JPH0746095B2 - 超音波探傷装置の探触子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波探傷装置の探触子に係り、特に探触子の
耐熱許容温度を高めることのできる超音波探傷装置の探
触子に関する。

［従来の技術］ 近年では構造物の使用期間が長期化するに伴って、構造
物の経年劣化測定に対するニーズが高まっているが、超
音波探傷装置は構造物の疲労余寿命を予測する上で有効
な測定装置である。

第４図は垂直探傷式の探触子を示したものであり、図示
するように、構造物等の被探傷物ａに探触子ｂが接触媒
質ｃ（例えば水、グリセリン）を介して取り付けられて
いる。

この探触子ｂは被探傷物ａに接触媒質ｃを介して取り付
けられる保護板ｄに、電極部ｅ（銀を焼付）間に挾まれ
た振動子ｆ（例えばPb（Zr−Ti）O₃）が接着剤ｇ（エポ
キシ系樹脂）で接合されて取り付けられている。すなわ
ち、電極部ｅ間に挾まれた振動子ｆが保護板ｄに積層さ
れて形成されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の探触子ｂにおいては上述したように、
振動子ｆを含む電極部ｅとこれを保護する保護板ｄとを
接着剤ｇで接合していたが、被探傷物ａがたとえば原子
炉容器のように比較的高温に達する構造物である場合に
保護板ｄ（セラミック）の熱膨張により接着剤ｇが剥離
してしまうことがあった。したがって、従来は探触子ｂ
の耐熱許容限界温度が低く（150〜200℃）、測定範囲が
比較的低温の被探傷物に制限される問題があった。

そこで、本発明はこの問題点を有効に解決すべく創案さ
れたものであり、探触子の耐熱許容限界温度を高めるこ
とを可能にし、探触子がの使用温度範囲を拡大すること
のできる超音波探傷装置の探触子を提供することを目的
とする。

［問題点を解決するための手段と作用］ 本発明は被探傷物に取り付けられる超音波伝達部材に、
一対の電極間に挾まれた振動子を積層してなる超音波探
傷装置の探触子において、上記振動子をニオブ酸リチウ
ムで形成すると共に、この振動子と超音波伝達部材との
間に、これらを直接アルミ系ろう材で接合してアルミ系
の耐熱性電極槽を形成し、これを上記電極としたもので
ある。

［実施例］ 以下本発明の実施例を添付図面に従って詳述する。

第１図に示すように、高温構造物たる原子炉容器等に被
探傷物１が設けられる。

この被探傷物１にはその劣化を測定するための超音波探
傷装置の探触子２が取り付けられている。

本実施例においては接触媒質３（例えばシリコンオイ
ル，溶融金属SbS）を介して探触子２が取り付けられて
いる。

この探触子２は被探傷物１に上記接触媒質３を挾んで取
り付けられる保護板４と振動子５とから主に構成され、
振動子５にはこれを間に挾んで電極部6a,6bが一体的に
形成されている。

特に、振動子５と保護板４との間の電極部6aはこれら振
動子５と保護板４とを互いに接合する耐熱性電極層Ａを
形成する。この耐熱性電極層Ａはアルミ系のろう材によ
り形成される。

具体的にはTic,TiNを分散させたセラミックにより形成
された保護板４と、耐熱性に優れたニオブ酸リチウム
（LiNbO₃）により形成された振動子５とがろう材により
互いに一体的に接合されている。また、ろう材にはAl−
Si−Mg合金（Si−11.0〜13.0％、Fe−0.8％以下、Cu−
0.25％以下、Mn−0.10％以下、Mg−1.0〜2.0％以下）が
採用されている。すなわち、振動子５中の酸素をろう中
のAl,Mgで還元し、金属によるろう付を可能にするもの
である。

実験によれば、接合温度を580℃、保持時間を、30分、
加圧力を0.02kgf/mm²で耐熱性電極層Ａを形成したとこ
ろ、探触子２の耐熱許容限界温度を550〜600℃まで高め
られる結果を得た。

このように本発明は保護板４と振動子５との間にこれら
を接合するとともに振動子５の電極部6aを形成するアル
ミ系耐熱性電極層Ａを形成することにより、探触子２の
耐熱許容限界温度を大幅に高めることができ、探触子２
の使用温度範囲を拡大できる。

［変形実施例］ 第２図および第３図は本発明の変形例を示したものであ
る。

第２図においては特に超音波を被探傷物１に伝播させる
円柱状の金属材料７を形成し、この金属材料７と振動子
５との間にこれらを一体的に接合する耐熱性電極層Ａを
介在させて探触子２を形成した例を示すものである。こ
れら接合される振動子５および金属材料７は上記実施例
と同様の接合条件のもとに一体的に形成されている。

また、金属材料７には軟鋼が採用され、この金属材料７
は被探傷物１に対して溶接接合されて取り付けられてい
る。８はその溶接部を示す。

このように、被探傷物１に溶接接合して直接探触子２を
取り付けることにより、構造物のモニタリングが可能と
なる。

なお、これまでの実施例においては垂直探傷式の探触子
について説明したがこれに限るものでなく、斜角式の探
触子にも応用できるものである。たとえば第３図に示す
ように金属製あるいばセラミック製のくさび９を介して
斜角に探触子２を取り付けるように構成してもよい。

なお、上記実施例においては、超音波探傷装置の探触子
を説明しているが、これにはアコースティックエミッシ
ョン試験用センサを含んでいる。アコースティックエミ
ッション試験とは、固体が変形あるいは破壊する際に、
それまでに貯えられていたひずみエネルギーが開放され
て発生する超音波を受信して、構造物等を異常を検知す
る方法である。従ってアコースティックエミッション試
験用のセンサの構造はここで示した探触子の構造と全く
同じものである。

超音波探傷試験では、一般に探触子より超音波を発生さ
せ、これの反射波を受信して測定するのに対して、アコ
ースティックエミッション試験用センサは受信するのみ
なので、試験の目的から両者を区別することもあるが、
両者の構造は全く同等であり、本発明にアコースティッ
クエミッション試験用のセンサをも含むものである。

［発明の効果］ 以上要するのに本発明によれば、保護板あるいは金属材
料と振動子との間にこれらを互いにろう接合する電極層
を形成したので、探触子の耐熱許容限界温度を大幅に高
めることができ、探触子の使用温度範囲が拡大され、信
頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る探触子の一実施例を示す概略断面
図、第２図及び第３図は本発明の他の実施例を示す断面
図、第４図は従来の探触子を示す概略断面図である。 図中、１は被探傷物、２は探触子、４は保護板、５は振
動子、6a,6bは電極部、Ａは耐熱性電極層、７は金属材
料である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熱田 美道 東京都品川区大井１丁目22番13号 石川島 検査計測株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−32297（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被探傷物に取り付けられる超音波伝達部材
   に、一対の電極間に挾まされた振動子を積層してなる超
   音波探傷装置の探触子において、上記振動子をニオブ酸
   リチウムで形成すると共に、この振動子と超音波伝達部
   材との間に、これらを直接アルミ系ろう材で接合してア
   ルミ系の耐熱性電極槽を形成し、これを上記電極とした
   ことを特徴とする超音波探傷装置の探触子。