超音波探傷装置および超音波探傷方法
【課題】溶接部及びその近傍に存在する様々な欠陥を確実、かつ、効率的に探傷する。
【解決手段】２つの部材が相互に交差して、一方の部材の端縁が他方の部材の一面に突き合わされて溶接された部位を探傷するに当たり、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷を同時に実行する。この際、探触子１１，１２を各部材に接触させて、第１探触子１１から超音波を入射させ、戻された超音波を第１探触子１１で受信せしめてクリーピング探傷し、一方の探触子１１から超音波を入射し他方の探触子１２でこれを受信してＴＯＦＤ探傷する。さらに、第２探触子１２から超音波を入射させ、再度第２探触子１２で受信せしめて端部エコー探傷する。この際に使用する超音波をすべて疎密波とする。
【解決手段】２つの部材が相互に交差して、一方の部材の端縁が他方の部材の一面に突き合わされて溶接された部位を探傷するに当たり、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷を同時に実行する。この際、探触子１１，１２を各部材に接触させて、第１探触子１１から超音波を入射させ、戻された超音波を第１探触子１１で受信せしめてクリーピング探傷し、一方の探触子１１から超音波を入射し他方の探触子１２でこれを受信してＴＯＦＤ探傷する。さらに、第２探触子１２から超音波を入射させ、再度第２探触子１２で受信せしめて端部エコー探傷する。この際に使用する超音波をすべて疎密波とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２部材が相互に交わるようにして溶接された接合部を超音波探傷により探傷して欠陥の有無を確認する超音波探傷装置および超音波探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本件特許出願人は、２部材を交差させて溶接した溶接部を超音波探傷によって欠陥の有無を確認する様々な検査装置及び検査方法についてこれまでにも発明を開示してきた。特許文献１に開示の発明は、本件特許出願が既に開示した発明の一例である。
【０００３】
この特許文献１に開示した発明は、構造物における二つの部材がほぼ直角をなす接合部を検査の対象とする場合に極めて効果的なものである。即ち、この特許文献１に開示の発明では、両部材に探触子を配置し、クリーピング探傷の他に、適宜、端部エコー探傷やＴＯＦＤ探傷を組み合わせることで、溶接部の欠陥等を高い精度で探傷しようとするものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６４３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一方の部材の一面側からのみ他方の部材に溶接した接合部では、溶接部とは逆側の面には、開口したスリットが一般に形成される。このスリットから亀裂が成長した場合、特許文献１に開示の発明にかかるＴＯＦＤ探傷であると、亀裂が相当程度成長した段階でないと、スリットと亀裂との判別が困難である。一方、特許文献１における端部エコー探傷では、専用の探触子を用いる必要があり、作業効率を向上させることが困難である。
【０００６】
本願発明は、特許文献１にかかる発明をさらに発展させ、溶接した接合部及びその近傍に存在する様々な欠陥を確実、かつ、効率的に探傷することができる超音波探傷装置及び超音波探傷方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、第１に、上記の課題を解決するために、第１部材の一面に第２部材の端縁が突き合わされて両者が溶接された接合部である被検査部に超音波を入射せしめて欠陥を探傷する超音波探傷装置であって、第１部材の前記一面に接触される第１探触子と、第２部材における前記第１探触子の配置された側の面に接触される第２探触子と、第１探触子及び第２探触子の双方に接続されて、第１探触子及び第２探触子に対して超音波を発信せしめる信号を送信する発信部と、第１探触子及び第２探触子の双方に接続されて、第１探触子及び第２探触子が受信した超音波を受信信号に変換する受信部と、前記発信部及び前記受信部の作動を制御する制御部とを備え、前記制御部には、前記第１探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播して前記第１探触子に戻された超音波をこの第１探触子で受信せしめてクリーピング探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御するクリーピング探傷制御手段と、前記第１探触子又は前記第２探触子の一方の探触子から超音波を入射せさせ、前記被検査部を伝播した超音波を他方の探触子で受信せしめてＴＯＦＤ探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御するＴＯＦＤ探傷制御手段と、前記第２探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播してから戻された超音波をこの第２探触子で受信せしめて端部エコー探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御する端部エコー探傷制御手段と、前記制御部に対して、クリーピング探傷制御手段、ＴＯＦＤ探傷制御手段、又は端部エコー探傷制御手段の中から少なくとも一つを作動させるよう制御の選択をさせる制御選択手段とを備え、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷のいずれについても、前記超音波として疎密波を使用する超音波探傷装置を採用した。
【０００８】
そして、当該超音波探傷装置において、前記第１探触子及び前記第２探触子を、１つのホルダに保持せしめて１つの探触子ユニットとして構成し、前記ホルダに、前記第１部材又は前記第２部材の少なくとも一方に支持させて、前記探触子ユニットを前記溶接部に沿って移動させる走行ローラを取り付けた。
【０００９】
第２に、本発明では、第１部材の一面に第２部材の端縁が突き合わされて両者が溶接された接合部である被検査部に超音波を入射せしめて欠陥を探傷する超音波探傷方法であって、第１部材の前記一面に第１探触子を配置すると共に、第２部材における前記第１探触子の配置された側の面に第２探触子を配置し、前記第１探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播して前記第１探触子に戻された超音波をこの第１探触子で受信せしめてクリーピング探傷する工程と、前記第１探触子又は前記第２探触子の一方の探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播した超音波を他方の探触子で受信せしめてＴＯＦＤ探傷する工程と、前記第２探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播してから戻された超音波をこの第２探触子で受信せしめて端部エコー探傷する工程と、を備え、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷のいずれについても、前記超音波として疎密波を使用する超音波探傷方法を採用した。
【００１０】
