JPS6038663B2 - 溶接継目を破懐なしに探傷するための超音波探傷検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、特に直線状又はへりカル状の溶接継目を有す
る管の、溶接継目を破壊ないこ探復するための超音波深
傷検査装置であって、溶接継目の両側に配置されていて
溶接継目縦方向に対して垂直に該溶接継目に音波を放射
する縦癖探傷振動子と、両縦庇探傷振動子の両側に夫々
１つずつ配直されていて溶接継目に対して鋭角に音波ビ
ームを発射する横波探傷振動子とを備えた形式のものに
関する。

背景技術 管、特にサブマージアーク溶接された縦方向継目又はへ
りカル継目を有する大型管の溶接継目を検査する場合、
溶接継目の縦癖及び横死を深傷する複数の検査ヘッドを
備えた超音波深傷検査装置が使用される。

この場合縦庇とは、溶接継目の縦方向に延びる、例えば
スラグ巻込み又は空気巻込みのような欠陥個所を意味す
るのに対して、横庇とは、溶接継目の縦方向に対して横
方向に延びるような欠陥である。探傷検査袋檀では種々
の形式の検査ヘッドが使用される。

一般に送波、受波検査ヘッド（ＳＥ検査ヘッド）として
構成された、垂直検査ヘッド及び斜角検査ヘッドは、溶
接継目に対して垂直にか鋭角に音波ビームを発射するた
だ１つの探傷振動子を有しているにすぎない。前記以外
にダブル斜角検査ヘッドが存在し、該ダブル斜角検査ヘ
ッドは、或る角度をとって配置された２つの探傷振動子
（縦癖を調「る深傷振動子と横庇深傷振動子）を有して
いるか」それとも、音波ビームの一部を分割して溶接継
目‘こ対して斜向させて導き、それによって縦波を検出
する以外に同時に横波も探査するただ１つの深傷振動子
を有している。公知の検査装置では、溶接継目１こ対し
て対称的にＫ形又はＸ形に配置した４つの垂直検査ヘッ
ド又は斜角検査ヘッドが使用される。

この場合４つの検査ヘッドは、管上に鮫着されて溶接継
目に沿ってガイドされる所謂探触子を形成する。音波を
伝播する結合は接触平面へ給水することによって行なわ
れ、その場合申し分のない結合は特別のチェック振動子
を用いてやはり超音波によって監視され、これによって
、例えば気泡又はルーズなスケールによる結合障害を確
認することができる。稼動中、検査ヘッドは、プログラ
ミングされたサイクルタイミング切挨スイッチを介して
超音波・評価滋子回路装置と接続されかつパルス周波数
の周期に合わせて縦庇及び横波反射探傷サイクルタイミ
ング並びに付加的な結合チェックサイクルタイミングで
個別的に又は対を成して検査する。別の公知の装置構造
では２つのダブル斜角検査ヘッドが使用され、両ダブル
斜角検査へッド‘ま溶接継目の両側で互いに対向して位
置しかつ、４５ｏの角度にクオーツによって分割された
夫々２つの音波ビームを発射し、そのうち一方の音波ビ
ームは溶接継目縦方向に対して垂直に溶接継目に当てら
れて縦庇を探復し、他方の音波ビームは横癖を深傷する
ために４５ｏの角度で溶鞍継目に当てられる。

