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日本工業規格

JIS

 Z

3081

-1994

アルミニウム管溶接部の 
超音波斜角探傷試験方法

Methods of ultrasonic angle beam examination

for welds of aluminium pipes and tubes

1.

適用範囲  この規格は,アルミニウム及びアルミニウム合金管(以下,アルミニウム管という。)の完

全溶込み溶接部のパルス反射法による基本表示の探傷器を用いて行う管外面からの超音波斜角探傷試験方

法について規定する。ただし,外径が 100 mm 以上 1 500 mm 以下で肉厚が 5 mm 以上のアルミニウム管の

円周継手溶接部及び外径が 300 mm 以上 1 500 mm 以下で肉厚が 5 mm 以上のアルミニウム管の長手継手溶

接部のうち肉厚 と外径 の比

D

t

が 16 %未満のものに適用する。

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 2352

  超音波探傷装置の性能測定方法

JIS Z 3080

  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及び試験結果の等級分類方法

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)

基準レベル (H

RL

)

  エコー高さの評価の際の基準とするエコー高さのレベル。円周継手溶接部の場合,

JIS Z 3080

に規定する RB-A4AL の標準穴(直径 5.0mm の横穴)からのエコー高さを基準レベルとし,

また,長手継手溶接部の場合,

図 に示す RB-A7AL の標準穴(直径 2.0mm の横穴)からのエコー高

さよりも 4 dB 高いレベルを基準レベルとする。

(2)

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。

(3)

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 T 種試験に合格した者又はそれと

同等以上の技量をもつ者とする。

4.

探傷装置及びその性能

4.1

探傷器に必要な性能

4.1.1

増幅直線性  JIS Z 2352 の 4.1(増幅直線性)で測定し,±3 %以内であること。

4.1.2

時間軸の直線性  JIS Z 2352 の 4.2(時間軸直線性)で測定し,±1 %以内であること。


2

Z 3081-1994

4.1.3

感度余裕値  JIS Z 2352 の 4.3(垂直探傷の感度余裕値)で測定し,40dB 以上であること。

4.1.4

性能の点検  上記の 3 項目について,JIS Z 2352 によって,装置の使用開始時及び 12 か月ごとに

点検する。

4.2

斜角探触子に必要な性能

4.2.1

振動子及び屈折角  公称周波数は 5MHz で,試験周波数は 4.5∼5.5MHz の範囲内であること。振

動子の寸法と公称屈折角は,

表 に示した組合せとする。

なお,公称屈折角と探傷屈折角の差は,±2°の範囲内であること。

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(度)

等価寸法

[5

×5]

[10

×10]

実寸法

5

×5

10

×10

40

45

50

55

60

65

70

4.2.2

接触面  外径が 500mm 以下の管長手継手溶接部の探傷に使用する斜角探触子は,試験体との接触

を安定させるためのアグプタを使用するか,又は探触子の接触面を探傷面の曲率に合わせて曲面加工を施

すものとする。

4.3

標準試験片 (STB) 及び対比試験片 (RB)

4.3.1

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

4.3.2

対比試験片  円周継手溶接部の探傷には,JIS Z 3080 に規定する RB-A4AL を使用し,長手継手溶

接部には,

図 に示す RB-A7AL を使用する。

図 1  RB-A7AL の形状及び寸法

4.4

接触媒質  接触媒質には,濃度 75%  以上のグリセリン水溶液,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

円周継手溶接部の場合


3

Z 3081-1994

5.1.1

探触子の選定  円周継手溶接部の探傷に使用する斜角探触子は,表 に従って表 の中から選定す

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。

表 2  円周継手溶接部の探傷に使用する斜角探触子

対象とするきず

全般

開先面の融合不良

公称屈折角

θ

(度) 70

θ≒90−α(

1

)

振動子の寸法

外径 300 未満の場合[5×5]  又は 5×5

(mm)  300

以上の場合 [5×5] , [10×10] , 5×5 又は 10×10

(

1

)

α

(度)

