JPH05126808A - 超音波探傷方法 - Google Patents
超音波探傷方法Info
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- JPH05126808A JPH05126808A JP3321427A JP32142791A JPH05126808A JP H05126808 A JPH05126808 A JP H05126808A JP 3321427 A JP3321427 A JP 3321427A JP 32142791 A JP32142791 A JP 32142791A JP H05126808 A JPH05126808 A JP H05126808A
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- Japan
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- probe
- flaw
- steel material
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軸断面円形の金属材を超音波探傷する方法に
おいて、探傷点から欠陥までの距離に関わらず、検出信
号の大きさにより内部欠陥のサイズを比較検出すること
を目的とする。 【構成】 断面円形の金属材を斜角法及び局部水浸法を
用いて探傷を行い探傷器９に接続されている増幅器16に
より入射してからの超音波の減衰量分の増幅を行い、反
射波の検出知に表面から特定の深さ以上に位置する欠陥
のみを抽出するゲート、及び設定感度(dB)以上の検出値
のみを抽出するゲートをかける超音波探傷方法。
おいて、探傷点から欠陥までの距離に関わらず、検出信
号の大きさにより内部欠陥のサイズを比較検出すること
を目的とする。 【構成】 断面円形の金属材を斜角法及び局部水浸法を
用いて探傷を行い探傷器９に接続されている増幅器16に
より入射してからの超音波の減衰量分の増幅を行い、反
射波の検出知に表面から特定の深さ以上に位置する欠陥
のみを抽出するゲート、及び設定感度(dB)以上の検出値
のみを抽出するゲートをかける超音波探傷方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造丸鋼材等の断面
円形の金属材の欠陥を検出する超音波探傷方法に関す
る。
円形の金属材の欠陥を検出する超音波探傷方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造丸鋼材は、継目無管及び各種回
転軸の素材として使用されるが、連続鋳造丸鋼材には内
部に目玉状の欠陥が発生することがある。従来この欠陥
の検出は目視検査又は磁気探傷検査により行われていた
が、開口していない内部欠陥を探傷することは困難であ
った。
転軸の素材として使用されるが、連続鋳造丸鋼材には内
部に目玉状の欠陥が発生することがある。従来この欠陥
の検出は目視検査又は磁気探傷検査により行われていた
が、開口していない内部欠陥を探傷することは困難であ
った。
【０００３】そこで本出願人は表面欠陥及び内部欠陥の
超音波探傷による検出信号を抽出するゲートを探傷器に
設定し、該ゲート内での欠陥の検出を行うことにより表
面欠陥及び内部欠陥を識別して探傷する方法を提案した
（特開平2-254355号公報) 。
超音波探傷による検出信号を抽出するゲートを探傷器に
設定し、該ゲート内での欠陥の検出を行うことにより表
面欠陥及び内部欠陥を識別して探傷する方法を提案した
（特開平2-254355号公報) 。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した提案により連
続鋳造丸鋼材の内部欠陥を探傷することが可能となっ
た。ところが超音波探傷において信号の強さは欠陥の大
きさだけでなく、超音波が入射した鋼材表面の探傷点か
ら欠陥までの距離にも影響をうける。図１は超音波の反
射強度と距離との関係を示したグラフである。距離が長
くなる程反射強度は減衰しており、この関係は 反射強度＝Ａｅ-kx …(1) で表される。ｘは距離，Ａは装置等により定数，ｋは被
探傷材による定数である。
続鋳造丸鋼材の内部欠陥を探傷することが可能となっ
た。ところが超音波探傷において信号の強さは欠陥の大
きさだけでなく、超音波が入射した鋼材表面の探傷点か
ら欠陥までの距離にも影響をうける。図１は超音波の反
射強度と距離との関係を示したグラフである。距離が長
くなる程反射強度は減衰しており、この関係は 反射強度＝Ａｅ-kx …(1) で表される。ｘは距離，Ａは装置等により定数，ｋは被
探傷材による定数である。
【０００５】このことから超音波探傷において探傷点か
ら近い欠陥と同じ大きさの遠い欠陥とでは、遠い欠陥の
方が検出信号が弱くなるため前述した提案（特開平2-25
4355号公報) においては検出信号の強さによって欠陥の
サイズを比較検出することができなかった。本発明はか
かる事情に鑑みてなされたものであり、探傷点から欠陥
までの距離に関わらず、検出信号の大きさにより内部欠
陥のサイズを比較検出することができる超音波探傷方法
を提供することを目的とする。
ら近い欠陥と同じ大きさの遠い欠陥とでは、遠い欠陥の
方が検出信号が弱くなるため前述した提案（特開平2-25
4355号公報) においては検出信号の強さによって欠陥の
サイズを比較検出することができなかった。本発明はか
かる事情に鑑みてなされたものであり、探傷点から欠陥
までの距離に関わらず、検出信号の大きさにより内部欠
陥のサイズを比較検出することができる超音波探傷方法
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波探傷
方法は、軸断面円形の金属材の法線に対して超音波探触
子を金属材の軸断面内で傾斜させて配設し、前記超音波
探触子によって金属内に超音波を入射させ、その反射波
を検出することにより金属材の内部欠陥を検出する超音
波探傷方法において、入射してからの超音波の減衰量分
を増幅し、反射波の検出値を補正することを特徴とす
る。
方法は、軸断面円形の金属材の法線に対して超音波探触
子を金属材の軸断面内で傾斜させて配設し、前記超音波
探触子によって金属内に超音波を入射させ、その反射波
を検出することにより金属材の内部欠陥を検出する超音
波探傷方法において、入射してからの超音波の減衰量分
を増幅し、反射波の検出値を補正することを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】本発明の超音波探傷方法では軸断面円形の金属
材内に超音波探触子により超音波を入射させ、(1) 式に
基づき探傷点から欠陥までの距離、すなわち超音波を入
射させてからの時間による反射強度の減衰率を、探傷装
置に組み入れられた計算機により計算し、超音波探触子
に接続された探傷器により減衰量分を増幅して検出信号
を補正するので、探傷点から欠陥までの距離に関わら
ず、内部欠陥のサイズを信号の大きさにより比較検出す
ることができる。
材内に超音波探触子により超音波を入射させ、(1) 式に
基づき探傷点から欠陥までの距離、すなわち超音波を入
射させてからの時間による反射強度の減衰率を、探傷装
置に組み入れられた計算機により計算し、超音波探触子
に接続された探傷器により減衰量分を増幅して検出信号
を補正するので、探傷点から欠陥までの距離に関わら
ず、内部欠陥のサイズを信号の大きさにより比較検出す
ることができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図２は本発明方法を実施する場合に
使用する超音波探傷装置の斜視図であり、図３はその信
号処理系の構成を示すブロック図である。図２において
１は探触子支持台であり、図示しない走行機構及び車輪
によって支持されており、該車輪の下方に敷かれた図示
しないレール上を移動することができる。探触子支持台
１には、その移動方向に直交し、水平になるように探触
子支持棒２が配設されている。
具体的に説明する。図２は本発明方法を実施する場合に
使用する超音波探傷装置の斜視図であり、図３はその信
号処理系の構成を示すブロック図である。図２において
１は探触子支持台であり、図示しない走行機構及び車輪
によって支持されており、該車輪の下方に敷かれた図示
しないレール上を移動することができる。探触子支持台
１には、その移動方向に直交し、水平になるように探触
子支持棒２が配設されている。
【０００９】探触子支持棒２の下方には探触子支持台１
の移動方向の垂直面内斜め下方に棒状の探触子保持具
３，３が夫々取りつけられている。探触子保持具３，３
の下方には鋼材回転用ターニングローラ５，５…がその
回転軸の方向を、探触子支持台１の移動方向に向けて配
設されており、被探傷材である連続鋳造丸鋼材６は鋼材
回転用ターニングローラ５，５…上に載置される。
の移動方向の垂直面内斜め下方に棒状の探触子保持具
３，３が夫々取りつけられている。探触子保持具３，３
の下方には鋼材回転用ターニングローラ５，５…がその
回転軸の方向を、探触子支持台１の移動方向に向けて配
設されており、被探傷材である連続鋳造丸鋼材６は鋼材
回転用ターニングローラ５，５…上に載置される。
【００１０】探触子保持具３，３の夫々には、局部水浸
法により連続鋳造丸鋼材６の探傷を行う探触器８，８が
夫々超音波の送受信方向が鋼材６の法線に対して鋼材の
軸断面内で傾斜するように配設されている。探触器８，
８は図３に示す如く超音波の送受信を行う探触子４，４
と、内部に水を流入し連続鋳造丸鋼材６の表面に超音波
と共に、その水を噴出する探触子ホルダ７，７とで構成
されている。
法により連続鋳造丸鋼材６の探傷を行う探触器８，８が
夫々超音波の送受信方向が鋼材６の法線に対して鋼材の
軸断面内で傾斜するように配設されている。探触器８，
８は図３に示す如く超音波の送受信を行う探触子４，４
と、内部に水を流入し連続鋳造丸鋼材６の表面に超音波
と共に、その水を噴出する探触子ホルダ７，７とで構成
されている。
【００１１】以上のような構成の超音波探傷装置により
連続鋳造丸鋼材６の探傷を行う場合、鋼材回転用ターニ
ングローラ５，５…上に連続鋳造丸鋼材６を載置し、鋼
材回転用ターニングローラ５，５…を回転させることに
より連続鋳造丸鋼材６を42回転／分で軸心回転させる。
そして該連続鋳造丸鋼材６に対して探触子支持台１を1.
5mm／回転で約60分移動させることによって探触器８，
８を連続鋳造丸鋼材６の軸長手方向へ所定ピッチで移動
させ、連続鋳造丸鋼材６の全長全周の探傷を行う。この
場合の探触子は直径10mmであった。
連続鋳造丸鋼材６の探傷を行う場合、鋼材回転用ターニ
ングローラ５，５…上に連続鋳造丸鋼材６を載置し、鋼
材回転用ターニングローラ５，５…を回転させることに
より連続鋳造丸鋼材６を42回転／分で軸心回転させる。
そして該連続鋳造丸鋼材６に対して探触子支持台１を1.
5mm／回転で約60分移動させることによって探触器８，
８を連続鋳造丸鋼材６の軸長手方向へ所定ピッチで移動
させ、連続鋳造丸鋼材６の全長全周の探傷を行う。この
場合の探触子は直径10mmであった。
【００１２】図３に示すように前記探触器８，８は夫々
探傷器９に接続されており、探傷時には探傷器９より励
振信号が探触子４，４に入力され、探触子４，４はこの
励振信号に応じて超音波を発振し、探触子ホルタ７，７
の水を介して連続鋳造丸鋼材６の法線に対して超音波を
軸断面内で45°に入射させる。入射された超音波は連続
鋳造丸鋼材６における表面散乱，表面欠陥及び内部欠陥
により反射し、反射強度信号として探触子４，４に受信
され、探傷器９に入力される。
探傷器９に接続されており、探傷時には探傷器９より励
振信号が探触子４，４に入力され、探触子４，４はこの
励振信号に応じて超音波を発振し、探触子ホルタ７，７
の水を介して連続鋳造丸鋼材６の法線に対して超音波を
軸断面内で45°に入射させる。入射された超音波は連続
鋳造丸鋼材６における表面散乱，表面欠陥及び内部欠陥
により反射し、反射強度信号として探触子４，４に受信
され、探傷器９に入力される。
【００１３】探傷器９には変換器16, 計算機14が夫々接
続され、変換器16には増幅器17が、そしてチャートレコ
ーダ10が接続されている。探傷器９では反射強度信号に
ゲートをかけて、連続鋳造丸鋼材６の表面からの特定の
深さ以上に位置する欠陥に依る信号及び設定感度(dB)以
上の強度の信号のみを抽出し、その抽出された信号につ
いて時間による反射強度の減衰量を補正する増幅率を計
算機14により計算する。
続され、変換器16には増幅器17が、そしてチャートレコ
ーダ10が接続されている。探傷器９では反射強度信号に
ゲートをかけて、連続鋳造丸鋼材６の表面からの特定の
深さ以上に位置する欠陥に依る信号及び設定感度(dB)以
上の強度の信号のみを抽出し、その抽出された信号につ
いて時間による反射強度の減衰量を補正する増幅率を計
算機14により計算する。
【００１４】図４は計算器14において増幅率を決定する
場合の処理手順を示すフローチャートである。ステップ
S1において探傷器９の発信波及び受信波を入力し、ステ
ップS2において発信してから受信するまでの時間ｘを計
算し、ステップS3において(1) 式に基づき増幅率を演算
する。
場合の処理手順を示すフローチャートである。ステップ
S1において探傷器９の発信波及び受信波を入力し、ステ
ップS2において発信してから受信するまでの時間ｘを計
算し、ステップS3において(1) 式に基づき増幅率を演算
する。
【００１５】本実施例においては局部水浸法により探傷
を行っているため水中及び連続鋳造丸鋼材６中、双方を
考慮に入れた定数ｋ，時間ｘを用いて増幅率が演算され
る。ステップS4において演算された増幅率が増幅器16に
出力される。増幅器16では探傷器９にて抽出された信号
に計算機14により決定された増幅率により減衰量分が増
幅されチャートレコーダ10に入力される。該チャートレ
コーダ10にて記録紙に反射強度信号を記録する。作業者
はこの記録より欠陥を判別する。
を行っているため水中及び連続鋳造丸鋼材６中、双方を
考慮に入れた定数ｋ，時間ｘを用いて増幅率が演算され
る。ステップS4において演算された増幅率が増幅器16に
出力される。増幅器16では探傷器９にて抽出された信号
に計算機14により決定された増幅率により減衰量分が増
幅されチャートレコーダ10に入力される。該チャートレ
コーダ10にて記録紙に反射強度信号を記録する。作業者
はこの記録より欠陥を判別する。
【００１６】また、前記チャートレコーダ10の他に探傷
結果を展開図形式で出力させるべく以下に述べる装置が
設けられている。前記探触子支持台１に連続鋳造丸鋼材
６の軸長方向における探触子４，４の位置を検出する軸
方向位置検出器11を設け、また、連続鋳造丸鋼材６の周
方向に適長間隔で図示しない小面積の反射板を取り付け
ると共に、この反射板と対向する位置に図示しない光電
検出器を備え、該光電検出器によって前記反射板を検出
することにより探触子４，４の連続鋳造丸鋼材６の周方
向に対する位置を検出する周方向位置検出器12を設け
る。
結果を展開図形式で出力させるべく以下に述べる装置が
設けられている。前記探触子支持台１に連続鋳造丸鋼材
６の軸長方向における探触子４，４の位置を検出する軸
方向位置検出器11を設け、また、連続鋳造丸鋼材６の周
方向に適長間隔で図示しない小面積の反射板を取り付け
ると共に、この反射板と対向する位置に図示しない光電
検出器を備え、該光電検出器によって前記反射板を検出
することにより探触子４，４の連続鋳造丸鋼材６の周方
向に対する位置を検出する周方向位置検出器12を設け
る。
【００１７】軸方向位置検出器11及び周方向位置検出器
12の夫々の位置検出信号は探触子位置検出器13に入力さ
れ、ここで二次元の位置信号に変換され、計算機14へ入
力される。また計算機14へは探傷器９より出力される探
傷信号が入力されており、計算機14では入力された位置
信号と探傷信号とを対応させ、二次元的な探傷結果を輝
点又は暗点として展開図形式にてCRT 又は記録紙上に出
力する表示装置15へ入力させる。
12の夫々の位置検出信号は探触子位置検出器13に入力さ
れ、ここで二次元の位置信号に変換され、計算機14へ入
力される。また計算機14へは探傷器９より出力される探
傷信号が入力されており、計算機14では入力された位置
信号と探傷信号とを対応させ、二次元的な探傷結果を輝
点又は暗点として展開図形式にてCRT 又は記録紙上に出
力する表示装置15へ入力させる。
【００１８】連続鋳造丸鋼材６の表面性状が著しく不良
であり、前記チャートレコーダ10での欠陥の判別が難し
い場合は作業者が表示装置15にて探傷結果出力を検査
し、欠陥の判別を行う。
であり、前記チャートレコーダ10での欠陥の判別が難し
い場合は作業者が表示装置15にて探傷結果出力を検査
し、欠陥の判別を行う。
【００１９】図５は本発明方法により探傷を行った場合
の出力チャートである。図において横軸は時間、縦軸は
反射強度を示している。表面粗さに起因する表面散乱信
号Ｓ，表面欠陥信号ＦS ，内部欠陥信号Ｆ1 が特定の時
間範囲内に現れるため連続鋳造丸鋼材６の表面からある
特定の深さまでの時間を前記探傷器９にゲート設定する
ことで内部欠陥信号Ｆ1 のみを抽出することができる。
本実施例においては表面から３mm深さまでの信号を除去
して出力される。
の出力チャートである。図において横軸は時間、縦軸は
反射強度を示している。表面粗さに起因する表面散乱信
号Ｓ，表面欠陥信号ＦS ，内部欠陥信号Ｆ1 が特定の時
間範囲内に現れるため連続鋳造丸鋼材６の表面からある
特定の深さまでの時間を前記探傷器９にゲート設定する
ことで内部欠陥信号Ｆ1 のみを抽出することができる。
本実施例においては表面から３mm深さまでの信号を除去
して出力される。
【００２０】欠陥を見逃したり、またオーバーマーキン
グにならない適正な感度を設定するために１個の欠陥を
有する連続鋳造丸鋼材６を34dBから45dBの感度で探傷し
た。図６はその結果を表すグラフである。横軸には感
度、縦軸には信号検出数をとっている。40dB未満の感度
で探傷した場合は２以上の検出信号が得られているので
オーバーマーキングとなり、44dB以上の感度で探傷した
場合は検出信号が現れなかったので欠陥を見逃したこと
になる。この結果から適正な感度は40dBから43dBの範囲
であることが判る。前記探傷器9 にこの適正感度を設定
し、それ以上の強度の信号のみを抽出するようにゲート
をかけることにより適切な感度で探傷を行うことができ
る。
グにならない適正な感度を設定するために１個の欠陥を
有する連続鋳造丸鋼材６を34dBから45dBの感度で探傷し
た。図６はその結果を表すグラフである。横軸には感
度、縦軸には信号検出数をとっている。40dB未満の感度
で探傷した場合は２以上の検出信号が得られているので
オーバーマーキングとなり、44dB以上の感度で探傷した
場合は検出信号が現れなかったので欠陥を見逃したこと
になる。この結果から適正な感度は40dBから43dBの範囲
であることが判る。前記探傷器9 にこの適正感度を設定
し、それ以上の強度の信号のみを抽出するようにゲート
をかけることにより適切な感度で探傷を行うことができ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上の如く本発明の超音波探傷方法にお
いては、軸断面円形の金属材の内部欠陥を探傷点から欠
陥までの距離に関わらず検出信号の大きさにより欠陥の
サイズを比較検出できる等本発明は優れた効果を奏する
ものである。
いては、軸断面円形の金属材の内部欠陥を探傷点から欠
陥までの距離に関わらず検出信号の大きさにより欠陥の
サイズを比較検出できる等本発明は優れた効果を奏する
ものである。
【図１】超音波の反射強度と距離との関係を表すグラフ
である。
である。
【図２】本発明方法を実施するための装置の斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明方法を実施するための信号処理系の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】本発明方法を実施するための増幅率を決定する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】本発明方法により探傷を行った出力チャートで
ある。
ある。
【図６】設定感度の違いによる信号検出数の変化を表す
グラフである。
グラフである。
１ 探触子支持台 ４ 探触子 ６ 連続鋳造丸鋼材 ８ 探触器 ９ 探傷器 10 チャートレコーダ 14 計算機 16 増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 軸断面円形の金属材の法線に対して超音
波探触子を金属材の軸断面内で傾斜させて配設し、前記
超音波探触子によって金属内に超音波を入射させ、その
反射波を検出することにより金属材の内部欠陥を検出す
る超音波探傷方法において、入射してからの超音波の減
衰量分を増幅し、反射波の検出値を補正することを特徴
とする超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321427A JPH05126808A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321427A JPH05126808A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 超音波探傷方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126808A true JPH05126808A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18132431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3321427A Pending JPH05126808A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05126808A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008149340A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Kobe Steel Ltd | 冷間加工性に優れた線材の製造方法 |
| JP2010513938A (ja) * | 2006-12-18 | 2010-04-30 | ザ・ボーイング・カンパニー | パーツの偏差の自動的画像化方法 |
| JP2015021738A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-02 | 大同特殊鋼株式会社 | 超音波探傷方法 |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP3321427A patent/JPH05126808A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008149340A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Kobe Steel Ltd | 冷間加工性に優れた線材の製造方法 |
| JP4523579B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2010-08-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 冷間鍛造用線材の製造方法 |
| JP2010513938A (ja) * | 2006-12-18 | 2010-04-30 | ザ・ボーイング・カンパニー | パーツの偏差の自動的画像化方法 |
| JP2015021738A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-02 | 大同特殊鋼株式会社 | 超音波探傷方法 |
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