JPH05209988A - 二重縦モード超音波検査方法 - Google Patents
二重縦モード超音波検査方法Info
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- JPH05209988A JPH05209988A JP4258769A JP25876992A JPH05209988A JP H05209988 A JPH05209988 A JP H05209988A JP 4258769 A JP4258769 A JP 4258769A JP 25876992 A JP25876992 A JP 25876992A JP H05209988 A JPH05209988 A JP H05209988A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 原子炉のノズルの内側湾曲部のような外部か
ら検査し難い内側部分を確実に検査できるようにする超
音波検査方法を提供する。 【構成】 ノズルの近くの容器外壁に放出変換器および
受信変換器を位置決めし、放出変換器から一次の縦ビー
ム９０と一次の横ビーム９２の両方を発生し、一次の縦
ビームはノズルの内側湾曲部６２に向ける。横ビームは
反射により二次の縦ビーム９６に変換し、この二次の縦
ビームをノズルの内側湾曲部に向ける。内側湾曲部に隣
接した被検査体積６０内の欠陥からの一次の縦ビームと
二次の縦ビームの両方の反射９８，９９を検出できるよ
うに、受信変換器が位置決めされる。
ら検査し難い内側部分を確実に検査できるようにする超
音波検査方法を提供する。 【構成】 ノズルの近くの容器外壁に放出変換器および
受信変換器を位置決めし、放出変換器から一次の縦ビー
ム９０と一次の横ビーム９２の両方を発生し、一次の縦
ビームはノズルの内側湾曲部６２に向ける。横ビームは
反射により二次の縦ビーム９６に変換し、この二次の縦
ビームをノズルの内側湾曲部に向ける。内側湾曲部に隣
接した被検査体積６０内の欠陥からの一次の縦ビームと
二次の縦ビームの両方の反射９８，９９を検出できるよ
うに、受信変換器が位置決めされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非破壊試験に関するもの
であり、更に詳しくは物体に欠陥が無いか調べるための
超音波検査に関するものである。本発明の主要な目的は
原子炉容器ノズルの経済的かつ効率的な検査を提供する
ことである。
であり、更に詳しくは物体に欠陥が無いか調べるための
超音波検査に関するものである。本発明の主要な目的は
原子炉容器ノズルの経済的かつ効率的な検査を提供する
ことである。
【０００２】
【従来の技術】原子炉は、検出されないままで大きくな
るに任せておくと原子炉容器からの漏れに至る欠陥が無
いか定期的に検査しなければならない。比較的経済的で
効率的な一つの検査方法では、超音波検査が使用され
る。一般に超音波検査では、超音波ビームを被検査体積
内に向け、ビームの反射を監視する。反射を起こす境界
の位置はパルス送出と反射検出との間の時間から判定す
ることができる。物体内からの反射は欠陥の表示である
かも知れない。更に、引き続く変換器位置からの超音波
試験により、欠陥の確認と特性表示を行うことができ
る。
るに任せておくと原子炉容器からの漏れに至る欠陥が無
いか定期的に検査しなければならない。比較的経済的で
効率的な一つの検査方法では、超音波検査が使用され
る。一般に超音波検査では、超音波ビームを被検査体積
内に向け、ビームの反射を監視する。反射を起こす境界
の位置はパルス送出と反射検出との間の時間から判定す
ることができる。物体内からの反射は欠陥の表示である
かも知れない。更に、引き続く変換器位置からの超音波
試験により、欠陥の確認と特性表示を行うことができ
る。
【０００３】原子炉ノズルは超音波技術に対する困難な
課題となっている。特に、超音波の物理的性質により、
原子炉ノズルの内側湾曲部の確実な検査を行うことが困
難となる。たとえば、沸騰水炉（ＢＷＲ−ｂｏｉｌｉｎ
ｇ ｗａｔｅｒ ｒｅａｃｔｏｒ）の一つの型では、炉
心より少し上の原子炉容器の外周のまわりに数個の給水
帰還ノズルが配置されている。このようなノズルの内側
湾曲部はかなり大きな熱応力、機械的疲労を受けること
があり、ひび割れの危険性がある。理想的には、この内
側湾曲部は原子炉内部またはノズル内部から検査され
る。しかしこれは、原子炉を分解しなければならないこ
と、原子炉水を除去しなければならないこと、そして炉
心からの放射線にさらされる危険があることから、望ま
しくない。
課題となっている。特に、超音波の物理的性質により、
