JPS59148866A - Ultrasonic flaw detecting method of round steel bar - Google Patents

Ultrasonic flaw detecting method of round steel bar

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JPS59148866A
JPS59148866A JP58023528A JP2352883A JPS59148866A JP S59148866 A JPS59148866 A JP S59148866A JP 58023528 A JP58023528 A JP 58023528A JP 2352883 A JP2352883 A JP 2352883A JP S59148866 A JPS59148866 A JP S59148866A
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JP
Japan
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flaw detection
elements
probe
predetermined
round bar
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Application number
JP58023528A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Iwasaki
岩崎 全良
Akio Suzuki
紀生 鈴木
Hitoshi Uchiumi
仁 内海
Kazuo Miyake
三宅 和郎
Kenji Yuya
油谷 憲治
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor

Abstract

PURPOSE:To simplify a flaw detecting mechanism and to improve flaw detection efficiency by fitting a tapered array probe concentrically around a round steel bar as a material to be detected, and transmitting and receiving an ultrasonic wave which slants to the axial center of a round steel bar by rectangular oscillation element of the probe and making an electron scan. CONSTITUTION:The tapered array probe 1 where rectangular oscillation elements 3 are arranged annularly so that the internal surface is a tapered surface with a specific angle alpha is fitted around concentrically around the round steel bar 4 as the material to be detected; a specific predetermined number M of elements 3 among the elements 3 of the probe 1 are used and the ultrasonic wave converged with specific delay time T is transmitted and received by every element. Then, the transmitting/receiving position is shifted at predetermined scanning pitch P and the round steel bar 4 is moved straight to perform the surface wave flaw detection of a defect over the entire surface of the round steel bar 4. Consequently, the flaw detection mechanism is simplified to improve to improve the flaw detection efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、丸棒の超音波探傷法に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an ultrasonic flaw detection method for round bars.

従来、丸棒の表面探傷には磁気探傷法、表面層探傷には
超音波斜角探傷法、内部探傷には超音波垂直探傷法が用
いられている。とれらの方法にかいては、表面欠陥及び
表面層欠陥を丸棒の全周全長に亘って検出するために、
表面欠陥探傷装置及び表面層探傷装置の探傷ヘッドを固
定し、被検材をスパイラル送シするか、または、探傷ヘ
ッドを回転させ、被検材を直進させなければならなかっ
た。更に表面層の超音波斜角探傷では、欠陥の方向性を
考慮して、2方向から超音波を入射する必要があり、探
触子が2個必要となった。内部欠陥を全長に亘って検出
するためには、複数個の垂直探触子を備えた探傷ヘッド
を固定し、被検材を直進させるか、または、1個以上の
垂直探触子を備えた探傷ヘッドを回転させるか、被検材
をスパイラル送りする必要があった。
Conventionally, magnetic flaw detection has been used for surface flaw detection of round bars, ultrasonic angle flaw detection has been used for surface layer flaw detection, and ultrasonic vertical flaw detection has been used for internal flaw detection. In these methods, in order to detect surface defects and surface layer defects over the entire circumference of the round bar,
The flaw detection heads of surface defect flaw detection devices and surface layer flaw detection devices must be fixed and the material to be inspected must be fed in a spiral manner, or the flaw detection head must be rotated to move the material to be inspected straight. Furthermore, in the ultrasonic angle flaw detection of the surface layer, it is necessary to take the directionality of the defect into account and apply ultrasonic waves from two directions, which requires two probes. To detect internal defects over the entire length, a flaw detection head with multiple vertical probes is fixed and moved straight through the material to be inspected, or a flaw detection head with one or more vertical probes is It was necessary to rotate the flaw detection head or feed the material to be tested in a spiral manner.

′   上記従来の探傷法では、探傷ヘッドの回転、被
検材のスパイラル送p等、メカニカルな走査を行なうた
め高速走査が不可能であり、がっ探傷装置の構造が複雑
となった。また被検材のサイズ(直径等)変更時の対応
においても、従来の探傷法では1種の探触子ホルダーで
対応できるサイズ範囲は狭く、広範囲のサイズにおいて
探傷するには何種類もの探触子ホルダーを準備しておく
必要があり、探傷ヘッドの組み替えに手数がかがった。
' In the conventional flaw detection method described above, high-speed scanning is impossible because mechanical scanning is performed by rotating the flaw detection head, spiral feeding of the test material, etc., and the structure of the flaw detection apparatus becomes complicated. In addition, when changing the size (diameter, etc.) of the material to be tested, in conventional flaw detection methods, the size range that can be handled with one type of probe holder is narrow, and in order to detect flaws in a wide range of sizes, multiple types of probes are required. It was necessary to prepare a secondary holder, and it took time to reassemble the flaw detection head.

更に、表面探傷、表面層探傷及び四部探傷を同一の探触
子で行なうことができず、各々の装置で走査しなければ
ならなかった。
Furthermore, surface flaw detection, surface layer flaw detection, and four-part flaw detection cannot be performed using the same probe, and scanning must be performed using each device.

そこで、本願出願人は、上記問題点を解消すべく、先に
特願昭58−8198号において、電子走査型円環状ア
レイ探触子を用いることを提案した。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the applicant of the present application previously proposed the use of an electronic scanning type annular array probe in Japanese Patent Application No. 8198/1983.

しかし前記円環状アレイ探触子は、丸棒の横断面に平行
に超音波を入射するものであったから、失神の長手力向
く垂直な方向を有する欠陥を検出するととが困難であっ
た。
However, since the annular array probe injects ultrasonic waves parallel to the cross section of the round bar, it is difficult to detect defects having a direction perpendicular to the longitudinal force of syncope.

そζで、本発明は、先に提案した発明を改良したもので
あル、あらゆる方向性の欠陥を検出することができ、か
つ電子走査することにより、探傷ヘッド部若しくは丸棒
を回転させる必要をなくし、装置機構の簡略化を図ると
共に、高速走査及び複合探傷を可能として検査能率の向
上を図シ、かつ被検材のサイズ変更時の対応の容易化を
図ることを目的とする。
Therefore, the present invention is an improvement on the previously proposed invention, and is capable of detecting defects in any direction, and eliminates the need to rotate the flaw detection head or round bar by electronic scanning. The purpose of this test is to simplify the device mechanism, improve inspection efficiency by enabling high-speed scanning and composite flaw detection, and facilitate handling when changing the size of the test material.

上記目的達成のために、本発明の特徴とする処は、内面
が所定角度のテーパー面となるように矩\形振動素子を
円環状に配置したテーパー状アレイ探触子を、被検材で
ある丸棒に同心状に外嵌押通し、該探触子の前記素子で
丸棒の軸心に傾斜した超音波を送受して電子走査するこ
とにより、丸棒を探傷する点にある。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a tapered array probe in which rectangular vibrating elements are arranged in an annular manner so that the inner surface has a tapered surface at a predetermined angle is used on a material to be examined. The purpose of this method is to detect flaws in a round bar by fitting it concentrically through the outside of a round bar and electronically scanning it by sending and receiving ultrasonic waves tilted to the axis of the bar using the element of the probe.

まず木発明に用いるデーバー状アレイ探触子について説
明する。
First, the Dever-shaped array probe used in the wood invention will be explained.

第1図乃至第8図に示す如く、テーパー状アレイ櫟触子
(1)は、円筒(2)の内面に矩形振動素子(3)を円
環状に配置したものである。矩形振動素子(3)は、探
触子(1ンの内面が所定角度に)のテーパー面となるよ
う配置されている。図中の符号dけ被検材である丸棒(
4)の直径を示し、Dは探触子(1)の小内径を示し、
Wは振動素子(3)の幅を示し、日は各素子(3)間の
スペースを示し、Lは素子(3)の長さを示している。
As shown in FIGS. 1 to 8, the tapered array rod (1) has rectangular vibration elements (3) arranged in an annular manner on the inner surface of a cylinder (2). The rectangular vibrating element (3) is arranged so as to form a tapered surface of the probe (with the inner surface of the probe at a predetermined angle). The round bar marked with d in the figure is the test material (
4), D indicates the small inner diameter of the probe (1),
W indicates the width of the vibrating element (3), day indicates the space between each element (3), and L indicates the length of the element (3).