かかる超音波探傷方法において、前記被検査部の同一部位においてクリーピング探傷工程、ＴＯＦＤ探傷工程及び端部エコー探傷工程を同時に実行しつつ、前記第１探触子及び前記第２探触子を被検査部に沿って同時に移動することとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷を行うことで、溶接部が存在する表面側の亀裂だけでなく、溶接部とは逆側の面に存在するスリットから延びる亀裂をも確実に探傷する。しかも、これらクリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷を同時に行えるため、探傷作業を極めて効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の超音波探傷装置１０の概略構成図を示し、この超音波探傷装置１０によって、橋梁におけるコンクリート１００を支持する鋼床版１０１の裏面にＵ字状のＵリブ１０２を溶接した接合部について超音波探傷する場合を示すものである。この超音波探傷装置１０は、溶接して接合された接合部及びその近傍である非検査部の欠陥を超音波探傷するものであり、本体部１と、本体部１に接続される二つの探触子１１，１２と、探傷結果を映し出すモニタ１５とを備えている。
【００１４】
本体部１は、この超音波探傷装置１０の超音波の受発信や受信した超音波の信号処理等を制御する制御部２と、探触子に対して超音波を発生させるための発信部３と、探触子が受信した超音波を電気的な信号に変換する受信部４とを備えている。また、受信部４側には受信した超音波の電気信号に対して所望の処理を行う信号処理部５が設けられている。さらに、この本体部１には、信号処理部５により処理のなされたデータを記憶する記憶部６が設けられている。
【００１５】
また、本体部１には二つの探触子１１，１２をそれぞれ接続させるためのコネクタ８が２つ設けられ、これら２つのコネクタ８は、発信部３と受信部４とにそれぞれ接続されている。接続された二つの探触子１１，１２のうち、第１探触子１１はその先端が接合部に向けられて、Ｕリブ１０２の外表面に接触される。一方、第２探触子１２は、その先端が接合部に向けられて、鋼床版１０１の裏面において、Ｕリブ１０２を境にして第１探触子１１の配置された側に接触される。
【００１６】
この超音波探傷装置１０では、接続された二つの探触子１１，１２から疎密波を被検査部に対して入射させて一つの超音波探傷装置１０でクリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷の３種類の超音波探傷を行う。これら３種類の超音波探傷は、すべてを同時に実行することも、いずれかを選択して順次実行することも可能であり、いずれの探傷を行うかは、本体部１に設けられた切り換えスイッチ７により行うことができるように構成されている。
【００１７】
まず、この超音波探傷装置１０について、各超音波探傷の原理について図２〜図７を参照して説明する。
【００１８】
図２はクリーピング探傷を実行した場合を示している。接合部において、鋼床版１０１の裏面から内方に向けて亀裂が進展していた場合、この亀裂はクリーピング探傷を行うと亀裂の有無を高い精度で探傷できる。
【００１９】
このクリーピング探傷は、第２探触子１２から鋼床版１０１の裏面の近傍を伝播する疎密波を入射させる。そして、亀裂で反射したものを再度第２探触子１２で受信するものである。図２に示すように、接合部から鋼床版１０１の内方に向けて延びる亀裂Ａ及び亀裂Ｂが鋼床版１０１に存在していたとする。この場合、第２探触子１２から疎密波を鋼床版１０１に入射すると、疎密波が鋼床版１０１の裏面近傍を伝播する。伝播した疎密波は、亀裂Ａ及び亀裂Ｂで反射され、再び鋼床版１０１の裏面近傍を伝播して第２探触子１２に戻される。第２探触子１２は、亀裂Ａ及び亀裂Ｂで反射された疎密波を受信する。
【００２０】
受信された疎密波は、受信部４及び信号処理部５を介して信号処理されて、受信した疎密波に対応する波形がモニタ１５に映し出される。モニタ１５に映し出しものが、図３に示すグラフである。このグラフにおいて左端で突起するピーク部３１は、第２探触子１２が疎密波を入射させた際の送信パルスである。グラフの中央部分で突起する２つのピーク部３２，３３のうち、左側のピーク部３２が亀裂Ｂの反射波で、右側のピーク部３３が亀裂Ａの反射波である。
【００２１】
この超音波探傷装置１０では、このように、鋼床版１０１に存在する亀裂をこのクリーピング探傷により主として探傷する。
【００２２】
図４は、ＴＯＦＤ探傷を実行した場合の概要を示している。ＴＯＦＤ探傷は、発信探触子と受信探触子とを、被検査部を間に挟むようにして対向させて配置し、発信探触子から疎密波を入射させ、被検査部の内部に存在する欠陥の一端と他端とで発生した回折波を受信探触子で受信する探傷である。
【００２３】
例えば、第１探触子１１から疎密波を入射させ、接合部の内部に存在する欠陥Ｃの両端で回折した回折波を第２探触子１２で受信する。この場合の信号を図したものが図５に示すグラフである。このグラフに現れた各波形は、左から、送信パルス５１、ラテラル波５２、上端回折波５３、下端回折波５４、底面反射波５５である。なお、ラテラル波５２とは、Ｕリブ１０２外表面、溶接部の外表面及び鋼床版１０１の裏面を伝播する波である。また、上端回折波５３とは、図４に示された欠陥Ｃの端部のうち、探触子の配された側に近い右端を回折した波で、下端回折波５４とは、欠陥Ｃの端部のうち、探触子１１，１２の配された面から遠い左端を回折した波をいう。また、底面反射波５５とは、探触子１１，１２の接触された面とは逆側の面で反射した波である。
【００２４】
このＴＯＦＤ探傷は、主として溶接部の内部に存在する欠陥を探傷する。なお、第２探触子１２を発信探触子とし、第１探触子を受信探触子としても構わない。
【００２５】
このＴＯＦＤ探傷によれば、欠陥のサイジングを探傷結果から行うことができる。サイジングを行うには、受信探触子として機能させている第１探触子１１がラテラル波５２を受信してから、上端回折波５３を受信するまでの時間Ｔｄと下端回折波５４を受信するまでの時間Ｔｄｈの差に基づいて算出する。
【００２６】
そして、図６は、端部エコー探傷を実行した場合の概要を示すものである。この実施形態にかかる端部エコー探傷では、被検査部に探触子から疎密波を入射せしめ、亀裂の先端部と、亀裂の基点部で反射したものを再び同一の探触子で受信して、亀裂の有無、亀裂のサイジングを行うものである。この図６に示す例では、Ｕリブ１０２に接触された第１探触子１１から疎密波を入射し、接合部の裏側に存在するスリットＳの外端部、内端部及びスリットＳの内端部から延びる亀裂Ｄの先端部から反射されたものを第１探触子１１で受信して欠陥の有無を探傷する。なお、これらのビーム路程を同時測定することで、亀裂Ｄのサイジングを行うこともできる。
【００２７】
図７は、第１探触子１１が受信した疎密波をグラフとして表したものである。図７に示された波形のうち、横軸の中央部分にて大きく突出するピーク部７３は、スリットＳの内端部で反射したものであり、このピーク部７３の前部にて小さく突出するピーク部７２が、亀裂Ｄの先端で反射したものである。また、図７の最も右側にて突出するピーク部７４はスリットＳの外端部で反射したものである。
【００２８】
本実施形態にかかる超音波探傷装置１０では、これら３種類の探傷を同時に実行することにより、Ｕリブ１０２と鋼床版１０１の溶接部である被検査部に存在する様々な欠陥を探傷する。
【００２９】
