JP2001050938A - 自動超音波探傷方法及び自動超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 母材溶接部と肉盛り溶接部の同時探傷を可能
とする自動超音波探傷装置を提供すること。 【解決手段】 溶接継ぎ手部１０に対して、ＴＯＦＤ法
による超音波探傷とＰＡ法による超音波探傷とを同時に
行うものであり、ＰＡ法においては、前記溶接継ぎ手部
の幅方向にわたるように超音波送受信用振動子をリニア
に多数配列して成るアレイプローブ２１を用いて肉盛り
溶接部１１及び母材溶接部１２に対する超音波探傷を行
い、前記ＴＯＦＤ法においては、前記アレイプローブに
隣接し、かつ前記肉盛り溶接部をまたぐように設けられ
た２対の送信探触子及び受信探触子を用いて前記母材溶
接部に対する超音波探傷を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クラッド鋼製圧力
容器、及びステンレス／インコネル等の内面肉盛り溶接
仕様の圧力容器の溶接継ぎ手部の自動超音波探傷装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】圧力容器の設計、製作、検査を規定する
ＡＳＭＥコード、その他国内外の法規／コードは、放射
線検査（ＲＴ）を前提とするものであった。しかし、原
子力用機器に超音波検査（ＵＴ）が広く用いられるにお
よんで、１９９４年頃より放射線検査（ＲＴ）の代替と
して、自動超音波検査（ＡＵＴ）を使用してもよいとす
る例外規定を制定しようとする動きがでてきた。

【０００３】その後、ＡＳＭＥ規格委員会の審議を経
て、１９９６年１２月２３日、ＡＳＭＥ ＣＯＤＥ Ｃ
ＡＳＥ ２２３５として例外規定が承認され、自動超音
波探傷装置による板厚４インチ以上の圧力容器の合否判
定検査が可能となった。

【０００４】ＡＳＭＥ ＣＯＤＥ ＣＡＳＥ ２２３５
の基本要求事項として下記が挙げられる。

【０００５】１．板厚４インチまたはそれ以上に適用す
る。 ２．溶接線の両側２インチ範囲を探傷する。 ３．コンピュータによる自動データ処理を行う。 ４．検査結果は原始データをもファイル保存する。 ５．０．０６ｔを越えない大きさの傷を含む傷を内在し
た認定用試験体を準備する。 ６．検査員の認定 ７．検査手法のデモンストレーションによる評価承認 ８．傷寸法（Ｓ：深さ位置、Ｌ：長さ、Ａあるいは２
Ａ：高さ）の測定 ９．検査記録の提出 １０．合否判定基準 なお、ＡＳＭＥ ＣＯＤＥ ＣＡＳＥ ２２３５の合否
判定基準は、傷の深さ（Ａあるいは２Ａ）と長さ（Ｌ）
を測定してアスペクト比を求め、アスペクト比に応じて
決められた許容傷長さ（Ｌ）により合否を判定する。従
って、ＡＳＭＥＣＯＤＥ ＣＡＳＥ ２２３５適用のた
めには、傷の深さ位置、長さ、高さの正確な測定が要求
される。

【０００６】このような要求に対して、超音波探傷法の
なかでも、特に、傷の高さを他の超音波による非破壊検
査法と比べてより正確に測定できるＴＯＦＤ（Ｔｉｍｅ
ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：飛行
時間回析）法が採用されている。

【０００７】ＴＯＦＤ法を圧力容器の製作中、検査、据
え付け、保全の全般にわたり適用することにより、圧力
容器の健全性を監視・維持することに役立てることがで
きる。Ｒｉｓｋ Ｂａｓｅｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎの
普及と共に、ＴＯＦＤ法による使用期間中検査と余寿命
診断も行われている。