上記テーパー状アレイ探触子(1)を丸棒(4)に同心
状に外嵌押通し、電子走査をしっつ丸棒(4)を直進さ
せることにより、丸棒(4)の広い領域に亘って探傷す
ることができるのである。
The tapered array probe (1) is fitted concentrically through the round bar (4), and electronic scanning is performed over a wide area of the round bar (4) by moving the round bar (4) in a straight line. It is possible to detect flaws over a period of time.

そこで次に本発明に用いる電子走査の原理にっまず超音
波ビームにつき説明すれば第4図に示すように、予め定
めた複数個の振動素子(3)を1セツトとして、各素子
(3)の送受波のタイミングを遅延時間制御回路で調整
することによりビームの送受が行なわれる。第4図(a
)に示すように遅延時間を設定しない場合には、単一の
大口径振動子からの波面と等価な波面(5)を形成する
が、遅延時間(T)の設定方法によって、振動子全体と
してビームを傾けたり(第4図(1)) ) 、絞った
り(第4図(C))または、絞って傾ける(第4図(d
))ことができる。
Next, we will first explain the ultrasonic beam based on the principle of electronic scanning used in the present invention. As shown in FIG. The beam is transmitted and received by adjusting the timing of the transmission and reception of the beam using a delay time control circuit. Figure 4 (a
), if the delay time is not set, a wavefront (5) equivalent to the wavefront from a single large-diameter transducer is formed, but depending on the method of setting the delay time (T), the wavefront as a whole of the transducer The beam can be tilted (Figure 4 (1)), narrowed (Figure 4 (C)), or narrowed and tilted (Figure 4 (d)).
))be able to.

このような電子走査型振動子は、多岐の素子(3)を1
セツトとして同時に動作させるため全体としては大口径
の振動子と同じであり、鋭い指向性を有することとなる
Such an electronic scanning transducer has a variety of elements (3) in one
Since they are operated simultaneously as a set, the whole is the same as a large-diameter vibrator, and has sharp directivity.

また電子走査型振動子は、送受波信号に所定の遅延時間
を与えることにより、凹面振動子やレンズ付き振動子と
同様K、ビームを細く絞り、分解能を上げることができ
る。そしてこの焦点距離は任意に設定できるため、被検
材中の探傷領域にビームを収束させることによって、微
小な欠陥の検出精度を向上させることができると同時に
、欠陥位置推定精度も向上する。
Furthermore, by giving a predetermined delay time to the transmitted and received signals, the electronic scanning transducer can narrow the beam and increase the resolution, similar to concave transducers and lens-equipped transducers. Since this focal length can be set arbitrarily, by converging the beam on the flaw detection area in the test material, it is possible to improve the accuracy of detecting minute defects, and at the same time, the accuracy of estimating the defect position is also improved.

尚、木発明に使用されるビームは、前記ビームの内部4
図(a)と第4図(C)に示すビームである。
Note that the beam used for the wood invention is
These are the beams shown in Figures (a) and 4(C).

次に、ビームの出射方向につき説明すれば、第5図に示
すように、丸棒(4)の軸心に対して所定傾斜角で出射
される。第6図の仮想線で示す如く、丸棒(4)の横断
面に平行にビームを出射すれば、軸心方向に直交する方
向の欠陥(6)を検出することが困難になる。そのため
、本発明では、該欠点を解消するために軸心に傾斜して
ビームを送信することとしている。そして、そのために
振動素子(3)をテーパー状に配置しているのである。
Next, the direction in which the beam is emitted will be explained. As shown in FIG. 5, the beam is emitted at a predetermined angle of inclination with respect to the axis of the round bar (4). If the beam is emitted parallel to the cross section of the round bar (4), as shown by the imaginary line in FIG. 6, it will be difficult to detect defects (6) in a direction perpendicular to the axial direction. Therefore, in the present invention, in order to eliminate this drawback, the beam is transmitted at an angle to the axis. For this purpose, the vibrating element (3) is arranged in a tapered shape.

とのテーパー角度(→は、後述する表面探傷と表面層探
傷及び内部探傷によって異なる。
The taper angle (→) differs depending on the surface flaw detection, surface layer flaw detection, and internal flaw detection described below.

次に、上記テーパー状アレイ探触子(1)K同心状に内
嵌された被検材である丸棒(4)の全表面又拡全断面の
探傷を行なうための走査について説明する。
Next, scanning for detecting flaws on the entire surface or expanded cross section of the round bar (4), which is the test material, which is fitted inside the tapered array probe (1) K concentrically will be explained.

この走査は、第6図に示す電子゛リニア走査の原理によ
り行なわれる。同図に示すものは、総素子数64個のり
ニアアレイ探触子(1)°を、16個の素子(3)を1
セツトとしてリニア走査するときの原理を示すものであ
り、#!6図(a)は初期状態、第6図(b)は送受信
素子(3)が1つシフトしている状態を示している。尚
、同図において、(7)は送受信器、(8)は遅延回路
、(9)はリードリレー回路(切換スイッチ)を示して
いる。この第6図から明らかな如く、電子リニア走査は
、前述1のフォー゛ミングで述べた遅延時間制御回路(
8)に加えて、順次切換スイッチ(9)で送受信の素子
(3)をシフトさせることにより、超音波ビームを所定
ピッチで走査させるものである。
This scanning is performed according to the principle of electronic linear scanning shown in FIG. The figure shows a linear array probe (1) with a total of 64 elements and a linear array probe (3) with a total of 16 elements.
This shows the principle of linear scanning as a set, and #! FIG. 6(a) shows the initial state, and FIG. 6(b) shows the state where the transmitting/receiving element (3) is shifted by one. In the figure, (7) indicates a transmitter/receiver, (8) a delay circuit, and (9) a reed relay circuit (changeover switch). As is clear from FIG. 6, electronic linear scanning uses the delay time control circuit (
In addition to step 8), the ultrasonic beam is scanned at a predetermined pitch by sequentially shifting the transmitting and receiving elements (3) using a changeover switch (9).

従って、予め定めた走査ピッチで送受素手位置をシフト
させることにより、テーパー状アレイ探触子(1]の内
局全面にわたって素子が移動するのと同等となp、被検
材(4)の全領域を高速走査することができる。丸棒(
4)の全長に亘って走査するには、丸棒(4)を軸心方
向に直進移動させる。
Therefore, by shifting the transmitting/receiving bare hand position at a predetermined scanning pitch, it is equivalent to moving the element over the entire inner part of the tapered array probe (1). Area can be scanned at high speed.Round bar (
4), the round bar (4) is moved straight in the axial direction.

上記テーパー状アレイ探触子(1)は、被検材(4)の
表面探傷、表面層探傷、または内部探傷のうちの何れか
1つのみを行なう他に、表面層探傷と内部探傷を組合せ
た複合探傷を、1つの円環状アレイ探触子(11でもっ
て同時に行なうこともできる。
The tapered array probe (1) can perform either surface flaw detection, surface layer flaw detection, or internal flaw detection of the material to be tested (4), as well as a combination of surface layer flaw detection and internal flaw detection. Composite flaw detection can also be performed simultaneously using one annular array probe (11).

