JPS58135960A - 丸材超音波探傷における欠陥の弁別方法 - Google Patents

丸材超音波探傷における欠陥の弁別方法

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JPS58135960A
JPS58135960A JP57019218A JP1921882A JPS58135960A JP S58135960 A JPS58135960 A JP S58135960A JP 57019218 A JP57019218 A JP 57019218A JP 1921882 A JP1921882 A JP 1921882A JP S58135960 A JPS58135960 A JP S58135960A
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JP
Japan
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defect
flaw
defects
probe
circuit
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JP57019218A
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Kazuo Yamaguchi
和夫 山口
Yasunori Kido
城戸 安典
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • G01N29/4445Classification of defects
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は丸棒鋼等の丸材の超音波探傷に当って表面欠陥
と表皮下欠陥とを弁別する弁別方法に関する。
従来、丸棒の非破壊検査としては、定尺に切り揃えら扛
た丸棒に対して、表面欠陥は渦流探傷法、漏洩磁束探傷
あるいは磁粉探傷法によって、他方内部欠陥は垂直式の
超音波探傷法によってそnぞ扛検出するのが一般的であ
った。
ところで、近年棒鋼の加工技術の進歩に伴い素材に対し
ての品質要求も高まり棒鋼の表皮下部を含めた全断面の
品質保証が必要となっている。ところが、表皮下欠陥は
前述の表面欠陥検出用の渦流探傷、漏洩磁束探傷または
磁粉探傷では検出できないのみならず、内部欠陥検出用
の垂直超音波探傷法を用いたとしても、欠陥エコーが表
面エコーまたは底面エコーと重って結局区別することが
できず、少くとも表面から3n以内の領域での欠陥は探
傷することができない0 また、周部に未探傷範囲を残すものの、いずnにしても
内部欠陥は垂直式の超音波探傷に頼らざるを得ないが、
表面欠陥を探傷するために、こnと別種の探傷原理に基
〈探傷装置たとえば漏洩磁束探傷装置を配列するとすn
ば、装置的に経済的でないばかりでなく、設置スペース
や検査速度あるいは得らnる各欠陥信号相互の弁別用に
高度な演算装置を要する等の点でもきわめて不利である
本発明は前記従来の問題点に対処するために提案さ扛た
もので、表面および表皮下欠陥は斜角探触子により探傷
できることの知見に基いて・おり、しかしただ単に斜角
探触子を用いて探傷したとしても実際に得らnるエコー
からそnが表面欠陥であるかあるいは表皮下欠陥である
かを弁別できないという事実に対して、きわめて容易に
そnらを弁別できる弁別方法を提供することを目的とし
ている。
この目的の達成のため、本発明は、丸材に対して相対的
にその周囲をめぐるように斜角探触子を設け、この探触
子からの欠陥エコー出力が経時的に、実質的に1つのピ
ークをもつとき表面欠陥であり、実質的に2つ以上のピ
ークをもつとき表皮下欠陥であるとすることにより、表
面欠陥と表皮下欠陥とを弁別するよう構成した□ ものである。
斜角探傷により、鋼材の皮下近傍の欠陥を探傷する方法
はたとえば特開昭56−126761号公報に記載さr
ているoしかし、こnは対象が角材であるのみならず、
実際に探傷する際、表面での欠陥とどのように弁別する
かを教示していない。また角材の探傷の性質上、角材を
直進送りするため、全域をカバーするために、多数の斜
角探触子を並設せねばならない。
本発明はこの種の従来技術とは次の点で全く別異の構成
としている。第1に丸材に対して相対的にその周囲をめ
ぐるように斜角探触子を設ける。この点は欠陥エコー出
力を経時的に取抄出した場合、表面欠陥と表皮下欠陥と
の間で波形的な相異を呈することに寄与している。第2
に欠陥エコー出力が経時的に、1つのピークをもつとき
表面欠陥であり、2つ以上のピークをもつとき表皮下欠
陥であると弁別することである。両欠陥の間で波形的に
別であるとの知見は、弁別および弁別、のための信号処
理がきわめて容易でありかつ実用的である効、果をもた
らす。すなわち、高度な解析によってやっ−と弁別した
としても、そうした場合はしばしば現実の欠陥との対応
性が薄いことを我々は経験するが、これに対して本発明
において波形そのものが元来具なることは、弁別のため
の信号処理に当って、後に詳述するように、ゲートを設
けたりスレッショルドレベルを定める等により容易に処
理できる利点がある。
以下本発明を図面に示す具体例によって説明する。第1
図は探傷検査ライン全体を示し、第2図は探触子の配置
状態を示すものである0各丸棒Rは順次スパイラル送り
ライン上に供給さ;j’した後、スパイラル送りさ扛る
ようになっている。この送りラインに対して、内部欠陥
検出用の垂直探触子2が中心に向って、また表面および
表皮下欠陥検出用の斜角探触子3,3′が適当な入射角
iをもってそnぞ【配設さ扛ている。各探触子2および
3,3″からの信号は、検波回路4に入力さn検波さn
た後、ゲート回路5においてそnらの信号に対してゲー
トがかけられ、さらに欠陥であるか否かを判定する疵信
号比較回路6を通さn1次いで垂直探触子2に基〈中心
部欠陥信号はそのまま遅延回路7へ与えらnるのに対し
て、斜角探触子3.3′に基〈表面および表皮下欠陥信
号は、そのままでは得られた欠陥信号が表面であるかそ
nとも表皮下でおるか不明であるため、後に詳述する弁
別方式に基く欠陥弁別回路8を介して遅延回路7へ与え
ら扛る0 遅延回路7では、送りラインにおける丸棒Rの移送速度
を検出するためのパルスジェネレータ等からなる移送速
度検出器9からの丸棒移送速度信号を受けて、探触子2
および3,3′とマーカー10との間の距離に対応した
時間分遅延判断を行い、探傷した欠陥がマーカー10の
位置に到達した時点で、マーカー10に対は塗料等の吹
付動作信号を出力する。この場合、マーカー10は、欠
陥が中心部であるか、表皮・下であるか、あるいは表面
であるかを塗料の色を分けながら塗布を行う。勿論無欠
陥であtば塗布動作を行わない。
欠陥の有無検出および欠陥の種別区分が行なわ扛た丸棒
Rは、仕分は部11に移送さn1仕分は装置12により
良品と不良品とに仕分けらn、そnぞ扛クレードルに移
載さnる0不良品のうち、表面欠陥品は手入社工程へ移
さn1手入れ後良品として扱わnる0また表皮下および
内部欠陥品はそのまま廃棄さnるかグレードダウン品と
して扱わnる0 本発明は主として表面および表皮下欠陥を検出するため
に斜角探触子3.3”k設けるとともに、そnらの欠陥
相互の弁別金欠のように行うことを特徴としている。
斜角探触子は一個でもよいのであるが、欠陥に方向性が
あることに対応して実施例のように2個、必要ならばそ
n以上設けるのが望ましい。
入射角iおよび屈折角rは適宜決定できるが、屈折角r
は40〜70°とするのが望ましい0実施例では屈折角
rを45°、入射角iを19°とした例である0また対
象とする丸棒Rの径はそn−f:n変るので、径の変化
に伴って、探触子2および3.3″と丸棒8表面との距
離が常に一定となり、かつ探触子2が常に丸棒Rの中心
を狙うように、探触子2および3.3″の位置を変化さ
せるようにするのが望ましい。
各探触子2および3,3″から直接得た信号を検波回路
4を通すと、垂直探傷については第3図のように、送信
波、表面エコーおよび底面エコーの順に大きなエコー波
形をもってあられする0これに対して、斜角探傷では、
第4図のように、小さなエコー波をもってあられ【る0
この斜角探傷の場合、磨棒鋼のように表面性状が美麗な
もの工は表面エコーはあられnないが、通常の丸棒では
スケールが付着している等の理由で小さな表面エコーが
あられ扛る0 このことを踏えて、ゲート回路5における探傷ゲー) 
G’、 Gの長さおよび位置が選定さnる。
すなわち、垂直探傷の場合(第3図)、表面エコーおよ
び底面エコーの信号が入らないように■および■を選定
し、斜角探傷の場合(第4図)、各表面エコーの信号が
入らないようにすると共に、欠陥位置Cを検出できるよ
う■および■を選定する。すなわち長さ■の選定には、
第2図P3の位置まで探傷できるよう選定するのが望ま
しい。たとえば45°の屈折角の場合、材料径DX(1
,6〜1.7)とする。本来なら、点P2までで足りる
が、移送中に丸棒の振nや曲りなどの点を考えて余裕を
もたせて23点までとするのが望ましい0もし屈折角を
変えるのであfば、欠陥信号の最大位置が変わるので、
そルに見合ったように探傷ゲート位置および長さを変え
る0ゲ一ト回路5を通した信号は、疵信号比較回路にお
いて、予め設定した欠陥判定レベルとの間で比較が行な
わnる0垂直探触子2からの内部欠陥に関する信号に対
しては、比較を行った結果、判定レベル以下であnば遅
延回路7を素通りして仕分は装置12へ良品であるとの
信号が出力さn、もし判定レベル以上であnば、遅延回
路7およびマーカー10に欠陥表示信号が、仕分は装置
12に不良品であるとの信号がそnぞn与えらnる0 他方、斜角探触子3または3′から得らnる表面および
表皮下欠陥については、本発明者の知見によ扛ば、そ扛
らの間で第5図および第7図のように欠陥の表わn方が
異なる。すなわち、表面欠陥は第5図のように、ある欠
陥が丸棒のスパイラル送りに伴って第6図のように刻々
位置を変えたとき、d位置での表面欠陥が第1表面エコ
ーと区別できない形で表わ扛、その後a。
b、c位置での表面欠陥がかなり大きなピークを示して
表わnる。この場合、位置a、cの欠陥のピークはあら
れtず、その代りb位置での欠陥信号が多重反射のため
高いピークをもってあられ扛る0最後に第2表面エコー
があられnる。かくして表面欠陥については、基本的に
は1つのピークをもってあられnる。
こ扛に対して、表皮下欠陥は、第7図のように、d位置
での表皮下欠陥が第1表面エコーと重っであるいはその
後近傍において比較的高いピークをもってまずあられ扛
、その後a位置での表面欠陥が中程度のピークをもって
あられ扛た後、b位置で高いピークがあられ3% C位
置ではピークを示すことなくエコーが終り、最後に第2
表面エコーがあられnる0すなわち、表皮下欠陥では基
本的に2つのエコーピークがあられrる0 このように、表面欠陥と表皮下欠陥との間であられnる
エコー波形が明確に異なる。そこで、位置aとbとの間
で探傷ゲートGを分割して探傷ゲートGl、G21に設
けておく。また欠陥判定レベルLを設定しておく0そし
て両欠陥の弁別に当っては、ゲー)G2のみにおいてレ
ベル5以上の欠陥があられれたとき、表面欠陥であり、
ゲー)Gtおよびゲー)G2の両者においてレベル5以
上の欠陥があられf″Lfcとき、表皮下欠陥であると
弁別判断する0 ここでゲートとレベルとの組合せを用いたのは、信号処
理が容易である念めであるが、高度な計算機を用いて波
形!:析の上、弁別するようにしてもよい0また表皮下
欠陥検出に当って、b位置でのピークはa位置でのピー
クより常に高く出るので、b位置についての判定レベル
については高くしておくことにより弁別するようにして
もよい。
前述のように、実施例では斜角探触子3.3″を2個設
けることにより疵の方向性があっ【も見逃さないように
しであるが、この場合斜角探触子3.3′のどちらか一
つにより欠陥有りと判断さf′Lt″Lば、その丸棒に
ついては不良品として処理するのが望ましい〇 一方、上記例では探触子を固定し丸棒をスパイラルに送
るようにしたが、丸棒を直進送りとなし探触子を移送ラ
インを中心にしてその周りに回転させるようにしてもよ
い。むしろ、検査処理速度の点では後者の方が有利であ
る。必要ならば、丸棒を固定と探触子をスパイラル回転
させることもできるが、装置的に高価となり経済的に不
利である。
なお、探傷は全没式水浸や局部水浸など適宜その方式を
選択できる。また水浸方式でなくともよい。
以上の通り、本発明は、表面欠陥および表皮下欠陥を斜
角探触子により検出し、その検出信号の欠陥エコー出力
が各欠陥相互間で異なることに着目し、こ牡に基いて弁
別するので、両欠陥を確実に弁別でき、手入nによって
表面欠陥品を再生できるので歩留り向上に大きな効果を
もたらす0また内部欠陥と共にすべての欠陥を超音波探
傷によシ同時に探傷できるので、従来の2種以上の検査
装置を配置した設備例に比較してきわめて経済的である
【図面の簡単な説明】
第1図は検査設備全体の概要図、第2図は丸材に対する
探触子配置例を示す図、第3図および第4図は垂直探傷
および斜角探傷の場合のゲート例、第5図は表面欠陥の
際の波形図、第6図は表面欠陥と探触子との位置関係図
、第7図は表皮下欠陥の際の波形図、第8図は表皮下欠
陥と探触子との位置関係図であるO R・・丸棒      2・・垂直探触子3.3′・・
斜角探触子 5・・ゲート回路6・・疵信号比較回路 
8・・欠陥弁別回路第5図 第7図 337− 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)丸材に対して相対的にその周囲をめぐるように斜
    角探触子を設け、この探触子からの欠陥エコー出力が経
    時的に、実質的に1つのピークをもつとき表面欠陥であ
    り、実質的に2つ以上のピークをもつとき表皮下欠陥で
    あるとすることにより、表面欠陥と表皮下欠陥とを弁別
    することを特徴とする丸材超音波探傷における欠陥の弁
    別方法0
JP57019218A 1982-02-09 1982-02-09 丸材超音波探傷における欠陥の弁別方法 Pending JPS58135960A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61108966U (ja) * 1984-12-22 1986-07-10

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61108966U (ja) * 1984-12-22 1986-07-10
JPH0518692Y2 (ja) * 1984-12-22 1993-05-18

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