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JP7629334B2 - Ultrasonic inspection method for welds - Google Patents
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Description

本発明は、超音波を用いて溶接部を検査する超音波検査方法に係り、特に未溶着長さを測定することができる超音波検査方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic inspection method for inspecting welds using ultrasonic waves, and in particular to an ultrasonic inspection method capable of measuring the length of unwelded areas.

一般に、被検査体の内部欠陥を検出する非破壊検査法の一つとして、超音波探傷法が様々な産業分野で多く用いられている。超音波探傷による欠陥検出は、超音波が欠陥で反射する現象を利用して行われている。 Generally, ultrasonic testing is widely used in various industrial fields as a non-destructive testing method for detecting internal defects in objects under test. Defect detection using ultrasonic testing is carried out by utilizing the phenomenon in which ultrasonic waves are reflected by defects.

超音波探傷による欠陥検出は、超音波を送信・受信する超音波探触子を被検査体の表面に配置して、超音波探触子から超音波パルスを送信し、その反射波(反射エコーともいう)を超音波探触子で受信し、この受信した反射波を信号処理することで、被検査体の内部の欠陥の有無を判定している。 In defect detection using ultrasonic testing, an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves is placed on the surface of the object being inspected, ultrasonic pulses are transmitted from the ultrasonic probe, and the reflected waves (also called reflected echoes) are received by the ultrasonic probe. The received reflected waves are then subjected to signal processing to determine whether or not there are any internal defects in the object being inspected.

ところで、溶接構造物の溶接には、母材の板厚方向を完全に溶け込ます「完全溶け込み溶接」と、途中まで溶け込ます「部分溶け込み溶接」があるが、「部分溶け込み溶接」の場合、未溶着部が残ることになる。そして、溶接部に応力が加わる構造体の場合、母材に対する未溶着部の未溶着長さで静強度、疲労強度が変わってくる。 There are two types of welding for welded structures: "full penetration welding," in which the metal completely penetrates the base material in the thickness direction, and "partial penetration welding," in which the metal penetrates only partway through. With "partial penetration welding," however, unwelded areas remain. In the case of structures in which stress is applied to the welded areas, the static strength and fatigue strength change depending on the unwelded length of the unwelded areas relative to the base material.

このため、溶接施工後の未溶着長さを確認したいという要請がある。未溶着長さを超音波探傷によって測定する方法としては、例えば、特開2004-333387号公報(特許文献1)に記載された技術(以下、従来技術という)が知られている。 Therefore, there is a demand to check the unwelded length after welding. As a method for measuring the unwelded length using ultrasonic testing, for example, the technology described in JP 2004-333387 A (Patent Document 1) (hereinafter referred to as the prior art) is known.

特許文献1に記載の従来技術は、溶接部における溶け込み残り部分としてのスリット部へ超音波を導入している。そして、スリット部からの反射波により溶接状態の良否を判定する手段として、予め実製品と共通した人工欠陥試験体によるデータを作成し、これらのデータに基づいて、スリット高さの判定を行うための最適な超音波探触子の探傷位置を定めて測定することで、精度の良好な測定値が得られようにするものである。 The conventional technology described in Patent Document 1 introduces ultrasonic waves into the slit, which is the remaining welded portion in the weld. Then, as a means of determining whether the weld is good or bad based on the reflected waves from the slit, data is created in advance from an artificial defect test specimen that is the same as the actual product, and based on this data, the optimal inspection position of the ultrasonic probe for determining the slit height is determined and measured, thereby obtaining highly accurate measurement values.

そのための具体的手段として、予め、異なる高さのスリット部を付与した複数個の人工欠陥試験体を製作し、これら各試験体について、超音波探触子を特定位置からスリット部に対して接近・分離・移動させた時の複数のエコー高さを測定している。そして、これらの各試験体における複数位置でのエコー高さの測定結果をデータ化し、これらのデータのうち、溶接部の良否判定基準となる高さのスリット部を有する試験体の基準データを元に、他の試験体によるデータの値と基準データの値との差が明確に表れている部分での探触子の測定位置を決定している。 As a specific means for achieving this, multiple artificially defective test specimens with slits of different heights are created in advance, and multiple echo heights are measured for each of these test specimens when an ultrasonic probe is moved toward, away from, and moved from a specific position toward the slit. The echo height measurement results at multiple positions for each of these test specimens are then digitized, and from among this data, the reference data for a test specimen with a slit of a height that serves as the criterion for determining whether a weld is good or bad is used to determine the measurement position of the probe at a portion where a difference between the data values from other test specimens and the reference data values is clearly evident.

更に、この測定位置における各試験体のエコー高さを抽出したマスターデータを作成し、次いで、検査対象である実製品の溶接部に対して、先の探触子測定位置でのスリット部のエコー高さを測定して、この実製品におけるエコー高さの測定値をマスターデータと照合して溶接状態の良否を判定するようにしている。 Furthermore, master data is created by extracting the echo height of each test piece at this measurement position, and then the echo height of the slit part at the probe measurement position is measured for the welded part of the actual product to be inspected, and the measured echo height of this actual product is compared with the master data to judge whether the weld condition is good or bad.

特開2004-333387号公報JP 2004-333387 A

しかしながら、特許文献1に記載の従来技術では、あらかじめ試験体を用意して比較するマスターデータを取得する必要がある、また、溶接状態の良否を判定することはできるが、未溶着長さを算出することができなく、使い勝手が悪いという課題を有している。 However, the conventional technology described in Patent Document 1 requires the preparation of a test specimen in advance to obtain master data for comparison. In addition, although it can determine whether the welding condition is good or bad, it cannot calculate the unwelded length, which makes it difficult to use.

本発明の目的は、マスターデータを準備する必要がなく、しかも未溶着部の未溶着長さを高い精度で測定することができる溶接部の超音波検査方法を提供することにある。 The objective of the present invention is to provide an ultrasonic inspection method for welds that does not require the preparation of master data and can measure the unwelded length of unwelded parts with high accuracy.

上記課題を解決するために、本発明は、同一位置の溶接金属部、及び未溶着部に対して、第1超音波探触子の第1入射位置から、第1屈折角度で超音波を斜め方向に入射し、第2超音波探触子の第1入射位置とは異なる第2入射位置から、第1屈折角度とは異なる第2屈折角度で超音波を斜め方向に入射し、第1超音波探触子に基づく第1反射波と第2超音波探触子に基づく第2反射波とから、未溶着部の未溶着長さを測定する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problem, the present invention is characterized in that ultrasonic waves are incident obliquely from a first incident position of a first ultrasonic probe at a first refraction angle to a welded metal portion and an unwelded portion at the same position, and ultrasonic waves are incident obliquely from a second incident position different from the first incident position of a second ultrasonic probe at a second refraction angle different from the first refraction angle, and the unwelded length of the unwelded portion is measured from the first reflected wave based on the first ultrasonic probe and the second reflected wave based on the second ultrasonic probe.

本発明によれば、マスターデータを準備する必要がなく、しかも未溶着部の未溶着長さを高い精度で測定することができる。 According to the present invention, there is no need to prepare master data, and the unwelded length of the unwelded portion can be measured with high accuracy.

