(57)【要約】【課題】作業時間を短縮し、かつノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる超音波探傷検査装置及び超音波探傷検査方法を提供する。【解決手段】超音波探傷検査装置は、熱交換器の管部材に挿入され、かつ管部材にガイド波を伝播させるプローブ部と、プローブ部を介してガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ管部材に伝播したガイド波の反射波を受信可能な超音波送受信部と、プローブ部及び超音波送受信部を制御可能な制御装置と、を有し、制御装置は、異なる計測条件における超音波送受信部での複数の計測データを信号処理することにより、計測データのノイズ信号又は欠陥信号を特定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器の管部材に挿入され、かつ前記管部材にガイド波を伝播させるプローブ部と、
前記プローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波の反射波を受信可能な超音波送受信部と、
前記プローブ部及び前記超音波送受信部を制御可能な制御装置と、を有し、
前記制御装置は、異なる計測条件における前記超音波送受信部での複数の計測データを信号処理することにより、計測データのノイズ信号又は欠陥信号を特定することを特徴とする超音波探傷検査装置。
【請求項２】
前記管部材にプローブが挿入される長さを変更する長さ調整手段をさらに有し、前記制御装置が、前記長さ調整手段を制御して前記異なる計測条件を設定することを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷検査装置。
【請求項３】
前記異なる計測条件として、前記管部材に前記プローブ部が挿入される長さを変更しつつ前記超音波送受信部での複数の計測データを取得する請求項２に記載の超音波探傷検査装置。
【請求項４】
前記異なる計測条件として、前記超音波送受信部での入力周波数を変えて複数の計測データを取得する請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波探傷検査装置。
【請求項５】
複数のプローブ部と、
各々のプローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波を受信可能な超音波送受信部と、を有し、
前記異なる計測条件として、熱交換器の前記管部材に前記複数のうち異なるプローブ部同士で計測した計測データを各々比較する請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波探傷検査装置。
【請求項６】
複数の管部材を有する熱交換器を計測する請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波探傷検査装置であって、
複数のプローブ部と、
各々のプローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波を受信可能な超音波送受信部と、を有し、
前記複数のプローブ部が前記複数の管部材を同時に検査可能である超音波探傷検査装置。
【請求項７】
前記制御装置は、異なる計測条件における前記超音波送受信部での複数の計測データのうち、受信信号が変動している波形信号をノイズ信号と判断する請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波探傷検査装置。
【請求項８】
前記制御装置は、複数の計測データ同士を加算、減算、乗算のいずれか１以上の前記信号処理し、信号処理後の信号強度の変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号が特定される請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波探傷検査装置。
【請求項９】
熱交換器の管部材へガイド波を送受信する第１の計測条件を設定するステップと、
前記第１の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第１の計測データを取得し記憶するステップと、
前記第１の計測条件と異なる計測条件に変更し、第２の計測条件を設定するステップと、
前記第２の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第２の計測データを取得し記憶するステップと、
前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、に対し、加算、減算、乗算のいずれかの前記信号処理し、信号処理後の信号強度の変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号を特定することを特徴とする超音波探傷検査方法。
【請求項１０】
熱交換器の管部材へガイド波を送受信する第１の計測条件を設定するステップと、
前記第１の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第１の計測データを取得し記憶するステップと、
前記管部材に前記プローブ部が挿入される長さを可変に変更し、第２の計測条件を設定するステップと、
前記第２の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第２の計測データを取得し記憶するステップと、
前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、を比較する信号処理し、信号処理後の波形信号の位置変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号を特定することを特徴とする超音波探傷検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器又は配管等を非破壊で検査する超音波探傷検査装置及び超音波探傷検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電プラント、原子力プラント等に設けられる熱交換器では、配管の内部に高温、高圧の流体等が通水されることになるので、配管の傷、割れ、減肉等を検査する必要がある。一般的に、配管の検査は超音波を使用した非破壊検査で行われる。非破壊検査に用いる超音波探触子としては、例えば流水等により挿入される管内挿型超音波探触子がある（特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献２には、ガイド波を使用して熱交換器管を検査する方法であり、本方法は、熱交換器管の開放端部に、柱状波案内プローブを挿入し、該波案内プローブの連結端部は、少なくとも前記開放端部から熱交換器管シートへの距離だけ隔てた該開放端部からの距離のところに配置され、電子送信パルスを前記波案内プローブに取り付けられた磁気歪みセンサーに印加し、前記磁気歪みセンサーによって、前記波案内プローブ内に、ねじれ波パルスを発生、送信し、前記送信されたねじれ波を、前記熱交換器管の長さに沿って伝播するように前記波案内プローブから前記熱交換器管の内部壁まで連結し、前記熱交換器管の欠陥及び遠い方の端部からの反射ねじれ波信号を前記波案内プローブに連結し、前記反射ねじれ波信号を磁気歪みセンサーにより検出し、前記熱交換器管壁内の前記欠陥の位置及び特性を決定するため、前記検出された信号を電子処理する、各工程を備える技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−０４９３３６号公報
【特許文献２】特表２００７−５１４１４０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に記載の管内挿型超音波探触子では、配管内の全長に渡り搬送される必要があり、配管が長い場合や数が多い場合に作業時間が増大するおそれがある。また、特許文献２に記載の反射ねじれ波を使用して熱交換器管を検査する方法では、本来検査したい傷、割れ、減肉等の欠陥に起因する欠陥信号に加えて、プローブ部の電気回路や発信子等を起因とするノイズ信号を計測してしまうため、ノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、作業時間を短縮し、かつノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる超音波探傷検査装置及び超音波探傷検査方法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】
