(57)【要約】【課題】ボルトとナットの締結状態におけるねじ部の健全性を確認することができる超音波検査方法及び超音波検査装置を提供する。【解決手段】締結状態のボルト１及びナット２における軸方向の一端から他端に向け、軸方向に沿って超音波を放射し、超音波の軸方向の放射である主ビーム６に対して斜め方向に放射される広がり成分のビーム７におけるボルト１又はナット２のねじ部４，５からの反射エコー７ａ〜７ｅ，６ｆを検出し、反射エコー７ａ〜７ｅ，６ｆの高さと、ねじ部４，５の健全性に関して予め定めた基準範囲とを比較し、比較結果に基づいてねじ部４，５の健全性を判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結状態のボルト及びナットにおける軸方向の一端から他端に向け、軸方向に沿って超音波を放射するステップと、
前記超音波の軸方向の放射である主ビームに対して斜め方向に放射される広がり成分のビームにおける前記ボルト又は前記ナットのねじ部からの反射エコーを検出するステップと、
前記反射エコーの高さと、前記ねじ部の健全性に関して予め定めた基準範囲とを比較し、比較結果に基づいて前記ねじ部の健全性を判定するステップと
を有することを特徴とする超音波検査方法。
【請求項２】
締結状態のボルト及びナットにおける軸方向の一端から他端に向け、軸方向に沿って超音波を放射するステップと、
前記超音波の軸方向の放射である主ビームに対して斜め方向に放射される広がり成分のビームにおける前記ボルト又は前記ナットのねじ部からの反射エコーを検出するステップと、
前記反射エコーと、前記ねじ部の健全性に関して予め定めた基準範囲とを表示するステップと、
前記反射エコーの高さと、前記基準範囲とを比較し、比較結果に基づいて前記ねじ部の健全性を判定するステップと
を有することを特徴とする超音波検査方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の超音波検査方法において、
前記基準範囲は、前記超音波の主ビームにおける前記ボルト又は前記ナットの軸方向他端からの反射エコーの高さに基づいて定められることを特徴とする超音波検査方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載の超音波検査方法において、
前記基準範囲は、
前記超音波の主ビームにおける前記ボルト又は前記ナットの軸方向他端からの反射エコーの高さと、
前記ボルト及び前記ナットのねじ部における健全性が担保された状態を形成した試験体において、前記ねじ部におけるピッチ方向の一端から他端に向け、ピッチ方向に沿って放射した超音波の広がり成分のビームにおける前記ねじ部からの反射エコーの高さとに基づいて定められることを特徴とする超音波測定方法。
【請求項５】
請求項１又は２記載の超音波検査方法において、
前記基準範囲は、
前記超音波の主ビームにおける前記ボルト又は前記ナットの軸方向他端からの反射エコーの高さと、
前記ボルト及び前記ナットのねじ部における健全性が設計限界である状態を形成した試験体において、前記ねじ部におけるピッチ方向の一端から他端に向け、ピッチ方向に沿って放射した超音波の広がり成分のビームにおける前記ねじ部からの反射エコーの高さとに基づいて定められることを特徴とする超音波測定方法。
【請求項６】
請求項１又は２記載の超音波検査方法において、
前記基準範囲は、
前記超音波の主ビームにおける前記ボルト又は前記ナットの軸方向他端からの反射エコーの高さと、
前記ボルト及び前記ナットのねじ部における健全性が担保された状態、及び、前記ボルト及び前記ナットのねじ部における健全性が設計限界である状態の両方を形成した試験体において、前記ねじ部におけるピッチ方向の一端から他端に向け、ピッチ方向に沿って放射した超音波の広がり成分のビームにおける前記ねじ部からの反射エコーの高さとに基づいて定められることを特徴とする超音波測定方法。
【請求項７】
締結状態のボルト及びナットにおける外周の軸方向に垂直な方向からねじ部に向けて超音波を放射するステップと、
前記超音波の軸方向の放射である主ビームにおける前記ねじ部からの反射エコーを検出するステップと、
前記ねじ部からの反射エコーから前記ねじ部におけるねじ山及びねじ谷の位置を算出するステップと、
前記ねじ山及びねじ谷の位置から前記ねじ山とねじ谷の距離を算出するステップと、
