JPH11230948A

JPH11230948A - 超音波探傷方法

Info

Publication number: JPH11230948A
Application number: JP10035243A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Suetsugu; 秀彦末次; Hisakazu Mori; 久和森
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】被検査管の欠陥を被検査管の外径変化の影響
を補正して探傷する。【解決手段】ステップＳ１において、被検査管と同一
の材質、管表面粗さの試験片に模擬欠陥を加工し、超音
波探傷装置を用いて、管外径の変化に対応した模擬試験
を行い、透過波感度値と管外径とを測定する（Ｓ１ａ，
Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ）。そして、得られた測定結果より透過
波感度値と管外径／治具内径（管外径の基準）との近似
線を模擬欠陥ごとに求めて、クリープ損傷の判定の基準
線とする。ステップＳ２において、実炉管の探傷を行う
際には、管外径を測定するとともに、超音波探傷装置を
用いて検査部位の透過波感度値を測定する。ステップＳ
３において、透過波感度値および管外径／治具内径を判
定の基準線と比較することにより、被検査管のクリープ
損傷を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検査管に超音波
を投射し、該被検査管を透過してくる超音波を受波する
ことにより探傷する超音波探傷方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、エチレン工場のナフサ、ブタン、
ＬＰＧ分解炉の加熱管、あるいは水素、アンモニア工場
の改質炉の加熱管は、ＨＫ４０（０．４０％Ｃ−２５％
Ｃｒ−２０％Ｎｉ系）材等の高炭素耐熱遠心鋳造管（以
下、「遠心鋳造管」と呼ぶ。）が複数本溶接接続されて
組み立てられている。

【０００３】この加熱管は、触媒が充填された管内部に
気体や液体が供給されるとともに、炉のバーナーによっ
て管外部から加熱されることにより、管内部が高温高圧
の状態になる。そして、加熱管内部の物質が高温高圧下
で反応、変化する。

【０００４】このため上記加熱管は使用時間の経過につ
れて、フープ応力によるクリープフィッシャーが管内面
より外面に向かって放射状に進展する傾向がある。ま
た、管内外の温度差（管外高温、管内低温）に起因して
管内面の円周方向に欠陥を発生するおそれがある。した
がって、上記加熱管の経年変化を把握し残存寿命を推定
することは操業安定上不可欠である。なお、以下では、
これらの欠陥をクリープ損傷と称する。

【０００５】そこで、水浸法により被検査管の外周面に
沿って発信探触子と受信探触子とを組み合わせて走査
し、被検査管の肉厚内を該被検査管の外周上の２点を結
ぶ直線に超音波が浸透するよう前記発信探触子から斜角
法により被検査管に超音波を入射するとともに、前記受
信探触子により該超音波の透過エコーを受波することに
より被検査管の肉厚内の欠陥を探知する方法が、特開昭
５４−１２８７８９号公報に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加熱管
に使用される遠心鋳造管は、砂型に鋼合金の溶液を入
れ、遠心力で外に張り付かせて形成される。そのため、
使用前の遠心鋳造管には、砂型の砂の形がついた粗い鋳
肌が残っている。そして、加熱管として、炉内において
高温下で使用されることにより、鋳肌の粗い層が酸化減
肉を起こして、管表面が滑らかになりながら、管外径が
小さくなり、さらに長時間使用されると、管の肉厚内に
生じたクリープ損傷により、管外径が大きくなるという
現象が生じる。

【０００７】したがって、上記従来の超音波の減衰（透
過量）のみを測定し、超音波減衰量の経年的な変化か
ら、クリープ損傷の有無を判断する方法では、遠心鋳造
管の管外径の変化にともない、超音波の入射角および出
射角に所定の角度からのずれが生じることが考慮されて
いなかった。つまり、クリープ損傷による超音波の減衰
を測定するためには、同一条件で測定することが前提で
あるにもかかわらず、測定条件、特に超音波の入射角す
なわち超音波の入射量が変化してしまうため、正確な判
断が不可能であった。