公３印の装置はすべて、全検査ヘッドが管上に戦った場
合にしか縦波及び横癖を完全に探擬することができない
性質を有している。

それゆえに管の中央範囲における深傷は申し分ないが、
管女台端部又は管終端部では、探舷子の直下へ管がシフ
トされ、あるいは前記探触子から引離されかつＫ形又は
Ｘ形に配遣された検査ヘッドの２つが管の上にまだ又は
もはや載っていない以上、あるいは又、ダブル斜角検査
ヘッドを使用する場合には該検査ヘッドの、横波深傷の
ために４５ｏの斜角をとった音波ビームが管始端部の前
方又は管終端部の後方で衝突する以上、探傷は行なうこ
とができない。公知の装置では前記の構造特性により、
管始端部又は管終端部の溶接継目範囲又は管始端部及び
管終端部から約２０仇舷までの溶接継目範囲の縦癖及び
横癖を完全には深傷することができないという欠点が生
じる。それゆえに、管始端部及び管終端部における溶接
継目のこの禾探傷範囲を手動式超音波探傷器を用いて付
加的に手動によって検査することがこれまで必要であっ
た。これによって生じる所要技術経費及び人件費はかな
りの額になる。背景技術には属していない、本出願人に
よる以前の検査装置では縦波及び横癖を認識するための
探傷振動子は、溶接総則こ対して対称的に星形状に配置
した検査ヘッド内に収容されている。

冒頭で述べた装置を用いて、溶接継目の始端から終端に
至るまで溶接継目の縦庇及び横波を完全かつ全自動式に
深傷することが可能である。しかしながら溶接継目を完
全に探復するためには少なくとも６つの検査ヘッドが必
要である。別の実施構造ではダブル斜角検査ヘッドが使
用され、該ダブル斜角検査ヘッドは夫々２つの斜角探傷
振動子を有し、その一方の斜角探傷振動子は溶接継目‘
こ対して直角に音波ビームを発射し（縦波認識）、他方
の斜角探傷振動子は溶接継目に対して鋭角に音波ビーム
を発射する（横癖認識）。この場合も、縦癖及び横癖を
熔接継目の始端から終端に至るまで同一の装置で完全に
探傷できるようにするためには少なくとも４つの検査ヘ
ッドが必要である。発明の開示本発明の課題は、所要ス
ペースが僅かで、検査ヘッドを集中式に調整できかつ溶
接継目の始端から終端まで完全にかつ自動的に溶接継目
を探傷することのできる検査装置を提供することである
。

この課題を解決する本発明は、夫々１つの縦癖探傷振動
子と２つの横癖探傷振動子とが、溶接継目の両側に互い
に向い合わせに配置された２基の検査ユニットの各１基
に内蔵されている点にある。このように構成することに
よって得られる利点は、溶接継目の各側に夫々１基の検
査ユニットしか存在せず、各検査ユニット縦波及び横癖
深傷のために必要な深傷振動子を有していることである
。本発明によれば検査ユニットは検査ブロックであり、
該検査ブロック内には、少なくとも横癖側定用探傷振動
子が相互位贋及び（又は）溶接継目に対する位魔を調整
可能に取付けられている。

この場合探傷振動子は技良の位鷹に正確に調整すること
ができる。本発明の別の実施態様では検査ユニットは、
夫々１つの縦癖探傷振動子と２つの機癖探傷振動子とを
固定的に組込んでいる検査ヘッドであることができる。

この実施態様では、固定的に組込まれた探傷振動子は、
溶接継目の対向し合った側に配直された２つの検査へッ
Ｎこよって調整されており、両検査ヘッドの、縦癖探傷
振動子の同一側の側方に配置された機泥探傷振動子の音
波ビームが、検査すべき溶接継目の同一部位で衝突する
ようにするのが有利である。固定的に組込まれた縦癖探
傷振動子と横癖探傷振動子とを有する検査ヘッドを迅速
に調整するためには、該検査ヘッドの、溶接継目に対す
る距離及び相互位贋を調整できるようにするのが有利で
ある。

