JPH02151761A - Automatic surface wave flaw detection - Google Patents

Automatic surface wave flaw detection

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Publication number
JPH02151761A
JPH02151761A JP63306694A JP30669488A JPH02151761A JP H02151761 A JPH02151761 A JP H02151761A JP 63306694 A JP63306694 A JP 63306694A JP 30669488 A JP30669488 A JP 30669488A JP H02151761 A JPH02151761 A JP H02151761A
Authority
JP
Japan
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surface wave
flaw detection
circuit
wave
specimen
Prior art date
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Pending
Application number
JP63306694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisao Nakase
中瀬 久生
Yuji Ichioka
市岡 雄二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP63306694A priority Critical patent/JPH02151761A/en
Publication of JPH02151761A publication Critical patent/JPH02151761A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Abstract

PURPOSE:To enable highly reliable flaw detection by a method wherein automatic flaw detection is performed with surface waves detected by making ultrasonic waves slantly enter an outer peripheral surface of a specimen. CONSTITUTION:A generating and receiving circuit 18 outputs low frequency driving signals according to an instruction from an arithmetic control circuit 20, emits ultrasonic waves having the same frequency as driving signals from a slanted angle probe 12, and transmits surface waves along a facial layer of a specimen 10. The probe 12 detects an echo of the surface wave or the surface wave that has come around the outer periphery of the specimen 10 and supplies a detection signal indicating the echo or the surface wave that has come around to the circuit 18. The circuit 18 removes noise from the detection signal as well as amplifies the detection signal and supplies it to the circuit 20 via an A/D-converter 22. The circuit 20 processes an input signal and verifies that the surface wave is actually transmitted to a flaw-detection region as the specimen moves lengthwise while it automatically identifies existence of a defect on the surface or under the surface, and the results are output to a display/recorder 24 and a marker 26.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、表面波を用いて被検査部材の外周面或いは表
皮下の欠陥を自動的に検出する表面波自動探傷方法に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an automatic surface wave flaw detection method for automatically detecting defects on the outer peripheral surface or under the skin of a member to be inspected using surface waves.

従来の技術およびその課題 被測定部材の表層に沿って伝播する表面波を用いること
により被測定部材の表面或いは表皮下に存在する欠陥を
検出できることが知られている。
BACKGROUND ART It is known that defects existing on the surface or under the skin of a member to be measured can be detected by using surface waves that propagate along the surface layer of the member to be measured.

しかし、表面波を用いて自動的に探傷しようとする場合
には、探傷中或いは探傷の前後において超音波が被検査
部材の探傷部位を実際に伝播しているか否かを確認する
必要がある。
However, when automatically performing flaw detection using surface waves, it is necessary to confirm whether or not the ultrasonic waves are actually propagating through the flaw detection site of the member to be inspected during or before and after flaw detection.

しかしながら、表面波を用いて探傷する場合には、垂直
探傷の場合のように超音波透過確認信号として用いるこ
とが可能な底面エコーが得られないので14表面波を用
いて被検査部材の外周面或いは表皮下の欠陥を高い信頼
性にて自動的に探傷することが困難であった。
However, when performing flaw detection using surface waves, it is not possible to obtain a bottom echo that can be used as an ultrasonic transmission confirmation signal as in the case of vertical flaw detection. Alternatively, it has been difficult to automatically detect defects under the epidermis with high reliability.

課題を解決するための手段 本発明者は、以上の事情を背景として種々研究を重ねた
結果、被検査部材の外周面を−回りした表面波を、前記
超音波透過確認信号として用いることが可能であること
を見出した。本発明は斯る知見に基づいて為されたもの
である。
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has conducted various studies against the background of the above-mentioned circumstances, and has found that it is possible to use a surface wave that circulates around the outer peripheral surface of a member to be inspected as the ultrasonic transmission confirmation signal. I found that. The present invention has been made based on this knowledge.