【０００８】ここで、遠心鋳造管の管外径と透過波の減
衰量との関係を、本発明の説明図である図２、図５およ
び図６を用いて、具体的に説明する。

【０００９】図２に示す超音波探傷装置２は、本発明に
かかるものであり詳細については後述するが、基本的な
構造は従来のものと同じである。超音波探傷装置２は、
被検査管１の外周の同一円周上に発信探触子３と受信探
触子４とが所定の指向角度および間隔で配置され、発信
探触子３から被検査管１の肉厚内を透過する超音波７の
透過エコーを受信探触子４が受波できるようにしたもの
である。もちろん、水浸法によるため発信探触子３およ
び受信探触子４と被検査管１との間の超音波経路にあた
る部分には水６が充填されている。なお、被検査管１の
外径は、基準となる基準外径Ｄであり、発信探触子３お
よび受信探触子４の指向角度は被検査管の管表面に対し
て、指向角度ｉ₀となるように配設されており、この状
態において、正確な測定ができるように設定されてい
る。

【００１０】図中矢線で示す超音波７は、発信探触子３
より発信され、水浸法および斜角法によるため反射屈折
の法則に従って、入射点Ａにおいて屈折して被検査管１
の肉厚内に入射され、被検査管１の肉厚内を最大深度２
Ｔ／３（Ｔ：管の肉厚）で接線方向に透過し、出射点Ｂ
において屈折して被検査管１の肉厚外に出射され、受信
探触子４により受波される。このとき、被検査管１の肉
厚内の超音波７の経路上に欠陥（放射状フィッシャー）
が存在すれば、該欠陥により超音波が散乱され、受信探
触子４には減衰された透過エコーとして検出され、欠陥
の存在が探知できる。

【００１１】ここで、図５に示すように、上記超音波探
傷装置２は、使用にともない管の肉厚がΔＤだけ小さく
なって管外径がＤ−ΔＤとなった被検査管１１に装着さ
れる。このとき、発信探触子３および受信探触子４の指
向角度はｉ₁（＜ｉ₀）となり、正確な測定結果が得ら
れない。

【００１２】また、図６に示すように、上記超音波探傷
装置２は、使用にともない管外径がΔＤだけ大きくなっ
て管外径がＤ＋ΔＤとなった被検査管１２に装着され
る。このとき、発信探触子３および受信探触子４の指向
角度はｉ₂（＞ｉ₀）となり、正確な測定結果が得られ
ない。

【００１３】以上のことから、被検査管の管外径の変化
によって、超音波の入射角および出射角が変化し、測定
条件が変化する。よって、従来の方法では、非常に誤差
が大きく、欠陥の正確な探知ができなかった。なお、同
一炉内の同一管であっても温度分布により、酸化減肉の
速度に差があり、管外径は検査部位ごとに異なっている
ため、被検査管の外径変化の影響を補正することは重要
である。

【００１４】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、被検査管の欠陥を被検査
管の外径変化の影響を補正して調べることができる超音
波探傷方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の超音波探傷方
法は、上記の課題を解決するために、管外径が基準外径
である管表面に対して所定の指向角度で配設された発信
探触子および受信探触子を備えた超音波探傷装置を被検
査管に装着し、超音波水浸透過法により該被検査管の透
過エコーを測定して、該被検査管内の欠陥を判定する超
音波探傷方法において、上記被検査管の透過エコーを、
上記管外径の基準外径からの変化量ごとの判定基準値と
比較することにより、該被検査管内の欠陥を判定するこ
とを特徴としている。

【００１６】上記の構成により、超音波探傷装置を用い
て被検査管の透過エコーを測定するとともに、管外径を
測定し、該被検査管の透過エコーを、上記管外径の基準
外径からの変化量ごとの判定基準値と比較することによ
って、発信探触子および受信探触子の指向角度のずれを
補正して、該被検査管内の欠陥を判定する。

【００１７】具体的には、まず、被検査管と同一の材
質、管表面粗さの試験片に模擬欠陥を加工し、上記超音
波探傷装置を用いて、管外径の変化に対応した模擬試験
を行う。そして、得られた測定結果より透過エコーと管
外径の基準外径からの変化量との近似線を模擬欠陥ごと
に求めて、判定基準値とする。実際の被検査管の探傷を
行う際には、管外径を測定するとともに、上記超音波探
傷装置を用いて検査部位の透過エコーを測定し、管外径
の基準外径からの変化量ごとの判定基準値と比較するこ
とにより、被検査管のクリープ損傷を判定する。