:ベベル角

5.1.2

装置の調整  装置の調整は,次による。

(1)

入射点及び探傷屈折角の測定  入射点は,STB-A1 又は STB-A3 を用いて,1 mm の単位で測定する。

探傷屈折角は,RB-A4AL の標準穴を

表 に示した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 0.5 度単

位で求める。

÷

ø

ö

ç

è

æ

=

d

y

1

tan

θ

表 3  屈折角の測定に用いる RB-A4A のスキップ距離

振動子寸法 (mm)

公称屈折角(度)

RB-A4AL-2 RB-A4AL-3

40

∼60

4

1

スキップ

8

1

スキップ

[5

×5], 5×5

65, 70

4

1

スキップ

8

1

スキップ

40

∼60

4

3

スキップ

8

3

スキップ

[10

×10], 10×10

65, 70

8

3

スキップ

4

1

スキップ

図 2  探傷屈折角の測定

(2)

測定範囲の調整  STB-A1 又は STB-A3 を用いて,次の要領で測定範囲を調整する。

(a)

測定範囲が 100 mm 及び 200 mm の場合  STB-A1 の R100mm 及び STB-A3 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。

(b)

測定範囲が 125mm 及び 250mm の場合  STB-A1 の R100mm 及び STB-A3 の R50mm が,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。

5.1.3

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。


4

Z 3081-1994

(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 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)

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 90%以下で,かつ,10%以上になる

ように作成する。

5.1.4

探傷面と走査範囲  表 に示した探触子を使用して,対象とするきずの存在が予想される位置に,

管外面の溶接部の両側から超音波が十分に伝搬するように走査範囲を決定する。公称屈折角 70°の探触子

を用いる全般の探傷では,管外面の溶接部の両側から直射法及び一回反射法によって探傷する。直射法に

よる探傷が困難な場合は,一回反射法及び二回反射法によって探傷する。

5.2

長手継手溶接部の場合

5.2.1

探触子の選定  探触子の選定は,次による。

(1)

使用する探触子の公称屈折角は,対象とする試験部の肉厚 と外径 との比

D

t

の範囲によって,

表 4

に示すものの中から選定する。

表 4  長手継手溶接部の探傷に使用する 

探触子の公称屈折角

D

t

 (%)

公称屈折角(度)

2.3

以下

70, 65, 60

2.3

を超え 6.0 以下

60, 55, 50

6.0

を超え 11.1 以下

50, 45, 40

11.1

を超え 16.0 未満 40

(2)

開先面の融合不良を検出することを目的とする場合は,開先面に超音波を垂直方向に対して 5 度以内

の傾きで入射させることのできる屈折角を次の要領で求める。

まず,次の式を用いてパラメータ を決定する。

α

2

2

sin

1

÷

ø

ö

ç

è

æ −

=

D

t

B

ここに,

α: ベベル角

:

肉厚

:

外径

次に,試験の対象とする深さ から

D

d

を求め,

図 から使用する探触子の公称屈折角を決定する。


5

Z 3081-1994

図 3  開先面の融合不良を検出するための公称屈折角の選定

5.2.2

装置の調整  探触子の接触面に曲面加工を施さない場合,装置の調整は,5.1.2 によって行う。曲

面加工を施す場合及びアダプタを使用する場合は,次の方法による。

(1)

入射点及び探傷屈折角の測定  図 に示すよう,RB-A7AL の標準穴を直射法及び一回反射法によって

ねらい,そのときの標準穴の中心から探触子の前面までの探傷面に沿った距離 Y

0

及び Y

1

を 0.5mm 単

位で測定する。

探傷屈折角

θ

は,次の要領で測定する。

まず,

β

を次の式から求める。

D

Y

Y

0

1

3

.