原子炉ノズルの内側湾曲部の確実な検査を行うことが困
難となる。たとえば、沸騰水炉（ＢＷＲ−ｂｏｉｌｉｎ
ｇ ｗａｔｅｒ ｒｅａｃｔｏｒ）の一つの型では、炉
心より少し上の原子炉容器の外周のまわりに数個の給水
帰還ノズルが配置されている。このようなノズルの内側
湾曲部はかなり大きな熱応力、機械的疲労を受けること
があり、ひび割れの危険性がある。理想的には、この内
側湾曲部は原子炉内部またはノズル内部から検査され
る。しかしこれは、原子炉を分解しなければならないこ
と、原子炉水を除去しなければならないこと、そして炉
心からの放射線にさらされる危険があることから、望ま
しくない。
【０００４】経済的な超音波試験を行うためには、内部
の欠陥を容器の外部から検査する必要がある。このこと
は超音波ビームを放出する変換器と反射を検出する変換
器（これらは通常同じ変換器であるが、異なる変換器で
あってもよい）を容器外部になければならないというこ
とを意味する。放出変換器はエネルギーを被検査体積に
向けるような位置と向きになっていなければならない。
受信変換器はその体積の中にあり得る欠陥からの反射を
検出するような位置と向きになっていなければならな
い。欠陥は通常、寸法と大きさがわからないので、欠陥
を多様な超音波ビームにさらすことにより欠陥検出の可
能性を大きくし、かつ検出された欠陥の特性表示を増強
することが好ましい。
の欠陥を容器の外部から検査する必要がある。このこと
は超音波ビームを放出する変換器と反射を検出する変換
器（これらは通常同じ変換器であるが、異なる変換器で
あってもよい）を容器外部になければならないというこ
とを意味する。放出変換器はエネルギーを被検査体積に
向けるような位置と向きになっていなければならない。
受信変換器はその体積の中にあり得る欠陥からの反射を
検出するような位置と向きになっていなければならな
い。欠陥は通常、寸法と大きさがわからないので、欠陥
を多様な超音波ビームにさらすことにより欠陥検出の可
能性を大きくし、かつ検出された欠陥の特性表示を増強
することが好ましい。
【０００５】標準的な超音波技術により、ある種の幾何
学的形状の効率の良い検査が可能となる。たとえば、円
筒の内壁の欠陥は円筒外部から効率良く検出することが
できる。たとえば、ノズルの内腔は円筒形であるので、
確実な検査が行われる。しかし、ノズルの内側湾曲部お
よび隣接した内腔にアクセスできる位置は少ないので、
欠陥を「照らす」ことができる角度は少ない。したがっ
て、欠陥は検出を免れやすくなり、特性表示がより困難
となる。特に、経験の示すところによれば一般的である
半径方向を向いた欠陥は従来の技術では検出が困難であ
る。したがって、染料浸透技術等の代替検査方法につい
て報告されている。しかし、これらの方法はずっと不便
であり、経済性が低い。求められているのは、容器の外
部から原子炉ノズルを超音波検査するための効率的な方
法である。
学的形状の効率の良い検査が可能となる。たとえば、円
筒の内壁の欠陥は円筒外部から効率良く検出することが
できる。たとえば、ノズルの内腔は円筒形であるので、
確実な検査が行われる。しかし、ノズルの内側湾曲部お
よび隣接した内腔にアクセスできる位置は少ないので、
欠陥を「照らす」ことができる角度は少ない。したがっ
て、欠陥は検出を免れやすくなり、特性表示がより困難
となる。特に、経験の示すところによれば一般的である
半径方向を向いた欠陥は従来の技術では検出が困難であ
る。したがって、染料浸透技術等の代替検査方法につい
て報告されている。しかし、これらの方法はずっと不便
であり、経済性が低い。求められているのは、容器の外
部から原子炉ノズルを超音波検査するための効率的な方
法である。
【０００６】
【発明の概要】本発明によれば、放出変換器手段は物体
に対する第一の臨界角より小さい角度に超音波ビームを
向ける。これにより、物体の中に一次の縦と横の超音波
ビームが生じる。一次の縦のビームが物体の中で被検査
体積に向けられる。横ビームは物体の中で第二の表面に
向けられ、反射により二次の縦ビームが被検査体積に向
かう。第二の表面に対する横ビームの入射角は２５°と
３５°との間にあることが好ましい。このようにして、
被検査体積は縦の超音波ビームにより二つの異なる方向
から照らされる。受信変換器手段は被検査体積内の潜在
的欠陥からの一次および二次の縦ビームの反射を検出す
るように位置決めされる。放出変換器が作動すると、受
信変換器は一次縦ビームの反射を、次に二次縦ビームの
反射を検出することができる。従来の技術に比べてノズ
ルのより大きな体積の検査が可能となるだけでなく、二
次ビームの反射により、検出されたきずを確認すること
ができるので、信頼性が向上する。