【００１８】このように、検査部位の透過エコーを測定
するとともに、管外径を測定することにより、管外径の
変化による発信探触子および受信探触子の指向角度のず
れを補正して探傷を行うことができる。また、この補正
に要する管外径の基準外径からの変化量は、管外径を測
定するだけで得られるため、作業量の増加も軽微であ
る。

【００１９】したがって、加熱管の経年変化を的確に把
握し、残存寿命を高精度に推定することができるため、
加熱管の無駄な交換を防止することができ、安全かつ経
済的に操業することができる。

【００２０】請求項２の超音波探傷方法は、上記の課題
を解決するために、請求項１の構成に加えて、上記基準
外径より大きな管外径の被検査管に対して適用する上記
判定基準値は、外径が該基準外径である被検査管を管外
径の変化量に相当する距離だけ、上記超音波探傷装置か
ら離した状態で、模擬試験を行うことにより作成するこ
とを特徴としている。

【００２１】上記の構成により、請求項１の構成による
作用に加えて、外径が上記基準外径である被検査管を管
外径の変化量に相当する距離だけ、上記超音波探傷装置
から離した状態で、模擬試験を行うことにより、基準外
径より大きな管外径の被検査管に対して適用する上記判
定基準値を作成する。

【００２２】これにより、被検査管の管外径が増大した
状態という試験片の作成が困難な状態についての模擬試
験を行うことができる。そして、被検査管と超音波探傷
装置との距離を段階的に変えて、模擬試験を行うことに
より、任意の変化量の範囲の判定基準値を作成すること
ができる。さらに、上記模擬試験は、作業も簡単なもの
であり、得られる測定結果の精度も高い。

【００２３】請求項３の超音波探傷方法は、上記の課題
を解決するために、請求項１または２の構成に加えて、
上記基準外径より小さな管外径の被検査管に対して適用
する上記判定基準値は、外径が該基準外径である被検査
管を管外径の変化量に相当する厚さだけ、管表面を削り
込んだ被検査管に対して、模擬試験を行うことにより作
成することを特徴としている。

【００２４】上記の構成により、請求項１または２の構
成による作用に加えて、外径が上記基準外径である被検
査管を管外径の変化量に相当する厚さだけ、管表面を削
り込んだ被検査管に対して、模擬試験を行うことにより
作成する。

【００２５】これにより、被検査管を削り込む厚さを段
階的に変えて、模擬試験を行うことにより、任意の変化
量の範囲の判定基準値を作成することができる。さら
に、上記模擬試験は、作業も簡単なものであり、得られ
る測定結果の精度も高い。

【００２６】請求項４の超音波探傷方法は、上記の課題
を解決するために、請求項１から３の何れかの構成に加
えて、上記被検査管は、高炭素耐熱遠心鋳造管であるこ
とを特徴としている。

【００２７】上記の構成により、請求項１から３の何れ
かの構成による作用に加えて、超音波水浸透過法により
上記超音波探傷装置を用いて計測された高炭素耐熱遠心
鋳造管の透過エコーを、該高炭素耐熱遠心鋳造管の管外
径の基準外径からの変化量ごとの判定基準値と比較する
ことにより、該高炭素耐熱遠心鋳造管内の欠陥を判定す
る。

【００２８】そして、高炭素耐熱遠心鋳造管に適用する
判定基準値は、上記基準外径より大きな管外径に対して
は、外径が該基準外径である高炭素耐熱遠心鋳造管を管
外径の変化量に相当する距離だけ、上記超音波探傷装置
から離した状態で、模擬試験を行うことにより作成す
る。また、上記基準外径より小さな管外径に対しては、
外径が該基準外径である高炭素耐熱遠心鋳造管を管外径
の変化量に相当する厚さだけ、管表面を削り込んで模擬
試験を行うことにより作成する。

【００２９】請求項１から３の何れかに記載の超音波探
傷方法は、管外径が変化する被検査管に対して適用でき
るものであるが、高炭素耐熱遠心鋳造管は、管外径の経
年変化が大きく、補正の効果が顕著である。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
１から図９に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。なお、以下では、被検査管を高炭素耐熱遠心鋳造管
（以下、「遠心鋳造管」と記す。）として説明する。

