(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面塗装層を有する鋼材に発生する欠陥を検査する鋼材欠陥の超音波検査方法であって、
超音波により前記欠陥を検出可能な少なくとも一本の針部を有する装置本体の該針部が、その先端部を前記表面塗装層に貫通させて前記鋼材に点接触するように突き刺す接触工程と、
前記針部から超音波を発信することにより前記被検査部からの反射波を受信する検出工程と、
この装置本体からの検出信号にもとづき制御部において前記欠陥の検査を行う演算制御工程と、
を有することを特徴とする鋼材欠陥の超音波検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋼材欠陥の超音波検査装置および超音波検査方法にかかるもので、とくに橋梁などの主桁、あるいはその他の鋼構造物に利用されるＩ形鋼やプレートガーダーなどにおける鋼材欠陥の超音波検査装置および超音波検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のたとえば桁橋などの橋梁の主桁には、Ｉ形鋼やプレートガーダーなどの桁材が用いられているが、各種の鋼材を溶接する際に発生するブローホールや溶接割れその他の溶接欠陥、さらには亀裂などの欠陥を検査するには、超音波金属検査装置あるいは超音波探傷装置などと呼称される超音波検査装置が用いられている。
【０００３】
図５にもとづき、橋梁（桁橋）に用いられているプレートガーダーの溶接部におけるブローホールを検査する場合を例に取って概説する。
図５は、プレートガーダー１の要部側面図であって、プレートガーダー１は、ウェブプレート２と、このウェブプレート２に溶接固定したフランジ３と、を有する。
【０００４】
すなわち、ウェブプレート２の上端面２Ａと、フランジ３の下面３Ａとを突き合わせ、所定の溶接方法により、すみ肉溶接部４としてある。
【０００５】
ただし、たとえば図５中左側のすみ肉溶接部４から先に溶接したとすると、この左側のすみ肉溶接部４の形成により上端面２Ａと下面３Ａとの間に残存している空気が、右側のすみ肉溶接部４を溶接したときにその冷却にともなってブローホール５（空孔）となり、すみ肉溶接部４内に欠陥を生じることになる。
【０００６】
こうしたブローホール５の形成は、すみ肉溶接部４に限らず、鋼材における任意の溶接部に発生する可能性があるもので、この大きさが所定限度をこえると、溶接欠陥として鋼材の剛性ないし機械的強度を低下させることになる。
【０００７】
したがって、ブローホール５その他の溶接欠陥の存在および大きさや数を検査することは、橋梁ないし鋼構造物にとって必須のことであり、この検査のために超音波検査装置６が用いられている。
【０００８】
超音波検査装置６は、超音波を発生して被検査部（プレートガーダー１ないしすみ肉溶接部４）からの反射波を受信する装置本体７と、装置本体７からの検出信号によってブローホール５の大きさや数などを検査する制御部８と、を有する。
【０００９】
なお、プレートガーダー１に発生する応力を計測すれば、所定の演算処理により、この応力に対応したブローホール５の許容最小径を把握することができ、検査精度を所定範囲内とすることができる。
【００１０】
この装置本体７は、被検査部であるすみ肉溶接部４方向に超音波を発信させかつそこからの反射波を受信する際の精度を確保するために、たとえばフランジ３の表面３Ｂに直接これを面接触させる必要があり、フランジ３の表面塗装層９を完全に除去しなければならない。
【００１１】
しかしながら、表面塗装層９は一般に多層であり、検査終了後に、再度塗装するには、その層ごとに塗布および乾燥をそれぞれ繰り返すため、時間と手間および費用がかかるという問題がある。
こうした問題は、溶接欠陥に限らず、亀裂を始めとする鋼材に発生する一般の欠陥に関する検査の場合にも同様に発生するものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、手軽に溶接部その他の部位の検査を行うことができる鋼材欠陥の超音波検査装置および超音波検査方法を提供することを課題とする。
【００１３】
また本発明は、プレートガーダーなど鋼材の表面塗装層を除去することなく被検査部を検査可能な鋼材欠陥の超音波検査装置および超音波検査方法を提供することを課題とする。
【００１４】
また本発明は、低コストでブローホールその他の溶接欠陥などの欠陥の検査を行うことができる鋼材欠陥の超音波検査装置および超音波検査方法を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、表面塗装層を除去せずに検査するには、表面塗装層に突き刺すことができる針を用いればよいことに着目したもので、第一の発明は、鋼材に発生するブローホールなどの溶接欠陥その他の欠陥を検査する鋼材欠陥の超音波検査装置であって、超音波により上記欠陥を検出可能な少なくとも一本の針部を有する装置本体と、この装置本体からの検出信号により上記欠陥の検査を可能とした制御部とを有することを特徴とする鋼材欠陥の超音波検査装置である。
【００１６】
第二の発明は、鋼材に発生する欠陥を検査する鋼材欠陥の超音波検査方法であって、超音波により上記欠陥を検出可能な少なくとも一本の針部を有する装置本体の該針部を上記鋼材に点接触するように突き刺す接触工程と、上記針部から超音波を発信することにより上記被検査部からの反射波を受信する検出工程と、この装置本体からの検出信号にもとづき制御部において上記欠陥の検査を行う演算制御工程と、を有することを特徴とする鋼材欠陥の超音波検査方法である。
【００１７】
上記針部は、その先端部を上記鋼材に点接触させることができる。
【００１８】
上記針部は、これを上記装置本体に着脱可能とすることができる。
【００１９】
上記針部の本数は、一本以上であればよく、各針部の設置パターンあるいは互いの間の間隔などは、針部からの検出信号にもとづく演算処理に合わせて任意に設計することができる。
【００２０】
本発明による鋼材欠陥の超音波検査装置および超音波検査方法においては、針部から超音波を発信してブローホールや亀裂その他の欠陥の検査を可能としたので、この針部を鋼材の表面における表面塗装層を貫通して鋼材に直接点接触させることができる。
