(57)【要約】【課題】構造物の接合部を効率的に且つ構造物を汚すことなく検査できる超音波探傷装置を提供する。【解決手段】超音波探傷装置は、構造物の表面と裏面との間に延びる接合部に超音波を発信するとともに、超音波の反射波を受信する斜角探触子を有する探触子ユニットと、反射波のエコー高さに基づいて、接合部の傷の有無を判定する判定部と、を備える。判定部は、構造物の表面に設定される第１の位置から斜角探触子が構造物の裏面側の接合部の端部に向けて直射法で超音波を発信した際に受信される反射波のエコー高さが予め定められた第１の閾値を越える場合、及び／又は、構造物の表面において第１の位置よりも接合部から離れた位置に設定される第２の位置から斜角探触子が接合部に向けて一回反射法で超音波を発信した際に受信される反射波のエコー高さが予め定められた第２の閾値を越える場合に、接合部に傷があると判定する。【選択図】図１
2020190492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の表面と裏面との間に延びる接合部を探傷する超音波探傷装置であって、
前記接合部に超音波を発信するとともに、発信した超音波の反射波を受信する斜角探触子を有する探触子ユニットと、
前記探触子ユニットで受信される反射波のエコー高さに基づいて、前記接合部の傷の有無を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記構造物の表面に設定される第１の位置から前記斜角探触子が前記構造物の裏面側の前記接合部の端部に向けて直射法で超音波を発信した際に受信される反射波のエコー高さが、予め定められた第１の閾値を越える場合、及び／又は、前記構造物の表面において前記第１の位置よりも前記接合部から離れた位置に設定される第２の位置から前記斜角探触子が前記構造物の表面側の前記接合部の端部に向けて一回反射法で超音波を発信した際に受信される反射波のエコー高さが、予め定められた第２の閾値を越える場合に、前記接合部に傷があると判定する、超音波探傷装置。
【請求項２】
前記第１の位置及び前記第２の位置は、前記判定部に予め記録されている、請求項１に記載の超音波探傷装置。
【請求項３】
前記第１の位置及び前記第２の位置は、前記構造物の表面と裏面との間における前記接合部の距離に応じて異なる値となるものであり、
前記判定部には、前記構造物の表面と裏面との間における前記接合部の距離に応じて定められた複数の前記第１の位置及び前記第２の位置が予め記録されている、請求項２に記載の超音波探傷装置。
【請求項４】
前記探触子ユニットは、前記超音波を前記構造物内に発信するべく前記構造物の表面に接触される前記斜角探触子の接触面が前記構造物の表面に対して接近及び離間自在となるように前記斜角探触子を進退自在に保持するホルダと、前記斜角探触子が進退する方向に直交する方向で前記斜角探触子を挟んで対向するように前記ホルダに設けられ、前記構造物の表面に接触される一対の脚部と、を有する、請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波探傷装置。
【請求項５】
前記探触子ユニットは、前記ホルダと前記斜角探触子との間に設けられ、前記接触面が前記構造物の表面側に接近するように前記斜角探触子が移動された際に圧縮されるスプリングをさらに有する、請求項４に記載の超音波探傷装置。
【請求項６】
前記脚部のうちの前記構造物の表面に接触される部分は、半円状又は半球状に形成される、請求項４又は５に記載の超音波探傷装置。
【請求項７】
前記探触子ユニットはゲルパッドを有し、前記超音波を前記構造物内に発信するべく前記構造物の表面に接触される前記斜角探触子の接触面は前記ゲルパッドを介して前記構造物の表面に接触される、請求項１乃至６のいずれかに記載の超音波探傷装置。
【請求項８】
前記斜角探触子は、超音波を発生させる複数の振動子を含み、
前記複数の振動子は、各々が発生させる超音波の発信方向が互いに平行になるように配列される、請求項１乃至７のいずれかに記載の超音波探傷装置。
【請求項９】
構造物の表面と裏面との間に延びる接合部を探傷する超音波探傷方法であって、
斜角探触子が発信した超音波が、直射法で前記構造物の表面から前記構造物の裏面側の前記接合部の端部に到達する前記構造物の表面上の第１の位置を特定する工程と、
前記斜角探触子が発信した超音波が、一回反射法で前記構造物の表面から前記構造物の表面側の前記接合部の端部に到達する前記構造物の表面上の第２の位置を特定する工程と、
前記斜角探触子から発信される超音波を前記構造物の前記第１の位置から前記接合部に向けて発信して、前記第１の位置から発信された超音波の反射波のエコー高さを検出するとともに、前記斜角探触子から発信される超音波を前記構造物の前記第２の位置から前記接合部に向けて発信して、前記第２の位置から発信された超音波の反射波のエコー高さを検出する工程と、
