(57)【要約】【課題】検査時間を短縮するとともに、検査の精度が低下するのを抑制することが可能な探傷検査方法を提供する。【解決手段】この探傷検査方法は、少なくとも２つ以上の異なる金属層からなるクラッド材１０に超音波を入射する際に、クラッド材１０の底面に超音波の焦点を合わせるステップと、クラッド材１０に超音波を入射するとともに、クラッド材１０の底面で反射される底面エコーを少なくとも検出するステップとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つ以上の異なる金属層からなるクラッド材に超音波を入射する際に、前記クラッド材の前記超音波が入射する側とは反対側の面に前記超音波の焦点を合わせるステップと、
前記クラッド材に前記超音波を入射するとともに、前記クラッド材の前記超音波が入射する側とは反対側の面で反射される第１超音波を少なくとも検出するステップとを備える、探傷検査方法。
【請求項２】
前記２つ以上の異なる金属層からなるクラッド材は、Ｃｕ層およびＮｉ層を含む、請求項１に記載の探傷検査方法。
【請求項３】
前記クラッド材に超音波を入射する際に、前記クラッド材の前記超音波が入射する側とは反対側の面に前記超音波の焦点を合わせるステップは、探触子から発信された前記超音波を、空気を介することなく前記クラッド材に入射するステップを含む、請求項１または２に記載の探傷検査方法。
【請求項４】
前記第１超音波と、前記クラッド材に前記超音波を入射することにより前記クラッド材の前記２つ以上の異なる金属層の界面で反射される第２超音波とのうちの少なくとも前記第１超音波に基づいて、前記クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するステップをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の探傷検査方法。
【請求項５】
前記第１超音波を少なくとも検出するステップは、前記第１超音波および前記第２超音波を検出するステップを含み、
前記少なくとも前記第１超音波に基づいて前記クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するステップは、前記第１超音波および前記第２超音波の検出結果に基づいて、前記クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するための指標となるデータを算出するステップを含む、請求項４に記載の探傷検査方法。
【請求項６】
前記クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するための指標となるデータを算出するステップは、前記第１超音波の検出結果を前記第２超音波の検出結果で除するステップを含む、請求項５に記載の探傷検査方法。
【請求項７】
前記第１超音波の検出結果を前記第２超音波の検出結果で除した算出結果を規格化するステップをさらに備え、
前記クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するステップは、前記規格化された算出結果が所定の値以下の場合に、前記クラッド材の内部に欠陥が存在すると判断するステップを含む、請求項６に記載の探傷検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、探傷検査方法に関し、特に、超音波を用いた探傷検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を用いた探傷検査方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、異なる２つの層からなる被検査部品を検査する場合に、プローブ（探触子）から発信される超音波の焦点を被検査部品の２つの層の界面に合わせることにより、被検査部品の２つの層の界面における欠陥の有無を検査する超音波映像検査方法（探傷検査方法）が開示されている。
【特許文献１】特開平６−２９４７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に開示された探傷検査方法では、被検査部品の異なる２つの層の界面における欠陥の有無を検査する場合に、プローブから発信される超音波の焦点を被検査部品の２つの層の界面に合わせるので、界面における超音波の通過領域が小さくなる。このため、検査範囲が狭くなるので、所定の領域を検査する場合、検査回数が増加するという不都合がある。その結果、検査時間が長くなるという問題点がある。また、上記特許文献１に開示された探傷検査方法では、被検査部品の異なる２つの層の界面における欠陥の有無を検査する場合に、プローブから発信される超音波の焦点を被検査部品の２つの層の界面に合わせるので、被検査部品の異なる２つの層の界面の高さ位置が一定でない場合、プローブから発信される超音波の焦点が被検査部品の２つの層の界面に合わなくなる場合がある。この場合、プローブから発信される超音波の焦点が被検査部品の２つの層の界面に合っている場合と、合っていない場合とで検査結果がばらつくので、検査の精度が低下するという問題点がある。
