(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管における土またはコンクリートに埋設された部分に発生した欠陥を評価する欠陥評価方法であって、
探触子を前記金属管における外部に露出した部分に接触した状態で当該金属管の周方向に移動させて、前記探触子から表面ＳＨ波である超音波を前記埋設された部分へ発信し、当該埋設された部分からの反射波を前記探触子で受信する周方向走査工程と、
前記周方向走査工程において前記探触子で受信された反射波に関する信号に基づいてＢスコープ形式の第１画像を生成し、当該第１画像を表示部に表示する第１画像表示工程と、
前記周方向走査工程の際に前記周方向の１つの位置において前記探触子が複数の反射波を受信した場合に、当該位置において前記探触子を前記金属管の軸方向に移動させて、前記探触子から表面ＳＨ波である超音波を前記埋設された部分へ発信し、当該埋設された部分からの反射波を前記探触子で受信する軸方向走査工程と、
前記軸方向走査工程において前記探触子で受信された反射波に関する信号に基づいてＢスコープ形式の第２画像を生成し、当該第２画像を前記表示部に表示する第２画像表示工程と、
を含むことを特徴とする欠陥評価方法。 
【請求項２】
前記周方向走査工程によって得られた前記信号と前記軸方向走査工程によって得られた前記信号とに基づいて前記欠陥の位置および形状を表示するＢスコープ形式の減肉マップ画像を作成し、前記減肉マップ画像を前記表示部に表示する減肉マップ表示工程をさらに含む、
請求項１に記載の欠陥評価方法。 
【請求項３】
前記周方向走査工程では、前記探触子を前記周方向に一定速度で連続的に移動させる、
請求項１または２に記載の欠陥評価方法。 
【請求項４】
前記探触子は、前記表面ＳＨ波を前記埋設された部分へ発信する送信用探触子と、前記埋設された部分からの反射波を受信する受信用探触子とを含む、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥評価方法。 
【請求項５】
前記第１画像表示工程では、前記周方向走査工程において前記周方向における複数の位置で受信された反射波に関する複数の信号について開口合成処理を施して前記第１画像を生成する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の欠陥評価方法。 
【請求項６】
少なくとも前記第１画像に基づいて前記欠陥を評価する欠陥評価工程をさらに含む
請求項１〜５のいずれか１項に記載の欠陥評価方法。 
【請求項７】
金属管における土またはコンクリートに埋設された部分に発生した欠陥を評価する欠陥評価装置であって、
表面ＳＨ波である超音波を発信可能であり、かつ、前記金属管における外部に露出した部分に接触した状態で発信した超音波による前記埋設された部分からの反射波を受信する探触子と、
前記探触子を前記金属管の周方向へ案内する周方向案内部、および前記探触子を前記金属管の軸方向へ案内する軸方向案内部を有するガイド部と、
前記探触子が受信した反射波に関する信号に基づいてＢスコープ形式の画像を生成し、当該画像を表示する表示部と、
を備えている欠陥評価装置。 
【請求項８】
前記探触子が受信した反射波に関する信号に基づいて、前記欠陥を前記周方向の距離と前記軸方向の距離の２次元座標で表示する減肉マップを作成する減肉マップ作成部をさらに備えており、
前記表示部は、前記減肉マップを表示する、
請求項７に記載の欠陥評価装置。 
【請求項９】
前記減肉マップに表示された前記欠陥の面積を評価する減肉面積評価部をさらに備えている請求項８に記載の欠陥評価装置。 
【請求項１０】
前記ガイド部は、前記探触子の移動量を検出する移動量検出部を有する、
請求項７〜９のいずれか１項に記載の欠陥評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属管における土などに埋設された部分における欠陥を評価する欠陥評価方法および欠陥評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属管における土やコンクリートなどに埋設された部分における欠陥を評価するために、超音波探傷の技術を用いた欠陥評価方法および欠陥評価装置が種々提案されている。例えば、特許文献１には、金属管（例えば、パンザーマスト）等の土中に埋設された部分を掘り起こさないで劣化評価を行う欠陥評価装置、欠陥評価方法、およびプログラムが提案されている。
【０００３】
この欠陥評価方法では、超音波探触子を金属管の外部に露出した部分の表面に接触し、当該探触子からＳＨ 波（Ｓｈｅａｒ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｗａｖｅ）、すなわち、金属管の表面と平行に振幅する横波からなる超音波を当該金属管の表面に沿って当該金属管の埋設された部分へ向けて発信し、超音波探傷を行っている。この欠陥評価方法では、探触子が受信した信号に基づいてＡスコープ形式（すなわち、ビーム路程とビーム強度に関するグラフ）で画像を表示し、当該Ａスコープ形式の画像を用いて欠陥の評価を行っている。具体的には、Ａスコープ形式の画像に示される信号波形から端部エコー高さ（すなわち、金属管の腐食部からの反射エコーの強度を８０％に調整したときの金属管下端からの反射エコーの高さ）の他に、角度係数、基準境界部高さ等のパラメータを求め、これらのパラメータを用いて、欠陥の評価判断（欠陥の有無など）を行っている。
【０００４】
また、特許文献２には、上記特許文献２と同様に、探触子から金属管の埋設された部分へ向けて超音波を発信し、金属管の下端からの反射波に基づく受信信号と埋設された部分全体からの受信信号についてＡスコープ形式の画像を表示し、これらの受信信号のビーム強度の強さを比較して、欠陥の評価判断を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３９７３６０３号公報
【特許文献２】特許５５１９２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１および特許文献２記載の欠陥評価方法は、いずれも、探触子から金属管の埋設された部分にＳＨ波などの超音波を発信し、探触子で受信された信号に基づいてビーム路程及びビーム強度をＡスコープ形式で画像を表示し、当該Ａスコープ形式の画像を用いて欠陥の評価を行っている。Ａスコープ形式の画像では、金属管の欠陥が１つのみであればその欠陥について金属管の軸方向の位置を知ることは可能であるが、埋設された部分に複数の欠陥が発生している場合には、各欠陥の位置および形状をそれぞれ把握することは困難である。また、ＳＨ波は超音波ビームの進む方向に直交する方向に広がりやすい（すなわち放射状に広がりやすい）性質を有しているので、金属管の周方向における欠陥の位置や当該欠陥の形状をＡスコープ形式の画像のみで評価することはとくに困難である。
【０００７】
さらに、金属管の埋設された部分が土から受ける圧力が高い場合、埋設された部分の長さが長い場合、または金属管下端が腐食して下端の形状が変化している場合などには、当該金属管の下端から反射する信号が不安定になり、欠陥の正確な評価ができないおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、金属管の埋設された部分の欠陥の位置および形状を正確に把握することが可能な欠陥評価方法および欠陥評価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】
【０００９】