に対する第一の臨界角より小さい角度に超音波ビームを
向ける。これにより、物体の中に一次の縦と横の超音波
ビームが生じる。一次の縦のビームが物体の中で被検査
体積に向けられる。横ビームは物体の中で第二の表面に
向けられ、反射により二次の縦ビームが被検査体積に向
かう。第二の表面に対する横ビームの入射角は２５°と
３５°との間にあることが好ましい。このようにして、
被検査体積は縦の超音波ビームにより二つの異なる方向
から照らされる。受信変換器手段は被検査体積内の潜在
的欠陥からの一次および二次の縦ビームの反射を検出す
るように位置決めされる。放出変換器が作動すると、受
信変換器は一次縦ビームの反射を、次に二次縦ビームの
反射を検出することができる。従来の技術に比べてノズ
ルのより大きな体積の検査が可能となるだけでなく、二
次ビームの反射により、検出されたきずを確認すること
ができるので、信頼性が向上する。
【０００７】実際上、放出変換器と受信変換器は一定間
隔だけ離して、かつ一定の相対方向で取り付けることが
できる。このとき、変換器は開放または閉成した所定の
経路に沿って一致して動かすことができる。引き続く位
置で一連の超音波パルスを放出することができ、その結
果得られる反射を監視し、記録することができる。この
ようにして得られたデータを解析することにより欠陥の
特徴が得られるので、欠陥の精密な特性表示が可能とな
る。
隔だけ離して、かつ一定の相対方向で取り付けることが
できる。このとき、変換器は開放または閉成した所定の
経路に沿って一致して動かすことができる。引き続く位
置で一連の超音波パルスを放出することができ、その結
果得られる反射を監視し、記録することができる。この
ようにして得られたデータを解析することにより欠陥の
特徴が得られるので、欠陥の精密な特性表示が可能とな
る。
【０００８】本発明は、物体に対する第一の臨界角と第
二の臨界角との間のある角度に超音波エネルギーを向け
るという広く行われている超音波技術と対照的である。
この手法では、縦モードが拒絶され、横モードだけを物
体内に入れる。この手法は「スプリアス」検出を最小に
するように設計されており、解析が簡単になる。本発明
はある種の幾何学的形状の改善された検査を提供する。
ここで特に関心があるのは原子炉ノズルの検査である。
しかし、この利点は平行な外表面と内表面、および平行
でない内表面に隣接した体積をそなえた他の検査対象に
一般に当てはまる。この方法では、平行な内表面に仮想
変換器が設けられ、これは第二の方向から平行でない表
面の欠陥を照らす役目を果たす。したがって本発明によ
り、原子炉ノズルを容器外部から検査することができる
ので、原子炉内部に物理的にアクセスしなくても試験を
行うことができる。外部の試験により、コスト、時間、
および放射線被ばくが減少する。本発明は、原子炉ノズ
ル内部で重要な半径方向のきずを検出する上で特に有効
であることがわかった。本発明の上記および他の特徴お
よび利点は図面を参照した以下の説明から明らかとな
る。
二の臨界角との間のある角度に超音波エネルギーを向け
るという広く行われている超音波技術と対照的である。
この手法では、縦モードが拒絶され、横モードだけを物
体内に入れる。この手法は「スプリアス」検出を最小に
するように設計されており、解析が簡単になる。本発明
はある種の幾何学的形状の改善された検査を提供する。
ここで特に関心があるのは原子炉ノズルの検査である。
しかし、この利点は平行な外表面と内表面、および平行
でない内表面に隣接した体積をそなえた他の検査対象に
一般に当てはまる。この方法では、平行な内表面に仮想
変換器が設けられ、これは第二の方向から平行でない表
面の欠陥を照らす役目を果たす。したがって本発明によ
り、原子炉ノズルを容器外部から検査することができる
ので、原子炉内部に物理的にアクセスしなくても試験を
行うことができる。外部の試験により、コスト、時間、
および放射線被ばくが減少する。本発明は、原子炉ノズ
ル内部で重要な半径方向のきずを検出する上で特に有効
であることがわかった。本発明の上記および他の特徴お
よび利点は図面を参照した以下の説明から明らかとな
る。
【０００９】
【実施例の記載】本発明によれば、図１にフローチャー
トで示した超音波検査法で、従来は検査が困難であった
ある種の幾何学的形状の欠陥の検出が行われる。方法１
０では、ステップ１１Ａで放出変換器手段の位置決めと
方向付けが行われ、ステップ１１Ｂで受信変換器手段の
位置決めと方向付けが行われる。ステップ１１Ａと１１
Ｂが同時に行われるように、二つの変換器を堅固に結合
することが好ましい。
トで示した超音波検査法で、従来は検査が困難であった
ある種の幾何学的形状の欠陥の検出が行われる。方法１