57

×

=

β

  (

度)

次に,

図 を用いて,

β

及び肉厚対外径

D

t

方から,探傷屈折角

θ

の値を読み取る。

入射点 A は,次の要領で測定する。

図 を用いて,

θ

及び肉厚対外径比比

D

t

から

D

Y

A

)

(

2

0

+

の値を読み取る。読み取りは,曲線の間隔の

5

1

でとする。この値に外半径

2

D

を乗じた後,Y

0

引いて探触子前面から入射点までの距離 を求める。


6

Z 3081-1994

図 4  入射点及び探傷屈折角の測定

図 5  探傷屈折角の計算図


7

Z 3081-1994

図 6  探触子の前面から入射点までの距離 A(接近限界長さ)の計算図

(2)

測定範囲の調整  STB-A1 又は STB-A3 を用いて,次の要領で測定範囲を調整する。

(a)

測定範囲が 100 mm 及び 200 mm の場合  STB-A1 の R100mm 及び STB-A3 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。

(b)

測定範囲が 125mm 及び 250mm の場合  STB-A1 の R100mm 及び STB-A3 の R50mm が,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。

次に,

図 を用いて,

D

t

及び探傷屈折角

θ

から

D

W

1

0

+

を読み取る。読み取りは,曲線の間隔の

5

1

まで

とする。この値に を乗じた後,1 を引いて W

0

を求める。

図 の探触子位置 P

0

におけるエコーの

立ち上がり位置が,ビーム路程 W

0

の位置になるように零点調整する。


8

Z 3081-1994

図 7  零点調整のための

D

W

1

0

+

の計算図

5.2.3

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-A7AL 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)

4

1

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)

距離振幅特性曲線は,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 90%以下で,

かつ,10%以上になるように作成する。

5.2.4

探傷面と走査範囲  表 に示した探触子を使用して,管外面の溶接部の両側から直射法及び一回反

射法によって探傷する。直射法による探傷が困難な場合は,

一回反射法及び二回反射法によって探傷する。

開先面の融合不良を検出する場合は,融合不良の存在が予想される位置に十分に超音波が伝搬するよう

に走査範囲を決定する。

5.3

試験体表面の手入れ  探触子を接触させる面に,超音波の伝達を妨げるような異物が存在する場合

はこれらを除去する。

また,余盛の形状が試験結果に影響を与える場合には,適度に仕上げを行うものとする。

6.

探傷方法

6.1

評価レベル  エコー高さによってきずを評価するため,5.1.3 及び 5.2.3 に規定した距離振幅特性曲線

を基準レベルとして,

表 に示す A, B 及び C の 3 種類の評価レベルを設ける。


9

Z 3081-1994

表 5  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

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 によって A 種,B 種又

は C 種のいずれかに区分する。

表 6  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

6.4

きずの位置の表示  きずの位置は,最大エコー高さを示す位置で表示する。

6.5

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 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 1 mm の単位で測定してきずの指示長さとする。

表 7  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

 (

2

)

−10dB

B

種,C 種

6.2

で指定したレベル

(

2

)  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 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 8  きずの指示長さの測定

(公称屈折角,探傷面によって異なる場合)

7.

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。

8.

記録  試験を行った後,その試験成績書には,次の事項を記載し,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


10

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(1.2)

工事名又は製品名

(1.3)

試験体の外形・寸法,試験箇所の記号又は番号

(1.4)

材質

(1.5)

母材の厚さ

(1.6)

溶接部の形状(継手形状,開先形状など)

,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

(a)

探傷器(名称,製造所,製造番号,点検年月日,点検者及び性能)

(b)

探触子(呼称,製造所,製造番号,点検年月日,点検者及び性能)

(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)

きず指示の有無

(5.2)

きずの位置

(5.3)

きずの区分

(5.4)

きずの指示長さ

(5.5)

きずの分類

(6)

その他必要事項

(7)

備考


11

Z 3081-1994

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 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

肉厚  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

4

3

類を超えるもの

(

1

)  t

:突き合わせる肉厚が異なる場合は,薄い方の厚さとする。

附属書表 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。


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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  秀  宣

通商産業省基礎産業局

服  部  幹  雄

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

塚  原      宏

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

田  渕  浩  志

三菱重工業株式会社

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