上記課題を解決するためのものとして、本発明の欠陥評価方法は、金属管における土またはコンクリートに埋設された部分に発生した欠陥を評価する欠陥評価方法であって、探触子を前記金属管における外部に露出した部分に接触した状態で当該金属管の周方向に移動させて、前記探触子から表面ＳＨ波である超音波を前記埋設された部分へ発信し、当該埋設された部分からの反射波を前記探触子で受信する周方向走査工程と、前記周方向走査工程において前記探触子で受信された反射波に関する信号に基づいてＢスコープ形式の第１画像を生成し、当該第１画像を表示部に表示する第１画像表示工程と、前記周方向走査工程の際に前記周方向の１つの位置において前記探触子が複数の反射波を受信した場合に、当該位置において前記探触子を前記金属管の軸方向に移動させて、前記探触子から表面ＳＨ波である超音波を前記埋設された部分へ発信し、当該埋設された部分からの反射波を前記探触子で受信する軸方向走査工程と、前記軸方向走査工程において前記探触子で受信された反射波に関する信号に基づいてＢスコープ形式の第２画像を生成し、当該第２画像を前記表示部に表示する第２画像表示工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
かかる特徴によれば、周方向走査工程では、探触子を金属管の周方向に移動させて、探触子から金属管の埋設された部分へ表面ＳＨ波である超音波を発信する。ここで、表面ＳＨ波は、金属管の表面と平行に振幅する横波であって金属管の表面に沿って進む波である。そして、当該埋設された部分からの反射波を前記探触子で受信する。ついで、第１画像表示工程では、探触子で受信された反射波に関する信号に基づいて、Ｂスコープ形式の第１画像を表示する。ここで、Ｂスコープ形式は、探触子の移動方向（この場合は金属管の周方向）における探触子の位置と超音波の発信方向（この場合は金属管の軸方向）における探触子からの距離で定義される２次元座標によって超音波が反射した位置を表示する形式である。Ｂスコープ形式の第１画像では、欠陥についての金属管の周方向の位置および金属管の軸方向の位置を正確に知ることが可能になり、その結果、金属管の埋設された部分の欠陥の位置および形状を正確に把握することが可能である。ここで、ＳＨ波は、超音波ビームの進む方向に直交する方向に広がりやすい傾向が有るが、上記のように探触子を金属管の周方向に移動させて周方向走査を行い、走査によって得られた反射波に基づいてＢスコープ形式の第１画像を表示することにより、金属管の周方向における欠陥の位置を特定することを容易に行うことが可能である。
また、周方向の１つの位置において探触子が単一の反射波を受信した場合には、貫通孔などの局所的な欠陥であることは容易に判別できるが、複数の反射波を受信した場合には、欠陥が線状に伸びる割れなのか面状に広がる腐食部なのか分からない場合がある。そこで、このような場合には、軸方向走査工程において、探触子を金属管の軸方向に移動させて、探触子から金属管の埋設された部分へ表面ＳＨ波である超音波を発信し、当該埋設された部分からの反射波を前記探触子で受信する。そして、第２画像表示工程において、探触子で受信された反射波に関する信号に基づいて、Ｂスコープ形式の第２画像を表示する。これにより、欠陥の金属管の周方向の位置および軸方向の位置を精度よく特定することが可能になり、欠陥の位置や形状についてより明確に把握することが可能になる。
【００１３】
前記周方向走査工程によって得られた前記信号と前記軸方向走査工程によって得られた前記信号とに基づいて前記欠陥の位置および形状を表示するＢスコープ形式の減肉マップ画像を作成し、前記減肉マップ画像を前記表示部に表示する減肉マップ表示工程をさらに含むのが好ましい。
【００１４】
かかる特徴によれば、周方向走査工程によって得られた信号と軸方向走査工程によって得られた信号とに基づいて、Ｂスコープ形式の減肉マップ画像を作成するので、この減肉マップ画像を上記の第１画像および第２画像とともに用いて欠陥の評価を行うことにより、欠陥の位置および形状をより正確に把握することが可能である。
【００１５】
前記周方向走査工程では、前記探触子を前記周方向に一定速度で連続的に移動させるのが好ましい。
【００１６】
表面ＳＨ波を用いて周方向走査を行う場合、探傷子を途中で停止させたりすると受信信号が不安定になる傾向が有る。そこで、一定速度で探傷子を連続的に移動させれば、受信信号を安定化させ、欠陥の位置および形状の正確な把握を維持することが可能である。
【００１７】
ここで、ＳＨ波を検査対象である金属管に発信するためには、探触子と金属管の間に介在する接触媒質の粘性を高くする必要があるが、粘性が高くなれば超音波ビームの送受信を安定させるのに時間がかかる傾向が有るという問題や探触子の走査性が悪くなるという問題がある。しかし、上記のように探傷子を一定速度で連続的に移動させれば、これらの問題を解決することが可能である。
【００１８】
前記探触子は、前記表面ＳＨ波を前記埋設された部分へ発信する送信用探触子と、前記埋設された部分からの反射波を受信する受信用探触子とを含むのが好ましい。
【００１９】
かかる特徴によれば、探触子として送信用と受信用の２つの探触子を用いることにより、探触子に近い位置において測定不可能な領域、すなわち表面不感帯が発生することを防ぐことが可能である。
【００２０】
前記第１画像表示工程では、前記周方向走査工程において前記周方向における複数の位置で受信された反射波に関する複数の信号について開口合成処理を施して前記第１画像を生成するのが好ましい。
【００２１】
かかる特徴によれば、周方向における複数の位置で受信された反射波に関する信号について開口合成処理を施すことにより、大きな開口幅を有する探触子が超音波を送受信する場合と同じ信号を得ることが可能になり、欠陥の位置および形状をより正確に把握することが可能である。
【００２２】
少なくとも前記第１画像に基づいて前記欠陥を評価する欠陥評価工程をさらに含むのが好ましい。
【００２３】
かかる特徴によれば、少なくとも上記の第１画像を用いて欠陥の評価を行うことにより、欠陥の位置および形状を正確に把握して正確な欠陥の評価を行うことが可能である。
【００２４】
本発明の欠陥評価装置は、金属管における土またはコンクリートに埋設された部分に発生した欠陥を評価する欠陥評価装置であって、表面ＳＨ波である超音波を発信可能であり、かつ、前記金属管における外部に露出した部分に接触した状態で発信した超音波による前記埋設された部分からの反射波を受信する探触子と、前記探触子を前記金属管の周方向へ案内する周方向案内部、および前記探触子を前記金属管の軸方向へ案内する軸方向案内部を有するガイド部と、前記探触子が受信した反射波に関する信号に基づいてＢスコープ形式の画像を生成し、当該画像を表示する表示部とを備えていることを特徴とする。
【００２５】
かかる特徴によれば、探触子を周方向案内部によって金属管の周方向に案内しながら探触子を周方向に移動させて、当該探触子から金属管の埋設された部分へ表面ＳＨ波である超音波を発信して、当該探触子が前記埋設された部分からの反射波を受信する。そして、表示部は、探触子で受信された反射波に関する信号に基づいて、周方向についてのＢスコープ形式の画像（上記の第１画像）を表示する。これにより、作業者は、欠陥についての金属管の周方向の位置および金属管の軸方向の位置を正確に知ることが可能になる。その結果、金属管の埋設された部分の欠陥の位置および形状を正確に把握することが可能である。