なお、Ｕリブ１０２と鋼床版１０１とは、Ｕリブ１０２の延びる方向に沿って溶接され、そのすべての部位で探傷を行う必要がある。この溶接部である被検査部に沿ってこれらの超音波探傷を効率よく行うために、第１探触子１１と第２探触子１２とを被検査部に沿って同時に移動させるためのものが、図８に示す探触子ユニット８０である。この探触子ユニット８０は、第１探触子１１と第２探触子１２を保持するホルダ板８１と、鋼床版１０１の裏面及びＵリブ１０２の外面に接地させてこの探触子ユニット８０を被検査部に沿って走行させる走行ローラ８２とを備えている。さらに、探触子ユニット８０がどれだけ移動したのかを測定するためのロータリエンコーダ９０がホルダ板８１には取り付けられている。
【００３０】
走行ローラ８２は、ホルダ板８１の両サイドに取り付けられていて、その一方が鋼床版１０１に接地され他方がＵリブ１０２に接地される。これにより、ホルダ板８１は、被検査部を左右に跨ぐ状態となる。そして、これら走行ローラ８２の内側には各探触子１１，１２を保持する保持アーム８３が取り付けられている。これら保持アーム８３はホルダ板８１に対して回転可能にその根元が支持され、かつ、その先端に各探触子１１，１２を保持する保持部８４が設けられている。保持部８４は、保持アーム８３に対して回転可能に構成されている。このように保持アーム８３を構成することで、ホルダ板８１を鋼床版１０１及びＵリブ１０２に対して確実に接地させつつ、探触子１１，１２自体の位置を自在に調整させている。
【００３１】
ロータリエンコーダ９０はその軸方向が当該探触子ユニット８０の走行方向に対して直交する向きに配されて、本体から突出する回転軸には、円盤状のプーリ９１が取り付けられている。このプーリ９１は外周面が鋼床版１０１またはＵリブ１０２に接触される。探触子ユニット８０が被検査部に沿って走行されると、これ伴いプーリ９１が回転される。ロータリエンコーダ９０は、このプーリ９１の回転から探触子ユニット８０がどの程度移動したかを測定する。
【００３２】
かかるロータリエンコーダ９０を設けることで、上記超音波探傷により得られた探傷結果がどの位置のデータであるのかを判断することが可能となる。
【００３３】
また、実際の作業現場では、橋梁の周囲に足場を組んでこの足場の上で作業を行うことが多いため、装置をコンパクトにする必要がある。このため、本体部１にモニタ１５を組み込んで両者を一体化させておくとよい。さらに、モニタ１５の表示が、前述の切り換えスイッチ７により切り換えられたモードに対応するように適宜切り換えられるように構成する。すなわち、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、又は端部エコー探傷を単独で実行する場合には、各探傷に対応するモードに切り換えスイッチ７を切り換えれば、これに応じ、図３、図５、図７に示したモニタ１５の表示が切り換えられるように構成されている。また、同時探傷モードで探傷した場合、図９に示すように、モニタ１５には、３種類の超音波探傷の結果を一度に表示可能に構成されている。この図９に示す例では、上段１５Ａがクリーピング探傷の結果を、中段１５ＢがＴＯＦＤ探傷の結果を、下段１５Ｃが端部エコー探傷の結果をそれぞれ表示している。
【００３４】
以上の構成を備えた超音波探傷装置１０によれば、次の手順により鋼床版１０１とＵリブ１０２の接合部である被検査部の欠陥の有無を探傷する。
【００３５】
まず、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷の３種類の超音波探傷を同時に行う場合について説明する。
【００３６】
３種類の超音波探傷を同時に行うには、予め、本体部１に設けられた切り換えスイッチ７により、同時探傷モードを選択しておく。これにより、この超音波探傷装置１０では、制御部２が第１探触子１１及び第２探触子１２の双方から疎密波を発信するように発信部３を作動させる。また、第１探触子１１及び第２探触子１２の双方が疎密波を受信した場合に、これらを対応する電気信号に変換するように受信部４を作動するように制御する。
【００３７】
即ち、第２探触子１２から疎密波を入射するよう発信部３を作動させると共に、第２探触子１２で伝播した疎密波を受信して電気信号に変換するように受信部４を作動させてクリーピング探傷を行う。また、第１探触子１１から疎密波を入射するよう発信部３を作動させると共に、第２探触子１２で伝播した疎密波を受信して電気信号に変換するように受信部４を作動させてＴＯＦＤ探傷を行う。さらに、第１探触子１１から疎密波を入射するよう発信部３を作動させると共に、第１探触子１１で伝播した疎密波を受信して電気信号に変換するように受信部４を作動させて端部エコー探傷を行う。
【００３８】
モードの選択を行った後に次いで、探傷しようとする鋼床版１０１とＵリブ１０２の接合部である被検査部の端部に探触子ユニット８０を接地させる。この際、第１探触子１１と第２探触子１２との間に被検査部が位置するように接地させる。また、保持アーム８３を調節して第１探触子１１及び第２探触子１２がそれぞれＵリブ１０２の外表面と鋼床版１０１の裏面に確実に接触させる。
【００３９】
かかる段取りが終了した後に、超音波探傷装置１０のモニタ１５で波形を確認しながら、探触子ユニット８０を被検査部に沿って移動させる。モニタ１５には、３種類の超音波探傷の波形がそれぞれ区分けされて映し出されるため、被検査部のどの部分に欠陥が存在するのかを、およそ認識することができる。例えば、モニタ１５に図１０に示すような波形が現れたとする。
【００４０】
前述のように、上段１５Ａはクリーピング探傷の結果、中段１５ＢはＴＯＦＤ探傷の結果、下段１５Ｃは端部エコー探傷の結果をそれぞれ表している。この図１０の上段１５Ａに現れた波形によれば、ピーク部３３が表示されている。このことから、クリーピング探傷により、鋼床版１０１に生じた亀裂を認定することができる。図１１に示した例で言えば、接合部における、Ｕリブ１０２の裏面に対応する位置において鋼床版１０１の裏面から内方に向けて延びる亀裂Ａが探傷されたことになる。これに対し、中段１５Ｂに示されたＴＯＦＤ探傷の結果では、発信パルス５１、ラテラル波５２底面反射波５５のみが表示され、欠陥を示す波形は出現していない。従って、溶接部の内部には欠陥が存在しないことが分かる。そして、下段１５Ｃの端部エコー探傷の結果によれば、スリットＳの先端からＵリブ１０２の内方に延びる亀裂が存在することが分かる。このグラフにおいて、発信パルス７１の次に現れた突出部分に着目すると、スリットＳの内端部のピーク部７３の他にピーク部７２が存在する。このピーク部７２は、スリットＳの先端付近にスリットＳとは別の欠陥が存在することを意味するものである。例えば、図１１に示した例では、スリットＳの先端から内方に向けて延びる亀裂Ｄが溶接部乃至Ｕリブ１０２に存在することになる。
【００４１】
かかる探傷の結果、被検査部の当該部分では、Ｕリブ１０２の裏側部位に鋼床版１０１に亀裂Ａが存在すると共に、溶接部乃至Ｕリブ１０２に亀裂Ｄが存在することが判明する。
【００４２】
そして、当該部分における探傷の後、探傷結果を超音波探傷装置１０内に設けられた記憶部６に記憶させておく。この超音波探傷装置１０では、探触子ユニット８０にロータリエンコーダ９０が設けられているため、このロータリエンコーダ９０の信号に基づいて、探傷開始の始点と、探傷した当該部分との間の距離が測定される。この距離を探傷結果と共に記憶部６に記憶させておくことで、記憶させたデータを再現した際に、その再現データがどの部分の探傷結果であるのを容易に確認できる。
【００４３】
このような作業を被検査部の全域について行うことで、被検査部のどの地点にはどのような欠陥が存在するかを容易に把握することが可能となる。このため、後に欠陥を除去して修繕する場合に、これらの探傷結果を参照することで、どの地点を修繕すれば良いのかを正確に把握できる。
【００４４】
