JP7461569B2 - 校正が可能な電磁気検査装置 - Google Patents
校正が可能な電磁気検査装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7461569B2 JP7461569B2 JP2023520187A JP2023520187A JP7461569B2 JP 7461569 B2 JP7461569 B2 JP 7461569B2 JP 2023520187 A JP2023520187 A JP 2023520187A JP 2023520187 A JP2023520187 A JP 2023520187A JP 7461569 B2 JP7461569 B2 JP 7461569B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- calibration
- steel plate
- hardness
- electromagnetic
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 140
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 140
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 29
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 86
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 25
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000001915 proofreading effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- RMLPZKRPSQVRAB-UHFFFAOYSA-N tris(3-methylphenyl) phosphate Chemical compound CC1=CC=CC(OP(=O)(OC=2C=C(C)C=CC=2)OC=2C=C(C)C=CC=2)=C1 RMLPZKRPSQVRAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
- G01N27/9006—Details, e.g. in the structure or functioning of sensors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
- G01N27/9046—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents by analysing electrical signals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
- B21C51/005—Marking devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
- C21D8/0226—Hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/80—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating mechanical hardness, e.g. by investigating saturation or remanence of ferromagnetic material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
- G01N27/9093—Arrangements for supporting the sensor; Combinations of eddy-current sensors and auxiliary arrangements for marking or for rejecting
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
Description
本発明は、センサの校正に使用される検査装置に関する。
一般的な硬度測定方法は、被測定体の表面部位に特定の荷重で力を加え、その形態によって硬度の強さを測定する破壊的な方法が広く用いられている。このような方法は、破壊される区間の形状を測定して硬度値を計算する方式である。しかし、一般的に使用される鋼板の場合、長さが数メートルから十数メートル、幅が数メートル程度であり、このような鋼板の全面積に対する硬度を測定するには、既存の方法では全区間の硬度を測定することが現実的に不可能であるという問題点がある。
特許文献１や特許文献２のように、接触なしに交流電源が印加されるコイルを介して、鋼板に渦電流を生じさせて鋼板の特性を測定する技術が開発されているが、正確度が不十分であり、板状素材を迅速かつ正確に測定できないという問題がある。
一方、特許文献２の場合、交流電源が印加されるコイルを介して、鋼板に渦電流を生じさせて鋼板の特性を測定するセンサが設置された校正用鋼板で感度を校正しながら使用する技術であって、校正用鋼板には均一な強度の試験片が挿入されるか、アークストライクによる人工欠陥を含む構成が開示されているが、このような校正用鋼板は、精密に感度を校正するには不十分であるという問題がある。
