(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波の送受信を複数の探触子で分担し、健全部と欠陥部との区別がより明確化できる、異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置およびその非破壊検査方法を提供する。【解決手段】異材界面を有する被検査部材の欠陥の有無を検査する異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置１０に関するものである。非破壊検査装置１０は、少なくとも、異材界面を有する被検査部材１１に対して超音波を垂直状に送受信するように配置した垂直探触子１２と、異材界面に対する超音波の送受方向が傾斜するように配置した傾斜探触子１３と、を具備する。ここでは、傾斜探触子１３からの送信超音波を、垂直探触子１２で受信して、異材界面を有する被検査部材１１の欠陥の有無を検査する。【選択図】図１
2014142285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異材界面を有する被検査部材の欠陥の有無を検査する異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置であって、
少なくとも、異材界面を有する被検査部材に対して超音波を垂直状に送受信するように配置した垂直探触子と、
前記異材界面に対する超音波の送受方向が傾斜するように配置した一又は複数の傾斜探触子と、を具備し、
該傾斜探触子からの送信超音波は、前記垂直探触子で受信することを特徴とする異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置。
【請求項２】
前記傾斜探触子は、前記垂直探触子から離隔して前記被検査部材表面の上方に配置され、前記被検査部材の底面に向けて超音波を所定角度傾斜させて入射させ、且つ前記被検査部材の底面から反射した超音波が前記垂直探触子からの前記被検査部材表面に対する超音波の入射位置を通過するようにした第１の傾斜探触子と、
前記垂直探触子に近接して、前記垂直探触子からの前記被検査部材に対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線が所定角度傾斜させるように配置して、前記第１傾斜探触子からの送信超音波を、受信できるようにした第２の傾斜探触子と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置。
【請求項３】
前記垂直探触子は、前記被検査部材上方に配置した第１の垂直探触子と、
該第１垂直探触子からの超音波入射軸線上の、前記被検査部材底面外側に配置して、前記第１垂直探触子からの送信超音波を受信する第２の垂直探触子と、
前記傾斜探触子は、前記垂直探触子から離隔して前記被検査部材表面の上方に配置され、前記被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜させて入射させ、且つ前記被検査部材の底面から反射した超音波が前記第１垂直探触子からの前記被検査部材表面に対する超音波の入射位置を通過するようにした第１の傾斜探触子と、
前記第１垂直探触子に近接して、前記第１垂直探触子からの前記被検査部材に対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線を所定角度傾斜させるように配置して、前記第１傾斜探触子からの送信超音波を、受信できるようにした第２の傾斜探触子と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置。
【請求項４】
前記異材界面を有する被検査部材は、炭素鋼管表面にニッケル・クロム基超耐熱材料が肉盛形成された配管である、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置。
【請求項５】
前記異材界面を有する被検査部材は、ＦＲＰである、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置。
【請求項６】
少なくとも、異材界面を有する被検査部材に対して超音波を垂直状に送受信するように垂直探触子を配置し、前記被検査部材に対する超音波の送信方向が傾斜するように一又は複数の傾斜探触子を配置して、異材界面を有する被検査部材における欠陥の有無を検査する異材界面を有する被検査部材の非破壊検査方法であって、
前記垂直探触子から前記被検査部材に対して超音波を垂直状に送信する第１のステップと、
前記傾斜探触子から前記被検査部材に対して傾斜方向に送信する第２のステップと、
