JP2005156305A - Evaluation method of internal defect - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation method of internal defects capable of obtaining correlation between a flaw distribution acquired by an ultrasonic inspection method and that acquired by a radiographic test method. <P>SOLUTION: This evaluation method of internal defects has a flaw detection process for acquiring flaw detection data reflecting a spacial distribution of the internal defects existing inside a specimen by ultrasonic inspection, a two-dimensional flaw information acquisition process for projecting the flaw detection data in one or two or more monitoring regions in the Z-direction, and acquiring two-dimensional flaw information in each monitoring region respectively, a determination data conversion process for converting each two-dimensional flaw information into the same or one kind or two or more kinds of different determination data respectively, and a determination process for setting the same or one or two or more different determination thresholds respectively in each monitoring region, comparing each determination data with one or two or more allowable data allowable to each determination threshold, and determining the quality of the specimen. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内部欠陥の評価方法に関し、さらに詳しくは、試験体の内部に存在する未開口割れ、鋳巣等の内部欠陥を評価するための内部欠陥の評価方法に関する。   The present invention relates to an internal defect evaluation method, and more particularly to an internal defect evaluation method for evaluating internal defects such as unopened cracks and cast holes existing in a specimen.

非破壊検査は、素材や製品を破壊することなく、きずの有無、位置、大きさ、あるいは、その材質等を調べる検査手法である。非破壊検査は、素材や製品を破壊する必要がないので、出荷前の製品検査、あるいは現場に設置した後の対象物の品質評価、寿命予測等に用いられている。   Non-destructive inspection is an inspection method for examining the presence / absence, position, size, or material of a flaw without destroying a material or product. Non-destructive inspection does not require destruction of materials and products, and is used for product inspection before shipment, quality evaluation of an object after installation on the site, life prediction, and the like.

非破壊検査手法としては、放射線透過試験法、超音波探傷法、浸透探傷試験法、渦流探傷試験法等が知られている。これらの内、浸透探傷試験法及び渦流探傷試験法は、主として、表面欠陥の検査に適した手法である。一方、放射線透過試験法及び超音波探傷法は、主として、内部欠陥の検出に適した手法である。そのため、溶接部、鋳造品等の内部に形成された割れ、ブローホール、鋳巣等の検出には、放射線透過試験法又は超音波探傷法を用いるのが一般的である。   As a nondestructive inspection method, a radiation transmission test method, an ultrasonic flaw detection method, a penetration flaw detection test method, an eddy current flaw detection test method, and the like are known. Among these, the penetrant flaw detection test method and the eddy current flaw detection test method are methods suitable mainly for inspection of surface defects. On the other hand, the radiation transmission test method and the ultrasonic flaw detection method are mainly suitable for detecting internal defects. Therefore, it is common to use a radiation transmission test method or an ultrasonic flaw detection method for detecting cracks, blowholes, cast holes and the like formed inside welded parts, cast products and the like.

放射線透過試験法は、物体に放射線を照射し、透過した放射線の強度変化から欠陥の状態を調べる検査方法である。物質を透過する放射線の強度は、物質の種類と厚さによって変化するが、欠陥の内面形状にはあまり依存しないので、放射線透過試験法は、内面形状が不規則な欠陥(例えば、鋳巣)であっても高い精度で検出することができる。また、放射線の透過方向に沿って複数の欠陥が並んでいる場合には、その程度が透過した放射線の強度変化となって現れるので、試験体内部のきず情報を比較的容易に得られるという利点がある。   The radiation transmission test method is an inspection method in which an object is irradiated with radiation and the state of a defect is examined from a change in intensity of the transmitted radiation. The intensity of the radiation that passes through the material varies depending on the type and thickness of the material, but does not depend much on the inner surface shape of the defect. Therefore, the radiation transmission test method uses defects whose inner surface shape is irregular (for example, a cast hole). Even so, it can be detected with high accuracy. In addition, when a plurality of defects are arranged along the radiation transmission direction, the degree appears as a change in the intensity of the transmitted radiation, so that the defect information inside the specimen can be obtained relatively easily. There is.

これに対し、超音波探傷法は、超音波を試験体の表面から内部に伝搬させ、欠陥で反射された超音波を検出することによって欠陥の有無を調べる検査方法である。超音波探傷法は、探触子を走査させる方向を最適化することによって、試験体内部のきず情報を比較的容易に取得することができる。しかしながら、超音波は直進性があるために、超音波の進行方向に沿って複数の欠陥が並んでいる場合には、超音波の進行方向に対して下流側の欠陥を検出しにくいという問題があった。   On the other hand, the ultrasonic flaw detection method is an inspection method for investigating the presence or absence of a defect by propagating an ultrasonic wave from the surface of the test body to the inside and detecting the ultrasonic wave reflected by the defect. In the ultrasonic flaw detection method, flaw information inside the specimen can be acquired relatively easily by optimizing the direction in which the probe is scanned. However, since ultrasonic waves are straight, there is a problem that it is difficult to detect defects on the downstream side with respect to the traveling direction of the ultrasonic waves when a plurality of defects are arranged along the traveling direction of the ultrasonic waves. there were.

そこでこの問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。例えば、特許文献1には、複数の圧電体層がマトリックス状に独立して形成された超音波トランスデューサと、任意の圧電体層を駆動可能な駆動部と、任意の圧電体層を駆動させることにより、照射対象から反射される反射エコーを複数の圧電体層で受信し、その際に発生する電気信号を検出する検出部と、検出された電気信号から検査対象の状態を可視化する処理部とを備えた超音波検査装置が開示されている。同文献には、圧電体層として、厚さ0.1μm〜100μmであるチタン酸バリウム又はジルコン酸チタン酸鉛を用いると、高い周波数を有する超音波を発生させることができ、解像度が向上する点が記載されている。   In order to solve this problem, various proposals have heretofore been made. For example, Patent Document 1 discloses an ultrasonic transducer in which a plurality of piezoelectric layers are independently formed in a matrix, a drive unit capable of driving any piezoelectric layer, and driving any piezoelectric layer. The detection unit that receives the reflected echo reflected from the irradiation target by the plurality of piezoelectric layers and detects the electrical signal generated at that time, and the processing unit that visualizes the state of the inspection target from the detected electrical signal, An ultrasonic inspection apparatus including the above is disclosed. In this document, when barium titanate or lead zirconate titanate having a thickness of 0.1 μm to 100 μm is used as the piezoelectric layer, ultrasonic waves having a high frequency can be generated, and the resolution is improved. Is described.

また、非特許文献1には、圧電素子をマトリックス状に配置した超音波カメラを備えた3D超音波検査装置が開示されている。同文献には、このような超音波カメラによって数千〜数万の波形を瞬時に収集し、画像合成処理することによって、検査対象の内部を3次元的に高速で画像化できる点が記載されている。   Non-Patent Document 1 discloses a 3D ultrasonic inspection apparatus including an ultrasonic camera in which piezoelectric elements are arranged in a matrix. This document describes that the inside of an inspection object can be imaged at high speed three-dimensionally by instantaneously collecting thousands to tens of thousands of waveforms with such an ultrasonic camera and performing image composition processing. ing.

さらに、非特許文献2には、微小な超音波振動子を多数配列したアレイ探触子から、タイミングを変えて超音波を発信させ、これを合成したビームを特定方向に送信したり、あるいは、所定の深さに収束させるフェーズドアレイ法が開示されている。同文献には、フェーズドアレイ法は、任意の多様なビーム角と焦点距離を持つビームをコンピュータ制御で作り出せるので、複雑な対象部位を正確にねらった探傷が可能となる点が記載されている。   Furthermore, Non-Patent Document 2 discloses that an ultrasonic wave is transmitted from an array probe in which a large number of minute ultrasonic transducers are arranged at different timings, and a combined beam is transmitted in a specific direction, or A phased array method that converges to a predetermined depth is disclosed. This document describes that the phased array method can generate a beam having an arbitrary variety of beam angles and focal lengths by computer control, so that a flaw detection aiming at a complicated target portion can be accurately performed.

特開2003−149213号公報JP 2003-149213 A http://www.toshiba.co.jp/efort/market/camera/example.htmhttp://www.toshiba.co.jp/efort/market/camera/example.htm http://rd-tech.co.jp/thchno.htmlhttp://rd-tech.co.jp/thchno.html

放射線透過試験は、欠陥の内面形状や試験体の組織による影響が少ないので、不規則な内面形状を有する欠陥(例えば、鋳巣)、あるいは、粗大結晶粒組織を有する試験体内部の欠陥であっても、比較的高い精度で検出が可能である。そのため、これらが問題となる製品(例えば、鋳造品)の出荷前の最終検査には、放射線透過試験法が一般に用いられている。   Since the radiation transmission test is less affected by the inner surface shape of the defect and the structure of the specimen, it is a defect having an irregular inner surface shape (for example, a cast hole) or a defect inside the specimen having a coarse grain structure. However, detection is possible with relatively high accuracy. Therefore, a radiation transmission test method is generally used for final inspection before shipment of products (for example, castings) in which these are problems.

しかしながら、放射線透過試験法は、放射線を扱う関係上、実施に際して環境上の配慮が必要となる。また、試験体の一方から放射線を照射し、その反対側にフィルムあるいは蛍光板を配置しなければならないという物理的な制約もある。そのため、製品を現場に設置した後、製品の品質劣化、寿命予測等を非破壊で検査する必要が生じた場合であっても、環境上の理由及び/又は物理的な制約から、現場において放射線透過試験を実施できない場合がある。   However, the radiation transmission test method requires environmental considerations when implemented due to the handling of radiation. In addition, there is a physical restriction that radiation must be emitted from one of the test bodies and a film or a fluorescent plate must be disposed on the opposite side. For this reason, even if it is necessary to inspect non-destructively the product quality degradation, life prediction, etc. after installing the product at the site, radiation will occur at the site due to environmental reasons and / or physical constraints. Permeation tests may not be performed.

これに対し、超音波探傷法は、放射線透過試験法と異なり、環境上の制約を受けることはない。また、少なくとも試験体の一方の表面に探触子を配置するだけで検査することができ、探触子の形状も任意に選択することができるので、物理的な制約も少ない。さらに、上述した種々の方法を用いると、欠陥の3次元情報であっても取得することができる。   On the other hand, the ultrasonic flaw detection method is not subject to environmental restrictions unlike the radiation transmission test method. Further, the inspection can be performed only by arranging the probe on at least one surface of the test body, and the shape of the probe can be arbitrarily selected, so that there are few physical restrictions. Furthermore, if the various methods described above are used, even three-dimensional information of defects can be acquired.

しかしながら、パルス反射法で得られた信号強度は、反射源の反射率に大きく依存する。そのため、従来の方法では、超音波の減衰や散乱が大きいときには、欠陥の位置、大きさ等の正確な検出が困難となる場合がある。さらに、超音波探傷法で得られた結果と、放射線透過試験法で得られた結果との間の相関は小さく、相関を得るための手法も確立されていない。従って、出荷時の検査が放射線透過試験法で規格化されている製品を現場に設置した後、製品の再検査が必要となった場合において、現場において放射線透過試験を使用できないときには、製品の品質劣化、寿命予測等の正確な評価が困難であるという問題がある。   However, the signal intensity obtained by the pulse reflection method greatly depends on the reflectance of the reflection source. Therefore, in the conventional method, when the attenuation or scattering of ultrasonic waves is large, it may be difficult to accurately detect the position and size of the defect. Furthermore, the correlation between the result obtained by the ultrasonic flaw detection method and the result obtained by the radiation transmission test method is small, and a method for obtaining the correlation has not been established. Therefore, when a product whose inspection at the time of shipment is standardized by the radiation transmission test method is installed at the site and the product needs to be re-inspected, if the radiation transmission test cannot be used at the site, the product quality There is a problem that accurate evaluation of deterioration, life prediction, etc. is difficult.

本発明が解決しようとする課題は、超音波の減衰や散乱が大きい場合であっても、欠陥の有無を正確に評価することが可能な内部欠陥の評価方法を提供することにある。また、本発明が解決しようとする他の課題は、超音波探傷法により得られるきず分布と放射線透過試験法により得られるきず分布との相関を得ることが可能な内部欠陥の評価方法を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide an internal defect evaluation method capable of accurately evaluating the presence or absence of defects even when the attenuation or scattering of ultrasonic waves is large. Another problem to be solved by the present invention is to provide an internal defect evaluation method capable of obtaining a correlation between a flaw distribution obtained by an ultrasonic flaw detection method and a flaw distribution obtained by a radiation transmission test method. There is.

上記課題を解決するために本発明に係る内部欠陥の評価方法は、試験体に対して超音波探傷を行い、前記試験体内部に存在する内部欠陥の空間分布を反映した探傷データを取得する探傷工程と、1又は2以上の監視領域内にある前記探傷データをZ方向に投影し、前記各監視領域毎に、それぞれ2次元きず情報を取得する2次元きず情報取得工程と、前記各2次元きず情報を、それぞれ同一又は異なる1種又は2種以上の判定用データに変換する判定用データ変換工程と、前記各監視領域毎に、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を設定し、前記各判定用データと、前記各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容データとを対比し、前記試験体の品質を判定する判定工程とを備えていることを要旨とする。この場合、前記試験体は、放射線透過試験が行われるべき方向がY方向であり、前記探傷工程は、前記試験体のXY面から超音波を入射させることにより前記探傷データを取得するものが好ましい。   In order to solve the above-described problem, the internal defect evaluation method according to the present invention performs ultrasonic flaw detection on a specimen, and obtains flaw detection data reflecting the spatial distribution of the internal defects present in the specimen. A process, a two-dimensional flaw information acquisition step of projecting the flaw detection data in one or more monitoring areas in the Z direction, and acquiring two-dimensional flaw information for each of the monitoring areas, and the two-dimensional flaw information A determination data conversion step for converting flaw information into one or two or more types of determination data that are the same or different, and one or two or more determination threshold values are set for each monitoring area And a determination step of comparing each determination data with one or more allowable data allowed for each determination threshold value and determining the quality of the specimen. The gist. In this case, it is preferable that the test body obtains the flaw detection data by making an ultrasonic wave incident from the XY plane of the test body in the Y direction as a direction in which a radiation transmission test should be performed. .

