(57)【要約】【課題】横割れの有無をパルス反射法を適用して探傷するに当たり、効率的かつ短時間に漏れなく横割れを探傷することのできる横割れ探傷装置を提供する。【解決手段】パルス反射法を適用して探傷する横割れ探傷装置１０であり、送信される超音波ｔｐ１の送信軌跡と反射した超音波ｒｐ１の反射軌跡が平面視でＶの字状をなすように送信センサＳｔ１等による送信方向と受信センサＳｒ１等による受信方向が設定されており、複数の送信センサＳｔ１等は超音波ｔｐ１の送信方向に直交する方向に併設され、複数の受信センサＳｒ１等は超音波ｒｐ１の反射方向に直列に配設され、複数の送信センサＳｔ１等と複数の受信センサＳｒ１等が溶接線Ｗに沿って同期して移動しながら横割れの探傷をおこなう。【選択図】図１
2016114465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも母材同士を繋ぐ溶接線と溶接線周りの熱影響部における横割れの有無を、パルス反射法を適用して探傷する横割れ探傷装置であって、
溶接線を跨ぐ位置に超音波を送信する送信センサと、横割れで反射した超音波を受信する受信センサを備え、
送信される超音波の送信軌跡と、反射した超音波の反射軌跡が平面視でＶの字状をなすように送信センサによる送信方向と受信センサによる受信方向が設定されており、
前記送信センサは、探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部に対して一定幅の超音波を送信するようになっており、
前記送信センサと前記受信センサはいずれも複数存在し、
複数の前記送信センサは、前記探傷範囲に前記一定幅の超音波を一度に照射できるように超音波の送信方向に直交する方向に併設されており、
複数の前記受信センサは、それぞれの前記送信センサから送信され、横割れで反射したそれぞれの超音波を受信できるように該超音波の反射方向に直列に配設されており、
複数の前記送信センサと複数の前記受信センサが溶接線に沿って同期して移動しながら横割れの探傷をおこなう横割れ探傷装置。
【請求項２】
少なくとも母材同士を繋ぐ溶接線と溶接線周りの熱影響部における横割れの有無を、パルス反射法を適用して探傷する横割れ探傷装置であって、
溶接線を跨ぐ位置に超音波を送信する送信センサと、横割れで反射した超音波を受信する受信センサを備え、
送信される超音波の送信軌跡と、反射した超音波の反射軌跡が平面視でＶの字状をなすように送信センサによる送信方向と受信センサによる受信方向が設定されており、
前記送信センサは、探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部に対して一定幅の超音波を送信するようになっており、
前記送信センサと前記受信センサはいずれも複数存在し、
複数の前記送信センサは、前記探傷範囲に前記一定幅の超音波を一度に照射できるように超音波の送信方向に直交する方向でかつずれた位置に併設されており、
複数の前記受信センサは、それぞれの前記送信センサから送信され、横割れで反射したそれぞれの超音波を受信できるように該超音波の反射方向に直交する方向でかつずれた位置に併設されており、
複数の前記送信センサと複数の前記受信センサが溶接線に沿って同期して移動しながら横割れの探傷をおこなう横割れ探傷装置。
【請求項３】
少なくとも母材同士を繋ぐ溶接線と溶接線周りの熱影響部における横割れの有無を、パルス反射法を適用して探傷する横割れ探傷装置であって、
溶接線を跨ぐ位置に超音波を送信する送信センサと、横割れで反射した超音波を受信する受信センサを備え、
送信される超音波の送信軌跡と、反射した超音波の反射軌跡が平面視でＶの字状をなすように送信センサによる送信方向と受信センサによる受信方向が設定されており、
前記送信センサは、探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部に対して略扇形に広がる超音波を送信するようになっており、
反射方向が異なる超音波を受信するべく、受信方向が異なる複数の前記受信センサがそれぞれ異なる受信方向で配設されており、
一つの前記送信センサと複数の前記受信センサが溶接線に沿って同期して移動しながら横割れの探傷をおこなう横割れ探傷装置。
【請求項４】
複数の送信センサが共通の探触子ケーブルに繋がれ、複数の受信センサも共通の探触子ケーブルに繋がれている請求項１または２に記載の横割れ探傷装置。
【請求項５】
複数の受信センサが共通の探触子ケーブルに繋がれている請求項３に記載の横割れ探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母材同士を繋ぐ溶接線や溶接線周りの熱影響部における横割れの有無を探傷する、横割れ探傷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼材等からなる金属製の構造物の製作においては、ボルト接合のほか、溶接による接合が一般におこなわれている。たとえば鋼材を溶接した際には、溶接熱の影響を全く受けていないいわゆる母材部（原質部）の周囲に、溶接熱によって鋼材製造時に調整された組織が変化し、材料特性の変化に至っている熱影響部（HAZ : Heat-Affected Zone）が形成されるのが一般的である。