また、上記の特徴では、前記ガイド部は、前記探触子を前記金属管の軸方向へ案内する軸方向案内部をさらに有している。そのため、探触子を軸方向案内部によって金属管の軸方向に案内しながら探触子を軸方向に移動させて、当該探触子から金属管の埋設された部分へ表面ＳＨ波である超音波を発信して、当該探触子が前記埋設された部分からの反射波を受信する。そして、表示部は、探触子で受信された反射波に関する信号に基づいて、軸方向についてのＢスコープ形式の画像（上記の第２画像）を表示する。これにより、作業者は、周方向についてのＢスコープ形式の画像（上記の第１画像）および軸方向についてのＢスコープ形式の画像（上記の第２画像）を見ることにより、欠陥についての金属管の周方向の位置および金属管の軸方向の位置をより正確に知ることが可能になる。その結果、金属管の埋設された部分の欠陥の位置および形状をより正確に把握することが可能である。
【００２８】
前記探触子が受信した反射波に関する信号に基づいて、前記欠陥を前記周方向の距離と前記軸方向の距離の２次元座標で表示する減肉マップを作成する減肉マップ作成部をさらに備えており、前記表示部は、前記減肉マップを表示するのが好ましい。この場合、作業者は、表示部に表示される減肉マップを見ることにより、欠陥についての金属管における周方向の位置および軸方向の位置をより正確に知ることが可能になる。その結果、金属管の埋設された部分の欠陥の位置および形状をより正確に把握することが可能である。
【００２９】
前記減肉マップに表示された前記欠陥の面積を評価する減肉面積評価部をさらに備えているのがこのましい。この場合、欠陥の面積を正確に評価することが可能になる。
【００３０】
前記ガイド部は、前記探触子の移動量を検出する移動量検出部を有するのが好ましい。
【００３１】
かかる特徴によれば、移動量検出手段によって探触子の移動量を検出することにより、金属管の埋設された部分の欠陥の位置および形状をより正確に把握することが可能である。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明の欠陥評価方法および欠陥評価装置によれば、金属管の埋設された部分の欠陥の位置および形状を正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る欠陥評価装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の探触子および当該探触子を金属管の周方向に案内する周方向ガイド部の正面図である。
【図３】図２の探触子および周方向ガイド部の平面図である。
【図４】図２の探触子および周方向ガイド部の左側面図である。
【図５】図２の探触子および周方向ガイド部が金属管の周面に取り付けられた状態を示す断面説明図である。
【図６】図１の探触子および当該探触子を金属管の軸方向に案内する軸方向ガイド部の平面図である。
【図７】図１の解析部の内部構成を示すブロック図である。
【図８】図１の探触子が割れからなる欠陥に対して超音波を発信する状態を示す図である。
【図９】（ａ）は図１の探触子が金属管の周方向に移動しながら割れからなる欠陥に対して超音波を発信して周方向走査を行っている状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の周方向走査によって得られたＢスコープ形式の第１画像を示す図である。
【図１０】図１の探触子が貫通孔からなる局所的な欠陥に対して超音波を発信する状態を示す図である。
【図１１】（ａ）は図１の探触子が金属管の周方向に移動しながら貫通孔からなる局所的な欠陥に対して超音波を発信して周方向走査を行っている状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の周方向走査によって得られたＢスコープ形式の第１画像である。
【図１２】図１の探触子が金属管の周方向全体に発生した腐食部からなる欠陥に対して超音波を発信する状態を示す図である。
【図１３】（ａ）は図１の探触子が金属管の周方向に移動しながら腐食部からなる欠陥に対して超音波を発信して周方向走査を行っている状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の周方向走査によって得られたＢスコープ形式の第１画像とビーム強度を示すＡスコープ形式の画像を示す図を示す図である。
【図１４】図１の探触子が金属管の軸方向に移動しながら腐食部からなる欠陥に対して超音波を発信して軸方向走査を行っている状態を示す図である。
【図１５】図１４の軸方向走査によって得られたＢスコープ形式の第２画像を示す図である。
【図１６】本発明の欠陥評価方法の手順の前半部分を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の欠陥評価方法の手順の後半部分を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の欠陥評価方法において欠陥信号の有無を調べるために用いられるＢスコープ形式の第１画像を示す図である。
【図１９】本発明の欠陥評価方法において欠陥信号の信号レベルが閾値以上か否かを調べるために用いられるＡスコープ形式の画像を示す図である。
【図２０】本発明の欠陥評価方法において軸方向の減肉長さを決定するために用いられるＢスコープ形式の第２画像を示す図である。
【図２１】本発明の欠陥評価方法において減肉マップ作成工程において作成されたＢスコープ形式の減肉マップ画像を示す図である。
【図２２】本発明の欠陥評価装置の変形例として、周方向ガイド部を周方向へ移動させるための移動機構を備えたガイド部の例を示す断面説明図である。
【図２３】本発明の欠陥評価装置の他の変形例として、信号検知部および報知部をさらに備えた保存部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら本発明の欠陥評価方法および欠陥評価装置の実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００３５】
図１に示される欠陥評価装置１は、金属管Ｐにおける土Ｇに埋設された部分Ｂに発生した欠陥Ｃを評価する装置である。検査対象である金属管Ｐは、例えば周面に凹凸が少ない滑らかな形状のスチールなどからなる金属筒状体であり、具体的には円筒形状を有する。
【００３６】
欠陥評価装置１は、超音波１０１の発信および受信を行う探触子３と、探触子３を金属管Ｐの周方向Ｘおよび軸方向Ｙに案内するガイド部４と、探触子３で得られた信号データを保存する保存部５と、得られた信号データに基づいて種々の画像を表示する表示部７と、欠陥Ｃの評価を行う解析部６とを備えている。
【００３７】
探触子３は、表面ＳＨ波である超音波を発信可能であり、かつ、金属管Ｐにおける外部に露出した部分に接触した状態で発信した超音波による埋設された部分Ｂからの反射波を受信する構成を有している。具体的には、探触子３は、表面ＳＨ波である超音波１０１を埋設された部分Ｂへ発信する送信用探触子８と、埋設された部分Ｂからの反射波１０３を受信する受信用探触子９とを含んでいる。これら送信用探触子８および受信用探触子９は、金属管Ｐの周方向Ｘに並んだ状態で粘性を有する接着物質を介して金属管Ｐの外部に露出した表面に接触した状態で配置される。送信用探触子８は、表面ＳＨ波である超音波１０１を金属管Ｐの軸方向Ｙに沿って埋設された部分Ｂへ向けて発信する。表面ＳＨ波である超音波１０１は、金属管Ｐの表面と平行に振幅しながら、金属管Ｐの表面に沿って進む。探触子３は、上記の送信用探触子８および受信用探触子９を含んでいるので、金属管Ｐにおける外部に露出した部分に接触した状態で、表面ＳＨ波である超音波１０１を埋設された部分Ｂへ発信し、かつ、埋設された部分Ｂからの反射波１０３を受信することが可能である。埋設された部分Ｂに欠陥Ｃが有る場合には、超音波は金属管Ｐの下端に達する前に欠陥Ｃで反射することにより、欠陥Ｃからの反射波１０２が探触子３に受信される。