監視領域内にある探傷データをZ方向に投影して2次元きず情報を取得し、これを指示長さ、面積率、平均強度等の判定用データに変換すると、欠陥のある領域とない領域を明瞭に区別することが可能となる。そのため、超音波の減衰や散乱が大きい場合であっても、製品の品質の良否を判定することができる。   When flaw detection data in the monitoring area is projected in the Z direction to obtain two-dimensional flaw information, and this is converted into data for determination such as the indicated length, area ratio, average intensity, etc. It becomes possible to distinguish clearly. For this reason, whether or not the quality of the product is good can be determined even when the attenuation or scattering of the ultrasonic waves is large.

また、試験体の放射線透過試験がY方向から行われる場合において、試験体のXY面から超音波を入射させると、放射線透過試験法と相関のある2次元きず情報が得られる。これを判定用データに変換し、判定用データと判定しきい値に対応する許容データとを対比すれば、放射線透過試験法との相関のある品質判定を行うことができる。   In addition, when the radiation transmission test of the specimen is performed from the Y direction, two-dimensional flaw information correlated with the radiation transmission test method can be obtained when ultrasonic waves are incident from the XY plane of the specimen. If this is converted into determination data and the determination data is compared with the permissible data corresponding to the determination threshold value, quality determination having a correlation with the radiation transmission test method can be performed.

以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明に係る内部欠陥の評価方法は、探傷工程と、2次元きず情報取得工程と、判定用データ変換工程と、判定工程とを備えている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The internal defect evaluation method according to the present invention includes a flaw detection process, a two-dimensional flaw information acquisition process, a determination data conversion process, and a determination process.

初めに、探傷工程について説明する。探傷工程は、試験体に対して超音波探傷を行い、試験体内部に存在する内部欠陥の空間分布を反映した探傷データを取得する工程である。本発明において、試験体の形状、材質等は、特に限定されるものではなく、種々の形状、材質等を有する試験体に対して適用することができる。特に、試験体が高マンガン鋳鋼品である場合、超音波の減衰が大きく、しかも散乱の大きい欠陥が発生しやすいが、本発明に係る方法を用いると、製品の品質を精度良く判定することができる。   First, the flaw detection process will be described. The flaw detection step is a step of performing flaw detection on the specimen and obtaining flaw detection data reflecting the spatial distribution of internal defects existing inside the specimen. In the present invention, the shape, material, etc. of the test specimen are not particularly limited, and can be applied to test specimens having various shapes, materials, etc. In particular, when the test specimen is a high manganese cast steel product, the ultrasonic attenuation is large and a defect with large scattering is likely to occur, but the method according to the present invention can accurately determine the quality of the product. it can.

また、探傷方法、探触子の構造等も特に限定されるものではなく、試験体の形状、検査目的等に応じて、種々の探傷方法及び探触子を用いることができる。例えば、図1に示すように、試験体10が矩形状である場合には、試験体10のXY面に探触子12を配置し、探触子12を用いてXY面を走査すれば良い。走査方法は、特に限定されるものではなく、ジグザグ走査、横方形走査、縦方形走査等、種々の走査方法を用いることができる。また、探傷方法は、試験体内部に存在する内部欠陥の空間分布を反映した探傷データが得られるものであれば良い。具体的には、垂直探傷法、斜角探傷法等、試験体10の形状、探触子12の構造、検査目的等に応じて、最適な方法を選択する。   Also, the flaw detection method, the probe structure, etc. are not particularly limited, and various flaw detection methods and probes can be used according to the shape of the specimen, the inspection purpose, and the like. For example, as shown in FIG. 1, when the test body 10 is rectangular, the probe 12 may be disposed on the XY plane of the test body 10 and the XY plane may be scanned using the probe 12. . The scanning method is not particularly limited, and various scanning methods such as zigzag scanning, horizontal scanning, and vertical scanning can be used. Any flaw detection method may be used as long as flaw detection data reflecting the spatial distribution of internal defects existing in the specimen can be obtained. Specifically, an optimum method is selected according to the shape of the test body 10, the structure of the probe 12, the inspection purpose, such as the vertical flaw detection method and the oblique flaw detection method.

例えば、探触子12として、1個の圧電素子を備えたものを用いる場合、送信用探触子と受信用探触子からなる1組又は2組以上の探触子を用い、垂直探傷法を用いて探傷データを取得するのが好ましい。また、例えば、探触子12として、複数個の圧電素子を備えたもの(例えば、圧電素子がマトリックス状に配置されたマトリックス型探触子)を用いる場合、1個の探触子を用いて垂直探傷法により探傷データを取得しても良く、あるいは、1組若しくは2組以上の探触子を用いて垂直探傷法により探傷データを取得しても良い。さらに、探触子12の機械的な走査に代えて、探触子12として、多数配列させた微小な圧電素子からタイミングを変えて超音波を発信させることが可能なアレイ探触子を用い、電気的に走査させるようにしても良い。   For example, when using a probe 12 having one piezoelectric element, a vertical flaw detection method using one set or two or more sets of a probe for transmission and a probe for reception is used. It is preferable to acquire flaw detection data by using. For example, when using a probe 12 having a plurality of piezoelectric elements (for example, a matrix type probe in which piezoelectric elements are arranged in a matrix), a single probe is used. The flaw detection data may be acquired by the vertical flaw detection method, or the flaw detection data may be acquired by the vertical flaw detection method using one set or two or more sets of probes. Further, instead of mechanical scanning of the probe 12, an array probe capable of changing the timing and transmitting ultrasonic waves from a large number of minute piezoelectric elements arranged as the probe 12 is used. You may make it scan electrically.

なお、本発明において、「X方向」、「Y方向」及び「Z方向」とは、後述するデータ処理の方向を便宜的に定めるために用いられているものであって、必ずしもXY面が超音波の入射面である場合(すなわち、Z方向が超音波の入射方向である場合)に限定するものではない。但し、放射線透過試験との相関のある探傷データを取得するためには、放射線透過試験が行われるべき方向(又は、面)に対して垂直な方向(又は、面)から超音波探傷を行うのが好ましい。例えば、放射線透過試験が行われる方向がY方向である場合、超音波の入射面は、XY面が好ましい。   In the present invention, the “X direction”, “Y direction”, and “Z direction” are used for convenience in determining the direction of data processing to be described later, and the XY plane does not necessarily exceed the XY plane. The present invention is not limited to the case where the sound wave is incident (that is, the Z direction is the ultrasonic wave incident direction). However, in order to obtain flaw detection data correlated with the radiation transmission test, ultrasonic flaw detection is performed from the direction (or surface) perpendicular to the direction (or surface) where the radiation transmission test should be performed. Is preferred. For example, when the direction in which the radiation transmission test is performed is the Y direction, the ultrasonic incident surface is preferably an XY plane.

次に、2次元きず情報取得工程について説明する。2次元きず情報取得工程は、1又は2以上の監視領域内にある探傷データをZ方向に投影し、各監視領域毎に、それぞれ2次元きず情報を取得する工程である。このような2次元きず情報を取得する方法には、種々の方法があるが、以下のような方法が好適である。   Next, the two-dimensional flaw information acquisition process will be described. The two-dimensional flaw information acquisition step is a step of projecting flaw detection data in one or more monitoring regions in the Z direction and acquiring two-dimensional flaw information for each monitoring region. There are various methods for acquiring such two-dimensional flaw information, but the following method is preferable.

2次元きず情報を取得するための第1の方法は、3次元きず情報取得工程と、マスク工程と、感度補正工程と、2次元きず情報変換工程とを備えている。   The first method for acquiring two-dimensional flaw information includes a three-dimensional flaw information acquisition process, a mask process, a sensitivity correction process, and a two-dimensional flaw information conversion process.

3次元きず情報取得工程は、探傷工程で得られた探傷データを処理し、試験体内部の3次元きず情報を取得する工程である。ここで、「3次元きず情報」とは、試験体内部に存在する内部欠陥の大きさ及び形状と、その位置(すなわち、空間分布)とを備えた情報をいう。この場合、探傷データを取得する方法は、特に限定されるものではなく、試験体の形状、検査目的等に応じて、種々の方法を用いることができる。具体的には、上述した垂直探傷法、マトリックス型探触子を用いる方法、アレイ探触子を用いる方法等が好適である。   The three-dimensional flaw information acquisition step is a step of processing flaw detection data obtained in the flaw detection step and acquiring three-dimensional flaw information inside the specimen. Here, the “three-dimensional flaw information” refers to information including the size and shape of internal defects existing in the specimen and their positions (ie, spatial distribution). In this case, the method for acquiring the flaw detection data is not particularly limited, and various methods can be used according to the shape of the specimen, the inspection purpose, and the like. Specifically, the above-described vertical flaw detection method, a method using a matrix probe, a method using an array probe, and the like are preferable.

探傷データを所定の計算プログラムを用いて処理すると、欠陥の空間分布を反映した3次元きず情報が得られる。この場合、探傷データの処理方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。探傷データの処理方法としては、具体的には、開口合成法、フェーズドアレイ法等が好適な一例として挙げられる。   When flaw detection data is processed using a predetermined calculation program, three-dimensional flaw information reflecting the spatial distribution of defects is obtained. In this case, the flaw detection data processing method is not particularly limited, and various methods can be used. Specific examples of the flaw detection data processing method include an aperture synthesis method and a phased array method.

図2(a)〜図2(c)に、取得された3次元きず情報の模式図を示す。探触子で検出された探傷データを所定の方法を用いてコンピュータで処理すると、図2に示すように、試験体10の内部に存在する欠陥10a、10b、10c…の位置、大きさ、形状等を示す3次元きず情報が得られる。試験体10内の欠陥は、ランダムに並んでおり、その一部は、Z方向に並んでいる場合もある。図2中の欠陥10b、及び欠陥10cは、このような状態を模式的に表したものである。   2A to 2C are schematic diagrams of the acquired three-dimensional flaw information. When the flaw detection data detected by the probe is processed by a computer using a predetermined method, as shown in FIG. 2, the positions, sizes, and shapes of the defects 10a, 10b, 10c,. 3D flaw information indicating the above is obtained. The defects in the test body 10 are arranged at random, and some of them may be arranged in the Z direction. The defect 10b and the defect 10c in FIG. 2 schematically represent such a state.

このような試験体10に対して、1個の圧電素子を備えた1個の探触子を用い、Z方向のみから垂直探傷した場合において、超音波の入射側に位置する欠陥10bの反射率が欠陥10cの反射率より低いとき(すなわち、欠陥10bにおける超音波の散乱が大きいとき)には、図2(a)に示すように、欠陥10bに起因する弱い反射エコーのみが検出され、欠陥10cに起因する強い反射エコーは検出されない。しかしながら、上述した種々の方法を用いて3次元きず情報を取得した場合には、図2(b)及び図2(c)に示すように、欠陥10cに起因する反射エコーも3次元きず情報内に記録されることになる。   When a single probe having one piezoelectric element is used for such a test body 10 and a vertical flaw detection is performed only from the Z direction, the reflectance of the defect 10b located on the ultrasonic incident side is measured. 2 is lower than the reflectance of the defect 10c (that is, when the scattering of ultrasonic waves at the defect 10b is large), as shown in FIG. 2 (a), only weak reflected echoes due to the defect 10b are detected. A strong reflected echo due to 10c is not detected. However, when the three-dimensional flaw information is acquired using the various methods described above, as shown in FIGS. 2B and 2C, the reflected echo due to the defect 10c is also included in the three-dimensional flaw information. Will be recorded.

また、試験体10に入射した超音波は、試験体10の表面及び底面において反射され、それぞれ表面エコー及び底面エコーとして観測される。この場合、試験体10の中央部分では、欠陥による反射エコーと表面エコー及び底面エコーとを分離するのは比較的容易である。しかしながら、試験体10の外周部分においては、その分離が困難な場合が多く、表面の凹凸、表面形状等に起因する反射エコーが観測される場合がある。図2中、試験体10の外周のクロスハッチング領域は、このような内部欠陥以外の反射源に起因する反射エコーが観測された状態を模式的に表したものである。   Further, the ultrasonic wave incident on the test body 10 is reflected on the surface and the bottom surface of the test body 10 and is observed as a surface echo and a bottom surface echo, respectively. In this case, it is relatively easy to separate the reflected echo from the defect from the surface echo and the bottom echo at the central portion of the test body 10. However, it is often difficult to separate the outer peripheral portion of the test body 10, and reflected echoes due to surface irregularities, surface shapes, and the like may be observed. In FIG. 2, the cross-hatched region on the outer periphery of the test body 10 schematically represents a state in which a reflection echo caused by a reflection source other than such an internal defect is observed.

なお、3次元きず情報取得工程は、少なくとも後述するデータ処理が可能なデータ構造を有する3次元きず情報を取得できれば良く、図2に例示するような映像化は、必ずしも必要ではない。しかしながら、3次元きず情報を映像化すると、不可抗力によって検出された予期しない反射エコーを肉眼で判別・排除することができるので、判定精度が向上するという利点がある。   Note that the three-dimensional flaw information acquisition step only needs to acquire at least three-dimensional flaw information having a data structure that can be processed later, and imaging as illustrated in FIG. 2 is not necessarily required. However, when the three-dimensional flaw information is visualized, an unexpected reflection echo detected by force majeure can be discriminated and eliminated with the naked eye, and there is an advantage that the determination accuracy is improved.

次に、感度補正工程について説明する。感度補正工程は、取得された3次元きず情報の感度を補正する工程である。試験体10内部の欠陥10a、10b…に起因する反射エコーの大きさは、主として、欠陥10a、10b…の内面形状、大きさ等に依存するが、試験体10に入射する超音波の強度等、他の要因にも依存する。これらの要因は、探触子から送信される超音波の強度や、探触子と試験体との接触状態によっても変化する。   Next, the sensitivity correction process will be described. The sensitivity correction step is a step of correcting the sensitivity of the acquired three-dimensional flaw information. The size of the reflected echo due to the defects 10a, 10b,... Inside the test body 10 mainly depends on the inner surface shape, size, etc. of the defects 10a, 10b, etc., but the intensity of the ultrasonic wave incident on the test body 10 Depends on other factors. These factors also change depending on the intensity of the ultrasonic wave transmitted from the probe and the contact state between the probe and the specimen.

