JPH0875714A

JPH0875714A - 探傷試験方法及び探触子

Info

Publication number: JPH0875714A
Application number: JP23411094A
Authority: JP
Inventors: Toshikatsu Yoshiara; 俊克吉荒; Takuichi Imanaka; 拓一今中
Original assignee: HIHAKAI KENSA KK
Current assignee: HIHAKAI KENSA KK
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】試験体が他の部材と密接していても、当該他
の部材の密接部の検査を容易に行うことの可能な探傷試
験方法及び探触子を提供する。【構成】ポリふっ化ビニリデンよりなる樹脂膜１２ａ
の両面に電極１２ｂ，１２ｃを設けてなる可撓性の振動
子１２を、ステンレス製のテープ１４に支持することで
探触子１０を構成する。この探触子１０を試験体２に対
する支持台１の密接部に形成される隙間Ｓに差込む。そ
して、試験体２に対して振動子１２から超音波Ｐを発信
すると共に受信することで超音波探傷を行う。検出面Ｆ
の裏面側には、隙間Ｓに差し込んだ状態でこの検出面Ｆ
を試験体２の探傷面に接当させるための接当用ばね１８
ａを設けて、振動子が探傷面から離れ過ぎることにより
送信波又は受信波の強度が低下することを防止してあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波探傷試験やＡＥ
（アコースティックエミッション）による探傷試験な
どの探傷試験方法及びこれらの試験方法に用いることの
可能な探触子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波探傷試験やＡＥ試験におけ
る探触子としては、主として、水晶やセラミックス等の
硬質の圧電材料に電極を設けてなる振動子を小さな箱型
のケースに収納したものが用いられており、試験体の探
傷試験を行うに当たっては、試験体の表面に探触子を密
着させるに留まっていた。

【０００３】そして、例えば、圧力容器等の試験体の外
表面に他の支持部材等を密接させてある場合には、その
支持部材等に覆われる探傷部を検査するために、楔を有
する斜角探触子を支持部材等の近傍に取り付けたり、容
器内面に取り付けたりする必要があった。

【０００４】しかし、前者の取り付け方にあっては探傷
部における傷の方向によってその検出が困難であり、し
かも、探傷部の減肉等を検査することは困難である。ま
た、後者の取り付け方は、試験体の構造上必ずしも実施
容易でない場合が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、試
験体が他の部材と密接していても、当該他の部材の密接
部の検査を容易に行うことの可能な探傷試験方法及び探
触子を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる探傷試験方法の第一の特徴方法は、
樹脂膜の両面に電極を設けてなる可撓性の振動子を、試
験体の隙間に差込み、この試験体と前記振動子との間に
音波を伝播させることにある。

【０００７】また、本発明の第二の特徴方法は、上記第
一の特徴方法に加え、前記振動子が超音波を発信及び受
信するトランスジューサーであり、前記樹脂膜がポリふ
っ化ビニリデンよりなることにある。

【０００８】また、本発明にかかる探触子の第一の特徴
構成は、上記第一の特徴方法に記載の探傷試験方法に用
いることの可能な構成において、樹脂膜の両面に電極を
設けてなる可撓性の振動子と、この振動子を前記試験体
の隙間に差込み可能なテープ状の支持部を設けたことに
ある。

【０００９】また、本発明の第二の特徴構成は、上記第
一の特徴構成に加え、前記隙間に差し込んだ状態で前記
振動子の検出面を前記試験体の探傷面に近接させるため
の近接手段を設けたことにある。

【００１０】

【作用】上記探傷試験の第一の特徴方法によれば、振動
子を試験体の隙間に差し込むのであるが、この振動子
は、樹脂膜の両面に電極を設けてなる振動子であるの
で、かなり薄く形成できて、狭い隙間に挿入可能であ
る。また、この振動子は可撓性であるので、狭い隙間に
挿入させる為に薄く形成しても、水晶やセラミックスを
利用した従来の振動子に比較して破損しがたく、しか
も、隙間が屈曲していても挿入可能であり、試験体に荷
重が作用することで隙間がさらに狭くなっても、探触子
は簡単に破損しない。そして、この試験体と振動子との
間に音波を伝播させることで、超音波探傷試験やＡＥ試
験を実施する。

