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事例・お役立ち資料

溶接部検査でフェイズドアレイを使用する利点

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5月19日、オリンパスはオンラインセミナー「溶接部検査でフェイズドアレイを使用する利点」を開催しました。 「フェイズドアレイオンラインセミナー」が皆様に有益であったことを願っております。ご参加いただき誠にありがとうございました。 オンラインセミナーの開催中、フェイズドアレイ技術や手動検査から完全自動化検査まで多岐にわたる当社のフェイズドアレイ製品群に関する良い質問を沢山いただきました。

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誠に残念ながら、質疑応答セッション中にすべてのご質問に回答できませんでした。 お客様の便宜のため、ご質問と当社の回答を以下に示します。

質問 回答
質問:フェイズドアレイは1レグに限定されますか。 回答:いいえ、すべての従来型超音波検査と同様に限定されません。 セットアップと校正については同様の規則に従います。 多数のレグに対して検査できます。
質問:Tomoviewデータ収集にTomoscanを取り付けてシステムを構築し、評価を行うことはできますか。またASTM E1961はPIPE WIZARDより安価ですか。 回答:はい。ただし、すべての機器を揃える時間とセットアップの時間を考慮すると、 PipeWIZARDのみを購入する方が安価になる可能性が高くなります。 また、その新しいシステムには標準承認が必要になりますが、PipeWIZARDではこの点は「標準」搭載です。
質問:1。 すべての電子機器は安価になってきていますが、将来的にフェイズドアレイ機器の価格も下がる可能性はありますか。 回答:はい。ただし時期と値下げ額は予測できません。
質問:2。 近い将来、フェーズドアレイシステムは表面上の欠陥を今より良好に検出できるようになりますか。 回答:フェーズドアレイは従来型UTと同じ物理的特性を使用しているため、限界があります。 しかし、フェーズドアレイでは、クリーピング波など興味深い波モードの生成をより簡単に行えます。
質問:D1.1規格表6.3に対する検査は可能ですか。 Epochにはフェーズドアレイ機能搭載のD1.1機能が装備されていますか。 フェーズドアレイを使用した場合、合否基準は異なりますか。 回答:EPOCHではA-スキャンからの欠陥指示評価が提供されますが、S-スキャンからは提供されません。 合否基準は、フェーズドアレイと従来型UTとで同一であるはずです。
質問:AWS(米国溶接協会)はフェーズドアレイの使用を受け入れていますか。 回答:はい、手動UTに対して受け入れています。 本日の時点で、当社ではAUTソリューションを提供していませんが、対応を進めています。
質問:パイプライン構築時の溶接部検査にはFBE被覆間の自由距離の問題がありました。SAUT(半自動超音波探傷)に対するバンドスキャナーを購入することは可能ですか。 回答:はい、市販品がいくつかあります。
質問:集束横波:欠陥位置が特定された後、これを欠陥評価に通常使用しますか。 回答:必ずしも通常使用するとは限りません。 使用する手順によります。 検出およびサイジング手順に異なるセットアップを使用している場合は、答えは「はい」になります。そうでない場合は「いいえ」になります。
検出手順に非集束ビームを使用すると想定した回答ですが、これも異なる場合があります。
質問:この技法に関するCode Casesはどれですか。 回答:ASME Section V Article 4 Code Cases 2541、2557、2558、2599、2600です。
質問:100%検査の場合、各溶接部に何回スキャンする必要がありますか。 回答:スキャン技法、厚さ、セットアップパラメータによります。 スキャンの最小回数は1回です。この場合、エンコードスキャンを使用して、両側に複数のアレイと比較的薄い材料を使用します。 手動スキャンの場合は、最小回数は2回です(各側1回)。
質問:Epoch 1000iを使用して複合材料をフェーズドアレイで検査することはできますか。 回答:はい。 正しいアレイが必要になります。
質問:厚さの制限はありますか。 回答:厚さの制限は従来型超音波と同じです。つまり、材料、プローブの周波数、表面の粗さにより異なります。