０では、ステップ１１Ａで放出変換器手段の位置決めと
方向付けが行われ、ステップ１１Ｂで受信変換器手段の
位置決めと方向付けが行われる。ステップ１１Ａと１１
Ｂが同時に行われるように、二つの変換器を堅固に結合
することが好ましい。
【００１０】二つの異なるビームが被検査体積と交差す
るように、放出変換器手段が位置決めされる。体積に
は、一次の縦（モード）ビームが直接交差し、そして二
次の縦ビームが交差しなければならない。二次の縦ビー
ムは反射時の一次横ビームの変換によって生ずる。した
がって放出変換器手段の位置および方向は、放出変換器
手段が配置されている表面、一次横ビームを反射すべき
表面、および被検査体積の位置によって決定される。
るように、放出変換器手段が位置決めされる。体積に
は、一次の縦（モード）ビームが直接交差し、そして二
次の縦ビームが交差しなければならない。二次の縦ビー
ムは反射時の一次横ビームの変換によって生ずる。した
がって放出変換器手段の位置および方向は、放出変換器
手段が配置されている表面、一次横ビームを反射すべき
表面、および被検査体積の位置によって決定される。
【００１１】受信変換器手段は、一次および二次の両方
の縦ビームの欠陥からの反射が最適検出されるように位
置決めと方向付けが行われる。受信変換器の適切な位置
を計算するためスネル（Ｓｎｅｌｌ）の法則を使うこと
ができる。しかし一般に、最適化のためにはある種の経
験的調査が必要とされる。理論的および経験的な考慮は
放出変換器にも適用することができる。
の縦ビームの欠陥からの反射が最適検出されるように位
置決めと方向付けが行われる。受信変換器の適切な位置
を計算するためスネル（Ｓｎｅｌｌ）の法則を使うこと
ができる。しかし一般に、最適化のためにはある種の経
験的調査が必要とされる。理論的および経験的な考慮は
放出変換器にも適用することができる。
【００１２】放出器と受信器が正しく位置決めされれ
ば、ステップ１２で放出変換器を作動することができ
る。次に、受信器の出力を監視する。一次の縦ビームが
検査領域まで進む距離は一次の横ビームおよび二次の縦
ビームが進む合計距離より短い。したがって、ステップ
１３Ａでの一次の縦ビームの反射の検出がステップ１３
Ｂでの二次の縦ビームの反射の検出より先に行われる。
一般に後で解析できるように、時間とともに変化する受
信器の出力電圧が記録される。
ば、ステップ１２で放出変換器を作動することができ
る。次に、受信器の出力を監視する。一次の縦ビームが
検査領域まで進む距離は一次の横ビームおよび二次の縦
ビームが進む合計距離より短い。したがって、ステップ
１３Ａでの一次の縦ビームの反射の検出がステップ１３
Ｂでの二次の縦ビームの反射の検出より先に行われる。
一般に後で解析できるように、時間とともに変化する受
信器の出力電圧が記録される。
【００１３】一般に、欠陥検出を確認し、また欠陥の特
性表示を可能にする欠陥の特徴を得るために、体積全体
を検査しなければならない。引き続くパルスの発生を自
動化し、変換器を所定の経路に沿って一致して歩進させ
ることが好ましい。したがって、ステップ１４の試験で
示すように、経路が完成するまでステップ１１−１３が
反復される。すべてのデータが収集されれば、ステップ
１５でこれを解析することにより所望の欠陥の位置と特
性表示を得ることができる。
性表示を可能にする欠陥の特徴を得るために、体積全体
を検査しなければならない。引き続くパルスの発生を自
動化し、変換器を所定の経路に沿って一致して歩進させ
ることが好ましい。したがって、ステップ１４の試験で
示すように、経路が完成するまでステップ１１−１３が
反復される。すべてのデータが収集されれば、ステップ
１５でこれを解析することにより所望の欠陥の位置と特
性表示を得ることができる。
【００１４】方法１０は原子炉ノズル、たとえば図２に
示す沸騰水炉システム２０の原子炉ノズルの検査に特に
適していることがわかった。原子炉システム２０には、
原子炉２２、タービン２４、および流体処理系２６が含
まれている。原子炉２２には、再循環水を閉じ込めてい
る原子炉容器２８および熱を発生するための炉心３０が
含まれている。炉心３０はそれを通って循環する水の幾
分かを沸騰させて、蒸気を発生する。その結果生じる蒸
気と水の混合物は炉心３０を通って上昇する。液状の水
は下降管３２を通って再循環し、炉心３０に下から再び
入る。蒸気は炉心３０から上昇し、蒸気出口ノズル３４
を通って容器２８を出て、主蒸気管路３６を通ってター
ビン２４に入る。タービン２４は発電機（図示しない）
を駆動することにより、電気を生じる。タービン２４を
駆動する蒸気は凝縮し、水管路を介して流体処理系２６
に送られる。次に、水は給水管路４０および給水ノズル
