(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波発生用探触子より粗粒材溶接部に広帯域の縦波の超音波を入射させ、得られる探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出し、しかる後、該抽出して波形分離された各周波数帯域のうち、所要の複数の周波数帯域における波形を掛け合わせ、該掛け合せにより形成される波形のピークを、上記粗粒材溶接部中の欠陥部において発生した欠陥部エコーとして検出し、該検出された欠陥部エコーより上記欠陥部の情報を得ることを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項２】
広帯域の縦波の超音波を発生する超音波発生用探触子と、超音波受信用探触子とを粗粒材溶接部の両側に対称配置し、各探触子を粗粒材溶接部に沿って平行移動させて走査しながら上記超音波発生用探触子より粗粒材溶接部に広帯域の縦波の超音波を入射させ、得られる探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出し、次いで、該抽出して波形分離された各周波数帯域のうち、所要の複数の周波数帯域における波形を掛け合わせ、該掛け合わせにより形成される波形のピークを、上記粗粒材溶接部中の欠陥部において発生した欠陥部エコーとして検出し、該検出された欠陥部エコーを、探触子移動量と、超音波発生用探触子による超音波発信からの経過時間を軸とするＸＹ座標上にプロットして画像表示させることにより欠陥部の位置情報及びサイズ情報を得ることを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項３】
広帯域の縦波の超音波を発生するための超音波発生用探触子を備え、且つ該超音波発生用探触子より粗粒材溶接部に入射させた超音波の探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出する解析部と、該解析部で抽出して波形分離された各周波数帯域の波形を一時的に記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された各周波数帯域の波形のうち、所要の複数の周波数帯域における波形を掛け合わせ、該掛け合せにより形成される波形のピークを、上記粗粒材溶接部中の欠陥部において発生した欠陥部エコーとして検出する演算部とからなる波形解析装置を備えたことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項４】
広帯域の縦波の超音波を発生する超音波発生用探触子と、超音波受信用探触子とを備え、上記超音波発生用探触子より粗粒材溶接部に入射させて上記超音波受信用探触子に受信された超音波の探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出する解析部と、該解析部で抽出して波形分離された各周波数帯域の波形を一時的に記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された各周波数帯域の波形うち、所要の複数の周波数帯域における波形を掛け合わせ、該掛け合せにより形成される波形のピークを、上記粗粒材溶接部中の欠陥部において発生した欠陥部エコーとして検出する波形解析装置と、上記各探触子を粗粒材溶接部に沿って平行移動させて走査させながら上記波形解析装置に検出される欠陥部エコーを、モニタ画面上にて、探触子移動量と、超音波発生用探触子による超音波発信からの経過時間を軸とするＸＹ座標上にプロットして画像表示させる画像処理装置とを備えてなることを特徴とする超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粗粒材（オーステナイト系鋼）の溶接部における欠陥部を探傷するための超音波探傷方法及び装置に関するもので、欠陥部エコーを高ＳＮ比で検出できるようにする超音波探傷方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種産業用プラントの機器、構造物等を非破壊的に計測して、構造材料の劣化、損傷による傷や溶接部のブローホール等の欠陥部を検出して健全性を評価したり、余寿命を予測するために用いる非破壊検査法の一つとして超音波探傷方法がある。
【０００３】