そこで、感度補正工程においては、このような欠陥以外の要因によって生じた反射エコーの変動を補正する。補正方法は、特に限定されるものではなく、3次元きず情報の取得方法、試験体の材質等に応じて、最適な方法を選択すればよい。具体的には、無欠陥領域からの反射エコー強度(B)に対する欠陥に起因する反射エコー強度(A)の比(=A/B)を取る方法、底面からの反射エコー強度(C)に対する欠陥エコー強度(A)の比(=A/C)を取る方法、超音波の伝播距離に応じて一定の係数をかける方法等が好適な一例として挙げられる。   Therefore, in the sensitivity correction step, fluctuations in the reflected echo caused by factors other than such defects are corrected. The correction method is not particularly limited, and an optimal method may be selected in accordance with the method for acquiring three-dimensional flaw information, the material of the specimen, and the like. Specifically, a method of taking the ratio (= A / B) of the reflected echo intensity (A) caused by the defect to the reflected echo intensity (B) from the defect-free region, the defect with respect to the reflected echo intensity (C) from the bottom surface Suitable examples include a method of taking the ratio of echo intensity (A) (= A / C), a method of applying a constant coefficient according to the propagation distance of ultrasonic waves, and the like.

なお、感度補正を行うと、品質判定の精度が向上するという利点があるが、試験体の形状、3次元きず情報の取得方法、検査目的等によっては、欠陥に起因する反射エコーの強度を直接用いても、十分な精度を有する判定が可能な場合がある。そのような場合には、感度補正工程を省略しても良い。また、感度補正を行う場合、感度補正工程は、後述するマスク工程の前に行っても良く、あるいは、マスク工程の後に行っても良い。   Although sensitivity correction has the advantage of improving the accuracy of quality determination, depending on the shape of the specimen, the acquisition method of three-dimensional flaw information, the inspection purpose, etc., the intensity of the reflected echo due to the defect can be directly measured. Even if it is used, it may be possible to determine with sufficient accuracy. In such a case, the sensitivity correction step may be omitted. When performing sensitivity correction, the sensitivity correction process may be performed before a mask process described later, or may be performed after the mask process.

次に、マスク工程について説明する。マスク工程は、必要に応じて感度が補正された3次元きず情報から1又は2以上の監視領域を切り出す工程である。ここで、「監視領域」とは、試験体内部の領域の内、検査を行う領域を言う。上述したように、取得された3次元きず情報には、内部欠陥以外の反射源に起因する反射エコーが含まれている場合がある。このような内部欠陥以外の情報を含んだまま、後工程においてデータの処理を行うと、誤判定の原因となる。   Next, the mask process will be described. The masking process is a process of cutting out one or more monitoring areas from the three-dimensional flaw information whose sensitivity is corrected as necessary. Here, the “monitoring area” refers to an area to be inspected among the areas inside the specimen. As described above, the acquired three-dimensional flaw information may include reflection echoes caused by reflection sources other than internal defects. If data processing is performed in a subsequent process while including information other than such internal defects, it may cause erroneous determination.

そこで、マスク工程においては、取得された3次元きず情報から監視領域外にある情報を削除する。3次元きず情報の内、どの部分を監視領域とするかは、試験体の形状、検査目的等に応じて任意に選択することができる。なお、監視領域を切り出すと、監視領域外に存在する欠陥の検出はできなくなる。しかしながら、監視領域外の欠陥の評価が必要な場合には、新たに監視領域を設定するか、他の非破壊検査法を併用すれば良いので、特に問題はない。   Therefore, in the mask process, information outside the monitoring area is deleted from the acquired three-dimensional flaw information. Which part of the three-dimensional flaw information is set as the monitoring region can be arbitrarily selected according to the shape of the specimen, the inspection purpose, and the like. If the monitoring area is cut out, it is impossible to detect a defect that exists outside the monitoring area. However, when it is necessary to evaluate defects outside the monitoring area, there is no particular problem because a new monitoring area may be set or another nondestructive inspection method may be used in combination.

監視領域の切り出し方法は、特に限定されるものではなく、試験体の形状、3次元きず情報の取得方法等に応じて、最適な方法を選択する。例えば、試験体の形状及び内部欠陥以外の反射源に起因する反射エコーの出現パターンが既知である場合には、評価装置に予め試験体の形状及び所定パターンの監視領域を入力しておき、取得された3次元きず情報から所定のパターンに従って監視領域を自動的に切り出せば良い。   The method for cutting out the monitoring area is not particularly limited, and an optimum method is selected according to the shape of the specimen and the acquisition method of the three-dimensional flaw information. For example, when the appearance pattern of the reflected echo caused by the reflection source other than the shape of the specimen and the internal defect is known, the specimen shape and the monitoring area of the predetermined pattern are input to the evaluation device in advance and acquired. The monitoring area may be automatically cut out from the three-dimensional flaw information thus obtained according to a predetermined pattern.

また、例えば、試験体の形状及び/又は内部欠陥以外の反射源に起因する反射エコーの出現パターンが未知である場合には、取得された3次元きず情報をモニタに表示させる。次いで、内部欠陥以外の反射源に起因する反射エコーを目視により判定し、これを3次元きず情報から手動で削除すれば良い。   Further, for example, when the appearance pattern of the reflected echo caused by the reflection source other than the shape of the specimen and / or the internal defect is unknown, the acquired three-dimensional flaw information is displayed on the monitor. Next, the reflection echo caused by the reflection source other than the internal defect is visually determined, and this can be manually deleted from the three-dimensional defect information.

図3(a)〜図3(c)に、図2に示す3次元きず情報から切り出された監視領域の模式図を示す。図3に示す例においては、3次元きず情報の内、表面から一定の深さ以上にある内部領域が監視領域となっている。また、それ以外の表面近傍の領域(すなわち、図2中のクロスハッチング領域)は、3次元きず情報から削除されている。   FIG. 3A to FIG. 3C are schematic views of monitoring areas cut out from the three-dimensional flaw information shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, the monitoring area is an internal area within a certain depth from the surface in the three-dimensional flaw information. In addition, the other area in the vicinity of the surface (that is, the cross-hatched area in FIG. 2) is deleted from the three-dimensional flaw information.

また、図3に示すように、3次元きず情報から1個の監視領域を切り出しても良く、あるいは、2個以上の監視領域を切り出しても良い。例えば、鋳造品は、その材質、形状等に応じて、種々の部位に種々の欠陥が発生する場合がある。しかも、組織が粗大化している場合が多く、同一形状かつ同一種類の欠陥が発生した場合であっても、表面からの深さに応じて、反射エコーの強度も異なる。このような場合には、複数個の監視領域を設定するのが好ましい。複数個の監視領域を設定すると、監視領域毎に異なる判定基準を適用するのが容易となるので、精度の高い判定を行うことができる。   Also, as shown in FIG. 3, one monitoring area may be cut out from the three-dimensional flaw information, or two or more monitoring areas may be cut out. For example, in a cast product, various defects may occur in various parts depending on the material, shape, and the like. In addition, the structure is often coarse, and even when defects of the same shape and the same type occur, the intensity of the reflected echo varies depending on the depth from the surface. In such a case, it is preferable to set a plurality of monitoring areas. If a plurality of monitoring areas are set, it becomes easy to apply different criteria for each monitoring area, so that highly accurate determination can be performed.

複数個の監視領域を設定する場合、その設定方法は、特に限定されるものではなく、検査目的、試験体の形状等に応じて任意に選択することができる。例えば、超音波の入射面から深さ方向に沿って複数個の監視領域を設定しても良く、あるいは、入射面の面内方向に沿って複数個の監視領域を設定しても良い。さらに、これらを組み合わせても良い。この場合、各監視領域は、互いに重なっていても良く、あるいは、各監視領域の間隔がゼロ又は一定の有限な値になっていても良い。さらに、重なりの程度及び/又は間隔の大きさは、各監視領域について同一であっても良く、あるいは、各監視領域毎に異なっていても良い。   When a plurality of monitoring areas are set, the setting method is not particularly limited, and can be arbitrarily selected according to the inspection purpose, the shape of the specimen, and the like. For example, a plurality of monitoring regions may be set along the depth direction from the ultrasonic incident surface, or a plurality of monitoring regions may be set along the in-plane direction of the incident surface. Furthermore, these may be combined. In this case, the monitoring areas may overlap each other, or the interval between the monitoring areas may be zero or a fixed finite value. Further, the degree of overlap and / or the size of the interval may be the same for each monitoring area, or may be different for each monitoring area.

図4に、複数個の監視領域が設定された試験体の一例を示す。図4において、試験体は、鋳造レール20からなる。また、鋳造レール20の上面をXY面とし、高さ方向をZ方向とする。   FIG. 4 shows an example of a test body in which a plurality of monitoring areas are set. In FIG. 4, the test body consists of a cast rail 20. Moreover, let the upper surface of the casting rail 20 be an XY plane, and let the height direction be a Z direction.

XY面からZ方向に向かって、レール頭部20aの表層部及び中間部、並びにレール頭部20aと起立部20bの境界線(以下、これを「くびれ部」という)に対応する位置に、それぞれ、上部監視領域22a、中間監視領域22b及び下部監視領域22cの3つの監視領域を設定する。この場合、各監視領域の大きさ、位置、間隔等は、鋳造レール20の形状、検査目的等に応じて任意に選択することができる点は、上述した通りである。なお、このような監視領域の設定方法は、鋳造レール以外の試験体に対しても適用できる。   From the XY plane toward the Z direction, the surface layer portion and the middle portion of the rail head portion 20a, and the position corresponding to the boundary line between the rail head portion 20a and the upright portion 20b (hereinafter referred to as “neck portion”), Three monitoring areas are set: an upper monitoring area 22a, an intermediate monitoring area 22b, and a lower monitoring area 22c. In this case, the size, position, interval, and the like of each monitoring area can be arbitrarily selected according to the shape of the casting rail 20, the purpose of inspection, and the like as described above. Note that such a method for setting the monitoring region can be applied to a test body other than the cast rail.

次に、2次元きず情報変換工程について説明する。2次元きず情報変換工程は、各監視領域内にある3次元きず情報のZ方向の最大値又は積算値をZ方向に投影し、それぞれ2次元きず情報に変換する工程である。ここで、「Z方向の最大値をZ方向に投影する」とは、ある座標(X、Y)におけるZ方向の反射エコー強度の内、その最大値を座標(X、Y)における2次元きず情報として代表させることをいい、「Z方向の積算値をZ方向に投影する」とは、Z方向の反射エコー強度の積算値を座標(X、Y)における2次元きず情報として代表させることをいう。いずれを用いるかは、試験体の形状、材質、検査の目的等に応じて選択する。 Next, the two-dimensional flaw information conversion process will be described. The two-dimensional flaw information conversion step is a step in which the maximum value or integrated value in the Z direction of the three-dimensional flaw information in each monitoring area is projected in the Z direction and converted into two-dimensional flaw information. Here, “projecting the maximum value in the Z direction in the Z direction” means that the maximum value of the reflected echo intensity in the Z direction at a certain coordinate (X 0 , Y 0 ) is the coordinate (X 0 , Y 0 ). "Projecting the integrated value in the Z direction in the Z direction" means that the integrated value of the reflected echo intensity in the Z direction is a two-dimensional flaw in coordinates (X 0 , Y 0 ). To represent as information. Which one is used is selected according to the shape, material, purpose of inspection, etc. of the specimen.

例えば、相対的に大きな欠陥を検出する場合、あるいは、試験体がノイズの発生しにくい形状及び/又は材質を有している場合には、2次元きず情報として、Z方向の最大値又は積算値のいずれを用いても、精度の高い判定を行うことができる。一方、相対的に小さな欠陥を検出する場合、あるいは、試験体がノイズの発生しやすい形状及び/又は材質を有している場合には、2次元きず情報として、Z方向の最大値を取るのが好ましい。このような場合に積算値を取ると、ノイズも積算され、判定精度が低下するので好ましくない。   For example, when detecting a relatively large defect, or when the specimen has a shape and / or material that does not easily generate noise, the maximum value or integrated value in the Z direction is used as two-dimensional flaw information. Whichever of these is used, a highly accurate determination can be made. On the other hand, if a relatively small defect is detected, or if the specimen has a shape and / or material that is likely to generate noise, the maximum value in the Z direction is taken as two-dimensional flaw information. Is preferred. Taking an integrated value in such a case is not preferable because noise is also integrated and the determination accuracy is lowered.

図5に、図3に示す監視領域内の最大値をZ方向に投影した2次元きず情報の模式図を示す。図5において、欠陥10a、10d及び10eは、Z方向に他の欠陥がないので、これらの反射エコー強度がそのままXY平面上に投影されている。一方、欠陥10b及び10cは、Z方向に垂直に並んでいるので、欠陥10bと欠陥10cが重なっている領域については、反射エコー強度の小さい欠陥10bではなく、反射エコー強度の大きい欠陥10cの値が最大値として選択され、XY平面上に投影されている。   FIG. 5 is a schematic diagram of two-dimensional flaw information obtained by projecting the maximum value in the monitoring area shown in FIG. 3 in the Z direction. In FIG. 5, since the defects 10a, 10d, and 10e do not have other defects in the Z direction, their reflected echo intensities are directly projected on the XY plane. On the other hand, since the defects 10b and 10c are arranged vertically in the Z direction, the value of the defect 10c having a high reflection echo intensity is not the value of the defect 10b having a low reflection echo intensity in the region where the defect 10b and the defect 10c overlap. Is selected as the maximum value and projected onto the XY plane.

なお、複数個の監視領域を設定する場合、図2〜図3、及び図5に示す手順に従い、各監視領域毎に、Z方向の最大値又は積算値をZ方向に投影すればよい。例えば、図4に示すように、上部監視領域、中間監視領域及び下部監視領域の3つの監視領域を設定した場合には、それぞれ、各監視領域内の探傷データをZ方向に投影し、それぞれ、上部2次元きず情報、中間2次元きず情報及び下部2次元きず情報に変換すればよい。   When a plurality of monitoring areas are set, the maximum value or integrated value in the Z direction may be projected in the Z direction for each monitoring area in accordance with the procedure shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 4, when three monitoring areas, an upper monitoring area, an intermediate monitoring area, and a lower monitoring area, are set, the flaw detection data in each monitoring area is projected in the Z direction, What is necessary is just to convert into upper 2D flaw information, intermediate 2D flaw information, and lower 2D flaw information.

2次元きず情報を取得する第2の方法は、いわゆる「Cスコープデータ」を用いる方法であり、最大値取得工程と、感度補正工程と、2次元きず情報変換工程とを備えている。   A second method for acquiring two-dimensional flaw information is a method using so-called “C scope data”, and includes a maximum value acquisition step, a sensitivity correction step, and a two-dimensional flaw information conversion step.