本発明における超音波探傷装置の構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a configuration of an ultrasonic flaw detection device according to the present invention. 本発明における探傷条件設定の手順を示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for setting inspection conditions in the present invention. 未溶着部を有する溶接構造物のうち、設計上で溶接変形が生じていない場合の断面を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a welded structure having an unwelded portion when no welding deformation occurs according to the design. 未溶着部を有する溶接構造物のうち、実際の溶接変形が生じている場合の断面を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a welded structure having an unwelded portion in which actual welding deformation has occurred. 図3に示す溶接変形が生じていない未溶着部の超音波経路を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an ultrasonic wave path in an unwelded portion where no welding deformation shown in FIG. 3 occurs. 図4に示す溶接変形が生じている未溶着部の超音波経路を示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing an ultrasonic wave path in an unwelded portion where the welding deformation shown in FIG. 4 occurs; FIG. 本発明の第1の実施形態になる溶接構造物と二つの超音波探触子の配置状態を示す上面図である。1 is a top view showing an arrangement of a welded structure and two ultrasonic probes according to a first embodiment of the present invention; 図7に示す第1超音波探触子の超音波経路を模式的に示す説明図である。8 is an explanatory diagram illustrating an ultrasonic path of the first ultrasonic probe shown in FIG. 7 . FIG. 図7に示す第2超音波探触子の超音波経路を模式的に示す説明図である。8 is an explanatory diagram illustrating an ultrasonic path of the second ultrasonic probe shown in FIG. 7 . FIG. 図7に示す第1超音波探触子の探傷条件を設定する設定画面の例を示す説明図である。8 is an explanatory diagram showing an example of a setting screen for setting inspection conditions for the first ultrasonic probe shown in FIG. 7 . FIG. 図7に示す第2超音波探触子の探傷条件を設定する設定画面の例を示す説明図である。8 is an explanatory diagram showing an example of a setting screen for setting inspection conditions for the second ultrasonic probe shown in FIG. 7 . FIG. 図7に示す第1超音波探触子と第2超音波探触子の共通の探傷条件を設定する設定画面の例を示す説明図である。8 is an explanatory diagram showing an example of a setting screen for setting common inspection conditions for the first ultrasonic probe and the second ultrasonic probe shown in FIG. 7 . FIG. 未溶着長さの測定手順を示すフローチャート図である。FIG. 11 is a flow chart showing a procedure for measuring the unwelded length. 図7に示す第1超音波探触子と第2超音波探触子の探傷画像と、これらの画像を使用し未溶着長さを測定する測定画面の例を示す説明図である。8 is an explanatory diagram showing an example of flaw detection images of the first ultrasonic probe and the second ultrasonic probe shown in FIG. 7 and a measurement screen for measuring the unwelded length using these images. FIG. 本発明の第2の実施形態になる溶接構造物と、この例における超音波探触子の配置状態と、超音波経路を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a welded structure according to a second embodiment of the present invention, the arrangement of an ultrasonic probe in this example, and an ultrasonic path. 本発明の第3の実施形態になる溶接構造物と、この例における超音波探触子の配置状態と、超音波経路を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a welded structure according to a third embodiment of the present invention, the arrangement of an ultrasonic probe in this example, and an ultrasonic path. 図16に示す超音波探触子の位置決め治具を示す構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram showing a positioning jig for the ultrasonic probe shown in FIG. 16 . 本発明の第4の実施形態になる溶接構造物と、この例における超音波探触子の配置状態を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a welded structure according to a fourth embodiment of the present invention and the arrangement of an ultrasonic probe in this example. 図18に示す超音波探触子の配置状態と超音波経路を模式的に示す説明図である。19 is an explanatory diagram illustrating the arrangement of the ultrasonic probe and the ultrasonic path illustrated in FIG. 18 . 本発明の第5の実施形態になる溶接構造物と、この例における超音波探触子の配置状態を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a welded structure according to a fifth embodiment of the present invention and the arrangement of an ultrasonic probe in this example. 図20に示す超音波探触子の配置状態と超音波経路を模式的に示す説明図である。21 is an explanatory diagram illustrating the arrangement of the ultrasonic probe and the ultrasonic path illustrated in FIG. 20. FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment, and the scope of the present invention includes various modifications and applications within the technical concept of the present invention.

本発明の第1の実施形態になる溶接部の超音波検査方法について、図1~図14を用いて詳細に説明する。 The ultrasonic inspection method for welded joints according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figures 1 to 14.

図1には、本発明の第1の実施形態における超音波探傷装置の全体の構成を示している。図示のように、超音波探傷装置は、検査対象Smpに超音波を入射するアレイ型の超音波探触子10、超音波探傷制御部11、及び探傷画像を表示する機能や探傷条件を設定する機能を備えた表示部12で構成されている。 Figure 1 shows the overall configuration of an ultrasonic flaw detection device in a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the ultrasonic flaw detection device is composed of an array-type ultrasonic probe 10 that irradiates ultrasonic waves on the inspection object Smp, an ultrasonic flaw detection control unit 11, and a display unit 12 that has the function of displaying the flaw detection image and the function of setting the flaw detection conditions.

超音波探傷制御部11は、超音波探触子10からの入射波の位相や強度を設定する機能や、超音波探触子10からの反射波の強度や伝搬時間から未溶着部を検出する機能を備える演算部13、演算部13から入射波の遅延時間を制御する遅延時間制御部14、遅延時間制御部14からの制御信号に基づいて入射波を生成するためのパルサー15、超音波探触子10からの反射波を受信するレシーバ16、レシーバ16からの反射波に基づいた強度や伝搬時間等を収集して記憶するデータ収集部17等から構成されている。 The ultrasonic flaw detection control unit 11 is composed of a calculation unit 13 that has the function of setting the phase and intensity of the incident wave from the ultrasonic probe 10 and the function of detecting unwelded parts from the intensity and propagation time of the reflected wave from the ultrasonic probe 10, a delay time control unit 14 that controls the delay time of the incident wave from the calculation unit 13, a pulser 15 for generating the incident wave based on a control signal from the delay time control unit 14, a receiver 16 that receives the reflected wave from the ultrasonic probe 10, and a data collection unit 17 that collects and stores the intensity, propagation time, etc. based on the reflected wave from the receiver 16.

アレイ型の超音波探触子10は、基本的には超音波を発生し、検査対象Smpから戻ってきた超音波を受信する複数個の圧電振動素子から構成され、検査対象Smpの探傷面に設置される。そして、超音波探傷制御部11から供給される駆動信号により超音波(入射波)を発生させ、これを検査対象Smp伝播させて現れる反射波を検知し、この反射波を超音波探傷制御部11に入力する。 The array-type ultrasonic probe 10 is basically composed of multiple piezoelectric vibration elements that generate ultrasonic waves and receive ultrasonic waves returned from the inspection object Smp, and is placed on the inspection surface of the inspection object Smp. Then, ultrasonic waves (incident waves) are generated by a drive signal supplied from the ultrasonic inspection control unit 11, and the reflected waves that appear as the waves propagate through the inspection object Smp are detected, and the reflected waves are input to the ultrasonic inspection control unit 11.

超音波探傷制御部11は、超音波探触子10に超音波の送信(入射波)と受信(反射波)を行わせるもので、このため、上述した演算部13、遅延時間制御部14、パルサー15、レシーバ16、データ収集部17を備えている。パルサー15が駆動信号を超音波探触子10に供給し、これによって生じる反射波を超音波探触子10で受信してレシーバ16に送る処理を実行する。 The ultrasonic flaw detection control unit 11 causes the ultrasonic probe 10 to transmit (incident waves) and receive (reflected waves) ultrasonic waves, and for this purpose includes the above-mentioned calculation unit 13, delay time control unit 14, pulser 15, receiver 16, and data collection unit 17. The pulser 15 supplies a drive signal to the ultrasonic probe 10, and the ultrasonic probe 10 receives the reflected waves generated by this and sends them to the receiver 16.

このとき、演算部13は、遅延時間制御部14とパルサー15、レシーバ16、データ取集部17を制御して、これらを必要な動作が得られるように駆動する。先ず、遅延時間制御部14、パルサー15から出力される駆動信号のタイミングとレシーバ16による受信信号の入力タイミングの双方を制御し、これによりフェーズドアレイ方式による超音波探触子10の動作が得られるように機能させる。 At this time, the calculation unit 13 controls the delay time control unit 14, the pulser 15, the receiver 16, and the data collection unit 17, and drives them so as to obtain the required operation. First, it controls both the timing of the drive signal output from the delay time control unit 14 and the pulser 15 and the input timing of the received signal by the receiver 16, thereby functioning to obtain the operation of the ultrasonic probe 10 using the phased array method.

アレイ型の超音波探触子10よるフェーズドアレイ方式の動作とは、超音波の焦点深さと入射角度(屈折角度)を制御して、入射波を送信し、且つ反射波を受信する動作のことであり、これによってレシーバ16からデータ収集部17に反射波の信号が供給されることになる。 The operation of the phased array method using the array-type ultrasonic probe 10 is to control the focal depth and incident angle (refractive angle) of the ultrasonic waves to transmit incident waves and receive reflected waves, thereby supplying reflected wave signals from the receiver 16 to the data collection unit 17.

データ収集部17は、供給された反射波の信号を処理し、演算部13での演算に必要なデータとして記憶する。演算部13は、超音波探触子10で得られた波形を遅延時間に応じて合成処理して、超音波の入射角度毎の波形を画像化処理して表示部12に供給し、探傷画像として表示させる動作を実行する。 The data collection unit 17 processes the reflected wave signals supplied and stores them as data necessary for calculations in the calculation unit 13. The calculation unit 13 synthesizes the waveforms obtained by the ultrasonic probe 10 according to the delay time, images the waveforms for each ultrasonic incident angle, supplies them to the display unit 12, and displays them as flaw detection images.

次に、超音波探傷による未溶着長さを測定する場合の条件設定について、図2、図10~図12に基づき説明する。図10~図12は、以下に示す条件設定ステップに対応した設定画面を示している。 Next, the condition settings for measuring the unwelded length using ultrasonic testing will be explained with reference to Figures 2 and 10 to 12. Figures 10 to 12 show the setting screens corresponding to the condition setting steps shown below.

先ず、設計情報等を用いて事前に、使用する超音波探触子の周波数、素子サイズ、素子ピッチ、素子数、更に、屈折角度(探傷範囲)、焦点距離、同時励振数、座標算出に必要な音速等を決定しておく。そして、これに基づいて図2に示す超音波探傷装置の探傷条件設定ブロック20で決定された条件に沿って、図10~図12に示す設定を表示部12の画面上で実行する。尚、本実施形態では、超音波探触子を2個使用するため、図10、図11では、「設定タグ」(条件設定1、条件設定2)が2個設けられている。 First, the frequency, element size, element pitch, number of elements, as well as the refraction angle (detection range), focal length, number of simultaneous excitations, and sound speed required for coordinate calculation of the ultrasonic probe to be used are determined in advance using design information, etc. Then, based on this, the settings shown in Figs. 10 to 12 are executed on the screen of the display unit 12 in accordance with the conditions determined in the detection condition setting block 20 of the ultrasonic flaw detector shown in Fig. 2. Note that in this embodiment, since two ultrasonic probes are used, two "setting tags" (condition setting 1, condition setting 2) are provided in Figs. 10 and 11.

図2、図10~図11においては条件設定タグ1、2にあるように、ステップS20では、探傷に用いる探触子を選択する。ステップS21では、検査対象の材料定数(音速)を設定する。ステップS22では、アレイ型の超音波探触子10で同時に励振する素子の数を設定する。ステップS23では、探傷範囲、すなわち、屈折角度(もしくは、リニア走査範囲)の最大値、最小値を設定する。また、探傷の細かさ(ピッチ)を設定する。ステップS24では、超音波の焦点深さ(探傷距離)を設定する。ステップS25では、超音波の取り込み路程を設定する。 As shown in condition setting tags 1 and 2 in Figures 2, 10 and 11, in step S20, the probe to be used for flaw detection is selected. In step S21, the material constant (sound speed) of the inspection object is set. In step S22, the number of elements to be excited simultaneously in the array-type ultrasonic probe 10 is set. In step S23, the flaw detection range, i.e., the maximum and minimum values of the refraction angle (or linear scanning range), is set. Also, the fineness (pitch) of the flaw detection is set. In step S24, the focal depth of the ultrasonic waves (flaw detection distance) is set. In step S25, the ultrasonic capture path length is set.

また、図2、図12においては「設定タグ」(条件設定3)にあるように、ステップS26では、超音波の強さに関係するパルス電圧を設定する。ステップS27では、超音波の周波数に関係するパルス幅を設定する。ステップS28では、超音波を何回発生させるかに関係するバースト回数を設定する。ステップS29では、超音波の感度(ゲイン)のうち、ベースゲイン、プリアンプゲイン、デジタルゲインを設定する。また、表示モード等も設定する。 As shown in the "setting tag" (condition setting 3) in Figures 2 and 12, in step S26, the pulse voltage related to the strength of the ultrasound is set. In step S27, the pulse width related to the frequency of the ultrasound is set. In step S28, the number of bursts related to the number of times ultrasound is generated is set. In step S29, the base gain, preamplifier gain, and digital gain of the ultrasound sensitivity (gain) are set. Also, the display mode, etc. are set.

次に「部分溶け込み溶接」における課題について説明する。図3、図4に溶接構造物の断面を示している。図3は、未溶着部を有する溶接構造物のうち、設計上で溶接変形が生じていない場合の断面を示し、図4は、未溶着部を有する溶接構造物のうち、実際の溶接変形が生じている場合の断面を示している。 Next, we will explain the issues with "partial penetration welding." Figures 3 and 4 show cross sections of a welded structure. Figure 3 shows a cross section of a welded structure with an unwelded part where no welding deformation has occurred in the design, and Figure 4 shows a cross section of a welded structure with an unwelded part where actual welding deformation has occurred.

この例では、図3に示すように、母材A21(円筒)と母材B22(円筒)が、「レ型開先」の形状で溶接されている。この時、溶接金属23は母材B22の裏側(内周側)まで到達しておらず、未溶着部(いわゆるノッチとも称される)24を許容する設計となっている。しかしながら、実際には図4に示すように、熱収縮により母材B22が縮んで、母材A21を内側に押し込むことで変形して、未溶着部24の形状が設計上の形状から変化する。 In this example, as shown in Figure 3, base material A21 (cylinder) and base material B22 (cylinder) are welded in the shape of a "R-groove". At this time, the weld metal 23 does not reach the back side (inner circumference) of base material B22, and the design allows for an unwelded portion (also known as a notch) 24. However, in reality, as shown in Figure 4, base material B22 shrinks due to thermal contraction and deforms by pushing base material A21 inward, causing the shape of unwelded portion 24 to change from the designed shape.

そして、図5に示すように、アレイ型の超音波探触子25を母材B22の表面に配置して、セクタスキャンで未溶着部24を探傷する場合を考える。尚、この場合は図3の形態を対象としており、設計上の形態である。 As shown in Figure 5, consider the case where an array-type ultrasonic probe 25 is placed on the surface of the base material B22 and the unwelded portion 24 is inspected by sector scanning. Note that this case is targeted at the configuration in Figure 3, and is a design configuration.

超音波経路100は、未溶着境界部(溶接金属23と未溶着部24の境界)24aに到達し、更に反射して超音波探触子25に戻る。同様に超音波経路101は、未溶着端部(未溶着部24の内周側の端部)24cに到達し、反射して超音波探触子25に戻る。 The ultrasonic path 100 reaches the unwelded boundary (the boundary between the weld metal 23 and the unwelded portion 24) 24a, where it is reflected and returns to the ultrasonic probe 25. Similarly, the ultrasonic path 101 reaches the unwelded end portion (the end portion on the inner circumference side of the unwelded portion 24) 24c, where it is reflected and returns to the ultrasonic probe 25.

一方、超音波経路102は、未溶着途中部(未溶着部24の途中)24bに到達し、反射して超音波探触子25には戻らない。その結果、未溶着部24の両端を把握でき、未溶着長さが求まることになる。 On the other hand, the ultrasonic path 102 reaches the unwelded intermediate portion 24b (partway through the unwelded portion 24) and is reflected and does not return to the ultrasonic probe 25. As a result, both ends of the unwelded portion 24 can be grasped, and the unwelded length can be determined.

ところが、上述のように、実際には図6に示すように、溶接時の熱収縮により母材B22が縮み、母材A21を押し込んで変形させるようになる。その結果、超音波の進行経路が変わるという現象が発生する。 However, as described above, in reality, as shown in Figure 6, the base material B22 shrinks due to thermal contraction during welding, pushing into and deforming the base material A21. As a result, the propagation path of the ultrasonic waves changes.

例えば、超音波経路103は、未溶着境界部24aに到達し、更に反射して超音波探触子25に戻る。同様に超音波経路104は、未溶着端部24cに到達し、反射して超音波探触子25に戻る。更に、超音波経路105は、未溶着途中部24bに到達して反射するが、未溶着部24の形状(角度)が設計上の形状から変わっているため、超音波探触子25に戻ることがある。その結果、未溶着部24の両端を把握できなくなり、未溶着長さが求まらないことになる。 For example, ultrasonic path 103 reaches unwelded boundary 24a, is reflected, and returns to ultrasonic probe 25. Similarly, ultrasonic path 104 reaches unwelded end 24c, is reflected, and returns to ultrasonic probe 25. Furthermore, ultrasonic path 105 reaches unwelded intermediate portion 24b and is reflected, but may return to ultrasonic probe 25 because the shape (angle) of unwelded portion 24 has changed from the design shape. As a result, both ends of unwelded portion 24 cannot be grasped, and the unwelded length cannot be determined.

そこで、本実施形態では、図7~図9に示すように、同一位置の溶接金属部23、並びに未溶着部24に対して、斜角探傷法を基礎にして複数の入射位置(異なる位置)から、複数の屈折角度(異なる角度)で超音波を入射し、夫々の入射位置、及び屈折角度毎に、反射波を検出する方法を提案するものである。 In this embodiment, as shown in Figures 7 to 9, we propose a method in which ultrasonic waves are incident on a welded metal part 23 and an unwelded part 24 at the same position from multiple incident positions (different positions) and multiple refraction angles (different angles) based on the angle beam inspection method, and reflected waves are detected for each incident position and refraction angle.

更に具体的に説明すると、本実施形態は、同一位置の溶接金属23、及び未溶着部24に対して、第1超音波探触子25aの第1入射位置から、第1屈折角度で超音波を斜め方向に入射し、第2超音波探触子25bの第1入射位置とは異なる第2入射位置から、第1屈折角度とは異なる第2屈折角度で超音波を斜め方向に入射し、第1超音波探触子に基づく第1反射波と第2超音波探触子に基づく第2反射波とから、未溶着部の未溶着長さを測定する、ことを特徴としている。 More specifically, this embodiment is characterized in that ultrasonic waves are incident obliquely from a first incident position of the first ultrasonic probe 25a at a first refraction angle to the weld metal 23 and the unwelded portion 24 at the same position, and ultrasonic waves are incident obliquely from a second incident position different from the first incident position of the second ultrasonic probe 25b at a second refraction angle different from the first refraction angle, and the unwelded length of the unwelded portion is measured from the first reflected wave based on the first ultrasonic probe and the second reflected wave based on the second ultrasonic probe.

図7において、母材B22の軸線(C)の方向で溶接金属23に対して、遠い側の位置の第1超音波探触子25aと、近い側の位置の第2超音波探触子25bを配置し、同一位置の溶接金属部23、並びに未溶着部24に対して、超音波探傷を実行するようにしている。尚、同一位置の溶接金属部23、並びに未溶着部24とは、特定の位置ではなく、超音波探傷される広がりを有した領域(同一領域)の概念である。 In FIG. 7, a first ultrasonic probe 25a is positioned farther from the weld metal 23 in the direction of the axis (C) of the base material B22, and a second ultrasonic probe 25b is positioned closer to the weld metal 23, and ultrasonic inspection is performed on the weld metal portion 23 and the unwelded portion 24 at the same position. Note that the weld metal portion 23 and the unwelded portion 24 at the same position are not specific positions, but are a concept of an area (the same area) that has a spread that is subjected to ultrasonic inspection.

また、第1超音波探触子25aと第2超音波探触子25bは、別々の探触子として構成されて1つの筐体に収納されており、一体的な超音波探触子25として取り扱うことができる。 The first ultrasonic probe 25a and the second ultrasonic probe 25b are configured as separate probes and stored in a single housing, and can be handled as a single ultrasonic probe 25.

そして、第1超音波探触子25aと第2超音波探触子25bは、軸線(C)に沿って並べて配置されており、夫々の超音波探触子25a、25bは、溶接金属23に向けて、超音波を斜め方向で入射させている。この入射方法は良く知られているものである。 The first ultrasonic probe 25a and the second ultrasonic probe 25b are arranged side by side along the axis (C), and each of the ultrasonic probes 25a and 25b emits ultrasonic waves at an oblique angle toward the weld metal 23. This method of incidence is well known.

ここで、図8、図9にある通り、第1超音波探触子25aの超音波の入射位置は、第2超音波探触子25bの超音波の入射位置に対して、溶接金属23から遠い位置に設定され、また、第1超音波探触子25aの超音波の屈折角度(θa)は、第2超音波探触子25bの超音波の屈折角度(θb)に対して、大きい角度に設定されている。尚、屈折角度は、超音波探傷の分野で知られている屈折角度である。 Here, as shown in Figures 8 and 9, the ultrasonic wave incidence position of the first ultrasonic probe 25a is set to a position farther from the weld metal 23 than the ultrasonic wave incidence position of the second ultrasonic probe 25b, and the refraction angle (θa) of the ultrasonic wave of the first ultrasonic probe 25a is set to a larger angle than the refraction angle (θb) of the ultrasonic wave of the second ultrasonic probe 25b. Note that the refraction angle is a refraction angle known in the field of ultrasonic flaw detection.

このように、入射位置、及び屈折角度にかかわらず、常に反射波が検出されるか否かを確認することで、後述するように、検出された2つの反射波から、溶着部(溶接金属23)と未溶着部24の境界部24a、及び未溶着端部の端部24cからの反射波であるか、また、未溶着部24の途中部24bからの反射波であるかを判断することができる。その結果、未溶着部24の未溶着長さを正確に測定できるようになる。 In this way, by always checking whether a reflected wave is detected regardless of the incident position and refraction angle, as described below, it is possible to determine from the two detected reflected waves whether the reflected wave is from the boundary 24a between the welded portion (welded metal 23) and the unwelded portion 24, the end 24c of the unwelded end portion, or the middle portion 24b of the unwelded portion 24. As a result, it becomes possible to accurately measure the unwelded length of the unwelded portion 24.

具体的には、図8(第1測定モード)に示すように、第1超音波探触子25aからの超音波経路107は、未溶着境界部24aに到達し、更に反射して第1超音波探触子25aに戻る。同様に超音波経路108は、未溶着端部24cに到達し、反射して第1超音波探触子25aに戻る。更に、超音波経路109は、未溶着途中部24bに到達して反射するが、未溶着部24の角度が設計形状から変わっているため、第1超音波探触子25aに戻ることがある。これは図6で説明した通りである。 Specifically, as shown in FIG. 8 (first measurement mode), ultrasonic path 107 from first ultrasonic probe 25a reaches unwelded boundary 24a, then is reflected and returns to first ultrasonic probe 25a. Similarly, ultrasonic path 108 reaches unwelded end 24c, then is reflected and returns to first ultrasonic probe 25a. Furthermore, ultrasonic path 109 reaches unwelded intermediate portion 24b and is reflected, but because the angle of unwelded portion 24 has changed from the design shape, it may return to first ultrasonic probe 25a. This is as explained in FIG. 6.

これに対して、図9(第2測定モード)に示すように、第2超音波探触子25bからの超音波経路110は、未溶着境界部24aに到達し、更に反射して超音波探触子25bに戻る。同様に超音波経路111は、未溶着端部24cの到達し、反射して第2超音波探触子25bに戻る。一方、超音波経路112は、未溶着途中部24bに到達し、この部分で反射するが、第2超音波探触子25bには戻らない。その結果、未溶着部24の未溶着境界部24aと未溶着端部24cの両端を把握でき、未溶着部24の未溶着長さが求まることになる。 In contrast, as shown in FIG. 9 (second measurement mode), ultrasonic path 110 from second ultrasonic probe 25b reaches unwelded boundary 24a, is reflected, and returns to ultrasonic probe 25b. Similarly, ultrasonic path 111 reaches unwelded end 24c, is reflected, and returns to second ultrasonic probe 25b. On the other hand, ultrasonic path 112 reaches unwelded intermediate portion 24b, is reflected at this portion, but does not return to second ultrasonic probe 25b. As a result, both ends of unwelded boundary 24a and unwelded end 24c of unwelded portion 24 can be grasped, and the unwelded length of unwelded portion 24 can be obtained.

次に、上述の方法で検出された反射波の演算処理について説明する。この反射波の演算処理は、図1に示す演算部13で実行されるが、この演算処理の条件や指示等の設定は、表示部12に設けた画面上で行うことができる。 Next, we will explain the calculation process of the reflected waves detected by the above-mentioned method. This calculation process of the reflected waves is performed by the calculation unit 13 shown in Figure 1, but the conditions and instructions for this calculation process can be set on the screen provided in the display unit 12.

例えば、グラフィカルユーザインタフェース等を用いることができ、これによって、図13に示す未溶着長さの測定フローを実行することができる。尚、これは第1の実施形態にあるように、2個の超音波探触子25a、25bを用いた例である。 For example, a graphical user interface or the like can be used, which allows the measurement flow of the unwelded length shown in FIG. 13 to be executed. Note that this is an example in which two ultrasonic probes 25a and 25b are used, as in the first embodiment.

先ず、ステップS30においては、2個の超音波探触子(探触子1、探触子2)の探傷条件を設定する。この設定は、図2の探傷条件設定ブロック20に示すものと同じである。 First, in step S30, the inspection conditions for the two ultrasonic probes (probe 1 and probe 2) are set. This setting is the same as that shown in the inspection condition setting block 20 in Figure 2.

次に、ステップS31においては、検査すべき溶接構造物に2個の超音波探触子を設置する。超音波探触子の設置位置は、「開先」の設計情報等を考慮して、図8、図9に示す未溶着端部24cと未溶着境界部24aが存在する領域が含まれるように、探傷するのに必要十分な位置を予め求めておき、求められた場所に超音波探触子25を設置する。 Next, in step S31, two ultrasonic probes are placed on the welded structure to be inspected. The ultrasonic probe placement positions are determined in advance in consideration of the design information of the "groove" and other factors, and are sufficient for flaw detection so that the areas where the unwelded end 24c and unwelded boundary 24a shown in Figures 8 and 9 exist are included. The ultrasonic probe 25 is then placed at the determined locations.

次に、ステップS32においては、リニアスキャンで超音波探傷を行う。この超音波探傷では、第1超音波探触子25aで探傷を行って反射波のデータを収集した後に、第2超音波探触子25bで探傷を行って反射波のデータを収集する。これによって、夫々の反射波を個別に収集することができる。 Next, in step S32, ultrasonic testing is performed using a linear scan. In this ultrasonic testing, the first ultrasonic probe 25a performs testing to collect reflected wave data, and then the second ultrasonic probe 25b performs testing to collect reflected wave data. This allows each reflected wave to be collected individually.

次に、ステップS33においては、スキャンで取得した反射波に基づいて探傷画像を取得する。更に、ステップS34において、第1超音波探触子25aと第2超音波探触子25bによって得られた探傷画像を比較する。 Next, in step S33, a flaw detection image is obtained based on the reflected waves acquired by the scan. Furthermore, in step S34, the flaw detection images obtained by the first ultrasonic probe 25a and the second ultrasonic probe 25b are compared.

次に、ステップS35においては、未溶着境界部24aと未溶着端部24cの反射波を抽出し、最後に、ステップS36においては、抽出した未溶着境界部24aと未溶着端部24cの反射波の座標から未溶着長さを測定する。 Next, in step S35, the reflected waves from the unwelded boundary 24a and the unwelded end 24c are extracted, and finally, in step S36, the unwelded length is measured from the coordinates of the extracted reflected waves from the unwelded boundary 24a and the unwelded end 24c.

図14に探傷画像の表示例を示している。画面の左側に第1超音波探触子(探触子1)25aで取得した探傷画像Dpaを示しており、画面の右側には、第2超音波探触子(探触子2)25bで取得した探傷画像Dpbを表示している。これによって、探傷位置による反射波の相違を容易に判断することができる。 Figure 14 shows an example of a flaw detection image display. The left side of the screen shows a flaw detection image Dpa acquired by the first ultrasonic probe (probe 1) 25a, and the right side of the screen shows a flaw detection image Dpb acquired by the second ultrasonic probe (probe 2) 25b. This makes it easy to determine the difference in reflected waves depending on the flaw detection position.

尚、周波数を同じに設定しておくと、第1超音波探触子25aと第2超音波探触子25bの反射波を同時に求めることはできないので、先ず、第1超音波探触子25aの反射波を求め、この後に第1超音波探触子25aの反射波を求めている。これらの反射波のデータは、図1に示すデータ収集部17に記憶される。 If the frequencies are set to be the same, the reflected waves from the first ultrasonic probe 25a and the second ultrasonic probe 25b cannot be obtained simultaneously, so the reflected waves from the first ultrasonic probe 25a are obtained first, and then the reflected waves from the second ultrasonic probe 25b are obtained. The data on these reflected waves is stored in the data collection unit 17 shown in FIG. 1.

演算部13は、データ収集部17に記憶された、第1超音波探触子25aの反射波のデータと第2超音波探触子25bの反射波のデータとから、未溶着部24の未溶着長さを求めることができる。 The calculation unit 13 can determine the unwelded length of the unwelded portion 24 from the data of the reflected waves from the first ultrasonic probe 25a and the data of the reflected waves from the second ultrasonic probe 25b stored in the data collection unit 17.

図14において、左側の探傷画像Dpaには、溶接構造物の探傷領域の断面形状(図3と図4に示すもので、図4では変形した部分は破線で示している)と、入射波と反射波の超音波経路が示され、同様に、右側の探傷画像Dpbには、溶接構造物の探傷領域の断面形状と、入射波と反射波の超音波経路が示される。尚、必要に応じて破線で示すように超音波探触子を表示することも可能である。 In Figure 14, the flaw detection image Dpa on the left shows the cross-sectional shape of the flaw detection area of the welded structure (as shown in Figures 3 and 4, where the deformed parts are shown by dashed lines in Figure 4) and the ultrasonic paths of the incident and reflected waves, and similarly, the flaw detection image Dpb on the right shows the cross-sectional shape of the flaw detection area of the welded structure and the ultrasonic paths of the incident and reflected waves. If necessary, it is also possible to display the ultrasonic probe as shown by the dashed lines.

更に、表示画面のX軸(横軸)とY軸(縦軸)には、長さを表す「目盛り」が表示されている。この「目盛り」に重なるようにして、探傷画像DpaにはY軸に沿ったグリッド線200a、201aが表示され、探傷画像DpbにはY軸に沿ったグリッド線200b、201bが表示されている。 Furthermore, a "scale" indicating length is displayed on the X-axis (horizontal axis) and Y-axis (vertical axis) of the display screen. Superimposed on this "scale", grid lines 200a, 201a along the Y-axis are displayed on the flaw detection image Dpa, and grid lines 200b, 201b along the Y-axis are displayed on the flaw detection image Dpb.

更に、探傷画像Dpa、Dpbには、はX軸に沿ったグリッド線202a、202b、203が表示されている。そして、これらのグリッド線が交わった領域に未溶着部のエコーが表示されるように、画像処理が施される。 Furthermore, grid lines 202a, 202b, and 203 aligned along the X-axis are displayed on the flaw detection images Dpa and Dpb. Then, image processing is performed so that echoes of unwelded parts are displayed in the areas where these grid lines intersect.

図14の探傷画面Dpa、Dpbにおいて、エコー領域Eha-1、及びEha-2は、未溶着境界部24aからのエコー領域を示している。また、エコー領域Ehc-1、及びEhc-2は、未溶着端部24cからのエコー領域を示している。更に、エコー領域Ehb-1は、未溶着途中部24bからの反射波を示している。しかしながら、探傷画面Dpbには、未溶着途中部24bに相当するエコー領域は、第2超音波探触子25bで取得した探傷画像には発生していない。 In the flaw detection screens Dpa and Dpb in FIG. 14, the echo regions Eh-1 and Eh-2 show the echo regions from the unwelded boundary 24a. Furthermore, the echo regions Ehc-1 and Ehc-2 show the echo regions from the unwelded end 24c. Furthermore, the echo region Ehb-1 shows the reflected wave from the unwelded intermediate portion 24b. However, in the flaw detection screen Dpb, the echo region corresponding to the unwelded intermediate portion 24b does not appear in the flaw detection image acquired by the second ultrasonic probe 25b.

そして、画面上で、例えば、マウスポインタMpを使用して、夫々のグリッド線をエコー領域に合せて移動して、エコー領域の位置を特定することができる。図14では、グリッド線200aは、未溶着境界部24aからのエコー領域の横方向の位置を示している。 Then, on the screen, for example, using the mouse pointer Mp, the position of the echo area can be identified by moving each grid line over the echo area. In FIG. 14, the grid line 200a indicates the lateral position of the echo area from the unwelded boundary 24a.

超音波探触子25a(探触子1)と超音波探触子25b(探触子2)で取得した両方の画像に、夫々のエコー領域Eha-1、及びEha-2があるので、エコー領域Eha-2の横方向位置を示すグリッド線200bは、グリッド線200aと同期して移動できるようにしておくこともできる。 Since both images acquired by ultrasound probe 25a (probe 1) and ultrasound probe 25b (probe 2) have echo regions Eh-1 and Eh-2, respectively, grid line 200b indicating the lateral position of echo region Eh-2 can be made to move in synchronization with grid line 200a.

同じく、マウスポインタMpを使用して、未溶着端部24cからのエコー位置を特定する。図14では、グリッド線201aは、超音波探触子25a(探触子1)で取得した探傷画像における未溶着端部24cからのエコー領域Ehc-1を示している。 Similarly, the mouse pointer Mp is used to identify the echo position from the unwelded end 24c. In FIG. 14, the grid lines 201a indicate the echo region Ehc-1 from the unwelded end 24c in the flaw detection image acquired by the ultrasonic probe 25a (probe 1).

また、グリッド線201bは、超音波探触子25b(探触子2)で取得した探傷画像における未溶着端部24cからのエコー領域Ehc-2を示している。上述したように、グリッド線201aとグリッド線201bは、同期して移動できるようにしておくこともできる。 Grid line 201b indicates echo region Ehc-2 from unwelded end 24c in the flaw detection image acquired by ultrasonic probe 25b (probe 2). As described above, grid line 201a and grid line 201b can also be made to move synchronously.

同様に、未溶着境界部24aと未溶着端部24cの縦方向位置を、グリッド線202a、202b、203で特定する。画面上の座標は、音速を使えば、実際の距離に換算できるので、この作業により未溶着長さが求まる。そして、求まった長さを、図14に示すように、画面上に表示することができる。これらの演算は、演算部13で容易に行うことができる。 Similarly, the vertical positions of the unwelded boundary 24a and the unwelded end 24c are identified by grid lines 202a, 202b, and 203. The coordinates on the screen can be converted to actual distances using the speed of sound, so the unwelded length can be found by this process. The found length can then be displayed on the screen, as shown in Figure 14. These calculations can be easily performed by the calculation unit 13.

尚、エコー領域は点ではなく、広がりを持っているので、例えば、マウスポインタMpをエコー領域の近傍に移動させたときに、ピークサーチなどの画像処理手法を用いて、自動的にエコー領域のピーク位置にグリッド線を移動させる機能を設けておくことも可能である。 In addition, since the echo area is not a point but has a certain extent, it is possible to provide a function that automatically moves the grid lines to the peak position of the echo area using an image processing technique such as peak search when the mouse pointer Mp is moved near the echo area.

このように、本実施形態では、同一位置の溶接金属部、及び未溶着部に対して、第1超音波探触子の第1入射位置から、第1屈折角度で超音波を斜め方向に入射し、第2超音波探触子の第1入射位置とは異なる第2入射位置から、第1屈折角度とは異なる第2屈折角度で超音波を斜め方向に入射し、第1超音波探触子に基づく第1反射波と第2超音波探触子に基づく第2反射波とから、未溶着部の未溶着長さを測定することを特徴としている。これによれば、未溶着部の未溶着長さを高い精度で測定することができる。 Thus, in this embodiment, ultrasonic waves are incident obliquely from a first incident position of a first ultrasonic probe at a first refraction angle on a welded metal portion and an unwelded portion at the same position, and ultrasonic waves are incident obliquely from a second incident position different from the first incident position of a second ultrasonic probe at a second refraction angle different from the first refraction angle, and the unwelded length of the unwelded portion is measured from the first reflected wave based on the first ultrasonic probe and the second reflected wave based on the second ultrasonic probe. This allows the unwelded length of the unwelded portion to be measured with high accuracy.

次に本発明の第2の実施形態について、図15を用いて説明する。この第2の実施形態は、図7に示すような別々の2個の超音波探触子25a、25bを用いるのではなく、大型のアレイ型超音波探触子25cを用いることを特徴としている。超音波探触子25cは、複数の超音波振動子を2つのグループに分割して、第1超音波探触子25aと第2超音波探触子25bを形成するものである。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 15. This second embodiment is characterized in that it uses a large array-type ultrasonic probe 25c, rather than two separate ultrasonic probes 25a and 25b as shown in FIG. 7. The ultrasonic probe 25c is formed by dividing a plurality of ultrasonic transducers into two groups, a first ultrasonic probe 25a and a second ultrasonic probe 25b.

アレイ型(Ultrasonic Phased Array)は、内部にある複数個の超音波振動子から発信するタイミング(遅延時間)を変えることによって、超音波の屈折角度、焦点を変化させることが可能となっている。これらの2個の探触子は、超音波探傷制御部11によって、上述した2個の超音波探触子25a、25bを用いた場合と同じ動作、機能を実現するものである。 The array type (Ultrasonic Phased Array) makes it possible to change the refraction angle and focus of ultrasonic waves by changing the timing (delay time) of transmission from multiple ultrasonic transducers inside. These two probes are controlled by the ultrasonic flaw detection control unit 11 to achieve the same operation and function as when the two ultrasonic probes 25a and 25b described above are used.

尚、この超音波探触子25cの動作は第1の実施形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。この実施形態によれば、設置作業が容易で、しかも取り扱いが簡単になるという作用、効果を奏することができる。 The operation of the ultrasonic probe 25c is the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted here. This embodiment provides the effects of easy installation and easy handling.

次に本発明の第3の実施形態について、図16、図17を用いて説明する。この第3の実施形態は、図7に示すような別々の2個の超音波探触子25a、25bを用いるのではなく、図16に示すように、実線で表示した1個の超音波探触子25aを、破線で表示した超音波探触子25aのように、同一位置の溶接金属23に対して接近、或いは離脱する構成とする。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 16 and 17. In this third embodiment, instead of using two separate ultrasonic probes 25a, 25b as shown in Figure 7, as shown in Figure 16, one ultrasonic probe 25a shown in solid lines approaches or moves away from the weld metal 23 at the same position, like the ultrasonic probe 25a shown in dashed lines.

これによって、図7の第1超音波探触子25aによる第1測定モードと、第2超音波探触子25bによる第2測定モードとを1個の超音波探触子25aで行うことができる。 This allows the first measurement mode using the first ultrasonic probe 25a in FIG. 7 and the second measurement mode using the second ultrasonic probe 25b to be performed with a single ultrasonic probe 25a.

このように、あたかも2個の超音波探触子を用いた場合と同じ動作、機能を実現することができる。尚、この超音波探触子25aの動作は第1の実施形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。 In this way, it is possible to achieve the same operation and function as if two ultrasonic probes were used. Note that the operation of this ultrasonic probe 25a is the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted here.

図17は、超音波探触子25aを移動させるための探触子位置決定治具31を示しており、幅(W)は、超音波探触子25aが摺動して滑りながら移動できる幅に決められている。また、長さ(L)は、図7に示す配置関係が得られる長さにきめられている。これによって、超音波探触子25aの移動前と移動後の位置決めを正確に行うことができる。また、超音波探触子25aが1個で良いので、超音波探傷装置のコストが高くなるのを抑制することができる。 Figure 17 shows a probe positioning jig 31 for moving the ultrasonic probe 25a, and the width (W) is determined to allow the ultrasonic probe 25a to slide and move. The length (L) is determined to obtain the positioning relationship shown in Figure 7. This allows the ultrasonic probe 25a to be accurately positioned before and after movement. Also, because only one ultrasonic probe 25a is required, the cost of the ultrasonic flaw detection device can be prevented from increasing.

次に本発明の第4の実施形態について、図18、図19を用いて説明する。この第4の実施形態は、図7に示すように、超音波の送信、受信を1個の超音波探触子25a、或いは超音波探触子25bで共用して行うのではなく、図18、図19に示すように、送信、受信を分離して行う構成としている。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 18 and 19. In this fourth embodiment, as shown in Fig. 7, the transmission and reception of ultrasonic waves are not performed by a single ultrasonic probe 25a or ultrasonic probe 25b, but rather, as shown in Figs. 18 and 19, the transmission and reception are separated.

図18において、超音波探触子25atは送信専用の超音波探触子であり、超音波探触子25arは受信専用の超音波探触子である。同様に、超音波探触子25btは送信専用の超音波探触子であり、超音波探触子25brは受信専用の超音波探触子である。したがって、動作上では超音波探触子25atと超音波探触子25arが対となり、超音波探触子25btと超音波探触子25brが対となる。 In FIG. 18, ultrasonic probe 25at is an ultrasonic probe dedicated to transmission, and ultrasonic probe 25ar is an ultrasonic probe dedicated to reception. Similarly, ultrasonic probe 25bt is an ultrasonic probe dedicated to transmission, and ultrasonic probe 25br is an ultrasonic probe dedicated to reception. Therefore, in operation, ultrasonic probe 25at and ultrasonic probe 25ar are paired, and ultrasonic probe 25bt and ultrasonic probe 25br are paired.

そして、超音波探触子25atから送信された超音波は、反射波となって超音波探触子25arで受信される。同様に、超音波探触子25btから送信された超音波は、反射波となって超音波探触子25brで受信される。また、この超音波探触子25dの動作は第1の実施形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。これによって、超音波探触子25dの感度を高めることができる。 The ultrasonic waves transmitted from ultrasonic probe 25at are reflected and received by ultrasonic probe 25ar. Similarly, the ultrasonic waves transmitted from ultrasonic probe 25bt are reflected and received by ultrasonic probe 25br. The operation of ultrasonic probe 25d is the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted here. This can increase the sensitivity of ultrasonic probe 25d.

尚、超音波探触子25atと超音波探触子25ar、及び超音波探触子25btと超音波探触子25brは、別々の4個の探触子として構成されて1つの筐体に収納されており、一体的な超音波探触子25dとして取り扱うことができる。 The ultrasonic probes 25at and 25ar, and the ultrasonic probes 25bt and 25br are configured as four separate probes and stored in a single housing, and can be handled as a single ultrasonic probe 25d.

次に本発明の第5の実施形態について、図20、図21を用いて説明する。この第5の実施形態は、図18に示すような別々の4個の超音波探触子25at、25ar、25bt、25brを用いるのではなく、大型のアレイ型超音波探触子25et、25erの2個の超音波探触子を用いることを特徴としている。超音波探触子25et、25erは、図15に示すように、複数の超音波振動子を2つのグループに分割して、超音波探触子25atと超音波探触子25btを形成し、同様に超音波探触子25arと超音波探触子25brを形成するものである。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 20 and 21. This fifth embodiment is characterized in that it uses two large array-type ultrasonic probes 25et and 25er, rather than four separate ultrasonic probes 25at, 25ar, 25bt, and 25br as shown in Fig. 18. As shown in Fig. 15, ultrasonic probes 25et and 25er are formed by dividing a plurality of ultrasonic transducers into two groups to form ultrasonic probe 25at and ultrasonic probe 25bt, and similarly ultrasonic probe 25ar and ultrasonic probe 25br.

そして、超音波探触子25atから送信された超音波は、反射波となって超音波探触子25arで受信される。同様に、超音波探触子25btから送信された超音波は、反射波となって超音波探触子25brで受信される。本実施形態では、超音波探触子25eの動作は第1の実施形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。 The ultrasonic waves transmitted from ultrasonic probe 25at are reflected and received by ultrasonic probe 25ar. Similarly, the ultrasonic waves transmitted from ultrasonic probe 25bt are reflected and received by ultrasonic probe 25br. In this embodiment, the operation of ultrasonic probe 25e is the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted here.

本実施形態においても、超音波探触子25dの感度を高めることができ、設置作業が容易で、しかも取り扱いが簡単になるという作用、効果を奏することができる。 In this embodiment as well, the sensitivity of the ultrasonic probe 25d can be increased, the installation work can be simplified, and the handling can be simplified.

尚、本発明は上記したいくつかの実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。各実施例の構成について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but includes various modified examples. The above-mentioned embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. In addition, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace other configurations with respect to the configuration of each embodiment.

11…超音波探傷装置、12…表示部、13…演算部、14…遅延時間制御部、15…パルサー、17…レシーバ、17…データ収集部、21…母材A、22…母材B、23…溶接金属、24a…未溶着境界部、24b…未溶着途中部、24c…未溶着端部、25…超音波探触子、31…探触子位置決定治具、100~112…超音波経路。 11... ultrasonic flaw detector, 12... display unit, 13... calculation unit, 14... delay time control unit, 15... pulsar, 17... receiver, 17... data collection unit, 21... base material A, 22... base material B, 23... weld metal, 24a... unwelded boundary portion, 24b... unwelded intermediate portion, 24c... unwelded end portion, 25... ultrasonic probe, 31... probe positioning jig, 100-112... ultrasonic path.

Claims (7)

溶接構造物の同一位置の溶接金属、及び未溶着部に対して、
第1超音波探触子の第1入射位置から、第1屈折角度で超音波を斜め方向に入射して第1反射波を受信し、
第2超音波探触子の前記第1入射位置とは異なる第2入射位置から、前記第1屈折角度とは異なる第2屈折角度で超音波を斜め方向に入射して第2反射波を受信し、
前記第1超音波探触子の前記第1反射波に基づく第1探傷画像と前記第2超音波探触子の前記第2反射波に基づく第2探傷画像とを比較して前記未溶着部の未溶着境界部と未溶着端部を抽出し、抽出した前記未溶着境界部と前記未溶着端部とから前記未溶着部の未溶着長さを測定する
ことを特徴とする溶接部の超音波検査方法。
For weld metal and unwelded parts in the same position of a welded structure,
an ultrasonic wave is incident obliquely at a first refraction angle from a first incident position of a first ultrasonic probe, and a first reflected wave is received;
an ultrasonic wave is obliquely incident from a second incident position different from the first incident position of a second ultrasonic probe at a second refraction angle different from the first refraction angle, and a second reflected wave is received;
An ultrasonic inspection method for welded parts, characterized in that a first inspection image based on the first reflected wave of the first ultrasonic probe and a second inspection image based on the second reflected wave of the second ultrasonic probe are compared to extract an unwelded boundary and an unwelded end of the unwelded part, and an unwelded length of the unwelded part is measured from the extracted unwelded boundary and unwelded end .
請求項1に記載の溶接部の超音波検査方法において、
前記第1超音波探触子と前記第2超音波探触子の夫々は、超音波の送信機能と反射波の受信機能を共に備えている
ことを特徴とする溶接部の超音波検査方法。
2. The method for ultrasonically inspecting a welded portion according to claim 1,
2. A method for ultrasonically inspecting a welded portion, comprising the steps of: detecting a position of the welded portion by ultrasonically inspecting the welded portion; detecting a position of the welded portion by ultrasonically inspecting the welded portion;
請求項2に記載の溶接部の超音波検査方法において、
前記第1超音波探触子と前記第2超音波探触子は、アレイ型の超音波探触子の複数の超音波振動子を2つのグループに分割して形成されている
ことを特徴とする溶接部の超音波検査方法。
3. The method for ultrasonically inspecting a welded portion according to claim 2,
2. The ultrasonic inspection method for welds, wherein the first ultrasonic probe and the second ultrasonic probe are formed by dividing a plurality of ultrasonic transducers of an array type ultrasonic probe into two groups.
溶接構造物の同一位置の溶接金属、及び未溶着部に対して、
超音波探触子の第1入射位置から、第1屈折角度で超音波を斜め方向に入射して第1反射波を受信する第1測定モードを実行し、
前記超音波探触子の前記第1入射位置とは異なる第2入射位置から、前記第1屈折角度とは異なる第2屈折角度で超音波を斜め方向に入射して第2反射波を受信する第2測定モードを実行し、
前記第1測定モードで受信された前記第1反射波に基づく第1探傷画像と前記第2測定モードで受信された前記第2反射波に基づく第2探傷画像とを比較して前記未溶着部の未溶着境界部と未溶着端部を抽出し、抽出した前記未溶着境界部と前記未溶着端部とから前記未溶着部の未溶着長さを測定する
ことを特徴とする溶接部の超音波検査方法。
For weld metal and unwelded parts at the same position of a welded structure,
A first measurement mode is executed in which an ultrasonic wave is obliquely incident at a first refraction angle from a first incident position of the ultrasonic probe and a first reflected wave is received;
a second measurement mode is executed in which an ultrasonic wave is obliquely incident from a second incident position different from the first incident position of the ultrasonic probe at a second refraction angle different from the first refraction angle, and a second reflected wave is received;
An ultrasonic inspection method for welded parts, characterized in that a first inspection image based on the first reflected wave received in the first measurement mode and a second inspection image based on the second reflected wave received in the second measurement mode are compared to extract an unwelded boundary and an unwelded end portion of the unwelded part, and the unwelded length of the unwelded part is measured from the extracted unwelded boundary and unwelded end portion .
請求項4に記載の溶接部の超音波検査方法において、
前記超音波探触子は、超音波の送信機能と反射波の受信機能を共に備えている
ことを特徴とする溶接部の超音波検査方法。
The ultrasonic inspection method for a welded portion according to claim 4,
4. The ultrasonic inspection method for welded parts, wherein the ultrasonic probe has both an ultrasonic transmission function and a reflected wave reception function.
溶接構造物の同一位置の溶接金属、及び未溶着部に対して、
送信用第1超音波探触子の第1入射位置から、第1屈折角度で超音波を斜め方向に入射し、
前記送信用第1超音波探触子に対応した受信用第1超音波探触子で、前記送信用第1超音波探触子による第1反射波を受信し、
送信用第2超音波探触子の前記第1入射位置とは異なる第2入射位置から、前記第1屈折角度とは異なる第2屈折角度で超音波を斜め方向に入射し、
前記送信用第2超音波探触子に対応した受信用第2超音波探触子で、前記送信用第2超音波探触子による第2反射波を受信し、
前記受信用第1超音波探触子で測定された前記第1反射波に基づく第1探傷画像と前記受信用第2超音波探触子で測定された前記第2反射波に基づく第2探傷画像とを比較して前記未溶着部の未溶着境界部と未溶着端部を抽出し、抽出した前記未溶着境界部と前記未溶着端部とから前記未溶着部の未溶着長さを測定する
ことを特徴とする溶接部の超音波検査方法。
For weld metal and unwelded parts in the same position of a welded structure,
an ultrasonic wave is incident obliquely at a first refraction angle from a first incident position of a first ultrasonic probe for transmission;
receiving a first reflected wave by the first ultrasonic probe for transmission with a first ultrasonic probe for reception corresponding to the first ultrasonic probe for transmission;
an ultrasonic wave is obliquely incident from a second incident position different from the first incident position of a second ultrasonic probe for transmission at a second refraction angle different from the first refraction angle;
receiving a second reflected wave by the second transmitting ultrasonic probe with a second receiving ultrasonic probe corresponding to the second transmitting ultrasonic probe;
An ultrasonic inspection method for welded parts , characterized in that a first inspection image based on the first reflected wave measured by the first receiving ultrasonic probe and a second inspection image based on the second reflected wave measured by the second receiving ultrasonic probe are compared to extract an unwelded boundary and an unwelded end portion of the unwelded part, and an unwelded length of the unwelded part is measured from the extracted unwelded boundary and unwelded end portion .
請求項6に記載の溶接部の超音波検査方法において、
前記送信用第1超音波探触子と前記送信用第2超音波探触子は、アレイ型の超音波探触子の複数の超音波振動子を2つのグループに分割して形成され、
前記受信用第1超音波探触子と前記受信用第2超音波探触子は、アレイ型の前記超音波探触子の複数の前記超音波振動子を2つのグループに分割して形成されている
ことを特徴とする溶接部の超音波検査方法。
7. The method for ultrasonically inspecting a welded portion according to claim 6,
The first transmitting ultrasonic probe and the second transmitting ultrasonic probe are formed by dividing a plurality of ultrasonic transducers of an array type ultrasonic probe into two groups,
The ultrasonic inspection method for welds, characterized in that the first receiving ultrasonic probe and the second receiving ultrasonic probe are formed by dividing a plurality of ultrasonic transducers of the array type ultrasonic probe into two groups.
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