【０００４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、検査時間を短縮するとともに、検査の精度が低下するのを抑制することが可能な探傷検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００５】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による探傷検査方法は、少なくとも２つ以上の異なる金属層からなるクラッド材に超音波を入射する際に、クラッド材の超音波が入射する側とは反対側の面に超音波の焦点を合わせるステップと、クラッド材に超音波を入射するとともに、クラッド材の超音波が入射する側とは反対側の面で反射される第１超音波を少なくとも検出するステップとを備える。
【０００６】
この発明の一の局面による探傷検査方法では、上記のように、クラッド材の超音波が入射する側とは反対側の面に超音波の焦点を合わせることによって、クラッド材の異なる金属層の界面に超音波の焦点を合わせる場合に比べて、クラッド材の異なる金属層の界面における超音波の通過領域を大きくすることができる。これにより、所定の領域を検査する場合、検査回数を減少させることができるので、検査時間を短縮することができる。また、クラッド材の超音波が入射する側とは反対側の面に超音波の焦点を合わせるとともに、クラッド材の超音波が入射する側とは反対側の面で反射される第１超音波を少なくとも検出することによって、クラッド材の界面の高さ位置が一定でない場合にも、超音波はクラッド材の界面を通過するので、クラッド材の界面の検査結果がばらつくのを抑制することができる。これにより、検査精度が低下するのを抑制することができる。また、クラッド材の超音波が入射する側とは反対側の面に超音波の焦点を合わせるとともに、クラッド材の超音波が入射する側とは反対側の面で反射される第１超音波を少なくとも検出することによって、超音波を、クラッド材の界面と、クラッド材の超音波が入射する側とは反対側の面との間の領域にも通過させることができるので、クラッド材の界面以外に上記領域も検査することができる。
【０００７】
上記一の局面による探傷検査方法において、好ましくは、２つ以上の異なる金属層からなるクラッド材は、Ｃｕ層およびＮｉ層を含む。このように構成すれば、Ｃｕ層およびＮｉ層からなるクラッド材の内部を検査する際に、検査時間を短縮することができるとともに、検査の精度が低下するのを抑制することができる。
【０００８】
上記一の局面による探傷検査方法において、好ましくは、クラッド材に超音波を入射する際に、クラッド材の超音波が入射する側とは反対側の面に超音波の焦点を合わせるステップは、探触子から発信された超音波を、空気を介することなくクラッド材に入射するステップを含む。このように構成すれば、探触子から発信された超音波が減衰するのを抑制することができるので、容易に、超音波を用いてクラッド材の内部を検査することができる。
【０００９】
上記一の局面による探傷検査方法において、好ましくは、第１超音波と、クラッド材に超音波を入射することによりクラッド材の２つ以上の異なる金属層の界面で反射される第２超音波とのうちの少なくとも第１超音波に基づいて、クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するステップをさらに備える。このように構成すれば、容易に、クラッド材の少なくとも金属層の界面の欠陥の有無を判断することができる。
【００１０】
上記少なくとも第１超音波に基づいてクラッド材の内部の欠陥の有無を判断するステップを備える探傷検査方法において、好ましくは、第１超音波を少なくとも検出するステップは、第１超音波および第２超音波を検出するステップを含み、少なくとも第１超音波に基づいてクラッド材の内部の欠陥の有無を判断するステップは、第１超音波および第２超音波の検出結果に基づいて、クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するための指標となるデータを算出するステップを含む。このように構成すれば、第１超音波のみを用いてクラッド材の内部の欠陥の有無を判断する場合に比べて、クラッド材の内部の欠陥の有無を、精度よく判断することができる。
【００１１】
