(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の円周方向へ延びる溶接継手に対し、溶接継手に沿って円周方向へ位置を移動しつつ配管の外面側から超音波を入射して割れからの反射波を検知し割れを計測する配管溶接継手の超音波探傷方法において、
溶接継手近傍の割れが推測される位置と超音波の入射角とに基づき溶接継手に対し超音波探触子を置くべき基点までの距離を定め、
超音波の発散角が５゜〜１０゜と狭い集束型超音波探触子を配管外面の溶接継手から管軸方向へ上記距離を有した基点位置に配置し、
前記集束型超音波探触子を円周方向へ１゜〜５゜の微小ピッチずつ位置を移動しつつ全周に亘り走査させ、
溶接継手に対し管軸方向から超音波を入射することにより得られた反射波と、溶接継手に対し管軸方向から５゜〜１５゜傾斜させて超音波を入射することにより得られた反射波と、溶接継手に対し管軸方向から−５゜〜−１５゜傾斜させて超音波を入射することにより得られた反射波との３種類の反射波を計測し、
同一の到達位置からの上記３種類の反射波のうちの最大値を採用して割れの形状を推定することを特徴とする配管溶接継手の超音波探傷方法。
【請求項２】
配管の管軸方向へ延びる溶接継手に対し、溶接継手に沿って管軸方向へ位置を移動しつつ配管の外面側から超音波を入射して割れからの反射波を検知し割れを計測する配管溶接継手の超音波探傷方法において、
溶接継手近傍の割れが推測される位置と超音波の入射角とに基づき溶接継手に対し超音波探触子を置くべき基点までの距離を定め、
超音波の発散角が５゜〜１０゜と狭い集束型超音波探触子を配管外面の溶接継手から円周方向へ上記距離を有した基点位置に配置し、
前記集束型超音波探触子を管軸方向へ１ｍｍ〜２ｍｍの微小ピッチずつ位置を移動しつつ溶接継手の全長に亘り走査させ、
溶接継手に対し円周方向から超音波を入射することにより得られた反射波と、溶接継手に対し円周方向から５゜〜１５゜傾斜させて超音波を入射することにより得られた反射波と、溶接継手に対し円周方向から−５゜〜−１５゜傾斜させて超音波を入射することにより得られた反射波との３種類の反射波を計測し、
同一の到達位置からの上記３種類の反射波のうちの最大値を採用して割れの形状を推定することを特徴とする配管溶接継手の超音波探傷方法。
【請求項３】
前記基点位置に対し管厚の０．１〜０．３倍の距離だけ溶接継手に近付けた位置と、前記基点位置に対し管厚の０．１〜０．３倍の距離だけ溶接継手に遠ざけた位置とを新たな基点位置として上記請求項１または請求項２の操作を行い、
上記３つの基点位置から得られた３種類の最大値の反射波のうちの更に最大値を採用して割れの形状を推定するか、
または、上記に加えて、最初の基点位置に対し管厚の０．４〜０．６倍の距離だけ溶接継手に近付けた位置と、最初の基点位置に対し管厚の０．４〜０．６倍の距離だけ溶接継手に遠ざけた位置とを新たな基点位置として上記請求項１または請求項２の操作を行い、
上記５つの基点位置から得られた５種類の最大値の反射波のうちの更に最大値を採用して割れの形状を推定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配管溶接継手の超音波探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、配管の溶接継手のように、内表面の凹凸や引張残留応力や冶金的な変質に起因して、溶接継手近傍の内面から発生する振動疲労割れや応力腐食割れを外部から推定し、製造者においては出荷の可否を、使用者においては取り替えの要否を判断するための情報を得られるようにした配管溶接継手の超音波探傷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
配管に生じる割れは、その深さが管厚の１／１０以上に達すると、それまでに費やした期間よりも短い期間で急激に成長し、配管を貫通するおそれがあることが知られている。そのため、深さが管厚の１／１０程度以下の比較的浅い割れを検出し得るようにすることが望まれている。
【０００３】