【００１１】一方、上記第二の特徴方法によれば、前記
振動子が超音波を発信及び受信するトランスジューサー
であるので、この振動子のみを用いて隙間部に面する試
験体の探傷試験及び試験体の減肉状況等を試験可能であ
る。

【００１２】また、上記探触子の第一の特徴構成によれ
ば、前記振動子を前記試験体の隙間に差込み可能なテー
プ状の支持部を設けてあるので、振動子を隙間内のかな
り奥まった部分にまで挿入させることが可能である。

【００１３】また、上記第二の特徴構成によれば、前記
隙間に差し込んだ状態で前記振動子の検出面を前記試験
体の探傷面に近接させるための近接手段を設けてあるの
で、振動子が探傷面から離れ過ぎることにより送信波又
は受信波の強度が低下することを防止できる。

【００１４】

【発明の効果】このように、上記本発明にかかる探傷試
験方法の第一の特徴方法によれば、試験体が他の部材と
密接していても、その密接部の狭い隙間に探触子を確実
に装着できて、当該他の部材の密接部の検査を容易に行
うことの可能で、使用する探触子も破損しにくくてより
経済的な探傷試験方法を提供できるようになった。な
お、隙間は試験体に支持脚等の他の部材を密接させるこ
とにより形成できるほか、板材を２枚以上重ねてたり、
試験体自身にスリットを切り込むことでも形成できる。

【００１５】一方、上記本発明にかかる探触子の第一の
特徴構成によれば、振動子を隙間内のかなり奥まった部
分にまで挿入させることができて、従来ではかなり探傷
が困難であった部分の試験が可能となった。

【００１６】また、上記探触子の第二の特徴構成によれ
ば、手等で振動子を押えることの困難な狭い隙間を介し
ても、振動子が探傷面から離れ過ぎることによる送信波
又は受信波の強度の低下を防止して、確実な探傷を行え
るようになった。

【００１７】

【実施例】以下、まず図１〜４を参照しながら、本発明
の第一実施例を説明する。図１は試験対象である燃料タ
ンクの縦断面図を示し、コンクリ−ト製の支持台１に対
し円筒形のタンク２が支持されている。タンク２は、試
験体に相当し、このタンク２に対して支持台１を密接さ
せることで湾曲状の隙間Ｓが形成されている。本実施例
に使用する探触子１０は、大略、振動子１２と、この振
動子１２を支持する為のテ−プ状のステンレス板よりな
る支持部１４と、振動子１２の表面保護用の保護層１６
と、超音波カット用のバッキング材１７とを有してい
る。

【００１８】ここに、上記振動子１２は、ポリふっ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）よりなる樹脂膜１２ａの表裏に電
極１２ｂ，１２ｃを層状に設けたものであって、電極１
２ｂ，１２ｃ間に電圧を印加することにより、その表面
の検出面Ｆよリ圧電効果により超音波パルスを発信し更
に受信するように機能するものである。すなわち、本実
施例では、振動子１２は、超音波を発信及び受信するト
ランスジュ−サ−として機能する。樹脂膜１２ａの電極
１２ｂ、１２ｃに対する電圧の印加及び信号の受信は、
支持部１４に沿わせた一対のケーブル１３を介して行わ
れる。なお、振動子１２の樹脂膜１２ａは、圧電効果を
有するのであればポリふっ化ビニリデン以外の他の組成
のものも使用可能である。

【００１９】上記支持部１４は、その先端部に方形の貫
通孔１４ａを有し、その貫通孔内に先の振動子１２を保
護層１６及びバッキング材１７と共に収納することで全
体の厚みを薄くするように形成してあるが、隙間Ｓが比
較的大きな場合には、貫通孔１４ａを設けずに振動子１
２等を支持部１４に直接貼り付けてもよい。この保護層
１６は、振動子１２のうち超音波信号Ｐの送受信を行う
側である検出面Ｆを保護するためのものであって、厚み
０．１ミリ程度のステンレス製の薄板により形成してあ
るが、樹脂製のものであってもよい。また、振動子１２
の裏面に貼り付けたバッキング材１７は、裏面に対する
超音波の放出を防止するための真鍮製の薄板である。本
実施例で使用する超音波の帯域は例えば、２〜１０ＭＨ
ｚ程度であって、バッキング材の厚みはλ／４〜λ／２
程度に形成すればよいため、探触子１０の先端部の厚み
は、振動子１２、保護層１６及びバッキング材１７全体
で１ミリメートル以下程度の薄いものとすることも可能
である。なお、バッキング材の材質は真鍮に限られるも
のではなく、銅や樹脂を用いることも可能である。