前記構造物の前記第１の位置から前記斜角探触子が超音波を発信した際の反射波のエコー高さが予め定められた第１の閾値を越える場合、及び／又は、前記構造物の前記第２の位置から前記斜角探触子が超音波を発信した際の反射波のエコー高さが予め定められた第２の閾値を越える場合に、前記接合部に傷があると判定する工程と、を備える、超音波探傷方法。
【請求項１０】
前記構造物の表面と裏面とが対向する方向で前記接合部の中点から前記構造物の裏面側の端部までの部分に傷が存在する場合を想定した一つ又は複数の試験片を準備し、当該試験片上の前記第１の位置に対応する位置から前記斜角探触子が超音波を発信した際の反射波のエコー高さを検出し、当該エコー高さに基づいて、前記第１の閾値を特定する工程と、
前記構造物の表面と裏面とが対向する方向で前記接合部の中点から前記構造物の表面側の端部までの部分に傷が存在する場合を想定した一つ又は複数の試験片を準備し、当該試験片上の前記第２の位置に対応する位置から前記斜角探触子が超音波を発信した際の反射波のエコー高さを検出し、当該エコー高さに基づいて、前記第２の閾値を特定する工程と、をさらに備える、請求項９に記載の超音波探傷方法。
【請求項１１】
構造物の表面と裏面との間に延びる接合部を探傷するための探触子ユニットであって、
前記接合部に超音波を発信するとともに、発信した超音波の反射波を受信する斜角探触子と、
前記超音波を前記構造物内に発信するべく前記構造物の表面に接触される前記斜角探触子の接触面が前記表面に対して接近及び離間自在となるように前記斜角探触子を進退自在に保持するホルダと、
前記斜角探触子を挟んで対向するように前記ホルダに設けられ、前記構造物の表面に接触される一対の脚部と、を有する、探触子ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、超音波探傷装置、超音波探傷方法及び探触子ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の部材をろう付け等で接合してなる構造物では、隣り合う部材間を接合する接合部を超音波探傷で検査することがある。超音波探傷により接合部を検査する場合、一般に、接合部が形成される構造物の表面上にグリスやアルコール等の潤滑剤が塗布され、検査作業者が潤滑剤上で探触子を走査しつつ探触子から接合部に向けて超音波を発信する。そして、検査作業者は探触子で検出される超音波の反射波の状態を目視で確認しつつ、傷の有無を判断する。
【０００３】
回転電機の一例としてのタービン発電機では、回転子（ロータ）が、ロータシャフトと、ロータシャフトに設けられるロータコイルとを有し、ロータコイルに直流の界磁電流を流すことで、ロータコイルで囲まれる磁極が電磁石として機能する。タービン発電機では、一般に、ロータコイルが複数の部材をろう付けにより接合することで形成されている。このようなロータコイル上の接合部は、超音波探傷により検査されてもよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】富士技報  Ｖｏｌ．８０  Ｎｏ．３  ２００７“発電機ロータコイルろう付け部の非破壊診断技術”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、タービン発電機では、一般に、ロータコイル上の接合部が一つのロータ当たり３５０〜５００箇所程度存在する。このような多数の接合部を超音波探傷する際において、各接合部に対応させて潤滑剤を塗布した後、探触子を走査する場合には、検査の作業負荷が非常に大きくなり、検査に多大な時間がかかる。また、潤滑剤は異物の付着を誘発し、ロータの汚染を引き起こす虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、構造物の接合部を効率的に且つ構造物を汚すことなく検査できる超音波探傷装置、超音波探傷方法及び探触子ユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、一実施の形態にかかる超音波探傷装置は、構造物の表面と裏面との間に延びる接合部を探傷する超音波探傷装置であって、前記接合部に超音波を発信するとともに、発信した超音波の反射波を受信する斜角探触子を有する探触子ユニットと、前記探触子ユニットで受信される反射波のエコー高さに基づいて、前記接合部の傷の有無を判定する判定部と、を備える。前記判定部は、前記構造物の表面に設定される第１の位置から前記斜角探触子が前記構造物の裏面側の前記接合部の端部に向けて直射法で超音波を発信した際に受信される反射波のエコー高さが、予め定められた第１の閾値を越える場合、及び／又は、前記構造物の表面において前記第１の位置よりも前記接合部から離れた位置に設定される第２の位置から前記斜角探触子が前記構造物の表面側の前記接合部の端部に向けて一回反射法で超音波を発信した際に受信される反射波のエコー高さが、予め定められた第２の閾値を越える場合に、前記接合部に傷があると判定する。