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためのものであって、急激な信号変化が発生しない硬度測定において、センサの感度を迅速かつ正確に校正するための校正用鋼板及びこれを含む検査装置並びに校正用鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
上記のような目的を達成するために、本発明は、次のような校正用鋼板及びこれを含む検査装置並びに校正用鋼板の製造方法を提供する。
本発明は、一実施例として、長辺と短辺を有し、センサの校正に使用される鋼板であって、第１硬度を有する第１部分と上記第１硬度より高い第２硬度を有する第２部分とを含み、上記第１部分と第２部分は短辺方向に互いに異なる位置に配置され、上記第１部分及び第２部分は同一の組成のオーステナイト結晶粒から変態した相を有するセンサ校正用鋼板を提供する。
一実施例として、上記第２部分は上記第１部分より５０Ｈｖ以上高い硬度を有し、上記第１部分と第２部分は長辺方向に延長形成されることができる。
一実施例として、上記第２部分は２５０Ｈｖ以上の硬度を有することができる。
一実施例として、上記第３硬度を有する第３部分を含み、上記第３硬度は上記第１硬度よりは大きく、上記第２硬度よりは小さく、上記第３部分は短辺方向に第１及び第２部分と異なる位置に配置され、上記第３部分はオーステナイト結晶粒から変態した相を有するセンサ校正用鋼板を提供することができる。
本発明は、一実施例として、被測定鋼板の幅方向に配置された複数の電磁気センサを含むセンサ本体と、上記センサ本体に連結され、上記センサ本体を移動させる移動手段と、上記被測定鋼板と異なる位置に配置されるセンサ校正用鋼板と、を含む電磁気センサ校正装置であって、上記センサ校正用鋼板は上述したセンサ校正用鋼板であり、上記センサ校正用鋼板は上記被測定鋼板と同一の材質及び幅を有し、上記センサ校正用鋼板上において、上記移動手段は、上記校正用鋼板の幅以上の移動距離を有するように構成される、校正が可能な電磁気検査装置を提供することができる。
一実施例として、上記複数の電磁気センサと連結された校正部をさらに含み、上記校正部は、上記複数の電磁気センサで上記第１部分を測定した測定値及び上記第２部分を測定した測定値に基づいて上記複数の電磁気センサを校正することができる。
一実施例として、上記校正部は、上記電磁気センサで測定された測定値を硬度に換算し、上記測定された部分の硬度と同一に換算するようにして校正を行うことができる。
一実施例として、上記被測定鋼板と上記センサ校正用鋼板は長さ及び厚さが同一であることができる。
一実施例として、上記被測定鋼板が配置される測定領域と上記センサ校正用鋼板が配置される校正領域は並んで配置されることができる。
本発明は、一実施例として、センサ校正用鋼板の作製方法であって、上記鋼板を加熱炉で加熱する加熱段階と、加熱された鋼板を圧延ロールで圧延する圧延段階と、圧延された鋼板を冷却する冷却段階と、を含み、上記冷却段階において、上記鋼板は鋼板の幅方向に沿って異なる位置に第１部分と第２部分とを含み、上記第１部分と第２部分の冷却速度が異なる校正用鋼板の作製方法を提供する。
一実施例として、上記冷却段階において、冷却速度の調節は対応する部分の冷却水量を調節することによって行うことができる。
一実施例として、上記冷却段階において、上記第１部分より上記第２部分の冷却速度が高くてよい。
一実施例として、上記冷却段階において、冷却速度の調節は、鋼板の幅方向及び長さ方向から供給される冷却水量を調節することによって行うことができる。
本発明は、構成を通じて、急激な信号変化が発生しない硬度測定において、センサの感度を校正するための校正用鋼板及びこれを含む検査装置並びに校正用鋼板の製造方法を提供することができる。
以下では、添付の図面を参照して、本発明の具体的な実施例について説明する。
厚板は、送油管やガスパイプとして使用することができるが、このような場合、内部を通過する物質による問題がないように剛性と耐Ｓｏｕｒ性能が必要である。通常、剛性と耐Ｓｏｕｒ性を有する厚板としては、ＴＭＣＰ鋼（Ｔｈｅｒｍｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ）が使用される。
このような厚板において、厚板の硬度が基準硬度の２００Ｈｖより高硬度（２５０Ｈｖ）以上である場合、このような高硬度部位が高圧の条件下でＨ２Ｓと反応してクラックが生じ、パイプが破壊される水素誘起亀裂（ＨＩＣ）が発生する可能性がある。このような内容は、「ＤＮＶ－ＯＳ－Ｆ１０１（Ｓｕｂｍａｒｉｎｅ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）」や「ＡＰＩ ５Ｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｌｉｎｅ Ｐｉｐｅ」にも開示されている。
従って、厚板は、表層下部位の硬度を正確に判断し、追って発生する可能性のある欠陥を予防することが必要である。特に、原料輸送管は、事故が発生した場合に人的／物的損失だけでなく、環境汚染などの複合的に大きな問題が発生するという点で、高強度、高耐食鋼厚板の全領域に対する正確な硬度の測定が求められる。
厚板において高硬度が発生する要因には様々なものがあるが、よく知られている２つの要因として浸炭及び局部過冷があり、図１には、このような要因によって発生した高硬度部分の断面写真が示されている。図１（ａ）には、浸炭によって発生した高硬度部分の断面写真が示されており、図１（ｂ）には、局部過冷によって発生した高硬度部分の断面写真が示されている。