最大値取得工程は、1又は2以上の監視領域内にある探傷データのZ方向の最大値を取得する工程である。第2の方法は、探傷データの内、監視領域(ゲート)内にあるZ方向の最大値のみを取得し、3次元きず情報の取得は行われない。この点が第1の方法とは異なる。また、3次元きず情報が取得されないので、探傷データの取得は、最大値を投影する方向、すなわちXY面から超音波を入射させることにより行う必要がある。   The maximum value acquisition step is a step of acquiring the maximum value in the Z direction of the flaw detection data in one or more monitoring areas. In the second method, only the maximum value in the Z direction in the monitoring area (gate) is acquired from the flaw detection data, and acquisition of the three-dimensional flaw information is not performed. This is different from the first method. Further, since the three-dimensional flaw information is not acquired, the flaw detection data needs to be acquired by projecting the maximum value, that is, by making the ultrasonic wave incident from the XY plane.

なお、第2の方法において、1個又は複数個の監視領域を設定しても良い点、入射面から深さ方向に沿って及び/又は入射面の面内方向に沿って複数個の監視領域を設定しても良い点、並びに、監視領域の重なり及び/又は間隔は任意に設定できる点は、第1の方法と同様であるので説明を省略する。   In the second method, one or a plurality of monitoring regions may be set, a plurality of monitoring regions along the depth direction from the incident surface and / or along the in-plane direction of the incident surface. Since the point that can be set and the overlap and / or interval of the monitoring areas can be arbitrarily set are the same as in the first method, the description thereof is omitted.

感度補正工程は、取得された探傷データ又は最大値の感度を補正する工程である。なお、感度補正工程は、最大値取得工程の前に行っても良く、あるいは、後に行っても良い。また、感度の補正方法として種々の方法を用いることができる点、及び、検査目的に応じて感度補正工程を省略しても良い点は、第1の方法における感度補正工程と同様であるので説明を省略する。   The sensitivity correction step is a step of correcting the acquired flaw detection data or the maximum sensitivity. Note that the sensitivity correction step may be performed before or after the maximum value acquisition step. Also, since various methods can be used as the sensitivity correction method and the sensitivity correction step may be omitted depending on the inspection purpose, it is the same as the sensitivity correction step in the first method, and thus will be described. Is omitted.

2次元きず情報変換工程は、1又は2以上の監視領域内にある各最大値を、それぞれZ方向に投影し、それぞれ2次元きず情報に変換する工程である。第2の方法における2次元情報変換工程は、Z方向に投影すべきデータが、監視領域内にある探傷データから直接取得されたZ方向の最大値である点を除き、第1の方法における2次元きず情報変換工程と同様であるので、説明を省略する。   The two-dimensional flaw information conversion step is a step of projecting each maximum value in one or two or more monitoring areas in the Z direction and converting each maximum value into two-dimensional flaw information. The two-dimensional information conversion step in the second method is the same as 2 in the first method except that the data to be projected in the Z direction is the maximum value in the Z direction obtained directly from the flaw detection data in the monitoring area. Since this is the same as the dimension flaw information conversion step, description thereof is omitted.

次に、判定用データ変換工程について説明する。判定用データ変換工程は、2次元きず情報取得工程によって取得された各2次元きず情報を、それぞれ同一又は異なる1種又は2種以上の判定用データに変換する工程である。2次元きず情報を判定用データに変換する方法には、種々の方法があるが、特に以下のような方法が好適である。   Next, the determination data conversion step will be described. The determination data conversion step is a step of converting each two-dimensional flaw information acquired by the two-dimensional flaw information acquisition step into the same or different one or more types of determination data. There are various methods for converting the two-dimensional flaw information into determination data, and the following methods are particularly preferable.

2次元きず情報を判定用データに変換する第1の方法は、判定用データとして「指示長さ」を用いる方法であり、2値化工程と、1次元きず情報変換工程と、指示長さ算出工程とを備えている。   The first method of converting the two-dimensional flaw information into determination data is a method using “instruction length” as the determination data, a binarization step, a one-dimensional flaw information conversion step, and instruction length calculation. Process.

初めに、2値化工程について説明する。2値化工程は、1又は2以上の2次元きず情報を、それぞれ、同一又は異なる2値化しきい値を用いて2値化し、1又は2以上の2値化データを取得する工程である。ここで、「2値化しきい値」とは、ノイズと欠陥に起因する反射エコーとを区別するための値をいう。2値化しきい値の値は、ノイズの大きさ、検出したい欠陥の大きさ等に応じて、最適な値を選択すれば良い。   First, the binarization process will be described. The binarization step is a step of binarizing one or two or more two-dimensional flaw information using the same or different binarization threshold values, and acquiring one or two or more binarized data. Here, the “binarization threshold value” refers to a value for distinguishing between noise and a reflected echo caused by a defect. As the binarization threshold value, an optimum value may be selected according to the magnitude of noise, the size of a defect to be detected, and the like.

また、2以上の監視領域を設定する場合、2値化しきい値は、各監視領域について同一であっても良く、あるいは、各監視領域毎に異なっていても良い。特に、図4に示すように、Z方向に複数個の監視領域を設定する場合において、超音波の入射面をXY面とするときには、入射面から監視領域までの深さによって超音波の散乱及び/又は減衰の程度が異なるので、監視領域毎に異なる2値化しきい値を用いるのが好ましい。   When two or more monitoring areas are set, the binarization threshold value may be the same for each monitoring area, or may be different for each monitoring area. In particular, as shown in FIG. 4, in the case where a plurality of monitoring areas are set in the Z direction, when the ultrasonic incident surface is an XY plane, the scattering of ultrasonic waves and the ultrasonic wave depending on the depth from the incident surface to the monitoring area. Since the degree of attenuation is different, it is preferable to use a different binarization threshold value for each monitoring area.

具体的には、2次元きず情報を適当な大きさを有する微少領域に分割する。次いで、各微少領域について、反射エコー強度が2値化しきい値を越えているか否かを判定する。そして、反射エコー強度が2値化しきい値を越えていない場合には、その微少領域に第1の数値(例えば、「0」)を与え、2値化しきい値を越えている場合には、その微少領域に第2の数値(例えば、「1」)を与える。   Specifically, the two-dimensional flaw information is divided into minute regions having an appropriate size. Next, for each minute area, it is determined whether or not the reflected echo intensity exceeds the binarization threshold value. When the reflected echo intensity does not exceed the binarization threshold value, the first numerical value (for example, “0”) is given to the minute region, and when the reflection echo intensity exceeds the binarization threshold value, A second numerical value (for example, “1”) is given to the minute area.

図6に、図5に示す2次元きず情報を2値化することにより得られる2値化データの模式図を示す。図6に示すように、2次元きず情報を2値化することによって、ノイズ(図5中のハッチング領域)が除去され、欠陥に起因する反射エコーのみが2値化データの中に残ることになる。また、2値化しきい値を最適化することにより、欠陥10cだけでなく、欠陥10bに起因する相対的に弱い反射エコーを2値化データに反映させることができる。   FIG. 6 shows a schematic diagram of binarized data obtained by binarizing the two-dimensional flaw information shown in FIG. As shown in FIG. 6, by binarizing the two-dimensional flaw information, noise (hatched areas in FIG. 5) is removed, and only reflected echoes caused by defects remain in the binarized data. Become. Further, by optimizing the binarization threshold value, not only the defect 10c but also a relatively weak reflected echo caused by the defect 10b can be reflected in the binarized data.

次に、1次元きず情報変換工程について説明する。1次元きず情報変換工程は、各2値化データのY方向の最大値又は積算値をY方向に投影し、1又は2以上の1次元きず情報に変換する工程である。2値化データをY方向に投影することによって、試験体の内部に3次元的に分散している欠陥の量をXの関数として表すことができる。   Next, the one-dimensional flaw information conversion process will be described. The one-dimensional flaw information conversion step is a step of projecting the maximum value or integrated value in the Y direction of each binarized data in the Y direction and converting it into one or more one-dimensional flaw information. By projecting the binarized data in the Y direction, the amount of defects that are three-dimensionally dispersed inside the specimen can be expressed as a function of X.

この場合、1次元きず情報の値(縦軸の数値)には、投影値を直接用いても良く、あるいは、規格化された投影値を用いても良い。規格化の方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。例えば、Y方向の全域に渡って2値化しきい値を超える欠陥が存在すると仮定した場合の投影値に対する、実測された投影値の割合(以下、これを「指示割合」という。)を百分率(%)で表しても良い。   In this case, as the value of the one-dimensional flaw information (the numerical value on the vertical axis), a projection value may be used directly, or a standardized projection value may be used. The normalization method is not particularly limited, and various methods can be used. For example, the ratio (hereinafter referred to as “instruction ratio”) of the actually measured projection value with respect to the projection value when it is assumed that a defect exceeding the binarization threshold exists over the entire area in the Y direction is expressed as a percentage ( %).

図7(a)に、図6に示す2値化データから取得された1次元きず情報の模式図を示す。図7(a)において、縦軸は、2値化データのY方向への投影値であって、規格化されたもの(指示割合)を示す。図7(a)に示すように、1次元きず情報の縦軸の値は、3次元きず情報を反映しており、ある座標XにおけるYZ平面内に存在する欠陥の大きさが大きくなるほど、及び/又は、欠陥の量が多くなるほど、高い値を示す。   FIG. 7A shows a schematic diagram of one-dimensional flaw information acquired from the binarized data shown in FIG. In FIG. 7A, the vertical axis represents the projection value in the Y direction of the binarized data and indicates the normalized value (instruction ratio). As shown in FIG. 7A, the value on the vertical axis of the one-dimensional flaw information reflects the three-dimensional flaw information, and as the size of the defect existing in the YZ plane at a certain coordinate X increases, / Or higher values as the amount of defects increases.

次に、指示長さ算出工程について説明する。指示長さ算出工程は、各1次元きず情報が、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を超えるX方向の指示長さ(判定用データ)を算出する工程である。ここで、「判定しきい値」とは、試験体の合否を判定する基準値をいう。判定しきい値は、検査目的に応じて任意に選択することができる。判定しきい値は、同一の監視領域に対して1個設定しても良く、あるいは、複数個設定しても良い。また、判定しきい値は、各監視領域について同一としても良く、あるいは、各監視領域毎に異なっていても良い。但し、放射線透過試験との相関を得るためには、放射線透過試験の判定基準に対応するように、判定しきい値の種類及び個数を定めるのが好ましい。   Next, the instruction length calculation step will be described. The instruction length calculation step is a step of calculating an instruction length (determination data) in the X direction in which each one-dimensional flaw information exceeds one or two or more determination threshold values. Here, the “determination threshold value” refers to a reference value for determining pass / fail of the specimen. The determination threshold value can be arbitrarily selected according to the inspection purpose. One determination threshold value may be set for the same monitoring area, or a plurality of determination threshold values may be set. The determination threshold value may be the same for each monitoring area, or may be different for each monitoring area. However, in order to obtain a correlation with the radiation transmission test, it is preferable to determine the type and number of determination threshold values so as to correspond to the determination standard of the radiation transmission test.

例えば、放射線透過試験においては、フィルム上に撮影された欠陥の長さ及び濃さによって、試験体が所定の等級に分類される。この場合、欠陥の長さは、放射線の照射面に対して垂直な面に投影された欠陥の寸法に対応し、濃さは、放射線の照射方向に延びる欠陥の長さ及び/又は欠陥の量に対応している。   For example, in the radiation transmission test, the specimen is classified into a predetermined grade according to the length and darkness of the defect photographed on the film. In this case, the length of the defect corresponds to the dimension of the defect projected on the plane perpendicular to the radiation irradiation surface, and the density is the length of the defect and / or the amount of the defect extending in the radiation irradiation direction. It corresponds to.

これに対し、放射線透過試験が行われるべき方向に対して垂直方向から超音波探傷を行った場合、1次元きず情報の縦軸の投影値は、Y方向に分布する欠陥の長さ及び/又は欠陥の量にほぼ対応した値となる。また、1次元きず情報がある一定の値を超えるX方向の長さ(指示長さ)は、X方向に対して垂直な方向に投影された欠陥の長さにほぼ対応した値となる。   On the other hand, when ultrasonic flaw detection is performed from the direction perpendicular to the direction in which the radiation transmission test is to be performed, the projection value on the vertical axis of the one-dimensional flaw information indicates the length of the defect distributed in the Y direction and / or The value almost corresponds to the amount of defects. Further, the length in the X direction (indicated length) where the one-dimensional flaw information exceeds a certain value is a value substantially corresponding to the length of the defect projected in the direction perpendicular to the X direction.

従って、例えば、放射線透過試験において、欠陥の長さ及び濃さについて3段階の基準が設けられる場合には、本発明に係る方法において、3段階の判定しきい値を設け、各判定しきい値について、それぞれ、指示長さを算出すれば良い。この時、判定しきい値の値を最適化すれば、放射線透過試験と相関のある判定結果が得られる。   Thus, for example, in a radiation transmission test, when three levels of criteria are provided for the length and darkness of defects, in the method according to the present invention, three levels of determination thresholds are provided. For each, the instruction length may be calculated. At this time, if the determination threshold value is optimized, a determination result correlated with the radiation transmission test can be obtained.

図7(a)に示す例においては、縦軸の投影値に関し、それぞれ、L線、M線、及びH線の3段階の判定しきい値が設けられている。また、1次元きず情報がL線、M線及びH線を越えるX方向の長さが、それぞれ、指示長さX、指示長さX、及び指示長さXとして算出されている。 In the example shown in FIG. 7A, three levels of determination threshold values are provided for the projection value on the vertical axis, that is, L line, M line, and H line, respectively. In addition, the lengths in the X direction in which the one-dimensional flaw information exceeds the L line, the M line, and the H line are calculated as the instruction length X L , the instruction length X M , and the instruction length X H , respectively.

2次元きず情報を判定用データに変換する第2の方法は、判定用データとして「面積率」を用いる方法であり、2値化工程と、面積率算出工程とを備えている。これらの内、2値化工程は、第1の方法と同様であるので、説明を省略する。   A second method of converting the two-dimensional flaw information into determination data is a method that uses “area ratio” as determination data, and includes a binarization step and an area ratio calculation step. Among these, the binarization process is the same as the first method, and thus the description thereof is omitted.