前記垂直探触子および前記傾斜探触子からの送信超音波が共に前記垂直探触子で受信されたか否かで、前記被検査部材における欠陥の有無を判断する第３のステップと、
を具備することを特徴とする異材界面を有する被検査部材の非破壊検査方法。
【請求項７】
異材界面を有する被検査部材に対して超音波を垂直状に送受信するように垂直探触子を配置し、前記被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜するように送信する第１傾斜探触子と、前記垂直探触子に近接して、前記垂直探触子からの前記被検査部材に対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線が所定角度傾斜させるように第２傾斜探触子とを配置して、異材界面を有する被検査部材における欠陥の有無を検査する異材界面を有する被検査部材の非破壊検査方法であって、
前記垂直探触子から前記被検査部材に対して超音波を垂直状に送信する第１のステップと、
前記第１傾斜探触子から前記被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜するように送信する第２のステップと、
前記第１傾斜探触子からの送信超音波が、前記第２傾斜探触子で受信されたか否かで、前記被検査部材における欠陥の有無を判断する第３のステップと、
を具備することを特徴とする異材界面を有する被検査部材の非破壊検査方法。
【請求項８】
異材界面を有する被検査部材に対して超音波を垂直状に送受信するように前記被検査部材上方に第１垂直探触子と、該第１垂直探触子からの超音波入射軸線上の、前記被検査部材底面外側に第２垂直探触子と配置し、前記被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜するように送信する第１傾斜探触子と、前記第１垂直探触子に近接して、前記第１垂直探触子からの前記被検査部材に対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線が所定角度傾斜させるように第２傾斜探触子とを配置して、異材界面を有する被検査部材における欠陥の有無を検査する異材界面を有する被検査部材の非破壊検査方法であって、
前記第１垂直探触子から前記被検査部材に対して超音波を垂直状に送信する第１のステップと、
前記第１傾斜探触子から前記被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜するように送信する第２のステップと、
前記第１垂直探触子からの送信超音波が前記第２垂直探触子で受信されたか否か、並びに、前記第１傾斜探触子からの送信超音波が、前記第２傾斜探触子で受信されたか否かで、前記被検査部材における欠陥の有無を判断する第３のステップと、を具備することを特徴とする異材界面を有する被検査部材の非破壊検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置およびその非破壊検査方法に関し、特には、肉盛溶接部等、異材境界を有するボイラ配管や、ＦＲＰ等、層状に多層存在する製品の製造時や使用中における欠陥の有無を、超音波を用いた検査法により精度良く検査できるようにするための異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置およびその非破壊検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば火力発電用ボイラ等に使用されているチューブには、例えば耐食性向上のために炭素鋼管の外表面にインコネル（ニッケルを主成分とする耐熱・耐食合金の総称、インコ（ＩＮＣＯ）社の商標名）が肉盛された部位が存在する。
また、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ：繊維強化型プラスチック）においても、複数枚のシートを層状に重ねて部材を形成する場合がある。
このような部材については製造時若しくは使用中に剥離の有無について検査が必要となる。
【０００３】
例えば特許文献１においては、肉盛溶接検査方法および検査装置において、超音波探傷法を用いて肉盛溶接部の欠陥の有無を検査することが提案されている。
すなわち、特許文献１では、異材界面のある被検査部材表面側に配された探触子からの超音波を、肉盛溶接ビードが延びる方向に垂直な方向でありかつ異材界面のある被検査部材表面に垂直な方向よりも肉盛溶接部の終端側に所定角度傾けた方向から入射するようにして、前記肉盛溶接部における欠陥の有無を検査するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３１２９０号公報
