JPH11183446A - 溶接部の超音波探傷方法および装置 - Google Patents

溶接部の超音波探傷方法および装置

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JPH11183446A
JPH11183446A JP9356672A JP35667297A JPH11183446A JP H11183446 A JPH11183446 A JP H11183446A JP 9356672 A JP9356672 A JP 9356672A JP 35667297 A JP35667297 A JP 35667297A JP H11183446 A JPH11183446 A JP H11183446A
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ultrasonic
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Yukimichi Iizuka
幸理 飯塚
Akio Sato
昭夫 佐藤
Susumu Nakazawa
晋 中沢
Akira Murayama
章 村山
Hiroji Okawa
洋児 大川
Masanobu Takahashi
雅伸 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接部に発生するブローホール状の微小な欠
陥を超音波により精度良く、しかもオンラインで検出可
能とし、欠陥の発生位置を容易に把握できる超音波探傷
方法およびその装置を提供する。 【解決手段】 一つのアレイ探触子３と、アレイ探触子
から垂直に発せられる超音波ビームが所定の屈折角とな
るように保持するくさび４とを用い、溶接部２の深さ方
向をセクタ走査するようにし、その際、各走査ビームが
重なり合うようにセクタ走査の角度ステップを設定し、
各走査線の集束点を溶接部に合わせるようにして探傷を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接部に存在する
欠陥を超音波で探傷する方法およびその装置に関し、特
に微小なブローホール状の欠陥を精度良く検出する超音
波探傷方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶接鋼管などの溶接部には、溶接方法に
より様々な欠陥が発生するが、いずれも溶接品質を劣化
させる原因となるため、非破壊での検査が特に重要であ
る。このための方法として、Ｘ線と超音波探傷が代表的
である。Ｘ線はブローホール状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のような溶融溶
接部に適用されているが、能率が低い、設備コストが高
いなどの問題がある。一方、超音波探傷はＸ線のような
問題点はないが、面状の欠陥を検出するのに適した方法
であり、ブローホール状の欠陥の検出能が低いという問
題がある。したがって、ブローホール状の微小欠陥をも
超音波で精度良く検出できれば、設備コストの削減の面
でメリットが大きいものと考えられる。このため、超音
波でブローホール状の微小欠陥を検出する技術の検討が
重ねられている。
【０００３】このような、溶接部の微小欠陥の超音波探
傷方法の例として、特開昭６０−２０５３５６号公報
は、図１２に示すように斜角探傷の配置で対となるポイ
ントフォーカス型探触子３１を用い、超音波ビームの集
束点を鋼管１の溶接部２に結ぶようにして微小欠陥の検
出能を向上させるものである。また、特開平７−３５７
２９号公報は、図１３に示すように垂直探傷の配置でポ
イントフォーカス型探触子３２を用い、超音波ビームの
集束点を鋼管１の溶接部２に結ぶようにして微小欠陥３
３の検出能を向上させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術には以下のような問題点が残されている。前
者の公報に記載の方法では、１）集束した超音波のビー
ム幅が狭いため、溶接部の深さ方向（鋼管の肉厚方向）
