JPS6073453A - 超音波探傷法 - Google Patents
超音波探傷法Info
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- JPS6073453A JPS6073453A JP58182694A JP18269483A JPS6073453A JP S6073453 A JPS6073453 A JP S6073453A JP 58182694 A JP58182694 A JP 58182694A JP 18269483 A JP18269483 A JP 18269483A JP S6073453 A JPS6073453 A JP S6073453A
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- Japan
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- ultrasonic
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
- G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
- G01N29/0618—Display arrangements, e.g. colour displays synchronised with scanning, e.g. in real-time
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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- G01N2291/02854—Length, thickness
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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-
- G—PHYSICS
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は非破壊検査の手法の一つである超音波探傷法に
関するものである。
関するものである。
［発明の技術的背景とその問題点コ
一般に欠陥検出のために超音波探傷試験で用いられてい
る一探触子を使用した超音波パルス反射法は、探触子か
ら放たれた超音波パルスが欠陥に当たり、その反射パル
スを同じ探触子で受信づることによって、欠陥の存在と
位置、大きさ、性状等を推測する手法である。この場合
、超音波の反射パルスを送信と同じ位置でとらえなけれ
ばならないことから、入射音波ビームと垂直な面を有す
る欠陥に対して欠陥検出感度が最大となる。
る一探触子を使用した超音波パルス反射法は、探触子か
ら放たれた超音波パルスが欠陥に当たり、その反射パル
スを同じ探触子で受信づることによって、欠陥の存在と
位置、大きさ、性状等を推測する手法である。この場合
、超音波の反射パルスを送信と同じ位置でとらえなけれ
ばならないことから、入射音波ビームと垂直な面を有す
る欠陥に対して欠陥検出感度が最大となる。
構造物における探傷検査において対象とする欠陥の中で
は「溶接ねれ」や「疲労われ」等の平面的な「われ」や
溶接部の融合不良、溶込み不足の検出が特に重視される
。そして、近ｆ」き１ワない内部に存在するこれら「ね
れ」を初めとする平面的欠陥の検出には、非破壊検査手
法の中では超音波探傷試験が有効に刊用されているが、
先に述べたように超音波ビームにこれら欠陥が平行に存
在夛るとき、その検出能は極めて小さいという問題があ
る。
は「溶接ねれ」や「疲労われ」等の平面的な「われ」や
溶接部の融合不良、溶込み不足の検出が特に重視される
。そして、近ｆ」き１ワない内部に存在するこれら「ね
れ」を初めとする平面的欠陥の検出には、非破壊検査手
法の中では超音波探傷試験が有効に刊用されているが、
先に述べたように超音波ビームにこれら欠陥が平行に存
在夛るとき、その検出能は極めて小さいという問題があ
る。
超音波探傷技術の分野においても、これら欠陥の有効な
検出、位置の測定、およびその形状測定 □に関する研
究が近年特に精力的に行なわれている。
検出、位置の測定、およびその形状測定 □に関する研
究が近年特に精力的に行なわれている。
例えば、これら欠陥に起因する超音波波形とその他の溶
接部ブロホールやスラグ巻込み等の欠陥の波形とを周波
数分析して弁別しようとする試みや、「われ」等鋭いエ
ツジを有する平面的欠陥の先端近傍での超音波散乱を利
用する端部ビークエコー検出法の研究がそれである。し
かし、周波数分析の手法は個々の超音波波形毎に周波数
分析し、これら周波数スペクｉ〜ルのパターン比較を要
することからリアルタイムの探傷が容易ではない。また
、端部ビークエコー法は超音波主ビームのエネルギに比
べ端部ビークエコーのそれは相対的に小さく、そのため
端部ビークエコーの検出に際し、充分に感度を高めて探
傷するので、複雑な構造物形状や種々の溶接欠陥が存在