上述の目的を達成するために、本発明の超音波探傷検査装置は、熱交換器の管部材に挿入され、かつ前記管部材にガイド波を伝播させるプローブ部と、前記プローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波の反射波を受信可能な超音波送受信部と、前記プローブ部及び前記超音波送受信部を制御可能な制御装置と、を有し、前記制御装置は、異なる計測条件における前記超音波送受信部での複数の計測データを信号処理することにより、計測データのノイズ信号又は欠陥信号を特定することを特徴とする。
【０００８】
このため、プローブ部の電気回路や超音波探触子等を起因とするノイズ信号を計測して欠陥に起因するノイズ信号を欠陥信号として誤認してしまうおそれを低減できる。この結果、長尺の構造物の検査において、ガイド波を利用した超音波探傷検査をしても、傷、割れ、減肉等の欠陥を把握することができる。
【０００９】
本発明の望ましい態様として本発明の超音波探傷検査装置は、前記管部材にプローブが挿入される長さを変更する長さ調整手段をさらに有し、前記制御装置が、前記長さ調整手段を制御し前記異なる計測条件を設定することが好ましい。これにより、超音波探触子が配管内の全長に渡り搬送される必要がなく、作業時間を低減できる。
【００１０】
本発明の望ましい態様として本発明の超音波探傷検査装置は、前記異なる計測条件として、前記管部材に前記プローブ部が挿入される長さを変更しつつ前記超音波送受信部での複数の計測データを取得することが好ましい。波形信号の移動を捉えることで容易にノイズ信号又は欠陥信号を特定することができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様として本発明の超音波探傷検査装置は、前記異なる計測条件として、前記超音波送受信部での入力周波数を変えて複数の計測データを取得することが好ましい。これにより、プローブ部近傍で発生する送信波を含む不要な波形信号を低減し、欠陥信号を見やすくすることができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様として本発明の超音波探傷検査装置は、複数のプローブ部と、各々のプローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波を受信可能な超音波送受信部とを有し、前記異なる計測条件として、熱交換器の前記管部材に前記複数のプローブ部のうち異なるプローブ部同士で計測した計測データを各々比較することが好ましい。これにより、プローブ部の個体差に起因するノイズ信号を低減し、欠陥信号を見やすくすることができる。
【００１３】
本発明の望ましい態様として本発明の超音波探傷検査装置は、複数の管部材を有する熱交換器を計測する超音波探傷検査装置であって、複数のプローブ部と、各々のプローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波を受信可能な超音波送受信部とを有し、前記複数のプローブ部が前記複数の管部材を同時に検査可能であることが好ましい。このため、各々超音波送受信部での入力周波数が異なる複数のプローブ部を複数の伝熱管に挿入して計測するので、同時に複数の伝熱管を検査することができる。これにより、短時間で伝熱管を検査することができる。
【００１４】
本発明の望ましい態様として本発明の超音波探傷検査装置は、前記制御装置は、異なる計測条件における前記超音波送受信部での複数の計測データのうち、受信信号が変動している波形信号をノイズ信号と判断することが好ましい。これにより、ノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる。
【００１５】
本発明の望ましい態様として本発明の超音波探傷検査装置は、複数の計測データ同士を加算、減算、乗算のいずれか１以上の前記信号処理し、信号処理後の信号強度の変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号が特定されることが好ましい。これにより、ノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる。
【００１６】
また、上述の目的を達成するために、本発明の超音波探傷検査方法は、熱交換器の管部材へガイド波を送受信する第１の計測条件を設定するステップと、前記第１の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第１の計測データを取得し記憶するステップと、前記第１の計測条件と異なる計測条件に変更し、第２の計測条件を設定するステップと、前記第２の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第２の計測データを取得し記憶するステップと、前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、に対し、加算、減算、乗算のいずれか１以上の前記信号処理し、信号処理後の信号強度の変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号を特定することを特徴とする。
【００１７】
このため、プローブ部の電気回路や超音波探触子等を起因とするノイズ信号を計測して欠陥に起因するノイズ信号を欠陥信号として誤認してしまうおそれを低減できる。この結果、長尺の構造物の検査において、ガイド波を利用した超音波探傷検査をしても、傷、割れ、減肉等の欠陥を把握することができる。
【００１８】
また、上述の目的を達成するために、本発明の超音波探傷検査方法は、熱交換器の管部材へガイド波を送受信する第１の計測条件を設定するステップと、前記第１の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第１の計測データを取得し記憶するステップと、前記管部材に前記プローブ部が挿入される長さを可変に変更し、第２の計測条件を設定するステップと、前記第２の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第２の計測データを取得し記憶するステップと、前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、を比較する信号処理し、信号処理後の波形信号の位置変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号を特定することを特徴とする。
【００１９】
このため、プローブ部の電気回路や超音波探触子等を起因とするノイズ信号を計測して欠陥に起因するノイズ信号を欠陥信号として誤認してしまうおそれを低減できる。この結果、長尺の構造物の検査において、ガイド波を利用した超音波探傷検査をしても、傷、割れ、減肉等の欠陥を把握することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、作業時間を短縮し、かつノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、一般的な原子力プラントの構成図である。
【図２】図２は、図１に示す原子力プラントにおける蒸気発生器の水室の構成図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、本実施形態１に係る超音波探傷検査装置を示す模式図である。
【図５】図５は、制御装置を示す模式図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る超音波探傷検査装置の検査手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施形態２に係る超音波探傷検査装置を示す模式図である。
【図８】図８は、本実施形態３に係る超音波探傷検査装置を示す模式図である。
【図９】図９は、本実施形態４に係る超音波探傷検査装置を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本実施形態５に係る超音波探傷検査装置を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本実施形態６に係る超音波探傷検査装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２３】
（実施形態１）
