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日本工業規格

JIS

 Z

3080

-1995

アルミニウムの突合せ溶接部の

超音波斜角探傷試験方法

Methods of ultrasonic angle beam examination

for butt welds of aluminium plates

1.

適用範囲  この規格は,厚さ 5mm 以上のアルミニウム及びアルミニウム合金板(以下,アルミニウ

ムという。

)の完全溶込み突合せ溶接部に対して,パルス反射法による基本表示の探傷器を用いて行う超音

波斜角探傷試験方法について規定する。

なお,試験結果の分類方法を

附属書に規定する。

備考  この規格の引用規格を,次に示す。

JIS Z 2300

  非破壊試験用語

JIS Z 2345

  超音波探傷試験用標準試験片

JIS Z 2350

  超音波探触子の性能測定方法

JIS Z 2352

  超音波探傷装置の性能測定方法

JIS Z 3871

  アルミニウム溶接部の超音波探傷試験の技術検定における試験方法及び判定基準

2.

用語の定義  この規格で用いる主な用語の定義は,JIS Z 2300 によるほか,次による。

(1)

振動子の等価寸法  試験体中へ屈折通過した超音波の進行方向から見たときの,見掛けの振動子寸法。

[

  ]  を用いて,実寸法と区別する。

(2)

きずの指示長さ  探触子の移動距離によって測定したきずの見掛けの長さ。

3.

試験技術者  超音波探傷試験を行う技術者は,JIS Z 3871 に基づく B 種試験に合格した者又はこれと

同等以上の技量をもつ者とする。

4.

探傷装置の使用条件

4.1

探傷器の使用条件

4.1.1

増幅直線性  増幅直線性は,JIS Z 2352 の 4.1(増幅直線性)によって測定し,±3%とする。

4.1.2

時間軸の直線性  時間軸の直線性は,JIS Z 2352 の 4.2(時間軸直線性)によって測定し,±1%と

する。

4.1.3

感度余裕値  感度余裕値は,JIS Z 2352 の 4.3(垂直探傷の感度余裕値)によって測定し,40dB 以

上とする。

4.1.4

使用条件の確認  4.1.14.1.3 の使用条件については,JIS Z 2352 によって,装置の使用開始時及

び 12 か月ごとに確認する。


2

Z 3080-1995

4.2

斜角探触子の使用条件

4.2.1

周波数  公称周波数は 5MHz,試験周波数は 4.5∼5.5MHz とする。

4.2.2

振動子及び屈折角  振動子の寸法及びアルミニウム中における公称屈折角は,表 に示すものを使

用する。

なお,公称屈折角と探傷屈折角の差は,±2°とする。

表 1  斜角探触子の振動子の寸法と公称屈折角

振動子の寸法  mm

公称屈折角

等価寸法

[5

×5]

[10

×10]

実寸法

5

×5

10

×10

40

°

45

°

50

°

55

°

60

°

65

°

70

°

4.2.3

ビーム中心軸の偏り  ビーム中心軸の偏りは,JIS Z 2350 の 13.1(ビーム中心軸の偏りと偏り角)

によって測定し,読取り単位 1°で測定し,この角度が 2°を超えないものとする。

4.3

標準試験片 (STB) 及び対比試験片 (RB) 

4.3.1

標準試験片  標準試験片は,JIS Z 2345 に規定する STB-A1,STB-A3 又は STB-A31 を使用する。

4.3.2

対比試験片  対比試験片 (RB-A4AL) は,試験体又は試験体と超音波特性の近似したアルミニウム

で製作し,その形状及び寸法は

図 及び表 による。

なお,

図 に規定する以外の位置に標準穴を追加してもよい。

図 1  対比試験片 (RB-A4 AL)  の形状

備考

L

:対比試験片の長さ(使用するビーム路程によって定める。

T

:対比試験片の厚さ(

表 参照)

表 2  対比試験片 (RB-A4 AL)  の寸法

単位 mm

試験片呼称

試験片の適用測定範囲

対比試験片の厚さ  T

標準穴の径

No.1 100

以下 12.5 又は t(

1

) 2.0

No.2 200

以下 25  又は t 5.0

No.3 250

以上 50  又は t 5.0

(

1

)

  t:試験体の母材の厚さ


3

Z 3080-1995

4.3.3

標準試験片及び対比試験片の種類と用途  標準試験片及び対比試験片の種類と用途は,表 による。

表 3  標準試験片及び対比試験片の種類と用途

種類

用途

STB-A1

斜角探触子の入射点の測定,測定範囲の調整

STB-A3

又は STB-A31

斜角探触子の入射点の測定,測定範囲 250mm 以下
の場合の調整

RB-A4AL

斜角探触子の屈折角の測定,距離振幅特性曲線の作

成及び探傷感度の調整

4.4

接触媒質  接触媒質には,グリセリン水溶液,グリセリンペースト,又はこれと同等の性質をもつ

ものを使用する。

5.

探傷試験の準備

5.1

試験部の形状・寸法の測定  試験部(熱影響部を含む。)においては,母材の厚さ及び溶接部の形状

(余盛の幅,溶接角変形,目違いなど)を測定し,記録する。

5.2

探触子の選定  一探触子法に使用する斜角探触子の屈折角は,対象とするきずによって表 による。

基本となる探傷は,公称屈折角 70°とし,特に開先面の融合不良などの検出を目的とするときは,開先形

状を考慮して決定する。

また,振動子寸法は,使用するビーム路程によって

表 による。

なお,タンデム探傷法に使用する探触子については,対象とするきずの深さ位置によって

表 による。

表 4  一探触子法に使用する斜角探触子の公称屈折角 

対象とするきず

公称屈折角  (

θ

N

)

全般 70°

開先面の融合不良

90-

α

(

2

)

°に最も近い

表 1

の公称屈折角

裏面に開口した溶込み不良 45°(母材の厚さが 40mm 以下の場

合は 70°を使用してもよい。

(

2

)

α

 (

°)  :ベベル角

表 5  一探触手法に使用する斜角探触子の振動子の寸法

単位 mm

ビーム路程

振動子の寸法

50

以下 [5×5]  又は 5×5

50

を超え  100 以下 [5×5], [10×10],5×5 又は 10×10

100

を超えるもの [10×10]  又は 10×10

表 6  タンデム探傷法に使用する斜角探触子

きずの深さ位置  d mm

探触子

25

以下 5M

[10

×10] A70AL

又は 5M10×10A70AL

25

を超えるもの 5M

[10

×10] A45AL

又は 5M10×10A45AL

5.3

超音波特性の違いによる感度補正量の測定  試験体と対比試験片の超音波特性の違いによる感度補

正量

H

LA

は,探傷に使用する探触子及びそれと同じ形式の斜角探触子を用いて,次のように求める。

H

LA

L

T

+2・

∆α

l

max

ここに,

L

T

試験体と対比試験片の伝達損失量の差

∆α

試験体と対比試験片の減衰係数の差

l

max

探傷に使用する最大のビーム路程


4

Z 3080-1995

5.4

装置の調整

5.4.1

入射点の測定  入射点は,STB-A1,STB-A3 又は,STB-A31 を用いて 1mm の単位で測定する。

5.4.2

探傷屈折角の測定  探傷屈折角は,次の方法で測定する。

(1)

一探触子法の場合  RB-A4 AL の標準穴を表 に示すスキップ距離となる位置からねらい,図 に示

す試験体表面上における探触子と標準穴との距離 を測定し深さ とから,次の式によって探傷屈折

θ

を 0.5°単位で求める。

( )

°

÷

ø

ö

ç

è

æ

d

y

1

tan

θ

表 7  探傷屈折角の測定に用いる RB-A4 AL のスキップ距離 

振動子寸法

mm

公称屈折角  RB-A4 AL (No.1)

RB-A4 AL (No.2)

RB-A4 AL (No.3)

40

∼60°

8

3

スキップ

[5

×5]

又は

5

×5

65

°,70°

4

1

スキップ

4

1

スキップ

8

1

スキップ

40

∼60°

4

5

スキップ

4

3

スキップ

8

3

スキップ

[10

×10]

又は

10

×10

65

°,70°

8

5

スキップ

8

3

スキップ

4

1

スキップ

図 2  一探触子法における探傷屈折角の測定方法

(2)