する場合、それらに起因するインジケーションに端部ビ
ークインジケーションが埋もれてしまうことがある。つ
まり、端部ビークエコー法は構造が簡単なもので、溶接
欠陥も少なくある程度「ねれ」等平面的欠陥の存在が明
らかな場合の精密測定としては極めて有効な手法である
が、精密な手法であるが故に広い領域を探傷しようとす
ると探傷に時間がかかり適用に問題が生ずる。
接部ブロホールやスラグ巻込み等の欠陥の波形とを周波
数分析して弁別しようとする試みや、「われ」等鋭いエ
ツジを有する平面的欠陥の先端近傍での超音波散乱を利
用する端部ビークエコー検出法の研究がそれである。し
かし、周波数分析の手法は個々の超音波波形毎に周波数
分析し、これら周波数スペクｉ〜ルのパターン比較を要
することからリアルタイムの探傷が容易ではない。また
、端部ビークエコー法は超音波主ビームのエネルギに比
べ端部ビークエコーのそれは相対的に小さく、そのため
端部ビークエコーの検出に際し、充分に感度を高めて探
傷するので、複雑な構造物形状や種々の溶接欠陥が存在
する場合、それらに起因するインジケーションに端部ビ
ークインジケーションが埋もれてしまうことがある。つ
まり、端部ビークエコー法は構造が簡単なもので、溶接
欠陥も少なくある程度「ねれ」等平面的欠陥の存在が明
らかな場合の精密測定としては極めて有効な手法である
が、精密な手法であるが故に広い領域を探傷しようとす
ると探傷に時間がかかり適用に問題が生ずる。
［発明の目的コ
本発明の目的とするところは、複雑な構造物や溶接欠陥
に影響されることが少なく、容易に「ねれ」等の平面的
欠陥の検出、位置の測定および形状測定を可能とする超
音波探傷法を提供することにある。
に影響されることが少なく、容易に「ねれ」等の平面的
欠陥の検出、位置の測定および形状測定を可能とする超
音波探傷法を提供することにある。
［発明の概要］
本発明は、超音波ビームの送受に際し、例えば「われ」
等の欠陥が主ビームの通過経路中に存在すると受信され
る超音波エネルギが減少することを利用し、一対以上の
斜角探触子を用い、探傷点位置を走査して音波の送受を
行なって超音波インジケーションパターンを１９、この
探１均によって１９られた超音波インジケーションパタ
ーンを、あらかじめ同様の手法により欠陥の種々の存在
状態についてめておいた標準インジケーションパターン
と比較して、欠陥の存在、位置、または形状を評価測定
することを特徴とするものである。
等の欠陥が主ビームの通過経路中に存在すると受信され
る超音波エネルギが減少することを利用し、一対以上の
斜角探触子を用い、探傷点位置を走査して音波の送受を
行なって超音波インジケーションパターンを１９、この
探１均によって１９られた超音波インジケーションパタ
ーンを、あらかじめ同様の手法により欠陥の種々の存在
状態についてめておいた標準インジケーションパターン
と比較して、欠陥の存在、位置、または形状を評価測定
することを特徴とするものである。
すなわち、探傷しようとする４Ｒ造物形状および「われ
」等の平面的欠陥が存在すると推定される位置や方向性
から超音波送信用斜角探触子の屈折角と受信用斜角探触
子の屈折角を選択し、「われ」等の存在する位置近傍で
超音波ビームが反射するように探触子位置を決定し固定
する。この斜角探触子対の探傷点は上記超音波ビームの
反射点であり、この探傷点位置を精確に測定しつつ該探
傷点を掃引する。欠陥のない健全部の場合と欠陥が存在
する場合の超音波ビームの伝達の程度に差異があること
から、そのインジケーションパターンを種々の探傷点位
置に対してあらかじめ測定しておき、これと実際に探傷
したときのインジケーションパターンを比較することに
よって「ねれ」等の平面的欠陥の存在を検知しその位置
および形状を測定する。
」等の平面的欠陥が存在すると推定される位置や方向性
から超音波送信用斜角探触子の屈折角と受信用斜角探触
子の屈折角を選択し、「われ」等の存在する位置近傍で
超音波ビームが反射するように探触子位置を決定し固定
する。この斜角探触子対の探傷点は上記超音波ビームの
反射点であり、この探傷点位置を精確に測定しつつ該探
傷点を掃引する。欠陥のない健全部の場合と欠陥が存在
する場合の超音波ビームの伝達の程度に差異があること
から、そのインジケーションパターンを種々の探傷点位
置に対してあらかじめ測定しておき、これと実際に探傷
したときのインジケーションパターンを比較することに
よって「ねれ」等の平面的欠陥の存在を検知しその位置
および形状を測定する。
［発明の実施例］
第１図はＴ形溶接構造物で「ねれ」が入っている場合に
本発明を適用した一実施例を示すものである。
本発明を適用した一実施例を示すものである。
第１図（ａ）は検査部の構造を示すもので、図において
、１は超音波送信用斜角探触子であり、図示のように屈
折角θｉて超音波ビームを発射する。２は超音波受信用
斜角探触子であり、屈折角θ「で超音波ビームを受信す
る。３は被検体である板厚ｔの板であり、リブ板４に溶
接されている。
、１は超音波送信用斜角探触子であり、図示のように屈