前記距離に基づいて前記ねじ部の健全性を判定するステップと
を有することを特徴とする超音波検査方法。
【請求項８】
請求項７記載の超音波検査方法において、
前記ねじ山及びねじ谷の位置のそれぞれにおける前記反射エコーの高さと、前記ねじ部の健全性に関して予め定めた基準範囲とを比較し、比較結果に基づいて前記ねじ部の健全性を判定するステップを有することを特徴とする超音波検査方法。
【請求項９】
締結状態のボルト及びナットにおける軸方向の一端に配置され、軸方向の他端側に超音波を放射するとともに反射エコーを検出する超音波探触子と、
前記超音波の軸方向の放射である主ビームに対して斜め方向に放射される広がり成分のビームにより、前記ボルト又は前記ナットのねじ部から生じる反射エコーの高さと、予め定めた健全性の基準範囲とを同時に表示する表示部と
を備えたことを特徴とする超音波検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ構造を有する部材の超音波検査方法および超音波検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボルトやナットは、締結状態において対象部材を支持する用途に用いられることが多いため、ねじ部の強度に係わる不具合、すなわち、破断に至るようなき裂等がねじ部に生じていないかどうかを確認する必要がある。
【０００３】
このようなねじ部の状態を確認する技術として、例えば、特許文献１（特開２０２−００５９０３号公報）には、ネジ山高さ内に留まる微小割れ及び被検体の内部で被検体内に発射される超音波の方向に垂直にされた垂直面から傾いた状態で発生している割れを検出することを目的として、被検体の上端に載置されたＵＴ（Ultrasonic Testing）センサから被検体内部に超音波を発射し、被検体内部の欠陥からの反射エコーを受信し、この受信信号により被検体内部に生じている欠陥を検出する超音波探傷装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−００５９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、金属製のボルトとナットが締結状態において、例えば、海水などの液体に触れる環境下で使用される場合、隙間腐食によってねじ部に孔食や腐食割れ、ねじ山の欠損などが発生し、ねじ部としての機能である締結状態の維持ができなくなる恐れがある。したがって、ボルトとナットの締結状態におけるねじ部の状態を確認し、ねじ部の健全性を確認することが必要である。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ボルトとナットの締結状態におけるねじ部の健全性を確認することができる超音波検査方法および超音波検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、締結状態のボルト及びナットにおける軸方向の一端から他端に向け、軸方向に沿って超音波を放射するステップと、前記超音波の軸方向の放射である主ビームに対して斜め方向に放射される広がり成分のビームにおける前記ボルト又は前記ナットのねじ部からの反射エコーを検出するステップと、前記反射エコーの高さと、前記ねじ部の健全性に関して予め定めた基準範囲とを比較し、比較結果に基づいて前記ねじ部の健全性を判定するステップとを有するものとする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ボルトとナットの締結状態におけるねじ部の健全性を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態に係る超音波検査装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る検査対象の検査の様子を示す図である。
【図３】ナットの内部における反射エコーの様子を模式的に示す図である。
【図４】ナットのねじ部が健全状態である場合を模擬した試験体に超音波を照射して反射エコーを検出する様子を模式的に示す図である。
【図５】ナットのねじ部が不健全状態である場合を模擬した試験体に超音波を照射して反射エコーを検出する様子を模式的に示す図である。
