JP4332983B2 - Internal defect detection device - Google Patents

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    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯等の帯状体を搬送しながら、当該帯状体の内部の非金属介在物等の内部欠陥を連続的にかつ精度良く検出するのに好適な内部欠陥検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属板の全幅について介在物などの内部欠陥の検出を目的とした、超音波による内部欠陥の探傷は、例えば、検査対象とする圧延金属板の幅方向に沿って多数の超音波プローブ(検出部)を固定配列して、圧延金属板を移送しながら検査する方式や、圧延金属板の幅方向に配列した上記多数の超音波プローブを、圧延金属板の移送方向に略直角に走査しながら、圧延金属板を移送して行う方式が採用されている。
【0003】
この探傷法には、送受兼用プローブによるパルス反射法、分割型超音波プローブによるパルス反射法、板を挟んで上下に超音波プローブを配列して行なわれる透過法などが考えられる。このうち、送受兼用プローブによるパルス反射法や透過法では、欠陥検出能を高めるため、点状に超音波ビームを集束させる(スポットフォーカス)ことが可能な超音波プローブが用いられる。しかし、1つの超音波プローブで検査可能な面積が例えばφ1mmときわめて小さくなり、きわめて多数の超音波プローブが必要になる問題があった。
【0004】
また、本発明者らは、上述のような板幅全面を検査するために多数のプローブを要求する上記スポットフォーカスビーム型の超音波プローブの問題を解消すべく、特開平7−253414号及び特開平11−83815号に記載の探傷方法及び装置を提案している。
これは、超音波探傷装置の検出部を、移送される被検材を挟んでラインフォーカス型送信アレイプローブとラインフォーカス型受信アレイプローブとを対向配列(配列の方向は被検材の板幅方向)したもので、送信アレイプローブから送信された超音波によって生起された内部欠陥からの反射波を送信アレイプローブと対向配置した受信アレイプローブによって受信することにより、被検材の内部欠陥を表裏面直下の不感帯なしに検出するものである(図3参照)。
【0005】
すなわち、送信アレイプローブから送信され、被検材を0.5往復して受信アレイプローブに到達する0.5往復透過波T1と被検材を1.5往復して受信アレイプローブに到達する1.5往復透過波T2との間にあらわれる欠陥からの反射波F1,F2をゲート回路によって抽出し、所定レベル以上である場合には、欠陥反射波があるとして内部欠陥を検出する(図5参照)。
【0006】
ところで、上述のような超音波探傷装置を使用した内部欠陥の検出においては、超音波プローブと被検材との良好な音響結合を維持するため、つまり検出精度を上げるために水浸法が考えられる。その従来技術として、特開平7−113795号に開示されている水柱法、特開平5−149929号に開示されているシール用ピンチロールを用いた水槽浸漬法が挙げられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平7−113795号に開示される水柱法を、圧延金属板の幅方向に多数の超音波プローブを固定配列し、プローブ配列方向と略直角方向に圧延金属板を搬送しながら、各超音波プローブから周期的に超音波を送受信して行なわれる圧延金属板の多チャンネル自動超音波探傷、または圧延金属板の幅方向に多数の超音波プローブを配列し、プローブ配列方向と略直角方向に圧延金属板を搬送し、且つ、超音波プローブを圧延金属板の搬送方向と略直角方向に走査しながら、各超音波プローブから周期的に超音波を送受信して行なわれる圧延金属板の多チャンネル自動超音波探傷に適用するには、下記に示す▲1▼〜▲3▼のような問題点がある。
【0008】
▲1▼プローブが多数あるために水柱を形成するためのノズルが多数となって、部品点数が多く、装置が煩雑となる。このため、装置コストが高くなったり保守が面倒となる。また、ノズル数が多いため、動作不良のノズルが発生する確率が高くなり、装置の信頼性も低くなりやすい。
▲2▼複数個のプローブを1つのノズルに収容することも考えられるが、水柱の寸法が大きくなると、水が拡散しようとする力が水柱の表面張力を上回り、安定した水柱が形成できなくなる。
【0009】
▲3▼プローブの数に関係なく、水の衝突によって圧延金属板の搬送パスの高さの変動が著しくなって、その分、検出精度の悪化に繋がる。これを避けるために、圧延金属板をノズルから遠くに離しすぎると、安定した水柱を形成できなくなってしまう。
また、特開平5−149929号に開示されているシール用ピンチロールを用いた水槽浸漬法は、圧延金属板の搬送パスの高さを変えることなく探傷が実施できるという利点はあるものの、板の搬送速度を速くしたり、高感度な超音波測定が必要な圧延金属板の自動超音波探傷に適用すると、次のような問題点があることが分かった。
【0010】
▲1▼水面上に一部露出している上側のシールロールの回転によって気泡が水中に巻き込まれやすく、これによって、超音波プローブと圧延金属板との間に気泡が侵入し、誤欠陥指示が発生しやすい。また、圧延金属板内の内部欠陥からの反射波が気泡によって遮られ、欠陥検出ができないこともある。
▲2▼また、設備的にも、上下のシール用ピンチロールの長手方向端部側(圧延金属板が通らない部分)には、圧延金属板の板厚に応じた隙間ができ、この部分から無視できないほど水が流出するため、これに見合う量の水を水槽内に供給する必要がある。
【0011】
この量は、圧延金属板の板厚および搬送速度によって変化し、圧延金属板の板厚には略正比例し、搬送速度には指数関数的に比例する。したがって、板厚および搬送速度に応じて水の供給量を変化させないと、水槽から水がなくなる、水槽から水が溢れる等の問題が発生するため、レベル制御装置を用い、水位レベルの制御を行う必要がある。またこのとき、供給する水に気泡があると上記▲1▼と同様の気泡による問題が発生するが、圧延金属板の搬送速度が大きいときには、多量の水の供給が必要であり、水供給設備に大規模な脱気設備を設ける必要などが生じて、付帯設備が大型化するといった問題があった。
【0012】
なお、特開平5−149929号の図5(従来例)にはデフレクトロールによって圧延金属板の搬送パスを変更し、圧延金属板を水槽内の水に浸漬する方法が示されているが、圧延金属板が水中から垂直かつ上方に向けて移動したときに、圧延金属板に付着して水面上方に持ち出された水が、多量に(圧延金属板の搬送速度に略指数関数的に比例する量)水面上に落下する際に気泡が発生し、当該気泡が水槽中の水に取り込まれる。また、圧延金属板が水中に入る際にも空気を巻き込み気泡を発生させる。これら水に取り込まれた気泡が水槽内の水流に巻き込まれて水槽全体に拡散しその一部が超音波プローブ側に移動することで、前記▲1▼と同様の気泡による問題が発生する欠点がある。
【0013】
また、水槽内のデフレクトロールと水面との距離が大きいほど、該ロールによる気泡巻き込みの可能性が小さくなることが想定されるが、従来その具体的数値が明確ではなく、特に高速搬送を想定して安全サイドの設計を行った場合には水槽が深くなり、設備の大型化が避けられないという問題もある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、帯状体等の搬送速度を速くしても、連続的に搬送されてくる帯状体等に存在する内部欠陥を、簡易な装置構成で連続的かつ高精度に検出可能な内部欠陥検出装置を提供することを課題としている。
【0014】
なお、この装置は内部欠陥を検出するものであるが、スリバ,へげ,スケール疵,ガウジ等の表面欠陥であっても、内部欠陥に起因したものや内部欠陥を含むものは検出の対象となる。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、主に、超音波探傷装置による検出精度を上げるべく、探傷装置の検出部位置への気泡の導入を防止して、気泡による誤欠陥指示の発生および欠陥の検出漏れが発生しないようにしたものである。
すなわち、請求項1に記載した発明は、連続して搬送されてくる帯状体の内部欠陥を超音波探傷装置で連続的に検査する内部欠陥検出装置であって、
液体が収容された液槽と、上記帯状体を案内して上記液体中を通過させる1又は2以上の搬送ロールと、上記液体中に配置された検出部で上記液体に浸漬している帯状体部分を非接触で検査する超音波探傷装置と、を備え、
上記検出部への帯状体の入側及び出側の少なくとも一方に対し、液体中に取り込まれた気泡が上記検出部側に移動することを遮ると共に上記帯状体を通過可能な隙間を有する遮蔽物を設け、その遮蔽物の少なくとも表面を多孔質の材料から構成したことを特徴とするものである。
【0016】
液体に触れる搬送ロール近傍、帯状体が液体に浸入する位置、及び帯状体が液体から出る位置で気泡が発生して、当該気泡が液体中に取り込まれるおそれがある。特に帯状体の搬送速度を速くするほど気泡が発生しやすくなる。
これに対して、本発明によれば、遮蔽物によって超音波探傷装置の検出部の位置への上記気泡の移動が遮られて、気泡による超音波探傷信号のノイズが低減する。
【0017】
なお、液体中での帯状体の移動や上記搬送ロールの回転などによって液流が発生して、液体中の気泡が上記検出部の位置に移動するおそれがある。
また、上記遮蔽物表面を、鋼板などの多孔質でない素材で構成すると、帯状体を通過させる隙間部分で速い液流が発生して、当該隙間から上記検出部に気泡が導入されるおそれがある。これに対して、本発明では、遮蔽物の少なくとも表面をスポンジ状などの多孔質の材料から構成することで、遮蔽物の表面に気泡が捕らえられて、気泡が隙間から検出部側に導入されることが大幅に低減する。
【0018】
ここで、超音波探傷方法及び装置として特開平7−253414号や特開平11−83815号で提案した方法及び装置を使用することにより、従来のパルス反射型探傷と比較して帯状体表裏面での不感帯の低減が図られる。
次に、請求項2に記載した発明は、連続して搬送されてくる帯状体の内部欠陥を超音波探傷装置で連続的に検査する内部欠陥検出装置であって、
液体が収容された液槽と、上記帯状体を案内して上記液体中を通過させる1又は2以上の搬送ロールと、上記液体中に配置された検出部で上記液体に浸漬している帯状体部分を非接触で検査する超音波探傷装置と、を備え、
上記1又は2以上の搬送ロールのうち上記液体に触れる搬送ロールは、当該液体中に全没し、且つ、上記液体中に全没した搬送ロールと上記検出部との間に、帯状体を通過可能な隙間を有する遮蔽物を設け、当該遮蔽物の少なくとも表面をを多孔質の材料から構成したことを特徴とするものである。
【0019】
本発明によれば、液体に触れる搬送ロールを全没させることで、当該搬送ロールの回転による液体中への気泡の巻き込みが低減する。
また、上記液体に触れる搬送ロール付近に液体に取り込まれた気泡が存在することが多いが、その気泡が、遮蔽物によって超音波探傷装置の検出部位置に移動することが防止されて、気泡による超音波探傷信号のノイズが低減する。
【0020】
次に、請求項3に記載した発明は、請求項2に記載した構成に対し、上記全没した搬送ロールと液面との間に、帯状体を通過可能な隙間を有する遮蔽物を設け、当該遮蔽物の少なくとも表面を多孔質の材料から構成したことを特徴とするものである。
本発明によれば、帯状体が液体中に浸入する際や液体から出るときに液体に取り込まれた気泡が、搬送ロール側に移動することが遮蔽物によって阻止される。これによって当該搬送ロール位置から検出部側に移動する気泡が減少して、より検出部位置に導入される気泡が減少する。この結果、気泡による超音波探傷信号のノイズが更に低減する。
【0021】
次に、請求項4に記載した発明は、請求項2又は請求項3に記載した構成に対し、上記全没状態の搬送ロール上端と液面との上下方向の距離を、5mm以上としたことを特徴とするものである。
液体中の搬送ロールを水面から離すほど、その搬送ロールによる気泡巻き込みが低減される。
【0022】
この観点から調査して、具体的に全没状態の搬送ロールと液面との距離を必要最小限の距離に規制することで、必要以上に搬送ロールを液体中の深い位置に設置する必要がなくなり、必要以上に液槽が大型化することがない。
次に、請求項5に記載した発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載した構成に対して、上記液体の液面上方に位置する帯状体部分から落下した液が液槽中の液体に衝突することを防止する遮蔽手段を設けたことを特徴とするものである。
【0023】
上記遮蔽手段としては、例えば、液面上方に位置する帯状体部分から落下した液を受けて当該液が液槽中の液体に衝突することを防止する液受けなどから構成すればよい。
本発明によれば、液体中から出た帯状体に付着した液など、液面上方の帯状体部分から液槽中の液体に向けて落下した液は、液受けなどの遮蔽手段によって、液面に直接衝突することが回避されるため、液槽中の液体表面での気泡発生が低減する。
【0024】
次に、請求項6に記載した発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載した構成に対し、上記帯状体における液体中から液面上方への移動方向が鉛直方向に対し傾斜するように、上記搬送ロールで案内することを特徴とするものである。
液面上方の帯状体部分から落下する液は、一般に帯状体に沿って落下してくることに鑑み、液体中から液面上方に移動する帯状体を、垂直状態から傾けることで、帯状体上面及び上面側の液除去手段(設置した場合)から落下する液が液面に衝突する際の衝撃力が従来よりも緩和される結果、少なくとも上面側の落下液による気泡の発生量が低減される。
【0025】
ここで、上記帯状体の傾斜は、鉛直方向に対し10度以上が好ましい。また、帯状体上面側の液除去手段から落下する水が直接液面に落下しない(液除去手段から落下する水が液面上の帯状体上面に落下するようにする)だけ傾けることが好ましい。即ち、液除去手段の位置及び大きさにより適正な傾斜角度は変化する。
【0026】
次に、請求項7に記載した発明は、請求項1から請求項6のいずれかに記載した構成に対し、液体中から液面上方に移動した帯状体部分に付着している液を除去する液除去手段を、液面に近づけて設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、液面に近い位置で帯状体に付着した液を除去することによって、除去された液の一部若しくは全部が落下することがあっても、当該液の落下開始高さが液面に近づく。この結果、液が液面に落下してもその衝撃力が小さくなり、気泡発生が低減される。