【００３１】図２および図３に示すように、本実施の形
態にかかる超音波探傷方法に用いる超音波探傷装置２
は、治具５に発信探触子３および受信探触子４が取り付
けられて構成されている。

【００３２】上記の発信探触子３および受信探触子４
は、超音波探傷装置２が外径が基準外径Ｄである被検査
管１に装着された際、被検査管１の外周の同一円周上に
所定の指向角度および間隔で配置されるように、治具５
に取り付けられている。そして、発信探触子３から発信
された超音波７の被検査管１の肉厚内を透過する透過エ
コーを受信探触子４が受波できるようになっている。

【００３３】上記治具５は、例えば、ＭＭＡ（メチルメ
タアクリレート）で形成される。そして、発信探触子３
および受信探触子４と被検査管１との間の超音波経路に
あたる部分に開口部５ａが形成されている。開口部５ａ
は、超音波探傷装置２が被検査管１に押し当てられて装
着されるため、外径が基準外径Ｄの被検査管１の外周形
状に適合した形状に形成されている。よって、以下で
は、被検査管１の基準外径Ｄを「治具内径」と記すこと
がある。

【００３４】また、水浸法によるため、治具５の内部に
水６が充填されることにより、発信探触子３および受信
探触子４と被検査管１との間の超音波経路にあたる部分
に水６が保持される。そして、治具５を被検査管１に押
し当てた際、内部に充填された水６を漏らさないよう、
被検査管１に当接する当接部には弾性を有する、例えば
板ゴムなどからなるシール５ｂが設けられている。さら
に、超音波探傷装置２には、治具５の内部に水６を注水
排水するために、図示しない注水手段および排水手段が
設けられている。したがって、上記超音波探傷装置２に
よる透過エコーの測定は、装着、注水、測定、排水を１
サイクルにして行われる。これにより、炉内の断熱材な
どの周囲の水濡れを防止している。

【００３５】図中矢線で示す超音波７は、後述する探傷
器２１（図４）によってパルス状の電源が供給された発
信探触子３より投射され、水６を介して外径が基準外径
Ｄである被検査管１に入射角ｉ₀で入射し、水浸法かつ
斜角法によるため、反射屈折の法則に従って、被検査管
１の外周面上の入射点Ａにおいて、屈折角θ₀で屈折
し、被検査管１の肉厚内を最大深度ｄ₀で接線方向に透
過し、被検査管１の外周面上の出射点Ｂにおいて入射角
θ₀に対して屈折角ｉ₀で屈折し被検査管１の肉厚外に
出射され、水６を介して受信探触子４により受波され
る。このとき、被検査管１の肉厚内の超音波７の経路上
に欠陥（放射状フィッシャー）が存在すれば、該欠陥に
より超音波が散乱され、受信探触子４には減衰された透
過エコーとして検出され、欠陥の存在が探知できる。

【００３６】また、超音波７の入射角ｉ₀を被検査管１
の内周面による底面反射が起こらない範囲で調整し、同
時に透過エコーを受波するべく発信探触子３と受信探触
子４との間隔を調整すれば被検査管１の肉厚内での超音
波探傷深さｄ₀が適宜調整できる。

【００３７】図４に示すように、発信探触子３および受
信探触子４はパルス状の電源を供給する探傷器２１に接
続されており、さらに探傷器２１は記録計２２に接続さ
れている。また、上記注水手段として、例えば、治具５
に図示しない注水穴が穿孔されており、治具５の内部に
水６を充填できるように注水タンク２３と接続されてい
る。同様に、治具５に図示しない排水穴が穿孔されてお
り、治具５の内部に充填された水６を排水できるように
排水タンク２４と接続されている。

【００３８】なお、以下で説明する具体例の測定条件
は、つぎのとおりである。被検査管１として、（株）ク
ボタ製のＫＨＲ２４Ｃ遠心鋳造管（基準外径１１０ｍ
ｍ、肉厚１２ｍｍ）の探傷を行った。なお、管表面の粗
さは、中心線表面粗さが１０μｍ程度である。