【図面の簡単な説明】

本発明のその他の特徴及び利点は、１実施例について発
明を詳説した以下の説明及び添付図面から明らかである
。 第１図は管の縦溶接継目を管始端部で検査するための本
発明による超音波深傷検査装置の略示平面図、第２図は
管中央範囲に位置する第１図の超音波探傷検査装置の略
示平面図、第３図は管終端部に位置する第１図の超音波
深傷装置の略示平面図である。 発明を実施するための形態 図中、符号１５は鋼管であり、該鋼管は鋼薄板から曲げ
成形されており、ここでは該鋼管の縦方向溶接継目１６
の縦癖及び横癖の深傷検査を行なおうとするものである
。 このために鋼管１５は超音波探傷検査菱贋の下側に沿っ
て矢印１７の方向にシフトされる。該超音波深傷検査装
置は図面では概略的にかつ総体的に符号１８で示されて
いる。超音波探傷検査装置１８は２つの検査ユニット６
５及び６６を有し、両検査ユニットは溶接継目１６の両
側で互いに向い合って配置されておりかつ、図示を省い
た特上げ装置によって保持され、かつ、鋼管の前端緑３
２が超音波探傷装置に達すると鋼管１５の上に降下され
る。両検査ユニット６５及び６６は夫々、１つの間定的
に組込まれた縦癖探傷振動子６７又は６８を有し、該縦
癖探傷振動子は音波ビーム６９，７０を熔接継目１６に
対して垂直に発射する。 両検査ユニット６５及び６６は溶接継目の縦方向及び溶
接継則こ対して直角方向に相対的に移動可能であり「か
つ、縦癖探傷振動子６７と６８を互いに上下に対向して
位置させるように調整可能であり、従って両縦癖深傷振
動子は、該振動子から送波されて熔接継目で反射される
音波ビームを再び受波するばかりでなく、音響的接触を
チェックするために、溶接継目の他方の側に配置された
検査ユニットの縦渡探傷振動子から発射される音波ビー
ムをも受波することができる。縦波深傷振動子６７，６
８の両側では各検査ユニット６５，６６内に夫々１つの
横瀬深傷振動子７１，７２，７３，７４が配置されてい
る。 これらの穣癖探傷振動子は縦癖深傷振動子６７，６８に
対して角度を成して配置されているので、その音波ビー
ム７５，７６，７７，７８は鋭角Ｑ，８で入射して熔接
継目１６の同一部位５１，６１に衝突する。この場合横
癖深傷振動子７１，７２，７３，７４は固定的に組込む
ことができるが、しかしながら、これらの横波深傷振動
子を、その相互位置及び（又は）溶接継目‘こ対する位
置を調整可能に、検査ユニット６５，６６内に取付ける
ことも可能である。このようにすれば超音波深傷検査装
置は、その都度検査すべき工作物及び検査すべき溶接継
目に一層良好に適合することができる。これに対して、
固定的に組込まれていて予め調整された探傷振動子を有
する検査ヘッドは一層容易に操作することができる。検
査の場合検査ユニット６５及び６６は、管の前端緑で検
査を始める際、次のサイクルタイミングで検査せしめら
れ、その場合符号Ｌは縦癖探傷、符号Ｑは横波深傷、符
号Ｋは結合チェックである。 サイクルタイミング１：Ｌ ６８→６８ サイクルタイミング２：Ｌ ６７→６７ サイクルタイミング３：Ｋ 船→６７ サイクルタイミング４：Ｋ ６７→斑 サイクルタイミング５：Ｑ ７３→７１ サイクルタイミング６：Ｑ ７１→７３ 当然判るように、鋼管１５が矢印１７の方向に更に送ら
れると、前端緑３２は部位６１の範囲へ達し、この部位
では、横癖深傷振動子７２から発射された音波ビーム７
６は溶接継目１６で反射され、かつ又、向い合った検査
ユニット６６の横癖探傷振動子７４へ向って進行し、あ
るいは逆に、穣姫深傷振動子７４から発射された音波ビ
ームは横癖探傷振動子７２へ向って進行する。 これまで横癖がなお探復されなかった管始端部の溶接継
目範囲は、その場合横癖深傷振動子７２及び７４によっ
て次のサイクルタイミングで深傷される。サイクルタイ
ミング７：Ｑ ７４→７２サイクルタイミング８：Ｑ
７２→７４ 鋼管中央範囲における溶接継目は、第２図に略示したよ
