JP2966179B2 - 超音波探傷装置およびその探傷方法 - Google Patents
超音波探傷装置およびその探傷方法Info
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- 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
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
めの傷を探傷可能な超音波探傷装置およびその探傷方法
に関する。
割れ等を検出することができるため、現在、多くの分野
で使用されるようになっている。
音波を所定の角度(入射角)で入射し、これが内部で反
射されて戻ってくるエコ−を検出することにより傷を発
見するものである。従って、発見しうる傷は、受信部の
存在する位置に超音波を反射させる方向の傷に限られ
る。つまり、入射する超音波の方向とほぼ垂直な角度で
なければ探傷範囲内にあっても十分な信頼性をもって探
傷できない。そのため、通常、超音波探傷は、角度を9
0度変えて多方向から行っている。例えば、管材の検査
においては、軸方向に超音波を入射して管周方向の傷を
検知する管軸斜角探傷と、管周方向に入射し管軸方向の
傷を検知する管周斜角探傷(図9参照)とがある。な
お、超音波ビ−ムと傷との位置関係をより明確にするた
め、図9を方向Aから見た状態を図10に示した。もの
である。
程度の傾きをもった傷では、エコ−が横方向に逃げてし
まうため、上述のように角度を90度変えるだけでは、
まだ、不十分であった。例えば、上述の管材の場合につ
いていえば、管軸に対して約45度の傾きをもった傷
(以下「斜め傷」という)は、上述の管軸斜角探傷、管
周斜角探傷の両方を行っても十分には検知できない。
測定も行われるようになっている。管材を対象としたこ
の45度の角度での探傷方法は、特開昭55−1162
51号に記載されている通りである。
記載の探傷方法について図11を用いて説明する。
中心軸Rと平行で、管材100の円周面上にある。Y軸
は、X軸と垂直に交わり、且つ、管材100の円周面の
接線となる軸である。また、Z軸は、X軸、Y軸の交点
を通る軸であり、当然、中心軸Rと交わるものである。
向の両方に同時に傾けたものである。つまり、管周斜角
探傷法と同じように、探触子の位置(超音波の発射位
置)Gを、Y−Z平面上において、原点と結んだ方向が
Z軸に対して角度θとなる位置に置く(この場合、通常
の、管周斜角探傷方では、該原点P0(0,0)が入射
位置となり、また、入射角はθとなる)。そして、さら
に、該位置Gから、X軸上の入射点P1に向けて、つま
り、中心軸Rに対して45度の角度を有する傷と垂直と
なる方向に超音波を発射するものである。
では、入射した超音波は斜め傷に対して垂直にはなる
が、その場合の入射角βは、角度θと異なったものとな
ってしまった。
下記の数1に数2乃至数6を、代入・変形することによ
り数7のようなものであることがわかっている。
ると、
射率を決定する要因である屈折角の違いを意味する。従
って、同じ探触子を用いても、管周斜角探傷法等により
測定した場合とは測定条件が異なり内面欠陥と外面欠陥
の信号の大きさが大きく変化するので適正な評価が困難
であった。線収束プロ−ブを使用した場合には、その影
響が大きかった。
整すると、傷と超音波との角度が垂直位置からずれてゆ
くため最適条件を見い出すのは困難であった。特に線収
束プロ−ブを使用した場合には更にプロ−ブを回転させ
る必要がありその影響が大きかった。
ても入射角、すなわち屈折角を一定に保つことのできる
超音波探傷装置およびその探傷方法を提供することであ
る。
波で管状部品を探傷する超音波探傷装置であって、前記
超音波を送受波する探触子を保持するための探触子ホル
ダを備え、当該探触子ホルダは、Z軸を中心とした円弧
を描く第1滑り面が形成された固定ブロックと、前記探
触子が固定され、かつ、前記Z軸を含む面上で円弧を描
く第2滑り面が形成された第1可動ブロックと前記固定
ブロックと前記第1可動ブロックとの間に介在する第2
可動ブロックであって、前記固定ブロックとの対向面
に、前記第1滑り面と摺動する、当該第1滑り面に沿っ
た滑り面が形成され、かつ、前記第1可動ブロックとの
対向面に、前記第2滑り面と摺動する、当該第2滑り面
に沿った滑り面が形成されている第2可動ブロックと、
を備えることを特徴とする超音波探傷装置を提供する。
射点を頂点とし、かつ、該入射点における垂線を中心軸
とする円錐の側面上に超音波の照射方向ベクトルが存在