図１（ａ）及び（ｂ）に示されているように、浸炭は、モールドパウダー（Ｃ：０．１ｗｔ％以上）がスラブ表層に残存して発生するものであって、欠陥組織の境界が明確であり、当該高硬度部分は他の部分と組成も異なる。従って、電磁気検査装置で容易に探傷することができる。これに対し、局部過冷は、素材と同一の組成を有するものの、過冷によってオーステナイトから変態される相が異なり、温度勾配が連続的に発生することから結合組織の境界が不明確であり、そのため、電磁気検査装置で正確に探傷することが難しいという問題がある。従って、相対的に測定し難い欠陥が判断できる検査装置を開発する必要がある。
電磁気検査装置は、電場あるいは磁場を鋼板に加え、鋼板の素材特性によって変化する信号をセンシングするか、追加のセンサを配置し、鋼板の素材特性によって発生する電流／電圧／磁場の強さなどを測定して鋼板の特性を検査する装置である。
硬度も一種の素材特性であって、例えば、渦電流測定装置で検査するとき、硬度値が増加する場合にＢ－Ｈカーブにおいてヒステリシス曲線の幅が大きくなる特性により、測定される信号値が小さくなり（エネルギー損失増大）、これを用いて素材の硬度値を測定することができる。但し、測定される信号に影響を与える因子は多様であるため、測定される信号値が硬度によって変化したのか、それとも他の因子、例えば、残留応力、電位、残留磁化によって変化したのかが分かり難い。このような状況は、渦電流測定装置ではなく漏れ磁束測定装置の場合も同様である。
一方、電磁気検査装置は、迅速な検査のために複数のセンサを介して測定するが、各センサは、同一の物体を測定するとしてもセンシング値に差があるため、これを校正する校正作業が必要であり、このとき、校正作業は通常、正確な値を認知している素材を活用する。
通常、正確な値を認知している小さなサンプルを用意し、センサが当該サンプルを通過させて測定された信号値を、既知の値となるように補正するが、上述したように、サンプルにおいても硬度は正確に認知しているものの、他の因子については情報が正確でないため、測定対象と同一の条件とはいえず、このような点が校正を難しくする。
他に、鋼板に人工欠陥を生成して高硬度部分を作るが、高硬度部分を生成するために、アーキング－素材を凝固させた後、凝固させて高硬度を形成－することが特許文献１に開示されている。図２（ａ）には、アーキングによって形成された高硬度部分の断面写真が、図２（ｂ）には、局部過冷によって形成された高硬度部分の断面写真が示されている。図２（ａ）と（ｂ）から分かるように、再凝固によって高硬度部分を形成する場合、高硬度であるという点は同一である。しかし、高硬度部分が再凝固した凝固組織を有するようになっても、局部過冷による場合は結晶粒が維持される形態であり、結晶粒の境界線によっても電磁気信号に影響を受けるという点を考慮すると、同一の硬度であっても同一の電磁気信号が発生しないことが分かる。
従って、単に硬度値を基準として校正用板を構成する場合、実際の欠陥とは異なる欠陥を基準として校正を行うようになるため、硬度以外の他の因子によって信号値に影響を受けることから正確に測定されず、これは局部過冷による欠陥の検査をさらに難しくする。
本発明は、実施例において渦電流検査装置を中心に説明するが、電磁気検査装置が渦電流検査装置に制限されるものではなく、様々な電磁気検査装置に適用することができる。
図３には、本発明による校正用鋼板の作製方法のフローチャートが示されており、図４には、本発明による校正用鋼板ＣＰの平面図が示されている。
本発明は、高硬度鋼板を電磁気センサで正確に測定するように電磁気センサの校正が可能な校正用鋼板及びこれを作製する作製方法を提供するものであって、センシングが難しい局部過冷欠陥を校正用鋼板に生成し、これを基準として電磁気センサを校正させることを基本的な概念とする。また、校正用鋼板において、電磁気センサの信号値に影響を与えられる因子を被測定鋼板と同一に作り、実際の測定によって得られる基準値とセンサの信号値の関係を容易かつ迅速に一致させることで、センサ間の偏差なしに迅速かつ正確な測定を可能とする。
図３には、本発明による校正用鋼板ＣＰの作製方法が示されている。本発明の一実施例において、校正用鋼板ＣＰは被測定鋼板Ｐと同一の組成を有し、同一の大きさ（厚さ／幅／長さ）を有するように作製され、加熱段階Ｓ１１０、圧延段階Ｓ１２０、冷却段階Ｓ１３０を経て生成される。加熱段階Ｓ１１０及び圧延段階Ｓ１２０は、基本的に被測定鋼板Ｐの製造工程と同一である。すなわち、加熱炉で加熱して加熱スラブを作った後、被測定鋼板Ｐと同一の大きさ（厚さ／幅／長さ）を有するように圧延機で圧延される。
その後、冷却段階Ｓ１３０で冷却されるが、冷却の様子は図５に示されている。図５に示されているように、冷却段階Ｓ１３０において、校正用鋼板ＣＰはロール２０によって移送され、注水設備１０から噴射される水によって冷却される。図５を左側から見たとき、複数の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいて注水設備１０から噴射される水の量を異ならせながら校正用鋼板ＣＰを冷却する。圧延段階Ｓ１２０でオーステナイト相を有していた鋼板は、冷却段階Ｓ１３０で互いに異なる冷却速度で冷却され、それにより、互いに異なる相を有するようになる。このとき、局部過冷となった領域、例えばＢ、Ｄ領域はベイナイトが多くて相対的に高硬度となり、Ａ領域は冷却速度が低くて低硬度となる。上記注水設備１０は、鋼板の幅方向（Ｘ方向）に注水量を調節できる設備であれば如何なる設備が適用されてもよく、例えば、ＫＲ１０－１７６７７７４のような設備が適用されてもよい。