【００３９】また、超音波探傷装置２は、発信探触子３
としてパナメトリクス社製Ｖ３８２（周波数３．５ＭH
z、振動子径０．５″、焦点３″ＬＦ）、受信探触子４
としてパナメトリクス社製Ｖ３８２（周波数３．５ＭH
z、振動子径０．５″、焦点ＦＬＡＴ）を使用した。そ
して、発信探触子３および受信探触子４は、管外径が基
準外径Ｄの被検査管１に対して、最大深度ｄ₀が２Ｔ／
３となるように、取り付け角度φが４３°に設定されて
いる（図２）。

【００４０】さらに、探傷器２１は、クラウトクレーマ
ー社製ＵＳＬ−３８、およびＵＳＬ−４８を使用した。
記録計２２は、受波される超音波のエコー高さをＣＲＴ
画面上で８０％になるように補正した時の感度値を記録
する。この記録方法によれば、受波される超音波の量が
少ない程、感度値を高く設定することにより同じエコー
高さに補正する。つまり、クリープ損傷が進展するにつ
れて、受波される超音波の量が減るため、設定される感
度値が高くなる。

【００４１】ここで、本実施の形態にかかる超音波探傷
方法について、図１に示すフローチャートを用いて説明
する。

【００４２】ステップＳ１：被検査管の損傷判定基準を
作成する。まず、実炉内で被検査管の探傷を行う準備として、クリ
ープ損傷の判定の基準値を求める。具体的には、被検査
管と同一の材質、管表面粗さの試験片に模擬欠陥を加工
し、上記超音波探傷装置２を用いて、管外径の変化に対
応した模擬試験を行う、透過波感度値（減衰量に相当す
る）を測定する。そして、得られた測定結果より透過波
感度値と管外径／治具内径（管外径の基準外径からの変
化量）との近似線を模擬欠陥ごとに求める。すでに、同
一の材質および管表面粗さの管についての損傷判定基準
が作成されている場合には、このステップＳ１を省略で
きることはもちろんである。

【００４３】上記模擬試験は、被検査管の管外径の変化
を模擬するために、管外径が基準外径の状態の模擬試
験、管外径が増大した状態の模擬試験、管外径が減少し
た状態の模擬試験の三種類の模擬試験を行う。

【００４４】第一に、被検査管の管外径が基準外径の状
態の模擬試験を行う（Ｓ１ａ）。模擬欠陥を加工した試
験片と未加工の試験片とに対して、上記超音波探傷装置
２を用いて、透過波感度値を測定する。このときの試験
片（被検査管１）と超音波探傷装置２の位置関係は、図
２に示すとおりである。なお、管表面の粗さを揃えるた
め、未使用管である試験片の管表面の粗い層を旋盤で削
り込み、その外径を基準外径Ｄとする。

【００４５】第二に、被検査管の管外径が増大した状態
の模擬試験を行う（Ｓ１ｂ）。前記ステップＳ１ａの模
擬試験と同様、模擬欠陥を加工した試験片と未加工の試
験片とに対して、透過波感度値を測定する。このとき、
図７に示すように、超音波探傷装置２の開口部５ａのシ
ール５ｂ上に弾性を有する、例えば板ゴムなどからなる
一様な厚さの薄いシール５ｃを貼着し、該超音波探傷装
置２を上記試験片（被検査管１）に装着する。これによ
り、外径Ｄの被検査管１を用いて、管外径がＤ＋ΔＤに
大きくなった被検査管１２（図６）を模擬して測定する
ことができる。例えば、厚さ１．５ｍｍのシール５ｃを
一枚ずつ重ねて貼着しながら測定を繰り返すことによ
り、各種の管外径を模擬することができる。

【００４６】なお、図７中には貼着するシール５ｃが１
枚しか描かれていないが、シール５ｂ，５ｃの材質、厚
さおよび枚数などは、必要とする測定精度などに応じて
適宜選択することができる。