の全域を見逃しがないように探傷するためには、数多く
のチャンネルが必要となり、設備費が増大してしまう。
２）探触子の感度にばらつきがあるため、チャンネル数
が多いと感度を一定に揃えることが困難である。３）数
多くの探触子スキップ位置を容易かつ正確に設定するこ
とが困難である。４）ブローホール状の欠陥が肉厚方向
のどの位置に発生したかを知ることが困難である。後者
の公報に記載の方法では、前記１）２）３）の問題は解
決されている。しかしながら、例えば電気抵抗溶接とレ
ーザー溶接とを組み合わせた複合溶接法では、溶接時の
アプセットの影響により、図１４のａのような球状の欠
陥だけでなく、ｂのように深さ方向に細長い形状の欠陥
も発生する。後者の公報に記載の方法は垂直に超音波を
入射しているため、上から見て反射面積の小さいｂのよ
うな形状の欠陥は検出することができない。
【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、溶接部に発生するブローホール
状の微小な欠陥を超音波により精度良く、しかもオンラ
インで検出可能とし、欠陥の発生位置を容易に把握でき
る超音波探傷方法およびその装置を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の溶
接部の超音波探傷方法は、一つのアレイ探触子を用い、
該アレイ探触子から垂直に発せられる超音波ビームを所
定の屈折角に設定し、溶接部の底面側から表面側までを
前記超音波ビームによりセクタ走査を行い、その際、各
走査ビームが重なり合うようにセクタ走査の角度ステッ
プを設定し、各走査線の集束点を溶接部に合わせるよう
にして探傷することを特徴とするものである。また、請
求項２に係る発明の溶接部の超音波探傷装置は、一つの
アレイ探触子と、前記アレイ探触子から垂直に発せられ
る超音波ビームを所定の屈折角に設定する音響媒質体
と、各走査ビームが重なり合うようにセクタ走査の角度
ステップを設定し、各走査線の集束点を溶接部に結ぶよ
うにしてセクタ走査する探傷装置とを備えたことを特徴
としている。ここで、セクタ走査の走査線というとき
は、超音波走査ビームの中心線の意味で用いている。
【０００７】このように構成された請求項１、２の発明
においては、一つのアレイ探触子によって走査線が集束
された超音波ビームを用いて溶接部を探傷するため、ブ
ローホール状の微小欠陥に対して高い検出能が得られ
る。また、溶接部の深さ方向にセクタ走査を行うように
し、その際、各走査ビームが重なり合うようにセクタ走
査の角度スキップを設定するようにしているため、一つ
のアレイ探触子のみで溶接部の底面側から表面側までを
見逃しがないように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の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かく集束で
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、各走査線の集束点を溶接部に合わせるように
しているため、全ての走査線で最も検出能が高くなるよ
うになり、微小欠陥の検出能が高くなる。また、走査線
が異なっても常に同一の振動子を用いているため、振動
子の感度ばらつきを調整する必要がない。さらに、斜角
探傷を行うようにしているため、図１４のｂのような欠
陥も見逃すことなく検出することができる。
【０００８】請求項３に係る発明は、セクタ走査の各走
査線の偏向角・屈折角・ビーム路程・ビーム幅のそれぞ
れの値に基づいて各走査線の感度が一定になるように感
度補正を行うようにしたことを特徴としている。また、
請求項４に係る発明は、探傷装置が、セクタ走査の各走
査線の偏向角・屈折角・ビーム路程・ビーム幅のそれぞ
れの値に基づいて各走査線の感度補正を求める演算手段
と、各走査線の感度を個別に設定できるアッテネータま
たは増幅器とを備えたことを特徴としている。
【０００９】これらの発明は、請求項１、２の発明にお
いて各走査線の感度が異なってしまうことを補正するも