【０００３】
ところで、溶接においては、短時間で金属を溶融させて凝固させることに起因した熱ストレスによって、縦割れや横割れといった割れが往々にして生じ得る。そこで、様々な方法で溶接部に生じる割れを探傷する検査がおこなわれており、また、探傷方法を規定する指針等も多数存在している。
【０００４】
探傷方法を規定する指針の一つとして、非特許文献１に記載の探傷方法を挙げることができる。溶接部のきずを探傷する方法としてはパルス反射法が一般に用いられているが、非特許文献１はパルス反射法の一例を示したものである。
【０００５】
図５ａは母材Ｂ，Ｂ同士を溶接線Ｗで繋いだ溶接箇所において、超音波ｔｐを送信する送信センサＳｔ（送信方向Ｙ１）と、溶接線Ｗ内に存在する横割れｔｃ１で反射した超音波ｒｐを受信する受信センサＳｒ（受信方向Ｙ２）を配設した状態を示す平面図であり、図５ｂは図５ａのｂ−ｂ矢視図である。
【０００６】
溶接線Ｗ内に存在する横割れｔｃ１の探傷に際し、超音波ｔｐを送信する送信センサＳｔと、横割れｔｃ１で反射した超音波ｒｐを受信する受信センサＳｒをそれぞれ溶接線Ｗを跨ぐ位置に配設し、より詳細には、送信される超音波ｔｐの送信軌跡（Ｙ１方向）と、反射した超音波ｒｐの反射軌跡（Ｙ２方向）が図５ａで示すように平面視でＶの字状をなすように、送信センサＳｔによる送信方向Ｙ１と受信センサＳｒによる受信方向Ｙ２が設定されている。
【０００７】
なお、図示する探傷方法は、パルス反射法を適用してセンサ面側に存在する割れを探傷する例である。このパルス反射法は、図５ｂで示すように、送信センサＳｔからある傾斜角で母材Ｂの底面に向かって超音波を送信し、母材Ｂの底面で反射した超音波を横割れｔｃ１に反射させ、横割れｔｃ１で反射した超音波を再度母材Ｂの底面で反射させ、底面で反射した超音波を受信センサＳｒで受信する方法である。ここで、図中、超音波ｔｐ、ｒｐの矢印方向は超音波ビームの中心を表している。
【０００８】
このパルス反射法とは別に、超音波を使用した他の探傷法としてＴＯＦＤ法（Time Of Flight Diffraction）がある。この方法は、送信センサから母材の表面や母材の底面、割れに対して超音波を照射し、母材表面のラテラル波、母材底面で反射した反射波、割れで回折した回折波を受信センサでそれぞれ受信し、時刻歴波形から割れの深度や高さを探傷する方法である。
【０００９】
このＴＯＦＤ法では、割れが母材の表面付近に存在する場合や母材の底面付近に存在する場合に、割れに起因した回折波とラテラル波、回折波と反射波の区別が困難な、いわゆる表面不感帯や裏面不感帯が存在し、これらの不感帯の存在によって横割れの探傷精度が低下するといった課題がある。
【００１０】
そこで、このような表面不感帯や裏面不感帯のないパルス反射法を適用して探傷をおこなう場合に、図５ａで示すように送信軌跡（Ｙ１方向）と反射軌跡（Ｙ２方向）が平面視でＶの字状をなすように送信センサＳｔと受信センサＳｒを配設し、さらにこれらのセンサＳｔ，Ｓｒを溶接線Ｗの溶接方向Ｌに平行に移動させることにより（Ｘ１方向）、溶接線Ｗ内に存在する横割れｔｃ１を探傷することができる。なお、他の場所に生じ得る破線で示した横割れｔｃ１’、ｔｃ１”の探傷に関しても、横割れｔｃ１を探傷したのと同様の方法によってそれらの探傷が可能である。
【００１１】
ところで、溶接線Ｗと母材Ｂの境界領域には既述する熱影響部ＨＡＺが形成されている。また、探傷範囲としては、図５ｂで示すように、母材Ｂの厚みをtとした際に、溶接線Ｗの幅に対して左右にそれぞれ厚みtを加味した広範な領域を探傷範囲とするのが望ましい。図５ａ、ｂにおいて、溶接線Ｗの左右の厚みtの領域であって熱影響部ＨＡＺの左右の領域は、余裕しろと称することができる（余裕しろＲ）。
【００１２】
しかしながら、図５ａのように相互に配設された送信センサＳｔと受信センサＳｒを溶接線Ｗの溶接方向Ｌに平行に移動させながら探傷する方法では、溶接線Ｗから熱影響部ＨＡＺに亘る横割れｔｃ２や、溶接線Ｗから熱影響部ＨＡＺを介してさらに余裕しろＲに亘る横割れｔｃ２’を探傷するに際し、探傷範囲から漏れてしまう可能性が十分にある。
【００１３】
そこで、図６で示すように、送信センサＳｔと受信センサＳｒを溶接線Ｗの溶接方向Ｌに平行に移動させることに代わり、送信センサＳｔと受信センサＳｒを溶接線Ｗの溶接方向Ｌに沿ってジグザグに同期移動させながら（Ｘ２方向）探傷することにより、溶接線Ｗからはみ出した横割れ（横割れｔｃ２、ｔｃ２’）も漏れなく探傷することが可能になる。なお、このように送受信センサをジグザグに走査させながら探傷をおこなう方法を縦方形走査と称することができる。
【００１４】
このように縦方形走査を適用することで熱影響部ＨＡＺや余裕しろＲに至る横割れの探傷を漏れなくおこなうことができるものの、送信センサＳｔと受信センサＳｒを溶接線Ｗの溶接方向Ｌに沿ってジグザグに同期移動させながら探傷することから、探傷に多大な時間を要するといった大きな課題がある。そして、ガス管等、溶接長が長い場合には、この課題は一層顕著になる。
【００１５】