タンデム探傷法の場合

  STB 屈折角の差が±1°の 2 個の探触子を用いて,

図 3

に示すように試験体

の母材部で V 透過パルスを求め,そのときの入射点の間隔 及び母材の厚さ から,次の式によって

探傷屈折角

θを 0.5°単位で求める。

( )

°

÷

ø

ö

ç

è

æ

t

y

2

tan

1

θ

図 3  タンデム探傷法における探傷屈折角の測定方法

5.4.3

測定範囲の調整

  測定範囲の調整は,STB-A1,STB-A3 又は STB-A31 を用いて行い,次による。

(1)

測定範囲が 100mm 及び 200mm の場合

  STB-A1 の R100mm 及び STB-A3 又は STB-A31 の R50mm が,

アルミニウム中でそれぞれ 98mm 及び 49mm に相当するものとして測定範囲を調整する。

(2)

測定範囲が 125mm 及び 250mm の場合

  STB-A1 の R100mm 及び STB-A3 又は STB-A31 の R50mm が,


5

Z 3080-1995

アルミニウム中でそれぞれ 97.5mm 及び 48.75mm に相当するものとして測定範囲を調整する。

(3)

測定範囲が 250mm を超える場合

  STB-A1 の R100mm がアルミニウム中で 98mm 又は 97.5mm に相当

するものとして測定範囲を調整する。

5.4.4

装置の調整の時期

  装置の調整は,作業開始時及びその後 4 時間以内ごとに行う。

5.5

距離振幅特性曲線の作成

  距離振幅特性曲線の作成は,次による。

(1)

距離振幅特性曲線の作成には,RB-A4AL 及び探傷に使用する探触子を用いる。

(2)

距離振幅特性曲線は,表示器目盛板又はそれを覆う補助目盛板に直接記入する。

(3)

表 7

に示したスキップ距離よりビーム路程の短い範囲は,そのスキップのエコー高さとする。

(4)

使用するビーム路程の範囲内で,距離振幅特性曲線の高さが 90%以下で,かつ,10%以上になるよう

に作成する。

6.

一探触子法

6.1

基準レベル及び評価レベル

6.1.1

基準レベル

  基準レベルは,RB-A4 AL の標準穴からのエコー高さレベルに

5.3

に示した感度補正

量を加えて基準レベルとし,H

RL

で表す。

なお,

RB-A4 AL

の No.1 の直径 2.0mm の標準穴を使用する場合は,

横穴の径の違いによる感度補正量は,

−4dB とする。

6.1.2

評価レベル

  エコー高さによってきずを評価するため,

5.5

に規定した距離振幅特性曲線を基準レ

ベルとして,

表 8

に示す A,B 及び C の 3 種類の評価レベルを設ける。

表 8  評価レベルとエコー高さのレベル

評価レベルの種類

エコー高さのレベル

A

評価レベル

H

RL

−12dB

B

評価レベル

H

RL

−18dB

C

評価レベル

H

RL

−24dB

6.2

評価レベルの指定

  試験の目的に応じて,A 評価レベル,B 評価レベル又は C 評価レベルのいずれ

かを指定する。

6.3

探傷面及び走査範囲

  探傷面及び走査範囲は,試験体の母材の厚さによって

(1)

(3)

のように定める。

ただし,対象とするきずが,開先面の融合不良の場合は,開先面を垂直に近い方向からねらうことのでき

る探傷面及び探触子位置を選定すればよいものとする。

(1)

母材の厚さが 40mm 以下の場合,片面両側から直射法及び一回反射法によって探傷する[

図 4(a)

参照]

(2)

母材の厚さが 40mm を超え 80mm 以下の場合,両面両側から直射法によって探傷する[

図 4(b)

参照]

ただし,溶接部の形状などによって,特に一回反射法による探傷が必要な場合は,対象とするきずの

存在が予想される位置に,超音波が十分に伝搬することを確認した上で,片面両側から直射法及び一

回反射法によって探傷してもよい。

(3)

母材の厚さが 80mm を超える場合,両面両側から直射法によって探傷する[

図 4(b)

参照]


6

Z 3080-1995

図 4  一探触子法における探傷面と走査範囲

6.4

評価の対象とするきずとその区分

  最大エコー高さを示す位置及び方向に探触子を置き,その最大

エコー高さが

6.2

で指定した評価レベルを超える場合は,探触子の位置,ビーム路程,溶接継手の状況な

どから,きずかどうかを判定する。きずと判定されたものを評価の対象とし,

表 9

によって A 種,B 種又

は C 種のいずれかに区分する。

表 9  きずの区分とエコー高さ

きずの区分

エコー高さ

A

A

評価レベルを超えるもの

B

A

評価レベル以下で B 評価レベルを超えるもの

C

B

評価レベル以下で C 評価レベルを超えるもの

6.5

きずの位置の表示

  きずの位置は,最大エコー高さを示す位置で表示する。

6.6

きずの指示長さの測定

  最大エコー高さを示す位置に探触子を置き,左右走査を行う。このとき若

干の前後走査を行うが,首振り走査は行わない。きずからのエコー高さが

表 10

に示すレベルと一致する探

触子位置におけるビーム中心軸上の反射源の位置をきずの端とする。探傷面上でのきずの始端と終端の間

隔を 1mm の単位で測定してきずの指示長さとする。

表 10  きずの端を決めるためのレベル

きずの区分

きずの端を決めるためのレベル

A

H

Fmax

−10dB(

3

)

B

種,C 種

6.2

で指定したレベル

(

3

)

  H

Fmax

:最大エコー高さ

異なる屈折角又は異なる探傷面で一つのきずを検出した場合,

図 5

に示すように,それぞれ始端と終端

を求め,それらの間隔の最大長さをきずの指示長さとする。

図 5  きずの指示長さの測定

7.

タンデム探傷法


7

Z 3080-1995

7.1

基準レベル及び評価レベル

7.1.1

基準レベル

  V 透過パルスのレベルを直径 5.0mm の標準穴からのエコー高さレベルに換算して基

準レベルとする。基準レベルは,母材部における V 透過パルスのレベルを H

V

とし,母材の厚さ 及び交

軸点の深さ位置 によって

表 11

から求める。

表 11  タンデム探傷法の基準レベル H

RL

母材の厚さ

交軸点の深さ位置  d mm

屈折角

t mm

4

t

d

2

4

t

d

t

<

2

t

d

>

70

° 30≦t≦50

50<t

≦80

H

V

(

4

)

−20dB

H

V

−22dB

H

V

−22dB

H

V

−24dB

H

V

−24dB

H

V

−26dB

45

° 50≦t≦80

80

t≦125

125

t≦200

H

V

−18dB

H

V

−18dB

H

V

−18dB

H

V

−18dB

H

V

−18dB

H

V

−20dB

H

V

−18dB

H

V

−20dB

H

V

−22dB

(

4

)

  H

V

 (dB)

:透過パルスのレベル

7.1.2

評価レベル

  評価レベルは,H

RL

−12dB とする。

7.2

探傷面及び走査範囲

  片面両側から探傷する。走査範囲は,試験部を超音波ビームが十分覆う範囲

とする。

7.3

評価の対象とするきずとその区分

  最大エコー高さを示す位置に探触子を置き,その最大エコー高

さが評価レベルを超える場合,探触子の位置と間隔,溶接継手の状況などから,きずかどうかを判定する。

きずと判定されたものを評価の対象とし,すべて A 種に区分する。

7.4

きずの位置の表示

  きずの位置は,最大エコー高さを示す交軸点の位置で表示する。

7.5

きずの指示長さの測定

  最大エコー高さ H

Fmax

を示す位置に探触子を置き,左右走査を行う。きずか

らのエコー高さが H

Fmax

−10dB と一致する探触子位置における交軸点の位置をきずの端とする。探傷面上

でのきずの始端と終端の間隔を 1mm の単位で測定してきずの指示長さとする。

なお,両側から一つのきずを検出した場合は,それぞれ始端と終端を求め,それらの間隔の最大長さを

きずの指示長さとする。

8.

試験結果の分類方法

  試験結果の分類方法は,

附属書

による。

9.

