WO2007024001A1 - 超音波探傷方法及び継目無管の製造方法 - Google Patents

超音波探傷方法及び継目無管の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2007024001A1
WO2007024001A1 PCT/JP2006/316871 JP2006316871W WO2007024001A1 WO 2007024001 A1 WO2007024001 A1 WO 2007024001A1 JP 2006316871 W JP2006316871 W JP 2006316871W WO 2007024001 A1 WO2007024001 A1 WO 2007024001A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ultrasonic
angle
flaw detection
flaw
propagation
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/316871
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masaki Yamano
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries, Ltd. filed Critical Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Priority to JP2007532217A priority Critical patent/JP4596337B2/ja
Priority to CA2619827A priority patent/CA2619827C/en
Priority to US11/990,934 priority patent/US8495915B2/en
Priority to EP06783100.8A priority patent/EP1918701B1/en
Priority to CN2006800311413A priority patent/CN101263384B/zh
Priority to BRPI0615440-9A priority patent/BRPI0615440B1/pt
Publication of WO2007024001A1 publication Critical patent/WO2007024001A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2487—Directing probes, e.g. angle probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4454—Signal recognition, e.g. specific values or portions, signal events, signatures
    • 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
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0421—Longitudinal waves
    • 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
    • G01N2291/056—Angular incidence, angular propagation
    • 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
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/106—Number of transducers one or more transducer arrays
    • 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
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/263—Surfaces
    • G01N2291/2634—Surfaces cylindrical from outside