【図６】ナットのねじ部について想定される健全状態のねじ山と不健全状態のねじ山とが混在する状態を模擬した試験体を示す図である。
【図７】試験体に超音波を照射して反射エコーを検出した場合の検出結果を示す図である。
【図８】ねじ部の損傷状態の一例として、孔食が複数点存在する状態を示す図である。
【図９】ねじ部の損傷状態の一例として、孔食が進展してねじ山が小さくなった状態を示す図である。
【図１０】ねじ部の損傷状態の一例として、腐食割れによるき裂がねじ谷の間に進展した状態を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る超音波検査装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る検査対象の検査の様子を模式的に示す図である。
【図１３】ねじ部のねじ山が健全状態である試験体に超音波を照射して反射エコーを検出する様子を模式的に示す図である。
【図１４】ねじ部のねじ山が健全状態としての許容限界である試験体に超音波を照射して反射エコーを検出する様子を模式的に示す図である。
【図１５】健全状態の試験体を用いた場合の検出結果と、不健全状態の試験体を用いた場合の検出結果の両方を同時に示した場合の一例を示している。
【図１６】ねじ山が健全状態である試験体の側面を超音波探触子で走査する様子を示す図である。
【図１７】ねじ山が健全状態である試験体の側面を超音波探触子で走査した場合のＡスコープを示す図である。
【図１８】ねじ山が健全状態である試験体の側面を超音波探触子で走査した場合のＢスコープを示す図である。
【図１９】不健全状態であるねじ山を含む試験体の側面を超音波探触子で走査する様子を示す図である。
【図２０】不健全状態であるねじ山を含む試験体の側面を超音波探触子で走査した場合のＡスコープを示す図である。
【図２１】不健全状態であるねじ山を含む試験体の側面を超音波探触子で走査した場合のＢスコープを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波検査装置の全体構成を概略的に示す図である。
【００１２】
図１において、本実施の形態の超音波検査装置１００は、超音波を放射して反射エコーを検出する超音波探触子１０２と、設定値や動作指令などを入力する入力部１０３と、設定値や検出結果などを記憶する記憶部１０５と、各種設定画面や検出結果等を表示する表示部１０４と、超音波検査装置１００の全体の動作を制御する制御部１０１とを備えている。
【００１３】
図２は本実施の形態に係る検査対象の検査の様子を、図３はナットの内部における反射エコーの様子をそれぞれ模式的に示す図であり、図２においては、超音波探触子を検査対象であるボルトに配置した場合と、ナットに配置した場合の両方を同時に図示している。
【００１４】
図２において、検査対象となるボルト１及びナット２は、外周にねじ部４（つまり、ねじ山やねじ谷）が形成されたボルト１を固定対象の部材３に通し、ボルト１のねじ部４にナット２の内周に形成されたねじ部５を螺合することにより締結されている。
【００１５】
以降、超音波探触子１０２が、締結状態のナット２に配置された場合について説明するが、超音波探触子１０２がボルト１に配置された場合についても同様である。
【００１６】
超音波探触子１０２は、締結状態のナット２における軸方向の一端（図２中の上下方向上端）側に接触配置されている。超音波探触子１０２からは、締結状態のナット２の軸方向一端から他端（図２中の上下方向下端）に向け、軸方向に沿って超音波が放射される。また、超音波探触子１０２は、放射した超音波によってナット２の内部で生じる反射エコーを検出し、検出結果を制御部１０１に送る。
【００１７】
超音波探触子１０２から放射される超音波は、超音波探触子１０２の中心軸方向（すなわち、締結状態のボルト１及びナット２における軸方向）の放射である主ビーム（メインローブ）６の他に、主ビーム６の中心軸周りを囲むように、主ビーム６の進行方向に対して斜め方向に放射状に放射される広がり成分のビーム７を含んでいる。
【００１８】
図３に示すように、ナット２の内部における反射エコーとしては、主に、主ビーム６による軸方向の他端（下端）からの反射エコー６ｆと、広がり成分のビーム７によるねじ部５の各ねじ山からの反射エコー７ａ〜７ｅが検出される。
【００１９】