【０００８】ＴＯＦＤ法は、例えば、「溶接技術」平成
１０年９月号別冊に、『ＴＯＦＤ新しい超音波探傷法と
その活用』と題して開示されている。ＴＯＦＤ法は、簡
単に言えば、送信探触子と受信探触子を向かい合わせて
配置し、送信探触子から縦波を伝播させ、内在する傷の
上端、及び下端で発生した回析波を受信探触子で受信し
て解析を行う方法である。

【０００９】探傷面に沿ってラテラル波、傷からの回析
波、及び底面エコーの受信探触子への到着時間差と音速
の関係により、傷の深さと高さを正確に測定できる。走
査方法は、初期の粗探傷においては、溶接線を中心に２
個の探触子を配置し、溶接線に平行に走査（Ｄ−スキャ
ンと呼ばれる）する。そして、傷検出箇所のみ、傷検出
箇所を中心に２個の探触子を配置し、溶接線に直角に走
査（Ｂ−スキャンと呼ばれる）する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
次のような要求が提起されている。

【００１１】１．圧力容器の溶接後熱処理（ＰＷＨＴ）
後のステージにおいて、溶接継ぎ手部の放射線検査（Ｒ
Ｔ）、又はその代替の自動超音波検査（ＡＵＴ）実施要
という要求が非常に多くなってきている。そうした場
合、クラッド鋼製圧力容器、及びステンレス／インコネ
ル等の内面肉盛り溶接仕様の圧力容器においては、溶接
継ぎ手部の肉盛り溶接部を含めて合否判定検査を行わな
ければならない。

【００１２】２．クラッド材（母材）部、肉盛り溶接部
を強度部材に含んで板厚決定されたクラッド鋼製圧力容
器、及びステンレス／インコネル等の内面肉盛り溶接仕
様の圧力容器においても、溶接継ぎ手部の肉盛り溶接部
を含めて合否判定検査を行わなければならない。

【００１３】しかしながら、肉盛り溶接部に内在する傷
は、ＴＯＦＤ法では検出が非常に困難であり、合否判定
が不可能である。ＴＯＦＤ法による傷検出／合否判定
は、母材溶接部に限って行われているのが現状である。

【００１４】本発明は、上記のような問題点を鑑み、母
材溶接部と肉盛り溶接部の同時探傷を可能とする自動超
音波探傷装置を提供することを課題とする。

【００１５】本発明の他の課題は、クラッド鋼製圧力容
器、及びステンレス／インコネル等の内面肉盛り溶接仕
様の圧力容器の溶接継ぎ手部の自動超音波探傷装置であ
って、特に母材溶接部に限らず、肉盛り溶接部も同時探
傷にて傷検出を行うことにより、放射線検査（ＲＴ）法
の代替となる合否判定検査を可能とする自動超音波探傷
装置を提供することにある。

【００１６】本発明はまた、上記のシステムに適した自
動超音波探傷方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、溶接継
ぎ手部に対して、ＴＯＦＤ法による超音波探傷とＰＡ
（Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ）法による超音波探傷とを
同時に行うことを特徴とする自動超音波探傷方法が提供
される。

【００１８】本自動超音波探傷方法によれば、前記ＰＡ
法においては、前記溶接継ぎ手部の幅方向にわたるよう
に短冊形の超音波送受信用振動子をリニアに多数配列し
て成るアレイプローブを用いて前記肉盛り溶接部及び母
材溶接部に対する超音波探傷が行われ、前記ＴＯＦＤ法
においては、前記アレイプローブに隣接し、かつ前記溶
接継ぎ手部をまたぐように設けられた２対の送信探触子
及び受信探触子を用いて母材溶接部に対する超音波探傷
が行われることを特徴とする。