質問:表面の亀裂欠陥の垂直方向高さをサイジングする際、フェーズドアレイの精度はどの程度ですか。 回答:使用するサイジング技法によります。 回折ベースの技法(TOFD、後方回折)の場合、+ 1mmまで高い精度が得られます。ただし状況により異なります。
質問:現在、周方向溶接にTOFを使用しています。これは適応可能ですか。 回答:TOFDを指していると想定しますが、溶接部の仕様または標準規格によります。 TOFDの問題は、外径と内径にデッドゾーンがあることです。補助的な非破壊検査技法が必要になります。
質問:API 1104規格はフェーズドアレイを受け入れていますか。 回答:はい。 API 1104規格はどの機器を使用するべきか指定しておらず、APIは一般にフェーズドアレイを受け入れています。
質問:全般にこの技術を使用した場合、技術者の作業が簡単になりますか。従来型UTのトレーニングと比較して、トレーニングセンターがより優れたトレーニングを提供するためにオリンパスはどのように支援しますか。 回答:良いご質問です。フェーズドアレイのような新しい技術で、トレーニングは制限要因になります。 オリンパスはトレーニングに役立つアニメーション、動画、PowerPointなど、多くの資料をトレーニング企業に提供しています。しかし、学習において「ハンズオン(実地)」トレーニングに勝るものはありません。
質問:DAC曲線またはTCGはフェーズドアレイ技法に適用できますか。 回答:はい、特にTCG曲線で適用可能です。 適切なTCG校正とカラーパレットを使用した場合、オペレータは画面を見るだけでしきい値を超える反射を確認できます。 DACも機能しますが、TCGよりも多くの作業や解釈を要します。
質問:escan(Eスキャン)は何の略ですか。 回答:電子(Electronic)スキャンです。 アレイに沿った固定角のスキャンです。本質的に従来型AUTのラスタースキャンと同じです。 ASME Code Casesに定義があります。
質問:S-スキャンとは何ですか。 回答:セクタースキャン、セクトリアルスキャン、斜角スキャンのことです。 残念ながら、標準化される前にさまざまな名称が使用されていました。 S-スキャンは、角度範囲にわたってビームを掃引する動きと、画面上に表示される画像の両方を表します。 通常は、パイ型のように見えますが(深さ表示S-スキャンの場合)、他の表示方法もあります。
質問:PAまたはTOFD検査を位置合わせする際、データ収集速度の影響はどのようになりますか。 回答:非常に重要です。 溶接線に沿って早く移動しすぎてデータを十分早く収集できない場合、データに大きなずれが生じます。 これはASME(または他の標準規格)で許容されません。 従って、データ収集の速度は重要な制限要因となります。
質問:検査可能な材料の最小厚さと最大温度を教えてください。 回答:最小厚さは材料、プローブの周波数、表面の粗さにより異なり、従来型超音波と同じです。 温度については、DNVは当社のパイプラインAUTシステムを90℃まで承認しています。しかし、通常は標準的な超音波と同様に約50℃に制限されます。
質問:検出可能な最小欠陥サイズを教えてください。 回答:原則として、同等の探触子を使用する従来型超音波と同じです。 材料、周波数、集束、表面の仕上げなどにより異なります。 しかし、フェーズドアレイは、従来型超音波よりもはるかに優れたイメージングを提供するため、オペレータは、S-スキャンまたはE-スキャンを見ることで、実際にはより小さい欠陥を検出できる可能性があります。
質問:VERSION ASME(米国機械学会)はフェーズドアレイの使用を受け入れていますか。 回答:はい。 ASMEはフェーズドアレイをコンピュータ処理画像技術として数年前から受け入れています。 また、ASMEはフェーズドアレイを特別に対象にした5つのCode Caseを発行しています(2541、2557、2558、2599、2600)。
質問:溶接管(ERW)を分あたり90~150フィートで処理しています。PAでは、同様の高速スキャンが可能できますか。 回答:はい。 オリンパスでは、同等以上で高速に機能するパイプ製造工場用の検査機器を販売しています。 しかし、これらは大型かつ高価な装置となる傾向があります。
質問:スキャンの上部と下部をどのように見分けますか。 回答:OmniScanでプレートの厚さを設定し、「B0」と呼ばれる線が半スキップまたは溶接線のルートです。「T1」と呼ばれる線が全スキップまたはキャップです。 範囲が長い設定の場合、「B2」線(1.5スキップ)と「T3」線(2スキップ)が見える場合もあります。 構成材の厚さを設定し、適宜、表示を有効化する操作のみで済みます。
質問:フェーズドアレイがUT用で、断層影像法がRT用ですか。 回答:イメージングの観点から、はいといいえの両方です。 フェーズドアレイは断層影像型の画像を提供しますが、フェーズドアレイではリアルタイムの直接的な画像が作成されます。 断層影像法は多大なコンピュータ計算を伴う複雑なプロセスである一方、フェーズドアレイは比較的シンプルです。 画像については、フェーズドアレイはスキャンされた領域のみを表示し、断層影像法のように100%完全に表示しません。
質問:フェーズドアレイは、約400~500mmの大型の鍛造品に適したツールですか。 回答:はい、原則としてそうです。 従来型超音波よりはるかに優れたイメージングを取得できますが、浸透にはポータブル型よりも強力な機器が必要です。 実際の鋳物については、材料と形状によります。 最寄りのオリンパス担当者にデモをお申込みになることを、推奨いたします。
質問:「Top 1」に関連して「BO」とは何ですか。 回答:「B0」は溶接線のルート、あるいは半スキップです。 「T1」は全スキップまたはキャップです。 B2(1.5スキップ)とT3(2スキップ)もあります。
質問:2つの異なるインデックス位置とはどのような意味ですか。 回答:はい。 長いアレイの場合、同じアレイから同時に2回のセクタースキャン(S-スキャン)を実行することができます(一部の標準規格でこれが求められます)。 たとえば、一方をアレイの開始地点、他方を終点で開始させることができます。 正確なインデックス位置はスキャン計画の要件によります。
質問:ASMEはX線検査をフェーズドアレイに変えることを受け入れていますか。 回答:はい。 ASMEはASME Code Case 2235を10年以上にわたって使用しています。 ASMEは、フェーズドアレイに固有の5つのCode Caseも発行しています。
質問:データを保存して、後からレポートや校正用に使うことができますか。 回答:通常は、できます。 エンコードスキャンの場合、すべてのデータを監査、再解析、レポート作成用に保存できます。 手動スキャンの場合は、一部のスクリーンショットを保存できます。 これらはレビューで非常に便利ですが、正確な位置データがないため、監査用には使用できません。 校正は保存できます。
質問:厚さの制限はどのようですか。 特に薄いものについて教えてください。 回答:厚さの制限は従来型超音波と同じです。材料、形状、表面の仕上げ、プローブの周波数などにより異なります。
質問:フェーズドアレイは軸方向でシーム溶接部の検査に使用できますか。 回答:はい、しかし形状は突き合わせ溶接よりも幾分複雑になります。TomoViewのフォーカルロウ計算機能または同等機能を使用して正確なセットアップを実施すべき場合があります。
質問:母材に位置する欠陥をサイジングするプロセスや手順はありますか。 回答:恐らくありますが、オリンパスではそのような手順を提供していません。 欠陥のサイジングが必要な用途は多くあります。手順については、サイジングを専門とするコンサルタントにお問い合わせいただくことを推奨します。
質問:感度校正には、半径と深さ(横穴(SDH))のどちらが推奨されますか。 回答:感度については、SDHを推奨します。標準規格についても同様です。 半径は主に音速校正に使用します。
質問:フェーズドアレイに必要なトレーニングの量と期間はどのくらいですか。また誰がトレーニングを必要としますか。 回答:良い質問です。 必要となるトレーニングの実際の量は主にオペレータの学習能力と新しい技術への適応力によります。 しかし、オペレータの経験にもよりますが、最低2週間が最適と考えられます。
質問:横方向の亀裂またはラミネーションの検出能力(POD)はどのくらいですか。 回答:欠陥、欠陥サイズ、技法、セットアップによって異なるため、PODを引用することはできません。 PODの検討は広範で時間がかかります。 しかし、通常のビームアレイによるラミネーションの欠陥のPODは非常に高くなるはずです。 溶接隙間の研削なしでは、横方向で欠陥のPODは低くなります。 溶接隙間を研削する場合、横方向の欠陥に関する検出のPODは高くなります。