配管の内面の割れに対しては、現在、超音波を入射して割れからの反射波（エコー）を検知する超音波探傷法が主流となっている。具体的には、図１５（ａ）に示すように、超音波探触子１を配管２の割れ３が存在する可能性の高い位置に押し当て、２０゜〜３０゜の拡がり（発散角）で超音波４を入射し、割れ３によって反射された反射波５の音圧の変化を図１５（ｂ）に示すような電気信号に変え、そのピーク値を計測する。そして、予め確認しておいた割れ３の深さと電気信号のピーク値との関係を参照して、上記位置における割れ３の深さを推定する。その後、上記計測を位置を変えて多数回行い、割れ３の深さと拡がりを求めて行くようにする。なお、図１５中、符号６は溶接継手である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の超音波探傷手段では、超音波４の発散角が２０゜〜３０゜の標準的な超音波探触子１が使用されているが、管厚の１／１０相当の浅い割れ３、或いは、０．５ｍｍ以下の浅い割れ３から得られる音圧は低いため、信号とノイズとの判別が難しかった。
【０００５】
そのため、図１６（ａ）に示すように、発散角が５゜〜１０゜と狭い集束型の超音波探触子７を使用して、割れ３から強い反射音圧を得ることも行われたが、視野が狭いため、管厚相当の距離で溶接線に近付いたり遠ざかったりする、いわゆる位置の揺らぎがある現実の割れ３を見落すことがあった。また、発散角が狭いため、多数の凹凸面を有してジグザグ状を呈している現実の割れ３から安定した反射音圧を得ることが難しいなどの問題があり、広くは用いられなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消し、配管の内面に発生する微小な割れを精度良く計測することのできる配管溶接継手の超音波探傷方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明では、配管の円周方向へ延びる溶接継手に対し、溶接継手に沿って円周方向へ位置を移動しつつ配管の外面側から超音波を入射して割れからの反射波を検知し割れを計測する配管溶接継手の超音波探傷方法において、溶接継手近傍の割れが推測される位置と超音波の入射角とに基づき溶接継手に対し超音波探触子を置くべき基点までの距離を定め、超音波の発散角が５゜〜１０゜と狭い集束型超音波探触子を配管外面の溶接継手から管軸方向へ上記距離を有した基点位置に配置し、前記集束型超音波探触子を円周方向へ１゜〜５゜の微小ピッチずつ位置を移動しつつ全周に亘り走査させ、溶接継手に対し管軸方向から超音波を入射することにより得られた反射波と、溶接継手に対し管軸方向から５゜〜１５゜傾斜させて超音波を入射することにより得られた反射波と、溶接継手に対し管軸方向から−５゜〜−１５゜傾斜させて超音波を入射することにより得られた反射波との３種類の反射波を計測し、同一の到達位置からの上記３種類の反射波のうちの最大値を採用して割れの形状を推定することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された請求項１にかかる発明によれば、集束型超音波探触子を用いることにより、割れから高い反射音圧が得られるので、信号とノイズとを確実に判別して深さが管厚の１／１０程度以下の微小な割れを検知することができるようになる。
【０００９】
集束型超音波探触子を円周方向へ１゜〜５゜の微小ピッチずつ位置を移動しつつ全周に亘り走査させることにより、全周を漏れなく計測することが可能となる。
【００１０】
超音波を管軸方向から入射した反射波と、管軸方向から５゜〜１５゜傾斜させて入射した反射波と、管軸方向から−５゜〜−１５゜傾斜させて入射した反射波との３種類の反射波のうちの最大値を採用することにより、ジグザグ状を呈している現実の割れから安定した反射音圧を得ることができるようになる。
【００１１】