【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、特許文献１では、探触子が１個であり、欠陥（例えば剥離部）からの反射エコーと健全部からの反射エコーとの区別が困難である（図１０、図１１、図１２参照）。
すなわち、表層から材質境界、剥離部での距離が同じであり、路程での区別も困難である。さらに、多層の肉盛になると、境界の位置がまちまちであり、一層、困難となる。
本発明は以上のような課題を克服するために提案されたものであって、超音波探傷法において、超音波の送受信を複数の探触子で分担し、健全部と欠陥部との区別をより明確化できる、異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置およびその非破壊検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明では、異材界面を有する被検査部材の欠陥の有無を検査する異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置であって、少なくとも、異材界面を有する被検査部材に対して超音波を垂直状に送受信するように配置した垂直探触子と、異材界面に対する超音波の送受方向が傾斜するように配置した一又は複数の傾斜探触子と、を具備し、傾斜探触子からの送信超音波は、垂直探触子で受信することを特徴とする。
【０００７】
これにより、探触子を送信側と受信側とに分担することで、単一の探触子の場合と比較して、より多くの信号情報を得ることができ、欠陥の有無の判断が容易となる。
【０００８】
また、請求項２記載の本発明では、傾斜探触子は、垂直探触子から離隔して被検査部材表面の上方に配置され、被検査部材の底面に向けて超音波を所定角度傾斜させて入射させ、且つ被検査部材の底面から反射した超音波が垂直探触子からの被検査部材表面に対する超音波の入射位置を通過するようにした第１の傾斜探触子と、垂直探触子に近接して、垂直探触子からの被検査部材に対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線が所定角度傾斜させるように配置して、第１傾斜探触子からの送信超音波を、受信できるようにした第２の傾斜探触子と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
これにより、被検査部材の底面に向けて所定角度傾斜させて入射された超音波が、被検査部材底面において反射して、被検査部材表面を通過する際の振る舞いにより、被検査部材表面の欠陥の有無を判断に供することができる。
【００１０】
また、請求項３記載の本発明では、垂直探触子は、被検査部材上方に配置した第１の垂直探触子と、第１垂直探触子からの超音波入射軸線上の、被検査部材底面外側に配置して、第１垂直探触子からの送信超音波を受信する第２の垂直探触子と、傾斜探触子は、垂直探触子から離隔して被検査部材表面の上方に配置され、被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜させて入射させ、且つ被検査部材の底面から反射した超音波が第１垂直探触子からの被検査部材表面に対する超音波の入射位置を通過するようにした第１の傾斜探触子と、第１垂直探触子に近接して、第１垂直探触子からの被検査部材に対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線を所定角度傾斜させるように配置して、第１傾斜探触子からの送信超音波を、受信できるようにした第２の傾斜探触子と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
これにより、第１垂直探触子からの送信超音波が第２垂直探触子で受信されたか否か、並びに、第１傾斜探触子からの送信超音波が、第２傾斜探触子で受信されたか否かで、被検査部材における欠陥の有無の判断に供することができる。
【００１２】
また、請求項４記載の本発明では、異材界面を有する被検査部材は、炭素鋼管表面にニッケル・クロム基超耐熱材料が肉盛形成された配管である、ことを特徴とする。
【００１３】
これにより、配管の異常を迅速に且つ確実に把握することができる。
【００１４】
また、請求項５記載の本発明では、異材界面を有する被検査部材は、ＦＲＰである、ことを特徴とする。
【００１５】
これにより、複層に積層されたＦＲＰの異常、すなわち各層の剥離を迅速に且つ確実に把握することができる。
【００１６】