【００４７】第三に、被検査管の管外径が減少した状態
の模擬試験を行う（Ｓ１ｃ）。前記のステップＳ１ａ，
Ｓ１ｂの模擬試験と同様、模擬欠陥を加工した試験片と
未加工の試験片とに対して、透過波感度値を測定する。
このとき、図５に示すように、被検査管１の管表面を旋
盤でΔＤだけ削り込むことにより、肉厚を薄くし、管外
径をＤ−ΔＤに小さくする。例えば、管表面を０．１ｍ
ｍずつ削り込みながら測定を繰り返すことにより、各種
の管外径を模擬することができる。

【００４８】図８は、肉厚方向にＴ／２，Ｔ／３のスリ
ット（亀裂）の模擬欠陥を加工した試験片と未加工の試
験片とについて、上述した三種類の模擬試験により得ら
れた透過波感度値の測定結果と、それぞれ模擬欠陥ごと
に求めた近似線Ｌ2 ，Ｌ1 ，Ｌ0 とを示している。な
お、本実施の形態の近似線としては、回帰係数が１次の
ものが最も相関関係が高かったため、回帰直線を採用し
た。

【００４９】よって、試験片の管外径と基準外径Ｄとの
比である管外径／治具内径（図８）は、透過波感度値と
良好な相関関係（７７％以上）を示しており、それぞれ
の近似線が管外径の変化の影響を補正したクリープ損傷
の判定基準として十分に信頼できることがわかる。

【００５０】ここで、基準線の意味を説明する。例え
ば、ある検査部位の測定値が近似線Ｌ2 上にプロットさ
れたとすると、検査部位にはＴ／２スリットの模擬欠陥
と同じだけの減衰量があるという評価をする。これは、
検査部位にＴ／２スリットと同じ大きさのクリープ損傷
が存在するという意味ではない。つまり、実際に検出さ
れているのは１個の亀裂の減衰量ではなく、無数に発生
した非常に小さな欠陥の集合体の減衰量であり、それが
Ｔ／２スリットの模擬欠陥の減衰量と同程度であるとい
う意味である。そして、欠陥の集合体がフィッシャーの
どのレベルにまで進展しているかを評価している。当
然、模擬欠陥と同じ大きさの欠陥が生じる以前に、検出
される。

【００５１】ステップＳ２：被検査管の管外径および透
過波感度値を測定する。実炉の被検査管の管外径を測定するとともに、上記超音
波探傷装置２を用いて透過波感度値を測定する。

【００５２】ステップＳ３：被検査管の損傷を判定する
（基準との比較）。ステップＳ２において、測定された管外径より管外径／
治具内径を算出し、透過波感度値とともに、判定の基準
線として求めておいた近似線Ｌ2 ，Ｌ1 ，Ｌ０と比較す
る。

【００５３】すなわち、管外径／治具内径と透過波感度
値との座標平面上において、実炉の被検査管の測定値が
基準線に対してどのような位置にプロットされるかによ
って、欠陥の状態を判定することができる。

【００５４】例えば、図９は、実炉から抜き出した損傷
のある管について、管外径および透過波感度値とを測定
して、得られた管外径より管外径／治具内径を算出し、
基準線である近似線Ｌ２，Ｌ1 ，Ｌ0 （図８）ととも
にグラフ化したものである。なお、断面マクロ・ミクロ
組織観察によって確認されたフィッシャーの有無につい
て対応させてある。

【００５５】図９では、クリープ損傷の発生により、管
外径が増大しており、管外径／治具内径は１．０２近傍
に分布している。管外径／治具内径が大きくなる程、透
過波感度値が上がっており、管外径が増大する程、透過
エコーの量が少なくなることがわかる。また、Ｔ／３ス
リットの近似線Ｌ1 よりも高い透過波感度値を示した部
位で、フィッシャーが検出されている。そして、精度と
しては、Ｔ／２スリットの近似線Ｌ2 よりも高い透過波
感度値を示した部位の９０％（７／８）以上でフィッシ
ャーが確認されている。

【００５６】したがって、模擬欠陥を測定して得られた
基準線に基づいて、被検査管の損傷を判定することがで
きるため、加熱管の交換を行うことができる。例えば、
１本の加熱管について所定の検査部位の管表面の粗さお
よび透過波感度値を測定し、１ヵ所でもＴ／３スリット
の基準線（近似線Ｌ1 ）を上回った場合、その加熱管の
交換を行うことができる。