なお、既述するＴＯＦＤ法を適用して、送受信センサのセンサ間隔を広くして双方のセンサを配置し、広範囲の横割れを探傷しようとした際には、既述する不感帯領域が増加することになり、探傷精度がより一層低下することから不適である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】球形ガスホルダー供用中検査（超音波探傷試験）要領書、日本ガス協会、球形ガスホルダー指針  ２００３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、少なくとも母材同士を繋ぐ溶接線と溶接線周りの熱影響部における横割れの有無をパルス反射法を適用して探傷するに当たり、効率的かつ短時間に漏れなく横割れを探傷することのできる横割れ探傷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】
【００１８】
前記目的を達成すべく、本発明による横割れ探傷装置は、少なくとも母材同士を繋ぐ溶接線と溶接線周りの熱影響部における横割れの有無を、パルス反射法を適用して探傷する横割れ探傷装置であって、溶接線を跨ぐ位置に超音波を送信する送信センサと、横割れで反射した超音波を受信する受信センサを備え、送信される超音波の送信軌跡と、反射した超音波の反射軌跡が平面視でＶの字状をなすように送信センサによる送信方向と受信センサによる受信方向が設定されており、前記送信センサは、探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部に対して一定幅の超音波を送信するようになっており、前記送信センサと前記受信センサはいずれも複数存在し、複数の前記送信センサは、前記探傷範囲に前記一定幅の超音波を一度に照射できるように超音波の送信方向に直交する方向に併設されており、複数の前記受信センサは、それぞれの前記送信センサから送信され、横割れで反射したそれぞれの超音波を受信できるように該超音波の反射方向に直列に配設されており、複数の前記送信センサと複数の前記受信センサが溶接線に沿って同期して移動しながら横割れの探傷をおこなうものである。
【００１９】
本発明の横割れ探傷装置は、送信される超音波の送信軌跡と、反射した超音波の反射軌跡が平面視でＶの字状をなすように送信センサによる送信方向と受信センサによる受信方向が設定されるのは従来技術と同様であるが、送信センサ、受信センサをともに複数設けたことに一つの特徴がある。さらに、本実施の形態の探傷装置では、適用される送信センサが一定幅の超音波を送信するものであるが、探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部に対して一定幅の超音波を一度に照射できるように、複数の送信センサが超音波の送信方向に直交する方向に併設されていること（より詳細には横一列に並列していること）にさらなる特徴がある。また、送信センサから送信され、横割れで反射した超音波を受信できるように、複数の受信センサが該超音波の反射方向に直列に配設されていることにもさらなる特徴がある。
【００２０】
なお、非特許文献１のように、超音波の中心ビームに着目した場合には、仮に複数の送信センサが存在している場合であっても、各送信センサの超音波の中心ビームはそれぞれ独立して存在していることから、それら中心ビーム同士の間の領域の探傷はできない。これに対して本発明の横割れ探傷装置では、超音波ビームが帯状に拡がるという性質を利用し、複数の帯状ビームを相互に重なり合わせるようにして一定幅の超音波を一度に照射することで、横割れからの反射信号を受信するものである。
【００２１】
ここで、複数の送信センサを併設配置して超音波に幅を持たせて送信するとともに、複数の受信センサを直列に配置する構成において、超音波を送信する送信センサと横割れで反射した超音波を受信する受信センサを相互に適切な位置関係に配置するのがよい。具体的には、複数の送信センサと複数の受信センサを溶接線に直交する線状に配置し、送信される超音波の溶接線への入射角と任意の横割れで反射される超音波の反射角を同じになるように送受信センサの向きを調整することにより、各送信センサと各受信センサと探傷される横割れがたとえば二等辺三角形を形成する（このように二等辺三角形の頂点位置にある横割れが探傷される）ように各送受信センサの位置や配置角度を設定するのが望ましい。
【００２２】
このように、複数の送信センサを併設して、超音波の一定幅に対して送信センサの基数を乗じた幅の超音波を探傷範囲に照射し、各超音波が横割れにて反射してなる反射後の超音波を、直列に配設された複数の受信センサで受信することにより、送信センサ、受信センサを縦方形走査させることなく、溶接線の溶接方向に沿って移動させながら広範囲に亘って横割れを探傷することができる。
【００２３】
本実施の形態の横割れ探傷装置では、複数の送信センサが超音波送信方向に直交する方向に、横一列に並列している。そして、各送信センサから送信される超音波は、探傷範囲において、溶接線方向でずれた位置に生じ得る任意の横割れに対して漏れなく照射され、横割れで反射した超音波は平面視で同一方向に反射することから、複数の受信センサが直列配置されることにより、任意の横割れから反射する超音波を漏れなく受信することができる。そして、パルス反射法を適用していることから、各横割れで反射した超音波は、母材の底面の別の位置で反射し、直列に配置されている各受信センサに到達することになる。
【００２４】
ここで、「探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部」とは、溶接線と熱影響部をカバーする範囲のほか、溶接線と熱影響部とその周囲の余裕しろをカバーする範囲を含む意味である。
【００２５】
本明細書では、溶接線から熱影響部、さらには余裕しろまで広範囲に亘る横割れをその主たる探傷対象としていることから「横割れ探傷装置」としている。
【００２６】
なお、溶接線に沿って複数の送信センサと複数の受信センサが同期して移動する形態に関しては、各センサがローラーを有し、計測管理者が各センサを母材上で手動にて移動させる形態がある。また、その他、各センサが自走式であり、かつインターフェイス回路を介して同期移動自在に構成されていて、ある位置での横割れ探傷が終了した段階で送受信センサが同期して一定距離移動して停止し、停止場所にて横割れ探傷を実施するといった、完全自動型の移動形態であってもよい。また、送受信センサは連続的に移動し、距離エンコーダーのトリガーを使用して連続的にデータを取得して横割れ探傷をおこなう、完全自動型の形態であってもよい。
【００２７】
本発明の横割れ探傷装置によれば、当該探傷装置を構成する複数の送受信センサを溶接線に沿ってジグザグに走査しながら探傷する必要がなく、溶接線に沿って走査させながら広範囲の横割れ探傷をおこなうことから、効率的かつ短時間に、しかも漏れなく横割れを探傷することができる。
【００２８】
また、本発明による横割れ探傷装置の他の実施の形態は、少なくとも母材同士を繋ぐ溶接線と溶接線周りの熱影響部における横割れの有無を、パルス反射法を適用して探傷する横割れ探傷装置であって、溶接線を跨ぐ位置に超音波を送信する送信センサと、横割れで反射した超音波を受信する受信センサを備え、送信される超音波の送信軌跡と、反射した超音波の反射軌跡が平面視でＶの字状をなすように送信センサによる送信方向と受信センサによる受信方向が設定されており、前記送信センサは、探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部に対して一定幅の超音波を送信するようになっており、前記送信センサと前記受信センサはいずれも複数存在し、複数の前記送信センサは、前記探傷範囲に前記一定幅の超音波を一度に照射できるように超音波の送信方向に直交する方向でかつずれた位置に併設されており、複数の前記受信センサは、それぞれの前記送信センサから送信され、横割れで反射したそれぞれの超音波を受信できるように該超音波の反射方向に直交する方向でかつずれた位置に併設されており、複数の前記送信センサと複数の前記受信センサが溶接線に沿って同期して移動しながら横割れの探傷をおこなうものである。
【００２９】
本実施の形態の横割れ探傷装置は、探傷範囲に対して一定幅の超音波を一度に照射できるように、超音波の送信方向に直交する方向に複数の送信センサを併設するものの、各送信センサを送信方向で若干ずらして配置する。このことにより、各送信センサから送信される超音波は、探傷範囲において、溶接線方向で同じ位置に存在する複数の横割れに対して照射されることになる。そのため、各横割れで反射した超音波を複数の受信センサで受信するに当たっては、各受信センサを直列ではなく、超音波の反射方向に直交する方向に併設させ、若干ずらして配置する。
【００３０】
本実施の形態の横割れ探傷装置によっても、効率的かつ短時間に、広範囲に亘って漏れなく探傷することができる。
【００３１】
また、本発明による横割れ探傷装置の他の実施の形態は、少なくとも母材同士を繋ぐ溶接線と溶接線周りの熱影響部における横割れの有無を、パルス反射法を適用して探傷する横割れ探傷装置であって、溶接線を跨ぐ位置に超音波を送信する送信センサと、横割れで反射した超音波を受信する受信センサを備え、送信される超音波の送信軌跡と、反射した超音波の反射軌跡が平面視でＶの字状をなすように送信センサによる送信方向と受信センサによる受信方向が設定されており、前記送信センサは、探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部に対して略扇形に広がる超音波を送信するようになっており、反射方向が異なる超音波を受信するべく、受信方向が異なる複数の前記受信センサがそれぞれ異なる受信方向で配設されており、一つの前記送信センサと複数の前記受信センサが溶接線に沿って同期して移動しながら横割れの探傷をおこなうものである。
【００３２】
本実施の形態の横割れ探傷装置は、一つの送信センサを使用するものの、探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部に対して略扇形に広がるワイドな超音波を送信する送信センサを適用するものである。
【００３３】
横割れが探傷領域のどの位置に存在していても、このようにワイドな超音波がこの横割れで反射することから、横割れの存在する位置によって横割れに入射する超音波の入射角度が相違する結果、横割れで反射する超音波の反射角度も相違する。したがって、反射方向が異なる超音波を受信するべく、受信方向が異なる複数の受信センサをそれぞれ異なる受信位置で配設する。
【００３４】
なお、複数の受信センサの配設位置は、平面視で各横割れの位置を頂点とし、送信センサの配設位置と各受信センサの配設位置が二等辺三角形を形成するように特定することが最適であるため、この特定結果に応じた角度と位置で複数の受信センサを配設することができる。
【００３５】
また、本発明による横割れ探傷装置の好ましい実施の形態としては、複数の送信センサが共通の探触子ケーブルに繋がれ、複数の受信センサも共通の探触子ケーブルに繋がれている形態を挙げることができる。
【００３６】
探傷装置が複数の送信センサと複数の受信センサから構成される形態では、各送信センサ同士を相互に結線し、かつ各受信センサ同士を相互に結線することにより、簡易な回路構成で反射波を受信することができる。また、受信センサのみが複数存在する形態においても、各受信センサ同士を相互に結線することにより、簡易な回路構成で反射波を受信することができる。
【００３７】
たとえば送信センサを三基並列に配置し、受信センサを四基直列に配置し、各送受信センサ同士を相互に結線することができる。ここで、複数の送信センサと複数の受信センサはそれぞれ１：１で対になっている構成のほか、１：１対応になっていない構成であってもよい。既述するように、超音波を送信する送信センサ（送信領域）と超音波を受信する受信センサ（受信領域）が適切な位置関係にあること、さらには、送信センサ同士と受信センサ同士が相互結線していることで、駆動回路を必要最小限とすることができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上の説明から理解できるように、本発明の横割れ探傷装置によれば、一定幅の超音波を送信する複数の送信センサを超音波の送信方向に直交する方向に併設し、複数の受信センサを直列に配設し、もしくは超音波の反射方向に直交する方向でかつずれた位置に併設することにより、各送受信センサを溶接線方向に沿って移動させるのみで、探傷範囲である少なくとも溶接線の幅とその周囲の熱影響部に亘る横割れを効率的かつ短時間に、しかも漏れなく探傷することができる。また、略扇形に広がるワイドな超音波を送信する一つの送信センサを適用する場合は、受信方向が異なる複数の受信センサをそれぞれ異なる受信方向で配設しておくことで、同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の横割れ探傷装置の実施の形態１を説明した図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は図１ａのｂ−ｂ矢視図である。
【図２】本発明の横割れ探傷装置の実施の形態２を説明した平面図である。
【図３】本発明の横割れ探傷装置の実施の形態３を説明した平面図である。
【図４】（ａ）は試作の探傷装置を構成する送受信センサを示した写真図であり、（ｂ）、（ｃ）はいずれも送受信センサを裏側から見た写真図であり、（ｄ）は図１で示す探傷装置を試作した平面写真図である。
【図５】従来の横割れ探傷方法の実施の形態を説明した図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は図５ａのｂ−ｂ矢視図である。
【図６】従来の横割れ探傷方法の別の実施の形態を説明した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明の横割れ探傷装置の実施の形態１〜３を説明する。なお、図示例の一部は、たとえば三台の送信センサと受信センサを備えた探傷装置であるが、送信センサおよび受信センサの基数が三台に限定されるものでないことは勿論のことである。
【００４１】
（横割れ探傷装置の実施の形態１）
図１は本発明の横割れ探傷装置の実施の形態１を説明した図であって、図１ａは平面図であり、図１ｂは図１ａのｂ−ｂ矢視図である。
【００４２】
図示する探傷装置１０は、少なくとも金属の母材Ｂ同士を繋ぐ溶接線Ｗを跨ぐ位置に配設された超音波ｔｐ１を送信する複数の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３と、横割れｔｃ３〜ｔｃ５で反射した超音波ｒｐ１を受信する複数の受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３から大略構成されている。なお、図示例では実際に横割れｔｃ３のみが生じているが、横割れｔｃ３と別の位置に生じ得る横割れｔｃ４、ｔｃ５も探傷可能であることを説明するべく、これら横割れｔｃ４、ｔｃ５は破線で示している。
【００４３】
探傷装置１０の探傷範囲Ａは、溶接線Ｗとその左右にある熱影響部ＨＡＺ、さらにその左右にあって母材Ｂの厚みｔをカバーする余裕しろＲを含む範囲であり、この探傷範囲Ａにある横割れｔｃ３等を主たる探傷対象とするものである。
【００４４】
溶接線Ｗとその左右の母材Ｂの厚みｔを含む広範囲な探傷範囲Ａに対し、この探傷範囲Ａを跨ぐようにして複数の送受信センサＳｔ１〜Ｓｔ３，Ｓｒ１〜Ｓｒ３が配設される。
【００４５】
そして、探傷装置１０は、図１ｂで示すように、母材Ｂの底面に向かって超音波ｔｐ１を送信し、当該底面で反射した超音波ｔｐ１を横割れｔｃ３等に入射させ、横割れｔｃ３等で反射した超音波ｒｐ１を再度母材Ｂの底面に送り、底面で反射した超音波ｒｐ１を受信センサＳｒ１等で受信する、いわゆるパルス反射法を適用して探傷する装置である。なお、実際には送信される超音波ｔｐ１と反射した超音波ｒｐ１はいずれも帯状で一定の幅を有しているが、図１においては、超音波ｔｐ１、ｒｐ１を代表する形で、中心ビームの方向を矢印で記載している。
【００４６】
探傷装置１０では、三台の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３を超音波ｔｐ１の送信方向に直交する方向に横一列に並列させる。
【００４７】
ここで、三台の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３はいずれも探傷範囲に一定幅の超音波ｔｐ１を照射するように制御されている。さらに、送信される超音波ｔｐ１の送信軌跡と反射した超音波ｒｐ１の反射軌跡が、図１ａで示すように平面視でＶの字状をなすように、各送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３による送信方向と各受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３による受信方向が設定されている。さらに、三台の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３と三台の受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３は、溶接線の溶接方向Ｌに直交する線状に配置され、任意の横割れ（ｔｃ３〜ｔｃ５）を頂点として、各送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３と各受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３がたとえば二等辺三角形を形成するような平面配置で配置されている。なお、「任意の横割れを頂点とする」とは、送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３と各受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３を溶接線の溶接方向Ｌに直交する線状に配置するとともに、送信される超音波の溶接線への入射角度と結果的に照射範囲内に存在している横割れで反射した超音波の反射角度が同じ角度となるように平面視でＶの字状をなすように送受信センサを配置することにより、形成される二等辺三角形の頂点に存在する横割れが探傷されることを意味している。
【００４８】
各送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３から送信された一定幅を有する超音波ｔｐ１は、溶接線Ｗとその左右にある熱影響部ＨＡＺ、さらにその左右にある余裕しろＲの全範囲をカバーするように照射される。したがって、これら広範囲の任意の位置に生じる横割れに対して、超音波ｔｐ１を漏れなく照射することができる。図１においては、複数の超音波ｔｐ１の中の一つの超音波ｔｐ１が横割れｔｃ３に入射し、横割れｔｃ３で反射した超音波ｒｐ１が三台の受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３のいずれか一つ（図示例では受信センサＳｒ１）で受信される。
【００４９】
図１ｂから明らかなように、横割れの位置によって反射した超音波ｒｐ１が受信センサ側に入射する平面位置はそれぞれに異なるものの、三台の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３が直列に配置されていることから、任意の位置にある横割れで反射する超音波ｒｐ１を漏れなく受信することができる。
【００５０】
それぞれ三台の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３，受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３の送受信角度を所望に設定し、かつそれぞれの平面位置（探傷範囲Ａからの離間）を所望に設定した状態で、各送受信センサＳｔ１〜Ｓｔ３，Ｓｒ１〜Ｓｒ３を溶接線Ｗの溶接方向Ｌに平行に同期して移動させながら、各位置での横割れの探傷をおこなう。
【００５１】
図１ａで示す例では、実際に生じている横割れｔｃ３以外にも、探傷範囲Ａ内の他の位置に生じ得る横割れｔｃ４〜ｔｃ８も漏れなく探傷することが可能になる。なお、図１ａにおける横割れｔｃ６、ｔｃ８の探傷に際しては、送信センサの帯状の超音波ビームの幅を拡げるべく、たとえば送信センサＳｔ３の隣に追加で別途の送信センサを配設し、受信センサも当該超音波ビームの反射波を受信できるように、受信センサＳｒ３の後ろに追加で別途の受信センサを配設することで探傷を確実に実行することができる。あるいは、図１の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３と受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３を溶接線Ｌに対し、反転した位置に配設することによっても確実な探傷が可能になる。
【００５２】
このように、複数の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３を併設して、超音波ｔｐ１の一定幅に対して送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３の基数を乗じた幅の超音波を探傷範囲Ａに照射し、各超音波ｔｐ１が横割れｔｃ３等にて反射してなる反射後の超音波ｒｐ１を、直列に配設された複数の受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３で受信することにより、送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３、受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３を縦方形走査させることなく、溶接線Ｗの溶接方向Ｌに沿って移動させながら、したがって効率的かつ短時間に、溶接線Ｌの幅からＨＡＺを含む余裕しろＲまでをカバーする広範囲の探傷範囲Ａにおける横割れを探傷することができる。
【００５３】
送信センサと受信センサの駆動回路への接続に関しては、送信センサＳｔ１、Ｓｔ２、Ｓｔ３と受信センサＳｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３のそれぞれを独立に配線し、個々のセンサに対して独立した駆動回路を設ける構成としてもよい。また、図示を省略するが、送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３と受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３は、送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３同士を共通のケーブルで結線し、受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３同士も同様に共通のケーブルで結線させてそれぞれに固有の回路に繋ぐことにより、簡易な構成の送信センサ駆動回路と受信センサ駆動回路を形成することができる。なお、反射してくる超音波を適切に受信できる場合には、受信センサの数は送信センサの数と同数でなくてもよい。
【００５４】
（横割れ探傷装置の実施の形態２）
図２は本発明の横割れ探傷装置の実施の形態２を説明した平面図である。
【００５５】
図示する探傷装置１０Ａは、三台の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３を超音波ｔｐ１の送信方向に直交する方向に配設するものの、探傷装置１０と異なり、各送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３を超音波ｔｐ１の送信方向にずらして配設している点で探傷装置１０と構成上の相違がある。また、さらに、各送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３をこのように相互にずらして配設したことに起因して、三台の受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３を直列配置ではなく、超音波ｒｐ１の受信方向に直交する方向で、かつ当該受信方向に相互にずらした状態で各受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３を配設している点においても探傷装置１０と構成上の相違がある。
【００５６】
探傷装置１０Ａによれば、溶接線Ｗの溶接方向Ｌの任意の同じ位置のいずれの位置に横割れが生じていても、漏れなくそれらの探傷をおこなうことができる（図では左側位置に横割れｔｃ９のみが生じているが、中央位置に横割れｔｃ１０が生じた場合や、右側位置に横割れｔｃ１１が生じた場合でも探傷が可能）。
【００５７】
すなわち、実施の形態１にかかる探傷装置１０が溶接方向Ｌの異なる位置に存在し得る複数の横割れｔｃ３等を探傷できるのに対して、本実施の形態２にかかる探傷装置１０Ａでは、横割れの溶接線に沿った方向（Ｘ１方向）の存在位置の特定が容易となり、探傷位置の計測管理までを含む全作業の効率性を高めることができる。
【００５８】
探傷装置１０Ａにおいても、それぞれ三台の送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３，受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３の送受信角度を所望に設定し、かつそれぞれの平面位置（探傷範囲Ａからの離間）を所望に設定した状態で、各送受信センサＳｔ１〜Ｓｔ３，Ｓｒ１〜Ｓｒ３を溶接線Ｗの溶接方向Ｌに平行に同期して移動させながら、各位置での横割れの探傷をおこなう。
【００５９】
探傷装置１０Ａに関しても、送信センサと受信センサの駆動回路への接続に関しては、送信センサＳｔ１、Ｓｔ２、Ｓｔ３と受信センサＳｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３のそれぞれを独立に配線し、個々のセンサに対して独立した駆動回路を設ける構成としてもよい。また、送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３と受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３は、送信センサＳｔ１〜Ｓｔ３同士を共通のケーブルで結線し、受信センサＳｒ１〜Ｓｒ３同士も同様に共通のケーブルで結線させてそれぞれに固有の回路に繋ぐことにより、簡易な構成の送信センサ駆動回路と受信センサ駆動回路を形成することができる。
【００６０】
（横割れ探傷装置の実施の形態３）
図３は本発明の横割れ探傷装置の実施の形態３を説明した平面図である。
【００６１】
図示する探傷装置１０Ｂは、探傷装置１０，１０Ａと異なり、送信センサＳｔ４が、探傷範囲Ａに対して略扇形に広がるワイドな超音波ｔｐ２を送信するように制御されているものである。なお、図３において、超音波ｔｐ２の矢印は、中心ビームの方向を示してはおらず、扇形に超音波ビームが拡がっていることをイメージ的に表わしている。
【００６２】
このようにワイドな超音波ｔｐ２を送信することから、一台の送信センサＳｔ４のみで探傷範囲Ａをカバーできる超音波ｔｐ２を送信することができる。
【００６３】
一方、ワイドな超音波ｔｐ２は実際に生じている横割れｔｃ１２のほか、別の位置で生じ得る横割れｔｃ１３、ｔｃ１４に対してそれぞれ異なる入射角で入射することから、これら横割れｔｃ１２〜ｔｃ１４で反射した超音波ｒｐ２、ｒｐ３、ｒｐ４はそれぞれ異なる反射方向に反射する。
【００６４】
そこで、図示するようにたとえば三台の受信センサＳｒ４〜Ｓｒ６を、それぞれ異なる受信方向（受信角度がそれぞれ、θ１、θ２、θ３）となるように配設する。
【００６５】
図３からも明らかなように、送信センサＳｔ４と受信センサＳｒ４と探傷される横割れｔｃ１２は平面視で二等辺三角形を形成し（二等辺三角形の頂点に位置する横割れｔｃ１２が探傷される）、送信センサＳｔ４と他の受信センサＳｒ５と別途生じ得る横割れｔｃ１３、送信センサＳｔ４と他の受信センサＳｒ６と別途生じ得る横割れｔｃ１４もそれぞれ、平面視で二等辺三角形を形成する（二等辺三角形の頂点に位置する横割れｔｃ１３、ｔｃ１４が探傷される）。
【００６６】
探傷装置１０Ｂによれば、一台の送信センサＳｔ４のみで探傷範囲Ａ内にある横割れｔｃ１２等を探傷することができ、装置コストの低減を図ることができる。
【００６７】
探傷装置１０Ｂにおいては、送信センサＳｔ４の配設位置と各受信センサＳｒ４〜Ｓｒ６の配設位置が上記するように探傷される横割れとともに二等辺三角形を形成するように送受信センサＳｔ４，Ｓｒ４〜Ｓｒ６の各角度等を特定するのが望ましい。そして探傷装置１０Ｂにおいても、それぞれの送受信センサＳｔ４、Ｓｒ４等の送受信角度を所望に設定し、かつそれぞれの平面位置（探傷範囲Ａからの離間）を所望に設定した状態で、各送受信センサＳｔ４，Ｓｒ４等を溶接線Ｗの溶接方向Ｌに平行に同期して移動させながら、各位置での横割れの探傷をおこなう。
【００６８】
（探傷装置の試作について）
本発明者等は本発明の探傷装置の試作をおこなった。ここで、図４ａは試作の探傷装置を構成する送受信センサを示した写真図であり、図４ｂ、図４ｃはいずれも送受信センサを裏側から見た写真図であり、図４ｄは図１で示す探傷装置を試作した平面写真図である。
【００６９】
図示するように、三台の送信センサ、三台の受信センサともに金属製のケースに収容して一体とし、各ケースにはそれぞれ一つのコネクタがあり、複数のセンサが共通のケーブルで繋がれる構成となっている。また、各センサの具備する振動子は、超音波を鋼材に適切な角度で入射させるための樹脂製のくさびによって固定されている。図４ｄで示す試作された探傷装置は、複数の送受信センサがそれぞれケース内に収容されていることから操作性が良好であり、さらに、送受信センサがそれぞれ共通のケーブルで結線されてそれぞれに固有の回路に繋がれることにより、簡易な構成の送信センサ駆動回路と受信センサ駆動回路を形成することができた。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。たとえば、センサ面と反対側に存在する横割れを探傷する場合でも、本発明の横割れ探傷装置を適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１０、１０Ａ、１０Ｂ…探傷装置（横割れ探傷装置）、Ｓｔ，Ｓｔ１，Ｓｔ２，Ｓｔ３…送信センサ、Ｓｒ，Ｓｒ１，Ｓｒ２，Ｓｒ３…受信センサ、Ｂ…母材、Ｗ…溶接線、ＨＡＺ…熱影響部、Ｒ…余裕しろ、ｔｐ１…超音波（送信される超音波）、ｒｐ１…超音波（反射した超音波）、ｔｃ、ｔｃ１〜ｔｃ１４…横割れ、Ｌ…溶接方向、Ａ…探傷範囲
【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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