折角θｉて超音波ビームを発射する。２は超音波受信用
斜角探触子であり、屈折角θ「で超音波ビームを受信す
る。３は被検体である板厚ｔの板であり、リブ板４に溶
接されている。
５は溶接部に残存Ｊるδなる長さを右する「ねれ」を示
し、この「われ」５はクレビス先端６を起点として初生
している。７は溶着金属である。
し、この「われ」５はクレビス先端６を起点として初生
している。７は溶着金属である。
斜角探触子１．２間の距ＭＬθは斜角探触子１．２の屈
折角と共に「われ」の進展方向、長さ等に対して最適な
ものを選ぶが、そのとき次式の関係で固定する。
折角と共に「われ」の進展方向、長さ等に対して最適な
ものを選ぶが、そのとき次式の関係で固定する。
Ｌθ−ｔ （ｔａｎθｉ十ｔａｎθｒ）ここで、リブ板
４および溶着金属７の中心線をＸ＝Ｏとする。板３上の
Ｘ＝■すなわちリブ板４の影響を受けない位置で超音波
送信用斜角探触子１から超音波ビームを放ち、超音波受
信用斜角探触子２で受け、その受信感度を基準レベルと
する。
４および溶着金属７の中心線をＸ＝Ｏとする。板３上の
Ｘ＝■すなわちリブ板４の影響を受けない位置で超音波
送信用斜角探触子１から超音波ビームを放ち、超音波受
信用斜角探触子２で受け、その受信感度を基準レベルと
する。
板３の底面で超音波ビームが反射する位置（図において
Ｘ＝Ｘ、すなわち送信用斜角探触子１ｈＸら受信用斜角
探触子２の方へｔ・ １ａ１１θｉの距離の位置）が測
定点である。リブ板４から充分に離れた位置において受
信されるインジケーション１．１基準レベルにあるが、
リブ板４に近付くにつれ板３の底面で反射される超音波
ビームの量が減少してゆくので（リブ板４の内部に透過
してゆく）インジケーションは基準レベルより低くなっ
てゆく。
Ｘ＝Ｘ、すなわち送信用斜角探触子１ｈＸら受信用斜角
探触子２の方へｔ・ １ａ１１θｉの距離の位置）が測
定点である。リブ板４から充分に離れた位置において受
信されるインジケーション１．１基準レベルにあるが、
リブ板４に近付くにつれ板３の底面で反射される超音波
ビームの量が減少してゆくので（リブ板４の内部に透過
してゆく）インジケーションは基準レベルより低くなっ
てゆく。
ここで、「われ」５がない場合、すなわちδ−〇のとき
の健全な場合について説明する。
の健全な場合について説明する。
測定点がリブ板４に近付くにつれインジケーションレベ
ルは基準レベルより小さくなってゆくが、クレビス６の
先端近傍まで達すると端部ピークエコーが最大となり、
第１図（ｂ）に示すインジケーションパターンのδ−０
の場合のようにインジケーションレベルは一部立上がり
ピークを呈した後再び低下してゆく。
ルは基準レベルより小さくなってゆくが、クレビス６の
先端近傍まで達すると端部ピークエコーが最大となり、
第１図（ｂ）に示すインジケーションパターンのδ−０
の場合のようにインジケーションレベルは一部立上がり
ピークを呈した後再び低下してゆく。
「われ」５が存在する場合、健全な場合に比べ、基準レ
ベルからのインジケーションレベルの低下はＸ＝ＸＯ（
健全な場合のインジケーションの低下開始点）よりＸが
大きい位置から始まり、また減衰の程度が大きくなる。
ベルからのインジケーションレベルの低下はＸ＝ＸＯ（
健全な場合のインジケーションの低下開始点）よりＸが
大きい位置から始まり、また減衰の程度が大きくなる。
δが小さい間はクレビス６の先端近傍からの端部ビーク
エコーによるインジケーション減衰パターン上のピーク
は若干弱くなるもののなお存在しているが、δが大きく
、すなわち「ねれ」５の長さが大きくなる程そのピーク
も小さく消えてゆき、減衰の程度も急峻となる。
エコーによるインジケーション減衰パターン上のピーク
は若干弱くなるもののなお存在しているが、δが大きく
、すなわち「ねれ」５の長さが大きくなる程そのピーク
も小さく消えてゆき、減衰の程度も急峻となる。
第１図（ｂ）に示すインジケーションパターンは「われ
」５の長さδをパラメータとしてまとめたものであり、
構造物毎にあらかじめこの減衰特性データすなわちイン
ジケーションパターンを入手（測定）し、標準インジケ
ーションパターンとして記録または記憶しておく。そし
て、探傷の際に得られたインジケーションの減衰パター
ンを、上記あらかじめ得た標準インジケーションパター
ンと比較することによって（減衰パターンにおいてイン
ジケーションレベルの低下開始点、減衰の程度、健全部
におけるパターン上のピーク等が比較対象となる） 「
われ」の有無あるいはその長さを推定することができる
。このインジケーションパターンは「われ」長さが小さ
い場合も健全部のパターンとは明瞭に異ｆｃ【るので、
初生した「われ」に対しても有効である。また、測定点
の位置、例えば溶接部中央からの距離を精確に測定して
おくことによって「われ」の位置も推定可能である。
」５の長さδをパラメータとしてまとめたものであり、
構造物毎にあらかじめこの減衰特性データすなわちイン
ジケーションパターンを入手（測定）し、標準インジケ
ーションパターンとして記録または記憶しておく。そし
て、探傷の際に得られたインジケーションの減衰パター