上記クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するための指標となるデータを算出するステップを含む探傷検査方法において、好ましくは、クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するための指標となるデータを算出するステップは、第１超音波の検出結果を第２超音波の検出結果で除するステップを含む。このように構成すれば、第１超音波および第２超音波の検出結果を用いて、容易に、クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するための指標となるデータを算出することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、第１超音波の検出結果を第２超音波の検出結果で除した算出結果を規格化するステップをさらに備え、クラッド材の内部の欠陥の有無を判断するステップは、規格化された算出結果が所定の値以下の場合に、クラッド材の内部に欠陥が存在すると判断するステップを含む。このように構成すれば、容易に、クラッド材の内部の欠陥の有無を精度よく判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による探傷検査方法に用いる超音波探傷検査装置の構造を示した図である。図２は、図１に示した本発明の一実施形態による探傷検査方法に用いる超音波探傷検査装置のパーソナルコンピューターがオシロスコープから受信するデジタル信号（受信パルス信号）を示した図である。まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態による探傷検査方法に用いる超音波探傷検査装置の構造について説明する。
【００１５】
本発明の一実施形態による探傷検査方法に用いる超音波探傷検査装置は、図１に示すように、異なる金属層からなるクラッド材（被検査物）１０を内部に配置するための水槽部１と、水槽部１の上部に配置されるＸ−Ｙスキャナー２と、Ｘ−Ｙスキャナー２を駆動するためのスキャナー駆動部３と、Ｘ−Ｙスキャナー２に取り付けられる探触子４と、探触子４に接続される超音波発受信器５と、超音波発受信器５に接続されるオシロスコープ６と、オシロスコープ６に接続されるパーソナルコンピューター７とを備えている。この水槽部１の内部には、水が溜められており、クラッド材１０を検査する場合、クラッド材１０が水に浸漬された状態で検査が行われる。また、Ｘ−Ｙスキャナー２は、スキャナー駆動部３からの信号により、Ｘ方向およびＹ方向に探触子４を移動させる機能を有する。
【００１６】
また、探触子４は、超音波発受信器５からの発信パルス信号に基づいて、先端部４ａからクラッド材１０に約３０ＭＨｚの振動数を有する超音波を発信する機能を有する。また、探触子４は、クラッド材１０から反射されたエコー（超音波）を受信（検出）して受信パルス信号に変換するとともに、その受信パルス信号を超音波発受信器５に送信する機能も有する。なお、この超音波探傷検査装置では、クラッド材１０に超音波を発信した場合、クラッド材１０の表面（上面）で反射される表面エコーと、異なる金属層の界面で反射される界面エコーと、クラッド材１０の底面（下面）で反射される底面エコーとを区別して受信することが可能である。また、探触子４は、上下方向に移動可能に構成されているとともに、クラッド材１０を検査する場合、超音波を発受信する先端部４ａが水に浸漬するように配置される。すなわち、本実施形態では、超音波を発受信する探触子４の先端部４ａ、および、クラッド材１０を水に浸漬することによって、探触子４の先端部４ａから発信された超音波を、空気を介することなくクラッド材１０に入射させることが可能であるので、探触子４から発信された超音波が減衰するのを抑制することが可能である。なお、探触子４は、発信される超音波の焦点をクラッド材１０の所定の高さ位置に合わせた状態で、クラッド材１０の所定の高さ位置における検査領域（超音波の通過領域）が約２００μｍの直径を有するように構成されている。
【００１７】
また、超音波発受信器５は、探触子４に超音波を発信するための発信パルス信号を送信するとともに、探触子４からの受信パルス信号を受信する機能を有する。また、超音波発受信器５は、探触子４からの受信パルス信号をオシロスコープ６に送信する機能も有する。また、オシロスコープ６は、超音波発受信器５からの受信パルス信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換してパーソナルコンピューター７に送信する機能を有する。また、パーソナルコンピューター７は、図２に示すように、オシロスコープ６からのデジタル信号（受信パルス信号）を、クラッド材１０で反射された表面エコーと、界面エコーと、底面エコーとに区別することが可能である。なお、図２の縦軸（振幅）は、各エコーの強度を示している。また、図２の横軸（時間）は、超音波が探触子４から発信されてから、反射されて探触子４に受信されるまでの時間を示している。すなわち、図２の横軸は、クラッド材１０の厚み方向の位置を示している。また、パーソナルコンピューター７は、クラッド材１０の内部のボイドや剥離などの欠陥の量を判断するための指標となるデータを、界面エコーの振幅と、底面エコーの振幅とから算出する機能を有する。
