JPH10221308A - 鉄骨破断部の検出方法及び装置並びに探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐火被膜に覆われた鉄骨で、一部の耐火被覆の
除去のみで、破断部を非破壊により容易に検出する。 【解決手段】耐火被覆材６で覆われた鉄骨建造物の破断
予想位置の基準点Ａ₁ 、Ａ₂ から距離Ｌ₁ 、Ｌ₂ 離れた
鉄骨表面の耐火被覆を、全幅に亘って剥離して測定面２
５を形成する。測定面２５に探触子１５を押し当て、破
断予想位置に向けて表面ＳＨ波を発信する。該部で受信
した反射波を探傷器２０からパソコン２１に転送する。
パソコン２１で、転送された調査波形２２を、典型的な
超音波波形（実験値）２３ａ、２３ｂと比較する
（ａ）。調査波形２２が波形２３ｂであれば破断部あり
（ｂ）、波形２３ａであれば破断部なし（ｃ）を判定で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄骨構造の建造
物で鉄骨破断部の検出方法及びこの検出方法に使用する
装置、並びに探触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】阪神淡路大震災を契機に既存建物の鉄骨
の破断箇所の検出方法が切望されているが、鉄骨表面に
は一般に耐火被覆材が付着しており、耐火被覆材が付い
たままで、破断箇所を非破壊的に検出する有効な手段は
なかった。その為、破断のおそれのある部分の耐火被覆
材を大量に除去し、目視で亀裂の有無を検出することも
成されている。

【０００３】また、他に、 『被災鉄骨造の非接触損傷調査方法に関する研究』 倉持 貢他、日本建築学会 学術講演梗概集 １９９６年度大会（近畿）２２２１８ が提案されている。

【０００４】この技術は、電磁誘導法を用い鉄骨表層部
に励起されたうず電流が亀裂が存在することによって変
化し、コイルで受信された信号の振幅・位相が変化する
ことにより亀裂を発見する技術である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術の内、
耐火被服材を除去し、目視で亀裂を確認する場合、検査
を実施するまで大きなコストと時間とを必要とし、更に
検査完了後の復帰も大規模なものとなる問題点があっ
た。また、目視による場合には、微細な亀裂は発見でき
ない問題点があった。

【０００６】また、前記『被災鉄骨造の非接触損傷調査
方法に関する研究』の方法では、電磁誘導法を用いるた
めリフトオフ（コイルと鉄骨との導体間の距離の変化）
の影響が亀裂からの信号より大きく、亀裂とその要因
（距離の変化、取り付けれられている他の部材等）によ
り信号の変化を弁別することが困難となる問題点があっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】然るにこの発明は、表面
ＳＨ波を使用して探傷したので、前記問題点を解決し
た。

【０００８】前記における表面ＳＨ波とは、横波振動子
を用いてクサビを介して鋼材中に、９０度の屈折角で伝
搬する横波をいう。表面ＳＨ波では鋼材表面を垂直に振
動させる成分がないため、表面が塗装膜や耐火被膜等で
覆われていてもそれらに超音波のエネルギーが吸収され
ず、比較的（ＳＶ波に比べて）遠方まで伝搬する。

【０００９】本発明では、表面ＳＨ波による探傷法であ
るが、検出すべき亀裂までの距離は約５００mm〜２００
０mm程度と考えられる。その為、探触子の周波数は０．
５〜２．０MHz で振動子のサイズは１０×１０mm〜２０
×２０mm程度の大きさを必要とする。

【００１０】一般に表面ＳＨ波探傷法では、振動子−ア
クリルシュー−接触媒質−鋼（検査対象）と全て横波で
超音波を伝搬させる為に、かなり粘性の高い接触媒質を
使用することが必要である。この場合、接触媒質の層が
十分に薄くならなければ安定したエコー高さが得られ
ず、従来のＳＨ波探触子では、振動子のサイズを大きく
した場合（１０×１０mm、２０×２０mm程度）、エコー
が安定せず、１箇所の測定に２０分程度を要していた。

【００１１】そこで、この発明の探触子では、アクリル
シューの超音波が透過する部分に格子状のスリットを入
れることによって、探触子の周波数０．５〜２．０MHz
で、サイズ１０×１０mm〜２０×２０mm程度の振動子で
も１０秒以下で測定が可能となった。

【００１２】即ちこの発明は、耐火被覆材で覆われた鉄
骨建造物の破断予想位置から所定距離離れた鉄骨表面の
耐火被覆を、所定面積宛て剥離して測定面を形成し、該
測定面から前記破断予想位置に向けて表面ＳＨ波を発信
し、該部で受信した反射波を実験値と比較して、破断部
の有無を検出することを特徴とした鉄骨破断部の検出方
法である。また、前記において表面ＳＨ波の発信は、鉄
骨構造物の全幅に亘り所定ピッチ毎に行うこととした検
出方法である。また、前記において、表面ＳＨ波は０．
５〜２MHz 程度、測定距離は５００〜２５００mm程度と
することが望ましい。

【００１３】また、表面ＳＨ波探触子を超音波探傷器に
接続すると共に、該超音波探傷器と、データを取り込み
かつ処理する機能を有するコンピューターに接続したこ
とを特徴とする鉄骨破断部の検出装置である。また、表
面ＳＨ波探触子は、破断予想位置から測定面までの距離
に応じて、異なる機能のものを選択して使用する検出装
置である。更に、下端部にアクリルシューを有する探触
子において、該アクリルシューの下面に、超音波の進行
方向及びこれに直角な方向に格子状の溝を形成したこと
を特徴とする探触子である。

【００１４】また、この方法に使用する比較すべき実験
値は、以下の実験例１〜３その他により蓄積した。

【００１５】

【実験例１】図４〜図１５に基づき実験例１を説明す
る。

【００１６】表面ＳＨ波斜角探触子で破断部をどの程度
検出できるかについて実験的検討を行った。

【００１７】まず０．５ｍの平板試験体における超音波
の距離特性の測定と溶接試験体における模型欠陥の検出
を行った。

【００１８】（１）実験方法

【００１９】 試験体 (1) 平板試験片（図４）ＴＹＰＥ Ｈ圧延肌のままで、
裏面に放電加工によるスリット１ａ（長さ１０mm、深さ
０．５mm）、表面にφ４×４の平底穴２を形成してある
（図４（ａ）（ｂ））。 ＴＹＰＥ Ｓ 圧延肌のままで、放電加工により裏面にスリット１ｃ
（長さ１０mm、深さ２mm）、表面にスリット１ｂ（長さ
１０mm、深さ１mm）を形成してある（図４（ａ）
（ｃ））。 (2) 溶接試験体（図５） ＴＰ−１６Ｎ（無欠陥、ｔ＝１６） 図５中、３は裏当て金（９×２５mm）、溶接部４は開先
角度３５°である。 ＴＰ−１９Ｎ（無欠陥、ｔ＝１９） ＴＰ−１６Ｆ０（人工欠陥、食違い０、ｔ＝１６） スリット１ａ、１ｂ、のこによる垂直切断５ａ（長さ２
５mm貫通）、斜め切断５ｂ（長さ２５mm貫通）を形成し
てある。 ＴＰ−１９Ｆ０（人工欠陥、食違い０、ｔ＝１９） ＴＰ−１６Ｆ＋３（人工欠陥、食違い＋３、ｔ＝１６） ＴＰ−１９Ｆ＋３（人工欠陥、食違い＋３、ｔ＝１９） ＴＰ−１６Ｆ−３（人工欠陥、食違い−３、ｔ＝１６） ＴＰ−１９Ｆ−３（人工欠陥、食違い−３、ｔ＝１９）