記録

  試験を行った後,その試験成績書には,つぎの事項を記載し,その記録と試験体とをいつでも

照合できるようにしておかなければならない。

(1)

試験体に関する事項

(1.1)

施工業者名又は製造業者名

(1.2)

工事名又は製品名

(1.3)

試験体の外形・寸法及び試験部位の記号又は番号

(1.4)

材質

(1.5)

母材の厚さ

(1.6)

溶接部の継手形状,開先形状及び溶接方法

(2)

試験年月日

(3)

試験技術者の所属,氏名及び資格

(4)

試験条件

(4.1)

使用装置,試験片及び材料


8

Z 3080-1995

(a)

探傷器(名称,製造所,製造番号,点検年月  日,点検者,性能及び使用条件の確認結果)

(b)

探触子(呼称,製造所,製造番号,点検年月日,点検者,性能及び使用条件の確認結果)

(c)

標準試験片及び対比試験片

(d)

接触媒質

(4.2)

探傷方法

(4.3)

探傷面及び走査範囲(探傷面の記号,反射回数など)

(4.4)

基準レベル及び評価レベル

(a)

距離振幅特性曲線

(b)

指定した評価レベル

(5)

試験結果

(5.1)

試験部の形状・寸法

(5.2)

きず指示の有無

(5.3)

きずの位置

(5.4)

きずの区分

(5.5)

きずの指示長さ

(5.6)

きずの分類

(6)

その他必要事項

(7)

備考


9

Z 3080-1995

附属書  試験結果の分類方法

1.

適用範囲

  この

附属書

は,試験結果の分類を行う場合に適用する。

2.

試験結果の分類

  試験結果の分類は,きずの区分及びきずの指示長さに応じて

附属書表 1

に従って行

う。

附属書表 1  きずの指示長さによるきずの分類

単位

 mm

母材の厚 
さ t (

1

)

5

以上 20 以下 20 を超え 80 以下 80 を超えるもの

区分

分類

A

B

C

A

B

C

A

B

C

1

5

以下

6

以下

8

t

以下

4

t

以下

3

t

以下 10 以下 20 以下 26 以下

2

6

以下 10 以下

6

t

以下

3

t

以下

2

t

以下 13 以下 26 以下 40 以下

3

5

以下 10 以下 20 以下

4

t

以下

2

t

以下

t

以下 20 以下 40 以下 80 以下

きずの分類

4

3

類を超えるもの

(

1

)

  t:突き合わせる母材の厚さが異なる場合は,薄い方の厚さとする。

附属書表 1

の適用に当たり,同一とみなされる深さにおいて,きずときずの間隔が大きい方のきずの指

示長さと等しいかそれより短い場合は,同一のきずとみなし,それらを間隔も含めて連続したきずとして

取り扱う。

きずときずの間隔が,

両者のきずの指示長さのうち大きい方のきずの指示長さより長い場合は,

それぞれ独立したきずとみなす。


10

Z 3080-1995

改正原案作成委員会  構成表

氏名

所属

(委員長)

大  岡  紀  一

日本原子力研究所大洗研究所

古  賀  英  宣

通商産業省基礎産業局

高  木  譲  一

通商産業省工業技術院標準部

福  原  煕  明

金属材料技術研究所

座  古      勝

大阪大学工学部

竹  花  立  美

高圧ガス保安協会

冨  田  真  己

社団法人日本溶接協会

名  取  孝  夫

社団法人日本非破壊検査協会(株式会社ジャスト研究所)

米  山  弘  志

石川島播磨重工業株式会社

松  村  裕  之

川崎重工業株式会社

青  山  芳  夫

日本酸素株式会社

倉  持      貢

清水建設株式会社

高  橋  伸  幸

住友軽金属工業株式会社

松  本  二  郎

株式会社日軽技研

井  川  敏  之

株式会社アイ・エム・シー

丸  本      尚

神鋼検査サービス株式会社

清  田  文  範

新日本非破壊検査株式会社

横  野  泰  和

非破壊検査株式会社

八  木      健

株式会社トキメック

高  橋  弘  幸

日本クラウトクレーマー株式会社

和  高  修  三

三菱電機株式会社

(事務局)

初  谷  正  治

社団法人軽金属溶接構造協会