即ち、複合探傷を行なうには、超音波ビームフォーミン
グが自在であるというアレイ型探触子の特徴を応用し、
第7図に示すように、励振パルスDI毎の励振素子位置
、個数、そしてその時の各素子の遅延時間の各設定を、
例えば表面層探傷用設定パルス(11)と内部探傷用設
定パルスα2を交互にすれば、同一探触子で同時に表面
層(第8図)と内部(第9図)の探傷を行なうことがで
きる。
In other words, in order to perform complex flaw detection, the characteristic of array type probes, which is the ability to freely perform ultrasonic beam forming, is applied.
As shown in FIG. 7, the settings of the excitation element position, number, and delay time of each element for each excitation pulse DI are as follows:
For example, by alternating the setting pulse (11) for surface layer flaw detection and the setting pulse α2 for internal flaw detection, it is possible to simultaneously perform flaw detection on the surface layer (Fig. 8) and inside (Fig. 9) using the same probe. .

次に、本発明の各実施例について説明する。Next, each embodiment of the present invention will be described.

〈第1実施例〉 この第1実施例は、内面が所定角度(α)のテーパー面
となるよう矩形振動素子(3)を円環状に配置したテー
パー状アレイ探触子(1)を、被検材である丸棒(4)
に同心状に外嵌押通し、該探触子(1)の素子(3)の
中で、予め定めた特定数■フの素子(3)を用い、各素
子毎に所定の遅延時間(T)を与えて収束させた超音波
を送受し、予め定めた走査ピッチ(P)で送受素子位置
をシフトさせると共に、丸棒(4)を直進押せ、丸棒(
4)の全表面上の欠陥を表面波探傷するものである。
<First Example> In this first example, a tapered array probe (1) in which rectangular vibrating elements (3) are arranged in an annular shape so that the inner surface has a tapered surface with a predetermined angle (α) is used. Round bar (4) to be inspected
A predetermined number of elements (3) are used among the elements (3) of the probe (1), and a predetermined delay time (T) is used for each element. ) to transmit and receive converged ultrasonic waves, shift the transmitting and receiving element position at a predetermined scanning pitch (P), push the round bar (4) straight, and press the round bar (
4), defects on the entire surface are detected using surface waves.

上記テーパー状アレイ探触子(1)は、周波数5 MH
2。
The tapered array probe (1) has a frequency of 5 MH
2.

探触子内径D=:15QllN、素子幅W = 1.0
闘、素子間スペースS=0.05g、素子長さn=、2
0朋のものを使用している。
Probe inner diameter D =: 15QllN, element width W = 1.0
space between elements S = 0.05g, element length n = 2
I am using one from 0.

第10図に従い、探触子(1)のテーパー角度(ハ))
につき説明すれば、丸棒(4)に屈折角(ので音波を導
入するときの探触子(1)のテーパー角度(ロ))は次
式で求めることができる。
According to Figure 10, the taper angle (c) of the probe (1)
To explain this, the refraction angle of the round bar (4) (therefore, the taper angle (b) of the probe (1) when introducing sound waves) can be determined by the following equation.

αコ2X grn −” (」副θ) ・・・・・・・
・・・・・■2 C1;入射側媒質の音速 C2;屈折側媒質の音速 従って、この第1実施例における表面波探傷の場合は、
表面波が発生する条件は屈折角(のが90゜のときであ
り、かつ、水浸法を採用すれば、水中音速01= 1.
481*/μ就であるから、鋼の表面波音速0z=2.
98闘/μ就 を用いると、式■よシテーバー角(ロ)
は、 α=:2sin−’(士視画90°) = 59.6゜
2.98 となる。
αko2X grn −” (”subθ) ・・・・・・・・・
...■2 C1; Sound speed of the incident side medium C2; Sound speed of the refracting side medium Therefore, in the case of surface wave flaw detection in this first embodiment,
The conditions for surface waves to occur are when the refraction angle is 90 degrees, and if the water immersion method is used, the underwater sound velocity is 01 = 1.
481*/μ, so the surface wave sound velocity of steel is 0z=2.
Using the equation 98/μ, we get the formula ■Stever angle (b)
α=:2sin-' (objective image 90°) = 59.6°2.98.

次に、上記探触子(1)で探傷可能な探傷サイズ、即ち
丸棒(4)の直径(d)につき説明する。
Next, the flaw detection size that can be detected by the probe (1), that is, the diameter (d) of the round bar (4) will be explained.

丸棒(4)の直径(、i)は次の条件で制限される。The diameter (, i) of the round bar (4) is limited by the following conditions.

(1)+Stエコーが探傷範囲以遠に出ること。(1) +St echo appears beyond the flaw detection range.

(!l)探傷範囲が、各素子の指向角内にあること。(!l) The flaw detection range must be within the directivity angle of each element.

まず(1)の条件を第11図に従い表面波探傷の場合に
あてはめると、表面波は水中では減衰が大きいので被検
材(4)の音波入射点からδ−10〜15flの範囲を
探傷域とすると、水距離(H)は、□=δ五−ニー15
×18=、M C!、   2.98 以上必要である。従って、丸棒の直径(d)は、d≦2
X(T−H醪1)=2刈−1507,4魚29.8°)
=187朋1;入射角 でなければならない。
First, if we apply the condition (1) to the case of surface wave flaw detection according to Fig. 11, since surface waves are highly attenuated in water, the flaw detection range is δ-10 to 15 fl from the sound wave incidence point of the test material (4). Then, the water distance (H) is □=δ5-knee15
×18=,MC! , 2.98 or more is required. Therefore, the diameter (d) of the round bar is d≦2
X (T -H Masho 1) = 2 rivals -1507, 4 fish 29.8 °)
=187ho1; Must be the angle of incidence.

次に条件(II)を当てはめなけれげなら力いが、この
条件には、使用素子数(ロ)、即ち第12図に示す振動
子中(B)が関係してくる。
Next, it would be difficult to apply condition (II), but this condition is related to the number of elements used (b), that is, the number of elements in the vibrator (B) shown in FIG. 12.

一方、探傷において、S’/Nよく微細々欠陥を検出す
るために収束ビームを用い、探傷領域(δ)で収束ビー
ムを得るためには、探傷領域(δ)の中央部のでフォー
カスさせ、規準化距離でn=F/2となるよう使用素子
数(ロ)を選定しなければならない。
On the other hand, in flaw detection, a convergent beam is used to detect minute defects with good S'/N. The number of elements to be used (b) must be selected so that n=F/2 in terms of conversion distance.

さて、単一素子の8 dBダウンの指向角φ)は、〒−
β≦1.89 で表わされる。フォーカス点のが各素子(3)の8dB
ダウンの指向角内にあるためには、 −=−β 2人 でなければならない。
Now, the directivity angle φ) of 8 dB down for a single element is 〒-
It is expressed as β≦1.89. Focus point is 8dB of each element (3)
To be within the directivity angle of down, there must be −=−β two people.

更に、 xo;近距離音場限界距離 1.85;円形振動子から矩形振動子にするための補正
係数 であるから eL < 185 mm となる。(第11図φ第12図参照) すなわち、テーパー状アレイ探触子(1ンで表面波探傷
可能な丸棒(4)の直径(a)は、前記(+) (1)
の条件より d 品 20MM〜 180mm となり、同一探触子(1)で極めて広範囲の丸棒(4)
を探傷することができる。
Further, xo; near-field sound field limit distance 1.85; since this is a correction coefficient for changing the circular vibrator to a rectangular vibrator, eL < 185 mm. (See Fig. 11 φ Fig. 12) That is, the diameter (a) of the tapered array probe (round bar (4) capable of surface wave flaw detection with 1 inch is the diameter (a) of the above (+) (1)
Based on the conditions, the d product is 20mm to 180mm, and the same probe (1) can be used over a very wide range of round rods (4).
can be detected.