【0027】
次に、請求項8に記載した発明は、請求項1から請求項7のいずれかに記載した構成に対し、上記帯状体の液体中への進入は、液面に対し垂直又は略垂直となるように、搬送ロールで案内されることを特徴とするものである。
ここで、液面に垂直又は略垂直とは、液面に対し90度±15度程度の角度をいう。
【0028】
本発明によれば、液体に進入する際の角度を液面に対し垂直又は略垂直とすることで、帯状体が液体に浸漬する際の気泡の巻き込みが低減する。なお、90度±45度程度まで傾けても比較的に気泡巻き込みは少ないが設備が大きくなる可能性がある。
次に、請求項9に記載した発明は、請求項1から請求項8のいずれかに記載した構成に対し、液槽の上流に、帯状体の形状を平坦に矯正する形状矯正手段を設けたことを特徴とするものである。
【0029】
本発明によれば、帯状体に反りや耳伸び,腹伸び等が発生していても、超音波探傷装置で検査する前に帯状体の形状を平坦に矯正することで、より精度良く内部欠陥を検出可能とできる。
また、帯状体が平坦となることは、液除去手段による液除去の効果を向上させるので、気泡発生の抑制効果が向上する。
【0030】
次に、請求項10に記載した発明は、請求項1〜請求項9のいずれかに記載した構成に対し、上記液体中を通過中の帯状体に移動方向の引張張力を付与する張力付与手段を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、移動方向に引っ張り張力が付与されて、帯状体がより平坦な状態で超音波探傷装置による検査が行われる。さらに、帯状体がより平坦となることは、液除去手段による液除去の効果を更に向上させるので、気泡発生の抑制効果がさらに向上する。
【0031】
次に、請求項11に記載した発明は、請求項1〜請求項10のいずれかに記載した構成に対し、上記液槽内での帯状体の搬送速度を、1000m/分以下にしたことを特徴とするものである。
本発明によれば、上記液体内を通過する帯状体の搬送速度を、気泡の発生が少ない範囲に調整するので、超音波探傷装置による探傷時の気泡による妨害が抑制される。
【0032】
ここで、帯状体の搬送速度を1000m/分以下とするには、例えば探傷装置の設備自体に帯状体を搬送する搬送手段を設ける場合には、その搬送手段による搬送速度を1000m/分以下に調整すれば良い。また、上記探傷装置を、酸洗ラインや圧延ラインなどのラインに組み込んで使用する場合には、そのラインにおける帯状体の搬送装置による搬送速度を調整して、液槽内での帯状体の搬送速度を1000m/分以下に調整すれば良い。
【0033】
なお、帯状体の搬送速度が遅いほど気泡の発生が少ないため、上記搬送速度の下限値は特に限定されないが、余り遅いと、探傷に要する時間が長くなり探傷の能率が悪くなる。
次に、請求項12に記載した発明は、請求項1〜請求項11のいずれかに記載した構成に対して、上記超音波探傷装置の検出部は、送信プローブと受信プローブとを移送される被検材を挟んで対向配置し、該送信プローブから一方向に集束した帯状の超音波ビームを送信し、該超音波ビームによって生起された内部欠陥からの反射波を受信プローブによって受信することにより、被検材の内部欠陥を検出するプローブ対であって、そのプローブ対を、帯状体の幅方向に沿って複数個,配列したことを特徴とするものである。
【0034】
本発明によれば、1つの検出部で検査可能な幅が大きい上記の検出部(以下、超音波ラインセンサとも称する)を使用することで、帯状体の全幅を、少ない数の検出部(プローブ)によって検出可能とでき、装置部品数を低減できる。
なお、上記の検出部としては、上記特開平7−253414号に記載されているものが例示できる。
【0035】
次に、請求項13に記載した発明は、請求項1〜請求項11のいずれかに記載した構成に対して、上記帯状体が金属帯であることを特徴とするものである。
【0036】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第1の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態に係る内部欠陥検出装置の設備構成を示す概要図であり、帯状体である鋼帯1が、図1中,左側(上工程側)から右側(下工程側)に向けて搬送される。
【0037】
まず、構成を説明すると、図1に示すように、上流側から下流側に向けて、上流側ブライドルロール2、テンションレベラ3、液槽4、及び下流側ブライドルロール5が配置されている。
上記液槽4中には、液体である水6が収容されている。その液槽4の上流側には、図2に示すように、第1の搬送ロール7が配置され、その第1のロール7と水6中に全没の第2の搬送ロール8によって鋼帯1の搬送路が垂直下方に変更され液槽4内の水6内に案内される。水6中に浸漬された鋼帯1は、水6中に全没の第2及び第3の搬送ロール8,9によって、水平方向に搬送方向が曲げられ、続いて第3の搬送ロール9及び水面6a上方に位置する第4の搬送ロール10によって、垂直方向に搬送方向が曲げられて水6中,つまり液槽4から出る。続けて、鋼帯1は、第4の搬送ロール10によって下流側ブライドルロール5側に案内される。
【0038】
上記第2及び第3の搬送ロール8及び9と水面6aとの間の距離Hを5mm以上に設定する。第2及び第3の搬送ロール8及び9と水面6aとの間の距離Hを5mm以上離すことで、例えば,鋼帯1を400m/分で搬送しても気泡による影響を大幅に低減することができる。
ここで、液体中の搬送ロール8,9は、ロール表面にその回転速度に応じた厚さの液体の層を引き擦りながら回転し、搬送ロール8,9の上端が水面6aより上にあるときには、水中でそのロール表面に付着した液体が一旦,水面6aよりも高い位置にのぼり、ここから水面6a上に落下することにより気泡が発生する。これが搬送ロール8,9による気泡巻き込みの原因となる。したがって、回転するロール表面によって引き摺られた液体の層が水面6aよりも高い位置にのぼらないようにすることで、搬送ロール8,9による気泡の巻き込みを防止することができる。回転するロール表面によって引き摺られる液体の層厚は、ロール径及びロール8,9の回転速度により変化し、ロール径が大きいほど、または回転速度が大きいほど上記液体の層厚が大きくなるが、実用的なロール8,9の径の範囲(φ300mm〜1500mm)では、鋼帯1の搬送速度を1000m/分以下にすることで、前記層厚を5mm以下に抑えることができることを確認した。したがって、搬送ロール8,9上端と水面6aとの距離は5mm以上とすればよい。これにより、液槽4が必要以上に深くなって、設備が大型化することを防止することができる。
【0039】
なお、設備の小型化が不要な場合には、搬送ロール8,9上端と水面6aとの距離を例えば50mmと大きくすることも当然可能である。
ここで、第1及び第4の搬送ロール7,10はそれぞれ2本のロールで構成されているが、これは、一旦,鋼帯1の搬送路の高さを高くしてから液槽4内に案内可能とするものであり、必ずしも二つ必要なわけではない。
【0040】
また、第2の搬送ロール8と第3の搬送ロール9との間に超音波探傷装置の検出部である超音波探傷装置のプローブ20が配置されている。超音波探傷装置のプローブ20は、概念図である図3に示すように、それぞれ一次元アレイ型プローブからなる送信部20aと受信部20bが、鋼帯1を挟んで当該鋼帯1の板厚方向で対向配置されるものである。図3中、符号11はラインフォーカスビームを、符号12は受信ビームを示す。
【0041】
上記のような構成の超音波探傷装置のプローブ20が、図4に示すように、鋼帯1の幅方向に沿って複数個配置され、配列した送信部20a及び受信部20bが、コ字状の枠体13に支持されている。ここで、各送信部20a及び受信部20bをそれぞれ千鳥状に配置しているのは、隣合うセンサ間での空間の干渉を避けつつ鋼帯1の幅方向全面の検査を可能とするためである。なお、上側に受信部20bが配置され、下側に送信部20aが配置されても良い。また、送信部と受信部を入れ違い(例えば上側は幅方向に送信部−受信部−送信部・・・と並び、下側は受信部−送信部−受信部・・・と並ぶ)に配しても良い。
【0042】
各センサ20は探傷装置本体14に接続されている。探傷装置本体14では、送信部20aから送信され、鋼帯1を板厚方向に0.5往復して受信部20bに到達する0.5往復透過波T1と鋼帯1を板厚方向に1.5往復して受信部20bに到達する1.5往復透過波T2との間にあらわれる欠陥からの反射波F1及びF2をゲート回路によって抽出し、所定レベル以上である場合には内部欠陥として検出する。検出した内部欠陥情報は、例えば,上工程や下工程に供給される(図5参照)。
【0043】
また、図2に示すように、液体中の搬送ロール8,9とプローブ20との間には、それぞれ多孔質の材料からなる遮蔽板30,31が介挿されて、当該遮蔽板30,31によって搬送ロール8,9とプローブ20との間で液槽が分割されている。さらに、搬送ロール8,9に近づけて当該搬送ロール8,9と液面6aとの間にも横方向に延びる遮蔽板32,33が介挿されて、搬送ロール8,9と液面6aとの間も当該遮蔽板32,33で画成されている。このように、本実施形態では、搬送ロール8,9を囲うようにして遮蔽板30〜33が側面視で略L字形状に配置されている。但し、上記各遮蔽板30〜33には、それぞれ鋼帯1が通過可能なだけの隙間30a、31a、32a、33aが設けられている。
【0044】
なお、上記遮蔽板30,31は、プローブ20への鋼帯1の入側及び出側に配置される遮蔽板であるが、図6のように、当該遮蔽板30,31の上端部を水面より上方に延ばして上記横方向に延びる遮蔽板32,33を省略しても良い。また、図7のように、水没する搬送ロール34が1個の場合には、当該図7に示すように例えば入側の遮蔽物36は、搬送ロール34とプローブ20との間に配置されない。符号35は、搬送ロール34とプローブ20との間に介装される遮蔽物を示す。また、符号35a、36aは、それぞれ各遮蔽物35,36に形成された鋼帯1の通過用の隙間である。
【0045】
また、上記説明では、遮蔽物を平板形状の遮蔽板30〜33で構成した例であるが、遮蔽物は平板形状である必要はない。要は、遮蔽できれば遮蔽物の形状は限定されない。
また、遮蔽板30〜33を形成する多孔質材料としては、スポンジなどが例示できる。ただし、液流で揺動しないだけの剛性や厚さがあることが好ましい。すなわち、合成繊維や鉄網などが好適である。また、遮蔽物全体が多孔質である必要はなく、少なくとも表面が多孔質材料であれば良い。
【0046】
また、第3の搬送ロール9と第4の搬送ロール10との間には、水面6aに近い位置に、液除去手段を構成するリンガーロール15が配置される。このリンガーロール15は、鋼帯1表面の液を絞ることで当該鋼帯1から液を除去するものである。また、そのリンガーロール15と水面6aとの間に、遮蔽手段を構成する液受け16が配置されている。液受け16は、鋼帯1から直接鋼帯1を伝って若しくは前述の液除去手段であるリンガロール15から落下する液を受けるための部材である。この液受け16は、水面6aよりも上方にあっても良いし、液槽4中の水6に接触していても良い。また、液受け16に受けた水6は、例えば周囲に溢れるに任せるなどの手段で静かに液槽4中の水6内に戻しても良いし、液受け16から排出しても良い。
【0047】
また、図2中では、液受け16として容器状のものを図示しているが、これに限定されない。液受けは、遮蔽板のような平板部材等であっても良いし、フィルタのような液のみを通過させる部材を用いることもできる。この液受け16は、鋼帯1に近接していることが好ましい(10mm以下)が、液除去手段を伝って落ちる液の比率が高い場合には、これを受けられる位置に有れば良く、必ずしも鋼帯1に近接していることを要しない。なお、鋼帯1に傷のつきにくい素材(ゴム等)を液受け16に装備し、この素材部分で鋼帯1に接触させる方法を取っても良い。
【0048】
なお、遮蔽手段は液受け16に限定されるものではない。例えば、液受け16に代えて若しくは液受け16と共に、真空吸引ノズルを鋼帯1の表面近傍に配置し、鋼帯1を伝わって落ちてくる液を吸引排除するなどの遮蔽手段も有効である。
また、上記鋼帯1の搬送速度、特に液槽4内での搬送速度が1000m/分以下となるように調整されている。ここで、上記鋼帯1の搬送速度は、張力を付与する上流側ブライドルロール2、下流側ブライドルロール5、及び搬送ロール7〜10を駆動するモータ(不図示)の回転速度を従来公知のインバータ等を用いて制御することで実現可能である。また、ブライドルロール2,5にのみ駆動モータを設け、搬送ロール7〜10には駆動モータを設けず、ブライドルロール2,5の駆動モータの回転速度を従来公知のインバータなどを用いて制御することで、液槽4内での鋼帯1の搬送速度を1000m/分以下に制御することも可能である。
【0049】
なお、ブライドルロール2,5を設けない場合には、連続する上流工程での鋼帯1の搬送速度を調整して、液槽4内での鋼帯1の搬送速度が1000m/分を超えないように調整したり、上記各搬送ロール7〜10に駆動モータを設け、当該搬送ロール7〜10の各回転速度を、従来公知のインバータ等を用いて液槽4内での鋼帯1の搬送速度が1000m/分以内の所定速度になるように制御すればよい。
【0050】
上記のような構成の内部欠陥検出装置では、鋼帯1は、上流側ブライドルロール2及び下流側ブライドルロール5によって搬送方向に沿った方向つまり長手方向に引っ張り張力が付与されながら1000m/分以内の所定速度で搬送され、液槽4に搬送される前に、テンションレベラ3で連続的に平坦に矯正される。続いて、鋼帯1は、第1及び第2の搬送ロール7,8に案内されることで、水面6aに対し垂直になって水6中に進入し、これによって水6に鋼帯1が浸漬する際の空気巻き込みによる気泡発生を最低限に抑えている。また、第1及び第2の搬送ロール7,8を液体中に全没させることで、当該搬送ロール7,8の回転による気泡の巻き込みも低減する。
【0051】
さらに、第2及び第3の搬送ロール8,9によって、鋼帯1は、水6中を水平に移動中にプローブ20と探傷装置本体14とからなる超音波探傷装置で連続的に内部欠陥の検査が行われる。
このとき、鋼帯1が水6に侵入する際に気泡が水6中に取り込まれても上記遮蔽板32に捕捉されて搬送ロール8側に気泡が移動することが防止される。同様に、鋼帯1が水6から出る際に気泡が水6に取り込まれても上記遮蔽板33に捕捉されて搬送ロール9側に気泡が移動することが防止される。さらに、鋼帯1の移動や第1及び第2の搬送ロール7,8などによって水流が生じて、第1及び第2の搬送ロール7,8の近傍に存在する気泡がプローブ20側に移動するおそれがあるが、上記遮蔽板30,31に阻止されると共に、当該多孔質からなる遮蔽板30,31の表面に補足されることで上記プローブ20側への気泡の導入が防止される。