【００２０】支持部１４の先端部裏面には、ばね材１８
を張り付けてあり、先の貫通孔１４ａに納めたバッキン
グ材１７の縁部をばね板１８の縁部に接着することで振
動子１２を支持部１４の先端部に固定してある。また、
ばね板１８の中央部に切込み１８ｂを入れて横断面視で
への字状に折曲げることにより、バッキング材１７の中
央部を押圧する接当用ばね１８ａを形成してある。すな
わち、この接当用ばね１８ａは、隙間Ｓに振動子１２を
差し込んでいく場合において、その弾発力により振動子
１２の検出面Ｆを試験体の探傷面から離れないよう接当
させるための接当手段として機能するものであり、この
接当手段は、ばねに限らずゴム等の弾性体で構成するこ
とが可能である。なお、ばね材１８の後端側には、上記
貫通孔１４ａから電圧印加用のケーブル１３を引き出す
ための切込み１８ｄを形成してある。

【００２１】上記構成の探触子１０を使用してタンク２
の底部を探傷試験を行うには、探触子１０の検出面Ｆを
タンク２側に向けて上記隙間Ｓの間に探触子１０を差し
込んでいく。このとき、隙間Ｓには水、マシン油、ペー
スト又はグリセリン等の接触媒質を充填しておくと超音
波の伝播がより確実となる。振動子１２の検出面Ｆは、
接当用ばね１８ａの弾発力によってタンク２の探傷面に
接当する。また、振動子１２より発信される超音波は裏
面に対してはバッキング材１７の作用により伝播されな
い為、支持台１側に超音波が伝播することによる外乱を
防止できる。本実施例に係る探傷試験方法によれば、タ
ンク２の燃料を抜きとってからその内部に探触子を装着
しなくとも、タンク２の隙間Ｓの間に雨水が溜まってタ
ンク２の底部が腐蝕した場合等に、その部分を容易に探
傷検査することが可能となる。

【００２２】次に、図５を参照しながら本発明の第二実
施例について説明する。同図は、シェルアンドチュ−ブ
式熱交換器における伝熱細管３の管板４に対する取付部
を示す斜視図であり、図示省略するが、伝熱細管３は多
数本平行に配置してある。本実施例では、この伝熱細管
３と管板４との間に形成される円形の隙間Ｓに対し振動
子１２を差し込んで、伝熱細管３の探傷試験を行う。本
実施例では、樹脂膜の両面に電極を設けた振動子１２の
表裏に保護層１６とバッキング材１７とを貼り付けてい
る点は第一実施例と同様であるが、支持部１４を用いず
に振動子１２を単体で用いている点が第一実施例とは異
なる。このように振動子１２を用いることで、より狭い
隙間Ｓ内の探傷が可能となる。なお、電極に対する電圧
の印加は、振動子１２の一端側に突出させた突出部１２
ｄに対して行う。

【００２３】振動子１２のうちバッキング材１７を装着
した背面側とは反対の検出面Ｆを伝熱細管３側に向ける
ことで、伝熱細管３のみの探傷試験が可能となる。伝熱
細管３の管板４による支持部全周を検査するには、周方
向Ｔに順次振動子１２を回転させていけばよいが、伝熱
細管３の全周をほぼ全面覆うように振動子１２を長めに
形成してもよい。また、周方向Ｔに沿って電極１２ｂを
複数個分割することにより、比較的大きな直径の伝熱細
管３をも検査することができる。なお、伝熱細管３のう
ち管板４に支持されている部分の探傷は、従来のリモ−
トフィ−ルド探傷法によれば管板４の影響によって試験
結果の判定が難しい為、この管板４の影響を除去できる
本実施例は実用性が大きい。