もっとも、３種類の超音波探傷を同時に行うと、各超音波探傷を個別に行う場合に比べてそれぞれの探傷の精度が低下することもあり得る。この不都合を防止するために、この超音波探傷装置１０では個々の超音波探傷を順次に行うこともできる。例えば、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、端部エコー探傷の順番で行う場合、まず、探触子ユニット８０を被検査部に接地する等の段取り作業を行うと共に、切り換えスイッチ７をクリーピング探傷モードに切り換える。
【００４５】
次いで、探触子ユニット８０を被検査部に沿って移動させる。モニタ１５に、発信パルスと、逆端面からの反射波との間に特にピークが表示されなければ、鋼床版１０１の探傷した当該部位には欠陥が存在しないことになる。一方、例えば、図３に示した場合のように発信パルス３１の後にピーク部３２，３３が発生した場合、鋼床版１０１にはその探傷地点において２ヶ所に何らかの欠陥が存在することになる。図２及び図３の例で言えば、接合部におけるＵリブ１０２の外表面の部位と裏面に対応する位置に亀裂Ａと亀裂Ｂとがそれぞれ発生していることになる。このような探傷結果は、ロータリエンコーダ９０の信号に基づいて測定された、始点からの距離と共に記憶部６に記憶させる。この作業を被検査部の全域について行う。
【００４６】
ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷についても、同様に、それぞれの探傷に対応するモードに切り換えスイッチ７を切り換え、被検査部の全域について各探傷を行う。そして、欠陥を探傷することができた地点の探傷結果を、始点からの距離と共に記憶部６に記憶させる。
【００４７】
これらの作業により得られた探傷結果のデータを再現することで、どの地点にどのような欠陥が存在するのかを確認することができ、このデータに基づいて容易に修繕部を認定することができる。
【００４８】
以上に説明したように、この超音波探傷装置１０では、第１探触子１１及び第２探触子１２の双方から疎密波を入射させるため、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷の３種類の超音波探傷を同時に行うことができる。なお、探傷の対象となるのは、橋梁に限定されるものではなく、第１部材の一面に第２部材の端縁を突き合わせ、両者を溶接して接合したものに適用するのであれば、他の構造物につていも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の超音波探傷装置の概略構成図。
【図２】クリーピング探傷を実行した場合の概要を示す説明図。
【図３】図２の探傷を実行した場合に表示されるモニタの表示を示すグラフ。
【図４】ＴＯＦＤ探傷を実行した場合の概要を示す説明図。
【図５】図４の探傷を実行した場合に表示されるモニタの表示を示すグラフ。
【図６】端部エコー探傷を実行した場合の概要を示す説明図。
【図７】図６の探傷を実行した場合に表示されるモニタの表示を示すグラフ。
【図８】探触子ユニットの１例を示す正面図。
【図９】３種類の探傷結果を同時に表示させたモニタの表示内容の一例を示す図。
【図１０】３種類の探傷により被検査部を探傷した結果を同時に表示させたモニタ表示を示す図。
【図１１】欠陥が存在する鋼床版とＵリブの接合部に関する断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１ 本体部
２ 制御部
３ 発信部
４ 受信部
５ 信号処理部
６ 記憶部
７ 切り換えスイッチ
８ コネクタ
１０ 超音波探傷装置
１１ 第１探触子
１２ 第２探触子
１５ モニタ
８０ 探触子ユニット
９０ ロータリエンコーダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２部材が相互に交わるようにして溶接された接合部を超音波探傷により探傷して欠陥の有無を確認する超音波探傷装置および超音波探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本件特許出願人は、２部材を交差させて溶接した溶接部を超音波探傷によって欠陥の有無を確認する様々な検査装置及び検査方法についてこれまでにも発明を開示してきた。特許文献１に開示の発明は、本件特許出願が既に開示した発明の一例である。
【０００３】
この特許文献１に開示した発明は、構造物における二つの部材がほぼ直角をなす接合部を検査の対象とする場合に極めて効果的なものである。即ち、この特許文献１に開示の発明では、両部材に探触子を配置し、クリーピング探傷の他に、適宜、端部エコー探傷やＴＯＦＤ探傷を組み合わせることで、溶接部の欠陥等を高い精度で探傷しようとするものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６４３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一方の部材の一面側からのみ他方の部材に溶接した接合部では、溶接部とは逆側の面には、開口したスリットが一般に形成される。このスリットから亀裂が成長した場合、特許文献１に開示の発明にかかるＴＯＦＤ探傷であると、亀裂が相当程度成長した段階でないと、スリットと亀裂との判別が困難である。一方、特許文献１における端部エコー探傷では、専用の探触子を用いる必要があり、作業効率を向上させることが困難である。
【０００６】
本願発明は、特許文献１にかかる発明をさらに発展させ、溶接した接合部及びその近傍に存在する様々な欠陥を確実、かつ、効率的に探傷することができる超音波探傷装置及び超音波探傷方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、第１に、上記の課題を解決するために、第１部材の一面に第２部材の端縁が突き合わされて両者が溶接された接合部である被検査部に超音波を入射せしめて欠陥を探傷する超音波探傷装置であって、第１部材の前記一面に接触される第１探触子と、第２部材における前記第１探触子の配置された側の面に接触される第２探触子と、第１探触子及び第２探触子の双方に接続されて、第１探触子及び第２探触子に対して超音波を発信せしめる信号を送信する発信部と、第１探触子及び第２探触子の双方に接続されて、第１探触子及び第２探触子が受信した超音波を受信信号に変換する受信部と、前記発信部及び前記受信部の作動を制御する制御部とを備え、前記制御部には、前記第１探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播して前記第１探触子に戻された超音波をこの第１探触子で受信せしめてクリーピング探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御するクリーピング探傷制御手段と、前記第１探触子又は前記第２探触子の一方の探触子から超音波を入射せさせ、前記被検査部を伝播した超音波を他方の探触子で受信せしめてＴＯＦＤ探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御するＴＯＦＤ探傷制御手段と、前記第２探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播してから戻された超音波をこの第２探触子で受信せしめて端部エコー探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御する端部エコー探傷制御手段と、前記制御部に対して、クリーピング探傷制御手段、ＴＯＦＤ探傷制御手段、又は端部エコー探傷制御手段の中から少なくとも一つを作動させるよう制御の選択をさせる制御選択手段とを備え、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷のいずれについても、前記超音波として疎密波を使用する超音波探傷装置を採用した。