うに同様の形式で探復される。 勿論この場合は、前述のすべてのサイクルタイミングで
検査ユニットによって検査させる必要はなく、完全な深
傷検査のためには次の順序のサイクルタイミングだけで
充分である。サイクルタイミング１：Ｌ 班→６８ サイクルタイミング２：Ｌ ６７→６７ サイクルタイミング３：Ｋ ６８→６７ サイクルタイミング４：Ｑ ７３→７１ サイクルタイミング５：Ｑ ７４→７２ 鋼管１５の後様縁３９が部位５１を通過すると直ちに、
溶接継目１６の深傷検査は縦庇探傷振動子６７，６８と
横癖探傷振動子７２，７４だけを用いて可能になる。 しかしながらこの時点では鋼管の後機縁３９に至るまで
に溶接紙副ま横癖探傷振動子７１及び７３によってすで
に横癖が検査されているので、溶接継目のこの最終部分
では、検査ユニット６５，６６を鋼管から離間させるま
でに縦波深傷検査だけが必要である。本発明は前記実施
例に限定されるものではなく、縦波及び横庇を認識させ
るための探傷振動子を１つの検査ユニットに内蔵させた
形式の別の実施態様も可能である。 ただ重要なことは、横波を認識させるための２つの深傷
ビームが溶接継目に対して角度をとって互いに逆方向に
、つまり溶接継目始端部と溶接継目終機部とに向って方
向づけられており、前記の両探傷ビームが縦波を認識さ
せるための音波ビームとほぼ同じ部位を起点としている
ことである。更に又、発明の思想の範囲を逸脱すること
なしに、前記のサイクルタイミング順序とは異なったサ
イクルタイミング順序で深傷検査を実施することができ
るのは勿論である。産業上の利用可能性本発明は、工作
物特に溶接継目を破壊ないこ蝶傷検査する際に産業上適
用することができる。 ＦＩＧ．ｌＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 特に直線状又はヘリカル状の溶接継目を有する管に
   おける溶接継目を破壊なしに探傷するための超音波探傷
   検査装置であつて、溶接継目の両側に配置されていて溶
   接継目縦方向に対して垂直に該溶接継目に音波を放射す
   る縦疵探傷振動子と、両縦疵探傷振動子の両側に夫々１
   つずつ配置されていて溶接継目に対して鋭角に音波ビー
   ムを発射する横疵探傷振動子とを備えた形式のものにお
   いて、夫々１つの縦疵探傷振動子と２つの横疵探傷振動
   子とが、溶接継目１６の両側に互いに向い合わせに配置
   された２基の検査ユニツトの各１基に内蔵されているこ
   とを特徴とする溶接継目を破壊なしに探傷するための超
   音波探傷検査装置。 ２ 検査ユニツトが検査ブロツクであり、該検査ブロツ
   ク内に、少なくとも横疵測定用探傷振動子が相互位置及
   び（又は）溶接継目１６に対する位置を調整可能に取付
   けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の
   装置。 ３ 検査ユニツトが、夫々１つの縦疵探傷振動子と２つ
   の横疵探傷振動子とを固定的に組込んでいる検査ヘツド
   であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 固定的に組込まれた探傷振動子が、溶接継目１６の
   対向し合つた側に配置された２つの検査ヘツドによつて
   調整されており、両検査ヘツドの、縦疵探傷振動子の同
   一側の側方に配置された横疵探傷振動子の音波ビームが
   、検査すべき溶接継目１６の同一部位で衝突するように
   したことを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。５
   固定的に組込まれた縦疵探傷振動子と横疵探傷振動子
   とを有する検査ヘツドの、溶接継目に対する距離及び相
   互位置が調整可能であることを特徴とする請求の範囲第
   ３項又は第４項記載の装置。