【００３８】
ガイド部４は、図２〜４に示される周方向案内部１１と、図６に示される軸方向案内部１２とを有する。
【００３９】
図２〜４に示される周方向案内部１１は、探触子３を金属管Ｐの周方向Ｘへ案内するものである。この周方向案内部１１は、探触子３の送信用探触子８および受信用探触子９のそれぞれの上面に固定されたねじ１３と、これらのねじ１３に螺合するナット１４と、それぞれのねじ１３の周囲に配置されたばね１６と、ねじ１３およびナット１４を介して探触子３を支持する固定治具１７と、複数の車輪１８と、磁石１９と、ロータリーエンコーダ２０とを備えている。
【００４０】
固定治具１７は、２つの台座部１７ａと、各台座部１７ａの上面に立てられた複数の支柱１７ｂと、各台座部１７ａの上方に離間して配置され、当該支柱１７ｂの上端部付近に固定された上板１７ｃとを備えている。各台座部１７ａは、送信用探触子８または受信用探触子９の下降を許容する下面開口をそれぞれ有する。
【００４１】
２つの台座部１７ａは、周方向Ｘに並んで配置されている。２つの台座部１７ａは、軸方向Ｙに平行に延びる回転軸Ｑに沿って配置されたピン（図示せず）などによって回転軸Ｑ回りに回転自在に連結されている。これにより、図５に示されるように、２つの台座部１７ａは、金属管Ｐの外周面に配置される際には、互いに回転軸Ｑ回りに傾斜して金属管Ｐの外周面に近接した位置に配置される。
【００４２】
２つの台座１７ａが連結されたものの軸方向Ｙを向く側面には、複数の車輪１８が当該周方向Ｘに並んで配置されている。これにより、固定治具１７は、複数の車輪１８によって周方向Ｘへ案内される。
【００４３】
各台座部１７ａの軸方向Ｙを向く側面には、それぞれ磁石１９が固定されている。磁石１９の下面は、車輪１８の最下端の位置と同じ高さか若干上方の位置に配置されている。磁石１９は、車輪１８が金属管Ｐの外周面に接触した状態では、当該金属管Ｐの外周面に吸着することにより、探触子３および周方向案内部１１を金属管Ｐの外周面上に保持することが可能である。
【００４４】
上板１７ｃは、支柱１７ｂの上端部付近に固定されているので、上下動しないようになっている。上板１７ｃは、ねじ１３の上端部が貫通する貫通孔（図示せず）を有する。上板１７ｃの上面には、ナット１４がねじ１３の上端部に螺合した状態で当接している。ナット１４は、上板１７ｃによって下降が規制されているので、ナット１４が右に回転した場合には当該ナット１４に螺合するねじ１３が上昇し、左に回転した場合にはねじ１３が下降する。
【００４５】
上板１７ｃの下面と送信用探触子８または受信用探触子９の上面との間には、ばね１６が圧縮された状態で配置されている。すなわち、ばね１６の上端は、支柱１７ｂに固定されて上下に移動できない上板１７ｃに当接し、一方、ばね１６の下端は、送信用探触子８または受信用探触子９の上面に当接している。したがって、送信用探触子８または受信用探触子９は、ばね１６によって常時下方へ押圧されている。
【００４６】
ばね１６による探触子３（送信用探触子８または受信用探触子９）への付勢力は、磁石１９が金属管Ｐから離脱しないように、磁石１９が金属管Ｐに吸着する力よりも低くなるように調整される。
【００４７】
ロータリーエンコーダ２０は、固定治具１７の台座部１７ａにおける周方向Ｘを向く面に取り付けられている。これにより、ロータリーエンコーダ２０は、探触子３および周方向案内部１１の周方向Ｘへの移動量を検出する移動量検出手段として機能する。
【００４８】
図６に示される軸方向案内部１２は、探触子３を金属管Ｐの軸方向Ｙへ案内するように構成されている。具体的には、軸方向案内部１２は、図３に示される周方向案内部１１の車輪１８とロータリーエンコーダ２０の向きを周方向Ｘから軸方向Ｙへ９０度変更した構成になっている。さらに具体的には、軸方向案内部１２は、周方向案内部１１と同様に、ねじ１３と、ナット１４と、ばね１６と、固定治具１７と、複数の車輪１８と、磁石１９と、ロータリーエンコーダ２０とを備えている。複数の車輪１８は、固定治具１７の２つの台座１７ａが連結されたものの周方向Ｘを向く側面には、それぞれ複数の車輪１８が当該軸方向Ｙに並んで配置されている。これにより、固定治具１７は、複数の車輪１８によって軸方向Ｙへ案内される。ロータリーエンコーダ‐２０は、固定治具１７の台座部１７ａにおける軸方向Ｙを向く側面に取り付けられている。これにより、軸方向案内部１２では、固定治具１７が複数の車輪１８によって軸方向Ｙへ案内される。そして、ロータリーエンコーダ２０は、探触子３および周方向案内部１１の軸方向Ｙへの移動量を検出することが可能である。
【００４９】
ここで、ねじ１３、ナット１４、およびばね１６は、周方向案内部１１および軸方向案内部１２の両方で共用されている。したがって、探触子３をこれらねじ１３、ナット１４、およびばね１６とともに周方向案内部１１および軸方向案内部１２のいずれかの固定治具１７に取り付けることにより、１つの探触子３によって、周方向走査および軸方向走査を行うことが可能である。なお、周方向案内部１１および軸方向案内部１２は、上記のようにねじ１３、ナット１４、およびばね１６を共用しないでそれぞれ独立した構成にしてもよい。
【００５０】
ガイド部４は、上記のように図２〜４に示される周方向案内部１１と図６に示される軸方向案内部１２とを有しているので、探触子３を金属管Ｐの周方向Ｘおよび軸方向Ｙに案内することが可能である。
【００５１】
保存部５は、図１に示されるように、探触子３で得られた信号データを保存するメモリ２１を有する。
【００５２】
表示部７は、探触子３が受信した反射波１０３に関する信号に基づいてＢスコープ形式の画像を生成し、当該画像を表示する。Ｂスコープ形式の画像は、探触子３の移動方向（走査方向）（例えば、周方向走査の場合は金属管Ｐの周方向Ｘ）における探触子３の位置と超音波１０１の発信方向（すなわち、金属管Ｐの軸方向Ｙ）における探触子３からの距離で定義される２次元座標によって超音波１０１が反射した位置を表示する形式の画像である。
【００５３】
例えば、図８および図９（ａ）に示されるように、探触子３が金属管Ｐの周方向Ｘに移動しながら割れからなる欠陥Ｃ１〜Ｃ４（それぞれの長さは２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、１０ｍｍであり、互いに９０度離間した位置に形成されている）に対して超音波１０１を発信して周方向走査を行った場合には、図９（ｂ）に示されるように、探触子３の走査方向（Ｘ軸方向）と超音波１０１の伝播する方向（Ｙ軸方向）のＢスコープ形式の第１画像が表示部７に表示される。この図９（ｂ）に示されるＢスコープ形式の第１画像では、図９（ａ）の割れからなる欠陥Ｃ１〜Ｃ４の上端５１および下端５２に対応する位置において超音波伝播方向（Ｙ軸方向）に互いに離間する２つの波形５３、５４が表示される。これらの波形５３、５４は、上に凸の円弧状に表されている。これは、探触子３が周方向へ移動するときに、当該探触子３と欠陥Ｃ１〜Ｃ４の上端５１および下端５２との距離が連続的に変わることに対応した形状になっている。したがって、探触子３が各欠陥Ｃ１〜Ｃ４の真上に位置するときには、探触子３と各欠陥Ｃ１〜Ｃ４の上端５１および下端５２との距離が最も小さくなるので、その位置には、波形５３、５４の頂点が表示される。
【００５４】