面積率算出工程は、各2値化データの総面積に対する2値化しきい値を超える領域の面積率(判定用データ)を算出する工程である。なお、複数個の監視領域を設定した場合には、各監視領域毎に面積率を算出する。また、面積率の算出は、判定しきい値を考慮することなく、そのまま算出される。さらに、面積率を算出する場合、2次元きず情報を取得する「Z方向」は、必ずしも、超音波の入射方向である必要はなく、「X方向」又は「Y方向」が超音波の入射方向であっても良い。このようにして得られた面積率は、超音波の入射面を最適化することによって放射線透過試験の結果と対応した値となり、しかも、超音波の散乱及び/又は減衰が大きい場合であっても、ある監視領域内の欠陥の有無を相対的に高い精度で判定することができる。   The area ratio calculation step is a step of calculating an area ratio (determination data) of a region exceeding the binarization threshold with respect to the total area of each binarized data. When a plurality of monitoring areas are set, the area ratio is calculated for each monitoring area. Further, the area ratio is calculated as it is without considering the determination threshold value. Furthermore, when calculating the area ratio, the “Z direction” for obtaining the two-dimensional flaw information is not necessarily the ultrasonic incident direction, and the “X direction” or the “Y direction” is the ultrasonic incident direction. It may be. The area ratio obtained in this way becomes a value corresponding to the result of the radiation transmission test by optimizing the incident surface of the ultrasonic wave, and even when the scattering and / or attenuation of the ultrasonic wave is large. The presence or absence of a defect in a certain monitoring area can be determined with relatively high accuracy.

2次元きず情報を判定用データに変換する第3の方法は、各2次元きず情報の平均強度を算出する平均強度算出工程からなる。ここで、「平均強度」とは、2次元きず情報内にある反射エコー強度の平均値を言う。すなわち、平均強度算出工程は、取得された各2次元情報を2値化することなく、そのまま平均強度を算出する点に特徴がある。なお、複数個の監視領域を設定した場合には、各監視領域毎に平均強度を算出する。また、平均強度の算出は、判定しきい値を考慮することなく、そのまま算出される。さらに、平均強度を算出する場合、2次元きず情報を取得する「Z方向」は、必ずしも、超音波の入射方向である必要はなく、「X方向」又は「Y方向」が超音波の入射方向であっても良い。このようにして得られた平均強度は、放射線透過試験の結果と必ずしも対応するものではないが、超音波の散乱及び/又は減衰が大きい場合であっても、ある監視領域内の欠陥の有無を相対的に高い精度で判定することができる。   A third method for converting the two-dimensional flaw information into determination data includes an average intensity calculation step for calculating the average intensity of each two-dimensional flaw information. Here, “average intensity” refers to the average value of reflected echo intensity in the two-dimensional flaw information. That is, the average intensity calculation step is characterized in that the average intensity is calculated as it is without binarizing each acquired two-dimensional information. When a plurality of monitoring areas are set, the average intensity is calculated for each monitoring area. Further, the average intensity is calculated as it is without considering the determination threshold value. Furthermore, when calculating the average intensity, the “Z direction” for obtaining the two-dimensional flaw information is not necessarily the incident direction of the ultrasonic wave, and the “X direction” or the “Y direction” is the incident direction of the ultrasonic wave. It may be. The average intensity obtained in this way does not necessarily correspond to the result of the radiation transmission test. However, even if the scattering and / or attenuation of the ultrasonic wave is large, the presence or absence of a defect in a certain monitoring area is confirmed. It can be determined with relatively high accuracy.

なお、複数個の監視領域を設定する場合、上述した手順に従い、各監視領域毎に、同一又は異なる1種又は2種以上の判定用データの取得を行えばよい。例えば、図4に示すように、上部2次元きず情報、中間2次元きず情報及び下部2次元きず情報の3つの2次元きず情報を取得した場合には、各監視領域毎に、同一又は異なる1種又は2種以上の判定用データ(指示長さ、面積率及び/又は平均強度)を算出すればよい。   When a plurality of monitoring areas are set, one or two or more types of determination data may be acquired for each monitoring area according to the above-described procedure. For example, as shown in FIG. 4, when three two-dimensional flaw information of upper two-dimensional flaw information, intermediate two-dimensional flaw information, and lower two-dimensional flaw information is acquired, the same or different 1 for each monitoring area. What is necessary is just to calculate seed | species or 2 or more types of determination data (instruction length, an area ratio, and / or average intensity | strength).

次に、判定工程について説明する。判定工程は、各監視領域毎に、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を設定し、各判定用データと、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容データとを対比し、試験体の品質を判定する工程である。判定方法は、判定用データの数及び/又は種類に応じて最適なものを選択する。   Next, the determination process will be described. In the determination process, one or two or more determination threshold values that are the same or different are set for each monitoring area, and one or two or more allowable values are allowed for each determination data and each determination threshold value. This is a step of comparing the data and determining the quality of the specimen. As the determination method, an optimum one is selected according to the number and / or type of determination data.

例えば、判定用データとして「指示長さ」を用いる場合、具体的には、判定しきい値及びこれに対応する1又は2以上の許容指示長さ(許容データ)と試験体の品質とを関連づける参照データ(判定テーブル)を予め定めておき、この参照データと実際に算出された指示長さとを対比することによって、品質の判定を行う。   For example, when “instruction length” is used as the determination data, specifically, the determination threshold value and one or more allowable instruction lengths (allowable data) corresponding to the determination threshold value are associated with the quality of the specimen. Reference data (determination table) is determined in advance, and the quality is determined by comparing the reference data with the actually calculated instruction length.

予め定められた判定しきい値及びこれに対応する許容指示長さと、試験体の品質の判定基準との関係は、試験体の材質及び形状、検査の目的等に応じて任意に選択することができる。一般に、ある一定の判定しきい値に対する指示長さが短くなるほど、欠陥の少ない良品であることを意味する。また、1つの監視領域に対し、1つの判定しきい値を設定し、これに対応する1個の許容指示長さを設定しても良く、あるいは、複数個の許容指示長さを設定しても良い。2以上の判定しきい値を用いる場合も同様である。さらに、各監視領域毎に、異なる判定しきい値及び/又は異なる許容指示長さを設定しても良い。   The relationship between the predetermined judgment threshold value and the permissible instruction length corresponding thereto and the judgment standard for the quality of the specimen can be arbitrarily selected according to the material and shape of the specimen, the purpose of inspection, etc. it can. In general, the shorter the instruction length with respect to a certain determination threshold value, the better the product with fewer defects. In addition, one determination threshold value may be set for one monitoring area, and one permissible instruction length corresponding thereto may be set, or a plurality of permissible instruction lengths may be set. Also good. The same applies when two or more determination thresholds are used. Furthermore, a different determination threshold value and / or a different allowable instruction length may be set for each monitoring area.

図7(b)に、判定テーブルの一例を示す。図7(b)に示す例において、H線、M線及びL線(判定しきい値)を越える指示長さの実測値X、X、及びXが、それぞれ、H線、M線及びL線(判定しきい値)に対して許容される許容指示長さL(mm)、L(mm)、及びL(mm)(但し、L<L<L)より短い場合には、「1級」と判定される。 FIG. 7B shows an example of the determination table. In the example shown in FIG. 7 (b), H lines, M lines and L lines (determination threshold) the exceeding instruction length of the actually measured values X H, X M, and X L are each, H lines, M lines And permissible instruction lengths L 1 (mm), L 2 (mm), and L 3 (mm) allowed for the L line (determination threshold value) (however, L 1 <L 2 <L 3 ) If it is short, it is determined as “first grade”.

同様に、H線、M線及びL線を越える指示長さが、それぞれ、許容指示長さL(mm)、L(mm)及びL(mm)(但し、L<L<L)より短い場合には、「2級」と判定され、H線、M線及びL線を越える指示長さが、それぞれ、許容指示長さL(mm)、L(mm)及びL(mm)(但し、L<L<L)より短い場合には、「3級」と判定される。さらに、H線、M線及びL線を越える指示長さが、それぞれ、許容指示長さL(mm)、L(mm)及びL(mm)(但し、L<L<L)より短い場合には、「4級」と判定される。 Similarly, the instruction lengths exceeding the H line, M line, and L line are the allowable instruction lengths L 2 (mm), L 3 (mm), and L 4 (mm) (where L 2 <L 3 < If it is shorter than L 4 ), it is determined as “second class”, and the instruction lengths exceeding the H line, M line, and L line are allowable instruction lengths L 3 (mm), L 4 (mm) and L, respectively. If it is shorter than L 5 (mm) (however, L 3 <L 4 <L 5 ), it is determined as “Class 3”. Furthermore, the instruction lengths exceeding the H line, the M line, and the L line are the permissible instruction lengths L 4 (mm), L 5 (mm), and L 6 (mm) (where L 4 <L 5 <L 6 ) If it is shorter, it is determined as “4th class”.

判定しきい値として、1個若しくは2個の値を用いる場合、又は、4個以上の値を用いる場合も同様であり、与えられた判定しきい値と、これに対応する許容指示長さに応じて、複数個の等級に分類すればよい。また、各監視領域毎に異なる判定しきい値を用いる場合も同様である。   The same applies when one or two values are used as the determination threshold value, or when four or more values are used. The given determination threshold value and the permissible instruction length corresponding thereto are used. Depending on the class, it may be classified into a plurality of grades. The same applies when different determination threshold values are used for each monitoring area.

また、例えば、判定用データとして「面積率」を用いる場合、具体的には、算出された各面積率と、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容面積率(許容データ)とを対比し、試験体の品質を判定する。一般に、面積率が小さくなるほど、欠陥の少ない良品であることを示す。具体的には、1又は2以上の判定しきい値及びこれらにそれぞれ対応する1又は2以上の許容面積率と試験体の品質とを関連づける参照データ(判定テーブル)を予め定めておき、この参照データと実際に算出された面積率とを対比すれば良い。   In addition, for example, when “area ratio” is used as the determination data, specifically, each calculated area ratio and one or more allowable area ratios (allowable) allowed for each determination threshold value are used. Data) to determine the quality of the specimen. In general, the smaller the area ratio, the better the product with fewer defects. Specifically, reference data (determination table) for associating one or two or more determination threshold values and one or two or more allowable area ratios corresponding to these with the quality of the test specimen is determined in advance. What is necessary is just to compare data with the area ratio actually calculated.

また、例えば、判定用データとして「平均強度」を用いる場合、具体的には、算出された各平均強度と、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容平均強度(許容データ)とを対比し、試験体の品質を判定する。一般に、平均強度が小さくなるほど、欠陥の少ない良品であることを示す。具体的には、1又は2以上の判定しきい値及びこれらにそれぞれ対応する1又は2以上の許容平均強度と試験体の品質とを関連づける参照データ(判定テーブル)を予め定めておき、この参照データと実際に算出された平均強度とを対比すれば良い。   For example, when “average intensity” is used as the determination data, specifically, each calculated average intensity and one or more allowable average intensity (allowable) for each determination threshold value are used. Data) to determine the quality of the specimen. In general, the smaller the average strength, the better the product with fewer defects. Specifically, reference data (determination table) that correlates one or two or more determination threshold values and one or two or more allowable average strengths corresponding to the determination threshold values and the quality of the specimen is determined in advance. The data may be compared with the actually calculated average intensity.

なお、上述した指示長さ、面積率、平均強度等を用いた判定は、これらすべてを1個の監視領域に対して行っても良く、あるいは、これらの内のいずれか1つを1個の監視領域に対して行っても良い。また、例えば、図4に示すように、上部監視領域、中間監視領域及び下部監視領域を設定した場合には、これらについてそれぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を設定し、各監視領域について算出された各判定用データと、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容データとを対比すればよい。この場合、監視領域毎に異なる種類の判定用データ、判定用しきい値及び/又は許容データを用いても良い。   Note that the determination using the indicated length, area ratio, average intensity, and the like described above may be performed for one monitoring area, or any one of them may be performed by one. You may perform with respect to a monitoring area | region. Also, for example, as shown in FIG. 4, when an upper monitoring area, an intermediate monitoring area, and a lower monitoring area are set, one or two or more determination threshold values are set for these, and each monitoring is set. What is necessary is just to compare each judgment data calculated about the area with one or more permissible data allowed for each judgment threshold. In this case, different types of determination data, determination threshold values and / or allowable data may be used for each monitoring area.

次に、本発明に係る内部欠陥の評価方法の作用について説明する。超音波探傷法を用いて得られた探傷データを処理することによって3次元きず情報を取得し、1又は2以上の監視領域にある3次元きず情報をZ方向に投影すると、欠陥の空間分布を反映した1又は2以上の2次元きず情報が得られる。同様に、1又は2以上の監視領域内にある探傷データの最大値を取得し、これをZ方向に投影すると、欠陥の空間分布を反映した1又は2以上の2次元きず情報が得られる。さらに、放射線透過試験が行われるべき方向がY方向である場合において、XY面を超音波の入射面とすると、欠陥の空間分布を反映し、かつ放射線透過試験と相関のある2次元きず情報が得られる。   Next, the operation of the internal defect evaluation method according to the present invention will be described. By processing the flaw detection data obtained using the ultrasonic flaw detection method, three-dimensional flaw information is acquired, and when three-dimensional flaw information in one or more monitoring areas is projected in the Z direction, the spatial distribution of defects is obtained. Reflected 1 or 2 or more two-dimensional flaw information is obtained. Similarly, when the maximum value of flaw detection data in one or two or more monitoring areas is acquired and projected in the Z direction, one or two or more two-dimensional flaw information reflecting the spatial distribution of defects is obtained. Further, in the case where the direction in which the radiation transmission test is to be performed is the Y direction, if the XY plane is an ultrasonic incident surface, two-dimensional flaw information that reflects the spatial distribution of defects and correlates with the radiation transmission test is obtained. can get.

次に、2次元きず情報をY方向に投影すると、欠陥の空間分布を反映し、かつ放射線透過試験と相関のある1次元きず情報が得られる。次いで、ある一定の判定しきい値を設け、得られた1次元きず情報からその判定しきい値を越える指示長さを算出すれば、欠陥の空間分布を間接的に評価することができる。また、超音波の入射方向及び判定しきい値を最適化すれば、放射線透過試験と相関のある判定結果を得ることができる。同様に、取得された2次元きず情報を面積率、平均強度等の判定用データに変換し、これと判定しきい値に対応する許容データとを対比すれば、欠陥の空間分布を間接的に評価することができる。   Next, when the two-dimensional flaw information is projected in the Y direction, one-dimensional flaw information that reflects the spatial distribution of defects and correlates with the radiation transmission test is obtained. Next, if a certain determination threshold value is provided, and the instruction length exceeding the determination threshold value is calculated from the obtained one-dimensional flaw information, the spatial distribution of defects can be indirectly evaluated. Moreover, if the incident direction of ultrasonic waves and the determination threshold are optimized, a determination result correlated with the radiation transmission test can be obtained. Similarly, if the acquired two-dimensional flaw information is converted into determination data such as area ratio and average intensity, and this is compared with allowable data corresponding to the determination threshold, the spatial distribution of defects is indirectly determined. Can be evaluated.