のである。各走査線の感度が異なってしまう理由は以下
のとおりである。すなわち、１）アレイ探触子の微小振
動子には指向性があるため、各走査線の偏向角が異なる
とそれが走査線の感度に影響する。２）アレイ探触子と
被検体間に介在する音響媒質体としてのくさびまたは接
触媒質水から、被検体に入射して反射してきた超音波の
往復通過率は屈折角によって異なっているため、各走査
線の屈折角が異なるとそれが走査線の感度に影響する。
３）くさびまたは接触媒質水（以下、全てくさびで統一
する）や被検体中では距離に応じた減衰があるため、各
走査線のビーム路程が異なるとそれが走査線の感度に影
響する。４）集束点のビーム幅は集束距離によって異な
ってくるため、各走査線の集束距離が異なるとそれが走
査線の感度に影響する。
【００１０】これらの問題を解決するため、請求項３、
４の発明においては、セクタ走査の各走査線の偏向角・
屈折角・ビーム路程・ビーム幅のそれぞれの値に基づい
て各走査線の感度補正量を求め、各走査線の感度を個別
に設定できるアッテネータまたは増幅器を用いて各走査
線の感度補正を行っているので、各走査線の感度を一定
にすることができる。
【００１１】請求項５に係る発明は、セクタ走査の各走
査線の探傷ゲートを溶接部を含む時間位置に設定し、溶
接部の長手方向に沿って機械的に走査しながらセクタ走
査も行って溶接部を探傷し、探傷ゲート内の信号のエコ
ー高さを求めていき、溶接部の長手方向と深さ方向を両
軸とした２次元パターンとしてエコー高さを輝度または
カラーで表示することを特徴としている。また、請求項
６に係る発明は、前記探傷装置が、セクタ走査の各走査
線に対して個別に設定できる探傷ゲートと、アレイ探触
子の溶接部長手方向位置を検出する手段と、探傷ゲート
内の信号のエコー高さを求める演算手段と、溶接部の長
手方向と深さ方向を両軸とした２次元パターンとしてエ
コー高さを輝度またはカラーで表示する表示手段とを備
えたことを特徴としている。
【００１２】このように構成された請求項５、６の発明
においては、セクタ走査方向が溶接部の肉厚方向の位置
を表し、機械走査方向が溶接線方向を表しているので、
溶接部を含む時間位置に設定した探傷ゲート内の信号の
エコー高さを求めて輝度またはカラーで２次元パターン
として表示することにより、溶接した面をあたかも真横
から見ていることに相当する画像が得られる。この結
果、溶接部に発生する欠陥の位置や分布を容易に把握す
ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１に係る超音波探傷装置の構成図である。アレ
イ探触子３は、垂直に発せられる超音波ビームが所定の
屈折角になるように、くさび４を用いて溶接鋼管１に接
触するようにしている。音響接触のため、くさび４と溶
接鋼管１の間には0.5mm 程度の水膜を形成するようにし
ている。ここでは垂直に発せられる超音波ビームの屈折
角が４５゜になるように、くさび４の角度（超音波の入
射角）を下式のように定めた。 θ＝sin -1（sin45 ・2510/3230） ＝33.3 但し、鋼中の横波音速を3230m/s 、くさびの縦波音速を
2510m/s としている。なお、くさび４の距離はくさび内
の乱反射が欠陥エコーに重ならないような距離が望まし
い。本実施形態では、鋼管の外径609.6mm 、肉厚10mmの
ものを用いたので、屈折角４５゜、探傷スキップ0.75s
の欠陥エコーは鋼管の入射位置からのビーム路程で21.6
mm(13.4 μｓ）の位置に現れる。これをくさび内の距離
に換算すると16.8mmであるから、くさび４の距離は少し
長めにとって25mmとした。なお、ここではくさびを用い
たが、その代わりに水柱を用いた局部水浸法ももちろん
適用できる。
【００１４】アレイ探触子３の各振動子は、対応する送
信器からなる送信器群７により駆動される。各送信器の
動作タイミングは各々の遅延器からなる送信用遅延器群
６により決定される。各遅延器に設定された遅延時間分
だけ、同期信号発生器５が発生する送信タイミングから