【００２１】
したがって、表面塗装層を除去する必要がないため、この除去作業はもちろん、再度の塗布作業が不要となり、検査費用を低減することができる。
なお、針部を突き刺すことにより表面塗装層に形成されるピンホールは、ごく微小であるためにその対処は容易である。
【００２２】
さらに、針部の取付けパターンを適宜選択することにより、その検出信号にもとづく所定の演算処理を行うことによってブローホールの大きさや数などを確認することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の第１の実施の形態による鋼材欠陥の超音波検査装置について鋼材溶接部の超音波検査装置１０を例に取って超音波検査方法とともに図１および図２にもとづき説明する。ただし、図５と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図１は、超音波検査装置１０をセットしたプレートガーダー１の要部側面図、図２は、同、超音波検査装置１０の概略ブロック説明図であって、超音波検査装置１０は、装置本体１１と、制御部１２と、を有する。
【００２４】
装置本体１１の先端部には、一本の針部１３を設けてあり、この針部１３の先端部１３Ａが表面塗装層９を貫通してフランジ３の表面３Ｂに直接点接触可能となっているとともに、超音波を発信してすみ肉溶接部４からの反射波を受信し、ブローホール５を検出可能となっている。
【００２５】
制御部１２は、装置本体１１（針部１３）からの検出信号により所定の演算処理を行ってブローホール５の大きさ、数などを検査計測することができるものである。
【００２６】
すなわち図２に示すように、制御部１２は、装置本体１１に接続した入出力ポート１４と、演算処理部１５と、出力部１６と、を有する。
【００２７】
こうした構成の超音波検査装置１０を用いて検査する場合に、図１に示すように、表面塗装層９を除去することなく、プレートガーダー１におけるフランジ３の表面３Ｂに針部１３を直接突き刺すことによりその先端部１３Ａを表面３Ｂに点接触させる（接触工程）。
【００２８】
針部１３から超音波を発信させ、すみ肉溶接部４部分からの反射波を受信する（検出工程）。
【００２９】
この針部１３（装置本体１１）からの検出信号にもとづき制御部１２において必要な演算処理を行い、ブローホール５の大きさおよび数などを検査することができる（演算制御工程）。
【００３０】
本発明において、針部は、一本以上の任意の数とすることができる。
たとえば図３は、本発明の第２の実施の形態による鋼材溶接部の超音波検査装置２０の概略説明図であって、超音波検査装置２０においては、針部１３を三本とし、それぞれの針部１３から超音波を発信可能とする。
【００３１】
三本の針部１３の取付けパターンとしては、たとえば正三角形の各頂点にそれぞれ針部１３が位置するようにしてあるが、他の取付けパターンとすることができる。
【００３２】
こうした構成の超音波検査装置２０においても、図１の超音波検査装置１０と同様に、針部１３をフランジ３の表面塗装層９に突き刺すだけで検査を実行することができ、表面塗装層９の除去および再塗布が不要で、検査コストを低減することができる。
【００３３】
本発明において、針部はを装置本体に着脱可能とすることができる。
すなわち、図４は、本発明の第３の実施の形態による鋼材溶接部の超音波検査装置３０の概略説明図であって、超音波検査装置３０においては、針部１３を装置本体１１から着脱可能とするとともに、四本とし、それぞれの針部１３から超音波を発信可能とする。
【００３４】
こうした構成の超音波検査装置３０においても、図１の超音波検査装置１０および図３の超音波検査装置２０と同様に、針部１３をフランジ３の表面塗装層９に突き刺すだけで検査を実行することができ、表面塗装層９の除去および再塗布が不要で、検査コストを低減することができる。
【００３５】
さらに、針部１３部分を装置本体１１とは着脱可能としたので、針部１３の先端部１３Ａが消耗した場合にはこれを交換可能とすることができる。
【００３６】
本発明においては、所定本数の針部を所定取付けパターンで装置本体に取り付けることにより任意の被検査部の検査に適合させることも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、鋼材に接触する部位を従来の面接触から点接触可能な針部としたので、表面塗装層の処理（除去および再塗布）が不要となり、手軽に検査作業を行うことができるとともに、検査コストの大幅な削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による鋼材溶接部の超音波検査装置１０をセットしたプレートガーダー１の要部側面図である。
【図２】同、超音波検査装置１０の概略ブロック説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による鋼材溶接部の超音波検査装置２０の概略説明図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態による鋼材溶接部の超音波検査装置３０の概略説明図である。
【図５】従来の超音波検査装置６をセットしたプレートガーダー１の要部側面図である。
【符号の説明】
１  プレートガーダー
２  ウェブプレート
２Ａ  ウェブプレート２の上端面
３  フランジ
３Ａ  フランジ３の下面
３Ｂ  フランジ３の表面
４  すみ肉溶接部（被検査部）
５  ブローホール（溶接欠陥）（鋼材欠陥）
６  超音波検査装置（図５）
７  装置本体
８  制御部
９  表面塗装層
１０  鋼材溶接部の超音波検査装置（第１の実施の形態、図１）
１１  装置本体
１２  制御部
１３  針部
１３Ａ  針部１３の先端部
１４  入出力ポート
１５  演算処理部
１６  出力部
２０  鋼材溶接部の超音波検査装置（第２の実施の形態、図３）
３０  鋼材溶接部の超音波検査装置（第３の実施の形態、図４）
【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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