【００１８】
具体的には、パーソナルコンピューター７は、底面エコーの振幅を界面エコーの振幅で除することにより、振幅比（底面エコーの振幅／界面エコーの振幅）を算出する機能を有する。また、パーソナルコンピューター７は、算出した振幅比を所定の値で規格化する機能も有する。なお、本実施形態では、所定の値で規格化された規格化振幅比が、クラッド材１０の内部の欠陥の量を判断するための指標となる。
【００１９】
なお、本明細書中において、界面エコーの振幅および底面エコーの振幅は、それぞれ、界面エコーの振幅の最大値、および、底面エコーの振幅の最大値をいう。
【００２０】
図３および図４は、本発明の一実施形態による探傷検査方法を説明するための図である。次に、図１、図３および図４を参照して、本発明の一実施形態による探傷検査方法について説明する。まず、図１に示すように、クラッド材（被検査物）１０を水槽部１の水に浸漬する。そして、スキャナー駆動部３を用いてＸ−Ｙスキャナー２を操作することにより、Ｘ方向およびＹ方向に探触子４を移動させて、探触子４をクラッド材１０の検査位置の上方に配置する。
【００２１】
その後、本実施形態では、探触子４の先端部４ａを水に浸漬した状態で、探触子４から発信される超音波の焦点がクラッド材１０の底面に合うように、探触子４の高さ位置を調節する。これにより、本実施形態では、図３に示すように、クラッド材１０の界面における超音波の通過領域Ｗを大きくすることが可能となる。なお、クラッド材１０が、たとえば、約７５０μｍの厚みをそれぞれ有する２つの層からなる場合、２つの層の界面における超音波の通過領域Ｗは、約５００μｍの直径を有する円形領域となる。
【００２２】
次に、図１に示すように、超音波発受信器５から探触子４に発信パルスが送信される。これにより、探触子４では、発信パルスを受信するとともに、先端部４ａから超音波が発信される。このとき、探触子４から発信された超音波は、空気を介することなく水を透過する。そして、探触子４から発信された超音波の一部は、図４に示すように、クラッド材１０の表面で反射されて、探触子４側（上側）に向かうとともに、表面エコーとして探触子４に受信（検出）される。また、クラッド材１０に入射した超音波の一部は、クラッド材１０の界面のボイドや剥離などの欠陥で反射されて、探触子４側に向かうとともに、界面エコーとして探触子４に受信（検出）される。また、クラッド材１０の底面に到達した超音波の一部は、クラッド材１０の底面で反射されて、探触子４側に向かうとともに、底面エコーとして探触子４に受信（検出）される。
【００２３】
そして、探触子４では、受信した表面エコー、界面エコーおよび底面エコーを、受信パルス信号に変換するとともに、超音波発受信器５を介してオシロスコープ６に送信される。また、オシロスコープ６では、受信した受信パルス信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して、パーソナルコンピューター７に送信する。
【００２４】
その後、パーソナルコンピューター７では、底面エコーの振幅が、界面エコーの振幅で除されて振幅比（底面エコーの振幅／界面エコーの振幅）が算出される。その後、振幅比が規格化されて、規格化振幅比が算出される。このようにして、クラッド材１０の内部の欠陥の量を判断するための指標となるデータが算出される。
【００２５】
そして、本実施形態では、算出された規格化振幅比が所定の値以下の場合、クラッド材１０の内部にボイドや剥離などの欠陥が所定の量より多く存在すると判断される。
【００２６】
本実施形態では、上記のように、クラッド材１０の底面に超音波の焦点を合わせることによって、クラッド材１０の異なる金属層の界面に超音波の焦点を合わせる場合に比べて、クラッド材１０の異なる金属層の界面における超音波の通過領域Ｗを大きくすることができる。これにより、所定の領域を検査する場合、検査回数を減少させることができるので、検査時間を短縮することができる。また、クラッド材１０の底面に超音波の焦点を合わせることによって、クラッド材１０の界面の高さ位置が一定でない場合にも、超音波はクラッド材１０の界面を通過するので、クラッド材１０の界面の検査結果がばらつくのを抑制することができる。これにより、検査精度が低下するのを抑制することができる。また、クラッド材１０の底面に超音波の焦点を合わせるとともに、クラッド材１０の底面で反射される底面エコーを受信することによって、超音波を、クラッド材１０の界面と、クラッド材１０の底面との間の領域にも通過させることができるので、クラッド材１０の界面より下側の領域も検査することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、探触子４から発信された超音波を、空気を介することなく水を介してクラッド材１０に入射させることによって、探触子４から発信された超音波が減衰するのを抑制することができるので、容易に、超音波を用いてクラッド材１０の内部を検査することができる。