【０００８】
そして、当該超音波探傷装置において、前記第１探触子及び前記第２探触子を、１つのホルダに保持せしめて１つの探触子ユニットとして構成し、前記ホルダに、前記第１部材又は前記第２部材の少なくとも一方に支持させて、前記探触子ユニットを前記溶接部に沿って移動させる走行ローラを取り付けた。
【０００９】
第２に、本発明では、第１部材の一面に第２部材の端縁が突き合わされて両者が溶接された接合部である被検査部に超音波を入射せしめて欠陥を探傷する超音波探傷方法であって、第１部材の前記一面に第１探触子を配置すると共に、第２部材における前記第１探触子の配置された側の面に第２探触子を配置し、前記第１探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播して前記第１探触子に戻された超音波をこの第１探触子で受信せしめてクリーピング探傷する工程と、前記第１探触子又は前記第２探触子の一方の探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播した超音波を他方の探触子で受信せしめてＴＯＦＤ探傷する工程と、前記第２探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播してから戻された超音波をこの第２探触子で受信せしめて端部エコー探傷する工程と、を備え、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷のいずれについても、前記超音波として疎密波を使用する超音波探傷方法を採用した。
【００１０】
かかる超音波探傷方法において、前記被検査部の同一部位においてクリーピング探傷工程、ＴＯＦＤ探傷工程及び端部エコー探傷工程を同時に実行しつつ、前記第１探触子及び前記第２探触子を被検査部に沿って同時に移動することとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷を行うことで、溶接部が存在する表面側の亀裂だけでなく、溶接部とは逆側の面に存在するスリットから延びる亀裂をも確実に探傷する。しかも、これらクリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷を同時に行えるため、探傷作業を極めて効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の超音波探傷装置１０の概略構成図を示し、この超音波探傷装置１０によって、橋梁におけるコンクリート１００を支持する鋼床版１０１の裏面にＵ字状のＵリブ１０２を溶接した接合部について超音波探傷する場合を示すものである。この超音波探傷装置１０は、溶接して接合された接合部及びその近傍である非検査部の欠陥を超音波探傷するものであり、本体部１と、本体部１に接続される二つの探触子１１，１２と、探傷結果を映し出すモニタ１５とを備えている。
【００１４】
本体部１は、この超音波探傷装置１０の超音波の受発信や受信した超音波の信号処理等を制御する制御部２と、探触子に対して超音波を発生させるための発信部３と、探触子が受信した超音波を電気的な信号に変換する受信部４とを備えている。また、受信部４側には受信した超音波の電気信号に対して所望の処理を行う信号処理部５が設けられている。さらに、この本体部１には、信号処理部５により処理のなされたデータを記憶する記憶部６が設けられている。
【００１５】
また、本体部１には二つの探触子１１，１２をそれぞれ接続させるためのコネクタ８が２つ設けられ、これら２つのコネクタ８は、発信部３と受信部４とにそれぞれ接続されている。接続された二つの探触子１１，１２のうち、第１探触子１１はその先端が接合部に向けられて、Ｕリブ１０２の外表面に接触される。一方、第２探触子１２は、その先端が接合部に向けられて、鋼床版１０１の裏面において、Ｕリブ１０２を境にして第１探触子１１の配置された側に接触される。
【００１６】
この超音波探傷装置１０では、接続された二つの探触子１１，１２から疎密波を被検査部に対して入射させて一つの超音波探傷装置１０でクリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷の３種類の超音波探傷を行う。これら３種類の超音波探傷は、すべてを同時に実行することも、いずれかを選択して順次実行することも可能であり、いずれの探傷を行うかは、本体部１に設けられた切り換えスイッチ７により行うことができるように構成されている。
【００１７】
まず、この超音波探傷装置１０について、各超音波探傷の原理について図２〜図７を参照して説明する。
【００１８】
図２はクリーピング探傷を実行した場合を示している。接合部において、鋼床版１０１の裏面から内方に向けて亀裂が進展していた場合、この亀裂はクリーピング探傷を行うと亀裂の有無を高い精度で探傷できる。
【００１９】
このクリーピング探傷は、第２探触子１２から鋼床版１０１の裏面の近傍を伝播する疎密波を入射させる。そして、亀裂で反射したものを再度第２探触子１２で受信するものである。図２に示すように、接合部から鋼床版１０１の内方に向けて延びる亀裂Ａ及び亀裂Ｂが鋼床版１０１に存在していたとする。この場合、第２探触子１２から疎密波を鋼床版１０１に入射すると、疎密波が鋼床版１０１の裏面近傍を伝播する。伝播した疎密波は、亀裂Ａ及び亀裂Ｂで反射され、再び鋼床版１０１の裏面近傍を伝播して第２探触子１２に戻される。第２探触子１２は、亀裂Ａ及び亀裂Ｂで反射された疎密波を受信する。
【００２０】
受信された疎密波は、受信部４及び信号処理部５を介して信号処理されて、受信した疎密波に対応する波形がモニタ１５に映し出される。モニタ１５に映し出しものが、図３に示すグラフである。このグラフにおいて左端で突起するピーク部３１は、第２探触子１２が疎密波を入射させた際の送信パルスである。グラフの中央部分で突起する２つのピーク部３２，３３のうち、左側のピーク部３２が亀裂Ｂの反射波で、右側のピーク部３３が亀裂Ａの反射波である。
【００２１】
この超音波探傷装置１０では、このように、鋼床版１０１に存在する亀裂をこのクリーピング探傷により主として探傷する。
【００２２】
図４は、ＴＯＦＤ探傷を実行した場合の概要を示している。ＴＯＦＤ探傷は、発信探触子と受信探触子とを、被検査部を間に挟むようにして対向させて配置し、発信探触子から疎密波を入射させ、被検査部の内部に存在する欠陥の一端と他端とで発生した回折波を受信探触子で受信する探傷である。
【００２３】
例えば、第１探触子１１から疎密波を入射させ、接合部の内部に存在する欠陥Ｃの両端で回折した回折波を第２探触子１２で受信する。この場合の信号を図したものが図５に示すグラフである。このグラフに現れた各波形は、左から、送信パルス５１、ラテラル波５２、上端回折波５３、下端回折波５４、底面反射波５５である。なお、ラテラル波５２とは、Ｕリブ１０２外表面、溶接部の外表面及び鋼床版１０１の裏面を伝播する波である。また、上端回折波５３とは、図４に示された欠陥Ｃの端部のうち、探触子の配された側に近い右端を回折した波で、下端回折波５４とは、欠陥Ｃの端部のうち、探触子１１，１２の配された面から遠い左端を回折した波をいう。また、底面反射波５５とは、探触子１１，１２の接触された面とは逆側の面で反射した波である。
【００２４】