かかる超音波探傷方法は、従来、横波の超音波を、計測対象となる鋼構造物に伝搬させ、欠陥部に衝突して反射する欠陥部エコーを検出することにより、該欠陥部を検出して、その情報を得るものであり、たとえば、欠陥部の位置や大きさ等の情報を得ることができてサイジングに優れる超音波探傷方法として知られるＴＯＦＤ方式の超音波探傷装置では、図６（イ）（ロ）（ハ）にその一例の概略を示す如く、超音波送受信器１にそれぞれ接続した一対の超音波発生用探触子２と超音波受信用探触子３とを、非破壊検査を所望する個所、たとえば、鋼材４の溶接部（溶接ビード）４ａの両側に、該溶接部４ａからの距離がほぼ等しくなるように配置して備えて、超音波送受信機１により超音波発生用探触子２にて発生させて鋼材４中に伝搬させた超音波の探傷エコーを、超音波受信用探触子３を介して超音波送受信器１で受信できるようにし、この際、受信される上記超音波探傷エコーには、図６（ハ）に示す如く、超音波発生用探触子２より鋼材４の表面部を透過して直接超音波受信用探触子３に達する表面透過波５と、超音波発生用探触子２より発生されて鋼材４中に入射した後、該鋼材４の底面に達して反射されて超音波受信用探触子３に達する底面反射波６が含まれ、更に、上記両探触子２と３とを結ぶ直線上における溶接部４ａ中に欠陥部７がある場合には、鋼材４中に入射した超音波の一部が上記欠陥部７の先端で散乱、回折されて、上記表面透過波５より遅延し且つ底面反射波６よりは早く超音波受信用探触子３に達する欠陥部エコー（欠陥散乱波）８が含まれるようになることから、図６（イ）に示す如く、上記両探触子２と３を溶接部４ａに沿って平行移動させて走査しながら受信される超音波探傷エコーを、超音波送受信器１に接続した画像処理装置９により処理すると共に、モニタ画面１０上にて、図６（ロ）に示す如く、超音波発生用探触子２から超音波を発振した後の経過時間をＸ軸とし、且つ探触子移動量をＹ軸とするＸＹ座標上にプロットして画像表示させることにより、探触子２と３が移動して欠陥部７の横位置に達した場合には、欠陥部エコー８のピークが検出されようになることから、プロットされた欠陥部エコー８のＹ座標を探触子移動量と対応させることにより欠陥部７の平面方向の位置情報を得ることができ、その後、探触子２と３が移動して欠陥部７の横位置を通過すると、欠陥部エコー８が検出されなくなることから、欠陥部エコー８が検出されている間の探触子移動量、すなわち、プロットされた欠陥部エコー８のＹ軸方向の長さから欠陥部７の探触子走査方向の幅に関するサイズの情報を得ることができ、更に、超音波発生用探触子２より超音波を発信した後、欠陥部エコー８が検出されるまでの経過時間、すなわち、プロットされた欠陥部エコーのＸ座標と、予め判明している鋼材４中における超音波の伝搬速度とから、欠陥部７の深さに関する位置情報を得ることができるようにしてある。
【０００４】
ところで、たとえば、原子力プラントや化学プラント等に多く用いられているオーステナイト系ステンレス鋼や９％ニッケル鋼、インコネル等の粗粒材（オーステナイト系鋼）の溶接部の健全性評価を超音波探傷法で行おうとする場合には、横波の超音波では減衰が大きくて、探傷が困難であることから、縦波の超音波による超音波探傷法が実施されるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、オーステナイト系鋼の溶接部には、柱状晶が多く現れるため、上記の如く縦波の超音波を利用したとしてもこれら柱状晶からのノイズエコーが多く発生してしまい、しかも、これらノイズエコーは、上記溶接部に欠陥部があった場合に生じる欠陥部エコーの大きさとほぼ同程度となるため、単純なしきい値処理では欠陥部エコーより分離することができず、このため欠陥部エコーのＳＮ比が低下させられることから、欠陥検出性が低いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明者等は、オーステナイト系鋼の溶接部の超音波探傷におけるＳＮ比を向上させるための工夫、研究を重ねた結果、超音波探傷エコーとして得られた波形を所要の周波数成分（周波数帯域）毎に分離すると、ノイズエコーは、結晶粒界等からの反射波であり、無数の反射源からの波が互いに干渉し合うことにより形成されるものであることから、周波数帯域毎によって波形の位相（時間軸に対するピークの出現位置）が異なるのに対し、欠陥部エコーでは異なる周波数帯域においても同位相の波形となること、すなわち、時間軸に対するピークの出現位置が一致することに着目し、したがって、超音波探傷エコーの原波形を所要の周波数帯域毎に分離した後、異なる周波数帯域においても位相の一致するピークを検出することにより、欠陥ピークのみを抽出して検出できることを見出し、本発明をなした。
【０００７】
したがって、本発明の目的とするところは、オーステナイト系鋼の溶接部の超音波探傷エコーより、高ＳＮ比で欠陥部エコーを検出できる超音波探傷方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、超音波発生用探触子より粗粒材溶接部に広帯域の縦波の超音波を入射させ、得られる探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出し、しかる後、該抽出して波形分離された各周波数帯域のうち、所要の複数の周波数帯域における波形を掛け合わせ、該掛け合せにより形成される波形のピークを、上記粗粒材溶接部中の欠陥部において発生した欠陥部エコーとして検出し、該検出された欠陥部エコーより上記欠陥部の情報を得る超音波探傷方法及び装置とする。