このように、図５のような設備によって冷却されると、図４のような校正用鋼板ＣＰが製造される。校正用鋼板ＣＰは、冷却が完了した後に後述する電磁気検査装置１の校正領域Ｚ２へ移動され、脱磁設備によって脱磁される。
本発明の校正用鋼板ＣＰは、短辺（幅方向、図４のＸ方向）及び長辺（長さ方向、図４のＹ方向）を有する鋼板であって、鋼板の幅方向（Ｘ方向）に互いに異なる硬度を有する領域を含む。上述したように、各領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは幅方向に沿って区分され、長さ方向は鋼板の長さと同一の長さを有する。
各領域は同一の組成を有するが、冷却速度が異なるため、オーステナイト結晶粒から変態した相の分率が互いに異なる。高硬度の領域ほどベイナイトの分率が高く、低硬度の領域ほどフェライトの分率が高い傾向にある。
本発明の校正用鋼板ＣＰは、幅方向に沿って互いに異なる硬度を有するため、校正に必要な複数の硬度を提供することができる。また、被測定鋼板Ｐと同一の組成及び大きさで作製されるため、磁化あるいは脱磁の際に同一に磁化／脱磁することができる。すなわち、大きさによって磁化／脱磁の程度が変わらないという点で、被測定鋼板Ｐを測定するときと校正用鋼板ＣＰを測定するときにおいて考慮すべき因子が減少し、正確な校正を提供することができる。
また、加熱及び圧延段階Ｓ１１０、Ｓ１２０において被測定鋼板Ｐと同一の段階を経るため、加熱及び圧延段階Ｓ１１０、Ｓ１２０で磁化に影響を与える因子、例えば残留応力が同一であるか又は少なくとも類似するレベルに該当する。これは、校正用鋼板ＣＰで硬度変化に伴って変化する信号の大きさが、被測定鋼板Ｐでも同一になることを保証する。
低硬度領域Ａと高硬度領域Ｂ或いはＤは、５０Ｈｖ以上の硬度差を有することが校正に有利であり、高硬度領域ＢあるいはＤは水素誘起亀裂（ＨＩＣ）の発生可能性がある２５０Ｈｖ以上であることが、校正後の正確な検査のために好ましい。
低硬度領域Ａと高硬度領域ＢあるいはＤの間の中硬度領域Ｃを有することも可能であり、中硬度領域Ｃを含む複数の互いに異なる硬度領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄまでの少なくとも３点を基準として提供することにより、正確な校正が可能となる。
一方、図６には、冷却段階Ｓ１３０における他の冷却方式が示されている。図６に示されているように、注水装置１０が幅方向（Ｘ方向）だけでなく、長さ方向（Ｙ方向）にも注水量を調節できる設備である場合、注水量を幅方向及び長さ方向に共に調節しながら、鋼板の幅方向（Ｘ方向）においてさらに精密に冷却速度が調節された校正用鋼板ＣＰを作製することができ、このような鋼板は、校正が可能な電磁気検査装置において精密な校正を可能とする。
図７には、本発明の一実施例による校正が可能な電磁気検査装置１が示されている。図７（ａ）は、電磁気検査装置１において校正が開始される様子を示した概略図であり、図７（ｂ）は、電磁気検査装置１において校正が終了に向かっている様子を示した概略図であり、図７（ｃ）は、校正が終了した後に電磁気検査装置１が被測定鋼板Ｐを検査する様子を示した概略図である。
図７に示されているように、本発明の一実施例による電磁気検査装置１は、被測定鋼板Ｐの幅方向に配置された複数の電磁気センサ１１０を含むセンサ本体１００と、上記センサ本体１００に連結され、上記センサ本体１００を移動させる移動手段と、上記被測定鋼板Ｐと異なる位置に配置される校正用鋼板ＣＰと、上記電磁気センサ１１０に連結された校正部と、を含む電磁気センサ校正装置１である。
センサ本体１００は、複数の電磁気センサ１１０が鋼板の幅方向（Ｘ方向）に沿って複数個が複数列に配置された構成であって、この実施例においては、センサ列が鋼板の幅を一度に測定できる程度に構成されるが、これに制限されるものではなく、移動手段によって鋼板の幅方向に移動しながら測定することも可能である。
電磁気センサ１１０は、電磁気方式を用いて硬度を測定するものであって、例えば、渦電流測定センサあるいは漏れ磁束測定センサであってもよく、上述したように、この実施例では渦電流測定センサである。
移動手段は、センサ本体１００が鋼板の表面に対して同一の距離を維持しながらＸ方向、又はＸ方向とＹ方向に移動させる構成であって、両側の支持部１３０とガイドバー１２０及び上記センサ本体１００と上記ガイドバー１２０の間で上記センサ本体１００を直線移動させる直線移動手段（図示せず）を含むことができる。移動手段は、水平移動が可能であれば様々な構造を適用可能であることは言うまでもない。
本発明の一実施例による電磁気検査装置１は、上記移動手段によって測定領域Ｚ１と校正領域Ｚ２にセンサ本体１００が移動される構造である。測定領域Ｚ１と校正領域Ｚ２は並んで位置することができる。
校正領域Ｚ２には校正用鋼板ＣＰが配置され、測定領域Ｚ１には被測定鋼板Ｐが供給及び排出されることができる。測定領域Ｚ１において、被測定鋼板Ｐを検査する際に、センサ本体１００は固定された状態で被測定鋼板Ｐをローラのような移送手段によって移動することができ、他には、被測定鋼板Ｐが測定領域Ｚ１に供給されると、移動手段によってＹ方向にセンサ本体１００が移動しながら鋼板を検査することも可能であり、この２つの複合によって検査することも可能である。