４２を介して容器２８に戻される。
示す沸騰水炉システム２０の原子炉ノズルの検査に特に
適していることがわかった。原子炉システム２０には、
原子炉２２、タービン２４、および流体処理系２６が含
まれている。原子炉２２には、再循環水を閉じ込めてい
る原子炉容器２８および熱を発生するための炉心３０が
含まれている。炉心３０はそれを通って循環する水の幾
分かを沸騰させて、蒸気を発生する。その結果生じる蒸
気と水の混合物は炉心３０を通って上昇する。液状の水
は下降管３２を通って再循環し、炉心３０に下から再び
入る。蒸気は炉心３０から上昇し、蒸気出口ノズル３４
を通って容器２８を出て、主蒸気管路３６を通ってター
ビン２４に入る。タービン２４は発電機（図示しない）
を駆動することにより、電気を生じる。タービン２４を
駆動する蒸気は凝縮し、水管路を介して流体処理系２６
に送られる。次に、水は給水管路４０および給水ノズル
４２を介して容器２８に戻される。
【００１５】給水ノズル４２は定期的な原子炉検査にお
いて特に問題である。給水ノズル４２は比較的熱くなっ
ていて、比較的冷たい給水にさらされる可能性があるの
で、ノズル４２が熱応力を受けて、その内表面が疲労
し、ひび割れすることがある。熱応力を最小にするため
に保護スリーブのような設備が設けられるが、欠陥が生
じる危険性は残る。
いて特に問題である。給水ノズル４２は比較的熱くなっ
ていて、比較的冷たい給水にさらされる可能性があるの
で、ノズル４２が熱応力を受けて、その内表面が疲労
し、ひび割れすることがある。熱応力を最小にするため
に保護スリーブのような設備が設けられるが、欠陥が生
じる危険性は残る。
【００１６】熱応力と欠陥が最も生じるのはノズル４２
の内表面であるので、内表面を直接検査することが望ま
しい。ノズル内部へのアクセスは容器のふた４４を取り
除くことにより行うことができる。しかし、これによっ
て放射線被ばくの危険性が増す。容器２８の下側範囲の
内部の構成要素（多くは図示していない）の検査は、間
にある構成要素、炉心３０の近くの放射線の増加、およ
び炉心３０を浸す水の存在により複雑になる。主蒸気ノ
ズル３４のような他のノズルはアクセスがより容易では
あるが、容器のふた４４を取り除くことなくこれらのノ
ズルを検査するのがなお一層安全であり、都合がよい。
の内表面であるので、内表面を直接検査することが望ま
しい。ノズル内部へのアクセスは容器のふた４４を取り
除くことにより行うことができる。しかし、これによっ
て放射線被ばくの危険性が増す。容器２８の下側範囲の
内部の構成要素（多くは図示していない）の検査は、間
にある構成要素、炉心３０の近くの放射線の増加、およ
び炉心３０を浸す水の存在により複雑になる。主蒸気ノ
ズル３４のような他のノズルはアクセスがより容易では
あるが、容器のふた４４を取り除くことなくこれらのノ
ズルを検査するのがなお一層安全であり、都合がよい。
【００１７】ノズルを外部から超音波検査する課題を給
水ノズル４２について図３以下を参照して説明する。ノ
ズル４２は円形溶接部４６を介して容器２８に取り付け
られている。円形溶接部４６は一般に横断面がくさび形
になっている。平行な外壁から内壁に隣接した体積を検
査するために従来の超音波技術が開発されている。した
がって、ノズル４２の内腔５０の体積４８は外側の内腔
壁５２から検査することができる。同様に、容器壁２８
の外表面５８に変換器を配置することにより、ノズル４
２の内側フレア部５６に隣接した体積５４を検査するこ
とができる。しかし問題は、内側湾曲部６２と隣接内腔
区域とに隣接する体積６０に対して同等のアクセスを行
うことができないことである。したがって、体積６０の
中の欠陥６６の検出および特性表示を行うことは困難に
なる。
水ノズル４２について図３以下を参照して説明する。ノ
ズル４２は円形溶接部４６を介して容器２８に取り付け
られている。円形溶接部４６は一般に横断面がくさび形
になっている。平行な外壁から内壁に隣接した体積を検
査するために従来の超音波技術が開発されている。した
がって、ノズル４２の内腔５０の体積４８は外側の内腔
壁５２から検査することができる。同様に、容器壁２８
の外表面５８に変換器を配置することにより、ノズル４
２の内側フレア部５６に隣接した体積５４を検査するこ
とができる。しかし問題は、内側湾曲部６２と隣接内腔
区域とに隣接する体積６０に対して同等のアクセスを行
うことができないことである。したがって、体積６０の
中の欠陥６６の検出および特性表示を行うことは困難に
なる。
【００１８】方法１０では、容器２８の外表面５８に取
り付けられた変換器を使って体積６０を検査することが
できる。変換器の位置決めが図４に示されている。検査