このＴＯＦＤ探傷は、主として溶接部の内部に存在する欠陥を探傷する。なお、第２探触子１２を発信探触子とし、第１探触子を受信探触子としても構わない。
【００２５】
このＴＯＦＤ探傷によれば、欠陥のサイジングを探傷結果から行うことができる。サイジングを行うには、受信探触子として機能させている第１探触子１１がラテラル波５２を受信してから、上端回折波５３を受信するまでの時間Ｔｄと下端回折波５４を受信するまでの時間Ｔｄｈの差に基づいて算出する。
【００２６】
そして、図６は、端部エコー探傷を実行した場合の概要を示すものである。この実施形態にかかる端部エコー探傷では、被検査部に探触子から疎密波を入射せしめ、亀裂の先端部と、亀裂の基点部で反射したものを再び同一の探触子で受信して、亀裂の有無、亀裂のサイジングを行うものである。この図６に示す例では、Ｕリブ１０２に接触された第１探触子１１から疎密波を入射し、接合部の裏側に存在するスリットＳの外端部、内端部及びスリットＳの内端部から延びる亀裂Ｄの先端部から反射されたものを第１探触子１１で受信して欠陥の有無を探傷する。なお、これらのビーム路程を同時測定することで、亀裂Ｄのサイジングを行うこともできる。
【００２７】
図７は、第１探触子１１が受信した疎密波をグラフとして表したものである。図７に示された波形のうち、横軸の中央部分にて大きく突出するピーク部７３は、スリットＳの内端部で反射したものであり、このピーク部７３の前部にて小さく突出するピーク部７２が、亀裂Ｄの先端で反射したものである。また、図７の最も右側にて突出するピーク部７４はスリットＳの外端部で反射したものである。
【００２８】
本実施形態にかかる超音波探傷装置１０では、これら３種類の探傷を同時に実行することにより、Ｕリブ１０２と鋼床版１０１の溶接部である被検査部に存在する様々な欠陥を探傷する。
【００２９】
なお、Ｕリブ１０２と鋼床版１０１とは、Ｕリブ１０２の延びる方向に沿って溶接され、そのすべての部位で探傷を行う必要がある。この溶接部である被検査部に沿ってこれらの超音波探傷を効率よく行うために、第１探触子１１と第２探触子１２とを被検査部に沿って同時に移動させるためのものが、図８に示す探触子ユニット８０である。この探触子ユニット８０は、第１探触子１１と第２探触子１２を保持するホルダ板８１と、鋼床版１０１の裏面及びＵリブ１０２の外面に接地させてこの探触子ユニット８０を被検査部に沿って走行させる走行ローラ８２とを備えている。さらに、探触子ユニット８０がどれだけ移動したのかを測定するためのロータリエンコーダ９０がホルダ板８１には取り付けられている。
【００３０】
走行ローラ８２は、ホルダ板８１の両サイドに取り付けられていて、その一方が鋼床版１０１に接地され他方がＵリブ１０２に接地される。これにより、ホルダ板８１は、被検査部を左右に跨ぐ状態となる。そして、これら走行ローラ８２の内側には各探触子１１，１２を保持する保持アーム８３が取り付けられている。これら保持アーム８３はホルダ板８１に対して回転可能にその根元が支持され、かつ、その先端に各探触子１１，１２を保持する保持部８４が設けられている。保持部８４は、保持アーム８３に対して回転可能に構成されている。このように保持アーム８３を構成することで、ホルダ板８１を鋼床版１０１及びＵリブ１０２に対して確実に接地させつつ、探触子１１，１２自体の位置を自在に調整させている。
【００３１】
ロータリエンコーダ９０はその軸方向が当該探触子ユニット８０の走行方向に対して直交する向きに配されて、本体から突出する回転軸には、円盤状のプーリ９１が取り付けられている。このプーリ９１は外周面が鋼床版１０１またはＵリブ１０２に接触される。探触子ユニット８０が被検査部に沿って走行されると、これ伴いプーリ９１が回転される。ロータリエンコーダ９０は、このプーリ９１の回転から探触子ユニット８０がどの程度移動したかを測定する。
【００３２】
かかるロータリエンコーダ９０を設けることで、上記超音波探傷により得られた探傷結果がどの位置のデータであるのかを判断することが可能となる。
【００３３】
また、実際の作業現場では、橋梁の周囲に足場を組んでこの足場の上で作業を行うことが多いため、装置をコンパクトにする必要がある。このため、本体部１にモニタ１５を組み込んで両者を一体化させておくとよい。さらに、モニタ１５の表示が、前述の切り換えスイッチ７により切り換えられたモードに対応するように適宜切り換えられるように構成する。すなわち、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、又は端部エコー探傷を単独で実行する場合には、各探傷に対応するモードに切り換えスイッチ７を切り換えれば、これに応じ、図３、図５、図７に示したモニタ１５の表示が切り換えられるように構成されている。また、同時探傷モードで探傷した場合、図９に示すように、モニタ１５には、３種類の超音波探傷の結果を一度に表示可能に構成されている。この図９に示す例では、上段１５Ａがクリーピング探傷の結果を、中段１５ＢがＴＯＦＤ探傷の結果を、下段１５Ｃが端部エコー探傷の結果をそれぞれ表示している。
【００３４】
以上の構成を備えた超音波探傷装置１０によれば、次の手順により鋼床版１０１とＵリブ１０２の接合部である被検査部の欠陥の有無を探傷する。
【００３５】
まず、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷の３種類の超音波探傷を同時に行う場合について説明する。
【００３６】
３種類の超音波探傷を同時に行うには、予め、本体部１に設けられた切り換えスイッチ７により、同時探傷モードを選択しておく。これにより、この超音波探傷装置１０では、制御部２が第１探触子１１及び第２探触子１２の双方から疎密波を発信するように発信部３を作動させる。また、第１探触子１１及び第２探触子１２の双方が疎密波を受信した場合に、これらを対応する電気信号に変換するように受信部４を作動するように制御する。
【００３７】
即ち、第２探触子１２から疎密波を入射するよう発信部３を作動させると共に、第２探触子１２で伝播した疎密波を受信して電気信号に変換するように受信部４を作動させてクリーピング探傷を行う。また、第１探触子１１から疎密波を入射するよう発信部３を作動させると共に、第２探触子１２で伝播した疎密波を受信して電気信号に変換するように受信部４を作動させてＴＯＦＤ探傷を行う。さらに、第１探触子１１から疎密波を入射するよう発信部３を作動させると共に、第１探触子１１で伝播した疎密波を受信して電気信号に変換するように受信部４を作動させて端部エコー探傷を行う。
【００３８】
モードの選択を行った後に次いで、探傷しようとする鋼床版１０１とＵリブ１０２の接合部である被検査部の端部に探触子ユニット８０を接地させる。この際、第１探触子１１と第２探触子１２との間に被検査部が位置するように接地させる。また、保持アーム８３を調節して第１探触子１１及び第２探触子１２がそれぞれＵリブ１０２の外表面と鋼床版１０１の裏面に確実に接触させる。
【００３９】
かかる段取りが終了した後に、超音波探傷装置１０のモニタ１５で波形を確認しながら、探触子ユニット８０を被検査部に沿って移動させる。モニタ１５には、３種類の超音波探傷の波形がそれぞれ区分けされて映し出されるため、被検査部のどの部分に欠陥が存在するのかを、およそ認識することができる。例えば、モニタ１５に図１０に示すような波形が現れたとする。
【００４０】
前述のように、上段１５Ａはクリーピング探傷の結果、中段１５ＢはＴＯＦＤ探傷の結果、下段１５Ｃは端部エコー探傷の結果をそれぞれ表している。この図１０の上段１５Ａに現れた波形によれば、ピーク部３３が表示されている。このことから、クリーピング探傷により、鋼床版１０１に生じた亀裂を認定することができる。図１１に示した例で言えば、接合部における、Ｕリブ１０２の裏面に対応する位置において鋼床版１０１の裏面から内方に向けて延びる亀裂Ａが探傷されたことになる。これに対し、中段１５Ｂに示されたＴＯＦＤ探傷の結果では、発信パルス５１、ラテラル波５２底面反射波５５のみが表示され、欠陥を示す波形は出現していない。従って、溶接部の内部には欠陥が存在しないことが分かる。そして、下段１５Ｃの端部エコー探傷の結果によれば、スリットＳの先端からＵリブ１０２の内方に延びる亀裂が存在することが分かる。このグラフにおいて、発信パルス７１の次に現れた突出部分に着目すると、スリットＳの内端部のピーク部７３の他にピーク部７２が存在する。このピーク部７２は、スリットＳの先端付近にスリットＳとは別の欠陥が存在することを意味するものである。例えば、図１１に示した例では、スリットＳの先端から内方に向けて延びる亀裂Ｄが溶接部乃至Ｕリブ１０２に存在することになる。
【００４１】
かかる探傷の結果、被検査部の当該部分では、Ｕリブ１０２の裏側部位に鋼床版１０１に亀裂Ａが存在すると共に、溶接部乃至Ｕリブ１０２に亀裂Ｄが存在することが判明する。
【００４２】
そして、当該部分における探傷の後、探傷結果を超音波探傷装置１０内に設けられた記憶部６に記憶させておく。この超音波探傷装置１０では、探触子ユニット８０にロータリエンコーダ９０が設けられているため、このロータリエンコーダ９０の信号に基づいて、探傷開始の始点と、探傷した当該部分との間の距離が測定される。この距離を探傷結果と共に記憶部６に記憶させておくことで、記憶させたデータを再現した際に、その再現データがどの部分の探傷結果であるのを容易に確認できる。
【００４３】
このような作業を被検査部の全域について行うことで、被検査部のどの地点にはどのような欠陥が存在するかを容易に把握することが可能となる。このため、後に欠陥を除去して修繕する場合に、これらの探傷結果を参照することで、どの地点を修繕すれば良いのかを正確に把握できる。
【００４４】
もっとも、３種類の超音波探傷を同時に行うと、各超音波探傷を個別に行う場合に比べてそれぞれの探傷の精度が低下することもあり得る。この不都合を防止するために、この超音波探傷装置１０では個々の超音波探傷を順次に行うこともできる。例えば、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、端部エコー探傷の順番で行う場合、まず、探触子ユニット８０を被検査部に接地する等の段取り作業を行うと共に、切り換えスイッチ７をクリーピング探傷モードに切り換える。
【００４５】
次いで、探触子ユニット８０を被検査部に沿って移動させる。モニタ１５に、発信パルスと、逆端面からの反射波との間に特にピークが表示されなければ、鋼床版１０１の探傷した当該部位には欠陥が存在しないことになる。一方、例えば、図３に示した場合のように発信パルス３１の後にピーク部３２，３３が発生した場合、鋼床版１０１にはその探傷地点において２ヶ所に何らかの欠陥が存在することになる。図２及び図３の例で言えば、接合部におけるＵリブ１０２の外表面の部位と裏面に対応する位置に亀裂Ａと亀裂Ｂとがそれぞれ発生していることになる。このような探傷結果は、ロータリエンコーダ９０の信号に基づいて測定された、始点からの距離と共に記憶部６に記憶させる。この作業を被検査部の全域について行う。
【００４６】
ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷についても、同様に、それぞれの探傷に対応するモードに切り換えスイッチ７を切り換え、被検査部の全域について各探傷を行う。そして、欠陥を探傷することができた地点の探傷結果を、始点からの距離と共に記憶部６に記憶させる。
【００４７】
これらの作業により得られた探傷結果のデータを再現することで、どの地点にどのような欠陥が存在するのかを確認することができ、このデータに基づいて容易に修繕部を認定することができる。
【００４８】
以上に説明したように、この超音波探傷装置１０では、第１探触子１１及び第２探触子１２の双方から疎密波を入射させるため、クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷及び端部エコー探傷の３種類の超音波探傷を同時に行うことができる。なお、探傷の対象となるのは、橋梁に限定されるものではなく、第１部材の一面に第２部材の端縁を突き合わせ、両者を溶接して接合したものに適用するのであれば、他の構造物につていも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の超音波探傷装置の概略構成図。
【図２】クリーピング探傷を実行した場合の概要を示す説明図。
【図３】図２の探傷を実行した場合に表示されるモニタの表示を示すグラフ。
【図４】ＴＯＦＤ探傷を実行した場合の概要を示す説明図。
【図５】図４の探傷を実行した場合に表示されるモニタの表示を示すグラフ。
【図６】端部エコー探傷を実行した場合の概要を示す説明図。
【図７】図６の探傷を実行した場合に表示されるモニタの表示を示すグラフ。
【図８】探触子ユニットの１例を示す正面図。
【図９】３種類の探傷結果を同時に表示させたモニタの表示内容の一例を示す図。
【図１０】３種類の探傷により被検査部を探傷した結果を同時に表示させたモニタ表示を示す図。
【図１１】欠陥が存在する鋼床版とＵリブの接合部に関する断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１ 本体部
２ 制御部
３ 発信部
４ 受信部
５ 信号処理部
６ 記憶部
７ 切り換えスイッチ
８ コネクタ
１０ 超音波探傷装置
１１ 第１探触子
１２ 第２探触子
１５ モニタ
８０ 探触子ユニット
９０ ロータリエンコーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材の一面に第２部材の端縁が突き合わされて両者が溶接された接合部である被検査部に超音波を入射せしめて欠陥を探傷する超音波探傷装置であって、
第１部材の前記一面に接触される第１探触子と、
第２部材における前記第１探触子の配置された側の面に接触される第２探触子と、
第１探触子及び第２探触子の双方に接続されて、第１探触子及び第２探触子に対して超音波を発信せしめる信号を送信する発信部と、
第１探触子及び第２探触子の双方に接続されて、第１探触子及び第２探触子が受信した超音波を受信信号に変換する受信部と、
前記発信部及び前記受信部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部には、前記第１探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播して前記第１探触子に戻された超音波をこの第１探触子で受信せしめてクリーピング探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御するクリーピング探傷制御手段と、
前記第１探触子又は前記第２探触子の一方の探触子から超音波を入射せさせ、前記被検査部を伝播した超音波を他方の探触子で受信せしめてＴＯＦＤ探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御するＴＯＦＤ探傷制御手段と、
前記第２探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播してから戻された超音波をこの第２探触子で受信せしめて端部エコー探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御する端部エコー探傷制御手段と、