この実施例による電磁気検査装置１の場合、移動手段は、校正領域Ｚ２において少なくとも上記センサ本体１００を被測定鋼板Ｐあるいは校正用鋼板ＣＰの幅Ｗだけ幅方向に移動させることができる。校正用鋼板ＣＰの幅と被測定鋼板Ｐの幅Ｗとが同一であるため、校正用鋼板ＣＰの幅方向の全領域に対して全ての電磁気センサ１１０が検査をするためには、少なくとも校正用鋼板ＣＰの幅と上記電磁気センサの間の最大距離の和だけ、移動手段がセンサ本体１００を移動させなければならない。ここで、電磁気センサの間の最大距離は、Ｘ方向において両側端の電磁気センサの間の距離を意味する。このような様子が図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されている。
校正領域Ｚ２と測定領域Ｚ１が同一である場合、すなわち、校正用鋼板ＣＰが被測定鋼板Ｐと同一の領域に供給／排出される場合であっても、移動手段は、センサ本体を鋼板の幅方向に幅Ｗと電磁気センサの間の最大距離の和だけ移動させながら測定しなければならない。ここで、移動させるとは相対運動を意味することができる。
校正方法については、図８～１１を参照して後で説明するが、電磁気センサ１１０の校正が完了した後、移動手段は、センサ本体１００を測定領域Ｚ１に戻し、戻した後に測定領域Ｚ１に供給される被測定鋼板Ｐを検査する。校正により、各電磁気センサ１１０は同一の硬度で互いに異なる測定値を測定するセンサであっても、同一の硬度測定値を提供することができ、このため、正確な検査が可能である。
図８～１１には、校正が可能な電磁気検査装置の校正方法によるグラフが示されている。図８には、校正用鋼板の実際の幅方向の硬度グラフが示されており、図９には、校正用鋼板の幅方向に沿った信号グラフ及び選定領域が示されており、図１０には、各選定領域における各電磁気センサの測定値が示されており、図１１には、校正によって校正された実際の硬度と測定硬度のグラフが示されている。
図８に示されているように、校正用鋼板ＣＰは、作製された後にＬｅｅｂテストによって実際の硬度値を測定し、その硬度が図８に示されている。図８に示されているように、Ａ領域は低硬度を、Ｂ、Ｄ領域は高硬度を有し、Ｃ領域はＡとＢの間である中硬度を有する。
電磁気センサ１１０に連結された校正部は、硬度の異なる複数の領域を選定する。例えば、図９に示されているように、低硬度、中硬度、高硬度の３つの領域を選定して、当該部分を電磁気センサが通るときの信号値を測定し、このように測定された信号グラフが図１０に示されている。図１０に示されているように、同一の部分を測定しても、各センサが正確に同一でないため、各センサで測定される信号値は異なる。本発明は、上記センサに連結された校正部を介して上記信号値を実際の硬度値に符合するように換算し、実際の硬度と換算された硬度値が常に一致するように、各センサごとに換算式又は対応関係を設定する。このように各センサごとに換算式又は対応関係をそれぞれ設定することで、各センサの校正が完了し、校正が完了したセンサを含むセンサ本体１００は測定領域Ｚ１に送られて、被測定鋼板Ｐを測定する。
上述したように、センサ１１０によって高硬度、例えば２５０Ｈｖの領域を含む鋼板を電磁気検査装置１によって見つけだし、更なる工程を通じて高硬度領域を除去するか、又は硬度を下げる熱処理を経た後、製品として需要者に供給される。これにより、水素誘起亀裂から自由な厚板材の提供が可能となる。
図１２には、本発明による校正用鋼板を使用して校正したセンサ（実施例）と、従来の校正用サンプルを使用して校正したセンサ（比較例）で同一の鋼板を測定したときのグラフが示されている。
図１２に示されているように、従来の校正用サンプルを使用して校正するとしても、傾向性では実施例と差がないものの、測定硬度と実際の硬度が一致しないという問題が発生する。これに対し、本発明の実施例では、各センサとの差を校正するだけで測定硬度と実際の硬度を一致させることができるため、上記のような問題が発生しない。特に、比較例の場合、測定硬度と実際の硬度に差がある理由について毎回分析しなければならないが、実施例の場合、測定鋼板と校正用鋼板の基本条件が同一であることから、このような理由を分析する必要がないため、様々な鋼板に対しても容易かつ迅速に鋼板を校正することができる。
本発明では、実際に製作する工程において冷却段階のみを変更することで校正用鋼板を作製することができ、これを活用する場合、多数の因子を考慮する必要がないため、連続的に鋼板を製作及び校正するのに有利である。
以上、本発明の実施例を中心に説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、様々に変形して実施できることは言うまでもない。
１ 電磁気検査装置
１０ 注水設備
２０ ロール
１００ センサ本体
１１０ 電磁気センサ
１２０ ガイドバー
１３０ 支持部
Ｐ 被測定鋼板
ＣＰ 校正用鋼板
Ｚ１ 測定領域
Ｚ２ 校正領域
１０ 注水設備
２０ ロール
１００ センサ本体
１１０ 電磁気センサ
１２０ ガイドバー
１３０ 支持部
Ｐ 被測定鋼板
ＣＰ 校正用鋼板
Ｚ１ 測定領域
Ｚ２ 校正領域
Claims (8)
- 被測定鋼板の幅方向に配置された複数の電磁気センサを含むセンサ本体と、
前記センサ本体に連結され、前記センサ本体を移動させる移動手段と、
前記被測定鋼板と異なる位置に配置される校正用鋼板と、を含む校正が可能な電磁気検査装置であって、
前記校正用鋼板は長辺と短辺を有し、第１硬度を有する第１部分と前記第１硬度より高い第２硬度を有する第２部分とを含み、
前記第１部分と第２部分は短辺方向に互いに異なる位置に配置され、