【0052】
続いて、鋼帯1は、第3及び第4の搬送ロール9,10で垂直上方に移動して水面6aから出る。このとき、鋼帯1に付着した水6は、水面6a近傍でリンガーロール15で絞られて確実にリンガーロール15設置高さから落下し、液受け16で受けられる。これによって、落下した液が水面6aに直接衝突することが防止され、水面6a上方の鋼帯1から落下する液による気泡発生が防止される。
【0053】
ここで、落下する液は、液受け16で受けるので、必ずしもリンガーロール15は必要ではないが、鋼帯1と共に水6が下流工程へ搬送されることを防止するためと、液の落下高さを低くすることで、液受け16に衝突した液の跳ね上がりを小さくする効果を持つ。
本実施形態の内部欠陥検出装置では、超音波探傷装置の検出部として、超音波ラインセンサを使用することで不感帯を無くして所定の検出精度を確保しつつ、鋼帯1の幅方向全幅を検査対象としても検出部(センサ)の数が少なくて済む。
【0054】
また、鋼帯1が水6中に進入する際及び水面6aから上方に移動する際の気泡発生が最小限となると共に水6中に取り込まれた気泡が遮蔽板32,33によって捕捉されて搬送ロール8.9側に移動することが阻止されて、気泡による誤検出及び気泡の妨害による検出漏れが防止されて、検出精度が向上する。さらに、発生した気泡が搬送ロール8.9位置からプローブ20側に移動することも遮蔽板30、31で防止されて、さらに検出精度が向上する。
【0055】
また、水6に触れている搬送ロール8,9は、全て水6に全没しているので、当該搬送ロール8,9の回転による気泡の巻き込みを防止できる。
液除去手段は、前述の如く水面6aに近い位置に設置する。具体的好適条件は、搬送速度や液の物性等に影響されるが、水面から30mm〜600mm以内の範囲で離して設置することが好ましい。
【0056】
さらに、検査前に鋼帯1の矯正が行われると共に張力が付与された状態で検査されるので、鋼帯1がより平坦となって当該鋼帯1の内部欠陥の検出が更に精度良く行われる。また、鋼帯1がより平坦となることは、リンガーロール15による液除去の効果を向上させるので、気泡発生の抑制効果が向上する。
ここで、上記実施形態では、液除去手段としてリンガーロール15を設けて液を絞ることで除去する場合で説明しているが、他の公知の液除去手段、例えばワイパー等を採用しても構わない。
【0057】
また、鋼帯1の形状がはじめから平坦な場合には必ずしもテンションレベラ3やブライドルロール2,5が必要なわけではないが、蛇行防止のためにブライドルロールなどによって張力を付与することは有効である。なお、形状矯正手段は、テンションレベラ3に限定されず、例えば調質圧延機、ローラレベラなどを使用しても良い。また、引っ張り張力付与手段であれば、ブライドルロールの他の公知の手段を使用しても良い。ブライドルロールを使用する場合でも、図示された4ロールのタイプに限定されるものではない。例えば、2ロールあるいは3ロールのブライドルでも良い。
【0058】
また、液槽4中の液体として水6を例示しているが、対象とする帯状体の性質等に応じて、液槽4中の液体として他の液体を使用してもよい。
また、上記実施形態では、水6中に全没状態の搬送ロール8,9が2本の場合を例に説明しているが、水6中に全没状態の搬送ロールは1本だけでもよい。すなわち、上記実施形態では、水6中で水平に搬送されている鋼帯1の部分で検査しているが、水6中であれば、鋼帯1の搬送路が水平でない部分に超音波探傷装置のプローブ20を配置して検査を行ってもよい(図7参照)。但し、水面6aから離れた位置で測定する方が、気泡の悪影響を低減できる。もちろん、水6中に鋼帯1を案内するための3本以上の搬送ロールを設けてもよい。
【0059】
また、上記実施形態では、プローブ20への鋼帯1の入側及び出側の両方に遮蔽板30,31を設けているが、一方の遮蔽板30,31だけでも良い。但し、両側に遮蔽板30,31を設ける方が効果が大きい。また、遮蔽板32,33は、必ずしも必要ない。
次に、第2の実施形態を図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な装置等は、同一の符号を付して説明し、その詳細は省略する。
【0060】
本実施形態の基本構成は、上記第1の実施形態と同様であるが、図8に示すように、第3の搬送ロール9と第4の搬送ロール10の相対位置を変更して、水面6aから出る鋼帯1の搬送路を鉛直方向(水面6aに垂直方向)から所定角度θだけ傾けたものである。また、液受け16は鋼帯1の下面側のみに配置している。
【0061】
水面6aから出た鋼帯1の搬送路を傾けると、鋼帯1の上面に付着した水6は、鋼帯1に沿って斜めに落下することで水面6aとの衝突力が小さくなり、気泡発生が低減される。したがって、片面の液受け16を省略することができ、これによって、上記第1の実施形態と同様な作用・効果を持つ。
他の構成及び作用・効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0062】
ここで、本実施形態では、液除去手段であるリンガーロール15が水面6a近傍に設けてあるので、この点からも落下する水6による気泡発生が低減する。
なお、上記全実施形態では、帯状体として鋼帯1を例に挙げて説明しているが、帯状体としては、鋼帯1に限定されず、他の金属を素材とした帯状体、例えばアルミニウムや銅などを素材とした帯状体であってもよい。また、金属以外のプラスチックなどからなる帯状体であっても良い。
【0063】
また、本実施形態の内部欠陥検出装置は、探傷のための単独のライン設備で使用しても良いし、酸洗工程など、帯状体を連続的に処理する一連の工程の一部として組み込んで使用しても良い。
【0064】
【実施例】
上記第1の実施形態に基づいて実験を行った。但し、遮蔽板30〜33が無い場合の実施例である。図9にその結果を示す。
この実施例では、上記液除去手段として、リンガーロール15の代わりに水切り用のゴム(水面より30〜300mmの位置に設置)を使用し、また、鋼帯1は、無端ベルトにした熱延鋼板を循環して搬送を行ったものである。
【0065】
そして、下記の4通りの構成で、超音波ラインセンサ20を使用して探傷を行い、その際の気泡干渉面積率を求めてみた。気泡干渉面積率とは、「超音波ビームの全断面積」に対する「気泡の干渉を受ける超音波ビームの断面積」の割合を表す。
(1) 水中の搬送ロール9を全没させない場合(図9符号A参照)。
【0066】
(2) 水中の搬送ロールを、水面6aからロール上端の間を5mmとして全没させた場合(図9符号B参照)。
(3) 水中の搬送ロールを全没させ、液受け16として遮蔽板を水面6aに配置した場合(図9符号C参照)。なお、遮蔽板は、単なる平板であり、滴下した水の跳ね返りまでは十分に遮蔽しない。
【0067】
(4) 水中の搬送ロールを全没させ、液受け16としての容器を設けた場合(図9符号D参照)。なお、上記容器で受けた水6は、液槽4外に排出するように設定し、滴下した水の跳ね返りを十分に遮蔽する。
ここで、気泡による誤検出は、図5に示すように、鋼帯1の上面若しくは下面にある気泡で内部欠陥と同様な反射波が生じ、気泡からの反射波の振幅が大きい場合に内部欠陥として認識されるものである。そして、上記気泡干渉面積率が0.05%以内であれば、気泡による超音波伝搬の阻害がほとんどなく、感度変動が1dB以内と安定した探傷が可能であることも別途,確認している。なお、感度が少々変動し、感度がやや低い(例えば3dB以内)ことがあっても良い場合は、気泡干渉面積率が0.1%以内であればよい。一方、より感度を安定させるには、気泡干渉面積率が0.02%以内であることが好ましい。
【0068】
上記図9から分かるように、第3の搬送ロール9が全没してないと、気泡の巻き込みが大きく、安定した欠陥検出のためには、鋼板速度(鋼板搬送速度)を200m/分以下とする必要が有るのに対し、第3の搬送ロール9を全没させる、または水6を受ける遮蔽板を設けた場合には、300m/分まで鋼板速度を上げることができる。さらに、水6を受ける容器を設けた場合には、鋼板速度を400m/分以上としても、安定した欠陥検出ができることが分かる。
【0069】
なお、図9の符号B〜Dの各ケースについて、鋼板速度を900m/分として実験したところ、気泡干渉面積は、それぞれB:0.6%、C:0.5%、D:0.042%であった。
すなわち、第1実施形態の発明を採用すると、鋼帯1を400m/分以上1000m/分程度までの高速で搬送しながら、または、鋼帯1を400m/分以上1000m/分程度までの高速で搬送するラインに組み込んだ場合であっても、本発明に基づく内部欠陥検出装置を使用することで、安定して欠陥検出を行うことができることが分かる。
【0070】
また、予めテンションレベラーにより平坦度の矯正を行った熱延鋼板を用いた場合には、上記いずれのケースにおいても気泡干渉面積率が20%程度低減した。例えば矯正前の鋼板で気泡干渉面積率が0.01%であったものでは、矯正後の鋼板では0.008%程度にまで低減した。
さらに、図9の符号Cのケースにおいて、鋼帯を垂直より20°の傾斜角度だけ傾けた場合について行ったところ、気泡干渉面積率が20%程度低減した。
【0071】
またさらに、図9の符号Bにおいて、全没ロールの深さを5mmから50mm変更して実施したところ、気泡干渉面積率が10%程度低減した。
ところで、200m/分未満の低速の鋼板速度に対して、第1の実施形態の発明を採用すると、気泡干渉面積率は大幅に減少して、0.005%以下となる。この場合には、気泡の妨害による欠陥反射波高さの変動を全く無視でき、欠陥反射波高さからの欠陥の大きさの推定精度が格段に向上し、欠陥の種別の判別が高精度化するため、200m/分未満の低速の鋼板速度で欠陥検出を行う場合に、第1の実施形態の発明を採用することは有意義である。
【0072】
特に、本発明では、上記実施例の構成に加えて、遮蔽物30〜33を設けるので、更に気泡によるノイズが低減して、更に欠陥検出精度が向上する。
【0073】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の内部欠陥検出装置を採用すると、連続的に搬送されてくる帯状体等の検査をする際に気泡の悪影響が大幅に低減されて、帯状体等の搬送速度が速くても、安定した内部欠陥の検出ができるという効果がある。
【0074】
また、このような効果があるにも関わらず、装置構成が簡易であるために、部品点数が少なく装置が大型化することが無く、装置コストを低く抑えられ、また保守も容易となる。
すなわち、請求項1に係る発明を採用すると、液体への帯状体の浸漬時や帯状体の液体から出る際、及び液に触れている搬送ロールの回転によって液体中に気泡が取り込まれても、遮蔽物によって当該気泡が超音波探傷装置の検出部位置に移動することが阻止されて、気泡による検出感度の低下が防止されるという効果がある。
【0075】
また、請求項2に係る発明を採用すると、液体に触れる搬送ロールが液体中に全没することで、当該搬送ロールの回転による気泡の巻き込みが低減すると共に、当該搬送ロール近傍にある気泡が検出部側に移動することが防止されて、気泡による検出感度の低下が防止されるという効果がある。
このとき、請求項3に係る発明を採用すると、液体への帯状体の浸漬時や帯状体の液体から出る際に液体に気泡が取り込まれても、遮蔽物によって当該気泡が補足されて搬送ロール側に移動することが防止されることで、さらに気泡による検出感度の低下が防止されるという効果がある。
【0076】
また、請求項4に係る発明を採用すると、液体中に全没させる搬送ロールの深さを規制するという簡単な構成で当該搬送ロールによる液体中への気泡の巻き込みをより確実に低減できるという効果を得ることができる。
また、請求項5に係る発明を採用すると、液受けなどの遮蔽手段を設けるという簡易な構成で液体から帯状体が出ることによって液体中に取り込まれる気泡が減少するという効果を得ることができる。
【0077】
また、請求項6に係る発明を採用すると、液体から出る帯状体の搬送路を傾斜させるという簡易な構成とすることで、液体から帯状体が出ることによって液中に取り込まれる気泡が減少するという効果を得ることができる。
また、請求項7に係る発明を採用すると、液除去手段を液面に近づけて設けるという簡単な構成で、さらに、液体に取り込まれる気泡が低減できるという効果がある。
【0078】
また、請求項8に係る発明を採用すると、帯状体の液体中への進入方向を規制するという簡単な構成で、さらに、液体に取り込まれる気泡が低減できるという効果がある。
また、請求項9に係る発明を採用すると、形状矯正手段を設けることで、探傷装置での検出精度が向上し、液体に取り込まれる気泡を低減できるという効果がある。
【0079】
また、請求項10に係る発明を採用すると、張力付与手段を設けることで、より帯状体が平坦な状態となって、探傷装置での検出精度がさらに向上し、また、気泡発生をさらに低減できるという効果もある。
また、請求項11に係る発明を採用すると、気泡発生が少ない搬送速度の範囲で帯状体が搬送される結果、探傷装置での欠陥検出への気泡の妨害を抑制でき、検出精度が向上する効果がある。
【0080】
また、請求項12に係る発明を採用すると、帯状体の全幅を、少ない数の検出部(プローブ)によって検出可能とでき、探傷装置の構成部品数を低減できるという効果がある。
また、請求項13に係る発明のように、本発明の内部欠陥検出装置は、金属製の帯状体における内部欠陥の連続探傷に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る内部欠陥検出装置の設備構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る液槽回りの構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る検出部である超音波探傷装置のプローブの構成を示す概念図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る超音波探傷装置のプローブの配列を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る透過型配置の超音波センサ(超音波ラインセンサ)の透過波及び反射波を示す図であり、(a)は透過波及び欠陥からの反射波を示す図であり、(b)は気泡からの反射波を示す図である。
【図6】遮蔽板の別の設置例を示す図である。