Definitions

  • the present invention relates to a method for flaw-detecting an inner surface flaw existing on the inner surface of a tubular flaw detection material such as a steel pipe, and a method for manufacturing a seamless pipe using the flaw, and particularly to a flaw detection for a tubular flaw. It is possible to detect inner surface flaws having various inclination angles with respect to the axial direction of the material with almost the same detection ability regardless of the wall thickness to outer diameter ratio of the tubular flaw detection material and the inclination angle of the inner surface flaws.
  • the present invention relates to a possible ultrasonic flaw detection method and a seamless tube manufacturing method using the same. Background art
  • a seamless pipe which is a typical pipe, is manufactured by punching a billet with a piercer to form a hollow shell and rolling the hollow shell with a mandrel mill or the like.
  • this seamless pipe there are flaws having various inclination angles with respect to the axial direction (hereinafter referred to as “inclination flaws” as appropriate).
  • This slanting flaw is caused by a longitudinal crack flaw originally present in the billet being deformed in the above-mentioned manufacturing process in the axial direction, or to maintain a hollow shell path center. It is said that it is caused by the transfer of flaws on the guide surface of the guide show. Therefore, the inclination angle of the inclined flaw with respect to the axial direction of the seamless pipe varies depending on the diameter of the seamless pipe and the cause of the occurrence. That is, in the seamless pipe, there are inclined flaws having various inclination angles.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-116251 discloses an ultrasonic probe with an appropriate position and a position depending on the position and inclination angle of a tilt flaw to be detected. There has been proposed a method of detecting flaws by arranging them at an inclination angle.
  • Patent Document 1 since the method described in Patent Document 1 needs to change the inclination angle of the ultrasonic probe each time according to the inclination angle of the inclination flaw to be detected, it is extremely troublesome. There is a problem that it takes.
  • a large number of ultrasonic probes are prepared and arranged at different inclination angles. There is a need. That is, there is a problem that the arrangement and calibration of the ultrasonic probe are complicated, and a large-sized device is essential and the cost is increased.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-223553 (hereinafter referred to as Patent Document 2) that solves the problems in the method described in Patent Document 1 includes a plurality of transducers (elements for ultrasonic transmission / reception).
  • a flaw detection method using an array-type ultrasonic probe in which a) is arranged in a row has been proposed. More specifically, the arrangement direction of the transducers is aligned with the axial direction of the tube, and the ultrasonic probe is arranged so as to be decentered from the axial center of the tube, thereby transmitting the transverse wave ultrasonic wave into the tube.
  • the inclination angle of the ultrasonic waves transmitted and received by the ultrasonic probe (inclination angle with respect to the axial direction of the tube) is changed by electronic scanning that electrically controls the transmission and reception timing of ultrasonic waves by each transducer. This is a method for detecting flaws having various inclination angles.
  • Patent Document 2 mainly has the following problems.
  • FIG. 1 shows an inclination angle of an inclined flaw in an inspection method using an array type ultrasonic probe confirmed by an experiment by the inventor of the present invention (the direction between the extending direction of the inclined flaw and the axial direction of the pipe). It is a figure which shows an example of the relationship between the angle formed) and reflected echo intensity. More specifically, FIG. 1 shows a fixed amount of eccentricity when an array type ultrasonic probe similar to that described in Patent Document 2 is arranged with the axial force of the tube eccentric.
  • the direction in which the inclined flaw extends and the propagation direction of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe (the propagation direction seen from the normal direction of the tangential plane of the tube including the incident point of the ultrasonic wave)
  • the reflected echo intensity at each tilt flaw (reflection at a tilt flaw with an tilt angle of 0 °)
  • the echo intensity is OdB Relative strength).
  • the inventor of the present invention uses the method described in Patent Document 2 even if the same size of tilting flaw (depth 0.5 mm ⁇ length 25 mm). We found the problem that the intensity of the reflected echo differs depending on the tilt angle of the.
  • the eccentricity of the array-type ultrasonic probe is set to a constant value so that the direction in which the inclined flaw extends and the propagation direction of the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic probe force are orthogonal to each other.
  • the angle (inner refraction angle) formed by the normal line of the tube and the ultrasonic wave (center line of the ultrasonic beam) at the point reaching the point, and the ultrasonic wave (ultrasonic beam center line) incident on the tube are
  • the angle (outer surface refraction angle) formed by the normal of the tube at the point reaching the outer surface and the ultrasonic wave (center line of the ultrasonic beam) is
  • the inventor of the present invention thought that this was caused by a change in response to the above.
  • the inventor of the present invention has a problem that the method described in Patent Document 2 has a problem that the intensity of the reflected echo varies depending on the tilt angle of the tilt flaw. We have found that there is a risk of missing harmful flaws and overdetecting fine flaws that do not require detection.
  • An ultrasonic flaw detection method using an array type ultrasonic probe with a child has been proposed.
  • the inner surface flaw detection tendency tends to be lower than that of the outer surface flaw, and thus there is a risk that the inner surface flaw may be missed.
  • the inventor of the present invention considered that this is because the inner surface refraction angle becomes too larger than the outer surface bending angle depending on the thickness-to-outer diameter ratio of the tube and the inclination angle of the inclined flaw.
  • Patent Document 4 discloses a side surface of a cone having an ultrasonic wave incident point on the tube as a vertex and a perpendicular line at the incident point as a central axis.
  • the force that keeps the incident angle of the ultrasonic wave on the tube constant that is, the outer surface refraction angle is kept constant
  • the inclined flaw having the desired inclination angle are removed.
  • An ultrasonic flaw detection method for detection has been proposed.
  • the inner surface refraction angle is also larger than the outer surface refraction angle, which is a constant value, according to the wall thickness to outer diameter ratio of the tube and the inclination angle of the inclined flaw. Therefore, there is a problem that the detection ability of the inner surface defect is lower than that of the outer surface defect.
  • both of the methods described in Patent Documents 3 and 4 are based on Snell's law, and the ultrasonic wave (longitudinal wave ultrasonic wave) in the contact medium filled between the ultrasonic probe and the tube.
  • the propagation velocity of the ultrasonic wave in the tube (transverse wave ultrasonic wave), and the external refraction angle that can be derived from the incident angle of the ultrasonic wave to the tube are the basis for setting the flaw detection conditions.
  • the detection ability of the inner flaw is lowered and the detection becomes difficult.
  • the conventional ultrasonic flaw detection method has a problem that the detection ability of the inner surface flaw existing on the inner surface of the tube is lowered due to the ratio of the wall thickness to the outer diameter of the tube and the inclination angle of the inclined flaw.
  • detecting internal flaws by ultrasonic flaw detection is more important than external flaws. This is because external flaws can be easily inspected by visual inspection and other NDI methods such as eddy current testing and leakage flux testing.
  • the ultrasonic flaw detection target is not limited to seamless pipes.
  • welded pipes such as spiral pipes and boring axles may cause inclined flaws. It is common for ultrasonic testing of all tubular test materials.
  • the present invention has been made to solve such problems of the prior art, and an inner surface flaw having various inclination angles with respect to the axial direction of the tubular flaw detection material is formed into a tubular flaw detection flaw.
  • an ultrasonic flaw detection method that can be detected with substantially the same detection ability irrespective of the thickness-to-outer diameter ratio of the material and the inclination angle of the inner surface flaw, and a method of manufacturing a seamless pipe using the same. Is an issue.
  • the inventor of the present invention to solve the above-mentioned problems diligently studied. As a result, as long as the flaw detection conditions are set so that the inner surface refraction angle is not less than 35 ° and not more than 60 °, the inner surface flaws can be detected regardless of the wall thickness to outer diameter ratio and the inclination angle of the inner surface flaws. It was found that the reflected echo intensity can be made approximately the same, and that internal flaws can be detected with the same detection ability.
  • the present invention has been completed based on the knowledge of the inventor. That is, the present invention is a method of performing ultrasonic flaw detection by placing the ultrasonic probe according to claim 1 in opposition to an outer surface of a tubular flaw detection material, wherein the ultrasonic flaw detection is performed.
  • the incident angle ai in the circumferential direction of the ultrasonic wave transmitted from the child to the tubular flaw detection material, and the axial incident angle i8 i to the tubular flaw detection material of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe Depending on the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material, the inner surface refraction angle 0 k calculated from the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material is 35 ° or more and 60 ° or less.
  • the ultrasonic flaw detection method is characterized in that the circumferential incident angle ai and the axial incident angle ⁇ i are set.
  • the circumferential incident angle ai and the axial direction are set according to the thickness-to-outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material so that the inner surface refraction angle 0 k is not less than 35 ° and not more than 60 °.
  • the incident angle i8 i will be set.
  • the thickness-to-outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material and the inner surface flaw can be made substantially the same, and consequently the inner surface flaw can be detected with almost the same detection ability. It is possible to put out.
  • the "inner refraction angle” means the ultrasonic wave U (the center line of the ultrasonic beam) that has entered the tubular flaw detection material P on the ultrasonic wave propagation surface of the tubular flaw detection material P.
  • the “circumferential incidence angle” means the normal line L3 of the tubular flaw detection material P at the incident point O of the ultrasonic wave U (ultrasonic beam center line) in the circumferential cross section of the tubular flaw detection material P and the above-mentioned This means the angle ai with the ultrasonic wave U (the center line of the ultrasonic beam) (see Fig. 3 (b)).
  • the “axial incident angle” means that the normal line L4 of the tubular flaw detection material P at the incident point O of the ultrasonic wave U (ultrasonic beam center line) in the axial cross section of the tubular flaw detection material P and the super This means the angle ⁇ i between the sound wave U (the center line of the ultrasonic beam) (see Fig. 3 (c)).
  • the circumferential incident angle ai and the axial incident angle i8 as described in claim 2 of the claims.
  • the circumferential incidence angle ai and the axial incidence angle i8 i so that the propagation direction of the ultrasonic wave incident on the tubular flaw detection material calculated from i is substantially orthogonal to the direction in which the flaw to be detected extends.
  • at least one of the circumferential incident angle ai and the axial incident angle j8 i may be adjusted so that the inner surface refraction angle ⁇ k is not less than 35 ° and not more than 60 °. It is preferable.
  • the ultrasonic probe according to claim 3 is an array-type ultrasonic probe in which a plurality of vibrators are arranged, and the plurality of transducers By electrically controlling the transmission / reception timing of the ultrasonic wave by the ultrasonic wave, at least one of the circumferential incident angle ai and the axial incident angle i8 i of the ultrasonic wave transmitted to the tubular flaw detection material is electrically It is set as the structure adjusted automatically.
  • At least one of the circumferential incident angle ai and the axial incident angle ⁇ i can be easily and reproducibly without using a mechanical declination mechanism. It is possible to adjust well. Furthermore, automatic adjustment according to remote control and tZD of the tubular flaw detection material can be realized.
  • the inner surface refraction angle ⁇ k has a circumferential incidence angle a i, an axial incidence angle 13 i, a tubular shape, It is calculated from the thickness to outer diameter ratio tZD of the flaw detection material. Specifically, it can be calculated by the following equation (1) as described in claim 4 of the claims.
  • Vs is the propagation velocity of the ultrasonic wave propagating in the tubular flaw detection material
  • Vi is the ultrasonic wave propagation in the contact medium filled between the ultrasonic probe and the tubular flaw detection material. Means carrying speed.
  • k and ⁇ ′ in the equation (4) are represented by the following equations (5) and (6), respectively.
  • the “propagation angle” means the propagation direction of the ultrasonic wave (center line of the ultrasonic beam) incident in the tubular flaw detection material P (the tangential plane of the tubular flaw detection material P including the ultrasonic incident point O). (Propagation direction as seen from the normal direction) and the circumferential tangent line of the tubular flaw detection material P passing through the incident point O (see Fig. 3 (a)). Also, the “outer surface refraction angle” means that the ultrasonic wave U (the center line of the ultrasonic beam) incident on the tubular flaw detection material P on the ultrasonic wave propagation surface of the tubular flaw detection material P is the tubular flaw detection flaw.
  • the outer surface refraction angle ⁇ r in the above equation (1) is a function of the circumferential incident angle ai and the axial incident angle j8 i (VsZVi is a constant value) as shown in equation (3). If).
  • the propagation angle ⁇ in the above equation (1) is a function of the circumferential incident angle ai and the axial incident angle ⁇ i as shown in the equation (2).
  • the angle ⁇ in the above equation (1) is a function of k and ⁇ ′, as shown in equation (4).
  • k is a function of the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material as shown in the above equation (5)
  • ⁇ ′ is the propagation angle ⁇ as shown in the above equation (6). It is a function of the external bending angle 0 r. Therefore, the angle ⁇ is a function of the circumferential incident angle ai, the axial incident angle, and the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material.
  • the inner surface refraction angle ⁇ k represented by the above equation (1) results in the circumferential incident angle ai, the axial incident angle i8 i, and the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular test object. Is a function of
  • the present invention for solving the above-mentioned problems is to perform ultrasonic flaw detection by arranging an ultrasonic probe as claimed in claim 5 opposite the outer surface of a tubular flaw detection material.
  • the method includes an incident angle ⁇ w of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe to the tubular flaw detection material, a propagation angle ⁇ of the ultrasonic wave incident on the tubular flaw detection material, and the tubular flaw detection material.
  • the inner surface refraction angle 0 k calculated from the thickness-to-outer diameter ratio tZD of the flaw detection material is set to 35 ° to 60 ° or less. It is also provided as an ultrasonic flaw detection method characterized by setting ⁇ w and the propagation angle 0.
  • the incident angle ⁇ w and the propagation angle ⁇ are set according to the wall thickness-to-outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material so that the inner surface refraction angle 0 k is not less than 35 ° and not more than 60 °. Will be set.
  • the inner surface flaws extending in the direction orthogonal to the set ultrasonic wave propagation direction can be detected regardless of the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material and the inclination angle of the inner surface flaws.
  • the reflected echo intensity at the flaw can be made substantially the same, and consequently, flaws on the inner surface can be detected with a detection ability of the same degree.
  • the “incident angle to the tubular flaw detection material” refers to the incident point O of the ultrasonic wave U (the center line of the ultrasonic beam) on the ultrasonic wave propagation surface of the tubular flaw detection material P. This means the angle ⁇ w formed between the normal L3 of the tube flaw detection material P and the ultrasonic wave U (the center line of the ultrasonic beam) (see Fig. 7 (d)). If the incident angle ⁇ w is determined, the refraction angle ⁇ s is uniquely determined by Snell's law. Therefore, “setting the incident angle ⁇ w” in the present invention is literally This is a concept that includes not only setting the incident angle ⁇ W but also setting the refraction angle ⁇ S.
  • the propagation direction of the ultrasonic wave incident on the tubular flaw detection material according to claim 6 in the claims After setting the propagation angle ⁇ so as to be substantially orthogonal to the direction in which the flaw to be detected extends, the incident angle ⁇ w is set so that the inner surface refraction angle ⁇ k is not less than 35 ° and not more than 60 °. It is preferable to adjust.
  • the internal refraction angle ⁇ k is calculated from the incident angle ⁇ w, the propagation angle ⁇ , and the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material. It is possible to calculate by the following formula (1) as described in claim 7 in the range.
  • Vs is the propagation speed of the ultrasonic wave propagating through the tubular flaw detection material
  • Vi is the ultrasonic wave propagation in the contact medium filled between the ultrasonic probe and the tubular flaw detection material. Means carrying speed.
  • k and ⁇ ′ in the equation (4) are represented by the following equations (5) and (6), respectively.
  • the outer surface refraction angle ⁇ r in the above equation (1) is a function of the incident angle ⁇ w (when VsZVi is a constant value) as shown in the equation (7).
  • the angle ⁇ in the above formula (1) is expressed by the formula ( As shown in 4), it is a function of k and ⁇ '.
  • k is a function of the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material as shown in the above equation (5)
  • ⁇ ′ is the propagation angle ⁇ as shown in the above equation (6).
  • the external refraction angle ⁇ r is a function of the incident angle ⁇ w (when VsZVi is a constant value) as shown in the equation (7).
  • the angle ⁇ in the above formula (1) is expressed by the formula ( As shown in 4), it is a function of k and ⁇ '.
  • k is a function of the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material as shown
  • the angle ⁇ is a function of the incident angle ⁇ w, the propagation angle ⁇ , and the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material. Therefore, the inner surface refraction angle ⁇ k represented by the above equation (1) is a function of the incident angle ⁇ w, the propagation angle ⁇ , and the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the tubular flaw detection material.
  • the present invention that solves the above-mentioned problems includes a first step of manufacturing a seamless pipe by perforating a material billet, and the first step as described in claim 8.
  • a seamless pipe manufactured by the process includes a second step of flaw detection using the ultrasonic flaw detection method according to any one of claims 1 to 7. Also provided as a method of manufacturing a seamless pipe Is done.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the relationship between the inclination angle of an inclined flaw and the reflected echo intensity in a flaw detection method to which a conventional array-type ultrasonic probe is applied.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the ultrasonic flaw detector according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing the propagation behavior of ultrasonic waves in the ultrasonic flaw detector shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the inner surface refraction angle and the reflected echo intensity at the inner surface flaw.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic flaw detector according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic flaw detector according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing the propagation behavior of ultrasonic waves in the ultrasonic flaw detector shown in FIG. 6.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic flaw detection apparatus for performing the ultrasonic flaw detection method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is a front view
  • FIG. b) shows a side view.
  • Fig. 3 is an explanatory view showing the propagation behavior of the ultrasonic wave in the ultrasonic flaw detector shown in Fig. 2.
  • Fig. 3 (a) is a perspective view
  • Fig. 3 (b) is a cross-sectional view in the pipe circumferential direction
  • Fig. 3 (c) is a cross-sectional view in the tube axis direction
  • the ultrasonic flaw detector 100 includes a plurality of (in this embodiment, 128) strip-like vibrators (in this embodiment, dimensions: 0.75 mm XI Omm, oscillation frequency) (5MHz) 11 is arranged in a linear array type ultrasonic probe 1 and transmission / reception control means 2 for controlling transmission / reception of ultrasonic waves by the ultrasonic probe 1.
  • the ultrasonic flaw detector 100 uses the amplitude of the reflected echo from the tube P (more specifically, the reflected echo synthesized by the waveform synthesis circuit 223 described later) as a predetermined threshold value.
  • a flaw determination circuit 3 for detecting flaws existing in the pipe P and an alarm output means 4 for outputting a predetermined alarm or the like when a flaw is detected by the flaw determination circuit 3 are provided. Yes.
  • the ultrasonic probe 1 is disposed to face the outer surface of the tube P via a contact medium (water in the present embodiment) so that the arrangement direction of the transducers 11 is along the axial direction of the tube P. .
  • the ultrasonic probe 1 can be moved in the horizontal direction (in the direction of the arrow X in FIG. 2 (b)) by a positioning mechanism (not shown) composed of a ball screw and the like, and at any position. It is possible to fix with.
  • the transmission / reception control means 2 includes a transmission circuit 21, a reception circuit 22, and a control circuit 23.
  • the transmission circuit 21 is connected to each transducer 11 to supply a pulse signal for transmitting an ultrasonic wave from each transducer 11, and a delay time of the pulse signal supplied from each pulsar 211 to each transducer 11.
  • the receiving circuit 22 is connected to each transducer 11 respectively.
  • the control circuit 23 selects the transducer 11 that transmits / receives ultrasonic waves from among the plurality of transducers 11 arranged, and the delay set by the delay circuit 212 or the delay circuit 222 for each selected transducer 11 Works to determine time
  • the propagation direction of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 1 can be changed by setting a predetermined transmission delay time in the delay circuit 212. Is possible. Then, a predetermined reception delay time (generally, the same delay time set by the delay circuit 212) is set by the delay circuit 222 to the reflected echo amplified by the receiver 221, and then synthesized by the waveform synthesis circuit 223. As a result, it is possible to selectively amplify the ultrasonic wave propagating from a specific direction.
  • the delay control by the delay circuit 212 and the delay circuit 222 according to the present embodiment, the electrical declination of ultrasonic waves along the arrangement direction of the transducers 11 (the axial direction of the tube P). Is possible. That is, by the delay control by the delay circuit 212 and the delay circuit 222, the ultrasonic incident angle j8 i of the ultrasonic wave on the pipe P (the normal line L4 at the point O of the pipe P and the ultrasonic wave in the cross section in the pipe axial direction). The angle formed by beam U (see Fig. 3 (c)) will be determined.
  • the ultrasonic flaw detection apparatus 100 includes a predetermined number of transducers 11 among the plurality of transducers 11 constituting the ultrasonic probe 1.
  • the transducer group a transducer group consisting of 16 transducers in this embodiment
  • the propagation speed of ultrasonic waves (longitudinal ultrasonic waves) in the contact medium (water)
  • ultrasonic waves in the tube P transverse waves
  • arrangement pitch of transducer 11 etc. Set the calculated transmission delay time and reception delay time, and transmit and receive ultrasonic waves deflected by the axial incident angle ⁇ i to detect flaws. It has been configured.
  • the ultrasonic flaw detector 100 has a thickness-to-outer diameter ratio tZD of the tube P so that an inner surface refraction angle ⁇ k (described later) is not less than 35 ° and not more than 60 °.
  • a circumferential incident angle ⁇ i and an axial incident angle j8i are set.
  • each transducer 11 force constituting the ultrasound probe 1 is transmitted to the point A on the inner surface of the tube P after the point O force on the outer surface of the tube P is also incident. And reach point B on the outer surface of pipe P. Then, the propagation direction of the ultrasonic wave incident from point O (the propagation direction seen from the normal direction force of the tangential plane of the tube P including the incident point O) and the circumferential tangent line L of the tube P passing through the incident point O
  • the angle formed (propagation angle) is ⁇ (hereinafter also referred to as “propagation direction ⁇ ” where appropriate), and the external refraction angle at point ⁇ (in the ultrasonic propagation plane shown in Fig.
  • Vs is the propagation speed of the ultrasonic wave propagating in the pipe P
  • Vi is the propagation of the ultrasonic wave in the contact medium filled between the vibrator 11 and the pipe P.
  • ⁇ is a straight line passing through the pipe center C and the point O and a straight line passing through the pipe center C and the point A in the cross section in the pipe axis direction shown in Fig. 3 (b). This means the angle (equal to the angle formed by the straight line passing through tube center C and point A and the straight line passing through tube center C and point B), and is expressed by the following equation (4).
  • the ultrasonic propagation direction ⁇ and the outer surface refraction angle ⁇ r are determined by the ultrasonic wave propagation to the tube P determined by the eccentricity of the ultrasonic probe 1. It is a function of the incident angle in the circumferential direction and the incident angle in the axial direction of the ultrasonic wave into the tube P. Further, the inner surface refraction angle 0 k represented by the above formula (1) is derived from the above formulas (2) to (6), and the circumferential incidence angle ai, the axial incidence angle j8i, and the tube P It is a function of the wall thickness to outer diameter ratio tZD.
  • the amount of eccentricity when the ultrasonic probe is arranged eccentrically from the axis of the tube P is made constant (that is, the eccentricity is constant).
  • the tube of the ultrasonic wave is made so that the propagation direction of the ultrasonic wave and the direction in which the tilt extends are perpendicular to each other under the condition that the incident angle ai in the circumferential direction to the tube P determined according to the core amount is constant). Only the inclination angle of P with respect to the axial direction is changed (only the axial incident angle j8i is changed).
  • Fig. 4 shows an inner surface refraction angle ⁇ k in a state in which the direction in which the inner surface flaw (depth 0.5 mm x length 25 mm) extends and the propagation direction ⁇ of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe are orthogonal to each other.
  • An example of the reflected echo intensity at the internal flaw when the angle is changed in the range of 30 ° to 75 ° is shown. Note that the change in reflected echo intensity as shown in Fig. 4 shows the same tendency regardless of the ultrasonic propagation direction ⁇ . As shown in Fig.
  • the experimental data shown in Fig. 4 is compared with the numerical data obtained by numerical calculation, the behavior in the range where the internal refraction angle ⁇ k exceeds 60 degrees is different.
  • the internal refraction angle ⁇ k is about 30 ° or less, when the transverse ultrasonic wave that reaches the inner surface of the tube P is reflected, more than 50% of the energy is mode-converted into a transverse wave force longitudinal wave. This is divided. Due to this mode conversion, the intensity of the transverse ultrasonic wave propagating in the tube P is lowered, resulting in a problem that the ability to detect external flaws with 1.0 skip is reduced. If this problem is avoided and the spread of the ultrasonic beam of about ⁇ 2 ° to 5 ° is taken into consideration, the internal refraction angle is set so that mode conversion to longitudinal waves does not occur during reflection on the inner surface of the tube P. It is necessary to set the condition so that ⁇ k is 35 ° or more.
  • the ultrasonic flaw detector 100 has an inner surface refraction angle 0 k of 35 ° or more and 60 ° or less (preferably, a change in reflected echo intensity is small 35 ° or more 55
  • the angle of incidence in the circumferential direction ai and the angle of incidence in the axial direction i8 i are set according to the wall thickness to outer diameter ratio tZD of the pipe P.
  • the reflected echo intensity at the inner surface flaw can be made substantially the same, and consequently the inner surface flaw can be obtained with almost the same detection ability. Can be detected.
  • the propagation direction of the ultrasonic wave incident on the pipe P is substantially orthogonal to the extending direction of the flaw to be detected.
  • the circumferential incident angle ai and the axial incident angle j8 i are set so that the inner surface refraction angle ⁇ k is 35 ° or more and 60 ° or less. Adjust at least one of them! ,.
  • the reflected echo intensity at the inner surface flaw is further increased.
  • This is preferable in that it can be made the same level in one layer, and the detectability of inner surface flaws can be made even higher.
  • Table 1 shows the circumferential incidence angle ai and axial incidence angle j8 i of the ultrasonic flaw detector 100 for various pipes P with an outer diameter of 190 mm and a wall thickness of l lmm (tZD 5.8%).
  • the results of calculating the ultrasonic propagation angle ⁇ , outer surface refraction angle ⁇ r, and inner surface refraction angle ⁇ k when the values are set are shown.
  • the above formulas (1) to (6) were used for these calculations.
  • the eccentricity of the ultrasonic probe 1 is increased. Assuming a constant amount However, as shown in conditions D, E, and F in Table 1, by setting the eccentricity (circumferential incident angle ai) and the axial incident angle j8 i appropriately, the internal refraction angle 0 k is set to 40 °. It can be within the range of 56 ° or less. If the change in the inner surface refraction angle 0 k is about this level, as shown in FIG.
  • the change in the reflected echo intensity at the inner surface flaw is about 10 dB.
  • the first transducer group when adopting a configuration in which three transducer group forces simultaneously transmit and receive ultrasonic waves, the first transducer group satisfies the condition D in Table 1 and the second transducer group
  • condition ⁇ in Table 1 and condition F in Table 1 for the third transducer group, a single internal flaw having inclination angles of 0 °, 22 ° and 45 ° is set. It is possible to detect with the ultrasonic probe 1 at the same time.
  • Table 2 shows various values of the circumferential incident angle ai and the axial incident angle j8 i of the ultrasonic flaw detector 100 for a tube P having an outer diameter of 160 mm and a wall thickness of 28 mm (tZD 18%).
  • the results of calculating the ultrasonic propagation angle ⁇ , outer surface refraction angle ⁇ r and inner surface refraction angle ⁇ k in the case of setting are shown.
  • the above formulas (1) to (6) were used for these calculations.
  • the numerical values of the eccentricity (circumferential incident angle ai) and the axial incident angle j8 i are different from conditions D, E, and F in Table 1.
  • the ultrasonic wave propagation angle T 0 ° or more and 45 ° or less
  • the ultrasonic probe Even if the eccentricity of the element 1 is constant, the inner surface refraction angle 0 k can be in the range of 41 ° to 51 °.
  • the amplification factor of the receiver 221 depends on the propagation angle ⁇ of the ultrasonic wave (depending on the inclination angle of the inner surface flaw).
  • the inner surface flaw inclination angle (ultrasonic wave propagation angle 0) is 67 ° (Condition G in Table 1 and Condition D in Table 2). ) Or 78 ° (Condition H in Table 1 and Condition E in Table 2), the eccentricity (circumferential incident angle ai) and axial incident angle ⁇ i are adjusted for each inclination angle of the inner surface flaw. Need to be set.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic flaw detection apparatus for performing the ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a side view
  • FIG. b) shows the front view.
  • the ultrasonic flaw detector 100A according to the present embodiment includes a plurality of (32 in the present embodiment) strip-shaped vibrators (in the present embodiment, dimensions: 0.75 mm ⁇ 10 mm, 3 ⁇ 4).
  • (Oscillation frequency: 5 MHz) 1 is provided with an array-type ultrasonic probe 1A in which 1 1 is arranged on a concentric arc of a tube P, and a transmission / reception control means 2 for controlling transmission / reception of ultrasonic waves by the ultrasonic probe 1A.
  • the ultrasonic flaw detector 100A according to the present embodiment also compares the amplitude of the reflected echo from the tube P with a predetermined threshold value.
  • a flaw determination circuit 3 for detecting flaws existing in the pipe P and an alarm output means 4 for outputting a predetermined alarm or the like when a flaw is detected by the flaw determination circuit 3 are provided.
  • the ultrasonic probe 1A is disposed so as to face the outer surface of the tube P via a catalytic material (water in this embodiment) so that the arrangement direction of the transducers 11 is along the circumferential direction of the tube P. Yes.
  • Each resonator 11 is arranged to be inclined in the axial direction of the tube P so that the transmitted ultrasonic wave has a predetermined axial incident angle j8 i (17 ° in the present embodiment). Therefore, the incident angle
  • the transmission / reception control means 2 has the same configuration as that of the first embodiment.
  • the delay control by the delay circuit 212 and the delay circuit 222 the arrangement direction of the transducers 11 (the circumference of the tube P) Direction deflection) of ultrasonic waves along the direction) is possible. That is, the circumferential direction of the ultrasonic wave to the pipe P is controlled by the delay control by the delay circuit 212 and the delay circuit 222.
  • the incident angle ai will be determined.
  • the ultrasonic flaw detection apparatus 100A performs an ultrasonic detection in the contact medium (water) with respect to the 32 transducers 11 constituting the ultrasonic probe 1A.
  • the ultrasonic wave deflected by the circumferential incident angle ai is transmitted and received to detect flaws.
  • ultrasonic flaw detection over the entire length of the pipe P is realized by spirally conveying the pipe P in the axial direction.
  • the inner surface refraction angle 0k represented by the above-described formula (1) is 35 ° or more and 60 ° or less, as in the first embodiment.
  • the circumferential incident angle ai and the axial incident angle j8 i are set according to the wall thickness-to-outer diameter ratio tZD of the pipe P.
  • the amplification factor of the receiver 221 is changed in accordance with the change in the inner surface refraction angle 0 k within the range of 35 ° to 60 °. Is preferable in that the reflected echo intensity at the inner surface flaw can be made to be the same level, and the detection ability of the inner surface flaw can be made to be the same level.
  • Table 3 shows that the circumferential incidence angle ai of the ultrasonic flaw detector 100A is set to various values for the tube P with an outer diameter of 190 mm and a wall thickness of l lmm (tZD 5.8%) (incident in the axial direction).
  • the angle j8 i is fixed at 17 °), and the results of calculating the ultrasonic propagation angle ⁇ , outer surface refraction angle ⁇ r, and inner surface refraction angle ⁇ k are shown.
  • the above formulas (1) to (6) were used for these calculations.
  • the ultrasonic flaw detector according to the present embodiment is configured by combining the ultrasonic flaw detector 100 according to the first embodiment shown in FIG. 2 and the ultrasonic flaw detector 100A according to the second embodiment shown in FIG. It is. More specifically, the ultrasonic probe 1 included in the ultrasonic flaw detector 100 and the ultrasonic probe 1A included in the ultrasonic flaw detector 100A are arranged along the circumferential direction of the tube or It is configured along the axial direction of the pipe.
  • the transmission / reception control means 2 for controlling the transmission / reception of ultrasonic waves by the ultrasonic probe may be provided separately for each of the ultrasonic probe 1 and the ultrasonic probe 1A. It is also possible to adopt a configuration in which both the probe 1 and the ultrasonic probe 1 are combined.
  • the ultrasonic flaw detector 100A according to the second embodiment as shown in Table 3, by fixing the axial incident angle j8 i and changing the circumferential incident angle ai, 50 ° It is possible to detect almost the same internal flaw at any inclination angle within the range of 90 ° or less. Therefore, according to the ultrasonic flaw detector according to this embodiment in which the ultrasonic flaw detector 100 and the ultrasonic flaw detector 100A are combined, the inner surface of any inclination angle within the range of 0 ° to 90 °. Scratches can be detected almost equally.
  • 8 i of the ultrasonic flaw detector 100 can be simply changed by delay control. Since no mechanical adjustment of the incident angle j8 i is required, the setting of the flaw detection conditions is extremely simple and the flaw detection efficiency can be increased.
  • the ultrasonic flaw detector employs a configuration including two ultrasonic probes 1 and two ultrasonic probes 1A, and is arranged as follows, for example, Internal flaws with any inclination angle within the range of 0 ° or more and 360 ° or less can be detected almost equally.
  • each ultrasonic probe 1 is arranged so that the signs of the eccentricity (circumferential incident angle ai) of each ultrasonic probe 1 are reversed with respect to each other. Delay control is performed so that the positive and negative signs of the change range of the axial incident angle j8 i are reversed.
  • the ultrasonic probes 1A are arranged so that the positive and negative signs of the axial incident angles of
  • Delay control is performed so that the positive and negative signs of the change range of the direction incident angle ai are reversed from each other. Thereby, it is possible to detect the inner surface flaw of any inclination angle within the range of 0 ° to 360 ° almost equally.
  • a configuration including a two-dimensional array type ultrasonic probe in which minute transducers are arranged along the axial direction and the circumferential direction of the tube P is also possible to adopt. Even in such a configuration, the circumferential incidence angle ai and the axial incidence angle j8 i are adjusted by performing delay control of each transducer so that the inner surface refraction angle ⁇ k is not less than 35 ° and not more than 60 °.
  • the inner surface of any inclination angle within the range of 0 ° to 360 ° Scratches can be detected almost equally.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic flaw detector according to the fourth embodiment of the present invention, where FIG. 6 (a) is a perspective view and FIG. 6 (b) is a plan view.
  • Fig. 7 shows the ultrasonic probe shown in Fig. 6.
  • FIG. 7 (a) is a perspective view
  • FIG. 7 (b) is a cross-sectional view in the pipe circumferential direction
  • FIG. 7 (c) is a plan view
  • FIG. (d) shows a cross-sectional view along the ultrasonic wave propagation plane (the plane including point 0, point A, and point B shown in Fig. 7 (b)).
  • FIG. 7 shows a perspective view
  • FIG. 7 (b) is a cross-sectional view in the pipe circumferential direction
  • FIG. 7 (c) is a plan view
  • FIG. (d) shows a cross-sectional view along the ultrasonic wave propagation plane (the plane including point 0, point A, and point B shown in
  • the ultrasonic flaw detector 100B includes an ultrasonic probe 1B and transmission / reception control means 2B for controlling transmission / reception of ultrasonic waves by the ultrasonic probe 1B. Further, the ultrasonic flaw detector 100B according to the present embodiment compares the amplitude of the reflected echo from the pipe P with a predetermined threshold value, thereby detecting a flaw determination circuit 3 that detects a flaw existing in the pipe P; And an alarm output means 4 for outputting a predetermined alarm or the like when a defect is detected by the defect determination circuit 3.
  • the ultrasonic probe 1B is disposed opposite to the outer surface of the tube P via a contact medium (water in this embodiment). More specifically, the ultrasonic probe 1B is configured so that the incident point O of the transmitted ultrasonic wave on the tube P is held at a specific position (shown in FIG. 6 (b)).
  • a mechanism (not shown) that enables the ultrasonic probe 1B to pivot along the ellipse S can be manufactured as a relatively simple structure using known mechanical elements. The detailed explanation is omitted.
  • the transmission / reception control means 2B includes a pulser that is connected to a transducer included in the ultrasound probe 1B and supplies a pulse signal for transmitting the transducer force ultrasound, and the transducer And a receiver for amplifying the reflected echo received by the vibrator.
  • the ultrasonic flaw detector 100B having the above-described configuration, the direction in which a flaw as a detection target extends and the propagation direction of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 1B are substantially orthogonal to each other. Then, the ultrasonic probe 1B is fixed at a predetermined position on the turning trajectory along the ellipse S, and the tube P is flawed. Thereby, a flaw having a specific inclination angle can be detected. In this embodiment, ultrasonic flaw detection over the entire length of the pipe P is realized by carrying the pipe P in the axial direction.
  • the ultrasonic flaw detector 100B is also the same as in the first to third embodiments.
  • the incident angle ⁇ w and the propagation angle ⁇ are set so that the inner surface refraction angle ⁇ k represented by the equation (1) is 35 ° or more and 60 ° or less.
  • the reason will be described more specifically with reference to FIG. 7 as appropriate.
  • the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 1B is incident on the outer surface of the tube rod and then reflected by the dot beam on the inner surface of the tube tube.
  • the point B on the outer surface shall be reached.
  • the propagation direction of the ultrasonic wave incident from point O is propagation direction seen from the normal direction of the tangential plane of tube P including incident point O
  • the circumferential tangent line L of tube P passing through incident point O are formed.
  • the angle (propagation angle) is ⁇ (hereinafter also referred to as “propagation direction ⁇ ” where appropriate), and the outer surface refraction angle at point ⁇ (in the ultrasonic propagation plane shown in Fig.
  • the normal L1 at point ⁇ of tube L Is the angle of internal refraction at point A (in the ultrasonic wave propagation surface shown in Fig. 7 (d), normal line L2 at point A of tube P and ultrasonic beam U ) Is 0 k.
  • the incident angle of the ultrasonic wave to the tube P is 0.
  • An ultrasonic wave incident on the tube P at an incident angle ⁇ w exhibits a geometrical optical propagation behavior. That is, the ultrasonic wave incident on the tube P at the incident angle ⁇ w propagates into the tube P at the refraction angle ⁇ s determined according to Snell's law. And, as derived geometrically, the external refraction angle 0 r is equal to the refraction angle ⁇ s. That is, the following formula (7) is established.
  • Vs is the propagation velocity of the ultrasonic wave propagating in the tube P
  • Vi is the propagation velocity of the ultrasonic wave in the contact medium filled between the ultrasonic probe 1B and the tube P. Means.
  • the inner surface refraction angle ⁇ k represented by the above-described equation (1) is equal to the incident angle ⁇ w, so that the above-described equation (7) and the above-described equations (4) to (6) are also derived. It is a function of the propagation angle ⁇ and the tube wall thickness-to-outer diameter ratio tZD.
  • the ultrasonic propagation direction ⁇ matches the circumferential direction of the tube ⁇ (i.e.
  • the difference between the inner surface refraction angle ⁇ k and the outer surface refraction angle ⁇ r calculated by the above equation (8) is about 10 °.
  • the inner surface refraction angle ⁇ k when detecting the inner surface flaw extending in the axial direction of the tube P (detected by ultrasonic waves whose propagation direction ⁇ coincides with the circumferential direction of the tube tube) and the circumferential direction of the tube P are extended.
  • the difference between the inner surface bending angle 0 k when detecting inner surface flaws will be within the range of about 10 °, and both inner surface flaws will be There is no significant difference in detectability.
  • the inner surface refraction angle ⁇ k calculated by the above equation (8) becomes larger than the outer surface refraction angle ⁇ r by 20 ° or more ( In other words, by changing the propagation direction ⁇ from the axial direction of the tube P to the circumferential direction, the inner surface refraction angle ⁇ k becomes larger than 20 °), and the detection ability of the inner surface flaw extending in the axial direction of the tube P is increased. It will decrease. Similarly, the detectability of the inner surface flaw having an inclination angle between the axial direction and the circumferential direction of the tube P decreases as the inner surface refraction angle 0 k increases.
  • the internal flaw is independent of the inclination angle of the internal flaw (regardless of the propagation direction of the ultrasonic wave 0).
  • the flaw detection may be performed at an internal refraction angle of 0 k so that the reflected echo intensity at the same level is approximately the same.
  • Such a range of the inner surface refraction angle 0 k is 35 ° or more and 60 ° or less (preferably 35 ° or more and 55 ° or less with little change in reflected echo intensity) as shown in FIG. 4 described above.
  • the ultrasonic flaw detector 100B is configured so that the inner surface refraction angle ⁇ k is 35 ° to 60 ° (preferably 35 ° to 55 ° with little change in reflected echo intensity).
  • the incident angle ⁇ w and propagation angle ⁇ are set according to the thickness-to-outer diameter ratio tZD of P. More specifically, the ultrasonic probe 1B is made into an ellipse S so that the direction in which the flaw to be detected extends and the propagation direction of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 1B are substantially orthogonal. Swivel along Thus, the propagation angle ⁇ is set.
  • the incident angle ⁇ w is set.
  • the reflected echo intensity at the inner surface flaw can be made substantially the same regardless of the wall thickness-to-outer diameter ratio tZD and the inclination angle of the inner surface flaw, and consequently the inner surface flaw can be detected with almost the same detection capability. Can be detected.
  • the reflected echo intensity at the inner surface flaw is adopted. This is preferable in that it can be made the same level, and the detection ability of the internal flaw can be made the same level.
  • the ultrasound probe 1B is placed on the major axis of the ellipse S.
  • the incident angle 0 w of ultrasonic waves transmitted when positioned (referred to as 0 wl) and the incident angle of ultrasonic waves transmitted when the ultrasonic probe 1B is located in the minor axis portion of the ellipse S 0 w (referred to as ⁇ w2) is expressed by the following equations (9) and (10), respectively.
  • the incident angles 0wl and 0w2 represented by the above formulas (9) and (10) satisfy the following formula (11) and are based on the incident angles ⁇ wl and ⁇ w2, respectively.
  • the shape (x, y and h) of the ellipse S is determined according to the tZD of the pipe P to be flawed so that the inner surface refraction angle 0 k calculated in the above is within the range of 35 ° to 60 °.
  • the shape (x, y, and h) of the ellipse S is the incident angle ⁇ expressed by the above-described equation (9). It was determined that wl was about 18 ° and the incident angle ⁇ w2 expressed by Equation (10) was about 14 °. Such incident angles ⁇ wl and ⁇ w2 are given by the above formula ( 11) can be satisfied, and the inner surface refraction angle 0 k represented by the formula (1) can be in the range of 35 ° to 60 °.
  • the results of calculating the ultrasonic propagation angle ⁇ , incident angle ⁇ w, outer surface refraction angle ⁇ r, and inner surface refraction angle ⁇ k when swung along the axis are shown. For these calculations, the above-described equations (1) and (4) to (7) were used.
  • the inner surface refraction angle is 0 k. Not only can it be maintained within the range of 35 ° to 60 °, but it can also be set to a nearly constant value.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

　本発明に係る超音波探傷方法は、超音波探触子１から送信された超音波の管状被探傷材Ｐへの周方向入射角αｉと、超音波探触子１から送信された超音波の管状被探傷材Ｐへの軸方向入射角βｉと、管状被探傷材の肉厚対外径比ｔ／Ｄとから算出される内面屈折角θｋが３５°以上６０°以下となるように、管状被探傷材Ｐの肉厚対外径比ｔ／Ｄに応じて、周方向入射角αｉ及び軸方向入射角βｉを設定することを特徴とする。

Description

明 細 書
超音波探傷方法及び継目無管の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、鋼管などの管状の被探傷材の内面に存在する内面きずを超音波を用 いて探傷する方法及びこれを用いた継目無管の製造方法に関し、特に、管状被探 傷材の軸方向に対して種々の傾斜角度を有する内面きずを、管状の被探傷材の肉 厚対外径比や内面きずの傾斜角度に関わらず、ほぼ同程度の検出能で検出するこ とが可能な超音波探傷方法及びこれを用いた継目無管の製造方法に関する。 背景技術
[0002] 近年、管に対する高品質ィ匕要求が高まるにつれて、管の非破壊検査基準が厳格 化される傾向にある。
[0003] 例えば、代表的な管である継目無管は、ビレットをピアサ一によつて穿孔して中空 シェルを形成し、この中空シェルをマンドレルミル等によって圧延することにより製造 される。この継目無管には、軸方向に対して種々の傾斜角度を有するきず (以下、適 宜「傾斜きず」 ヽぅ）が存在する。
[0004] この傾斜きずは、ビレットに元々存在する縦割れきずが上記製造工程にお!/、て軸 方向に変形を受けることによって発生したり、或いは、中空シェルのパスセンターを維 持するためのガイドシユーの案内面に存在するきずが転写することによって発生する といわれている。従って、傾斜きずの継目無管の軸方向に対する傾斜角度は、継目 無管の管径やその発生原因の相違によって変化する。すなわち、継目無管には、種 々の傾斜角度を有する傾斜きずが存在する。
[0005] 継目無管の使用環境は年々厳しくなる傾向にあるため、その高品質ィ匕が要求され
、上記傾斜きずを精度良く検出することも厳しく要求されている。
[0006] ところで、従来より、継目無管に存在する傾斜きずを探傷するための種々の方法が 提案されている。
[0007] 例えば、日本国特開昭 55— 116251号公報（以下、特許文献 1という）には、検出 対象とする傾斜きずの位置及び傾斜角度に応じて超音波探触子を適宜の位置及び 傾斜角度で配置することにより、傾斜きずを探傷する方法が提案されている。
[0008] し力しながら、特許文献 1に記載の方法は、検出対象とする傾斜きずの傾斜角度に 応じて、超音波探触子の傾斜角度をその都度変更する必要があるため、極めて手間 が掛かるという問題がある。また、前述のように継目無管に存在する種々の傾斜角度 を有する傾斜きずを一回の探傷作業で検出するには、多数の超音波探触子を準備 してそれぞれ異なる傾斜角度で配置する必要がある。つまり、超音波探触子の配置 設定や校正等が煩雑であると共に、大型の装置が必須であることやコスト高騰を招く という問題がある。
[0009] 上記特許文献 1に記載の方法における問題点を解決するべぐ日本国特開昭 61 — 223553号公報 (以下、特許文献 2という）には、複数の振動子 (超音波送受信用 素子)を一列に配列したアレイ型超音波探触子を適用した探傷方法が提案されてい る。より具体的には、前記振動子の配列方向を管の軸方向に一致させると共に、超 音波探触子を管の軸心から偏芯させて配置することにより、管内に横波超音波を伝 搬させる。そして、各振動子による超音波の送受信タイミングを電気的に制御する電 子走査によって、超音波探触子で送受信する超音波の傾斜角度 (管の軸方向に対 する傾斜角度)を変更することにより、種々の傾斜角度を有する傾斜きずを探傷する 方法である。
[0010] し力しながら、特許文献 2に記載の方法には、主として以下のような課題が存在する
[0011] 図 1は、本発明の発明者が実験によって確認した、アレイ型超音波探触子を適用し た探傷方法における傾斜きずの傾斜角度 (傾斜きずの延びる方向と管の軸方向との 成す角度)と反射エコー強度との関係の一例を示す図である。より具体的に説明す れば、図 1は、特許文献 2に記載のものと同様のアレイ型超音波探触子を管の軸心 力 偏芯させて配置する際の偏芯量を一定の値とした状態において、傾斜きずの延 びる方向と超音波探触子から送信された超音波の伝搬方向（超音波の入射点を含 む管の接平面の法線方向から見た伝搬方向）とが直交するように、各傾斜きずの傾 斜角度に応じて電子走査で超音波の傾斜角度を変更した場合における、各傾斜き ずでの反射エコー強度 (傾斜角度 0° の傾斜きずにおける反射エコー強度を OdBと したときの相対強度)を示す。本発明の発明者は、図 1に示すように、特許文献 2に記 載の方法には、たとえ同じ大きさの傾斜きず (深さ 0. 5mm X長さ 25mm)であっても 、傾斜きずの傾斜角度に応じて反射エコーの強度が異なってしまうという問題を見出 した。
[0012] これは、傾斜きずの延びる方向と超音波探触子力 送信された超音波の伝搬方向 とが直交するように、アレイ型超音波探触子の偏芯量を一定の値としたまま、各傾斜 きずの傾斜角度に応じて電子走査で超音波の傾斜角度を変更することにより、管の 超音波伝搬面において、管内に入射した超音波 (超音波ビームの中心線)が管内面 に到達した点における管の法線と前記超音波 (超音波ビームの中心線）との成す角 度（内面屈折角）、及び、管内に入射した超音波 (超音波ビームの中心線)が管外面 に到達した点における管の法線と前記超音波 (超音波ビームの中心線）との成す角 度 (外面屈折角）が、
(1)超音波探触子の偏芯量
(2)電子走査による超音波の傾斜角度
(3)管の肉厚 t対外径 Dの比（=tZD)
に応じて変化してしまうことが原因であると本発明の発明者は考えた。
[0013] 以上のように、本発明の発明者は、特許文献 2に記載の方法には、傾斜きずの傾 斜角度に応じて反射エコーの強度が異なってしまうという問題があり、この問題は有 害なきずを見逃したり、検出不要な微小きずを過検出することにつながる虞があるこ とを見出した。
[0014] 一方、日本国特開 2005— 221371号公報（以下、特許文献 3という）には、欠陥の 傾き (上記傾斜きずの傾斜角度に相当）及び探傷屈折角（ =上記外面屈折角）から 導出される振動子の管軸方向の傾き (上記超音波の傾斜角度に相当）及び管周方 向入射角（上記偏芯量に応じて決定される管周方向入射角に相当）を各振動子が備 えたアレイ型超音波探触子を用いた超音波探傷方法が提案されて 、る。
[0015] 特許文献 3に記載の方法によれば、各振動子が備える管軸方向の傾き及び管周方 向入射角に応じて、特定の傾斜角度を有する傾斜きず (特に、管外面に存在する外 面きず)を高精度に検出可能である。しかしながら、超音波探触子の設計時とは異な る傾斜角度の傾斜きずに対しては検出能が低下するという問題がある。
[0016] また、特許文献 3に記載の方法によれば、外面きずに比べて内面きずの検出能が 低下する傾向があるため、内面きずを見逃す虞がある。本発明の発明者は、この原 因が、管の肉厚対外径比及び傾斜きずの傾斜角度に応じて、内面屈折角が外面屈 折角よりも大きくなり過ぎることにあると考えた。
[0017] さらに、日本国特開平 5— 249091号公報（以下、特許文献 4という）には、管への 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円錐の側面 に沿って超音波探触子を回転させることで、管への超音波の入射角を一定に保ちな 力 (つまり、外面屈折角を一定に保ちながら)、所望の傾斜角度を有する傾斜きず を検出する超音波探傷方法が提案されている。
[0018] し力しながら、特許文献 4に記載の方法も、管の肉厚対外径比及び傾斜きずの傾 斜角度に応じて、内面屈折角が一定の値である外面屈折角よりも大きくなり過ぎるた め、外面きずに比べて内面きずの検出能が低下すると 、う問題がある。
[0019] 換言すれば、特許文献 3及び 4に記載の方法は共に、スネルの法則に基づき、超 音波探触子と管との間に充填する接触媒質中の超音波 (縦波超音波)の伝搬速度、 管中の超音波 (横波超音波)の伝搬速度、及び、管への超音波の入射角から導出す ることのできる外面屈折角を探傷条件設定の基礎としているため、管の肉厚対外径 比や傾斜きずの傾斜角度によっては、内面きずの検出能が低下して、検出が困難に なるという問題が存在する。
発明の開示
[0020] 以上に説明したように、従来の超音波探傷方法には、管の肉厚対外径比や傾斜き ずの傾斜角度によって、管内面に存在する内面きずの検出能が低下するという問題 があるが、内面きずを超音波探傷で検出することは、外面きず以上に重要であるとい える。これは、外面きずの検査が、目視検査を始め、渦流探傷や漏洩磁束探傷など の他の NDI手法でも容易に実施できるからである。これに対し、内面きずの検査を目 視検査、渦流探傷、或いは漏洩磁束探傷で実施するには、適宜のセンサヘッドを管 内部に挿入する必要が生じるため、検査時間が増大したり、センサヘッドの内挿機構 が大型化 ·複雑ィ匕し易いという問題が生じる力 である。 [0021] なお、上記従来技術の問題点は、超音波探傷の対象が継目無管に限るものでは なぐ例えばスパイラル管などの溶接管や、中ぐり車軸など、傾斜きずが発生する可 能性のある全ての管状被探傷材の超音波探傷について共通する。
[0022] 本発明は、斯カる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、管状被探 傷材の軸方向に対して種々の傾斜角度を有する内面きずを、管状の被探傷材の肉 厚対外径比や内面きずの傾斜角度に関わらず、ほぼ同程度の検出能で検出するこ とが可能な超音波探傷方法及びこれを用いた継目無管の製造方法を提供することを 課題とする。
[0023] 前記課題を解決するべぐ本発明の発明者は鋭意検討した。この結果、内面屈折 角が 35° 以上 60° 以下となるように探傷条件を設定しさえすれば、管状の被探傷 材の肉厚対外径比や内面きずの傾斜角度に関わらず、内面きずでの反射エコー強 度をほぼ同程度にすることができ、ひいてはほぼ同程度の検出能で内面きずを検出 できることを見出した。
[0024] 本発明は、上記発明者の知見により、完成されたものである。すなわち、本発明は 、請求の範囲の請求項 1に記載の如ぐ超音波探触子を管状の被探傷材の外面に 対向配置して超音波探傷する方法であって、前記超音波探触子から送信された超 音波の前記管状被探傷材への周方向入射角 a iと、前記超音波探触子から送信さ れた超音波の前記管状被探傷材への軸方向入射角 i8 iと、前記管状被探傷材の肉 厚対外径比 tZDとから算出される内面屈折角 0 kが 35° 以上 60° 以下となるように 、前記管状被探傷材の肉厚対外径比 tZDに応じて、前記周方向入射角 a i及び前 記軸方向入射角 β iを設定することを特徴とする超音波探傷方法を提供するものであ る。
[0025] 斯かる発明によれば、内面屈折角 0 kが 35° 以上 60° 以下となるように、管状被 探傷材の肉厚対外径比 tZDに応じて、周方向入射角 a i及び軸方向入射角 i8 iを設 定することになる。これにより、周方向入射角 a i及び軸方向入射角 j8 iによって定ま る超音波の伝搬方向と直交する方向に延びる内面きずについては、管状被探傷材 の肉厚対外径比 tZDや内面きずの傾斜角度に関わらず、内面きずでの反射エコー 強度をほぼ同程度にすることができ、ひいてはほぼ同程度の検出能で内面きずを検 出することが可能である。
[0026] なお、本発明において、「内面屈折角」とは、管状被探傷材 Pの超音波伝搬面にお いて、管状被探傷材 P内に入射した超音波 U (超音波ビームの中心線)が管状被探 傷材 Pの内面に到達した点 Aにおける管状被探傷材 Pの法線 L2と前記超音波 U (超 音波ビームの中心線)との成す角度 Θ kを意味する（図 3 (d)参照)。また、「周方向入 射角」とは、管状被探傷材 Pの周方向断面において、超音波 U (超音波ビームの中心 線)の入射点 Oにおける管状被探傷材 Pの法線 L3と前記超音波 U (超音波ビームの 中心線）との成す角度 a iを意味する（図 3 (b)参照)。さらに、「軸方向入射角」とは、 管状被探傷材 Pの軸方向断面において、超音波 U (超音波ビームの中心線)の入射 点 Oにおける管状被探傷材 Pの法線 L4と前記超音波 U (超音波ビームの中心線)と の成す角度 β iを意味する（図 3 (c)参照)。
[0027] ここで、検出対象とするきずの延びる方向が予め分力つている場合には、請求の範 囲の請求項 2に記載の如ぐ前記周方向入射角 a iと前記軸方向入射角 i8 iとから算 出される前記管状被探傷材に入射した超音波の伝搬方向が、検出対象とするきずの 延びる方向と略直交するように、前記周方向入射角 a i及び前記軸方向入射角 i8 iを 設定した後、前記内面屈折角 Θ kが 35° 以上 60° 以下となるように、前記周方向入 射角 a i及び前記軸方向入射角 j8 iの内、少なくとも何れか一方を調整することが好 ましい。
[0028] 好ましくは、請求の範囲の請求項 3に記載の如ぐ前記超音波探触子は、複数の振 動子が配列されたアレイ型超音波探触子とされ、前記複数の振動子による超音波の 送受信タイミングを電気的に制御することによって、前記管状被探傷材に送信する超 音波の前記周方向入射角 a i及び前記軸方向入射角 i8 iの内、少なくとも何れか一 方を電気的に調整する構成とされる。
[0029] 斯カる好ましい構成によれば、周方向入射角 a i及び軸方向入射角 β iの内、少な くとも何れか一方は、機械的な偏角機構を利用することなぐ容易且つ再現性良く調 整することが可能である。さらには、遠隔操作や管状被探傷材の tZD等に応じた自 動調整も実現可能である。
[0030] 前述のように、内面屈折角 Θ kは、周方向入射角 a iと、軸方向入射角 13 iと、管状 被探傷材の肉厚対外径比 tZDとから算出されるが、具体的には、請求の範囲の請 求項 4に記載の如ぐ下記の式（1)で算出することが可能である。
[数 1]
Θ k = cos (cos Θ r-cos^— sin Θ r-cos Y -sin φ ) ■■■ ("!) ここで、前記式（1)における伝搬角度 γ、外面屈折角 Θ r及び角度 φは、それぞれ 下記の式（2)〜 (4)で表される。
[数 2] =tan ( - . ~ ) -"(2)
cos βに sinひ I
一 1 2 2 ？ ？ /ク
6 r=s\n ({(Vs/Vi) - (sin jSi + cos ^i-sin 0i )} ) ---(3) 0=sin_1(k-sin 0')-0' …（4)
なお、前記式 (3)における Vsは管状被探傷材中を伝搬する超音波の伝搬速度を、 Viは超音波探触子と管状被探傷材との間に充填する接触媒質における超音波の伝 搬速度を意味する。また、前記式 (4)における k及び Θ 'は、それぞれ下記の式（5) 及び (6)で表される。
[数 3] k= 1-2(t D) -(5)
Figure imgf000009_0001
本発明において、「伝搬角度」とは、管状被探傷材 P内に入射した超音波 (超音波 ビームの中心線)の伝搬方向 (超音波の入射点 Oを含む管状被探傷材 Pの接平面の 法線方向から見た伝搬方向）と、入射点 Oを通る管状被探傷材 Pの周方向接線 との 成す角度 0を意味する（図 3(a)参照)。また、「外面屈折角」とは、管状被探傷材 Pの 超音波伝搬面にお 、て、管状被探傷材 P内に入射した超音波 U (超音波ビームの中 心線)が管状被探傷材 Pの外面に到達した点 Bにおける管状被探傷材 Pの法線 L1と 前記超音波 U (超音波ビームの中心線)との成す角度 Θ rを意味する（図 3 (d)参照） [0032] なお、上記式（1)における外面屈折角 Θ rは、式（3)に示すように、周方向入射角 a iと軸方向入射角 j8 iとの関数 (VsZViは一定の値とした場合)である。また、上記 式（1)における伝搬角度 γは、式（2)に示すように、周方向入射角 a iと軸方向入射 角 β iとの関数である。さらに、上記式（1)における角度 φは、式 (4)に示すように、 k と Θ 'との関数である。ここで、 kは、上記式 (5)に示すように、管状被探傷材の肉厚 対外径比 tZDの関数であり、 Θ 'は、上記式 (6)に示すように、伝搬角度 γと外面屈 折角 0 rとの関数である。よって、角度 φは、周方向入射角 a iと、軸方向入射角 と 、管状被探傷材の肉厚対外径比 tZDとの関数となる。従って、上記式（1)で表され る内面屈折角 Θ kは、結果的に、周方向入射角 a iと、軸方向入射角 i8 iと、管状被探 傷材の肉厚対外径比 tZDとの関数である。
[0033] また、前記課題を解決するべぐ本発明は、請求の範囲の請求項 5に記載の如ぐ 超音波探触子を管状の被探傷材の外面に対向配置して超音波探傷する方法であつ て、前記超音波探触子から送信された超音波の前記管状被探傷材への入射角 Θ w と、前記管状被探傷材に入射した超音波の伝搬角度 γと、前記管状被探傷材の肉 厚対外径比 tZDとから算出される内面屈折角 0 kが 35° 以上 60° 以下となるように 、前記管状被探傷材の肉厚対外径比 tZDに応じて、前記入射角 Θ w及び前記伝搬 角度 0を設定することを特徴とする超音波探傷方法としても提供される。
[0034] 斯かる発明によれば、内面屈折角 0 kが 35° 以上 60° 以下となるように、管状被 探傷材の肉厚対外径比 tZDに応じて、入射角 Θ w及び伝搬角度 γを設定すること になる。これにより、設定した超音波の伝搬方向（伝搬角度 γ )と直交する方向に延 びる内面きずについては、管状被探傷材の肉厚対外径比 tZDや内面きずの傾斜角 度に関わらず、内面きずでの反射エコー強度をほぼ同程度にすることができ、ひいて はほぼ同程度の検出能で内面きずを検出することが可能である。
[0035] なお、本発明において、「管状被探傷材への入射角」とは、管状被探傷材 Pの超音 波伝搬面において、超音波 U (超音波ビームの中心線)の入射点 Oにおける管状被 探傷材 Pの法線 L3と前記超音波 U (超音波ビームの中心線）との成す角度 Θ wを意 味する（図 7 (d)参照)。また、入射角 Θ wが決まれば、スネルの法則によって屈折角 Θ sは一意的に定まるため、本発明における「入射角 Θ wを設定」するとは、文字通り 入射角 Θ Wを設定する場合のみならず、屈折角 Θ Sを設定する場合をも含む概念で ある。
[0036] ここで、検出対象とするきずの延びる方向が予め分力つている場合には、請求の範 囲の請求項 6に記載の如ぐ前記管状被探傷材に入射した超音波の伝搬方向が、 検出対象とするきずの延びる方向と略直交するように、前記伝搬角度 γを設定した 後、前記内面屈折角 Θ kが 35° 以上 60° 以下となるように、前記入射角 Θ wを調整 することが好ましい。
[0037] 前述のように、内面屈折角 Θ kは、入射角 Θ wと、伝搬角度 γと、管状被探傷材の 肉厚対外径比 tZDとから算出されるが、具体的には、請求の範囲の請求項 7に記載 の如ぐ下記の式（1)で算出することが可能である。
画
Θ k = cos (cos Θ r-cos φ—sin Θ r-cos γ - sin φ ) ■■■("!ノ
ここで、前記式（1)における外面屈折角 Θ r及び角度 φは、それぞれ下記の式（7) 及び (4)で表される。
[数 5]
sin0r=VsZVi-sin 0w ---(7)
0=sin_1(k-sin0' )- 0' ■■■ (4)
なお、前記式 (7)における Vsは管状被探傷材中を伝搬する超音波の伝搬速度を、 Viは超音波探触子と管状被探傷材との間に充填する接触媒質における超音波の伝 搬速度を意味する。また、前記式 (4)における k及び Θ 'は、それぞれ下記の式（5) 及び (6)で表される。
[数 6] k=^ T"(5)
θ' =cos -tan0r …（6)
[0038] なお、上記式（1)における外面屈折角 Θ rは、式（7)に示すように、入射角 Θ wの関 数 (VsZViは一定の値とした場合)である。また、上記式（1)における角度 φは、式（ 4)に示すように、 kと Θ 'との関数である。ここで、 kは、上記式（5)に示すように、管状 被探傷材の肉厚対外径比 tZDの関数であり、 Θ 'は、上記式 (6)に示すように、伝 搬角度 γと外面屈折角度 Θ rとの関数である。よって、角度 φは、入射角 Θ wと、伝 搬角度 γと、管状被探傷材の肉厚対外径比 tZDとの関数となる。従って、上記式 (1 )で表される内面屈折角 Θ kは、入射角 Θ wと、伝搬角度 γと、管状被探傷材の肉厚 対外径比 tZDとの関数である。
[0039] さらに、前記課題を解決するべぐ本発明は、請求の範囲の請求項 8に記載の如く 、素材ビレットを穿孔加工することによって継目無管を製造する第 1工程と、前記第 1 工程によって製造された継目無管を請求項 1から 7の何れかに記載の超音波探傷方 法を用いて探傷する第 2工程とを含むことを特徴とする継目無管の製造方法としても 提供される。
図面の簡単な説明
[0040] [図 1]図 1は、従来のアレイ型超音波探触子を適用した探傷方法における傾斜きずの 傾斜角度と反射エコー強度との関係の一例を示す図である。
[図 2]図 2は、本発明の第 1実施形態に係る超音波探傷装置の概略構成を示す模式 図である。
[図 3]図 3は、図 2に示す超音波探傷装置における超音波の伝搬挙動を示す説明図 である。
[図 4]図 4は、内面屈折角と内面きずでの反射エコー強度の一例を示す図である。
[図 5]図 5は、本発明の第 2実施形態に係る超音波探傷装置の概略構成を示す模式 図である。
[図 6]図 6は、本発明の第 4実施形態に係る超音波探傷装置の概略構成を示す模式 図である。
[図 7]図 7は、図 6に示す超音波探傷装置における超音波の伝搬挙動を示す説明図 である。
発明を実施するための最良の形態
[0041] 以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の実施形態について、管状被探傷材 が鋼管などの管である場合を例に挙げて説明する。 [0042] <第 1実施形態 >
図 2は、本発明の第 1実施形態に係る超音波探傷方法を実施するための超音波探 傷装置の概略構成を示す模式図であり、図 2 (a)は正面図を、図 2 (b)は側面図を示 す。図 3は、図 2に示す超音波探傷装置における超音波の伝搬挙動を示す説明図で あり、図 3 (a)は斜視図を、図 3 (b)は管周方向断面図を、図 3 (c)は管軸方向断面図 を、図 3 (d)は超音波伝搬面（図 3 (a)に示す点 0、点 A及び点 Bを含む面）に沿った 断面図を示す。図 2に示すように、本実施形態に係る超音波探傷装置 100は、複数（ 本実施形態では 128個）の短冊状の振動子 (本実施形態では、寸法: 0. 75mm X I Omm,発振周波数： 5MHz) 11を直線上に配列したリニアアレイ型超音波探触子 1 と、超音波探触子 1による超音波の送受信を制御する送受信制御手段 2と備えてい る。また、本実施形態に係る超音波探傷装置 100は、管 Pからの反射エコー (より具 体的には、後述する波形合成回路 223で合成された反射エコー）の振幅を所定のし きい値と比較することにより、管 Pに存在するきずを検出するきず判定回路 3と、きず 判定回路 3によってきずが検出された場合に所定の警報等を出力するための警報等 出力手段 4とを備えている。
[0043] 超音波探触子 1は、振動子 11の配列方向が管 Pの軸方向に沿うように、接触媒質（ 本実施形態では水）を介して管 Pの外面に対向配置されている。超音波探触子 1は、 ボールねじ等力 構成される位置決め機構（図示せず）によって、水平方向（図 2 (b) の矢符 Xの方向）に移動させることができると共に、任意の位置で固定することが可能 とされている。前記位置決め機構によって設定した超音波探触子 1の水平方向位置（ 管 Pの軸心からの偏芯量）によって、管 Pへの超音波の周方向入射角 a i (管周方向 断面において、管 Pの点 Oにおける法線 L3と超音波ビーム Uとの成す角度、図 3 (b) 参照）力 S決定されること〖こなる。
[0044] 本実施形態に係る送受信制御手段 2は、送信回路 21と、受信回路 22と、制御回路 23とを具備する。送信回路 21は、各振動子 11にそれぞれ接続され各振動子 11から 超音波を送信させるためのパルス信号を供給するパルサー 211と、各パルサー 211 から各振動子 11に供給するパルス信号の遅延時間 (送信遅延時間）を設定するため の遅延回路 212とを具備する。受信回路 22は、各振動子 11にそれぞれ接続され各 振動子 11で受信した反射エコーを増幅するためのレシーバ 221と、各レシーバ 221 で増幅された反射エコーの遅延時間（受信遅延時間）を設定するための遅延回路 2 22と、各遅延回路 222で遅延時間を設定された反射エコーを合成するための波形 合成回路 223とを具備する。制御回路 23は、配列された複数の振動子 11の内、超 音波を送受信する振動子 11を選択すると共に、当該選択した各振動子 11について の遅延回路 212又は遅延回路 222で設定される遅延時間を決定するように動作する
[0045] 以上の構成を有する送受信制御手段 2において、遅延回路 212で所定の送信遅 延時間を設定することにより、超音波探触子 1から送信する超音波の伝搬方向を変 更することが可能である。そして、レシーバ 221で増幅された反射エコーに遅延回路 222で所定の受信遅延時間（一般的には、遅延回路 212で設定したものと同じ遅延 時間）を設定した後、波形合成回路 223で合成することにより、特定の方向から伝搬 してきた超音波を選択的に増幅することが可能となる。
[0046] 換言すれば、本実施形態に係る遅延回路 212及び遅延回路 222による遅延制御 によって、振動子 11の配列方向（管 Pの軸方向）に沿った超音波の電気的な偏角走 查が可能とされている。つまり、遅延回路 212及び遅延回路 222による遅延制御によ つて、管 Pへの超音波の軸方向入射角 j8 i (管軸方向断面において、管 Pの点 Oにお ける法線 L4と超音波ビーム Uとの成す角度、図 3 (c)参照）が決定されることになる。
[0047] より具体的に説明すれば、本実施形態に係る超音波探傷装置 100は、超音波探触 子 1を構成する複数の振動子 11の内、所定数の振動子 11から構成される振動子群 (本実施形態では 16個の振動子からなる振動子群）に対して、接触媒質 (水）中の超 音波 (縦波超音波)の伝搬速度、管 P中の超音波 (横波超音波)の伝搬速度、振動子 11の配列ピッチ等力 算出される送信遅延時間及び受信遅延時間を設定し、これに より軸方向入射角 β iだけ偏向させた超音波を送受信して探傷する構成とされている 。そして、 1つの振動子群での探傷が終了した後、選択する振動子群を順次切り替え ることで電子走査を行い、探傷速度を向上させている。この際、複数の振動子群 (本 実施形態では 3つの振動子群)から同時に超音波を送受信させる構成とすれば、電 子走査自体の高速化も実現可能である。また、選択した複数の振動子群からそれぞ れ異なる軸方向入射角 j8iの超音波を送受信させれば、複数の異なる傾斜角度を有 するきずを同時に探傷することが可能である。なお、本実施形態では、管 Pを軸方向 にスパイラル搬送することにより、管 P全長に亘る超音波探傷を実現している。
[0048] ここで、本実施形態に係る超音波探傷装置 100は、後述する内面屈折角 Θ kが 35 ° 以上 60° 以下となるように、管 Pの肉厚対外径比 tZDに応じて、周方向入射角 α i及び軸方向入射角 j8iが設定されていることを特徴としている。以下、その理由につ いて、図 3を適宜参照しつつ、より具体的に説明する。
[0049] 図 3に示すように、超音波探触子 1を構成する各振動子 11力 送信された超音波 は、管 Pの外面における点 O力も入射した後、管 Pの内面における点 Aで反射し、管 P の外面における点 Bに到達するものとする。そして、点 Oから入射した超音波の伝搬 方向（入射点 Oを含む管 Pの接平面の法線方向力 見た伝搬方向）と、入射点 Oを通 る管 Pの周方向接線 Lとの成す角度 (伝搬角度)を γ (以下、適宜「伝搬方向 γ」とも いう）とし、点 Βにおける外面屈折角（図 3(d)に示す超音波伝搬面において、管 Ρの 点 Βにおける法線 L1と超音波ビーム Uとの成す角度）を 0 rとし、点 Aにおける内面 屈折角（図 3(d)に示す超音波伝搬面において、管 Pの点 Aにおける法線 L2と超音 波ビーム Uとの成す角度）を Θ kとした場合、 Θ k、 γ及び Θ rは、それぞれ以下の式（ 1)〜（3)で表される。
[数 7]
Θ k = cos (cos Θ rBcos φ—sin Θ recos丫 -sin φ ) ■■■ ("! )
r -Λ . sin β i λ /Λ、
=tan ( β . . ~ ) " ' (2)
cos ρに sin
9 9 ク _
0r=sin ({(Vs/Vi) - (sin y8i + cos )Si-sin \)} ) ---(3)
[0050] ここで、上記式（3)において、 Vsは管 P中を伝搬する超音波の伝搬速度を、 Viは振 動子 11と管 Pとの間に充填する接触媒質における超音波の伝搬速度を意味する。ま た、上記式（1)において、 φは、図 3(b)に示す管軸方向断面において、管中心 C及 び点 Oを通る直線と、管中心 C及び点 Aを通る直線との成す角度 (管中心 C及び点 A を通る直線と、管中心 C及び点 Bを通る直線との成す角度に等しい）を意味し、下記 の式 (4)で表される。 [数 8]
0=sin_1(k'sin0')— 0' …（4)
[0051] そして、上記式 (4)において、 k及び Θ 'は、それぞれ下記の式（5)及び（6)で表さ れる。
[数 9] k= ^ T''(5)
θ' =cosr "tan0r ---(6)
[0052] 上記式（2)及び（3)から分かるように、超音波の伝搬方向 γ及び外面屈折角 Θ rは 、超音波探触子 1の偏芯量によって決まる管 Pへの超音波の周方向入射角 及び 管 Pへの超音波の軸方向入射角 の関数となる。また、上記式（1)で表される内面 屈折角 0 kは、上記式（2)〜（6)から導出されるように、周方向入射角 ai、軸方向入 射角 j8i及び管 Pの肉厚対外径比 tZDの関数となる。
[0053] ここで、前述したように、特許文献 2に記載の方法では、超音波探触子を管 Pの軸 心から偏芯させて配置する際の偏芯量を一定にする（すなわち、偏芯量に応じて決 定される管 Pへの周方向入射角 aiを一定にする）条件下で、超音波の伝搬方向と傾 斜きずの延びる方向とが直交するように、超音波の管 Pの軸方向に対する傾斜角度 のみを変更 (軸方向入射角 j8iのみを変更)することになる。この際、上記式（1)及び ( 3)から導出されるように、軸方向入射角 j8iのみを変更したのでは、外面屈折角 Θ r 及び内面屈折角 Θ kは、それぞれ軸方向入射角 j8iの変更に応じて変化するため、 前述のように、傾斜きずの傾斜角度に応じて反射エコーの強度が異なってしまい、ひ いてはきず検出能が変化することになる。
[0054] 図 4は、内面きず (深さ 0.5mmX長さ 25mm)の延びる方向と超音波探触子から 送信された超音波の伝搬方向 γとを直交させた状態で、内面屈折角 Θ kを 30° 以 上 75° 以下の範囲で変化させた場合における内面きずでの反射エコー強度の一例 を示す。なお、図 4に示すような反射エコー強度の変化は、超音波の伝搬方向 γに 関わらず、同様の傾向を示す。図 4に示すように、内面屈折角 0 kがおよそ 35° 以上 55° 以下の範囲では、反射エコー強度は略一定となるが、 0 kが 55° を超えると、 反射エコー強度は単調に減少し、 0 k=6O° で反射エコー強度のピーク値（6 k^4 0° のとき）に対して— 12dB以下となる。なお、図 4に示す実験データと、数値計算 によって得られた計算データとを比較すると、内面屈折角 Θ kが 60度を超える範囲で の挙動が異なる。これは、内面屈折角 Θ kが大きくなると、管 Pでの超音波の屈折角 0 s (図 3 (d)に示す超音波伝搬面において、管 Pの入射点 Oにおける法線と入射後 の超音波ビーム Uとの成す角度)も大きくなる結果、実際の実験では、接触媒質と管 Pとの境界面における往復通過率が低下したり、管 P中での伝搬に伴う減衰が増加し てしまうことが原因であると考えられる。
[0055] 内面屈折角 Θ kが変化することに伴う反射エコー強度の低下をレシーバ 221による 増幅で補償するとしても、実際には— 12dB程度の低下を補償するのが限界である。 従って、図 4からして、少なくとも反射エコー強度のピーク値に比べて— 12dB以上の 反射エコー強度が得られるように、内面屈折角 0 kが 60° 以下となる条件に設定す ることが必要である。
[0056] 一方、内面屈折角 Θ kがおよそ 30° 以下の場合、管 Pの内面に到達した横波超音 波が反射する際に、エネルギーの 50%以上が横波力 縦波へとモード変換すること が分力つている。このモード変換のために、管 P中を伝搬する横波超音波の強度が 低下し、この結果、 1. 0スキップでの外面きずの検出能が低下してしまうという問題が 生じる。このような問題を回避すると共に、 ± 2° 〜5° 程度の超音波ビームの広がり を考慮すれば、管 P内面での反射に際して縦波へのモード変換が生じないように、内 面屈折角 Θ kが 35° 以上となる条件に設定することが必要である。
[0057] 以上に説明した理由により、本実施形態に係る超音波探傷装置 100は、内面屈折 角 0 kが 35° 以上 60° 以下 (好ましくは、反射エコー強度の変化が少ない 35° 以 上 55° 以下）となるように、管 Pの肉厚対外径比 tZDに応じて、周方向入射角 a i及 び軸方向入射角 i8 iが設定される。これにより、管 Pの肉厚対外径比 tZDや内面きず の傾斜角度に関わらず、内面きずでの反射エコー強度をほぼ同程度にすることがで き、ひいてはほぼ同程度の検出能で内面きずを検出可能である。
[0058] なお、検出対象とする内面きずの延びる方向が予め分力つている場合には、管 Pに 入射した超音波の伝搬方向 γ力 検出対象とするきずの延びる方向と略直交するよ うに、周方向入射角 a i及び軸方向入射角 j8 iを設定した後、内面屈折角 Θ kが 35° 以上 60° 以下となるように、周方向入射角 a i及び軸方向入射角 j8 iの内、少なくとも 何れか一方を調整すればよ！、。
[0059] また、 35° 以上 60° 以下の範囲内での内面屈折角 0 kの変化に応じて、レシーバ 221の増幅度を変更する構成を採用すれば、内面きずでの反射エコー強度をより一 層同程度にすることができ、ひ 、ては内面きずの検出能をより一層同程度にできる点 で好ましい。
[0060] 表 1は、外径 190mm、肉厚 l lmm (tZD 5. 8%)の管 Pに対して、超音波探傷 装置 100の周方向入射角 a i及び軸方向入射角 j8 iを種々の値に設定した場合にお ける、超音波の伝搬角度 γ、外面屈折角 Θ r及び内面屈折角 Θ kを算出した結果を 示す。これらの算出には、前述した式（1)〜（6)を用いた。また、式（3)における Vs = 3200m/sec (鋼管内の横波超音波の伝搬速度）、 Vi= 1500mZsec (水中の縦波 超音波の伝搬速度)とした。
[表 1]
Figure imgf000018_0001
[0061] 内面きずの超音波探傷を行う際に、内面きずの傾斜角度（=超音波の伝搬角度 γ )に関わらず同等のきずエコー（内面きずでの反射エコー）を得るためには（すなわち 、同等の内面屈折角 Θ kを得るためには）、例えば、表 1の条件 A B及び Cに示すよ うに、偏芯量 (周方向入射角 a i)及び軸方向入射角 i8 iを内面きずの傾斜角度毎に 調整して設定することが、探傷結果の安定性の観点力 すれば理想的である。ただ し、設定が煩雑となる他、複数の異なる傾斜角度を有する内面きずを同時に探傷す る場合には、異なる偏芯量が設定された超音波探触子 1を複数準備する必要がある という欠点がある。
[0062] 一方、内面きずの傾斜角度が 0° 以上 45° 以下の範囲（従って、超音波の伝搬角 度 γ =0° 以上 45° 以下)であれば、超音波探触子 1の偏芯量を一定にしたとして も、表 1の条件 D、 E及び Fに示すように、偏芯量 (周方向入射角 a i)及び軸方向入 射角 j8 iを適正に設定することにより、内面屈折角 0 kを 40° 以上 56° 以下の範囲 内にすることができる。内面屈折角 0 kの変化がこの程度であれば、前述した図 4に 示すように、内面きずでの反射エコー強度の変化は 10dB程度であるため、超音波 の伝搬角度 γに応じて（内面きずの傾斜角度に応じて）レシーバ 221の増幅度を変 更する構成を採用すれば、 0° 以上 45° 以下の範囲内の何れの傾斜角度の内面き ずについてもほぼ同一の検出能とすることが可能である。
[0063] また、前述したように、 3つの振動子群力 同時に超音波を送受信させる構成を採 用する場合、第 1の振動子群には表 1の条件 Dを、第 2の振動子群には表 1の条件 Ε を、第 3の振動子群には表 1の条件 Fをそれぞれ設定することにより、傾斜角度 0° 、 22° 及び 45° の傾斜角度を有する内面きずを単一の超音波探触子 1で同時に探 傷することが可能である。
[0064] 表 2は、外径 160mm、肉厚 28mm (tZD 18%)の管 Pに対して、超音波探傷装 置 100の周方向入射角 a i及び軸方向入射角 j8 iを種々の値に設定した場合におけ る、超音波の伝搬角度 γ、外面屈折角 Θ r及び内面屈折角 Θ kを算出した結果を示 す。なお、表 1の場合と同様に、これらの算出には、前述した式（1)〜（6)を用いた。 また、式（3)における Vs = 3200mZsec (鋼管内の横波超音波の伝搬速度）、 Vi= 1500m/sec (水中の縦波超音波の伝搬速度）とした。
[表 2]
Figure imgf000019_0001
[0065] 表 2の条件 A、 B及び Cに示すように、偏芯量 (周方向入射角 a i)及び軸方向入射 角 j8 iの数値は、表 1の条件 D、 E及び Fとは異なる力 それぞれを適正に設定するこ とにより、内面きずの傾斜角度が 0° 以上 45° 以下の範囲（従って、超音波の伝搬 角度 T =0° 以上 45° 以下)であれば、超音波探触子 1の偏芯量を一定にしたとし ても、内面屈折角 0 kを 41° 以上 51° 以下の範囲内にすることができる。従って、超 音波の伝搬角度 γに応じて（内面きずの傾斜角度に応じて）レシーバ 221の増幅度 を変更する構成を採用すれば、 0° 以上 45° 以下の範囲内の何れの傾斜角度の内 面きずについてもほぼ同一の検出能とすることが可能である。
[0066] し力しながら、表 1及び表 2に示す何れの条件の場合も、内面きずの傾斜角度 (超 音波の伝搬角度 0 )が 67° (表 1の条件 G、表 2の条件 D)、或いは 78° (表 1の条件 H、表 2の条件 E)と大きくなれば、内面きずの傾斜角度毎に偏芯量 (周方向入射角 a i)及び軸方向入射角 β iを調整して設定する必要がある。
[0067] <第 2実施形態 >
図 5は、本発明の第 2実施形態に係る超音波探傷方法を実施するための超音波探 傷装置の概略構成を示す模式図であり、図 5 (a)は側面図を、図 5 (b)は正面図を示 す。図 5に示すように、本実施形態に係る超音波探傷装置 100Aは、複数 (本実施形 態では 32個）の短冊状の振動子 (本実施形態では、寸法: 0. 75mm X 10mm, ¾ 振周波数: 5MHz) 1 1を管 Pの同心円弧上に配列したアレイ型超音波探触子 1Aと、 超音波探触子 1Aによる超音波の送受信を制御する送受信制御手段 2と備えている 。また、本実施形態に係る超音波探傷装置 100Aも、第 1実施形態に係る超音波探 傷装置 100と同様に、管 Pからの反射エコーの振幅を所定のしきい値と比較すること により、管 Pに存在するきずを検出するきず判定回路 3と、きず判定回路 3によってき ずが検出された場合に所定の警報等を出力するための警報等出力手段 4とを備えて いる。
[0068] 超音波探触子 1Aは、振動子 11の配列方向が管 Pの周方向に沿うように、接触媒 質 (本実施形態では水）を介して管 Pの外面に対向配置されている。そして、各振動 子 11は、送信される超音波が所定の軸方向入射角 j8 i (本実施形態では 17° )とな るように、管 Pの軸方向に傾けて配置されている。従って、本実施形態に係る超音波 探触子 1Aについての管 Pへの超音波の軸方向入射角 |8 iは、振動子 11の傾きによ つて決定される固定値となる。
[0069] 本実施形態に係る送受信制御手段 2は、第 1実施形態と同様の構成とされており、 遅延回路 212及び遅延回路 222による遅延制御によって、振動子 11の配列方向（ 管 Pの周方向）に沿った超音波の電気的な偏角走査が可能とされている。つまり、遅 延回路 212及び遅延回路 222による遅延制御によって、管 Pへの超音波の周方向 入射角 a iが決定されることになる。
[0070] より具体的に説明すれば、本実施形態に係る超音波探傷装置 100Aは、超音波探 触子 1Aを構成する 32個の振動子 11に対して、接触媒質 (水）中の超音波 (縦波超 音波)の伝搬速度、管 P中の超音波 (横波超音波)の伝搬速度、振動子 11の配列ピ ツチ等から算出される送信遅延時間及び受信遅延時間を設定し、これにより周方向 入射角 a iだけ偏向させた超音波を送受信して探傷する構成とされている。そして、 送信遅延時間及び受信遅延時間の設定を変更して、周方向入射角 a iを高速に変 更しながら探傷することで、複数の異なる傾斜角度を有するきずを順次探傷すること が可能である。なお、本実施形態では、管 Pを軸方向にスパイラル搬送することにより 、管 P全長に亘る超音波探傷を実現している。
[0071] そして、本実施形態に係る超音波探傷装置 100Aも、第 1実施形態と同様に、前述 した式（1)で表される内面屈折角 0 kが 35° 以上 60° 以下となるように、管 Pの肉厚 対外径比 tZDに応じて、周方向入射角 a i及び軸方向入射角 j8 iが設定されている ことを特徴としている。これにより、管 Pの肉厚対外径比 tZDや内面きずの傾斜角度 に関わらず、内面きずでの反射エコー強度をほぼ同程度にすることができ、ひいては ほぼ同程度の検出能で内面きずを検出可能である。
[0072] なお、本実施形態においても、第 1実施形態と同様に、 35° 以上 60° 以下の範囲 内での内面屈折角 0 kの変化に応じて、レシーバ 221の増幅度を変更する構成を採 用すれば、内面きずでの反射エコー強度をより一層同程度にすることができ、ひいて は内面きずの検出能をより一層同程度にできる点で好ましい。
[0073] 表 3は、外径 190mm、肉厚 l lmm (tZD 5. 8%)の管 Pに対して、超音波探傷 装置 100Aの周方向入射角 a iを種々の値に設定 (軸方向入射角 j8 iは 17° で固定 )した場合における、超音波の伝搬角度 γ、外面屈折角 Θ r及び内面屈折角 Θ kを算 出した結果を示す。これらの算出には、前述した式（1)〜（6)を用いた。また、式（3) における Vs = 3200m/sec (鋼管内の横波超音波の伝搬速度）、 Vi= 1500m/se c (水中の縦波超音波の伝搬速度）とした。
[表 3]
Figure imgf000022_0001
[0074] 表 3に示すように、軸方向入射角 |8 iを 17° で固定し、周方向入射角 a iを 0° 以上 15° 以下の範囲で電気的に変更することにより、内面屈折角 0 kを 39° 以上 60° 以下の範囲内に維持しながら、超音波の伝搬角度 γを 50° 以上 90° 以下の範囲 に変更可能である。従って、超音波の伝搬角度 γに応じて（内面きずの傾斜角度に 応じて）レシーバ 221の増幅度を変更する構成を採用すれば、 50° 以上 90° 以下 の範囲内の何れの傾斜角度の内面きずについてもほぼ同一の検出能とすることが可 能である。
[0075] <第 3実施形態 >
本実施形態に係る超音波探傷装置は、図 2に示す第 1実施形態に係る超音波探 傷装置 100と、図 5に示す第 2実施形態に係る超音波探傷装置 100Aとを組み合わ せた構成である。より具体的には、超音波探傷装置 100が具備する超音波探触子 1 と、超音波探傷装置 100Aが具備する超音波探触子 1Aとを、管 Ρの周方向に沿って 、或いは、管 Ρの軸方向に沿って併設した構成とされている。なお、超音波探触子に よる超音波の送受信を制御する送受信制御手段 2は、超音波探触子 1及び超音波 探触子 1Aのそれぞれに対して別個に設けても良いし、超音波探触子 1及び超音波 探触子 1 Αの双方にっ 、て兼用する構成を採用することも可能である。
[0076] 前述したように、第 1実施形態に係る超音波探傷装置 100によれば、表 1の条件 D 、 E及び F、或いは、表 2の条件 A、 B及び Cに示すように、超音波探触子 1の偏芯量 を固定 (周方向入射角 a iを固定)したまま、軸方向入射角 i8 iを変更することで、 0° 以上 45° 以下の範囲内の何れの傾斜角度の内面きずについてもほぼ同等に検出 することが可能である。
[0077] 一方、第 2実施形態に係る超音波探傷装置 100Aによれば、表 3に示すように、軸 方向入射角 j8 iを固定し、周方向入射角 a iを変更することで、 50° 以上 90° 以下 の範囲内の何れの傾斜角度の内面きずについてもほぼ同等に検出することが可能 である。 [0078] 従って、超音波探傷装置 100と超音波探傷装置 100Aとを組み合わせた本実施形 態に係る超音波探傷装置によれば、 0° 以上 90° 以下の範囲内の何れの傾斜角度 の内面きずについても、ほぼ同等に検出することが可能である。また、超音波探傷装 置 100Aの周方向入射角 a i及び超音波探傷装置 100の軸方向入射角 |8 iを遅延制 御によって電気的に変更するだけでよぐ周方向入射角 a i及び軸方向入射角 j8 iの 機械的な調整が不要であるため、探傷条件の設定が極めて簡易であり、探傷効率を 高めることができる。
[0079] なお、本実施形態に係る超音波探傷装置として、超音波探触子 1及び超音波探触 子 1Aをそれぞれ 2つずつ備える構成を採用して、例えば下記のように配置すれば、 0° 以上 360° 以下の範囲内の何れの傾斜角度の内面きずについても、ほぼ同等 に検出することが可能である。つまり、各超音波探触子 1の偏芯量 (周方向入射角 a i )の正負の符号が互いに反転するように各超音波探触子 1を配置すると共に、各超 音波探触子 1の軸方向入射角 j8 iの変更範囲の正負の符号が互いに反転するように 遅延制御を行う。一方、各超音波探触子 1Aの軸方向入射角 |8 iの正負の符号が互 いに反転するように各超音波探触子 1Aを配置すると共に、各超音波探触子 1Aの周 方向入射角 a iの変更範囲の正負の符号が互いに反転するように遅延制御を行う。 これにより、 0° 以上 360° 以下の範囲内の何れの傾斜角度の内面きずについても 、ほぼ同等に検出することが可能である。
[0080] また、本実施形態に係る超音波探傷装置の変形例として、管 Pの軸方向及び周方 向に沿って微小な振動子を配置した 2次元アレイ型超音波探触子を備える構成を採 用することも可能である。斯カる構成についても、内面屈折角 Θ kが 35° 以上 60° 以下となるように、各振動子の遅延制御を行って周方向入射角 a i及び軸方向入射 角 j8 iを調整し、超音波の伝搬角度 γに応じて（内面きずの傾斜角度に応じて）レシ ーバ 221の増幅度を変更する構成を採用すれば、 0° 以上 360° 以下の範囲内の 何れの傾斜角度の内面きずについても、ほぼ同等に検出することが可能である。
[0081] <第 4実施形態 >
図 6は、本発明の第 4実施形態に係る超音波探傷装置の概略構成を示す模式図 であり、図 6 (a)は斜視図を、図 6 (b)は平面図を示す。図 7は、図 6に示す超音波探 傷装置における超音波の伝搬挙動を示す説明図であり、図 7 (a)は斜視図を、図 7 (b )は管周方向断面図を、図 7 (c)は平面図を、図 7 (d)は超音波伝搬面 (図 7 (b)に示 す点 0、点 A及び点 Bを含む面）に沿った断面図を示す。図 6に示すように、本実施 形態に係る超音波探傷装置 100Bは、超音波探触子 1Bと、超音波探触子 1Bによる 超音波の送受信を制御する送受信制御手段 2Bと備えている。また、本実施形態に 係る超音波探傷装置 100Bは、管 Pからの反射エコーの振幅を所定のしきい値と比 較することにより、管 Pに存在するきずを検出するきず判定回路 3と、きず判定回路 3 によってきずが検出された場合に所定の警報等を出力するための警報等出力手段 4 とを備えている。
[0082] 超音波探触子 1Bは、接触媒質 (本実施形態では水）を介して管 Pの外面に対向配 置されている。より具体的に説明すれば、超音波探触子 1Bは、送信される超音波の 管 Pへの入射点 Oが特定の位置に保持されるように、長径方向（図 6 (b)に示す X方 向）が管 Pの軸方向に沿い、短径方向（図 6 (b)に示す y方向）が管 Pの周方向に沿い 、なお且つ中心 SOが管 Pの軸心に正対する楕円 Sに沿って旋回可能な構成とされて いる。なお、超音波探触子 1Bを楕円 Sに沿って旋回可能にする機構（図示せず）は、 公知の機械要素を用いて比較的簡易な構造として作製可能であるため、ここではそ の詳細な説明を省略する。
[0083] 本実施形態に係る送受信制御手段 2Bは、超音波探触子 1Bが具備する振動子に 接続され該振動子力 超音波を送信させるためのパルス信号を供給するパルサー や、前記振動子に接続され該振動子で受信した反射エコーを増幅するためのレシ一 バなどカゝら構成される。
[0084] 以上の構成を有する超音波探傷装置 100Bによれば、検出対象とするきずの延び る方向と、超音波探触子 1Bから送信される超音波の伝搬方向とが略直交するように 、楕円 Sに沿った旋回軌跡上の所定位置に超音波探触子 1Bを固定して管 Pを探傷 すること〖こなる。これにより、特定の傾斜角度を有するきずを検出することができる。な お、本実施形態では、管 Pを軸方向にスノィラル搬送することにより、管 P全長に亘る 超音波探傷を実現している。
[0085] そして、本実施形態に係る超音波探傷装置 100Bも、第 1〜第 3実施形態と同様に 、前述した式（1)で表される内面屈折角 Θ kが 35° 以上 60° 以下となるように、管 P の肉厚対外径比 tZDに応じて、入射角 Θ w及び伝搬角度 γが設定されていることを 一つの特徴としている。以下、その理由について、図 7を適宜参照しつつ、より具体 的に説明する。
[0086] 図 7に示すように、超音波探触子 1Bから送信された超音波は、管 Ρの外面における 点 Ο力 入射した後、管 Ρの内面における点 Αで反射し、管 Pの外面における点 Bに 到達するものとする。そして、点 Oから入射した超音波の伝搬方向（入射点 Oを含む 管 Pの接平面の法線方向から見た伝搬方向）と、入射点 Oを通る管 Pの周方向接線 L との成す角度 (伝搬角度）を γ (以下、適宜「伝搬方向 γ」ともいう）とし、点 Βにおける 外面屈折角（図 7 (d)に示す超音波伝搬面において、管 Ρの点 Βにおける法線 L1と 超音波ビーム Uとの成す角度）を Θ rとし、点 Aにおける内面屈折角（図 7 (d)に示す 超音波伝搬面において、管 Pの点 Aにおける法線 L2と超音波ビーム Uとの成す角度 )を 0 kとする。また、管 Pへの超音波の入射角（図 7 (d)に示す超音波伝搬面におい て、管 Pの入射点 Oにおける法線 L3と入射する超音波ビーム Uとの成す角度）を 0 w とし、管 Pでの超音波の屈折角（図 7 (d)に示す超音波伝搬面において、管 Pの入射 点 Oにおける法線 L3と入射後の超音波ビーム Uとの成す角度）を 0 sとする。
[0087] 入射角 Θ wで管 Pに入射した超音波は、幾何光学的な伝搬挙動を示す。すなわち 、入射角 Θ wで管 Pに入射した超音波は、スネルの法則に従って決定される屈折角 Θ sで管 P内に伝搬することになる。そして、幾何学的に導出されるように、外面屈折 角 0 rは屈折角 Θ sと等しくなる。つまり、下記の式（7)が成立することになる。
[数 10] sin 0 r=Vs/'Vi - sin 0 w …（フ）
ここで、上記式（7)において、 Vsは管 P中を伝搬する超音波の伝搬速度を、 Viは超 音波探触子 1Bと管 Pとの間に充填する接触媒質における超音波の伝搬速度を意味 する。
[0088] 一方、前述した式（1)で表される内面屈折角 Θ kは、上記式（7)及び前述した式 (4 )〜（6)力も導出されるように、入射角 Θ w、伝搬角度 γ及び管 Ρの肉厚対外径比 tZ Dの関数となる。そして、超音波の伝搬方向 γが管 Ρの軸方向に一致する (すなわち 、伝搬角度 γ = 90° )ときに最小値となって、外面屈折角 0 r ( =屈折角 Θ s)と等しく なり、超音波の伝搬方向 γが管 Ρの周方向に一致する (すなわち、伝搬角度 γ =0 ° )ときに最大値となって、以下の式 (8)で表される。
[数 11]
- 1 / sin Θ r λ /„
0 k = s,n ( ^ - ~ -―——— ) - " (8)
1 -2 (t/D)
[0089] ここで、管 Pの肉厚対外径比 tZDが数％程度であれば、上記式 (8)によって算出さ れる内面屈折角 Θ kと外面屈折角 Θ rとの差は 10° 程度の範囲内に収まる。従って、 管 Pの軸方向に延びる内面きず (伝搬方向 γが管 Ρの周方向に一致する超音波によ つて検出）を検出する場合の内面屈折角 Θ kと、管 Pの周方向に延びる内面きず (伝 搬方向 γが管 Pの軸方向に一致する超音波によって検出）を検出する場合の内面屈 折角 0 kとの差が 10° 程度の範囲内に収まることになり、両内面きずの検出能に有 意差は生じない。し力しながら、管 Pの tZDが 15%以上になると、上記式（8)によつ て算出される内面屈折角 Θ kは、外面屈折角 Θ rに対して 20° 以上も大きくなり（す なわち、伝搬方向 γを管 Pの軸方向から周方向に変更することにより、内面屈折角 Θ kは 20° 以上も大きくなり）、管 Pの軸方向に延びる内面きずの検出能が大きく低下 することになる。同様にして、管 Pの軸方向と周方向の間の傾斜角度を有する内面き ずについても、内面屈折角 0 kの増加に伴って検出能が低下することになる。
[0090] 以上に説明した内面屈折角 0 kの変動に伴う内面きずの検出能低下を抑制するに は、内面きずの傾斜角度に関わらず (超音波の伝搬方向 0に関わらず）、内面きず での反射エコー強度がほぼ同程度となるような内面屈折角 0 kで探傷すればよい。こ のような内面屈折角 0 kの範囲は、前述した図 4に示すように、 35° 以上 60° 以下（ 好ましくは、反射エコー強度の変化が少ない 35° 以上 55° 以下)である。従って、 本実施形態に係る超音波探傷装置 100Bは、内面屈折角 Θ kが 35° 以上 60° 以下 (好ましくは、反射エコー強度の変化が少ない 35° 以上 55° 以下）となるように、管 P の肉厚対外径比 tZDに応じて、入射角 Θ w及び伝搬角度 γが設定される。より具体 的には、検出対象とするきずの延びる方向と、超音波探触子 1Bから送信される超音 波の伝搬方向とが略直交するように、超音波探触子 1Bを楕円 Sに沿った旋回させる ことにより伝搬角度 γが設定される。また、楕円 Sの形状 (長径、短径、及び、超音波 の入射点 Οと楕円 Sとの距離)を設定することにより、入射角 Θ wが設定されることに なる。これにより、管 Ρの肉厚対外径比 tZDや内面きずの傾斜角度に関わらず、内 面きずでの反射エコー強度をほぼ同程度にすることができ、ひいてはほぼ同程度の 検出能で内面きずを検出可能である。
[0091] なお、 35° 以上 60° 以下の範囲内での内面屈折角 0 kの変化に応じて、レシ一 バ 221の増幅度を変更する構成を採用すれば、内面きずでの反射エコー強度をより 一層同程度にすることができ、ひ 、ては内面きずの検出能をより一層同程度にできる 点で好ましい。
[0092] 以下、楕円 Sの形状 (長径、短径、及び、超音波の入射点 Oと楕円 Sとの距離)の決 定方法について説明する。図 6に示すように、楕円 Sの長径を 2x、短径を 2y、超音波 の入射点 Oと楕円 Sとの距離を hとしたとき、超音波探触子 1Bが楕円 Sの長径部に位 置する場合に送信される超音波の入射角 0 w( 0 wlと称する）と、超音波探触子 1B が楕円 Sの短径部に位置する場合に送信される超音波の入射角 0 w( Θ w2と称する )とは、それぞれ以下の式（9)及び（10)で表される。
[数 12]
0w1 =tan— 1 (xZh) ---(9)
0w2=tan_1 (yZh) ---(10)
[0093] そして、上記式（9)及び（10)で表される入射角 0wl及び 0w2が、以下の式（11) を満足するように、且つ、入射角 Θ wl及び Θ w2のそれぞれに基づいて算出される 内面屈折角 0 kが 35° 以上 60° 以下の範囲内となるように、探傷する管 Pの tZD に応じて、楕円 Sの形状 (x、 y及び h)を決定する。
[数 13] sin0w2 = sin0w1 -{1 -2(t/D)} 1)
[0094] 本実施形態では、管 Pの肉厚対外径比 tZD=ll%であり、楕円 Sの形状 (x、 y及 び h)は、前述した式（9)で表される入射角 Θ wlが約 18° 、式（10)で表される入射 角 Θ w2が約 14° になるように決定した。斯かる入射角 Θ wl及び Θ w2は、上記式（ 11)を満足すると共に、式（1)で表される内面屈折角 0 kを 35° 以上 60° 以下の範 囲とすることができる。
[0095] 表 4は、肉厚対外径比 tZD= l l%の管 Pに対して、超音波探傷装置 100Bの超音 波探触子 1Bを、上記のようにして形状を決定した楕円 Sに沿って旋回させた場合に おける、超音波の伝搬角度 γ、入射角 Θ w、外面屈折角 Θ r及び内面屈折角 Θ kを 算出した結果を示す。これらの算出には、前述した式（1)及び (4)〜（7)を用いた。 また、式（7)における Vs = 3200mZsec (鋼管内の横波超音波の伝搬速度）、 Vi= 1500m/sec (水中の縦波超音波の伝搬速度）とした。
[表 4]
Figure imgf000028_0001
[0096] 表 4に示すように、内面きずの傾斜角度が 0° 以上 90° 以下の範囲（従って、超音 波の伝搬角度 Ύ =0° 以上 90° 以下)で、内面屈折角 0 kを 35° 以上 60° 以下の 範囲内に維持するのみならず、ほぼ一定の値とすることが可能である。表 4には、超 音波の伝搬角度 γ =0° 以上 90° 以下の場合のみを示している力 実際には伝搬 角度 0 =0° 以上 360° 以下の範囲内で、内面屈折角 0 kをほぼ一定の値にするこ とが可能である。従って、 0° 以上 360° 以下の範囲内の何れの傾斜角度の内面き ずについてもほぼ同一の検出能とすることが可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 超音波探触子を管状の被探傷材の外面に対向配置して超音波探傷する方法であ つて、
前記超音波探触子から送信された超音波の前記管状被探傷材への周方向入射角 a iと、前記超音波探触子から送信された超音波の前記管状被探傷材への軸方向入 射角 i8 iと、前記管状被探傷材の肉厚対外径比 tZDとから算出される内面屈折角 Θ kが 35° 以上 60° 以下となるように、前記管状被探傷材の肉厚対外径比 tZDに応 じて、前記周方向入射角 a i及び前記軸方向入射角 i8 iを設定することを特徴とする 超音波探傷方法。
[2] 前記周方向入射角 a iと前記軸方向入射角 i8 iとから算出される前記管状被探傷材 に入射した超音波の伝搬方向が、検出対象とするきずの延びる方向と略直交するよ うに、前記周方向入射角 a i及び前記軸方向入射角 i8 iを設定した後、
前記内面屈折角 Θ kが 35° 以上 60° 以下となるように、前記周方向入射角 a i及 び前記軸方向入射角 i8 iの内、少なくとも何れか一方を調整することを特徴とする請 求項 1に記載の超音波探傷方法。
[3] 前記超音波探触子は、複数の振動子が配列されたアレイ型超音波探触子とされ、 前記複数の振動子による超音波の送受信タイミングを電気的に制御することによつ て、前記管状被探傷材に送信する超音波の前記周方向入射角 a i及び前記軸方向 入射角 i8 iの内、少なくとも何れか一方を電気的に調整することを特徴とする請求項 1 又は 2に記載の超音波探傷方法。
[4] 前記内面屈折角 Θ kは、下記の式（1)で算出されることを特徴とする請求項 1から 3 の何れかに記載の超音波探傷方法。
[数 14]
Θ k = cos (cos Θ r- cos 0— sin Θ r- cos " - sin φ ) ■■■ ) ここで、前記式（1)における伝搬角度 γ、外面屈折角 Θ r及び角度 φは、それぞれ 下記の式（2)〜 (4)で表される。
[数 15] 一 1, sin β i 、 ,„、
=tan ( 。 ~ ) ---(2)
cos pノ I'S.in 0ί I
Θ r=sin"1({ (Vs/Vi)2- (sin¾ i + cos^ ί-sin2ひ \)\Λ/Ζ) ■■■ (3) =sin~1(k-sin0')-0' ■■■ (4)
なお、前記式 (3)における Vsは管状被探傷材中を伝搬する超音波の伝搬速度を、 Viは超音波探触子と管状被探傷材との間に充填する接触媒質における超音波の伝 搬速度を意味する。また、前記式 (4)における k及び Θ 'は、それぞれ下記の式（5) 及び (6)で表される。
[数 16]
θ' =cos "tanSr ■■■ (6)
[5] 超音波探触子を管状の被探傷材の外面に対向配置して超音波探傷する方法であ つて、
前記超音波探触子から送信された超音波の前記管状被探傷材への入射角 Θ wと 、前記管状被探傷材に入射した超音波の伝搬角度 γと、前記管状被探傷材の肉厚 対外径比 tZDとから算出される内面屈折角 0 kが 35° 以上 60° 以下となるように、 前記管状被探傷材の肉厚対外径比 tZDに応じて、前記入射角 Θ w及び前記伝搬 角度 0を設定することを特徴とする超音波探傷方法。
[6] 前記管状被探傷材に入射した超音波の伝搬方向が、検出対象とするきずの延びる 方向と略直交するように、前記伝搬角度 γを設定した後、
前記内面屈折角 0 kが 35° 以上 60° 以下となるように、前記入射角 0wを調整す ることを特徴とする請求項 5に記載の超音波探傷方法。
[7] 前記内面屈折角 Θ kは、下記の式（1)で算出されることを特徴とする請求項 5又は 6 に記載の超音波探傷方法。
[数 17]
Θ k = cos (cos Θ r-cos φ一 sin Θ r-cos γ - sin 0 ) ■■■ (1 )
ここで、前記式（1)における外面屈折角 Θ r及び角度 φは、それぞれ下記の式（7) 及び (4)で表される。
[数 18]
sin0r=Vs/Vi-sin0w …（フ）
0=sin_1(k-sin0')-0' ---(4)
なお、前記式 (7)における Vsは管状被探傷材中を伝搬する超音波の伝搬速度を、 Viは超音波探触子と管状被探傷材との間に充填する接触媒質における超音波の伝 搬速度を意味する。また、前記式 (4)における k及び Θ 'は、それぞれ下記の式（5) 及び (6)で表される。
[数 19] k=T^ T"(5)
Θ ' "tanSr ■■■ (6)
素材ビレットを穿孔加工することによって継目無管を製造する第 1工程と、 前記第 1工程によって製造された継目無管を請求項 1から 7の何れかに記載の超 音波探傷方法を用いて探傷する第 2工程とを含むことを特徴とする継目無管の製造 方法。
PCT/JP2006/316871 2005-08-26 2006-08-28 超音波探傷方法及び継目無管の製造方法 WO2007024001A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007532217A JP4596337B2 (ja) 2005-08-26 2006-08-28 超音波探傷方法及び継目無管の製造方法
CA2619827A CA2619827C (en) 2005-08-26 2006-08-28 Ultrasonic testing method and manufacturing method of seamless pipe or tube
US11/990,934 US8495915B2 (en) 2005-08-26 2006-08-28 Ultrasonic testing method and manufacturing method of seamless pipe or tube
EP06783100.8A EP1918701B1 (en) 2005-08-26 2006-08-28 Ultrasonic flaw detection method and method of producing seamless tube
CN2006800311413A CN101263384B (zh) 2005-08-26 2006-08-28 超声波探伤方法及无缝管的制造方法
BRPI0615440-9A BRPI0615440B1 (pt) 2005-08-26 2006-08-28 Método de teste ultra-sônico e método de fabricação de cano ou tubo sem costura

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-245475 2005-08-26
JP2005245475 2005-08-26
JP2006175610 2006-06-26
JP2006-175610 2006-06-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007024001A1 true WO2007024001A1 (ja) 2007-03-01

Family

ID=37771731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/316871 WO2007024001A1 (ja) 2005-08-26 2006-08-28 超音波探傷方法及び継目無管の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8495915B2 (ja)
EP (1) EP1918701B1 (ja)
JP (1) JP4596337B2 (ja)
BR (1) BRPI0615440B1 (ja)
CA (1) CA2619827C (ja)
WO (1) WO2007024001A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6081028B1 (ja) * 2016-01-15 2017-02-15 三菱電機株式会社 超音波測定装置
CN109738520A (zh) * 2019-01-04 2019-05-10 陈英锋 一种新式的管道及容器破损检测装置
JP2021110615A (ja) * 2020-01-09 2021-08-02 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 超音波検査装置及び超音波検査方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7984650B2 (en) * 2008-06-24 2011-07-26 Alstom Technology Ltd Portable ultrasonic scanner device for nondestructive testing
US8161818B2 (en) * 2008-10-29 2012-04-24 Airbus Operations Gmbh Device for detecting a flaw in a component
US8166823B2 (en) * 2009-09-29 2012-05-01 National Oilwell Varco, L.P. Membrane-coupled ultrasonic probe system for detecting flaws in a tubular
US8196472B2 (en) * 2009-09-29 2012-06-12 National Oilwell Varco, L.P. Ultrasonic probe apparatus, system, and method for detecting flaws in a tubular
US20120053895A1 (en) * 2010-08-18 2012-03-01 Noam Amir Method and system for evaluating the condition of a collection of similar elongated hollow objects
US8746070B2 (en) * 2011-04-08 2014-06-10 Tejas Testing & Inspection, Inc. Phased array ultrasonic examination system and method
US9116098B2 (en) 2013-02-12 2015-08-25 General Electric Company Ultrasonic detection method and system
US9482645B2 (en) 2013-05-17 2016-11-01 General Electric Company Ultrasonic detection method and ultrasonic analysis method
US11549916B2 (en) 2017-10-27 2023-01-10 Westinghouse Electric Company Llc Apparatus and method for improved corrosion thinning detection
JP6629393B1 (ja) 2018-07-10 2020-01-15 株式会社東芝 制御方法、検査システム、プログラム、及び記憶媒体
CN111650282B (zh) * 2020-06-03 2023-05-12 航天特种材料及工艺技术研究所 纤维缠绕复合材料三角形管的超声c扫检测方法和装置
CN116237818A (zh) * 2022-12-29 2023-06-09 广东中海万泰技术有限公司 一种深孔加工的偏移量测量方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58171663A (ja) * 1982-03-31 1983-10-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属管の超音波探傷方法
JPS6118860A (ja) * 1984-07-06 1986-01-27 Nippon Steel Corp アレイ型探触子をもちいた鋼管の超音波探傷における超音波ビ−ム制御方法
JPS6193952A (ja) * 1984-10-04 1986-05-12 Mitsubishi Electric Corp 厚肉管の超音波斜角探傷法
JPH0267957A (ja) * 1988-09-02 1990-03-07 Nippon Steel Corp 鋼管溶接部の超音波探傷方法
JPH04142456A (ja) * 1990-10-02 1992-05-15 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属管の超音波探傷法
JPH0972887A (ja) * 1995-09-07 1997-03-18 Sakai Tekkosho:Kk 超音波表面ｓｈ波による管の探傷法
JPH11108902A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二探触子による管の探傷方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2625311C3 (de) * 1976-06-03 1979-12-13 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf Anlage zum stufenlosen Einstellen des Einschallwinkels bei der Ultraschall-Prüfung nahtloser oder geschweißter Rohre
DE2920142C2 (de) * 1979-05-18 1982-11-25 Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln Ultraschall-Prüfanlage zur Ermittlung von Fehlern in Rohren
US4740146A (en) * 1986-07-25 1988-04-26 Peter Angelbeck Apparatus for measuring and controlling the wall thickness of plastic pipes
JPH1090239A (ja) * 1996-09-10 1998-04-10 Mitsubishi Electric Corp 斜角探触子
EP0981047B1 (en) * 1998-08-12 2008-03-26 JFE Steel Corporation Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes
JP2005211973A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Sanyo Special Steel Co Ltd 内面疵の少ない熱延継目無鋼管の製造方法
JP2005221371A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Jfe Steel Kk 超音波探触子
JP4359892B2 (ja) * 2004-12-24 2009-11-11 住友金属工業株式会社 超音波探傷方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58171663A (ja) * 1982-03-31 1983-10-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属管の超音波探傷方法
JPS6118860A (ja) * 1984-07-06 1986-01-27 Nippon Steel Corp アレイ型探触子をもちいた鋼管の超音波探傷における超音波ビ−ム制御方法
JPS6193952A (ja) * 1984-10-04 1986-05-12 Mitsubishi Electric Corp 厚肉管の超音波斜角探傷法
JPH0267957A (ja) * 1988-09-02 1990-03-07 Nippon Steel Corp 鋼管溶接部の超音波探傷方法
JPH04142456A (ja) * 1990-10-02 1992-05-15 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属管の超音波探傷法
JPH0972887A (ja) * 1995-09-07 1997-03-18 Sakai Tekkosho:Kk 超音波表面ｓｈ波による管の探傷法
JPH11108902A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二探触子による管の探傷方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6081028B1 (ja) * 2016-01-15 2017-02-15 三菱電機株式会社 超音波測定装置
WO2017122346A1 (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 三菱電機株式会社 超音波測定装置
CN109738520A (zh) * 2019-01-04 2019-05-10 陈英锋 一种新式的管道及容器破损检测装置
CN109738520B (zh) * 2019-01-04 2021-04-06 义乌市思淇工业设计有限公司 一种管道及容器破损检测装置
JP2021110615A (ja) * 2020-01-09 2021-08-02 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 超音波検査装置及び超音波検査方法
JP7277391B2 (ja) 2020-01-09 2023-05-18 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 超音波検査装置及び超音波検査方法

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0615440B1 (pt) 2018-02-06
US20100005846A1 (en) 2010-01-14
JP4596337B2 (ja) 2010-12-08
US8495915B2 (en) 2013-07-30
CA2619827C (en) 2014-03-25
EP1918701B1 (en) 2020-04-15
CA2619827A1 (en) 2007-03-01
BRPI0615440A2 (pt) 2011-05-17
EP1918701A1 (en) 2008-05-07
EP1918701A4 (en) 2016-10-19
JPWO2007024001A1 (ja) 2009-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007024001A1 (ja) 超音波探傷方法及び継目無管の製造方法
JP4596336B2 (ja) 超音波探傷装置、超音波探傷方法及び継目無管の製造方法
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
US7874212B2 (en) Ultrasonic probe, ultrasonic flaw detection method, and ultrasonic flaw detection apparatus
JP4910770B2 (ja) 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法
WO2007058391A1 (ja) 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法
JP5448092B2 (ja) 溶接部の超音波探傷方法及び装置
JP5003275B2 (ja) 管体の超音波探傷装置及び超音波探傷方法
CN103969341B (zh) 奥氏体不锈钢管对接环焊缝超声波检测特种探头
JP5298439B2 (ja) 超音波探傷装置、この超音波装置の感度補正方法および超音波探傷方法
KR101163551B1 (ko) 위상배열 초음파 탐상용 감도보정 대비시험편
JPS6255556A (ja) 音響レンズ装置
JP5115024B2 (ja) 超音波斜角探傷装置のカップリングチェック方法
JP6081028B1 (ja) 超音波測定装置
KR101163552B1 (ko) 위상배열 초음파 탐상용 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편
JP5109747B2 (ja) 超音波探傷装置および超音波探傷方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680031141.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007532217

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006783100

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2619827

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11990934

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0615440

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20080226