【００２０】 使用装置等 (1) 斜角探触子：ジャパンプローブ製 表面ＳＨ波探触子：０．５Ｚ２０×２０ＳＨ９０ 表面ＳＨ波探触子：２Ｚ１０×１０ＳＨ９０ 表面ＳＨ波探触子：２Ｚ１０×５ＳＨ９０ 表面ＳＨ波探触子：２Ｚ５×５ＳＨ９０ 表面ＳＨ波探触子：５Ｚ１０×５ＳＨ９０ 表面ＳＨ波探触子：５Ｚ５×５ＳＨ９０ (2) 超音波探傷器 クラウトクレーマー製 デジタル探傷器ＵＳＤ１５ (3) 接触媒質：ソニコートＳＨＮ−９５

【００２１】 実験項目 〈実験１−１〉表面ＳＨ波の距離特性 平板試験片で、平底穴・スリット・端面と探触子の距離
を変化させた場合のエコーの変化。 〈実験１−２〉溶接試験体の人工欠陥検出 溶接試験体において、食違い０mmの無欠陥試験体と食違
い０mm、−３mm、＋３mmの人工欠陥試験体の超音波波形
（Ａスコープ波形）の比較。

【００２２】 実験方法 〈実験１−１〉表面ＳＨ波の距離特性 試験片の人工傷（φ４×４及びノッチ）から５０mmの位
置に接触媒質（ＳＨＮ−９５）を塗布し、表面ＳＨ波斜
角探触子を多少の前後・左右・首振り走査を行い最大エ
コーを求め約２kgの荷重を加えエコー高さが安定してか
らエコー高さが８０％になる探傷器のゲイン値を読みと
った。また、深さ２mmのスリット及び試験片の端面から
のエコーについても同様の測定を行った。 〈実験１−２〉溶接試験体の人工欠陥検出 試験体の直交する溶接部から５００mmの位置に接触媒質
（ＳＨＮ−９５）を塗布し、表面ＳＨ波斜角探触子を多
少の前後・左右・首振り走査を行い最大エコーを求め約
２kgの荷重を加えエコー高さが安定してからエコー高さ
が８０％になる探傷器のゲイン値を読みとった（図７
（ａ）（ｂ））。

【００２３】（２）実験結果及び考察

【００２４】〈実験１−１〉表面ＳＨ波の距離特性 周波数０．５MHz 〜５MHz の表面ＳＨ波探触子におい
て、反射源をφ４×４の人工傷とした場合の探触子の距
離とエコー高さを図８（ａ）に示す。

【００２５】周波数が２MHz 及び５MHz の場合は、周波
数及び振動子サイズが変化しても距離が２００mm程度ま
では距離振幅特性はあまり変わらないが距離が２００mm
を超えると２MHz のでは距離振幅特性の傾斜が緩くな
る。周波数０．５MHz の場合は２MHz 及び５MHz と明ら
かに異なるが、エコー高さが安定するまで２kgの荷重を
加えてから１５分程度の時間を要したり、人工傷からの
反射波が明確に確認できなかったりして測定できない点
が多かった。とくに、距離が１５０mm以下の場合は明確
な反射波が得られなかった（振動子サイズ５×５の場合
エコーの立上がり時間が最も短かった）。

【００２６】周波数０．５MHz の場合の反射源の種類に
よる距離振幅特性の変化を図８（ｂ）に示す。反射源が
端面の場合のように大きい場合、距離振幅特性の傾斜は
緩くなり、距離が大きくなっても反射波が十分に得られ
るものと推定される。

【００２７】それに対して、小さなスリットや平底穴の
場合、距離振幅特性の傾斜はきつく、距離が大きくなる
と反射波が十分に得られ無くなるものと推定される。

【００２８】〈実験１−２〉溶接試験体の破断部の検出 表面ＳＨ波探触子（２Ｚ５×５Ａ９０−ＳＨ）におい
て、得られた超音波波形（Ａスコープ波形）から探触子
の位置毎のエコーのエコー高さ及びビーム路程を読みと
り、３次元のグラフを作成した結果を図９及び図１０に
示す。

【００２９】無欠陥の試験体の場合でもスカラップ及び
溶接部形状等の原因による反射波が得られ、とくに板厚
１９mmの場合はエコーも多くエコー高さも比較的高い。

【００３０】人工欠陥を入れた試験体の場合、ノコによ
る切断部からのエコーが明確に確認され、放電加工によ
るアンダーカットの模型欠陥やスカラップからのエコー
や溶接形状部からのエコーと識別される。これは、溶接
部に３mm程度の食違いがある場合でも食違いがない場合
でも大差が無い。

【００３１】（３）まとめ

【００３２】実験１−１の結果から、５００mm離れた位
置からの破断部の調査において、破断部の面積が大きい
場合、他の小さな欠陥や反射源（スカラップを含む）か
らのエコーより破断部のエコー高さが大きくなるものと
期待される。つまり、反射源が大きい場合の距離振幅特
性の傾きは緩くなり、反射源が小さい場合は距離振幅特
性の傾きはきつくなり、距離が大きくなると小さい反射
源からのエコー高さは相対的に小さくなるものと推定さ
れるからである。

【００３３】そのことから、表面ＳＨ波探傷法により、
破断面のような大きな反射源からのエコーは小さなアン
ダーカットや溶接部形状等からエコーと弁別できるもの
と期待される。

【００３４】また、実験１−２の結果から、実際の形状
の溶接部において、図９及び図１０に示すように、破断
部（ノコによる長さ２５mmの切断部）からのエコーと放
電加工による小さなスリット（アンダーカットの模型欠
陥）やスカラップ等からのエコーが明確に識別され、か
つ破断部のエコー高さが他のエコーと比較して高い。こ
のことから、適正なエコー高さの閾値を定めることによ
って、破断部を検出することが可能である。

【００３５】そこで、エコー高さの閾値を７５ｄＢと
し、それ未満のエコー高さを消去したグラフを図１１及
び図１２に示す。このグラフによると、無欠陥溶接部で
は、全くエコーが検出されず、人工傷の溶接部では破断
部のみのエコーが検出された（試験体ｔ＝１６食違い＋
３（裏当て金側）のＸ位置１６０mmの場合のノコ位置と
一致しない２個のエコーについても切断に起因したエコ
ーと思われる）。

