ライス。1. ステンレス鋼溶接製造検査方法：TRLモードでのダブル2Dマトリックスアセンブリ。

規格、基準、および方法は進化を遂げ、オーステナイト系溶接部の検査において、放射線透過法（RT）の代わりにフェーズドアレイ超音波探傷法（PAUT）を用いることができるようになりました。約15年前に原子力発電所で初めて広く使用されるようになったデュアル（2D）アレイセンサアセンブリの使用は、高減衰オーステナイト系溶接部の迅速、確実、かつ安全な検査が求められる石油・ガス産業やその他の産業にも広がっています。
最新のポータブルフェーズドアレイデバイスには、強力な内蔵ソフトウェアが搭載されており、外部計算機や高度なソフトウェアを使用したリモート制御システムで作成されたフォーカス法則ファイルをインポートすることなく、2Dマトリックスアレイスキャンを迅速かつ効率的にセットアップ、展開、解釈できます。
今日、2Dアレイ型トランスデューサを用いた検査技術は、ステンレス鋼や異種金属溶接部の周方向および軸方向の欠陥を検出する上で優れた能力を発揮する。標準化された2Dデュアルマトリックス構成は、ステンレス鋼溶接部の検査範囲を効果的にカバーし、平面欠陥や体積欠陥を検出することができる。
超音波検査の手順は通常、検査対象部品の外径に輪郭が一致する交換可能な楔形部品上に配置された2次元マトリックスの2つのアレイで構成されます。異種金属溶接部やその他の減衰低減材料には1.5MHzの低周波数を、均一な鍛造ステンレス鋼の基材および溶接部には2MHz～3.5MHzの周波数を使用します。
デュアル T/R 構成 (送信/受信) は、次の利点を提供します。表面付近の「デッド ゾーン」がなく、ウェッジ内の内部反射によって引き起こされる「ファントム エコー」が排除され、最終的には T ビームと R ビームの畳み込みにより、感度と信号対雑音比 (信号/雑音比) が向上します。
オーステナイト系ステンレス鋼溶接部の製造工程を制御するためのPA UT法について見ていきましょう。
生産管理を行う際は、RT（放射線透過試験）の代わりに、溶接部全体と熱影響部の全肉厚を検査対象とする必要があります。ほとんどの場合、はんだキャップは所定の位置にあります。炭素鋼溶接では、両側の制御対象領域にせん断波を照射することが推奨されます。また、最後の半波は通常、溶接開先部の欠陥からの鏡面反射を得るために使用されます。
低周波数では、同様のせん断波法を用いてステンレス鋼溶接部の近位開先を検査することは可能ですが、オーステナイト系溶接材を貫通して検査するには信頼性が低いです。また、いわゆるCRA溶接部では、炭素鋼管の内径に耐食合金コーティングが施されているため、クロスビームのワイヤジャンパーの後半部分を効果的に使用することはできません。
図1に示すように、携帯型超音波探傷装置とソフトウェアを用いたサンプル検出方法を見ていきましょう。
30～85度のP波屈折ビームを生成するデュアル2Dアレイ型トランスデューサは、体積全体をカバーするために使用できます。壁厚が15～50mmの場合、基板の減衰に応じて、1.5～2.25MHzの周波数が適していると考えられます。
ウェッジ角度とアレイプローブ素子の構成を最適化することで、サイドローブを伴わずに広範囲の屈折角スキャンを効率的に生成できます（図2）。入射面におけるウェッジノードのフットプリントが最小限に抑えられるため、ビームの出口点を溶接部にできるだけ近づけることができます。
TRLモードにおける標準的な2.25MHz 10×3デュアルアレイアレイの性能を、肉厚25mmの304ステンレス鋼板溶接部で評価した。試験片は典型的なV字型の傾斜を持ち、「溶接後」の表面状態であり、溶接面に平行な実際の、かつ十分に記録された溶接欠陥を含んでいた。
ライス。3. 304ステンレス鋼板溶接上の標準2.25MHz 10 x 3デュアルアレイ（TRL）アレイの合成フェーズドアレイデータ。
図3は、溶接部の全長に沿って、すべての屈折角（30°～85°LW）におけるPARデータを組み合わせた画像を示しています。高反射性欠陥の飽和を避けるため、データ取得は低ゲインレベルで行いました。16ビットのデータ解像度により、さまざまな種類の欠陥に対して適切なソフトゲイン設定が可能です。投影シャッターを適切に配置することで、データの解釈が容易になります。
同じ統合データセットを使用して作成された単一の欠陥の画像を図4に示します。結果を確認してください。
検査前にプラグを取り外したくない場合は、パイプ溶接部の軸方向（横方向）の亀裂を検出するために別の検査方法を使用できます。パルスエコーモードで単一のアレイプローブを使用して溶接プラグを「傾ける」ことができます。下からの音波ビーム音波ビームは主に基材内を伝播するため、せん断波は溶接部の近側の欠陥を確実に検出できます。
理想的には、溶接部は 4 つのビーム方向 (図 5) で検査する必要があり、時計回りと反時計回りの反対方向から 2 つの対称なウェッジを検査する必要があります。アレイの個々の要素の周波数とサイズに応じて、ウェッジ アセンブリを最適化して、スキャン軸の方向に対して 40° ～ 65° の屈折角を得ることができます。各サーチ セルには 50 を超える光線が照射されます。内蔵計算機を備えた高度な US PA 機器は、図 6 に示すように、異なるスキューを持つ一連の集束法則の定義を容易に処理できます。
通常、検査範囲全体を網羅するために、2本の走査線による検査シーケンスが使用されます。2本の走査線の軸方向位置は、パイプの厚さと溶接チップの幅に基づいて決定されます。最初の走査線は溶接部の端にできるだけ近づき、溶接部の根元にある欠陥を検出します。2番目の走査線は、熱影響部（HAZ）の検査を完了します。プローブノードのベース領域は、ビームの出口点がウェッジ内で大きな内部反射を起こさずにクラウンのつま先にできるだけ近づくように最適化されます。
この検査方法は、軸方向の欠陥の方向がずれている場合の検出に非常に効果的であることがわかっています。図7は、ステンレス鋼溶接部の軸方向亀裂で撮影されたフェーズドアレイ画像を示しています。欠陥は様々な傾斜角度で検出され、高いSN比が確認できました。
図7：ステンレス鋼溶接における軸方向亀裂の複合フェーズドアレイデータ（様々なSW角度と傾斜）：従来投影（左）と極投影（右）。
高度なPA UTは、放射線検査に代わる検査方法として、石油・ガス、発電、製造業など、オーステナイト系溶接部の信頼性の高い検査を必要とする業界でますます注目を集めています。同様に、完全に統合されたPA UT装置、高性能ファームウェア、2Dアレイプローブにより、これらの検査はより費用対効果が高く、効率的になっています。
ガイ・マエスは、ゼテック社の超音波検査部門の営業部長です。高度な超音波検査手法の開発と導入、能力評価、ソフトウェア開発において25年以上の経験を有しています。詳細については、(425) 974-2700までお電話いただくか、www.zetec.comをご覧ください。
スポンサーコンテンツは、業界企業が質の高い、偏りのない、非営利的なコンテンツを、質の高い読者層に関心のあるトピックについて提供する、有料の特別セクションです。すべてのスポンサーコンテンツは広告会社によって提供されます。スポンサーコンテンツセクションへの参加にご興味をお持ちの方は、お近くの担当者までお問い合わせください。
規制当局による審査の過程で問題が明らかになることが多いため、変更管理の原則を理解することがこれまで以上に重要になっています。このウェビナーでは、変更管理の一般的な原則、品質管理システム（QMS）の重要な構成要素としての役割、および是正措置／予防措置（CARA）やトレーニングといった他の重要な品質保証プロセスとの関連性について解説します。
3D計測ソリューションが、独立系設計者や製造業者に、計測ニーズを満たすためのより高い制御性と柔軟性を提供し、同時に能力を75%向上させる方法をご紹介します。今日の変化の激しい市場において、企業は最先端技術を活用して自動化の複雑さを解消し、ワークフローを改善し、生産性を向上させる必要があります。
ご希望のベンダーに提案依頼書（RFP）を提出し、ボタンをクリックしてニーズの詳細を記入してください。