また、請求項６記載の本発明では、少なくとも、異材界面を有する被検査部材に対して超音波を垂直状に送受信するように垂直探触子を配置し、被検査部材に対する超音波の送信方向が傾斜するように一又は複数の傾斜探触子を配置して、異材界面を有する被検査部材における欠陥の有無を検査する異材界面を有する被検査部材の非破壊検査方法であって、垂直探触子から被検査部材に対して超音波を垂直状に送信する第１のステップと、傾斜探触子から被検査部材に対して傾斜方向に送信する第２のステップと、垂直探触子および傾斜探触子からの送信超音波が共に垂直探触子で受信されたか否かで、被検査部材における欠陥の有無を判断する第３のステップと、を具備することを特徴とする。
【００１７】
これにより、垂直探触子および傾斜探触子からの送信超音波が共に垂直探触子で受信されたか否かで、被検査部材における欠陥の有無を判断することができるので、確実に欠陥の有無を把握することができる。
【００１８】
また、請求項７にかかる本発明では、異材界面を有する被検査部材に対して超音波を垂直状に送受信するように垂直探触子を配置し、被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜するように送信する第１傾斜探触子と、垂直探触子に近接して、垂直探触子からの被検査部材に対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線が所定角度傾斜させるように第２傾斜探触子とを配置して、異材界面を有する被検査部材における欠陥の有無を検査する異材界面を有する被検査部材の非破壊検査方法であって、垂直探触子から被検査部材に対して超音波を垂直状に送信する第１のステップと、第１傾斜探触子から被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜するように送信する第２のステップと、第１傾斜探触子からの送信超音波が、第２傾斜探触子で受信されたか否かで、被検査部材における欠陥の有無を判断する第３のステップと、を具備することを特徴とする。
【００１９】
これにより、第１傾斜探触子からの送信超音波が、第２傾斜探触子で受信されたか否かで、被検査部材における欠陥の有無を判断することができるので、確実に欠陥の有無を把握することができる。
【００２０】
さらに、請求項８にかかる本発明では、異材界面を有する被検査部材に対して超音波を垂直状に送受信するように被検査部材上方に第１垂直探触子と、第１垂直探触子からの超音波入射軸線上の、被検査部材底面外側に第２垂直探触子と配置し、被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜するように送信する第１傾斜探触子と、第１垂直探触子に近接して、第１垂直探触子からの被検査部材に対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線が所定角度傾斜させるように第２傾斜探触子とを配置して、異材界面を有する被検査部材における欠陥の有無を検査する異材界面を有する被検査部材の非破壊検査方法であって、第１垂直探触子から被検査部材に対して超音波を垂直状に送信する第１のステップと、第１傾斜探触子から被検査部材の底面に向けて超音波が所定角度傾斜するように送信する第２のステップと、第１垂直探触子からの送信超音波が第２垂直探触子で受信されたか否か、並びに、第１傾斜探触子からの送信超音波が、第２傾斜探触子で受信されたか否かで、被検査部材における欠陥の有無を判断する第３のステップと、を具備することを特徴とする。
【００２１】
これにより、第１垂直探触子からの送信超音波が第２垂直探触子で受信されたか否か、並びに、第１傾斜探触子からの送信超音波が、第２傾斜探触子で受信されたか否かで、被検査部材における欠陥の有無を判断することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、材質境界からの反射エコーは常に表示される。そのため、表面、裏面両側の境界および底面までの透過性を波形処理によって考察することで、欠陥部を視覚的に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置の一実施形態を示す、模式図である。
【図２】第１実施形態の非破壊検査方法を実施するためのフローチャートである。
【図３】（ａ）第１実施形態の非破壊検査装置において被検査部材に欠陥が見られない場合の模式図、（ｂ）欠陥が見られた場合の模式図である。
【図４】（ａ）第１実施形態の非破壊検査装置において、被検査部材に欠陥が見られない場合の垂直探触子からの送信超音波の波形図、（ｂ）傾斜探触子からの送信超音波の波形図、（ｃ）図３（ａ）の波形図と、図３（ｂ）の波形図との合成結果にかかる波形図である。