実施形態１について、図面を参照して説明する。図１は、一般的な原子力プラントを示す。図２は、図１に示す原子力プラントにおける蒸気発生器の水室の構成図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。原子力プラント１００は、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）がある。この原子力プラント１００は、構造物としての原子炉容器１１０、加圧器１２０、蒸気発生器１３０及びポンプ１４０が、一次冷却材管１５０により順次連結されて、一次冷却材の循環経路が構成されている。また、蒸気発生器１３０とタービン（図示省略）との間には、二次冷却材の循環経路が構成されている。
【００２４】
この原子力プラント１００では、一次冷却材が原子炉容器１１０にて加熱されて高温・高圧となり、加圧器１２０にて加圧されて圧力を一定に維持されつつ、一次冷却材管１５０を介して蒸気発生器１３０に供給される。蒸気発生器１３０では、一次冷却材が入口側水室１３１に流入し、この入口側水室１３１からＵ字状で複数本の伝熱管１３２に供給される。そして、伝熱管１３２にて一次冷却材と二次冷却材との熱交換が行われることにより、二次冷却材が蒸発して蒸気となる。すなわち、蒸気発生器１３０は、熱交換器である。熱交換により蒸気となった二次冷却材は、タービンに供給される。タービンは、二次冷却材の蒸発により駆動される。そして、タービンの動力が発電機（図示省略）に伝達されて発電される。タービンの駆動に供された蒸気は、凝縮して水となり蒸気発生器１３０に供給される。一方、熱交換後の一次冷却材は、一次冷却材管１５０を介してポンプ１４０側に回収される。
【００２５】
図２及び図３に示すように、蒸気発生器１３０は、入口側水室１３１に入口管台１３５が設けられている。入口管台１３５は、入口側の一次冷却材管１５０が溶接されて接続される。また、蒸気発生器１３０は、出口側水室１３３に出口管台１３６が設けられている。出口管台１３６は、出口側の一次冷却材管１５０が溶接されて接続される。入口側水室１３１と出口側水室１３３とは、天井部に管板１３７が設置されていると共に、仕切板１３４を介して仕切られている。管板１３７は、伝熱管１３２の下端部を支持し、かつ蒸気発生器１３０の上部と各水室１３１、１３３とを区画するものである。また、入口側水室１３１及び出口側水室１３３は、作業員が水室１３１、１３３内に出入りするためのマンホール１３８が設けられている。なお、入口側水室１３１及び出口側水室１３３は、１／４球形に形成されている。原子力プラント１００では、熱交換器である蒸気発生器１３０の伝熱管１３２が複数あり、伝熱管１３２の検査の作業時間を短縮することが望まれている。また、伝熱管１３２の状態は安全に直結するためノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうと、再検査となり安全が確認されるまでの検査期間が延びることになり好ましくない。なお、ナトリウム等で原子炉炉心を冷却する高速炉型原子炉では、ナトリウム−水反応による影響を軽減するために、１次ナトリウム系と２次ナトリウム系を設けており、この２系統間の熱交換を行う中間熱交換器を有する。２次ナトリウムの熱は蒸気発生器において水に熱伝達されて蒸気をえる。本実施形態の超音波探傷検査装置が検査する熱交換器は、高速炉型原子炉の中間熱交換器、及び蒸気発生器をも検査対象として含んでいる。
【００２６】
以下、本実施形態の超音波探傷検査装置１について説明する。図４は、本実施形態に係る超音波探傷検査装置を示す模式図である。図５は、制御装置を示す模式図である。
【００２７】
図４に示すように、超音波探傷検査装置１は、上述した蒸気発生器１３０の水室１３１、１３３の内部で熱交換器の管部材である伝熱管１３２の検査を行う検査装置である。伝熱管１３２には、管の一対の端部１３２ａ、１３２ｂがある。伝熱管１３２は、図１に示すように、実際にはＵ字状であるが、管の一対の端部１３２ａ、１３２ｂ間の距離を理解しやすくするために、図４では模式的に直線状としている。また、伝熱管１３２には、傷Ｑがある仮定で説明する。
【００２８】
図４に示す超音波探傷検査装置１は超音波トランスデューサとして作用し、プローブ部１０と、超音波送受信部２０と、支持手段３０と、プローブ挿入長さ可変手段３１と、制御装置８０とを備えている。
【００２９】
プローブ部１０は、伝熱管１３２内に一部が挿入され、伝熱管１３２へガイド波を伝播させる深触子である。プローブ部１０は、ガイド波案内部１１と、ガイド波伝達部１２とを有している。ガイド波案内部１１は、後述する超音波送受信部２０からのガイド波を伝熱管内１３２へ案内するため棒状となっている。ガイド波伝達部１２は、ガイド波案内部１１の先端近傍に取り付けられ、伝熱管１３２内へ挿入されると共に伝熱管１３２の内壁に接触している。ガイド波伝達部１２は、ガイド波案内部１１からガイド波を伝熱管１３２へ伝達する。
【００３０】
ここでガイド波とは、管部材等の長手方向に伝わる超音波伝播形態の総称である。ガイド波は、超音波エネルギーが媒質外へ漏洩し難いため、長距離伝播可能である。このため、本実施形態の超音波探傷検査装置１では、熱交換器等の管部材は比較的距離が長いので、熱交換器等の管部材の非破壊検査にガイド波を用いている。
【００３１】
管部材に傷、割れ、減肉等の欠陥がある場合を仮定する。上述の通り、ガイド波は、管部材の長手方向へ伝播する。ガイド波が管部材の伝播の途中で、傷、割れ、減肉等の欠陥に遭遇すると、伝播経路が不連続となり、ガイド波が反射する。このため、ガイド波が反射する位置を特定できれば、管部材に傷、割れ、減肉等の欠陥がある位置を特定できる。
【００３２】
超音波送受信部２０は、ガイド波案内部１１に接続されており、送受部２１と、電気変換部２２とを有している。実施形態１では、送受部２１は、磁歪材料で形成される。例えば、磁歪材料は、ニッケル、ニッケル合金、ケイ素鋼、フェライト材料等を使用することができる。また、電気変換部２２は、銅等の導電体で形成されたコイルを有している。電気変換部２２のコイルが励磁されると、送受部２１の磁歪材料が磁気歪み効果により振動し、超音波が送信波として送出される。超音波としては、ねじれ波信号がより好ましい。上述したプローブ部１０からガイド波の反射波が送受部２１に伝達されると、逆磁気歪み効果により、送受部２１の磁歪材料が反射波の振動を磁界変化へ変換する。変換された磁界変化が電気変換部２２のコイルで電気信号に変換される。超音波送受信部２０は、送受部２１を圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で構成し、電気変換部２２が圧電材料を挟む導電性の電極で構成されてもよい。なお、送受部２１は、超音波の送信と超音波の受信とに分け、別体として構成してもよい。
【００３３】
ここで図４では、超音波探傷検査装置１の動作の説明のため、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入長さＴ１挿入され、伝熱管１３２へガイド波を伝播させる第１の計測条件の状態と、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入長さＴ２挿入され、伝熱管１３２へガイド波を伝播させる第２の計測条件の状態とを図中上下に伝熱管１３２の位置を揃えて記載している。図４に示す計測軸Ｐ０は、第１の計測条件の状態における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標である。図４では、計測軸Ｐ０には、超音波送受信部２０により波形信号Ｗ１と、波形信号Ｗ２と、波形信号Ｗ３とが計測されている。また、図４に示す計測軸Ｐ１は、第２の計測条件の状態における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標である。図４では、計測軸Ｐ１には、超音波送受信部２０により波形信号Ｗ１１と、波形信号Ｗ１２と、波形信号Ｗ１３とが計測されている。図４では、計測軸Ｐ２は、後述する計測データの信号処理後の状態における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標である。図４では、計測軸Ｐ２には、計測データの信号処理により合成された波形信号Ｗ２１と、波形信号Ｗ２２と、波形信号Ｗ２３と、波形信号Ｗ２４と、波形信号Ｗ２５と、波形信号Ｗ２６とが伝熱管１３２の位置と揃えて記載されている。
【００３４】