【０００８】
また、一実施の形態にかかる超音波探傷方法は、構造物の表面と裏面との間に延びる接合部を探傷する超音波探傷方法である。当該方法は、斜角探触子が発信した超音波が、直射法で前記構造物の表面から前記構造物の裏面側の前記接合部の端部に到達する前記構造物の表面上の第１の位置を特定する工程と、前記斜角探触子が発信した超音波が、一回反射法で前記構造物の表面から前記構造物の表面側の前記接合部の端部に到達する前記構造物の表面上の第２の位置を特定する工程と、前記斜角探触子から発信される超音波を前記構造物の前記第１の位置から前記接合部に向けて発信して、前記第１の位置から発信された超音波の反射波のエコー高さを検出するとともに、前記斜角探触子から発信される超音波を前記構造物の前記第２の位置から前記接合部に向けて発信して、前記第２の位置から発信された超音波の反射波のエコー高さを検出する工程と、前記構造物の前記第１の位置から前記斜角探触子が超音波を発信した際の反射波のエコー高さが予め定められた第１の閾値を越える場合、及び／又は、前記構造物の前記第２の位置から前記斜角探触子が超音波を発信した際の反射波のエコー高さが予め定められた第２の閾値を越える場合に、前記接合部に傷があると判定する工程と、を備える。
【０００９】
また、一実施の形態にかかる探触子ユニットは、構造物の表面と裏面との間に延びる接合部を探傷するための探触子ユニットであって、前記接合部に超音波を発信するとともに、発信した超音波の反射波を受信する斜角探触子と、前記超音波を前記構造物内に発信するべく前記構造物の表面に接触される前記斜角探触子の接触面が前記表面に対して接近及び離間自在となるように前記斜角探触子を進退自在に保持するホルダと、前記斜角探触子を挟んで対向するように前記ホルダに設けられ、前記構造物の表面に接触される一対の脚部と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、構造物の接合部を効率的に且つ構造物を汚すことなく検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態に係る超音波探傷装置を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す超音波探傷装置を構成する探触子ユニットを拡大して示す図である。
【図３】図２の矢印ＩＩＩの方向で探触子ユニットの一部を見た図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示す超音波探傷装置による超音波探傷の際に探触子ユニットが配置される第１の位置、第２の位置を示す図である。
【図５】一実施の形態に係る超音波探傷方法の流れを説明するフローチャートである。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、超音波探傷方法で用いる閾値の特定の際に用いる疑似欠陥を有する試験片の一部を示す図である。
【図７】図１に示す超音波探傷装置を構成する探触子ユニットの機能を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、一実施の形態に係る超音波探傷装置１を概略的に示す図である。超音波探傷装置１は、構造物１００の接合部１０１の傷を検査（探傷）するための装置であり、探触子ユニット１０と、判定部２０と、表示部３０と、を備える。構造物１００の接合部１０１はろう付け等により接合された二つの部材の間に位置する部分を意味する。検査対象となる構造物１００は特に限定されるものではないが、本実施の形態では、構造物１００がタービン発電機のロータコイルとなっており、湾曲状部分を含む板状の部材となっている。接合部１０１は構造物１００の湾曲状部分に形成されており、構造物１００の湾曲状の表面１００Ａと裏面１００Ｂとの間に延びている。
【００１４】
超音波探傷装置１による超音波探傷の際には、探触子ユニット１０から接合部１０１に向けて超音波が発信される。接合部１０１に傷が存在する場合には、発信された超音波が接合部１０１と空気との界面で反射する。探触子ユニット１０は、このような超音波の反射波を受信し、受信した反射波の情報をエコー高さとして判定部２０に入力する。そして、判定部２０は入力されたエコー高さに基づいて接合部１０１の傷の有無を判定し、表示部３０は、判定部２０の判定結果を表示する。
【００１５】