【００１９】本発明によればまた、溶接継ぎ手部におけ
る肉盛り溶接部及び母材溶接部に対してＰＡ法による超
音波探傷を行うための第１の探触手段と、前記母材溶接
部に対してＴＯＦＤ法による超音波探傷を行うための第
２の探触手段と、前記第１の探触手段の動作タイミング
を制御して該第１の探触手段からの受信信号を処理し前
記肉盛り溶接部及び前記母材溶接部における傷の有無を
検出すると共に、前記第２の探触手段の動作タイミング
を制御して該第２の探触手段からの受信信号を処理し前
記母材溶接部における傷の有無を検出する制御装置とを
備え、前記第１の探触手段は、前記溶接継ぎ手部の幅方
向にわたるように短冊形の超音波送受信用振動子をリニ
アに多数配列して成るアレイプローブを有し、前記第２
の探触手段は、前記アレイプローブに隣接し、かつ前記
溶接継ぎ手部をまたぐように設けられた２対の送信探触
子及び受信探触子を有し、前記第１の探触手段と前記第
２の探触手段は、前記溶接継ぎ手部の延在方向及びこれ
に直角な方向に移動可能なスキャナに搭載されているこ
とを特徴とする自動超音波探傷装置が提供される。

【００２０】本自動超音波探傷装置においては、前記ア
レイプローブは、第１〜第ＮのＮ個の超音波送受信用振
動子を有して、そのうちの第１〜第（Ｎ−２）の（Ｎ−
２）個の超音波送受信用振動子を前記ＰＡ法による超音
波探傷に用い、前記制御装置は、前記第１〜第ＮのＮ個
の超音波送受信用振動子に対する動作タイミングを制御
する機能を有し、前記制御装置は、第１〜第Ｍ（但し、
Ｍ＜Ｎ）のＭ個の超音波送受信用振動子を同時に励振し
て該Ｍ個の超音波送受信用振動子からの超音波を前記肉
盛り溶接部のある１点に集束させて照射するようにし、
次に、第２〜第（Ｍ＋１）のＭ個の超音波送受信用振動
子を同時に励振して該Ｍ個の超音波送受信用振動子から
の超音波を前記肉盛り溶接部の幅方向にずれた１点に集
束させて照射するようにし、これを｛（Ｎ／２）＋１｝
回行うことにより、前記溶接継ぎ手部の幅方向に関する
スキャンを行い、前記制御装置はまた、第（Ｎ−１）及
び第Ｎの２個の超音波送受信用振動子に対する動作タイ
ミングを制御する機能を利用して前記２対の送信探触子
及び受信探触子を動作させて前記｛（Ｎ／２）＋１｝回
の照射毎に前記母材溶接部に対する超音波の照射を行う
ことを特徴とする。

【００２１】前記制御装置は更に、前記第１〜第ＭのＭ
個の超音波送受信用振動子からの超音波を前記肉盛り溶
接部のある１点に集束させ、それの受信信号を用いて前
記肉盛り溶接部及び前記母材溶接部に関する処理を行
い、次に、前記第２〜第（Ｍ＋１）のＭ個の超音波送受
信用振動子からの受信信号を用いて前記肉盛り溶接部及
び前記母材溶接部の幅方向にずれた処理を行い、これを
｛（Ｎ／２）＋１｝回行うことにより前記肉盛り溶接部
及び前記母材溶接部の幅方向における傷の有無を検出
し、前記制御装置はまた、前記第（Ｎ−１）及び第Ｎの
２個の超音波送受信用振動子からの受信信号に対する処
理機能を利用して前記２つの受信探触子からの受信信号
を処理することにより前記母材溶接部における傷の検出
を行うことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明は、肉盛り溶接部の欠陥検出／合
否判定を目的として、ＰＨＡＳＥＤ ＡＲＲＡＹ法（以
下、ＰＡ法と呼ぶ）をＴＯＦＤ法と併用して使用するこ
とに特徴がある。すなわち、本発明は、「母材溶接部：
ＴＯＦＤ法」＋「肉盛り溶接部及び母材溶接部：ＰＡ
法」という同時探傷を行う自動超音波探傷装置を提供す
るものである。