【０００９】
粗粒材溶接部より得られた超音波探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出すると、ノイズエコーは、結晶粒界等からの反射波であり、無数の反射源からの波が互いに干渉し合うことにより形成されるものであることから、周波数帯域毎によって波形の位相（時間軸に対するピークの出現位置）が相違するようになり、一方、欠陥部エコーは、異なる周波数帯域においても同位相の波形となり、時間軸に対するピークの出現位置が一致する。よって、超音波探傷エコーの波形より抽出して波形分離した所要の周波数帯域の成分の波形を掛け合わせると、位相の一致しないノイズエコーはゼロに近づくのに対し、位相の一致する欠陥部エコーは増幅されてピークとなることから、このピークを検出することにより、欠陥部エコーは高Ｓ／Ｎ比で抽出されるようになる。
【００１０】
又、広帯域の縦波の超音波を発生する超音波発生用探触子と、超音波受信用探触子とを粗粒材溶接部の両側に対称配置し、各探触子を粗粒材溶接部に沿って平行移動させて走査しながら上記超音波発生用探触子より粗粒材溶接部に広帯域の縦波の超音波を入射させ、得られる探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出し、次いで、該抽出して波形分離された各周波数帯域のうち、所要の複数の周波数帯域における波形を掛け合わせ、該掛け合わせにより形成される波形のピークを、上記粗粒材溶接部中の欠陥部において発生した欠陥部エコーとして検出し、該検出された欠陥部エコーを、探触子移動量と、超音波発生用探触子による超音波発信からの経過時間を軸とするＸＹ座標上にプロットして画像表示させることにより欠陥部の位置情報及びサイズ情報を得る超音波探傷方法及び装置とすることにより、ノイズエコーを分離、除去して高Ｓ／Ｎ比で検出した欠陥部エコーに基づいて、該欠陥部エコー検出開始時における探触子移動量から、欠陥部の平面方向の位置情報を精度よく得ることができ、又、欠陥部エコーの検出開始から検出終了までにおける探触子移動量から欠陥部の探触子走査方向に沿う幅に関する情報を精度よく得ることができ、更に、欠陥部エコーの検出された時間と、予め判明している粗粒材内における超音波の伝搬速度とを基に、欠陥部の深さに関する位置情報を精度よく得ることができ、したがって、欠陥部の検出精度が向上することから、既設プラントにおいては、余命診断に大きく貢献する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１（イ）（ロ）は本発明の超音波探傷方法及び装置の実施の一形態を示すもので、図６（イ）（ロ）（ハ）に示したものと同様のＴＯＦＤ方式の超音波探傷装置において、超音波発生用探触子２を、２ＭＨｚを中心に広帯域の縦波の超音波を発信できる超音波発生用探触子２とすると共に、超音波送受信器１と、画像処理装置９との間に、上記超音波送受信器１により検出された超音波探傷エコーを解析して高Ｓ／Ｎ比で欠陥部エコー１２を抽出する波形解析装置１３を設けた構成とする。
【００１３】
上記波形解析装置１３は、図１（ロ）に詳細を示す如く、超音波送受信器１より送られた探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分、たとえば、１０ＭＨｚの周波数帯域の成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出して波形分離する解析部としてのウェーブレット解析部１５と、該ウェーブレット解析部１５で波形分離された各周波数帯域の成分の波形を記憶する記憶部１６と、該記憶部１６に記憶された各周波数帯域の波形のうち、所要の複数の周波数帯域における波形を掛け合わせ、形成される波形のピークを上記粗粒材溶接部１４中の欠陥部７において発生した欠陥部エコー１２として検出して、画像処理装置に出力する演算部１７とからなる構成としてある。
【００１４】
上記画像処理装置９は、波形解析装置１３より送られる欠陥部エコー１２の信号を、従来と同様にモニタ画面１０上にて、Ｘ軸を探触子移動距離とし、且つＹ軸を超音波発生用探触子２による超音波発信からの経過時間としたＸＹ座標上に表示させるものとする。その他、図６（イ）（ロ）（ハ）に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００１５】