また、図１０および図１１（ａ）に示されるように、探触子３が金属管Ｐの周方向Ｘに移動しながら貫通孔からなる局所的な欠陥Ｃ５〜Ｃ８（それぞれの直径は１ｍｍ、２ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍであり、互いに９０度離間した位置に形成されている）に対して超音波１０１を発信して周方向走査を行った場合には、図１１（ｂ）に示されるように、探触子３の走査方向（Ｘ軸方向）と超音波１０１の伝播する方向（Ｙ軸方向）のＢスコープ形式の第１画像が表示部７に表示される。この図１１（ｂ）に示されるＢスコープ形式の第１画像では、図１１（ａ）の貫通孔からなる欠陥Ｃ５〜Ｃ８に対応する位置においてそれぞれ１つの波形５５が表示される。
【００５５】
さらに、図１２および図１３（ａ）に示されるように、探触子３が金属管Ｐの周方向Ｘに移動しながら金属管Ｐの周方向全体に発生した腐食部からなる欠陥Ｃ９（幅１０ｍｍ）に対して超音波１０１を発信して周方向走査を行った場合には、図１３（ｂ）に示されるように、探触子３の走査方向（Ｘ軸方向）と超音波１０１の伝播する方向（Ｙ軸方向）のＢスコープ形式の第１画像５８が表示部７に表示される。この図１３（ｂ）に示されるＢスコープ形式の第１画像５８では、図１３（ａ）の腐食部からなる欠陥Ｃ９の上端５６および下端５７に対応する位置だけでなく多数の波形が表示され、腐食部からなる欠陥Ｃ９の位置及び形状が特定できないことがわかる。また、図１３（ｂ）に示されるＡスコープ形式の画像５９（すなわち、超音波伝播方向（Ｙ軸方向）とビーム強度に関するグラフ）を見ても、欠陥Ｃ９のＹ軸方向における位置が特定できないことがわかる。
【００５６】
そこで、このような場合には、軸方向走査を行う。図１４に示されるように、探触子３が金属管Ｐの軸方向Ｙに沿って上方へ移動しながら腐食部からなる欠陥Ｃ９に対して超音波１０１を発信して軸方向走査を行った場合には、図１５に示されるように、探触子３の走査方向（Ｙ軸方向）における探触子３の位置と超音波１０１の伝播する方向（Ｙ軸方向）における探触子３からの距離で定義されるＢスコープ形式の第２画像が表示部７に表示される。図１５に示される第２画像では、図１４に示される探触子３が軸方向Ｙに走査していくにしたがって、探触子３と欠陥Ｃ９との距離（すなわちビーム路程）が長くなるので、腐食部からなる欠陥Ｃ９からの反射による信号の波形６０のうち腐食部Ｃ９の上端５６および下端５７で反射した信号の波形６１、６２は、探触子走査方向（Ｙ軸方向）へ向かうにしたがって超音波伝播方向（Ｙ軸方向）に増加する右下がりの形状で明確に表示されるので、他の部分からの反射による信号波形と容易に区別することが可能である。これにより、腐食部からなる欠陥Ｃ９の位置および形状を特定することが可能である。
【００５７】
解析部６は、図７に示されるように、欠陥信号検知部２４と、減肉長さ決定部２５と、減肉マップ作成部２６と、減肉面積解析評価部２７とを有する。
【００５８】
欠陥信号検知部２４は、周方向走査で得られた信号の中から欠陥信号を検知する。例えば、欠陥信号検知部２４は、Ｂスコープ形式の第１画像（例えば図１８参照）の中における欠陥からの反射波に対応する信号（すなわち欠陥信号）１０４を検知する。
【００５９】
減肉長さ決定部２５は、上記欠陥信号検知部２４が欠陥信号１０４を検知した周方向の位置における欠陥の軸方向の長さ、すなわち減肉長さを決定する。減肉長さ決定部２５は、例えば、欠陥信号１０４を検知した周方向の位置において、軸方向走査で得られたＢスコープ形式の第２画像（例えば図２０に示される第２画像を参照）に基づいて、減肉長さＲｙとして決定する。
【００６０】
減肉マップ作成部２６は、減肉長さ決定部２５によって決定された欠陥の減肉長さに基づいて、欠陥１１１の大きさおよび形状を周方向Ｘの距離Ｍｘと軸方向Ｙの距離Ｍｙの２次元座標で表示する減肉マップ画像１１０（図２１参照）を作成する。減肉マップ画像１１０は、表示部７に表示される。
【００６１】
減肉面積解析評価部２７は、減肉マップ作成部２６で作成された減肉マップ画像１１０上の欠陥１１１の面積（すなわち減肉面積）を解析して評価する。
【００６２】
なお、探触子３が周方向走査および軸方向走査を行う際には、解析部６は、保存部５に対して接続している必要がない。したがって、解析部６は、金属管Ｐの設置場所から離れた場所に保管しておき、必要に応じて、保存部５またはそのメモリ２１のみに接続するようにしてもよい。
【００６３】
つぎに、上記の欠陥評価装置１を用いた金属管Ｐについての欠陥評価方法について、図１６〜１７のフローチャートを用いて説明する。
【００６４】
まず、前処理として、金属管Ｐの表面にサビや付着物あればあらかじめ除去する。ついで、図５に示されるように、接触媒質Ｊを金属管Ｐにおける土Ｇの外部に露出した表面において探触子３が接触する位置に塗布する。このとき、接触媒質Ｊがなるべく薄く均一になるように注意する。
【００６５】
上記の前処理後、探触子３を金属管Ｐの周方向Ｘに移動して測定を行う周方向測定（図１６のステップＳ１）を行う。
【００６６】
ここで、周方向測定を行う前に、まず、探触子３を周方向案内部１１に取り付ける。その手順は以下の通りである。まず、ねじ１３をあらかじめ探触子３の送信用探触子８および受信用探触子９の上面にそれぞれ固定しておき、そのねじ１３をばね１６に挿入するとともに固定治具１７の上板１７ｃの貫通孔に挿入する。これにより、ばね１６は、上板１７ｃと送信用探触子８（または受信用探触子９）との間に挟まれる。
【００６７】
その後、ねじ１３にナット１４を上から螺合してナット１４を上板１７ｃに当接させる。このとき、上板１７ｃは支柱１７ｂに対して上下に移動できないように固定されているので、ナット１４の下降は、上板１７ｃによって規制される。さらに、ナット１４を右に回転して上板１７ｃに押し付けると、ねじ１３とともに探触子３（具体的には、その送信用探触子８および受信用探触子９）が上昇する。ばね１６は、支柱１７ｂに固定された上板１７ｃと送信用探触子８（または受信用探触子９）との間で圧縮される。これにより、圧縮されたばね１６は、送信用探触子８（または受信用探触子９）を下方へ押圧する。
【００６８】
このとき、探触子３の高さは、車輪１８よりも探触子３の底面（すなわち金属管Ｐとの接触面）が上に位置するように調整する。その状態で、図５に示されるように、探触子３および周方向案内部１１を金属管Ｐの外周面に配置する。そのとき、磁石１９が金属管Ｐに吸着することにより、周方向案内部１１は、金属管Ｐの外部に露出した表面に密着する。
【００６９】
その後、ナット１４を左に回転したときに、はね１６が伸びようとする力で探触子３を下方へ押圧することにより探触子３を下降させ、探触子３を金属管Ｐの外周面に接触させる。このとき、ばね１６の付勢力により探触子３に対して金属管Ｐの外周面に押圧する方向へ荷重がかかる。このようにばね１６の付勢力によって探触子３を金属管Ｐの外周面に押圧した状態では、探触子３から金属管Ｐの埋設された部分Ｂへ表面ＳＨ波である超音波１０１を発信し、当該埋設された部分Ｂからの反射波を当該探触子３によって受信することが可能になる。
【００７０】
そのような状態で、探触子３を金属管Ｐの周方向Ｘに移動して周方向走査を開始する。具体的には、探触子３を周方向案内部１１によって金属管Ｐの周方向Ｘへ案内しながら、作業者は探触子３および周方向案内部１１を周方向Ｘへ手で移動させる。これにより、探触子３は、金属管Ｐにおける外部に露出した部分に接触した状態で当該金属管Ｐの周方向Ｘに一定の速度で移動させる。それとともに、探触子３から表面ＳＨ波である超音波１０１を埋設された部分Ｂへ発信し、当該埋設された部分Ｂからの反射波１０３を探触子３で受信する。受信した反射波１０３に関する信号は、保存部５のメモリ２１に保存される。
【００７１】