従って従来のように、探傷サイズに応じて何種又、探傷
ヘッドの組み替えも不要となる。
Therefore, there is no need to change the flaw detection heads in different ways depending on the flaw detection size, as in the past.

次に1素子(3)の長さく鴫について説明すると、基準
化距離n ”F 1とし、第11図において、f=x6
となるようにし、前述のBを求めると同様にすればLが
求まる。それによると、 L =  9.4〜8.7ff (d=20〜180+lf*) となる。
Next, to explain the length of one element (3), let us assume that the standardized distance is n''F 1, and in Fig. 11, f=x6
Then L can be found in the same manner as when B was found above. According to this, L=9.4-8.7ff (d=20-180+lf*).

次に、この表面波探傷において、電子走査するときの予
め定める素子(3)の数(ロ)、即ち前述の1セツトと
しての探触子は、次のように定められる。
Next, in this surface wave flaw detection, the predetermined number (b) of elements (3) used in electronic scanning, that is, the aforementioned probes as one set, is determined as follows.

前述した如く、/N(信号対雑音比)よく、微細な欠陥
を検出するためには収束ビーム(第4図(0)に示すビ
ーム)が用いられ、探傷領域■で収束ビームを得るため
、探傷領域の中央部(3)でフォーカスさせる。そのた
めに規準化距離で、8年1/2となるよう使用素子数(
財)を選定する。
As mentioned above, in order to detect minute defects with a good /N (signal to noise ratio), a focused beam (the beam shown in Figure 4 (0)) is used, and in order to obtain a focused beam in the flaw detection area (■), Focus on the center of the flaw detection area (3). For this purpose, the number of elements used (
assets).

従って、必要振動子幅(1セツトの素子幅)Bは、 B = 12.6朋(a=201ffi)〜7.0Wf
f(d、=180酎)となp1従って、W = 1.0
MMであるから使用素子数(6)は M=12個(tl = 20朋)〜7個(cl = 1
80順)となる。
Therefore, the required transducer width (element width of one set) B is: B = 12.6 mm (a = 201ffi) ~ 7.0 Wf
f (d, = 180) and p1 Therefore, W = 1.0
Since it is MM, the number of elements used (6) is M = 12 (tl = 20) to 7 (cl = 1).
80 order).

次に、予め定める走査ピッチ(P)は、使用素子位置の
シフト量で示され、表面波は水中では減衰が大きいので
、被検材(4)への音波入射点からIBg〜15mの範
囲内を探傷域とし、8dBダウンのビーム幅で20チ程
度オーバラップして探傷するとすれば、シフト量Nは、 N=1素子/シフト(d二20〜180闘)となる。
Next, the predetermined scanning pitch (P) is indicated by the shift amount of the used element position, and since surface waves are highly attenuated in water, the scanning pitch (P) is determined in advance within a range of IBg ~ 15 m from the point of incidence of the sound wave on the test material (4). If the flaw detection area is 8 dB down and the beam width is 8 dB down, the shift amount N is 1 element/shift (220 to 180 flaws).

即ち、上記走査ピッチ(P=N)で電子jJニア走査す
ることにより、周方向全域を探傷することができ、かつ
丸棒(4)を直進させることで、丸棒(4)の全表面上
の欠陥を探傷することができる。
That is, by performing electron jJ near scanning at the above scanning pitch (P=N), the entire circumferential area can be inspected, and by moving the round bar (4) straight, it is possible to detect flaws on the entire surface of the round bar (4). Defects can be detected.

ここで、表面探傷に表面波を用いる理由につき説明すれ
ば、表面波は、表面下数波長にエネルギが集中している
ので、表面に開口している疵(表面欠陥)の検出に適し
ているからであり、超音波探傷では他に表面欠陥のみを
検出する方法はないからである。
Here, to explain the reason why surface waves are used for surface flaw detection, the energy of surface waves is concentrated in several wavelengths below the surface, so it is suitable for detecting open flaws (surface defects) on the surface. This is because there is no other method for detecting only surface defects using ultrasonic flaw detection.

以上詳述した如く、本発明の第1実施例によれば、所定
角度(ロ)のテーパー状アレイ探触子(1)を用いてい
るので、丸棒(4)の軸心に対して傾斜した超音波ビー
ムで探傷するため、丸棒(4)の長手方向に垂直な表面
欠陥の検出に優れている。捷た電子走査するため、探傷
ヘッド及び被検材を機械的に回転させる必要がなく、丸
棒(4)を直進させるだけでよいため、探傷装置を簡略
化することができる。
As described in detail above, according to the first embodiment of the present invention, since the tapered array probe (1) having a predetermined angle (B) is used, it is inclined with respect to the axis of the round bar (4). Since the flaws are detected using an ultrasonic beam, it is excellent in detecting surface defects perpendicular to the longitudinal direction of the round bar (4). Because of the twisted electronic scanning, there is no need to mechanically rotate the flaw detection head and the test material, and it is only necessary to move the round bar (4) straight, so the flaw detection apparatus can be simplified.

更に機械的走査をしないので、高速走査することがで□
き探傷能率の向上が図られる。また、同一探触、子(1
)で極めて広範囲の探傷サイズを有するため、被検材(
4)の直径(d)の変更に対しても、同一探触子(1)
で対応することができる。
Furthermore, since there is no mechanical scanning, high-speed scanning is possible.
This will improve flaw detection efficiency. Also, the same probe, child (1
) has an extremely wide range of flaw detection sizes, so it is possible to
Even if the diameter (d) of 4) is changed, the same probe (1)
You can respond with

〈第2実施例〉 この第2実施例は、前記第14実施例に示したテーパー
状アレイ探触子(1)を用いて、丸棒(4)の表面欠陥
を表面波探傷するものであるが、その電子走査方法が、
・前記第1実施例と異なっている。
<Second Example> In this second example, surface defects on a round bar (4) are detected by surface waves using the tapered array probe (1) shown in the fourteenth example. However, the electronic scanning method is
- This is different from the first embodiment.

即ち、この第2実施例の電子走査は、探触子(1)の素
子(3)の中で、予め定めた特定数(ロ)の素子を用い
、各素子毎に所定の遅延時間(T)を与えて収束させた
超音波を送信し、全ての素子(3)で受信し、予め定め
た走査ピッチψ)で送信素子位置をシフトさせることに
より探傷するものである。
That is, the electronic scanning of this second embodiment uses a predetermined specific number (b) of the elements (3) of the probe (1), and a predetermined delay time (T) for each element. ) is transmitted and focused ultrasonic waves are received by all elements (3), and flaw detection is performed by shifting the transmitting element position at a predetermined scanning pitch ψ).

予め定める素子(3)の数値)及び走査ピッチ(P)は
、前記第1実施例と同じである。
The predetermined numerical value of the element (3)) and the scanning pitch (P) are the same as in the first embodiment.

この第2実施例によれば、第18図に示すように、受信
を全ての素子(3)で行なうため、丸棒(4)の長手方
向に垂直な方向よりある種度傾いた表面欠陥も検出する
ととができる。その他の効果は、前記第1実施例と変る
ところがない。
According to this second embodiment, as shown in FIG. 18, since reception is performed by all the elements (3), surface defects that are tilted to some extent from the direction perpendicular to the longitudinal direction of the round bar (4) are also eliminated. When it is detected, it can be detected. Other effects are the same as those of the first embodiment.

〈第8実施例〉 この、第8実施例は、テーパー状アレイ探触子(1)を
用い、丸棒の表面層の微細な欠陥(皮下欠陥)を斜角探
傷するものである。探触子(1]の電子走査は、前記第
1実施例と同じ方法で行なわれる。
Eighth Example In this eighth example, a tapered array probe (1) is used to perform oblique angle detection of minute defects (subcutaneous defects) in the surface layer of a round bar. Electronic scanning of the probe (1) is performed in the same manner as in the first embodiment.

