專利名稱：超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法和裝置。詳細而言，本發明 涉及適合測量厚不銹鋼或鎳鉻鐵耐熱耐腐蝕合金等不宜于超聲波探傷的材料 的傷高的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法和裝置。
背景技術：
已知沸水型輕水慢化反應堆廠的再循環系統管道的焊接部產生應力腐蝕裂紋(Stress Corrosion Crack: SCC)。另一方面，已建火力發電設備的老化存在發展 趨勢，在歐美有以下經驗在陳年火力發電廠的高溫蒸汽管道中，因熱影響部 的蠕變點的發生、連通造成產生龜裂而引起的噴破事故。對此原子能廠管道的焊接部這樣的壁厚管道的焊接部的非破壞檢查中，以 往實施超聲波探傷檢查。又，對壁厚管道的焊接部的非破壞檢査要求高，不僅 需要檢測出上方有傷，而且需要高精度測量傷高。而且，測缺陷尺寸時檢測出 發生端和終端是不可欠缺的。因此，近年，要求高精度傷高測量和傷的早期發 現；目前考慮應用相控陣法和TOFD(Time Of Flight Diffraction:飛行時間衍射) 法。超聲波探傷檢驗的非破壞檢查， 一般為使用端部回波的傷高測量方法。此 端部回波法是至今一般一直慣用的方法。作為此方法的典型例，圖15示出使 用斜角探頭的情況(斜角探傷法)。以往使用端部回波的傷高測量方法一面使斜 角探頭101移動、一面求出來自傷102的開口端103的反射波(稱為邊角回波)104 最強的部位(參考圖16(A)),接著求出來自傷102的前端105的反射波(稱為端 部回波，下文無專門通知時，將上端部僅記為端部)106最強的部位(參考圖 16(B))。然后，根據這兩個回波104、 106的到達時間t,與t2之差，算出傷高h。 這里，超聲波束的中心軸與傷102的上端部105和開口端103—致時，各自對 應的回波104、 106的高度最大。再者，圖15中，符號107是作為發送波的超5
聲波束，101'、 107，是與傷102的上端部105—致時的位置上的斜角探頭和超 聲波束。因此，兩個回波104、 106并非同時以相同的強度出現。圖8示出對探頭從 開始收到邊角回波的位置逐一按移動量L接近裂縫時的接收波形的模擬結果。 從該圖判明，使探頭101靠近裂縫102時，首先邊角回波104最大，進一步靠 近時端部回波106變大。設端部回波106和邊角回波104最大時的回波上升時 間為tt和te，則波束路程如式l所示。[式1]W「Cti/2，i =t、c其中，C是音速，在上述例子中為橫波音速。因此，能求出得到端部回波106和邊角回波104時的波束路程Wt和Wc， 并根據幾何關系由式2求出傷高h。 [式2]h = (W c — W t) cos 0其中，e是折射角。圖7示出利用超聲波傳播有限單元模擬預測由橫波45 度斜角探頭入射的超聲波束的中心軸上存在傷端部時(圖15的位置l)的超聲波 波面的一個例子。根據該圖，橫波到達裂縫后，縱波和橫波衍射波從裂縫端部 擴展成圓弧狀，并且返回探頭的衍射波作為端部回波被接收。又，如圖16所示，配置發送用探頭201和接收用探頭202，以接收從前端 105看與發送波相反的方向上傳播的衍射波，并測量傷的高度h。這是TOFD 法。TOFD法中，能由式3根據傷高和波束路程求出h。[式3]h = T - W t sin (cos" (W s / 2W t))其中，T是被檢查對象物的厚度，Ws是表面波的波束路程。非專利文獻l:社團法人日本非破壞檢查協會發行《日本非破壞檢査協 會標準端部回波法的傷高測量方法》平成9年6月1日發行非專利文獻2:社團法人日本非破壞檢査協會發行《日本非破壞檢査協 會標準TOFD法的傷高測量方法》平成9年6月1日發行
然而，TOFD法的波形容易觀看且檢查員造成的偏差小，能高精度測量傷高。但是，這限于碳鋼等，存在對晶粒大的材料(例如奧氏體類不銹鋼和鎳鉻鐵耐熱 耐腐蝕合金等)不能使用的問題。g卩，主要用于原子能廠的初級結構物的反應堆 內結構物或循環管道等奧氏體類不銹鋼與碳鋼和鉻合金鋼不同，晶粒大且具有 非均勻彈性各向異性，因而在超聲波的衰減和直向傳播性等方面，存在難于檢 測出端部回波的問題。又，焊接部比母材的壓延組織晶粒大，而且母材與焊接 部中音速不同。因此，原子能廠運轉中發生的奧氏體類不銹鋼的焊接部周邊的 傷(尤其是背面開口傷)的測量中，出現在晶界或焊接部邊界反射、折射、散射 造成的衰減和帶狀回波，難于判別成為噪聲的回波和傷端部產生的端部回波，所以不得不通過焊接部而且經過長路程接收微弱衍射波的TOFD法不適用。另一方面，斜角探傷法對奧氏體類不銹鋼或鎳鉻鐵耐熱耐腐蝕合金(因科合 金，Special Metals Corporation的注冊商標)等也能用，但端部回波一般遠小于 邊角回波，所以對不銹鋼焊接部的應力腐蝕裂縫進行探傷時，衍射波因基體材 料的晶界散射而衰減，有時焊接部的焊透邊界上的反射引起的回波(噪聲)與端 部噪聲強度相同。即，存在端部回波淹沒在噪聲中難于發現的問題。還從分支 的應力腐蝕裂縫的多個前端和彎曲部獲得端部回波。由于一面移動探頭、 一面 査找端部回波的峰，含有完不成掌握真正的峰的問題。這種狀況下，為了找出 來自應力腐蝕裂縫的真正前端的端部回波，并根據符合該回波的tt高精度地求 出波束路程Wt，檢查員需要相當的經驗和技術，檢査員造成的偏差大，不能 高精度地測量。再有，在使用相控陣探頭的端部回波法中，必需以與來自焊接金屬的回波 區別的方式識別微弱的端部回波的傷高測量也與使用端部回波的傷高測量方 法(斜角探傷法)相同，難度高，依賴于檢査員技能大。本發明的目的在于提供一種檢查員造成的偏差小且能高精度測量傷高的超 聲波探傷法。其目的又在于提供一種比已有的端部回波法簡便而且不受被檢査 對象物材料的制約地高精度進行傷的檢測和高度測量的超聲波探傷法。具體而 言，其目的在于提供一種能用比已有端部回波法簡便的方法對難于用TOFD法 的壁厚的不銹鋼焊接部的探傷進行傷高測量的超聲波探傷法。本發明的目的又