【００２３】ＰＡ法自体は、例えば特開昭５７−６３７
７号公報に開示されているように周知であり、電子走査
式超音波システムとも呼ばれている。ＰＡ法は、簡単に
言えば、短冊形の超音波送受信用の振動子をリニアに多
数配列したアレイプローブを用い、同時に励振する振動
子群を順番に切り替えることで、電子的にスキャンしデ
ータを収録することができるシステムである。しかも、
手探傷（パルスエコー法）実施時の機械的Ｙ走査を不要
とし、溶接線に平行に走査（Ｄ−スキャン）する。更
に、ＰＡ法においては、各振動子へのパルスに目的のあ
った遅延時間を与えることで自由に焦点を変換すること
ができる。本形態では、ＰＡ法による超音波ビームの焦
点は肉盛り溶接部に合わせる。

【００２４】ＰＡ法は、ＴＯＦＤ法と同様に、探触子の
機械的Ｙ走査（溶接線と直角方向の走査）が不要である
ため、ＴＯＦＤ法／ＰＡ法併用システムのデータ入手に
要する検査時間は、ＴＯＦＤ法のみのシステムと同じで
あり極めて速い。

【００２５】ＰＡ法の傷検出能力は、肉盛り溶接部に各
種線状・球状傷が内在したテストピースを用いて、既に
検証済みである。

【００２６】炭素鋼／Ｃｒ−Ｍｏ鋼等の無垢材の圧力容
器に加えて、クラッド鋼製圧力容器、及びステンレス／
インコネル等内面肉盛り溶接仕様の圧力容器をも対象と
して開発し、実機圧力容器検査のため導入した自動超音
波探傷装置：「Ｆｏｃｕｓ３２／６４」（６４チャンネ
ル仕様）の概要を述べる。

【００２７】１．５０〜１００ｍｍ程度の母材板厚を有
する圧力容器においても、ＴＯＦＤデータ入手を同時探
傷にて可能とするため、６４チャンネルの内、第６３、
第６４チャンネルはＴＯＦＤ用（ＴＯＦＤ−１／ＴＯＦ
Ｄ−２）として使用する。

【００２８】２．第１チャンネルから第６２チャンネル
までは、ＰＡ法用として使用する。同時励振できるチャ
ンネルは最大３０チャンネル｛（６４／２）−２｝であ
り、その範囲内で適宜同時励振の振動子を選定しフォー
カルロー（ある焦点、ある角度を持たせたグループ）を
作り、６２チャンネル（６４−２）の間で電子走査を行
う。

【００２９】３．ＴＯＦＤ法は、傷の深さ／走査方向の
傷の長さのサイジングに有効であり、ＰＡ法も、傷の位
置／大きさをかなりの精度で特定することが可能であ
る。ＴＯＦＤ法のみでは傷の性状判別が困難であった
が、両方式の組み合わせの特徴として、傷の性状も含め
た精度の高い探傷が可能となる。

【００３０】４．コンピュータ画像表示に関しては、Ｔ
ＯＦＤ画像（Ｄ−スキャン）に加えて、ＰＡ法でのＣ−
スキャン（ＲＴフィルムと同じ見方）、Ｂ−スキャン等
の画像を同一画面に表示可能である。

【００３１】５．ＴＯＦＤ−１／ＴＯＦＤ−２の送信探
触子、受信探触子（計４個）とＰＡ法用探触子（５ＭＨ
ｚ，６４エレメント）１個を同一スキャナに取り付け
る。このスキャナは、ＴＯＦＤ−１／ＴＯＦＤ−２の送
信探触子、受信探触子とＰＡ法用探触子とを溶接線に沿
った方向及びこれに直角な方向に移動させるためのもの
である。

【００３２】６．圧力容器の周継ぎ手の探傷は、上記５
個の探触子が取り付けられたスキャナをスタンドで探傷
面に固定して、ターニングローラによる圧力容器本体の
回転を利用することにより行う。

【００３３】図１〜図３を参照して、本発明による自動
超音波探傷装置の概要について説明する。自動超音波探
傷装置は、溶接継ぎ手部１０における肉盛り溶接部１１
及び母材溶接部１２に対してＰＡ法による超音波探傷を
行うための第１の探触部２０と、溶接継ぎ手部における
母材溶接部１２に対してＴＯＦＤ法による超音波探傷を
行うための第２の探触部３０と、第１の探触部２０の動
作タイミングを制御して第１の探触部２０からの受信信
号を処理し肉盛り溶接部１１及び母材溶接部１２におけ
る傷の有無を検出すると共に、第２の探触部３０の動作
タイミングを制御して第２の探触部３０からの受信信号
を処理し母材溶接部１２における傷の有無を検出する制
御装置（図示せず）とを備える。

【００３４】第１の探触部２０は、溶接継ぎ手部１０の
幅方向にわたるように短冊形の超音波送受信用振動子を
リニアに６４個配列して成るアレイプローブ２１を有す
る。一方、第２の探触部３０は、アレイプローブ２１に
隣接し、かつ溶接ビードをまたぐように設けられた２対
の送信探触子３１Ｔ、３２Ｔ及び受信探触子３１Ｒ、３
２Ｒ（ＴＯＦＤ−１、ＴＯＦＤ−２）を有する。２対の
送信探触子３１Ｔ、３２Ｔ及び受信探触子３１Ｒ、３２
Ｒは、溶接継ぎ手部１０の延在方向（Ｄスキャン方向）
に関してアレイプローブ２１の前あるいは後に配置され
る。特に、第１の探触部２０と第２の探触部３０は、溶
接継ぎ手部１０の延在方向及びこれに直角な方向に移動
可能なスキャナ４０に搭載されている。なお、図２にお
いて、両端に矢を持つ矢印は、２対の送信探触子３１
Ｔ、３２Ｔ及び受信探触子３１Ｒ、３２Ｒが、母材の板
厚に応じて両者間のスパンを調整可能であることを意味
している。

【００３５】本自動超音波探傷装置においては、アレイ
プローブ２１は、第１〜第６４の６４個の超音波送受信
用振動子（以下、エレメントと呼ぶ）を有して、そのう
ちの第１〜第６２の６２個のエレメントをＰＡ法による
超音波探傷に用いる。

【００３６】制御装置は、第１〜第６４の６４個のエレ
メントに対する動作タイミングを制御する機能を有す
る。特に、本形態では、制御装置は、３０個から成るエ
レメント群を同時に励振させることができ、しかも同時
に励振するエレメント群を順番に切り替えることで、い
わば電子的にスキャンを行うことができるようにできる
ようにしている。すなわち、制御装置は、最初に第１〜
第３０の３０個のエレメント群を同時に励振して３０個
のエレメントからの超音波を肉盛り溶接部１１のある１
点に集束させて照射する。１点に集束させる照射は、励
振パルス遅延回路２２を使用して各エレメントからの超
音波ビームの照射をずらすことにより実現でき、このよ
うな機能は電子レンズと呼ばれる。

【００３７】図４に、電子レンズの機能を模式的に示し
ており、励振パルス遅延回路２２を制御して図４中、左
方に示すような複数種類の見かけ上の電子レンズを実現
できる。これらの見かけ上の電子レンズの焦点距離に応
じて集束点の深さ方向位置が変化する。

【００３８】上記のような照射の結果、第１〜第３０の
３０個のエレメントは、それぞれのエレメントから照射
された超音波の反射波を受け、それを制御装置に送信す
る。制御装置は次に、第２〜第３１の３０個のエレメン
トを同時に励振して３０個のエレメント群からの超音波
を肉盛り溶接部１１の幅方向にずれた１点に集束させて
照射する。これを３３回行うことにより、溶接継ぎ手部
１０の幅方向に関するスキャンを行うことができる。

【００３９】制御装置はまた、第６３及び第６４の２個
のエレメントに対する動作タイミングを制御する機能を
利用して２対の送信探触子３１Ｔ、３２Ｔ及び受信探触
子３１Ｒ、３２Ｒを動作させて、上記の３３回の照射毎
に母材溶接部１２に対する超音波の照射を行う。

【００４０】制御装置は更に、第１〜第３０の３０個の
エレメントからの超音波を肉盛り溶接部のある１点に集
束させ、それの受信信号を用いて肉盛り溶接部１１及び
母材溶接部１２に関する処理を行い、次に、第２〜第３
１の３０個のエレメントからの受信信号を用いて肉盛り
溶接部１１及び母材溶接部１２の幅方向にずれた処理を
行い、これを３３回行うことにより肉盛り溶接部１１及
び母材溶接部１２の幅方向における傷の有無を検出す
る。

【００４１】制御装置はまた、第６３及び第６４の２個
のエレメントからの受信信号に対する処理機能を利用し
て２つの受信探触子３１Ｒ、３２Ｒからの受信信号を処
理することにより母材溶接部１２における傷の検出を行
う。

【００４２】以上の点をまとめて言えば、「Ｆｏｃｕｓ
３２／６４」の６４は、独立して制御できる探傷情報量
の数（チャンネル数）を意味する。一方、３２は、同時
励振できる（同時に超音波ビームを発信できる）チャン
ネル数を意味する。なお、ＴＯＦＤ法のみの探傷では、
１チャンネルで対応可能である。

【００４３】ＴＯＦＤ−１、ＴＯＦＤ−２は、同時探傷
にて、探傷条件の異なるＴＯＦＤデータを入手するため
に本自動超音波探傷装置に採用している。すなわち、Ｔ
ＯＦＤ法は、２個の送信探触子３１Ｔ、３２Ｔ、２個の
受信探触子３１Ｒ、３２Ｒによる探傷法である。

【００４４】送信探触子及び受信探触子を２対用いるの
は、以下の理由による。

【００４５】例えば、厚さ５０ｍｍ以上の試験体に対し
ては、全板厚の探傷データを得るためには、送信探触
子、受信探触子間のスパンを変えて２回以上の探傷が必
要となる。

【００４６】本自動超音波探傷装置では、５０ｍｍ以上
１００ｍｍ以下の試験体に対しては、同時に全板厚の探
傷データを入手できるようにすべく、独立した探傷条件
の異なる（探触子間のスパンを変えた）ＴＯＦＤ−１、
ＴＯＦＤ−２を備えている。このため、ＴＯＦＤ−１、
ＴＯＦＤ−２にて２チャンネル必要となる。従って、Ｐ
Ａ法に使用できるチャンネル数は、６４−２＝６２チャ
ンネル、ＰＡ法として、ＴＯＦＤ法と同時に超音波ビー
ムを発信できるのは、３２−２＝３０チャンネルとな
る。

【００４７】一方、ＰＡ法用のアレイプローブ２１は、
以下の表１に示されるように、６４エレメントから構成
されている。すなわち、６４個の独立した探触子から構
成されていると考えることができる。アレイプローブ２
１は、物理的には１個となり、各エレメント幅を１ｍｍ
とすると、全幅約６４ｍｍとなる。

【００４８】

【表１】

【００４９】６４個のエレメントの内、ＰＡ法として使
用するのは６２エレメントであり、残り２個のエレメン
ト（番号６３、６４）は、ダミーとする。これは番号６
３、６４のエレメント用のチャンネルをＴＯＦＤ−１、
ＴＯＦＤ−２用に利用するためである。

【００５０】表１に示されるように、ＰＡ法用の探触部
の６４エレメント中、６２エレメントにチャンネル番号
として図３の左端のエレメントより１〜６２の番号を割
り当てる。

【００５１】ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ Ｎｏ．１〜
３３の内１ケースと、ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ Ｎ
ｏ．３４、３５（ＴＯＦＤ−１、ＴＯＦＤ−２）を同時
励振可能とする。ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ Ｎｏ．
１〜３３の切り替えは、電子的に瞬時（１ナノ秒の単
位）に行われる。

