JP3389599B2 - Ultrasonic flaw detection method for steel pipe and ultrasonic flaw detection apparatus for steel pipe - Google Patents
Ultrasonic flaw detection method for steel pipe and ultrasonic flaw detection apparatus for steel pipeInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、音響異方性を有す
る長手継手溶接鋼管の溶接部を、超音波で探傷する方法
及びこれに用いられる超音波探傷装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for ultrasonically detecting a welded portion of a longitudinal joint welded steel pipe having acoustic anisotropy, and an ultrasonic flaw detector used for the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】音響異方性を有する溶接鋼管の溶接部を
手動で探傷する従来技術にJIS Z 3060に示された方法が
ある。 JIS Z 3060において、肉厚方向に伝播する異な
る偏波面をもつ2つの横波音速比が1.02を超える場合、
又は、2つの公称屈折角60°の探触子でV透過法を行っ
た際に探傷屈折角が公称屈折角から2°以上ズレていた
場合を音響異方性があるという。そこでは、表1に示し
た探触子を用いて探傷を行うことが指示されている(t
は鋼管の肉厚、Dは振動子の幅)。2. Description of the Related Art There is a method disclosed in JIS Z 3060 as a conventional technique for manually detecting a welded portion of a welded steel pipe having acoustic anisotropy. In JIS Z 3060, when the two transverse wave sound velocity ratios with different polarization planes propagating in the thickness direction exceed 1.02,
Or, if the flaw detection refraction angle deviates from the nominal refraction angle by 2 ° or more when the V transmission method is performed with two probes having a nominal refraction angle of 60 °, it is said that there is acoustic anisotropy. There, it is instructed to perform flaw detection using the probe shown in Table 1 (t
Is the wall thickness of the steel pipe and D is the width of the vibrator.
【0003】[0003]
【表1】 [Table 1]
【0004】そして、それらの探触子を用いた際の探傷
屈折角は次のように求めると指示されている。It is instructed that the flaw detection refraction angle when these probes are used is calculated as follows.
【0005】まず、図14に示すように0.5スキップ、
1.0スキップで内・外面のスリット欠陥を検出し、その
時得られる欠陥から探触子までの位置YQ、YPから0.5
スキップの探触子距離YLを、
YL=YQ−YP
として求める。次に肉厚tを先に求めたYLで割り、図
15において縦軸t/ Y L、横軸t/D(Dは振動子の
幅)の値を用いて探傷屈折角θを求める。First, as shown in FIG. 14, 0.5 skip,
Detects slit defects on the inner and outer surfaces with 1.0 skip and
Position Y from the defect obtained at the time to the probeQ, YPTo 0.5
Skip probe distance YLTo
YL= YQ-YP
Ask as. Next, Y for which the wall thickness t has been previously obtainedLDivided by
15, vertical axis t / Y L, Horizontal axis t / D (D is the oscillator
The flaw detection refraction angle θ is obtained using the value of (width).
【0006】このように、手動探傷では、音響異方性材
料の探傷屈折角を決定するまでに非常に手間がかかり、
これらの工程を経て、初めて探傷部位に超音波を入射で
きるような探触子配置をとることができる。As described above, in manual flaw detection, it takes a great deal of time to determine the flaw detection refraction angle of the acoustically anisotropic material,
Through these steps, the probe can be arranged so that ultrasonic waves can be incident on the flaw detection site for the first time.
【0007】そのため、製造工程中の長手継手溶接鋼管
の溶接部の超音波探傷について規定するJIS G 0584に
は、音響異方性を有する場合の指針はない。現状では音
響異方性がない場合と同様の探触子を用いて探傷を行っ
ていて、その時の探傷屈折角は、オフラインにて予め測
定している。また、音響異方性による公称屈折角と探傷
屈折角のズレに起因して発生する探傷位置のずれの問題
は、探触子位置を変えて探傷部位を広めにカバーするこ
とによって解決している。Therefore, JIS G 0584, which specifies ultrasonic flaw detection of the welded portion of the long joint welded steel pipe during the manufacturing process, does not have a guideline for having acoustic anisotropy. At present, flaw detection is performed using the same probe as in the case where there is no acoustic anisotropy, and the flaw detection refraction angle at that time is measured off-line in advance. Further, the problem of the deviation of the flaw detection position caused by the deviation between the nominal refraction angle and the flaw detection refraction angle due to acoustic anisotropy is solved by changing the probe position to cover the flaw detection site widely. .
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法においては、以下のような問題がある。先ず、
被検査体に音響異方性がないときと同様の探触子を用い
て探傷を行うために、音響異方性の大小に依存して屈折
角が変わってしまい、所望の探傷位置・屈折角で探傷を
行うことができない。即ち、所望の超音波の往復透過率
・ビーム拡がりで探傷ができず、同じ大きさ・形状・方
向を持った欠陥でも音響異方性に依存して欠陥エコーの
高さが変わってしまい、欠陥の過大・過小評価につなが
るという問題点がある。この問題を具体的に説明する。However, such a method has the following problems. First,
Since flaw detection is performed using the same probe as when the object to be inspected has no acoustic anisotropy, the refraction angle changes depending on the magnitude of acoustic anisotropy, and the desired flaw detection position / refraction angle It is impossible to carry out flaw detection. That is, flaw detection cannot be performed due to the desired round-trip transmissivity / beam divergence of ultrasonic waves, and even a defect with the same size / shape / direction will change the defect echo height depending on the acoustic anisotropy. There is a problem that leads to overestimation and underestimation of. This problem will be specifically described.
【0009】例えば、ある探触子は、音響異方性がない
場合に屈折角が60°になるように作られ、屈折角が60°
のときに超音波ビームが被検査体内である拡がり角φに
なるように設計されているものとする。このビームの拡
がりは、波の回折現象により起こるもので、振動源の大
きさに依存するものである。仮に振動源の大きさを
D’、超音波の波長をλとすると拡がり角φは、次式で
あらわされる。For example, a certain probe is made so that the refraction angle is 60 ° when there is no acoustic anisotropy, and the refraction angle is 60 °.
At this time, it is assumed that the ultrasonic beam is designed to have a divergence angle φ within the body to be inspected. The divergence of the beam is caused by the wave diffraction phenomenon and depends on the size of the vibration source. If the size of the vibration source is D ′ and the wavelength of the ultrasonic wave is λ, the spread angle φ is expressed by the following equation.
【0010】φ=sin-1(λ/D’) … (1)
しかし、斜角探傷の場合、振動源の大きさD’は、振動
子の幅Dではなく、見かけの振動子幅D’になる。見か
けの振動子幅D’と振動子幅Dは、縮小因子Fによって
次式(2)のような関係にあり、また、縮小因子Fは、
入射角をi、屈折角をθとすると、式(3)のように表
される。Φ = sin −1 (λ / D ′) (1) However, in the case of oblique flaw detection, the size D ′ of the vibration source is not the width D of the vibrator but the apparent width D ′ of the vibrator. become. The apparent oscillator width D ′ and the oscillator width D are related by the reduction factor F as in the following equation (2), and the reduction factor F is
When the incident angle is i and the refraction angle is θ, it is expressed as in Expression (3).
【0011】D’=F・D … (2)
F=cosi/cosθ …(3)
即ち、音響異方性の存在により入射角と屈折角の関係が
かわると式(3)により縮小率Fが変わり、その結果と
して、見かけの振動子幅D’も式(2)より変わるの
で、結局、超音波ビームの拡がり角φも式(1)に依存
して変わってしまう。D ′ = F · D (2) F = cosi / cosθ (3) That is, when the relationship between the incident angle and the refraction angle changes due to the presence of acoustic anisotropy, the reduction ratio F is calculated by the equation (3). As a result, the apparent transducer width D ′ also changes according to equation (2), so that the divergence angle φ of the ultrasonic beam also changes depending on equation (1).
【0012】以上のようなことから公称屈折角60°の探
触子は、60°以外の探傷屈折角で用いると、ビームの拡
がりが変わるので、欠陥からの反射エコーが探傷屈折角
60°の探傷時と異なるという問題が起こる。要するに、
ビームの拡がりが音響異方性により拡がる場合は、位置
の不確定さも大きくなるばかりでなく欠陥エコーが小さ
くなって欠陥を過小評価することになる。反対に音響異
方性によりビームが狭くなる場合は、位置の不確定さは
小さくなるものの、欠陥からのエコーは強くなって欠陥
を過大評価することになり、さらに、探傷部位が狭くな
るという問題が起こる。From the above, when a probe with a nominal refraction angle of 60 ° is used at a flaw detection refraction angle other than 60 °, the divergence of the beam changes, so the reflection echo from the defect causes
There is a problem that it is different from the case of 60 ° flaw detection. in short,
When the beam divergence is diverged due to acoustic anisotropy, not only the position uncertainty becomes large, but also the defect echo becomes small and the defect is underestimated. On the other hand, if the beam becomes narrow due to acoustic anisotropy, the uncertainty of the position will be small, but the echo from the defect will be strong and the defect will be overestimated. Happens.
【0013】又、このような方法を用いる場合には、内
面・外面・中央部の探傷毎に異なる公称屈折角の探触子
で探傷するのが普通であり、探触子毎の探傷屈折角を求
めるために2つの探触子を対向させてV走査をしたので
は、ラインの探傷能率の低下にもつながるという問題が
ある。Further, when such a method is used, it is usual to carry out flaw detection with a probe having a different nominal refraction angle for each flaw detection on the inner surface, outer surface and central portion. If two probes are made to face each other in order to obtain V, then there is a problem that the flaw detection efficiency of the line is also reduced.
【0014】これに対し、音響異方性材料の探傷におい
て、探傷方向の音速変化を求めることによって、探傷屈
折角・探傷位置を精度よく測定する方法が、特開平8−
261992号公報に開示されている。この発明は、図
16に示すように、対向させた斜角探触子41、42の
一方42を動かして、透過エコーの検出範囲で、その伝
搬時間を求め、さらに被検査体の形状からそれぞれの位
置でのビーム路程を計算し、ビーム路程と伝搬時間から
音速を求め、音速から図17に示すようなグラフを用い
て実屈折角を求め、これから探傷位置を求めるものであ
る。On the other hand, in flaw detection of an acoustically anisotropic material, there is a method for accurately measuring the flaw detection refraction angle and flaw detection position by obtaining the change in sound velocity in the flaw detection direction.