表面層探傷する場合の探触子(1)のテーパー角度ol
= 1.48−り厩(水中音速)、Oz =8jl l
ug/ p sec (鋼中横波音速)であるから、前
述の式■より次のように定められる。。
Taper angle ol of probe (1) for surface layer flaw detection
= 1.48-litre (underwater sound speed), Oz = 8jl l
Since it is ug/p sec (transverse wave sound velocity in steel), it is determined as follows from the above formula (■). .

α= 2 m−” (−dn 45°) = 88j!
’8.2 従って、前述の表面波探傷の場合と、この第8実施例の
表面層探傷の場合とでは、探触J:F−(1)のテーパ
ー角度(ロ))は異なってい゛る。但し、探触子内径D
”150m、素子幅W = 1.0m、素子間スペース
s= 0.05 vg 、周波数5MHzは前述のもの
と同じである。
α= 2 m-” (-dn 45°) = 88j!
'8.2 Therefore, the taper angle (b)) of the probe J:F-(1) is different between the surface wave flaw detection described above and the surface layer flaw detection of this eighth embodiment. . However, the probe inner diameter D
"150 m, element width W = 1.0 m, inter-element space s = 0.05 vg, and frequency 5 MHz are the same as those described above.

次に、表面層探傷の場合の探傷可能な被検材(4)の直
径(11)を求める。前述の「日、エコーが探傷範囲以
遠に出ること。」という(1)の条件に当てはめると、
表面層探傷のとき、屈折角θ=45°で横波斜角探傷す
るので、第14図に従い、 了°゛=”°°“7戸) 、°、 d≦67fl となる。
Next, the diameter (11) of the test material (4) that can be detected in the case of surface layer flaw detection is determined. Applying the condition (1) above, "Echo should come out beyond the flaw detection range."
During surface layer flaw detection, transverse wave oblique angle flaw detection is performed with a refraction angle θ = 45°, so according to Fig. 14, ゛ = "°°" 7 doors), °, d≦67fl.

及び、前述の(I)の条件より −β=B/ 2人 となるので、前記第1実施例のときの場合と同様に計算
するととができ、d≦150 mとなる。
According to the above-mentioned condition (I), -β=B/2 people. Therefore, calculation can be made in the same manner as in the first embodiment, and d≦150 m.

従って、(1)(1)の条件よシ d = 20〜65fi とな9、同一探触子(1)で極めて広範囲の丸棒(4)
を探傷することができる。
Therefore, according to the conditions of (1) and (1), d = 20 to 65 fi.9, with the same probe (1), the round bar (4)
can be detected.

次に、素子長さくL)につき説明すると、これも、前述
の第1実施例と同様の計算により、かつfは第14図に
従うものとすれば、L = 11.7 zw〜15.2
sw(cl = 20〜66g111)となる。
Next, to explain the element length L), if calculations are made in the same manner as in the first embodiment described above, and f is in accordance with FIG. 14, then L = 11.7 zw ~ 15.2
sw (cl = 20-66g111).

電子走査するときの予め定める素子数(ロ)は、第1実
施例の場合と同様にして求めれば、B = is、1f
f((1=2011) 〜18.71g(d=65ff
)M=16ケ〜18ケ となる。
The predetermined number of elements (b) for electronic scanning can be found in the same manner as in the first embodiment, as follows: B = is, 1f
f((1=2011) ~18.71g(d=65ff
) M=16 to 18.

走査ピッチ(P)も第1実施例の場合と同様にして求め
れば、 シフト量N=1素子/シフト(a=2osrg)〜8素
子/シフト(cl=65鞘) となる。
If the scanning pitch (P) is also determined in the same manner as in the first embodiment, the shift amount N=1 element/shift (a=2 osrg) to 8 elements/shift (cl=65 sheaths).

上記走査ピッチ(P=N)で電子リニア走査することに
よシ、丸棒の周方向の全表面層の探傷ができる。
By performing electronic linear scanning at the above scanning pitch (P=N), the entire surface layer of the round bar in the circumferential direction can be inspected for flaws.

ここで、表面層探傷に横波斜角法を用いる理由を説明す
る。
Here, the reason why the transverse wave angle method is used for surface layer flaw detection will be explained.

従来、丸棒の内部欠陥の探傷には超音波垂直探傷法が応
用されているが、第16図に゛示すように超音波の入射
面からの反射エコー(Sl)、底面からの反射エコー(
Bl)により、表面近傍は不感帯となる。ところが斜角
探傷法を用いると、第16図に示すように、超音波の入
射面からの反射エコー(El t)は相当残存している
が、丸棒の側面からの反射エコーは下方に進向するため
側面では反射エコーによる不感帯は生じない。
Conventionally, the vertical ultrasonic flaw detection method has been applied to detect internal defects in round bars.
Bl), the area near the surface becomes a dead zone. However, when using the angle angle flaw detection method, as shown in Figure 16, the reflected echo from the ultrasonic incident surface (El t) remains considerably, but the reflected echo from the side surface of the round bar propagates downward. Therefore, there is no dead zone caused by reflected echoes on the sides.

従って、超音波ビームを収束させて斜角探傷することに
より横断面の表面層の欠陥を探傷することができる。
Therefore, defects in the surface layer in a cross section can be detected by performing oblique flaw detection by converging the ultrasonic beam.

尚、第15.16図は軸心に垂直な横断面で説明したが
、本発明における軸心を含む横断面であっても同じであ
る。
Although FIGS. 15 and 16 are explained using cross sections perpendicular to the axis, the same applies to cross sections including the axis in the present invention.

また屈折角45°で横波を用いる理由は次の如くである
The reason why a transverse wave is used at a refraction angle of 45° is as follows.

第16図に示す如く表面層探傷時の探傷領域は、第1反
射点付近(F点)であυ、このF点からは棒鋼表面の微
細な凹凸に起因するエコーが返ってくるが、このエコー
は表面層探傷時のノイズとなる。このようなノイズと屈
折角の関係を測定した結果は屈折角が85°以下で社表
面形状に起因するノイズが急増するが、屈折角40°以
上ではツインエコーは低くほぼ一定値となる。ところで
屈折角を大きくとるためには振p角αを大きくとる必要
があp1単一エレメントの指向角により制限されるため
屈折角は45°前後が適当である。
As shown in Fig. 16, the detection area during surface layer flaw detection is near the first reflection point (point F), and echoes due to minute irregularities on the surface of the steel bar are returned from point F. Echoes become noise during surface layer flaw detection. The results of measuring the relationship between such noise and the refraction angle show that when the refraction angle is 85° or less, noise due to the surface shape increases rapidly, but when the refraction angle is 40° or more, the twin echo is low and remains almost constant. By the way, in order to increase the refraction angle, it is necessary to increase the oscillation p angle α, which is limited by the directivity angle of the p1 single element, so the appropriate refraction angle is about 45°.

屈折角46°で、縦波を発生させるには、入射角、 は
1O02°、横波を発生させるには入射角を19.1°
にしなければならない。ところで表面エコーは、入射角
が小さいほど大きく、表面粗度に伴なった表面エコーの
広が9による影響も入射角が小さいほど大きくなる。そ
こで、表面エコーの広がシによる表面不感帯を少なくす
るため横波を採用した。
With a refraction angle of 46°, to generate a longitudinal wave, the incident angle is 1002°, and to generate a transverse wave, the incident angle is 19.1°.
must be done. Incidentally, the smaller the angle of incidence, the larger the surface echo, and the smaller the angle of incidence, the greater the influence of the spread 9 of the surface echo due to surface roughness. Therefore, we adopted transverse waves to reduce the surface dead zone caused by the spread of surface echoes.

上記第8実施例によれば、所定角度(→のテーパー状ア
レイ探触子(1)を用いているので、丸棒(4)の軸心
に対して傾斜した超音波ビームで探傷するため、丸棒(
4)の長手方向に垂直な表面層欠陥の検出に優れている
。また電子走査するため、探傷ヘッド及び被検材を機械
的に回転させる必要がなく、丸棒(4)を直進きせるだ
けでよいため、探傷装置を簡略化することができる。更
に機械的走査をしないので、高速走査することができ探
傷能率の向上が図られる。また、同一探触子(1)で極
めて広範囲の探傷サイズを有するため、被検材(4)の
直径((1)の変更に対しても、同一探触子(1)で対
応することができる。更に、横波斜角探傷するから不感
帯なしに探傷できる。
According to the eighth embodiment, since the tapered array probe (1) at a predetermined angle (→) is used, flaws are detected with an ultrasonic beam tilted with respect to the axis of the round bar (4). Round bar(
4) Excellent in detecting surface layer defects perpendicular to the longitudinal direction. Further, since electronic scanning is performed, there is no need to mechanically rotate the flaw detection head and the test material, and it is only necessary to move the round bar (4) straight, so the flaw detection apparatus can be simplified. Furthermore, since mechanical scanning is not performed, high-speed scanning is possible and flaw detection efficiency is improved. In addition, since the same probe (1) can detect a wide range of flaw sizes, the same probe (1) can handle changes in the diameter ((1) of the material to be tested (4). In addition, because it performs transverse wave oblique angle flaw detection, flaw detection can be performed without a dead zone.

〈第4実施例〉 この第4実施例は、丸棒(4)の内部欠陥を探傷するも
のであって、その走査方法は前記第8実施例と略同じで
ある。
<Fourth Example> This fourth example detects internal defects in a round bar (4), and the scanning method is substantially the same as that of the eighth example.

第8実施例と異なる点は、同一探触子(1)で探傷可能
な丸棒(4)の直径(d)の範囲と、電子走査において
予め定める素子数(ロ)と、走査ピッチ(ト)と、及び
素子の長さく肋である。
The difference from the eighth embodiment is the range of the diameter (d) of the round bar (4) that can be detected with the same probe (1), the number of elements (b) predetermined in electronic scanning, and the scanning pitch (t). ), and the long ribs of the element.

まず探傷可能な丸棒(4)の直径(d)は、第17図に
示す如く、前述の条件(1)に従うと、 (C1= 1.4811!l/μ。O,=8.24胃V
μ。D = 150鰭。
First, as shown in Fig. 17, the diameter (d) of the round bar (4) that can be detected is (C1 = 1.4811! l/μ.O, = 8.24). V
μ. D = 150 fins.

1=19.1°  ) よシ、d≦92  でなければならない。1=19.1°) Yes, d≦92.

また前述の条件(1)よシ ーβ=/2A kW 。Also, according to the above condition (1), -β=/2A kW.

一測β≦1.89 より d≦150絹 となる。One measurement β≦1.89 Therefore, d≦150 silk.

従って、(+) (I)の条件よ、9 d 〜20〜9
011111となる。
Therefore, the condition of (+) (I), 9 d ~ 20 ~ 9
It becomes 011111.

素子の長さくL)はL=11.9〜x4j!am(a=
20〜g□rg)となる。
The length L) of the element is L=11.9~x4j! am(a=
20~g□rg).

次に、予め定める素子の数(財)は、 :s = i8j!、wg(a=2om) 〜10.5
srm(d、=9otxm)となるので、 M=18個(’d=20ml) 〜10個((1= 9
0ff)となる。
Next, the predetermined number of elements (goods) is: s = i8j! , wg (a=2om) ~10.5
srm (d, = 9otxm), so M = 18 pieces ('d = 20ml) ~ 10 pieces ((1 = 9
0ff).

走査ピッチ(P)は、 シフト量N=、1素子/シフト(a=2om)〜8素子
/シフト(d=90ffff) となる。
The scanning pitch (P) is as follows: shift amount N=1 element/shift (a=2om) to 8 elements/shift (d=90ffff).

〈第5実施例〉 これは、内面が所定角度(α)のテーパー面となるよう
に矩形振動素子(3)を円環状に配置したテーパー状ア
レイ探触子(1)を、被検材である丸棒(4)に同心状
に外嵌押通し、軸心に対して傾斜した方向から全ての振
動素子(3)で超音波を送受し、丸棒(4)の内部の欠
陥を斜角探傷するものである。
<Fifth Example> In this example, a tapered array probe (1) in which rectangular vibrating elements (3) are arranged in an annular shape so that the inner surface has a tapered surface at a predetermined angle (α) is used with a material to be tested. A round bar (4) is fitted concentrically through the outside, and ultrasonic waves are transmitted and received by all the vibrating elements (3) from a direction inclined to the axis, and defects inside the round bar (4) are removed at an oblique angle. It is used for flaw detection.

これに用いられるテーパー状アレイ探触子け、前記第4
実施例と同じものである。その諸元を1とめれば、 D=150ffff、 W=1.0W、 S=0.05
1’l。
The tapered array probe used for this, the fourth
This is the same as the example. If we take the specifications as 1, D=150ffff, W=1.0W, S=0.05
1'l.

α= 88.2°    L=11.9〜142朋であ
る。
α=88.2° L=11.9-142.

この第5実施例′によれば、第18図に示すように、軸
心に対して垂直な内部欠陥(6)がある場合、全ての素
子(3)で超音波を送受するため、前記第4実施例に比
べ受信感度が良好となり、欠陥を確実に検出することが
できる。
According to this fifth embodiment', as shown in FIG. 18, when there is an internal defect (6) perpendicular to the axis, all the elements (3) transmit and receive ultrasonic waves, The reception sensitivity is better than in the fourth embodiment, and defects can be detected reliably.

尚、内部欠陥検出の場合、その位置の推定は重要でない
ため、このように、全ての素子で送受して欠陥が存在す
るが否がのみを検出すれば十分である。しかし、表面及
び表面層欠陥検出では、その位置の検出が重要となるた
め、送信素子及び受信素子の位置関係が必要となるため
、全ての素子で送受するととは好ましくない。しかし、
単なる欠陥の存否のみの検出ならば、前述の表面及び表
面層欠陥探傷においても木実雄側は応用できる。
In the case of detecting an internal defect, since estimation of its position is not important, it is sufficient to detect only whether or not a defect exists by transmitting and receiving signals from all elements. However, in surface and surface layer defect detection, since detection of the position is important, the positional relationship between the transmitting element and the receiving element is required, so it is not preferable that all elements transmit and receive. but,
If only the presence or absence of a defect is to be detected, the Kinio side can also be applied to the above-mentioned surface and surface layer defect detection.

〈第6実施例〉 コ17)第6実施例は、一つのテーパー状アレイ探触子
(1)を用い、同時に、表面層探傷と内部探傷を行なう
複合探傷である。
<Sixth Example> C17) The sixth example is a composite flaw detection in which one tapered array probe (1) is used to simultaneously perform surface layer flaw detection and internal flaw detection.

この場合の電子走査にょる探傷は、探触子(1)の素子
(3)の中で予め定めた特定数侃)の素子(3)を用い
、各素子毎に所定の遅延時間(T)を与えて収束させた
超音波を送受し、予め定めた走査ピッチ(P)で送受素
子位置をシフトさせるととくより、丸棒の表面層を斜角
探傷するものと; 探触子(1)の素子(3)の中で予
め定めた特定数(ロ)の素子を用い、各素子毎に所定の
遅延時間(T)を与えて収束させた超音波を送受し、予
め定めた走査ピッチ(P)で送受素子位置をシフトさせ
ることKより、丸棒(4)の内部の欠陥を斜角探傷する
ものと; を予め定めたシーケンスで繰返すことにより
、1つの探触子(1)で全断面の探傷を行なう複合探傷
であ−る。
In this case, flaw detection by electronic scanning uses a predetermined number of elements (3) of the elements (3) of the probe (1), and a predetermined delay time (T) for each element. A probe (1) that transmits and receives converged ultrasonic waves by giving a certain amount of force and shifts the transmitting and receiving element position at a predetermined scanning pitch (P), and performs oblique angle flaw detection on the surface layer of a round bar; Using a predetermined specific number (b) of the elements (3), converged ultrasonic waves are transmitted and received with a predetermined delay time (T) given to each element, and a predetermined scanning pitch ( By shifting the position of the transmitting and receiving element in P), performing oblique angle detection of defects inside the round bar (4); By repeating in a predetermined sequence, all defects can be detected with one probe (1). This is a composite flaw detection method that performs cross-sectional flaw detection.

即ち、前記第8実施例と、゛第4実施例による電子走査
を予め定めたシーケンスで繰返すものである。
That is, the electronic scanning according to the eighth embodiment and the fourth embodiment are repeated in a predetermined sequence.

この第6実施例によれば、1つの探触子(1)により表
面層と内部の探傷を同時に行なうことができ、探傷能率
が向上する。
According to the sixth embodiment, flaw detection can be performed on the surface layer and inside at the same time using one probe (1), and the flaw detection efficiency is improved.

〈第7実施例〉 これは、前記第8実施例による表面層探傷と、第5実施
例による全ての素子を用いた内部探傷とを、予め定めた
シーケンスで繰返すことにより、1つのテーパー状プレ
イ探触子(1)で、表面層探傷と内部探傷とを同時に行
なうものである。
<Seventh Example> This is a single tapered play by repeating the surface layer flaw detection according to the eighth example and the internal flaw detection using all the elements according to the fifth example in a predetermined sequence. The probe (1) performs surface layer flaw detection and internal flaw detection simultaneously.

〈第8実施例〉 この第8実施例は、第19図に示す如く、前記第1実施
例又は第2実施例の何れかの表面欠陥探傷用探触子(1
)と、第8実施例の表面層欠陥探傷用探触子(1)とを
、直列状に配置し、各探触子(1) (13Kよシ各々
丸棒(4)の表面欠陥及び表面層欠陥を検出し、その探
傷結果から、表面欠陥と表面皮下欠陥を弁別検出する複
合探傷法である。
<Eighth Example> As shown in FIG. 19, this eighth example uses the surface defect detection probe (1
) and the surface layer defect detection probe (1) of the eighth embodiment are arranged in series, and each probe (1) (13K) is used to detect surface defects and surface defects of the round bar (4). This is a composite flaw detection method that detects layer defects and then differentiates between surface defects and surface subcutaneous defects based on the flaw detection results.

一般に、斜角探傷で表面層を探傷した場合、表面欠陥も
検出してしまうため、検出した欠陥が皮下欠陥なのか、
表面欠陥なのかの判別は困難である。そこで、表面欠陥
は、第1実施例又は第2大流例による表面欠陥探傷用探
触子(1)で検出し、該検出情報03と、第8実施例の
表面層欠陥探傷用探触子(1)で検出した、表面層欠陥
+皮下欠陥の検出情報α→を演算処理装置α9で差引処
理することにより、皮下欠陥のみを弁別検出することが
できる。
Generally, when the surface layer is detected by angle angle flaw detection, surface defects are also detected, so it is difficult to determine whether the detected defect is a subcutaneous defect.
It is difficult to determine whether it is a surface defect. Therefore, the surface defect is detected by the surface defect detection probe (1) according to the first embodiment or the second large flow example, and the detection information 03 and the surface layer defect detection probe (1) according to the eighth embodiment are used. By subtracting the detection information α→ of the surface layer defect+subcutaneous defect detected in (1) using the arithmetic processing unit α9, only the subcutaneous defect can be discriminated and detected.

〈第9実施例〉 第20図に示す如く、第1実施例又は第2実施例のいず
れかによる表面波探傷用探触子(1)と、第4実施例に
よる内部探傷用探触子(1)とを直列に配置し、表面欠
陥探傷と内部欠陥探傷とを同時に行なう複合探傷法であ
る。
<Ninth Example> As shown in FIG. 20, a surface wave flaw detection probe (1) according to either the first or second example and an internal flaw detection probe (1) according to the fourth example are used. This is a composite flaw detection method in which surface flaw detection and internal flaw detection are performed simultaneously by arranging 1) in series.

〈第10実施例〉 第21図に示すように、第1実施例又は第2実施例のい
ずれかによる表面波探傷用探触子(1)と、第6実施例
又は第7実施例による表面層+内部探傷用探触子(1)
を直列に配置し、丸棒(4)の全断面の探傷を行ない、
その探傷結果から、表面欠陥、表面皮下欠陥、及び内部
欠陥を夫々弁別検出するものである。
<Tenth Example> As shown in FIG. 21, the surface wave flaw detection probe (1) according to either the first example or the second example and the surface wave flaw detection probe (1) according to the sixth example or the seventh example Layer + internal flaw detection probe (1)
are arranged in series, and the entire cross section of the round bar (4) is inspected for flaws.
Based on the flaw detection results, surface defects, surface subcutaneous defects, and internal defects are discriminated and detected.

尚、本発明は、上記各々の実施例に限定される・ もの
ではない。
Note that the present invention is not limited to each of the above embodiments.

本発明によれば、探傷装置機構の簡略化ができるととも
に、探傷能率の向上が図れる。これらの効果は、複合探
傷時によシ大きなものとなる。又、探傷性能についても
、微細な欠陥特に長手方向に垂直な欠陥の検出能に優れ
ている。
According to the present invention, the flaw detection device mechanism can be simplified and the flaw detection efficiency can be improved. These effects become even greater during complex flaw detection. Furthermore, in terms of flaw detection performance, it is excellent in detecting minute defects, especially defects perpendicular to the longitudinal direction.