ンを、上記あらかじめ得た標準インジケーションパター
ンと比較することによって（減衰パターンにおいてイン
ジケーションレベルの低下開始点、減衰の程度、健全部
におけるパターン上のピーク等が比較対象となる） 「
われ」の有無あるいはその長さを推定することができる
。このインジケーションパターンは「われ」長さが小さ
い場合も健全部のパターンとは明瞭に異ｆｃ【るので、
初生した「われ」に対しても有効である。また、測定点
の位置、例えば溶接部中央からの距離を精確に測定して
おくことによって「われ」の位置も推定可能である。
なお、上述した「われ」に限らず、溶着金属７の融合不
良や溶込み不足に対しても上述と同じ方法にて探傷する
ことができる。
良や溶込み不足に対しても上述と同じ方法にて探傷する
ことができる。
先に述べたように従来の通常の探傷では溶接部の残存ク
レビスＩｂリブ板４との構成等の影響で、殊に初生し始
めた「われ」の検出は、それらのインジケーションの判
断を伴うので充分な経験を有する技能者による探傷が要
求されるなど容易ではなかった。これに対して、上述し
た本発明による手法は、インジケーションの減衰パター
ンを捉えるだけでよく、誰にでも、極初期の「われ」の
存在をも判断できる。また、「われ」探傷時には「われ
」に関して以外のインジケーション個々の評価を必要と
しないので、対象を例えば「ねれ」検出に絞れば探傷時
間を削減覆ることが可能となる。しかも、溶接部に局部
的に溶接欠陥が存在していても減衰特性が大きく影響さ
れることもなく、「われ」検出のみを対象とした検査が
可能である。
レビスＩｂリブ板４との構成等の影響で、殊に初生し始
めた「われ」の検出は、それらのインジケーションの判
断を伴うので充分な経験を有する技能者による探傷が要
求されるなど容易ではなかった。これに対して、上述し
た本発明による手法は、インジケーションの減衰パター
ンを捉えるだけでよく、誰にでも、極初期の「われ」の
存在をも判断できる。また、「われ」探傷時には「われ
」に関して以外のインジケーション個々の評価を必要と
しないので、対象を例えば「ねれ」検出に絞れば探傷時
間を削減覆ることが可能となる。しかも、溶接部に局部
的に溶接欠陥が存在していても減衰特性が大きく影響さ
れることもなく、「われ」検出のみを対象とした検査が
可能である。
このように、「われ」の初生推定領域等を超音波ビーム
が通過するだけて「われ」その他の平面的欠陥の検出と
その形状の測定等が可能である。
が通過するだけて「われ」その他の平面的欠陥の検出と
その形状の測定等が可能である。
なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例にのみ限定
されることなく、その要旨を変更しない範囲内で種々変
形して実施することができる。
されることなく、その要旨を変更しない範囲内で種々変
形して実施することができる。
例えば、第２図は第１図と同様の構造物を対象としてい
るが、近接可能な面が板３のリブ板４側である場合の実
施例を示すもので、このような場合、例えば図示のよう
に超音波ビームを板３内で３回反射させて「われ」初生
推定領域を探傷するなどすればよい。
るが、近接可能な面が板３のリブ板４側である場合の実
施例を示すもので、このような場合、例えば図示のよう
に超音波ビームを板３内で３回反射させて「われ」初生
推定領域を探傷するなどすればよい。
また、第３図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ通常の超音波探
傷試験では検出困難な板３にほぼ垂直に「われ」５が入
っている場合の測定部構成およびインジケーションパタ
ーンを示しており、基準しベルに対し、「われ」５の存
在する位置で［われＪ５の深さδに応じてインジケーシ
ョンレベルが下がることを利用して「われ」存在とその
長さを測定する。
傷試験では検出困難な板３にほぼ垂直に「われ」５が入
っている場合の測定部構成およびインジケーションパタ
ーンを示しており、基準しベルに対し、「われ」５の存
在する位置で［われＪ５の深さδに応じてインジケーシ
ョンレベルが下がることを利用して「われ」存在とその
長さを測定する。
［発明の効果コ
本発明によれば、超音波送信用斜角探触子と受信用斜角
探触子との間に、通過する超音波ビームを妨げる欠陥、
例えば「われ」が存在するときと存在しないときとで超
音波インジケーションパターンが異なることを利用し、
検査に際して計測した超音波インジケーションパターン
をあらかじめ各種の欠陥状態について計測しておいた標
準の超音波インジケーションパターンと比較して、上記
各種欠陥の測定を行なうようにすることによって、複雑
な構造物や溶接欠陥に影響されることが少なく、容易に
［われＪ等の平面的欠陥の検出、位置の測定および形状
測定を可能とする超音波探傷法を提供することができる
。
探触子との間に、通過する超音波ビームを妨げる欠陥、
例えば「われ」が存在するときと存在しないときとで超
音波インジケーションパターンが異なることを利用し、