粗粒材溶接部１４の探傷を行う場合は、従来の鋼材の溶接部４ａの超音波探傷と同様に、粗粒材溶接部１４の両側位置にほぼ対称となるように超音波発生用探触子２と、超音波受信用探触子３とを配置した後、超音波送受信器１より超音波発信用探触子２を介して縦波の超音波を上記粗粒材溶接部１４に発信させ、得られる超音波探傷エコーを、超音波受信用探触子３を介して超音波送受信器１に受信し、次に、該受信された超音波探傷エコーを、波形解析装置１３において解析して欠陥部エコー１２をノイズエコー１１より分離して抽出し、しかる後、該抽出して検出された欠陥部エコー１２を画像処理装置１３に送り、モニタ画面１０上にて、Ｘ軸を探触子移動距離とし、且つＹ軸を超音波発信からの経過時間としたＸＹ座標上に表示させるようにする。
【００１６】
ここで、上記波形解析装置１３による解析処理の原理について図２（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）（ト）（チ）（リ）（ヌ）（ル）（ヲ）（ワ）及び図３を用いて説明する。
【００１７】
時間周波数解析を行う解析法（波形分離解析法）は、波形を時間軸の情報を失わずに周波数解析を行える方法であり、このため、広帯域超音波発生用探触子２を用いて粗粒材の溶接部１４に縦波の超音波を照射して得られた図２（イ）に示す如き超音波探傷エコーの時間軸に沿う原波形を、ウェーブレット解析部１５において、たとえば、ｄｂ１０により解析すると、先ず、波形から分離される最高周波数成分として、たとえば、１０ＭＨｚの周波数帯域の成分のみが波形分離され、図２（ロ）に示す如き時間軸に沿う波形として抽出されることから、これを記憶部１６に記憶させ、次に、図２（ハ）に示す如き１０ＭＨｚの周波数帯域の成分を抽出して分離、除去した後の超音波探傷エコーの波形より、次に高い周波数帯域の成分として、上記において分離した周波数帯域の１／２倍の周波数成分を、図２（ニ）に示す如き時間軸に沿った波形として抽出し、記憶部１６に記憶させる。
【００１８】
次いで、図２（ホ）に示す如く、図２（ニ）に示す周波数帯域の波形を分離、除去した後に残る超音波探傷エコーより、更に１／２倍の周波数帯域、すなわち、一番高い周波数帯域成分の１／４倍の周波数成分を時間軸に沿う波形として図２（ヘ）の如く、抽出して記憶部１６に記憶させ、同様に、図２（ト）に示す如き抽出後に残る超音波探傷エコーより、一番高い周波数帯域の１／８倍の周波数成分の波形を図２（チ）に示す如く抽出し、その後、図２（リ）に示す如き抽出後に残る超音波探傷エコーより、一番高い周波数帯域の１／１６倍の周波数成分の波形を図２（ヌ）に示す如く抽出し、更に、図２（ル）に示す如き抽出後に残る超音波探傷エコーより、一番高い周波数帯域の１／３２倍の周波数成分の波形を図２（ヲ）に示す如く抽出して、それぞれ抽出された各波形を記憶部１６に記憶する。図２（ワ）に示す波形は、図２（ヲ）に示す周波数成分を抽出して分離した後に残る超音波探傷エコーである。
【００１９】
ところで、ノイズエコー１１は、結晶粒界等からの反射波であり、無数の反射源からの波が互いに干渉し合うことにより形成されるものであることから、周波数帯域毎によって波形の位相（時間軸に対するピークの出現位置）が異なるのに対し、欠陥部エコー１２は、粗粒材の溶接部に対して発信された超音波が欠陥部に達し、該欠陥部において回折されることにより発生するエコーであることから、異なる周波数帯域の超音波でも、すべて同じ路程を通過することとなり、このため該欠陥部エコー１２は、異なる周波数帯域の成分に分離されても、同位相の波形となり、ピークの出現時間がすべて一致する。
【００２０】
したがって、上記記憶部１６に記憶された各周波数帯域毎の成分の波形のうち、ピークの１／３程度の強度の波形を得ることができる複数の周波数帯域、たとえば、図２（ヘ）（チ）及び（ヌ）の各周波数帯域の成分の波形を選択して演算部１７において掛け合わせることにより、図３に示す如く、ノイズエコー１１は、位相の異なる波形同士が掛け合わされると共に、周波数帯域を１／２倍ずつ変化させているので、高い周波数帯域の成分に影響されることにより、上記掛け合わせにより生じる波形では振幅がゼロに近づくようになる。一方、欠陥部エコー１２は、同位相の波形の掛け合わせとなることから大きく増幅され、上記掛け合わせにより生じる波形において振幅が大となる。よって、図２（ヘ）（チ）（ヌ）の各周波数帯域の成分の波形を掛け合わせにより形成される波形のピークを欠陥部エコー１２として特定することができ、ノイズエコー１１を分離して除去することができることから、健全状態でもノイズエコー１１の多く含まれる粗粒材溶接部１４における超音波探傷エコーより、欠陥部エコー１２を高ＳＮ比で抽出して検出することができるようになる。
【００２１】