する状態を維持して、前記被検材を探傷する超音波探傷
方法であって、上記の超音波探傷装置を用いることを特
徴とする超音波探傷方法を提供する。
この場合の移動は、超音波の入射点を頂点とし且つ該入
射点における垂線を中心軸とするある円錐の側面上に、
超音波の照射方向ベクトルを存在させることにより、入
射角を一定に保ちつつ行うことができる。ただし、この
状態は、少なくとも探傷時に達成されていれば十分であ
る。
用いて行う。
の場合と同じである。
入射角度を常に同じに保つため、入射点をP0から動か
さないようにしながら、探触子4をZ軸を中心とした円
周上を動くようにしている。つまり、探触子から入射点
にいたるまでの超音波の経路が、入射点を頂点とし、Z
軸を中心とするある円錐の側面上にあるようにしてい
る。
と、該位置aから角度αだけ回転した位置bにあるとき
は、同じ入射角θをもつことになる。
体的に説明する。
を保持する探触子ホルダ3と、探触子ホルダ3等を保持
する探触子保持機構2と、昇降機構1とから主に構成さ
れれる。
向に移動させるものである。該昇降機構1は上下方向に
配置されたネジ14を有している。該ネジ14はその上
部に設けられているモ−タ12により回転する構成とな
っている。また、該ネジ14と平行なガイド16をネジ
14の両側に有している。
退避シリンダ22と、ピン24と、ア−ム26等からな
る。
された板状の部材である。その背面側にはネジ穴部があ
り上記ネジ14が貫通している。そのため、ネジ14の
回転に従って、ベ−ス20は上下方向に移動される構成
となっている。なお、ベ−ス20は、この他にも上記ガ
イド16の貫通する穴部を有しており、これにより、ネ
ジ14の回転に伴って、ベ−ス20に発生するブレ、回
転等を防ぐ構成となっている。
り上下方向に回動可能に保持されたア−ム26が設けら
れている。なお、該上下方向の回動は、ア−ム26の上
方に設けられている退避シリンダ22の伸縮によりなさ
れるものである。
プレ−ト34等を介して取り付けられている。従って、
ア−ム26を上下方向に回動させることにより、探触子
4を探傷可能な位置に移動させる構成となっている。
ダ3の部分について図3を用いてより詳細に説明する。
と、可動ブロック53と、可動ブロック54とから主に
構成されている。
接合面は、円弧を形成する凹面となっている。また、該
接合面には円周方向の嵌合溝55が設けられている。一
方、可動ブロック53側の接合面は、上記固定ブロック
52側と同じ曲率の円弧を形成する凸面となっている。
そして、該凸面には嵌合溝55と噛み合う突起部が設け
られている。また、これら接合面の形成する円弧は、Z
軸を中心とするものである。従って、嵌合溝55等によ
り、可動ブロック53を固定ブロック52に係止し、こ
の状態で、可動ブロック53を上記接合面に沿ってスラ
イドすることにより、可動ブロック53自身が、材料表
面に対して垂直な軸を中心とした円弧を描くようにして
移動可能な構成となっている。
ダ−を有する可動ブロック54が取り付けられている。
対向する面はZ軸と平行な平面となっている。そして、
該平面には、図4に示すとおり、上方に凸の円弧状の入
射角調整溝56が設けられている。該円弧は、図3に示
す超音波の入射点位置P0を中心とするものである。一
方、可動ブロック54の側には、図には示さないが、該
入射角調整溝56と噛み合う凸部が設けられており、可
動ブロック54を入射角調整溝56に沿ってスライド可
能な構成となっている。なお、可動ブロック54に取り
付けられている探触子3または4は、入射角を0とした
場合、超音波照射軸がZ軸と一致するようになってい
る。
わち超音波の入射角を、該入射角調整溝56上における
可動ブロック54の位置に対応して変化させる構成とな
っている。この場合、上述したとおり、入射角調整溝5
6の円弧は、その円弧の中心がちょうど入射点位置とな
るようにされているため、入射角を変更しても入射点が
移動することはない。
乃至図8に示したとおりである。
から見た図である。なお、円周位置を変更した状態をこ
の図中、点線で示している。また、図7は側面図であ
る。なお、図8は入射角を変更した状態を図5と同じ角
度から見た図である。
まわすことにより行う構成である。入射角については、
調整ネジ560により調整するものである。また、一旦
設定した位置等は、それぞれ、ロックノブ555,56
5により固定することができる。
の具体的な形状、機構は、単なる一例であって、同様の
動きを達成することができれば、これに限定されるもの
ではない。
探触子を用いながら、入射角、言い替えれば、屈折角を