前記第１部分及び第２部分は同一の組成のオーステナイト結晶粒から変態した相を有する校正用鋼板であり、
前記校正用鋼板は前記被測定鋼板と同一の材質及び幅を有し、
前記校正用鋼板上において、前記移動手段は、前記電磁気センサの間の最大距離と前記校正用鋼板の幅との和以上の移動距離を有するように構成される、校正が可能な電磁気検査装置。 - 前記第２部分は前記第１部分より５０Ｈｖ以上高い硬度を有し、
前記第１部分と第２部分は長辺方向に延長形成される、請求項１に記載の校正が可能な電磁気検査装置。 - 前記第２部分は２５０Ｈｖ以上の硬度を有する、請求項１に記載の校正が可能な電磁気検査装置。
- 第３硬度を有する第３部分を含み、
前記第３硬度は前記第１硬度よりは大きく、前記第２硬度よりは小さく、
前記第３部分は短辺方向に第１及び第２部分と異なる位置に配置され、
前記第３部分はオーステナイト結晶粒から変態した相を有する、請求項３に記載の校正が可能な電磁気検査装置。 - 前記複数の電磁気センサと連結された校正部をさらに含み、
前記校正部は、前記複数の電磁気センサで前記第１部分を測定した測定値及び前記第２部分を測定した測定値に基づいて前記複数の電磁気センサを校正する、請求項１に記載の校正が可能な電磁気検査装置。 - 前記校正部は、前記電磁気センサで測定された測定値を硬度に換算するとき、前記測定された部分の硬度と同一に換算して校正を行う、請求項５に記載の校正が可能な電磁気検査装置。
- 前記被測定鋼板と前記校正用鋼板は長さ及び厚さが同一である、請求項１に記載の校正が可能な電磁気検査装置。
- 前記被測定鋼板が配置される測定領域と前記校正用鋼板が配置される校正領域は並んで配置される、請求項１に記載の校正が可能な電磁気検査装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200179341A KR102553226B1 (ko) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | 전자기 검사 장치 |
| KR10-2020-0179341 | 2020-12-21 | ||
| PCT/KR2021/018740 WO2022139281A1 (ko) | 2020-12-21 | 2021-12-10 | 교정용 강판, 교정이 가능한 전자기 검사 장치 및 교정용 강판의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023544371A JP2023544371A (ja) | 2023-10-23 |
| JP7461569B2 true JP7461569B2 (ja) | 2024-04-03 |
Family
ID=82159613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023520187A Active JP7461569B2 (ja) | 2020-12-21 | 2021-12-10 | 校正が可能な電磁気検査装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240027399A1 (ja) |
| EP (1) | EP4266043A1 (ja) |
| JP (1) | JP7461569B2 (ja) |
| KR (1) | KR102553226B1 (ja) |
| CN (1) | CN116348760A (ja) |
| WO (1) | WO2022139281A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224494A (ja) | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 渦流検査方法、該渦流検査方法で検査した鋼管、及び該渦流検査方法を実施するための渦流検査装置 |
| JP2009014678A (ja) | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Toshiba Corp | アレイ型磁気探傷装置の校正装置、及びその校正方法 |
| JP2019042807A (ja) | 2017-09-04 | 2019-03-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼板の製造方法及び磁性材用表層硬さ計測装置 |
| JP2020186921A (ja) | 2019-05-10 | 2020-11-19 | 日本製鉄株式会社 | 鋼材の表層の検査方法及び鋼材表層検査システム |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3656181B2 (ja) * | 1998-05-18 | 2005-06-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 超音波探触子の校正方法及び超音波探傷装置 |
| JP3743191B2 (ja) | 1999-02-08 | 2006-02-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 渦流探傷法 |
| KR100949316B1 (ko) * | 2007-11-13 | 2010-03-23 | 한국표준과학연구원 | 비커스 경도 압흔 측정 계측기 교정용 표준시편 |