支持手段３０は、プローブ部１０を所定位置に支持する。支持手段３０は、例えば樹脂等の防振材料で形成されていると、ノイズを低減できて好ましい。プローブ挿入長さ可変手段３１は、支持手段３０と接続されており、プローブ部１０の挿入長さを可変可能な機構、例えばサーボモータ駆動のアーム機構等を有している。
【００３５】
制御装置８０は、プローブ部１０及び超音波送受信部２０を制御する装置である。図５を用いて、制御装置８０を説明する。図５に示す制御装置８０は、入力処理回路８１と、入力ポート８２と、処理部９０と、記憶部９４と、出力ポート８３と、出力処理回路８４と、表示装置８５、必要があればキーボード等の入力装置８６とを有する。処理部９０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）９１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）９２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）９３とを含んでいる。
【００３６】
処理部９０と、記憶部９４と、入力ポート８２及び出力ポート８３とは、バス８７、バス８８、バス８９を介して接続される。バス８７、バス８８及びバス８９により、処理部９０のＣＰＵ９１は、記憶部９４と、入力ポート８２及び出力ポート８３と相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。
【００３７】
入力ポート８２には、入力処理回路８１が接続されている。入力処理回路８１には、電気変換部２２からの計測データｉｓが接続されている。そして、計測データｉｓは、入力処理回路８１に備えられるノイズフィルタやＡ／Ｄコンバータ等により、処理部９０が利用できる信号に変換されてから、入力ポート８２を介して処理部９０へ送られる。これにより、処理部９０は、必要な情報を取得することができる。
【００３８】
出力ポート８３には、出力処理回路８４が接続されている。出力処理回路８４には、表示装置８５や、外部出力用の端子が接続されている。出力処理回路８４は、表示装置制御回路、プローブ挿入長さ可変手段３１等の制御信号回路、信号増幅回路等を備えている。出力処理回路８４は、処理部９０が算出したガイド波の信号データを、表示装置８５に表示させる表示信号として出力したり、プローブ挿入長さ可変手段３１へ伝達する指示信号ｉｄとして出力したりする。表示装置８５は、例えば液晶表示パネルやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等を用いることができる。
【００３９】
記憶部９４は、超音波探傷検査装置１の動作手順を含むコンピュータプログラム等が記憶されている。ここで、記憶部９４は、ＲＡＭのような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ハードディスクドライブあるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００４０】
上記コンピュータプログラムは、処理部９０へすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、超音波探傷検査装置１の動作手順を実行するものであってもよい。また、この制御装置８０は、コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、超音波探傷検査装置１の動作手順を実行するものであってもよい。
【００４１】
また、超音波探傷検査装置１の動作手順は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション、あるいはプラント制御用コンピュータ等のコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。また、このプログラムは、ハードディスク等の記録装置、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００４２】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」には、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線網を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含むものとする。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００４３】
次に、図４、図５及び図６を用いて、超音波探傷検査装置１の動作について手順を説明する。図６は、本実施形態に係る超音波探傷検査装置の検査手順を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートに沿って超音波探傷検査装置１の動作について手順を説明する。超音波探傷検査装置１の制御装置８０は、第１の計測条件の設定を行う（ステップＳ１１）。本実施形態では、制御装置８０はプローブ挿入長さ可変手段３１を制御し、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入長さＴ１挿入される状態（第１の計測条件）とする。
【００４４】
次に、制御装置８０は、超音波送受信部２０を制御し、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い、第１の計測データを取得する（ステップＳ１２）。第１の計測データは、ＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶される。
【００４５】
制御装置８０は、計測条件の変更設定を行う（ステップＳ２１）。本実施形態では、図４において、制御装置８０がプローブ挿入長さ可変手段３１を制御し、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入長さＴ２挿入される状態（第２の計測条件）とする。本実施形態では、挿入長さＴ２＞挿入長さＴ１である。なお、挿入長さＴ１と挿入長さＴ２は異なっていればよい。
【００４６】
次に、制御装置８０は、超音波送受信部２０を制御し、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い、変更した条件での計測データ（第２の計測データ）を取得する（ステップＳ２２）。第２の計測データは、ＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶される。
【００４７】
次に、制御装置８０は、所定の計測データが終了されたかどうかを判断する（ステップＳ２３）。本実施形態では、計測データは２回であるので、計測終了判断は可と判断される（ステップＳ２３、Ｙｅｓ）。なお、本実施形態では、計測データは２回ではあるが、３回以上であってもよい。この場合、計測終了判断は否となり（ステップＳ２３、Ｎｏ）、ステップＳ２１からの手順が繰り返されることになる。
【００４８】
次に、制御装置８０は、計測データの信号処理を行う（ステップＳ３１）。具体的には、ＣＰＵ９１がＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶した第１の計測データと、第２の計測データとをＲＡＭ９２のワークエリアに読み出して、第１の計測データと第２の計測データとを加算する。図４における計測軸Ｐ２には、第１の計測データと第２の計測データとを加算処理後の状態における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標に、波形信号Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４、Ｗ２５、Ｗ２６が存在する。ＣＰＵ９１が波形信号Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４、Ｗ２５、Ｗ２６の位置及び信号強度を認識し、ＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶する。
【００４９】
次に、制御装置８０は、ノイズ信号又は欠陥信号の特定を行う（ステップＳ３２）。図４における計測軸Ｐ２では、波形信号Ｗ２３が波形信号Ｗ２及びＷ１２より信号強度が増していることが分かる。同様に、図４における計測軸Ｐ２では、波形信号Ｗ２６が波形信号Ｗ４及びＷ１４より信号強度が増していることが分かる。他方、波形信号Ｗ２１、波形信号Ｗ２２、波形信号Ｗ２４、波形信号Ｗ２５は、波形信号Ｗ１、波形信号Ｗ３、波形信号Ｗ１１、波形信号Ｗ１３と同程度の信号強度となる。