以上により、配管の内面に発生する微小な割れを確実且つ精度良く計測することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載された発明では、配管の管軸方向へ延びる溶接継手に対し、溶接継手に沿って管軸方向へ位置を移動しつつ配管の外面側から超音波を入射して割れからの反射波を検知し割れを計測する配管溶接継手の超音波探傷方法において、溶接継手近傍の割れが推測される位置と超音波の入射角とに基づき溶接継手に対し超音波探触子を置くべき基点までの距離を定め、超音波の発散角が５゜〜１０゜と狭い集束型超音波探触子を配管外面の溶接継手から円周方向へ上記距離を有した基点位置に配置し、前記集束型超音波探触子を管軸方向へ１ｍｍ〜２ｍｍの微小ピッチずつ位置を移動しつつ溶接継手の全長に亘り走査させ、溶接継手に対し円周方向から超音波を入射することにより得られた反射波と、溶接継手に対し円周方向から５゜〜１５゜傾斜させて超音波を入射することにより得られた反射波と、溶接継手に対し円周方向から−５゜〜−１５゜傾斜させて超音波を入射することにより得られた反射波との３種類の反射波を計測し、同一の到達位置からの上記３種類の反射波のうちの最大値を採用して割れの形状を推定することを特徴としている。
【００１３】
このように構成された請求項２にかかる発明によれば、集束型超音波探触子を用いることにより、割れから高い反射音圧が得られるので、信号とノイズとを確実に判別して深さが管厚の１／１０程度以下の微小な割れを検知することができるようになる。
【００１４】
集束型超音波探触子を管軸方向へ所要のピッチずつ位置を移動しつつ溶接継手の全長に亘り走査させることにより、溶接継手の全長を漏れなく計測することが可能となる。
【００１５】
超音波を円周方向から入射した反射波と、円周方向から５゜〜１５゜傾斜させて入射した反射波と、円周方向から−５゜〜−１５゜傾斜させて入射した反射波との３種類の反射波のうちの最大値を採用することにより、ジグザグ状を呈している現実の割れから安定した反射音圧を得ることができるようになる。
【００１６】
以上により、配管の内面に発生する微小な割れを確実且つ精度良く計測することが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載された発明では、前記基点位置に対し管厚の０．１〜０．３倍の距離だけ溶接継手に近付けた位置と、前記基点位置に対し管厚の０．１〜０．３倍の距離だけ溶接継手に遠ざけた位置とを新たな基点位置として上記請求項１または請求項２の操作を行い、上記３つの基点位置から得られた３種類の最大値の反射波のうちの更に最大値を採用して割れの形状を推定するか、または、上記に加えて、最初の基点位置に対し管厚の０．４〜０．６倍の距離だけ溶接継手に近付けた位置と、最初の基点位置に対し管厚の０．４〜０．６倍の距離だけ溶接継手に遠ざけた位置とを新たな基点位置として上記請求項１または請求項２の操作を行い、上記５つの基点位置から得られた５種類の最大値の反射波のうちの更に最大値を採用して割れの形状を推定することを特徴としている。
【００１８】
このように構成された請求項３にかかる発明によれば、基点位置を管軸方向へ変えて上記請求項１または請求項２の操作を行うことにより、管厚相当の範囲に対し、計測を行うことが可能となる。よって、溶接線に近付いたり遠ざかったりする、いわゆる位置の揺らぎがある現実の割れを漏れなく計測することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図示例と共に説明する。
【００２０】
図１〜図５は、この発明の実施の形態を示すものである。なお、前記従来例と同一ないし均等な部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００２１】
この実施の形態に使用する配管溶接継手の超音波探傷装置は、超音波４の発散角が狭い集束型超音波探触子１１と、特に図示しないが、該集束型超音波探触子１１を溶接継手１２に沿って移動する移動用駆動部と、該移動用駆動部を制御する移動部制御部と、前記集束型超音波探触子１１を溶接継手１２に対して傾斜させる回転駆動部と、該回転駆動部を制御する駆動部制御部と、反射波５の最大値を求める音圧信号ピーク値Ａ／Ｄ変換部と、反射波５の音圧信号と集束型超音波探触子１１の傾斜角１３とを記録する記録部と、反射波５の音圧信号と集束型超音波探触子１１の傾斜角１３とをプロットするプロット部と、各種設定パネルなどとを備えている。
【００２２】