【図５】（ａ）第１実施形態の非破壊検査装置において、欠陥が見られた場合の垂直探触子からの送信超音波の波形図、（ｂ）傾斜探触子からの送信超音波の波形図、（ｃ）図５（ａ）の波形図と、図５（ｂ）の波形図との合成結果にかかる波形図である。
【図６】（ａ）第２実施形態の非破壊検査装置において被検査部材に欠陥が見られない場合の模式図、（ｂ）欠陥が見られた場合の模式図である。
【図７】第２実施形態の非破壊検査方法を実施するためのフローチャートである。
【図８】（ａ）第３実施形態の非破壊検査装置において被検査部材に欠陥が見られない場合の模式図、（ｂ）欠陥が見られた場合の模式図である。
【図９】第３実施形態の非破壊検査方法を実施するためのフローチャートである。
【図１０】従来の異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置において、超音波による検査法の一例を説明する模式図である。
【図１１】従来の異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置において、超音波による検査法の一例を説明する模式図である。
【図１２】従来の異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置における、送受信超音波の一例を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明にかかる異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置およびその非破壊検査方法を実施するための実施形態を挙げ、添付の図面に基づいて説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１に第１実施形態にかかる異材界面を有する被検査部材の非破壊検査装置１０を示す。なお、ここでは、非破壊検査装置１０は、超音波探傷装置１０であり、異材界面を有する被検査部材として、例えば炭素鋼管表面にニッケル・クロム基超耐熱材料が肉盛形成された配管１１を挙げ、説明する。図１では、配管１１の管壁を構成する母材部１１ａと母材部１１ａの外周表面または内周表面に形成される肉盛部１１ｂとを模式的に示している。
【００２６】
超音波探傷装置１０は、表面に肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａに対して、超音波を垂直状に送受信するように配置した垂直探触子１２を具備する。
また、超音波探傷装置１０は、肉盛部１１ｂと母材部１１ａとの境界に対する超音波の送受方向が傾斜するように配置した傾斜探触子１３を具備する。
そして、超音波探傷装置１０では、傾斜探触子１３からの送信超音波は、垂直探触子１２で受信するように構成されている。
【００２７】
なお、超音波探傷装置１０は、垂直探触子１２および傾斜探触子１３とを、ケーブルを通じて装置本体１４とつながっており、装置本体１４は、例えばパルス発信機、受信機、走査制御部（以上、図示省略）、表示部１５を搭載している。
また、垂直探触子１２および傾斜探触子１３は、検査対象を自動的に走査できるように適宜な移動走査機構（図示省略）に搭載することができる。この場合、垂直探触子１２および傾斜探触子１３は、装置本体１４の走査制御部により予め走査範囲を設定して、移動走査機構を作動させて走査することができる。
【００２８】
装置本体１４は、詳細な説明はしないが受信超音波を適宜信号処理して、表示部１５に、以下のようなＡ、Ｂ、Ｃスコープ表示する機能を有している。
すなわち、装置本体１４は垂直探触子１２で受信した超音波信号（エコー）を増幅して、表示部１５に、受信した電圧にかかる波形（Ａスコープ）を表示することができる。
また装置本体１４は、直接受信される波形（Ａスコープ）を処理して、表示部１５に、検査した部品の断面を表示するＢスコープ表示させることができる。
また装置本体１４は、超音波を入射した面から、部品の内部を透視したＣスコープ表示をすることができる。
さらに、装置本体１４は、直接受信される波形（Ａスコープ）を処理して、表示部１５に、Ｂ、Ｃスコープ表示する際、エコー高さに応じて諧調表示することも可能である。この場合、エコー高さに応じて例えばエコー高さが８０％以上の場合は赤、２０％以下のときは、水色というようにして、Ｂ、Ｃスコープ表示時に色付けを行うことができる。
【００２９】
次に、以上のような超音波探傷装置１０により、表面に肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａにおける欠陥の有無を検査する手順を図２のフローチャートおよび図３（ａ）を基に説明する。