【図7】全没の搬送ロールが1個の場合の遮蔽板の配置例である。
【図8】本発明の第2の実施の形態に係る液槽回りの構成を示す図である。
【図9】鋼板速度と気泡干渉面積率との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 鋼帯
2,5 ブライドルロール
3 テンションレベラ(形状矯正手段)
4 液槽
6 水(液体)
6a 水面
7 第1の搬送ロール
8 第2の搬送ロール
9 第3の搬送ロール
10 第4の搬送ロール
15 リンガーロール(液除去手段)
16 液受け(遮蔽手段)
20 超音波プローブ(検出部)
20a 送信部
20b 受信部
30 遮蔽板(遮蔽物)
30a 隙間
31 遮蔽板(遮蔽物)
31a 隙間
32 遮蔽板(遮蔽物)
32a 隙間
33 遮蔽板(遮蔽物)30a 隙間
33a 隙間
34 搬送ロール
35 遮蔽物
35a 隙間
36 遮蔽物
36a 隙間
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal defect detection apparatus suitable for continuously and accurately detecting internal defects such as non-metallic inclusions inside a band while conveying a band such as a steel band.
[0002]
[Prior art]
For the purpose of detecting internal defects such as inclusions in the entire width of the metal plate, the inspection of internal defects by ultrasonic waves is performed by, for example, a number of ultrasonic probes (detection units) along the width direction of the rolled metal plate to be inspected. ) Is fixedly arranged and inspected while transporting the rolled metal plate, and the above-mentioned many ultrasonic probes arranged in the width direction of the rolled metal plate are scanned substantially perpendicular to the transport direction of the rolled metal plate, A method of transferring a rolled metal plate is adopted.
[0003]
Examples of the flaw detection method include a pulse reflection method using a transmission / reception probe, a pulse reflection method using a split ultrasonic probe, and a transmission method performed by arranging ultrasonic probes vertically with a plate in between. Among them, in the pulse reflection method and transmission method using a transmission / reception probe, an ultrasonic probe capable of focusing an ultrasonic beam in a spot shape (spot focus) is used in order to improve defect detection capability. However, the area that can be inspected with one ultrasonic probe is extremely small, for example, φ1 mm, and there is a problem that a large number of ultrasonic probes are required.
[0004]
Further, the present inventors have disclosed Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-253414 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-253414 in order to solve the problem of the above-described spot focus beam type ultrasonic probe that requires a large number of probes to inspect the entire plate width. The flaw detection method and apparatus described in Kaihei 11-83815 are proposed.
This is because the detection unit of the ultrasonic flaw detector is arranged so that the line focus type transmission array probe and the line focus type reception array probe are opposed to each other with the test material to be transported in between (the direction of the array is the plate width direction of the test material) By receiving the reflected wave from the internal defect caused by the ultrasonic wave transmitted from the transmitting array probe by the receiving array probe arranged opposite to the transmitting array probe, the internal defect of the test material is detected on the front and back surfaces. The detection is performed without a dead zone immediately below (see FIG. 3).
[0005]
That is, a 0.5 round-trip transmitted wave T1 transmitted from the transmitting array probe and reciprocating 0.5 times through the test material and reaching the receiving array probe and 1.5 reciprocating the test material 1.5 and reaching the receiving array probe .5 The reflected waves F1 and F2 from the defect appearing between the two-way transmitted wave T2 are extracted by the gate circuit, and when the level is equal to or higher than the predetermined level, the internal defect is detected as the defect reflected wave (see FIG. 5). ).
[0006]
By the way, in the detection of internal defects using the ultrasonic flaw detection apparatus as described above, a water immersion method is considered in order to maintain good acoustic coupling between the ultrasonic probe and the test material, that is, to increase detection accuracy. It is done. As the prior art, there are a water column method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-113795 and a water bath dipping method using a pinch roll for sealing disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-149929.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the water column method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-113775 is arranged with a large number of ultrasonic probes fixedly arranged in the width direction of the rolled metal plate, while conveying the rolled metal plate in a direction substantially perpendicular to the probe arrangement direction, Multi-channel automatic ultrasonic inspection of rolled metal plates performed by periodically transmitting and receiving ultrasonic waves from each ultrasonic probe, or arranging a number of ultrasonic probes in the width direction of the rolled metal plate, approximately perpendicular to the probe arrangement direction Of the rolled metal plate carried out by periodically transmitting and receiving ultrasonic waves from each ultrasonic probe while conveying the rolled metal plate in the direction and scanning the ultrasonic probe in a direction substantially perpendicular to the conveying direction of the rolled metal plate. When applied to multi-channel automatic ultrasonic testing, there are the following problems (1) to (3).
[0008]
(1) Since there are a large number of probes, the number of nozzles for forming a water column is large, the number of parts is large, and the apparatus becomes complicated. For this reason, apparatus cost becomes high and maintenance becomes troublesome. Further, since the number of nozzles is large, the probability of occurrence of malfunctioning nozzles increases, and the reliability of the apparatus tends to decrease.
(2) It is conceivable to accommodate a plurality of probes in one nozzle. However, when the dimensions of the water column are increased, the force to which water is to diffuse exceeds the surface tension of the water column, so that a stable water column cannot be formed.
[0009]
{Circle around (3)} Regardless of the number of probes, the fluctuation of the height of the transport path of the rolled metal plate becomes remarkable due to the collision of water, and the detection accuracy is deteriorated accordingly. To avoid this, if the rolled metal plate is too far away from the nozzle, a stable water column cannot be formed.
Moreover, although the water bath immersion method using the pinch roll for sealing disclosed in JP-A-5-149929 has an advantage that flaw detection can be carried out without changing the height of the transport path of the rolled metal plate, It has been found that there are the following problems when it is applied to automatic ultrasonic flaw detection of a rolled metal plate that requires a high conveyance speed or high-sensitivity ultrasonic measurement.
[0010]
(1) Bubbles are easily caught in the water by the rotation of the upper seal roll that is partly exposed on the water surface. This causes bubbles to enter between the ultrasonic probe and the rolled metal plate, giving an indication of erroneous defects. Likely to happen. Moreover, the reflected wave from the internal defect in a rolled metal plate may be interrupted by bubbles, and the defect may not be detected.
(2) Also, in terms of equipment, there is a gap corresponding to the thickness of the rolled metal plate on the end in the longitudinal direction of the upper and lower pinch rolls for sealing (the portion through which the rolled metal plate does not pass). Since water flows out so much that it cannot be ignored, it is necessary to supply an appropriate amount of water into the aquarium.
[0011]
This amount varies depending on the thickness and conveying speed of the rolled metal plate, and is approximately directly proportional to the thickness of the rolled metal plate and exponentially proportional to the conveying speed. Therefore, if the supply amount of water is not changed according to the plate thickness and the conveyance speed, problems such as water disappearing from the water tank and water overflowing from the water tank will occur. Therefore, the water level is controlled using the level control device. There is a need. At this time, if there are bubbles in the water to be supplied, the problem due to the bubbles similar to the above (1) occurs. However, when the transport speed of the rolled metal plate is high, a large amount of water needs to be supplied. There has been a problem that a large-scale deaeration facility has to be installed in the facility, and the incidental facility becomes larger.
[0012]
In addition, although FIG. 5 (conventional example) of Unexamined-Japanese-Patent No. 5-149929 shows the method of changing the conveyance path | route of a rolled metal plate with a deflector roll, and immersing a rolled metal plate in the water in a water tank, When the rolled metal plate moves vertically and upwards from the water, a large amount of water adhering to the rolled metal plate and taken out above the water surface is approximately exponentially proportional to the conveying speed of the rolled metal plate. Amount) Bubbles are generated when falling on the water surface, and the bubbles are taken into the water in the water tank. Moreover, air is also involved when the rolled metal plate enters the water, and bubbles are generated. The bubbles taken into these waters are caught in the water flow in the water tank and diffused throughout the water tank, and a part of them moves to the ultrasonic probe side. is there.
[0013]
In addition, it is assumed that the greater the distance between the deflecting roll in the water tank and the water surface, the smaller the possibility of bubble entrainment by the roll. When the safety side is designed, the water tank becomes deep, and there is a problem that an increase in size of the facility is inevitable.
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and even if the transport speed of the belt or the like is increased, the internal defects existing in the belt or the like that is continuously transported can be simplified. It is an object of the present invention to provide an internal defect detection device that can detect continuously and with high accuracy in the device configuration.
[0014]
This device detects internal defects, but even surface defects such as sliver, baldness, scale wrinkles, gouges, etc., are those that are caused by internal defects or contain internal defects. Become.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention mainly prevents the introduction of bubbles to the detection unit position of the flaw detection device, increases the detection accuracy by the ultrasonic flaw detection device, generates an erroneous defect instruction due to the bubbles, and the defect. This prevents the detection omission from occurring.
That is, the invention described in claim 1 is an internal defect detection device that continuously inspects internal defects of a belt-like body that is continuously conveyed with an ultrasonic flaw detector,
A liquid tank in which liquid is stored, one or more transport rolls that guide the band and pass through the liquid, and a band that is immersed in the liquid by a detection unit disposed in the liquid An ultrasonic flaw detector for inspecting a part in a non-contact manner,
Shielding object having a gap through which the bubbles taken in the liquid are prevented from moving to the detection unit side and can pass through the band-like body with respect to at least one of the entrance side and the exit side of the strip form body to the detection unit. And at least the surface of the shield is made of a porous material.
[0016]
There is a possibility that bubbles are generated in the vicinity of the transport roll in contact with the liquid, at a position where the band-like body enters the liquid, and at a position where the band-like body exits the liquid, and the bubbles are taken into the liquid. In particular, the higher the conveying speed of the belt-like body, the more easily bubbles are generated.
On the other hand, according to the present invention, the movement of the bubble to the position of the detection unit of the ultrasonic flaw detector is blocked by the shielding object, and noise of the ultrasonic flaw detection signal due to the bubble is reduced.
[0017]
In addition, there is a possibility that a liquid flow is generated by the movement of the belt-like body in the liquid or the rotation of the transport roll, and the bubbles in the liquid move to the position of the detection unit.
Further, if the surface of the shield is made of a non-porous material such as a steel plate, a fast liquid flow is generated in a gap portion through which the belt-like body passes, and bubbles may be introduced from the gap into the detection unit. . On the other hand, in the present invention, at least the surface of the shielding object is made of a porous material such as a sponge, so that bubbles are trapped on the surface of the shielding object and the bubbles are introduced from the gap to the detection unit side. Is greatly reduced.
[0018]
Here, by using the method and apparatus proposed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-253414 and 11-83815 as the ultrasonic flaw detection method and apparatus, the front and back surfaces of the band-shaped body can be compared with the conventional pulse reflection type flaw detection. The dead zone is reduced.
Next, the invention described in claim 2 is an internal defect detection device for continuously inspecting an internal defect of a belt-like body continuously conveyed by an ultrasonic flaw detector,
A liquid tank in which liquid is stored, one or more transport rolls that guide the band and pass through the liquid, and a band that is immersed in the liquid by a detection unit disposed in the liquid An ultrasonic flaw detector for inspecting a part in a non-contact manner,
Of the one or two or more transport rolls, the transport roll that touches the liquid is completely immersed in the liquid, and passes through the belt between the transport roll fully immersed in the liquid and the detection unit. A shielding object having a possible gap is provided, and at least the surface of the shielding object is made of a porous material.
[0019]
According to the present invention, entrainment of the transport roll in contact with the liquid reduces the entrainment of bubbles in the liquid due to the rotation of the transport roll.
In addition, there are many air bubbles taken into the liquid in the vicinity of the transport roll that comes into contact with the liquid. However, the air bubbles are prevented from moving to the detection unit position of the ultrasonic flaw detector by the shielding material. Noise of ultrasonic flaw detection signals is reduced.
[0020]
Next, the invention described in claim 3 provides a shielding object having a gap through which the belt-like body can pass between the completely submerged transport roll and the liquid surface, with respect to the configuration described in claim 2. At least the surface of the shield is made of a porous material.
According to the present invention, when the strip enters the liquid or exits from the liquid, the bubbles taken in the liquid are prevented from moving to the transport roll side by the shielding object. As a result, the bubbles moving from the transport roll position to the detection unit side are reduced, and the bubbles introduced to the detection unit position are further reduced. As a result, noise of the ultrasonic flaw detection signal due to bubbles is further reduced.
[0021]
Next, in the invention described in claim 4, with respect to the configuration described in claim 2 or claim 3, the vertical distance between the upper end of the transport roller in the fully immersed state and the liquid surface is 5 mm or more. It is characterized by.
As the transport roll in the liquid is separated from the water surface, the entrainment of bubbles by the transport roll is reduced.
[0022]
By investigating from this viewpoint, it is necessary to set the transport roll deeper in the liquid than necessary by regulating the distance between the transport roll and the liquid level in the fully immersed state to the minimum necessary distance. The liquid tank does not become larger than necessary.
Next, in the invention described in claim 5, in the configuration described in any one of claims 1 to 4, the liquid dropped from the band-shaped body portion located above the liquid surface of the liquid is in the liquid tank. A shielding means for preventing the liquid from colliding with the liquid is provided.
[0023]
The shielding means may be composed of, for example, a liquid receiver that receives the liquid dropped from the strip-like body portion located above the liquid surface and prevents the liquid from colliding with the liquid in the liquid tank.
According to the present invention, the liquid dropped from the band-like body portion above the liquid surface toward the liquid in the liquid tank, such as the liquid adhering to the belt-like body that has come out of the liquid, is removed by the shielding means such as the liquid receiver. Therefore, the occurrence of bubbles on the liquid surface in the liquid tank is reduced.
[0024]
Next, in the invention described in claim 6, the moving direction from the inside of the liquid to the upper surface of the belt in the configuration described in any of claims 1 to 5 is inclined with respect to the vertical direction. Thus, it guides with the said conveyance roll, It is characterized by the above-mentioned.
In view of the fact that the liquid falling from the band-like body portion above the liquid level generally falls along the belt-like body, the belt-like body moving upward from the liquid surface to the liquid surface is tilted from the vertical state, thereby As a result, the impact force when the liquid falling from the liquid removal means on the upper surface side (when installed) collides with the liquid surface is alleviated as compared with the prior art, so that at least the amount of bubbles generated by the falling liquid on the upper surface side is reduced. .
[0025]
Here, the inclination of the strip is preferably 10 degrees or more with respect to the vertical direction. In addition, it is preferable that the water falling from the liquid removing means on the upper surface side of the belt-like body is inclined so that it does not fall directly on the liquid surface (so that the water falling from the liquid removing means falls on the upper surface of the belt-like body on the liquid surface). That is, the appropriate inclination angle varies depending on the position and size of the liquid removing means.
[0026]
Next, the invention described in claim 7 removes the liquid adhering to the band-shaped body portion moved from the liquid to the upper surface of the liquid in the configuration described in any one of claims 1 to 6. The liquid removing means is provided close to the liquid surface.
According to the present invention, even if a part or all of the removed liquid is dropped by removing the liquid adhering to the belt at a position close to the liquid surface, the drop start height of the liquid is Approach the liquid level. As a result, even if the liquid falls on the liquid surface, the impact force is reduced, and the generation of bubbles is reduced.
[0027]
Next, according to an eighth aspect of the present invention, in contrast to the configuration according to any of the first to seventh aspects, the entry of the band into the liquid is perpendicular or substantially perpendicular to the liquid surface. Thus, it is guided by a transport roll.
Here, “perpendicular or substantially perpendicular to the liquid level” means an angle of about 90 ° ± 15 ° with respect to the liquid level.
[0028]
According to the present invention, the entrapment of bubbles when the strip is immersed in the liquid is reduced by setting the angle when entering the liquid to be perpendicular or substantially perpendicular to the liquid surface. Even if tilted to about 90 ° ± 45 °, there is relatively little bubble entrainment, but there is a possibility that the equipment will be larger.
Next, the invention described in claim 9 is provided with a shape correcting means for correcting the shape of the belt-like body to the upstream of the liquid tank in the configuration described in any one of claims 1 to 8. It is characterized by this.
[0029]
According to the present invention, even if warpage, ear extension, abdominal extension, etc. occur in the band-like body, the internal defect is more accurately corrected by correcting the shape of the band-like body flatly before inspecting with the ultrasonic flaw detector. Can be detected.
Further, since the strip-like body is flattened, the effect of removing liquid by the liquid removing means is improved, so that the effect of suppressing the generation of bubbles is improved.
[0030]
Next, a tenth aspect of the present invention is the tension applying means for applying a tensile tension in the moving direction to the band-shaped body passing through the liquid with respect to the configuration described in any of the first to ninth aspects. It is characterized by providing.
According to the present invention, the tensile tension is applied in the moving direction, and the inspection by the ultrasonic flaw detector is performed in a state where the belt-like body is flatter. Furthermore, since the band-like body becomes flatter, the effect of removing the liquid by the liquid removing means is further improved, so that the effect of suppressing bubble generation is further improved.
[0031]
Next, in the invention described in claim 11, in contrast to the configuration described in any one of claims 1 to 10, the belt-like body conveyance speed in the liquid tank is set to 1000 m / min or less. It is a feature.
According to the present invention, since the transport speed of the band-shaped body passing through the liquid is adjusted to a range in which the generation of bubbles is small, the interference by the bubbles during the flaw detection by the ultrasonic flaw detector is suppressed.
[0032]
Here, in order to set the transport speed of the belt-like body to 1000 m / min or less, for example, when the transport means for transporting the strip-like body is provided in the equipment of the flaw detection apparatus, the transport speed by the transport means is 1000 m / min or less. Adjust it. In addition, when the flaw detector is used by being incorporated in a line such as a pickling line or a rolling line, the transport speed of the belt-shaped body in the line is adjusted to transport the belt-shaped body in the liquid tank. What is necessary is just to adjust a speed to 1000 m / min or less.
[0033]
The lower the transport speed, the lower the lower limit value of the transport speed because the lower the transport speed of the belt-like body is, the lower the transport speed is. However, if it is too slow, the time required for flaw detection becomes long and the flaw detection efficiency deteriorates.
Next, according to a twelfth aspect of the present invention, in the configuration described in any one of the first to eleventh aspects, the detection unit of the ultrasonic flaw detector transfers a transmission probe and a reception probe. By placing a specimen-like material facing each other, transmitting a band-shaped ultrasonic beam focused in one direction from the transmission probe, and receiving a reflected wave from an internal defect caused by the ultrasonic beam by a reception probe A probe pair for detecting an internal defect of the test material, wherein a plurality of probe pairs are arranged along the width direction of the belt-like body.
[0034]
According to the present invention, by using the above-described detection unit (hereinafter also referred to as an ultrasonic line sensor) having a large width that can be inspected by one detection unit, the entire width of the band-shaped body is reduced by a small number of detection units (probes). ) Can be detected, and the number of device parts can be reduced.
Examples of the detection unit include those described in JP-A-7-253414.
[0035]
Next, the invention described in claim 13 is characterized in that, in the configuration described in any one of claims 1 to 11, the band-shaped body is a metal band.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an equipment configuration of an internal defect detection device according to the present embodiment, and a steel strip 1 that is a band-like body is moved from the left side (upper process side) to the right side (lower process side) in FIG. It is conveyed toward.
[0037]
First, the configuration will be described. As shown in FIG. 1, an upstream bridle roll 2, a tension leveler 3, a liquid tank 4, and a downstream bridle roll 5 are arranged from the upstream side toward the downstream side.
The liquid tank 4 contains water 6 that is a liquid. As shown in FIG. 2, a first transport roll 7 is disposed on the upstream side of the liquid tank 4, and the steel strip is formed by the first transport roll 8 and the second transport roll 8 that is completely immersed in the water 6. One transport path is changed vertically downward and guided into the water 6 in the liquid tank 4. The steel strip 1 immersed in the water 6 is bent in the horizontal direction in the horizontal direction by the second and third transport rolls 8 and 9 fully immersed in the water 6, and then the third transport roll 9 and The fourth transport roll 10 positioned above the water surface 6a is bent in the transport direction in the vertical direction and exits from the water tank 4, that is, the liquid tank 4. Subsequently, the steel strip 1 is guided to the downstream bridle roll 5 side by the fourth transport roll 10.
[0038]
The distance H between the second and third transport rolls 8 and 9 and the water surface 6a is set to 5 mm or more. By separating the distance H between the second and third transport rolls 8 and 9 and the water surface 6a by 5 mm or more, for example, even if the steel strip 1 is transported at 400 m / min, the influence of air bubbles is greatly reduced. Can do.
Here, the transport rolls 8 and 9 in the liquid rotate while rubbing a layer of the liquid according to the rotation speed on the roll surface, and when the upper ends of the transport rolls 8 and 9 are above the water surface 6a. When the liquid adhering to the roll surface in water rises to a position higher than the water surface 6a and falls onto the water surface 6a from here, bubbles are generated. This causes air bubbles to be caught by the transport rolls 8 and 9. Therefore, by preventing the liquid layer dragged by the surface of the rotating roll from reaching a position higher than the water surface 6a, entrainment of bubbles by the transport rolls 8 and 9 can be prevented. The layer thickness of the liquid dragged by the rotating roll surface varies depending on the roll diameter and the rotation speed of the rolls 8 and 9, and the larger the roll diameter or the higher the rotation speed, the larger the liquid layer thickness. In the range of the diameters of the typical rolls 8 and 9 (φ300 mm to 1500 mm), it was confirmed that the layer thickness could be suppressed to 5 mm or less by setting the conveying speed of the steel strip 1 to 1000 m / min or less. Therefore, the distance between the upper ends of the transport rolls 8 and 9 and the water surface 6a may be 5 mm or more. Thereby, it can prevent that the liquid tank 4 becomes deeper than needed and an installation enlarges.
[0039]
If it is not necessary to reduce the size of the equipment, it is naturally possible to increase the distance between the upper ends of the transport rolls 8 and 9 and the water surface 6a, for example, 50 mm.
Here, although the 1st and 4th conveyance rolls 7 and 10 are each comprised by two rolls, this is once after raising the height of the conveyance path of the steel strip 1 in the liquid tank 4. It is not necessary to have two.
[0040]
Further, a probe 20 of an ultrasonic flaw detector, which is a detection unit of the ultrasonic flaw detector, is disposed between the second transport roll 8 and the third transport roll 9. As shown in FIG. 3, which is a conceptual diagram, the probe 20 of the ultrasonic flaw detector includes a transmitting unit 20 a and a receiving unit 20 b each made of a one-dimensional array type probe. It is arranged oppositely in the direction. In FIG. 3, reference numeral 11 denotes a line focus beam, and reference numeral 12 denotes a reception beam.
[0041]
As shown in FIG. 4, a plurality of the probes 20 of the ultrasonic flaw detector having the above-described configuration are arranged along the width direction of the steel strip 1, and the arranged transmitting unit 20 a and receiving unit 20 b are U-shaped. The frame 13 is supported. Here, the reason why the transmitting units 20a and the receiving units 20b are arranged in a staggered manner is to enable inspection of the entire width of the steel strip 1 while avoiding space interference between adjacent sensors. is there. The receiving unit 20b may be disposed on the upper side, and the transmitting unit 20a may be disposed on the lower side. Also, the transmitter and receiver are misplaced (for example, the upper side is aligned with the transmitter-receiver-transmitter ... in the width direction, and the lower side is aligned with the receiver-transmitter-receiver ...). May be.
[0042]
Each sensor 20 is connected to the flaw detector main body 14. In the flaw detector main body 14, the 0.5 reciprocating transmitted wave T1 and the steel strip 1 which are transmitted from the transmitting unit 20a and reach the receiving unit 20b by 0.5 reciprocating the steel strip 1 in the plate thickness direction are 1 in the plate thickness direction. .5 The reflected waves F1 and F2 from the defect appearing between the 1.5 round-trip transmitted wave T2 that reciprocates and arrives at the receiving unit 20b are extracted by the gate circuit, and detected as an internal defect when it is above a predetermined level. To do. The detected internal defect information is supplied to, for example, the upper process and the lower process (see FIG. 5).
[0043]
As shown in FIG. 2, shielding plates 30 and 31 made of a porous material are interposed between the transport rolls 8 and 9 in the liquid and the probe 20, respectively. The liquid tank is divided between the transport rolls 8 and 9 and the probe 20. Further, shielding plates 32 and 33 extending in the lateral direction are inserted between the transport rolls 8 and 9 and the liquid level 6a close to the transport rolls 8 and 9, so that the transport rolls 8 and 9 and the liquid level 6a Is also defined by the shielding plates 32 and 33. Thus, in this embodiment, the shielding plates 30 to 33 are disposed in a substantially L shape in a side view so as to surround the transport rolls 8 and 9. However, the shielding plates 30 to 33 are provided with gaps 30a, 31a, 32a and 33a through which the steel strip 1 can pass.
[0044]
In addition, although the said shielding plates 30 and 31 are shielding plates arrange | positioned at the entrance side and exit side of the steel strip 1 with respect to the probe 20, like FIG. 6, the upper end part of the said shielding plates 30 and 31 is water surface. You may abbreviate | omit the shielding plates 32 and 33 extended to the upper direction and extended in the said horizontal direction. In addition, as shown in FIG. 7, when the number of transport rolls 34 submerged is one, for example, the entrance side shield 36 is not arranged between the transport roll 34 and the probe 20 as shown in FIG. 7. Reference numeral 35 denotes a shield interposed between the transport roll 34 and the probe 20. Moreover, the code | symbols 35a and 36a are the clearance gaps for the passage of the steel strip 1 formed in each shield 35 and 36, respectively.
[0045]
Moreover, although it is the example which comprised the shielding object by the flat-shaped shielding plates 30-33 in the said description, a shielding object does not need to be flat plate shape. In short, the shape of the shielding object is not limited as long as it can be shielded.
Moreover, sponge etc. can be illustrated as a porous material which forms the shielding plates 30-33. However, it is preferable that the rigidity and thickness are such that the liquid flow does not oscillate. That is, synthetic fibers and iron nets are suitable. Moreover, the whole shielding object does not need to be porous, and at least the surface may be a porous material.
[0046]
Further, between the third transport roll 9 and the fourth transport roll 10, a ringer roll 15 that constitutes a liquid removing unit is disposed at a position close to the water surface 6a. The ringer roll 15 removes liquid from the steel strip 1 by squeezing the liquid on the surface of the steel strip 1. Further, a liquid receiver 16 constituting a shielding means is disposed between the ringer roll 15 and the water surface 6a. The liquid receiver 16 is a member for receiving the liquid falling directly from the steel strip 1 through the steel strip 1 or from the ringer roll 15 which is the liquid removing means described above. The liquid receiver 16 may be above the water surface 6 a or may be in contact with the water 6 in the liquid tank 4. Further, the water 6 received in the liquid receiver 16 may be gently returned to the water 6 in the liquid tank 4 by means such as leaving it to overflow to the surroundings, or may be discharged from the liquid receiver 16.
[0047]
Moreover, in FIG. 2, although the container-like thing is illustrated as the liquid receptacle 16, it is not limited to this. The liquid receiver may be a flat plate member such as a shielding plate or a member such as a filter that allows only liquid to pass therethrough. The liquid receiver 16 is preferably close to the steel strip 1 (10 mm or less), but when the ratio of the liquid falling through the liquid removing means is high, it may be in a position where it can be received, It does not necessarily need to be close to the steel strip 1. In addition, the material (rubber etc.) which is hard to damage to the steel strip 1 is equipped in the liquid receiver 16, and the method of making this steel part contact the steel strip 1 may be taken.
[0048]
The shielding means is not limited to the liquid receiver 16. For example, instead of the liquid receiver 16 or together with the liquid receiver 16, a vacuum suction nozzle is disposed in the vicinity of the surface of the steel strip 1, and shielding means such as sucking and removing the liquid falling through the steel strip 1 is also effective. .
Moreover, it has adjusted so that the conveyance speed of the said steel strip 1, especially the conveyance speed in the liquid tank 4 may be 1000 m / min or less. Here, the conveying speed of the steel strip 1 is the same as that of a conventionally known inverter, which is the rotational speed of an upstream bridle roll 2, a downstream bridle roll 5, and a motor (not shown) that drives the conveying rolls 7 to 10 for applying tension. It is realizable by controlling using etc. Further, a drive motor is provided only for the bridle rolls 2 and 5, and no drive motor is provided for the transport rolls 7 to 10, and the rotational speed of the drive motor for the bridle rolls 2 and 5 is controlled using a conventionally known inverter or the like. Thus, it is possible to control the conveying speed of the steel strip 1 in the liquid tank 4 to 1000 m / min or less.
[0049]
When the bridle rolls 2 and 5 are not provided, the conveying speed of the steel strip 1 in the continuous upstream process is adjusted so that the conveying speed of the steel strip 1 in the liquid tank 4 does not exceed 1000 m / min. Or a drive motor is provided for each of the transport rolls 7 to 10, and each rotational speed of the transport rolls 7 to 10 is transported of the steel strip 1 in the liquid tank 4 using a conventionally known inverter or the like. What is necessary is just to control so that a speed may become predetermined speed within 1000 m / min.