在于提供一種能縮短檢查時間的超聲波探傷法。
為了到達上述目的，本發明人進行各種實驗、研究的結果，達到的見識為 傷上端部或傷下端部中產生的上端部衍射波或下端部衍射波如圖7所示，其傳 播不限于縱波和橫波，還往傷的上方(探觸面)集中能量，具有往傷的上方增強 的能量，即衍射波的往傷上方直接傳播的分量和一度在背面反射后傳播到傷上 方的分量具有最強能量。而且，達到的見識又為該衍射波的往傷上方直接傳 播的分量和一度在背面反射后傳播到傷上方的分量可作為探頭位置不變，同時 還具有到達時間差的強度大致相同的回波進行測量。
本發明著眼于這種衍射波的往傷上方直接傳播的分量和一度在背面反射后 傳播到傷上方的分量，在傷上方配置接收用探頭，從而以短波束路程接收衍射 波。g卩，本發明的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，對被檢查物中的傷從斜 方向入射超聲波脈沖，使傷的端部產生反射波，同時還在傷的上方接收衍射波。 又，本發明的超聲波探傷裝置具有對被檢査物的傷從斜方向入射超聲波束的 發送用探頭、接收往所述傷的上方傳播的衍射波的接收用探頭、以及顯示接收 用探頭接收的傷端部產生的衍射波的往傷上方傳播的分量的探傷器。
此情況下，衍射波的擴散衰減和材料的金屬組織的散射衰減小，能接收強 端部回波。因此，只能接收直接往傷上方傳播的衍射波分量時，利用斜角探傷， 則能容易獲得邊角回波，所以根據用于發送的探頭獲得的邊角回波測量被檢査 對象物的厚度，或利用接收用探頭測量被檢查對象物的厚度，又根據直接往傷
上方傳播的衍射波的傳播時間tu和收發探頭之間的距離和入射角e求出傷前
端至接收用探頭的距離，并根據它們的差額測量傷的高度。或者，使發送用探 頭(斜角探頭)在時間to發送的超聲波脈沖到達傷的端部并產生衍射波，而且用 傷的上方的接收用探頭在時間t 1接收該衍射波，在其后的時間t 2用發送用的 斜角探頭進行接收時，由"=(^-to)-(t2-to)/2求出端部回波從傷的上端 到達接收用探頭前的時間"。因此，可根據被檢査物的壁厚與傷高位置的差額 求出傷高，即傷的長度。又，2次接收直接往傷的上方傳播的衍射波分量時， 即接收內傷那樣在傷上端部和傷下端部發生的上端衍射波和下端衍射波的情 況下，可根據它們的多大時間差(傳播時間差)求出傷高。
發明內容
本發明的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，對被檢查物中的傷從斜方向 入射超聲波，使所述傷的端部產生衍射波，同時還在所述傷的上方接收傳播到 傷的上方的衍射波和一度在背面反射后傳播到傷的上方的衍射波，根據它們的 傳播時間差，測量所述傷的端部高度的位置。又，本發明的超聲波探傷裝置具 有對被檢査物的傷從斜方向入射超聲波束的發送用探頭、接收往所述傷的上 方傳播的衍射波的接收用探頭、以及探傷器，該探傷器將所述接收用探頭接收 的、在所述傷端部產生的衍射波的直接傳播到所述傷的上方的分量和一度在背 面反射后傳播到傷的上方的分量作為表示到達時間差(傳播時間差)的量，同時 進行顯示。
此情況下，通過以短波束路程接收衍射波，使衍射波的擴散時間和材料的 金屬組織的散射衰減小，而且將從傷前端往傷上方直接傳播的衍射波(下文簡稱 為直接波)和在背面反射后往傷上方傳播的透射部(下文簡稱為反射波)作為強 回波同時接收，并示出它們的到達時間差。因此，直接波與反射波的到達時間 差求出傷端部的高度位置差，進而求出傷高。例如，如圖5所示，通過在傷的 正上方配置縱波垂直探頭直接接收的縱波衍射波L tl與在背面反射后被接收
的縱波衍射波Lt2各自的波束路程Wu和Wt2之差的一半為傷高。因此，根據
Wtl和Wt2的傳播時間ttl和U2的差額，利用式4能求出傷高，不取決于e。 [式4]
h=l/2(W t2-Wtl) = CL/2(t t2-ttl) 其中，Ct為縱波音速。
因此，傷為背面或探傷面上開口的背面開口傷或表面開口傷的情況下，傷 端部高度位置本身表示離開背面或探傷面的高度，所以直接求出傷的高度(也即 傷的長度)。又，內傷那樣將傷的兩端封閉的傷的情況下，傷的上端部和下端部 分別產生上端衍射波和下端衍射波，所以能根據各衍射波中直接到達傷的上方 的接收用探頭的回波與在背面反射后傳播的回波的到達時間差，求出各自的傷 端部高度位置后，求出傷高，或根據上端衍射波和下端衍射波直接到達接收用
探頭的回波的散到達時間差，求出傷高。
再者，往傷上方直接傳播的分量和一度在背面反射后傳播到上方的分量的 到達時間差，不受回來的回波的強度支配，所以從斜角探頭入射的超聲波脈沖， 未必使其中心軸與傷的端部一致，做成超聲波脈沖的中心軸位于傷的何處均
可。如果超聲波脈沖的中心位于傷的中心附近，就在傷端部產生各衍射波，獲 得往傷上方直接傳播的分量和一度在背面反射后傳播到傷上方的分量，所以未 必需要找到循環的峰位置。
這里，作為超聲波束，最好利用縱波，但對它沒有專門限定，也可用橫波。 作為用縱波的原因，除到達探頭比橫波快外，還由于波長長，不容易受金屬組 織影響。然而，橫波也能接收，所以某些原因使縱波不能接收時，可用橫波彌 補。
又，能使發送用探頭和接收用探頭分別移動并進行測量，但最好做成一體 型， 一面使其一起移動、 一面進行測量?；蛘?，也可將一方固定并使另一方移 動，例如將接收用探頭固定在傷的上方并使發送用探頭移動，最好反過來利用 將發送用探頭固定并使接收用探頭移動進行探傷。任一種作法都在進行接收 時，衍射波的往傷上方直接傳播的回波和一度在背面反射后傳播到傷上方的回 波必然以相同的到達時間差同時出現，與信號強弱無關。因此，能簡便地找出 傷到達高度位置和傷高。又，利用連接構件連接發送用探頭和接收用探頭，使 其間隔恒定地移動的情況下，衍射波的往傷上方直接傳播的分量和一度在背面 反射后傳播到傷上方的分量以相同的強度同時出現，所以通過接近傷，波出現， 而且即使其強度變化，也到達時間都不變地出現，所以雖然不準確求出從傷的 端部返回的波變成最強的位置，但也能測量傷的端部的位置，換句話說，也能 測量傷的高度。又，最好連接構件相對于至少一個探頭的安裝位置可變，使發 送用探頭和接收用探頭的間隔可調整。