そして、配管２の円周方向３３へ延びる溶接継手１２に対し、溶接継手１２に沿って円周方向３３へ位置を移動しつつ配管２の外面側から超音波４を入射して割れ３からの反射波５を検知し割れ３を計測する場合に、図２（ａ）に示すように、溶接継手１２近傍の割れ３が推測される位置と超音波４の入射角とに基づき溶接継手１２に対し超音波探触子１を置くべき基点位置１４までの距離１５を定める。
【００２３】
次に、超音波４の発散角が狭い集束型超音波探触子１１を配管２外面の溶接継手１２から管軸方向１６へ上記距離１５を有した基点位置１４に配置し、前記集束型超音波探触子１１を円周方向３３へ１゜〜５゜の微小ピッチずつ位置を移動しつつ全周に亘り走査させる。
【００２４】
そして、図１（ｂ）に示すように、溶接継手１２に対し管軸方向１６（溶接継ぎ手１２垂直な方向）から超音波４を入射し、反射波５を得る。また、図１（ｃ）に示すように、溶接継手１２に対し管軸方向１６から５゜〜１５゜傾斜させて超音波４を入射し、反射波５を得る。更に、図１（ｄ）に示すように、溶接継手１２に対し管軸方向１６から−５゜〜−１５゜傾斜させて超音波４を入射し、反射波５を得る。以上により、ほぼ同一の到達位置からの上記３種類の反射波５を計測する。
【００２５】
この場合、一箇所で、管軸方向１６から超音波４を入射する操作と、管軸方向１６から５゜〜１５゜傾斜させて超音波４を入射する操作と、管軸方向１６から−５゜〜−１５゜傾斜させて超音波４を入射する操作との全てを行ってから、集束型超音波探触子１１を円周方向３３へ走査させるようにしても良い。
【００２６】
或いは、管軸方向１６から超音波４を入射する操作を行いつつ集束型超音波探触子１１を円周方向３３へ走査した後、管軸方向１６から５゜〜１５゜傾斜させて超音波４を入射する操作を行いつつ集束型超音波探触子１１を円周方向３３へ走査させ、最後に、管軸方向１６から−５゜〜−１５゜傾斜させて超音波４を入射する操作を行いつつ集束型超音波探触子１１を円周方向３３へ走査させるようにしても良い。
【００２７】
なお、集束型超音波探触子１１を傾斜させた場合の集束型超音波探触子１１の位置は、集束型超音波探触子１１を傾斜させたことによる超音波４の到達位置に修正しておく。
【００２８】
但し、集束型超音波探触子１１の傾斜角１３が小さい場合や、集束型超音波探触子１１の入射角が４５゜以下の場合には、集束型超音波探触子１１の傾斜による超音波４の到達位置と集束型超音波探触子１１の位置とのズレ量は小さいので、位置の修正操作は省略しても良い。また、比較的深い割れ３を対照とする場合には、割れ３の長さの計測誤差の許容範囲が大きいので、位置の修正操作は省略できる。
【００２９】
そして、最後に、図１（ｅ）に示すように、ほぼ同一の到達位置からの上記３種類の反射波５のうちの最大値を採用して、割れ３と位置との関係をプロットすることにより、割れ３の形状を推定する。
【００３０】
更に、上記に加えて、前記基点位置１４に対し管厚の０．１〜０．３倍の距離だけ溶接継手１２に近付けた位置１７と、前記基点位置１４に対し管厚の０．１〜０．３倍の距離だけ溶接継手１２から遠ざけた位置１８とを新たな基点位置としてそれぞれ上記操作を行う。
【００３１】
必要に応じて更に、最初の基点位置１４に対し管厚の０．４〜０．６倍の距離だけ溶接継手１２に近付けた位置１９と、最初の基点位置１４に対し管厚の０．４〜０．６倍の距離だけ溶接継手１２から遠ざけた位置２０とを新たな基点位置としてそれぞれ上記操作を行う。
【００３２】
そして、同一の位置から得られた３種類または５種類の反射波５のうちの最大値を採用して割れ３の形状を推定する。
【００３３】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
【００３４】
配管溶接継手１２の超音波探傷装置は、図１、図２に示すように、集束型超音波探触子１１が発散角の狭い超音波４を配管２へ入射し、溶接継手１２近傍に発生した割れ３からの反射波５を受信する。集束型超音波探触子１１は、ビームの拡がりがほぼ一定しており、図３に示すように、約±１０゜の指向性を有している。移動部制御部は移動用駆動部へ制御信号を送って集束型超音波探触子１１を溶接継手１２に沿って所要のピッチずつ移動させる。駆動部制御部は回転駆動部へ制御信号を送って集束型超音波探触子１１を傾斜させる。
【００３５】