集合体７０は放出器集合体７２および受信器集合体７４
をフレーム７６の中に所定の相対位置に保持する。放出
器集合体７２には放出変換器８０および「放出器」のル
ーサイト（lucite）くさび８２が含まれている。「放出
器」のルーサイトくさび８２は表面上に取り付けられた
とき放出変換器８０の角度を固定する。受信器集合体７
４には同様に受信器集合体８４および「受信器」のルー
サイトくさび８６が含まれている。
り付けられた変換器を使って体積６０を検査することが
できる。変換器の位置決めが図４に示されている。検査
集合体７０は放出器集合体７２および受信器集合体７４
をフレーム７６の中に所定の相対位置に保持する。放出
器集合体７２には放出変換器８０および「放出器」のル
ーサイト（lucite）くさび８２が含まれている。「放出
器」のルーサイトくさび８２は表面上に取り付けられた
とき放出変換器８０の角度を固定する。受信器集合体７
４には同様に受信器集合体８４および「受信器」のルー
サイトくさび８６が含まれている。
【００１９】変換器８０の中心と変換器８４の中心はノ
ズル４２に対して約４インチ離れている。ノズル４２
は、内腔の内径が１２インチ、内腔の外径が２６イン
チ、そしてフレア部の直径（そして溶接部の内径）が３
４インチである。変換器８０と変換器８４との中間の半
径方向に対して２４°の角度に一次の縦ビームが向かう
ように、放出変換器８０の方向付けが行われる。放出変
換器８０が目標とする同じ領域から最適受信するよう
に、同じ半径方向に対して８°の角度に受信変換器８４
の方向付けが行われる。
ズル４２に対して約４インチ離れている。ノズル４２
は、内腔の内径が１２インチ、内腔の外径が２６イン
チ、そしてフレア部の直径（そして溶接部の内径）が３
４インチである。変換器８０と変換器８４との中間の半
径方向に対して２４°の角度に一次の縦ビームが向かう
ように、放出変換器８０の方向付けが行われる。放出変
換器８０が目標とする同じ領域から最適受信するよう
に、同じ半径方向に対して８°の角度に受信変換器８４
の方向付けが行われる。
【００２０】両方のくさび８２および８６はそれぞれの
変換器と容器壁５８との間に２６．３°の傾斜を維持す
る。ルーサイトのくさびを通るこの角度は鋼鉄の容器体
積の中での約７０°の一次の縦方向および約３０°の一
次の横方向に対応する。結合材である油または水が各変
換器をそれのルーサイトくさびに結合することにより、
ビームを減衰させるエアポケットを防止する。同様に、
水がルーサイトくさびを容器壁に結合する。
変換器と容器壁５８との間に２６．３°の傾斜を維持す
る。ルーサイトのくさびを通るこの角度は鋼鉄の容器体
積の中での約７０°の一次の縦方向および約３０°の一
次の横方向に対応する。結合材である油または水が各変
換器をそれのルーサイトくさびに結合することにより、
ビームを減衰させるエアポケットを防止する。同様に、
水がルーサイトくさびを容器壁に結合する。
【００２１】関心のあるビーム経路が図５に最も良く示
されている。一次の縦ビーム９０が被検査体積６０に向
けられる。一次の横ビーム９２が約３０°の角度で容器
２８の内壁９４に突き当たる。この角度で、一次の横ビ
ーム９２の殆どのエネルギーは二次の縦ビーム９６に変
換される。この二次の縦ビーム９６は内側容器表面９４
の法線に対して約６０°の角度であり、被検査体積６０
に向かう。実際上、本発明は二次の縦ビームが作成され
る（内側の）点に仮想変換器を設ける。
されている。一次の縦ビーム９０が被検査体積６０に向
けられる。一次の横ビーム９２が約３０°の角度で容器
２８の内壁９４に突き当たる。この角度で、一次の横ビ
ーム９２の殆どのエネルギーは二次の縦ビーム９６に変
換される。この二次の縦ビーム９６は内側容器表面９４
の法線に対して約６０°の角度であり、被検査体積６０
に向かう。実際上、本発明は二次の縦ビームが作成され
る（内側の）点に仮想変換器を設ける。
【００２２】被検査領域６０中の欠陥６６は一次の縦ビ
ーム９０の反射９８を、次に二次の縦ビーム９６の反射
９９を発生する。反射９８および９９は相次いで受信器
集合体７４により検出される。受信器集合体７４はそれ
ぞれの信号ピーク１９８および１９９を出力する。信号
ピーク１９８および１９９は図６の整流後の電圧対時間
のグラフに示されている。図５で注目すべきことは、縦
ビーム９０および９６が非常に異なる角度から欠陥６６
に突き当たることである。一方の縦ビームをほとんど反
射しないような向きに欠陥が位置していることはある
が、欠陥が二つの縦ビームの両方とも反射しないという
可能性はずっと少ない。一般に、欠陥は両方の縦ビーム
から反射を生じ、放出変換器の各パルスから付加的な特
