JPH095304A - 直管とエルボとの溶接部の超音波探傷方法 - Google Patents

直管とエルボとの溶接部の超音波探傷方法

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JPH095304A
JPH095304A JP7174384A JP17438495A JPH095304A JP H095304 A JPH095304 A JP H095304A JP 7174384 A JP7174384 A JP 7174384A JP 17438495 A JP17438495 A JP 17438495A JP H095304 A JPH095304 A JP H095304A
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JP
Japan
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probe
probes
elbow
flaw detection
straight pipe
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Application number
JP7174384A
Other languages
English (en)
Inventor
Tasuku Shirai
翼 白井
Takashi Shibayama
隆 柴山
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal 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】 【目的】 裏波からの反射エコーのノイズが大幅に低減
され、高精度の探傷を可能とする直管とエルボとの溶接
部の超音波探傷方法を得る。 【構成】 それぞれオーステナイト系ステンレスからな
る前後方向の直管の前端にエルボの後端を同軸的に溶接
してなる被検体の環状溶接部を超音波探傷するに際し
て、上記直管11aの前端部上面にその前後方向中心線に
対して左右対称的に配設された送信用探触子1,受信用
探触子2からなる1対の探触子を設け、両探触子1,2
を結ぶ線の前後方向への垂直2等分線の上記溶接部のエ
ルボ側被検面13との支点に上記各探触子1,2の送信ビ
ームLT ,受信ビームLR を指向させて、上記送信ビー
ムの上記被検面からの反射波を上記受信用探触子2によ
り受信するに当たり、上記左右1対の探触子1,2を底
辺の左右端とし、上記交点を頂点とする水平二等辺三角
形がほぼ形成されるように、両探触子1,2を配設した
こと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼管溶接部
の探傷試験に好適な直管とエルボとの溶接部の超音波探
傷方法に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所では、その稼働中は、配管
溶接部には超音波探傷試験が行われている。従来の探傷
要領では、垂直0°と横波斜角45°,60°による被
検体の溶接部を挟んで両方向から超音波が入射するよう
に行われており、炭素鋼管の探傷には有効である。とこ
ろで、図2部分縦断面図に示すように、例えば、被検体
11が直管11aとエルボ11bとの溶接部12からな
るものにおいては、エルボ11bの曲率半径が小さいと
き、その腹側の探傷時に被検面と横波探触子21の接触
面の間に隙間dが生ずるため超音波が透入しなくなり、
斜線で示すような探傷不可能範囲が生ずる。これを避け
るためには、直管11a側からエルボ11b側を探傷す
ることが望ましい。しかし被検体11がステンレス鋼管
の溶接部12の場合、後記するように、横波探傷では溶
接金属中での減衰や林状エコーが大きく、そのため横波
探触子21を直管11a側からの探傷に適用することは
できない。また、被検体がオーステナイト系ステンレス
鋼の場合は、溶接金属が柱状晶となる関係上、音速の異
方性が生じ、特に横波による探傷では、異方性が著し
い。そのため、横波探傷では、溶接金属の裏波部付近か
らの疑似エコーが発生するので、欠陥エコーとの識別が
一般的に困難である。さらに、横波探傷では、溶接金属
中での減衰や林状エコーが大きいので、横波探傷はステ
ンレス鋼管の溶接部の探傷には必ずしも有効ではない。
この対策としては、横波探触子の代わりに縦波探触子の
適用が考えられ、従来の縦波探触子は林状エコーによる
ノイズを低減するために、図3縦断面図に示す前後分割
型や、図4斜視図に示す左右分割型が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】まず、図3の前後分割
型の縦波探触子22では、送信用振動子23と受信用振
動子24の屈折角θT ,θR を適当に設定することによ
り、被検体11中の深さDの位置のビーム交点で送信ビ