【００２４】次に本発明の第三実施例を図６（ａ）を参
照しながら説明する。本実施例では２枚の鋼板５，５を
重ね合わせることにより隙間Ｓを形成しており、この隙
間Ｓの間に振動子１２を紙面左右方向に細長く形成され
た振動子１２を紙面垂直方向に移動させることで、２枚
の鋼板５，５を１度の走査により全面探傷するものであ
る。本実施例に用いられる振動子１２は紙面左右方向に
細長く形成した樹脂膜１２ａの片面に設ける電極１２ｂ
を１センチメートル程度の間隔で複数個に分割形成し、
他方は連続状に設けることにより、全体としてアレイ装
置を構成している。そして、電極１２ｂ，１２ｃ間にパ
ルス電圧を印加することにより、樹脂膜１２ａの上面と
下面の双方に対して超音波Ｐを発信しそれらを再び受信
するように構成してある。このように１度の探傷で両面
からの信号を受け取ることにより鋼板５，５の傷を判定
するものであって、２枚の鋼板５，５のうちいずれかが
傷を有する場合にそれを示す信号が受信される。なお、
鋼板５を複数枚重ねて隣り合う複数の隙間を順次振動子
１２で探傷することで、挟み討ちにより傷を有する鋼板
５を特定可能である。

【００２５】一方図６（ｂ）に示す第四実施例によれ
ば、バッキング材１７の両面に先の第実施例に係る振動
子１２を両面に設けてあるので、傷の信号を受信した場
合に、２枚の鋼板５，５のうちいずれに傷があるのか判
別できる。

【００２６】次に本発明の更に他の実施例を以下列挙す
る。上記第一実施例では、振動子の検出面Ｆを探傷面に
接当させる為の接当手段を構成するに、振動子１２の裏
面側に接当用ばね１８ａを設けたが、例えば、図７に示
すように、振動子１２の周部に磁石１９を設けることで
強磁性体の試験体に１９を磁着可能とし、振動子１２の
検出面Ｆを探傷面に接当させるように構成してもよい。
この場合、磁石１９の材質としては、隙間Ｓの狭まりに
よる破損を防止する為、可撓性の磁石を用いることが望
ましい。

【００２７】また、隙間Ｓの両面ともが強磁性体で構成
される場合には、試験体以外の面に対して磁石１９が吸
着しないよう、振動子１２の裏面側に突出部２５ａを設
けたり第一実施例のばね材１８とほぼ同形状の非磁性体
２５の層を設けることが望ましい。

【００２８】また、上記接当手段を構成するに、同図に
示すように、振動子１２の背面側に第一の斜面２５ａを
設けると共に、先端部に第二の傾斜面２６ａを有する接
当用テ−プ２６を探触子１０の挿入後に振動子１２の背
面側から挿入していき、第二の斜面２６ａを第一の斜面
２５に接当させることで、振動子１２の検出面Ｆを探傷
面に接当させる接当手段２４を構成するようにしてもよ
い。このとき、隙間Ｓの広さに応じて接当用テ−プ２６
の厚みを変更することで、種々の隙間に対応した試験が
可能となる。

【００２９】また、図８（ａ）に示すように、支持部１
４全体をばね材で形成すると共に支持部１４全体を振動
子１２の検出面側を中心側に向けた渦巻状に形成するこ
とで探触子１０を構成するようにしてもよい。このよう
に支持部１４全体を渦巻状に形成して渦巻ばねとするこ
とによって、支持部１４の弾発力を以って振動子１２の
検出面を探傷面に接当させる接触手段を構成することが
可能となる。

【００３０】同実施例にかかる探触子を用いて探傷試験
を行うには、図８（ｂ）に示すように、試験体６と他の
部材７とで構成される隙間Ｓのさらに奥に拡大部８を有
するものを試験対象としてもよい。すなわち、本発明に
いう探傷試験方法は、隙間Ｓの部分で実施可能である
他、隙間Ｓを通過した拡大部８でも実施可能である。な
お、図８（ｂ）の場合、試験体６の探傷面を奥に向かう
に従って下側に屈曲するように形成してあるが、同探傷
面を奥に向かうに従って上側に屈曲するように形成して
もよく、後者の場合、支持部１４全体を直線状のばね材
で形成するようにしても、本実施例と同様の効果を得る
ことができる。したがって、支持部１４全体を板ばね等
の弾性体で形成することで接触手段を構成できる。

【００３１】支持部１４を構成するに、図９に示すよう
に、その先端部に鋸状の刃２８を設けてもよい。このよ
うに刃２８を設けることで隙間Ｓに異物が介在する場合
にもその先端の刃２８によって異物を除去することが可
能となるからである。