前記制御部に対して、クリーピング探傷制御手段、ＴＯＦＤ探傷制御手段、又は端部エコー探傷制御手段の中から少なくとも一つを作動させるよう制御の選択をさせる制御選択手段と、を備え、
クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷のいずれについても、前記超音波として疎密波を使用することを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項２】
前記第１探触子及び前記第２探触子は、１つのホルダに保持されて１つの探触子ユニットとして構成され、
前記ホルダには、前記第１部材又は前記第２部材の少なくとも一方に支持させて、前記探触子ユニットを前記溶接部に沿って移動させる走行ローラが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。
【請求項３】
第１部材の一面に第２部材の端縁が突き合わされて両者が溶接された接合部である被検査部に超音波を入射せしめて欠陥を探傷する超音波探傷方法であって、
第１部材の前記一面に第１探触子を配置すると共に、第２部材における前記第１探触子の配置された側の面に第２探触子を配置し、
前記第１探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播して前記第１探触子に戻された超音波をこの第１探触子で受信せしめてクリーピング探傷する工程と、
前記第１探触子又は前記第２探触子の一方の探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播した超音波を他方の探触子で受信せしめてＴＯＦＤ探傷する工程と、
前記第２探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播してから戻された超音波をこの第２探触子で受信せしめて端部エコー探傷する工程と、を備え、
クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷のいずれについても、前記超音波として疎密波を使用することを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項４】
前記被検査部の同一部位においてクリーピング探傷工程、ＴＯＦＤ探傷工程及び端部エコー探傷工程を同時に実行しつつ、前記第１探触子及び前記第２探触子を被検査部に沿って同時に移動することを特徴とする請求項３に記載の超音波探傷方法。
【請求項１】
第１部材の一面に第２部材の端縁が突き合わされて両者が溶接された接合部である被検査部に超音波を入射せしめて欠陥を探傷する超音波探傷装置であって、
第１部材の前記一面に接触される第１探触子と、
第２部材における前記第１探触子の配置された側の面に接触される第２探触子と、
第１探触子及び第２探触子の双方に接続されて、第１探触子及び第２探触子に対して超音波を発信せしめる信号を送信する発信部と、
第１探触子及び第２探触子の双方に接続されて、第１探触子及び第２探触子が受信した超音波を受信信号に変換する受信部と、
前記発信部及び前記受信部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部には、前記第１探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播して前記第１探触子に戻された超音波をこの第１探触子で受信せしめてクリーピング探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御するクリーピング探傷制御手段と、
前記第１探触子又は前記第２探触子の一方の探触子から超音波を入射せさせ、前記被検査部を伝播した超音波を他方の探触子で受信せしめてＴＯＦＤ探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御するＴＯＦＤ探傷制御手段と、
前記第２探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播してから戻された超音波をこの第２探触子で受信せしめて端部エコー探傷するよう前記発信部及び前記受信部を制御する端部エコー探傷制御手段と、
前記制御部に対して、クリーピング探傷制御手段、ＴＯＦＤ探傷制御手段、又は端部エコー探傷制御手段の中から少なくとも一つを作動させるよう制御の選択をさせる制御選択手段と、を備え、
クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷のいずれについても、前記超音波として疎密波を使用することを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項２】
前記第１探触子及び前記第２探触子は、１つのホルダに保持されて１つの探触子ユニットとして構成され、
前記ホルダには、前記第１部材又は前記第２部材の少なくとも一方に支持させて、前記探触子ユニットを前記溶接部に沿って移動させる走行ローラが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。
【請求項３】
第１部材の一面に第２部材の端縁が突き合わされて両者が溶接された接合部である被検査部に超音波を入射せしめて欠陥を探傷する超音波探傷方法であって、
第１部材の前記一面に第１探触子を配置すると共に、第２部材における前記第１探触子の配置された側の面に第２探触子を配置し、
前記第１探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播して前記第１探触子に戻された超音波をこの第１探触子で受信せしめてクリーピング探傷する工程と、
前記第１探触子又は前記第２探触子の一方の探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播した超音波を他方の探触子で受信せしめてＴＯＦＤ探傷する工程と、
前記第２探触子から超音波を入射させ、前記被検査部を伝播してから戻された超音波をこの第２探触子で受信せしめて端部エコー探傷する工程と、を備え、
クリーピング探傷、ＴＯＦＤ探傷、及び端部エコー探傷のいずれについても、前記超音波として疎密波を使用することを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項４】
前記被検査部の同一部位においてクリーピング探傷工程、ＴＯＦＤ探傷工程及び端部エコー探傷工程を同時に実行しつつ、前記第１探触子及び前記第２探触子を被検査部に沿って同時に移動することを特徴とする請求項３に記載の超音波探傷方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２８５８１３（Ｐ２００７−２８５８１３Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１２２９０（Ｐ２００６−１１２２９０）
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（０００２３１１３２）ＪＦＥ工建株式会社 (54)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（０００２３１１３２）ＪＦＥ工建株式会社 (54)
【Ｆターム（参考）】
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