JPH0376866B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0376866B2 JPH0376866B2 JP61036702A JP3670286A JPH0376866B2 JP H0376866 B2 JPH0376866 B2 JP H0376866B2 JP 61036702 A JP61036702 A JP 61036702A JP 3670286 A JP3670286 A JP 3670286A JP H0376866 B2 JPH0376866 B2 JP H0376866B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel pipe
- array type
- type probe
- ultrasonic
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アレイ型探触子を用いた超音波探傷
装置を鋼管溶接部の探傷に使用する場合の、アレ
イ型探触子から送信する超音波の偏向角調整法に
関する。
装置を鋼管溶接部の探傷に使用する場合の、アレ
イ型探触子から送信する超音波の偏向角調整法に
関する。
鋼管の探傷に、アレイ型探触子を用いた斜角超
音波探傷が行なわれている。これは第３図に示す
ように鋼管２０上にアレイ型の超音波探触子１０
を置き、鋼管２０と探触子１０との間の空隙には
水などの超音波媒質を満たし、探触子１０のうち
複数個例えば１，２，３の３個の振動子に位相を
逐次遅らせたパルス電圧を与えて超音波l1を発生
させ、以下同様にして超音波l2，l3を発生させ、
これらの超音波を鋼管２０の肉厚方向斜めに入射
させ、その反射波を同じ探触子１０で受信し探傷
するものである。各振動子群１と２と３、４と５
と６、…に同じ位相差のパルス電圧を与えると各
超音波の偏向角αは同じであるが、探触子１０の
超音波送受信面は平面、鋼管２０の表面は円筒面
であるから、各超音波の鋼管２０への入射角θi
（ｉ＝１、２、３、…）はそれぞれ異なつたもの
になり、つれて鋼管２０内に入つて行く屈折角θR
も異なつたものになる。
音波探傷が行なわれている。これは第３図に示す
ように鋼管２０上にアレイ型の超音波探触子１０
を置き、鋼管２０と探触子１０との間の空隙には
水などの超音波媒質を満たし、探触子１０のうち
複数個例えば１，２，３の３個の振動子に位相を
逐次遅らせたパルス電圧を与えて超音波l1を発生
させ、以下同様にして超音波l2，l3を発生させ、
これらの超音波を鋼管２０の肉厚方向斜めに入射
させ、その反射波を同じ探触子１０で受信し探傷
するものである。各振動子群１と２と３、４と５
と６、…に同じ位相差のパルス電圧を与えると各
超音波の偏向角αは同じであるが、探触子１０の
超音波送受信面は平面、鋼管２０の表面は円筒面
であるから、各超音波の鋼管２０への入射角θi
（ｉ＝１、２、３、…）はそれぞれ異なつたもの
になり、つれて鋼管２０内に入つて行く屈折角θR
も異なつたものになる。
斜角探傷で用いる屈折角は全て一定であること
が好ましいため、屈折角θR従つて入射角θi（ｉ＝
１、２、３、…）が全て同じになるように偏向角
αを変えることが必要である。偏向角αは振動子
群に与えるパルス電圧の位相により変えることが
でき、そしてθi（ｉ＝１、２、３、…）を同じに
するαi（ｉ＝１、２、３、…）は鋼管とアレイ型
探触子との幾何学的条件（即ち、例えば鋼管の中
心Ｏを原点とするＸ−Ｙ座標系における探触子１
０の中心位置とその超音波送受信面の傾き、振動
子群の振動子の個数とその間隔、鋼管の外径Ｒ）
により求めている。
が好ましいため、屈折角θR従つて入射角θi（ｉ＝
１、２、３、…）が全て同じになるように偏向角
αを変えることが必要である。偏向角αは振動子
群に与えるパルス電圧の位相により変えることが
でき、そしてθi（ｉ＝１、２、３、…）を同じに
するαi（ｉ＝１、２、３、…）は鋼管とアレイ型
探触子との幾何学的条件（即ち、例えば鋼管の中
心Ｏを原点とするＸ−Ｙ座標系における探触子１
０の中心位置とその超音波送受信面の傾き、振動
子群の振動子の個数とその間隔、鋼管の外径Ｒ）
により求めている。
しかしながら鋼管２０は必らずしも真円ではな
く、そして真円でないと上記計算は狂つてしま
い、超音波は溶接部を正しく狙わなくなつてしま
う。鋼管（UO管）は鋼帯を左右両縁側から曲げ
て断面Ｕ字状にし、更に曲げてＯ字状にし、その
突合せ部を溶接して断面円形の鋼管とするが特に
この突合せ部で真円から外れ、外方へ突出する等
の状態になり易い。鋼管が非円形であると入射角
θiが狂い、ひいては屈折角θRが狂うが、後者の狂
いはかなり大きい。
く、そして真円でないと上記計算は狂つてしま
い、超音波は溶接部を正しく狙わなくなつてしま
う。鋼管（UO管）は鋼帯を左右両縁側から曲げ
て断面Ｕ字状にし、更に曲げてＯ字状にし、その
突合せ部を溶接して断面円形の鋼管とするが特に
この突合せ部で真円から外れ、外方へ突出する等
の状態になり易い。鋼管が非円形であると入射角
θiが狂い、ひいては屈折角θRが狂うが、後者の狂
いはかなり大きい。
これを第４図で説明すると、超音波伝播速度が
C1の媒体から入射角θiで超音波が入射すると、
超音波伝播速度がC2の媒体への屈折角θrで入つ
て行き、これらの間にはC1・sinθr＝C2・sinθiの
関係がある。媒体は水、媒体は、鋼とすると
C1は1480ｍ／ｓ、C2は3230ｍ／ｓ、θiを25.5゜とす
るとθr＝70゜となる。ここで入射角θiが1゜変位して
26.5゜になるとθr＝76.9゜になる。即ち入射角が1゜変
化すると屈折角は6.9゜変化し、探傷域から外れて
しまう。
C1の媒体から入射角θiで超音波が入射すると、
超音波伝播速度がC2の媒体への屈折角θrで入つ
て行き、これらの間にはC1・sinθr＝C2・sinθiの
関係がある。媒体は水、媒体は、鋼とすると
C1は1480ｍ／ｓ、C2は3230ｍ／ｓ、θiを25.5゜とす
るとθr＝70゜となる。ここで入射角θiが1゜変位して
26.5゜になるとθr＝76.9゜になる。即ち入射角が1゜変
化すると屈折角は6.9゜変化し、探傷域から外れて
しまう。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、溶
接部を正しく探傷できるようにしようとするもの
である。
接部を正しく探傷できるようにしようとするもの
である。
本発明は、アレイ型探触子を用いた超音波探傷
装置を鋼管溶接部の探傷に使用する場合に、鋼管
の外径、肉厚、および所望屈折角で定まる位相を
逐次遅らせたパルス電圧を送信用アレイ型探触子
に与え、超音波を送信し、鋼管内で反射した超音
波を受信用アレイ型探触子にて受信し、受信した
超音波の音場分布より、鋼管内での超音波の散乱
が一番少なくなる状態に送信用アレイ型探触子か
ら送信される超音波の偏向角を調整することを特
徴とするものである。
装置を鋼管溶接部の探傷に使用する場合に、鋼管
の外径、肉厚、および所望屈折角で定まる位相を
逐次遅らせたパルス電圧を送信用アレイ型探触子
に与え、超音波を送信し、鋼管内で反射した超音
波を受信用アレイ型探触子にて受信し、受信した
超音波の音場分布より、鋼管内での超音波の散乱
が一番少なくなる状態に送信用アレイ型探触子か
ら送信される超音波の偏向角を調整することを特
徴とするものである。
溶接部の探傷に先立ち、鋼管の外径、肉厚及び
所望屈折角で定まる位相を逐次遅らせたパルス電
圧を送信用アレイ型探触子に与え超音波を送信
し、鋼管内で反射した超音波を受信用アレイ型探
触子にて受信し受信した超音波の音場分布より、
鋼管内での超音波の散乱が一番少なくなるように
送信用アレイ型探触子から送信される超音波の偏
向角を調整するようにすれば、鋼管溶接部が非円
形であつても正確な探傷ができる。
所望屈折角で定まる位相を逐次遅らせたパルス電
圧を送信用アレイ型探触子に与え超音波を送信
し、鋼管内で反射した超音波を受信用アレイ型探
触子にて受信し受信した超音波の音場分布より、
鋼管内での超音波の散乱が一番少なくなるように
送信用アレイ型探触子から送信される超音波の偏
向角を調整するようにすれば、鋼管溶接部が非円
形であつても正確な探傷ができる。
第１図ａは、鋼管内での超音波の散乱を一番少
なくする状態を示す。第２図は本発明を適用した
超音波探傷装置の構成を示し、３０は送信用アレ
イ型探触子１０の各振動子にパルス電圧を与える
超音波送信器、３１は各振動子が反射波を受けて
発生したパルス電圧を受信する超音波受信器であ
る。４０は計算機で、前述の要領で偏向角αを求
め、更に、この偏向角αを得るに必要な各振動子
の遅延時間を算出し、これを遅延時間制御器３４
を通して超音波送信器３０とＡ／Ｄ変換器３２に
与える。超音波送信器３０は遅延時間制御器３４
から与えられた遅延時間に従つて各振動子に加え
るパルス電圧の位相を変えるが、この位相調整は
受信側でもＡ／Ｄ変換器３２にて行ない、各々を
デジタル加算器３３にて加算する。加算結果は
Ｄ／Ａ変換器３５によりアナログにされ、波形表
示器３６にて表示する。
なくする状態を示す。第２図は本発明を適用した
超音波探傷装置の構成を示し、３０は送信用アレ
イ型探触子１０の各振動子にパルス電圧を与える
超音波送信器、３１は各振動子が反射波を受けて
発生したパルス電圧を受信する超音波受信器であ
る。４０は計算機で、前述の要領で偏向角αを求
め、更に、この偏向角αを得るに必要な各振動子
の遅延時間を算出し、これを遅延時間制御器３４
を通して超音波送信器３０とＡ／Ｄ変換器３２に
与える。超音波送信器３０は遅延時間制御器３４
から与えられた遅延時間に従つて各振動子に加え
るパルス電圧の位相を変えるが、この位相調整は
受信側でもＡ／Ｄ変換器３２にて行ない、各々を
デジタル加算器３３にて加算する。加算結果は
Ｄ／Ａ変換器３５によりアナログにされ、波形表
示器３６にて表示する。
しかしながら、前記遅延時間の計算は鋼管が真
円であることを仮定しているが、実際の鋼管が必
ずしも真円とはかぎらず、真円でなければ結果は
狂うため、鋼管内での超音波の屈折角は一定でな
くなる。
円であることを仮定しているが、実際の鋼管が必
ずしも真円とはかぎらず、真円でなければ結果は
狂うため、鋼管内での超音波の屈折角は一定でな
くなる。
そこで本発明では第１図ａのようにする。即
ち、送信用アレイ型探触子１０と受信用アレイ型
探触子１０′とを左右対称に配置し、送信用アレ
イ型探触子１０にて超音波を送信し、鋼管内で反
射した超音波を受信用アレイ型探触子１０′にて
受信し、その超音波の音場分布を検出するもので
ある。第１図ａにて、鋼管２０に対して送信用ア
レイ型探触子１０より超音波１１を送信し、鋼管
内での超音波の屈折角が一定であれば、鋼管内で
反射する超音波の散乱が少ないため、受信用アレ
イ型探触子１０′にて受信する超音波の音場分布
は第１図ｂとなる。一方、鋼管２０に対して送信
用アレイ型探触子１０より超音波１２を送信し、
鋼管内での超音波の屈折角が一定でなければ、鋼
管内で反射する超音波の散乱が多いため、受信用
アレイ型探触子１０′にて受信する超音波の音場
分布は第１図ｃとなる。
ち、送信用アレイ型探触子１０と受信用アレイ型
探触子１０′とを左右対称に配置し、送信用アレ
イ型探触子１０にて超音波を送信し、鋼管内で反
射した超音波を受信用アレイ型探触子１０′にて
受信し、その超音波の音場分布を検出するもので
ある。第１図ａにて、鋼管２０に対して送信用ア
レイ型探触子１０より超音波１１を送信し、鋼管
内での超音波の屈折角が一定であれば、鋼管内で
反射する超音波の散乱が少ないため、受信用アレ
イ型探触子１０′にて受信する超音波の音場分布
は第１図ｂとなる。一方、鋼管２０に対して送信
用アレイ型探触子１０より超音波１２を送信し、
鋼管内での超音波の屈折角が一定でなければ、鋼
管内で反射する超音波の散乱が多いため、受信用
アレイ型探触子１０′にて受信する超音波の音場
分布は第１図ｃとなる。
従つて、鋼管の外径、肉厚及び所望屈折角で定
まる位相を逐次遅らせたパルス電圧を送信用アレ
イ型探触子に与えることにより発生する偏向角α
の超音波に対し、この前後に偏向角を振つて超音
波を送信し、受信する超音波の音場分布が第１図
ｂとなるように偏向角従つて位相遅延量を調整す
る。
まる位相を逐次遅らせたパルス電圧を送信用アレ
イ型探触子に与えることにより発生する偏向角α
の超音波に対し、この前後に偏向角を振つて超音
波を送信し、受信する超音波の音場分布が第１図
ｂとなるように偏向角従つて位相遅延量を調整す
る。
以上、説明したように、本発明では溶接部の探
傷に先立ち、鋼管の外径、肉厚及び所望屈折角で
定まる位相を逐次遅らせたパルス電圧を送信用ア
レイ型探触子に与え超音波を送信し、鋼管内で反
射した超音波を受信用アレイ型探触子にて受信
し、受信した超音波の音波分布より、鋼管内での
超音波の散乱が一番少なくなる状態に、送信用ア
レイ型探触子から送信される超音波の偏向角を調
整することにより、正確な溶接部の探傷ができ
る。
傷に先立ち、鋼管の外径、肉厚及び所望屈折角で
定まる位相を逐次遅らせたパルス電圧を送信用ア
レイ型探触子に与え超音波を送信し、鋼管内で反
射した超音波を受信用アレイ型探触子にて受信
し、受信した超音波の音波分布より、鋼管内での
超音波の散乱が一番少なくなる状態に、送信用ア
レイ型探触子から送信される超音波の偏向角を調
整することにより、正確な溶接部の探傷ができ
る。
第１図は、鋼管内での超音波の散乱を一番少な
くなる状態にする手段の説明図、第２図は、本発
明を適用した超音波探傷装置の構成を示すブロツ
ク図、第３図はアレイ型探触子による鋼管探傷要
領の説明図、第４図は、入射角、屈折角の説明図
である。 図面で、１０は送信用アレイ型探触子、１０′
は受信用アレイ型探触子、２０は鋼管、３０は超
音波送信器、３１は超音波受信器、３２はＡ／Ｄ
変換器、３３はデジタル加算器、３４は遅延時間
制御器、３５はＤ／Ａ変換器、３６は波形表示
器、４０は計算機である。
くなる状態にする手段の説明図、第２図は、本発
明を適用した超音波探傷装置の構成を示すブロツ
ク図、第３図はアレイ型探触子による鋼管探傷要
領の説明図、第４図は、入射角、屈折角の説明図
である。 図面で、１０は送信用アレイ型探触子、１０′
は受信用アレイ型探触子、２０は鋼管、３０は超
音波送信器、３１は超音波受信器、３２はＡ／Ｄ
変換器、３３はデジタル加算器、３４は遅延時間
制御器、３５はＤ／Ａ変換器、３６は波形表示
器、４０は計算機である。
Claims (1)
- １ 鋼管溶接部を斜角探傷するアレイ型探触子を
用いた超音波探傷装置において鋼管の寸法と探傷
条件から定まる位置に送、受信用アレイ型探触子
を配置し、送信用アレイ型探触子から鋼管内に超
音波を送信し、鋼管内で反射した超音波を受信用
アレイ型探触子で受信し、受信した超音波の音場
分布より、鋼管内での超音波の散乱が一番少なく
なる状態に、送信用アレイ型探触子から送信され
る超音波の偏向角を調整することを特徴とするア
レイ型探触子の偏向角調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036702A JPS62194455A (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | アレイ型探触子の偏向角調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036702A JPS62194455A (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | アレイ型探触子の偏向角調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62194455A JPS62194455A (ja) | 1987-08-26 |
| JPH0376866B2 true JPH0376866B2 (ja) | 1991-12-06 |
Family
ID=12477098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61036702A Granted JPS62194455A (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | アレイ型探触子の偏向角調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62194455A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH063440B2 (ja) * | 1986-10-06 | 1994-01-12 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼管溶接部の超音波探傷方法およびその装置 |
| JPH02259560A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-22 | Nippon Steel Corp | 鋼管溶接部の超音波探傷方法およびその装置 |
| EP0981047B1 (en) * | 1998-08-12 | 2008-03-26 | JFE Steel Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
| KR100814089B1 (ko) | 2005-06-13 | 2008-03-14 | 주식회사 인디시스템 | 탐촉자 병렬 연결 방식을 이용한 관 이음 융착부 검사장치및 그 방법 |
| CN111220709B (zh) * | 2019-12-06 | 2022-09-27 | 天津大学 | 一种用于管道内超声相控阵成像的声束偏转时延控制方法 |
-
1986
- 1986-02-21 JP JP61036702A patent/JPS62194455A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62194455A (ja) | 1987-08-26 |
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