It is disclosed in Japanese Patent No. 261992. In the present invention, as shown in FIG. 16, one of the bevel probes 41 and 42 facing each other is moved to obtain the propagation time within the detection range of the transmission echo, and further, from the shape of the inspected object. The beam path length at the position is calculated, the sound velocity is obtained from the beam path and the propagation time, the actual refraction angle is obtained from the sound velocity using a graph as shown in FIG. 17, and the flaw detection position is obtained from this.
【0015】しかしながら、この方法には、次のような
問題がある。即ち、測定に際し、入射角が一定の一組の
探触子を用いてV走査をしているために、超音波ビーム
の中心以外の位置では、探触子における超音波の出射点
がわからず、被検査体内の正確な伝搬距離を求めること
ができない。さらに、楔内の伝搬距離がわからず、伝搬
時間もわからないので、被検査体内での伝搬時間を精確
に求めることもできない。よって、正確な音速分布を測
定することができず、この結果、探傷屈折角・探傷位置
を正確に求めることができない。However, this method has the following problems. That is, at the time of measurement, since V scanning is performed using a set of probes with a constant incident angle, the emission point of ultrasonic waves in the probe cannot be known at a position other than the center of the ultrasonic beam. However, it is not possible to obtain an accurate propagation distance in the body under test. Furthermore, since the propagation distance in the wedge is not known and the propagation time is not known, it is not possible to accurately obtain the propagation time in the inspected body. Therefore, the accurate sound velocity distribution cannot be measured, and as a result, the flaw detection refraction angle and flaw detection position cannot be accurately obtained.
【0016】さらに、このV走査法では底面反射を使っ
ているので、鋼管の曲率のために底面反射を起こさない
屈折角領域の測定はできない。そのため、底面の反射を
使わない直射法で探傷する場合、その伝搬方向の音速が
未知のため入射角が決定できなくなってしまうという問
題点もある。Further, since the V-scan method uses bottom reflection, it is impossible to measure a refraction angle region where bottom reflection does not occur due to the curvature of the steel pipe. Therefore, when a flaw is detected by the direct method that does not use the reflection on the bottom surface, the incident angle cannot be determined because the sound velocity in the propagation direction is unknown.
【0017】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、音響異方性を有する長手継手溶接鋼管の溶
接部を超音波で探傷する際に、迅速に被検査体の内面・
外面・中央部を所望の屈折角または、所定の位置で探傷
することを可能にする超音波探傷方法及びこれに用いら
れる超音波探傷装置を提供することを課題とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and when ultrasonically inspects a welded portion of a longitudinal joint welded steel pipe having acoustic anisotropy, the inner surface /
An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection method and an ultrasonic flaw detection apparatus used for the flaw detection, which enable flaw detection on the outer surface / central portion at a desired refraction angle or a predetermined position.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、音響異方性を有する長手継手溶接鋼管
の溶接部を超音波で探傷する方法において、予め鋼種及
び圧延条件毎に音速の屈折角依存性を測定し、そのデー
タを記憶装置に記憶しておき、探傷時に、探傷に使用す
る屈折角に対応する入射角を、これらの屈折角依存性の
データを用いて自動的に算出し、算出された入射角を有
する探触子を選定して使用することを特徴とする超音波
探傷方法(請求項1)である。The first means for solving the above-mentioned problems is a method of ultrasonically detecting the welded portion of a longitudinal joint welded steel pipe having acoustic anisotropy, in advance for each steel type and rolling condition. The refractive angle dependence of the sound velocity is measured, and the data is stored in a storage device, and at the time of flaw detection, the incident angle corresponding to the refraction angle used for flaw detection is automatically calculated using these refraction angle dependence data. The ultrasonic flaw detection method (claim 1) is characterized in that a probe having a calculated incident angle is selected and used.
【0019】入射角とは、探触子内における超音波の進
行方向と、超音波の入射点における鋼管の法線方向との
なす角度をいう。探傷屈折角とは、鋼管内を入射した直
後の超音波が進行する方向と、超音波の入射点における
鋼管の法線方向とのなす角度をいう。The incident angle means the angle formed by the traveling direction of the ultrasonic wave in the probe and the normal line direction of the steel pipe at the incident point of the ultrasonic wave. The flaw detection refraction angle is an angle formed by a direction in which an ultrasonic wave immediately after entering the steel pipe travels and a normal line direction of the steel pipe at an incident point of the ultrasonic wave.
【0020】検査を受ける材料の音響異方性は、その結
晶形態あるいは製造中の工程過程、例えば加工・熱処理
等によりほぼ一義的に定まるので、予め音速の屈折角依
存性を材料ロット毎即ち、鋼種及び圧延条件毎に測定し
てテーブル化又は定式化して記憶しておく。そして、所
定の探傷屈折角で探傷を行う必要がある場合には、それ
に対応する音速と、探触子中の音速から、スネルの法則
により、前記所定の探傷屈折角を与える入射角を即座に
求めることができる。そして、求められた入射角を有す
る探触子であって、持つ探触子を選定して使用すること
により、目的とする探傷屈折角で超音波探傷を行うこと
ができる。Since the acoustic anisotropy of a material to be inspected is almost uniquely determined by its crystal form or a process step during manufacturing, for example, processing and heat treatment, the dependence of the sound velocity on the refraction angle is previously determined for each material lot, that is, It is measured for each steel type and rolling condition, and it is stored in a table or a formulation. When it is necessary to perform flaw detection with a predetermined flaw detection refraction angle, the incident angle that gives the predetermined flaw detection refraction angle is immediately determined by Snell's law from the corresponding sound velocity and the sound velocity in the probe. You can ask. Then, by selecting and using a probe having the obtained incident angle, it is possible to perform ultrasonic flaw detection at a target flaw detection refraction angle.
【0021】前記課題を解決するための第2の手段は、
音響異方性を有する長手継手溶接鋼管の溶接部を超音波
で探傷する方法において、予め鋼種及び圧延条件毎に音
速の屈折角依存性を測定し、そのデータを記憶装置に記
憶しておき、探傷時に、使用する探触子の入射角及び探
触子中音速に応じた探傷屈折角を、これらの屈折角依存
性のデータを用いて自動的に算出し、算出された探傷屈
折角から、探触子の設定位置を自動的に算出することを
特徴とする超音波探傷方法(請求項2)である。A second means for solving the above problems is
In the method of ultrasonically detecting a welded portion of a longitudinal joint welded steel pipe having acoustic anisotropy, the refractive angle dependence of the sound velocity is measured in advance for each steel type and rolling condition, and the data is stored in a storage device. At the time of flaw detection, the incident angle of the probe to be used and the flaw detection refraction angle according to the medium sound velocity of the probe are automatically calculated using these refraction angle dependence data, and from the calculated flaw detection refraction angle, The ultrasonic flaw detection method (claim 2) is characterized in that the set position of the probe is automatically calculated.
【0022】前記第1の手段における場合と同じよう
に、予め音速の屈折角依存性を材料ロット毎即ち、鋼種
及び圧延条件毎に測定してテーブル化又は定式化して記
憶しておく。そして、探傷時には、予め定まった入射角
と探触子中音速を有する探触子を選定して使用する。通
常選定される探触子は、定められた公称屈折角に対応す
る入射角を持つものである。探触子の入射角と探触子中
音速を決定し、これらの値と記憶してあった音速の屈折
率依存性から、探傷屈折角を計算により算出する。As in the case of the first means, the dependence of the sound velocity on the refraction angle is measured in advance for each material lot, that is, for each steel type and rolling condition, and is stored as a table or formulation. Then, at the time of flaw detection, a probe having a predetermined incident angle and a medium acoustic velocity of the probe is selected and used. The probe normally selected has an incident angle corresponding to a defined nominal refraction angle. The incident angle of the probe and the sound velocity in the probe are determined, and the flaw detection refraction angle is calculated from these values and the stored refractive index dependence of the sound velocity.
【0023】一般には、音速の屈折角依存性は、屈折角
に対応した音速を求めるように記述されているので、探
傷屈折角を求めるには、収束計算を行い、スネルの法則
と音速の屈折角依存性の関係の両方を満足させるような
屈折角を求めて探傷屈折角とする。探傷屈折角が求まる
と、鋼管のサイズより目標探傷位置に超音波を照射する
のに必要な探触子の設定位置を求めることができる。In general, the dependence of the sound velocity on the refraction angle is described so as to obtain the sound velocity corresponding to the refraction angle. Therefore, in order to obtain the flaw detection refraction angle, a convergence calculation is performed, and Snell's law and the refraction of the sound velocity are calculated. The refraction angle that satisfies both of the angular dependence relations is obtained and used as the flaw detection refraction angle. When the flaw detection refraction angle is obtained, the set position of the probe necessary for irradiating the target flaw detection position with ultrasonic waves can be obtained from the size of the steel pipe.
【0024】なお、入射角と公称屈折角は1対1の関係
にあって均等なものであるので、入射角の代わりに公称
屈折率を用いるものも、均等方法として本発明の範囲に
含まれる。Since the incident angle and the nominal refraction angle have a one-to-one relationship and are uniform, the method of using the nominal refractive index instead of the incident angle is also included in the scope of the present invention as a uniform method. .
【0025】前記課題を解決するための第3の手段は、
前記第1又は第2の手段であって、可変角探触子又はア
レイ型斜角探触子を2つ用い、探触子の入射角を同じに
して被検査体の上に対向させて配置し、V走査を行い、
最大エコーを検出する位置で被検査体中の音速を測定す
ることを、入射角を変えて多数回行うことによって音速
の屈折角依存性を測定することを特徴とするもの(請求
項3)である。A third means for solving the above-mentioned problems is as follows:
The first or second means, wherein two variable-angle probes or array-type oblique-angle probes are used, and the probes are arranged facing each other on an object to be inspected with the same incident angle. , V scan,
A method for measuring the speed of sound in a test object at a position where a maximum echo is detected by measuring the refractive angle dependence of the speed of sound by changing the incident angle a number of times (claim 3). is there.
