JP2000221171A - 溶接管の超音波探傷方法 - Google Patents
溶接管の超音波探傷方法Info
- Publication number
- JP2000221171A JP2000221171A JP11025880A JP2588099A JP2000221171A JP 2000221171 A JP2000221171 A JP 2000221171A JP 11025880 A JP11025880 A JP 11025880A JP 2588099 A JP2588099 A JP 2588099A JP 2000221171 A JP2000221171 A JP 2000221171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flaw detection
- welded portion
- welded
- ultrasonic
- scanning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
微小な欠陥をアレイ探触子を用いてオンラインで精度良
く検出する。 【解決手段】 短冊状に並べた複数の振動子2を有する
アレイ探触子1を用いて、溶接管10の溶接部を超音波
探傷する方法において、振動子2から発せられる超音波
ビーム3を所定の屈折角で集束させ、その集束点4の位
置をセクタ走査により溶接部12の深さ方向および円周
方向に変えながら超音波探傷を行う。
Description
ンにおいて溶接部に内在する欠陥をオンラインで超音波
探傷する方法に関し、特に管軸方向に移動中の溶接管が
蛇行しても溶接部内の微小な欠陥を精度良く検出する超
音波探傷方法に関する。
として代表的なものには、X線透過検査法と超音波探傷
検査法がある。X線透過検査法は、特に微小な欠陥
(0.4mm程度の欠陥)を検出するのに適した方法で
あり、サブマージアーク溶接による溶融溶接部に適用さ
れているが、能率が低い、設備コスト・ランニングコス
トが高い、環境に悪いなどの問題がある。一方、超音波
探傷検査法は、能率が高く、低コストで、環境的にも優
れているが、微小欠陥の検出能が低いという問題があ
る。そこで、アレイ探触子を用いて、微小欠陥を高能
率、低コストで探傷するアレイ超音波探傷方法の研究開
発が進められている。
は次のようなものがある。 (1)特開平2−2924号(図9参照) この方法は、短冊状に並べた複数の振動子2を有するア
レイ探触子1を用いた斜角探傷法であり、溶接部12の
一定ピッチの深さ位置において、超音波ビーム3が垂直
になるようにリニア走査により超音波ビームを集束する
とともに、その集束点4を溶接部12の厚さ方向に走査
することにより溶接部の微小欠陥を検出するものであ
る。 (2)特開平10−185881号(図10参照) この方法は、超音波ビームが溶接部12の厚さ方向に集
束するように各振動子2を湾曲させたアレイ探触子1を
用いた垂直探傷法であり、リニア走査により超音波ビー
ムを溶接部12の円周方向に走査しながら厚さ方向の一
定ピッチの各位置に集束点4を当てるようにして、溶接
部の微小欠陥を検出するものである。
超音波探傷で超音波ビームを集束させる方法は、微小欠
陥を高精度で検出することが可能である。しかし、この
方法は、オンライン探傷するには以下のような問題点が
あった。 (1)特開平2−2924号の方法における問題点 オンライン探傷時に溶接部の蛇行が発生する場合、超
音波ビームは溶接線上から離れるに従い集束が緩くなる
ため、溶接部の微小欠陥を高感度で検出することが不可
能になってくる。 溶接管が変形していると、集束点が溶接線から外れ、
検出能が低下する。 (2)特開平10−185881号の方法における問題
点 垂直探傷法では、オンライン探傷時に発生する大きな
溶接部の蛇行には対応できない。 軸方向と円周方向の面積が小さい欠陥の検出能力が低
い。 一方向からの探傷結果しか得られず、検出能力が低
い。
ためになされたもので、溶接管の蛇行にかかわらず溶接
部に発生する微小な欠陥をアレイ探触子を用いてオンラ
インで精度良く検出することができる超音波探傷方法を
提供することを目的とする。
音波探傷方法は、短冊状に並べた複数の振動子を有する
アレイ探触子を用いて斜角探傷法により溶接管の溶接部
を超音波探傷する方法において、前記振動子から発せら
れる超音波ビームを所定の屈折角で集束させ、その集束
点の位置をセクタ走査により前記溶接部の厚さ方向およ
び円周方向に変えながら前記溶接部の超音波探傷を行う
ことを特徴とするものである。また、未探傷領域が発生
しないように前記セクタ走査の順番を最適化して前記溶
接部の超音波探傷を行うことを特徴とするものである。
傷法において、セクタ走査により超音波ビームの集束点
を溶接管の単位移動量ごとに溶接部の厚さ方向および円
周方向に位置を変えながら走査するようにしたので、溶
接管の製造ラインにおいて蛇行が発生しても微小欠陥を
高精度でオンライン探傷することができる。ここで、セ
クタ走査を行う理由は、リニア走査と比較した場合、セ
クタ走査ではアレイ探触子の開口幅全てを使えるからで
あり、その結果として超音波ビームをより細く集束で
き、微小欠陥の検出能を高めることができるからであ
る。また、斜角探傷法を用いる理由は、垂直探傷法では
検出能が低い図8のような溶接部厚さ方向に伸びる細長
い微小欠陥20でも高い検出能で探傷することができる
からである。また、垂直探傷法では管軸方向にアレイ探
触子の振動子を並べて探傷しても同一方向しか探傷でき
ないため、欠陥の形状・向きによって検出できないこと
がある。斜角探傷法は、管軸方向にアレイ探触子の振動
子を並べて、屈折角を変えて溶接部断面の任意の位置に
集束点を合わせることができるため、いろいろな形状・
向きの欠陥を検出することができる。
適化することにより、超音波ビームの集束点の時間空間
密度を均一化し、未探傷領域が発生しないようにしてい
る。このため、探傷範囲の特定範囲に超音波ビームが当
たらないようなことがなくなり、溶接部の蛇行にかかわ
らず溶接部全域を隙間なく探傷することができる。セク
タ走査の順番を最適化するためには、例えば、インター
リーブという規則に従って走査順番を定める。これによ
って、未探傷領域を最小限に抑えることができるからで
ある。なお、インターリーブというのは、アレイ探触子
