超音波探傷器の測定方法 - 平板突合せ継手溶接部の探傷

技術資料

平板突合せ継手溶接部の探傷

平板突合せ継手溶接部の探傷

溶接は、金属を溶かして接合部を一体化する方法の1つで、自動車、船舶、建設機械、建築物など、あらゆる金属構造物で使用されています。
溶接の品質は、溶接条件や溶接工の技量により大きく左右され、不適切な溶接はきずの原因となり重大な事故につながる可能性もあります。このため、溶接部の品質確認は非常に重要で、超音波探傷器はこの品質確認のために広く使用されています。

ここでは、鋼の平板突合せ継手溶接部の超音波探傷について説明します。

※詳細は、JIS Z 3060(鋼溶接部の超音波探傷試験方法)をご参照ください。

測定方法

溶接部の探傷では通常、一探触子の斜角探触子を使用します。垂直探触子では、余盛のため探触子を密着させることが困難であることと、板厚方向の割れを検出することができないからです。
JIS Z 3060では、斜角探触子の公称周波数、振動子の公称寸法および屈折角を以下のように定めています。

斜角探傷
垂直探傷
斜角探触子に通常使用する公称周波数
使用する最大のビーム路程公称周波数
100mm以下3.5~5MHz
100mmを超え 150mm以下2~5MHz
150mmを超え 250mm以下2~3.5MHz
250mmを超える場合2MHz
斜角探触子に通常使用する振動子の公称寸法
公称周波数振動子の公称寸法
2~2.5MHz14×14、20×20
3~4MHz10×10、14×14、20×20
4.5~5MHz5×5、10×10
STB音速比による屈折角の選定
試験体の板厚STB音速比探傷に適用する屈折角
6mm以上、25mm以下0.990未満探傷屈折角63°以上72°以下
0.990以上、1.020以下STB屈折角63°以上72°以下
1.020を超える探傷屈折角63°以上72°以下
25mmを超え、75mm以下0.995未満探傷屈折角58°以上72°以下
0.995以上、1.015以下STB屈折角58°以上72°以下
1.015を超え、1.025以下STB屈折角58°以上67°以下
1.025を超える探傷屈折角58°以上72°以下
75mmを超える0.995未満探傷屈折角58°以上67°以下
0.995以上、1.025以下STB折角58°以上67°以下
1.025を超える探傷屈折角58°以上67°以下
探傷器の調整

STB-A1試験片またはA3系試験片を使用して、入射点の測定、測定範囲の調整、屈折角の測定を行います。
入射点、STB屈折角、測定範囲および探傷感度は、作業開始時だけでなく、作業開始後4時間以内ごとおよび作業終了時に点検し、これら条件の変化量を確認する必要があります。

装置の調整項目 使用する試験片等
入射点の測定(0.5mm単位) STB-A1、STB-A3、STB-A31、STB-A32
測定範囲の調整
STB屈折角の測定(0.1°単位)
探傷屈折角の測定(0.1°単位) STB音速比、V透過法または、対比試験片による方法
エコー高さ区分線の作成と領域区分
平板突合せ継手溶接部の探傷

同じ大きさのきずでも、探触子からの距離(ビーム路程)が近いとエコーの高さは高くなり、遠くなると低くなります。探触子からきずまでの距離(ビーム路程)が異なっても、同じ大きさのきずを同じように評価する必要があり、このためにエコー高さ区分線を作成します。

STB-A2系試験片もしくはRB-41を使用し、6dBずつゲインを変えた3本のエコー高さ区分線を作成し、上からH線、M線、L線とします。
(L線は、きずエコーの評価に用いられるビーム路程の範囲で、その高さが10%以上ある必要があります。)
エコー高さの領域区分は、L線より下はI、L線とM線の間をⅡ、M線とH線の間をⅢ、H線より上をⅣとします。

装置の調整項目使用する試験片
エコー高さ区分線の作成STB-A2、STB-A21、RB-41A、RB-41B
探傷感度の調整

STB-A2系試験片やA3系試験片、RB-41を用い、標準穴のエコー高さがH線に一致するように探傷感度を調整します。

装置の調整項目使用する試験片
探傷感度の調整STB-A2、STB-A21、STB-A3、STB-A31、STB-A32、RB-41A、RB-41B
探傷

きずの傾きによる見落としを防ぐため、使用するビーム路程が250mm以下の場合は、超音波を溶接部に直接当てる直射法と、超音波を底面に当て反射した超音波で溶接部を狙う1回反射法を組み合わせ、かつ余盛の両側から探傷します(片面両側)。

鋳鉄の探傷

板厚が厚く、ビーム路程が250mmを超える場合は、表面側だけでなく、底面側を含めた両側から探傷します(両面両側)。

鋳鉄の探傷

検出レベルは、M線を超えるきずを対象とするM検出レベルと、L線を超えるきずを対象とするL検出レベルのいずれかを、当事者間の話し合いで決めます。
定められた範囲を探触子走査し、M検出レベルの場合は最大エコー高さがM線を超えるきずを、L検出レベルの場合は最大エコー高さがL線を超えるきずを評価対象とします。評価対象のきずエコーを検出したら、その時の探触子位置、ビーム路程、エコー高さの領域区分等の必要事項を記録します。

次に、きずの指示長さを測定します。きずの指示長さとは、溶接線に平行な方向の長さです。きずの最大エコー高さを検出した位置から、左右走査(溶接線に平行に探触子を走査)を行い、エコー高さがL線を超える範囲がきず指示長さとなります。

対応機種

超音波探傷器 DFX-7DFX-7は、最先端のテクノロジーを凝縮したハンディータイプの超音波探傷器です。
わずか397gのコンパクトなボディーに、必要な機能をすべて搭載しました。
標準で厚さ計ソフトウェアを搭載しています。

価格(税別):620,000円

超音波探傷器 DFX-7+DFX-7+は、DFX-7に狭帯域フィルター(2MHz、5MHz、10MHz)を追加した、DFX-7の上位モデルです。
より高精度な測定が可能です。

価格(税別):650,000円

超音波探傷器 DFX-8DFX-8は、溶接部の探傷から鋳物やFRP等の高減衰材、厚物の測定まで、幅広い用途で使用可能な高性能超音波探傷器です。
厚さ計ソフトウェアも標準搭載、あらゆる超音波検査を1台で実現します。

価格(税別):740,000円

超音波探傷器 DFX-8+DFX-8+は、超音波探傷器のフラグシップモデルです。
400Vのパルス電圧、水浸探傷に対応するインターフェースゲート、システムとの連携が可能な外部制御コマンド、アナログ出力など豊富な機能を搭載しています。

価格(税別):890,000円

超音波探傷器 ST10ST10は、ポータブル探傷器として世界最大の8インチディスプレイを搭載*した高性能超音波探傷器です。
IP66に対応した堅牢なアルミニウムハウジング、400Vの強力なパルス電圧、20~1,000nsで調整可能なパルス幅など、素晴らしい性能をもつ超音波探傷器です。

価格(税別):980,000円

※2016年3月現在 自社調べ

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*本資料は、測定の一例を示すものであり、規格・法令等により定められた測定方法を説明するものではありません。