検査に際して計測した超音波インジケーションパターン
をあらかじめ各種の欠陥状態について計測しておいた標
準の超音波インジケーションパターンと比較して、上記
各種欠陥の測定を行なうようにすることによって、複雑
な構造物や溶接欠陥に影響されることが少なく、容易に
［われＪ等の平面的欠陥の検出、位置の測定および形状
測定を可能とする超音波探傷法を提供することができる
。
第１図はＴ形溶接構造物のクレビス部から［われ」が入
っている場合における本発明の一実施例による探傷例を
示す図、第２図は本発明の他の実施例（第１図とは逆の
面からの探傷例）を示１図、第３図は本発明のその他の
実施例（板にほぼ垂直に入っている「われ」の探傷例）
を示す図である。 １・・・超音波送信用斜角探触子、２・・・超音波受信
用斜角探触子、３・・・板、４・・・リブ板、５・・・
「ねれ」、６・・・クレビス、７・・・溶着金属。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 ｓ３図
っている場合における本発明の一実施例による探傷例を
示す図、第２図は本発明の他の実施例（第１図とは逆の
面からの探傷例）を示１図、第３図は本発明のその他の
実施例（板にほぼ垂直に入っている「われ」の探傷例）
を示す図である。 １・・・超音波送信用斜角探触子、２・・・超音波受信
用斜角探触子、３・・・板、４・・・リブ板、５・・・
「ねれ」、６・・・クレビス、７・・・溶着金属。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 ｓ３図
Claims (1)
- 超音波送信用および受信用の斜角探触子により音波の送
受を行ない且つその探傷点位置を走査して超音波インジ
ケーションパターンを得、この探傷によって得られた超
音波インジケーションパターンを、あらかじめ同様の手
法により欠陥の種々の存在状態についてめておいた標準
インジケーションパターンと比較して、欠陥の存在、位
置、または形状を評価測定することを特徴とする超音波
探傷法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58182694A JPS6073453A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 超音波探傷法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58182694A JPS6073453A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 超音波探傷法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6073453A true JPS6073453A (ja) | 1985-04-25 |
Family
ID=16122796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58182694A Pending JPS6073453A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 超音波探傷法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6073453A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009270824A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 超音波探傷方法及び装置 |
| WO2019201804A1 (de) * | 2018-04-20 | 2019-10-24 | Rosen Swiss Ag | Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der ausdehnung von fehlstellen mittels v-durchschallung |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58182694A patent/JPS6073453A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009270824A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 超音波探傷方法及び装置 |
| WO2019201804A1 (de) * | 2018-04-20 | 2019-10-24 | Rosen Swiss Ag | Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der ausdehnung von fehlstellen mittels v-durchschallung |
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