【００５０】
本実施形態では、制御装置８０は、波形信号Ｗ２１、波形信号Ｗ２２、波形信号Ｗ２４、波形信号Ｗ２５をノイズ信号として特定する。特定は、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入される挿入長さＴ１が挿入長さＴ２への変化に伴い計測軸Ｐ２において波形信号が増すことがないことで判断される。図４に示す計測軸Ｐ０と、計測軸Ｐ１とを比較すると、図４に示す計測軸Ｐ０での波形信号Ｗ１がプローブ部１０の移動に伴って、計測軸Ｐ１での波形信号Ｗ１１へ移動したものと考えられる。また、図４に示す計測軸Ｐ０での波形信号Ｗ３がプローブ部１０の移動に伴って、計測軸Ｐ１での波形信号Ｗ１３へ移動したものと考えられる。プローブ部１０の移動に伴って、信号波形が移動しているということは、欠陥に起因する信号ではなく、ノイズ信号と考えられる。プローブ部１０の移動に伴って、信号波形が移動しているため、第１の計測データと第２の計測データとを加算しても、例えばＷ１とＷ１１とは位置が重なり合わず、信号強度が増すことはない。
【００５１】
本実施形態では、制御装置８０は、傷Ｑに起因する波形信号Ｗ２３を欠陥信号として特定する。特定は、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入される挿入長さＴ１が挿入長さＴ２への変化に伴い計測軸Ｐ２において波形信号が増すことで判断される。図４に示す計測軸Ｐ０と、計測軸Ｐ１とを比較すると、計測軸Ｐ０での波形信号Ｗ２がプローブ部１０の移動に伴って、計測軸Ｐ１での波形信号Ｗ１２となっている。波形信号Ｗ２と波形信号１２とは、伝熱管１３２との相対位置は変化していない。第１の計測データと第２の計測データとを加算すると、信号強度が重なり合い、信号強度が増すことになる。これにより、波形信号Ｗ２、Ｗ１２又はＷ２３の位置から、伝熱管１３２における傷Ｑの位置を特定できる。
【００５２】
なお、波形信号Ｗ２６も信号強度が増している。これは、伝熱管１３２の端部１３２ｂで反射する反射信号波形を捉えている。プローブ部１０の移動によらず、伝熱管１３２の端部１３２ｂで反射する反射信号波形は捕捉してしまうので、伝熱管１３２の端部１３２ｂで信号強度が増しても欠陥信号としては取り扱わないこととしている。図４では、図示はしていないが、伝熱管１３２の端部１３２ａでも同様の反射信号波形を計測することがあるので、伝熱管１３２の端部１３２ａで信号強度が増しても欠陥信号としては取り扱わない。なお、欠陥信号は計測されないことの方が多く、ノイズ信号も計測されないことも想定される。ステップＳ３２では、ノイズ信号又は欠陥信号がある場合に特定すれば足りる。
【００５３】
ステップＳ３１の計測データの信号処理は、加算処理に限られない。例えば、第１の計測データの絶対値と第２の計測データの絶対値とを加算又は乗算してもよい。又は、第１の計測データの包絡線と、第２の計測データの包絡線とを予めＣＰＵ９１で演算し、包絡線同士を加算又は乗算して、元の包絡線よりも強度が増した場合に、欠陥信号として特定してもよい。あるいは、他の変形例としては、第１の計測データと第２の計測データとを減算してもよい。第１の計測データと第２の計測データの差をとると、プローブ部１０の移動によらず、波形信号の位置が変わらない欠陥信号は、減算処理後に信号強度がなくなるか、信号強度の減じる割合が他の信号より大きいことをもって特定する。
【００５４】
本実施形態１の超音波探傷検査装置１では、熱交換器の管部材に挿入され、かつ前記管部材にガイド波を伝播させるプローブ部と、プローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波を受信可能な超音波送受信部と、前記プローブ部及び前記超音波送受信部を制御可能な制御装置と、を有し、前記制御装置は、異なる計測条件における前記超音波送受信部での複数の計測データを各々比較することにより、管部材のノイズ信号又は欠陥信号を特定する。
【００５５】
このため、プローブ部の電気回路や超音波探触子等を起因とするノイズ信号を計測して欠陥に起因するノイズ信号を欠陥信号として誤認してしまうおそれを低減できる。この結果、長尺の構造物の検査において、ガイド波を利用した超音波探傷検査をしても、傷、割れ、減肉等の欠陥を把握することができる。
【００５６】
本実施形態１の超音波探傷検査装置１では、前記管部材にプローブが挿入される長さを変更する長さ調整手段をさらに有し、前記制御装置が、前記長さ調整手段を制御し前記異なる計測条件を設定する。これにより、超音波探触子が配管内の全長に渡り搬送される必要がなく、作業時間を低減できる。
【００５７】
本実施形態１の超音波探傷検査装置１では、前記制御装置は、異なる計測条件における前記超音波送受信部での複数の計測データのうち、受信信号が変動している波形信号をノイズ信号と判断することが好ましい。本実施形態１では、波形信号Ｗ１、Ｗ３の位置が波形信号Ｗ１１、Ｗ１３の位置に変動している。これにより、ノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる。
【００５８】
本実施形態１の超音波探傷検査装置１では、複数の計測データ同士を加算、減算、乗算のいずれかの前記信号処理し、信号処理後の信号強度の変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号が特定されることが好ましい。これにより、ノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる。
【００５９】
本実施形態１の超音波探傷検査方法は、熱交換器の管部材へガイド波を送受信する第１の計測条件を設定するステップと、前記第１の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第１の計測データを取得し記憶するステップと、前記第１の計測条件と異なる計測条件に変更し、第２の計測条件を設定するステップと、前記第２の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第２の計測データを取得し記憶するステップと、前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、に対し、加算、減算、乗算のいずれか１以上の前記信号処理し、信号処理後の信号強度の変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号を特定する。
【００６０】
このため、プローブ部の電気回路や超音波探触子等を起因とするノイズ信号を計測して欠陥に起因するノイズ信号を欠陥信号として誤認してしまうおそれを低減できる。この結果、長尺の構造物の検査において、ガイド波を利用した超音波探傷検査をしても、傷、割れ、減肉等の欠陥を把握することができる。また、前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、に対し、加算、減算、乗算のいずれか２以上の前記信号処理とすることで、特定した管部材のノイズ信号又は欠陥信号の信頼度合いを高めることができる。例えば、前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、に対し、加算して特定した管部材のノイズ信号又は欠陥信号と、減算、乗算のいずれかの信号処理として特定した管部材のノイズ信号又は欠陥信号とが一致すれば、特定したノイズ信号又は欠陥信号の確度を高めることができる。
【００６１】
（実施形態２）
図７は、実施形態２に係る超音波探傷検査装置２の模式図である。本実施形態に係る超音波探傷検査装置２は、管部材である伝熱管に挿入される長さを可変しつつ超音波送受信部での複数の計測データを取得することに特徴がある。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００６２】
ここで図７では、超音波探傷検査装置２の動作の説明のため、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入長さＴ１挿入され、伝熱管１３２へガイド波を伝播させる第１の計測条件の状態と、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入長さＴ３挿入され、伝熱管１３２へガイド波を伝播させる第２の計測条件の状態とを図中上下に伝熱管１３２の位置を揃えて記載している。図７に示す計測軸Ｐ０は、第１の計測条件の状態における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標である。図７では、計測軸Ｐ０には、超音波送受信部２０により波形信号Ｗ１と、波形信号Ｗ２と、波形信号Ｗ３とが計測されている。また、図７に示す計測軸Ｐ１は、第２の計測条件の状態における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標である。図７では、計測軸Ｐ１には、超音波送受信部２０により波形信号Ｗ１１と、波形信号Ｗ１２と、波形信号Ｗ１３とが計測されている。