性表示が得られる。
ーム９０の反射９８を、次に二次の縦ビーム９６の反射
９９を発生する。反射９８および９９は相次いで受信器
集合体７４により検出される。受信器集合体７４はそれ
ぞれの信号ピーク１９８および１９９を出力する。信号
ピーク１９８および１９９は図６の整流後の電圧対時間
のグラフに示されている。図５で注目すべきことは、縦
ビーム９０および９６が非常に異なる角度から欠陥６６
に突き当たることである。一方の縦ビームをほとんど反
射しないような向きに欠陥が位置していることはある
が、欠陥が二つの縦ビームの両方とも反射しないという
可能性はずっと少ない。一般に、欠陥は両方の縦ビーム
から反射を生じ、放出変換器の各パルスから付加的な特
性表示が得られる。
【００２３】本発明が単一の横ビームに依存して検出を
行う従来の超音波技術に比べて大幅に改善を行うのは、
いくつかの形状に対してだけである。しかし、これらの
幾何学的形状はノズルに限定されない。スネルの法則お
よび他の関連した原理から決められるように、他の幾何
学的形状も対象とされる。横のビームと縦のビームとの
間の速度差により本発明を適用できる幾何学的形状が一
部決まるので、材料に配慮しなければならない。必要な
二次の縦ビームを生じるようによく考慮して表面を作っ
た場合、本発明の適用可能性を拡張することができる。
本発明は異なる変換器を使用してもよい。いくつかの幾
何学的形状では、放出器と受信器の機能を同一の変換器
が遂行することができる。本発明は、実施例で説明した
距離と異なる距離だけ放出器と受信器を離してもよい。
受信器は動かすが、放出器は固定するようにしてもよ
い。あるいは、放出器は動かすが、受信器は固定するよ
うにしてもよい。後者の場合には、方法のステップ１１
Ｂが実際上、ステップ１１Ａの前に実施される。他の結
合流体も使用できる。たとえば、くさび無しで変換器を
流体に直結し、精密な回転機構で角度を制御する。説明
した実施例に対するこれらの及び他の変形および変更を
本発明により行い得ることは勿論である。本発明の範囲
は特許請求の範囲により限定される。
行う従来の超音波技術に比べて大幅に改善を行うのは、
いくつかの形状に対してだけである。しかし、これらの
幾何学的形状はノズルに限定されない。スネルの法則お
よび他の関連した原理から決められるように、他の幾何
学的形状も対象とされる。横のビームと縦のビームとの
間の速度差により本発明を適用できる幾何学的形状が一
部決まるので、材料に配慮しなければならない。必要な
二次の縦ビームを生じるようによく考慮して表面を作っ
た場合、本発明の適用可能性を拡張することができる。
本発明は異なる変換器を使用してもよい。いくつかの幾
何学的形状では、放出器と受信器の機能を同一の変換器
が遂行することができる。本発明は、実施例で説明した
距離と異なる距離だけ放出器と受信器を離してもよい。
受信器は動かすが、放出器は固定するようにしてもよ
い。あるいは、放出器は動かすが、受信器は固定するよ
うにしてもよい。後者の場合には、方法のステップ１１
Ｂが実際上、ステップ１１Ａの前に実施される。他の結
合流体も使用できる。たとえば、くさび無しで変換器を
流体に直結し、精密な回転機構で角度を制御する。説明
した実施例に対するこれらの及び他の変形および変更を
本発明により行い得ることは勿論である。本発明の範囲
は特許請求の範囲により限定される。
【図１】本発明による方法のフローチャートである。
【図２】図１の方法が適用される代表的な原子炉システ
ムの概略断面図である。
ムの概略断面図である。
【図３】ノズル軸をｚ座標、半径方向をｒ座標としたと
きに、本発明が適用される、図２の原子炉のノズルのｒ
−ｚ平面に沿って見た半断面図である。
きに、本発明が適用される、図２の原子炉のノズルのｒ
−ｚ平面に沿って見た半断面図である。
【図４】θ座標を円周方向としたとき、図３のノズルの
θ−ｚ平面に沿って見た断面図である。
θ−ｚ平面に沿って見た断面図である。
【図５】図１の方法を使用してたどったビーム経路を示
す図３のノズルの概略のワイヤ−フレーム図である。
す図３のノズルの概略のワイヤ−フレーム図である。
【図６】図１の方法を使用して欠陥が検出されたときの
代表的な検出信号を示すグラフである。
代表的な検出信号を示すグラフである。
２２ 原子炉 ４２ 給水ノズル ６０ 被検査体積 ８０ 放出変換器 ８４ 受信変換器 ９２ 一次の横ビーム ９４ 容器の内側表面 ９６ 二次の縦ビーム ９８ 一次の縦ビームの反射 ９９ 二次の縦ビームの反射
Claims (3)
- 【請求項１】 その中を横と縦の超音波が異なる速度で
伝搬する物体の超音波検査のための方法に於いて、 上記物体の第一の表面に対して放出変換器手段の位置決