【００５７】以上の説明のように、本実施の形態の超音
波探傷方法によれば、まず、被検査管と同一の材質、管
表面粗さの試験片に模擬欠陥を加工し、上記超音波探傷
装置２を用いて、透過波感度値を管外径の変化に対応し
た模擬試験を行う。そして、得られた測定結果より透過
波感度値と管外径の基準外径からの変化量（管外径／治
具内径）との近似線を模擬欠陥ごとに求めて、クリープ
損傷の判定の基準線（管外径の基準外径からの変化量ご
との判定基準値）を求めておく。そして、実際の被検査
管の探傷を行う際には、管外径を測定するとともに、上
記超音波探傷装置２を用いて検査部位の透過波感度値を
測定し、求めておいた基準線と比較することにより、被
検査管１のクリープ損傷を判定することができる。な
お、超音波探傷の結果と、断面ミクロ・マクロ組織観察
による実損傷の状況とが、良好な対応関係にあることが
確認されている。

【００５８】よって、それぞれの近似線をクリープ損傷
の判定基準値として、管外径の変化の影響を補正して被
検査管の損傷の判定を的確に行うことができる。したが
って、加熱管の経年変化を的確に把握し、残存寿命を高
精度に推定することができるため、加熱管の無駄な交換
を防止することができ、安全かつ経済的に操業すること
ができる。

【００５９】なお、本実施の形態は本発明の範囲を限定
するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能
である。例えば、被検査管の管外径が増大した状態の模
擬試験を行う場合、試験片にシールを貼着してもよい。
また、模擬欠陥は肉厚方向にＴ／２，Ｔ／３のスリット
以外でもよく、試験の条件設定により適宜選択すること
ができる。また、求める近似線の回帰係数は１次のもの
に限定するものではなく、管外径／治具内径と透過波感
度値との相関関係により、適宜選択することができる。

【００６０】また、遠心鋳造管は、未使用の状態でも、
管外径が一定でない。しかし、上述した判定基準は、基
準外径が異なる場合でも、管外径／治具内径を換算する
ことにより適用することができる。

【００６１】さらに、超音波探傷装置２には、水６の漏
れ防止に板ゴムなどからなるシール５ｂが設けられてい
るが、その厚みによっても、被検査管への超音波の入射
状況が変化する。本実施の形態の超音波探傷方法によれ
ば、使用するシール５ｂの厚さの影響を補正して被検査
管の損傷の判定を的確に行うことができる。

【００６２】

【発明の効果】請求項１の発明の超音波探傷方法は、以
上のように、管外径が基準外径である管表面に対して所
定の指向角度で配設された発信探触子および受信探触子
を備えた超音波探傷装置を被検査管に装着し、超音波水
浸透過法により該被検査管の透過エコーを測定して、該
被検査管内の欠陥を判定する超音波探傷方法において、
上記被検査管の透過エコーを、上記管外径の基準外径か
らの変化量ごとの判定基準値と比較することにより、該
被検査管内の欠陥を判定する構成である。

【００６３】それゆえ、検査部位の透過エコーを測定す
るとともに、管外径を測定することにより、管外径の変
化による発信探触子および受信探触子の指向角度のずれ
を補正して探傷を行うことができるという効果を奏す
る。また、この補正に要する管外径の基準外径からの変
化量は、管外径を測定するだけで得られるため、作業量
の増加も軽微であるという効果を奏する。

【００６４】したがって、加熱管の経年変化を的確に把
握し、残存寿命を高精度に推定することができるため、
加熱管の無駄な交換を防止することができ、安全かつ経
済的に操業することができるという効果を奏する。

【００６５】請求項２の発明の超音波探傷方法は、以上
のように、請求項１の構成に加えて、上記基準外径より
大きな管外径の被検査管に対して適用する上記判定基準
値は、外径が該基準外径である被検査管を管外径の変化
量に相当する距離だけ、上記超音波探傷装置から離した
状態で、模擬試験を行うことにより作成する構成であ
る。