【００６３】
図６及び図７を参照して、超音波探傷検査装置２の動作について説明する。超音波探傷検査装置２の制御装置８０は、第１の計測条件の設定を行う（ステップＳ１１）。本実施形態では、制御装置８０はプローブ挿入長さ可変手段３１を制御し、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入長さＴ１挿入される状態（第１の計測条件）とする。次に、制御装置８０は、超音波送受信部２０を制御し、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い、第１の計測データを取得する（ステップＳ１２）。第１の計測データは、ＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶される。
【００６４】
制御装置８０は、計測条件の変更設定を行う（ステップＳ２１）。本実施形態では、制御装置８０はプローブ挿入長さ可変手段３１を制御し、プローブ部１０が伝熱管１３２内に矢印Ｖ１に沿って移動させ、挿入長さＴ３が徐々に長くなるように挿入される動作状態（第２の計測条件）とする。
【００６５】
次に、制御装置８０は、超音波送受信部２０を制御し、ガイド波を送受信することで超音波探傷が行なわれ計測データ（第２の計測データ）を取得する（ステップＳ２２）。第２の計測データは、ＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶される。
【００６６】
制御装置８０は、所定の計測データが終了されたかどうかを判断する（ステップＳ２３）。本実施形態では、計測データは連続的に測定するので、否となり（ステップＳ２３、Ｎｏ）、ステップＳ２１からの手順を繰り返すことになる。なお、本実施形態では、挿入長さＴ３が所定長さになる場合、計測終了判断は可となる（ステップＳ２３、Ｙｅｓ）。
【００６７】
次に、制御装置８０は、計測データの信号処理を行う（ステップＳ３１）。具体的には、ＣＰＵ９１がＲＡＭ９２又は記憶部９４に保存した第２の計測データが連続データであるので、計測軸Ｐ１上にデータを読み出して重ね合わせる。図７における計測軸Ｐ１には、波形信号Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４が存在する。次に、制御装置８０は、ノイズ信号又は欠陥信号の特定を行う（ステップＳ３２）。図７における計測軸Ｐ１での波形信号Ｗ１１は、プローブ部１０が伝熱管１３２内に矢印Ｖ１に沿って移動するにつれ、矢印Ｖ２方向へ計測軸Ｐ１上を移動する。同様に、計測軸Ｐ１での波形信号Ｗ１３は、プローブ部１０が伝熱管１３２内に矢印Ｖ１に沿って移動するにつれ、矢印Ｖ２方向へ計測軸Ｐ１上を移動する。計測軸Ｐ１での波形信号Ｗ１２及びＷ１４は、プローブ部１０が伝熱管１３２内に矢印Ｖ１に沿って移動しても、計測軸Ｐ１上の位置は変化がない。
【００６８】
本実施形態では、制御装置８０は、波形信号Ｗ１１、波形信号Ｗ１３をノイズ信号として特定する。特定は、プローブ部１０が伝熱管１３２内に矢印Ｖ１に沿って移動するにつれ、矢印Ｖ２方向へ計測軸Ｐ１上を移動する信号波形をノイズ信号として判断する。波形信号Ｗ１１、波形信号Ｗ１３は、図７に示す計測軸Ｐ０での波形信号Ｗ１、Ｗ３よりプローブ部１０の移動に伴って移動したものと考えられるからである。
【００６９】
制御装置８０は、波形信号Ｗ１２を傷Ｑに起因する欠陥信号として特定する。特定は、プローブ部１０が伝熱管１３２内に矢印Ｖ１に沿って移動しても計測軸Ｐ１上で位置が変化しない信号波形を欠陥信号として判断する。波形信号Ｗ１２は、図７に示す計測軸Ｐ０での波形信号Ｗ２よりプローブ部１０の移動に伴って移動しないからである。これにより、波形信号Ｗ２又はＷ１２の位置から、伝熱管１３２における傷Ｑの位置を特定できる。
なお、波形信号Ｗ１４も図７に示す計測軸Ｐ０での波形信号Ｗ４よりプローブ部１０の移動に伴って移動しない。これは、上述の通り伝熱管１３２の端部１３２ｂで反射する反射信号波形を捉えている。このため、伝熱管１３２の端部１３２ｂで波形信号が移動しなくても欠陥信号としては取り扱わないこととしている。
【００７０】
本実施形態２の超音波探傷検査装置２では、前記異なる計測条件として、前記伝熱管に挿入される長さを変更しつつ前記超音波送受信部での複数の計測データを取得する。波形信号の移動を捉えることで容易にノイズ信号か、欠陥信号かを特定することができる。
【００７１】
本実施形態２の超音波探傷検査装置２では、前記制御装置は、異なる計測条件における前記超音波送受信部での複数の計測データのうち、受信信号が変動している波形信号をノイズ信号と判断することが好ましい。本実施形態２では、波形信号Ｗ１、Ｗ３の位置は、プローブ部１０が伝熱管１３２内に矢印Ｖ１に沿って移動するにつれ、矢印Ｖ２方向へ計測軸Ｐ１上を移動し波形信号Ｗ１１、Ｗ１３の位置となっている。これにより、ノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる。
【００７２】
本実施形態２の超音波探傷検査方法では、熱交換器の管部材へガイド波を送受信する第１の計測条件を設定するステップと、前記第１の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第１の計測データを取得し記憶するステップと、前記管部材に前記プローブ部が挿入される長さを可変に変更し、第２の計測条件を設定するステップと、前記第２の計測条件において、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い第２の計測データを取得し記憶するステップと、前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、を比較する信号処理し、信号処理後の波形信号の位置変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号を特定する。
【００７３】
このため、プローブ部の電気回路や超音波探触子等を起因とするノイズ信号を計測して欠陥に起因するノイズ信号を欠陥信号として誤認してしまうおそれを低減できる。この結果、長尺の構造物の検査において、ガイド波を利用した超音波探傷検査をしても、傷、割れ、減肉等の欠陥を把握することができる。
【００７４】
（実施形態３）
図８は、実施形態３に係る超音波探傷検査装置３の模式図である。本実施形態に係る超音波探傷検査装置３は、前記伝熱管に挿入される長さを可変せず、超音波送受信部での入力周波数を変えて複数の計測データを取得することに特徴がある。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００７５】
ここで図８では、超音波探傷検査装置３の動作の説明のため、プローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入され、第１の入力周波数（周波数１）で伝熱管１３２へガイド波を伝播させる第１の計測条件（計測条件１）の計測データと、第２の入力周波数（周波数２）でプローブ部１０が伝熱管１３２内に挿入され、第２の入力周波数（周波数２）で伝熱管１３２へガイド波を伝播させる第２の計測条件（計測条件２）の計測データとを図中上下に伝熱管１３２の位置を揃えて記載している。図８に示す計測軸Ｕ０は、第１の計測条件の状態における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標である。図８では、計測軸Ｕ０には、超音波送受信部２０により波形信号Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３、Ｗ３４、Ｗ３５、Ｗ３６が計測されている。また、図８に示す計測軸Ｕ１は、第２の計測条件の状態における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標である。図８では、計測軸Ｕ１には、超音波送受信部２０により波形信号Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３、Ｗ４４、Ｗ４５、Ｗ４６が計測されている。図８では、計測軸Ｕ２は、後述する計測データの信号処理後の状態における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標である。図８では、計測軸Ｕ２には、計測データの信号処理により合成された合成波形として、波形信号Ｗ５１，Ｗ５２１、ｗ５２２、Ｗ５３１、Ｗ５３２、Ｗ５４１、Ｗ５４２、Ｗ５５、Ｗ５６が伝熱管１３２の位置と揃えて記載されている。
【００７６】
図６及び図８を参照して、超音波探傷検査装置３の動作について説明する。超音波探傷検査装置３の制御装置８０は、第１の計測条件の設定を行う（ステップＳ１１）。本実施形態では、制御装置８０は超音波送受信部２０を制御し、プローブ部１０へ伝達するガイド波の入力周波数及び入力周波数に応じた検出周波数を設定する状態（第１の計測条件）とする。例えば、入力周波数（検出周波数）は、２００ｋＨｚに設定する。次に、制御装置８０は、超音波送受信部２０を制御し、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い、第１の計測データを取得する（ステップＳ１２）。第１の計測データは、ＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶される。
【００７７】
制御装置８０は、計測条件の変更設定を行う（ステップＳ２１）。本実施形態では、制御装置８０は超音波送受信部２０を制御し、プローブ部１０へ伝達するガイド波の入力周波数及び入力周波数に応じた検出周波数を変更する状態（第２の計測条件）とする。例えば、入力周波数（検出周波数）は、２２０ｋＨｚに設定する。
【００７８】
次に、制御装置８０は、超音波送受信部２０を制御し、ガイド波を送受信することで超音波探傷が行なわれ計測データ（第２の計測データ）を取得する（ステップＳ２２）。第２の計測データは、ＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶される。
【００７９】
制御装置８０は、所定の計測データが終了されたかどうかを判断する（ステップＳ２３）。本実施形態では、計測データは２回であるので、計測終了判断は可と判断される（ステップＳ２３、Ｙｅｓ）。なお、本実施形態では、計測データは２回ではあるが、３回以上であってもよい。この場合、計測終了判断は否となり（ステップＳ２３、Ｎｏ）、ステップＳ２１から繰り返すことになる。
【００８０】
次に、制御装置８０は、計測データの信号処理を行う（ステップＳ３１）。具体的には、ＣＰＵ９１がＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶した第１の計測データと、第２の計測データとをＲＡＭ９２のワークエリアに読み出して、第１の計測データと第２の計測データとを加算する。図８における計測軸Ｕ２には、第１の計測データと第２の計測データとを加算処理後の状態（合成波形）における伝熱管１３２の位置に対応する位置座標に、波形信号Ｗ５１、Ｗ５２１、Ｗ５２２、Ｗ５３１、Ｗ５３２、Ｗ５４１、Ｗ５４２、Ｗ５５、Ｗ５６が存在する。ステップＳ３１の計測データの信号処理は、加算処理に限られない。例えば、第１の計測データの絶対値と第２の計測データの絶対値とを加算又は乗算してもよい。又は、第１の計測データの包絡線と、第２の計測データの包絡線とを予めＣＰＵ９１で演算し、包絡線同士を加算又は乗算して、元の包絡線よりも強度が増した場合に、欠陥信号として特定してもよい。あるいは、他の変形例としては、第１の計測データと第２の計測データとを減算してもよい。
【００８１】
次に、制御装置８０は、ノイズ信号又は欠陥信号の特定を行う（ステップＳ３２）。図８における計測軸Ｕ２では、波形信号Ｗ５５が波形信号Ｗ３５及び波形信号Ｗ４５より信号強度が増していることが分かる。同様に、図８における計測軸Ｕ２には、波形信号Ｗ５１、Ｗ５５、Ｗ５６が波形信号Ｗ５２１、Ｗ５２２、Ｗ５３１、Ｗ５３２、Ｗ５４１及びＷ５４２より信号強度が増していることが分かる。他方、Ｗ５２１、Ｗ５２２、Ｗ５３１、Ｗ５３２、Ｗ５４１及びＷ５４２は、波形信号Ｗ３２、波形信号Ｗ３３、波形信号Ｗ３４、波形信号Ｗ４２、４３及びＷ４４と同程度の信号強度となる。
【００８２】
本実施形態では、制御装置８０は、波形信号Ｗ５２１、Ｗ５２２、波形信号Ｗ５３１、Ｗ５３２、波形信号Ｗ５４１及び波形信号Ｗ５４２をノイズ信号として特定する。特定は、超音波送受信部２０での入力周波数（検出周波数）の変化に伴い計測軸Ｕ２において波形信号が増すことがないことで判断される。超音波送受信部２０に由来するノイズ信号は、入力周波数（検出周波数）が変わることで変化する。入力周波数（検出周波数）が変わっても、欠陥に起因する信号は変化しないことを利用して欠陥の信号とノイズ信号とを特定する。これは、欠陥に起因する信号の波形や音速が入力周波数（検出周波数）によらず、ほぼ一定と見なせることを利用している。
【００８３】
本実施形態では、波形信号Ｗ３２、波形信号Ｗ３３、波形信号Ｗ４２、波形信号Ｗ４３のように、プローブ部１０近傍で発生する送信波を含む不要な波形信号が発現するガイド波を用いた超音波探傷において、ノイズ信号を特定できる。
【００８４】
制御装置８０は、波形信号Ｗ５５を傷Ｑに起因する欠陥信号として特定する。特定は、超音波送受信部２０での入力周波数（検出周波数）の変化に伴い計測軸Ｕ２において波形信号が増すことで判断される。波形信号Ｗ５５は、図８に示す計測軸Ｕ０での波形信号Ｗ３５より入力周波数（検知周波数）の変更に伴って移動しないからである。これにより、波形信号Ｗ３５、Ｗ４５又はＷ５５の位置から、伝熱管１３２における傷Ｑの位置を特定できる。なお、波形信号Ｗ５１、波形信号５６も図８に示す計測軸Ｕ０での波形信号Ｗ３１、波形信号Ｗ３６より入力周波数（検出周波数）の変化に伴って移動しない。これは、上述の通り伝熱管１３２の端部１３２ａ、１３２ｂで反射する反射信号波形を捉えている。このため、伝熱管１３２の端部１３２ａ、１３２ｂで波形信号が移動しなくても欠陥信号としては取り扱わないこととしている。
【００８５】
本実施形態３の超音波探傷検査装置３では、異なる計測条件として、超音波送受信部２０での入力周波数を変えて複数の計測データを取得する。これにより、プローブ部１０近傍で発生する送信波を含む不要な波形信号を低減し、欠陥信号を見やすくすることができる。
【００８６】
本実施形態３の超音波探傷検査装置３では、前記制御装置は、異なる計測条件における前記超音波送受信部での複数の計測データのうち、受信信号が変動している波形信号をノイズ信号と判断することが好ましい。本実施形態３では、波形信号Ｗ３２、Ｗ３３、３４の位置が波形信号Ｗ４２、Ｗ４３、Ｗ４４の位置に変動している。これにより、ノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる。
【００８７】
本実施形態３の超音波探傷検査装置３では、複数の計測データ同士を加算、減算、乗算のいずれか１以上の前記信号処理し、信号処理後の信号強度の変化を捉え、ノイズ信号又は欠陥信号が特定されることが好ましい。これにより、ノイズ信号を欠陥に起因する欠陥信号と誤認してしまうおそれを低減できる。また、前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、に対し、加算、減算、乗算のいずれか２以上の前記信号処理とすることで、特定した管部材のノイズ信号又は欠陥信号の信頼度合いを高めることができる。例えば、前記第１の計測データと、前記第２の計測データと、に対し、加算して特定した管部材のノイズ信号又は欠陥信号と、減算、乗算のいずれかの信号処理として特定した管部材のノイズ信号又は欠陥信号とが一致すれば、特定したノイズ信号又は欠陥信号の確度を高めることができる。
【００８８】
（実施形態４）
図９は、実施形態４に係る超音波探傷検査装置４の模式図である。本実施形態に係る超音波探傷検査装置４は、伝熱管に挿入されるプローブ部を複数有しており、１つの伝熱管に異なる複数のプローブ部を挿入して計測データを取得することに特徴がある。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８９】
図９に示すように、超音波探傷検査装置４は、プローブ部１０、プローブ部１０Ａ、プローブ部１０Ｂ、プローブ部１０Ｃを有している。プローブ部１０Ａ、プローブ部１０Ｂ、プローブ部１０Ｃは、プローブ部１０と同じ構成となっている。伝熱管１３２は、複数設置されており、規則的に配置されている。そこで、伝熱管１３２の配置に対応するように、プローブ部１０、プローブ部１０Ａ、プローブ部１０Ｂ及びプローブ部１０Ｃは、規則的に支持手段３０に取り付けられている。
【００９０】
超音波探傷検査装置４の制御装置８０は、第１の計測条件の設定を行う（ステップＳ１１）。本実施形態では、制御装置８０はプローブ挿入長さ可変手段３１を制御し、プローブ部１０、プローブ部１０Ａ、プローブ部１０Ｂ、プローブ部１０Ｃが各々伝熱管１３２内に挿入される状態（第１の計測条件）とする。次に、制御装置８０は、超音波送受信部２０を制御し、ガイド波を送受信することで超音波探傷を行い、第１の計測データを取得する（ステップＳ１２）。第１の計測データは、ＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶される。
【００９１】
制御装置８０は、計測条件の変更設定を行う（ステップＳ２１）。本実施形態では、制御装置８０はプローブ挿入長さ可変手段３１を制御し、プローブ部１０、プローブ部１０Ａ、プローブ部１０Ｂ、プローブ部１０Ｃが各々第１の計測データを取得した伝熱管１３２と異なる伝熱管１３２内に例えば矢印Ｖ３に沿って移動させ、プローブ部１０、プローブ部１０Ａ、プローブ部１０Ｂ、プローブ部１０Ｃが各々挿入される動作状態（第２の計測条件）とする。次に、制御装置８０は、超音波送受信部２０を制御し、ガイド波を送受信することで超音波探傷が行なわれ計測データ（第２の計測データ）を取得する（ステップＳ２２）。第２の計測データは、ＲＡＭ９２又は記憶部９４に記憶される。
【００９２】
次に、制御装置８０は、ノイズ信号又は欠陥信号の特定を行う（ステップＳ３２）。制御装置８０は、プローブ挿入長さ可変手段３１を制御して、１つの伝熱管１３２に異なる複数のプローブ部１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを少なくともいずれか２つを挿入させることになる。制御装置８０は、異なる計測条件として、異なる複数のプローブ部１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれか挿入された時に、超音波送受信部２０を制御し、計測データを取得する。次に、上述したようにステップＳ３１の計測データの信号処理を経る。
【００９３】
本実施形態の超音波探傷検査装置４は、複数のプローブ部と、各々のプローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波を受信可能な超音波送受信部とを有し、前記異なる計測条件として、熱交換器の前記管部材に前記複数のプローブ部のうち異なるプローブ部同士で計測した計測データを各々比較する。これにより、プローブ部の個体差に起因するノイズ信号を低減し、欠陥信号を見やすくすることができる。
【００９４】
（実施形態５）
図１０は、実施形態５に係る超音波探傷検査装置の模式図である。本実施形態に係る超音波探傷検査装置５は、伝熱管に挿入されるプローブ部を複数有しており、各々超音波送受信部での入力周波数が異なるプローブ部を挿入して計測データを取得することに特徴がある。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００９５】
図１０に示すように、超音波探傷検査装置５は、プローブ部１０、プローブ部１０Ａを有している。伝熱管１３２Ａ、１３２Ｂは、隣り合って設置されており、規則的に配置されている。そこで、伝熱管１３２の配置に対応するように、プローブ部１０、プローブ部１０Ａは、規則的に支持手段３０に取り付けられている。制御装置８０は、超音波送受信部２０を制御して、伝熱管１３２Ａ及び伝熱管１３２Ｂに異なる入力周波数でプローブ部１０、１０Ａを２つ挿入させる。制御装置８０は、実施形態３にて説明したように、プローブ部に起因するノイズ信号を低減し、欠陥信号を見やすくすることができる。
【００９６】
本実施形態に係る超音波探傷検査装置５は、複数の管部材を有する熱交換器を計測する超音波探傷検査装置であって、複数のプローブ部と、各々のプローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波を受信可能な超音波送受信部とを有し、前記複数のプローブ部が前記複数の管部材を同時に検査可能である。このため、各々超音波送受信部での入力周波数が異なる複数のプローブ部を複数の伝熱管に挿入して計測するので、同時に複数の伝熱管を検査することができる。これにより、短時間で伝熱管を検査することができる。
【００９７】
（実施形態６）
図１１は、実施形態６に係る超音波探傷検査装置の模式図である。本実施形態に係る超音波探傷検査装置６は、伝熱管に挿入されるプローブ部を複数有しており、各々管部材である伝熱管への挿入長さが異なるプローブ部を複数の伝熱管へ挿入して計測データを取得することに特徴がある。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００９８】
図１１に示すように、超音波探傷検査装置６は、プローブ部１０、プローブ部１０Ｄと、超音波送受信部２０と、支持手段３０と、プローブ挿入長さ可変手段３１と、プローブ挿入長さ可変手段３１Ｄと、制御装置８０と、を有している。伝熱管１３２Ａ、１３２Ｂは、隣り合って設置されており、規則的に配置されている。そこで、伝熱管１３２の配置に対応するように、プローブ部１０、プローブ部１０Ｄは、規則的に支持手段３０に取り付けられている。制御装置８０は、プローブ挿入長さ可変手段３１及びプローブ挿入長さ可変手段３１Ｄを制御して、伝熱管１３２Ａ及び伝熱管１３２Ｂに異なる挿入長さＴ１、Ｔ２でプローブ部１０、１０Ｄを２つ挿入させる。制御装置８０は、実施形態１にて説明したように、第１の計測条件で第１の計測データを取得する（ステップＳ１２）。その後、プローブ部１０、プローブ部１０Ｄの挿入長さを入れ替えて、変更した条件での計測データ（第２の計測データ）を取得する（ステップＳ２２）。次に、制御装置８０は、上述した実施形態１と同様に、計測データの信号処理を行う（ステップＳ３１）。
【００９９】
本実施形態に係る超音波探傷検査装置６は、複数の管部材を有する熱交換器を計測する超音波探傷検査装置であって、複数のプローブ部と、各々のプローブ部を介して前記ガイド波となる超音波を送信可能であり、かつ前記管部材に伝播したガイド波を受信可能な超音波送受信部とを有し、前記複数のプローブ部が前記複数の管部材を同時に検査可能である。超音波探傷検査装置６は、複数のプローブ部を複数の伝熱管に挿入して計測するので、同時に複数の伝熱管を検査することができる。これにより、短時間で伝熱管を検査することができる。
【０１００】
以上説明した超音波探傷検査装置１から超音波探傷検査装置６の実施形態は、各々組み合わせて実施可能である。例えば、実施形態１の超音波探傷検査装置１で欠陥信号を特定した後、実施形態３の超音波探傷検査装置３で特定した欠陥信号を再検査することで、信頼できる検査結果をえることができる。
【０１０１】
上述した実施形態は加圧水型原子力プラントの熱交換器である蒸気発生器の伝熱管の検査を例に説明してきたが、沸騰水型、高速炉型及びその他の原子力プラントの管部材にも適用可能である。また、一般の熱交換器、火力発電プラントにも応用可能である。本発明に係る超音波探傷検査装置及び超音波探傷検査方法の検査対象は、管部材であればよく、熱交換器の管部材に限られない。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明に係る超音波探傷検査装置及び超音波探傷検査方法は、熱交換器の配管等を非破壊で検査することに適している。
【符号の説明】
【０１０３】
１、２、３、４、５、６  超音波探傷検査装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  プローブ部
１１  ガイド波案内部
１２  ガイド波伝達部
２０  超音波送受信部
２１  送受部
２２  電気変換部
３０  支持手段
３１  プローブ挿入長さ可変手段
８０  制御装置
１００  原子力プラント
１１０  原子炉容器
１２０  加圧器
１３０  蒸気発生器
１３１、１３３  水室
１３２  伝熱管
１３７  管板
１３８  マンホール
【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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