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1 25 度狭開先ロボット溶接マニュアル - 冷間成形角形鋼管と通しダイアフラム接合部への適用 - 第 3 章 超音波探傷検査 1/21

2 3.1 総則 テキスト P63 解説 解 3.1 総則開先角度が35 度から25 度に変わっても, 超音波探傷検査における欠陥の検出性が不利になる事項はない 超音波探傷検査方法は,AIJ UT 規準を適用する 解説ではマニュアル作成にあたって実験等で得られた知見, 探傷の際の留意事項を中心に記述 工事に適用する場合は 特記仕様書等に記述したうえで, 不合格が検出された場合の処置方法などについては事前に関係者間で協議が必要 AIJ UT 規準では, 角部については 非破壊検査協会 角形鋼管柱溶接角部の超音波探傷試験方法に関する指針 (1996 改正 ) ( 付 2) による 適用範囲コラムと通しダイアフラムの完全溶込み溶接接合部に 25 度狭開先ロボット溶接を用いて施工された溶接部に適用する 超音波探傷試験方法は, 手動のパルス反射法で直接接触法による 探傷方法は 斜角一探触子法による ただし, 特別な調査研究によりその信頼性が確認された超音波探傷法による場合は, このマニュアルによらなくてよい 2/21

3 3.1 総則 一般事項 a) 溶接部に存在する欠陥の超音波探傷試験方法及び合否判定を示す b) 超音波探傷検査の範囲および判定結果の処置は, 当事者間において構造物の規模, 溶接部の有する構造耐力上の重要度などを考慮して定める c) この規準に規定する以外の事項は, 鋼構造建築溶接部の超音波探傷検査規準 同解説による 用語この規準に使用される超音波探傷用語は次に定義されたもの以外は JIS Z 2300( 非破壊検査用語 ) 及び JIS Z 3060 による a) 許容欠陥 : 合否判定基準で規定された境界値未満の欠陥 b) 不合格欠陥 : 合否判定基準で規定された境界値以上の欠陥 探傷方法探傷方法は, 平坦部および角部ともに, 斜角一探触子法による なお, 超音波特性が著しく A1 形 STB,A2 形系 STB または A3 形系 STB と異なる被検材の溶接部を探傷する場合には AIJ UT 規準の 付則 1 STB と音速差のある鋼材を用いた鋼構造建築溶接部の超音波探傷試験方法 に示す探傷方法 を適用する 3/21 テキスト P63

4 3.1 総則 テキスト P 検査技術者検査技術者は, 鋼構造建築溶接部およびその超音波探傷法の特質について十分な知識 技量及び経験を有するものとする 解説 解 検査技術者 建築鉄骨超音波検査技術者(JSSC) は JIS Z 2305に基づく認証資格を前提とする資格 本マニュアルの適用の超音波探傷検査技術者は, 建築鉄骨溶接部の超音波探傷検査に熟練者という主旨で JIS Z 2305に基づく認証資格はもとより 建築鉄骨超音波検査技術者 (JSSC) の資格を有することが望ましい なお, 狭開先ロボット溶接継手の超音波探傷試験に従事する検査技術者は, 溶接管理技術者, 溶接技能者及び溶接オペレーターと同様に, 本マニュアルを習熟し狭開先ロボット溶接継手の超音波探傷検査に必要な知識を習得しているものとする 4/21

5 3.2 装置及び付属品 総則 本章に規定する以外の事項は,JIS Z 斜角探触子に必要な性能 接触媒質 標準試験片 テキスト P 探傷の準備 予備調査 解説 解 反射源までのビーム路程, 探触子溶接部距離とエコー高さ及びその走査特性 開先角度が 25 度であることを念頭に置き準備 探傷面の手入れ 溶接部表面の手入れ 電源投入の時期 5/21

6 3.4 斜角一探触子法 解説 解 3.4 斜角一探触子法 超音波探傷検査は対象となる欠陥の形状及び位置, 継手の形状などにより適切な探触子を選定することが基本 1 種類の探触子では探傷不能領域が生ずる場合などは, 複数の探触子を組み合わせて適用することも考慮 探傷範囲は 原則として表面側余盛部と母材板厚内が対象 音速差に対する配慮 ( コラム ) 周波数の選定 解説 解 周波数の選定 テキスト P67 ( 解説 :P70) ビーム路程 : 板厚 32mmに対してビーム路程は, 屈折角 70 度で188mm(6 倍 ), 屈折角 65 度で152mm(5 倍弱 ) AIJ UT 規準 : 周波数 2MHz の使用は板厚 40mmを超える場合 JIS Z 3060: ビーム路程が150mmを超える場合は周波数 2MHzを使用ビーム路程 150mm 以上になる板厚の場合は, 周波数 2MHz の探触子使用 ただし 周波数 2MHzの探触子の感度低下は少ないが,5MHz に比較して超音波の拡がりが大きく, 溶込み不良と垂れ込みの判別や欠陥指示長さの精度が低下することがあるので, 溶接部初層ルート部への使用に際して十分留意する必要 6/21