而且，最好能在可接收背面上反射的衍射波的范圍中，根據狀況適當選擇 接收用探頭的配置位置，并配置在傷的正上方。這時，能以最短波束路程接收 從傷前端直接傳播的衍射波和在背面反射后傳播的衍射波造成的強回波，所以 能使材料類型造成的超聲波衰減的影響最小。又，將接收用探頭設置得離開傷
的正上方時，最好接收用探頭帶楔使用。將接收用探頭從傷上往橫向錯開時， 信號變弱，但帶適當角度的楔則獲得強信號?？稍谀芙邮毡趁娣瓷涞难苌洳ǖ?范圍設置成離開傷。例如，有時最好配置接收用探頭，使其在能接收傷的端部 衍射波的來自底面的反射波的范圍靠近斜角探頭。此情況下，要使發送用探頭 接近焊接部位并使超聲波束入射，也能因空間上的制約而將接收用探頭靠近發 送用探頭進行使用。
本發明的超聲波探頭測量方法和裝置，最好將不銹鋼等那樣在晶粒大的材 料內衰減小低中心頻率用作發送波，而將高于發送波的中心頻率用作接收波。 這時，即使不銹鋼等那樣晶粒大的材料的情況下，也發送時的超聲波衰減小， 并且接收時往傷上直接傳播的衍射波與在地面反射后往傷上傳播的衍射波容 易分離。
又，本發明的超聲波探傷測量裝置，最好具有可對探傷器的發送部和接收 部任意切換發送用探頭和接收用探頭的開關電路，能選擇在發送用探頭發送后 由發送用探頭和接收用探頭兩者進行接收的第1模式和由接收用探頭實施發送
和接收的第2模式。在這種情況下，第l模式中由于某些原因只能接收來自傷
端部的衍射波中直接傳播到傷的上方的分量，而不能接收由底部反射后傳播到
傷的上方的分量的衍射波時，也能根據從第2模式檢測出的被檢査物的厚度和 第1模式檢測出的傷端部衍射波的直接傳播到傷的上方的分量估計的傷前端的 位置(厚度方向)，估計傷高。
本發明的超聲波探頭檢驗時的傷高測量方法和裝置，僅用直接波與間接波 的到達時間差就能算出端部的高度位置，進而能算出傷高，不需要以往在傷高 計算中事先求出發送用探頭的折射角，而且可用普通超聲波探傷器、縱波或橫 波斜角探頭和縱波垂直探頭，能簡便地實施。
又，本發明可通過將發送用斜角探頭配置在一側，并將接收用垂直探頭配 置在傷的上方，進行探傷，因此不能用同時將兩個探頭對置配置成把探傷區夾 在中間的TOFD法的存在空間上約束的情況下，也能實施。
根據本發明的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法和裝置，由于做成以最短 波束路程接收衍射波，能簡便且高精度測量超聲波衰減比碳鋼或鉻類合金鋼大
的不銹鋼或因科合金等的焊接部的傷高度。
又，根據本發明，由于衍射波的往傷的上方直接傳播的分量和一度在背面 反射后傳播到傷的上方的分量同時出現，能明確判讀到達時間差。而且，此直 接波和反射波呈現到達時間差，與接收回波的信號強度無關，所以即使發送用 超聲波的中心與傷的端部不一致，也能準確知道到達時間差。此外，還由于折 射角與回波的高度無關，可減少影響測尺寸誤差的因素。因而，能迅速測量， 同時還能提高定尺寸的精度。
圖1是示出一本發明超聲波探傷裝置的實施例的框圖。
圖2是示出圖1的開關電路的圖，(A)是示出脈沖接收器、開關電路和收發
用的各探頭的關系的功能框圖，(B)示出第l模式，(C)示出第2模式。
圖3是示出探頭座的俯視圖。 圖4是探頭座的側視圖。
圖5是示出一例本發明的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法的原理圖。 圖6是示出探傷器顯示的往傷的上方直接傳播的衍射波和一度在背面反射
后傳播到傷的上方的衍射波的圖，(A)示出背面開口傷，(B)示出內傷的情況。 圖7是說明超聲波束到達傷處并產生衍射波的狀態的模式圖。 圖8示出端部回波法中探頭從開始接收邊角回波的位置按逐一移動量接近
裂縫時(x-0—x-51)的對接收波形的模擬結果。
圖9是示出對一例被檢査對象物示出壁厚的不銹鋼管焊接部截面的圖。
圖IO是示出接收的從裂縫端部直接到達的衍射波的端部回波最大值的曲線圖。
圖11是為研究接收用的垂直探頭的中心頻率的影響而測量充分離開焊接金 屬的位置的裂縫所得的結果，示出用中心頻率不同的垂直探頭接收高3毫米的 裂縫的Lu和Lt2所得的回波。
圖12示出用5兆赫的垂直振子接收焊接金屬附近的高3毫米和高6毫米的 裂縫的衍射波所得的回波。
圖13是對利用已有端部回波法和本發明方法測量焊接金屬部的裂縫高度的 結果進行比較的曲線圖。圖14是示出另一本發明超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法的原理圖。 圖15是示出將斜角探頭用作端部回波法典型例時(斜角探傷法)的原理的說 明圖。圖16是示出已有的使用端部回波的傷高測量方法中探傷器顯示的反射波狀 態的說明圖，(A)示出求作為來自傷的開口端的反射波的邊角回波最強的部位時 的狀態，(B)示出使探頭移動并接收來自傷的前端的端部回波的狀態。圖17是示出T0FD法的測量原理的說明圖。標號說明1是發送用探頭(斜角探頭)，2是接收用探頭，3是開關電路，4是脈沖接收 器，5是模/數變換板，6是控制與數據獲取用個人計算機，7是連接構件， 20是被檢査對象物，21是入射超聲波脈沖，22是往傷上方直接傳播的衍射波， 23是在背面反射后直接傳播到上方的衍射波，24是傷，25是傷上端部，26是 傷開口部，27是背面，28是探傷面，29是焊接部，30是焊珠，T是被檢査對 象物的壁厚，h是傷高，Wu是往傷上方直接傳播的衍射波的路程，Wc是在 背面反射后往傷上方直接傳播的衍射波的路程，ttl是往傷上方直接傳播的衍 射波到接收用探頭的到達時間，tt2是在背面反射后往傷上方直接傳播的衍射波 到接收用探頭的到達時間。
具體實施方式
下面，根據附圖詳細說明一本發明實施方式。圖1至圖4示出一本發明超聲波探傷裝置實施方式。此實施方式的超聲波 探傷裝置具有對被檢査物中的傷從斜方向入射超聲波束的發送用探頭1、接 收往傷的上方傳播的衍射波的接收用探頭2、以及同時顯示超聲波束到達傷的 端部時產生的衍射波的往傷的上方傳播的分量和一度在背面反射后傳播到傷 的上方的分量并示出對端傷面的到達時間差的探傷器。本實施方式中，將個人計算機6用作數據收集用和控制裝置，并設計成通 過經模一數變換板5連接的脈沖接收器4和開關電路3控制發送用探頭1和接 收用探頭2。作為發送用探頭l，在本實施方式的情況下，采用斜角探頭，并 采用垂直探頭作為接收用探頭2?？赏ㄟ^開關電路3對脈沖接收器4的發送部 T和接收波R1、 R2切換這些發送用探頭l和接收用探頭2。開關電路3可電切 換在斜角探頭1進行發送后由斜角探頭1和垂直探頭2兩者進行接收的第1模 式、以及由垂直探頭2實施發送和接收的第2模式。控制與數據獲取用個人計算機6具有存儲規定中央運算處理裝置和中央 運算處理部的用作步驟的程序和中央運算處理部處理的數據等的存儲器、存放 取入的數據的存儲單元、顯示單元、以及鍵盤或鼠標等輸入單元等，并且由模 一數變換法5和脈沖接收器4構成相當于探傷器的功能。當然，也可以另一種 途經使用探傷器，個人計算機6僅進行數據收集。脈沖接收器4根據來自控制 與數據獲取用個人計算機6的中央運算處理部的指令，或由該脈沖接收器4的 直接控制，進行對發送用探頭1的發送啟動和接收用探頭2的驅動。再者，個人計算機6中，可做成具有運算部，該運算部求出往傷的上方直 接傳播的衍射波與一度在背面反射后傳播到傷的上方的衍射波在被檢查物中 的傳播時間差，并根據該傳播時間差(即對接收用探頭2的直接波與背面反射波 的到達時間差)，不管發送用探頭1的超聲波脈沖入射角e，利用上述式4求出 離開背面28的傷端部25的高度位置(即，本例中為傷高)，或者算出離開傷上 端部和傷下端部各自的背面的高度位置，并根據它們的差額求出傷高；進而能 處理根據往傷的上方直接傳播的分量與一度在背面反射后傳播到傷的上方的 分量的傳播時間差算出離開傷上端部和傷下端部各自的所述背面的高度位置 并求出傷高等求出基于接收用探頭2和發送用探頭1得到的衍射波到達時間信 息的各種上端部高度位置或傷高的運算。此運算部由存儲進行上述各種運算的 程序和各探頭1、 2取得的數據的存儲單元和中央運算處理部構成。掃描條件設定、探傷時的掃描命令等，全部在中央運算處理部配備的控制 數據中進行。通過模一數變換板5連接作為探傷器主體的脈沖接收器4和控制 與數據獲取用個人計算機6。再者，如圖6所示，顯示裝置在橫軸示出脈沖反 射波回來需要的時間，縱軸表示反射回來的超聲波的強度(回波高低)。
斜角探頭1和垂直探頭2在本實施方式的情況下，如圖3和圖4所示，由 板狀的連接構件7連接，并構成可間隔恒定地同時移動。連接構件7相對于至 少1個探頭(例如接收用的垂直探頭2)的安裝位置可變，使斜角探頭1與垂直探 頭2的間隔可調整。當然，斜角探頭1與垂直探頭2的連接關系也可固定。本 實施方式的情況下，連接構件7具有縱向貫穿的長孔11，可利用該長孔ll調 整探頭1與2的間隔。g卩，通過緊固螺絲8使連接構件7的一端對一探頭(例如 斜角探頭l)固定，另一方面通過貫通長孔11的緊固螺絲9和擋塊IO安裝另一 探頭(例如垂直探頭2)。斜角探頭1對夾在兩則的夾具12裝定緊固螺絲8，垂 直探頭2也同樣對夾在兩側的夾具13裝定緊固螺絲9。緊固螺絲9對擋塊10 固定，并將擋塊10固定于連接構件7，從而進行垂直探頭2對連接構件7的定 位。在擋塊IO上設置小螺絲14，通過緊固此小螺絲14，使擋塊10與連接構 件7—體化，構成可固定接收用探頭2的位置。因此，通過松開緊固螺絲9。 使產生圖他2的固定位置在長孔11的范圍移動，調整斜角探頭1與垂直探頭2 的間隔。
根據需要，使斜角探頭1和垂直探頭2以接近的方式使用，或以離開的方 式使用。相互接近地使用時，最好構成接收用探頭帶楔，以增強接收波的面外 位移。
再者，接收波最好是縱波。這是因為此情況下除到達探頭比橫波快外，還 由于波長長，不容易受金屬組織的影響。
本實施方式的超聲波探傷測量裝置，最好具有可對探傷器的發送部和接收 部任意切換發送用探頭1和接收用探頭2的開關電路3，能選擇在發送用探頭 1發送后由發送用探頭1和接收用探頭2兩者進行接收的第1模式和由接收用 探頭2實施發送和接收的第2模式。第l模式由于出現多個回波，對斜角探頭 1的接收信號獲得的回波和垂直探頭2的信號的回波的時間進行比較，從而能 較準確地識別需要的回波。例如，傷的端部產生的衍射波的斜向返回發送用探 頭1的分量比垂直傳播到傷的上方的分量路程長，所以通過斜角探頭1接收反 射回波前搜索垂直探頭2接收的反射回波，能較準確且方便地求出垂直往傷的 上方傳播的分量。第2模式能方便地測量被檢査對象物20的厚度T，所以例如 第1模式的測量中由于某些原因只能接收來自上端部25的衍射波中往傷24的 上方直接傳播的分量22，不能接收底面27反射后傳播到傷24的上方的衍射波 23的情況下，能估計根據用第2模式檢測出的被檢査對象物20的厚度T和用 第1模式檢測出的往傷24分上方直接傳播的衍射波22估計的傷前端25的傷 高位置。例如，第l模式中由于某些情況只能接收直接往傷上方傳播的衍射波分量 時，利用斜角探傷，則能容易獲得邊角回波，所以根據用于發送的探頭l獲得 的邊角回波測量被檢查對象物20的厚度T，或利用接收用探頭2測量被檢查對 象物20的厚度T,又根據直接往傷上方傳播的衍射波22的傳播時間t tl和收 發探頭之間的距離和入射角e求出傷前端25至接收用探頭2的距離，并根據它 們的差額測量傷24的高度?；蛘?，使發送用探頭(斜角探頭)l在時間t。發送的 超聲波脈沖到達傷24的端部并產生衍射波，而且用傷的上方的接收用探頭2 在時間t 1接收該衍射波，在其后的時間12用發送用的斜角探頭1進行接收時， 由t x = (t i - t o) - (t 2 - t o) / 2求出端部回波從傷的上端到達接收用探頭前的時 間tx。因此，可根據被檢查物的壁厚與傷高位置的差額求出傷高，即傷的長度。接著，用上述裝置說明本發明的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法。此傷 高測量方法能與傷的產生方式和材料無關地求出傷的端部的位置，進而求出傷 的高度?？墒牵谠幽軓S等中實施的超聲波探傷檢驗的傷高測量，逐一以背 面開口傷為對象。這是因為運轉中發生的傷大體上為從內面開口的傷(背面開口 傷)，焊接中等情況下發生的內傷不怎么成問題。運轉中發生的背面開口傷在該 條件下不斷發展，成為斷裂的原因，問題大。反之，焊接時等發生的內傷等在 多數情況下傷不會再進展，問題小，且成問題時形成別的征兆得以掌握，或傷 的類型和發生部位多時能事先預測。這時當前的一般情況。因此，舉背面開口傷為例，根據圖5說明本發明的超聲波探傷檢驗時的傷 高測量方法。首先，在多數情況下，原子能廠在檢査焊接部時，進行二次蠕變波的事前 檢査。二次蠕變波是與普通斜角探頭發送的超聲波束的射角(約45度)不同地通 過加大射角使底面上反射時沿底面傳播的縱波。通過使用該二次蠕變波，傷存
在于朝向焊接部前的哪一方或位于管道周向的什么位置，作為事前信息，往往 清楚。因此，根據此二次蠕變波的事前檢査獲得的傷的位置，決定超聲波探傷 裝置的頭痛醫頭他l和接收用探頭2的配置位置。當然，也可使用二次蠕變波 大致求出傷高，所以能預先進行存在的傷是內傷還是背面開口傷的判斷后，啟 動測量。這里，如圖5所示，發送用探頭l和接收用探頭2對探傷面的配置設定成 對被檢査物20中的傷24從斜向入射超聲波，使衍射波產生在傷20的端部25， 同時還在傷24的上方接收往傷24上方傳播的衍射波22和一度在背面27反射 后傳播到傷24的上方的衍射波23。這里，作為接收用探頭2，采用垂直探頭， 將其固定在傷24的上方，最好固定在探傷面28的正上方。另一方面，作為發 送用探頭l，采用斜角探頭，根據決定的步驟的運作，從離開傷的位置往傷進 行掃描。這時，往傷24的上方直接傳播的衍射波22與一度在背面27反射后 傳播到傷24的上方的衍射波23的到達時間差(tt2-tu)不受返回的回波的強度 支配，所以雖然斜角探頭入射的超聲波脈沖未必使其中心軸與傷的端部一致， 但只要做成超聲波脈沖的中心軸位于傷的任何處就可以。超聲波脈沖的中心位 于傷的中心附近，則傷端部產生各自的衍射波，得到往傷的上方直接傳播的分 量和一度在背面反射后傳播到傷的上方的分量，所以未必需要查找信號的峰位 置。發送用探頭l發送的超聲波脈沖到達傷(用裂縫代替)時，如圖7所示，在傷 的端部產生衍射波。然后，以強能量接收往傷的上方直接傳播的衍射波和一度 在背面反射后傳播到傷的上方的衍射波。這時，如圖6所示，探傷器的顯示裝 置保持因在短波束路程接收衍射波而衍射波的擴散數據和材料的金屬組織造 成的散射衰減小的強信號(強回波)不變，對從傷前端往傷上方直接傳播的衍射 波和在背面反射后往傷上方傳播的衍射波以它們的到達時間差同時進行顯示。如圖解此狀態的圖5所示，在背面27反射后傳播到傷上方的衍射波23的 路程W t2是在直接傳播到傷上方的衍射波22的路程Wtl中包括傷24的高度h 的2倍的路程(往返份額)的路程，所以，衍射波22的路程Wu與衍射波23的 路程Wt2的差額表示傷高h。然后，求出路程的差額，作為縱波或橫波的音速
造成的傳播時間差。因此，根據直接波與背面反射波的到達時間差，不管發送用探頭1的超聲波脈沖入射角e，由上述式4求出離開背面28的傷端部25的 高度位置(本例中為傷高)。又，如圖6的(B)所示的內傷那樣傷的兩端部被封閉的傷的情況下，傷的上 端部和下端部分別產生上端衍射波和下端衍射波，所以根據各衍射波中直接到 達傷上方的接收用探頭的回波與在背面反射后進行傳播的回波的到達時間差， 能分別求出上下的傷端部高度位置，并根據其差額求出傷高。還能根據上端衍 射波和下端衍射波直接傳播到接收用探頭2的回波的到達時間差求出傷高。這 時，按到達時間差乘以音速，就能求出傷高。這里，作為接收波，最好利用縱波，但不專門限定于此，也可用橫波。接 收用探頭2不僅接收縱波而且接收橫波，由實驗確認精度較高且穩健性優良。 因此，根據檢測位置，有時橫波強，所以通過使用縱波或橫波，或者使用其雙 方，使用檢測結果較好的一方，從而能進行較明確的傷檢測。作為使用縱波的 原因，除到達探頭比橫波快外，還由于波長長，不容易受金屬組織的影響。然 而，橫波也能接收，所以由于某些原因而不能接收縱波時，可用橫波補充。例 如，縱波L與橫波S的關系如下。使被檢査對象物的厚度為T、傷高為h、縱 波音速為v^、橫波音速為vs、衍射波發生時間為to、直接接收的縱波L,的 到達時間為tu、直接接收的橫波Si的到達時間為tsi、背面反射后接收的縱波L2的到達時間為t^、背面反射后接收的橫波S!的到達時間為ts2時，用下式表示該關系。t li = t o + (T - h) / v L t si = t o + (T - h) / v s t l2 = " + (T + h) / v l t s2 = t o + (T + h) / v s而且，接收的順序為L^ L2、 Si、 S2時，形成t o + (T + h) / v L < 10 + (T - h) / v s — h < ((v L - v s) / (v L + v s)) T;接收的順序為Li、 Sp L2、 S2時，形成t o + (T + h) / v L > 10 + (T - h) / v s — h > ((v L - v s ) / (v L + v s)) T 。即，按被檢查對象物的壁厚T和高度h的大小關系，L2先到達或S1先到
達發生變化。因此，可通過根據傷的大小和測量環境適當分別使用縱波和橫波， 使精度提高。上述實施方式中，將接收用探頭2固定在傷24的上方， 一面使發送用探頭 l移動、 一面監視衍射波22、 23的接收狀態，并進行掃描，但也可反過來將發 送用探頭固定，使接收用探頭移動，從而進行探傷。還可根據情況，如圖3和 圖4所示，同時使對連接構件7保持一定間隔的狀態的一體形發送用探頭1和 接收用探頭2同時移動，進行探傷。此情況下，僅使一體形的發送用探頭1和 接收用探頭2移動就得到信號，不在選定另一探頭的固定位置上花費時間?？?之，進行接收時，如圖6所示，往傷上方直接傳播的衍射波和在背面一度反射 后傳播到傷上方的衍射波必然以相同的到達時間同時出現，與信號強弱無關， 所以能簡便地查找傷的高度位置或傷高本身。而且，通過發送用探頭或接收用 探頭或者這兩個探頭接近傷，往傷上方直接傳播的衍射波和在背面一度反射后 傳播到傷上方的衍射波以相同的強度同時出現，所以即使檢測中的回波的信號 強度變化，也到達時間都不變地出現。因此，即使未準確求出從傷的端部返回 的波最強的位置，也能通過在讀取到達時間差的位置測量其值，測量傷的端部 的位置，換言之，測量傷的高度。因而，未必使入射的超聲波束的中心與傷的 端部一致，在超聲波束中心不能位于傷中心附近的兩端部分別產生衍射波。這里，接收用探頭2檢測出的從傷前端直接傳播的衍射波和在背面反射后 進行傳播的衍射波是經短波束路程得到的，所以能減小材料類型等造成的超聲 波衰減的影響，可接收強回波。因此，接收用探頭2的配置位置最好是傷的正 上方，但不限于正上方，可在能接收背面反射的衍射波的范圍中根據狀況適當 選擇。而且，以偏離傷的正上方的方式設置接收用探頭時，通過使接收用探頭 帶適當精度的楔使用，增強面外移位，從而能將因離開傷而容易變弱的信號作 為強信號接收。又，有時最好將接收用探頭2配置在能接收傷的端部衍射波的 來自背面27的反射波的范圍內接近斜角探頭1附近。例如，使發送用探頭l 接近焊接部位并入射超聲波束，而且要使衍射波22、 23不通過焊接部地得到 接收等情況下，由于空間上的制約，有時需要將接收用探頭2靠近發送用探頭 l地進行使用。這時，通過帶適度的楔，獲得適當的接收狀況。這樣帶楔時， 因焊縫等而不能在傷的正上方配置接收用探頭等的情況下，最好在捕獲反射波 的范圍使探頭從傷上方移動若干。在圖l和圖2所示的裝置的第l模式中，執行上述測量方法。然而，由于 某些原因而只能接收來自傷端部的衍射波中直接往傷上方傳播的分量、不能接 收背面反射后傳播到傷上方的分量的衍射波時，通過切換到第2模式求出被檢查對象物20的厚度T，從而能估計離開根據第1模式檢測出的傷端部衍射波的 直接往傷上方傳播地方分量估計的傷前端的位置(厚度方向)的傷高。例如，可 根據往傷上方直接傳播的衍射波的傳播時間tu和收發探頭之間的距離以及入 射角e求出傷前端25的位置至接收用探頭2的距離，并根據與被檢查對象物20 的厚度T的差額測量傷的高度。或者可利用返回到發送用探頭的衍射波的傳播 時間抵消發送用探頭1至傷端部25的時間，求出傷端部25至接收用探頭2的 衍射波傳播時間，并根據這些求出的傷端部的高度位置與被檢査物厚度的差額 求出傷高(即傷的長度)。又，2次接收直接往傷上方傳播的衍射波分量時，即接收內傷那樣在傷上端 部和傷下端部產生的上端衍射波和下端衍射波時，可根據它們的到達時間差(傳 播時間差)求出傷高。能根據往傷上方直接傳播的衍射波22的傳播時間tu和收 發探頭之間的距離以及入射角e求出傷前端25的位置至接收用探頭2的距離， 并根據它們的差額測量傷24的高度。作為接收波，最好使用高于發送波的中心頻率。這時，直接往傷上方傳播 的衍射波與在底面反射后傳播到傷上方的衍射波容易分離。然而，被檢査體為 不銹鋼那樣晶粒大的材料的情況下，高頻段衰減大不理想。因此，發送用頻率 一般使用中心頻率較低的超聲波束，但將低的中心頻段作為接收波，則接收時 往傷上方直接傳播的衍射波和在底面反射后傳播到傷上方的衍射波接近并重 疊或連續出現，所以不容易將2個衍射波分離，在求到達時間差方面不理想。 本實施方式中，作為發送用，使用中心頻率為較低頻率的超聲波脈沖；作為接 收波，使用比發送波的中心頻率高的中心頻率區。例如，理想的是作為發送 用，使用2兆赫 3.5兆赫左右(2兆赫 2.5兆赫更好)的較低中心頻率；作為接 收用，使用3兆赫 5兆赫左右(5兆赫左右更好的較高中心頻率。這時，如圖 ll所示，即使在不銹鋼等那樣晶粒大、容易衰減的材料的情況下，發送時由于 頻率低，超聲波衰減小，接收時由于頻率高，直接傳播的衍射波和底面上反射 后進行傳播的衍射波容易分離。因此，檢查者能容易判讀到達時間差，或在由 利用波形相似性等的圖像處理以電方式檢測出到達時間差的時容易檢測。再 者，以往在被檢查對象物為不銹鋼等那樣晶粒大的材料的情況下，認為高頻段 衰減大，但實際上本發明人等實驗的結果發現獲得能清楚識別2個衍射波的程 度下足夠強的信號。當然，除使發送用和接收用中使用的中心頻率不同外，還可在例如2兆赫 5兆赫的范圍選定任意頻率，在發送用和接收用中使用相同 的中心頻率。實施例為了驗證本發明的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，試作模擬對低碳奧 斯體類不銹鋼制焊接被檢査對象物進行施工的傷的裂縫的高度測量。 (被檢査對象物和施工方法)被檢查對象物的基體材料和焊接金屬為SUS316L。焊接根據規定層間溫度 的原子能規范，初層用TIG焊接、第2層及其后用C0 2焊接進行。晶粒直徑 換算成面積相同的圓形時，基體材料中為約160毫米，焊接部中為約500毫米。 被檢査對象物的厚度為40毫米，為了便于測量，磨掉焊接部的堆高和伊根。 對傷進行模擬，添入裂縫。利用分別在圖9所示的焊接金屬部和充分離開該部 的部位進行放電加工，導入裂縫。裂縫的高度為3毫米、6毫米、9毫米、12 毫米測量本被檢査對象物的縱波音速的結果基體材料中為5.648米/秒，焊 接金屬中為5.383米/秒。在實驗中，使用脈沖接收器(PANAMETRICS制MODEL5800)和示波器 (Tektronix制TDS5034B)。超聲波發送中為了抑制基體材料的衰減，取得來自 傷前端的強端部回波，使用聚焦型縱波斜角探頭(折射角45度、中心頻率3.5 兆赫、振子直徑20毫米)。接收中使用縱波垂直探頭(中心頻率2.25兆赫和5 兆赫、振子直徑25毫米)。接觸媒體中使用丙三醇糊。(測量條件)本發明中，重要的是往傷上方傳播的衍射波。根據上述模擬結果，預測能 在裂縫上方接收端部回波。因此，利用縱波斜角探頭對充分離開焊接金屬的高3毫米的裂縫的端部入射超聲波，并使小的垂直探頭(中心頻率2.25兆赫、振子 直徑3毫米)在裂縫上方附近移動，接收端部回波。圖10示出收到的從裂縫端 部直接到達的衍射波的端部回波最大值。該圖的橫軸圓點為探頭位于裂縫正上 方的狀態，入射點為一37毫米。已有的端部回波法利用一37毫米(TOFD法利 用+37毫米)附近的端部回波。從該圖判明在裂縫上方附近能接收比已有的 端部回波法和TOFD法強的端部回波。接著，為了研究接收用垂直探頭的中心頻率的影響，測量充分離開焊接金 屬的位置的裂縫。作為測量結果的一個例子，圖ll示出用中心頻率不同的垂 直探頭接收高度3毫米的裂縫的L tl和L t2后得到的回波。下面的垂直探頭得 到的回波是發送用的斜角探頭獲得最大端部回波的位置的回波。超聲波探傷檢 驗的回波一般以形成全波的情況居多，但為了規定端部回波，回波的相位信息 也有用。因此，將接收的波形表示為非全波。從該圖能觀察與Lu和Lt2對應 的清楚的回波，與使用頻率與發送用探頭不同的接收用探頭無關。再者，本被 檢查對象物中傳播的超聲波的中心頻率在2.72赫左右，低于5兆赫，略高于 2.25兆赫。根據該圖，對Lt2的回波比Lu頻率低，但兩者的波形相似性高。 因而，此相位信息在將兩者的回波與其它回波區別時有效。5兆赫的接收用探 頭的結果與2.25兆赫的相比，容易將Lu和Lt2分開。為了抑制金屬的晶界散 射引起的帶狀回波， 一般在不銹鋼的情況下使用比低合金鋼或碳鋼的情況下中 心頻率低的探頭。然而，本發明方法中使用中心頻率低的發送用探頭，并使用中心頻率高的接收探頭，從而可望提高對傷的2個端部回波的分離性。 (裂縫高度測量精度)利用本案提出的方法對不銹鋼焊接部進行探傷時，必需接收焊接金屬中傳 播的衍射波。超聲波在所述焊接部那樣的具有大晶粒的金屬中傳播的過程，其 高次諧波分量衰減，中心頻率降低。因此，接收中使用中心頻率高的振子時， 預計難以檢測出焊接部中傳播的衍射波。圖12示出用5兆赫的垂直振子接收 焊接金屬附近的高3毫米和6毫米的裂縫的衍射波后得到的回波。有時難以利
用跨過焊接金屬的測量對傷高進行測量。然而，通過使用2次蠕變波，從發送 用探頭的位置看，能容易判別傷在焊接金屬前或深處，所以下面的測量將超聲 波入射到裂縫，而不跨過焊接金屬。根據該圖，即便使用中心頻率高的探頭， 也能觀測Lu和Lt2的清楚的回波，與裂縫的衍射波在焊接金屬中傳播無關。而且，判明Lu和Lt2的傳播時間差隨裂縫的高度變化。這里，能確認使用中心頻率低的發送用探頭和中心頻率高的接收用振子的恰當性。為了評價本實施例的高度測量精度，使用上述發送用探頭以已有的端部回 波法測量裂縫高度。對已有端部回波法和本發明方法測量焊接金屬部的裂縫的高度分結果，并示于圖13。測量裂縫高度時，已有的端部回波法使用基體材料的縱波音速。與此相反，本發明方法由于接收的衍射波主要在焊接金屬中傳播，使用焊接金屬的縱波音速。已有的端部回波法的均方誤差為0.56毫米，而本發 明方法的均方誤差為0.34毫米。因此，判明本發明方法與已有的端部回波法相 同，也能高精度測量裂縫高度。本實施例中，雖然將不銹鋼的焊接部作為對象，但可認為也能充分由于作 為超聲波衰減小于該測量的一般結構測量的碳鋼或鉻合金鋼等。根據本實施例，(1) 著眼于因利用斜角探頭將超聲波入射到傷前端而產生并往傷上方傳播的 衍射波和一度在背面反射后傳播到傷上方的衍射波，根據通過將垂直探頭配置 在傷上方觀測的這些衍射波的傳播時間差，判明能簡便地測量傷高，不管入射 的超聲波的折射角；(2) 判明發送中使用聚焦型縱波探頭，以取得2個強端部回波，從而能用識 別所需的充分強度觀測來自對傷進行模擬的裂縫的前端的兩端部回波，另一方 面在接收中使用中心頻率高于發送用探頭的垂直探頭，從而能提高兩個端部回 波的分離性；(3) 對超聲波衰減比碳鋼或鉻類合金鋼大的不銹鋼的焊接部模擬傷并導入的 裂縫的高度測量中適用的結果，判明與已有的端部回波法相同，也能高精度測 量高度，可確認超聲波衰減大的不銹鋼的焊接部等的傷測量和傷高測量的有效 性；(4)判明充分可望在高精度傷高測量中難于確保精度充分的管道彎頭等復雜 部位和狹窄部位等處，靈活應用本發明，從而改善測量精度。再者，上述實施方式是一本發明較佳實施例，但不限于此，可在不脫離本 發明要旨的范圍實施各種變換。例如，本實施方式以舉出將接收用探頭配置在 傷的正上方為主進行說明，但并非專門限于此，以錯開傷的正上方的方式配置 接收用探頭(如圖14所示)，也能實施。根據在最短波束路程接收衍射波的觀點， 最好將垂直探頭配置在傷的正上方，但在能接收背面發生的衍射波的范圍，則 即使以偏離傷的正上方的方式設置接收探頭，接收的衍射波強度也并非衰減 大。因此，不能將接收用探頭配置在傷的正上方時，例如因殘留焊珠而不能或 難于將接收用探頭配置在焊珠上時，通過將接收用探頭挪到焊珠邊際并進行配 置，能接收往傷上方傳播的衍射波。這時，最好帶楔使用。通過帶楔，能加強 面外位移，所以反射回波的強度不被大量衰減，能得到強信號。當然，并非不 能將接收用探頭配置在焊珠上，本發明人等的實驗中確認能接收信號。此外，也可不用二次蠕變波而求出高度。二次蠕變波與通常的斜角探頭發送的超聲波束的射角(約45度)不同，通過加大射角，使底面反射時沿底面傳播 的是縱波。通過使用此二次蠕變波，簡便地從朝向焊接部前的地方判明傷的位 置，但許多情況下原子能廠在檢査焊接部時事先進行檢查。因而，傷存在于焊 接部的哪一邊或處在管道周向的什么位置，作為事前信息知道的居多。因此， 根據此二次蠕變波的事前檢查得到的傷的位置，能接收衍射波的未通過焊接部 的部分。目卩，如圖14所示，使發送用探頭1和接收用探頭2接近，并以靠近 到焊接部29的焊珠30的邊際的方式進行配置，接收反射到焊接部29的前方 的直接衍射波22和反射衍射波23，從而能減小通過焊接部29的影響。
權利要求
1、 一種超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，其特征在于，對被檢査物中的傷從斜方向入射超聲波脈沖，使所述傷的端部產生衍射波， 同時還在所述傷的上方接收所述衍射波。
2、 一種超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，其特征在于，所述傷為內傷時，根據所述傷的傷上端部和傷下端部產生的上端衍射波和 下端衍射波各自直接傳播到傷的上方的分量的傳播時間差，測量傷高。
3、 一種超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，其特征在于， 對被檢查物中的傷從斜方向入射超聲波，使所述傷的端部產生衍射波，同時還在所述傷的上方接收傳播到傷的上方的衍射波和一度在背面反射后傳播 到傷的上方的衍射波，根據它們的傳播時間差，測量所述傷的端部的高度位置。
4、 如權利要求3中所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，其特征在于， 所述傷為背面開口傷或表面開口傷時，根據往傷的上方傳播的衍射波與一度在背面反射后傳播到傷的上方的衍射波的傳播時間差，測量離開所述底面或 端傷面的所述傷的高度。
5、 如權利要求3中所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，其特征在于， 所述傷為內傷時，根據在所述傷的傷上端部和傷下端部產生的上端衍射波和下端衍射波往傷的上方傳播的分量與一度在背面反射后傳播到傷的上方的 分量的時間差，分別測量傷上端部和傷下端部離開所述背面的高度位置，并根 據這些傷高位置的差額，測量所述傷高。
6、 如權利要求1至5中任一項所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法， 其特征在于， '使發送用探頭和接收用探頭的間隔為恒定，并一面使所述發送用探頭和接 收用探頭在探傷面上同時往所述傷移動、 一面進行探傷。
7、 如權利要求1至5中任一項所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法， 其特征在于，在將發送用探頭和接收用探頭的任一方固定在探傷面上的狀態下， 一面使 另一探頭在所述探傷面上以接近或背離所述傷的方式移動、 一面進行探傷。
8、 如權利要求7中所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，其特征在于， 將所述接收用探頭固定在所述探傷面， 一面使所述發送用探頭在所述探傷面上以接近或背離所述傷的方式移動、 一面進行探傷。
9、 如權利要求8中所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，其特征在于， 將所述接收用探頭配置在所述傷的正上方的探傷面上。
10、 如權利要求8中所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，其特征在于，將所述接收用探頭配置在能接收所述傷的端部衍射波的從底面的反射波的 范圍，并使其接近所述斜角探頭。
11、 如權利要求IO中所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法，其特征在于，所述接收用探頭帶有楔。
12、 如權利要求1至11中任一項所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法， 其特征在于，所述接收波使用高于所述發送波的中心頻率的中心頻率。
13、 如權利要求1至12中任一項所述的超聲波探傷檢驗時的傷高測量方法， 其特征在于，將縱波用作所述接收波。
14、 一種超聲波探傷裝置，其特征在于，具有 對被檢查物的傷從斜方向入射超聲波束的發送用探頭、 接收往所述傷的上方傳播的衍射波的接收用探頭、以及探傷器，該探傷器將所述接收用探頭接收的、在所述傷端部產生的衍射波 的直接傳播到所述傷的上方的分量和一度在背面反射后傳播到傷的上方的分 量作為表示到達時間差(傳播時間差)的量，同時進行顯示。
15、 如權利要求14中所述的超聲波探傷裝置，其特征在于， 所述發送用探頭和所述接收用探頭由連接構件加以連接，并保持一定間隔地同時移動。
16、 如權利要求15中所述的超聲波探傷裝置，其特征在于， 所述連接構件至少相對于一個所述探頭的安裝位置可變，使發送用探頭與接收用探頭的間隔可調整。
17、 如權利要求14至16中任一項所述的超聲波探傷裝置，其特征在于， 具有可對探傷器的發送部和接收部任意切換所述發送用探頭和所述接收用探頭的開關電路，能選擇在所述發送用探頭發送后由所述發送用探頭和所述接 收用探頭兩者進行接收的第1模式和由所述接收用探頭實施發送和接收的第2 模式。
18、 如權利要求14至17中任一項所述的超聲波探傷裝置，其特征在于， 所述接收用探頭的接收波中心頻率高于所述發送用探頭的發送波中心頻
全文摘要
能用端部回波法簡便、高精度且檢查時間短地進行難于用TOFD法的壁厚的不銹鋼焊接部的傷高測量。而且，能減小檢查員造成的偏差。由發送用探頭(1)對被檢查物(20)中的傷(24)從斜方向入射超聲波(21)，使所述傷(24)的端部(25)產生衍射波，同時還在所述傷(24)的上方的接收用探頭(2)接收直接傳播到傷(24)的上方的衍射波(22)和一度在背面(27)反射后傳播到傷的上方的衍射波(23)，并根據它們的傳播時間差，測量離開所述傷(24)的端部的背面(27)的高度位置。
文檔編號G01N29/04GK101124478SQ20058003293
公開日2008年2月13日 申請日期2005年7月6日 優先權日2005年7月6日
發明者山 林, 福富廣幸, 緒方隆志 申請人:財團法人電力中央研究所
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