また、所定の監視領域内にある2次元きず情報を取得し、これを用いて指示長さ、面積率及び/又は平均強度を算出すると、欠陥の反射エコーが明瞭に観測されない場合であっても、欠陥の程度(大きさ、数等)が、指示長さ、面積率及び/又は平均強度の増減となって表れる。そのため、超音波の散乱及び/又は減衰が大きい場合であっても、製品の良否を高い精度で判定することができる。   Further, when two-dimensional flaw information in a predetermined monitoring area is acquired and the indicated length, area ratio and / or average intensity is calculated using this information, even if the reflected echo of the defect is not clearly observed, The degree of defect (size, number, etc.) appears as an increase or decrease in the indicated length, area ratio, and / or average intensity. Therefore, even if the scattering and / or attenuation of ultrasonic waves is large, the quality of the product can be determined with high accuracy.

さらに、試験体の材質、形状等に応じて、複数個の監視領域を設定し、各監視領域毎に最も適した1又は2以上の判定データを算出し、各監視領域毎に最も適した1又は2以上の判定しきい値を適用すれば、部位によって欠陥の種類及び程度が異なる場合、並びに/又は、超音波の散乱及び/若しくは減衰が大きい場合であっても、試験体の品質を高い精度で判定することができる。   Furthermore, according to the material, shape, etc. of the test body, a plurality of monitoring areas are set, one or more determination data most suitable for each monitoring area is calculated, and 1 most suitable for each monitoring area. Alternatively, if two or more judgment thresholds are applied, the quality of the specimen is high even when the type and degree of defects differ depending on the site and / or when the scattering and / or attenuation of ultrasonic waves is large. It can be determined with accuracy.

例えば、図4に示すように、試験体が鋳造レールである場合において、レール頭部の表層部に鋳巣が発生したときには、試験体の表面からある一定の深さ以内にある内部の領域のみを監視領域に設定すると、表層部の鋳巣を見落とす場合がある。また、表層部の鋳巣のみを問題とする場合において、表層部以外の領域を含む広い監視領域を設定すると、表層部の鋳巣の量を過小評価する場合がある。   For example, as shown in FIG. 4, in the case where the test body is a cast rail, when a cast hole is generated in the surface layer portion of the rail head, only the inner region within a certain depth from the surface of the test body. Is set as the monitoring area, the cast hole in the surface layer portion may be overlooked. Further, in the case where only the surface layer portion has a problem, if a wide monitoring region including a region other than the surface layer portion is set, the amount of the surface layer portion may be underestimated.

これに対し、表層部近傍に上部監視領域を設定し、上部監視領域のみについて2次元きず情報を取得すると、表層部近傍に発生した欠陥情報のみを含む判定用データが得られる。そのため、これに対して適切な判定しきい値を設定すれば、表層部近傍の欠陥の有無を高い精度で判定することができる。   On the other hand, when an upper monitoring area is set near the surface layer portion and two-dimensional flaw information is acquired only for the upper monitoring area, determination data including only defect information generated near the surface layer portion is obtained. Therefore, if an appropriate determination threshold is set for this, the presence or absence of defects near the surface layer portion can be determined with high accuracy.

同様に、レール頭部の中間部及び下部に、それぞれ、中間監視領域及び下部監視領域を設定し、これらの領域のみについて2次元きず情報を取得すると、これらの領域に発生した欠陥情報のみを含む判定用データが得られる。そのため、これに対して適切な判定しきい値を設定すれば、超音波の散乱及び/又は減衰が大きい場合であっても、中間部における鋳巣、あるいは下部における水平裂等、レール内部に存在する欠陥に起因する製品の良否を高い精度で判定することができる。   Similarly, when an intermediate monitoring area and a lower monitoring area are set in the middle and lower portions of the rail head, respectively, and two-dimensional flaw information is acquired only for these areas, only defect information generated in these areas is included. Judgment data is obtained. Therefore, if an appropriate judgment threshold is set for this, even if the scattering and / or attenuation of the ultrasonic wave is large, it exists inside the rail such as a cast hole in the middle part or a horizontal crack in the lower part. It is possible to determine the quality of the product due to the defect to be performed with high accuracy.

本発明に係る方法は、環境上の配慮が不要であるので、出荷前の製品検査のみならず、現場における品質劣化や寿命予測のための評価に使用することができる。また、検査に際しては、少なくとも1個の探触子を試験体の一方の面に配置するだけでよいので、物理的制約も少ない。さらに、超音波の入射方向及び判定しきい値を最適化すれば、放射線透過試験との高い相関も得られる。   Since the method according to the present invention does not require environmental considerations, it can be used not only for product inspection before shipment but also for evaluation for quality deterioration and life prediction in the field. Further, at the time of inspection, it is only necessary to arrange at least one probe on one surface of the specimen, so that there are few physical restrictions. Furthermore, by optimizing the incident direction of the ultrasonic wave and the determination threshold, a high correlation with the radiation transmission test can be obtained.

そのため、出荷前の最終検査が放射線透過試験で規格化されている製品の現場における再検査に対して本発明を適用すれば、対象物を設置してから現在に至るまでに生じた品質劣化の評価や、寿命予測を容易、かつ比較的正確に行うことが可能となる。   Therefore, if the present invention is applied to on-site re-inspection of products whose final inspection before shipment is standardized by radiation transmission tests, quality degradation that has occurred since the installation of the object until now Evaluation and life prediction can be performed easily and relatively accurately.

次に、本発明に係る方法に用いられる内部欠陥評価用プログラムについて説明する。図8及び図9に、そのフローチャートの一例を示す。まず、ステップ1(以下、単に「S1」という。)において、探傷データが入力された否かが判断される。探傷データの入力がない場合には、そのまま待機する。一方、探傷データが入力された場合には、S2に進む。   Next, an internal defect evaluation program used in the method according to the present invention will be described. 8 and 9 show an example of the flowchart. First, in step 1 (hereinafter simply referred to as “S1”), it is determined whether or not flaw detection data has been input. If no flaw detection data is input, the process waits as it is. On the other hand, if flaw detection data is input, the process proceeds to S2.

S2においては、3次元きず情報を取得するか否かが判断される。3次元きず情報を取得しない場合には、S8に進む。一方、3次元きず情報を取得する場合には、S3に進む。S3においては、試験体に対して超音波探傷を行うことによって取得された探傷データを処理し、試験体内部の3次元きず情報を取得する(3次元きず情報取得手順)。この場合、探傷データの処理方法として、種々の方法を用いることができる点、及び放射線透過試験が行われる方向がY方向である場合において、XY面を超音波の入射面とすると放射線透過試験と相関のある探傷データが得られる点は、上述したとおりである。   In S2, it is determined whether or not to acquire three-dimensional flaw information. If three-dimensional flaw information is not acquired, the process proceeds to S8. On the other hand, when acquiring three-dimensional flaw information, the process proceeds to S3. In S3, flaw detection data acquired by performing ultrasonic flaw detection on the specimen is processed, and three-dimensional flaw information inside the specimen is acquired (three-dimensional flaw information acquisition procedure). In this case, as a method for processing flaw detection data, and in the case where the direction in which the radiation transmission test is performed is the Y direction, the radiation transmission test is performed when the XY plane is an ultrasonic incident surface. As described above, correlated flaw detection data can be obtained.

次に、S4において、感度補正をするか否かが判断される。感度補正が不要である場合には、そのままS6に進む。一方、感度補正が必要である場合には、S5に進み、そこで3次元きず情報の感度を補正する(感度補正手順)。この場合、感度補正の方法として種々の方法を用いることができる点、及び感度補正手順と後述するマスク手順(S6)とを入れ替えても良い点は、上述した通りである。   Next, in S4, it is determined whether or not to perform sensitivity correction. If no sensitivity correction is required, the process proceeds to S6 as it is. On the other hand, if sensitivity correction is necessary, the process proceeds to S5, where the sensitivity of the three-dimensional flaw information is corrected (sensitivity correction procedure). In this case, as described above, various methods can be used as the sensitivity correction method, and the sensitivity correction procedure and the mask procedure (S6) described later may be interchanged.

次に、S6において、必要に応じて感度補正が行われた3次元きず情報から1又は2以上の監視領域を切り出す(マスク手順)。この場合、監視領域は、任意に設定できる点、及び、監視領域の切り出しは、モニタを見ながら手動で行っても良く、あるいは、予め入力されたデータに基づいて自動的に行っても良い点は、上述した通りである。さらに、S7において、各監視領域内の3次元きず情報のZ方向の最大値又は積算値をZ方向に投影し、それぞれ2次元きず情報に変換する(2次元きず情報変換手順)。   Next, in S6, one or more monitoring regions are cut out from the three-dimensional flaw information subjected to sensitivity correction as necessary (masking procedure). In this case, the monitoring area can be arbitrarily set, and the monitoring area may be cut out manually while looking at the monitor, or automatically based on pre-input data. Is as described above. Further, in S7, the maximum value or integrated value in the Z direction of the three-dimensional flaw information in each monitoring area is projected in the Z direction and converted into two-dimensional flaw information (two-dimensional flaw information conversion procedure).

一方、3次元きず情報を取得しない場合(S2:NO)には、S8に進み、1又は2以上の監視領域内にある探傷データのZ方向の最大値を取得する(最大値取得手順)。次いで、必要に応じて(S9:YES)、S10において最大値の感度を補正した後(感度補正手順)、S11において、各最大値をZ方向に投影し、それぞれ、2次元きず情報に変換する(2次元きず情報変換手順)。   On the other hand, when the three-dimensional flaw information is not acquired (S2: NO), the process proceeds to S8, and the maximum value in the Z direction of the flaw detection data in one or more monitoring areas is acquired (maximum value acquisition procedure). Then, if necessary (S9: YES), after correcting the sensitivity of the maximum value in S10 (sensitivity correction procedure), in S11, each maximum value is projected in the Z direction and converted into two-dimensional flaw information, respectively. (Two-dimensional flaw information conversion procedure).

なお、「2次元きず情報取得手順」とは、試験体に対して超音波探傷を行うことによって取得された、試験体内部に存在する内部欠陥の空間分布を反映した探傷データであって、1又は2以上の監視領域内にあるものをZ方向に投影し、各監視領域毎に、それぞれ2次元きず情報を取得する工程をいい、S3〜S7及びS8〜S11がこれに該当する。また、S3〜S7及びS8〜S11は、いずれか一方のみを備えていても良い。   The “two-dimensional flaw information acquisition procedure” is flaw detection data that reflects the spatial distribution of internal defects existing inside the test specimen, acquired by performing ultrasonic flaw detection on the test specimen. Alternatively, a process in which two or more monitoring areas are projected in the Z direction and two-dimensional flaw information is acquired for each monitoring area, and S3 to S7 and S8 to S11 correspond to this. Moreover, S3-S7 and S8-S11 may be provided with only any one.

S7又はS11において2次元きず情報が取得された後、図9のS21に進む。S21においては、判定用データとして指示長さを算出するか否かが判断される。指示長さを算出しない場合(S21:NO)には、S31に進む。一方、指示長さを算出する場合(S21:YES)には、S22に進み、取得した各2次元きず情報を、それぞれ同一又は異なる2値化しきい値を用いて2値化し、1又は2以上の2値化データを取得する(2値化手順)。この場合、各監視領域の2値化しきい値は、検査目的等に応じて任意に設定できる点は、上述した通りである。   After the two-dimensional flaw information is acquired in S7 or S11, the process proceeds to S21 in FIG. In S21, it is determined whether or not the instruction length is calculated as determination data. When the instruction length is not calculated (S21: NO), the process proceeds to S31. On the other hand, when the instruction length is calculated (S21: YES), the process proceeds to S22, and the obtained two-dimensional flaw information is binarized using the same or different binarization threshold values, one or two or more. The binarized data is acquired (binarization procedure). In this case, as described above, the binarization threshold value of each monitoring area can be arbitrarily set according to the inspection purpose or the like.

次に、S23において、各2値化データのY方向の最大値又は積算値をY方向に投影し、1又は2以上の1次元きず情報に変換する(1次元きず情報変換手順)。次いで、S24において、各1次元きず情報が、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を超えるX方向の指示長さ(判定用データ)を算出する(指示長さ算出手順)。この場合、判定しきい値は、検査目的等に応じて、任意に設定することができる点、判定しきい値として、1個又は複数個の値を用いることができる点、及び監視領域毎に異なる判定しきい値を用いても良い点は、上述した通りである。   Next, in S23, the maximum value or integrated value in the Y direction of each binarized data is projected in the Y direction and converted into one or more one-dimensional flaw information (one-dimensional flaw information conversion procedure). Next, in S24, the instruction length (determination data) in the X direction in which each one-dimensional flaw information exceeds one or two or more determination threshold values is calculated (instruction length calculation procedure). In this case, the determination threshold can be arbitrarily set according to the inspection purpose, the point where one or a plurality of values can be used as the determination threshold, and for each monitoring area As described above, different determination threshold values may be used.

さらに、S25において、算出された各指示長さと、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容指示長さ(許容データ)とを対比し、試験体の品質を判定する(判定手順)。判定は、具体的には、判定しきい値及び許容指示長さと試験体の品質とを関連づける判定テーブルを予め作製し、これと実測された各指示長さとを対比することにより行われる。この場合、判定しきい値及びこれに対応する許容指示長さは、検査の目的等に応じて、任意に選択することができる点は、上述した通りである。   Further, in S25, the calculated instruction length is compared with one or more allowable instruction lengths (allowable data) allowed for each determination threshold value, and the quality of the specimen is determined ( Judgment procedure). Specifically, the determination is performed by preparing in advance a determination table that associates the determination threshold value and the allowable instruction length with the quality of the specimen, and comparing this with each actually measured instruction length. In this case, as described above, the determination threshold value and the allowable instruction length corresponding to the determination threshold value can be arbitrarily selected according to the purpose of inspection.