[0050]
In the internal defect detection apparatus configured as described above, the steel strip 1 is within 1000 m / min while tensile tension is applied in the direction along the conveying direction, that is, the longitudinal direction, by the upstream bridle roll 2 and the downstream bridle roll 5. Before being transported at a predetermined speed and transported to the liquid tank 4, it is continuously flattened by the tension leveler 3. Subsequently, the steel strip 1 is guided by the first and second transport rolls 7 and 8 so as to be perpendicular to the water surface 6 a and enter the water 6, whereby the steel strip 1 enters the water 6. Bubble generation due to air entrainment during immersion is minimized. Further, by completely immersing the first and second transport rolls 7 and 8 in the liquid, entrainment of bubbles due to rotation of the transport rolls 7 and 8 is also reduced.
[0051]
Further, the second and third transport rolls 8 and 9 allow the steel strip 1 to continuously detect internal defects in the ultrasonic flaw detector comprising the probe 20 and the flaw detector main body 14 while moving horizontally in the water 6. Inspection is performed.
At this time, even when bubbles are taken into the water 6 when the steel strip 1 enters the water 6, the bubbles are prevented from being captured by the shielding plate 32 and moving toward the transport roll 8. Similarly, even when air bubbles are taken into the water 6 when the steel strip 1 comes out of the water 6, the air bubbles are prevented from being captured by the shielding plate 33 and moving toward the transport roll 9. Furthermore, a water flow is generated by the movement of the steel strip 1 or the first and second transport rolls 7 and 8, and the bubbles existing in the vicinity of the first and second transport rolls 7 and 8 move to the probe 20 side. Although there is a possibility, introduction of bubbles to the probe 20 side is prevented by being blocked by the shielding plates 30 and 31 and being supplemented by the surfaces of the porous shielding plates 30 and 31.
[0052]
Subsequently, the steel strip 1 moves vertically upward by the third and fourth transport rolls 9 and 10 and exits from the water surface 6a. At this time, the water 6 adhering to the steel strip 1 is squeezed by the ringer roll 15 in the vicinity of the water surface 6 a and surely falls from the installation height of the ringer roll 15 and is received by the liquid receiver 16. This prevents the dropped liquid from directly colliding with the water surface 6a and prevents bubbles from being generated by the liquid falling from the steel strip 1 above the water surface 6a.
[0053]
Here, since the falling liquid is received by the liquid receiver 16, the ringer roll 15 is not necessarily required. However, in order to prevent the water 6 from being transported to the downstream process together with the steel strip 1, the drop height of the liquid By lowering the value, it is possible to reduce the splashing of the liquid colliding with the liquid receiver 16.
In the internal defect detection device of the present embodiment, the entire width of the steel strip 1 is inspected while ensuring a predetermined detection accuracy by eliminating the dead zone by using an ultrasonic line sensor as a detection unit of the ultrasonic flaw detection device. The number of detection units (sensors) may be small as a target.
[0054]
Further, when the steel strip 1 enters the water 6 and moves upward from the water surface 6a, the generation of bubbles is minimized, and the bubbles taken into the water 6 are captured and transported by the shielding plates 32 and 33. The movement to the roll 8.9 side is prevented, and erroneous detection due to air bubbles and detection omission due to air bubble interference are prevented, thereby improving detection accuracy. Further, the generated bubbles are prevented from moving from the position of the transport roll 8.9 to the probe 20 side by the shielding plates 30 and 31, and the detection accuracy is further improved.
[0055]
Further, since the transport rolls 8 and 9 that are in contact with the water 6 are all immersed in the water 6, it is possible to prevent entrainment of bubbles due to the rotation of the transport rolls 8 and 9.
The liquid removing means is installed at a position close to the water surface 6a as described above. Specific preferred conditions are influenced by the conveyance speed, the physical properties of the liquid, and the like, but it is preferable to install them at a distance within a range of 30 mm to 600 mm from the water surface.
[0056]
Furthermore, since the steel strip 1 is corrected and inspected in a state where tension is applied before the inspection, the steel strip 1 becomes flatter and detection of internal defects in the steel strip 1 is performed with higher accuracy. . Further, since the steel strip 1 becomes flatter, the effect of removing liquid by the Ringer roll 15 is improved, and the effect of suppressing the generation of bubbles is improved.
Here, in the above embodiment, the case where the ringer roll 15 is provided as the liquid removing means and the liquid is removed by squeezing the liquid is described. However, other known liquid removing means such as a wiper may be employed. Absent.
[0057]
Further, when the shape of the steel strip 1 is flat from the beginning, the tension leveler 3 and the bridle rolls 2 and 5 are not necessarily required, but it is effective to apply tension by a bridle roll or the like to prevent meandering. is there. The shape correcting means is not limited to the tension leveler 3, and for example, a temper rolling mill, a roller leveler, or the like may be used. In addition, other known means of the bridle roll may be used as long as it is a tensile tension applying means. Even when a bridle roll is used, it is not limited to the illustrated four-roll type. For example, a 2-roll or 3-roll bridle may be used.
[0058]
Moreover, although the water 6 is illustrated as a liquid in the liquid tank 4, you may use another liquid as a liquid in the liquid tank 4 according to the property of the strip | belt-shaped body made into object.
Moreover, although the said embodiment demonstrated to the example the case where the conveyance rolls 8 and 9 of a fully immersed state are two in the water 6, only one conveyance roll of the fully immersed state in the water 6 may be sufficient. . That is, in the said embodiment, although it inspect | inspects in the part of the steel strip 1 conveyed horizontally in the water 6, if it is in the water 6, the ultrasonic flaw detection will be carried out to the part where the conveyance path of the steel strip 1 is not horizontal. An inspection may be performed by placing the probe 20 of the apparatus (see FIG. 7). However, the adverse effect of bubbles can be reduced by measuring at a position away from the water surface 6a. Of course, three or more transport rolls for guiding the steel strip 1 in the water 6 may be provided.
[0059]
Moreover, in the said embodiment, although the shielding plates 30 and 31 are provided in both the entrance side and exit side of the steel strip 1 with respect to the probe 20, only one shielding plate 30 and 31 may be sufficient. However, it is more effective to provide the shielding plates 30 and 31 on both sides. Further, the shielding plates 32 and 33 are not always necessary.
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the apparatus similar to the said embodiment attaches | subjects and demonstrates the same code | symbol, The detail is abbreviate | omitted.
[0060]
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment. However, as shown in FIG. 8, the relative position of the third transport roll 9 and the fourth transport roll 10 is changed to change the water surface 6a. The conveyance path of the steel strip 1 coming out of the vehicle is inclined by a predetermined angle θ from the vertical direction (perpendicular to the water surface 6a). Further, the liquid receiver 16 is arranged only on the lower surface side of the steel strip 1.
[0061]
When the conveying path of the steel strip 1 coming out of the water surface 6a is tilted, the water 6 adhering to the upper surface of the steel strip 1 falls obliquely along the steel strip 1, thereby reducing the collision force with the water surface 6a and causing bubbles. Occurrence is reduced. Therefore, the liquid receiver 16 on one side can be omitted, and this has the same operation and effect as the first embodiment.
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.
[0062]
Here, in this embodiment, since the ringer roll 15 as a liquid removing means is provided in the vicinity of the water surface 6a, the generation of bubbles due to the falling water 6 is also reduced from this point.
In all the above-described embodiments, the steel strip 1 is described as an example of the strip. However, the strip is not limited to the steel strip 1, but a strip made of another metal, for example, aluminum. It may be a belt-like body made of copper or copper. Further, it may be a belt-like body made of plastic other than metal.
[0063]
In addition, the internal defect detection device of the present embodiment may be used in a single line facility for flaw detection, or is incorporated as a part of a series of processes for continuously processing the belt-like body such as a pickling process. May be used.
[0064]
【Example】
An experiment was conducted based on the first embodiment. However, this is an example in the case where the shielding plates 30 to 33 are not provided. FIG. 9 shows the result.
In this embodiment, a draining rubber (installed at a position 30 to 300 mm from the surface of the water) is used in place of the ringer roll 15 as the liquid removing means, and the steel strip 1 is an endless belt. It is the one that is conveyed by circulating.
[0065]
Then, flaw detection was performed using the ultrasonic line sensor 20 with the following four configurations, and the bubble interference area ratio was determined. The bubble interference area ratio represents the ratio of “the cross-sectional area of the ultrasonic beam subjected to bubble interference” to “the total cross-sectional area of the ultrasonic beam”.
(1) When the underwater transport roll 9 is not completely submerged (see symbol A in FIG. 9).
[0066]
(2) The case where the underwater transport roll is completely submerged with a distance of 5 mm from the water surface 6a to the upper end of the roll (see B in FIG. 9).
(3) A case where the underwater transport roll is completely immersed and a shielding plate is disposed on the water surface 6a as the liquid receiver 16 (see C in FIG. 9). In addition, a shielding board is a mere flat plate, and does not fully shield until the dripped water bounces.
[0067]
(4) When the underwater transport roll is completely immersed and a container as the liquid receiver 16 is provided (see reference sign D in FIG. 9). The water 6 received in the container is set so as to be discharged out of the liquid tank 4 and sufficiently shields the splash of the dropped water.
Here, as shown in FIG. 5, the erroneous detection due to the bubble is caused by a bubble on the upper surface or the lower surface of the steel strip 1 and a reflected wave similar to the internal defect is generated, and the internal defect is detected when the amplitude of the reflected wave from the bubble is large. It is recognized as It has also been confirmed separately that if the bubble interference area ratio is within 0.05%, there is almost no hindrance to ultrasonic wave propagation due to bubbles, and stable flaw detection is possible with sensitivity fluctuations within 1 dB. If the sensitivity may vary slightly and the sensitivity may be slightly low (for example, within 3 dB), the bubble interference area ratio may be within 0.1%. On the other hand, in order to further stabilize the sensitivity, the bubble interference area ratio is preferably within 0.02%.
[0068]
As can be seen from FIG. 9 above, if the third transport roll 9 is not completely submerged, entrainment of bubbles is large, and for stable defect detection, the steel plate speed (steel plate transport speed) is 200 m / min or less. On the other hand, when the third conveying roll 9 is completely immersed or a shielding plate for receiving the water 6 is provided, the steel plate speed can be increased up to 300 m / min. Furthermore, when the container which receives the water 6 is provided, it turns out that the stable defect detection can be performed even if the steel plate speed is 400 m / min or more.
[0069]
In addition, for each case indicated by reference signs B to D in FIG. 9, when the steel plate speed was 900 m / min, the bubble interference areas were B: 0.6%, C: 0.5%, and D: 0.042, respectively. %Met.
That is, when the invention of the first embodiment is adopted, the steel strip 1 is conveyed at a high speed of about 400 m / min to about 1000 m / min, or the steel strip 1 is conveyed at a high speed of about 400 m / min to about 1000 m / min. It can be seen that even when incorporated in a line to be transported, defect detection can be performed stably by using the internal defect detection apparatus according to the present invention.
[0070]
In addition, when a hot-rolled steel sheet whose flatness was corrected with a tension leveler in advance was used, the bubble interference area ratio was reduced by about 20% in any of the above cases. For example, in the case of the steel plate before straightening with a bubble interference area ratio of 0.01%, the steel plate after straightening was reduced to about 0.008%.
Further, in the case of reference C in FIG. 9, when the steel strip was tilted by an inclination angle of 20 ° from the vertical, the bubble interference area ratio was reduced by about 20%.
[0071]
Furthermore, when the depth of the fully immersed roll was changed from 5 mm to 50 mm in the symbol B in FIG. 9, the bubble interference area ratio was reduced by about 10%.
By the way, when the invention of the first embodiment is adopted for a low steel plate speed of less than 200 m / min, the bubble interference area ratio is greatly reduced to 0.005% or less. In this case, the fluctuation of the defect reflection wave height due to the bubble interference can be completely ignored, and the accuracy of estimating the defect size from the defect reflection wave height is greatly improved, and the defect type discrimination is highly accurate. In the case where defect detection is performed at a low steel plate speed of less than 200 m / min, it is meaningful to adopt the invention of the first embodiment.
[0072]
In particular, in the present invention, since the shielding objects 30 to 33 are provided in addition to the configuration of the above embodiment, noise due to bubbles is further reduced, and the defect detection accuracy is further improved.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, when the internal defect detection device of the present invention is adopted, the bad influence of bubbles is greatly reduced when inspecting the continuously transported strip or the like, and the transport speed of the strip or the like is reduced. Even if it is fast, there is an effect that stable internal defects can be detected.
[0074]
In spite of these effects, since the apparatus configuration is simple, the number of parts is small, the apparatus is not enlarged, the apparatus cost is kept low, and maintenance is easy.
That is, when the invention according to claim 1 is adopted, even when bubbles are taken into the liquid when the band-like body is immersed in the liquid or when the belt-like body comes out of the liquid, and by rotation of the transport roll in contact with the liquid, The shielding object prevents the bubbles from moving to the position of the detection unit of the ultrasonic flaw detector, and has an effect of preventing a reduction in detection sensitivity due to the bubbles.
[0075]
In addition, when the invention according to claim 2 is adopted, the conveyance roll that touches the liquid is completely submerged in the liquid, so that entrainment of bubbles due to rotation of the conveyance roll is reduced, and bubbles in the vicinity of the conveyance roll are detected. This has the effect of preventing movement to the part side and preventing a decrease in detection sensitivity due to bubbles.
At this time, when the invention according to claim 3 is adopted, even if the bubble is taken into the liquid when the strip is immersed in the liquid or when the strip is discharged from the liquid, the bubble is supplemented by the shielding object, and the transport roll By preventing the movement to the side, it is possible to further prevent a decrease in detection sensitivity due to bubbles.
[0076]
Further, when the invention according to claim 4 is adopted, it is possible to more reliably reduce the entrainment of bubbles in the liquid by the transport roll with a simple configuration in which the depth of the transport roll to be completely immersed in the liquid is regulated. Can be obtained.
Further, when the invention according to claim 5 is adopted, it is possible to obtain an effect that the bubbles taken into the liquid are reduced by the strip-like body coming out of the liquid with a simple configuration of providing a shielding means such as a liquid receiver.
[0077]
In addition, when the invention according to claim 6 is adopted, by adopting a simple configuration in which the transport path of the belt-like body that comes out of the liquid is inclined, bubbles taken into the liquid are reduced when the belt-like body comes out of the liquid. An effect can be obtained.
Further, when the invention according to claim 7 is adopted, there is an effect that the bubbles taken into the liquid can be further reduced with a simple configuration in which the liquid removing means is provided close to the liquid surface.
[0078]
In addition, when the invention according to claim 8 is adopted, there is an effect that the bubbles taken into the liquid can be further reduced with a simple configuration in which the direction in which the belt-like body enters the liquid is regulated.
In addition, when the invention according to claim 9 is adopted, by providing the shape correcting means, there is an effect that detection accuracy in the flaw detection apparatus is improved and bubbles taken into the liquid can be reduced.
[0079]
Further, when the invention according to claim 10 is adopted, by providing the tension applying means, the band-like body becomes flatter, the detection accuracy in the flaw detection apparatus is further improved, and the generation of bubbles can be further reduced. There is also an effect.
Further, when the invention according to claim 11 is adopted, the band-shaped body is transported within a transport speed range in which the generation of bubbles is small. As a result, it is possible to suppress the bubbles from interfering with the defect detection in the flaw detection apparatus, and to improve the detection accuracy. There is.
[0080]
Further, when the invention according to claim 12 is adopted, the entire width of the belt-like body can be detected by a small number of detection units (probes), and the number of components of the flaw detection apparatus can be reduced.
As in the invention according to claim 13, the internal defect detection device of the present invention is suitable for continuous flaw detection of internal defects in a metal strip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an equipment configuration of an internal defect detection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration around a liquid tank according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration of a probe of an ultrasonic flaw detector as a detection unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an array of probes of the ultrasonic flaw detector according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing transmitted waves and reflected waves of an ultrasonic sensor (ultrasonic line sensor) of a transmission type arrangement according to an embodiment of the present invention, and (a) shows transmitted waves and reflected waves from a defect. It is a figure which shows, (b) is a figure which shows the reflected wave from a bubble.
FIG. 6 is a diagram showing another installation example of a shielding plate.
FIG. 7 is a layout example of a shielding plate in the case where there is only one all-in-one transport roll.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration around a liquid tank according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the steel plate speed and the bubble interference area ratio.
[Explanation of symbols]
1 Steel strip
2,5 Bridle roll
3 Tension leveler (shape correction means)
4 Liquid tank
6 Water (liquid)
6a Water surface
7 First transport roll
8 Second transport roll
9 Third transport roll
10 Fourth transport roll
15 Ringer roll (liquid removing means)
16 Liquid receiver (shielding means)
20 Ultrasonic probe (detector)
20a Transmitter
20b receiver
30 Shield plate (shield)
30a clearance
31 Shield plate (shield)
31a clearance
32 Shield plate (shield)
32a clearance
33 Shield plate (shield) 30a Clearance
33a clearance
34 Transport roll
35 Shield
35a clearance
36 Shield
36a clearance

Claims (13)

連続して搬送されてくる帯状体の内部欠陥を超音波探傷装置で連続的に検査する内部欠陥検出装置であって、
液体が収容された液槽と、上記帯状体を案内して上記液体中を通過させる1又は2以上の搬送ロールと、上記液体中に配置された検出部で上記液体に浸漬している帯状体部分を非接触で検査する超音波探傷装置と、を備え、
上記検出部への帯状体の入側及び出側の少なくとも一方に対し、液体中に取り込まれた気泡が上記検出部側に移動することを遮ると共に上記帯状体を通過可能な隙間を有する遮蔽物を設け、その遮蔽物の少なくとも表面を多孔質の材料から構成したことを特徴とする内部欠陥検出装置。
An internal defect detection device that continuously inspects internal defects of a belt-like body that is continuously conveyed with an ultrasonic flaw detector,
A liquid tank in which liquid is stored, one or more transport rolls that guide the band and pass through the liquid, and a band that is immersed in the liquid by a detection unit disposed in the liquid An ultrasonic flaw detector for inspecting a part in a non-contact manner,
Shielding object having a gap through which the bubbles taken in the liquid are prevented from moving to the detection unit side and can pass through the band-like body with respect to at least one of the entrance side and the exit side of the strip form body to the detection unit. An internal defect detection device characterized in that at least the surface of the shield is made of a porous material.
連続して搬送されてくる帯状体の内部欠陥を超音波探傷装置で連続的に検査する内部欠陥検出装置であって、
液体が収容された液槽と、上記帯状体を案内して上記液体中を通過させる1又は2以上の搬送ロールと、上記液体中に配置された検出部で上記液体に浸漬している帯状体部分を非接触で検査する超音波探傷装置と、を備え、
上記1又は2以上の搬送ロールのうち上記液体に触れる搬送ロールは、当該液体中に全没し、且つ、上記液体中に全没した搬送ロールと上記検出部との間に、帯状体を通過可能な隙間を有する遮蔽物を設け、当該遮蔽物の少なくとも表面をを多孔質の材料から構成したことを特徴とする内部欠陥検出装置。
An internal defect detection device that continuously inspects internal defects of a belt-like body that is continuously conveyed with an ultrasonic flaw detector,
A liquid tank in which liquid is stored, one or more transport rolls that guide the band and pass through the liquid, and a band that is immersed in the liquid by a detection unit disposed in the liquid An ultrasonic flaw detector for inspecting a part in a non-contact manner,
Of the one or two or more transport rolls, the transport roll that touches the liquid is completely immersed in the liquid, and passes through the belt between the transport roll fully immersed in the liquid and the detection unit. An internal defect detection apparatus, characterized in that a shielding object having a possible gap is provided, and at least a surface of the shielding object is made of a porous material.
上記全没した搬送ロールと液面との間に、帯状体が通過可能な隙間を有する遮蔽物を設け、当該遮蔽物の少なくとも表面を多孔質の材料から構成したことを特徴とする請求項2に記載した内部欠陥検出装置。3. A shielding object having a gap through which a belt-like body can pass is provided between the completely submerged transport roll and the liquid surface, and at least the surface of the shielding object is made of a porous material. The internal defect detection device described in 1. 上記全没状態の搬送ロール上端と液面との上下方向の距離を、5mm以上としたことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載した内部欠陥検出装置。The internal defect detection device according to claim 2 or 3, wherein a distance in the vertical direction between the upper end of the transport roller in the fully immersed state and the liquid surface is 5 mm or more. 上記液体の液面上方に位置する帯状体部分から落下した液が液槽中の液体に衝突することを防止する遮蔽手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載した内部欠陥検出装置。5. A shielding means is provided for preventing the liquid dropped from the strip-like body portion located above the liquid surface from colliding with the liquid in the liquid tank. The internal defect detection device described. 上記帯状体における液体中から液面上方への移動方向が鉛直方向に対し傾斜するように、上記搬送ロールで案内することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載した内部欠陥検出装置。The internal defect according to any one of claims 1 to 5, wherein the internal defect is guided by the transporting roll so that a moving direction from the liquid to the liquid surface in the belt is inclined with respect to a vertical direction. Detection device. 液体中から液面上方に移動した帯状体部分に付着している液を除去する液除去手段を、液面に近づけて設けたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載した内部欠陥検出装置。The liquid removing means for removing the liquid adhering to the band-shaped body portion that has moved from the liquid to the upper surface of the liquid is provided close to the liquid surface. Internal defect detection device. 上記帯状体の液体中への進入は、液面に対し垂直又は略垂直となるように、搬送ロールで案内されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載した内部欠陥検出装置。The internal defect according to any one of claims 1 to 7, wherein the intrusion of the strip into the liquid is guided by a transport roll so as to be perpendicular or substantially perpendicular to the liquid surface. Detection device. 液槽の上流に、帯状体の形状を平坦に矯正する形状矯正手段を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載した内部欠陥検出装置。The internal defect detection device according to any one of claims 1 to 8, wherein shape correction means for correcting the shape of the belt-like body to be flat is provided upstream of the liquid tank. 上記液体中を通過中の帯状体に移動方向の引張張力を付与する張力付与手段を備えることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載した内部欠陥検出装置。The internal defect detection device according to any one of claims 1 to 9, further comprising a tension applying unit that applies a tensile tension in a moving direction to the belt-like body passing through the liquid. 上記液槽内での帯状体の搬送速度を、1000m/分以下にしたことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載した内部欠陥検出装置。The internal defect detection apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein a conveying speed of the belt-like body in the liquid tank is set to 1000 m / min or less. 上記超音波探傷装置の検出部は、送信プローブと受信プローブとを移送される被検材を挟んで対向配置し、該送信プローブから一方向に集束した帯状の超音波ビームを送信し、該超音波ビームによって生起された内部欠陥からの反射波を受信プローブによって受信することにより、被検材の内部欠陥を検出するプローブ対であって、そのプローブ対を、帯状体の幅方向に沿って複数個,配列したことを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれかに記載した内部欠陥検出装置。The detection unit of the ultrasonic flaw detection apparatus is disposed so as to face the sample to be transported between the transmission probe and the reception probe, and transmits a band-shaped ultrasonic beam focused in one direction from the transmission probe. A probe pair for detecting an internal defect of a specimen by receiving a reflected wave from an internal defect caused by a sound beam by a receiving probe, and a plurality of the probe pairs are arranged along the width direction of the belt-shaped body. The internal defect detection device according to claim 1, wherein the internal defect detection device is arranged in pieces. 上記帯状体が金属帯であることを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載した内部欠陥検出装置。The internal defect detection device according to any one of claims 1 to 12, wherein the strip is a metal strip.
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