【００６６】それゆえ、請求項１の構成による効果に加
えて、被検査管の管外径が増大した状態という試験片の
作成が困難な状態についての模擬試験を行うことができ
るという効果を奏する。そして、被検査管と超音波探傷
装置との距離を段階的に変えて、模擬試験を行うことに
より、任意の変化量の範囲の判定基準値を作成すること
ができるという効果を奏する。さらに、上記模擬試験
は、作業も簡単なものであり、得られる測定結果の精度
も高いという効果を奏する。

【００６７】請求項３の発明の超音波探傷方法は、以上
のように、請求項１または２の構成に加えて、上記基準
外径より小さな管外径の被検査管に対して適用する上記
判定基準値は、外径が該基準外径である被検査管を管外
径の変化量に相当する厚さだけ、管表面を削り込んだ被
検査管に対して、模擬試験を行うことにより作成する構
成である。

【００６８】それゆえ、請求項１または２の構成による
効果に加えて、被検査管を削り込む厚さを段階的に変え
て、模擬試験を行うことにより、任意の変化量の範囲の
判定基準値を作成することができるという効果を奏す
る。さらに、上記模擬試験は、作業も簡単なものであ
り、得られる測定結果の精度も高いという効果を奏す
る。

【００６９】請求項４の発明の超音波探傷方法は、以上
のように、請求項１から３の何れかの構成に加えて、上
記被検査管は、高炭素耐熱遠心鋳造管である構成であ
る。

【００７０】それゆえ、請求項１から３の何れかの構成
による効果に加えて、高炭素耐熱遠心鋳造管は、管外径
の経年変化が大きく、補正の効果が顕著であるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる超音波探傷方法
の概略を示すフローチャートである。

【図２】図１に示した超音波探傷方法に用いる超音波探
傷装置の構成の概略を示す説明図である。

【図３】図２および図５から図７に示した超音波探傷装
置の構成の概略を示す説明図である。

【図４】図２および図３に示した超音波探傷装置の使用
状況の概略を示す説明図である。

【図５】図２および図３に示した超音波探傷装置を管外
径が減少した被検査管に装着した状態を示す説明図であ
る。

【図６】図２および図３に示した超音波探傷装置を管外
径が増大した被検査管に装着した状態を示す説明図であ
る。

【図７】図２および図３に示した超音波探傷装置を管外
径が増大した被検査管に装着した状態を模擬した状態を
示す説明図である。

【図８】模擬欠陥が加工された遠心鋳造管の管外径／治
具内径と透過波感度値との測定結果と、その近似線を示
すグラフである。

【図９】模擬欠陥が加工された遠心鋳造管の管外径／治
具内径と透過波感度値との近似線と、実炉損傷管の管外
径／治具内径と透過波感度値との測定結果を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１被検査管（高炭素耐熱遠心鋳造管）２超音波探傷装置３発信探触子４受信探触子１１被検査管（高炭素耐熱遠心鋳造管）１２被検査管（高炭素耐熱遠心鋳造管）ｉ₀ 指向角度Ｄ基準外径 ΔＤ管外径の変化量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管外径が基準外径である管表面に対して所
定の指向角度で配設された発信探触子および受信探触子
を備えた超音波探傷装置を被検査管に装着し、超音波水
浸透過法により該被検査管の透過エコーを測定して、該
被検査管内の欠陥を判定する超音波探傷方法において、上記被検査管の透過エコーを、上記管外径の基準外径か
らの変化量ごとの判定基準値と比較することにより、該
被検査管内の欠陥を判定することを特徴とする超音波探
傷方法。
【請求項２】上記基準外径より大きな管外径の被検査管
に対して適用する上記判定基準値は、外径が該基準外径
である被検査管を管外径の変化量に相当する距離だけ、
上記超音波探傷装置から離した状態で、模擬試験を行う
ことにより作成することを特徴とする請求項１記載の超
音波探傷方法。
【請求項３】上記基準外径より小さな管外径の被検査管
に対して適用する上記判定基準値は、外径が該基準外径
である被検査管を管外径の変化量に相当する厚さだけ、
管表面を削り込んだ被検査管に対して、模擬試験を行う
ことにより作成することを特徴とする請求項１または２
記載の超音波探傷方法。
【請求項４】上記被検査管は、高炭素耐熱遠心鋳造管で
あることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の
超音波探傷方法。