JPH09229910A - 超音波斜角探傷方法 - Google Patents
超音波斜角探傷方法Info
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- JPH09229910A JPH09229910A JP8031885A JP3188596A JPH09229910A JP H09229910 A JPH09229910 A JP H09229910A JP 8031885 A JP8031885 A JP 8031885A JP 3188596 A JP3188596 A JP 3188596A JP H09229910 A JPH09229910 A JP H09229910A
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- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接部の超音波斜角探傷法において、溶接裏
波ビードと近接して発生したきずの判別方法を解決す
る。 【解決手段】 超音波探傷試験の斜角探傷法において、
近接するきず４の分解能が最大になる視野角度１０を選
択し、前記きず４のエコー高さのピーク位置１０２を検
出して、このピーク値１０２に相当する超音波探触子１
のビーム路程と超音波探触子１の走査ライン９との交点
をきず位置と判定する超音波斜角探傷方法。
波ビードと近接して発生したきずの判別方法を解決す
る。 【解決手段】 超音波探傷試験の斜角探傷法において、
近接するきず４の分解能が最大になる視野角度１０を選
択し、前記きず４のエコー高さのピーク位置１０２を検
出して、このピーク値１０２に相当する超音波探触子１
のビーム路程と超音波探触子１の走査ライン９との交点
をきず位置と判定する超音波斜角探傷方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、溶接部の超音波
斜角探傷方法に関するものである。
斜角探傷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶接部を非破壊検査する手法に超音波斜
角探傷法がある。
角探傷法がある。
【０００３】超音波斜角探傷法は図５に示すように探触
子１から超音波を所定の屈折角２をもって溶接部８に入
射させ、きず４や裏波６からの反射エコーのビーム路程
やエコー高さを測定することによって、きずや裏波の位
置や大きさを評価する手法である。
子１から超音波を所定の屈折角２をもって溶接部８に入
射させ、きず４や裏波６からの反射エコーのビーム路程
やエコー高さを測定することによって、きずや裏波の位
置や大きさを評価する手法である。
【０００４】きず４や裏波６の位置は、超音波探触子１
の入射点３からきず反射エコー５や裏波反射エコー７ま
でのビーム路程と、屈折角２によって算出する。探触子
１を溶接部８に対し直角方向（Ｙ）に移動させた場合、
探触子１の位置に相当する走査ライン９上に、きず反射
エコー５や裏波反射エコー７の位置を算出して、一溶接
断面の断面像を得ている。そして、溶接部８の方向に連
続して探傷を行うことによって、溶接部の平面像（Ｃス
コープ）や断面像（Ｂスコープ）を得ている。
の入射点３からきず反射エコー５や裏波反射エコー７ま
でのビーム路程と、屈折角２によって算出する。探触子
１を溶接部８に対し直角方向（Ｙ）に移動させた場合、
探触子１の位置に相当する走査ライン９上に、きず反射
エコー５や裏波反射エコー７の位置を算出して、一溶接
断面の断面像を得ている。そして、溶接部８の方向に連
続して探傷を行うことによって、溶接部の平面像（Ｃス
コープ）や断面像（Ｂスコープ）を得ている。
【０００５】超音波反射情報を画像化する方法の一例と
して、特開平４−３６６７６１号公報に示されている方
法（以下、従来法と称する。）のように、探触子の位置
座標（Ｘ，Ｙ）とゲート内の反射エコーのエコー高さの
情報を、溶接部の方向に連続して表示する方法がある。
従来法では、図７に示すように、検査対象範囲に送信パ
ルス２０に同期してきず検出ゲート１９を設け、このゲ
ート内に存在する反射エコーを検出し、図８に示すよう
に、探触子１の位置座標（Ｘ，Ｙ）とエコー高さ５、７
の関係を溶接部の方向に連続的に表示している。
して、特開平４−３６６７６１号公報に示されている方
法（以下、従来法と称する。）のように、探触子の位置
座標（Ｘ，Ｙ）とゲート内の反射エコーのエコー高さの
情報を、溶接部の方向に連続して表示する方法がある。
従来法では、図７に示すように、検査対象範囲に送信パ
ルス２０に同期してきず検出ゲート１９を設け、このゲ
ート内に存在する反射エコーを検出し、図８に示すよう
に、探触子１の位置座標（Ｘ，Ｙ）とエコー高さ５、７
の関係を溶接部の方向に連続的に表示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来法では、図７に示