では振動子素子を順番に励振していくのに対し、あるル
ール化に従いランダムに励振していくことにより、10
0%検出すべき欠陥寸法を最小化する走査方法である。
超音波探傷方法の概要図である。アレイ探触子1は、短
冊状に配列された複数の振動子2を有し、各振動子2か
ら発せられた超音波ビームが所定の屈折角で溶接管10
に入射するように溶接線11の近傍に配置されている。
溶接管10は図示の矢印の方向に等速度(溶接速度)で
移動する。なお、ここでは図示していないが、溶接管1
0は図1の上方の位置でスクイズロールによりオープン
パイプの端面をY字状に突き合わせられ、その会合部を
例えば高エネルギー密度溶接で溶接するようになってい
る。この溶接部12を含む所定の探傷幅について、理解
を容易にするために、厚さ方向および円周方向並びに管
軸方向に、複数の微小領域13に分割している。微小領
域13の管軸方向の長さは溶接管10の単位移動量に相
当する。溶接部12に検出対象の最小寸法をもつ微小欠
陥があるときには、その微小欠陥は微小領域13の1つ
もしくは複数個にまたがって存在することになる。
ームのセクタ走査の原理を示す図である。ここでは、1
6個の振動子2をもつアレイ探触子1を使用している。
図示しない遅延回路によって、各振動子2の送信タイミ
ングを遅延させる。図示の例では、送信パルスの最初の
遅延時間パターンPと最後の遅延時間パターンQが示さ
れている。これらの遅延時間パターンはインボリュート
曲線に類似した独特の曲線で形成されており、図示しな
い記憶装置に記憶されている。そして、この類似インボ
リュート曲線に従って各振動子2の送信タイミングを遅
延させることにより、各振動子2から発せられる超音波
ビームを偏向させて、ある一点に集束させることができ
る。
ら最後の遅延時間パターンQまで、遅延時間パターンを
変更することによって、超音波ビーム3の集束点4をA
点からB点までセクタ走査で移動させることができ、こ
れによって溶接部12の厚さ方向および円周方向に超音
波ビーム3の集束点4を走査させることが可能となる。
そして、厚さ方向の超音波ビームの走査は溶接部12の
底面から表面までの範囲を行い、円周方向の超音波ビー
ムの走査は溶接管10の蛇行範囲を含む所定の範囲(通
常、2〜3mm程度の蛇行が生じるので、これをカバー
する範囲)について行う。
をオンラインで探傷した様子とチャート出力結果を示す
ものである。上図(a)は溶接部12の中央断面(長手
方向の断面)について厚さ方向のみをセクタ走査したと
きの様子とチャート結果であり、下図(b)は厚さ方向
と円周方向にセクタ走査したときの様子とチャート結果
である。図2に示した超音波ビームのセクタ走査の原理
によれば、超音波ビームの集束点4を溶接部12断面の
任意の位置に結ばせることが可能である。したがって、
図3の(a)図のように、溶接部12の中央断面の厚さ
方向のみをセクタ走査したときには明瞭に現れなかった
欠陥d1、d2、d3が、(b)図によれば明確化して
いることがわかる。(b)図では厚さ方向だけでなく円
周方向にもセクタ走査しているので、理想的な位置に溶
接部がない場合でも溶接部の欠陥に超音波ビームの集束
点4が当たることになるため、その欠陥が(b)図のよ
うに明白に現れたものである。このことは、厚さ方向の
みをセクタ走査する場合は、溶接部12の蛇行がある
と、検知するはずの欠陥を見落としたりする危険が大き
いことを意味する。
あり、溶接管10が管軸方向に移動中に溶接部12を円
周方向にセクタ走査している様子を溶接線11の真上か
ら見たものである。また同時に、本発明によるセクタ走
査の順番によりカバーされる探傷範囲を示している。さ
らに図5はその探傷範囲を走査順番ごとに示したもので
ある。またこのときの溶接部断面における超音波ビーム
の集束点4の位置を図6に例示してある。但し、図6で
は各集束点4は同一断面内に示してあるが、実際には単
位移動量ずつ管軸方向に移動した断面内に存在する。図
4に示す例では、溶接管10を1パルスに1mm移動さ
せ、溶接部12の蛇行範囲を含めて円周方向の走査範囲
Sを5分割し、このように分割された所定の微小領域1
3に、ある規則に従って、超音波ビーム3の集束点4を
当てるようにしたものである。
心として断面積9mm2のビーム径をもっているものと
すると、1→4→2→5→3の走査順番(ここでは、イ
ンターリーブ5と呼ぶ)で集束点4を当てれば、図5に
示すように、走査順番ごとの探傷範囲F1、F4、F
2、F5、F3は一部ラップしながら連続していくこと
になり、その結果、図4に示すように、探傷範囲14の
全体を隙間なく走査することが可能となる。図7は比較
のために示す従来方法の走査順番によるものであるが、
5→4→3→2→1と順列の走査順番では探傷範囲14
に特定の配置で未探傷領域15が発生することになり、
本発明の走査方法と大きく異なることがわかる。
子1を固定、溶接管10を移動の場合で説明したが、逆
の場合(アレイ探触子1を移動、溶接管10を固定の場
合)でも本発明を適用できることはいうまでもない。
走査により超音波ビームの集束点の位置を溶接部の厚さ
方向および円周方向に変えながら走査するようにしたの
で、溶接管の蛇行が発生しても微小欠陥を高精度でオン
ライン探傷することができる。また、セクタ走査の順番
を最適化することにより、未探傷領域が発生しないよう
にしたので、溶接部全域を隙間なく探傷することがで
き、微小欠陥の未検出を防止することができる。
である。
る。
れる探傷範囲を示す図である。
置を示す図である。
域が発生することを示す図である。
す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 短冊状に並べた複数の振動子を有するア
レイ探触子を用いて斜角探傷法により溶接管の溶接部を
超音波探傷する方法において、 前記振動子から発せられる超音波ビームを所定の屈折角
で集束させ、その集束点の位置をセクタ走査により前記
溶接部の厚さ方向および円周方向に変えながら前記溶接
部の超音波探傷を行うことを特徴とする溶接管の超音波
探傷方法。 - 【請求項2】 未探傷領域が発生しないように前記セク
タ走査の順番を最適化して前記溶接部の超音波探傷を行
うことを特徴とする請求項1記載の溶接管の超音波探傷