探触子３および周方向案内部１１の移動量は、ロータリーエンコーダ２０によって検出される。周方向測定は、探触子３を周方向へ移動させながら周方向の設定距離（例えば金属管Ｐの全周の距離）が終了するまで続けられる（ステップＳ２〜Ｓ３）。
【００７２】
周方向測定の終了後、表示部７は、探触子３が受信した反射波１０３に関する信号に基づいてＢスコープ形式の画像を生成し、当該画像を表示する。具体的には、表示部７は、周方向走査で得られた信号に関するデータから、図９（ｂ）、図１１（ｂ）、および図１３（ｂ）に示されるＢスコープ形式の第１画像を生成して、表示する（第１画像表示工程）。そして、作業者は、これらのＢスコープ形式の第１画像を見て、周方向測定において検出された信号データについて、周方向Ｘの位置ごとに欠陥に関する欠陥信号が有るか否か判別する（ステップＳ４）。周方向Ｘのその位置に欠陥信号が検出されない場合には、周方向の設定距離が終了するまで周方向の他の位置へ観測点を移動して同様に欠陥信号の有無の判別を行う（ステップＳ５〜Ｓ６）。
【００７３】
一方、欠陥信号Ｓが有る場合、さらに、作業者は、上記のＢスコープ形式の第１画像を見て、欠陥信号が単一信号であるか否か判別する（ステップＳ７）。作業者が周方向Ｘの１つの位置において複数の欠陥信号を検知した場合には、単一信号ではないと判定する。その場合、作業者は、複数の欠陥信号が検知された周方向Ｘの位置において、探触子３を金属管Ｐの軸方向Ｙに移動して測定を行う軸方向測定を開始する（ステップＳ８）。
【００７４】
軸方向測定では、探触子３を軸方向案内部１２によって軸方向Ｙへ案内しながら軸方向走査を行う。具体的には、複数の欠陥信号が検知された周方向Ｘの位置において、探触子３を軸方向案内部１２によって金属管Ｐの軸方向Ｙへ案内しながら、作業者は探触子３および周方向案内部１１を軸方向Ｙ（具体的には上方）へ手動で移動させる。これにより、探触子３は、探触子３を軸方向案内部１２で案内しながら金属管Ｐの軸方向Ｙに移動させて、探触子３から表面ＳＨ波である超音波１０１を埋設された部分Ｂへ発信し、当該埋設された部分Ｂからの反射波１０３を探触子３で受信する軸方向走査を行う。軸方向走査時に受信した反射波１０３に関する信号は、保存部５のメモリ２１に保存される。
【００７５】
軸方向測定後、周方向の設定距離が終了するまで周方向の他の位置へ観測点を移動して同様に欠陥信号の有無の判別を行う（ステップＳ５〜Ｓ６）。
【００７６】
このようにして、複数の欠陥信号が検知された周方向Ｘの位置のすべての位置について、軸方向測定が行われる。
【００７７】
なお、作業者が複数の欠陥信号が検知したときに、作業者は、複数の欠陥信号が検知された周方向Ｘの位置においてケガキなどによって金属管Ｐの表面にマーキングしておき、後からマーキングした位置についてそれぞれ軸方向測定を行ってもよい。
【００７８】
上記のように周方向測定後に、表示部７は、周方向走査で得られた信号に関するデータから、図９（ｂ）、図１１（ｂ）、および図１３（ｂ）に示されるＢスコープ形式の第１画像を生成して、表示する（第１画像表示工程）ことにより、作業者は、これらのＢスコープ形式の第１画像に基づいて欠陥を評価する。例えば、図９（ｂ）には、割れからなる欠陥Ｃ１〜Ｃ４（図９ａ参照）に対応する周方向（Ｘ軸方向）の位置および軸方向（Ｙ軸方向）の位置においてそれぞれ割れの上端５１よび下端５２に対応する２つの波形５３、５４が表示されているので、作業者は、割れからなる欠陥Ｃ１〜Ｃ４の位置および大きさを特定することが可能である。
【００７９】
この第１画像表示工程では、周方向走査において周方向Ｘにおける複数の位置で受信された反射波に関する複数の信号について開口合成処理を施して第１画像を生成するのが好ましい。この開口合成によって、欠陥の位置および大きさを特定する精度が向上する。
【００８０】
さらに、軸方向測定の終了後に、表示部７は、探触子３が受信した反射波１０３に関する信号に基づいてＢスコープ形式の画像を生成し、当該画像を表示する。具体的には、表示部７は、軸方向走査で得られた信号に関するデータから、図１５に示されるＢスコープ形式の第２画像を生成して、表示する（第２画像表示工程）。
【００８１】
これにより、作業者は、Ｂスコープ形式の第１画像および第２画像に基づいて欠陥を評価する。例えば、この図１３（ｂ）に示されるＢスコープ形式の第１画像５８では、図１３（ａ）の腐食部からなる欠陥Ｃ９の上端５６および下端５７に対応する位置だけでなく多数の波形が表示され、腐食部からなる欠陥Ｃ９の位置及び形状が特定できない。そこで、作業者は、図１５に示される第２画像を見れば、腐食部からなる欠陥Ｃ９からの反射による信号の波形６０のうち腐食部Ｃ９の上端５６および下端５７で反射した信号の波形６１、６２は、探触子走査方向（Ｙ軸方向）へ向かうにしたがって超音波伝播方向（Ｙ軸方向）に増加する右下がりの形状で明確に表示されるので、他の部分からの反射による信号波形と容易に区別することが可能である。これにより、作業者は、腐食部からなる欠陥Ｃ９の位置および形状を特定することが可能である。
【００８２】
つぎに、図１７のフローチャートに示されるように、解析部６は、上記の周方向測定および軸方向測定によって得られた信号のデータを解析する。
【００８３】
解析部６では、まず、欠陥信号検知部２４によって、周方向Ｘの位置ごとに欠陥信号が有るか否か判別する（ステップＳ１１）。例えば、図１８に示される周方向走査によって得られた信号に基づくＢスコープ形式の第１画像では、欠陥信号の波形１０４が表示されている。そこで観測用のカーソル１０５を周方向の走査距離Ｄｘの方向へ移動させていき、周方向Ｘの位置ごとに欠陥信号が有るか否か判別する（ステップＳ１１）。
【００８４】
また、欠陥信号が有る場合には、解析部６は、その欠陥信号が有る周方向Ｘの位置について、信号レベルが閾値以上か否かを判別する（ステップＳ１２）。例えば、欠陥信号が有る周方向Ｘの位置において、図１９に示される超音波ビームのビーム路程ｌとビーム強度ｐに関するＡスコープ形式の画像に示される波形１０６を見た場合、波形１０６で示されるビーム強度が所定の閾値Ｐ０以上（負の領域ではＰ０以下）の場合には、解析の必要がある大きさを有する欠陥であるとして、解析部６は、以下のステップＳ１３〜Ｓ１４の処理を順次行う。
【００８５】
ステップＳ１３では、減肉長さ決定部２５によって、軸方向Ｙにおける減肉長さを決定する。減肉長さ決定部２５は、欠陥信号が有る周方向Ｘの位置において、上記のように図２０で示される軸方向走査で得られたＢスコープ形式の第２画像に基づいて、欠陥の信号波形１０７のうち欠陥の上端および下端で反射したそれぞれの信号の波形１０８、１０９の幅を減肉長さＲｙとして決定する。
【００８６】
そして、ステップＳ１４では、減肉マップ作成部２６は、減肉長さ決定部２５によって決定された欠陥の減肉長さに基づいて、図２１に示されるような欠陥１１１の大きさおよび形状を周方向Ｘの距離Ｍｘと軸方向Ｙの距離Ｍｙの２次元座標で表示する減肉マップ画像１１０を作成する。表示部７は、減肉マップ画像１１０を表示する。
【００８７】
減肉面積解析評価部２７は、減肉マップ作成部２６で作成された減肉マップ画像１１０上の欠陥１１１の面積（すなわち減肉面積）を解析して評価（する例えば、所定の大きさ以上の面積を有する場合には欠陥有りと自動的に評価する）。これにより、解析部６は、上記の表示部７によって表示された画像に基づいて欠陥を評価する欠陥評価部として機能することが可能である。
【００８８】
作業者は、上記の周方向走査で得られたＢスコープ形式の第１画像（例えば図１８参照）、軸方向走査で得られたＢスコープ形式の第２画像（例えば図２０）、および減肉マップ画像（図２１参照）に基づいて、総合的に欠陥を評価することが可能である。