すなわち、本発明の要旨とするところは、被検査部材の
表層を周方向に伝播する表面波を利用してその被検査部
材の外周面或いは表皮下の欠陥を自動的に検出する表面
波自動探傷方法であって、(a)前記被検査部材の外周
面に超音波を斜めに入射させることにより、表面波を被
検査部材の表層に沿って周方向に伝播させる超音波入射
工程と、[有])前記被検査部材の外周面を少なくとも
一まわりした表面波を検出する検出工程と、(C)その
検出工程により前記被検査部材の外周面を少なくとも一
まわりした表面波が検出された場合には、表面波による
自動探傷を実施する自動探傷工程とを、含むことにある
That is, the gist of the present invention is to provide surface wave automatic flaw detection that automatically detects defects on the outer peripheral surface or under the skin of a member to be inspected by using surface waves that propagate in the circumferential direction on the surface layer of the member to be inspected. A method comprising: (a) an ultrasonic wave incidence step in which a surface wave is propagated in the circumferential direction along the surface layer of the inspected member by obliquely injecting an ultrasonic wave onto the outer circumferential surface of the inspected member; ]) a detection step of detecting a surface wave that has made at least one turn around the outer peripheral surface of the inspected member; and (C) when a surface wave that has made at least one turn around the outer circumferential surface of the inspected member is detected in the detection step; The method includes an automatic flaw detection process that performs automatic flaw detection using surface waves.

作用および発明の効果 このようにすれば、超音波入射工程において被検査部材
の外周面に超音波が斜めに入射させられることにより伝
播する表面波が、被検査部材の外周面を少なくとも−ま
わすしたことが検出工程において検出されると、自動探
傷工程において表面波による自動探傷が実施されるので
、信頬性の高い超音波自動探傷が可能となるのである。
Operation and Effects of the Invention By doing this, the surface waves propagated by obliquely injecting the ultrasonic waves onto the outer circumferential surface of the inspected member in the ultrasonic wave injection process at least rotate the outer circumferential surface of the inspected member. If this is detected in the detection process, automatic flaw detection using surface waves is carried out in the automatic flaw detection process, making highly reliable automatic ultrasonic flaw detection possible.

実施例 以下、本発明の一適用例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
EXAMPLE Hereinafter, an application example of the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第1図は、断面が略正四角形の長手状の鋼材であるビレ
ット10の走行中に、その表面或いは表皮下の欠陥を表
面波にて自動探傷を行う自動探傷装置を示している。図
において、ビレット10の四側面10a、10b、10
c、10dのうちの一つの側面10aには、斜角探傷子
12が近接した状態で図示しないブラケットにより位置
固定に配設されている。この斜角探傷子12は、圧電セ
ラミックなどのように超音波を発射する超音波振動子1
4と、たとえば硬質樹脂のように超音波を効率よく透過
させる物質にて構成され且つ超音波振動子14を傾斜し
た姿勢で保持する保持体16とを備え、保持体16と側
面10aとの間に水を充満させるための図示しないケー
ス内において側面10aに近接して配設されている。上
記斜角探傷子12は、表面波を効率良く発生させる角度
にて側面10aに向かって超音波を発射することにより
、四側面10a、10b、10c、lodの表層に沿っ
て表面波を伝播させる。
FIG. 1 shows an automatic flaw detection device that uses surface waves to automatically detect defects on the surface or under the skin of a billet 10, which is a longitudinal steel material with a substantially regular square cross section, while it is traveling. In the figure, four sides 10a, 10b, 10 of a billet 10 are shown.
An oblique flaw detector 12 is disposed in close proximity to one side surface 10a of 10c and 10d and fixed in position by a bracket (not shown). This angle flaw detector 12 is an ultrasonic vibrator 1 that emits ultrasonic waves, such as a piezoelectric ceramic.
4, and a holder 16 that is made of a material that efficiently transmits ultrasonic waves, such as a hard resin, and that holds the ultrasonic transducer 14 in an inclined position, between the holder 16 and the side surface 10a. It is disposed close to the side surface 10a in a case (not shown) for filling the water with water. The angle flaw detector 12 propagates the surface waves along the surface layers of the four side surfaces 10a, 10b, 10c, and lod by emitting ultrasonic waves toward the side surface 10a at an angle that efficiently generates surface waves. .

発信受信回路18は、演算制御回路20からの指令に従
って比較的低い周波数、たとえば0.5〜IMHzの駆
動信号を出力し、斜角探傷子12から駆動信号と同じ周
波数の超音波を発射させ、破線に示すようにビレットl
Oの表層に沿って表面波を伝播させる。斜角探傷子12
は、その表面波のエコー或いはビレット10の外周面を
ひとまわりした表面波を検出し、そのエコー或いはひと
まわりした表面波を表す検出信号を発信受信回路18へ
供給する。発信受信回路18は、検出信号からノイズを
除去すると同時に検出信号を増幅し、A/D変換器22
を介して演算制御回路20へ供給する。
The transmitter/receiver circuit 18 outputs a drive signal of a relatively low frequency, for example, 0.5 to IMHz, in accordance with a command from the arithmetic control circuit 20, and causes the angle flaw detector 12 to emit an ultrasonic wave of the same frequency as the drive signal. Billet l as shown by the dashed line
A surface wave is propagated along the surface layer of O. Angle flaw detector 12
detects the echo of the surface wave or the surface wave that has gone around the outer peripheral surface of the billet 10, and supplies a detection signal representing the echo or the surface wave that has gone around the outer circumferential surface of the billet 10 to the transmitter/receiver circuit 18. The transmitter/receiver circuit 18 removes noise from the detection signal, amplifies the detection signal, and connects the A/D converter 22.
The signal is supplied to the arithmetic control circuit 20 via.

演算制御回路20は、たとえばマイクロコンビ二一夕に
より構成されており、予め記憶されたプログラムに従っ
て入力信号を処理し、ビレット10の長手方向の移動に
伴って、表面波が探傷頭載に実際に伝播させられている
ことを確認するとともに、表面或いは表皮下の欠陥の有
無を自動的に判定し、判定結果を表示・記録器24およ
びマーカー26へ出力する。
The arithmetic control circuit 20 is composed of, for example, a microcomputer, and processes the input signal according to a pre-stored program, and as the billet 10 moves in the longitudinal direction, the surface wave is actually applied to the flaw detection head. In addition to confirming that the defect is being propagated, the presence or absence of a surface or subepidermal defect is automatically determined, and the determination result is output to the display/recorder 24 and marker 26.

第2図は上記演算制御回路20の作動例を示すものであ
る。先ず、ステップS1において、図示しないローラコ
ンベアによって長手方向に連続走行させられるビレット
lOの始端が到達したが否かが判断される。この判断は
、図示しない検出器からの信号によって行われる。ビレ
ッ1−10の始端が到達したと判断されると、ステップ
S2において、表面波がとレッ)10の探傷部位、すな
わち側面10a、10b、10c、10dの表層を実際
に伝播しているか否かを確認するための超音波パルスが
前記斜角探傷子12から発射されるとともに、ステップ
S3において、超音波透過61!認信号が検出されたか
否かが判断される。その超音波透過確認信号は、ビレッ
1−10の外周面をひとまわりした表面波が斜角探傷子
12により検出されたものである。第3図は斜角探傷子
12により検出された波形を示しており、Aは超音波発
振パルス、Kは超音波透過確認信号として用いられるひ
とまわりした表面波である。また、第3図のTは、本装
置における探傷有効範囲を示しており、ビレット10の
全周の半分、すなわち側面10aの半分、側面10b、
および側面10cの半分に対応している。なお、上記ビ
レッ)10の外周面をひとまわりした表面波は、比較的
減衰しているので、ノイズを除去するためにビレットI
O中の音速に基づいて予め定められた時間帯だけ開く時
間的なゲートを通して検出されるとともに、所定の増幅
率にて増幅されている。
FIG. 2 shows an example of the operation of the arithmetic control circuit 20. First, in step S1, it is determined whether or not the starting end of the billet 10, which is continuously run in the longitudinal direction by a roller conveyor (not shown), has been reached. This determination is made based on a signal from a detector (not shown). When it is determined that the starting end of billet 1-10 has arrived, in step S2, it is determined whether the surface waves are actually propagating through the surface layer of the flaw detection portion of billet 10, that is, the side surfaces 10a, 10b, 10c, and 10d. An ultrasonic pulse is emitted from the oblique flaw detector 12 to confirm the ultrasonic transmission 61! in step S3. It is determined whether the recognition signal is detected. The ultrasonic transmission confirmation signal is a surface wave that has gone around the outer peripheral surface of the billet 1-10 and is detected by the oblique flaw detector 12. FIG. 3 shows the waveform detected by the oblique flaw detector 12, where A is an ultrasonic oscillation pulse and K is a rounded surface wave used as an ultrasonic transmission confirmation signal. Further, T in FIG. 3 indicates the effective flaw detection range in this device, which is half of the entire circumference of the billet 10, that is, half of the side surface 10a, half of the side surface 10b,
and corresponds to half of the side surface 10c. Note that the surface waves that have gone around the outer circumferential surface of billet 10 are relatively attenuated, so in order to remove noise, billet I
It is detected through a temporal gate that opens only in a predetermined time period based on the sound speed in O, and is amplified at a predetermined amplification factor.

ステップS3において、超音波透過確認信号が検出され
ないと判断された場合には、ステップS4においてコン
ベアが停止されるとともに、表面波自動探傷装置の異常
が表示・記録器24において表示記録されるとともに、
異常警報が出力される。しかし、ステップS3において
超音波透過確認信号が検出されたと判断された場合には
、ステップS5において、ビレット10の終端か否かが
判断される。ビレットlOの終端であると判断された場
合には、本フローが終了させられるが、ビレット10の
終端ではないと判断された場合には、ステップS6にお
いて、表面波探傷のための超音波パルスが斜角探傷子1
2から所定のサイクルで発射されるとともに、その超音
波パルスのエコーおよびその大きさが検出される。
If it is determined in step S3 that the ultrasonic transmission confirmation signal is not detected, the conveyor is stopped in step S4, and the abnormality of the surface wave automatic flaw detection device is displayed and recorded on the display/recorder 24,
An abnormality alarm is output. However, if it is determined in step S3 that the ultrasonic transmission confirmation signal has been detected, it is determined in step S5 whether or not it is the end of the billet 10. If it is determined that it is the end of the billet 10, this flow is terminated, but if it is determined that it is not the end of the billet 10, in step S6, an ultrasonic pulse for surface wave flaw detection is Angle flaw detector 1
2 is emitted at a predetermined cycle, and the echoes and magnitudes of the ultrasonic pulses are detected.

そして、ステップS7においてビレット10の表面或い
は表皮下に欠陥があるか否かが上記超音波パルスのエコ
ーおよびその大きさに基づいて判断される。欠陥がない
と判断された場合には前記ステップ85以下が繰り返し
実行されるので、ビレッ)10の表面欠陥が連続的に探
傷されるが、欠陥があると判断された場合には、ステッ
プS8においてマーカー26が作動させられてビレット
10の欠陥部位に印が付されるとともにその欠陥が表示
・記録器24において表示記録された後、ステップ35
以下が実行される。
Then, in step S7, it is determined whether there is a defect on the surface of the billet 10 or under the epidermis based on the echo of the ultrasonic pulse and its size. If it is determined that there is no defect, steps 85 and subsequent steps are repeated, so that the surface defects of the billet 10 are continuously detected. However, if it is determined that there is a defect, step S8 is performed. After the marker 26 is activated to mark the defective portion of the billet 10 and the defect is displayed and recorded on the display/recorder 24, step 35
The following will be executed:

以上のように、上述の表面波自動探傷装置によれば、ス
テップS2において表面波がビレッ1−10の探傷部位
を実際に伝播しているか否かを確認するための超音波パ
ルスが発射され、ステップS3においてビレット10の
外周面を−まわすした表面波、すなわち超音波透過確認
信号Kが検出されたか否かが判断され、このステップS
3において超音波透過確認信号Kが検出された場合には
、ステップS6およびS7において表面波による自動探
傷が実施されるので、信頼性の高い表面波自動探傷が可
能となるのである。
As described above, according to the above-mentioned automatic surface wave flaw detection apparatus, in step S2, an ultrasonic pulse is emitted to confirm whether or not the surface wave is actually propagating through the flaw detection area of billet 1-10. In step S3, it is determined whether or not a surface wave that rotates around the outer peripheral surface of the billet 10, that is, an ultrasonic transmission confirmation signal K is detected.
If the ultrasonic transmission confirmation signal K is detected in Step 3, automatic flaw detection using surface waves is carried out in steps S6 and S7, so that highly reliable automatic surface wave flaw detection is possible.

また、前記のように、ステップS3において超音波透過
確認信号Kが検出されない場合には、表面波自動探傷が
中止されるとともに異常警報が出力されるので、超音波
振動子14の不良、斜角探傷子12とビレッ1−10と
の間の水不足(カップリング不良)、発信受信回路18
の不良などに対する処置を、表面波自動探傷に先立って
適切に施すことができる。
Further, as described above, if the ultrasonic transmission confirmation signal K is not detected in step S3, the surface wave automatic flaw detection is stopped and an abnormality alarm is output. Lack of water between flaw detector 12 and billet 1-10 (poor coupling), transmitter/receiver circuit 18
It is possible to take appropriate measures for defects such as defects prior to surface wave automatic flaw detection.

以上、本発明の一適用例を図面に基づいて説明したが、
本発明はその他の態様においても通用される。
One application example of the present invention has been described above based on the drawings, but
The invention has utility in other aspects as well.

たとえば、前述の適用例では、超音波の発射および受信
が共通の斜角探傷子12により行われていたが、発射用
振動子および受信用振動子が別個に装着されていてもよ
いのである。
For example, in the application example described above, ultrasonic waves are emitted and received by the common oblique flaw detector 12, but the emitting transducer and the receiving transducer may be separately installed.

また、前述の適用例では、ビレット1oの外周面を一ま
わりした表面波が超音波透過確認信号にとして検出され
ていたが、二まわり以上の表面波が超音波透過確認信号
にとして検出されてもよいのである。
In addition, in the above application example, the surface waves that went around the outer peripheral surface of the billet 1o were detected as the ultrasonic transmission confirmation signal, but the surface waves that went around twice or more were detected as the ultrasound transmission confirmation signal. It is also good.

また、前述のビレット10は断面正四角形であったが、
矩形成いは円形の断面形状であってもよいのである。
Further, although the billet 10 described above had a square cross section,
It may have a rectangular or circular cross-sectional shape.

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり
、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更
が加えられ得るものである。
The above-mentioned embodiment is merely one embodiment of the present invention, and various modifications may be made to the present invention without departing from the spirit thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明が適用される装置の一例の構成を説明
する図である。第2図は、第1図の装置の作動を説明す
るフローチャートである。第3図は、第1図の装置にお
いて得られる波形を示す図である。 lO:ビレット(被検査部材)
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an example of a device to which the present invention is applied. FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the apparatus of FIG. FIG. 3 is a diagram showing waveforms obtained with the apparatus of FIG. 1. lO: billet (part to be inspected)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 被検査部材の表層を周方向に伝播する表面波を利用して
該被検査部材の外周面或いは表皮下の欠陥を自動的に検
出する表面波自動探傷方法であって、 前記被検査部材の外周面に超音波を斜めに入射させるこ
とにより、表面波を該被検査部材の表層に沿って周方向
に伝播させる超音波入射工程と、前記被検査部材の外周
面を少なくとも一まわりした表面波を検出する検出工程
と、 該検出工程により前記被検査部材の外周面を少なくとも
一まわりした表面波が検出された場合には、表面波によ
る自動探傷を実施する自動探傷工程と、 を含むことを特徴とする表面波自動探傷方法。
[Scope of Claims] An automatic surface wave flaw detection method that automatically detects defects on the outer peripheral surface or under the skin of a member to be inspected by using surface waves propagating in the circumferential direction of the surface layer of the member to be inspected, comprising: an ultrasonic wave incidence step in which a surface wave is propagated in the circumferential direction along the surface layer of the inspected member by obliquely injecting the ultrasonic wave onto the outer circumferential surface of the inspected member; a detection step of detecting a surface wave that has made one full turn; and an automatic flaw detection step of performing automatic flaw detection using the surface wave if a surface wave that has made at least one full turn of the outer peripheral surface of the inspected member is detected in the detection step; A surface wave automatic flaw detection method comprising: .
JP63306694A 1988-12-02 1988-12-02 Automatic surface wave flaw detection Pending JPH02151761A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012088148A (en) * 2010-10-19 2012-05-10 Kobe Steel Ltd Method and device for detecting defect under surface skin

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012088148A (en) * 2010-10-19 2012-05-10 Kobe Steel Ltd Method and device for detecting defect under surface skin

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