【００２８】
また、本実施形態では、底面エコーの振幅を界面エコーの振幅で除して振幅比を算出するとともに、その振幅比を規格化することにより、クラッド材１０の内部の欠陥の量を判断するための指標となるデータ（規格化振幅比）を算出することによって、界面エコーのみを用いてクラッド材１０の内部の欠陥の量を判断する場合に比べて、クラッド材１０の内部の欠陥の量を、精度よく判断することができる。
【００２９】
次に、上記した一実施形態による探傷検査方法の効果を確認するために行った実験について説明する。
【００３０】
この実験では、Ｃｕ層およびＮｉ層からなるクラッド材を、所定の温度で所定の時間加熱することにより試料（Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４およびＤ１〜Ｄ４）を作製した。
【００３１】
試料Ａ１は、０．６５ｍｍの厚みを有するＣｕ層と、０．８５ｍｍの厚みを有するＮｉ層とからなるクラッド材を準備し、水素雰囲気中において、７００℃の温度で３分間加熱することにより作製した。
【００３２】
試料Ａ２〜Ａ４は、７００℃の温度で、それぞれ、１０分間、３０分間および６０分間加熱することにより作製した。また、試料Ｂ１〜Ｂ４は、８００℃の温度で、それぞれ、３分間、１０分間、３０分間および６０分間加熱することにより作製した。また、試料Ｃ１〜Ｃ４は、９００℃の温度で、それぞれ、３分間、１０分間、３０分間および６０分間加熱することにより作製した。また、試料Ｄ１〜Ｄ４は、１０００℃の温度で、それぞれ、３分間、１０分間、３０分間および６０分間加熱することにより作製した。試料Ａ２〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４およびＤ１〜Ｄ４のその他の製造方法は、試料Ａ１と同様である。なお、Ｃｕ層およびＮｉ層からなるクラッド材を、高温で加熱することによって、クラッド材のＣｕ層がＮｉ層に拡散するので、Ｃｕ層とＮｉ層との界面でカーケンダルボイドが発生する。
【００３３】
これらの試料（Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４およびＤ１〜Ｄ４）について、上記探傷検査装置による探傷検査方法を用いてクラッド材の界面の検査を行うとともに、断面観察によりボイド存在率（断面積率）を算出した。
【００３４】
具体的には、試料（Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４およびＤ１〜Ｄ４）について、探触子４から超音波を発信して、表面エコーと、界面エコーと、底面エコーとを受信（検出）した。そして、底面エコーの振幅を、界面エコーの振幅で除して振幅比（底面エコーの振幅／界面エコーの振幅）を算出するとともに、算出された振幅比の規格化を行った。この規格化は、７００℃の温度で３分間加熱した試料Ａ１の算出値を基準として規格化を行った。なお、７００℃の温度で３分間加熱した試料Ａ１のボイド存在率（０．０３％）は、ボイド存在率が０％である場合と実質的に同等であると仮定できる。また、底面エコーの振幅と、界面エコーの振幅とは、５０箇所の領域で受信（検出）された値をそれぞれ平均することにより算出した。また、ボイド存在率は、試料を断面研磨するとともに、界面周辺における２００μｍ（幅）×２０μｍ（高さ）の領域でのボイド面積が占める割合を算出した。そして、２０箇所の領域で算出されたボイド面積が占める割合を平均することにより、ボイド存在率を算出した。これらの結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１を参照して、各温度条件において、クラッド材の加熱時間を長くするにしたがって、ボイド存在率が増加することが判明した。また、各加熱時間において、クラッド材の加熱温度を高くするにしたがって、ボイド存在率が増加することが判明した。
【００３７】
具体的には、７００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間でのボイド存在率は、それぞれ、０．０３％、０．７５％、３．０５％および５．７０％であった。また、８００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間でのボイド存在率は、それぞれ、０．７５％、３．９５％、４．９５％および８．５０％であった。また、９００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間でのボイド存在率は、それぞれ、２．８５％、７．０５％、９．６５％および１５．１０％であった。また、１０００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間でのボイド存在率は、それぞれ、４．３５％、７．５５％、１２．４５％および１９．１０％であった。