一定に保ちながら、探触子の向きを変えることができ
る。従って、管周斜角探傷法、管軸斜角探傷法、さらに
は斜め傷の探傷を行ったデ−タに比較が容易となる。ま
た、線収束プロ−ブを用いた高能率な探傷が容易とな
る。
装置及び探傷方法では、入射角、言い替えれば、屈折角
を変えることなく斜め傷の探傷を行うことができる。従
って、管軸斜角探傷法等により得られたデ−タとの比較
が容易になる。また、線収束プロ−ブを用いた高能率な
探傷が容易となる。
図である。
である。
ある。
る。
ある。
の正面図である。
る。
ダ、4:探触子、12:モ−タ、14:ネジ、16:ガ
イド、20:ベ−ス、22:退避シリンダ、24:ピ
ン、26:ア−ム、33:ピン、34:プレ−ト、3
5:ピン、36:シュ−、52:固定ブロック、53:
可動ブロック、54:可動ブロック、55:嵌合溝、5
6:入射角調整溝、100:管材、550:調整ネジ、
555:ロックノブ、560:調整ネジ、565:ロッ
クノブ、a:位置、b:位置、P0:入射点、P1:入射
点、K:被検材、θ:入射角、β:入射角、ψ:屈折角
Claims (2)
- 【請求項1】超音波で管状部品を探傷する超音波探傷装
置であって、 前記超音波を送受波する探触子を保持するための探触子
ホルダを備え、 当該探触子ホルダは、 Z軸を中心とした円弧を描く第1滑り面が形成された固
定ブロックと、 前記探触子が固定され、かつ、前記Z軸を含む面上で円
弧を描く第2滑り面が形成された第1可動ブロックと前
記固定ブロックと前記第1可動ブロックとの間に介在す
る第2可動ブロックであって、前記固定ブロックとの対
向面に、前記第1滑り面と摺動する、当該第1滑り面に
沿った滑り面が形成され、かつ、前記第1可動ブロック
との対向面に、前記第2滑り面と摺動する、当該第2滑
り面に沿った滑り面が形成されている第2可動ブロック
と、 を備えることを特徴とする超音波探傷装置。 - 【請求項2】被検材への超音波の入射点を頂点とし、か
つ、該入射点における垂線を中心軸とする円錐の側面上
に超音波の照射方向ベクトルが存在する状態を維持し
て、前記被検材を探傷する超音波探傷方法であって、 請求項1記載の超音波探傷装置を用いることを特徴とす
る超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4047279A JP2966179B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 超音波探傷装置およびその探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4047279A JP2966179B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 超音波探傷装置およびその探傷方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05249091A JPH05249091A (ja) | 1993-09-28 |
JP2966179B2 true JP2966179B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=12770856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4047279A Expired - Lifetime JP2966179B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 超音波探傷装置およびその探傷方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2966179B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009115782A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-28 | Toshiba Corp | 倣い装置 |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP4047279A patent/JP2966179B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05249091A (ja) | 1993-09-28 |
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