遅れて送信器は動作する。各遅延器に設定される遅延時
間はパルス繰り返し毎に変化するようにしており、これ
によってパルス繰り返し毎に超音波の集束点や偏向角を
変化させていくようにし、この変化を１０数パルス毎に
周期的に繰り返すようにしている。この周期に応じて、
超音波の走査線が形成されることとなる。遅延時間は、
遅延時間設定手段１５により求められ、遅延時間記憶手
段１６に記憶される。遅延時間記憶手段１６に記憶され
た遅延時間は、同期信号発生器５の同期信号に応じ、各
走査線に対応した値が読み出され、送信用遅延器群６へ
設定される。ここで、走査線の数は振動子の数にかかわ
らず自由に設定することができる。
【００１５】アレイ探触子３の各振動子から発せられた
各超音波パルスは合成され、一つの超音波パルスとして
鋼管を伝播し溶接部２に達する。ここで欠陥があると超
音波ビームは反射して、再度アレイ探触子３に戻ってく
る。アレイ探触子３の各振動子はそれぞれ欠陥エコーを
受信する。それらの受信信号はプリアンプ群８により増
幅され、受信用遅延器群９で集束点・偏向角に応じてそ
れぞれ遅延された後、加算器１０で加算される。ここで
受信用遅延器群９の遅延時間は、送信用遅延器群６の遅
延時間と同一とする。これによって、集束点や偏向角は
送信も受信も同一となる。
【００１６】演算器１０により合成された受信信号は可
変増幅器１１で評価に必要な信号レベルまで増幅され、
ゲート１２で欠陥エコーのみが取り出され、エコー高さ
演算手段１３でエコー高さが求められ、判定手段１４で
欠陥の有無が判定される。
【００１７】本実施形態では、同期信号を10KHz で発生
させるようにした。アレイ探触子３は公称周波数５MHz
、振動子幅９mm、ピッチ１mmの振動子が１６個あるも
のを用いた。集束点はくさび内距離とビーム路程からお
よそ53mm（くさび音速にて）であり、開口幅16mmから、
ビーム幅は約1.7mm となる。そこで、各走査ビームが重
なり合うように、溶接部２の底面から表面まで１mmピッ
チで超音波ビームが並ぶようにした。この際、アレイ探
触子３と溶接部２との相対位置が±１mm程度変化するこ
とを考慮し、走査線数は１５本とした。
【００１８】図２に遅延時間の一例を示す。図２におい
て、パターン１は振動子番号１６側をより遅延させるよ
うにしており、図１にて振動子番号１を図中左端の振動
子、振動子番号１６を図中右端の振動子とすると、この
パターン１で発せられる超音波ビームは図１にて下向
き、すなわち1.0 スキップで溶接部２の表面側を探傷す
るビームとなる。パターン８は振動子番号１側も１６側
も同タイミングとしており、図１においてアレイ探触子
３から垂直に発せられるビームとなる。パターン１５は
振動子番号１側をより遅延させるようにしており、図１
にて上向き、すなわち0.5 スキップで溶接部２の底面側
を探傷するビームとなる。各パターンでは、超音波ビー
ムを集束させるため、中間側の振動子の遅延時間を多く
している。この遅延時間のパターンや走査線数は鋼管の
外径や肉厚に応じて適宜定められる。
【００１９】図３にこのような探傷装置を用いて得られ
る受信信号を示す。同期信号発生器５による10KHz の同
期信号に同期し、遅延時間パターンに応じて合成された
送信信号が発せられた後、欠陥がある場合はその部位か
らの欠陥エコーが得られる。ここで、遅延時間のパター
ンはパルス繰り返し毎に一つずつ変化していき、パター
ン１からパターン１５まで一巡した後、もとのパターン
１に戻り、これを繰り返す。ここでパターン１の繰り返
し周波数は、本実施形態の場合、666.6Hz となる。これ
は鋼管の溶接中に行う自動探傷に適用するに十分な速さ
であるから、オンラインへの適用が可能である。つまり
鋼管の溶接速度を10MPM とすると、パターン１の走査線
の管軸方向（溶接部の長手方向）のパルス密度は10MPM/
60S/666Hz ＝0.25mm/ パルスとなり、十分に管軸方向に
細かいパルス密度で探傷ができる。
【００２０】一方、肉厚方向（溶接部の深さ方向）に
は、遅延時間のパターンがパルス繰り返しに応じて変わ
ることにより、集束点および偏向角が変化していくこと