7 3.4.1 周波数の選定 ( 解図 3.4.1) 開先角度 25 度と 35 度板厚 19mm 40mm 裏当て金付 T 継手溶接試験体開先面の人工欠陥 2mm 4mm 8mm 1 試験体に 2 個ずつ 4 種類の探触子 5M10 10A70 5M10 10A65 5M5 10A65 2M14 14A65 超音波探傷表面側から一回反射法欠陥エコー高さデータ 3 名の検査技術者の平均 7/21 25 度狭開先ロボット溶接マニュアル 7

8 3.4.1 周波数の選定 ( 解図 3.4.1) テキスト P71 欠陥高さ探傷後に C スキャン法 ( 超音波映像法 ) で測定 C スキャン試験片を水槽に埋没させて 周波数 20MHz の垂直探傷を行い 試験結果を画像表示欠陥長さ及び高さの情報 8/21 25 度狭開先ロボット溶接マニュアル 8

9 25度狭開先ロボット溶接講習会資料 周波数の選定 解図3.4.1-Cスキャン 9/21 ③ テキストP71 板厚19mm 25度狭開先ロボット溶接マニュアル9

10 25度狭開先ロボット溶接講習会資料 周波数の選定 解図3.4.1-Cスキャン 10/21 ③ テキストP71 板厚40mm 25度狭開先ロボット溶接マニュアル10

11 3.4.1 周波数の選定 ( 解図 3.4.1) テキスト P71 C スキャン法で測定した欠陥高さを横軸に, 欠陥エコー高さを縦軸に示した 開先角度 25 度の場合開先角度 35 度の場合解図 開先面の融合不良に対するエコー高さ ( 実験値 ) 開先角度 35 度と25 度とも 探触子による差はあるものの, エコー高さは 屈折角 70 度 < 屈折角 65 度 5MHz<2MHz 11/21 25 度狭開先ロボット溶接マニュアル 11

12 3.4 斜角一探触子法 屈折角及び測定範囲の選定 解説 解 屈折角及び測定範囲 ( ビーム路程 ) の選定探触子の選定の際に考慮すべき事項開先面の融合不良に対しては, 表面側からの1 回反射法による探傷が有効 特に開先角度が25 度の場合は, 屈折角 65 度の探触子を使用すると開先面に超音波が垂直に入射するため欠陥の検出性が高くなる 開先面の表面側の欠陥の検出には屈折角 65 度の探触子が有効である ただし, 屈折角 65 度の探触子は, 板厚によって直射法では探傷不能領域が生じるので注意が必要 測定範囲 ( ビーム路程 ) は 250mm 以下余盛部分の時間軸の読み取り精度が悪くなる欠陥の長さが的確に評価できなくなる可能性あり屈折角 70 度では板厚 40mm で余盛高さ 2mm まで屈折角 65 度では板厚 40mm で余盛高さ 12mm まで テキスト P71 12/21

13 3.4 斜角一探触子法 装置の調整 エコー高さ区分線の作成及び探傷感度の調整に用いる 試験片の選定 距離振幅特性曲線によるエコー高さ区分線の作成 U 線 H 線 M 線及びL 線 エコー高さの領域 探傷感度 解説 解 探傷感度角部の探傷感度はA2 形系 STBまたはA3 形系 STBのφ4 4mmの標準穴のエコー高さを屈折角 70 度はH 線, 屈折角 65 度はM 線, 屈折角 45 度は U 線に合わせた後, 曲率半径の標準値によって表に示す感度補正を行い, これを探傷感度とする 曲率半径の標準値 板厚 (mm) 感度補正量 ( db ) 2.5t 6 以上 22 以下 t 6 以上 22 以下 を超え 40 以下 テキスト P /21

14 3.4 斜角一探触子法 探傷面 予備探傷 規定探傷 テキスト P72 解説 解 規定探傷 (1) 欠陥の種類と屈折角スラグ巻込み及びブローホール : 屈折角 65 度は屈折角 70 度と同程度 ( 解図 3.4.2) L 形の溶込み不良 : 屈折角 70 度より低い感度となる ( 解図 3.4.3) I 形の溶込み不良 : 屈折角 70 度と屈折角 65 度に差はない ( 解図 3.4.4) 溶込み不良と垂れ込みの判別は 屈折角 70 度より屈折角 65 度の方が精度が高いと考えられる 垂れ込みを欠陥と誤判定する可能性は屈折角 65 度の方が小さくなる このことはJSNDI 裏当て金付完全溶込みT 継手のルート部からのエコー判別方法に関する指針 (1995 改正版 ) でも示されている 14/21

15 規定探傷 テキスト P73 解図 スラグ巻込み 連続ブローホールに対する各種探触子のエコー高さ ( 理論値 ) 解図 L 形溶込み不良に対する各種探触子のエコー高さ ( 理論値 ) 解図 I 形溶込み不良及び高温割れに対する各種探触子のエコー高さ ( 理論値 ) 15/21 25 度狭開先ロボット溶接マニュアル 15

16 規定探傷 (2) 角部の欠陥指示長さの測定方法 L=(1-d/r) L (1) r=2s/π (2) L: 欠陥指示長さ L : 探触子の移動距離 d: 欠陥の探傷面からの深さ r: 角部の曲率半径 ( 外径 t: 板厚 S:: 角部の表面の長さ (3) 角部の欠陥と欠陥の間隔 Ss=Ss (1-d/r) (3) Ss: 欠陥と欠陥の問隔 Ss : 探傷面上の欠陥の間隔 d: 欠陥の深さ r:: 角部の曲率半径 ( 外径 ) テキスト P74 解図 角部の欠陥指示長さの測定方法 16/21 解図 欠陥と欠陥の間隔の求め方 25 度狭開先ロボット溶接マニュアル 16

17 規定探傷 (4) 余盛内の探傷 テキスト P74 (5) 探触子の走査範囲が不十分な場合 解図 余盛の傾斜と探傷不能領域 解図 走査範囲が確保できない場合 17/21 25 度狭開先ロボット溶接マニュアル 17

18 3.5 欠陥の評価 解説 解 3.5 欠陥の評価直線部と角部は連続した溶接線とする 溶接線長さが300mm 以上ある溶接部では解図 3.5.1に示すとおり, 合否判定の対象となる欠陥が最も密となる ( 合否判定が最も厳しくなる ) ように連続した長さ 300mmの区間を任意にとり, その区間を単位溶接線とする 欠陥の評価 合否判定の対象とする欠陥 欠陥評価長さ 欠陥評価長さの境界値 解図 単位溶接線の設定 テキスト P75 18/21

19 3.6 合否の判定 テキスト P76 解説 解 3.6 合否の判定特記がない場合 : 疲労を考慮しない溶接部, 溶接部に引張応力が作用する場合を適用 AIJ UT 規準 : 探触子にて欠陥評価が異なる場合にはエコー高さの高い方の探傷結果を採用する < 解図 3.6.1> 25 度狭開先溶接部の開先面の融合不良の欠陥高さに対するビーム路程 W=50mmとW=200mmの場合について各種探触子を用いて一回反射法に よる場合のエコー高さ合否の判定 ( 理論値 ) を示した 周波数 5MHz 単位溶接線の合否象とする欠陥の探触子の場合, 欠陥高さが1mm 程度 : 各探触子による差異は少ないが, 欠陥高さが5mmと大きい場合 : 屈折角 65 度の方が10dB 以上高い屈折角 70 度の場合 : エコー高さと欠陥高さに相関はみられない屈折角 65 度の場合 : エコー高さと欠陥高さはある範囲で比例エコー高さが高い程欠陥高さは高くなる と考える 19/21

20 テキスト P78 解図 度開先面の融合不良の欠陥高さに対する各種探触子のエコー高さ ( 理論値 ) 20/21 25 度狭開先ロボット溶接マニュアル 20

21 3.7 記録 テキスト P79 補足 検出対象となる欠陥の種類に対する開先角度および屈折角の影響 35 度開先溶接部を含めて超音波探傷を適用するにあたり技術的な特性 補 1 補 2 余盛部の探傷 欠陥の検出性と探触子性能 21/21 25 度狭開先ロボット溶接マニュアル 21

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Microsoft PowerPoint - H24全国大会_発表資料.ppt [互換モード] 第 47 回地盤工学研究発表会 モアレを利用した変位計測システムの開発 ( 計測原理と画像解析 ) 平成 24 年 7 月 15 日 山形設計 ( 株 ) 技術部長堀内宏信 1. はじめに ひびわれ計測の必要性 高度成長期に建設された社会基盤の多くが老朽化を迎え, また近年多発している地震などの災害により, 何らかの損傷を有する構造物は膨大な数に上ると想定される 老朽化による劣化や外的要因による損傷などが生じた構造物の適切な維持管理による健全性の確保と長寿命化のためには,

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