そして、本実施の形態の超音波検査装置１００では、検出した反射エコー６ｆ及び反射エコー７ａ〜７ｅに基づいて、ねじ部５の状態を確認し、ねじ部の健全性を確認する。
【００２０】
ここで、ねじ部の健全性とは、ねじ部としての機能である締結状態を維持できるかどうかの状態を指すものである。すなわち、ねじ部（言い換えると、ねじ山及びねじ谷）が締結状態を十分に維持できる状態の場合が健全状態であり、ねじ部が締結状態を十分に維持できない状態の場合が不健全状態である。
【００２１】
図４及び図５は、ナットのねじ部について想定される種々の状態を模擬した試験体に超音波を照射して反射エコーを検出する様子を模式的に示す図である。図４では、ねじ部のねじ山が健全状態である試験体２０を用いた場合の検出結果の一例を示している。また、図５では、ねじ部のねじ山が健全状態としての許容限界（すなわち、不健全状態と健全状態の境界状態）である試験体２１を用いた場合の一例を示している。なお、図４及び図５においては、超音波検査装置１００の超音波探触子１０２と表示部１０４をのみを図示し、その他の構成は図示を省略している。
【００２２】
図４において、健全状態の試験体２０の内部における反射エコーとしては、主に、主ビーム６による軸方向の他端（下端）からの反射エコー２０６ｆと、広がり成分のビーム７によるねじ部５の各ねじ山からの反射エコー２０７ａ〜２０７ｅが検出され、表示部１０４に検出結果１０４ａとして表示される。
【００２３】
検出結果１０４ａでは、横軸が超音波を入射する端部からねじ山等の各反射源までの距離（ｍｍ）を、縦軸がエコー高さ（％）をそれぞれ示している。なお、エコー高さは、縦軸の有効表示範囲を１００％とした場合の各反射エコー２０７ａ〜２０７ｅ，２０６ｆの大きさを示している。
【００２４】
本実施の形態では、反射エコーの検出を行う都度、主ビーム６による他端（下端）からの反射エコー２０６ｆが予め定めた値（本例では１００％）となるように検出感度を調整する。このときの感度を基準感度と称する。検出感度を基準感度に調整する（つまり、検出時の検出感度を一定にする）ことにより、ねじ山の面からの反射エコー高さとねじ山の残存量と位置に定量的な相関を持たせることができる。すなわち、ねじ部５のねじ山の面からの反射エコーの高さは、ねじ山の残存量、検出感度、及びねじ山の位置等の影響を受けるが、検出感度を基準感度に調整することにより、超音波探触子１０２と検査対象における設置端面との接触状態の影響を取り除くことができ、ねじ山の面からの反射エコー高さとねじ山の残存量と位置に定量的な相関を持たせることができる。
【００２５】
ここで、定量的な相関とは、校正曲線のことである。図４に示した試験体２０においては、ねじ部５が健全状態である場合の校正曲線２００（以降、健全状態校正曲線と称する）を取得する。健全状態校正曲線２００の取得手順では、まず、試験体２０の他端（下端）からの反射エコー２０６ｆで基準感度を設定し、必要に応じて、ねじ部５の各ねじ山の面からの反射エコー２０７ａ〜２０７ｅのエコー高さを読み取り易い感度（検出感度＝基準感度＋α［ｄＢ］等：αは任意の数値）に調整し、ねじ山の面からの反射エコー２０７ａ〜２０７ｅのエコー高さとねじ山の位置との相関から健全状態における校正曲線（健全状態校正曲線）２００を取得する。
【００２６】
図５の場合についても同様である。すなわち、図５において、不健全状態の試験体２１の内部における反射エコーとしては、主に、主ビーム６による軸方向の他端（下端）からの反射エコー２１６ｆと、広がり成分のビーム７によるねじ部５の各ねじ山からの反射エコー２１７ａ〜２１７ｅが検出され、表示部１０４に検出結果１０４ａとして表示される。
【００２７】
検出結果１０４ａでは、横軸が超音波を入射する端部からねじ山等の各反射源までの距離（ｍｍ）を、縦軸がエコー高さ（％）をそれぞれ示している。なお、エコー高さは、縦軸の有効表示範囲を１００％とした場合の各反射エコー２１７ａ〜２１７ｅ，２１６ｆの大きさを示している。
【００２８】
そして、検出感度を基準感度に調整する（つまり、検出時の検出感度を一定にする）ことにより、超音波探触子１０２と検査対象における設置端面との接触状態の影響を取り除き、ねじ山の面からの反射エコー高さとねじ山の残存量と位置に定量的な相関を持たせる。
【００２９】
