JP6026245B2 - 超音波検査方法及び超音波検査装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る超音波検査方法の検査対象となる被検査体100の検査対象部101は、液化天然ガスを貯蔵するタンク(以下、「LNGタンク」と称する。)の溶接部である。被検査体としてのLNGタンク100は、母材として金属材料よりなる板状の鋼材102より構成されている。また、検査対象部としての溶接部101は、例えば、図1,2に示す如き突合せ溶接部であり、鋼材102,102を突き合わせて、溶接金属により溶接したものである。そして、溶接金属部101a内の欠陥D1や、溶接金属部101aと鋼材102との境界部(止端部)101bの欠陥D2を検出する。
図4(a)に示すように、送信時においては、まず、制御計測部31がトリガー信号TSをパルサ・レシーバ32に送信すると共に、超音波ビーム生成に必要となる遅延パターンのシーケンスを同時に行う。そして、遅延パターンに従ったパルス列PSが、マルチプレクサ33を介してフェーズドアレイ探触子2の振動子21にそれぞれ入力される。よって、振動子21a〜21eは、それぞれのパルス信号によるタイミングで励振する。
まず、入力手段6を介してセクタスキャンの開始角度θ1、終了角度θ2、角度ピッチ等の試験条件をフェーズドアレイ探傷器3に設定する(ステップS1:試験条件設定)。開始角度θ1から終了角度θ2までの角度となる屈折角θは、対象となる検査対象部101内の評価すべき部分に合わせて設定される。また、検査対象部101に応じて焦点距離、感度、音速等も設定する。本例では、図9,11,12に示す如く、セクタスキャンの範囲Q(屈折角)を溶接部301の両側の母材302との境界部(止端部)が含まれるように設定する。また、母材302の裏面302bで1回反射させて溶接部301上部に横波が集束するように焦点距離を設定する。なお、図11中の破線で示す表面300a,裏面300b,溶接部301は、反射信号と模擬試験片300の各部分との位置関係を示すために、模式的に付したものである。
上記実施形態において、被検査体100を構成する鋼材102は、ニッケルを9%含有するニッケル鋼を用いた。しかし、この材料に限られるものではなく、例えばニッケルを7%含有するニッケル鋼であっても構わない。また、母材は、ステンレス鋼等の金属材料よりなり、ニッケルを6%以上10%以下含有するものであってもよい。さらに、例えば、被検査体100として、板厚が5mm以上70mm以下のアルミニウム合金よりなる母材102をアルミニウム合金で溶接した溶接部101にも適用可能である。なお、ニッケル鋼やアルミニウム合金と同等の超音波の高減衰材料にも適用可能である。
Claims (14)
- 被検査体の検査対象部にフェーズドアレイ探触子から超音波を送信すると共に前記検査対象部で反射した前記超音波の反射波を受信し、受信した反射波の反射信号により前記検査対象部の欠陥を検出する超音波検査方法であって、
前記被検査体は、超音波の高減衰材料よりなる母材を有する液化天然ガスを貯蔵するタンクであり、
前記検査対象部は、前記母材を超音波の高減衰材料よりなる溶接金属により溶接した溶接部であり、
前記超音波は、横波であり、
予め、健全試験体において、前記フェーズドアレイ探触子を前記欠陥の存在しない健全溶接部の片側に配置し、任意の点に集束する横波を屈折角を異ならせて複数送信して、前記健全溶接部で反射した横波の反射信号より健全部データを作成すると共に前記反射信号の最大値を規準値として求めておき、
前記被検査体において、前記フェーズドアレイ探触子を前記溶接部の片側に配置すると共に任意の点に集束する横波を屈折角を異ならせて複数送信して、前記溶接部で反射した横波の反射信号より検査部データを作成し、
前記検査部データを前記規準値で除算して信号強度比を求め、
前記信号強度比が所定値以上である場合に前記欠陥と判定する超音波検査方法。 - 前記健全部データ及び前記検査部データに対し溶接部の少なくとも一部を含む部分からの信号を含む解析エリアをそれぞれ設定し、前記健全部データの解析エリア内における最大振幅値を前記規準値として求め、前記検査部データの解析エリア内の所定の区画毎に前記反射信号の最大振幅値を求めると共に前記規準値で除算することにより前記区画毎に前記信号強度比を求める請求項1記載の超音波検査方法。
- 前記フェーズドアレイ探触子を少なくとも前記被検査体上で前記溶接部の溶接線に沿う方向に移動させて走査すると共に、前記検査部データの前記信号強度比をCスコープ画像として表示する請求項1又は2記載の超音波検査方法。
- 前記信号強度比が所定値以上となる信号のみを前記Cスコープ画像として表示する請求項4記載の超音波検査方法。
- 前記解析エリアを前記溶接部の厚さ方向に複数設ける請求項2〜4のいずれかに記載の超音波検査方法。
- 前記フェーズドアレイ探触子は、少なくとも32個以上の振動子を有する請求項1〜5のいずれかに記載の超音波検査方法。
- 前記フェーズドアレイ探触子は、64個以上の振動子を有する請求項6記載の超音波検査方法。
- 前記母材はニッケルを6%以上10%以下含有し、前記溶接金属はニッケルを55%以上含有する請求項1〜7のいずれかに記載の超音波検査方法。
- 前記母材はアルミニウム合金よりなり、前記溶接金属はアルミニウム合金よりなる請求項1〜7のいずれかに記載の超音波検査方法。
- 前記溶接部は、突合せ溶接、重ね溶接又は隅肉溶接のいずれかである請求項1〜9のいずれかに記載の超音波検査方法。
- 前記突合せ溶接は、裏板付き突合せ溶接である請求項10記載の超音波検査方法。
- 前記母材の板厚は、5mm以上70mm以下である請求項1〜11のいずれかに記載の超音波検査方法。
- 前記横波を前記母材内で1回以上反射させる請求項1〜12のいずれかに記載の超音波検査方法。
- 被検査体の検査対象部にフェーズドアレイ探触子から超音波を送信すると共に前記検査対象部で反射した前記超音波の反射波を受信し、受信した反射波の反射信号により前記検査対象部の欠陥を検出する超音波検査装置であって、
前記被検査体は、超音波の高減衰材料よりなる母材を有する液化天然ガスを貯蔵するタンクであり、
前記検査対象部は、前記母材を超音波の高減衰材料よりなる溶接金属により溶接した溶接部であり、
前記超音波は、横波であり、
予め、健全試験体において、前記フェーズドアレイ探触子を前記欠陥の存在しない健全溶接部の片側に配置し、任意の点に集束する横波を屈折角を異ならせて複数送信して、前記健全溶接部で反射した横波の反射信号より健全部データを作成すると共に前記反射信号の最大値を規準値として求めておき、
前記被検査体において、前記フェーズドアレイ探触子を前記溶接部の片側に配置すると共に任意の点に集束する横波を屈折角を異ならせて複数送信して、前記溶接部で反射した横波の反射信号より検査部データを作成し、
前記検査部データを前記規準値で除算して信号強度比を求め、
前記信号強度比が所定値以上である場合に前記欠陥と判定する超音波検査装置。
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