JPH058462U - 薄板突合わせ溶接部の欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査物の形状変化に伴う探傷動作の中断をな
くするとともに、探触子自体を小型化して狭隘部へ適用
可能とする。 【構成】 突合わせ溶接部を有する薄板検査物１の板面
に超音波が垂直入射するように板厚測定用振動子４ａを
設置するとともに、検査物１の表面に一定入射角を保持
するように板波発生用振動子４ｂを設置し、板厚測定用
振動子４ａの板厚測定結果をもとに、制御処理装置７に
より板波発生用振動子４ｂに加える周波数を自動的に変
更し、所定の板波モードで探傷を行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は薄板突合わせ溶接部の欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、突合わせ溶接部の超音波探傷には図３模式図に示す斜角探傷法が多く用 いられており、すなわち超音波探触子３より検査物１の内部へ超音波を入射角θ の斜め方向に入射させながら、検査物１の表面上を矢印の方向に探触子３を走査 させ、欠陥２からの反射波を受信した場合、探触子３の位置と超音波を送信して から受信するまでの時間から欠陥２の位置を判定するとともに、受信波の大きさ から欠陥２の程度を判定している。一方薄板製造ライン等では超音波探傷の一種 で板波と称せられる特殊な波動を用いた欠陥検査が利用されており、これは、図 ４模式図に示すように、通常周波数の固定された探触子３に半円形の楔材８を当 て、その周上を振動子４が可動する機構とし、超音波入射角θが可変できるもの であり、入射角θは検査物１の板厚に応じて所定の板波モードを発生するよう事 前に調整し、以後同一条件で探傷を行っている。

【０００３】 しかしながら、このような斜角探傷法で薄板突合わせ溶接部の欠陥検査を行っ た場合、図５説明図に示すように、振動子４のある部分より出た超音波Ａが検査 物１の底面で反射し、同一振動子４の他の部分より出た超音波Ｂと重なり、両者 の位相差によって欠陥検出性能が変化し、安定した検査ができない。このため薄 板溶接部への斜角探傷法の適用は通常困難とされている。一方薄板製造ラインで 用いられている板波探傷法は、製造ラインの薄板のように板厚が一定に調整され ているような対象には適用可能でも、板厚が連続的又は不連続的に変化している 場合や、一般の溶接部のように板厚が数種類にわたるような場合には、その都度 探傷を中断して振動子の取付角度を手動にて変更し、超音波入射角を適切化する 必要がある。またこの種の探触子は振動子の取付角度を調整するため探触子内に 可動部分が含まれ、探触子自体が大型化し易く、狭隘部での適用が制限される場 合がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、このような事情に鑑みて提案されたもので、検査物の形状変化に伴 う探傷動作の中断がなく、また探触子を小型化することができ狭隘部へ適用が可 能となる薄板突合わせ溶接部の欠陥検査装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

そのために本考案は、突合わせ溶接部を有する薄板検査物の板面に超音波が垂 直入射するように板厚測定用振動子を設置するとともに、上記検査物の表面に一 定入射角を保持するように板波発生用振動子を設置し、上記板厚測定用振動子の 板厚測定結果をもとに上記板波発生用振動子に加える周波数を自動的に変更し、 所定の板波モードで探傷を行うことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

本考案薄板突合わせ溶接部の欠陥検査装置においては、超音波入射角が一定で あれば周波数と板厚との積がほぼ一定値となることにもとづき、板厚測定用振動 子の板厚測定結果に応じ板波発生用振動子に加える周波数を自動的に変更し、所 定の板波モードで探傷を行い、従って検査物の板厚が連続的又は不連続的に変化 した場合でも、常に適正条件で検査することができ、検査物の形状変化に伴う探 傷動作の中断が生じない。

【０００７】

【実施例】

本考案薄板突合わせ溶接部の欠陥検査装置の一実施例を図面について説明する と、図１は本装置の模式図、図２は本装置の使用における板厚と周波数の関係を 示す線図である。

【０００８】 図１において、薄板の検査物１の突合わせ溶接部における欠陥２を、板波を用 いた超音波探傷法を施すにあたり、超音波が垂直入射するように設置された板厚 測定用振動子４ａと、一定入射角で入射するように設置され板波発生用振動子４ ｂとを内蔵するとともに、楔材８を当てた探触子３を用いて、板厚測定用振動子 ４ａには、通常の超音波探傷器５によりパルス電圧を印加し、また板波発生用振 動子４ｂには、周波数可変超音波探傷器６より検査物１の板厚に応じて定められ た発振周波数のパルス電圧を印加する。この場合、各板厚に対する周波数は予め 制御処理装置７に組み込んでおき、板厚測定用振動子４ａの板厚測定結果をもと に、自動的に設定された周波数となるように周波数可変超音波探傷器６の発振を 制御する。また両振動子４ａ，４ｂへのパルス電圧の印加は双方から発生する超 音波による干渉を防止するため、ある特定時間間隔をもって交互に行う。なお両 振動子４ａ，４ｂはそれぞれ独立した探触子を使用してもよい。

【０００９】 このような装置の作用を原理的に説明すると、板波発生用振動子４ｂは一定角 度で取付けられて検査物１への超音波入射角は一定となり、所定の板波としてモ ードＳ２波を例にとった場合、超音波入射角が一定であれば、周波数と板厚との 関係は、図２のようにほぼ逆比例すなわち周波数ｆと板厚ｄとの積がほぼ一定値 となる。本装置はこのような周波数と板厚の関係をもとにしたもので、板厚測定 用振動子４ａに超音波探傷器５からパルス電圧を印加し、超音波を検査物１へ垂 直入射させて検査物１の板厚を測定し、この板厚測定値を制御処理装置７に伝え る。制御処理装置７の内部には図２に示したような各モード毎の板厚と周波数の 関係を基にした演算機能を持たせておき、板厚測定用振動子４ａでの板厚測定結 果及び予め入力した超音波入射角，使用する板波モードを基に適正周波数を演算 し、そしてこの演算した周波数となるよう制御処理装置７は周波数可変超音波探 傷器６の発振を制御する。

【００１０】 以下に本装置による欠陥検査の試験例を説明する。 （試験例１） 公称板厚3.0 mmで板厚変動±0.5 mm生じた場合の鋼突合わせ溶接部の検査を想 定し、板厚2.5 mm, 3.0 mm, 3.5 mmの平板に深さ0.1 mm, 幅５mmの人工欠陥を設 けた試験片で探傷試験を行った。この場合板波発生用振動子の取付角度は超音波 入射角が４５°となるように設定し、楔材に有機ガラスを用い、板波としてモー ドＳ２を用いた。そして制御処理装置に組み込む周波数ｆと板厚ｄの関係をｆ× ｄ＝14.4の定数としてとり扱い、板厚検出後ｆ＝14.4／ｄで適正周波数を算出し 、板波発生用振動子に加える周波数を制御した。その結果周波数制御を行わない 場合、2.5 mm, 3.5 mmの板厚の欠陥は検出困難であるのに対し、周波数制御を行 った場合には、2.5 〜3.5 mmいずれの板厚においても容易にかつほぼ同様に検出 できた。

【００１１】 （試験例２） 公称板厚2.7 mmの突合わせ溶接部の欠陥検査を行った。この場合試験例１と同 様超音波入射角４５°で、板波はモードＳ２を用い、制御処理装置に組み込む周 波数ｆと板厚ｄとの関係はｆ×ｄ＝14.4の定数を用いた。この検査部各位置で実 測した板厚変動は±0.15mmで、このため探傷中は板波発生用振動子へ加える周波 数は5.3 ＭＨｚを中心として±0.3 ＭＨｚの範囲で変化していた。このような条 件下で行った探傷で溶接部に生じた深さ0.1 mm以上の溶込不足が確実に検出でき た。

【００１２】 かくして、このような装置によれば、突合わせ溶接部を有する薄板の検査物１ の板厚を板厚測定用振動子４ａで測定しつつ、その値をもとに適正な探傷周波数 を選定して板波発生用振動子４ｂで探傷を行うことにより、検査物１の板厚が連 続的又は不連続的に変化した場合でも、常に適正条件で検査することができ、検 査物１の形状変化に伴う探傷動作の中断が生じない。また探触子３内の板波発生 用振動子４ｂの取付角度を調整する必要がなく、そのため探触子３内に可動部分 がなく探触子３自体を小型化することができ、狭隘部への適用が可能となる。

【００１３】

【考案の効果】

要するに本考案によれば、突合わせ溶接部を有する薄板検査物の板面に超音波 が垂直入射するように板厚測定用振動子を設置するとともに、上記検査物の表面 に一定入射角を保持するように板波発生用振動子を設置し、上記板厚測定用振動 子の板厚測定結果をもとに上記板波発生用振動子に加える周波数を自動的に変更 し、所定の板波モードで探傷を行うことにより、検査物の形状変化に伴う探傷動 作の中断がなく、また探触子を小型化することができ狭隘部へ適用が可能となる 薄板突合わせ溶接部の欠陥検査装置を得るから、本考案は産業上極めて有益なも のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案薄板突合わせ溶接部の欠陥検査装置の一
実施例の模式図である。

【図２】本装置の使用における板厚と周波数の関係を示
す線図である。

【図３】従来装置の模式図である。

【図４】他の従来装置の模式図である。

【図５】従来装置の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１ 検査物 ２ 欠陥 ３ 探触子 ４ａ 板厚測定用振動子 ４ｂ 板波発生用振動子 ５ 超音波探傷器 ６ 周波数可変超音波探傷器 ７ 制御処理装置 ８ 楔材

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 突合わせ溶接部を有する薄板検査物の板
   面に超音波が垂直入射するように板厚測定用振動子を設
   置するとともに、上記検査物の表面に一定入射角を保持
   するように板波発生用振動子を設置し、上記板厚測定用
   振動子の板厚測定結果をもとに上記板波発生用振動子に
   加える周波数を自動的に変更し、所定の板波モードで探
   傷を行うことを特徴とする薄板突合わせ溶接部の欠陥検
   査装置。