【００３６】以上のことから、破断部を遠距離から検出
する方法について以下のように考えられる。

【００３７】(1) 超音波探傷試験によって遠距離からの
破断部の推定が表面ＳＨ波探触子を用い可能である。

【００３８】(2) 適切な閾値を定めることによって破断
部からのエコーのみを検出することが可能と思われる。

【００３９】(3) 裏当て金側もしくは開先側（表側）か
ら２０mmピッチで探傷する事によって破断部の有無の検
出の精度を高められるものと思われる。

【００４０】(4) 探触子の距離を５００mmより大きくす
る場合、周波数２MHz より周波数の低い探触子が適切と
思われる。

【００４１】(5) 振動子のサイズは小さい方（５×５m
m）がエコーが短時間で立ち上がり、最も安定した測定
が行われる。

【００４２】(6) デジタル探傷器を用い、超音波波形
（Ａスコープ波形）をパソコンに転送し、３次元（Ｘ位
置・ビーム路程・エコー高さ）のグラフに整理すること
によって破断部の有無の検出の精度を高められるものと
思われる。

【００４３】さらに、破断部の検出限界を確認するた
め、実験１−２で用いた溶接試験体と同型の溶接試験体
に実験１−２と同様な長さ１０mmのスリットを入れ追加
の実験を行った。実験方法は実験１−２と同様とし、周
波数２MHz と０．５MHz の探触子を用いた。ただし、探
触子の振動子のサイズは１０×１０及び２０×２０と
し、探触子のアクリルシュー部分に全面にわたる溝加工
を行ったものを使用した。

【００４４】その結果、図１３及び図１４に示すよう
に、周波数２MHz の場合、垂直なスリットは検出される
が、開先角度に沿ったスリットは検出されない。さら
に、溶接部形状によるエコーはあまり検出されなかっ
た。

【００４５】そのときの超音波波形を図１５（ａ）及び
図１５（ｂ）に示す。さらに、実験１−２での超音波波
形を図１５（ｃ）及び図１５（ｄ）に示す。この超音波
波形からも、実験１−２（スリット長さ２５mm）では明
確にスリットが検出されるが、追加実験（スリット長さ
１０mm）ではスリットが明確に検出される場合とあまり
明確に検出されなかった場合があった。

【００４６】また、周波数０．５MHz では、垂直・斜め
スリットとも検出されず、さらに溶接部の形状によるエ
コー及び試験体端部からのエコーが検出された。追加の
実験から以下のことが明らかになった。

【００４７】 表面ＳＨ波探触子のアクリルシューに
溝加工を行うことによって、振動子寸法１０×１０mm及
び２０×２０mmでも、それほど強い力で押さえつけなく
ても、安定した探傷ができる。

【００４８】 周波数 ２MHz では長さ２５mmの破断部は安定して検出できる
が、破断部の長さが１０mmの場合は垂直の破断部以外は
検出できない。

【００４９】 周波数が０．５MHz になると長さ１０
mmの破断部は検出できない。破断部の長さが１０mm程度
で、板厚（１６mm）を貫通する破断部の発生は少ないも
のと思われる。そこで、表面ＳＨ波探傷法で探触子の距
離に応じた周波数を選定することによって、安定して破
断部を検出できるものと推定される。

【００５０】

【実験例２】図１６〜図２４に基づき実験例２を説明す
る。

【００５１】前記実験例１で、表面ＳＨ波は５００mmの
試験体では十分遠方まで超音波が伝搬し平面状の反射源
を実用的なＳＮ比で検出できることが判明した。

【００５２】そこで、２ｍ程度の大型の平板試験片及び
溶接試験体試験体によって、超音波の距離特性及び平面
模型欠陥の検出の実験、さらに、鋼材表面の耐火被覆の
影響をどの程度受けるかについても実験を行った。

【００５３】（１）実験方法

【００５４】 試験体 (1) 大型試験片 圧延肌のままで、スリット１ｄ（長さ５０mm、深さ１．
０mm）を形成し、耐火被覆６を形成してある（図１
６）。 (2) 大型溶接試験体 のこによる垂直切断５ａ、斜め切断５ｂを形成してある
（図１７）。

【００５５】 使用装置等 (1) 斜角探触子：ジャパンプローブ製 表面ＳＨ波探触子：０．５Ｚ２０×２０ＳＨ９０（アク
リルシューに格子状のスリット加工） 表面ＳＨ波探触子：１Ｚ２０×２０ＳＨ９０（シュー加
工なし） 表面ＳＨ波探触子：２Ｚ２０×２０ＳＨ９０（シュー加
工なし） (2) 超音波探傷器 クラウトクレーマー製 デジタル探傷器ＵＳＤ１５ 三菱電機製 アナログ探傷器ＦＤ−６５０Ｓ (3) 接触媒質：ソニコートＳＨＮ−９５

【００５６】 実験項目 〈実験２−１〉スリット及び端面の距離特性 大型試験片で、スリット及び端面と探触子の距離を変化
させた場合のエコーの変化。 〈実験２−２〉溶接試験体の破断部の検出 大型試験体において、破断部と探触子の距離を変化させ
た場合のエコーの比較。 〈実験２−３〉耐火被覆後のエコー変化 大型試験片及び大型試験体に耐火被覆を施工した場合の
エコーの変化。

【００５７】 実験方法 〈実験２−１〉スリット及び端面の距離特性 試験片の人工傷（ノッチ）からＹ距離３００mm（０．５
MHz は５００mm）の位置に、接触媒質（ＳＨＮ−９５）
を塗布し、表面ＳＨ波斜角探触子を多少の前後・左右・
首振り走査を行い最大エコーを求め約２kgの荷重を加え
エコー高さが安定してからエコー高さが８０％になる探
傷器のゲイン値を読みとった。その後、探触子位置を５
００mm（０．５MHz は２５０mm）ピッチで、Ｙ距離１８
００mmまで各点で測定を行った（図１８）。また、試験
片の端面からのエコーについても同様の測定を行った。

【００５８】〈実験２−２〉溶接試験体の破断部の検出 試験体の直交する溶接部からＹ距離５００mmの位置に接
触媒質（ＳＨＮ−９５）を塗布し、表面ＳＨ波斜角探触
子を多少の前後・左右・首振り走査を行い最大エコーを
求め約２kgの荷重を加えエコー高さが安定してからエコ
ーの測定を行った。その後、探触子位置を２０mmピッチ
で溶接線方向に移動し、裏当て金側及び開先側（表側）
の各点で測定を行った。また、Ｙ距離１０００mmについ
ても同様の測定を行った（図１９）。

【００５９】（２）実験結果及び考察

【００６０】〈実験２−１〉スリット及び端面の距離特
性 大型試験片で、スリット及び端面と探触子の距離を変化
させた場合のエコーの変化のグラフを図２０（ａ）
（ｂ）に示す。

【００６１】周波数２MHz の探触子を用いた場合、反射
源がスリットでも端面でも短い距離でのエコー高さが低
くさらに距離とともに急激にエコー高さが減少するた
め、探触子と反射源の距離が１３００mm程度以上になる
と検出することが困難になる。そのため、周波数２MHz
の探触子の場合は、実用的に探傷が可能な範囲は探触子
と反射源の距離が５００mm程度までと考えられる。

【００６２】それに対して、０．５MHz 及び１MHz の場
合、短い距離のエコー高さが比較的高く、エコー高さの
距離による低下の程度もそれほど急激ではなく、２００
０mm程度まではエコーを検出することができる。