指示長さによる判定が終了した場合、及び/又は、指示長さの算出を行わない場合(S21:NO)には、S31に進む。S31では、面積率を算出するか否かが判断される。面積率を算出しない場合(S31:NO)には、S41に進む。一方、面積率を算出する場合(S31:YES)には、S32に進む。   When the determination by the instruction length is completed and / or when the instruction length is not calculated (S21: NO), the process proceeds to S31. In S31, it is determined whether to calculate the area ratio. When the area ratio is not calculated (S31: NO), the process proceeds to S41. On the other hand, when the area ratio is calculated (S31: YES), the process proceeds to S32.

S32において、取得された各2次元きず情報を、それぞれ同一又は異なる2値化しきい値を用いて2値化し、1又は2以上の2値化データを取得する(2値化手順)。次いで、S33において、各2値化データの総面積に対する2値化しきい値を超える領域の面積率(判定用データ)を算出する(面積率算出手順)。さらに、S34において、算出された各面積率と、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容面積率(許容データ)とを対比し、試験体の品質を判定する(判定手順)。   In S32, the acquired two-dimensional flaw information is binarized using the same or different binarization threshold values, and one or two or more binarized data is acquired (binarization procedure). Next, in S33, an area ratio (determination data) of a region exceeding the binarization threshold with respect to the total area of each binarized data is calculated (area ratio calculation procedure). Further, in S34, the calculated area ratio is compared with one or more allowable area ratios (allowable data) allowed for each determination threshold value to determine the quality of the specimen (determination) procedure).

面積率による判定が終了した場合、及び/又は、面積率の算出を行わない場合(S31:NO)には、S41に進む。S41では、平均強度を算出するか否かが判断される。平均強度を算出しない場合(S41:NO)には、S44に進む。一方、平均強度を算出する場合(S41:YES)には、S42に進む。   When the determination based on the area ratio is completed and / or when the area ratio is not calculated (S31: NO), the process proceeds to S41. In S41, it is determined whether to calculate the average intensity. When the average intensity is not calculated (S41: NO), the process proceeds to S44. On the other hand, when the average intensity is calculated (S41: YES), the process proceeds to S42.

S42において、取得された各2次元きず情報の平均強度(判定用データ)を算出する(平均強度算出手順)。次いで、S43において、算出された各平均強度と、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容平均強度(許容データ)とを対比し、試験体の品質を判定する(判定手順)。   In S42, the average intensity (determination data) of each acquired two-dimensional flaw information is calculated (average intensity calculation procedure). Next, in S43, the calculated average strength is compared with one or more allowable average strengths (allowable data) allowed for each determination threshold to determine the quality of the specimen (determination) procedure).

平均強度による判定が終了した場合、及び/又は、平均強度の算出を行わない場合(S41:YES)には、S44に進む。S44では、次の監視領域があるか否かが判断される。次の監視領域がある場合(S44:YES)には、S21に戻り、新たな監視領域について、上述した手順が繰り返される。一方、次の監視領域がない場合(S44:YES)には、判定が終了する。   When the determination based on the average intensity is completed and / or when the average intensity is not calculated (S41: YES), the process proceeds to S44. In S44, it is determined whether or not there is a next monitoring area. If there is a next monitoring area (S44: YES), the process returns to S21, and the above-described procedure is repeated for the new monitoring area. On the other hand, if there is no next monitoring area (S44: YES), the determination ends.

なお、「判定用データ変換手順」とは、各2次元きず情報を、それぞれ同一又は異なる1種又は2種以上の判定用データに変換する手順をいい、S22〜S24、S32〜S33、及びS42がこれに該当する。また、「判定手順」とは、各監視領域毎に、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を設定し、各判定用データと、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容データとを対比し、試験体の品質を判定する手順をいい、S25、S34及びS43がこれに該当する。また、これらの判定用データ変換手順及びこれに対応する判定手順は、いずれか1つ又は2つを備えているものであっても良い。   The “determination data conversion procedure” refers to a procedure for converting each two-dimensional flaw information into the same or different determination data, or two or more types of determination data. S22 to S24, S32 to S33, and S42. Corresponds to this. In addition, the “determination procedure” is to set one or two or more determination threshold values that are the same or different for each monitoring area, and allow 1 for each determination data and each determination threshold value. Or the procedure which contrasts with 2 or more tolerance data and determines the quality of a test body, and S25, S34, and S43 correspond to this. In addition, the determination data conversion procedure and the determination procedure corresponding to the determination data conversion procedure may include any one or two.

また、判定の基準となる参照データ(判定しきい値及びこれに対応する許容データ)は、検査毎に個別に入力しても良く、あるいは、図7(b)に示すような1個又は2個以上の判定テーブルを予め記憶手段に記憶させておき、判定の際に必要なテーブルを自動的に呼び出すようにしても良い。   Further, the reference data (determination threshold value and permissible data corresponding thereto) serving as a determination criterion may be individually input for each inspection, or one or two as shown in FIG. More than one determination table may be stored in the storage means in advance, and a table necessary for determination may be automatically called.

また、図8及び図9に示す例においては、指示長さの算出(S24)及び品質判定(S25)、面積率の算出(S33)及び品質判定(S34)、並びに平均強度の算出(S42)及び品質判定(S43)をコンピュータ内で自動的に処理するようになっているが、S23において変換された1次元きず情報、S32において得られた2値化データ、あるいは、S7又はS11で得られた2次元きず情報をそのまま「判定用データ」として出力し、出力されたこれらの情報に基づいて、手作業、目視等により指示長さ、面積率及び平均強度の算出、並びにこれらを用いた判定を行うようにしても良い。   In the examples shown in FIGS. 8 and 9, the instruction length is calculated (S24) and the quality is determined (S25), the area ratio is calculated (S33) and the quality is determined (S34), and the average intensity is calculated (S42). The quality determination (S43) is automatically processed in the computer, but the one-dimensional flaw information converted in S23, the binarized data obtained in S32, or obtained in S7 or S11. The two-dimensional flaw information is output as “determination data” as it is, and based on the output information, the instruction length, the area ratio and the average intensity are calculated by manual operation, visual inspection, and the determination using these May be performed.

さらに、例えば、図4に示すように、探傷データから上部2次元きず情報、中間2次元きず情報、及び下部2次元きず情報を取得した場合には、判定用データ変換手順を用いて、上部2次元きず情報、中間2次元きず情報及び下部2次元きず情報を、それぞれ、同一又は異なる1種又は2種以上の判定用データに変換すれば良い。また、判定手順を用いて、上部監視領域、中間監視領域及び下部監視領域について、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を設定し、各判定用データと、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容データとを対比し、試験体の品質を判定すればよい。   Further, for example, as shown in FIG. 4, when upper 2D flaw information, intermediate 2D flaw information, and lower 2D flaw information are acquired from flaw detection data, the upper 2D The dimension flaw information, the intermediate two-dimensional flaw information, and the lower two-dimensional flaw information may be converted into one or two or more types of determination data that are the same or different. In addition, using the determination procedure, one or two or more determination threshold values are set for the upper monitoring area, the intermediate monitoring area, and the lower monitoring area, respectively, and each determination data and each determination threshold value are set. The quality of the specimen may be determined by comparing with one or more permissible data that is permissible.

次に、本発明に係る方法に用いられる内部欠陥の評価装置について説明する。内部欠陥の評価装置は、探傷手段と、演算手段とを備えている。探傷手段は、試験体に対して超音波探傷を行うためのものである。本発明において、探傷手段は、超音波探傷を用いて試験体内部に存在する内部欠陥の空間分布を反映した探傷データを取得できるものであれば良く、その構造は、特に限定されるものではない。   Next, an internal defect evaluation apparatus used in the method according to the present invention will be described. The internal defect evaluation apparatus includes flaw detection means and calculation means. The flaw detection means is for performing ultrasonic flaw detection on the specimen. In the present invention, the flaw detection means is not particularly limited as long as it can acquire flaw detection data reflecting the spatial distribution of internal defects existing in the specimen using ultrasonic flaw detection. .

具体的には、探傷手段として、欠陥の空間分布を測定可能な種々の超音波探傷装置をそのまま用いることができる。このような超音波探傷装置は、一般に、超音波を発生させるパルス発信器と、パルス発信器で発生させた超音波の送受信を行うための探触子と、探触子で受信された反射波を電気信号として検出する受信器と、受信器で捕らえた波形を表示する表示手段(モニタ)と、探触子を所定方向に所定の距離だけ移動させる移動手段を備えている。   Specifically, various kinds of ultrasonic flaw detectors capable of measuring the spatial distribution of defects can be used as they are as flaw detection means. Such an ultrasonic flaw detector generally includes a pulse transmitter for generating ultrasonic waves, a probe for transmitting and receiving ultrasonic waves generated by the pulse transmitter, and a reflected wave received by the probe. Is displayed as an electrical signal, display means (monitor) for displaying the waveform captured by the receiver, and moving means for moving the probe by a predetermined distance in a predetermined direction.

この場合、探触子として、1個の圧電素子を備えた探触子、マトリックス型探触子、又はアレイ探触子のいずれを用いても良い点、及び、走査方法、探傷方法、画像の合成方法等として、種々の方法を用いることができる点は、上述した通りである。また、放射線透過試験が行われるべき方向がY方向である場合、試験体のXY面を超音波の入射面とすると、放射線透過試験と相関のある探傷データが得られる点も上述した通りである。   In this case, a probe having one piezoelectric element, a matrix probe, or an array probe may be used as the probe, and a scanning method, a flaw detection method, an image As described above, various methods can be used as the synthesis method and the like. Further, when the direction in which the radiation transmission test is to be performed is the Y direction, flaw detection data correlated with the radiation transmission test can be obtained if the XY plane of the test body is the ultrasonic incident surface. .

演算手段は、探傷手段で得られた探傷データに基づいて、試験体の内部欠陥の有無を評価するためのものである。具体的には、演算手段として、図8及び図9に示すフローチャートを実行可能な内部欠陥判定用プログラムを記憶させたコンピュータが用いられる。探傷手段で検出された探傷データ(反射波の電気信号)は、演算手段に出力され、演算手段により所定の処理が行われる。   The calculation means is for evaluating the presence or absence of an internal defect in the specimen based on the flaw detection data obtained by the flaw detection means. Specifically, a computer storing an internal defect determination program capable of executing the flowcharts shown in FIGS. 8 and 9 is used as the calculation means. The flaw detection data (electrical signal of reflected wave) detected by the flaw detection means is output to the calculation means, and predetermined processing is performed by the calculation means.

すなわち、演算手段は、1又は2以上の監視領域内にある探傷データをZ方向に投影し、各監視領域毎に、それぞれ2次元きず情報を取得する2次元きず情報取得手段と、各2次元きず情報を、それぞれ、同一又は異なる1種又は2種以上の判定用データに変換する判定用データ変換手段とを備えている。また、演算手段は、各監視領域毎に、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を設定し、各判定用データと、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容データとを対比し、試験体の品質を判定する判定手段をさらに備えていても良い。   That is, the calculation means projects flaw detection data in one or more monitoring areas in the Z direction, and acquires two-dimensional flaw information for each monitoring area, and each two-dimensional flaw information acquisition means. Judgment information conversion means for converting flaw information into one or two or more types of determination data, which are the same or different, is provided. In addition, the calculation means sets one or two or more determination threshold values that are the same or different for each monitoring area, and the determination data and one or more allowable threshold values for each determination threshold value. A judgment means for judging the quality of the specimen may be further provided.

なお、(1)2次元きず情報取得手段として、(A)3次元きず情報取得手段、マスク手段、2次元きず情報変換手段、及び必要に応じて感度補正手段を備えたもの、あるいは、(B)最大値取得手段、2次元きず情報変換手段、及び必要に応じて感度補正手段を備えたもの、のいずれを用いても良い点、並びに
(2)判定用データ変換手段として、(A)2値化手段、1次元きず情報取得手段、及び指示長さ算出手段を備えたもの、(B)2値化手段、及び面積率算出手段を備えたもの、あるいは、(C)平均強度算出手段を備えたもの、のいずれを用いても良い点は、上述した内部欠陥評価用プログラムと同様である。
(1) As the two-dimensional flaw information acquisition means, (A) a three-dimensional flaw information acquisition means, a mask means, a two-dimensional flaw information conversion means, and a sensitivity correction means as required, or (B ) Any of the maximum value acquisition means, the two-dimensional flaw information conversion means, and the one provided with sensitivity correction means as required, and (2) (A) 2 as the determination data conversion means A valuation means, a one-dimensional flaw information acquisition means, and an instruction length calculation means; (B) a binarization means and an area ratio calculation means; or (C) an average intensity calculation means. Any of these may be used in the same manner as the internal defect evaluation program described above.

また、2次元きず情報取得手段、判定用データ変換手段、判定手段、3次元きず情報取得手段、マスク手段、2次元きず情報変換手段、感度補正手段、最大値取得手段、2値化手段、1次元きず情報変換手段、指示長さ算出手段、面積率算出手段、及び平均強度算出手段は、それぞれ、上述した内部欠陥判定用プログラムにおける2次元きず情報取得手順、判定用データ変換手順、判定手順、3次元きず情報取得手順、マスク手順、2次元きず情報変換手順、感度補正手順、最大値取得手順、2値化手順、1次元きず情報変換手順、指示長さ算出手順、面積率算出手順、及び平均強度算出手順の作用機能と同一であるので、説明を省略する。   Also, two-dimensional flaw information acquisition means, determination data conversion means, determination means, three-dimensional flaw information acquisition means, mask means, two-dimensional flaw information conversion means, sensitivity correction means, maximum value acquisition means, binarization means, The dimensional flaw information converting means, the instruction length calculating means, the area rate calculating means, and the average intensity calculating means are respectively a two-dimensional flaw information acquisition procedure, a determination data conversion procedure, a determination procedure in the internal defect determination program described above. Three-dimensional flaw information acquisition procedure, mask procedure, two-dimensional flaw information conversion procedure, sensitivity correction procedure, maximum value acquisition procedure, binarization procedure, one-dimensional flaw information conversion procedure, instruction length calculation procedure, area ratio calculation procedure, and Since it is the same as the function of the average intensity calculation procedure, the description is omitted.