となり、肉厚の外面側から内面側まで少しずつ探傷位置
を変えながら探傷することができる。この結果、溶接部
２に集束させた超音波ビームを肉厚方向から管軸方向ま
で細かいピッチでかつ高速に探傷できるので、ブローホ
ール状の微小欠陥の検出能を高めることができる。
【００２１】図４（ａ）は本発明装置を用いて、実際の
自然欠陥を探傷した結果を示したものである。これは管
軸方向にアレイ探触子３を移動させながら連続的に溶接
している鋼管の溶接直後の溶接部２をセクタ走査し、エ
コー高さ算出手段１３の結果を記録計に出力したもので
ある。図４（ｂ）に比較のために示す従来技術は５MHz
で８×９mmの平面型単一振動子による探触子を用いた結
果であり、本発明によって欠陥の検出能を大幅に向上さ
せることができた。
【００２２】実施の形態２．図５は本発明の実施の形態
２に係る超音波探傷装置の構成図である。本実施形態
は、図１の構成に対して、感度補正量演算手段１７と、
感度補正量記憶手段１８が加えられている点が特徴であ
る。感度補正量演算手段１７は、本実施形態ではパーソ
ナルコンピュータを用いて実現した。感度補正量記憶手
段１８には感度補正量演算手段１７により求められた各
走査線に対応した感度補正量が記憶されている。同期信
号発生器５の同期信号に応じて、すなわちパルス繰り返
し毎に、可変増幅器１１はその走査線に対応した感度補
正量を感度補正量記憶手段１８から読み出し、パルス繰
り返し毎に感度を変化させるようになっている。
【００２３】感度補正量の演算は次のように行う。
（１）偏向角に起因する分については、微小振動子の指
向性が次式で表されることに基づく。
【数１】 ここで、θｓi は走査線毎の偏向角、ｋは波数で２π／
λ、ｄは微小振動子の幅である。これを送受信の２回に
ついて考慮すると、偏向角に起因する感度補正量（ｄ
Ｂ）は次式で表される。 ΔＧ１（ｉ）＝２×２０log （１／Ｇ１（θｓi ））
【００２４】（２）屈折角に起因する分については、屈
折角と音圧往復通過率の関係に基づく。音圧往復通過率
は図６のようになっているので、屈折角が決まれば音圧
往復通過率が決定される。本実施例では図６の曲線を区
画分割した多項式で近似し、屈折角θi から音圧往復通
過率Ｐ（θi ）を計算するようにし、その値から感度補
正量（ｄＢ）を次のようにして求めた。なお、多項式で
近似しないで、直接図６を計算で求めても実施できる。 ΔＧ２（ｉ）＝２０log(0.29／Ｐ（θi ））
【００２５】（３）くさびまたは接触媒質水や被検体中
の減衰に起因する分については、くさび内距離・被検体
の伝播距離に応じた減衰係数を考慮する。すなわち、各
走査線のくさび内距離Ｗi と被検体の伝播距離Ｕi か
ら、感度補正量は次式のように求められる。 ΔＧ３（ｉ）＝α２０log （Ｗi ／Ｗ1 ）＋β２０log
（Ｕi ／Ｕ15） ここで、αとβはそれぞれくさびと被検体の減衰係数で
ある。なお、くさびでは１番目の走査線を基準とし、被
検体では１５番目の走査線を基準としている理由は、そ
れぞれ最も減衰の少ない走査線だからである。
【００２６】（４）集束点のビーム幅に起因する分につ
いては、集束点でのビーム幅を考慮する。集束点でのビ
ーム幅ｂは開口幅Ｄ、集束距離Ｆ、波長λから、
【数２】 であるから、各走査線の焦点距離を考慮すると次のよう
に求められる。 ΔＧ４（ｉ）＝２０log （Ｆi ／Ｆ15）
【００２７】以上のようにして求めた感度補正量を全て
加算し、次の値を各走査線の感度補正量とする。図７に
感度補正量の一例を示す。 ΔＧ（ｉ）＝ΔＧ１（ｉ）＋ΔＧ２（ｉ）＋ΔＧ３
（ｉ）＋ΔＧ４（ｉ）
【００２８】以下、このようにして求めた感度補正の効
果について説明する。図８に用いた試験片を示す。本試
験片は鋼管（外径609.6mm 、肉厚10mm）の溶接部の外面
側から内面側までφ0.5mm の５個の横穴を加工したもの
である。これを用いて、感度補正を行わない場合と行っ
た場合で各欠陥のエコー高さを測定した。測定結果を図
９に示す。ここでは図８の欠陥番号２を最も強く受信し
た走査線のエコー高さが８０％になるように増幅度を調
整した。図９に示すように、感度補正を行わない場合は
欠陥の大きさが同じにも拘わらず欠陥の位置によりエコ
ー高さが異なっているが、感度補正を行った場合には、
全ての欠陥のエコー高さを一定にすることができた。
【００２９】実施の形態３．図１０は本発明の実施の形
態３に係る超音波探傷装置の構成図である。本実施形態
は、図５の装置に対して、ゲート位置演算手段１９、ゲ
ート位置記憶手段２０、探触子位置検出手段２１、およ
び画像表示器２２を新たに加えたものである。ゲート位
置演算手段１９は、本実施形態ではパーソナルコンピュ
ータを用いて実現した。ゲート位置記憶手段２０にはゲ
ート位置演算手段１９により求められた各走査線に対応
したゲート位置が記憶されている。同期信号発生器５の
同期信号に応じて、すなわちパルス繰り返し毎に、ゲー
ト１２はその走査線に対応したゲート位置で欠陥エコー
を抽出する。このようにすると、欠陥エコーのうち、溶
接部からのもののみを抽出することができる。各走査線
のゲート内のエコー高さは、エコー高さ演算手段１３に
よって求められ、表示手段２２にて輝度またはカラーで
表示される。ここで表示手段２２には、探触子位置検出
手段２１と同期信号発生器５からの情報を用いている。
すなわち、探触子位置検出手段２１により管軸方向（溶
接部の長手方向）の位置が分かり、同期信号発生器５に
より肉厚方向（溶接部の深さ方向）の位置が分かる。よ
って、これらの位置をＸ，Ｙ座標とし、エコー高さを表
示することで、溶接部の接合面の検査結果を２次元画像
で表示することができる。
【００３０】本実施形態では、探触子位置検出手段２１
には鋼管の搬送を追跡するパルス発生器を用い、表示手
段２２にはコンピュータを用いた。該パルス発生器のパ
ルスは0.5mm 毎に発生するようにし、コンピュータはそ
のパルス信号に基づいて鋼軸方向に座標を増やしていく
ようにした。鋼管の搬送速度を10MPM 、走査線数を15本
とすると、１走査線あたりのパルス密度は0.25mmである
から、0.25mm/1dot で表すようにした。画面のドット数
は640 ×400 としたので、画面の横方向に管軸方向160m
m 分を表示することができる。画面の左端から表示を開
始し、右端まで達したら、再度左端に戻るようにした。
一方、セクタ走査方向である肉厚方向（溶接部の深さ方
向）に関しては、同期信号発生器５からの信号を１パル
ス毎のものと走査線１周期毎のものと二つ用意し、それ
らの信号に基づいて、コンピュータは縦方向の座標を決
めていくようにした。
【００３１】図１１に本実施形態による探傷結果を示
す。同図（ｂ）に示すように、鋼管の搬送速度から、表
示手段２２による画面の横方向へは約１秒間毎にスクロ
ールされ、溶接部の欠陥２３の大きさおよび発生位置が
管軸方向と肉厚方向を両軸とする２次元パターンとして
表示されており、これにより、オンラインリアルタイム
かつ簡単にブローホール状の微小欠陥の発生分布を把握
することができた。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、集束密
度の高い超音波ビームで溶接部の深さ方向および長手方
向の全域を細密に探傷することができるので、ブローホ
ール状の微小欠陥を超音波により精度良く、かつオンラ
インで検出することができ、欠陥の発生位置を容易に把
握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の
構成図である。
【図２】遅延時間のパターン例を示す図である。
【図３】各走査線の受信信号と遅延時間のパターンとの
対応関係を示す図である。
【図４】実施の形態１の探傷結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る超音波探傷装置の
構成図である。
【図６】音圧往復通過率を示す図である。
【図７】各走査線の感度補正結果としての感度補正量を
示す図である。
【図８】実施の形態２で用いた試験片を示す図である。
【図９】試験片に対する探傷結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る超音波探傷装置
の構成図である。
【図１１】実施の形態３の探傷結果を示す図である。
【図１２】従来の超音波探傷法を示す図である。
【図１３】従来の他の超音波探傷法を示す図である。
【図１４】微小欠陥の形状を示す図である。
【符号の説明】
１ 溶接鋼管 ２ 溶接部 ３ アレイ探触子 ４ くさび ５ 同期信号発生器 ６ 送信用遅延器群 ７ 送信器群 ８ プリアンプ群 ９ 受信用遅延器群 １０ 加算器 １１ 可変増幅器 １２ ゲート １３ エコー高さ演算手段 １４ 判定手段 １５ 遅延時間設定手段 １６ 遅延時間記憶手段 １７ 感度補正量演算手段 １８ 感度補正量記憶手段 １９ ゲート位置演算手段 ２０ ゲート位置記憶手段 ２１ 探触子位置検出手段 ２２ 画像表示器 ２３ 欠陥
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 章 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大川 洋児 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高橋 雅伸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶接部の超音波探傷方法において、 一つのアレイ探触子を用い、該アレイ探触子から垂直に
    発せられる超音波ビームを所定の屈折角に設定し、溶接
    部の底面側から表面側までを前記超音波ビームによりセ
    クタ走査を行い、その際、各走査ビームが重なり合うよ
    うにセクタ走査の角度ステップを設定し、各走査線の集
    束点を溶接部に合わせるようにして探傷することを特徴
    とする溶接部の超音波探傷方法。
  2. 【請求項２】 一つのアレイ探触子と、前記アレイ探触
    子から垂直に発せられる超音波ビームを所定の屈折角に
    設定する音響媒質体と、 各走査ビームが重なり合うようにセクタ走査の角度ステ
    ップを設定し、各走査線の集束点を溶接部に結ぶように
    してセクタ走査する探傷装置と、を備えたことを特徴と
    する溶接部の超音波探傷装置。
  3. 【請求項３】 前記セクタ走査の各走査線の偏向角・屈
    折角・ビーム路程・ビーム幅のそれぞれの値に基づいて
    各走査線の感度が一定になるように感度補正を行うこと
    を特徴とする請求項１記載の溶接部の超音波探傷方法。
  4. 【請求項４】 前記探傷装置が、前記セクタ走査の各走
    査線の偏向角・屈折角・ビーム路程・ビーム幅のそれぞ
    れの値に基づいて各走査線の感度補正量を求める演算手
    段と、各走査線の感度を個別に設定できるアッテネータ
    または増幅器とを備えたことを特徴とする請求項２記載
    の溶接部の超音波探傷装置。
  5. 【請求項５】 前記セクタ走査の各走査線の探傷ゲート
    を溶接部を含む時間位置に設定し、溶接部の長手方向に
    沿って機械的に走査しながら前記セクタ走査も行って溶
    接部を探傷し、前記探傷ゲート内の信号のエコー高さを
    求めていき、溶接部の長手方向と深さ方向を両軸とした
    ２次元パターンとしてエコー高さを輝度またはカラーで
    表示することを特徴とする請求項１または請求項３記載
    の溶接部の超音波探傷方法。
  6. 【請求項６】 前記探傷装置が、前記セクタ走査の各走
    査線に対して個別に設定できる探傷ゲートと、前記アレ
    イ探触子の溶接部長手方向位置を検出する手段と、前記
    探傷ゲート内の信号のエコー高さを求める演算手段と、
    溶接部の長手方向と深さ方向を両軸とした２次元パター
    ンとしてエコー高さを輝度またはカラーで表示する表示
    手段とを備えたことを特徴とする請求項２または請求項
    ４記載の溶接部の超音波探傷装置。
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