質問:スキャン分解能の標準規格の要件は何ですか。 回答:これらはASME Code Case 2599および2600に定義されています。 薄い材料の場合、周方向で1 mmごとにスキャンする必要があります。厚い材料の場合、より大きい値になります。 (パイプの)軸方向分解能の場合、最低6dBの重なりが必要です。従来型超音波とほぼ同じです。
質問:エンコード機能はOmniScan MとMXに搭載、EPOCH機器には非搭載という理解で正しいですか。 回答:少し違います。 エンコード機能はOmniScan MXに搭載、OmniScan MやEPOCH 1000iには非搭載です。
質問:カプラント(接触媒質)はどのように適用し維持しますか。 回答:手動検査(OmniScan MおよびEPOCH 1000i)の場合、従来型UTと同様です。 エンコードスキャンの場合、カプラントは通常ポンプを使用した水です。 エンコードしたウェッジ上に摩耗したピンがあると、カプラントがポンプされてカプラントチャンネルを下り、ウェッジ面の下に皮膜が形成されます。 カプラント喪失は通常深刻な問題ではありません。
質問:オーステナイト系ステンレス鋼のスキャンに固有の推奨事項や制限事項はありますか。 回答:オーステナイトはさまざまな溶接部の粒子サイズにより異なるため、固有の推奨事項はありません。 しかし、溶接部に試行できる階層的アプローチがあります。最もシンプルなものから列挙すると、標準の横波セクタースキャン、長手波セクタースキャン、長手波デュアルセクタースキャン、カスタマイズされた送受信プローブPA(原子力における使用など)です。
質問:抵抗溶接の用途はありますか。 回答:パイプ製造工場の溶接管溶接部の場合は、答えははいです。 ただし、通常特殊な検査システムを必要とします。
質問:なぜこの方法ではB-スキャンを使用しないのですか。 回答:B-スキャンを使用することはできます。 実際のところ、セクタースキャン(S-スキャン)はさまざまな角度を使用した精工なB-スキャンにすぎません。 セミナーでお見せしたE-スキャンはB-スキャンです。 E-スキャンはビームの動き、B-スキャンは表示を指します。
質問:スキャンパターンA、B、C、D、Eについて、フェーズドアレイはどのようにAWSの要件を満たしていますか。 スキャンパターンEは手動で行う必要があるように思われます。 回答:AWS D1.1には、A、B、C、D、Eスキャンに対する要求事項はありません。 現在、事実上AWSは、Annex Sに対処しない限りAUT検査を受容しません。 すべてのAWS検査は手動です。
質問:PAプロープをTOFD検査に適用できますか。 回答:はい。しかしパルスエコー法で機能するPAプロープは、TOFDプローブよりも低い周波数かつ低いダンピングで動作するため、分解能が劣ります。 そのため、一般的に専用のTOFDプローブが使用されます。 しかし、TOFD検査の実施にアレイを使用することは十分可能であり、一部の人々はそのようにしています。
質問:溶接管OCTG(油井管)の筐体を自動で検査しています。 10年前にフェーズドアレイを試しましたが、当社の目的には十分でないことがわかりました。 回答:10年前は、フェーズドアレイ技術は未成熟な状態でした。 フェーズドアレイを再検討し、スキャンプランと適正なアレイを使用して適切な評価を行うことをお勧めします。
質問:当社のエンジニアリング部がフェーズドアレイを検査要件として指定した場合、どの規格を参照または要請するべきですか。 回答:恐らく、ASME Section V Article 4、Code Cases 2541、2557、2558、2599、2600です。 ASTM E-2491もです。 ENまたはISOのフェーズドアレイの標準規格はまだありません。
質問:バイメタル継手または複合材料をスキャンすることはできますか。 たとえば、ステンレス溶接の軟鋼や12~14%マンガンです。 回答:はい。 従来型UTで使用するものと同じパラメータから開始し、技法とスキャンプランを作成します。良好な初回試行が得られるはずです。 その後微調整する必要があるかもしれません。
質問:PA技法でのAPI 1104規格検査の校正ブロックを教えてください。 回答:従来型UTとまったく同じです。 領域識別検査であり、非常に特定型の校正ブロックを使用します。 しかしフェーズドアレイでは、プローブ数に地理的制限がないため、従来型UTよりも多くの領域を使用できます。
質問:オンラインセミナーで実演した検査は軸方向でしたか。 周方向と差がないと考えてよいですか? 回答:残念ながら、答えはいいえです。 周方向にスキャンした場合、パイプの曲率と湾曲したウェッジを含める必要があるため、若干高度なセットアップが必要になります。
質問:当社の用途でフェーズドアレイシステムシステムを試用して確認する方法はありますか。 回答:もちろんです。 最寄りのオリンパス担当者にご連絡いただきお尋ねください。 適切であれば、当社では実現可能性試験を実施できます。
質問:通常の超音波機器で行えるように、個々のライブの欠陥指示を保存できますか。 回答:はい、スクリーンショットまたは画像を保存できます。 問題点は、スクリーンショットは検査結果の監査で許容されるには不十分なことですが、便利な場合があります。
質問:スキャン画像の解像能は駆動可能振動素子数に効果がありますか。 回答:厳密にはありません。分解能はピクセルサイズ、範囲などで定義されるためです。 しかし、駆動可能振動素子数を変えるとビーム形成に影響することがあるため、わずかな違いを確認できる場合があります。
質問:ASME要件を満たすフェーズドアレイシステム用に設計された基本的な校正ブロックはありますか。または用途ごとに作成する必要がありますか。 回答:本日の時点で、汎用的なフェーズドアレイ用ブロックはありません。 しかし、セクタースキャン(S-スキャン)を校正するには、NAVSEAブロックが適切です。

質問:フェーズドアレイシステム検査を角の継手部に使用できますか。または複数の各角度からすべての探触子を使用して走査できる領域のみですか。

回答:はい、イメージングが大きな利点をもたらすため、全般的に従来型UTよりも優れています。 当社では通常、複雑な形状には、最初にビームをモデルするか、模型を作成することもあります。
質問:フェーズドアレイシステムには追加の認証を取得するために検査員が必要ですか。 回答:はい、ISO 9712、EN 473、PCN、またはCSWIPを使用する北米近辺の地域では必要です。 北米では、ASNT(米国非破壊試験協会)が固有のPA認証を作成しておらず、問題になることがあります。 現在、1週間または2週間のコースを実施することを推奨しますが、PAの認証はまだ取得できていません。
質問:手動検査による作業から開始し、その後エンコーディングやフル自動機能を追加することはできますか。 回答:はいといいえの両方です。 EPOCHはAUTの実行用に設計されていません。 OmniScan Mは手動検査のみで機能しますが、AUTを実行可能なOmniScan MXに、モジュールをアップグレードすることができます。
質問:周方向において、直径は、検査の使用可能な屈折角として機能しますか。 回答:はい、ただし重要ではありません。 フェーズドアレイでは、正確な検査になるように角度を調整したり、必要に応じてウェッジを機械で細工したりすることもできます。 正しいセットアップを取得することがより重要です。
質問:自動化したTOFDの3対1の変換を使用して、2インチ厚プレートに溶接された4インチ厚プレートをスキャンすることはできますか。 回答:恐らくできます。しかし最初にモデリングする必要があります。 4インチには少なくとも2対のTOFDが必要です。
質問:フェーズドアレイシステムとAUT用のASME Code Caseをもう一度リストしてください。 回答:ASME Section V Article 4、Code Cases 2541、2557、2558、2599、2600です。
質問:画像はコンピュータ上で閲覧できますか。それともフェーズドアレイシステム機器で閲覧する必要がありますか。 回答:TomoViewソフトウェアまたは無料のTomoViewerビューアがインストールされていれば、画像はコンピュータ上で閲覧できます。 ただし、TomoViewerではデータを操作できません。
質問:より詳細にオリンパス機器を説明するプログラムはありますか。 回答:プログラムではありませんが、当社は多数の教育的情報をwww.olympus-ims.comにて提供しています。また、当社のONDTトレーニングアカデミーの会員がトレーニングコースを提供できます。
質問:タービンブレードの検査技術にどのような進歩が加えられていますか。

回答:よくわかりません。ブレードですか、ルートですか。 原子力産業界はブレード根元部の非常に高度な技術を開発しています。

質問:PODに関して、フェーズドアレイシステムの制限とは何ですか。 回答:フェーズドアレイのPODについて研究はまだ行われていないため、数値的情報をお知らせすることはできません。 手動PAまたはエンコードPAを検討するかによっても異なります。 恐らくエンコードPAが、最良のPODを得ると考えられますが、セットアップ、装置、欠陥、手順により異なります。
質問:APIはフェーズドアレイを検査プロセスとして受容していますか。 回答:はい、APIの検査員はフェーズドアレイを定期的に使用しています。
質問:PAシステム用セットアップブロックの製造業者、校正、認証を定める書面の規格はありますか。 回答:いいえ。固有のPAブロックがないためです。 今後最終的にPA校正ブロックが開発される場合には、規格が適用されると考えられます。
質問:コンクリート検査のように他の材料で使用できる同様のセットアップはありますか。たとえば低周波数の成分はどうですか。 回答:現時点ではありません。 オリンパスNDTのフェーズドアレイ機器はコンクリートで要求される非常に低い周波数では機能しません。
質問:フェーズドアレイ検査は、どの標準規格や仕様よりも、はるかに優れていると思われます。 回答:全般に、フェーズドアレイとAUTはより多くの欠陥を検出しますが、必ずしも歓迎されるとは限りません。 しかし、欠陥の合否はPAや手動UTと同様のはずです。
質問:TOFD、エンコーダーで両サイドからフェーズドアレイを行いたいと思います。どのソリューションを推奨しますか。 回答:OmniScan MXが答えです。 これらの機器の多くがまったく同様の操作を行うために現場で使用されています。 プローブを保持するために走査治具も使用する必要があることに留意してください。
質問:フェーズドアレイシステムのクラスはどこで開催されていますか。 回答:世界中で開催されています。 当社のウェブサイト(www.olympus-ims.com)のTrainingで、ONDTトレーニング企業、日程、コース、コースの説明、日付、場所のリストをご覧ください。
質問:直径20インチ未満のパイプに曲線状シューは必要ですか。 回答:はい、標準規格に従い必要です。
質問:より近い場所でメンテナンスの支援を受けることは可能ですか。 回答:お客様の所在地によります。 答えは恐らく「はい」です。
質問:欠陥認識のため機器をコンピュータにネットワーク接続できますか。 回答:データをコンピュータに転送してさらに解析を行えます。通常はTomoViewを使用します。
質問:放熱変圧器のエポキシ材料で検査の漏れを補正するためPAWIを使うことはできますか。 回答:当社の機器は漏れ検出を行いませんので、答えは「いいえ」になります。
質問:フェーズドアレイのセクタースキャン(S-スキャン)では、異なる角度での音響ビームをほとんど1つのインデックスポイントで使用できます。 従来型UTには、異なるインデックスポイントがあります。 複数のインデックスポイントが必要か不要かを示す定量的な研究はありますか。 回答:まずは「Materials Evaluation」(2008年8月)のGinzelおよびMolesによる文献を参照してください。 より詳細な情報が必要な場合は、ご自分で試験を行う方が簡単かもしれません。
質問:オーステナイト系ステンレス鋼の検査では、どの構成が最適ですか。 使用する波のタイプ、または複数など。 回答:作業するステンレス鋼溶接部のミクロ構造によります。 粒子が小さい場合は、恐らく通常の横波を使用できます。粒子が大きい場合は、L波、さらに恐らくデュアルアレイが必要です。
質問:サウジアラビアにオリンパスの自動超音波探傷(AUT)のトレーニング施設はありますか。 回答:はい、ダンマームにあるジュバイル工科専門学校にあります。
質問:ASME Section VIIIおよびAWS D1.1に準拠したAUTの合否基準は何ですか。 回答:手動UTとまったく同じです。 合否基準は検査員によって設定されません。検査員が設定してはなりません。 そのため、手動UTからAUTに変えても、合否基準は変わらないはずです。 しかし、改良された検査技法(AUT)はより高い不合格率を出す可能性があります。AUTは手動UTより多く検出するためです。
質問:画像の亀裂とスラグ異物巻き込みの違いは何ですか。 回答:当社ウェブサイトに掲載されるプレゼンテーション資料をご確認ください。 亀裂は平面的で非常に指向性ですが、スラグはスムーズで中壁的であり、多方向です。
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