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02588099A JP3731369B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 溶接管の超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02588099A JP3731369B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 溶接管の超音波探傷方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000221171A true JP2000221171A (ja) | 2000-08-11 |
JP3731369B2 JP3731369B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=12178108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02588099A Expired - Fee Related JP3731369B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 溶接管の超音波探傷方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3731369B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100693898B1 (ko) * | 2003-03-31 | 2007-03-12 | 티디케이가부시기가이샤 | 전극단차 흡수용 인쇄 페이스트 및 전자부품의 제조방법 |
JP2008286640A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Jfe Steel Kk | 管体の超音波探傷装置及び超音波探傷方法 |
JP2010517034A (ja) * | 2007-01-26 | 2010-05-20 | レントゲン テクニシュ ディエンスト ベー.フェー. | 粗粒異方性溶接部の超音波検査のための改良された手法およびフェーズドアレイトランスデューサ |
US8266964B2 (en) | 2007-02-28 | 2012-09-18 | Jfe Steel Corporation | Calibration of an ultrasonic flaw detector and quality control and production methods for a tubular body |
JP2017061987A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | Ntn株式会社 | 等速自在継手の外側継手部材の製造方法および溶接部の超音波探傷検査方法 |
JP2021032756A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | 株式会社東芝 | 超音波探傷装置、方法及び炉内構造物保全方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4910770B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-04-04 | Jfeスチール株式会社 | 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法 |
JP4910769B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-04-04 | Jfeスチール株式会社 | 管体の品質管理方法及び製造方法 |
KR101308071B1 (ko) | 2012-01-04 | 2013-09-12 | 한국표준과학연구원 | 곡률 쐐기를 가지는 위상배열 초음파 탐촉자의 빔 집속점 보정 방법 |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP02588099A patent/JP3731369B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100693898B1 (ko) * | 2003-03-31 | 2007-03-12 | 티디케이가부시기가이샤 | 전극단차 흡수용 인쇄 페이스트 및 전자부품의 제조방법 |
JP2010517034A (ja) * | 2007-01-26 | 2010-05-20 | レントゲン テクニシュ ディエンスト ベー.フェー. | 粗粒異方性溶接部の超音波検査のための改良された手法およびフェーズドアレイトランスデューサ |
US8266964B2 (en) | 2007-02-28 | 2012-09-18 | Jfe Steel Corporation | Calibration of an ultrasonic flaw detector and quality control and production methods for a tubular body |
JP2008286640A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Jfe Steel Kk | 管体の超音波探傷装置及び超音波探傷方法 |
JP2017061987A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | Ntn株式会社 | 等速自在継手の外側継手部材の製造方法および溶接部の超音波探傷検査方法 |
WO2017051682A1 (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | Ntn株式会社 | 等速自在継手の外側継手部材の製造方法および溶接部の超音波探傷検査方法 |
CN108026976A (zh) * | 2015-09-24 | 2018-05-11 | Ntn株式会社 | 等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法及焊接部的超声波探伤检查方法 |
