JP2005345138A - Method of ultrasound flaw detection and method of measuring thickness of material quality changed part - Google Patents

Method of ultrasound flaw detection and method of measuring thickness of material quality changed part Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasound flaw detection method capable of easily measuring the thickness of a test object and a material quality changed part. <P>SOLUTION: The ultrasound flaw detector 10 detects a flaw on a test object 20 by bringing a transmitter probe T and a receiver probe R into contact with a surface 11 of the test object 20. The transmission probe T transmits outgoing pulse tends to mode convert between transverse waves and longitudinal waves to the test body 20, and the receiver probe R receives the mode converted mode conversion pulse from a bottom surface 13 of the test object 20. The thickness of the test object or the material quality changed part is measured from the distance between the transmission probe T and the receiver probe R, and the path length of the incident bottom surface mode conversion pulse. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、超音波探傷方法および材質変化部厚さ測定方法に関し、特に、精度良く浸炭層の検出ができる超音波探傷方法および材質変化部厚さ測定方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic flaw detection method and a material change portion thickness measurement method, and more particularly to an ultrasonic flaw detection method and a material change portion thickness measurement method capable of accurately detecting a carburized layer.

超音波探傷装置を用いた試験体の浸炭層の検出方法が、たとえば、特開2000−321041号公報(特許文献1)に記載されている。   A method for detecting a carburized layer of a specimen using an ultrasonic flaw detector is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-321041 (Patent Document 1).

特許文献1によれば、金属管の外面に間隔をおいて超音波斜角探傷試験用の送信側探触子と受信側探触子とを設け、超音波V透過法の試験により、浸炭層の厚さ等を測定している。
特開2000−321041号公報(段落番号0016等)
According to Patent Document 1, a transmitting probe and a receiving probe for an ultrasonic oblique flaw detection test are provided at intervals on the outer surface of a metal tube, and a carburized layer is obtained by an ultrasonic V transmission method test. The thickness etc. are measured.
JP 2000-321041 A (paragraph number 0016, etc.)

従来の超音波探傷装置を用いた試験体の浸炭層の検出方法においては、横波45度等を主ビームとした超音波V透過法を用いている。この方法では、探傷感度を高めて探傷した場合、浸炭層がない場合でも探傷表面を伝播する縦波、横波、表面波などの妨害パルスが、表示器上で底面反射パルスの前に出現する。そのため、浸炭層の判別が困難になり、浸炭層の判別には相当の熟練が必要であるとともに、浸炭層の厚さの測定も困難であった。また、試験体自身の厚さの測定も困難であった。   In a conventional method for detecting a carburized layer of a specimen using an ultrasonic flaw detector, an ultrasonic V transmission method using a transverse beam of 45 degrees or the like as a main beam is used. In this method, when flaw detection is carried out with increased flaw detection sensitivity, interference pulses such as longitudinal waves, transverse waves, and surface waves that propagate on the flaw detection surface appear even before the bottom surface reflection pulse on the display even when there is no carburized layer. Therefore, it becomes difficult to discriminate the carburized layer, and considerable skill is required to discriminate the carburized layer, and it is also difficult to measure the thickness of the carburized layer. It was also difficult to measure the thickness of the test specimen itself.

この発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、試験体の浸炭層のような、材質の変化した部分を、容易に判別できるとともに、試験体や、浸炭層のような材質の変化した部分の厚さを容易に測定できる、超音波探傷方法および材質変化部厚さ測定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems as described above, and can easily identify a portion where the material has changed, such as a carburized layer of a test body, and can be made of a material such as a test body or a carburized layer. An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection method and a material change portion thickness measurement method capable of easily measuring the thickness of the changed portion.

この発明にかかる、送信側探触子と、受信側探触子とを、試験体の表面に当接して試験体を探傷する超音波探傷方法は、送信側探触子を用いて、試験体の表面から、横波縦波モード変換を起こしやすいパルスを出射するステップと、受信側探触子を用いて、試験体の底面から、モード変換した底面モード変換パルスを入射するステップと、受信側探触子に入射したモード変換パルスに基づいて、試験体の厚さを検出する検出ステップとを含む。
試験体の表面から、横波縦波モード変換を起こしやすいパルスを出射し、試験体の底面から入射した、モード変換した底面モード変換パルスに基づいて試験体の厚さを検出する。測定用の底面モード変換パルスを他の妨害パルスと分離できるため、測定パルスの判別が容易となる。
An ultrasonic flaw detection method according to the present invention, in which a transmitting probe and a receiving probe are brought into contact with the surface of a test body to detect the test object, is obtained by using the transmitting probe. A step of emitting a pulse that is likely to cause a transverse / longitudinal wave mode conversion from the surface of the substrate, a step of applying a mode-converted bottom surface mode conversion pulse from the bottom surface of the specimen using a receiving probe, and a receiving probe And a detection step of detecting the thickness of the specimen based on the mode conversion pulse incident on the touch element.
From the surface of the test body, a pulse that easily causes transverse wave longitudinal wave mode conversion is emitted, and the thickness of the test body is detected based on the mode-converted bottom surface mode conversion pulse that is incident from the bottom surface of the test body. Since the bottom mode conversion pulse for measurement can be separated from other interference pulses, the measurement pulse can be easily discriminated.

その結果、試験体の厚さを容易に測定できる、超音波探傷方法が提供できる。   As a result, an ultrasonic flaw detection method that can easily measure the thickness of the test body can be provided.

好ましくは、底面モード変換パルスは、SS変換パルス、SL/LS変換パルスおよびLL変換パルスを含み、検出ステップは、複数の変換パルスの中から、SL/LS底面パルスを検出するステップと、送信側探触子と、受信側探触子間の距離を検出するステップと、SL/LS底面パルスのビーム路程を検出するステップと、送信側と受信側探触子間の距離およびSL/LS底面パルスの路程を基に、試験体の厚さを検出する。   Preferably, the bottom mode conversion pulse includes an SS conversion pulse, an SL / LS conversion pulse, and an LL conversion pulse, and the detection step includes a step of detecting an SL / LS bottom pulse from the plurality of conversion pulses, and a transmission side A step of detecting a distance between the probe and the receiving probe, a step of detecting a beam path of the SL / LS bottom pulse, a distance between the transmitting side and the receiving probe, and a SL / LS bottom pulse. The thickness of the specimen is detected based on the path length.

さらに好ましくは、試験体は、その内部に材質の変化する境界面を有し、受信側探触子は、材質の変化する境界面からのモード変換された境界面変換パルスを入射し、検出ステップは、境界面変換パルスに基づいて、材質の変化する境界面の位置を検出する。   More preferably, the test body has a boundary surface where the material changes, and the receiving probe receives a mode-converted boundary surface conversion pulse from the boundary surface where the material changes, and the detection step Detects the position of the boundary surface where the material changes based on the boundary surface conversion pulse.

内部に材質の変化する境界面が存在する場合においても、その境界面測定用の底面モード変換パルスを妨害パルスと有効に分離できるため、浸炭層のような材質の変化した部分の厚さを容易に検出できる、超音波探傷方法を提供できる。   Even if there is a boundary surface with changing material, the bottom mode conversion pulse for measuring the boundary surface can be effectively separated from the disturbing pulse, so the thickness of the material-changed part such as carburized layer is easy. An ultrasonic flaw detection method can be provided.

なお、材質の変化する境界面は、試験体の底面側に存在してもよいし、試験体の表面側に存在してもよい。   The boundary surface where the material changes may exist on the bottom surface side of the test body or may exist on the surface side of the test body.

また、横波縦波モード変換を起こしやすいパルスは、試験体直下方向に対して横波屈折角で0°から縦波臨海角である33.2°の角度で出射される横波パルスである。   Further, the pulse that is likely to cause the transverse wave longitudinal wave mode conversion is a transverse wave pulse emitted at a transverse wave refraction angle of 0 ° to a longitudinal wave critical angle of 33.2 ° with respect to the direction directly below the specimen.

なお、横波縦波モード変換を起こしやすいパルスは、試験体直下方向に対して30°の角度で出射される横波パルスがより好ましい。
この発明の他の局面によれば、材質変化部厚さ測定方法は、内部に材質の変化する部分を有する試験体に、その一方側から、横波から縦波へのモード変換を行なうパルスを出射するステップと、試験体の他方側端面からの、モード変換されたパルスを試験体の一方側で入射するステップと、入射されたパルスを利用して、試験体の、内部の材質の変化した部分の厚さを求める。
The pulse that is likely to cause the transverse wave / longitudinal wave mode conversion is more preferably a transverse wave pulse emitted at an angle of 30 ° with respect to the direction directly below the specimen.
According to another aspect of the present invention, in the material changing portion thickness measuring method, a pulse for performing mode conversion from a transverse wave to a longitudinal wave is emitted from one side to a test body having a portion where the material changes. A step in which a mode-converted pulse is incident on one side of the specimen from the other end surface of the specimen, and a portion of the specimen in which the internal material is changed using the incident pulse. Find the thickness of the.

以下、図面を参照して、この発明の一実施の形態について説明する。図1は、この発明の一実施の形態にかかる超音波探傷器15の要部を示すブロック図である。図1を参照して、超音波探傷器15は、超音波探傷器15全体を制御するCPU151と、CPU151にインターフェイス152を介して接続された超音波探傷器15のオンオフを行うスイッチ153、送信部154、同期部155、時間軸部156、受信部157、メモリ部159、増幅部160および表示部161とを含む。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an ultrasonic flaw detector 15 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an ultrasonic flaw detector 15 includes a CPU 151 that controls the entire ultrasonic flaw detector 15, a switch 153 that turns on / off the ultrasonic flaw detector 15 connected to the CPU 151 via an interface 152, and a transmission unit 154, a synchronization unit 155, a time axis unit 156, a reception unit 157, a memory unit 159, an amplification unit 160, and a display unit 161.

送信部154は、後に説明する送信側探触子Tに接続され、パルス信号を出力する。同期部155は、送信部154の発信信号と時間軸部156を同期させる。時間軸部156は、送信から受信までの時間を測定し、距離に換算する。受信部157は、受信側探触子Rに接続され、受信側探触子Rで伝播してきた信号を受信する。なお、受信部157は、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部158を有する。メモリ部159は、A/D変換された受信信号を格納する。増幅部160は、受信した信号を増幅する。表示部161は、後に説明するように、受信信号を探傷図形として表示する。   The transmission unit 154 is connected to a transmission side probe T described later and outputs a pulse signal. The synchronization unit 155 synchronizes the transmission signal of the transmission unit 154 and the time axis unit 156. The time axis unit 156 measures the time from transmission to reception and converts it to a distance. The receiving unit 157 is connected to the receiving probe R and receives a signal propagated by the receiving probe R. Note that the reception unit 157 includes an A / D conversion unit 158 that converts the received analog signal into a digital signal. The memory unit 159 stores the A / D converted received signal. The amplifying unit 160 amplifies the received signal. The display unit 161 displays the received signal as a flaw detection figure as will be described later.

図2は、この発明にかかる超音波探傷方法の測定原理を説明するための模式図である。この発明においては、送超音波探傷方法は、従来のような横波45°等を主ビームとしたV透過法ではなく、横波縦波モード変換パルスを利用したV透過法を採用する。横波縦波モード変換パルスにおいては、横波(S)入射/縦波(L)反射、および縦波(L)入射/横波(S)反射が存在するため、以下の説明においては、これらを統合して、「SL/LSパルスV透過法」という。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the measurement principle of the ultrasonic flaw detection method according to the present invention. In the present invention, the ultrasonic transmission flaw detection method adopts a V transmission method using a transverse wave longitudinal wave mode conversion pulse instead of a conventional V transmission method using a transverse wave of 45 ° or the like as a main beam. In the transverse wave / longitudinal wave mode conversion pulse, there are transverse wave (S) incidence / longitudinal wave (L) reflection and longitudinal wave (L) incidence / transverse wave (S) reflection. In the following explanation, these are integrated. This is referred to as “SL / LS pulse V transmission method”.

図2を参照して、SL/LSパルスV透過法を用いた超音波探傷装置10においては、送信側探触子Tと、受信側探触子Rとが、試験体20の表面11上に所定の探触子間距離2Yを開けて配置される。   Referring to FIG. 2, in ultrasonic flaw detector 10 using the SL / LS pulse V transmission method, transmitting probe T and receiving probe R are on surface 11 of specimen 20. It is arranged with a predetermined inter-probe distance 2Y.

ここでは、まず、試験体20に浸炭層のような、材質の変化した部分がなく健全な場合について説明する。この場合は、試験体20を表面11から底面13までの全厚さを測定することになる。   Here, first, a case where the test body 20 is healthy without a material-changed portion such as a carburized layer will be described. In this case, the entire thickness of the test body 20 from the front surface 11 to the bottom surface 13 is measured.

SL/LSパルスV透過法においては、送信側探触子Tから、最もモード変換が起こりやすい横波30°(図3においてθSで示す)を主ビームとした超音波16aを、試験体20に入射したとき、底面13または境界面で反射した、縦波17aにモード変換したパルスが、受信側探触子Rで受信される。   In the SL / LS pulse V transmission method, ultrasonic waves 16a having a main beam of a transverse wave of 30 ° (indicated by θS in FIG. 3) that is most likely to undergo mode conversion are incident on the test body 20 from the transmitting probe T. When this is done, the receiving side probe R receives the pulse reflected at the bottom surface 13 or the boundary surface and mode-converted to the longitudinal wave 17a.

なお、モード変換が起こりやすい横波の角度は、30°が好ましいが、これに限らず、鋼の場合、横波屈折角で、0°から縦波臨海角である、33.2°の範囲であれば、モード変換がおこる。   The angle of the transverse wave where mode conversion is likely to occur is preferably 30 °, but is not limited to this, and in the case of steel, the transverse wave refraction angle may be within the range of 33.2 °, which is 0 ° to the longitudinal wave critical angle. In this case, mode conversion occurs.

図2に示すように、このとき、同時に縦波66°(図3においてθLで示す)を主ビームとした超音波17bも出射され、横波16bが受信側探触子Rに入射する。なお、2には、図に示す位置に送信側および受信側探触子T、Rを配置したとき、超音波ビームの拡がりによって受信側探触子Rに受信(入射)される他の横波と縦波の経路も示している。超音波ビームの拡がりによる横波18は、底面で反射し、横波18と同じ経路を通る縦波も底面で反射して伝播する。すなわち、図に示す送信側および受信側探触子T,Rの配置では、表示部161上に底面パルスとして、SL/LSパルスの他、超音波ビームの拡がりによって、縦波入射縦波反射(LL)パルス、および横波入射、横波反射(SS)パルスが現れる。 As shown in FIG. 2, at this time, an ultrasonic wave 17b having a longitudinal wave of 66 ° (indicated by θL in FIG. 3) as a main beam is also emitted, and a transverse wave 16b enters the receiving probe R. In FIG. 2, when the transmitting side and receiving side probes T and R are arranged at the positions shown in the figure, other transverse waves received (incident) on the receiving side probe R due to the expansion of the ultrasonic beam. And the longitudinal wave path is also shown. The transverse wave 18 due to the spread of the ultrasonic beam is reflected on the bottom surface, and the longitudinal wave passing through the same path as the transverse wave 18 is also reflected on the bottom surface and propagates. That is, in the arrangement of the transmission side and reception side probes T and R shown in the figure, as the bottom surface pulse on the display unit 161, in addition to the SL / LS pulse, the longitudinal wave incidence longitudinal wave reflection ( LL) pulses and transverse wave incident, transverse wave reflected (SS) pulses appear.

図2で斜線19で示したように、送信側探触子Tから主ビームが横波30°、縦波66°の超音指向性はいずれも鈍く、超音波ビームは、拡がって伝播する。   As indicated by hatched lines 19 in FIG. 2, the supersonic directivity of the main beam from the transmitting probe T is 30 ° transverse wave and 66 ° longitudinal wave is both blunt, and the ultrasonic beam spreads and propagates.

なお、図において、横波は、太線で、縦波は、細線で示している。   In the figure, the transverse wave is indicated by a thick line, and the longitudinal wave is indicated by a thin line.

図3は、図2に示した各ビームの経路を説明する図である。図3に示すように、3種類のビームの経路が存在する。図3を参照して、位置21は、横波16aで出射し、試験体20の底面13上の点27で反射した横波の底面パルスの入射する位置である。以下、この入射パルスをSS底面パルスという(以下、単に、「SS」と表示する場合がある)。   FIG. 3 is a diagram for explaining the path of each beam shown in FIG. As shown in FIG. 3, there are three types of beam paths. With reference to FIG. 3, a position 21 is a position where a bottom wave pulse of a transverse wave that is emitted by the transverse wave 16 a and reflected by a point 27 on the bottom face 13 of the test body 20 is incident. Hereinafter, this incident pulse is referred to as an SS bottom surface pulse (hereinafter, simply referred to as “SS”).

位置22は、横波16aで出射し、試験体20の底面13上の点27で反射した縦波17bの底面パルスの入射する位置、または、縦波17aで出射し、試験体20の底面13上の点28で反射した横波16bの底面パルスの入射する位置である。以下、この入射パルスをSL/LS底面パルスという(以下、単に、「SL/LS」と表示する場合がある)。   The position 22 is a position where the bottom pulse of the longitudinal wave 17 b which is emitted by the transverse wave 16 a and reflected by the point 27 on the bottom surface 13 of the test body 20 is incident, or is emitted by the longitudinal wave 17 a and is on the bottom surface 13 of the test body 20. This is the position where the bottom pulse of the transverse wave 16b reflected by the point 28 enters. Hereinafter, this incident pulse is referred to as a SL / LS bottom pulse (hereinafter, simply referred to as “SL / LS”).

位置23は、縦波17aで出射し、試験体20の底面13上の点28で反射した縦波17cの底面パルスの入射する位置である。以下、この入射パルスをLL底面パルスという(以下、単に、「LL」と表示する場合がある)。   The position 23 is a position where the bottom surface pulse of the longitudinal wave 17 c that is emitted by the longitudinal wave 17 a and reflected by the point 28 on the bottom surface 13 of the test body 20 is incident. Hereinafter, this incident pulse is referred to as an LL bottom pulse (hereinafter, simply referred to as “LL” in some cases).

SL/LSパルスV透過法では、底面反射パルスそれぞれのビーム路程と送受信探触子間距離の幾何学的配置から試験体の厚さを算出できる。以下、具体的に説明する。   In the SL / LS pulse V transmission method, the thickness of the specimen can be calculated from the geometrical arrangement of the beam path length of each bottom reflection pulse and the distance between the transmitting and receiving probes. This will be specifically described below.

図4は、表示部161に表示される、ビーム路程とエコー高さとの表示例を示す図である。図4(A)は、探傷感度として、SL/LS底面パルスを80%のエコー高さに設定した場合のSS、SL/LS、およびLLのそれぞれの底面パルスの波形を示し、図4(B)は、図4(A)のデータを基に、探傷感度を高めた場合の表示例を示す。   FIG. 4 is a diagram illustrating a display example of the beam path length and the echo height displayed on the display unit 161. FIG. 4A shows waveforms of SS, SL / LS, and LL bottom pulses when the SL / LS bottom pulse is set to 80% echo height as flaw detection sensitivity. ) Shows a display example when the flaw detection sensitivity is increased based on the data of FIG.

図4(A)および図4(B)からわかるように、ある探触子間距離において、表示部161には、ビーム路程の短い順にLL底面パルス、SL/LS底面パルス、SS底面パルスが現れる。なお、図4(B)において、LL底面パルスよりも路程の短い位置にピーク値が現れているが、これは、試験体20の表面11を伝播する妨害パルスである。   As can be seen from FIGS. 4A and 4B, at a certain inter-probe distance, LL bottom pulse, SL / LS bottom pulse, and SS bottom pulse appear on the display unit 161 in the order of shorter beam path length. . In FIG. 4B, a peak value appears at a position whose path length is shorter than that of the LL bottom pulse, but this is a disturbing pulse that propagates on the surface 11 of the specimen 20.

なお、これらのパルスは超音波ビームが拡がり、探傷感度を高めているため、探触子間距離2Yが変化しても広範囲にわたって表示部161上に現れる。   These pulses appear on the display 161 over a wide range even if the inter-probe distance 2Y changes because the ultrasonic beam is expanded and the flaw detection sensitivity is increased.

図5は、図4のデータを基に、同一の板厚の試験体20における探触子間距離2Yとビーム路程の関係を計算した結果を示す図である。なお、図5では、浸炭層25が試験体20の底面13側に設けられている場合についても、一部説明している。したがって、図5には、SS底面パルス31、SL/LS底面パルス34、LL底面パルス37以外に、表面波パルス32、表面横波パルス33、SL/LS境界面反射パルス35、SL/LS境界屈折パルス36および表面縦波パルス38のデータも表示している。   FIG. 5 is a diagram showing a result of calculating the relationship between the inter-probe distance 2Y and the beam path length in the test body 20 having the same plate thickness based on the data of FIG. In addition, in FIG. 5, the case where the carburized layer 25 is provided in the bottom face 13 side of the test body 20 is also partially demonstrated. Therefore, in FIG. 5, in addition to the SS bottom surface pulse 31, the SL / LS bottom surface pulse 34, and the LL bottom surface pulse 37, the surface wave pulse 32, the surface transverse wave pulse 33, the SL / LS interface reflection pulse 35, and the SL / LS boundary refraction. Data of the pulse 36 and the surface longitudinal wave pulse 38 are also displayed.

ここで、SL/LS境界面反射パルス35とは、試験体20の内部に浸炭層25のような境界層が形成されている場合に、その境界面で反射するするパルスをいい、SL/LS境界屈折パルス36とは、浸炭層のような境界面で屈折してその端面(底面13)に入り、底面13で反射したパルスをいう。
また、図5において、○印は、主ビームによるピーク位置を示す。図5には、探触子接近限界内距離も合わせて示しているが、図から明らかなように、SS底面パルスのピーク位置は、探触子接近限界内に存在するため、実際には測定できない。
Here, the SL / LS boundary surface reflection pulse 35 refers to a pulse that is reflected at the boundary surface when a boundary layer such as the carburized layer 25 is formed inside the test body 20, and is SL / LS. The boundary refraction pulse 36 is a pulse that is refracted at a boundary surface such as a carburized layer, enters the end surface (bottom surface 13), and is reflected by the bottom surface 13.
In FIG. 5, the ◯ marks indicate the peak positions due to the main beam. FIG. 5 also shows the distance within the probe approach limit. As is clear from the figure, the peak position of the SS bottom surface pulse is within the probe approach limit, so it is actually measured. Can not.

図5を参照して、ある探触子間距離2Yにおいて表示部161上では、ビーム路程の短い順にLL底面パルス、SL/LS底面パルス、SS底面パルスが現れ、この関係は探触子間距離2Yにかかわらず、不変である。また、その他に表面11を伝播する妨害パルスが現れる。これらの妨害パルスのうち、上記したように、表面11を伝播する縦波は最もビーム路程の短い位置に現れ、探触子間距離によって位置関係が変化することはない。表面11を伝播する横波、表面波は、探触子間距離が短い位置では表示部161上でビーム路程がSL/LS底面パルスよりも短い位置に現れるが、SL/LS底面パルスがピークとなる位置付近より探触子間距離が長くなると、これらの妨害パルスはSL/LS底面パルスよりもビーム路程が長い位置に現れるようになる。   Referring to FIG. 5, LL bottom surface pulse, SL / LS bottom surface pulse, and SS bottom surface pulse appear on display unit 161 in the shortest order of the beam path at a certain probe distance 2Y. Regardless of 2Y. In addition, disturbing pulses that propagate on the surface 11 appear. Among these interference pulses, as described above, the longitudinal wave propagating on the surface 11 appears at a position where the beam path is shortest, and the positional relationship does not change depending on the distance between the probes. The transverse wave and the surface wave propagating on the surface 11 appear at a position where the beam path is shorter than the SL / LS bottom pulse on the display unit 161 at a position where the distance between the probes is short, but the SL / LS bottom pulse becomes a peak. When the distance between the probes becomes longer than near the position, these disturbing pulses appear at positions where the beam path length is longer than that of the SL / LS bottom pulse.

これは、SL/LS底面パルスがピークとなる位置付近より探触子間距離が大きくなれば、SL/LS底面パルスや浸炭層などの境界パルスが、妨害パルスである表面11を伝播する横波や表面波に干渉されないで評価できることを意味している。したがって、SN比の高い探傷が可能で、出現パルスの識別が容易である。   This is because if the distance between the probes is larger than the vicinity of the position where the SL / LS bottom surface pulse reaches a peak, boundary pulses such as the SL / LS bottom surface pulse and the carburized layer are transmitted through the surface 11 which is a disturbing pulse, This means that evaluation can be performed without being interfered by surface waves. Therefore, flaw detection with a high S / N ratio is possible, and appearance pulses can be easily identified.

SL/LS底面パルスは、これら出現パルス相互のビーム路程と探触子間距離2Yから識別し、底面13までの全厚をSL/LS底面パルスのビーム路程と探触子間距離との幾何学的配置から算出する。次に、この計算方法について説明する。   The SL / LS bottom pulse is discriminated from the beam path between these appearing pulses and the distance 2Y between the probes, and the total thickness up to the bottom face 13 is determined by the geometry of the beam path of the SL / LS bottom pulse and the distance between the probes. Calculate from the target arrangement. Next, this calculation method will be described.

まず、探触子T、Rの幾何学的配置、SS底面パルス、SL/LS底面パルス、LL底面パルスの3種類のパルス相互のビーム路程から、SL/LS底面パルスを識別する。   First, the SL / LS bottom surface pulse is identified from the geometrical arrangement of the probes T and R, SS bottom surface pulse, SL / LS bottom surface pulse, and LL bottom surface pulse.

次いで、送信側および受信側探触子T、R間の距離、SL/LS底面パルスのビーム路程を読取り、次の式(1)または(2)に基づいて厚さを計算する。   Next, the distance between the transmitter and receiver probes T and R and the beam path length of the SL / LS bottom pulse are read, and the thickness is calculated based on the following equation (1) or (2).

厚さt={(W)/(1/cosθS−1/cosθL)}×(CL/CS)・(1)
t=(2Y)/(tanθS+tanθL)・・・・・・・・・(2)
ここで、W =ビーム路程
CS=横波音速(3230m/s)
CL=縦波音速(5900m/s)
(2)浸炭層がある場合
次に、試験体20に浸炭層が存在する場合について説明する。図6は、試験体20に浸炭層25が存在する場合の各種パルスの経路を示す図である。ここでは、浸炭層25は、試験体20の内部側(探触子に対して、反対方向の底面13側)に存在する場合を示す。この場合に、SL/LSパルスV透過法を用いると、その境界でモード変換による反射や屈折が生じ、底面反射パルスとビーム路程の異なるパルス(境界面反射パルス、境界屈折パルス、底面境界面反射パルス、表面境界面反射パルスという)が表示部161上に現れる。
Thickness t = {(W) / (1 / cos θS−1 / cos θL)} × (CL / CS) · (1)
t = (2Y) / (tan θS + tan θL) (2)
Where W = beam path
CS = shear wave speed (3230m / s)
CL = longitudinal wave sound speed (5900 m / s)
(2) When a carburized layer is present Next, a case where a carburized layer is present in the specimen 20 will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating various pulse paths when the carburized layer 25 is present on the test body 20. Here, the case where the carburized layer 25 exists in the inside of the test body 20 (the bottom surface 13 side in the opposite direction to the probe) is shown. In this case, when the SL / LS pulse V transmission method is used, reflection or refraction due to mode conversion occurs at the boundary, and a pulse having a different path length from the bottom reflection pulse (boundary reflection pulse, boundary refraction pulse, bottom boundary reflection). (Referred to as a pulse, a surface boundary surface reflection pulse) appears on the display portion 161.

図6を参照して、送信側探触子Tから出射されたSL/LSパルス41aは、境界面45の点51で反射して境界面反射パルス43aとなり、受信側探触子R1で受信される。パルス41aの一部は、そのまま浸炭層25を直進し、底面13で反射して、底面反射パルス42bとして反射し、受信側探触子R2でSL/LS底面パルスの底面ピーク位置として、受信される。SL/LSパルス41aの一部は、境界面45の点51で屈折し、境界屈折パルス44aとして底面13で反射し、受信側探触子R3で受信される。   Referring to FIG. 6, the SL / LS pulse 41a emitted from the transmission side probe T is reflected at a point 51 on the boundary surface 45 to become a boundary surface reflection pulse 43a, and is received by the reception side probe R1. The A part of the pulse 41a goes straight through the carburized layer 25 as it is, is reflected at the bottom surface 13 and is reflected as a bottom surface reflection pulse 42b, and is received as the bottom surface peak position of the SL / LS bottom surface pulse by the receiving probe R2. The A part of the SL / LS pulse 41a is refracted at a point 51 on the boundary surface 45, is reflected on the bottom surface 13 as a boundary refraction pulse 44a, and is received by the receiving probe R3.

送信側探触子Tから送信されたSL/LSパルスである縦波42aの一部は、境界面45の境界反射位置52で反射し、横波41bとして受信側探触子R1に入射する。すなわち、SL/LS境界面反射パルス41a、41bは、点51、52の2箇所で反射し受信側探触子R1に「境界面反射パルス」として入射する。   A part of the longitudinal wave 42a which is the SL / LS pulse transmitted from the transmission side probe T is reflected at the boundary reflection position 52 of the boundary surface 45, and enters the reception side probe R1 as a transverse wave 41b. That is, the SL / LS interface reflection pulses 41a and 41b are reflected at two points 51 and 52 and enter the reception probe R1 as “interface reflection pulses”.

縦波42aの残りは、そのまま浸炭層25を通過し、底面13で反射され、SL/LS底面パルスとして、先の底面反射パルス42bと同様に、横波41cとして、受信側探触子R2に、「底面パルス」として、入射される。   The remainder of the longitudinal wave 42a passes through the carburized layer 25 as it is and is reflected by the bottom surface 13, and as an SL / LS bottom surface pulse, as the bottom surface reflected pulse 42b, as a transverse wave 41c, to the receiving side probe R2. Incident as “bottom pulse”.

浸炭層25を通過した縦波42aの一部は、底面13で縦波42cとして反射し、境界面45の点53で屈折し、受信側探触子R3に入射する。すなわち、SL/LSパルス41a、42aは、境界面45上の点51、53で屈折して、受信側探触子R3に、「境界屈折パルス」として入射する。   Part of the longitudinal wave 42a that has passed through the carburized layer 25 is reflected as a longitudinal wave 42c on the bottom surface 13, refracted at a point 53 on the boundary surface 45, and enters the receiving probe R3. That is, the SL / LS pulses 41a and 42a are refracted at the points 51 and 53 on the boundary surface 45, and enter the receiving probe R3 as “boundary refraction pulses”.

なお、図6においても、図2と同様に、横波は、太線で、縦波は、細線で示している
図7は、上記した各パルスの、表示部161に表示される、ビーム路程とエコー高さとの表示例を示す図である。図7(A)は、境界面反射パルスを示し、図7(B)は、底面パルスを示し、図7(C)は、境界屈折パルスを示す。図7(B)は、図4(B)に対応し、図4(B)と同様に、SL/LS底面パルスがピークとなる探触子位置において、表示部161上でSL/LSパルスを80%にゲイン調整した後、同位置で探傷感度を高めて、図7(A)および(C)を得ている。
図7(A)および(C)を参照して、境界面反射パルス62および境界屈折パルス63は底面パルス61よりビーム路程の短い位置に現れていることがわかる。このことから、浸炭層25の有無は、SL/LS底面パルスのピーク位置で判断が可能である。
In FIG. 6, as in FIG. 2, the transverse wave is indicated by a thick line and the longitudinal wave is indicated by a thin line. FIG. 7 shows the beam path length and echo displayed on the display unit 161 of each pulse described above. It is a figure which shows the example of a display with height. FIG. 7A shows the boundary surface reflection pulse, FIG. 7B shows the bottom surface pulse, and FIG. 7C shows the boundary refraction pulse. FIG. 7B corresponds to FIG. 4B, and, similar to FIG. 4B, the SL / LS pulse is displayed on the display portion 161 at the probe position where the SL / LS bottom pulse reaches a peak. After adjusting the gain to 80%, the flaw detection sensitivity is increased at the same position, and FIGS. 7A and 7C are obtained.
Referring to FIGS. 7A and 7C, it can be seen that the boundary reflection pulse 62 and the boundary refraction pulse 63 appear at a position shorter than the bottom pulse 61 in the beam path length. From this, the presence or absence of the carburized layer 25 can be determined by the peak position of the SL / LS bottom pulse.

また、浸炭層25の厚さも上記した式(1)または(2)を用いて、同様に計算できる。   Further, the thickness of the carburized layer 25 can be calculated in the same manner using the above-described formula (1) or (2).

次に、試験体20の外面側(探触子の載置される表面11側)に浸炭層がある場合について説明する。   Next, a case where a carburized layer is present on the outer surface side of the test body 20 (the surface 11 side on which the probe is placed) will be described.

図6で用いた試験体20を反転して、図7と同様のデータを得た例を、図8および図9に示す。図8を参照して、この例では、浸炭層25は、探触子T,Rの設けられる側に設けられている。送信側探触子TからのSL/LSパルス(横波71a、縦波72a)が、境界面45上の点75、76および底面13で屈折や反射が発生して、それを受信側の探触子R4、R5で受信する。なお、ここでも、横波は太線で、縦波は細線で表している。   An example in which the test body 20 used in FIG. 6 is inverted and the same data as in FIG. 7 is obtained is shown in FIGS. Referring to FIG. 8, in this example, the carburized layer 25 is provided on the side where the probes T and R are provided. The SL / LS pulse (transverse wave 71a, longitudinal wave 72a) from the transmitter probe T is refracted and reflected at points 75 and 76 on the boundary surface 45 and the bottom surface 13, and this is reflected on the probe on the receiver side. Received by children R4 and R5. Also here, the transverse wave is represented by a thick line, and the longitudinal wave is represented by a thin line.

図9を参照して、外面側に浸炭層がある場合は、境界面反射パルスは表示部161上には現れず、SL/LS底面パルスがピークとなる探触子間距離より離れた位置に探触子を配置したとき、浸炭層の境界でモード変換した境界屈折パルスが、表示部161上でSL/LS底面パルスの前に現れる。   Referring to FIG. 9, when there is a carburized layer on the outer surface side, the boundary surface reflection pulse does not appear on the display unit 161, but at a position away from the distance between the probes where the SL / LS bottom surface pulse becomes a peak. When the probe is disposed, a boundary refraction pulse that has undergone mode conversion at the boundary of the carburized layer appears on the display unit 161 before the SL / LS bottom surface pulse.

図10は、浸炭層25が外面側に存在する場合の、図5に対応する図である。基本的に図5と同じ特性を有するが、送信側と受信側の探触子の接近限界が存在するため、SL/LS境界面反射パルスは、計測できない。したがって、データとしては存在しない。   FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 5 when the carburized layer 25 exists on the outer surface side. Basically, it has the same characteristics as in FIG. 5, but the SL / LS interface reflection pulse cannot be measured due to the proximity of the probe on the transmitting side and the receiving side. Therefore, it does not exist as data.

次に、上記のデータから、浸炭層25の厚さの算出方法について、説明する。浸炭層25の浸炭厚さの算出は、妨害パルスに干渉されない探触子間距離2Yにおいて、SL/LSパルスが最大となるように探触子間距離2Yを変化させ、表示部161上で得られた底面パルスのビーム路程と浸炭層25等の境界によるパルスのビーム路程およびそのときの探触子間距離2Yから、上記した式(1)、(2)と同様の方法で算出する。   Next, a method for calculating the thickness of the carburized layer 25 from the above data will be described. The carburization thickness of the carburized layer 25 is calculated on the display unit 161 by changing the inter-probe distance 2Y so that the SL / LS pulse is maximized at the inter-probe distance 2Y that is not interfered by the disturbing pulse. From the beam path length of the bottom pulse and the beam path length of the pulse at the boundary of the carburized layer 25 and the distance 2Y between the probes at that time, the calculation is performed by the same method as the above formulas (1) and (2).

すなわち、ビームの拡がりのために、ピーク位置以外の探触子間距離2Yでは、屈折角が変化する。縦波、横波、それぞれの屈折角を順次変化させたときの、探触子間距離2Yごとのビーム路程と試験体20の板厚の関係を計算によって求め、テーブルを作成する。探触子間距離2Yとビーム路程を読取り、テーブルから算出する。   That is, the refraction angle changes at the inter-probe distance 2Y other than the peak position due to beam expansion. A table is created by calculating the relationship between the beam path length for each inter-probe distance 2Y and the thickness of the specimen 20 when the refraction angles of the longitudinal wave and the transverse wave are sequentially changed. The distance 2Y between the probes and the beam path are read and calculated from the table.

具体的な、試験体の板厚の算出例を図11を参照して説明する。図11は、探触子間距離2Yを一定に保った状態(この例では、17mm)における、板厚とビーム路程との関係を示す図である。   A specific example of calculating the thickness of the specimen will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the plate thickness and the beam path length in a state where the inter-probe distance 2Y is kept constant (in this example, 17 mm).

図11には、SS底面パルス31、表面波パルス32、SL/LS底面パルス34、表面横波パルス39、LL底面パルス37、表面縦波パルス38のデータとともに、表面側に浸炭層25が存在する場合に、その厚さごとに異なるパルス入射データ81〜86が示されている。ここで、入射データ81は浸炭層厚さが0.5mmの場合のデータであり、入射データ82は浸炭層厚さが1.0mmの場合のデータであり、入射データ83は浸炭層厚さが1.5mmの場合のデータであり、入射データ84は浸炭層厚さが2.0mmの場合のデータであり、入射データ85は、浸炭層厚さが2.5mmの場合のデータであり、入射データ86は浸炭層厚さが3.0mmの場合のデータである。   In FIG. 11, the carburized layer 25 exists on the surface side along with the data of the SS bottom surface pulse 31, the surface wave pulse 32, the SL / LS bottom surface pulse 34, the surface transverse wave pulse 39, the LL bottom surface pulse 37, and the surface longitudinal wave pulse 38. In this case, different pulse incidence data 81 to 86 are shown for each thickness. Here, the incident data 81 is data when the carburized layer thickness is 0.5 mm, the incident data 82 is data when the carburized layer thickness is 1.0 mm, and the incident data 83 is the carburized layer thickness. The incident data 84 is data when the carburized layer thickness is 2.0 mm, and the incident data 85 is data when the carburized layer thickness is 2.5 mm. Data 86 is data when the carburized layer thickness is 3.0 mm.

図11を参照して、底面13側に浸炭層25が設けられている場合は、図6においてt2の位置でSL/LS底面パルスが反射していると考えられる。したがって、検出されたビーム路程を読取って、その値のX方向の線と、SL/LS底面パルス34の線の交点を求めて、板厚を求める。この板厚を全板厚t1から引くと、浸炭層25の厚さが得られる。すなわち、内面厚さ(底面13側に浸炭層がある場合のその厚さ)d1は、X軸方向のデータを読むことによって求める。   Referring to FIG. 11, when carburized layer 25 is provided on the bottom surface 13 side, it is considered that the SL / LS bottom surface pulse is reflected at the position t2 in FIG. Therefore, the detected beam path length is read, and the intersection of the X-direction line of that value and the line of the SL / LS bottom pulse 34 is obtained to obtain the plate thickness. When this thickness is subtracted from the total thickness t1, the thickness of the carburized layer 25 is obtained. That is, the inner surface thickness (thickness when the carburized layer is on the bottom surface 13 side) d1 is obtained by reading the data in the X-axis direction.

一方、表面11側に浸炭層25が設けられている場合は、図8において、縦波72aでt4進み、境界面45でモード変換した横波73aでt3進み、底面13で反射して、t3+t4進む。すなわち、t3だけ、横波で進み、t3+2×t4だけ、縦波で進む。   On the other hand, in the case where the carburized layer 25 is provided on the surface 11 side, in FIG. 8, the longitudinal wave 72a advances by t4, the transverse wave 73a mode-converted by the boundary surface 45 advances by t3, is reflected by the bottom surface 13, and advances by t3 + t4. . That is, it proceeds by a transverse wave by t3 and proceeds by a longitudinal wave by t3 + 2 × t4.

このときの表面11側の浸炭層25の厚さは、以下の手順で求める。底面パルスから求めた全厚を板厚値としてX軸の値とし、その値と直交する軸を設定する。その軸上において、SL/LS底面パルスの線の交点をゼロとして、それぞれの浸炭厚さごとの線との交点が浸炭層25の厚さとして示されている。浸炭層25の厚さは、設定したY軸方向の軸上において、検出された浸炭層25によるパルスのビーム路程の値との交点から求める。   At this time, the thickness of the carburized layer 25 on the surface 11 side is obtained by the following procedure. The total thickness obtained from the bottom pulse is set as the value of the X axis as the plate thickness value, and an axis orthogonal to the value is set. On the axis, the intersection of the SL / LS bottom pulse line is set to zero, and the intersection with the line for each carburization thickness is shown as the thickness of the carburized layer 25. The thickness of the carburized layer 25 is obtained from the intersection with the value of the detected beam path length of the carburized layer 25 on the set axis in the Y-axis direction.

すなわち、外面厚さ(表面11側に浸炭層25がある場合のその厚さ)は、求めた全厚のX軸の値に直交する軸上において、浸炭層25の厚さごとに示された線を目盛りとしたデータを読むことによって求める。   That is, the outer surface thickness (the thickness when the carburized layer 25 is on the surface 11 side) is shown for each thickness of the carburized layer 25 on the axis orthogonal to the X-axis value of the obtained total thickness. Obtained by reading data with line scales.

次に、この発明にかかる、SL/LSパルスV透過法の特徴について総括する。以上示したように、SL/LSパルスV透過法による浸炭層等の材質変化部の測定方法は、従来法に比べて以下の利点がある。
(1)底面パルスのパルス高さがピークとなる探触子間距離が長いため、板厚が薄い試験体(5mm程度)に対しても、探触子接近限界距離に制限されないで探触子間距離に主ビームの反射が起こる。したがって、主ビームで探傷することが可能である。
Next, the features of the SL / LS pulse V transmission method according to the present invention will be summarized. As described above, the measurement method of the material changing portion such as the carburized layer by the SL / LS pulse V transmission method has the following advantages over the conventional method.
(1) Since the distance between the probes in which the pulse height of the bottom pulse reaches a peak is long, the probe is not limited to the probe approach limit distance even for a thin specimen (about 5 mm). Reflection of the main beam occurs in the distance. Therefore, it is possible to detect flaws with the main beam.

これを、試験体の板厚t=5mmで探触子接近限界距離が12mmのときを例にあげて説明する。従来であれば、横波45°を主ビームとしたときの、SSパルスピーク位置は、式(1)から、2Y=(t×tan45°)×2=10.0mmとなり、12mmよりも小さい。したがって、この寸法であれば、送信側と受信側の探触子接近限界内となり、主ビームのピークパルスを検出できない。     This will be described by taking as an example a case where the thickness t = 5 mm of the specimen and the probe approach limit distance is 12 mm. Conventionally, the SS pulse peak position when a transverse wave of 45 ° is the main beam is 2Y = (t × tan 45 °) × 2 = 10.0 mm from Equation (1), which is smaller than 12 mm. Therefore, if it is this dimension, it will be in the probe approach limit of a transmission side and a reception side, and the peak pulse of a main beam cannot be detected.

これに対して、この実施の形態によれば、横波30°SL/LSパルスピーク位置は、2Y=(t×tan30°)+(t×tan66°)=14.1mm
となり、12mmより大きい。
On the other hand, according to this embodiment, the transverse wave 30 ° SL / LS pulse peak position is 2Y = (t × tan 30 °) + (t × tan 66 °) = 14.1 mm.
And larger than 12 mm.

したがって、探触子接近限界内に入ることなく、板厚が薄い試験体(5mm程度)に対しても、主ビームで探傷することが可能である。
(2)従来法では妨害パルスと考えていたSL/LSパルスを利用することにより妨害パルスの種類を減じ、かつ探触子間距離が主ビームのパルス高さのピークとなる位置より長い範囲では、その他の妨害パルスである表面11を伝播する縦波、横波、表面波パルス(表面縦波、表面横波、表面波パルスという)と底面13および境界面パルスが分離できるため、境界面パルスの判別が容易となる。
(3)従来法に比べると低い探傷感度で境界面反射パルスの検出が可能。
Therefore, it is possible to detect flaws with a main beam even on a thin specimen (about 5 mm) without entering the probe approach limit.
(2) By using the SL / LS pulse, which was considered to be a disturbing pulse in the conventional method, the number of disturbing pulses is reduced, and in the range where the distance between the probes is longer than the position where the peak height of the main beam is at the peak. Further, since the longitudinal wave, the transverse wave, and the surface wave pulse (referred to as the surface longitudinal wave, the surface transverse wave, and the surface wave pulse) propagating on the surface 11 that are other disturbance pulses can be separated from the bottom surface 13 and the boundary surface pulse, the boundary surface pulse is discriminated. Becomes easy.
(3) Boundary surface reflection pulses can be detected with low flaw detection sensitivity compared to conventional methods.

これは、図7や図9で示すように、境界面上の2箇所で反射、屈折が2箇所で起こるためや、境界面に入射する角度が適切であるためである。   This is because, as shown in FIGS. 7 and 9, reflection and refraction occur at two locations on the boundary surface, and the angle of incidence on the boundary surface is appropriate.

なお、上記実施の形態においては、浸炭層の厚さの検出を表を作成して、それを参照する例について説明したが、これに限らず、この部分の処理をソフトウエア、またはハードウエア化してもよい。   In the above-described embodiment, the example of creating a table for detecting the thickness of the carburized layer and referring to the table has been described. However, the present invention is not limited to this, and the processing of this part is converted into software or hardware. May be.

この場合のソフトウエアにおける処理内容の具体的なフローチャートを図12に示す。このフローチャートは、たとえば、超音波探傷器15のCPU151または、別置きのパーソナルコンピュータで行ってもよい。   A specific flowchart of processing contents in the software in this case is shown in FIG. This flowchart may be performed by, for example, the CPU 151 of the ultrasonic flaw detector 15 or a separate personal computer.

図12を参照して、まず試験体20の全厚さを測定する(ステップS11、以下、ステップを省略する)、このときは、上記したように、送信探触子Tでモード変換パルスを出射し、受信探触子Rで、底面モード変換パルスを入射する(S12)。次いで、SL/LS底面パルスを検出し(S13)、SL/LS底面パルスピーク位置を検出し(S14)、探触子間距離2Yおよび、ビーム路程Wを読取る(S15)。以上のデータから試験体20の厚さを算出する(S16)。   Referring to FIG. 12, first, the total thickness of the specimen 20 is measured (step S11, hereinafter, steps are omitted). At this time, the mode conversion pulse is emitted by the transmission probe T as described above. Then, the bottom surface mode conversion pulse is incident on the receiving probe R (S12). Next, the SL / LS bottom surface pulse is detected (S13), the SL / LS bottom surface pulse peak position is detected (S14), and the inter-probe distance 2Y and the beam path length W are read (S15). The thickness of the specimen 20 is calculated from the above data (S16).

次いで、受信したデータを増幅器160で増幅し、浸炭層25の厚さ測定をするか否かを問い合せる。浸炭層25の測定をしないときは、ここで処理を終了する。   Next, the received data is amplified by the amplifier 160 to inquire whether or not the thickness of the carburized layer 25 is to be measured. If the carburized layer 25 is not measured, the process is terminated here.

浸炭層25の厚さを測定するときは、試験体20の表面側を測定するのか、底面側を測定するのかを表示部161で問い合せる。表面11側の浸炭層25を測定するときは、底面モード変換パルス、境界面反射パルスおよび境界面屈折パルスを受信側探触子Rで受信し(S20)、探触子間距離を変化させ(S21)、探触子間距離2Yおよびビーム路程Wを読取り、底面13側の浸炭層25の厚さを算出する(S23)。   When measuring the thickness of the carburized layer 25, the display unit 161 inquires whether to measure the surface side of the test body 20 or the bottom side. When the carburized layer 25 on the surface 11 side is measured, the bottom surface mode conversion pulse, the boundary surface reflection pulse, and the boundary surface refraction pulse are received by the receiving probe R (S20), and the distance between the probes is changed ( S21), the distance 2Y between the probes and the beam path W are read, and the thickness of the carburized layer 25 on the bottom surface 13 side is calculated (S23).

底面13側の浸炭層25の厚さを測定するときも、表面11側と同様の処理を行なって、表面11側の浸炭層25の厚さを算出する(S24〜S27)。   When measuring the thickness of the carburized layer 25 on the bottom surface 13 side, the same processing as that on the surface 11 side is performed to calculate the thickness of the carburized layer 25 on the surface 11 side (S24 to S27).

なお、探触子間距離2Yの検出等には、それに適したセンサ等を用いるものとする。   It should be noted that a sensor suitable for the detection of the inter-probe distance 2Y is used.

なお、上記実施の形態においては、試験体の表面側と底面側において、別々に浸炭層のような、材質の変化した部分が存在する場合を例にあげて説明したが、これに限らず、材質変化層が表面側と底面側の両方に存在する場合も同様に検出可能であるのは、いうまでもない。   In the above embodiment, on the surface side and the bottom surface side of the test body, the case where there is a part where the material has changed, such as a carburized layer, has been described as an example. Needless to say, even when the material change layer exists on both the front surface side and the bottom surface side, it can be similarly detected.

また、上記実施の形態においては、試験体において、材質の変化した部分として浸炭層を例にあげて説明したが、これに限らず、窒化層やクラッド層等、さまざまな材質変化層も検出可能である。   In the above embodiment, the carburized layer is described as an example of the material changed in the specimen, but not limited to this, various material changed layers such as a nitride layer and a clad layer can be detected. It is.

上記実施の形態においては、浸炭層の有無、内外面の判別、厚さの算出をSL/LSパルスに係わる境界面反射パルスや境界面屈折パルスを用いて行なう例について説明したが、これに限らず、LLパルスやSSパルスに係わる境界面反射パルスや境界面屈折パルスを用いて、単独、または併用して行なうことが可能である。   In the above embodiment, the example in which the presence / absence of the carburized layer, the discrimination of the inner and outer surfaces, and the calculation of the thickness are performed using the boundary surface reflection pulse or the boundary surface refraction pulse related to the SL / LS pulse has been described. First, it is possible to use a boundary reflection pulse or a boundary refraction pulse related to the LL pulse or the SS pulse alone or in combination.

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.

この発明にかかる超音波探傷装置の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic flaw detector according to the present invention. この発明にかかる超音波探傷装置の測定原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the measurement principle of the ultrasonic flaw detector concerning this invention. 図2に示した各ビームの経路を説明する図である。It is a figure explaining the path | route of each beam shown in FIG. ビーム路程とエコー高さとの表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of a beam path length and echo height. 同一の板厚の試験体における探触子間距離とビーム路程の関係を計算した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having calculated the relationship between the distance between probes and the beam path length in the test body of the same board thickness. 試験体に浸炭層が存在する場合の、各種パルスの経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of various pulses when a carburized layer exists in a test body. 試験体に浸炭層が存在する場合の、ビーム路程とエコー高さとの表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of a beam path length and echo height when a carburized layer exists in a test body. 試験体に浸炭層が存在する場合の、各ビームの経路を説明する図である。It is a figure explaining the path | route of each beam when a carburized layer exists in a test body. 試験体に浸炭層が存在する場合の、ビーム路程とエコー高さとの表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of a beam path length and echo height when a carburized layer exists in a test body. 試験体に浸炭層が存在する場合の、同一の板厚の試験体における探触子間距離とビーム路程の関係を計算した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having calculated the relationship between the distance between probes and the beam path | route distance in the test body of the same board thickness in case a carburized layer exists in a test body. 探触子間距離を一定に保った状態における、板厚とビーム路程との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between plate | board thickness and a beam path length in the state which kept the distance between probes constant. この発明の一実施の形態を自動化した場合の処理手順の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the process sequence at the time of automating one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 超音波探傷装置、11 表面、13 底面、15 超音波探傷器、16 横波、17 縦波、19 入射波の分布範囲、20 試験体、25 浸炭層、45 境界面、151 CPU、154、送信部、155 同期部、156 時間軸部、157 受信部、160 増幅部、161表示部、T 送信側探触子、R 受信側探触子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic flaw detector, 11 Surface, 13 Bottom, 15 Ultrasonic flaw detector, 16 Transverse wave, 17 Longitudinal wave, 19 Incident wave distribution range, 20 Specimen, 25 Carburized layer, 45 Interface, 151 CPU, 154, Transmission Part, 155 synchronizing part, 156 time axis part, 157 receiving part, 160 amplifying part, 161 display part, T transmitting side probe, R receiving side probe.

Claims (8)

送信側探触子と、受信側探触子とを、試験体の表面に当接して試験体を探傷する超音波探傷方法であって、
前記送信側探触子を用いて、前記試験体の表面から、横波縦波モード変換を起こしやすいパルスを出射するステップと、
前記受信側探触子を用いて、前記試験体の底面から、前記モード変換した底面モード変換パルスを入射するステップと、
前記受信側探触子に入射したモード変換パルスに基づいて、前記試験体の厚さを検出する検出ステップとを含む、超音波探傷方法。
An ultrasonic flaw detection method in which a transmitter probe and a receiver probe are brought into contact with the surface of a test body to detect the test body,
Using the transmitter probe, emitting from the surface of the specimen a pulse that is likely to cause transverse wave longitudinal wave mode conversion; and
Injecting the mode-converted bottom surface mode conversion pulse from the bottom surface of the specimen using the receiving probe, and
And a detection step of detecting a thickness of the specimen based on a mode conversion pulse incident on the receiving probe.
前記底面モード変換パルスは、SS変換パルス、SL/LS変換パルスおよびLL変換パルスを含み、
前記検出ステップは、
前記複数の変換パルスの中から、SL/LS底面パルスを検出するステップと、
前記送信側探触子と、前記受信側探触子間の距離を検出するステップと、
前記SL/LS底面パルスのビーム路程を検出するステップと、
送信側と受信側探触子間の距離およびSL/LS底面パルスの路程を基に、前記試験体の厚さを検出する、請求項1に記載の超音波探傷方法。
The bottom mode conversion pulse includes an SS conversion pulse, an SL / LS conversion pulse, and an LL conversion pulse,
The detecting step includes
Detecting a SL / LS bottom pulse from the plurality of conversion pulses;
Detecting a distance between the transmitter probe and the receiver probe;
Detecting a beam path of the SL / LS bottom pulse;
The ultrasonic flaw detection method according to claim 1, wherein the thickness of the test body is detected based on a distance between a transmitting side and a receiving side probe and a path length of an SL / LS bottom pulse.
前記試験体は、その内部に材質の変化する境界面を有し、
前記受信側探触子は、前記材質の変化する境界面からの前記モード変換された境界面変換パルスを入射し、
前記検出ステップは、前記境界面変換パルスに基づいて、前記材質の変化する境界面の位置を検出する、請求項1または2に記載の超音波探傷方法。
The test body has a boundary surface in which the material changes,
The receiving probe receives the mode-converted interface conversion pulse from the interface where the material changes,
The ultrasonic flaw detection method according to claim 1, wherein the detecting step detects a position of the boundary surface where the material changes based on the boundary surface conversion pulse.
前記材質の変化する境界面は、前記試験体の底面側に存在し、前記境界面の位置を検出するステップは、前記試験体の底面から、前記境界面までの厚さを測定する、請求項3に記載の超音波探傷方法。 The boundary surface where the material changes exists on the bottom surface side of the specimen, and the step of detecting the position of the boundary surface measures the thickness from the bottom surface of the specimen to the boundary surface. 4. The ultrasonic flaw detection method according to 3. 前記材質の変化する境界面は、前記試験体の表面側に存在し、前記境界面の位置を検出するステップは、前記試験体の表面から、前記境界面までの厚さを測定する、請求項3または4に記載の超音波探傷方法。 The boundary surface where the material changes exists on the surface side of the specimen, and the step of detecting the position of the boundary surface measures the thickness from the surface of the specimen to the boundary surface. 5. The ultrasonic flaw detection method according to 3 or 4. 前記横波縦波モード変換を起こしやすいパルスは、前記試験体直下方向に対して横波屈折角で0°から縦波臨海角である33.2°の角度で出射される横波パルスである、請求項1から5のいずれかに記載の超音波探傷方法。 The pulse which is likely to cause the transverse wave longitudinal wave mode conversion is a transverse wave pulse emitted at a transverse wave refraction angle of 0 ° to a longitudinal wave critical angle of 33.2 ° with respect to a direction directly below the specimen. The ultrasonic flaw detection method according to any one of 1 to 5. 前記横波縦波モード変換を起こしやすいパルスは、前記試験体直下方向に対して30°の角度で出射される横波パルスである、請求項1から5のいずれかに記載の超音波探傷方法。 6. The ultrasonic flaw detection method according to claim 1, wherein the pulse that easily causes the transverse wave longitudinal wave mode conversion is a transverse wave pulse that is emitted at an angle of 30 ° with respect to a direction directly below the specimen. 内部に材質の変化する部分を有する試験体に、その一方側から、横波から縦波へのモード変換を行なうパルスを出射するステップと、
前記試験体の他方側端面からの、前記モード変換されたパルスを前記試験体の一方側で入射するステップと、
前記入射されたパルスを利用して、前記試験体の、内部の材質の変化した部分の厚さを求める、材質変化部厚さ測定方法。
A step of emitting a pulse for mode conversion from a transverse wave to a longitudinal wave, from one side thereof, to a test body having a portion where the material changes inside,
Injecting the mode-converted pulse from one end surface of the test body on one side of the test body;
A method for measuring a material change portion thickness, wherein the thickness of a portion of the test body where an internal material has changed is determined using the incident pulse.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100832839B1 (en) * 2006-08-25 2008-05-28 한양대학교 산학협력단 Thickness measurement instrumentation and method using ultrasonic longitudinal wave and shear wave
JP2009270824A (en) * 2008-04-30 2009-11-19 Kawasaki Heavy Ind Ltd Ultrasonic flaw detecting method and ultrasonic flaw detector
JP2012159428A (en) * 2011-02-01 2012-08-23 Ashimori Ind Co Ltd Lining material inspection device
JP2015172528A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 三菱電機株式会社 Ultrasonic measuring device and method
US10371152B2 (en) 2015-02-12 2019-08-06 Tc1 Llc Alternating pump gaps

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100832839B1 (en) * 2006-08-25 2008-05-28 한양대학교 산학협력단 Thickness measurement instrumentation and method using ultrasonic longitudinal wave and shear wave
JP2009270824A (en) * 2008-04-30 2009-11-19 Kawasaki Heavy Ind Ltd Ultrasonic flaw detecting method and ultrasonic flaw detector
JP2012159428A (en) * 2011-02-01 2012-08-23 Ashimori Ind Co Ltd Lining material inspection device
JP2015172528A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 三菱電機株式会社 Ultrasonic measuring device and method
US10371152B2 (en) 2015-02-12 2019-08-06 Tc1 Llc Alternating pump gaps

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