そして、音圧信号ピーク値Ａ／Ｄ変換部が、同一位置についての反射波５のうちの最大値を求める。更に、記録部が反射波５の音圧信号と集束型超音波探触子１１の傾斜角１３とを記録し、プロット部がこれをプロットする。
【００３６】
このように、集束型超音波探触子１１を用いることにより、割れ３から高い反射音圧が得られるので、信号とノイズとを確実に判別して微小な割れ３を検知することができるようになる。
【００３７】
集束型超音波探触子１１を円周方向３３へ１゜〜５゜の微小ピッチずつ位置を移動しつつ全周に亘り走査させることにより、全周を漏れなく計測することが可能となる。
【００３８】
超音波４を管軸方向１６から入射した反射波５と、管軸方向１６から５゜〜１５゜傾斜させて入射した反射波５と、管軸方向１６から−５゜〜−１５゜傾斜させて入射した反射波５との３種類の反射波５のうちの最大値を採用することにより、多数の凹凸面を有してジグザグ状を呈している現実の割れ３から安定した反射音圧を得ることができるようになる。
【００３９】
即ち、現実の割れ３は、図１に示すように、直径１ｍｍ〜５ｍｍの小平面２１〜２３の集合体となっており、約半数は、溶接継手１２に対し１０゜以上の傾きを有しているが、そのほとんどは２０゜以内の傾きとなっているので、超音波４を管軸方向１６から±５゜〜±１５゜傾斜させて入射させることにより、ほとんどの割れ３を計測することが可能となる。なお、図４に示すように、超音波４を傾斜させずに入射させるのみであると、１０゜以上の傾きを有する割れ３から十分な反射音圧を得ることができない。
【００４０】
以上により、配管２の内面に発生する微小な割れ３を確実且つ精度良く計測することが可能となる。
【００４１】
また、基点位置１４を、管厚の±０．１〜±０．３倍、或いは更に、管厚の±０．４〜±０．６倍管軸方向１６へ変えて上記の操作を行うことにより、管厚相当の範囲に対し、計測を行うことが可能となる。よって、図５に示すように、溶接弱点部の軸方向のバラツキに依存して溶接線（溶接継手１２）に近付いたり遠ざかったりする、いわゆる位置の揺らぎ（イ≠ロ≠ハ≠ニ）がある現実の割れ３を漏れなく計測することが可能となる。なお、溶接弱点部とは、開先の溶け込み不足や、溶接止端部の突出や、溶接中に４００℃〜６００℃の温度域に長時間保たれたことにより生じた変質部などである。
【００４２】
なお、本発明の他の実施の形態として、配管２の管軸方向１６へ延びる溶接継手１２に対し、溶接継手１２に沿って管軸方向１６へ位置を移動しつつ配管２の外面側から超音波４を入射して割れ３からの反射波５を検知し割れ３を計測する場合に適用することが可能である。
【００４３】
この場合には、溶接継手１２近傍の割れ３が推測される位置と超音波４の入射角とに基づき溶接継手１２に対し超音波探触子１を置くべき基点位置１４までの距離１５を定め、超音波４の発散角が狭い集束型超音波探触子１１を配管２外面の溶接継手１２から円周方向３３へ上記距離１５を有した基点位置１４に配置し、前記集束型超音波探触子１１を管軸方向１６へ微小ピッチ、例えば、１ｍｍ〜２ｍｍずつ位置を移動しつつ溶接継手１２の全長に亘り走査させ、溶接継手１２に対し円周方向３３から超音波４を入射することにより得られた反射波５と、溶接継手１２に対し円周方向３３から５゜〜１５゜傾斜させて超音波４を入射することにより得られた反射波５と、溶接継手１２に対し円周方向３３から−５゜〜−１５゜傾斜させて超音波４を入射することにより得られた反射波５との３種類の反射波５を計測し、ほぼ同一の到達位置からの上記３種類の反射波５のうちの最大値を採用して、割れ３と位置との関係をプロットすることにより、割れ３の形状を推定するようにする。
【００４４】
このように、配管２の管軸方向１６へ延びる溶接継手１２に対して適用した場合でも、集束型超音波探触子１１を用いることにより、割れ３から高い反射音圧が得られるので、信号とノイズとを確実に判別して微小な割れ３を検知することができるようになる。
【００４５】
集束型超音波探触子１１を管軸方向１６へ微小ピッチずつ位置を移動しつつ溶接継手１２の全長に亘り走査させることにより、溶接継手１２の全長を漏れなく計測することが可能となる。
【００４６】
超音波４を円周方向３３から入射した反射波５と、円周方向３３から５゜〜１５゜傾斜させて入射した反射波５と、円周方向３３から−５゜〜−１５゜傾斜させて入射した反射波５との３種類の反射波５のうちの最大値を採用することにより、ジグザグ状を呈している現実の割れ３から安定した反射音圧を得ることができるようになる。
【００４７】
以上により、配管２の内面に発生する微小な割れ３を確実且つ精度良く計測することが可能となる。
【００４８】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
呼び径が２０ｍｍ、耐圧が１６０キロの配管２の内面に深さが、それぞれ、
０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、幅が０．５ｍｍのスリット状の人工欠陥を設け、配管２の外面に対し、入射角が７０゜、焦点直径が２ｍｍ、深さ方向表現の焦点距離が２ｍｍ〜８ｍｍの集束型超音波探触子１１を押し当てて、配管２の円周上を１゜おきに移動させ、上記スリットを狙って超音波４を送受信して、反射波５の音圧信号のピーク値を記録した。
【００４９】
その結果、図６に示すように、ノイズが数％であり、０．５ｍｍの深さのスリットが明確に認識できることが確認された。
【００５０】
一方、比較例として、発散角の広い標準の超音波探触子１を用いた場合には、図７に示すように、ｄＢ表示のＣＲＴ画面上で２０％高さのノイズが見られ、０．５ｍｍの深さのスリットは、ノイズに隠されて検出できないことが確認された。
（実施例２）
呼び径が２０ｍｍ、耐圧が１６０キロのステンレスパイプとソケットとで溶接継手１２を作り、濃度が４２％で沸騰状態の塩化マグネシウム水溶液に１．５時間浸漬した。この配管２に対し、実施例１で用いた集束型超音波探触子１１を用い、集束型超音波探触子１１の傾斜角１３が±１０゜、円周方向３３の移動距離（角）が１０゜の条件で走査させた。
【００５１】
その結果、図８に示すように、円周角１０゜〜１００゜の位置で比較的高い反射波５を得た。割れ３の最大深さは２．０ｍｍ（１００％の位置が２ｍｍに相当する）、応力腐食割れ３の長さは角度表示で７５゜となった。これは、図９に示すように、配管２を切断し顕微鏡観察して得られた割れ３の深さとほぼ一致した。一方、集束型超音波探触子１１を傾斜させずに用いた場合には、図１０に示すように、十分な反射音圧が得られず、しかも、６０゜や８０゜の位置で割れ３が検出されなかった。
（実施例３）
呼び径が２０ｍｍ、耐圧が１６０キロのステンレスパイプとソケットとで溶接継手１２を作り、濃度が４２％で沸騰状態の塩化マグネシウム水溶液に１．０時間浸漬した。この配管２に対し、実施例１で用いた集束型超音波探触子１１を用い、集束型超音波探触子１１の傾斜角１３が±１０゜、円周方向３３の移動距離（角）が１゜の条件で走査させた。
【００５２】
その結果、図１１に示すように、円周角２７０゜〜３６０゜の位置でノイズの２倍となる反射波５を得た。校正線図より、割れ３の最大深さは０．６ｍｍ（１００％の位置が２ｍｍに相当する）となった。これは、図１２に示すように、配管２を切断し顕微鏡観察して得られた割れ３の深さ０．２５ｍｍと比較的近いものであった。
【００５３】
一方、比較実施例として、集束型超音波探触子１１を傾斜させずに計測した場合には、図１３に示すように、割れ３の存在が示唆される程度であり、発散角の広い標準の超音波探触子１を用いた場合には、図１４に示すように、ノイズに埋もれていた。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１の発明によれば、集束型超音波探触子を用いることにより、割れから高い反射音圧が得られるので、信号とノイズとを確実に判別して深さが管厚の１／１０程度以下の微小な割れを検知することができるようになる。
【００５５】
集束型超音波探触子を円周方向へ１゜〜５゜の微小ピッチずつ位置を移動しつつ全周に亘り走査させることにより、全周を漏れなく計測することが可能となる。
【００５６】
超音波を管軸方向から入射した反射波と、管軸方向から５゜〜１５゜傾斜させて入射した反射波と、管軸方向から−５゜〜−１５゜傾斜させて入射した反射波との３種類の反射波のうちの最大値を採用することにより、ジグザグ状を呈している現実の割れから安定した反射音圧を得ることができるようになる。
【００５７】
以上により、配管の内面に発生する微小な割れを確実且つ精度良く計測することが可能となる。
【００５８】
請求項２の発明によれば、集束型超音波探触子を用いることにより、割れから高い反射音圧が得られるので、信号とノイズとを確実に判別して深さが管厚の１／１０程度以下の微小な割れを検知することができるようになる。
【００５９】
集束型超音波探触子を管軸方向へ所要のピッチずつ位置を移動しつつ溶接継手の全長に亘り走査させることにより、溶接継手の全長を漏れなく計測することが可能となる。
【００６０】
超音波を円周方向から入射した反射波と、円周方向から５゜〜１５゜傾斜させて入射した反射波と、円周方向から−５゜〜−１５゜傾斜させて入射した反射波との３種類の反射波のうちの最大値を採用することにより、ジグザグ状を呈している現実の割れから安定した反射音圧を得ることができるようになる。
【００６１】
以上により、配管の内面に発生する微小な割れを確実且つ精度良く計測することが可能となる。
【００６２】
請求項３の発明によれば、基点位置を管軸方向へ変えて上記請求項１または請求項２の操作を行うことにより、管厚相当の範囲に対し、計測を行うことが可能となる。よって、溶接線に近付いたり遠ざかったりする、いわゆる位置の揺らぎがある現実の割れを漏れなく計測することが可能となる、という実用上有益な効果を発揮し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施の形態にかかる集束型超音波探触子を用いた探傷方法を示す図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態にかかる集束型超音波探触子を用いて配管溶接継手の割れを計測している状態を示す部分拡大側方断面図、（ｂ）は（ａ）の超音波と反射波の波形を示すグラフである。
【図３】集束型超音波探触子の指向性を示すグラフである。
【図４】（ａ）（ｂ）は比較例として集束型超音波探触子を傾斜させない場合の図１と同様の図である。
【図５】溶接継手近傍の割れの位置の揺らぎを示す斜視図である。
【図６】実施例１にかかるスリット状人工欠陥からの反射波を示すグラフである。
【図７】実施例１の比較例にかかるスリット状人工欠陥からの反射波を示すグラフである。
【図８】実施例２にかかる典型的な応力腐食割れからの反射波を示すグラフである。
【図９】典型的な応力腐食割れの顕微鏡観察による形状を示すグラフである。
【図１０】実施例２の比較例にかかる典型的な応力腐食割れからの反射波を示すグラフである。
【図１１】実施例３にかかる微小な応力腐食割れからの反射波を示すグラフである。
【図１２】微小な応力腐食割れの顕微鏡観察による形状を示すグラフである。
【図１３】実施例３の比較例にかかる集束型超音波探触子を傾斜させない場合の微小な応力腐食割れからの反射波を示すグラフである。
【図１４】実施例３の比較例にかかる標準的な超音波探触子を用いた場合の微小な応力腐食割れからの反射波を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は標準的な超音波探触子を用いて配管溶接継手の割れを計測している状態を示す従来例の部分拡大側方断面図、（ｂ）は（ａ）の超音波と反射波の波形を示すグラフである。
【図１６】（ａ）は集束型の超音波探触子を用いて配管溶接継手の割れを計測している状態を示す従来例の部分拡大側方断面図、（ｂ）は（ａ）の超音波と反射波の波形を示すグラフである。
【符号の説明】
２    配管
３    割れ
４    超音波
５    反射波
１１  集束型超音波探触子
１２溶接継手
１３  傾斜角
１４  基点位置
１５  距離
１６  管軸方向
１７  位置
１８  位置
１９  位置
２０  位置
３３  円周方向
【図１】
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【図２】
0003825213.tif 000003
【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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