【００３２】上記第三、第四実施例にかかる試験方法に
おいて、両検出面Ｆ，Ｆと鋼板５，５の探傷面との間に
接触媒質を介在させるのであるが、接触媒質の作用によ
ってこれら検出面Ｆと鋼板の探傷面とを接触させずと
も、超音波を伝播させて鋼板の探傷試験を行うことは可
能である。同様に、上記接当手段を構成するに、隙間Ｓ
の探傷面等が粗面である場合等には、検出面を探傷面に
接当させずに近接させるに留めてもよい。すなわち、上
記各実施例において、接当手段に換えて、振動子の検出
面を試験体の探傷面に近接させる近接手段を用いてもよ
い。近接手段には、接当手段も含まれるものとする。

【００３３】上記接当手段ないし近接手段を構成する
に、第一実施例におけるばね板１８ないし接当用ばね１
８ａの部分に、電磁誘導によって一対の部材が互いに反
発することで検出面Ｆを探傷面に接当ないし近接させる
ようにしてもよい。この場合、反発し合う一対の部材
は、それぞれ、樹脂膜に螺旋状にコイルのパターンをエ
ッチングで形成して電磁石とすることにより構成するよ
うにしてもよい。また、同部分に小さな風船を設けて空
気を送り込むことにより検出面Ｆを探傷面に接当ないし
近接させるようにしてもよい。すなわち、接当手段ない
し近接手段は、検出面の裏面側に操作によって厚さを増
大可能な装置により構成可能である。

【００３４】上記各実施例では振動子１２を超音波を発
信及び受信するトランスジュ−サ−として実施したが振
動子１２を超音波を発信又は受信のいずれかのみ行うも
のとして実施してもよい。さらに、振動子１２をＡＥ波
を受信する為のＡＥセンサ−として実施することも可能
である。なお、上記各実施例は単独で実施可能である
他、各実施例を組み合わせて実施することも可能である
ことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例に係る探傷試験方法を説明する為の
燃料タンクの要部縦断面図

【図２】探触子の要部縦断面図

【図３】図２のＡ−Ａ線弾面図

【図４】図２の平面図

【図５】本発明の第二実施例に係る探傷試験方法を示す
為の図であって、シェルアンドチュ−ブ式熱交換器にお
ける管板近傍の要部斜視図

【図６】鋼板の重ね合により形成される隙間を利用た探
傷試験方法を説明するための要部縦断面図であって、
（ａ）は第三実施例、（ｂ）は第四実施例を示す。

【図７】第五実施例を説明する為の図２相当図

【図８】第六実施例を示し、（ａ）は探触子の概略側面
図、（ｂ）は（ａ）に係る探触子の使用状態を示す概略
断面図

【図９】第七実施例を示す為の要部平面図

【符号の説明】

１２ａ樹脂膜１２ｂ，１２ｃ電極１２振動子２，３，５，６試験体Ｓ隙間Ｐ音波。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂膜（１２ａ）の両面に電極（１２
ｂ，１２ｃ）を設けてなる可撓性の振動子（１２）を、
試験体（２，３，５，６）の隙間（Ｓ）に差込み、この
試験体（２，３，５）と前記振動子（１２）との間に音
波（Ｐ）を伝播させることを特徴とする探傷試験方法。
【請求項２】前記振動子（１２）が超音波を発信及び
受信するトランスジューサーであり、前記樹脂膜（１２
ａ）がポリふっ化ビニリデンよりなる請求項１に記載の
探傷試験方法。
【請求項３】請求項１に記載の探傷試験方法に用いる
ことの可能な探触子（１０）であって、樹脂膜（１２
ａ）の両面に電極（１２ｂ，１２ｃ）を設けてなる可撓
性の振動子（１２）と、この振動子（１２）を前記試験
体（２，３，５，６）の隙間（Ｓ）に差込み可能なテー
プ状の支持部（１４）を設けた探触子。
【請求項４】前記隙間（Ｓ）に差し込んだ状態で前記
振動子（１２）の検出面（Ｆ）を前記試験体（２，３，
５，６）の探傷面に近接させるための近接手段（１８
ａ，１９，２４，１４）を設けてある請求項３に記載の
探触子。