| HUE053150T2 (hu) * | 2010-12-24 | 2021-06-28 | Voestalpine Stahl Gmbh | Módszer különbözõ keménységû és/vagy hajlékonyságú régiókkal ellátott edzett alkatrészek elõállítására |
| KR101767774B1 (ko) * | 2015-12-23 | 2017-08-14 | 주식회사 포스코 | 냉각장치 |
| JP2019095427A (ja) * | 2017-11-17 | 2019-06-20 | 国立大学法人 大分大学 | 電磁気センサ及びこれを用いた鋼管の検査方法 |
-
2020
- 2020-12-21 KR KR1020200179341A patent/KR102553226B1/ko active IP Right Grant
-
2021
- 2021-12-10 CN CN202180073065.7A patent/CN116348760A/zh active Pending
- 2021-12-10 WO PCT/KR2021/018740 patent/WO2022139281A1/ko active Application Filing
- 2021-12-10 JP JP2023520187A patent/JP7461569B2/ja active Active
- 2021-12-10 EP EP21911348.7A patent/EP4266043A1/en active Pending
- 2021-12-10 US US18/033,244 patent/US20240027399A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224494A (ja) | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 渦流検査方法、該渦流検査方法で検査した鋼管、及び該渦流検査方法を実施するための渦流検査装置 |
| JP2009014678A (ja) | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Toshiba Corp | アレイ型磁気探傷装置の校正装置、及びその校正方法 |
| JP2019042807A (ja) | 2017-09-04 | 2019-03-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼板の製造方法及び磁性材用表層硬さ計測装置 |
| JP2020186921A (ja) | 2019-05-10 | 2020-11-19 | 日本製鉄株式会社 | 鋼材の表層の検査方法及び鋼材表層検査システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220089061A (ko) | 2022-06-28 |
| KR102553226B1 (ko) | 2023-07-07 |
| US20240027399A1 (en) | 2024-01-25 |
| CN116348760A (zh) | 2023-06-27 |
| JP2023544371A (ja) | 2023-10-23 |
| WO2022139281A1 (ko) | 2022-06-30 |
| EP4266043A1 (en) | 2023-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yang et al. | Evaluation of change in material properties due to plastic deformation | |
| Wilson et al. | Residual magnetic field sensing for stress measurement | |
| Ren et al. | Studies on laws of stress-magnetization based on magnetic memory testing technique | |
| Shi et al. | Metal magnetic memory effect caused by static tension load in a case-hardened steel | |
| Zhan et al. | A method for establishing the plastic constitutive relationship of the weld bead and heat-affected zone of welded tubes based on the rule of mixtures and a microhardness test | |
| JP6948297B2 (ja) | 鋼板の製造方法、磁性材用表層硬さ計測装置及び鋼板の製造設備列 | |
| Wang et al. | Effect of tensile stress on metal magnetic memory signals during on-line measurement in ferromagnetic steel | |
| KR101459256B1 (ko) | 자기 특성 측정 방법 및 자기 특성 측정 장치 | |
| US9304108B2 (en) | Quenching depth measurement method and quenching depth measurement apparatus | |