図２は、探触子ユニット１０を拡大して示す図である。探触子ユニット１０は、接合部１０１に超音波を発信するとともに、発信した超音波の反射波を受信する斜角探触子１１と、斜角探触子１１を進退自在に保持するホルダ１２と、斜角探触子１１が進退する方向に直交する方向で斜角探触子１１を挟んで対向するようにホルダ１２に設けられる一対の脚部１３と、ホルダ１２と斜角探触子１１との間に設けられるスプリング１４と、を有している。ホルダ１２が斜角探触子１１を進退自在に保持している状態とは、斜角探触子１１がホルダ１２から離れる方向に進出でき且つホルダ１２に近づく方向に後退できるように、ホルダ１２が斜角探触子１１を保持する状態のことを意味する。
【００１６】
斜角探触子１１は、超音波を構造物１００内に発信するべく構造物１００の表面１００Ａに接触される接触面１１Ａを有し、接触面１１Ａから超音波を発信する。詳しくは、斜角探触子１１は、本例では平坦面となる接触面１１Ａの法線方向に対して傾斜する方向に設定されるビーム中心軸ＢＡに沿って超音波を発信するようになっている。なお、図１及び図２においては、探触子ユニット１０の構造を簡易的に説明するために、探触子ユニット１０が、接触面１１Ａの法線方向を含む平面で切断された際の断面にて示されている。
【００１７】
本実施の形態では接触面１１Ａ上にゲルパッド１５が設けられており、斜角探触子１１は、超音波を構造物１００内に発信する際に、ゲルパッド１５を介して構造物１００の表面１００Ａに接触することになる。したがって、構造物１００内に発信される超音波は、接触面１１Ａからゲルパッド１５を介して構造物１００内に進入する。ゲルパッド１５は、ゲルをシート状に形成したものであり、接触面１１Ａとの間に空気層が形成されてないように接触面１１Ａに密着して取り付けられている。
【００１８】
図３は、図２の矢印ＩＩＩの方向で斜角探触子１１を見た図を示している。斜角探触子１１は、超音波を発生させる複数、本例では５つの振動子１１Ｐを含み、複数の振動子１１Ｐは、各々が発生させる超音波の発信方向が互いに平行になるように配列されている。これにより、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとの間に位置する構造物１００の一対の側面が対向する方向で、接合部１０１を広範囲に検査することが可能となる。本実施の形態では、一つの振動子１１Ｐが超音波を発生させるとともに反射波を受信して信号に変換する機能を有するが、このような態様に代えて、超音波発生用の振動子と超音波受信用の振動子とを別々に有する斜角探触子が用いられてもよい。
【００１９】
図２に戻り、ホルダ１２は、斜角探触子１１の接触面１１Ａが構造物１００の表面１００Ａに向けられた際に、接触面１１Ａが表面１００Ａに対して接近及び離間自在となるように斜角探触子１１を進退自在に保持している。本実施の形態におけるホルダ１２は四角柱状の貫通孔を有するブロック形状物であり、その内側に斜角探触子１１を保持するが、ホルダ１２の形状は特に限定されるものではない。
【００２０】
一対の脚部１３は、それぞれ斜角探触子１１が進退する方向に直交する方向でホルダ１２から離れるように延びた後に、斜角探触子１１の接触面１１Ａが指向する方向に延びるように形成され、それぞれ先端部で構造物１００の表面１００Ａに接触することが可能となっている。探触子ユニット１０を構造物１００の表面１００Ａにおける所望の位置に配置する際に、一対の脚部１３を構造物１００の表面１００Ａに接触させた後、斜角探触子１１の進退位置を調整して、接触面１１Ａを表面１００Ａに接触させることで、斜角探触子１１の姿勢を安定的に維持することが可能となる。本実施の形態では、脚部１３のうちの表面１００Ａに接触される部分（先端部）が半円状に形成され、これにより、特に検査対象が湾曲状である場合に斜角探触子１１の姿勢を安定的に維持できる。なお、脚部１３のうちの表面１００Ａに接触される部分は半球状等でもよい。
【００２１】
スプリング１４は、上述したようにホルダ１２と斜角探触子１１との間に設けられ、詳しくは、ホルダ１２と、斜角探触子１１と一体化された連結体１６と、の間に設けられている。連結体１６は、斜角探触子１１が進退する方向で、ホルダ１２に対し接触面１１Ａ側とは反対の側に配置されている。連結体１６は筒状に形成され、その中心軸線の延長線が斜角探触子１１と交差するように配置され、その内側に斜角探触子１１から延びるケーブルを収納している。
【００２２】
連結体１６の外周面におけるホルダ１２側の部分にはフランジ１６Ａが設けられ、フランジ１６Ａと、ホルダ１２との間にスプリング１４が設けられている。本実施の形態では、連結体１６が斜角探触子１１と一体化されていることで、連結体１６を介して斜角探触子１１を進出させることができる。この際に、スプリング１４が圧縮されることになる。なお、図２に示すようにスプリング１４が非圧縮状態であるときには、斜角探触子１１の接触面１１Ａは脚部１３の先端よりも奥まった位置にある。
【００２３】
次に判定部２０について説明する。判定部２０は、上述したように探触子ユニット１０から入力されたエコー高さに基づいて接合部１０１の傷の有無を判定するものである。判定部２０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む汎用的なコンピュータで構成されてもよい。
【００２４】
詳しくは、判定部２０は、構造物１００の表面１００Ａに設定される第１の位置Ｐ１から斜角探触子１１が構造物１００の裏面１００Ｂ側の接合部１０１の端部に向けて直射法で超音波を発信した際に受信される反射波のエコー高さが、予め定められた第１の閾値Ｔｈ１を越える場合、及び／又は、構造物１００の表面１００Ａにおいて第１の位置Ｐ１よりも接合部１０１から離れた位置に設定される第２の位置Ｐ２から斜角探触子１１が構造物１００の表面１００Ａ側の接合部１０１の端部に向けて一回反射法で超音波を発信した際に受信される反射波のエコー高さが、予め定められた第２の閾値Ｔｈ２を越える場合に、接合部１０１に傷があると判定する。より詳しくは、判定部２０は、第１の位置Ｐ１に対応するエコー高さが第１の閾値Ｔｈ１を越える場合、及び／又は、第２の位置Ｐ２に対応するエコー高さが第２の閾値Ｔｈ２を越える場合に、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとが対向する方向での接合部１０１の両端部または当該両端部の間の部分に傷があると判定するようになっている。
【００２５】
第１の位置Ｐ１は、斜角探触子１１が発信した超音波が、直射法で構造物１００の表面１００Ａから構造物１００の裏面１００Ｂ側の接合部１０１の端部に到達する構造物１００の表面１００Ａ上の位置である。第２の位置Ｐ２は、斜角探触子１１が発信した超音波が、一回反射法で構造物１００の表面１００Ａから構造物１００の表面１００Ａ側の接合部１０１の端部に到達する構造物１００の表面１００Ａ上の位置である。図４には、図１に示した構造物１００に定められる第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２が示されている。図４に示すように、第１の位置Ｐ１から斜角探触子１１が発信した超音波ＳＷは、直接的に構造物１００の裏面１００Ｂ側の接合部１０１の端部に到達し、傷がある場合には、反射波ＲＷが発生する。第２の位置Ｐ２から斜角探触子１１が発信した超音波は、裏面１００Ｂで一回反射して構造物１００の表面１００Ａ側の接合部１０１の端部に到達し、傷がある場合には、反射波ＲＷが発生する。
【００２６】
第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２は、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとの間における接合部１０１の距離Ｔに応じて異なる値となるものである。そのため、本実施の形態では、判定部２０に、接合部１０１の距離Ｔに応じて定められた複数の第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２が予め記録されている。第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２は、例えば、距離Ｔに加えて、超音波のビーム中心軸ＢＡの角度、構造物１００の屈折率等を考慮して定められている。
【００２７】
本実施の形態に係る超音波探傷装置１の有用性は、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の２点で検出されるエコー高さを特定することで、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとが対向する方向での接合部１０１の両端部または当該両端部の間の部分における傷の有無を判定できる点にある。本件発明者は、斜角探触子１１の指向性や、傷の有無の判定のための閾値（第１の閾値Ｔｈ１及び第２の閾値Ｔｈ２）等の工夫により、直射法又は一回反射法であっても接合部１０１の比較的広い範囲の傷の有無を検出可能であることを知見し、当該知見に基づき超音波探傷装置１を具現化するに至っている。このような超音波探傷装置１の具現化には第１の閾値Ｔｈ１及び第２の閾値Ｔｈ２の設定が重要となる。後述するように、第１の閾値Ｔｈ１及び第２の閾値Ｔｈ２は、疑似欠陥を有する試験片を超音波探傷して検出されるエコー高さに基づいて特定されている。第１の閾値Ｔｈ１は第１の位置Ｐ１に対応して判定部２０に予め記録され、第２の閾値Ｔｈ２は第２の位置Ｐ２に対応して判定部２０に予め記録されている。したがって、本実施の形態では、判定部２０に、複数の第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の各々に対応して定められる複数の第１の閾値Ｔｈ１及び第２の閾値Ｔｈ２が記録されている。
【００２８】