【0026】最大エコーが検出される位置は、超音波の
中心位置に対応する。可変角探触子又はアレイ型斜角探
触子においては、任意の角度で超音波を発生した際にビ
ーム中心が探触子のどの位置から出射されるかを知るこ
とができる。よって、被検査体中の伝搬距離を正確に求
めることができる。又、楔内の伝播経路と伝播時間を正
確に知ることができる。よって、これらの探触子を用い
てV走査を行い、最大エコーを検出する位置で音速を測
定することにより、被検査体内での超音波の伝播経路、
伝搬時間を正確に測定できる。これにより、音速の屈折
角依存性を正確に測定することができる。The position where the maximum echo is detected corresponds to the center position of the ultrasonic wave. In the variable angle probe or the array type oblique angle probe, it is possible to know from which position of the probe the beam center is emitted when ultrasonic waves are generated at an arbitrary angle. Therefore, the propagation distance in the inspection object can be accurately obtained. Further, it is possible to accurately know the propagation path and the propagation time in the wedge. Therefore, by performing V-scanning using these probes and measuring the sound velocity at the position where the maximum echo is detected, the propagation path of the ultrasonic wave in the body under test,
The propagation time can be measured accurately. Thereby, the dependence of the sound velocity on the refraction angle can be accurately measured.
【0027】前記課題を解決するための第4の手段は、
前記第1又は第2の手段であって、可変角探触子又はア
レイ型斜角探触子を2つ用い、探触子の入射角を同じに
して被検査体の上に、探傷屈折角に対応した距離だけ離
して対向させて配置し、入射角を変えて最大エコーが検
出される入射角を検出し、スネルの法則を利用して被検
査体中の音速を算出することを、探傷屈折角を変えて多
数回行うことによって音速の屈折角依存性を測定するこ
とを特徴とするもの(請求項4)である。A fourth means for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the first or second means, two variable-angle probes or array-type oblique-angle probes are used, and the incident angles of the probes are the same, and the flaw detection refraction angle is set on the object to be inspected. Detecting the angle of incidence at which the maximum echo is detected by changing the angle of incidence, and locating the sound velocity in the inspected object using Snell's law. The present invention is characterized in that the dependence of the sound velocity on the refraction angle is measured by changing the refraction angle and performing a large number of times.
【0028】探傷屈折角に対応した距離とは、当該探傷
屈折角で超音波が被検査体に入射した場合、その超音波
の入射点と、裏面で反射した当該超音波が再び表面に再
び戻った点との距離である。2つの可変角探触子又はア
レイ型探触子をこの距離だけ離して、2つの探触子の入
射角を同じにしながら変化させ、最大エコーが検出され
る入射角を求める。この入射角が、前記探傷屈折角に対
応する入射角である。探触子中の音速は既知であるの
で、この入射角、探傷屈折角より、スネルの法則で被検
査対中の音速を求めることができる。この操作を、探傷
屈折角を変えて繰り返すことにより、探傷屈折角と音速
との関係、すなわち音速の屈折角依存性を求めることが
できる。The distance corresponding to the flaw detection refraction angle means that when an ultrasonic wave is incident on the object to be inspected at the flaw detection refraction angle, the incident point of the ultrasonic wave and the ultrasonic wave reflected on the back surface are returned to the front surface again. It is the distance from the point. The two variable angle probes or the array type probe are separated by this distance, and the incident angles of the two probes are changed while being the same, and the incident angle at which the maximum echo is detected is obtained. This incident angle is an incident angle corresponding to the flaw detection refraction angle. Since the speed of sound in the probe is known, the speed of sound in the pair to be inspected can be obtained from Snell's law from this incident angle and flaw detection refraction angle. By repeating this operation while changing the flaw detection refraction angle, the relationship between the flaw detection refraction angle and the sound velocity, that is, the dependence of the sound velocity on the refraction angle can be obtained.
【0029】前記課題を解決するための第5の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、半円形の楔の
周上に振動子を貼りつけ、探触子の超音波の出射点を焦
点としたラインフォーカス型斜角探触子を2つ用い、被
検査体の上に対向させて配置し、V走査を行い、透過エ
コーの検出が可能な位置で被検査体中の音速を測定する
ことによって音速の屈折角依存性を測定することを特徴
とするもの(請求項5)である。The fifth means for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the first means or the second means, a line focus type bevel probe in which a transducer is attached on the circumference of a semi-circular wedge and the emission point of the ultrasonic wave of the probe is a focal point Two of them are arranged facing each other on the object to be inspected, V scanning is performed, and the sound velocity in the object to be inspected is measured at a position where a transmitted echo can be detected, thereby measuring the dependence of the sound velocity on the refraction angle. What is characterized is (Claim 5).
【0030】半円形の楔の周上に振動子を貼りつけ、探
触子の超音波の出射点を焦点としたラインフォーカス型
斜角探触子においては、振動子のどの部分においても被
検査体入射点までの距離が等しくなっている。よって、
このような探触子を用いることにより、被検査体内のど
の方向に伝搬する場合でも探触子から出る超音波の位置
が一定になり、V走査で音速を算出する際に、被検査体
内での超音波の伝播経路、伝搬時間を正確に算出するこ
とができる。その他の作用は、前記第3の手段と同じで
ある。In a line focus type bevel probe in which a transducer is attached on the circumference of a semi-circular wedge and the emission point of the ultrasonic wave of the probe is the focus, any portion of the transducer is inspected. The distance to the body incidence point is the same. Therefore,
By using such a probe, the position of the ultrasonic wave emitted from the probe becomes constant regardless of the direction in which the ultrasonic wave propagates in the body to be inspected. It is possible to accurately calculate the ultrasonic wave propagation path and propagation time. Other functions are the same as those of the third means.
【0031】前記課題を解決するための第6の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、肉厚方向に伝
播し、互いに異なる偏波面を持つ2つの横波の音速比と
L方向(圧延方向)に伝播するSV波の音速の屈折角依
存性とから、C方向(圧延方向と直角な方向)の音速の
屈折角依存性を測定することを特徴とするもの(請求項
6)である。A sixth means for solving the above-mentioned problems is as follows.
The first means or the second means, wherein the sound velocity ratio of two transverse waves propagating in the thickness direction and having different polarization planes and the refraction angle of the sound velocity of the SV wave propagating in the L direction (rolling direction). From the dependence, the dependence of the sound velocity in the C direction (direction perpendicular to the rolling direction) on the refraction angle is measured (claim 6).
【0032】音響異方性により探傷屈折角が公称屈折角
と異なることになるが、L方向(圧延方向)とC方向
(圧延方向と直角な方向)の屈折角(探傷屈折角と公称
屈折角)のズレには、音響異方性の大小に依存したある
関係がある。それを利用するとL方向の屈折角からC方
向の屈折角を推定することができ、L方向の音速の屈折
率依存性からC方向の音速の屈折率依存性を算出するこ
とができる。Although the flaw detection refraction angle differs from the nominal refraction angle due to the acoustic anisotropy, the refraction angles in the L direction (rolling direction) and the C direction (direction orthogonal to the rolling direction) (testing refraction angle and nominal refraction angle). ), There is a certain relationship depending on the magnitude of acoustic anisotropy. Utilizing this, the refraction angle in the C direction can be estimated from the refraction angle in the L direction, and the refraction index dependence of the sound speed in the C direction can be calculated from the refraction index dependence of the sound speed in the L direction.
【0033】溶接鋼管のC方向の音速分布の測定を自動
化する場合に、斜角探触子を2つ用い、被検査体の上に
対向させて配置し、V走査を行う方法を使用すると、鋼
管の曲率に追従したV走査をしなければならないため、
装置が2次元的に動く機構となり複雑になる。しかし、
本手段においては、L方向の音速の屈折率依存性のみを
測定すればよい。よって、鋼管長手方向のV走査だけで
済むため、測定装置は1次元的な動きをするもので十分
であり、機構が簡単となる。In the case of automating the measurement of the sound velocity distribution in the C direction of the welded steel pipe, the method of using two beveled probes and arranging them facing each other on the object to be inspected and performing V scanning is as follows. Since V scanning must follow the curvature of the steel pipe,
The device becomes a two-dimensional moving mechanism and becomes complicated. But,
With this means, it is sufficient to measure only the refractive index dependence of the sound velocity in the L direction. Therefore, since only V scanning in the longitudinal direction of the steel pipe is required, a one-dimensional movement of the measuring device is sufficient, and the mechanism is simple.
【0034】前記課題を解決するための第7の手段は、
前記第1の手段から第6の手段のいずれかであって、音
速の屈折角依存性を、周期π/2又はπの周期関数で回
帰して、関数形として記憶装置に記憶することを特徴と
するもの(請求項7)である。The seventh means for solving the above-mentioned problems is as follows.
Any one of the first to sixth means is characterized in that the refraction angle dependence of the sound velocity is regressed by a periodic function with a period of π / 2 or π and stored in a storage device as a functional form. (Claim 7).
【0035】音速の屈折角依存性を測定するためには、
有限回の入射角−音速の測定を行う必要があるが、測定
をまんべんなく均等の屈折角間隔で行うことは困難であ
る。そこで、測定回数を少なくし、屈折角と音速の関係
を周期π/2又はπの周期関数で回帰することにより、
測定値以外の場所においても、屈折角と音速の関係を連
続的に決定することができ、かつ、少ないパラメータで
屈折角と音速の関係を決定することができる。In order to measure the dependence of sound velocity on the refraction angle,
It is necessary to measure the incident angle-sound velocity a finite number of times, but it is difficult to perform the measurement evenly at even refraction angle intervals. Therefore, by reducing the number of measurements and regressing the relationship between the refraction angle and the sound velocity with a periodic function of period π / 2 or π,
The relationship between the refraction angle and the speed of sound can be continuously determined even at a place other than the measured value, and the relationship between the refraction angle and the speed of sound can be determined with a small number of parameters.
【0036】周期π/2の周期関数としては、シンプル
なものとして
V(θ)=(a+b)/2 + (a-b)cos(4θ)/2 …(4)
が考えられる。ここで、a、bは任意定数、?は屈折
角、V(θ)は屈折角がθのときの音速である。また、次
の(5)式、(6)式のように、より高次周期関数を加
えることにより回帰精度を上げることができる。
V(θ)=(a+b)/2 + (a-b)cos(4θ)/2 + c・cos(8θ) …(5)
V(θ)=(a+b)/2 + (a-b)cos(4θ)/2 + c・cos(8θ) +d・cos(16θ) … (6)
ここで、a、b、c、dは任意定数である。A simple periodic function of the period π / 2 is V (θ) = (a + b) / 2 + (ab) cos (4θ) / 2 (4). Here, a and b are arbitrary constants ,? Is the refraction angle, and V (?) Is the speed of sound when the refraction angle is?. In addition, regression accuracy can be improved by adding a higher-order periodic function as in the following expressions (5) and (6). V (θ) = (a + b) / 2 + (ab) cos (4θ) / 2 + c ・ cos (8θ) (5) V (θ) = (a + b) / 2 + (ab) cos (4θ) / 2 + c · cos (8θ) + d · cos (16θ) (6) Here, a, b, c, and d are arbitrary constants.