US10365249B2 (en) | 2015-09-24 | 2019-07-30 | Ntn Corporation | Method for manufacturing outer joint member of constant velocity universal joint and ultrasonic flaw detection-inspection method for a welded portion |
CN108026976B (zh) * | 2015-09-24 | 2020-12-11 | Ntn株式会社 | 等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法及焊接部的超声波探伤检查方法 |
JP2021032756A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | 株式会社東芝 | 超音波探傷装置、方法及び炉内構造物保全方法 |
JP7341793B2 (ja) | 2019-08-27 | 2023-09-11 | 株式会社東芝 | 超音波探傷装置、方法及び炉内構造物保全方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3731369B2 (ja) | 2006-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4910770B2 (ja) | 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法 | |
JP4544240B2 (ja) | 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法 | |
JP4816731B2 (ja) | 超音波探傷方法、溶接鋼管の製造方法及び超音波探傷装置 | |
JP4910768B2 (ja) | 超音波探傷の校正方法及び管体の品質管理方法及び製造方法 | |
JP4910769B2 (ja) | 管体の品質管理方法及び製造方法 | |
JP5448092B2 (ja) | 溶接部の超音波探傷方法及び装置 | |
JPH11183446A (ja) | 溶接部の超音波探傷方法および装置 | |
JP5003275B2 (ja) | 管体の超音波探傷装置及び超音波探傷方法 | |
CN105181799A (zh) | 圆柱曲面工件的横向缺陷检测装置及方法 | |
JP2000221171A (ja) | 溶接管の超音波探傷方法 | |
CN206710388U (zh) | 小径管外焊滑块角焊缝的超声波检测*** | |
JP2006047328A (ja) | 超音波探傷方法 | |
JP6871534B2 (ja) | 対比試験片及び超音波フェーズドアレイ探傷試験方法 | |
JP3165888B2 (ja) | 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 | |
JP2002022714A (ja) | 溶接鋼管の超音波探傷装置 | |
JPS59126952A (ja) | 丸棒の超音波探傷法 | |
JP3791436B2 (ja) | 超音波探傷方法 | |
JP2008286639A (ja) | 超音波斜角探傷装置のカップリングチェック方法 | |
JPH11316215A (ja) | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 | |
JPH07244028A (ja) | 球状被検体の超音波探傷装置およびその方法 | |
JP3729044B2 (ja) | 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 | |
JP3721827B2 (ja) | アレイ型超音波探傷方法および装置並びに擬指示防止方法 | |
JP2001050941A (ja) | 可変角超音波探触子及び可変角超音波探傷装置 | |
JPH022924A (ja) | 電縫管用超音波探傷装置 | |
JP4385780B2 (ja) | 超音波探傷装置、超音波探傷方法、プログラムおよび鋼管の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040430 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050314 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050531 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050726 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050920 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051003 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091021 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101021 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101021 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111021 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111021 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121021 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121021 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131021 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |