JPH11271282A - 水浸超音波探傷による鋼中非金属介在物径又は欠陥径の定量化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼中の０．１ｍｍ以下の非金属介在物径又は
欠陥径を反射波強度から定量的に評価するための方法を
提供すること。 【解決手段】 （１）２０ＭＨｚ以上の周波数を有する
焦点型探触子を用いて水浸超音波探傷し、該水浸超音波
探傷により得られた反射波強度から、非金属介在物径又
は欠陥径を算出することを特徴とする鋼中非金属介在物
径又は欠陥径の定量化方法。（２）探傷ピッチを焦点径
の１／２以下とした前記（１）項記載の鋼中非金属介在
物径又は欠陥径の定量化方法。（３）焦点位置を探傷領
域幅の中央に設定した前記（１）又は（２）項のいずれ
かに記載の鋼中非金属介在物径又は欠陥径の定量化方
法。（４）探傷領域幅を１ｍｍ以下とした前記（１）乃
至（３）項のいずれかに記載の鋼中非金属介在物径又は
欠陥径の定量化方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼中の非金属介在
物径又は欠陥径を水浸超音波探傷により定量化する方法
に関する。とりわけ０．１ｍｍ以下の微小な非金属介在
物径又は欠陥径を水浸超音波探傷により定量化する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の接触フラット型低周波数探触子を
用いた欠陥径の定量化は、減衰および散乱の影響を無視
して探傷面から欠陥までの距離と設定感度と平底穴径と
の関係を表したＤＧＳ線図が用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋼中の非金属介在物径
又は欠陥径を水浸超音波探傷によって定量化するために
は非金属介在物径又は欠陥径と反射波強度との関係を正
確に把握しておく必要がある。

【０００４】しかし、従来のＤＧＳ線図では接触フラッ
ト型探触子を用いた場合を対象としており、減衰、散乱
の激しい水浸焦点型高周波数探触子を用いての、鋼中の
非金属介在物又は欠陥、とりわけ０．１ｍｍ以下の微小
な非金属介在物又は欠陥の定量化には適用不可能であっ
た。

【０００５】一方、鋼中の非金属介在物や欠陥は製品の
寿命や加工に悪影響を及ぼすことが知られており、それ
らを定量的に把握することが重要視されている。特に、
近年の鋼の高級化に伴い微小な鋼中の非金属介在物又は
欠陥の定量化のニーズがある。

【０００６】そこで本発明の課題は鋼中の非金属介在物
径又は欠陥径を反射波強度から定量的に評価する方法、
特に０．１ｍｍ以下の非金属介在物径又は欠陥径を定量
的に評価する方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を解決することに成功したものである。その要旨は特
許請求の範囲に記載の通りである。すなわち、 １． ２０ＭＨｚ以上の周波数を有する焦点型探触子を
用いて水浸超音波探傷し、該水浸超音波探傷により得ら
れた反射波強度から、非金属介在物径又は欠陥径を算出
することを特徴とする鋼中非金属介在物径又は欠陥径の
定量化方法。

【０００８】２． 探傷ピッチを焦点径の１／２以下と
することを特徴とする上記１項記載の鋼中非金属介在物
径又は欠陥径の定量化方法。

【０００９】３． 焦点位置を探傷領域幅の中央に設定
することを特徴とする上記１又は２項のいずれかに記載
の鋼中非金属介在物径又は欠陥径の定量化方法。

【００１０】４． 探傷領域幅を１ｍｍ以下とすること
を特徴とする上記１乃至３項のいずれかに記載の鋼中非
金属介在物径又は欠陥径の定量化方法。

【００１１】である。

【００１２】本発明において用いる探触子の周波数は請
求項１に記載の発明のように、２０ＭＨｚ以上とするこ
とが必要である。種々の研究の結果、本発明が目的とす
る鋼中の０．１ｍｍ以下の微小な介在物径又は欠陥径を
定量的に評価するためには、検出能に波長依存性がある
ため２０ＭＨｚ以上を要する事が分かった。

【００１３】また、本発明は、探触子に焦点型探触子を
用いることを特徴とする。従来のフラット型では音圧が
低いために０．１ｍｍ以下の介在物又は欠陥の検出能が
劣る傾向にある。これに対して本発明によれば０．１ｍ
ｍ以下の介在物又は欠陥の検出能を満足させる効果があ
る。

【００１４】本願請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、探傷ピッチを焦点径の１／２以下
とすることを特徴とする。０．１ｍｍ以下の介在物又は
欠陥からの反射波強度は微弱であり、種々の研究の結
果、焦点径の１／２以下の探傷ピッチとすれば、強度の
低下を促すことなく反射波をとらえられる効果がある事
が分かった。

【００１５】本願請求項３に記載の発明は、請求項１又
は２に記載の発明において、焦点位置を探傷領域幅の中
央に設定することを特徴とする。種々の研究の結果、微
小欠陥を検出するには焦点を中心とした高音圧域で探傷
する方が有利であり、これにより０．１ｍｍ以下の介在
物又は欠陥を高感度で検出できることを見い出したもの
ある。

【００１６】本願請求項４に記載の発明は、請求項１乃
至３のいずれかに記載の発明において、探傷領域幅を１
ｍｍ以下にすることを特徴とする。高周波数超音波を用
いた場合には、減衰散乱の影響が著しいことは周知の事
実であるが、１００ＭＨｚでも２〜３ｍｍの探傷は可能
である。しかし、介在物径又は欠陥径を定量化するには
減衰、散乱の影響が無視できる範囲を探傷することが有
効であり、実用鋼を用いた実験の結果、探傷領域幅を１
ｍｍ以下にすれば減衰、散乱の影響を無視できる事が分
かった。このようにすれば０．１ｍｍ以下の介在物径又
は欠陥径を高精度で定量化できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の鋼中の０．１ｍｍ以下の
非金属介在物径又は欠陥径を反射波強度から定量的に評
価するための探傷方法においては、水浸焦点型探触子の
周波数を例えば２０、５０、８０、１００、１２５ＭＨ
ｚにすれば良い。また、探傷ピッチを例えば０．２、
０．１、０．０８、０．０５、０．０３ｍｍにすれば良
い。さらに、焦点を探傷領域幅の中央にし、探傷領域幅
を１ｍｍ以下にすることで鋼中の０．１ｍｍ以下の非金
属介在物径又は欠陥径を反射波強度から高精度で定量的
に評価することができる。

【００１８】上記方法によって得られた個々の介在物又
は欠陥からの反射波強度と例えば研磨法や酸溶解法によ
り抽出した介在物径又は欠陥径とを対応させることによ
って、介在物径又は欠陥径と反射波強度との検量線作成
が可能となる。

【００１９】

【実施例】

【００２０】

【表１】

【００２１】上記実施例１乃至５の条件で超音波探傷試
験を行った結果、欠陥径と反射波強度との検量線が作成
できた。これを図２に示す。この結果は理論的に算出さ
れる結果と精度良く一致していた。これにより本発明の
水浸超音波探傷による鋼中非金属介在物径又は欠陥径の
定量化方法の有効性を確認できた。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば鋼中
の０．１ｍｍ以下の非金属介在物径又は欠陥径を反射波
強度から定量的に評価するための方法を提供でき、その
効果は極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の探傷方法を示す概略図である。

【図２】本発明における非金属介在物径又は欠陥径と反
射波強度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１１…探触子 １２…試験片 １３…探傷領域 １４…焦点 １５…超音波ビーム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２０ＭＨｚ以上の周波数を有する焦点型
   探触子を用いて水浸超音波探傷し、該水浸超音波探傷に
   より得られた反射波強度から、非金属介在物径又は欠陥
   径を算出することを特徴とする鋼中非金属介在物径又は
   欠陥径の定量化方法。
2. 【請求項２】 探傷ピッチを焦点径の１／２以下とする
   ことを特徴とする請求項１記載の鋼中非金属介在物径又
   は欠陥径の定量化方法。
3. 【請求項３】 焦点位置を探傷領域幅の中央に設定する
   ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の鋼
   中非金属介在物径又は欠陥径の定量化方法。
4. 【請求項４】 探傷領域幅を１ｍｍ以下とすることを特
   徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鋼中非金属
   介在物径又は欠陥径の定量化方法。