すように、きず検出ゲート１９を検査対象範囲に設け、
このゲート内に存在するエコーを検出するが、ゲート内
に複数のエコーが存在すると、きず反射エコー５もしく
は裏波反射エコー７のどちらか一方の反射エコーの情報
しか得ることができないという問題点がある。
すように、きず検出ゲート１９を検査対象範囲に設け、
このゲート内に存在するエコーを検出するが、ゲート内
に複数のエコーが存在すると、きず反射エコー５もしく
は裏波反射エコー７のどちらか一方の反射エコーの情報
しか得ることができないという問題点がある。
【０００７】また、従来法では、図８に示すように、探
触子位置座標（Ｘ，Ｙ）とエコー高さの関係を示す画像
化方法であるため、きずの位置に対応するビーム路程方
向の情報が得られないという問題点がある。
触子位置座標（Ｘ，Ｙ）とエコー高さの関係を示す画像
化方法であるため、きずの位置に対応するビーム路程方
向の情報が得られないという問題点がある。
【０００８】溶接部の探傷において、検査対象範囲内に
複数個の反射エコーのビーム路程と反射エコー高さのデ
ータをすべて収集できるものとすると、一溶接断面のき
ずの位置は、図５に示すように探触子１の所定の屈折角
２をもった走査ライン上にあるものとして表現すること
ができる。通常、１個のきずであっても、探触子のビー
ムの拡がりのため、きずは複数の走査ラインで検出され
る。溶接部８の方向に連続してデータを収集して、図５
に示すＣ矢視やＢ矢視の方向からきず４を画像化する
と、図６に示すような平面図（Ｃスコープ）や断面図
（Ｂスコープ）を得ることができる。
複数個の反射エコーのビーム路程と反射エコー高さのデ
ータをすべて収集できるものとすると、一溶接断面のき
ずの位置は、図５に示すように探触子１の所定の屈折角
２をもった走査ライン上にあるものとして表現すること
ができる。通常、１個のきずであっても、探触子のビー
ムの拡がりのため、きずは複数の走査ラインで検出され
る。溶接部８の方向に連続してデータを収集して、図５
に示すＣ矢視やＢ矢視の方向からきず４を画像化する
と、図６に示すような平面図（Ｃスコープ）や断面図
（Ｂスコープ）を得ることができる。
【０００９】しかし、これらの画像を見ると、図５のき
ず４と裏波６が近接して存在する場合には、きず反射エ
コー５の一群とと裏波反射エコー７の一群が重なって表
示されることになり、きず４と裏波６を分離して判別す
ることが難しいという課題があった。
ず４と裏波６が近接して存在する場合には、きず反射エ
コー５の一群とと裏波反射エコー７の一群が重なって表
示されることになり、きず４と裏波６を分離して判別す
ることが難しいという課題があった。
【００１０】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、近接するきずを分離して画像化すること
を目的とする。
されたもので、近接するきずを分離して画像化すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、超音波探傷試験の斜角探傷法において、
近接するきず分解能が最大になる視野角度を選択し、前
記きずのエコー高さのピーク値を検出して、このピーク
値に相当する超音波探触子のビーム路程と超音波探触子
の走査ラインとの交点をきず位置と判定することを特徴
とする超音波斜角探傷方法である。
の手段として、超音波探傷試験の斜角探傷法において、
近接するきず分解能が最大になる視野角度を選択し、前
記きずのエコー高さのピーク値を検出して、このピーク
値に相当する超音波探触子のビーム路程と超音波探触子
の走査ラインとの交点をきず位置と判定することを特徴
とする超音波斜角探傷方法である。
【００１２】前述の手段によれば、超音波探傷試験の斜
角探傷法において、きずからの反射エコー高さの分布図
を求め、この分布図において近接するきずの分解能が最
大になるような視野角を選択することによって、きずの
分解能を向上させ、きずの判別を容易にする作用があ
る。また、きずのエコー高さのピーク値を検出し、この
ピーク値に相当するビーム路程と走査ラインの交点をき
ずの位置とすることによって、きずの位置を精度良く評
定することができる作用がある。
角探傷法において、きずからの反射エコー高さの分布図
を求め、この分布図において近接するきずの分解能が最
大になるような視野角を選択することによって、きずの
分解能を向上させ、きずの判別を容易にする作用があ
る。また、きずのエコー高さのピーク値を検出し、この
ピーク値に相当するビーム路程と走査ラインの交点をき
ずの位置とすることによって、きずの位置を精度良く評
定することができる作用がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１により
説明する。きず４と裏波６が近接して存在する溶接部８
を斜角探触子１で探傷すると、探触子１の各走査ライン