また、表示部３０は判定部２０による傷の判定結果を表示し、これにより、検査作業者は接合部１０１における傷の有無を容易に確認できる。また、表示部３０は、図示しない操作手段に対する検査作業者の操作に応じて、判定部２０に記録されている第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の情報を表示してもよい。この場合、検査作業者は、検査対象の構造物１００のサイズを確認した後に、探触子ユニット１０の所望位置への配置作業等を円滑に進めることが可能となる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、表示部３０が接合部１０１の傷の有無を表示するが、表示部３０は設けられなくてもよく、この場合、警告音等で傷の存在が通知されてもよい。
【００３０】
次に、超音波探傷装置１を用いた超音波探傷方法について図５に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３１】
図５に示すように、まず、ステップＳ１において、検査対象を決定する。本実施の形態では、検査対象として湾曲状部分を含む構造物１００が決定されることになる。ここで、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとの間における接合部１０１の距離Ｔ等が特定される。
【００３２】
次いで、ステップＳ２では、接合部１０１の距離Ｔ等に基づいて、構造物１００の接合部１０１を直射法で探傷するための第１の位置Ｐ１及び一回反射法で探傷するための第２の位置Ｐ２を特定する。本実施の形態では、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の情報が判定部２０から引き出される。
【００３３】
次いで、ステップＳ３では、接合部１０１に傷が存在する構造物１００を想定した疑似欠陥を有する試験片が準備される。具体的に本実施の形態では、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとが対向する方向で接合部１０１の中点から構造物１００の裏面１００Ｂ側の端部までの接合部１０１の裏面側半部に傷が存在する場合を想定した一つ又は複数の試験片が準備される。また、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとが対向する方向で接合部１０１の中点から構造物１００の表面１００Ａ側の端部までの接合部１０１の表面側半部に傷が存在する場合を想定した一つ又は複数の試験片が準備される。
【００３４】
本実施の形態では、まず、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す３つの疑似接合部２０１〜２０３が準備される。疑似接合部２０１は、接合部１０１の裏面側半部における裏面１００Ｂ寄りの部分に対応する位置に疑似欠陥２０１Ａを有するものとして形成されている。疑似接合部２０２は、接合部１０１の表面側半部における表面１００Ａ寄りの部分に対応する位置に疑似欠陥２０２Ａを有するものとして形成されている。疑似接合部２０３は、接合部１０１の中点近傍に対応する位置に疑似欠陥２０３Ａを有するものとして形成されている。そして、これら疑似接合部２０１〜２０３を湾曲した二つの部材で挟み込んで接合することで、構造物１００を模した試験片が作製される。
【００３５】
次いで、ステップＳ４では、ステップＳ３で作製した各試験片上の第１の位置Ｐ１、第２の位置Ｐ２に対応する位置から斜角探触子１１が超音波を発信した際の反射波のエコー高さを検出する。
【００３６】
次いで、ステップＳ５では、ステップＳ４で検出した第１の位置Ｐ１、第２の位置Ｐ２に対応する位置での各エコー高さに基づいて、接合部１０１の傷の有無を判定するための第１の閾値Ｔｈ１及び第２の閾値Ｔｈ２を特定する。ここで、第１の閾値Ｔｈ１は、接合部１０１の裏面１００Ｂ側の端部への直射法であっても、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとが対向する方向での接合部１０１の中点又は中点近傍の傷を検知することができる値（感度）に設定される。また、第２の閾値Ｔｈ２は、接合部１０１の裏面１００Ｂ側の端部への一回反射法であっても、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとが対向する方向での接合部１０１の中点又は中点近傍の傷を検知することができる値（感度）に設定される。このような第１の閾値Ｔｈ１及び第２の閾値Ｔｈ２は、接合部１０１の両端部に傷が存在した場合に直射法又は一回反射法で受信される反射波のエコー高さよりも小さいに値に設定されることなる。
【００３７】
次いで、ステップＳ６では、実際の構造物１００の探傷を行う。すなわち、構造物１００の表面１００Ａにおける第１の位置Ｐ１から斜角探触子１１の超音波を接合部１０１に向けて発信して、超音波の反射波のエコー高さＥ１を検出するとともに、第２の位置Ｐ２から斜角探触子１１の超音波を接合部１０１に向けて発信して、超音波の反射波のエコー高さＥ２を検出する。
【００３８】
次いで、ステップＳ７では、第１の位置Ｐ１に対応するエコー高さＥ１が第１の閾値Ｔｈ１を越えたか否か、及び、第２の位置Ｐ２に対応するエコー高さＥ２が第２の閾値Ｔｈ２を越えたか否かが判定される。
【００３９】
そして、ステップＳ７において、エコー高さＥ１が第１の閾値Ｔｈ１を越えた場合、及び／又は、エコー高さＥ２が第２の閾値Ｔｈ２を越えた場合に、ステップＳ８に示すように、接合部１０１に傷があると判定される。また、エコー高さＥ１が第１の閾値Ｔｈ１を越えず、且つ、エコー高さＥ２が第２の閾値Ｔｈ２を越えない場合には、ステップＳ９に示すように、接合部１０１に傷がないと判定される。
【００４０】
以上に説明した本実施の形態では、斜角探触子１１を走査させずに、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の２点で検出されるエコー高さを特定することで、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとが対向する方向での接合部１０１の両端部または当該両端部の間の部分における傷の有無を判定できる。この場合、一般的な超音波探傷で必要となる探触子の走査作業を行う必要がなく、潤滑剤の塗布の作業も必要なくなる。また、エコー高さを閾値と比較して傷の有無が判定されるため、検査作業員がエコー波形を見て傷の有無を判断してなくもよい。これにより、構造物１００の接合部１０１を、効率的に且つ構造物を汚すことなく検査できる。
なお、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとの間における接合部１０１の距離が大きい場合、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の２点で検出されるエコー高さでは、接合部１０１の傷を精度良く検知できなくなる状況が想定される。この場合、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２との間における少なくとも１点で反射波のエコー高さを追加して検出すれば、傷を適正に検知し得る。なお、本件発明者の鋭意の研究では、構造物１００の表面１００Ａと裏面１００Ｂとの間の接合部１０１の距離（厚さ）が１６ｍｍ程度であれば、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の２点で検出されるエコー高さにより、接合部１０１の傷を適正に検知できることが確認されている。
【００４１】
また、探触子ユニット１０は、斜角探触子１１と、超音波を構造物１００内に発信するべく構造物１００の表面１００Ａに接触される斜角探触子１１の接触面１１Ａが表面１００Ａに対して接近及び離間自在となるように斜角探触子１１を進退自在に保持するホルダ１２と、斜角探触子１１を挟んで対向するようにホルダ１２に設けられ、構造物１００の表面１００Ａに接触される一対の脚部１３と、を有する。これにより、検査対象の構造物の形が種々存在する場合でも、脚部１３を構造物に接触させつつ、斜角探触子１１を進退させて構造物に接触させることで、斜角探触子１１を安定した状態で構造物に押し当てることができ、押し当て姿勢を安定的に維持できる。これにより、検査効率を向上させることできる。
【００４２】
図７には平板状の構造物１１０が示され、斜角探触子１１が構造物１１０側に進出して構造物１１０に接触している。この際、スプリング１４は圧縮されている。本実施の形態では斜角探触子１１が進退自在であることで、例えば平板状の構造物１１０に対しても斜角探触子１１を安定した状態で構造物に押し当てることができる。また、曲率の異なる複数の湾曲状の構造物が検査対象となる場合においても、各構造物に適正に斜角探触子１１を接触させ得る。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記の実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１…超音波探傷装置、１０…探触子ユニット、１１…斜角探触子、１１Ａ…接触面、１１Ｐ…振動子、１２…ホルダ、１３…脚部、１４…スプリング、１５…ゲルパッド、２０…判定部、３０…表示部、１００，１１０…構造物、１００Ａ…表面、１００Ｂ…裏面、１０１…接合部、２０１，２０２，２０３…疑似接合部、２０１Ａ，２０２Ａ，２０３Ａ…疑似欠陥、Ｐ１…第１の位置、Ｐ２…第２の位置、ＢＡ…ビーム中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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