図５に示した試験体２１においては、ねじ部５が不健全状態である場合の校正曲線２１０（以降、不健全状態校正曲線と称する）を取得する。不健全状態校正曲線２１０の取得手順では、まず、試験体２１の他端（下端）からの反射エコー２１６ｆで基準感度を設定し、必要に応じて、ねじ部５の各ねじ山の面からの反射エコー２１７ａ〜２１７ｅのエコー高さを読み取り易い感度（検出感度＝基準感度＋α［ｄＢ］等：αは任意の数値）に調整し、ねじ山の面からの反射エコー２１７ａ〜２１７ｅのエコー高さとねじ山の位置との相関から健全状態における校正曲線２１０を取得する。
【００３０】
以上のように校正した本実施の形態における超音波検査について説明する。
【００３１】
図６は、ナットのねじ部について想定される健全状態のねじ山と不健全状態のねじ山とが混在する状態を模擬した試験体２２を示す図である。また、図７は、試験体２２に超音波を照射して反射エコーを検出した場合の検出結果を示す図である。
【００３２】
図６及び図７に示すように、不健全状態の試験体２２の内部における反射エコーとしては、主に、主ビーム６による軸方向の他端（下端）からの反射エコー２２６ｆと、広がり成分のビーム７によるねじ部５の各ねじ山からの反射エコー２２７ａ〜２２７ｅが検出され、検出結果（図７参照）として表示される。
【００３３】
図７の検出結果では、図４及び図５の場合と同様に、横軸が超音波を入射する端部からねじ山等の各反射源までの距離（ｍｍ）を、縦軸がエコー高さ（％）をそれぞれ示している。エコー高さは、縦軸の有効表示範囲を１００％とした場合の各反射エコー２２７ａ〜２２７ｅ，２２６ｆの大きさを示している。そして、検出感度を基準感度に調整する（つまり、検出時の検出感度を一定にする）ことにより、超音波探触子１０２と検査対象における設置端面との接触状態の影響を取り除き、ねじ山の面からの反射エコー高さとねじ山の残存量と位置に定量的な相関を持たせる。
【００３４】
続いて、試験体２２の他端（下端）からの反射エコー２１６ｆで基準感度を設定し、必要に応じて、ねじ部５の各ねじ山の面からの反射エコー２２７ａ〜２２７ｅのエコー高さを読み取り易い感度（検出感度＝基準感度＋α［ｄＢ］等：αは任意の数値）に調整する。
【００３５】
また、図７の検出結果では、エコー高さとともに、健全状態校正曲線２００及び不健全状態校正曲線２１０を表示する。この状態において、健全状態校正曲線２００と不健全状態校正曲線２１０の間の領域は、ねじ部５のねじ山が健全状態であるとして許容される範囲（基準範囲）である。このようにして、反射エコー２２７ａ〜２１７ｅと、ねじ部５の健全性に関して予め定めた基準範囲とを表示部１０４に表示する。
【００３６】
そして、反射エコー２２７ａ〜２２７ｅの高さと、基準範囲とを比較し、比較結果に基づいてねじ部５の健全性を判定する。健全性の判定方法としては、例えば、図７において、反射エコー２２７ａ，２２７ｂのエコー高さは、校正曲線２００，２１０で画定される健全性判定の基準範囲内にあるので、健全状態であると判定する。また、反射エコー２０７ｃのエコー高さも健全状態校正曲線２００と同じであり、健全性判定の基準範囲内にあるとできるので、健全状態であると判定する。また、反射エコー２２７ｄ，２２７ｅのエコー高さは、基準範囲以下にあるので、不健全状態であると判定する。特に、反射２２７eのようにエコー高さが許容限界より十分低い場合（表示されないほど低い場合を含む）は、ねじ山が殆ど残っていない状態であると判断することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態において上記判定はオペレータが画面表示に基づいて判定する場合について説明したが、制御部１０１に判定機能を持たせる構成としても良い。
【００３８】
以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。
【００３９】
図８〜図１０は、本実施の形態の適用対象となるねじ部の損傷状態の一例を示す図である。
【００４０】
金属製のボルトとナットが締結状態において、例えば、海水などの液体に触れる環境下で使用される場合、隙間腐食によってねじ部に孔食や腐食割れ、ねじ山の欠損などが発生し、ねじ部としての機能である締結状態の維持ができなくなる恐れがある。したがって、ボルトとナットの締結状態におけるねじ部の状態を確認し、ねじ部の健全性を確認することが必要である。
【００４１】
ねじ部５の損傷事例としては、隙間腐食による孔食や腐食割れによるき裂等が想定される。隙間腐食による損傷としては、例えば、図８に示すように、孔食８１が複数点在した状態や、図９に示すように、図８の孔食８１がさらに進展してねじ山が小さくなった状態が想定される。また、応力レベルが小さく発生ポテンシャルは低いが、図１０に示すように、腐食割れによるき裂８２がねじ谷の間を進展する可能性が想定される。
【００４２】
本実施の形態においては、締結状態のボルト及びナットにおける軸方向の一端から他端に向け、軸方向に沿って超音波を放射するし、超音波の軸方向の放射である主ビームに対して斜め方向に放射される広がり成分のビームにおけるボルト又はナットのねじ部からの反射エコーを検出し、反射エコーの高さと、ねじ部の健全性に関して予め定めた基準範囲とを比較し、比較結果に基づいて前記ねじ部の健全性を判定するように構成したので、ボルトとナットの締結状態におけるねじ部の健全性を確認することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では超音波探触子１０２として、垂直超音波探触子を用いた場合を例にとり説明したが、斜角超音波探触子を用いた場合においても、主ビームと広がり成分の超音波を同様に利用し、校正曲線を作成するとともに、ねじ山の残存状況を確認できる。また、フェーズドアレイ超音波探触子を用いた場合は、扇状に主ビームを振ることにより、主ビームで校正曲線を作成し、ねじ山の残存状況を確認することが考えられる。
【００４４】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図１１〜図２１を参照しつつ説明する。
【００４５】
図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る超音波検査装置の全体構成を概略的に示す図である。
【００４７】
図１１において、本実施の形態の超音波検査装置３００は、超音波を放射して反射エコーを検出する超音波探触子１０２と、設定値や動作指令などを入力する入力部１０３と、設定値や検出結果などを記憶する記憶部１０５と、各種設定画面や検出結果等を表示する表示部３０４と、超音波検査装置３００の全体の動作を制御する制御部３０１とを備えている。
【００４８】
図１２は本実施の形態に係る検査対象の検査の様子を模式的に示す図である。
【００４９】
図１２において、検査対象となるボルト１及びナット２は、外周にねじ部４（つまり、ねじ山やねじ谷）が形成されたボルト１を固定対象の部材３に通し、ボルト１のねじ部４にナット２の内周に形成されたねじ部５を螺合することにより締結されている。
【００５０】
超音波探触子１０２は、締結状態のナット２の側面に（図１２中の左右方向）に接触配置されている。また、超音波探触子１０２には、上下移動機構３５０が接続されており、超音波探触子１０２をナット２の側面に接触させた状態で上下方向に移動させることができる。
【００５１】
超音波探触子１０２からは、締結状態のナット２の側面から内部に向けて超音波が放射される。また、超音波探触子１０２は、放射した超音波によってナット２の内部で生じる反射エコーを検出し、検出結果を制御部３０１に送る。
【００５２】
超音波探触子１０２から放射される超音波には、超音波探触子１０２の中心軸方向（すなわち、締結状態のボルト１及びナット２における側面から中心軸の方向）の放射である主ビーム（メインローブ）６がある。ナット２の内部における反射エコーとしては、主ビーム６によるねじ山からの反射エコー３０６ａと、ねじ谷からの反射エコー２０６ｂとが検出される。そして、本実施の形態の超音波検査装置３００では、検出した反射エコー３０６ａ，３０６ｂに基づいて、ねじ部５の状態を確認し、ねじ部の健全性を確認する。
【００５３】
制御部３０１では、ねじ山からの反射エコー３０６ａとねじ谷からの反射エコー３０６ｂの到達時差から、ねじ山とねじ谷の間の距離（すなわち、ねじ谷を基準とするねじ山の高さ）を求めることができる。また、それぞれのエコー高さをから、反射エコーに寄与する面積の程度を求めることができ、ねじ山からの反射エコーに寄与する面積が増加するとエコー高さも増加するという特徴に基づいて、ねじ山の残存状態を確認することができる。
【００５４】
図１３〜図１５は、ナット２のねじ部について想定される種々の状態を模擬した試験体に超音波を照射して反射エコーを検出する様子を模式的に示す図である。図１３では、ねじ部のねじ山が健全状態である試験体２０を用いた場合を、図１４では、ねじ部のねじ山が健全状態としての許容限界（すなわち、不健全状態と健全状態の境界状態）である試験体２１を用いた場合をそれぞれ例示している。また、図１５は、試験体２０を用いた場合の検出結果と、試験体２１を用いた場合の検出結果の両方を同時に示した場合の一例を示している。
【００５５】
図１３において、健全状態の試験体２０の内部における反射エコーとしては、主ビーム６によるねじ山からの反射エコー３１６ａと、ねじ谷からの反射エコー３１６ｂとが検出され、表示部３０４に検出結果３０４ａとして表示される。
【００５６】
図１４においても同様である。すなわち、不健全状態の試験体２１の内部における反射エコーとしては、主ビーム６によるねじ山からの反射エコー３２６ａと、ねじ谷からの反射エコー３２６ｂとが検出され、表示部３０４に検出結果３０４ａとして表示される。
【００５７】
図１５における検出結果３０４ａでは、横軸がナット２の一端（上端）から各反射部位までの距離（ｍｍ）を、縦軸がエコー高さ（％）をそれぞれ示している。検出結果３０４ａにおいて、ねじ高さ測定値がねじ山の高さの設計値と同程度であれば、ねじ山が健全状態と判定でき、ねじとして機能する設計限界の高さ以下であれば許容限界に達したと判定できる。
【００５８】
ここで、本実施の形態における超音波検査について説明する。
【００５９】
図１６は、ねじ山が健全状態である試験体２０の側面を超音波探触子１０２で走査する様子を示す図であり、図１７及び図１８は、そのときのＡスコープおよびＢスコープをそれぞれ示す図である。また、図１９は、不健全状態であるねじ山を含む試験体２３の側面を超音波探触子１０２で走査する様子を示す図であり、図２０及び図２１は、そのときのＡスコープおよびＢスコープをそれぞれ示す図である。
【００６０】
図１６に示すように、ねじ山が健全状態である試験体２０を走査することで、ねじ山及びねじ谷からの反射エコー３１６ａ，３１６ｂをＡスコープで検出する（図１７参照）。検出した信号（反射エコー３１６ａ，３１６ｂ）で反射源位置取込範囲（ゲート１及びゲート２）を設定する。また、超音波探触子１０２（又はその信号取り込み部）にエンコーダ機能を設け、これを走査させて位置信号を取り込むことにより、反射エコー３１６ａ，３１６ｂをＢスコープで識別表示させる（図１８参照）。
【００６１】
図１９に示すように、ねじ山が健全状態である試験体２２を走査することで、ねじ山及びねじ谷からの反射エコー３２６ａ，３２６ｂをＡスコープで検出する（図２０参照）。検出した信号（反射エコー３２６ａ，３２６ｂ）で反射源位置取込範囲（ゲート１及びゲート２）を設定する。また、超音波探触子１０２（又はその信号取り込み部）にエンコーダ機能を設け、これを走査させて位置信号を取り込むことにより、反射エコー３２６ａ，３２６ｂをＢスコープで識別表示させる（図２１参照）。これにより、ねじ山の残存確認（すなわち健全性の確認）をＢスコープ上の表示により評価することができ、ねじ山の機能が維持されているかを確認することができる。
【００６２】
その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００６３】
以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  ボルト
２  ナット
３  固定対象の部材
４，５  ねじ部
６  主ビーム
６ｆ  反射エコー
７  広がり成分のビーム
７ａ〜７ｅ  反射エコー
２０，２１  試験体
８１  孔食
８２  き裂
１００  超音波検査装置
１０１  制御部
１０２  超音波探触子
１０３  入力部
１０４  表示部
１０５  記憶部
２００，２０１  校正曲線
２０６ｆ，２１６ｆ，２２６ｆ  反射エコー
２０７ａ〜２０７ｅ，２１７ａ〜２１７ｅ，２２７ａ〜２２７ｅ  反射エコー
３１６ａ，３１６ｂ  反射エコー
３２６ａ，３２６ｂ  反射エコー
【図１】
2014206518.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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