９においてきず反射エコー５や裏波反射エコー７などの
反射エコーがあり、溶接部８の断面図を得ることができ
る。
説明する。きず４と裏波６が近接して存在する溶接部８
を斜角探触子１で探傷すると、探触子１の各走査ライン
９においてきず反射エコー５や裏波反射エコー７などの
反射エコーがあり、溶接部８の断面図を得ることができ
る。
【００１４】この断面図において、きず４と裏波６の分
解能を向上させるためには、図１に示す、後述の（１）
式の関係をなす方向に視野角度１０をとることが望まし
い。この視野角度１０の最適値は、視野方向から見た反
射エコー高さの分布図において、きず反射エコー５の分
解能が最大になる方向である。
解能を向上させるためには、図１に示す、後述の（１）
式の関係をなす方向に視野角度１０をとることが望まし
い。この視野角度１０の最適値は、視野方向から見た反
射エコー高さの分布図において、きず反射エコー５の分
解能が最大になる方向である。
【００１５】さらに、反射エコー高さの分布図における
エコー高さ１０２のピーク位置のＷ１と、ピーク位置の
Ｗ１において最大のエコー高さ１０２をもつ走査ライン
９のＬ１を見いだし、この交点をきず４の位置として評
定することによって、きず４の位置を正確に特定するこ
とができる。
エコー高さ１０２のピーク位置のＷ１と、ピーク位置の
Ｗ１において最大のエコー高さ１０２をもつ走査ライン
９のＬ１を見いだし、この交点をきず４の位置として評
定することによって、きず４の位置を正確に特定するこ
とができる。
【００１６】図２は、本発明にかかる超音波斜探傷方法
のブロック図である。図２において、斜角探触子１を用
いて超音波の送信と受信を行なう超音波探傷器１２と超
音波探傷器１２の出力を処理する回路であるエコー高さ
の最大値検出回路１３、エコー高さ尖鋭度の算出回路１
４、視野方向および視野範囲の設定回路１５、きず位置
の評定回路１６、画像表示回路１７および探触子位置検
出回路１８とからなる。
のブロック図である。図２において、斜角探触子１を用
いて超音波の送信と受信を行なう超音波探傷器１２と超
音波探傷器１２の出力を処理する回路であるエコー高さ
の最大値検出回路１３、エコー高さ尖鋭度の算出回路１
４、視野方向および視野範囲の設定回路１５、きず位置
の評定回路１６、画像表示回路１７および探触子位置検
出回路１８とからなる。
【００１７】各走査ライン９の探傷データは、超音波探
傷器１２から得られ、走査ライン９に相当する探触子１
の位置は、探触子位置検出回路１８によって得られる。
傷器１２から得られ、走査ライン９に相当する探触子１
の位置は、探触子位置検出回路１８によって得られる。
【００１８】エコー高さ分布図を求めるためのビーム路
程の演算範囲は、視野方向および視野範囲の設定回路１
５によって設定する。エコー高さの最大値検出回路１３
は、探傷データを視野方向から見た最大エコー高さを検
出し、時間軸方向にエコー高さの分布図を得る。
程の演算範囲は、視野方向および視野範囲の設定回路１
５によって設定する。エコー高さの最大値検出回路１３
は、探傷データを視野方向から見た最大エコー高さを検
出し、時間軸方向にエコー高さの分布図を得る。
【００１９】エコー高さ尖鋭度の算出回路１４は、エコ
ー高さの分布図の尖鋭度を算出する。
ー高さの分布図の尖鋭度を算出する。
【００２０】エコー高さの分布図の尖鋭度は、図１のエ
コー高さ分布図において、エコー幅１０１の幅によって
判断し、この幅が最も狭くなる場合に最大の分解能が得
られるものとする。
コー高さ分布図において、エコー幅１０１の幅によって
判断し、この幅が最も狭くなる場合に最大の分解能が得
られるものとする。
【００２１】この尖鋭度の算出方法として、図１のエコ
ー高さ分布図において、２つのエコー高さのピーク値の
谷にあたるところのエコー高さ１０３による方法もあ
る。
ー高さ分布図において、２つのエコー高さのピーク値の
谷にあたるところのエコー高さ１０３による方法もあ
る。
【００２２】きず位置評定回路１６は、エコー高さの分
布図のピーク値を検出し、ビーム路程のピーク位値（Ｗ
１）において、最大のエコー高さをもつ走査ライン（Ｌ
１）を見いだし、その交点をきずの位置と評定する。
布図のピーク値を検出し、ビーム路程のピーク位値（Ｗ
１）において、最大のエコー高さをもつ走査ライン（Ｌ
１）を見いだし、その交点をきずの位置と評定する。
【００２３】画像表示回路１７は、きず４の位置ときず
４のエコー高さ１０２を表示する回路である。
４のエコー高さ１０２を表示する回路である。
【００２４】
【実施例】本発明の一実施例を、図１により詳細に説明
する。一例として、板厚１９ｍｍの鋼鈑の突き合わせ溶
接部８を対象にし、周波数５ＭＨｚ、振動子寸法１０×
１０ｍｍ、屈折角７０度の探触子１を用いて探傷する場
合について説明する。
する。一例として、板厚１９ｍｍの鋼鈑の突き合わせ溶
接部８を対象にし、周波数５ＭＨｚ、振動子寸法１０×
１０ｍｍ、屈折角７０度の探触子１を用いて探傷する場
合について説明する。
【００２５】溶接部８を伝搬する超音波の経路にきず４
が存在すると、そこで反射して入射経路と逆の経路をた
どって探触子１に受信される。探触子１の走査ピッチは
１ｍｍとし、探傷の走査ライン９は屈折角２と平行する
ものと仮定する。
が存在すると、そこで反射して入射経路と逆の経路をた
どって探触子１に受信される。探触子１の走査ピッチは
１ｍｍとし、探傷の走査ライン９は屈折角２と平行する
ものと仮定する。
【００２６】超音波探触子１からのビームは直線ではな
くビーム拡がりがあるため、実際にきず４の存在しない
走査ライン９においても反射エコーが得られることにな
る。
くビーム拡がりがあるため、実際にきず４の存在しない
走査ライン９においても反射エコーが得られることにな
る。
【００２７】各走査ライン９の超音波のビーム路程は距
離に換算することができ、設定された視野方向に超音波
データを演算する開始点（Ｓ１）は、下式によって決定
する。
離に換算することができ、設定された視野方向に超音波
データを演算する開始点（Ｓ１）は、下式によって決定
する。
【００２８】 演算の開始点（Ｓ１）＝ ｙ・ｃｏｓ（θ１）＋ａ θ１：視野角度 ｙ ：探触子距離 ａ ：定数 また、探傷データの演算の終了点（Ｓ２）は、上記の式
において、定数を変更することによって決定する。な
お、演算の開始点（Ｓ１）および終了点（Ｓ２）は、溶
接部８の検査対象範囲を満足するように設定する。
において、定数を変更することによって決定する。な
お、演算の開始点（Ｓ１）および終了点（Ｓ２）は、溶
接部８の検査対象範囲を満足するように設定する。
【００２９】各走査ライン９の探傷データを、視野方向
に演算した、エコー高さ１０２の分布図を求める。
に演算した、エコー高さ１０２の分布図を求める。
【００３０】視野方向を変えてこの演算を行うと、エコ
ー高さ１０２の分布図において、きず４の分解能が最大
になる視野角度１０を得ることができ、この角度が最も
きず４の分解能が高い視野角度１０である。通常、最適
な視野角度（θ１）は定性的に下式のようになる。
ー高さ１０２の分布図において、きず４の分解能が最大
になる視野角度１０を得ることができ、この角度が最も
きず４の分解能が高い視野角度１０である。通常、最適
な視野角度（θ１）は定性的に下式のようになる。
【００３１】 最適な視野角度（θ１）＝９０度−屈折角 ………（１） 探触子１の屈折角２を７０度とすると、最適な視野角度
１０は２０度となるが、きず４の傾きや超音波の音場に
応じて最適な視野角度１０を決定する必要がある。
１０は２０度となるが、きず４の傾きや超音波の音場に
応じて最適な視野角度１０を決定する必要がある。
【００３２】各走査ライン９において、ビーム路程とエ
コー高さからなるＡスコープの探傷データは、デジタル
値として収集する。
コー高さからなるＡスコープの探傷データは、デジタル
値として収集する。
【００３３】きず４の位置は、加算値が最大となるビー
ム路程のＷ１と、このビーム路程に相当する位置で最大
のエコー高さ１０２を有する走査ライン９のＬ１の交点
として評定する。
ム路程のＷ１と、このビーム路程に相当する位置で最大
のエコー高さ１０２を有する走査ライン９のＬ１の交点
として評定する。
【００３４】以上、一溶接断面についてきずの画像化方
法を説明したが、超音波探触子１を溶接部８の方向に走
査させて同様な手順を繰り返すことによって、図３に示
すように、溶接部８の方向に連続した平面図（Ｃスコー
プ）や断面図（Ｂスコープ）の画像を得ることができ
る。また、図４はビーム路程とエコー高さ分布図の関係
を、溶接部方向に連続して画像化した一例を示したもの
である。図４は、図８に示す従来法と異なり、探触子の
走査ラインに含まれるきず反射エコー５と裏波反射エコ
ー７のエコー高さとビーム路程の情報を全て盛り込んで
画像化しているため、きずの見落としがなくなり、か
つ、溶接部の裏波ときずを分離して判別することが容易
になった。
法を説明したが、超音波探触子１を溶接部８の方向に走
査させて同様な手順を繰り返すことによって、図３に示
すように、溶接部８の方向に連続した平面図（Ｃスコー
プ）や断面図（Ｂスコープ）の画像を得ることができ
る。また、図４はビーム路程とエコー高さ分布図の関係
を、溶接部方向に連続して画像化した一例を示したもの
である。図４は、図８に示す従来法と異なり、探触子の
走査ラインに含まれるきず反射エコー５と裏波反射エコ
ー７のエコー高さとビーム路程の情報を全て盛り込んで
画像化しているため、きずの見落としがなくなり、か
つ、溶接部の裏波ときずを分離して判別することが容易
になった。
【００３５】
【発明の効果】本発明の超音波斜角探傷方法によれば、
溶接部のきずを分解能良く画像化することが可能で、溶
接部の裏波や余盛りなどによって反射される形状エコー
と、溶接きずによって反射されるきず反射エコーを判別
することが可能になる。
溶接部のきずを分解能良く画像化することが可能で、溶
接部の裏波や余盛りなどによって反射される形状エコー
と、溶接きずによって反射されるきず反射エコーを判別
することが可能になる。
【００３６】また、きずの位置や大きさを精度良く画像
表示することによってきずの識別が容易となり、検査の
信頼性を高めることができる。
表示することによってきずの識別が容易となり、検査の
信頼性を高めることができる。
【図１】本発明の一実施例の超音波斜角探傷方法を示す
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例の処理フローを示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の一実施例の画像表示を示す図である。
【図４】本発明の一実施例の画像表示結果を示す図であ
る。
る。
【図５】従来法の超音波斜角探傷法を示す図である。
【図６】従来法の画像表示結果を示す図である。
【図７】従来法の反射エコー検出ゲートを示す図であ
る。
る。
【図８】従来法の試験結果を示す図である。
１ 探触子 ２ 屈折角 ３ 入射点 ４ きず ５ きず反射エコー ６ 裏波 ７ 裏波反射エコー ８ 溶接部 ９ 走査ライン １０ 視野角度 １１ 探触子位置 １２ 超音波探傷器 １３ エコー高さの最大値検出回路 １４ エコー高さ尖鋭度の算出回路 １５ 視野方向および視野範囲の設定回路 １６ きず位置の評定回路 １７ 画像表示回路 １８ 探触子位置検出回路 １９ きず検出ゲート ２０ 送信パルス １０１ エコー幅 １０２ エコー高さ
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波探傷試験の斜角探傷法において、
近接するきず分解能が最大になる視野角度を選択し、前
記きずのエコー高さのピーク値を検出して、このピーク
値に相当する超音波探触子のビーム路程と超音波探触子
の走査ラインとの交点をきず位置と判定することを特徴
とする超音波斜角探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8031885A JPH09229910A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 超音波斜角探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8031885A JPH09229910A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 超音波斜角探傷方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09229910A true JPH09229910A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12343499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8031885A Pending JPH09229910A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 超音波斜角探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09229910A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0841580A3 (en) * | 1996-11-08 | 2002-09-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for ultrasonic scanning |
| JP2005283379A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Railway Technical Res Inst | 超音波探傷方法及び装置 |
| JP2008122187A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波探傷装置及びその方法並びにプログラム |
| JP2008518239A (ja) * | 2005-12-16 | 2008-05-29 | ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ− | 溶接構造体の欠陥検出 |
-
1996
- 1996-02-20 JP JP8031885A patent/JPH09229910A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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