めと方向付けを行うことにより、上記放出変換器手段を
作動したときに、上記放出変換器手段が上記物体に対す
る第一の臨界角より小さい角度で入射超音波ビームを発
生し、一次の縦波が上記物体を通って上記物体の被検査
体積に向かって透過され、また、一次の横波が上記物体
を通って反射表面に向かって透過されて、上記物体を通
って上記被検査体積に向かって透過される二次の縦波を
発生するようにし、 上記物体の上記第一の表面に対して受信変換器手段の位
置決めと方向付けを行うことにより、上記被検査体積内
の欠陥からの上記一次の縦波および上記二次の縦波の反
射を上記受信変換器手段で検出できるようにし、 上記放出変換器手段を作動し、 上記一次の縦波の反射を検出し、および上記二次の縦波
の反射を検出することを含むことを特徴とする物体の超
音波検査方法。 - 【請求項２】 上記反射表面に対する上記横波の入射角
が法線から２５°と３５°との間にある請求項１記載の
物体の超音波検査方法。 - 【請求項３】 上記被検査体積が原子炉のノズルの一部
である請求項１記載の物体の超音波検査方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US771373 | 1985-08-30 | ||
| US77137391A | 1991-10-02 | 1991-10-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209988A true JPH05209988A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=25091596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4258769A Withdrawn JPH05209988A (ja) | 1991-10-02 | 1992-09-29 | 二重縦モード超音波検査方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0535958A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05209988A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262688C2 (ru) * | 2003-10-27 | 2005-10-20 | ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон-Томич" | Устройство акустического контроля труб и способ его применения |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB765906A (en) * | 1955-03-02 | 1957-01-16 | Bruno Schmetz Dipl Ing | A method of testing hollow cylindrical bodies such as shells, pipes, cylinders, barrels and the like for the presence of inhomogeneities by means of ultrasonic waves |
| DE1294070B (de) * | 1963-09-06 | 1969-04-30 | Lehfeldt & Co Gmbh Dr | Anordnung zur Ultraschall-Materialpruefung von Koerpern mit gekruemmter Oberflaeche |
| GB1075461A (en) * | 1964-02-21 | 1967-07-12 | Accles & Pollock Ltd | Ultrasonic testing of tubes |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP4258769A patent/JPH05209988A/ja not_active Withdrawn
- 1992-10-01 EP EP92308973A patent/EP0535958A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0535958A1 (en) | 1993-04-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |