JPH06317567A - Ultrasonic flaw-detection apparatus - Google Patents
Ultrasonic flaw-detection apparatusInfo
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- JPH06317567A JPH06317567A JP3230617A JP23061791A JPH06317567A JP H06317567 A JPH06317567 A JP H06317567A JP 3230617 A JP3230617 A JP 3230617A JP 23061791 A JP23061791 A JP 23061791A JP H06317567 A JPH06317567 A JP H06317567A
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- ultrasonic
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、配管、板等の内外面の
表面近傍にある微少な割れなどの欠陥を検出する超音波
探傷装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic flaw detector for detecting defects such as minute cracks near the inner and outer surfaces of pipes, plates and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】都市ガス配管系統に使用される管材にお
いては、割れなどの欠陥が生じると、ガス漏れが生じた
り、管が破損してガスが大量に噴出したりして、非常に
危険である。そのため、割れなどの欠陥は、できるだけ
初期のうちに発見し、危険防止のための処置を施すこと
が必要である。ガスなどの供給に実際に使用中の管材な
どの割れを検出する方法としては、超音波探傷法が用い
られる。超音波探傷法においては、管材中に超音波を送
信し、割れなどの欠陥部分において反射される超音波を
受信して、その反射強度から割れの大きさなどの情報を
得る。2. Description of the Related Art When a pipe material used in a city gas piping system is cracked or otherwise defective, a gas leak may occur, or the pipe may be damaged and a large amount of gas may be ejected, which is extremely dangerous. is there. Therefore, it is necessary to detect defects such as cracks as early as possible and take measures to prevent danger. An ultrasonic flaw detection method is used as a method for detecting cracks in a pipe material or the like that is actually used for supplying gas or the like. In the ultrasonic flaw detection method, ultrasonic waves are transmitted into a pipe material, ultrasonic waves reflected at a defective portion such as a crack are received, and information such as the size of the crack is obtained from the reflection intensity.
【0003】図8は、従来からの超音波探傷法の一例を
示す。ガス管などの材料1の表面付近には、割れ2が存
在する。割れ2に対して一定の関係を有する位置に探触
子3が配置されると、割れ2の検出が可能となる。探触
子3には、振動子4がくさび5によって傾斜して取付け
られる。くさび5中には、ビーム中心6で示すように超
音波が進行し、材料1中に入射する時点で屈折角θ1を
有するように屈折する。屈折角θ1を有するように屈折
した超音波ビームは、材料1の他方表面で全反射し、割
れ2に達する。割れ2に到達した超音波は、反対方向に
反射され、振動子4に戻る。したがって、振動子4を一
定時間だけ振動させた後で、振動子4からの超音波の送
信を停止し、振動子4によって割れ2から反射した超音
波の振動を受信する。振動子4は圧電効果や磁歪効果に
よって、外部から与えられる電気エネルギを超音波エネ
ルギに変換し、また超音波エネルギを電気エネルギに変
換する。振動子4へのエネルギの供給または振動子4か
らの受信情報は、リード線7を介して探傷ケーブル8に
与えられる。探触子3のケースとくさび5との間には、
吸音材9が充填される。FIG. 8 shows an example of a conventional ultrasonic flaw detection method. A crack 2 exists near the surface of the material 1 such as a gas pipe. When the probe 3 is arranged at a position having a fixed relationship with the crack 2, the crack 2 can be detected. A transducer 4 is attached to the probe 3 by a wedge 5 while being inclined. An ultrasonic wave propagates in the wedge 5 as indicated by the beam center 6 and is refracted so that the ultrasonic wave has a refraction angle θ1 when the ultrasonic wave enters the material 1. The ultrasonic beam refracted so as to have the refraction angle θ1 is totally reflected on the other surface of the material 1 and reaches the crack 2. The ultrasonic wave that has reached the crack 2 is reflected in the opposite direction and returns to the vibrator 4. Therefore, after vibrating the vibrator 4 for a certain period of time, the transmission of ultrasonic waves from the vibrator 4 is stopped, and the vibration of the ultrasonic waves reflected from the crack 2 by the vibrator 4 is received. The vibrator 4 converts electric energy applied from the outside into ultrasonic energy and also converts ultrasonic energy into electric energy by the piezoelectric effect and the magnetostrictive effect. The supply of energy to the vibrator 4 or information received from the vibrator 4 is given to the flaw detection cable 8 via the lead wire 7. Between the case of the probe 3 and the wedge 5,
The sound absorbing material 9 is filled.
【0004】図9は、図8図示の探触子3によって材料
1中の割れ2を検出するときの振動子4が受信する超音
波の強度変化を示す。振動子4から超音波が送信される
と、くさび5中をビーム中心6に沿って進み、くさび5
と材料1との界面で屈折角θ1となるように屈折して材
料1中に入射する。この振動子4は、超音波の送信が終
了すると直ちに受信に切換えられるけれども、機械的な
振動状態が減衰するまでに時間を要し、時刻t1までは
かなり大きな振動が残る。材料1中で超音波は反射角θ
1で全反射しながら伝搬し、割れ2に到達する。割れ2
では超音波の一部が反射され、逆方向に進行して時刻t
において振動子4に到達する。FIG. 9 shows changes in the intensity of ultrasonic waves received by the transducer 4 when the crack 3 in the material 1 is detected by the probe 3 shown in FIG. When the ultrasonic wave is transmitted from the oscillator 4, the ultrasonic wave travels through the wedge 5 along the beam center 6, and the wedge 5
The light is refracted at the interface between the material 1 and the material 1 so as to have a refraction angle θ1 and enters the material 1. Although this oscillator 4 is switched to reception immediately after the transmission of ultrasonic waves is completed, it takes time until the mechanical vibration state is attenuated, and a considerably large vibration remains until time t1. Ultrasonic waves in material 1 have a reflection angle θ
At 1, the light propagates while undergoing total reflection and reaches the crack 2. Crack 2
Then, a part of the ultrasonic wave is reflected and travels in the opposite direction at time t.
At, the oscillator 4 is reached.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来からの図8図示の
構成によれば、図9図示のような出力が得られ、材料1
中の割れ2からの反射波のピーク位置tから割れ2まで
の距離b1を計算することができる。According to the conventional configuration shown in FIG. 8, the output as shown in FIG. 9 is obtained, and the material 1 is obtained.
The distance b1 from the peak position t of the reflected wave from the crack 2 to the crack 2 can be calculated.
【0006】すなわち、tの時刻までに超音波は入射点
から割れ2まで往復しているので、片道に要する時間は
tの半分となる。材料1中で超音波は、屈折角θ1だけ
傾斜して音速c1で進行するものとすると、次の数1の
式が得られる。That is, since the ultrasonic wave reciprocates from the incident point to the crack 2 by time t, the time required for one way is half of t. If the ultrasonic waves in the material 1 are inclined by the refraction angle θ1 and travel at the sound velocity c1, the following formula 1 is obtained.
【0007】[0007]
【数1】b1=0.5×t×c1×sinθ1 従来からの図8のような構成による割れ2の検出におい
ては、割れ2までの距離b1が数1の式のようにして計
算することができ、しかもいずれの表面側にあるのか、
あるいは材料1の内部にあるのかを判断することができ
る。しかしながら、図9に示すように、時刻t1までの
間は振動子4が正常に割れ2からの反射波を受信するこ
とはできない。すなわち、このような不感帯によって短
い距離の欠陥を検出することはできない。また、時刻t
におけるピーク時と、周囲のノイズレベルとの比である
S/N比は、一定条件の試験片による実験結果では、約
2.7と比較的低い値となる。## EQU00001 ## b1 = 0.5.times.t.times.c1.times.sin .theta.1 In the conventional detection of the crack 2 with the configuration as shown in FIG. 8, the distance b1 to the crack 2 should be calculated by the formula 1 And which surface side it is,
Alternatively, it can be determined whether it is inside the material 1. However, as shown in FIG. 9, the oscillator 4 cannot normally receive the reflected wave from the crack 2 until time t1. That is, it is not possible to detect a short distance defect due to such a dead zone. Also, at time t
The S / N ratio, which is the ratio between the peak time and the surrounding noise level, is a relatively low value of about 2.7 according to the experimental results of the test piece under constant conditions.
【0008】実際に超音波探傷装置を使用する目的とし
ては、管材などに応力腐食割れが生じているか否かを検
出することが重要である。応力腐食割れは、材料中に残
留する応力の存在と、腐食性の雰囲気の相乗効果によっ
て促進される。材料中の応力の残留は、たとえば溶接を
行った付近の、いわゆる熱影響部で顕著となる。応力腐
食割れを防止するためには、少なくとも溶接部付近を厳
重に塗装する必要がある。たとえば、材料がオーステナ
イト系ステンレス鋼であるSUS304など、一般的に
は耐蝕性が良い材料であっても、塩素雰囲気では応力腐
食割れを起こし易いので、特に溶接部付近では塗装が必
要である。超音波探傷装置を使用するとき、塗装被膜を
介して超音波を送受信すると、S/N比が60〜80%
に低下する。図9に示すように、S/N比が2.7程度
であれば、信号とノイズとの判別は比較的容易といえる
けれども、この60%程度になると判別は困難となる。
したがって従来からの図8図示のような構成によって
は、塗装膜が施されている材料に対して十分な探傷を行
うことができない。For the purpose of actually using the ultrasonic flaw detector, it is important to detect whether or not stress corrosion cracking has occurred in the pipe material or the like. Stress corrosion cracking is promoted by the synergistic effect of the presence of residual stress in the material and the corrosive atmosphere. The residual stress in the material becomes remarkable, for example, in the so-called heat-affected zone in the vicinity of welding. In order to prevent stress corrosion cracking, it is necessary to strictly coat at least the welded portion. For example, even if the material is generally a material having good corrosion resistance, such as SUS304, which is austenitic stainless steel, stress corrosion cracking is likely to occur in a chlorine atmosphere, so that coating is necessary especially near the welded portion. When using an ultrasonic flaw detector, if ultrasonic waves are transmitted and received through the coating film, the S / N ratio will be 60-80%.
Fall to. As shown in FIG. 9, when the S / N ratio is about 2.7, it can be said that the discrimination between the signal and the noise is relatively easy, but when it is about 60%, the discrimination becomes difficult.
Therefore, the conventional structure shown in FIG. 8 cannot sufficiently detect flaws on the material coated with the coating film.
【0009】本発明の目的は、簡単な構成で、広い範囲
の欠陥を良好なS/N比で検出することができる超音波
探傷装置を提供することである。An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detector capable of detecting a wide range of defects with a good S / N ratio with a simple structure.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、探触子本体
と、探触子本体に傾斜して取付けられ、予め定める一定
の屈折角で探傷すべき材料中に超音波を送信する送信素
子と、探傷すべき材料の内外表面間を前記屈折角で全反
射して伝搬する超音波を受信できる間隔だけ、送信方向
と反対側に送信素子から離して、探触子本体に送信素子
と同一傾斜角で取付けられる受信素子とを含むことを特
徴とする超音波探傷装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a probe main body and a transmitting element which is attached to the probe main body at an angle and transmits ultrasonic waves into a material to be flaw-detected at a predetermined constant refraction angle. And the same distance from the transmitting element on the side opposite to the transmitting direction as far as the transmitting element is separated from the transmitting element by an interval capable of receiving the ultrasonic wave propagating by totally reflecting at the refraction angle between the inner and outer surfaces of the material to be flaw-detected. It is an ultrasonic flaw detector including a receiving element attached at an inclination angle.
【0011】[0011]
【作用】本発明に従えば、送信素子は探触子本体に傾斜
して取付けられる。送信素子からは、予め定める一定の
屈折角で探傷すべき材料中に超音波を送信する。材料の
内外表面間を前記屈折角で全反射して材料中を伝搬する
超音波は、割れなどの欠陥部で反射して進行路を逆方向
に戻る。この伝搬方向、すなわち送信方向と反対側に送
信素子から離れて受信素子が送信素子と同一傾斜角を有
して配置される。その距離は、送信素子に到達する反射
波が、さらに材料の内外表面間を前記屈折角で全反射し
て伝搬する距離であるので、受信素子には割れなどの欠
陥によって反射した超音波が受信される。送信素子と受
信素子とが分離しているので、受信素子には不感帯はほ
とんど生じない。また、送信素子と受信素子との距離
は、超音波が材料の内外表面を全反射して伝搬する距離
であるので、異なった角度で進行する超音波は受信素子
に到達せず、雑音の少ない状態で欠陥の検出を行うこと
ができる。According to the present invention, the transmitting element is attached to the probe main body in an inclined manner. From the transmitting element, ultrasonic waves are transmitted at a predetermined constant refraction angle into the material to be flaw-detected. The ultrasonic waves that are totally reflected between the inner and outer surfaces of the material at the above-mentioned refraction angle and propagate in the material are reflected by a defective portion such as a crack and return in the traveling direction in the opposite direction. In the propagation direction, that is, on the side opposite to the transmission direction, the receiving element is arranged apart from the transmitting element with the same inclination angle as the transmitting element. The distance is the distance that the reflected wave reaching the transmitting element further propagates by being totally reflected at the refraction angle between the inner and outer surfaces of the material, so that the receiving element receives the ultrasonic wave reflected by a defect such as a crack. To be done. Since the transmitting element and the receiving element are separated from each other, the dead zone hardly occurs in the receiving element. Further, the distance between the transmitting element and the receiving element is the distance that the ultrasonic wave propagates by being totally reflected on the inner and outer surfaces of the material, so that the ultrasonic waves traveling at different angles do not reach the receiving element and the noise is small. Defects can be detected in the state.
【0012】[0012]
【実施例】図1は、本発明の一実施例による超音波探傷
装置の電気的構成を示すブロック図である。管材や板材
などの材料10の表面には、探触子11が接触する。探
触子11中には、送信素子である送信用の振動子12
と、受信素子である受信用の振動子13とが分離して収
納される。送信用の振動子12は、くさび14に取付け
られる。振動子12,13はダンパ16,17によって
それぞれ制動される。探触子11内の空間には吸音材1
8が充填される。探触子11の本体であるケース内は、
音響仕切板19によって送信用および受信用の区画に分
離される。1 is a block diagram showing the electrical construction of an ultrasonic flaw detector according to an embodiment of the present invention. The probe 11 comes into contact with the surface of the material 10 such as a pipe material or a plate material. The probe 11 includes a transducer 12 for transmission, which is a transmission element.
And the receiving vibrator 13, which is a receiving element, are separately housed. The oscillator 12 for transmission is attached to the wedge 14. The vibrators 12 and 13 are respectively damped by dampers 16 and 17. The sound absorbing material 1 is provided in the space inside the probe 11.
8 is filled. Inside the case, which is the main body of the probe 11,
The acoustic partition plate 19 separates the transmission and reception sections.
【0013】振動子12,13は、同一形状で、同一共
振周波数、たとえば5MHzを有する。振動子4の材料
としては、たとえばチタン酸バリウムなどの磁器材料が
用いられる。くさび14,15も同一形状であり、材料
としてはアクリル樹脂などが用いられる。くさび14,
15は、材料10中で超音波が屈折角θ、たとえば45
°を有するように、振動子12,13を傾斜して保持す
る。ダンパ16,17は、布入りのフェノール樹脂など
が用いられ、振動子12,13の余分な振動を防止す
る。吸音材18は、空気を介して超音波が伝搬するのを
防止し、音響仕切板19は、送信部と受信部とを音響的
に分離する。以上のように、振動子12,13に関連す
る構造はほぼ同一であるので、探触子11の製造は容易
で、コストダウンが可能である。The vibrators 12 and 13 have the same shape and have the same resonance frequency, for example, 5 MHz. As the material of the vibrator 4, for example, a porcelain material such as barium titanate is used. The wedges 14 and 15 have the same shape, and acrylic resin or the like is used as the material. Wedge 14,
In the material 10, the ultrasonic wave has a refraction angle θ of, for example, 45.
The vibrators 12 and 13 are held so as to be inclined so as to have an angle of °. The dampers 16 and 17 are made of cloth-containing phenol resin or the like and prevent extra vibrations of the vibrators 12 and 13. The sound absorbing material 18 prevents ultrasonic waves from propagating through the air, and the acoustic partition plate 19 acoustically separates the transmitting unit and the receiving unit. As described above, since the structures related to the vibrators 12 and 13 are almost the same, the manufacture of the probe 11 is easy and the cost can be reduced.
【0014】材料中に存在する割れ20などの欠陥は、
表示器21による表示によって検出される。この検出を
行うために、発振器22から5MHzの信号出力が送信
用の振動子12に与えられる。表示器21および発振器
22は、探傷器23に含まれる。発信器からの信号出力
は、発振器22から振動子12に対してコネクタ24を
介して与えられる。受信用の振動子13からの信号出力
は、コネクタ25を介して表示器21に与えられる。Defects such as cracks 20 present in the material are
It is detected by the display on the display 21. In order to perform this detection, a signal output of 5 MHz is applied from the oscillator 22 to the oscillator 12 for transmission. The display 21 and the oscillator 22 are included in the flaw detector 23. The signal output from the oscillator is given from the oscillator 22 to the vibrator 12 via the connector 24. The signal output from the transducer 13 for reception is given to the display 21 via the connector 25.
【0015】送信用の振動子12から送信された超音波
は、くさび14中を進み、材料10の表面で入射点30
に達する。材料10中では、屈折角θとなるように屈折
して、入射点30側の表面と対向する側の表面の反射点
31に達する。反射点31では、表面が空気と接触して
おり、空気中の音速はくさび14,15中の音速よりも
小さいので、材料10中の音速との差が大きく、超音波
は反射点31で全反射され、割れ20の反射点32に達
する。反射点32では、超音波の進行方向が逆転され、
反射点31を経て入射点30に戻る。入射点30では、
さらに反射して反射点33で再び全反射し、出射点34
に達する。出射点34では、到達した超音波の一部がく
さび15中に侵入し、受信用の振動子13に到達する。
入射点30と出射点34との距離bは、超音波が屈折角
θで1回全反射して到達する1スキップの距離である。
この距離は、たとえば屈折角θが45°のときには、板
厚aの2倍となる。一般には、距離bを次の数2の式で
表されるように選ぶ。The ultrasonic wave transmitted from the transmitting oscillator 12 travels through the wedge 14 and enters the incident point 30 on the surface of the material 10.
Reach In the material 10, the material 10 is refracted to have a refraction angle θ and reaches a reflection point 31 on the surface on the side opposite to the surface on the incident point 30 side. At the reflection point 31, the surface is in contact with air, and the speed of sound in the air is lower than the speed of sound in the wedges 14 and 15. Therefore, the difference from the speed of sound in the material 10 is large, and the ultrasonic wave is totally reflected at the reflection point 31. It is reflected and reaches the reflection point 32 of the crack 20. At the reflection point 32, the traveling direction of ultrasonic waves is reversed,
It returns to the incident point 30 via the reflection point 31. At the incident point 30,
It is further reflected and totally reflected again at the reflection point 33, and the emission point 34
Reach At the emission point 34, part of the ultrasonic waves that have reached the wedge 15 penetrates into the wedge 15 and reaches the transducer 13 for reception.
The distance b between the incident point 30 and the outgoing point 34 is one skip distance that the ultrasonic wave reaches after being totally reflected once at the refraction angle θ.
This distance is twice the plate thickness a when the refraction angle θ is 45 °, for example. Generally, the distance b is selected as expressed by the following equation (2).
【0016】[0016]
【数2】b=n×2a×tanθ) ここで、n=1,2,3,…である。(2) b = n × 2a × tan θ) where n = 1, 2, 3, ...
【0017】割れ20までの距離は、材料10中の音速
と屈折角θによって求めることができる。割れ20が検
出されたかどうかは、その距離だけ離れた表面を押さえ
るなどして、表示器21の表示が変化するか否かで判断
することができる。The distance to the crack 20 can be determined by the speed of sound in the material 10 and the refraction angle θ. Whether or not the crack 20 has been detected can be determined by whether or not the display on the display 21 changes by, for example, pressing a surface that is separated by that distance.
【0018】図2は、図1図示の探触子11の平面図で
ある。この探触子11の本体に取付けられる、送信素子
である送信用の振動子12と受信素子である受信用の振
動子13との間隔は、上述のように1スキップに選ぶの
が望ましいけれども、板厚aが薄いときには、1スキッ
プの整数倍、たとえば3スキップ程度であっても差支え
ないことが、実験結果により確認されている。FIG. 2 is a plan view of the probe 11 shown in FIG. Although it is desirable to select the interval between the transducer 12 for transmission, which is a transmission element, and the transducer 13 for reception, which is a reception element, which is attached to the main body of the probe 11 to be 1 skip as described above, It has been confirmed by experimental results that when the plate thickness a is thin, it may be an integer multiple of 1 skip, for example, about 3 skips.
【0019】図3は、欠陥による反射の状態を示す。図
3Aは、反射点32から少しずれた位置に割れ20が存
在し、超音波の往路と復路とが少しだけずれる状態を示
す。すなわち往路35を経て反射点32に到達した超音
波は、全反射して36の方向に進み、割れ20で反射し
て復路37の方向に戻る。参照符36で示す行程が短か
ければ、往路35と復路37のずれは小さく、図1図示
の探触子11で割れ20の検出は十分可能である。図3
Bは、割れ20が、材料10の結晶粒界38に沿って、
表面に対して傾斜して発生する状態を示す。この状態の
方が、むしろ往路35と復路37とのずれが小さくな
る。本実施例によれば、以上のように、割れ20が材料
10の表面に垂直な場合のみならず、傾斜している場合
でも、その検出が可能である。FIG. 3 shows the state of reflection due to a defect. FIG. 3A shows a state in which the crack 20 exists at a position slightly displaced from the reflection point 32, and the outward path and the return path of ultrasonic waves are slightly deviated. That is, the ultrasonic waves that have reached the reflection point 32 via the outward path 35 are totally reflected and proceed in the direction of 36, are reflected by the cracks 20 and return in the direction of the return path 37. If the stroke indicated by the reference numeral 36 is short, the deviation between the forward path 35 and the return path 37 is small, and the probe 11 shown in FIG. 1 can sufficiently detect the crack 20. Figure 3
In B, the cracks 20 are formed along the grain boundaries 38 of the material 10.
It shows a state that occurs at an angle to the surface. In this state, the deviation between the outward path 35 and the return path 37 is rather small. According to the present embodiment, as described above, it is possible to detect not only when the crack 20 is perpendicular to the surface of the material 10 but also when it is inclined.
【0020】図4は、図1図示の実施例の動作を確認す
るための試験片40の形状を示す。試験片40には、予
め人工的な欠陥である溝A,B,C,D,Eが設けられ
ている。FIG. 4 shows the shape of a test piece 40 for confirming the operation of the embodiment shown in FIG. The test piece 40 is preliminarily provided with grooves A, B, C, D, and E which are artificial defects.
【0021】図5は、図9図示の結果を得たと同一の試
験片(欠陥E)による図1図示の実施例による超音波探
傷の結果を示す。注目すべきは、不感帯がなく、時刻t
における信号のピークが高くなってノイズが減少し、S
/N比が約5.5と向上していることである。FIG. 5 shows the result of ultrasonic flaw detection according to the embodiment shown in FIG. 1 using the same test piece (defect E) as the one shown in FIG. It should be noted that there is no dead zone at time t
The peak of the signal at
That is, the / N ratio is improved to about 5.5.
【0022】図6は、図4図示の試験片40を用いる試
験の状態を示す。記録器41はAC電源コード42から
電力を供給される。試験片40には治具43が取付けら
れ、探触子11の角度を変えて、人工的な欠陥A,B,
C,D,Eからの距離を変えることができる。この検出
結果を表1に示す。FIG. 6 shows a state of a test using the test piece 40 shown in FIG. The recorder 41 is supplied with power from the AC power cord 42. A jig 43 is attached to the test piece 40, the angle of the probe 11 is changed, and artificial defects A, B,
The distance from C, D and E can be changed. The results of this detection are shown in Table 1.
【0023】[0023]
【表1】 [Table 1]
【0024】本試験は、各試験片に直径2.4mmの縦
穴を空け、3.0スキップ離れた位置の探触子11によ
る検出ピークが、50%となるように感度を調整して行
っている。表1の結果で塗装前のS/N比は十分に高
く、さらに試験片に塗装を施した後でもS/N比は比較
的高い値が得られる。In this test, a vertical hole having a diameter of 2.4 mm was bored in each test piece, and the sensitivity was adjusted so that the peak detected by the probe 11 at a position 3.0 skip apart would be 50%. There is. The results in Table 1 show that the S / N ratio before coating is sufficiently high, and the S / N ratio is relatively high even after coating the test piece.
【0025】図7は、材料10に溶接部50が設けら
れ、その周囲の熱影響部51の付近に、塗装膜52が設
けられている状態を示す。都市ガスは、液化天然ガス
(略称「LNG」)を原料の1つとして用いている。L
NG工場内の配管材料には、低温脆性を示さないオース
テナイト系ステンレス鋼のSUS304などの材料によ
る管材が使用されている。このような管材は、通常時は
常温であるけれども、緊急時にLNGが流れて低温とな
る場合がある。そのような熱衝撃が加わったときに、割
れなどが生じていると危険である。ステンレス鋼は一般
的には耐蝕性が良好であるけれども、海岸付近の塩素リ
ッチな環境化では応力腐食割れが発生するおそれがあ
る。したがって、安全性を確保するために、完全な防食
構造とする必要があり、塩素から遮断するための塗装が
必要である。しかしながら、この塗装被膜は、応力腐食
割れを検査するためには障害となる。図8図示の従来か
らの構成で超音波探傷を行うためには、塗装膜52を除
去しなければならない。防食のための塗装膜を除去し
て、信頼性確保のための検査を行うことは、検査のため
にかえって腐食の危険性を増大する結果ともなりかねな
い。したがって、検査後には再度厳重な塗装を行う必要
がある。表1の結果によれば、図1図示の実施例を用い
て、塗装を施したままで十分な超音波探傷を行うことが
できる。FIG. 7 shows a state in which the welded portion 50 is provided on the material 10 and the coating film 52 is provided in the vicinity of the heat-affected zone 51 around the welded portion 50. City gas uses liquefied natural gas (abbreviated as “LNG”) as one of the raw materials. L
As a pipe material in the NG factory, a pipe material made of a material such as SUS304 of austenitic stainless steel that does not exhibit low temperature brittleness is used. Although such a pipe material is normally at normal temperature, there is a case where LNG flows and it becomes low temperature in an emergency. When such a thermal shock is applied, it is dangerous if cracks or the like occur. Although stainless steel generally has good corrosion resistance, stress corrosion cracking may occur in a chlorine-rich environment near the coast. Therefore, in order to ensure safety, it is necessary to have a complete anticorrosion structure, and painting for shielding from chlorine is necessary. However, this coating is an obstacle to inspecting for stress corrosion cracking. In order to perform ultrasonic flaw detection with the conventional configuration shown in FIG. 8, the coating film 52 must be removed. The removal of the coating film for anticorrosion and the inspection for ensuring reliability may result in an increased risk of corrosion rather than the inspection. Therefore, it is necessary to perform severe coating again after the inspection. According to the results of Table 1, sufficient ultrasonic flaw detection can be performed with the coating applied using the embodiment shown in FIG.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、不感帯を
ほとんど生じることなく、しかも高いS/N比で割れな
どの欠陥の検出を行うことができる。S/N比が高いの
で、探傷すべき材料の表面に塗装膜が施されていても欠
陥の検出が可能となる。実際に使用中の管材などでは、
応力腐食割れを防止するために塗装を施しているけれど
も、欠陥を検出するために塗装の剥離を行う必要もな
い。As described above, according to the present invention, it is possible to detect defects such as cracks with a high S / N ratio with almost no dead zone. Since the S / N ratio is high, it is possible to detect defects even if a coating film is applied to the surface of the material to be flaw-detected. For pipes that are actually in use,
Although coating is applied to prevent stress corrosion cracking, it is not necessary to remove the coating to detect defects.
【0027】また、送信素子と受信素子とは同一傾斜角
で取付けられるので、超音波探触子の製造が簡素化され
てコストダウンとなる。Further, since the transmitting element and the receiving element are attached at the same inclination angle, the manufacturing of the ultrasonic probe is simplified and the cost is reduced.
【図1】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】図1図示の探触子11の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the probe 11 shown in FIG.
【図3】割れ20付近の超音波の進路を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a path of ultrasonic waves in the vicinity of a crack 20.
【図4】試験片40の形状を示す図である。FIG. 4 is a view showing a shape of a test piece 40.
【図5】図1図示の実施例における受信信号の強度を示
す図である。5 is a diagram showing the intensity of a received signal in the embodiment shown in FIG.
【図6】試験片40を用いて超音波探傷の試験を行う構
成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a configuration for performing an ultrasonic flaw detection test using a test piece 40.
【図7】溶接された材料10の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of welded material 10.
【図8】従来からの超音波探触子の構成を示す断面図で
ある。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional ultrasonic probe.
【図9】図8図示の構成によって受信される信号強度を
示す図である。9 is a diagram showing the signal strength received by the configuration shown in FIG.
10 材料 11 探触子 12,13 振動子 14,15 くさび 20 割れ 21 表示器 22 発振器 23 探傷器 30 入射点 34 出射点 40 試験片 43 治具 50 溶接部 51 熱影響部 52 塗装膜 10 Material 11 Probe 12, 13 Transducer 14, 15 Wedge 20 Crack 21 Indicator 22 Oscillator 23 Flaw Detector 30 Incident Point 34 Exit Point 40 Specimen 43 Jig 50 Weld Section 51 Heat Affected Zone 52 Painted Film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 富徳 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 片山 強 大阪市中央区北久宝寺町2丁目3番6号 非破壊検査株式会社内 (72)発明者 大畠 克範 大阪市中央区北久宝寺町2丁目3番6号 非破壊検査株式会社内 (72)発明者 境 英明 大阪市中央区北久宝寺町2丁目3番6号 非破壊検査株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Futoku Sato, 4-12 1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Tsuyoshi Katayama 2-3-6, Kitakuhoji-cho, Chuo-ku, Osaka No. Non-destructive inspection Co., Ltd. (72) Inventor Katsunori Ohata 2-3-6 Kitakyudera-cho, Chuo-ku, Osaka City Non-destructive inspection Co., Ltd. (72) Inventor Hideaki Sakai 2-3-chome, Kitakyudera-cho, Chuo-ku, Osaka No. 6 Nondestructive inspection Co., Ltd.
Claims (1)
折角で探傷すべき材料中に超音波を送信する送信素子
と、 探傷すべき材料の内外表面間を前記屈折角で全反射して
伝搬する超音波を受信できる間隔だけ、送信方向と反対
側に送信素子から離して、探触子本体に送信素子と同一
傾斜角で取付けられる受信素子とを含むことを特徴とす
る超音波探傷装置。1. A probe main body, a transmitting element that is attached to the probe main body at an angle and transmits ultrasonic waves into a material to be flaw-detected at a predetermined constant refraction angle, and inside and outside of the material to be flaw-detected. A receiving element that is mounted on the probe body at the same inclination angle as the transmitting element, separated from the transmitting element on the side opposite to the transmitting direction by an interval capable of receiving ultrasonic waves that propagate by being totally reflected at the refraction angle between the surfaces. An ultrasonic flaw detector including:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3230617A JPH06317567A (en) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | Ultrasonic flaw-detection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3230617A JPH06317567A (en) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | Ultrasonic flaw-detection apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06317567A true JPH06317567A (en) | 1994-11-15 |
Family
ID=16910576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3230617A Pending JPH06317567A (en) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | Ultrasonic flaw-detection apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06317567A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4875944A (en) * | 1987-09-17 | 1989-10-24 | Fuji Electric Corporate Research And Development, Ltd. | Amorphous photoelectric converting device |
JP2002365267A (en) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Kansai X Sen Kk | Ultrasonic flaw detector |
JP2013231681A (en) * | 2012-05-01 | 2013-11-14 | Toshiba Plant Systems & Services Corp | Non-destructive test device and non-destructive test method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS517987A (en) * | 1974-07-10 | 1976-01-22 | Nippon Steel Corp | Usukobanno choonpatanshohoho |
JPS52116282A (en) * | 1976-03-26 | 1977-09-29 | Hitachi Ltd | Probe for ultrasonic flaw detection |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP3230617A patent/JPH06317567A/en active Pending
Patent Citations (2)
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