これにより、図５（イ）に示す実験結果から明らかなように、欠陥部エコー１２を、ノイズエコー１１を分離、除去した状態で高Ｓ／Ｎ比で検出することができ、これにより、該検出された欠陥部エコー１２をモニタ画面１０上にてノイズエコー１１に邪魔されることなく明確にプロットすることができることから、該欠陥部エコー１２の検出開始時における探触子移動量から、欠陥部７の平面方向の位置情報を精度よく得ることができ、又、欠陥部エコー１２の検出開始から検出終了までにおける探触子移動量から欠陥部７の探触子走査方向に沿う幅に関する情報を精度よく得ることができ、更に、欠陥部エコー１２の検出された時間と、予め判明している粗粒材内における超音波の伝搬速度とを基に、欠陥部７の深さに関する位置情報を精度よく得ることができ、したがって、欠陥部の検出精度が向上することから、既設プラントにおいては、余寿命診断に大きく貢献することが可能となる。
【００２２】
更に、上記欠陥部エコー１２は、粗粒材溶接部１４内における欠陥部７の先端で散乱された散乱波であることから、凹凸のある欠陥部７による欠陥部エコー１２であっても、波の干渉が生じる可能性を排除できて、検出精度を高いものとすることができる。
【００２３】
【実施例】
本発明者等の行った実験結果について説明する。
【００２４】
図４（イ）（ロ）に示す如く、粗粒材溶接部１４としての１．９％Ｎｉ鋼溶接部に、融合不良を模擬した欠陥部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅを形成させた試験体に対して、図１（イ）（ロ）に示した本発明の超音波探傷装置を用いて超音波探傷を行い、図６（イ）（ロ）（ハ）に示した如き従来のＴＯＦＤ方式の超音波探傷装置を用いた場合の結果と比較した。なお、欠陥部７Ａは探触子走査方向の幅を５ｍｍ、深さ１ｍｍとしてあり、同様に、欠陥部７Ｂは幅５ｍｍ、深さ１．５ｍｍ、欠陥部７Ｃは幅１０ｍｍ、深さ１．５ｍｍ、欠陥部７Ｄは、幅１０ｍｍ、深さ３ｍｍ、欠陥部７Ｅは、幅１５ｍｍ、深さ３ｍｍとしてある。
【００２５】
その結果、図５（イ）（ロ）に示す如き結果が得られた。図５（イ）は図１（イ）（ロ）に示した本発明の装置による超音波探傷の結果を示すもので、各欠陥部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅにそれぞれ対応する欠陥部エコー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅをノイズエコー１１に邪魔されることなくモニタ画面１０上において精度よく検出できることが判明した。この場合、各欠陥部エコー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅはいずれも、それぞれ対応する欠陥部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅの平面方向に関する位置に応じたＹ座標にプロットされており、又、それぞれのＹ軸方向の長さは、各欠陥部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅの探触子移動方向の幅に対応したサイズとなっていることが判明した。更に、欠陥部エコー１２Ａ及び１２Ｂよりも欠陥部エコー１２Ｃ及び１２Ｄの方が検出時間が遅延しており、欠陥部エコー１２Ｅは更に遅延して検出されていることが明らかであり、該各欠陥部エコー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２ＥのＸ座標値が、各欠陥部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅの深さに関する位置情報を反映することが判明し、したがって、上記各欠陥部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅを精度よく検出できることが判明した。
【００２６】
これに対し、図５（ロ）に示した従来の超音波探傷装置による探傷結果では、ノイズエコー１１が多く出現しているため、欠陥部エコー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅを特定することが困難で、このため欠陥部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅを検出できないことが明らかである。
【００２７】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の超音波探傷方法及び装置は、広帯域の超音波を発生する超音波発生用探触子と、該超音波発生用探触子より発生された超音波の探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出し、次に、順に１／２倍の周波数成分を抽出して波形分離した後、所要の複数の周波数帯域の成分の波形を掛け合わせて形成されるピークを欠陥部エコーとして特定して検出する構成を備えていれば、