【００３８】
この結果から、クラッド材の加熱時間を長くするにしたがって、Ｃｕ層がＮｉ層に拡散する時間が長くなるので、クラッド材の界面のボイド存在率が増加したと考えられる。また、クラッド材の加熱温度を高くするにしたがって、Ｃｕ層がＮｉ層に拡散する速度が大きくなるので、クラッド材の界面のボイド存在率が増加したと考えられる。
【００３９】
また、各温度条件において、クラッド材の加熱時間を長くするにしたがって、界面エコーの振幅が増加する傾向があることが判明した。
【００４０】
具体的には、７００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での界面エコーの振幅は、それぞれ、２１．４ｍＶ、１７．７ｍＶ、２１．５ｍＶおよび３３．９ｍＶであった。また、８００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での界面エコーの振幅は、それぞれ、１５．７ｍＶ、２５．４ｍＶ、２７．６ｍＶおよび４１．４ｍＶであった。また、９００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での界面エコーの振幅は、それぞれ、３１．８ｍＶ、３９．２ｍＶ、５１．８ｍＶおよび５５．９ｍＶであった。また、１０００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での界面エコーの振幅は、それぞれ、４５．０ｍＶ、５５．６ｍＶ、６９．０ｍＶおよび９１．０ｍＶであった。
【００４１】
これは、上記のようにクラッド材の加熱時間を長くするにしたがって、クラッド材の界面のボイド存在率が増加するので、クラッド材に入射された超音波が界面のボイドにより反射されやすくなるとともに、探触子４で受信される界面エコーの振幅が増加したと考えられる。
【００４２】
なお、７００℃の温度で３分間および１０分間加熱した試料Ａ１およびＡ２において、加熱時間の長い試料Ａ２が加熱時間の短い試料Ａ１に比べて界面エコーの振幅が減少したのは、拡散状態のばらつきと界面エコーの振幅値の測定ばらつきとによるものと考えられる。
【００４３】
また、各温度条件において、クラッド材の加熱時間を長くするにしたがって、底面エコーの振幅が減少する傾向があることが判明した。また、各加熱時間において、クラッド材の加熱温度を高くするにしたがって、底面エコーの振幅が減少する傾向があることが判明した。
【００４４】
具体的には、７００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での底面エコーの振幅は、それぞれ、２１６．８ｍＶ、１２３．４ｍＶ、１２３．６ｍＶおよび１１３．５ｍＶであった。また、８００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での底面エコーの振幅は、それぞれ、１１９．８ｍＶ、９９．２ｍＶ、９１．２ｍＶおよび６５．１ｍＶであった。また、９００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での底面エコーの振幅は、それぞれ、１００．１ｍＶ、７４．９ｍＶ、６８．０ｍＶおよび４６．６ｍＶであった。また、１０００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での底面エコーの振幅は、それぞれ、６０．０ｍＶ、５８．１ｍＶ、４１．３ｍＶおよび３２．９ｍＶであった。
【００４５】
これは、上記のようにクラッド材の加熱時間を長くするにしたがって、クラッド材の界面のボイド存在率が増加するので、クラッド材に入射された超音波が、界面のボイドにより反射されやすくなるとともに、クラッド材の底面まで到達しにくくなったためであると考えられる。これにより、クラッド材の底面で超音波が反射されにくくなるので、探触子４で受信される底面エコーの振幅が減少したと考えられる。
【００４６】
なお、７００℃の温度で１０分間および３０分間加熱した試料Ａ２およびＡ３において、加熱時間の長い試料Ａ３が加熱時間の短い試料Ａ２に比べて底面エコーの振幅が増加したのは、拡散状態のばらつきと底面エコーの振幅値の測定ばらつきとによるものと考えられる。
【００４７】
また、各温度条件において、クラッド材の加熱時間を長くするにしたがって、規格化振幅比が減少することが判明した。また、各加熱時間において、クラッド材の加熱温度を高くするにしたがって、規格化振幅比が減少することが判明した。
【００４８】
具体的には、７００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での規格化振幅比は、それぞれ、１．００、０．６９、０．５８および０．３４であった。また、８００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での規格化振幅比は、それぞれ、０．７５、０．３９、０．３４および０．１６であった。また、９００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での規格化振幅比は、それぞれ、０．３２、０．２０、０．１３および０．０９であった。また、１０００℃の温度では、加熱時間が３分間、１０分間、３０分間および６０分間での規格化振幅比は、それぞれ、０．１５、０．１１、０．０７および０．０４であった。
【００４９】
以上から、ボイド存在率が増加するにしたがって、規格化振幅比が減少することが判明した。ここで、ボイド存在率が、たとえば、１０％以上のクラッド材は不良品であるとすると、クラッド材の規格化振幅比が約０．１以下であれば不良品であると判断することが可能である。
【００５０】
なお、本実施形態では、界面エコーの振幅および底面エコーの振幅から算出された規格化振幅比に基づいて、クラッド材の内部のボイドの量を判断することによって、界面エコーの振幅および底面エコーの振幅がそれぞればらついた場合にも、クラッド材の界面のボイドの量を精度よく判断することが可能である。これは以下の理由によるものと考えられる。すなわち、クラッド材の界面のボイド存在率が増加するにしたがって、界面エコーの振幅が増加するとともに底面エコーの振幅が減少するので、底面エコーの振幅を界面エコーの振幅により除することにより算出される振幅比の変化率が、界面エコーのみの変化率に比べて大きくなる。これにより、界面エコーのみを用いてクラッド材の界面のボイドの量を判断する場合に比べて、クラッド材の界面のボイドの量を、精度よく判断することができると考えられる。
【００５１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等などの意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５２】
たとえば、上記実施形態では、クラッド材をＣｕ層およびＮｉ層により形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、クラッド材を、Ｔｉ層およびＮｉ層により形成してもよいし、その他の組成からなる異なる層により形成してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、クラッド材を１つのＣｕ層および１つのＮｉ層により形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、クラッド材を複数のＣｕ層と、複数のＮｉ層とにより形成してもよいし、その他の組成からなる複数の異なる層により形成してもよい。この場合、本発明による探傷検査方法を用いれば、複数の界面を１度に検査することが可能である。
【００５４】
また、上記実施形態では、クラッド材全体を水に浸漬した状態で検査を行うことにより、探触子の先端部から発信される超音波が空気に触れるのを抑制した例を示したが、本発明はこれに限らず、クラッド材の検査部分のみを水に浸漬した状態で検査を行うことにより、探触子の先端部から発信される超音波が空気に触れるのを抑制してもよいし、クラッド材の検査部分にジェルなどを塗布した状態で検査を行うことにより、探触子の先端部から発信される超音波が空気に触れるのを抑制してもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、クラッド材に超音波を入射することにより反射される底面エコーおよび界面エコーに基づいて、クラッド材の内部の欠陥の量を判断した例を示したが、本発明はこれに限らず、クラッド材の超音波を入射することにより反射される底面エコーのみに基づいて、クラッド材の内部の欠陥の量を判断してもよい。この場合、界面エコーを受信するとともに、底面エコーの振幅を界面エコーの振幅で除する必要がないので、容易に、クラッド材の内部の欠陥の量を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態による探傷検査方法に用いる超音波探傷検査装置の構造を示した図である。
【図２】図１に示した本発明の一実施形態による探傷検査方法に用いる超音波探傷検査装置のパーソナルコンピューターがオシロスコープから受信するデジタル信号（受信パルス信号）を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態による探傷検査方法を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態による探傷検査方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
４  探触子
１０  クラッド材
【図１】
2007315935.tif 000004
【図２】
2007315935.tif 000005
【図３】
2007315935.tif 000006
【図４】
2007315935.tif 000007