ームLT ,受信ビームLR の焦点を結ばせる。また、図
4の左右分割型の縦波探触子22では、発信用振動子2
3と受信用振動子24とを左右に配置し、被検体11中
のビーム交点Dで送信ビームLT ,受信ビームLR の焦
点を結ばせる。しかしながら、このような分割型縦波探
触子22を用い溶接金属を介して探傷する場合、図5説
明図に示すように、被検体11の表面に縦波探触子22
を当て溶接部12へ縦波を送ると、裏波14からの反射
エコーNがノイズとなって出現するため、欠陥Fのエコ
ーSとの識別が必ずしも容易ではないというような問題
があり、したがって直管とエルボとの溶接部に対し直管
側から溶接金属を介してエルボ側を探傷することが容易
ではない。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、裏波からの反射エコーのノイズが大幅に低減
され、高精度の探傷を可能とする直管とエルボとの溶接
部の超音波探傷方法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】このような目的を達成す
るために、請求項1の発明は、それぞれオーステナイト
系ステンレス鋼からなる前後方向の直管の前端にエルボ
の後端を同軸的に溶接してなる被検体の環状溶接部を超
音波探傷するに際して、上記直管の前端部上面にその前
後方向中心線に対して左右対称的に配設された送信用探
触子,受信用探触子からなる1対の探触子を設け、両探
触子を結ぶ線の前後方向への垂直2等分線の上記溶接部
のエルボ側被検面との交点に上記各探触子の送信ビー
ム,受信ビームを指向させて、上記送信ビームの上記被
検面からの反射波を上記受信用探触子により受信するに
当たり、上記左右1対の探触子を底辺の左右端とし、上
記交点を頂点とする水平二等辺三角形がほぼ形成される
ように、両探触子を配設したことを特徴とする。
【0006】また、請求項2の発明は、請求項1におい
て、その左右1対の探触子の送信ビーム,受信ビームの
被検面に対する屈折角を60°〜80°とする縦波探触
子としたことを特徴とする。
【0007】
【作用】このような構成によれば、図1に示すように、
左方に送信用として配置した縦波60°〜80°の送信
用探触子1から送信される縦波が、被検部となる送信ビ
ームLT 及び受信ビームLR の交点でその被検体面に接
するように欠陥Fの面に入射し、欠陥Fからの反射エコ
ーは右方に配置した縦波60°〜80°の受信用探触子
2で検出される。それ故、このような探傷方法によれ
ば、被検溶接部の裏波に超音波を入射させることなし
に、欠陥を検出できるので、裏波からの反射エコー等の
ノイズが大幅に低減される。
【0008】
【実施例】本発明方法を直管とエルボとの同軸的溶接部
の探傷に適用した一実施例を図面について説明すると、
図1はその3面図を示し、同図(A)はその上面図,同
図(B)は同図(A)の管軸方向の正面図、同図(C)
は同図(A),(B)のC−C矢視縦断面図である。
【0009】上図において、図2と同一の符号はそれぞ
れ同図と同一の部材を示し、1は送信用探触子,2は受
信用探触子であり、屈折角はいずれも縦波60°〜80
°である。Fは溶接部近傍の内表面欠陥である。両探触
子1,2は、それぞれのビームの入射点と欠陥Fがほぼ
同一平面上となるように配置され、送信用探触子1から
送信ビームLT を送信し、欠陥Fからの反射エコーの受
信ビームLR を受信用探触子2で受信する。ここで、欠
陥Fは同図(A)に示すように、両探触子1,2の垂直
2等分線であるとともに、直管11aの中心線上にあ
り、欠陥Fは同垂直2等分線と溶接部材のエルボ側開先
面(以下被検面という)上の交点上にあって、F,1,
2はFを頂点とする水平正三角形に近い2等辺三角形の
3頂点の関係にある。
【0010】その際、同図(B)に示すように、管軸方
向の側面から見たとき、送信ビームLT と受信ビームL
R がほぼ同一直線上にあり、かつ被検部材11の内表面
近傍を通過するように両探触子を配置する。このような
配置は、両探触子の屈折角と探触子の欠陥までの距離Y
b を適切に設定することにより可能である。例えば、板
厚13.5mmの4インチ配管では、Yb を80mmと
すると、両探触子間距離Lb は70mmとなり、屈折角
は78°となる。このような装置において、被検部11
をその中心線の周りに緩く回動しながら、エルボの溶接
部内表面を走査して、その都度、受信波を受信する。ま
た、その際、必要に応じて、被検部は静止し、両探触子
1,2を同一相互関係位置を保持した状態で全体的配置
を不変に保って、被検体をその中心線の周りに回動する
こともできる。
【0011】このように探触子を配置した超音波探傷法
によれば、同図(B)に示すように、直管中心線に直交
する横鉛直面に正対する方向から見ると、送信探触子か
らの送信ビームLT 及び欠陥Fからの反射エコーの受信
ビームLR とも欠陥がある位置の縦断面では板の内表面
に平行に伝播することになる。したがって、裏波に超音
波を入射させることなしに、欠陥を検出できるので、裏
波からの反射エコー等のノイズが大幅に低減される。か
くして、このような超音波探傷法によれば、オーステナ
イト系ステンレス鋼管の溶接部の裏波からの反射エコー
等のノイズが大幅に低減されるので、溶接金属を介して
欠陥を高精度で検出することが可能となるのである。
【0012】
【発明の効果】要するに請求項1の発明によれば、それ
ぞれオーステナイト系ステンレス鋼からなる前後方向の
直管の前端にエルボの後端を同軸的に溶接してなる被検
体の環状溶接部を超音波探傷するに際して、上記直管の
前端部上面にその前後方向中心線に対して左右対称的に
配設された送信用探触子,受信用探触子からなる1対の
探触子を設け、両探触子を結ぶ線の前後方向への垂直2
等分線の上記溶接部のエルボ側被検面との交点に上記各
探触子の送信ビーム,受信ビームを指向させて、上記送
信ビームの上記被検面からの反射波を上記受信用探触子
により受信するに当たり、上記左右1対の探触子を底辺
の左右端とし、上記交点を頂点とする水平二等辺三角形
がほぼ形成されるように、両探触子を配設したことによ
り、裏波からの反射エコーのノイズが大幅に低減され、
高精度の探傷を可能とする直管とエルボとの溶接部の超
音波探傷方法を得るから、本発明は産業上極めて有益な
ものである。
【0013】請求項2の発明によれば、請求項1におい
て、その左右1対の探触子の送信ビーム,受信ビームの
被検面に対する屈折角を60°〜80°とする縦波探触
子としたことにより、裏波からの反射エコーのノイズが
大幅に低減され、高精度の探傷を可能とする直管とエル
ボとの溶接部の超音波探傷方法を得るから、本発明は産
業上極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す3面図であって、同図
(A)はその上面図,同図(B)は図1の管軸方向から
見た正面図,同図(C)は図1のC−C矢視縦断面図兼
作用説明図である。
【図2】直管及びエルボの溶接部の被検体における横波
被探触子によるを示す部分縦断面図である。
【図3】従来の前後分割型探触子を示す縦断面図であ
る。
【図4】従来の左右分割型探触子を示す斜視図である。
【図5】従来の被検体の溶接部における縦波探触子のノ
イズ発生の説明図である。
【符号の説明】
1 送信用探触子 2 受信用探触子 10 被検体 11 被検部 11a 直管 11b エルボ 12 溶接部 13 被検面(エルボ側開先面) 14 裏波 LT 送信ビーム Lb 探触子間距離 LR 受信ビーム Yb 欠陥と探触子間距離

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれオーステナイト系ステンレス鋼
    からなる前後方向の直管の前端にエルボの後端を同軸的
    に溶接してなる被検体の環状溶接部を超音波探傷するに
    際して、上記直管の前端部上面にその前後方向中心線に
    対して左右対称的に配設された送信用探触子,受信用探
    触子からなる1対の探触子を設け、両探触子を結ぶ線の
    前後方向への垂直2等分線の上記溶接部のエルボ側被検
    面との交点に上記各探触子の送信ビーム,受信ビームを
    指向させて、上記送信ビームの上記被検面からの反射波
    を上記受信用探触子により受信するに当たり、上記左右
    1対の探触子を底辺の左右端とし、上記交点を頂点とす
    る水平二等辺三角形がほぼ形成されるように、両探触子
    を配設したことを特徴とする直管とエルボとの溶接部の
    超音波探傷方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、その左右1対の探触
    子の送信ビーム,受信ビームの被検面に対する屈折角を
    60°〜80°とする縦波探触子としたことを特徴とす
    る直管とエルボとの溶接部の超音波探傷方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003057214A (ja) * 2001-08-10 2003-02-26 Nkk Corp 隅肉溶接部の超音波探傷方法およびその装置
JP2017096770A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 超音波検査方法及び装置
CN106932489A (zh) * 2015-12-30 2017-07-07 核动力运行研究所 一种管道变径处焊缝超声检查装置
JP2018194528A (ja) * 2017-05-22 2018-12-06 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 超音波検査システム

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Effective date: 19991006