２．８であったのに
対し、本発明方法ではＳ／Ｎ＝６であることがＴｒｉ認
された。
０．４７ｍ、オーステナイト結晶粒度Ｇ５Ｎｏ、 ”−
７，０である５ｕｓ３０４ｆｊｌ管に深さ２３μｍの人
工欠陥を加工して超音波探傷を行い、Ｓ／Ｎ比を求めた
。その結果従来方法ではＳ／Ｎ ＃２．８であったのに
対し、本発明方法ではＳ／Ｎ＝６であることがＴｒｉ認
された。
（効果〕
以上詳述した如く本発明方法においては結晶粒が粗大な
材料についての微細欠陥の検出を高いＳ／Ｎ比で検査す
ることが出来、高い品質保証が可能となり、製品の安全
性も高い等本発明は優れた効果を奏する。
材料についての微細欠陥の検出を高いＳ／Ｎ比で検査す
ることが出来、高い品質保証が可能となり、製品の安全
性も高い等本発明は優れた効果を奏する。
第１図は本発明方法を実施するための装置のブロック図
である。
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被検査材に超音波を入射させ、その反射エコーを受
信し、解析して欠陥を検出する超音波探傷方法において
、 前記超音波に広帯域の高周波超音波を用い、受信した反
射エコーのうち所定周波数帯域の信号に基づき欠陥信号
を検出する手段と、前記周波数帯域よりも高周波側の所
定の周波数帯域の信号に基づきノイズ信号を検出する手
段と、前記両検出信号の一方から他方を減算する手段と
を具備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 |
|---|---|---|---|
| JP2154548A JPH0820424B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154548A JPH0820424B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 超音波探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0450650A true JPH0450650A (ja) | 1992-02-19 |
| JPH0820424B2 JPH0820424B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=15586662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154548A Expired - Lifetime JPH0820424B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820424B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP2154548A patent/JPH0820424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0820424B2 (ja) | 1996-03-04 |
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