先ず、超音波探傷装置１０の装置本体１４から、走査制御部を通じて移動走査機構を作動させて、垂直探触子１２および傾斜探触子１３とを、肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａ上方において走査する。
この際、装置本体１４のパルス発信機を通じて、垂直探触子１２から肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａに向けて超音波を垂直状に送信する（第１ステップＳ１）。かかる超音波は、母材部１１ａの入射位置の肉盛部１１ｂ表面から一部は反射し垂直探触子１２において受信される。また、その他の送信超音波は、肉盛部１１ｂを透過し、母材部１１ａの底面まで透過して底面で反射し、この反射超音波が再び肉盛部１１ｂを透過して垂直探触子１２において受信される。
次いで、傾斜探触子１３から肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａに向けて超音波を傾斜方向に送信する（第２ステップＳ２）。
傾斜探触子１３からの送信超音波は、肉盛部１１ｂを透過し、母材部１１ａの底面まで透過して、底面で所定傾斜角度で反射し、この反射超音波も再び肉盛部１１ｂを透過して垂直探触子１２において受信される。
そして、垂直探触子１２で受信された超音波は、ケーブルを通じて装置本体１４の受信機に取り込まれ、垂直探触子１２および傾斜探触子１３からの送信超音波が共に垂直探触子１２で受信されたか否かで、肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａにおける欠陥の有無を判断することができる（第３ステップＳ３）。
【００３０】
また装置本体１４は、表示部１５において、垂直探触子１２で受信した超音波信号（エコー）を増幅して、受信した電圧にかかる波形（Ａスコープ）として表示することができる。
肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａにおける欠陥がないとされたときは、垂直探触子１２および傾斜探触子１３からの送信超音波は、図３（ａ）のように、透過、反射して垂直探触子１２で受信され、表示部１５において、垂直探触子１２からの送信超音波は、図４（ａ）のようにＡスコープ表示され、傾斜探触子１３からの送信超音波は図４（ｂ）のようにＡスコープ表示され、最終的に図４（ｃ）としてＡスコープ表示される。
【００３１】
垂直探触子１２からの送信超音波は、図４（ａ）で表示されるように、肉盛部１１ｂと母材部１１ａとの境界からの反射超音波（エコー）が見られ、さらに、母材部１１ａ底面からの反射超音波（エコー）が見られる。
一方、傾斜探触子１３からの送信超音波は図４（ｂ）のように母材部１１ａ底面からの反射超音波（エコー）が見られる。
この結果、図４（ｃ）のように、母材部１１ａとの境界からの反射超音波（エコー）のみが見られ、肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａには欠陥なしと明確に視認することができる。
【００３２】
一方、肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａにおける欠陥ありとされたときは、垂直探触子１２および傾斜探触子１３からの送信超音波は、図３（ｂ）のように振る舞う。すなわち垂直探触子１２からの送信超音波は肉盛部１１ｂの欠陥部Ｘで反射し、全て垂直探触子１２に戻る。また、傾斜探触子１３からの送信超音波は、肉盛部１１ｂの欠陥部Ｘで母材部１１ａ側に全反射し、垂直探触子１２に到達することなく母材部１１ａを通じて放出される。
そのため、表示部１５においては、垂直探触子１２からの送信超音波は、図５（ａ）のようにＡスコープ表示され、傾斜探触子１３からの送信超音波は図５（ｂ）のようにＡスコープ表示され、最終的に図５（ｃ）としてＡスコープ表示される。
垂直探触子１２からの送信超音波は、図５（ａ）で表示されるように、肉盛部１１ｂと母材部１１ａとの境界からのみの反射超音波（エコー）が見られ、母材部１１ａ底面からの反射超音波（エコー）は見られない。
また、傾斜探触子１３からの送信超音波は図５（ｂ）のように肉盛部１１ｂと母材部１１ａとの境界を透過したエコーが見られない。
この結果、図５（ｃ）のように、肉盛部１１ｂの欠陥部からの反射超音波（エコー）のみが見られ、肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａには欠陥ありと明確に視認することができる。
なお、以上のような表示部１５において表示されるＡスコープ表示から、信号処理してＢ、Ｃスコープ表示する際、エコー高さに応じて諧調表示をするようにすれば、特に欠陥ありとする場合に、一層、明確な視認性をもたらすことができる。
【００３３】
本発明は、以下の第２実施形態のように実施することができる。なお、第２実施形態では、第１実施形態を構成する構成要素と実質的に同様の構成要素に対しては、同符号を付して詳細な説明は省略するものとする。
（第２実施形態）
図６（ａ）、図６（ｂ）に第２実施形態にかかる超音波探傷装置１０を示す。
すなわち、第２実施形態では、超音波を垂直状に送受信するように配置した垂直探触子１２と、垂直探触子１２から離隔して肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａの上方に配置され、母材部１１ａの底面に向けて超音波が所定角度傾斜させて入射させ、且つ母材部１１ａの底面から反射した超音波が垂直探触子１２からの母材部１１ａ表面に対する超音波の入射位置を通過するようにした第１傾斜探触子１３ａとを有する。
また、第２実施形態では、垂直探触子１２に近接して、垂直探触子１２からの母材部１１ａに対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線が所定角度傾斜させるように配置して、第１傾斜探触子１３ａからの送信超音波を、受信できるようにした第２の傾斜探触子１３ｂを具備する。
なお、図６（ａ）は、母材部１１ａ表面の肉盛部１１ｂになんら欠陥が見られないときの超音波の振る舞いを示している。
一方、図６（ｂ）は、母材部１１ａ表面の肉盛部１１ｂに欠陥が見られたときの超音波の振る舞いを示している。
【００３４】
次に、表面に肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａにおける欠陥の有無を検査する手順を図７のフローチャートおよび図６（ａ）、図６（ｂ）を基に説明する。
装置本体１４のパルス発信機を通じて、垂直探触子１２から肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａに向けて超音波を垂直状に送信する（第１ステップＳ１）。
かかる超音波は、母材部１１ａの入射位置の肉盛部１１ｂ表面から一部は反射し垂直探触子１２において受信される（図６（ａ）参照）。また、その他の送信超音波は、肉盛部１１ｂを透過し、母材部１１ａの底面まで透過して底面で反射し、この反射超音波が再び肉盛部１１ｂを透過して垂直探触子１２において受信される。
一方、肉盛部１１ｂに欠陥部Ｘが見られる場合は、垂直探触子１２からの送信超音波は肉盛部１１ｂの欠陥部Ｘで反射し、全て垂直探触子１２に戻る（図６（ｂ）参照）。
【００３５】
次いで、第１傾斜探触子１３ａから肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａに向けて超音波を傾斜方向に送信する（第２ステップＳ２）。
第１傾斜探触子１３ａからの送信超音波は、肉盛部１１ｂを透過し、母材部１１ａの底面まで透過して、底面で所定傾斜角度で反射し、この反射超音波も再び肉盛部１１ｂを透過して第２傾斜探触子１３ｂにおいて受信される。一部は、肉盛部１１ｂで反射する（図６（ａ）参照）。
一方、肉盛部１１ｂに欠陥部Ｘが見られる場合は、傾斜探触子１３からの送信超音波は、肉盛部１１ｂの欠陥部Ｘで母材部１１ａ側に全反射し、第２傾斜探触子１３ｂに到達することなく母材部１１ａを通じて放出される。
そして、装置本体１４の受信機では、第１傾斜探触子１３ａからの送信超音波が、第２傾斜探触子１３ｂで受信されたか否かで、母材部１１ａの肉盛部１１ｂにおける欠陥部Ｘの有無を判断することができる（第３ステップＳ３）。
【００３６】
本発明は、以下の第３実施形態のように実施することもできる。なお、第３実施形態においても、前実施形態を構成する構成要素と実質的に同様の構成要素に対しては、同符号を付して詳細な説明は省略するものとする。
（第３実施形態）
図８（ａ）、図８（ｂ）に第３実施形態にかかる超音波探傷装置１０を示す。
すなわち、第３実施形態では、肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａに対して超音波を垂直状に送受信するように肉盛部１１ｂ上方に配置した第１垂直探触子１２ａを有する。
また第３実施形態では、第１垂直探触子１２ａからの超音波入射軸線上の、母材部１１ａの底面外側に配置して、第１垂直探触子１２ａからの送信超音波を受信する第２垂直探触子１２ｂを有する。
また、第３実施形態では、第１垂直探触子１２ａから離隔して肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａの上方に配置され、母材部１１ａの底面に向けて超音波が所定角度傾斜させて入射させ、且つ母材部１１ａの底面から反射した超音波が第１垂直探触子１２ａからの母材部１１ａ表面に対する超音波の入射位置を通過するようにした第１傾斜探触子１３ａを有する。
さらに、第３実施形態では、第１垂直探触子１２ａに近接して、第１垂直探触子１２ａからの母材部１１ａ表面に対する超音波の入射方向に沿う軸線に対して、超音波の受信方向に沿う軸線が所定角度傾斜させるように配置し、第１傾斜探触子１３ａからの送信超音波を、受信できるようにした第２傾斜探触子１３ｂを具備する。
なお、図８（ａ）は、母材部１１ａ表面の肉盛部１１ｂになんら欠陥が見られないときの超音波の振る舞いを示している。
一方、図８（ｂ）は、母材部１１ａ表面の肉盛部１１ｂに欠陥が見られたときの超音波の振る舞いを示している。
【００３７】
次に、表面に肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａにおける欠陥の有無を検査する手順を図９のフローチャートおよび図８（ａ）、図８（ｂ）を基に説明する。
装置本体１４のパルス発信機を通じて、第１垂直探触子１２ａから肉盛部１１ｂを形成した母材部１１ａに向けて超音波を垂直状に送信する（第１ステップＳ１）。
かかる超音波は、母材部１１ａの入射位置の肉盛部１１ｂ表面から一部は反射し第１垂直探触子１２ａにおいて受信される（図８（ａ）参照）。また、その他の送信超音波は、肉盛部１１ｂを透過し、母材部１１ａの底面を透過して底面の第２垂直探触子１２ｂにおいて受信される。
一方、肉盛部１１ｂに欠陥部Ｘが見られる場合は、第１垂直探触子１２ａからの送信超音波は肉盛部１１ｂの欠陥部Ｘで反射し、全て第１垂直探触子１２ａに戻る（図８（ｂ）参照）。
【００３８】
次いで、第１傾斜探触子１３ａから母材部１１ａの底面に向けて超音波が所定角度傾斜するように送信する（第２ステップＳ２）。
第１傾斜探触子１３ａからの送信超音波は、肉盛部１１ｂを透過し、母材部１１ａの底面まで透過して、底面で所定傾斜角度で反射し、この反射超音波も再び肉盛部１１ｂを透過して第２傾斜探触子１３ｂにおいて受信される。一部は、肉盛部１１ｂで反射する（図８（ａ）参照）。
一方、肉盛部１１ｂに欠陥部Ｘが見られる場合は、傾斜探触子１３からの送信超音波は、肉盛部１１ｂの欠陥部Ｘで母材部１１ａ側に全反射し、第２傾斜探触子１３ｂに到達することなく母材部１１ａを通じて放出される。
【００３９】
そして、装置本体１４の受信機では、第１垂直探触子１２ａからの送信超音波が第２垂直探触子１２ｂで受信されたか否か、並びに、第１傾斜探触子１３ａからの送信超音波が、第２傾斜探触子１３ｂで受信されたか否かで、母材部１１ａの肉盛部１１ｂにおける欠陥部Ｘの有無を判断することができる（第３ステップＳ３）。
【００４０】
以上、本発明について第１〜第３実施形態を挙げ、異材界面を有する被検査部材として、例えば炭素鋼管表面にニッケル・クロム基超耐熱材料が肉盛形成された配管１１を挙げて、説明した。勿論、異材界面を有する被検査部材としては、ＦＲＰを検査対象とすることもできる。この場合、超音波探傷装置１０によって、複層に積層されたＦＲＰの異常、すなわち各層の剥離を迅速に且つ確実に把握することができる。
【００４１】
また、検査結果として、装置本体１４の表示部１５に、直接受信される波形（Ａスコープ）を処理して、表示部１５に、検査した部品の断面を表示するＢスコープ表示させることができる。
【００４２】
その他、前述のような超音波探傷装置１０に限らず、例えば、小さい探触子を多数並べて、それぞれが超音波を送受信するタイミングを電子的に制御するフェイズドアレイ方式も採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、広く肉盛溶接部等異材境界を有するボイラ配管やFRP等層状に多層存在する製品に適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  超音波検査装置
１１  配管
１１ａ  母材部
１１ｂ  肉盛部
１２  垂直探触子
１２ａ  第１垂直探触子
１２ｂ  第２垂直探触子
１３  傾斜探触子
１３ａ  第１傾斜探触子
１３ｂ  第２傾斜探触子
１４  装置本体
１５  表示部
Ｘ    欠陥部
【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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【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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