【００５２】以上のようにして、本形態においては、Ｐ
Ａ法によりアレイプローブ２１を用いて肉盛り溶接部１
１に対する超音波探傷が行われ、ＴＯＦＤ法により２対
の送信探触子３１Ｔ、３２Ｔ及び受信探触子３１Ｒ、３
２Ｒを用いて母材溶接部１２に対する超音波探傷が肉盛
り溶接部１１の超音波探傷と同時に行われる。

【００５３】なお、上記の形態においては、アレイプロ
ーブ２１におけるエレメント数が６４個の場合について
説明したが、エレメントの数は６４に限定されないこと
は言うまでもない。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が得
られる。

【００５５】１．ＴＯＦＤ法とＰＡ法を併用（同時探
傷）した自動超音波探傷装置により、クラッド鋼製圧力
容器、及びステンレス／インコネル等の内面肉盛り溶接
仕様の圧力容器の溶接継ぎ手部の傷検出／合否判定検査
が、母材溶接部に限らず、肉盛り溶接部も可能となっ
た。

【００５６】２．ＴＯＦＤ法とＰＡ法の併用（同時探
傷）により、傷の検出／サイジングのみならず、傷の性
状判別も含めた精度の高い探傷が可能となった。

【００５７】３．ＴＯＦＤ法／ＰＡ法の併用システムの
データ入手に要する検査時間は、ＴＯＦＤ法のみのシス
テムと同じであり極めて速い。放射線検査（ＲＴ）に比
較すると検査費用の大幅なコストダウンにつながる。

【００５８】４．圧力容器の溶接後熱処理（ＰＷＨＴ）
後のステージで放射線検査（ＲＴ）要という要求が多く
なってきている。このような要求に対して、板厚４イン
チ以下の場合、コード上放射線検査（ＲＴ）をＰＷＨＴ
後に実施しなければならない。従来はＰＷＨＴ前後に品
質確認のため、放射線検査（ＲＴ）を計２回実施してい
た。これに対し、ＰＷＨＴ前は、本発明による自動超音
波探傷装置にて、母材溶接部／肉盛り溶接部の健全性を
確認し、放射線検査（ＲＴ）は、ＰＷＨＴ後のみ実施す
ることが可能となる。これにより検査費用の大幅なコス
トダウンにつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において用いられるＰｈａｓｅｄ Ａｒ
ｒａｙ法による超音波探傷を説明するための図である。

【図２】図１におけるＰｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ法にお
いて用いられる超音波探傷用のアレイプローブとＴＯＦ
Ｄ法において用いられる第２の探触部の関係を上方から
見て示した図である。

【図３】図１におけるアレイプローブの動作を説明する
ための図である。

【図４】図３のアレイプローブにより実現される電子レ
ンズの機能を模式的に示した図である。

【符号の説明】

１０ 溶接継ぎ手部 １１ 肉盛り溶接部 １２ 母材溶接部 ２０ 第１の探触部 ２１ アレイプローブ ２２ 励振パルス遅延回路 ３０ 第２の探触部 ３１Ｔ、３２Ｔ 送信探触子 ３１Ｒ、３２Ｒ 受信探触子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接継ぎ手部に対して、ＴＯＦＤ（Ｔｉ
   ｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）
   法による超音波探傷とＰＡ（ＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙ）
   法による超音波探傷とを同時に行うことを特徴とする自
   動超音波探傷方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動超音波探傷方法にお
   いて、前記ＰＡ法においては、前記溶接継ぎ手部の幅方
   向にわたるように短冊形の超音波送受信用振動子をリニ
   アに多数配列して成るアレイプローブを用いて肉盛り溶
   接部及び母材溶接部に対する超音波探傷が行われ、前記
   ＴＯＦＤ法においては、前記アレイプローブに隣接し、
   かつ前記溶接継ぎ手部をまたぐように設けられた２対の
   送信探触子及び受信探触子を用いて母材溶接部に対する
   超音波探傷が行われることを特徴とする自動超音波探傷
   方法。
3. 【請求項３】 溶接継ぎ手部における肉盛り溶接部及び
   母材溶接部に対してＰＡ（Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ）
   法による超音波探傷を行うための第１の探触手段と、 前記母材溶接部に対してＴＯＦＤ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆ
   ｌｉｇｈｔ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）法による超音波
   探傷を行うための第２の探触手段と、 前記第１の探触手段の動作タイミングを制御して該第１
   の探触手段からの受信信号を処理し前記肉盛り溶接部及
   び前記母材溶接部における傷の有無を検出すると共に、
   前記第２の探触手段の動作タイミングを制御して該第２
   の探触手段からの受信信号を処理し前記母材溶接部にお
   ける傷の有無を検出する制御装置とを備え、 前記第１の探触手段は、前記溶接継ぎ手部の幅方向にわ
   たるように短冊形の超音波送受信用振動子をリニアに多
   数配列して成るアレイプローブを有し、 前記第２の探触手段は、前記アレイプローブに隣接し、
   かつ前記溶接継ぎ手部をまたぐように設けられた２対の
   送信探触子及び受信探触子を有し、 前記第１の探触手段と前記第２の探触手段は、前記溶接
   継ぎ手部の延在方向及びこれに直角な方向に移動可能な
   スキャナに搭載されていることを特徴とする自動超音波
   探傷装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の自動超音波探傷装置にお
   いて、 前記アレイプローブは、第１〜第ＮのＮ個の超音波送受
   信用振動子を有して、そのうちの第１〜第（Ｎ−２）の
   （Ｎ−２）個の超音波送受信用振動子を前記ＰＡ法によ
   る超音波探傷に用い、 前記制御装置は、前記第１〜第ＮのＮ個の超音波送受信
   用振動子に対する動作タイミングを制御する機能を有
   し、 前記制御装置は、第１〜第Ｍ（但し、Ｍ＜Ｎ）のＭ個の
   超音波送受信用振動子を同時に励振して該Ｍ個の超音波
   送受信用振動子からの超音波を前記肉盛り溶接部のある
   １点に集束させて照射するようにし、次に、第２〜第
   （Ｍ＋１）のＭ個の超音波送受信用振動子を同時に励振
   して該Ｍ個の超音波送受信用振動子からの超音波を前記
   肉盛り溶接部の幅方向にずれた１点に集束させて照射す
   るようにし、これを｛（Ｎ／２）＋１｝回行うことによ
   り、前記溶接継ぎ手部の幅方向に関するスキャンを行
   い、 前記制御装置はまた、第（Ｎ−１）及び第Ｎの２個の超
   音波送受信用振動子に対する動作タイミングを制御する
   機能を利用して前記２対の送信探触子及び受信探触子を
   動作させて前記｛（Ｎ／２）＋１｝回の照射毎に前記母
   材溶接部に対する超音波の照射を行うことを特徴とする
   自動超音波探傷装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の自動超音波探傷装置にお
   いて、 前記制御装置は、前記第１〜第ＭのＭ個の超音波送受信
   用振動子からの超音波を肉盛り溶接部のある１点に集束
   させ、それの受信信号を用いて前記肉盛り溶接部及び母
   材溶接部に関する処理を行い、次に、前記第２〜第（Ｍ
   ＋１）のＭ個の超音波送受信用振動子からの受信信号を
   用いて前記肉盛り溶接部及び前記母材溶接部の幅方向に
   ずれた処理を行い、これを｛（Ｎ／２）＋１｝回行うこ
   とにより前記肉盛り溶接部及び前記母材溶接部の幅方向
   における傷の有無を検出し、 前記制御装置はまた、前記第（Ｎ−１）及び第Ｎの２個
   の超音波送受信用振動子からの受信信号に対する処理機
   能を利用して前記２つの受信探触子からの受信信号を処
   理することにより前記母材溶接部における傷の検出を行
   うことを特徴とする自動超音波探傷装置。