さらに、探傷データから上部2次元きず情報、中間2次元きず情報、及び下部2次元きず情報を取得した場合には、判定用データ変換手段を用いて、上部2次元きず情報、中間2次元きず情報及び下部2次元きず情報を、それぞれ、同一又は異なる1種又は2種以上の判定用データに変換すれば良い。また、判定手段を用いて、上部監視領域、中間監視領域及び下部監視領域について、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を設定し、各判定用データと、各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容データとを対比し、試験体の品質を判定すればよい。   Further, when the upper two-dimensional flaw information, the intermediate two-dimensional flaw information, and the lower two-dimensional flaw information are acquired from the flaw detection data, the upper two-dimensional flaw information and the intermediate two-dimensional flaw information are obtained using the determination data conversion means. And the lower two-dimensional flaw information may be converted into one or more types of determination data that are the same or different. Also, using the determination means, one or two or more determination threshold values are set for the upper monitoring area, the intermediate monitoring area, and the lower monitoring area, respectively, and each determination data and each determination threshold value are set. The quality of the specimen may be determined by comparing with one or more permissible data that is permissible.

上述した内部欠陥評価用プログラム及び内部欠陥の評価装置を用いて試験体の評価を行うと、欠陥の空間分布が反映された判定用データが得られる。そのため、ある一定の判定しきい値を設け、これに対応する許容データと判定用データとを対比すれば、超音波の散乱及び/又は減衰が大きい場合であっても、欠陥の有無を高い精度で検出することができる。さらに、超音波の入射面を最適化すれば、放射線透過試験の結果と相関を持つ判定用データが得られる。そのため、判定しきい値の値を最適化すれば、放射線透過試験と相関のある判定結果を得ることができる。   When the specimen is evaluated using the internal defect evaluation program and the internal defect evaluation apparatus described above, determination data reflecting the spatial distribution of defects is obtained. Therefore, if a certain threshold value is set, and the permissible data corresponding to this threshold value is compared with the data for determination, the presence or absence of defects can be detected with high accuracy even when the scattering and / or attenuation of ultrasonic waves is large. Can be detected. Furthermore, if the ultrasonic incident surface is optimized, determination data having a correlation with the result of the radiation transmission test can be obtained. Therefore, if the determination threshold value is optimized, a determination result correlated with the radiation transmission test can be obtained.

図10に示すように、レール(高マンガン鋳鋼品)に対し、Z方向から超音波探傷を行い、探傷データを得た。次いで、探傷データに対して、本発明に係る方法を用いてデータ処理を行い、X方向の1次元きず情報を取得した。なお、探傷試験条件及び探傷データの処理条件は、以下の通りである。   As shown in FIG. 10, ultrasonic flaw detection was performed on the rail (high manganese cast steel product) from the Z direction to obtain flaw detection data. Next, the flaw detection data was subjected to data processing using the method according to the present invention, and one-dimensional flaw information in the X direction was obtained. The flaw detection test conditions and flaw detection data processing conditions are as follows.

使用した超音波探触子:2MHz、16×16アレイ
カップリング材:ソニコート
画像の合成方法:開口合成法
監視領域のサイズ:400mm×48mm×55mm
Ultrasonic probe used: 2 MHz, 16 × 16 array Coupling material: Sonicoat Image synthesis method: Aperture synthesis method Monitoring area size: 400 mm × 48 mm × 55 mm

次に、取得された1次元情報に基づいて、判定しきい値を超える指示長さを算出した。なお、判定しきい値は、指示割合で50.0%(H線)、25.0%(M線)、及び12.5%(L線)の3水準とした。   Next, based on the acquired one-dimensional information, the instruction length exceeding the determination threshold value was calculated. The determination threshold value was set to three levels of 50.0% (H line), 25.0% (M line), and 12.5% (L line) in the indicated ratio.

次に、同一のレールに対して、放射線透過試験を行った。なお、試験に際し、放射線は、図10中のY方向から照射した。また、放射線透過試験条件は、以下の通りである。
X線装置:ライナック
X線の出力:6MeV
増感紙:Front 0.3mm、Back 0.3mm
フィルム: Fuji#80
Next, a radiation transmission test was performed on the same rail. In the test, radiation was applied from the Y direction in FIG. The radiation transmission test conditions are as follows.
X-ray device: Linac X-ray output: 6 MeV
Intensifying screen: Front 0.3mm, Back 0.3mm
Film: Fuji # 80

図11に、放射線透過試験により得られた各レールの等級(RT等級)と、超音波探傷を応用した本発明に係る方法により得られた各レールの等級(UT等級)との関係を示す。図11より、本発明に係る方法を用いた評価結果は、放射線透過試験による評価結果と良好な相関があることが分かる。図11より求めた相関係数は、0.8であった。   FIG. 11 shows the relationship between the grade of each rail (RT grade) obtained by the radiation transmission test and the grade of each rail (UT grade) obtained by the method according to the present invention to which ultrasonic flaw detection is applied. From FIG. 11, it can be seen that the evaluation result using the method according to the present invention has a good correlation with the evaluation result by the radiation transmission test. The correlation coefficient obtained from FIG. 11 was 0.8.

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。   The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明に係る内部欠陥の評価方法は、溶接品、鋳造品等からなる試験体(例えば、タンク、配管、鉄道レール等)の出荷前及び現場における内部欠陥の評価に用いることができる。   The internal defect evaluation method according to the present invention can be used for evaluation of internal defects before shipment and on-site of test specimens (for example, tanks, piping, railroad rails, etc.) made of welded products, cast products, and the like.

3次元きず情報を取得するための探傷方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the flaw detection method for acquiring three-dimensional flaw information. 3次元きず情報の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of 3D flaw information. 図2に示す3次元きず情報から監視領域が切り出された状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state from which the monitoring area | region was cut out from the three-dimensional flaw information shown in FIG. 複数個の監視領域が切り出された試験体の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the test body from which the several monitoring area | region was cut out. 図3の監視領域内の3次元きず情報をZ方向に投影することにより得られる2次元きず情報の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the two-dimensional flaw information obtained by projecting the three-dimensional flaw information in the monitoring area | region of FIG. 3 to a Z direction. 図5の2次元きず情報を2値化することにより得られる2値化データの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the binarized data obtained by binarizing the two-dimensional flaw information of FIG. 図7(a)は、図6に示す2値化データをY方向に投影することにより得られる1次元きず情報の一例を示す模式図であり、図7(b)は、判定テーブルの一例である。FIG. 7A is a schematic diagram showing an example of one-dimensional flaw information obtained by projecting the binarized data shown in FIG. 6 in the Y direction, and FIG. 7B is an example of a determination table. is there. 本発明に係る方法に用いられる内部欠陥評価用プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the program for internal defect evaluation used for the method which concerns on this invention. 図8に示すフローチャートの続きである。It is a continuation of the flowchart shown in FIG. 実施例1で用いた試験体の概略図である。1 is a schematic view of a test body used in Example 1. FIG. 放射線透過試験法による評価結果(RT等級)と、本発明に係る方法による評価結果(UT等級)との相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation with the evaluation result (RT grade) by the radiation transmission test method, and the evaluation result (UT grade) by the method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 試験体
10a〜10e 欠陥
12a〜12c 探触子
10 Specimens 10a to 10e Defects 12a to 12c Probe

Claims (10)

試験体に対して超音波探傷を行い、前記試験体内部に存在する内部欠陥の空間分布を反映した探傷データを取得する探傷工程と、
1又は2以上の監視領域内にある前記探傷データをZ方向に投影し、前記各監視領域毎に、それぞれ2次元きず情報を取得する2次元きず情報取得工程と、
前記各2次元きず情報を、それぞれ同一又は異なる1種又は2種以上の判定用データに変換する判定用データ変換工程と、
前記各監視領域毎に、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の判定しきい値を設定し、前記各判定用データと、前記各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容データとを対比し、前記試験体の品質を判定する判定工程とを備えた内部欠陥の評価方法。
A flaw detection process for performing ultrasonic flaw detection on the test specimen and acquiring flaw detection data reflecting the spatial distribution of internal defects present in the test specimen;
Two-dimensional flaw information acquisition step of projecting the flaw detection data in one or two or more monitoring areas in the Z direction and acquiring two-dimensional flaw information for each of the monitoring areas;
A determination data conversion step for converting each of the two-dimensional flaw information into one or two or more types of determination data that are the same or different, respectively.
For each of the monitoring areas, one or two or more determination threshold values that are the same or different are set, and each determination data and one or more allowable data allowed for each of the determination threshold values are set. And a determination step for determining the quality of the test specimen.
前記試験体は、放射線透過試験が行われるべき方向がY方向であり、
前記探傷工程は、前記試験体のXY面から超音波を入射させることにより前記探傷データを取得するものである請求項1に記載の内部欠陥の評価方法。
In the specimen, the direction in which a radiation transmission test is to be performed is the Y direction,
2. The internal defect evaluation method according to claim 1, wherein in the flaw detection step, the flaw detection data is acquired by causing an ultrasonic wave to enter from an XY plane of the specimen.
前記2次元きず情報取得工程は、
(イ)前記探傷データを処理し、前記試験体内部の3次元きず情報を取得する3次元きず情報取得工程と、
(ロ)前記3次元きず情報から1又は2以上の前記監視領域を切り出すマスク工程と、
(ハ)前記各監視領域内にある前記3次元きず情報のZ方向の最大値又は積算値をZ方向に投影し、それぞれ前記2次元きず情報に変換する2次元きず情報変換工程とを備えた請求項1又は2に記載の内部欠陥の評価方法。
The two-dimensional flaw information acquisition step includes
(A) a three-dimensional flaw information acquisition step of processing the flaw detection data and acquiring three-dimensional flaw information inside the specimen;
(B) a mask process of cutting out one or more of the monitoring areas from the three-dimensional flaw information;
(C) a two-dimensional flaw information conversion step of projecting, in the Z direction, a maximum value or an integrated value in the Z direction of the three-dimensional flaw information in each of the monitoring areas, and converting each into the two-dimensional flaw information. The internal defect evaluation method according to claim 1 or 2.
前記マスク工程の前又は後に、前記3次元きず情報の感度を補正する感度補正工程をさらに備えた請求項3に記載の内部欠陥の評価方法。   The internal defect evaluation method according to claim 3, further comprising a sensitivity correction step of correcting the sensitivity of the three-dimensional flaw information before or after the masking step. 前記2次元きず情報取得工程は、
(イ)1又は2以上の前記監視領域内にある前記探傷データのZ方向の最大値を取得する最大値取得工程と、
(ロ)前記各最大値をZ方向に投影し、それぞれ前記2次元きず情報に変換する2次元きず情報変換工程とを備えた請求項1から4までのいずれかに記載の内部欠陥の評価方法。
The two-dimensional flaw information acquisition step includes
(A) a maximum value acquisition step of acquiring a maximum value in the Z direction of the flaw detection data within one or more of the monitoring areas;
(B) The internal defect evaluation method according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a two-dimensional flaw information conversion step of projecting each maximum value in the Z direction and converting the maximum value into the two-dimensional flaw information. .
前記最大値取得工程の前又は後に、前記探傷データ又は前記最大値の感度を補正する感度補正工程をさらに備えた請求項5に記載の内部欠陥の評価方法。   The internal defect evaluation method according to claim 5, further comprising a sensitivity correction step of correcting sensitivity of the flaw detection data or the maximum value before or after the maximum value acquisition step. 前記判定用データ変換工程は、
(イ)前記各2次元きず情報を、それぞれ同一又は異なる2値化しきい値を用いて2値化し、1又は2以上の2値化データを取得する2値化工程と、
(ロ)前記各2値化データのY方向の最大値又は積算値をY方向に投影し、1又は2以上の1次元きず情報に変換する1次元きず情報変換工程と、
(ハ)前記各1次元きず情報が、それぞれ同一又は異なる1又は2以上の前記判定しきい値を超えるX方向の指示長さ(判定用データ)を算出する指示長さ算出工程とを備え、
前記判定工程は、算出された前記各指示長さと、前記各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容指示長さ(許容データ)とを対比し、前記試験体の品質を判定するものである請求項1から6までのいずれかに記載の内部欠陥の評価方法。
The determination data conversion step includes:
(A) A binarization step of binarizing each of the two-dimensional flaw information using the same or different binarization threshold values to obtain one or two or more binarized data;
(B) a one-dimensional flaw information conversion step of projecting the maximum value or integrated value in the Y direction of each of the binarized data in the Y direction and converting it into one or more one-dimensional flaw information;
(C) an instruction length calculation step of calculating an instruction length (determination data) in the X direction in which each one-dimensional flaw information exceeds one or two or more of the determination threshold values.
The determination step compares the calculated instruction lengths with one or more allowable instruction lengths (allowable data) allowed for the determination threshold values, and determines the quality of the specimen. The internal defect evaluation method according to claim 1, wherein the internal defect is determined.
前記判定用データ変換工程は、
(イ)前記各2次元きず情報を、それぞれ同一又は異なる2値化しきい値を用いて2値化し、1又は2以上の2値化データを取得する2値化工程と、
(ロ)前記各2値化データの総面積に対する前記2値化しきい値を超える領域の面積率(判定用データ)を算出する面積率算出工程とを備え、
前記判定工程は、算出された前記各面積率と、前記各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容面積率(許容データ)とを対比し、前記試験体の品質を判定するものである請求項1から7までのいずれかに記載の内部欠陥の評価方法。
The determination data conversion step includes:
(A) A binarization step of binarizing each of the two-dimensional flaw information using the same or different binarization threshold values to obtain one or two or more binarized data;
(B) an area ratio calculating step of calculating an area ratio (determination data) of a region exceeding the binarization threshold with respect to the total area of each binarized data;
The determination step compares the calculated area ratio with one or more allowable area ratios (allowable data) allowed for the determination threshold values, and determines the quality of the specimen. The internal defect evaluation method according to claim 1, wherein the internal defect is evaluated.
前記判定用データ変換工程は、前記各2次元きず情報の平均強度(判定用データ)を算出する平均強度算出工程からなり、
前記判定工程は、算出された前記各平均強度と、前記各判定しきい値に対して許容される1又は2以上の許容平均強度(許容データ)とを対比し、前記試験体の品質を判定するものである請求項1から8までのいずれかに記載の内部欠陥の評価方法。
The determination data conversion step includes an average intensity calculation step of calculating an average intensity (determination data) of each of the two-dimensional flaw information,
The determination step compares the calculated average strength with one or more allowable average strengths (allowable data) allowed for the determination threshold values to determine the quality of the specimen. The internal defect evaluation method according to claim 1, wherein the internal defect is evaluated.
前記試験体は、高マンガン鋳鋼品である請求項1から9までのいずれかに記載の内部欠陥の評価方法。
The internal defect evaluation method according to claim 1, wherein the test body is a high manganese cast steel product.
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