【００８９】
以上のように、本実施形態の欠陥評価方法は、金属管Ｐにおける土Ｇに埋設された部分Ｂに発生した欠陥Ｃを評価する欠陥評価方法であって、探触子３を金属管Ｐにおける外部に露出した部分に接触した状態で当該金属管Ｐの周方向Ｘに移動させて、探触子３から表面ＳＨ波である超音波を埋設された部分Ｂへ発信し、当該埋設された部分Ｂからの反射波を探触子３で受信する周方向測定工程、すなわち周方向走査工程と、当該周方向走査工程において探触子３で受信された反射波に関する信号に基づいてＢスコープ形式の第１画像を生成し、当該第１画像を表示部７に表示する第１画像表示工程と、を含んでいる。この欠陥評価方法における周方向走査工程では、探触子３を金属管Ｐの周方向Ｘに移動させて、探触子３から金属管Ｐの埋設された部分Ｂへ表面ＳＨ波である超音波１０１を発信する。そして、当該埋設された部分Ｂからの反射波１０３を探触子３で受信する。ついで、第１画像表示工程では、探触子３で受信された反射波１０３に関する信号に基づいて、Ｂスコープ形式の第１画像を表示する。Ｂスコープ形式の第１画像では、欠陥Ｃについての金属管Ｐの周方向Ｘの位置および金属管Ｐの軸方向Ｙの位置を正確に知ることが可能になり、その結果、金属管Ｐの埋設された部分Ｂの欠陥Ｃの位置および形状を正確に把握することが可能である。ここで、ＳＨ波は、超音波ビームの進む方向に直交する方向に広がりやすい傾向が有るが、上記のように探触子３を金属管Ｐの周方向Ｘに移動させて周方向走査を行い、走査によって得られた反射波１０３に基づいてＢスコープ形式の第１画像を表示することにより、金属管Ｐの周方向Ｘにおける欠陥Ｃの位置を特定することを容易に行うことが可能である。
【００９０】
また、本実施形態の欠陥評価方法は、周方向走査工程の際に周方向Ｘの１つの位置において探触子３が複数の反射波を受信した場合に、当該位置において探触子３を金属管Ｐの軸方向Ｙに移動させて、探触子３から表面ＳＨ波である超音波を埋設された部分Ｂへ発信し、当該埋設された部分Ｂからの反射波を探触子３で受信する軸方向測定工程、すなわち軸方向走査工程と、軸方向走査工程において探触子３で受信された反射波に関する信号に基づいてＢスコープ形式の第２画像を生成し、当該第２画像を表示部７に表示する第２画像表示工程をさらに含む。周方向Ｘの１つの位置において探触子３が単一の反射波を受信した場合には、貫通孔などの局所的な欠陥Ｃであることは容易に判別できるが、複数の反射波１０３を受信した場合には、欠陥Ｃが線状に伸びる割れなのか面状に広がる腐食部なのか分からない場合がある。そこで、このような場合には、探触子３を金属管Ｐの軸方向Ｙに移動させて、探触子３から金属管Ｐの埋設された部分Ｂへ表面ＳＨ波である超音波１０１を発信し、当該埋設された部分Ｂからの反射波１０３を探触子３で受信する。そして、探触子３で受信された反射波１０３に関する信号に基づいて、Ｂスコープ形式の第２画像を表示する。これにより、欠陥Ｃの金属管Ｐの周方向Ｘの位置および軸方向Ｙの位置を精度よく特定することが可能になり、欠陥Ｃの位置や形状についてより明確に把握することが可能になる。
【００９１】
また、本実施形態の欠陥評価方法は、周方向走査工程によって得られた信号と軸方向走査工程によって得られた信号とに基づいて欠陥Ｃの位置および形状を表示するＢスコープ形式の減肉マップ画像１１０を作成し、減肉マップ画像１１０を表示部７に表示する減肉マップ表示工程をさらに含む。かかる特徴によれば、周方向走査工程によって得られた信号と軸方向走査工程によって得られた信号とに基づいて、Ｂスコープ形式の減肉マップ画像１１０を作成するので、作業者は、この減肉マップ画像１１０を上記の第１画像および第２画像とともに用いて欠陥Ｃの評価を行うことにより、欠陥Ｃの位置および形状をより正確に把握することが可能である。とくに、減肉マップ画像によって欠陥Ｃの実際の大きさおよび形状を視覚的に容易に把握することが可能になる。
【００９２】
また、本実施形態の欠陥評価方法では、周方向走査工程では、探触子３を周方向Ｘに一定速度で連続的に移動させる。すなわち、表面ＳＨ波を用いて周方向走査を行う場合、探傷子３を途中で停止させたりすると受信信号が不安定になる傾向が有るので、一定速度で探傷子を連続的に移動させることにより、受信信号を安定化させ、欠陥Ｃの位置および形状の正確な把握を維持することが可能である。
【００９３】
ここで、ＳＨ波を検査対象である金属管Ｐに発信するためには、探触子３と金属管Ｐの間に介在する接触媒質の粘性を高くする必要があるが、粘性が高くなれば超音波ビームの送受信を安定させるのに時間がかかる傾向が有るという問題や探触子３の走査性が悪くなるという問題がある。しかし、上記のように探傷子を一定速度で連続的に移動させれば、これらの問題を解決することが可能である。
【００９４】
また、本実施形態では、欠陥評価装置１の探触子３は、表面ＳＨ波を埋設された部分Ｂへ発信する送信用探触子８と、埋設された部分Ｂからの反射波を受信する受信用探触子８とを含んでいる。このように、探触子３として送信用と受信用の２つの探触子を用いることにより、探触子３に近い位置（例えば５０〜１００ｍｍの位置）において測定不可能な領域、すなわち表面不感帯が発生することを防ぐことが可能である。
【００９５】
なお、上記の探触子３は、発信用および受信用の２つの探触子を含んでいるが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの探触子で超音波の発信および受信を行ってもよい。
【００９６】
また、本実施形態の欠陥評価方法では、第１画像表示工程では、周方向走査工程において周方向Ｘにおける複数の位置で受信された反射波に関する複数の信号について開口合成処理を施して第１画像を生成する。このように、周方向Ｘにおける複数の位置で受信された反射波１０３に関する信号について開口合成処理を施すことにより、大きな開口幅を有する探触子３が超音波１０１を送受信する場合と同じ信号を得ることが可能になり、欠陥Ｃの位置および形状をより正確に把握することが可能である。
【００９７】
本実施形態の欠陥評価方法では、前記第１画像、前記第２画像および前記減肉マップ画像に基づいて欠陥Ｃを評価する欠陥評価工程を含んでいる。このように、第１画像、第２画像および減肉マップ画像を用いて欠陥の評価を行うことにより、欠陥の位置および形状をきわめて正確に把握して非常に正確な欠陥の評価を行うことが可能である。なお、欠陥評価工程は、少なくとも前記第１画像に基づいて前記欠陥を評価すればよく、その場合も、欠陥の位置および形状を正確に把握して正確な欠陥の評価を行うことが可能である。
【００９８】
また、本実施形態の欠陥評価装置１は、表面ＳＨ波である超音波を発信可能であり、かつ、金属管Ｐにおける外部に露出した部分に接触した状態で発信した超音波による埋設された部分Ｂからの反射波を受信する探触子３と、探触子３を金属管Ｐの周方向Ｘへ案内する周方向案内部１１を有するガイド部４と、前記探触子３が受信した反射波に関する信号に基づいてＢスコープ形式の画像を生成し、当該画像を表示する表示部７とを備えている。この構成によれば、探触子３を周方向案内部１１によって金属管Ｐの周方向Ｘに案内しながら探触子３を周方向Ｘに移動させて、当該探触子３から金属管Ｐの埋設された部分Ｂへ表面ＳＨ波である超音波１０１を発信して、当該探触子３が埋設された部分Ｂからの反射波１０３を受信する。そして、表示部７は、探触子３で受信された反射波１０３に関する信号に基づいて、周方向ＸについてのＢスコープ形式の画像（上記の第１画像）を表示する。これにより、作業者は、欠陥Ｃについての金属管Ｐの周方向Ｘの位置および金属管Ｐの軸方向Ｙの位置を正確に知ることが可能になる。その結果、金属管Ｐの埋設された部分Ｂの欠陥Ｃの位置および形状を正確に把握することが可能である。
【００９９】
また、本実施形態の欠陥評価装置１では、前記ガイド部４は、前記探触子３を金属管Ｐの軸方向へ案内する軸方向案内部１２をさらに有する。この構成では、探触子３を軸方向案内部１２によって金属管Ｐの軸方向Ｙに案内しながら探触子３を軸方向Ｙに移動させて、当該探触子３から金属管Ｐの埋設された部分Ｂへ表面ＳＨ波である超音波１０１を発信して、当該探触子３が埋設された部分Ｂからの反射波１０３を受信する。そして、表示部７は、探触子３で受信された反射波１０３に関する信号に基づいて、軸方向ＹについてのＢスコープ形式の画像（上記の第２画像）を表示する。これにより、作業者は、周方向についてのＢスコープ形式の画像（上記の第１画像）および軸方向についてのＢスコープ形式の画像（上記の第２画像）を見ることにより、欠陥Ｃについての金属管Ｐの周方向の位置および金属管Ｐの軸方向の位置をより正確に知ることが可能になる。その結果、金属管Ｐの埋設された部分Ｂの欠陥Ｃの位置および形状をより正確に把握することが可能である。
【０１００】
また、本実施形態の欠陥評価装置１は、解析部６において、前記探触子３が受信した反射波に関する信号に基づいて、前記欠陥１１１の大きさおよび形状を周方向Ｘの距離Ｍｘと軸方向Ｙの距離Ｍｙの２次元座標で表示する減肉マップ画像１１０（図２１参照）を作成する減肉マップ作成部２６を備えている。作成された減肉マップ画像１１０は、表示部７に表示される。これにより、作業者は、表示部７に表示される減肉マップ画像１１０を見ることにより、欠陥Ｃについての金属管Ｐの周方向Ｘの位置および金属管Ｐの軸方向Ｙの位置をより正確に知ることが可能になる。その結果、金属管Ｐの埋設された部分Ｂの欠陥Ｃの位置および形状をより正確に把握することが可能である。
【０１０１】
さらに、本実施形態の欠陥評価装置１は、減肉マップ作成部２６で作成された減肉マップ画像１１０上の欠陥１１１の面積（すなわち減肉面積）を解析して評価する減肉面積解析評価部２７を備えている。これにより、欠陥１１１の面積を正確に評価することが可能になる。
【０１０２】
また、本実施形態の欠陥評価装置１では、ガイド部４は、探触子３の移動量、具体的には周方向への移動量および軸方向への移動量を検出する移動量検出部としてロータリーエンコーダ２０を有する。したがって、ロータリーエンコーダ２０によって探触子３の周方向Ｘへの移動量および軸方向Ｙへの移動量を検出することが可能である。これにより、金属管Ｐの埋設された部分Ｂの欠陥Ｃの位置および形状をより正確に把握することが可能である。
【０１０３】
なお、本実施形態では、探触子３のための移動量検出手段としてロータリーエンコーダ２０が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ワイヤーエンコーダなどの他の移動量検出手段を用いてもよい。
【０１０４】
上記実施形態の欠陥評価方法では、軸方向走査を行う際に、探触子３および軸方向案内部１２を軸方向Ｙとして上方へ移動しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、下方へ移動してもよい。
【０１０５】
上記実施形態の欠陥評価方法では、検査対象として下端部が土Ｇに埋設された金属管Ｐを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、検査対象として金属管の端部がコンクリートに埋設されたものであってもよい。
【０１０６】
上記実施形態の欠陥評価装置１では、探触子３（送信用探触子８および受信用探触子９）を搭載したガイド部４の周方向案内部１１を金属管Ｐの周方向へ手動で移動させているが、本発明はこれに限定されるものではない。欠陥評価装置１は、周方向案内部１１を自動で移動させる機構を備えてもよく、例えば、図２２に示されるような周方向案内部１１を自動で周方向へ移動するガイド駆動機構３１を備えてもよい。このガイド駆動機構３１は、駆動軸３２ａを有するモータ３２と、駆動軸３２ａに固定された伝達ギヤ３３と、金属管Ｐの周方向に沿って円弧状に延びる周方向ガイド３４と、周方向ガイド３４に回転自在に取り付けられた車輪３５とを備えている。
【０１０７】
周方向ガイド３４は、本体部分３４ａと、本体部分３４ａの両端に回転自在にピン結合された一対の腕部分３４ｂ、３４ｃとを有する。一対の腕部分３４ｂ、３４ｃの先端部は、ピン３４ｄ、３４ｅによって周方向案内部１１の固定治具１７の台座部１７ａにそれぞれピン回りに回転自在に結合されている。周方向ガイド３４の外周面には、伝達ギヤ３３に噛み合うことが可能な複数の歯が形成されているので、伝達ギヤ３３の回転に伴って周方向ガイド３４を金属管Ｐの周方向へ移動させることが可能である。周方向ガイド３４は、車輪３５によって周方向Ｘへ案内される。
【０１０８】
上記のように構成されたガイド駆動機構３１を用いることにより、周方向案内部１１を金属管Ｐの周方向へ自動で移動することが可能である。
【０１０９】
また、上記実施形態の欠陥評価装置１では、保存部５はメモリ２１のみを有しており、作業者は表示部７に表示された周方向についてのＢスコープ形式の第１画像を見ながら周方向の１つの位置において複数の信号が有るか否かを判断しているが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の信号が有るか否かを自動で判断できるように、保存部５は、図２３に示されるように、信号検知部２２を備えている構成であってもよい。
【０１１０】
具体的には、図２３に示される保存部５は、上記のメモリ２１と、信号検知部２２と、報知部２３とを有する。信号検知部２２は、探触子３が周方向Ｘに移動しながら周方向走査を行ったときに欠陥に関する欠陥信号の有無を調べ、周方向の１つの位置で複数の欠陥信号を検知したか否かを検知する。報知部２３は、信号検知部２２が欠陥信号が複数の信号を含んでいることを検知したときに作業者に報知するものであり、例えばブザーなどの音声によって報知する手段やランプまたは画像表示手段など視覚的に報知する手段などである。報知部２３によって複数の欠陥信号が検知されたことを知らされた作業者は、複数の欠陥信号を検知した周方向の位置において、軸方向走査の作業を行うことが可能である。なお、報知部２３を設ける代わりに、表示部７に複数の欠陥信号を検知したことを知らせる画像を表示してもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１  欠陥評価装置
３  探触子
４  ガイド部
７  表示部
８  送信側探触子
９  受信側探触子
２０  ロータリーエンコーダ（移動量検出部）
２６  減肉マップ作成部
２７  減肉面積解析評価部
Ｐ  パイプ
【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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【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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【図２２】
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【図２３】
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