| Raja et al. | Influence of crack length on crack depth measurement by an alternating current potential drop technique | |
| CN103499636A (zh) | 基于测静磁力的薄板类铁磁材料中微缺陷的无损检测方法 | |
| Vervynckt et al. | Characterization of the austenite recrystallization by comparing double deformation and stress relaxation tests | |
| GB1590682A (en) | Method of producing steel strip material involving obtaining a profile or other characteristic indicating quality of a coil of steel strip material and continuous testing apparatus for determining the magnetic characteristics of a strip of moving material including a method of obtaining a profile indicative of the quality of the strip throughout its entire length and flux inducing and pick up device therefor and continuous testing apparatus for determining the magnetic characteristics of a moving workpiece | |
| JP7461569B2 (ja) | 校正が可能な電磁気検査装置 | |
| de Macedo Silva et al. | Evaluation of the magnetic permeability for the microstructural characterization of a duplex stainless steel | |
| Angani et al. | Magnetic leakage testing using linearly integrated hall and GMR sensor arrays to inspect inclusions in cold-rolled strips | |
| EP4080204A1 (en) | Device and method for testing surface material of steel plate | |
| JP6607242B2 (ja) | 方向性電磁鋼板の加工状態評価方法、加工状態評価装置、及び製造方法 | |
| JP4192708B2 (ja) | 磁気センサ | |
| Rucki et al. | Evaluation of the residual magnetic field measurement system for early identification of railway defects | |
| Blaszkiewicz et al. | The eddy current technique for determining residual stresses in steels | |
| Munjal et al. | Effect of hardening on electrical and magnetic properties of C-75 steel and characterization with multi-frequency inductance spectroscopy | |
| RU2795102C1 (ru) | Устройство тестирования свойств материала поверхности стальной пластины и способ тестирования свойств материала поверхности стальной пластины | |
| KR102224117B1 (ko) | 자기 이력 특성 추정 방법을 이용한 자성 비파괴 검사 장치 | |
| JPS6153561A (ja) | 低透磁率材パイプの評価装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230331 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230331 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240219 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240227 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240322 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7461569 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |