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Z 2353 : 2021
tS : 試験体の厚さ(mm)
i : 試験体底面での超音波反射回数
j : 試験体底面での超音波反射回数(j>i)
LSi : 底面エコーBiのビーム路程(mm)
LSj : 底面エコーBjのビーム路程(mm)
b) −B1方式 音速Vは,試験体の表面エコー及び第1回底面エコーについて,起点から測定した伝搬
時間TFS及びTBS,又は試験体の表面エコーと第1回底面エコーとの伝搬時間差ΔTFBを測定し,式(4)
又は式(5)によって計算する。表面エコーと底面エコーとの位相が異なる場合には,測定が全波検波波
形で行われる場合を除いて,片方のエコーについて正負反転した波形を用いて伝搬時間をA.1.2によ
って測定する。
2tS
VT
= ×1000 (4)
BS−TFS
ここに, V : 音速(m/s)
tS : 試験体の厚さ(mm)
TFS : 表面エコーについて,起点から測定した伝搬時間
(s)
TBS : 試験体の第1回底面エコーについて,起点から測
定した伝搬時間(s)
2tS
V= ×1000 (5)
ΔTFB
ここに, V : 音速(m/s)
tS : 試験体の厚さ(mm)
ΔTFB : 表面エコーと第1回底面エコーとの伝搬時間差
(s)
デジタル探傷器のビーム路程表示を利用する場合,ビーム路程表示が表面エコーを起点としていな
いときには,音速Vは,表面エコーのビーム路程LFS及び第1回底面エコーのビーム路程LFB並びに
探傷器の音速設定値V'から式(6)によって計算する。また,ビーム路程表示が表面エコーを起点とする
ときには,音速Vは,第1回底面エコーのビーム路程ΔLFB及び探傷器の音速設定値V'から式(7)によ
って計算する。
tS
VV'L
= × (6)
−LFS
FB
ここに, V : 音速(m/s)
V' : 音速設定値(m/s)
tS : 試験体の厚さ(mm)
LFS : 表面エコーのビーム路程(mm)
LFB : 第1回底面エコーのビーム路程(mm)
×tS
VV'ΔL
= (7)
FB
ここに, V : 音速(m/s)
V' : 音速設定値(m/s)
tS : 試験体の厚さ(mm)
ΔLFB : 表面エコーを起点とした第1回底面エコーのビー
ム路程(mm)
c) −B1方式 ゼロ点調整用試験片の第1回底面エコーBR1及び第2回底面エコーBR2について,起点か
――――― [JIS Z 2353 pdf 16] ―――――
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Z 2353 : 2021
ら測定した伝搬時間TR1及びTR2を求める。次に,試験体を用いて,第1回底面エコーB1について,
起点から測定した伝搬時間TBSを求める[図6及び図7a)参照]。音速Vは式(8)によって計算する。
2tS
VT
= ×1000 (8)
BS−2TR1−TR2
ここに, V : 音速(m/s)
tS : 試験体の厚さ(mm)
TBS : 試験体のB1について,起点から測定した伝搬時間
(s)
TR1 : ゼロ点調整用試験片の第1回底面エコーBR1につ
いて,起点から測定した伝搬時間(s)
TR2 : ゼロ点調整用試験片の第2回底面エコーBR2につ
いて,起点から測定した伝搬時間(s)
デジタル探傷器のビーム路程表示を利用する場合には,音速Vは,ゼロ点調整用試験片の第1回底
面エコーBR1のビーム路程LR1及び第2回底面エコーBR2のビーム路程LR2を求め,試験体の第1回底
面エコーB1のビーム路程LBSを求めて,これら及び探傷器の音速設定値V'から式(9)によって計算する。
tS
VV'L
= × (9)
BS− 2LR1−LR2
ここに, V : 音速(m/s)
V' : 音速設定値(m/s)
tS : 試験体の厚さ(mm)
LBS : 試験体の第1回底面エコーB1のビーム路程(mm)
LR1 : ゼロ点調整用試験片の第1回底面エコーBR1のビ
ーム路程(mm)
LR2 : ゼロ点調整用試験片の第2回底面エコーBR2のビ
ーム路程(mm)
図6−ゼロ点調整用試験片を用いた測定
――――― [JIS Z 2353 pdf 17] ―――――
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Z 2353 : 2021
a) −B1方式 b) −U方式
図7−R−B1方式及びR−U方式でのゼロ点の求め方
d) −U方式 二つの探触子を用いて,片方を送信用,他方を受信用として動作させ,透過波を検出し
て(図5参照),音速を求める。パルサーレシーバシステム又はデジタル探傷器は二探触子法の設定で
測定する。
1) 接触型探触子による場合 ゼロ点調整用試験片の透過波について,起点から測定した伝搬時間TRX1
及び内部で更に1往復した透過波について,起点から測定した伝搬時間TRX2を求める。音速Vは,
さらに,試験体の透過波について,起点から測定した伝搬時間TSXを求め,式(10)によって計算する
[図7 b)参照]。
2tS
V= ×1000 (10)
2TSX− 3TRX1−TRX2
ここに, V : 音速(m/s)
tS : 試験体の厚さ(mm)
TRX1 : ゼロ点調整用試験片の透過波について,起点から
測定した伝搬時間(s)
TRX2 : ゼロ点調整用試験片内部で更に1往復した透過波
について,起点から測定した伝搬時間(s)
TSX : 試験体の透過波について,起点から測定した伝搬
時間(s)
デジタル探傷器のビーム路程表示を利用する場合には,音速Vは,ゼロ点調整用試験片の透過波
のビーム路程LRX1及び内部で更に1往復した透過波のビーム路程LRX2を求め,試験体の透過波のビ
ーム路程LSXを求めて,これら及び探傷器の音速設定値V'から式(11)によって計算する。
tS
V=V'×2 (11)
LSX− 3LRX1−LRX2
ここに, V : 音速(m/s)
V' : 音速設定値(m/s)
――――― [JIS Z 2353 pdf 18] ―――――
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Z 2353 : 2021
tS : 試験体の厚さ(mm)
LSX : 試験体の透過波のビーム路程(mm)
LRX1 : ゼロ点調整用試験片の透過波のビーム路程(mm)
LRX2 : ゼロ点調整用試験片内部で更に1往復した透過波
のビーム路程(mm)
2) 水浸探触子による場合 二つの水浸探触子をビーム中心軸に合わせて対向させ,その間に試験体を
設置した場合の透過波について,起点から測定した伝搬時間TISX及び設置しない場合の透過波につ
いて,起点から測定した伝搬時間TIXから音速を求める(図8参照)。音速Vは式(12)によって計算
する。
−1
1 TIX−TISX
V= − (12)
VW tS ×1000
ここに, V : 音速(m/s)
VW : 水中の音速(m/s)
tS : 試験体の厚さ(mm)
TISX : 試験体があるときの透過波について,起点から測
定した伝搬時間(s)
TIX : 試験体がないときの透過波について,起点から測
定した伝搬時間(s)
水中の音速VWは,探触子間隔をΔtWだけ変更したときの,変更前後の透過波について,起点か
ら測定した伝搬時間TIX1及びTIX2を求め,式(13)によって計算する。
tW
VW= ×1000 (13)
TIX2−TIX1
ここに, VW : 水中の音速(m/s)
ΔtW : 探触子間隔の変更量(mm)
TIX1 : 水距離変更前の透過波について,起点から測定し
た伝搬時間(s)
TIX2 : 水距離変更後の透過波について,起点から測定し
た伝搬時間(s)
デジタル探傷器のビーム路程表示を利用する場合には,音速Vは,試験体があるときの透過波の
ビーム路程LISX,試験体がないときの透過波のビーム路程LIX及び探傷器の音速設定値V'から,式(14)
によって計算する。
−1
1 2LIX−LISX
V= − (14)
VW V' tS
ここに, V : 音速(m/s)
V' : 音速設定値(m/s)
tS : 試験体の厚さ(mm)
LISX : 試験体があるときの透過波のビーム路程(mm)
LIX : 試験体がないときの透過波のビーム路程(mm)
VW : 水中の音速(m/s)
水中の音速VWは,探触子間隔をΔtWだけ変更したときの,変更前後の透過波のビーム路程LIX1
及びLIX2を測定し,これら及び探傷器の音速設定値V'から式(15)によって計算する。
1 tW
VW=V'×2 (15)
LIX2−LIX1
――――― [JIS Z 2353 pdf 19] ―――――
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Z 2353 : 2021
ここに, VW : 水中の音速(m/s)
V' : 音速設定値(m/s)
ΔtW : 探触子間隔の変更量(mm)
LIX1 : 水距離変更前の透過波のビーム路程(mm)
LIX2 : 水距離変更後の透過波のビーム路程(mm)
図8−水浸透過法
9.3 超音波厚さ計又は音速計を用いる場合
伝搬時間測定に用いる波の検出方式を選択できる機種については,表5のBi−Bj方式,S−B1方式又は
R−B1方式から選択する。また,伝搬時間の測定方法が選択できる場合には,A.1.3に従い適切な手法を設
定する。選択できない機種については,伝搬時間測定に用いる波の検出方式及び伝搬時間の測定方法を確
認しておく。
a) 超音波厚さ計を使用する場合 R−B1方式を選択した場合には,ゼロ点調整用試験片などを用いて厚
さ計のゼロ点を調整しておく。適切な接触媒質を介して探触子を試験体に密着させて試験体の厚さを
表示させ,音速設定値を調整することによって,表示される厚さをあらかじめ機械的に測定しておい
た厚さに合わせ,このときの音速設定値を読み取る。
b) 音速計を使用する場合 R−B1方式を選択した場合には,ゼロ点調整用試験片などを用いて音速計の
ゼロ点を調整しておく。あらかじめ音速計へ試験体の厚さを入力した上で,適切な接触媒質を介して
探触子を試験体に密着させ,音速を表示させる。
9.4 温度変化の影響の確認
水中音速の温度係数(2 m/s/K4 m/s/K)は大きいので,音速測定値は測定中の温度変化の影響を受けや
すい。測定の最後に最初の測定と同じ条件及び配置で伝搬時間を再測定し,伝搬時間のばらつきがあらか
じめ定めた許容値以内であることを確認する。特に,水距離が大きく,試験体が薄い場合にばらつきが大
きくなりやすい。
10 高精度の音速測定
10.1 音速測定方法の種類
高精度な音速測定方法は,パルサーレシーバシステムなどによる伝搬時間測定を用いた方法,シングア
ラウンドによる方法及び電磁超音波共鳴による方法の3種類とする。
――――― [JIS Z 2353 pdf 20] ―――――
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JIS Z 2353:2021の国際規格 ICS 分類一覧
- 17 : 度量衡及び測定.物理的現象 > 17.140 : 音響及び音響測定 > 17.140.01 : 音響測定及び雑音除去一般
JIS Z 2353:2021の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISZ2300:2009
- 非破壊試験用語
- JISZ2300:2020
- 非破壊試験用語
- JISZ2305:2013
- 非破壊試験技術者の資格及び認証
- JISZ2350:2002
- 超音波探触子の性能測定方法
- JISZ2352:2010
- 超音波探傷装置の性能測定方法
- JISZ2355-1:2016
- 非破壊試験―超音波厚さ測定―第1部:測定方法
- JISZ2355-2:2016
- 非破壊試験―超音波厚さ測定―第2部:厚さ計の性能測定方法