【0037】被検査体の圧延の仕方によっては、周期π
の成分も出てくることがあり、又、位相がπ/2ズレた
成分も若干出てくるので次式により、精度よい回帰がで
きることもある。
V(θ)=(a+b)/2 + (a-b)cos(4θ)/2 + e・cos(2θ) … (7)
V(θ)=(a+b)/2 + (a-b)cos(4θ)/2 + e・cos(2θ) + f・sin(4θ) … (8)
ここで、a〜fは任意定数である。未知数が多くなれ
ば、多くの測定を要するが、その他の高次の項の組み合
わせもあり得る。Depending on how the inspection object is rolled, the period π
Component may appear, and a component with a phase shift of π / 2 may also appear, so that accurate regression may be possible by the following equation. V (θ) = (a + b) / 2 + (ab) cos (4θ) / 2 + e ・ cos (2θ)… (7) V (θ) = (a + b) / 2 + (ab) cos (4θ) / 2 + e · cos (2θ) + f · sin (4θ) (8) Here, a to f are arbitrary constants. More unknowns require more measurements, but other higher order term combinations are possible.
【0038】このようにして、音速の屈折角依存性を、
周期π/2又はπの周期関数で回帰して、関数形として
記憶装置に記憶することにより、記憶装置の容量を小さ
くすることができる。In this way, the dependence of the speed of sound on the refraction angle is
The capacity of the storage device can be reduced by regressing with a periodic function of the period π / 2 or π and storing the function form in the storage device.
【0039】前記課題を解決するための第8の手段は、
鋼管の鋼種及び圧延条件毎の音速の屈折角依存性を記憶
する音速分布記憶手段と、探傷屈折角、鋼種及び圧延条
件を入力する手段と、入力された探傷屈折角、鋼種及び
圧延条件から、前記音速分布記憶手段に記憶された音速
の屈折角依存性のデータを用いて入射角を算出する入射
角算出手段とを有してなることを特徴とする鋼管の超音
波探傷装置(請求項8)である。The eighth means for solving the above-mentioned problems is as follows.
Sonic velocity distribution storage means for storing the refraction angle dependence of the sound velocity for each steel type and rolling conditions of the steel pipe, flaw detection refraction angle, means for inputting the steel type and rolling conditions, and the flaw detection refraction angle that has been input, the steel type and rolling conditions, An ultrasonic flaw detector for a steel pipe, comprising: an incident angle calculating means for calculating an incident angle by using the data of the refractive angle dependence of the sound velocity stored in the sound velocity distribution storage means (claim 8). ).
【0040】本手段においては、探傷屈折角、鋼種及び
圧延条件が入力されると、入射角算出手段が、これらの
入力値に対応する音速分布記憶手段に記憶された音速の
屈折角依存性のデータを用いて入射角を算出し、これを
用いてスネルの法則により入射角を算出する。なお、音
速分布記憶手段に記憶された音速の屈折角依存性のデー
タは、テーブル形式であってもよいし、回帰式の形であ
ってもよい。In the present means, when the flaw detection refraction angle, the steel type and the rolling condition are input, the incident angle calculation means determines the refraction angle dependence of the sound velocity stored in the sound velocity distribution storage means corresponding to these input values. The incident angle is calculated using the data, and this is used to calculate the incident angle according to Snell's law. The data of the refraction angle dependence of the sound velocity stored in the sound velocity distribution storage means may be in the form of a table or a regression equation.
【0041】本手段によれば、必要な探傷屈折角が得ら
れる探触子を直ちに選定することができるので、探傷に
かかる時間を短縮することができる。According to the present means, it is possible to immediately select the probe that can obtain the required flaw detection refraction angle, and therefore the time required for flaw detection can be shortened.
【0042】前記課題を解決するための第9の手段は、
鋼管の鋼種及び圧延条件毎の音速の屈折角依存性を記憶
する音速分布記憶手段と、鋼種、圧延条件、及び探触子
の入射角又は公称屈折角、探触子中音速を入力する手段
と、鋼管のサイズを入力する手段と、入力された鋼種、
圧延条件及び探触子の入射角又は公称屈折角、探触子中
音速から、前記音速分布記憶手段に記憶された音速の屈
折角依存性のデータを用いて探傷屈折角を算出する屈折
角演算手段と、算出された探傷屈折角及び入力された鋼
管のサイズから、探触子の設定位置を算出する探触子位
置算出手段とを有してなることを特徴とする鋼管の超音
波探傷装置(請求項9)である。The ninth means for solving the above-mentioned problems is as follows.
Sound velocity distribution storage means for storing the refraction angle dependence of the sound velocity of each steel type and rolling condition of the steel pipe, and means for inputting the steel type, rolling condition, incident angle or nominal refraction angle of the probe, and sound velocity in the probe. , The means to enter the size of the steel pipe, the type of steel entered,
A refraction angle calculation for calculating a flaw detection refraction angle from the rolling condition, the incident angle or nominal refraction angle of the probe, and the medium sound velocity of the probe using the data of the refraction angle dependency of the sound velocity stored in the sound velocity distribution storage means. And an ultrasonic flaw detection device for a steel pipe, comprising: a means and a probe position calculation means for calculating the set position of the probe from the calculated flaw detection refraction angle and the input size of the steel pipe. (Claim 9)
【0043】本手段は、予め探触子を選定してから探傷
を行う装置であり、予め定まった入射角と探触子中音速
を有する探触子を選定して使用する。通常選定される探
触子は、定まった公称屈折角に対応する入射角を持つも
のである。この場合、実際の探傷屈折角は公称折角とず
れるので、探傷すべき位置に超音波を照射するための探
触子位置は、公称屈折角を用いては計算することができ
ない。This means is a device for performing flaw detection after selecting a probe in advance, and selects and uses a probe having a predetermined incident angle and a medium acoustic velocity of the probe. The probe normally selected has an incident angle corresponding to a fixed nominal refraction angle. In this case, since the actual flaw detection refraction angle deviates from the nominal bending angle, the probe position for irradiating ultrasonic waves to the location to be flaw-detected cannot be calculated using the nominal refraction angle.
【0044】そこで、本手段においては、鋼種、圧延条
件及び探触子の入射角(公称屈折角でもよい)、探触子
中音速が入力されると、屈折角演算手段が、音速分布記
憶手段に記憶された音速の屈折角依存性のデータを用い
て探傷屈折角を算出する。一般には、音速の屈折角依存
性は、屈折角に対応した音速を求めるように記述されて
いるので、探傷屈折角を求めるには、収束計算を行い、
スネルの法則と音速の屈折角依存性の関係の両方を満足
させるような屈折角を求めて探傷屈折角とする。そし
て、探触子位置算出手段が、算出された探傷屈折角と入
力された鋼管のサイズから、目標探傷位置に超音波を照
射する探触子の設定位置を算出する。この計算は、幾何
学的な関係により簡単に行うことができる。そして、算
出された探触子設定位置に探触子を設定することによ
り、目標探傷位置の探傷を行うことができる。探触子位
置の設定は、自動で行っても、手動で行ってもよい。Therefore, in the present means, when the steel type, rolling conditions, the incident angle of the probe (or the nominal refraction angle may be used), and the sound velocity in the probe are input, the refraction angle calculation means causes the sound velocity distribution storage means. The flaw detection refraction angle is calculated using the data of the dependence of the sound velocity on the refraction angle. In general, the refraction angle dependence of the sound velocity is described so as to obtain the sound velocity corresponding to the refraction angle. Therefore, in order to obtain the flaw detection refraction angle, a convergence calculation is performed.
The refraction angle that satisfies both Snell's law and the relationship of the dependence of sound velocity on the refraction angle is determined and used as the flaw detection refraction angle. Then, the probe position calculation means calculates the set position of the probe for irradiating the target flaw detection position with ultrasonic waves from the calculated flaw detection refraction angle and the input size of the steel pipe. This calculation can be easily performed due to the geometrical relationship. Then, by setting the probe at the calculated probe setting position, it is possible to perform flaw detection at the target flaw detection position. The probe position may be set automatically or manually.
【0045】[0045]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の1
例を示すブロック図である。音速分布記憶手段12に
は、後に説明するような方法で測定された、屈折角と音
速の関係を示すデータが、鋼管の鋼種及び圧延条件毎に
記憶されている。記憶の方法は、屈折角と音速の対応テ
ーブルの形でもよいし、音速を屈折角の関数として表わ
したものでもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows an example. The sonic velocity distribution storage means 12 stores data indicating the relationship between the refraction angle and the sonic velocity, which is measured by a method described later, for each steel type and rolling condition of the steel pipe. The storage method may be in the form of a correspondence table of the refraction angle and the sound velocity, or may be the one in which the sound velocity is expressed as a function of the refraction angle.
【0046】探傷に際しては、探傷に使用する探傷屈折
角、鋼管の鋼種、圧延条件が決定されると、探傷屈折
角、鋼種、圧延条件入力手段11から入力される。入力
の方法は、人間が設定してもよいし、上位計算機等から
プリセットするようにしてもよい。これらの値が入力さ
れると、入射角算出手段13が、音速分布記憶手段12
に記憶されたデータのうち、これらに対応するものを探
し、探傷屈折角に対応する鋼管中音速を算出する。そし
て、鋼管中音速、探触子中音速、探傷屈折角から、スネ
ルの法則を利用して入射角を算出する。Upon flaw detection, when the flaw detection refraction angle used for flaw detection, the steel type of the steel pipe, and the rolling conditions are determined, the flaw detection refraction angle, steel type, and rolling condition input means 11 are input. The input method may be set by a person or may be preset from a host computer or the like. When these values are input, the incident angle calculation means 13 causes the sound velocity distribution storage means 12
Among the data stored in (1), the data corresponding to these are searched, and the medium acoustic velocity of the steel pipe corresponding to the flaw detection refraction angle is calculated. Then, the incident angle is calculated using the Snell's law from the medium sound velocity of the steel pipe, the medium sound velocity of the probe, and the flaw detection refraction angle.
【0047】算出された入射角は、オペレータに表示さ
れ、オペレータは対応する入射角と探傷に必要な超音波
の広がり角を有する探触子を選択して探傷器にセットす
る。探触子自動交換装置を設置して、算出された入射角
を有する探触子を自動的に探傷器にセットするようにし
てもよい。探傷に必要な超音波の広がり角は、周知の方
法により自動的に計算するようにすることもできる。The calculated incident angle is displayed to the operator, and the operator selects a probe having a corresponding incident angle and an ultrasonic spread angle required for flaw detection and sets it on the flaw detector. An automatic probe replacement device may be installed to automatically set the probe having the calculated incident angle on the flaw detector. The spread angle of ultrasonic waves required for flaw detection may be automatically calculated by a known method.
【0048】本実施の形態においては、探傷屈折角が予
めわかっているので、探傷すべき部位に超音波を照射す
る探触子の設置位置は、探傷屈折角と鋼管のサイズか
ら、幾何学的関係により簡単に求めることができる。In the present embodiment, since the flaw detection refraction angle is known in advance, the installation position of the probe for irradiating ultrasonic waves to the portion to be flaw-detected is geometrically determined from the flaw detection refraction angle and the size of the steel pipe. It can be easily determined by the relationship.
【0049】図2は、本発明の実施の形態の他の例を示
すブロック図である。この実施の形態においては、使用
すべき探触子が予め定まっており、従って入射角と探触
子中音速は既知である。このような探触子としては、定
まった公称屈折角に対応する入射角を持つものが使用さ
れるのが普通である。FIG. 2 is a block diagram showing another example of the embodiment of the present invention. In this embodiment, the probe to be used is predetermined, and therefore the incident angle and the speed of sound in the probe are known. As such a probe, a probe having an incident angle corresponding to a fixed nominal refraction angle is usually used.
【0050】前記第1の実施の形態における場合と同じ
ように、音速分布記憶手段12には、屈折角と音速の関
係を示すデータが、鋼管の鋼種及び圧延条件毎に記憶さ
れている。探傷に際しては、探触子の入射角、探触子中
の音速、鋼管の鋼種及び圧延条件が、入射角、探触子中
音速、鋼種、圧延条件入力手段14によって入力され
る。屈折角算出手段は、この入力を受け、音速分布記憶
手段12に記憶されたデータを使用して、探傷屈折角を
求める。As in the case of the first embodiment, the sound velocity distribution storage means 12 stores data indicating the relationship between the refraction angle and the sound velocity for each steel type and rolling condition of the steel pipe. At the time of flaw detection, the incident angle of the probe, the sound velocity in the probe, the steel type of the steel pipe and the rolling condition are input by the incident angle, the sonic velocity in the probe, the steel type, and the rolling condition input means 14. The refraction angle calculation means receives this input and uses the data stored in the sound velocity distribution storage means 12 to obtain the flaw detection refraction angle.
【0051】音速分布記憶手段12に記憶されているデ
ータは、屈折角と音速との関係を示すデータであるの
で、探傷屈折角を求めるには、この関係とスネルの法則
を同時に満たす屈折角を繰り返し収束計算により求め
る。Since the data stored in the sound velocity distribution storage means 12 is the data showing the relationship between the refraction angle and the sound speed, in order to obtain the flaw detection refraction angle, the refraction angle satisfying this relationship and Snell's law at the same time is obtained. Iterative convergence calculation is used.
【0052】探傷屈折角が求まると、探触子位置算出手
段17が、この探傷屈折角と鋼管サイズ入力手段15か
ら入力された鋼管のサイズから、探傷すべき部位に超音
波を照射するために必要な探触子の位置を算出する。こ
の計算は幾何学的な関係に基づいて行えばよいので簡単
である。When the flaw detection refraction angle is obtained, the probe position calculation means 17 irradiates ultrasonic waves to the portion to be flaw-detected from the flaw detection refraction angle and the size of the steel pipe input from the steel pipe size input means 15. Calculate the required probe position. This calculation is simple because it can be performed based on a geometrical relationship.
【0053】次に、本発明の実施の形態において、音響
異方性を有する被検査体の音速の屈折角依存性を測定し
た方法の例を、図3を用いて説明する。図3において、
21は被検査体(鋼管)、22は溶接ビード、23は欠
陥、24は発信用可変角探触子、25は受信用可変角探
触子である。本実施の形態で用いた被検査体は、肉厚t
=22.2mm、外径D=1320.8mmのUOE鋼管である。Next, an example of a method of measuring the refractive angle dependence of the sound velocity of a test object having acoustic anisotropy in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG.
Reference numeral 21 is an object to be inspected (steel pipe), 22 is a weld bead, 23 is a defect, 24 is a transmitting variable angle probe, and 25 is a receiving variable angle probe. The object to be inspected used in this embodiment has a wall thickness t.
= 22.2 mm, outer diameter D = 1320.8 mm UOE steel pipe.
【0054】まず、楔材がアクリルの2つの可変角探触
子24、25を対向させて図3に示すように配置する。
このとき、可変角探触子24、25間の距離Yは屈折角
35°で1スキップの位置にする。屈折角は35°未満の位
置にすることも可能であるが、縦波と横波が同時に発生
している可能性があるので縦波臨界角以上が望ましい。
また、2スキップ以上の位置とすることも可能である
が、ビーム路程が長くなるとビームの拡がりも大きくな
るので、その場合には、探触子の振動子幅を大きくして
ビームの指向性を高くすることが望ましい。First, the two variable-angle probes 24 and 25 whose wedges are acrylic are arranged to face each other as shown in FIG.
At this time, the distance Y between the variable angle probes 24 and 25 is the refraction angle.
Set to 1 skip position at 35 °. The refraction angle can be set to a position of less than 35 °, but a longitudinal wave and a transverse wave may occur at the same time, so a longitudinal wave critical angle or more is desirable.
It is also possible to set the position to two or more skips, but since the beam spread increases as the beam path length increases, in this case, the transducer width of the probe is increased to increase the beam directivity. It is desirable to raise it.
【0055】又、可変角探触子24、25として、入射
角を変えても入射点の変わらないものを用いると、容易
に超音波の伝搬経路を計算することができ、屈折角の測
定が容易かつ精確になる。If the variable-angle probes 24 and 25 whose incident points do not change even when the incident angle is changed are used, the ultrasonic wave propagation path can be easily calculated and the refraction angle can be measured. Easy and accurate.
【0056】1スキップの探触子間距離は、外径Dと内
面入射角θiと屈折角θから次式で表される。
Y=2πD(θi−θ)/360 … (9)
又、内面入射角θiは、屈折角θ及び外径Dと肉厚tか
ら次式により求められる。
θi= sin-1{sinθ/(1−2t/D)} … (10)
本実施の形態の場合、 t=22.2 D=1320.8 θ=35
°を(10)式に代入するとθi =36.4°となる。さら
に、(9)式よりY=32.3mmとなる。The distance between the probes for one skip is expressed by the following equation from the outer diameter D, the inner surface incident angle θ i and the refraction angle θ. Y = 2πD (θ i −θ) / 360 (9) Further, the inner surface incident angle θ i is obtained by the following equation from the refraction angle θ, the outer diameter D and the wall thickness t. θ i = sin −1 {sin θ / (1-2t / D)} (10) In the case of the present embodiment, t = 22.2 D = 1320.8 θ = 35
Substituting ° into equation (10) gives θ i = 36.4 °. Further, from the equation (9), Y = 32.3 mm.
【0057】次に、上に述べた探触子の位置で、送信用
可変角探触子24から超音波を送信し、受信用可変角探
触子25で超音波を受信しながら、両方の探触子の入射
角を同時に変化させて受信エコーが最大になる探触子か
らの入射角θ2を決定する。Next, at the position of the probe described above, ultrasonic waves are transmitted from the transmission variable angle probe 24, and while receiving ultrasonic waves at the reception variable angle probe 25, both the incident angle of the probe is changed simultaneously received echo to determine the incident angle theta 2 of the probe is maximized.
【0058】次にスネルの法則(11)式を用いてこの
位置での音速V(35°)を求める。
sinθ2/Vwedge(=2730)=sin(θ=35)/V(35°) …(11)
ここにVwedgeは送信用可変角探触子24内の音速であ
る。本実施の形態の場合、 V(35°)=3295m/sであっ
た。Next, the speed of sound V (35 °) at this position is obtained using Snell's law (11). sin θ 2 / V wedge (= 2730) = sin (θ = 35) / V (35 °) (11) where V wedge is the speed of sound in the transmission variable-angle probe 24. In the case of this embodiment, V (35 °) = 3295 m / s.
【0059】同様にV(36°)、 V(37°)、 V(38
°)、…と調べていき内面入射を起こさない角度θlim
付近まで測定を繰り返す。内面入射を起こさない角度
は、(10)式にθi=90を代入して、θで解くことに
よって求まり、次式のようになる。
θlim=sin-1(1−2t/D) … (12)
本実施の形態の場合、θlim=75.1°である。Similarly, V (36 °), V (37 °), V (38
°), it does not cause ... and examined continue the inner surface incident angle θ lim
Repeat the measurement until the neighborhood. The angle that does not cause the internal incidence is obtained by substituting θ i = 90 into the equation (10) and solving with θ, and is given by the following equation. θ lim = sin −1 (1-2t / D) (12) In the case of the present embodiment, θ lim = 75.1 °.
【0060】すると、図4のような音速分布図(音速の
屈折角依存性)を描くことができる。肉厚方向に偏波
し、C方向に伝播するSV波は、肉厚方向に伝搬すると
きの音速V0が最小で、肉厚方向と45°をなす方向に伝
播するときの音速V45が最大になることから、次式で近
似できる。
V(θ)=(V0+V45)/2+(V0−V45)cos(4θ)/2 …(13)
図5は、図4に示されたデータを(13)式で回帰して表
わしたものである。このとき、上で述べたV走査による
測定以外に肉厚方向に伝播し管周方向に偏波する横波の
音速V0を横波探触子を用いて調べ、図5に加えると(1
3)式の回帰精度は向上する。このようにして、音速分
布(音速の屈折角依存性)を決定することができる。Then, it is possible to draw a sound velocity distribution map (dependence of the sound velocity on the refraction angle) as shown in FIG. The SV wave polarized in the thickness direction and propagating in the C direction has a minimum sound velocity V 0 when propagating in the thickness direction and a sound velocity V 45 when propagating in a direction forming 45 ° with the thickness direction. Since it becomes the maximum, it can be approximated by the following equation. V (θ) = (V 0 + V 45 ) / 2 + (V 0 −V 45 ) cos (4θ) / 2 (13) FIG. 5 is obtained by regressing the data shown in FIG. 4 by the equation (13). It is a representation. At this time, in addition to the above-described V-scan measurement, the acoustic velocity V 0 of a transverse wave propagating in the wall thickness direction and polarized in the tube circumferential direction is investigated using a transverse wave probe and added to FIG.
The regression accuracy of equation 3) is improved. In this way, the sound velocity distribution (dependence of the sound velocity on the refraction angle) can be determined.
【0061】本実施の形態では、音速を各位置でのスネ
ルの法則(入射角と屈折角の関係)で求めたが被検査体
内での超音波の伝搬時間と伝搬距離から求めることも可
能である。但し、この場合も探触子からの超音波の入射
点を精確にするために、V走査による検出エコーが最大
となる位置ごとに音速を求める必要がある。In the present embodiment, the speed of sound is calculated by Snell's law (relationship between incident angle and refraction angle) at each position, but it can also be calculated from the propagation time and propagation distance of the ultrasonic wave in the subject. is there. However, also in this case, in order to make the incident point of the ultrasonic wave from the probe accurate, it is necessary to obtain the sound velocity for each position where the echo detected by the V-scan becomes maximum.
【0062】又、本実施の形態では、探触子に可変角探
触子を用いたが、用いる探触子は、入射角を変えること
ができるものであれば何でもよく、他にリニアアレイ型
探触子の利用も可能である。図6は、アレイ型探触子で
V走査を行う概略図である。以下の図において、全出の
図に示された構成と同じ構成については同じ符号を付し
てその説明を省略する。図6において、26、26’は
発信用リニアアレイ型探触子、27、27’は受信用リ
ニアアレイ型探触子であり、26と26'、27と2
7’は位置が異なるだけでそれぞれ同じ物である。In this embodiment, a variable angle probe is used as the probe, but any probe can be used as long as it can change the incident angle. In addition, a linear array type probe can be used. The use of a probe is also possible. FIG. 6 is a schematic diagram of performing V scanning with the array type probe. In the following drawings, the same components as those shown in all the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 6, reference numerals 26, 26 'denote transmitting linear array type probes, 27, 27' denote receiving linear array type transducers, 26 and 26 ', 27 and 2'.
7's are the same thing only with different positions.
【0063】26と27の位置においては、両リニアア
レイ型探触子は、入射角が小さくなるように設定されて
いる。26’と27’の位置においては、両リニアアレ
イ型探触子は、入射角が大きくなるように設定されてい
る。このようにして、リニアアレイ型探触子を利用し
て、入射角を変えながら測定を行うものであり、入射角
を変更する方法が異なるのみで、測定の手法や原理につ
いては図3に示したものと全く同じである。At the positions of 26 and 27, both linear array type probes are set so that the incident angle becomes small. At the positions of 26 'and 27', both linear array type probes are set so that the incident angle becomes large. In this way, the linear array type probe is used to perform the measurement while changing the incident angle. Only the method of changing the incident angle is different, and the measuring method and principle are shown in FIG. Is exactly the same as
【0064】次に、本発明の実施の形態において、音響
異方性を有する被検査体の音速の屈折角依存性を測定し
た方法の他の例を、図7、図8を用いて説明する。図7
において28は垂直型横波探触子、図8において29は
送信用斜角探触子、30は受信用斜角探触子である。Next, in the embodiment of the present invention, another example of the method for measuring the refraction angle dependence of the sound velocity of a test object having acoustic anisotropy will be described with reference to FIGS. 7 and 8. . Figure 7
In FIG. 8, 28 is a vertical shear wave probe, 29 is a transmission bevel probe, and 30 is a reception bevel probe.
【0065】まず、図7のように肉厚t方向に伝搬しC
方向に偏波する横波の音速V0Cと肉厚t方向に伝搬しL
方向に偏波する横波の音速V0Lを求める。また、それら
の2つの測定値から音速比R= V0L/ V0Cを決定す
る。本実施の形態で用いた被検査体では、V0L=3218m/
s、V0C=3065m/s、R=1.05であった。First, as shown in FIG. 7, C propagates in the thickness direction t
Sound velocity V 0C of a transverse wave polarized in the direction t and thickness L
The sound velocity V 0L of the transverse wave polarized in the direction is obtained. Further, the sound velocity ratio R = V 0L / V 0C is determined from these two measured values. In the inspection object used in this embodiment, V 0L = 3218 m /
s, V 0C = 3065 m / s and R = 1.05.
【0066】次に、公称屈折角(STB屈折角)70°お
よび60°の探触子をそれそれ2つ用いて、図8に示すよ
うにL方向に平行に対向させてV走査を行う。送信用斜
角探触子29から超音波を送信し、受信用斜角探触子3
0で超音波を受信し、検出エコーが最大になる振動子間
距離Y’を決定する。そして、(14)式からそれぞれ
の探触子の探傷屈折角ΘL70、ΘL60を求める。
Θ=tan-1{Y’/(2t)} …(14)Next, V-scanning is performed by using two probes with nominal refraction angles (STB refraction angles) of 70 ° and 60 °, facing each other in parallel in the L direction as shown in FIG. The transmission bevel probe 29 transmits ultrasonic waves, and the reception bevel probe 3
When the ultrasonic wave is received at 0, the inter-transducer distance Y'that maximizes the detected echo is determined. Then, the flaw detection refraction angles Θ L70 and Θ L60 of each probe are obtained from the equation (14). Θ = tan −1 {Y ′ / (2t)} (14)
【0067】本実施の形態では、ビーム路程Y’は、そ
れぞれ186.4ミリ、101.2ミリであり、探傷屈折角はそれ
ぞれΘL70=76.6°、ΘL60=66.3°であった。ところ
で、公称屈折角(STB屈折角)70°および60°の探触
子をそれそれ2つ用いて、C方向に平行に対向させてV
走査を行ってもとめる探傷屈折角ΘC70、ΘC60と前述の
ΘL70、ΘL60のそれぞれの差Δ70=ΘL70−ΘC70及びΔ
60=ΘL60−ΘC60は、音速比Rを変数として図9、図1
0のような関係がある。本実施例の場合、R=1.05であ
るから図9、図10より、Δ70=8.8、Δ60=5.8であ
る。これらの値とL方向の測定屈折角ΘL70=76.6°、
ΘL60=66.3°を用いると、Δ70=ΘL70−ΘC70及びΔ
60=ΘL60−ΘC60の関係からΘC70=67.8、ΘC60=60.5
となる。In the present embodiment, the beam path lengths Y'are 186.4 mm and 101.2 mm, and the flaw detection refraction angles are Θ L70 = 76.6 ° and Θ L60 = 66.3 °, respectively. By the way, two probes with nominal refraction angles (STB refraction angles) of 70 ° and 60 ° are used, respectively, so that they are opposed to each other in parallel with the C direction and V
Differences between flaw detection refraction angles Θ C70 and Θ C60 and the above-mentioned Θ L70 and Θ L60 which can be stopped even after scanning Δ 70 = Θ L70 − Θ C70 and Δ
60 = Θ L60 −Θ C60 with the sound velocity ratio R as a variable.
There is a relationship like 0. In the case of this embodiment, since R = 1.05, Δ 70 = 8.8 and Δ 60 = 5.8 from FIGS. 9 and 10. These values and the measured refraction angle in the L direction Θ L70 = 76.6 °,
Using θ L60 = 66.3 °, Δ 70 = θ L70 −θ C70 and Δ
From the relation of 60 = Θ L60 -Θ C60 , Θ C70 = 67.8, Θ C60 = 60.5
Becomes
【0068】C方向の探傷屈折角ΘC70、ΘC60と探触子
の入射角θwedgeと楔の音速Vwedgeから(15)式のス
ネルの法則を用いて探傷屈折角方向の音速VΘを求める
ことができる。
sinΘ/VΘ=sinθwedge/Vwedge …(15)
(15)式にΘ=ΘC70=67.8°、θwedge=52.58°、
Vwedge=2730m/sを代入するとV67.8=3180m/sが求ま
り、また、Θ=ΘC60=60.5°、θwedge=52.58°、V
wedge=2730m/sを代入するとV60.5=3245m/sが求ま
る。これらの2つの音速値と最初に求めたV0C=3065m/
sを屈折角0°での音速として図にすると図11のよう
になる。前記の実施の形態と同じように、図11を(1
3)式で回帰すると図5になる。From the flaw detection refraction angles Θ C70 and Θ C60 in the C direction, the incident angle θ wedge of the probe, and the sound velocity V wedge of the wedge, the sound velocity V Θ in the flaw detection refraction angle direction is calculated using Snell's law of equation (15). You can ask. sin Θ / V Θ = sin θ wedge / V wedge (15) In equation (15), Θ = Θ C70 = 67.8 °, θ wedge = 52.58 °,
Substituting V wedge = 2730m / s, V 67.8 = 3180m / s is obtained, and Θ = Θ C60 = 60.5 °, θ wedge = 52.58 °, V
wedge = 2730m / s to assign and V 60.5 = 3245m / s is obtained. These two sound velocity values and the first obtained V 0C = 3065m /
If s is the speed of sound at a refraction angle of 0 °, it becomes as shown in FIG. As in the previous embodiment, FIG.
Regression by equation 3) results in Fig. 5.
【0069】以上のような方法により、音速分布(音速
の屈折角依存性)を求めることが可能である。The sound velocity distribution (the dependence of the sound velocity on the refraction angle) can be obtained by the above method.
【0070】なお、この本実施の形態ではL方向のV走
査を2つの公称屈折角の探触子で行ったが、その他の角
度で図9、図10のようなL方向とC方向の屈折角のズ
レの関係を連続的に求めておけば、前記のようにアレイ
型探触子や可変角SV波探触子を用いて測定したL方向
におけるすべての屈折角のズレをC方向でのズレに換算
できて、回帰の精度を向上することができる。In this embodiment, V scanning in the L direction is performed by the probe having two nominal refraction angles, but refraction in the L direction and the C direction as shown in FIGS. 9 and 10 is performed at other angles. If the relationship of the angular deviations is continuously obtained, all the deviations of the refraction angles in the L direction measured using the array type probe or the variable angle SV wave probe as described above in the C direction are obtained. It can be converted to a deviation and the accuracy of regression can be improved.
【0071】次に、半円形の楔の周上に振動子を貼りつ
け、式の探触子の超音波の出射点を焦点とした、図12
に示すようなラインフォーカス型斜角探触子31を2つ
用いて音速の屈折角依存性を測定する方法を説明する。
肉厚Zの鋼板21の上にラインフォーカス型斜角探触子
31を2つ、図13に示すように配置し、V走査を行
い、透過エコーの検出できる位置で、入射点間距離D、
伝搬時間tを計測し、音速Vを次式で求める。
V={(2Z)2+D2}1/2/t …(16)
またこの時の伝搬方向を示す屈折角は、次式で与えられ
る。
θ=tan-1{D/(2Z)}
以上のような方法で、様々な位置において音速を測定す
ることにより音速の屈折角依存性を求めることができ
る。Next, a transducer is attached on the circumference of a semi-circular wedge, and the ultrasonic wave emission point of the formula probe is used as a focal point, as shown in FIG.
A method of measuring the refraction angle dependence of the sound velocity by using two line focus type oblique angle probes 31 as shown in FIG.
Two line focus type bevel probes 31 are arranged on the steel plate 21 having a wall thickness Z as shown in FIG. 13, V scanning is performed, and a distance D between incident points at a position where transmission echo can be detected,
The propagation time t is measured and the sound velocity V is calculated by the following equation. V = {(2Z) 2 + D 2 } 1/2 / t (16) The refraction angle indicating the propagation direction at this time is given by the following equation. θ = tan −1 {D / (2Z)} The refractive angle dependence of the sound velocity can be obtained by measuring the sound velocity at various positions by the above method.
【0072】[0072]
【発明の効果】以上述べたように、本発明のうち、請求
項1に係る発明においては、予め鋼種及び圧延条件毎に
音速の屈折角依存性を測定し、そのデータを記憶装置に
記憶しておき、探傷時に、探傷に使用する屈折角に対応
する入射角を、これらの屈折角依存性のデータを用いて
自動的に算出し、算出された入射角を有する探触子を選
定するようにしているので、音響異方性を有する長手継
手溶接鋼管の溶接部を探傷する場合においても、正しい
屈折角で超音波を入射させることができるような探触子
を選定することができ、従って、決められた内面入射角
を有する超音波を、正確に欠陥探傷部に照射することが
できる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the dependence of the sound velocity on the refraction angle is measured in advance for each steel type and rolling condition, and the data is stored in the storage device. In addition, at the time of flaw detection, the incident angle corresponding to the refraction angle used for flaw detection is automatically calculated using the data of these refraction angle dependences, and the probe having the calculated incidence angle is selected. Therefore, even when detecting a welded portion of a longitudinal joint welded steel pipe having acoustic anisotropy, it is possible to select a probe capable of injecting ultrasonic waves at the correct refraction angle, and therefore The ultrasonic wave having the determined incident angle on the inner surface can be accurately applied to the defect flaw detection portion.
【0073】請求項2に係る発明においては、予め鋼種
及び圧延条件毎に音速の屈折角依存性を測定し、そのデ
ータを記憶装置に記憶しておき、探傷時に、使用する探
触子の入射角及び探触子中音速に応じた探傷屈折角を、
これらの屈折角依存性のデータを用いて自動的に算出
し、算出された探傷屈折角から、探触子の設定位置を自
動的に算出するようにしているので、超音波を正確に欠
陥探傷部に照射することができる。In the invention according to claim 2, the dependence of the sound velocity on the refraction angle is measured in advance for each steel type and rolling condition, and the data is stored in a storage device. Angle and the probe refraction angle according to the medium sound velocity,
It is automatically calculated using these refraction angle dependence data, and the probe setting position is automatically calculated from the calculated flaw detection angle. The area can be illuminated.
【0074】請求項3に係る発明においては、可変角探
触子又はアレイ型斜角探触子を2つ用い、探触子の入射
角を同じにして被検査体の上に対向させて配置し、V走
査を行い、最大エコーを検出する位置で音速を測定する
ことを、入射角を変えて多数回行うことによって音速の
屈折角依存性を測定するようにしているので、音速の屈
折角依存性を正確に測定することができる。In the invention according to claim 3, two variable-angle probes or array-type oblique-angle probes are used, and the probes are arranged facing each other on the object to be inspected at the same incident angle. However, the V-scan is performed, and the sound velocity is measured at the position where the maximum echo is detected. The refractive angle dependence of the sound velocity is measured by changing the incident angle many times and measuring the sound velocity. The dependency can be accurately measured.
【0075】請求項4にかかる発明においては、探触子
の入射角を同じにして被検査体の上に、探傷屈折角に対
応した距離だけ離して対向させて配置し、入射角を変え
て最大エコーが検出される入射角を検出し、スネルの法
則を利用して被検査体中の音速を算出するようにしてい
るので、音速の屈折角依存性を正確に測定することがで
きる。According to the fourth aspect of the present invention, the incident angles of the probes are set to be the same, and the probes are arranged on the object to be inspected so as to face each other with a distance corresponding to the flaw refraction angle, and the incident angles are changed. Since the incident angle at which the maximum echo is detected is detected and the speed of sound in the object to be inspected is calculated by using Snell's law, it is possible to accurately measure the refraction angle dependence of the speed of sound.
【0076】請求項5に係る発明においては、ラインフ
ォーカス型斜角探触子を2つ用い、被検査体の上に対向
させて配置し、V走査を行い、透過エコーの検出が可能
な位置で音速を測定することによって音速の屈折角依存
性を測定するようにしているので、音速の屈折角依存性
を正確に測定することができる。In the invention according to claim 5, two line-focus type oblique-angle probes are used, and they are arranged on the object to be inspected so as to face each other, and V scanning is performed so that a transmission echo can be detected. Since the refraction angle dependency of the sound velocity is measured by measuring the sound velocity with, it is possible to accurately measure the refraction angle dependency of the sound velocity.
【0077】請求項6に係る発明においては、互いに異
なる偏波面をもつ2つの横波の音速比とL方向(圧延方
向)に伝播するSV波の音速の屈折角依存性とから、C
方向(圧延方向と直角な方向)の音速の屈折角依存性を
測定するようにしているので、L方向の音速の屈折率依
存性からC方向の音速の屈折率依存性を算出することが
できる。In the invention according to claim 6, from the sound velocity ratio of two transverse waves having different polarization planes and the refractive angle dependence of the sound velocity of the SV wave propagating in the L direction (rolling direction), C
Since the refractive angle dependence of the sound velocity in the direction (direction perpendicular to the rolling direction) is measured, the refractive index dependence of the sound speed in the C direction can be calculated from the refractive index dependence of the sound speed in the L direction. .
【0078】請求項7に係る発明においては、音速の屈
折角依存性を、周期π/2又はπの周期関数で回帰し
て、関数形として記憶装置に記憶するようにしているの
で、屈折角と音速の関係を連続的に決定することがで
き、かつ、少ないパラメータで屈折角と音速の関係を決
定することができる。In the invention according to claim 7, the refraction angle dependence of the sound velocity is regressed by a periodic function of the period π / 2 or π and is stored in the storage device as a function form. And the sound velocity can be continuously determined, and the relationship between the refraction angle and the sound velocity can be determined with a small number of parameters.
【0079】請求項8に係る発明は請求項1に係る発明
と、請求項9に係る発明は請求項2に係る発明と、それ
ぞれ同様の効果を有する。The invention according to claim 8 has the same effect as the invention according to claim 1 and the invention according to claim 9 has the same effect as the invention according to claim 2.
【図1】本発明の実施の形態の1例を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態の他の例を示すブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram showing another example of the embodiment of the present invention.
【図3】音響異方性を有する被検査体の音速の屈折角依
存性を測定した方法の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a method for measuring the refractive angle dependence of the sound velocity of a test object having acoustic anisotropy.
【図4】屈折角と横波音速の関係(音速の屈折角依存
性)を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a refraction angle and a transverse wave sound velocity (dependence of a sound velocity on a refraction angle).
【図5】図4に示されたデータを回帰式で回帰して表わ
したものを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing what is shown by regression of the data shown in FIG. 4 by a regression equation.
【図6】アレイ型探触子でV走査を行う方法を示す概略
図である。FIG. 6 is a schematic view showing a method of performing V scanning with an array type probe.
【図7】肉厚方向に伝播する横波のL方向偏波とC方向
偏波を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing L-direction polarization and C-direction polarization of transverse waves propagating in the thickness direction.
【図8】探触子をL方向に平行に対向させてV走査を行
う様子を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a state in which a probe is opposed in parallel to the L direction and V scanning is performed.
【図9】探傷屈折角70°におけるL方向とC方向の屈
折角のズレの関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between deviations of refraction angles in the L direction and the C direction at a flaw detection refraction angle of 70 °.
【図10】探傷屈折角60°におけるL方向とC方向の
屈折角のズレの関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a relationship between deviations of refraction angles in the L direction and the C direction at a flaw detection refraction angle of 60 °.
【図11】屈折角と横波音速の関係(音速の屈折角依存
性)を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a refraction angle and a transverse wave sound velocity (dependence of a sound velocity on a refraction angle).
【図12】ラインフォーカス型斜角探触子を示す図であ
る。FIG. 12 is a diagram showing a line focus type bevel probe.
【図13】ラインフォーカス型斜角探触子を用いてV走
査を行う様子を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a state in which V scanning is performed using a line focus type bevel probe.
【図14】従来法において探傷屈折角を求める方法の例
を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an example of a method for obtaining a flaw detection refraction angle in a conventional method.
【図15】探傷屈折角を求めるためのグラフの1例であ
る。FIG. 15 is an example of a graph for obtaining a flaw detection refraction angle.
【図16】探傷方向の音速変化を求めることによって、
探傷屈折角・探傷位置を精度よく測定する方法の先行技
術の例を示す図である。FIG. 16 is a graph showing the change in sound velocity in the flaw detection direction.
It is a figure which shows the example of the prior art of the method of measuring a flaw detection refraction angle and a flaw detection position accurately.
【図17】図16に示す方法において用いられる実屈折
角と音速の関係を示す図である。17 is a diagram showing the relationship between the actual refraction angle and the speed of sound used in the method shown in FIG.
【符号の説明】 11 探傷屈折角、鋼種、圧延条件入力手段 12 音速分布記憶手段 13 入射角算出手段 14 入射角、探触子中音速、鋼種、圧延条件入力手段 15 鋼管サイズ入力手段 16 屈折角算出手段 17 探触子位置算出手段 21 被検査体(鋼管) 22 溶接ビード 23 欠陥 24 発信用可変角探触子 25 受信用可変角探触子 26、26’ 発信用リニアアレイ型探触子 27、27’ 受信用リニアアレイ型探触子 28 垂直型横波探触子 29 送信用斜角探触子 30 受信用斜角探触子 31 ラインフォーカス型斜角探触子[Explanation of symbols] 11 Flaw detection angle, steel type, rolling condition input means 12 Sound velocity distribution storage means 13 Incidence angle calculation means 14 Incidence angle, probe sound velocity, steel grade, rolling condition input means 15 Steel pipe size input means 16 Refraction angle calculation means 17 Probe position calculation means 21 Inspection object (steel pipe) 22 Weld beads 23 defects 24 Variable angle probe for transmission 25 Variable angle probe for reception 26,26 'Transmitting linear array type probe 27, 27 'Receiving linear array type probe 28 Vertical Transverse Wave Transducer 29 Bevel probe for transmission 30 Bevel probe for reception 31 Line Focus Bevel Probe
フロントページの続き (72)発明者 清水 武夫 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−9554(JP,A) 特開 平3−293559(JP,A) 特開 平8−220079(JP,A) 特開 平8−261992(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 29/00 - 29/28 Front page continuation (72) Inventor Takeo Shimizu Marunouchi 1-2-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (56) Reference JP-A-59-9554 (JP, A) JP-A-3-293559 ( JP, A) JP-A-8-220079 (JP, A) JP-A-8-261992 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 29/00-29/28
Claims (9)
溶接部を超音波で探傷する方法において、予め鋼種及び
圧延条件毎に音速の屈折角依存性を測定し、そのデータ
を記憶装置に記憶しておき、探傷時に、探傷に使用する
屈折角に対応する入射角を、これらの屈折角依存性のデ
ータを用いて自動的に算出し、算出された入射角を有す
る探触子を選定して使用することを特徴とする超音波探
傷方法。1. In a method of ultrasonically detecting a welded portion of a longitudinal joint welded steel pipe having acoustic anisotropy, the refractive angle dependence of the sound velocity is measured in advance for each steel type and rolling condition, and the data is stored in a storage device. Memorize and automatically calculate the incident angle corresponding to the refraction angle used for flaw detection using these refraction angle dependency data, and select the probe with the calculated incident angle. An ultrasonic flaw detection method, which is characterized by being used.
溶接部を超音波で探傷する方法において、予め鋼種及び
圧延条件毎に音速の屈折角依存性を測定し、そのデータ
を記憶装置に記憶しておき、探傷時に、使用する探触子
の入射角及び探触子中音速に応じた探傷屈折角を、これ
らの屈折角依存性のデータを用いて自動的に算出し、算
出された探傷屈折角から、探触子の設定位置を自動的に
算出することを特徴とする超音波探傷方法。2. In a method of ultrasonically detecting a welded portion of a longitudinal joint welded steel pipe having acoustic anisotropy, the refractive angle dependence of the sound velocity is measured in advance for each steel type and rolling condition, and the data is stored in a storage device. It was memorized, and at the time of flaw detection, the flaw detection refraction angle according to the incident angle of the probe to be used and the sound velocity in the probe was automatically calculated using these refraction angle dependence data, and was calculated. An ultrasonic flaw detection method characterized in that a set position of a probe is automatically calculated from a flaw detection refraction angle.
音波探傷方法であって、可変角探触子又はアレイ型斜角
探触子を2つ用い、探触子の入射角を同じにして被検査
体の上に対向させて配置し、V走査を行い、最大エコー
を検出する位置で被検査体中の音速を測定することを、
入射角を変えて多数回行うことによって音速の屈折角依
存性を測定することを特徴とする鋼管の超音波探傷方
法。3. The ultrasonic flaw detection method for a steel pipe according to claim 1 or 2, wherein two variable angle probes or array-type bevel angle probes are used, and an incident angle of the probe is changed. In the same manner, they are arranged facing each other on the object to be inspected, V scanning is performed, and the sound velocity in the object to be inspected is measured at the position where the maximum echo is detected.
An ultrasonic flaw detection method for a steel pipe, characterized in that the refractive angle dependence of sound velocity is measured by changing the incident angle many times.
音波探傷方法であって、可変角探触子又はアレイ型斜角
探触子を2つ用い、探触子の入射角を同じにして被検査
体の上に、探傷屈折角に対応した距離だけ離して対向さ
せて配置し、入射角を変えて最大エコーが検出される入
射角を検出し、スネルの法則を利用して被検査体中の音
速を算出することを、探傷屈折角を変えて多数回行うこ
とによって音速の屈折角依存性を測定することを特徴と
する鋼管の超音波探傷方法。4. The ultrasonic flaw detection method for a steel pipe according to claim 1 or 2, wherein two variable angle probes or array-type bevel angle probes are used, and an incident angle of the probe is changed. In the same way, on the object to be inspected, they are arranged facing each other with a distance corresponding to the flaw detection refraction angle, the incident angle is changed to detect the maximum echo, and Snell's law is used. An ultrasonic flaw detection method for a steel pipe, characterized in that the dependence of the sound velocity on the refraction angle is measured by calculating the sound velocity in the inspected object many times by changing the flaw detection refraction angle.
音波探傷方法であって、半円形の楔の周上に振動子を貼
りつけ、探触子の超音波の出射点を焦点としたラインフ
ォーカス型斜角探触子を2つ用い、被検査体の上に対向
させて配置し、V走査を行い、透過エコーの検出が可能
な位置で被検査体中の音速を測定することによって音速
の屈折角依存性を測定することを特徴とする鋼管の超音
波探傷方法。5. The ultrasonic flaw detection method for a steel pipe according to claim 1, wherein a transducer is attached on the circumference of a semi-circular wedge, and the ultrasonic wave emission point of the probe is focused. Two line-focusing type bevel probes are arranged facing each other on the object to be inspected, V scanning is performed, and the sound velocity in the object to be inspected is measured at a position where transmission echo can be detected. An ultrasonic flaw detection method for a steel pipe, characterized by measuring the dependence of sound velocity on the refraction angle.
音波探傷方法であって、肉厚方向に伝播し、互いに異な
る偏波面を持つ2つの横波の音速比とL方向(圧延方
向)に伝播するSV波の音速の屈折角依存性とから、C
方向(圧延方向と直角な方向)の音速の屈折角依存性を
測定することを特徴とする鋼管の超音波探傷方法。6. The ultrasonic flaw detection method for a steel pipe according to claim 1 or 2, wherein the sound velocity ratio of two transverse waves propagating in the thickness direction and having different polarization planes and the L direction (rolling direction). ), The velocity of sound of the SV wave propagating to
An ultrasonic flaw detection method for a steel pipe, characterized by measuring the dependence of sound velocity in a direction (a direction perpendicular to the rolling direction) on the refraction angle.
項に記載の鋼管の超音波探傷方法であって、音速の屈折
角依存性を、周期π/2又はπの周期関数で回帰して、
関数形として記憶装置に記憶することを特徴とする鋼管
の超音波探傷方法。7. Any one of claims 1 to 6
An ultrasonic flaw detection method for a steel pipe according to item 1, wherein the refractive angle dependence of the sound velocity is regressed with a periodic function of period π / 2 or π,
A method for ultrasonic flaw detection of a steel pipe, characterized by storing it in a storage device as a functional form.
角依存性を記憶する音速分布記憶手段と、探傷屈折角、
鋼種及び圧延条件を入力する手段と、入力された探傷屈
折角、鋼種及び圧延条件から、前記音速分布記憶手段に
記憶された音速の屈折角依存性のデータを用いて入射角
を算出する入射角算出手段とを有してなることを特徴と
する鋼管の超音波探傷装置。8. A sound velocity distribution storage means for storing the refraction angle dependence of the sound velocity for each steel type and rolling condition of a steel pipe, and a flaw detection refraction angle,
A means for inputting the steel type and rolling conditions, and an incident angle for calculating the incident angle from the input flaw detection refraction angle, the steel type and rolling conditions, using the data of the refraction angle dependence of the sonic velocity stored in the sonic velocity distribution storage means. An ultrasonic flaw detector for a steel pipe, comprising: a calculating unit.
角依存性を記憶する音速分布記憶手段と、鋼種、圧延条
件、及び探触子の入射角又は公称屈折角、探触子中音速
を入力する手段と、鋼管のサイズを入力する手段と、入
力された鋼種、圧延条件及び探触子の入射角又は公称屈
折角、探触子中音速から、前記音速分布記憶手段に記憶
された音速の屈折角依存性のデータを用いて探傷屈折角
を算出する屈折角演算手段と、算出された探傷屈折角及
び入力された鋼管のサイズから、探触子の設定位置を算
出する探触子位置算出手段とを有してなることを特徴と
する鋼管の超音波探傷装置。9. A sound velocity distribution storage means for storing the refraction angle dependence of the sound velocity for each steel type and rolling condition of the steel pipe, and the steel type, rolling condition, incident angle or nominal refraction angle of the probe, and medium sound velocity of the probe. From the input steel type, the means for inputting the size of the steel pipe, the input steel type, rolling conditions, the incident angle or nominal refraction angle of the probe, and the sonic velocity in the probe. A refraction angle calculating means for calculating a flaw detection refraction angle using data on the dependence of sound velocity on the refraction angle, and a probe for calculating a set position of the probe from the calculated flaw detection refraction angle and the input steel pipe size. An ultrasonic flaw detector for a steel pipe, comprising: a position calculating means.
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