JP2003075417A - 超音波探傷ヘッド及び超音波探傷装置 - Google Patents

超音波探傷ヘッド及び超音波探傷装置

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JP2003075417A
JP2003075417A JP2001270651A JP2001270651A JP2003075417A JP 2003075417 A JP2003075417 A JP 2003075417A JP 2001270651 A JP2001270651 A JP 2001270651A JP 2001270651 A JP2001270651 A JP 2001270651A JP 2003075417 A JP2003075417 A JP 2003075417A
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JP
Japan
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ultrasonic
flaw detection
fluid
shoe material
ultrasonic flaw
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Pending
Application number
JP2001270651A
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English (en)
Inventor
Takaaki Sasaki
孝明 佐々木
Hiroaki Hatanaka
宏明 畠中
Nobukazu Ido
伸和 井戸
Hiromichi Maekawa
弘道 前川
Hirokatsu Iseda
浩克 伊勢田
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高放射線環境下においても、超音波探傷検査
を容易に行い得るようにする。 【解決手段】 シュー材1a,1bの前面は、検査すべ
き溶接部5のあるキャニスタ本体3における外周部の所
定位置に当接し得るよう、円弧状に形成されていると共
に、該円弧状面には、水が供給されると共に供給された
水を戻し得るようにしたプール7a,7bが形成され、
シュー材1a,1bの後面には、耐放射線性の高い材料
により形成されたケーシングを有する超音波探触子4
a,4bが取付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波探傷ヘッド及
び超音波探傷装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】原子力設備の使用済み燃料を保管するた
めにキャニスタが使用されるが、使用済み燃料を収納し
たキャニスタ本体の上端には蓋が溶接により固設され
る。而して、従来から蓋の溶接部を超音波探傷検査する
ことが検討されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、高放射線環境下での超音波探傷検査は、超音波探触
子の耐放射線上の問題から実施が困難であった。すなわ
ち、従来型の超音波探触子は、圧電素子とケースとの接
合にエポキシ樹脂系の接着剤を使用しており、エポキシ
樹脂の耐放射線性は10Rad程度と低いため、10
Rad/Hのような高放射線下になるガラス固化施設
等においては、数時間でケースに亀裂が生じ、使用が不
可能になる。
【0004】又、超音波探触子から発信された超音波が
溶接部等の被検査部に円滑に伝達されると共に、反射し
て戻ってきた反射エコーが超音波探触子に円滑に伝達さ
れるようにするために、すなわち、超音波探触子と被検
査部がある被検査体との間の超音波的な結合を図るため
に、超音波探触子の被検査体に対する接触面と、この超
音波探触子の接触面が接触する被検査体との間には、接
触媒質として、一般的に水、油等が使用される。
【0005】しかるに、検査後には、水、油といった接
触媒質は、拭取り或いは回収作業をする必要がある。し
かし、高放射線環境下においては、接触媒質の拭取り或
いは回収作業を行うことは困難であった。
【0006】本発明は、斯かる実情に鑑み、高放射線環
境下においても、超音波探傷検査を容易に行い得るよう
にした超音波探傷ヘッド及び超音波探傷装置を提供する
ことを目的としてなしたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の超音
波探傷ヘッドは、シュー材と、耐放射線性の高いケース
を有する超音波探触子とを備え、シュー材の前面には、
被検査体における外周部の所定位置に当接し得るよう、
当接面が形成されており、該当接面には、流体供給手段
から超音波伝達性のある接触媒質として流体が供給され
ると共に、供給された流体を前記流体供給手段側へ戻し
得るようにしたプールを備え、前記超音波探触子は、超
音波探傷システムからの超音波をシュー材を介して被検
査体の被検査部へ発信し及び/又は該被検査部で反射し
て戻ってきた超音波エコーを前記超音波探傷システムへ
戻し得るよう、シュー材の後面に取付けられているもの
である。
【0008】本発明の請求項2の超音波探傷装置におい
ては、請求項1の超音波探傷ヘッドの超音波探触子に
は、超音波探触子に超音波パルスを発信し、且つ超音波
探触子から戻ってきた反射エコ―を処理して被検査部に
傷又は/及び欠陥があるか否かを判断するための超音波
探傷システムが接続され、シュー材には、プールに流体
を供給する流体供給手段が接続されている。
【0009】本発明の請求項3の超音波探傷装置におい
ては、シュー材には、プールに供給された流体を流体供
給手段に戻す流体戻し手段が接続されている。
【0010】本発明においては、超音波探触子のケース
として、耐放射線性の高いものを使用すると共に、シュ
ー材と被検査体との間に、超音波伝達性の良い接触媒質
として流体を循環させるようにしているため、高放射線
環境下においても、超音波探傷検査を容易に行うことが
でき、又、流体は循環させているため、検査後の拭取り
や回収を行う必要がない。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。図1、2は本発明を実施する形態の
一例である。図1は本発明の超音波探傷ヘッドを含む本
発明の超音波探傷装置の斜視図、図2は図1の装置によ
りキャニスタの溶接部を検査している状態を示す平面図
である。
【0012】図1において、1a,1bは、隣合って並
設された樹脂製の左右のシュー材であり、シュー材1
a,1bの間には音響分割用の金属製の遮蔽板2が挟設
されるようになっている。シュー材1a,1bの後面
は、キャニスタ本体3の外周の略接線方向へ向いてい
る。
【0013】シュー材1a,1bの後面には、夫々、ケ
ースが耐放射線性の高い材料(例えば金属、セラミッ
ク、ポリイミド樹脂等)により形成された超音波探触子
4a,4bが装着されている。超音波探触子4a,4b
は、どちらかの超音波探触子4a又は4bが超音波パル
スを発信すると共に、他方の超音波探触子4b又は4a
が反射エコーを受信し得るようになっている。又超音波
を超音波探触子4a又は4bに向けて発信すると共に超
音波探触子4b又は4aから戻って来た信号を処理して
キャニスタ本体3の溶接部5に傷や欠陥があるか否か判
断し得るよう、超音波探触子4a,4bは超音波探傷シ
ステム6に接続されている。
【0014】シュー材1a,1bの前面は、キャニスタ
本体3の外周に合致し得るよう所定の径の円弧状に形成
されている。シュー材1a,1bの円弧状に形成された
前面には、接触媒質としての水が供給されるようにし
た、円周方向へ長孔状の有底のプール7a,7bが形成
されている。
【0015】給水ポンプ8の吐出側に接続した給水管9
は、中途部で給水管9a,9bに分岐されている。而し
て、給水管9a,9bはプール7a,7bに給水を行い
得るよう、シュー材1a,1b内に穿設されて一端がシ
ュー材1a,1bの上面に開口し他端がプール7a,7
bの奥壁面に開口した給水孔10a,10bのシュー材
1a,1b上面側開口に接続されている。
【0016】シュー材1a,1bには、プール7a,7
bの水が戻り得るよう、一端がプール7a,7bの奥壁
面に開口し他端がシュー材1a,1bの上面に開口した
戻り水孔11a,11bが穿設されており、戻り水孔1
1a,11bのシュー材1a,1b上面側開口部には、
戻り水管12a,12bが接続されている。而して、戻
り水管12a,12bは合流して戻り水管12となり、
その端部は給水ポンプ8の吸込み側に接続されている。
【0017】なお、本図示例においては、超音波探傷ヘ
ッドは、シュー材1a,1b及び超音波探触子4a,4
b並びに遮蔽板2により形成されている。
【0018】次に、上記図示例の作動を説明する。キャ
ニスタ本体3の溶接部5を検査する場合には、図1、2
に示すように、遮蔽板2を挟んで互いに当接させたシュ
ー材1a,1bをキャニスタ本体3の所定位置にセット
し、シュー材1a,1bにおける前面の円弧状部をキャ
ニスタ本体3の外周面に当接させる。
【0019】而して、斯かる状態で給水ポンプ8を駆動
すると、給水ポンプ8から吐出された水は、給水管9か
ら給水管9a,9b、給水孔10a,10bを経てプー
ル7a,7bに供給される。又、プール7a,7bに供
給された水は、戻り水孔11a,11b、戻り水管12
a,12bを経て、戻り水管12で合流したうえ給水ポ
ンプ8に戻り、水の循環が行われる。
【0020】このため、シュー材1a,1bのプール7
a,7b前面とキャニスタ本体3の外周との間は水が介
在し、この水は接触媒質として作用する。
【0021】超音波探傷システム6から発信された超音
波パルスは、例えば超音波探触子4aに送られ、超音波
探触子4aから発信されてシュー材1a、接触媒質とし
て作用する水、キャニスタ本体3から溶接部5に伝わ
る。溶接部5に傷や欠陥がある場合には、当該傷や欠損
においてその大きさ、形状に対応し超音波パルスが反射
し、反射エコーとして、溶接部5から、キャニスタ本体
3、触媒媒質としての水、シュー材1b、超音波探触子
4bを経て超音波探傷システム6に戻る。
【0022】戻った超音波パルスは、信号として処理さ
れてモニターに表示されたり、或いは、記録紙にプリン
トアウトされ、その結果の波形から傷や欠陥の有無が判
断される。例えば、得られた波形にある程度の高さのピ
ークがある場合には、傷や欠陥があると判断され、それ
以外の場合には傷や欠陥はないものと判断される。
【0023】シュー材1a,1b間には遮蔽板2が介在
しているため、一方の超音波探触子4a,4b側の超音
波や反射エコーが、隣合う超音波探触子4b,4aに影
響を与えることはない。
【0024】本図示例では、超音波探触子4a,4bの
ケースとして耐放射線性の高いものを使用すると共に、
接触媒質として水を循環させるようにしているため、高
放射線環境下においても、超音波探傷検査を容易に行う
ことができる。又、水は循環させているため、検査後の
拭取りや回収を行う必要がない。
【0025】なお、本発明の超音波探傷ヘッド及び超音
波探傷装置においては、一方の超音波探触子から超音波
を発信し、他方の超音波探触子により反射エコーを受信
する場合について説明したが、超音波探触子1個で超音
波の送・受信を行うことも可能であること、接触媒質用
の流体として水を用いる場合について説明したが、超音
波伝達特性のある流体なら、水に限らず種々の液体、ゲ
ル状体(例えば、グリセリン等の油)といった流体を使
用することもできること、例えばフランジの内周側溶接
部を検査するような場合には、シュー材における前面の
円弧状部に設けたプールの円周方向両側に、フランジに
嵌まる溝を設けると良いこと、シュー材における前面の
円弧状面に設けたプールを包囲するよう、シュー材の前
面に水の漏洩を防止するため無端状のシール材を設ける
こともできること、シュー材から水の漏洩する虞がある
場合には、シュー材の下方に水の受けを設けると良いこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。
【0026】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の超音波探
傷ヘッド及び超音波探傷装置によれば、超音波探触子の
ケースに耐放射線性の高い材料を使用すると共に、接触
媒質として流体を循環させるようにしているため、高放
射線環境下においても、超音波探傷検査を容易に行うこ
とができ、又、流体は循環させているため、検査後の拭
取りや回収を行う必要がない、等種々の優れた効果を奏
し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超音波探傷ヘッドを用いた本発明の超
音波探傷装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図2】図1の装置によりキャニスタの溶接部を検査し
ている状態を示す平面図である。
【符号の説明】
1a シュー材 1b シュー材 3 キャニスタ本体(被検査体) 4a 超音波探触子 4b 超音波探触子 5 溶接部(被検査部) 6 超音波探傷システム 7a プール 7b プール 8 給水ポンプ(流体供給手段) 9 給水管(流体供給手段) 9a 給水管(流体供給手段) 9b 給水管(流体供給手段) 12a 戻り水管(流体戻し手段) 12b 戻り水管(流体戻し手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井戸 伸和 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社生産技術開発セン ター内 (72)発明者 前川 弘道 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 伊勢田 浩克 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 Fターム(参考) 2G047 AB07 AC01 BC07 EA20 GA01 GB03 GB27 GE03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シュー材と、耐放射線性の高いケースを
    有する超音波探触子とを備え、シュー材の前面には、被
    検査体における外周部の所定位置に当接し得るよう、当
    接面が形成されており、該当接面には、流体供給手段か
    ら超音波伝達性のある接触媒質として流体が供給される
    と共に、供給された流体を前記流体供給手段側へ戻し得
    るようにしたプールを備え、前記超音波探触子は、超音
    波探傷システムからの超音波をシュー材を介して被検査
    体の被検査部へ発信し及び/又は該被検査部で反射して
    戻ってきた反射エコーを前記超音波探傷システムへ戻し
    得るよう、シュー材の後面に取付けられていることを特
    徴とする超音波探傷ヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の超音波探傷ヘッドの超音
    波探触子には、超音波探触子に超音波パルスを発信し、
    且つ超音波探触子から戻ってきた反射エコ―を処理して
    被検査部に傷及び/又は欠陥があるか否かを判断するた
    めの超音波探傷システムが接続され、シュー材には、プ
    ールに流体を供給する流体供給手段が接続されている超
    音波探傷装置。
  3. 【請求項3】 シュー材には、プールに供給された流体
    を流体供給手段に戻す流体戻し手段が接続されている請
    求項2に記載の超音波探傷装置。
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