【００６３】さらに、０．５MHz 及び１MHz の場合で
も、端面のような大きな反射源とスリットの距離特性
（とくに曲線の傾き）は異なる。これは、表面ＳＨ波の
エコー高さの距離特性が振動子のサイズに依存するよう
に反射源のサイズにも依存するためと考えられる。

【００６４】０．５MHz と１MHz を比較すると、０．５
MHz の方がより高いエコー高さが得られる。しかし、超
音波波形（Ａスコープ波形）を比較すると１MHz は比較
的単純な波形になるが、０．５MHz の場合スリットが反
射源の場合で距離が大きくなるとスリットのエコー自体
いくつものエコーが重ね合わされたものになる（図２１
（ａ）〜（ｃ）参照）。

【００６５】〈実験２−２〉溶接試験体の破断部の検出 大型試験体において、破断部と探触子の距離を変化させ
た場合のエコーの比較を行った。

【００６６】〈実験２−３〉耐火被覆後のエコー変化 大型試験片で、スリット及び端面と探触子の距離を変化
させた場合のエコーの変化と耐火被覆後の変化のグラフ
を図２２に示す。

【００６７】周波数０．５MHz 及び１MHz の両方で、耐
火被覆によってエコー高さは低下している。周波数０．
５MHz の方が影響は少なく、反射源がスリットの場合、
耐火被覆後のエコー高さの変化は距離１０００mmではほ
とんどなく、距離１５００mmで２ｄＢ程度低下してい
る。また、反射源が端面の場合は４〜６ｄＢ程度低下し
ており、反射源がスリットの場合と同様に距離が大きく
なると低下の程度が大きくなる（図２２）。

【００６８】周波数０．５MHz の場合、耐火被覆の前後
の超音波波形（Ａスコープ波形）を図２３（ａ）〜
（ｆ）に示す（図１５及び図１６は試験片の耐火被覆の
関係で反射源の端面がそれぞれ反対側となっている）。

【００６９】超音波波形（Ａスコープ波形）も耐火被覆
の前後でほとんど変化しておらず、周波数０．５MHz の
場合、距離２０００mm程度までは耐火被覆による影響は
小さいものと思われる。

【００７０】周波数０．５MHz の場合、大型溶接試験体
の耐火被覆後の探触子位置毎の検出されたエコーのビー
ム路程とエコー高さの関係のグラフを図２４（ａ）
（ｂ）に示す。

【００７１】耐火被覆が施工された後でもノコスリット
からのエコーは十分に検出される。また、周波数が低い
ため回折によってノコスリットを迂回した超音波が試験
体端面まで伝搬し、試験体の端面からのエコーが検出さ
れている。

【００７２】（３）まとめ 平板試験体の実験結果から、周波数０．５MHz 〜１
MHz の表面ＳＨ波探触子を用いると、破断位置まで２ｍ
程度離れた位置から、破断部を検出することが可能であ
る。 平板試験体の実験結果から、周波数０．５MHz の方
がエコーは高く検出される。 溶接試験体の実験結果から、周波数０．５MHz はノ
コスリットのエコーと形状エコーの判別が困難な場合が
ある。 溶接試験体の実験結果から、周波数１．０MHz はノ
コスリットのエコーと形状エコーは分離して検出でき
る。 溶接試験体の実験結果から、周波数２．０MHz は距
離５００mmの場合だけ、ノコスリットのエコーと形状エ
コーは分離して検出できる。 耐火被覆によるエコー高さの低下は、距離２０００
mm程度までなら、周波数０．５MHz で最大６ｄＢ程度、
周波数１MHz で最大１０ｄＢ程度であり、実際の試験作
業への影響は少ないものと予想される。

【００７３】

【実験例３】図２５〜図３５に基づき実験例３を説明す
る。

【００７４】前記実験例１、２で表面ＳＨ波は周波数の
選定により、数ｍまで伝搬し平面状の反射源を実用的な
ＳＮ比で検出できることが判明した。更に、鋼材表面の
障害物（仮設溶接部・厚い塗装膜・耐火被覆等）の影響
を比較的受けないことから、被覆材がついた鉄骨の破断
箇所を検出できる可能性がある。そこで、実際の破断面
（脆性的に破断した面）から、平面状の反射源と同様の
エコーが得られるかどうか実験を行った。

【００７５】（１）実験方法

【００７６】 試験体 (1) 角形鋼管柱７・Ｈ型鋼梁８仕口実大試験体（Ｔ１−
１９） 梁下フランジ全線破断 (2) 角形鋼管柱７・Ｈ型鋼梁８仕口実大試験体（Ｔ１−
２２） 梁上フランジ全線破断 (3) 角形鋼管柱７・Ｈ型鋼梁８仕口実大試験体（Ｔ２−
１９） 梁下フランジき裂長さ８mm (4) 角形鋼管柱７・Ｈ型鋼梁８仕口実大試験体（Ｔ３−
１９） 梁下フランジ全線破断

【００７７】 使用装置等 (1) 斜角探触子：ジャパンプローブ製 表面ＳＨ波探触子：０．５Ｚ２０×２０ＳＨ９０（アク
リルシューに格子状のスリット加工） (2) 超音波探傷器 クラウトクレーマー製 汎用デジタル探傷器 ＵＳＤ１
５ (3) 接触媒質：ソニコート ＳＨＮ−９５

【００７８】 実験項目 〈実験３−１〉破断部からのエコーの検出 全線破断部からのエコーと小さなき裂からのエコーの比
較。 〈実験３−２〉破断部と探触子の距離の関係 破断部と探触子の距離を変化させた場合のエコーの比
較。 〈実験３−３〉全線破断部と小さなき裂の判別の精度向
上 超音波Ａスコープの波形を比較することによって判定結
果の信頼性が変化するか。

【００７９】 実験方法 〈実験３−１〉破断部からのエコーの検出 角形鋼管柱７から５００mmの距離に表面ＳＨ波探触子を
置き、フランジ幅方向の位置を２０mmピッチで変化さ
せ、そのとき検出されるＡスコープ波形を記録する。こ
れを、全線破断の試験体及び端部の小さなき裂（長さ８
mm）の試験体について比較する。

【００８０】〈実験３−２〉破断部と探触子の距離の関
係 実験３−１と同様な測定を、角形鋼管柱からの探触子の
距離を、５００mm、１０００mm、２０００mmと変化さ
せ、そのとき検出されるＡスコープ波形を記録する。こ
れを、全線破断の試験体及び端部の小さなき裂（長さ８
mm）の試験体について比較する。

【００８１】〈実験３−３〉全線破断部と小さなき裂の
判別の精度向上 実験３−１及び実験３−２の超音波の波形データ（Ａス
コープ波形）をノートパソコンに転送し、角形鋼管柱７
・Ｈ形鋼梁８・仕口実大試験体（Ｔ１−１９）−梁下フ
ランジ全線破断を基準とし、他の３体の試験体の超音波
波形（Ａスコープ波形）をパソコンの画面上で比較す
る。

【００８２】（２）実験結果及び考察

【００８３】〈実験３−１〉破断部からのエコーの検出 各試験体の形状・寸法及びき裂の形状・寸法を図２６
（ａ）〜（ｄ）に示し、それぞれの試験体の距離５００
mmで得られた超音波の波形データ（Ａスコープ波形）か
ら得られた主要なエコーのＸ位置（フランジ幅方向の位
置）・Ｗ（ビーム路程）とエコー高さのグラフを図２７
（ａ）〜（ｄ）に示す。

【００８４】全線破断の試験体の場合、エコーは比較的
狭い範囲に集中し、Ｔ１−１９、Ｔ１−２２では距離４
５０mm程度より大きなビーム路程ではエコーがほとんど
検出されず、Ｔ３−１９では距離４８０mm程度より大き
なビーム路程ではエコーがほとんど検出されなかった。

【００８５】これは、全線破断のため、破断部より遠方
には超音波は伝搬せず、破断部での散乱による多重反射
のみが判断部より遠方のエコーとなるためとである。

【００８６】一方、小さなき裂の試験体（長さ８mm程度
で深さは板厚を貫通していない）では、エコー高さが全
線破断の場合と比較して１０〜２０ｄＢ低く、溶接部よ
り前方にはとんどエコーが検出されず、溶接部より遠方
に分散した多数のエコーが検出された。

【００８７】これは、全線破断と異なり、梁溶接部より
遠方に超音波が伝搬し、梁溶接部の裏当て金部分やダイ
アフラム部の角形鋼管溶接部の裏当て金部分等のエコー
やそれらの多重反射エコーが得られるためである。

【００８８】〈実験３−２〉破断部と探触子の距離の関
係 実験３−１と同様な測定を、角形鋼管柱７からの探触子
の距離を、５００mm、１０００mm、２０００mmと変化さ
せ、超音波の波形データ（Ａスコープ波形）から得られ
た主要なエコーのＸ位置（フランジ幅方向の位置）、Ｗ
（ビーム路程）とエコー高さのグラフを図２８（ａ）〜
（ｆ）に示す。

【００８９】これらのグラフを比較すると、全線破断の
試験体（Ｔ１−１９、Ｔ１−２２、Ｔ３−１９）は、端
部の小さなき裂（長さ８mm）の試験体（Ｔ２−１９）に
比べてどの距離でもエコー高さが高くなっている。特
に、距離２０００mmの場合は、小さなき裂の試験体（Ｔ
２−１９）のエコーは低く（１０ｄＢ以上小さい）かつ
検出されたエコーの数も著しく少ない。

【００９０】また測定距離と検出されたエコー高さの関
係は、平板における端面のエコー高さの距離振幅特性に
近い関係で距離とともに低下する。

【００９１】一方、エコーのビーム路程の分布は、距離
５００mmの場合、狭い範囲に集まっているが距離が大き
くなると比較的広い範囲に分布するようになる。この場
合、小さなき裂の試験体（Ｔ２−１９）のエコーは測定
距離が大きくなっても分散することはなく、むしろ距離
５００mmの場合の方が比較的広い範囲に多くのエコーが
検出された。

【００９２】このことは、全線破断の試験体（Ｔ１−１
９、Ｔ１−２２、Ｔ３−１９）では、ぜい性的な破面の
場合、破面が板厚方向に対して垂直となるため、直接の
反射波は、端面の反射に近い距離特性となるものと思わ
れる。しかし、フランジの幅方向の割れには多少の蛇行
があるため、直接の反射以外の反射波が重ね合わされ距
離が大きくなると検出されるエコーが分散するものと思
われる。

【００９３】小さなき裂の試験体（Ｔ２−１９）の距離
振幅特性は、全線破断の試験体の距離振幅特性と比べる
と傾きが大きいため（減衰が大きい）、距離が大きくな
るとエコー高さが急激に小さくなり、距離２０００mmで
は全線破断の試験体のエコー高さと比較するとかなり小
さなエコー高さになるものと思われる。

【００９４】〈実験３−３〉全線破断部と小さなき裂の
判別の精度向上 実験３−１及び実験３−２の超音波の波形データ（Ａス
コープ波形）について、角形鋼管柱７・Ｈ形鋼梁８仕口
実大試験体（Ｔ１−１９）−梁下フランジ全線破断を基
準とし、他の３体の試験体の超音波波形（Ａスコープ波
形）を比較した結果を図３０〜図３３に示す。

【００９５】全線破断は、基準（図３０（ａ）（ｂ）
（ｃ））と比較すると、試験体Ｔ１−２２（図３１
（ａ）（ｂ）（ｃ））、Ｔ３−１９（図３３（ａ）
（ｂ）（ｃ））の何れの場合でもほぼ同様に最初のエコ
ーが高くそれ以降は急激に減衰する単純な波形となって
いる。

【００９６】それに対して、試験体Ｔ２−１９（図３２
（ａ）（ｂ）（ｃ））の場合、必ずしも最初のエコーが
最大値を示さず、それ以降のエコーも単調減少のエコー
とはならず、さらにダイアフラム端部からのエコーが検
出されている。

【００９７】これは、全線破断があるとそれ以上遠方に
は超音波が伝搬しないため、割れの蛇行やフランジの縁
による多重反射によって最初のエコーの後に多少のエコ
ーが検出されても、ほぼ単調減少のエコーが検出される
ためである。それに対して、小さなき裂の場合はその部
分での反射は少なく、それ以遠に多くの表面ＳＨ波が伝
搬するため、角形鋼管溶接部の形状からのエコーやダイ
アフラム端部からのエコーが検出され、複雑な超音波波
形（Ａスコープ）となる。また、角形鋼管溶接部の形状
からのエコーは、破断面から比較すると超音波の反射量
が小さいためエコー高さは全般に低くなり、検出するた
めにはゲインをかなり高める必要がある。

【００９８】（３）まとめ

【００９９】表面ＳＨ波を用い探触子の位置とエコーか
ら、ことによって２ｍ程度までの離れた位置から破断部
を検出できることが明らかになった。全線破断溶接部か
らのエコーは、探触子の距離が５００〜２０００mmで
は、常に小さなき裂溶接部からのエコーより１０〜２０
ｄＢ程度低くなる。そのため、適切な閾値を設定してグ
ラフ化すると、図３４（ａ）〜（ｄ）に示すように容易
に判別することができる（探触子距離５００mmの場合以
外も同様であった）。

【０１００】また、検出されたエコーのビーム路程に注
目して、破断の発生が予想される位置よりかなり遠方ま
でのエコーをグラフ化すると図３５（ａ）〜（ｈ）のよ
うになり、全線破断の溶接部と小さなき裂の溶接部を明
確に区分することができる。このようにビーム路程の最
小区分単位を２０mmにすると、探触子距離５００mm、２
０００mmのいずれでも、全線破断部のエコーはほぼ同一
ビーム路程範囲に入りかつ実際の破断位置に集中して検
出される。それに対して、小さなき裂溶接部は、き裂か
らのエコーは溶接部の形状等からのエコーに埋没しほと
んど確認されず、多くの超音波が溶接部−ダイアフラム
を透過しダイアフラムの反対側の端部で反射され、エコ
ーとして明確に検出される。

【０１０１】また、図３０〜図３３の超音波波形（Ａス
コープ波形）に示すように、全線破断溶接部と小さなき
裂溶接部は異なる波形になる。

【０１０２】今回の測定方法は、通常行われている超音
波探傷のような方位分解能や距離分解能は得られない
が、測定されたデータをグラフ化したり、超音波波形
（Ａスコープ波形）をパソコン上で比較することによっ
て、破断溶接部とほぼ被害のない溶接部を区分すること
ができる。本実験から、その方法を以下に示す。

【０１０３】 測定した超音波波形（Ａスコープ波
形）パソコンに取り込み、波形データからエコー高さと
ビーム路程を読みとる。

【０１０４】 測定した超音波波形（Ａスコープ波
形）を基準となる超音波波形（Ａスコープ波形）データ
と比較して判別を行う。その場合、全線破断部は破断位
置近傍のビーム路程で最大エコーが得られ、それより大
きなビーム路程では単調減少のＡスコープ波形となる。

【０１０５】 エコー高さとビーム路程から３軸（ビ
ーム路程・Ｘ方向位置・エコー高さ）のグラフを作成
し、最終的な判別を行う。全線破断部はエコー高さが比
較的高く破断位置近傍のビーム路程にエコーが集中し、
小さなき裂部はエコー高さが低く種々のビーム路程のエ
コーが分散して現れるグラフとなる。

【０１０６】

【実施例１】図２、図３に基づきこの発明の探触子の実
施例を説明する。

【０１０７】探触子のアクリルシュー１１の底面（接触
媒質と接触する面）１２に等間隔の格子状の溝１３、１
３を形成して（図２（ｃ））、探触子１５を構成する
（図２（ｃ））。この探触子１５では、アクリルシュー
１１の底面１２を測定面の接触媒質に押圧した際、接触
媒質が粘性の高い場合であっても、押圧された接触媒質
が溝１３、１３内に入り、非溝部分１４、１４の接触媒
質が短時間に所定の薄さ（０．０５mm程度以下）に到達
することができる。従って、探触子１５のエコーが安定
するまでに要する時間を短縮できる。図中矢示１６は超
音波の発信方向である。

【０１０８】ここで、溝１３は振動子サイズ２０×２０
mmの場合には、例えば、断面を半円形とした場合には、
深さＨ₁ ＝０．５mm、幅Ｄ₁ ＝１mm、隣接する溝１３の
隙間Ｉ＝₁ ０．５mm程度で等間隔で格子状に形成する
（図３（ａ））。また、断面Ｖ字の場合、深さＨ₂ ＝
１．０mm、幅Ｄ₂ ＝１．６mm、隣接する溝１３の間隔Ｉ
₂＝２．４mmとで形成する（図３（ｂ））。

【０１０９】前記実施例において、底面１２の全面に亘
って格子状の溝を設けたが、振動子からの超音波が通過
する部分にのみ、格子状の溝１３、１３を形成すること
もできる（図３（ｃ））。この場合には、他の部分は走
査の安定上から底面１２の少なくとも四隅部に非溝部分
１４、１４を形成し、溝１３、１３に連通する凹部１
７、１７を形成する。

【０１１０】また前記実施例において、振動子サイズ２
０×２０mmの場合には、溝１３は前記実施例に限定され
ず、断面半円形の溝１３の場合で、深さＨ₁ ＝０．２〜
１．０mm、幅Ｄ₁ ＝０．５〜２．０mm、隣接する溝１３
の隙間Ｉ₁ ＝０．２〜１．０mmの間で適宜選択して採用
することができる。また同様に、断面深さＨ₂ ＝０．５
〜１．５mm、幅Ｄ₂ ＝０．５〜２．０mm、隣接する溝１
３の間隔Ｉ₂ ＝０．５〜３．０mmの間で適宜選択して採
用することもできる。

【０１１１】

【実施例２】次に、図１、図３６〜図３８に基づきこの
発明の検査方法及び装置の実施例を説明する。

【０１１２】（１）使用機器 斜角探触子（ジャパンプローブ製）１５ 表面ＳＨ波探触子：0.5Z20×20A90-SH 表面ＳＨ波探触子：1Z20×20A90-SH 表面ＳＨ波探触子：2Z10×10A90-SH 超音波探傷器（クラウトクレーマー製 ＵＳＤ１５） 接触媒質２０（日合アセチレン株式会社製 ソニコー
トＳＨＮ−９５） ノートパソコン２１ データー転送ソフト（USD15-MATE）付き データーベースソフト付き

【０１１３】 （２）装置の設定 探触子距離５００mm以下の場合： 表面ＳＨ波探触子：2Z10×10A90-SH 探傷器の設定 設定範囲１０００mm 音速３２３０ m/sec Ｄ−ＤＥＬＡＹ0.0mm Ｐ−ＤＥＬＡＹ 6.69ｍμsec ＤＡＭＰＩＮＧ 500Ω ＰＯＷＥＲ 2000pF ＰＲＦ−ＭＯＤ aoutlow ＰＲＦ−ＶＡＬ 200Hz 周波数２MHz ＲＥＪＥＣＴ ０％ ＲＥＣＴＩＦ full-w ＤＵＡＬ off 探触子距離５００mmを超える場合： 表面ＳＨ波探触子：0.5Z20×20A90-SH 又は 1Z20×20A90-SH 探傷器の設定 設定範囲 ２５００mm 音速 ３２３０ m/sec Ｄ−ＤＥＬＡＹ 0.0mm Ｐ−ＤＥＬＡＹ 20.00ｍμsec ＤＡＭＰＩＮＧ 500Ω ＰＯＷＥＲ 2000pF ＰＲＦ−ＭＯＤ aoutlow ＰＲＦ−ＶＡＬ 200Hz 周波数 ０．５MHz 又は１MHz ＲＥＪＥＣＴ ０％ ＲＥＣＴＩＦ full-w ＤＵＡＬ off

【０１１４】（３）探傷手順

【０１１５】建造物の鉄骨図面から探傷部の形状を確
認し、基準点Ａ₁ 、Ａ₂ 及び測定面２５を定める（図１
（ａ））。

【０１１６】測定面２５の耐火被膜６を、基準点から
距離Ｌ₁ 、Ｌ₂ 、５０〜１００mmで探傷部材の全幅に亘
り剥離する（図１（ａ））。尚、剥離は、梁の場合には
下面のみ、柱の場合には外面のみ行う。

【０１１７】耐火被覆６を剥離した範囲の測定面２５
（鋼材表面）を清掃する。

【０１１８】測定点Ｐを２０mmピッチで探傷部材の全
幅に亘り、マークする（図３６）。

【０１１９】測定点Ｐに接触媒質を塗布し、探触子１
５を多少首振り走査を行いながら押しつけ、データーが
安定したら探傷器２０にデータを記憶させる。

【０１２０】ノートパソコン２１を操作し、データ転
送ソフトで、探傷器２０のデータをノートパソコン２１
に取り込む。

【０１２１】ノートパソコンに取り込んだ測定した超
音波波形（Ａスコープ波形）２２と、既に保存してある
（事前の実験により作成した）典型的な超音波波形（Ａ
スコープ波形）２３とを比較して破断部の有無を推定す
る。この際、調査波形２２に並べて、典型的な超音波波
形２３の内、健全波形２３ａと破断部あり波形２３ｂと
を、ノートパソコン２１の画面２４に同時に表示する
（図１（ａ）（ｂ）（ｃ）、図３７（ａ）（ｂ））。こ
こで、破断部の有無が概略確認できる。

【０１２２】ノートパソコン２１に取り込んだ超音波
波形（Ａスコープ波形）から、探触子１５に位置毎のエ
コー高さ及びビーム路程を読取り、Ｘ位置−ビーム路程
Ｗ−エコー高さ の３次元グラフを作成する。このグラ
フと比較して破断部の有無を推定する（図３８（ａ）
（ｂ））。

【０１２３】測定結果の超音波波形（Ａスコープ波
形）及び作成した３次元グラフを記録して保存する。

【０１２４】（４） 尚、この探傷法は、梁フランジの
破断部、柱溶接部の破断部、ダイヤフラム溶接部の破断
部などの探傷に最適である。

【０１２５】

【発明の効果】この探傷法によれば、鉄骨表面の耐火被
覆をごく一部だけ除去することにより、耐火被覆に覆わ
れた溶接部付近の破断部も検出できる効果がある。従っ
て、検査後の耐火被覆の修復も容易となる。

【０１２６】また、破断予定部の耐火被覆を除去して行
う目視による方法に比べ、検査時間を短縮し、かつ検査
コストの大幅に削減できる効果がある。また、破断予定
部周辺の障害物を避けて、任意の方向から検査できるの
で、従来例に比して適用範囲の制限が少くない効果もあ
る。

【０１２７】また、この発明の探触子を使用すれば、探
触子の測定面への押圧により接触媒質が溝内に入り、ア
クリルシュー底面で、溝を設けていない部分の接触媒質
を容易に薄く形成させることができるので、検査時間を
更に大幅短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はこの発明の測定方法を説明する概略し
た正面図、（ｂ）は破断部がある場合のエコー、（ｃ）
は破断部が無い場合のエコーを夫々表す。

【図２】この発明の実施例の探触子で（ａ）は使用状態
の平面図、（ｂ）は使用状態の正面図、（ｃ）は拡大底
面図を夫々表す。

【図３】（ａ）はこの発明の実施例の他の探触子の一部
拡大縦断面図、（ｂ）は同じく一部拡大断面図、（ｃ）
同じく底面図である。

【図４】実験例１の平板試験体で、（ａ）は正面図、
（ｂ）はTYPE−Ｈの平面図、（ｃ）はTYPE−Ｓの平面図
を表す。

【図５】実験例１に使用した溶接試験体で、（ａ）は無
欠陥の試験体の正面図、（ｂ）は同じく平面図、（ｃ）
は人工的に欠陥を施した試験体の正面図、（ｄ）は同じ
く平面図を表す。

【図６】実験例１の実験１−１の概要を表した正面図で
ある。

【図７】実験例１の実験１−２の概要を表した図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

【図８】実験例１で、（ａ）は距離とエコー高さ（周波
数0.5 〜5.0 MHz ）の関係を表したグラフ、（ｂ）は反
射源によるエコー高さ（周波数5.0 MHz ）の関係を表し
たグラフである。

【図９】実験例１で、探触子の位置毎のビーム路程とエ
コー高さ（材厚16mm）を表した３次元グラフで、（ａ）
は無欠陥試験体TP-16N（裏当て金側）、（ｂ）はTP-16F
0（裏当て金側）、（ｃ）はTP-16F+3（裏当て金側）、
（ｄ）はTP-16F-3（裏当て金側）、（ｅ）は無欠陥試験
体TP-16N（表側）、（ｆ）はTP-16F0 （表側）、（ｇ）
はTP-16F+3（表側）、（ｈ）はTP-16F-3（表側）、を夫
々表す。

【図１０】実験例１で、探触子の位置毎のビーム路程と
エコー高さ（材厚19mm）を表した３次元グラフで、
（ａ）は無欠陥試験体TP-19N（裏当て金側）、（ｂ）は
TP-19F0（裏当て金側）、（ｃ）はTP-19F+3（裏当て金
側）、（ｄ）はTP-19F-3（裏当て金側）、（ｅ）は無欠
陥試験体TP-19N（表側）、（ｆ）はTP-19F0 （表側）、
（ｇ）はTP-19F+3（表側）、（ｈ）はTP-19F-3（表
側）、を夫々表す。

【図１１】実験例１で、スリット長さ２５mmの破断部の
検出（材厚16mm）を表した３次元グラフで、（ａ）は無
欠陥試験体TP-16N（裏当て金側）、（ｂ）はTP-16F0
（裏当て金側）、（ｃ）はTP-16F+3（裏当て金側）、
（ｄ）はTP-16F-3（裏当て金側）、（ｅ）は無欠陥試験
体TP-16N（表側）、（ｆ）はTP-16F0 （表側）、（ｇ）
はTP-16F+3（表側）、（ｈ）はTP-16F-3（表側）、を夫
々表す。

【図１２】実験例１で、スリット長さ２５mmの破断部の
検出（材厚19mm）を表した３次元グラフで、（ａ）は無
欠陥試験体TP-19N（裏当て金側）、（ｂ）はTP-19F0
（裏当て金側）、（ｃ）はTP-19F+3（裏当て金側）、
（ｄ）はTP-19F-3（裏当て金側）、（ｅ）は無欠陥試験
体TP-19N（表側）、（ｆ）はTP-19F0 （表側）、（ｇ）
はTP-19F+3（表側）、（ｈ）はTP-19F-3（表側）、を夫
々表す。

【図１３】実験例１で、2MHzの探触子によるスリット長
さ１０mmの破断部の検出を表した３次元グラフで、
（ａ）はTP-16F0 （裏当て金側）、（ｂ）はTP-16F0
（表側）を表す。

【図１４】実験例１で、0.5MHzの探触子によるスリット
長さ１０mmの破断部の検出を表した３次元グラフで、
（ａ）はTP-16F0 （裏当て金側）、（ｂ）はTP-16F0
（表側）を表す。

【図１５】実験例１のパルスで、（ａ）は１０mmの破断
部の検出（２Ｚ１０×１０Ａ９０−ＳＨ）、（ｂ）は１
０mmの破断部の検出（２Ｚ１０×１０Ａ９０−ＳＨ）、
（ｃ）は１０mmの破断部の検出（０．５Ｚ２０×２０Ａ
９０−ＳＨ）、（ｄ）は２５mmの破断部の検出（２Ｚ５
×５Ａ９０−ＳＨ）を、夫々表す。

【図１６】実験例２の大型試験片（２ｍタイプ）で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は耐火被覆を
施した正面図である。

【図１７】実験例２の大型溶接試験体（２ｍタイプ）
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

【図１８】実験例２で、（ａ）（ｂ）は、破断部からの
エコーの検出を説明する正面図である。

【図１９】実験例２で、探触子の距離を変化させた場合
のエコー検出を表す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平
面図である。

【図２０】実験例２で（ａ）はスリットからのエコーの
距離特性を示すグラフ、（ｂ）は端面からのエコーの距
離特性を示すグラフである。

【図２１】実験例２で、（ａ）は端面のエコー、（ｂ）
はスリットのエコー、（ｃ）は（ｂ）のエコーの拡大を
表す。

【図２２】実験例２で、耐火被覆後のエコー高さ（周波
数０．５MHz ）を表すグラフである。

【図２３】実験例２で、（ａ）は耐火被覆後のスリット
からのエコー（距離1500mm）、（ｂ）は耐火被覆後のス
リットからのエコー（距離1000mm）、（ｃ）は耐火被覆
後の端面からのエコー（距離1500mm）、（ｄ）は耐火被
覆前のスリットからのエコー（距離1500mm）、（ｅ）は
耐火被覆前のスリットからのエコー（距離1000mm）、
（ｆ）は耐火被覆後の端面からのエコー（距離1500mm）
を夫々表す。

【図２４】実験例２で、探触子位置毎のビーム路程とエ
コー高さを表す３次元グラフで、（ａ）は距離1500mm、
（ｂ）は距離1000mm、を夫々表す。

【図２５】実験例３の実験手順を示す概略した正面図
で、（ａ）は破断部からのエコーの検出、（ｂ）は探触
子の距離を変化させた場合のエコーの検出を夫々表す。

【図２６】実験例３で、試験体の亀裂を表す概略した平
面図で、（ａ）はT1-19 、（ｂ）はT1-22 、（ｃ）はT2
-19 、（ｄ）はT3-19 を夫々表す。

【図２７】実験例３で、試験体毎の探触子のＸ方向位置
−ビーム路程とエコーの関係を表した３次元グラフで、
（ａ）はT1-19 、（ｂ）はT1-22 、（ｃ）はT2-19 、
（ｄ）はT3-19 を夫々表す。

【図２８】実験例３で、試験体毎距離毎の探触子のＸ方
向位置−ビーム路程とエコーの関係を表した３次元グラ
フで、（ａ）はT1-19 の距離５００mm、（ｂ）はT2-19
の距離１０００mm、（ｃ）はT2-19 の距離２０００mm、
（ｄ）はT1-22 の距離５００mm、（ｅ）はT1-22 の距離
１０００mm、（ｃ）はT2-19 の距離２０００mm、（ｆ）
はT1-22 の距離２０００mmを夫々表す。

【図２９】実験例３で、同じく３次元グラフで、（ａ）
はT2-19 の距離５００mm、（ｂ）はT2-19 の距離１００
０mm、（ｃ）はT2-19 の距離２０００mm、（ｄ）はT3-1
9の距離５００mm、（ｅ）はT3-19 の距離１０００mm、
（ｆ）はT3-19 の距離２０００mmを夫々表す。

【図３０】実験例３で、T1-19 のエコー（基準）で、
（ａ）は距離５００mm・Ｘ＝２０、（ｂ）は距離１００
０mm・Ｘ＝１００、（ｃ）は距離２０００mm・Ｘ＝１２
０を夫々表す。

【図３１】実験例３で、T1-22 のエコー（比較・全線
１）で、（ａ）は距離５００mm・Ｘ＝６０、（ｂ）は距
離１０００mm・Ｘ＝８０、（ｃ）は距離２０００mm・Ｘ
＝１８０を夫々表す。

【図３２】実験例３で、T2-19 のエコー（比較・小き
裂）で、（ａ）は距離５００mm・Ｘ＝１２０、（ｂ）は
距離１０００mm・Ｘ＝６０、（ｃ）は距離２０００mm・
Ｘ＝４０を夫々表す。

【図３３】実験例３で、T3-19 のエコー（比較・全線
２）で、（ａ）は距離５００mm・Ｘ＝１２０、（ｂ）は
距離１０００mm・Ｘ＝２０、（ｃ）は距離２０００mm・
Ｘ＝１４０を夫々表す。

【図３４】実験例３で、閾値を１０ｄＢ変化した場合の
探触子のＸ方向位置−ビーム路程とエコーの関係を表し
た３次元グラフで、（ａ）はT1-19 、（ｂ）はT1-22 、
（ｃ）はT2-19 、（ｄ）はT3-19 を夫々表す。

【図３５】実験例３で、探触子のＸ方向位置−ビーム路
程とエコーの関係を表した３次元グラフで、（ａ）はT1
-19 で距離５００mm、（ｂ）はT1-22 で距離５００mm、
（ｃ）はT2-19 で距離５００mm、（ｄ）はT3-19 で距離
５００mm、（ｅ）はT1-19で距離２０００mm、（ｆ）はT
1-22 で距離２０００mm、（ｇ）はT2-19 で距離２００
０mm、（ｈ）はT3-19 で距離２０００mmを夫々表す。

【図３６】この発明の実施例の測定方法を説明する図で
（ａ）は一部正面図、（ｂ）は一部平面図である。

【図３７】同じく距離２０００mmの場合のエコー（０．
５MHz ）で（ａ）は全線破断部、（ｂ）は健全部を夫々
表す。

【図３８】同じく距離１０００mmの場合（０．５MHz ）
のＸ位置−ビーム路程−エコー高さの３次元のグラフで
（ａ）は全線破断部、（ｂ）は健全部を夫々表す。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ スリット ２ 平穴 ５ａ、５ｂ 切断 ６ 耐火被覆 １１ アクリルシュー １２ 底面（アクリルシュー） １３ 格子状溝 １５ 探触子 ２０ 探傷器 ２１ ノートパソコン ２２ 検査時エコー ２３ 典型的エコー ２３ａ 健全（典型的エコー） ２３ｂ 判断部あり（典型的エコー） ２５ 測定面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 幸雄 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 永田 匡宏 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 宇田川 建志 神奈川県相模原市渕野辺５−10−１ 株式 会社日鐵テクノリサーチ内 (72)発明者 池ケ谷 靖 横浜市青葉区あざみ野南２−４−７ 日本 超音波試験株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐火被覆材で覆われた鉄骨建造物の破断
   予想位置から所定距離離れた鉄骨表面の耐火被覆を、所
   定面積宛て剥離して測定面を形成し、該測定面から前記
   破断予想位置に向けて表面ＳＨ波を発信し、該部で受信
   した反射波を実験値と比較して、破断部の有無を検出す
   ることを特徴とした鉄骨破断部の検出方法。
2. 【請求項２】 表面ＳＨ波の発信は、鉄骨構造物の全幅
   に亘り所定ピッチ毎に行う請求項１記載の鉄骨破断部の
   検出方法。
3. 【請求項３】 表面ＳＨ波探触子を超音波探傷器に接続
   すると共に、該超音波探傷器に、探傷器からのデータを
   取り込みかつ処理する機能を有するコンピューターに接
   続したことを特徴とする鉄骨破断部の検出装置。
4. 【請求項４】 表面ＳＨ波探触子は、破断予想位置から
   測定面までの距離に応じて、異なる機能のものを選択し
   て使用する請求項３記載の鉄骨破断部の検出装置。
5. 【請求項５】 下端部にアクリルシューを有する探触子
   において、該アクリルシューの下面に、超音波の進行方
   向及びこれに直角な方向に格子状の溝を形成したことを
   特徴とする探触子。