図１（イ）（ロ）に示した如きＴＯＦＤ方式以外の方式、たとえば、超音波の発生と受信を共に行う一つの探触子を用いた方式等の超音波探傷方法及び装置に適用してもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の超音波探傷方法及び装置によれば、超音波発生用探触子より粗粒材溶接部に広帯域の縦波の超音波を入射させ、得られる探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出し、しかる後、該抽出して波形分離された各周波数帯域のうち、所要の複数の周波数帯域における波形を掛け合わせ、該掛け合せにより形成される波形のピークを、上記粗粒材溶接部中の欠陥部において発生した欠陥部エコーとして検出し、該検出された欠陥部エコーより上記欠陥部の情報を得る方法及び装置としてあるので、超音波探傷エコーを異なる周波数帯域の成分に分離した場合にも位相の一致する欠陥部エコーを、異なる周波数帯域の成分では位相が異なるノイズエコーと分離して抽出することができ、これにより、健全部であってもノイズエコーの多い粗粒材溶接部における超音波探傷エコーより欠陥部エコーのみを高Ｓ／Ｎ比で検出することができることから、粗粒材溶接部の超音波探傷を精度よく実施することができるという優れた効果を発揮し、又、広帯域の縦波の超音波を発生する超音波発生用探触子と、超音波受信用探触子とを粗粒材溶接部の両側に対称配置し、各探触子を粗粒材溶接部に沿って平行移動させて走査しながら上記超音波発生用探触子より粗粒材溶接部に広帯域の縦波の超音波を入射させ、得られる探傷エコーの波形から時間周波数解析を用いて抽出できる最高周波数成分を抽出した後、順に１／２倍の周波数成分を抽出し、次いで、該抽出して波形分離された各周波数帯域のうち、所要の複数の周波数帯域における波形を掛け合わせ、該掛け合わせにより形成される波形のピークを、上記粗粒材溶接部中の欠陥部において発生した欠陥部エコーとして検出し、該検出された欠陥部エコーを、探触子移動量と、超音波発生用探触子による超音波発信からの経過時間を軸とするＸＹ座標上にプロットして画像表示させることにより欠陥部の位置情報及びサイズ情報を得る方法及び装置とすることにより、ノイズエコーを分離、除去して高Ｓ／Ｎ比で検出した欠陥部エコーに基づいて、該欠陥部エコー検出開始時における探触子移動量から、欠陥部の平面方向の位置情報を精度よく得ることができ、又、欠陥部エコーの検出開始から検出終了までにおける探触子移動量から欠陥部の探触子走査方向に沿う幅に関する情報を精度よく得ることができ、更に、欠陥部エコーの検出された時間と、予め判明している粗粒材内における超音波の伝搬速度とを基に、欠陥部の深さに関する位置情報を精度よく得ることができ、したがって、欠陥部の検出精度が向上することから、既設プラントにおいては、余寿命診断に大きく貢献するという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波探傷方法及び装置の実施の一形態を示すもので（イ）は概略斜視図、（ロ）は波形解析装置の詳細を示す図である。
【図２】図１の装置における波形解析装置の時間周波数解析の原理を説明するためのもので、（イ）は超音波探傷エコーの原波形を、（ロ）（ニ）（ヘ）（チ）（ヌ）（ヲ）はそれぞれ異なる周波数帯域の成分として抽出した波形を、（ハ）（ホ）（ト）（リ）（ル）（ワ）はそれぞれ対応する周波数成分の波形の抽出後に残る波形をそれぞれ示す図である。
【図３】図１の装置における波形解析装置の演算部で異なる周波数帯域の波形の掛け合わせにより形成される波形を示す図である。
【図４】図１の装置を用いて超音波探傷の実験を行った粗粒材溶接部のサンプルを示すもので、（イ）は概略平面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図５】超音波探傷実験の結果を示すもので、（イ）は図１の装置を用いた場合の結果を、（ロ）は超音波探傷エコーの解析を行わない場合の結果をそれぞれ示す図である。
【図６】従来のＴＯＦＤ方式の超音波探傷装置の一例の概略を示すもので、（イ）は斜視図、（ロ）はモニタ画面の拡大図、（ハ）は超音波探傷エコーの伝搬経路を示す模式図である。
【符号の説明】
１  超音波送受信器
２  超音波発生用探触子
３  超音波受信用探触子
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ  欠陥部
９  画像処理装置
１０  モニタ画面
１１  ノイズエコー
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ  欠陥部エコー
１３  波形解析装置
１４  粗粒材溶接部
１５  ウェーブレット解析部（解析部）
１６  記憶部
１７  演算部
【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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