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

第1図は本発明に使用するテーパー状アレイ探触子の断
面図、第2図は第1図の■−■矢視図、第8図は第2図
の■部拡大図、第一4図は電子走査の原理を示す説明図
、第5図は超音波ビームの出射方向を示す説明図、第6
図は電子リニア走査の原理を示す説明図、第7図は複合
探傷とパルスの関係を示す説明図、第8図は表面層探傷
を示す概念−1第9図は内部探傷を示す概念図、第10
図はテーパー状アレイ探触子のテーパー角度設定の説明
図、第11図及び第12図は表面探傷における丸棒の直
径を求めるための説明図、第18図は丸棒の周方向展開
図、第14図は表面層探傷における丸棒の直径を決定す
るための説明図、第16図及び第16図は斜角探傷の説
明図、第17図は内部探傷における丸棒の直径を求める
ための説明図、第18図は第5実施例の効果を説明する
図、第19図から第21図は、第8〜10実施例を各々
示すブロック図である。 (1)・・テーパー状アレイ探触子、(3)・・・素子
、(4)・・・丸棒、(→・・・テーパー角度、(ハ)
)・・・1セツ1の素子数、ψ)・・・走査ピッチ。 第3図 ・    第6図 □第4図□ (a)     (b)       (C)    
 (d)第7図 第8図     第9図 第5図 手続 補 正置(自発) 昭和58年3月ヌ1日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和58 41゛   特許願出 23528号2 発
明の名称 丸棒の超音波探S法 3、補正をする者 111件との関係 特許出願人 ・1代理人 住所大阪府東大阪1r御厨1013番地 電話大阪40
617R21(! Bi K!昭和   年   月 
   日 (自 発)6 補iEの対象 弓かm−1シ ′−飛町七Hし 7、 補正の内容 11)  明細書第6頁第10〜12行目の「先に提案
・・・・・・ことができ、」を「先に提案した発明では
検出し難い丸棒の長手方向から傾斜した欠陥(カッピー
割れ、シェブロンクラックなど)t−検出することがで
き、」と補正する。 (21同第7頁第12行目の「小内径」紮「中心内径」
と訂正する・ (3)  同、第16頁第3〜9行目の「次に・・・・
・・となる。」を削除する。 (4)  同、第22員第1〜4行目の「次に、・・・
・・・となる。」を削除する。 (6)  同、第25頁第15〜16行目の[と、及び
素子の長さく功」を削除する。 (61同、第26頁下から第6〜7行目の「素子の長さ
くDはL = 11.9〜14.2順(d〒20〜90
闘)どなる。」を削除する。 (7)  同、第27頁第16行目の「L=11.9〜
14゜2 tm J t r L = 20wjRJと
訂正する。 181  図面の第3図、第5図、第11図、第14図
、第17図音別紙の通り訂正する。
Fig. 1 is a sectional view of the tapered array probe used in the present invention, Fig. 2 is a view taken along the ■-■ arrow in Fig. 1, Fig. 8 is an enlarged view of the ■ part in Fig. 2, and Fig. The figure is an explanatory diagram showing the principle of electronic scanning, Fig. 5 is an explanatory diagram showing the emission direction of the ultrasonic beam, and Fig. 6 is an explanatory diagram showing the emission direction of the ultrasonic beam.
The figure is an explanatory diagram showing the principle of electronic linear scanning, Fig. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between complex flaw detection and pulses, Fig. 8 is a conceptual diagram showing surface layer flaw detection-1, and Fig. 9 is a conceptual diagram showing internal flaw detection. 10th
The figure is an explanatory diagram of the taper angle setting of a tapered array probe, Figures 11 and 12 are explanatory diagrams for determining the diameter of a round bar in surface flaw detection, and Figure 18 is a circumferential development diagram of the round bar. Fig. 14 is an explanatory diagram for determining the diameter of a round bar in surface layer flaw detection, Figs. FIG. 18 is a diagram for explaining the effects of the fifth embodiment, and FIGS. 19 to 21 are block diagrams showing the eighth to tenth embodiments, respectively. (1)...Tapered array probe, (3)...Element, (4)...Round bar, (→...Taper angle, (c)
)...Number of elements in 1 set, ψ)...Scanning pitch. Figure 3 ・ Figure 6 □ Figure 4 □ (a) (b) (C)
(d) Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 5 Procedures Amendment (voluntary) March 1, 1980 Mr. Commissioner of the Japan Patent Office 1, Indication of the case 1982 41゛ Patent application No. 23528 2 Invention Name: Round bar ultrasonic detection S method 3, relationship with 111 amendments Patent applicant/1 agent Address: 1013 Mikuriya, Higashiosaka 1r, Osaka Telephone: Osaka 40
617R21 (! Bi K! Showa year month
(Voluntary) 6 The target bow of the supplementary iE is m-1 C'-Tobimachi 7H7, Contents of the amendment 11) ``Proposed first...'' on page 6, lines 10-12 of the specification. ...can be corrected to ``can detect defects (such as cuppy cracks and chevron cracks) tilted from the longitudinal direction of round bars, which are difficult to detect with the previously proposed invention.'' (21, page 7, line 12, “small inner diameter”; “center inner diameter”)
(3) Same, page 16, lines 3 to 9, "Next...
...becomes. ” to be deleted. (4) Same, 22nd member, lines 1 to 4, “Next...
...becomes... ” to be deleted. (6) Same, page 25, lines 15-16, [and the length of the element] are deleted. (61, page 26, lines 6-7 from the bottom, "The length D of the element is in the order of L = 11.9-14.2 (d〒20-90
Fight) yell. ” to be deleted. (7) Same, page 27, line 16, “L=11.9~
Correct it as 14°2 tm J tr L = 20wjRJ. 181 Corrections will be made as shown in the appendix for Figures 3, 5, 11, 14, and 17 of the drawings.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 内面が所定角度のテーパー回となるように矩形振
動素子を円環状に配置したテーパー状アレイ探触子を、
被検材である丸棒に゛同心状に外嵌押通し、該探触子の
前記素子で丸棒の軸心に傾斜した超音波を送受して電子
走査することにより、丸棒を探傷することを特徴とする
丸棒の超音波探傷法。 2、電子走査による探傷は、探触子の素子の中で予め定
めた特定数の素子を用い、各素子毎に所定の遅延時間を
与えて収束させた超音波を送受し、予め定めた走査ピッ
チで送受素子位置をシフトさせることにより、丸棒の全
表面上の欠陥を表面波探傷するものであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の丸棒の超音波探傷法。 8、電子走査による探傷け、探献子の素子の中で予め定
めた特定数の素子を用い、各素子毎(所定の遅延時間を
与えて収束させた超音波を送信し、全ての素子で受信し
、予め定めた走査ピッチで送信素子位置をシフトさせる
ことにより、丸棒の全表面上の欠陥を表面波探傷するも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
丸棒の超音波探傷法。 4、電子走査による探傷は、探触子の素子の中で予め定
めた特定数の素子を用い、各素子毎に所定の遅延時間を
与えて収束させた超音波を送受し、予め定めた走査ピッ
チで送受素子位置をシフトさせることにより、丸棒の全
表面層の微細な欠陥を斜角探傷するものであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の丸棒の超音波探傷
法。 5、電子走査による探傷は、探触子の素子の中で予め定
めた特定数の素子を用い、各素子毎に所定の遅延時間を
与えて収束させた超音波を送受し、予め定めた走査ピッ
チで送受素子位置をシフトさせることKよシ、丸棒の内
部の欠陥を斜角探傷するものであることを特徴・、とす
る特許請求の範囲第1項記載の丸棒の超音波探傷法。 6、 電子走査による探傷は、探触子の全ての素子で超
音波を送受し、丸棒の内部の欠陥を斜角探傷するもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の丸棒
の超音波探傷法。 7、 電子走査による探傷は、探触子の素子の中で予め
定めた特定数の素子を用い、各素子毎に所定の遅延時間
を与えて収束させた超音波を送受し、予め定めた走査ピ
ッチで送受素子位置をシフトさせることにより、丸棒の
表面層を斜角探傷するものと; 探触子の素子の中で予
め定めた特定数の・素子を用い、各素子毎に所定の遅延
時間を与えて収束させた超音波を送受し、予め定めた走
査ピッチで送受素子位置をシフトさせることにより、丸
棒の内部の欠陥を斜角探傷するものと; を予め定めた
シーケンスで繰返すことにより、1つの探触子で全断面
の探傷を行なう複合探傷であることを特徴とする特許請
求め範囲第1項記載の丸棒の超音波探傷法。 8、 電子走査による探傷は、探触子の素子の中で予め
定めた特定数の素子を用い、各素子毎に所定の遅延時間
を与えて収束させた超音波を送受し、予め定めた走査ピ
ッチで送受素子位置をシフトさせることにより、丸棒の
表面層の欠陥を斜角探傷するものと; 探触子の全ての
素子で超音波を送受し、丸棒の内部の欠陥を斜角探傷す
るものと; を予め定めたシーケンスで繰返すことによ
り、1つの探触子で全断面の探傷を行う複合探傷である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の丸棒の超
音波探傷法。
[Claims] 1. A tapered array probe in which rectangular vibrating elements are arranged in an annular shape so that the inner surface is tapered at a predetermined angle,
The rod is fitted concentrically through the round rod to be inspected, and the element of the probe sends and receives ultrasonic waves tilted to the axis of the rod to perform electronic scanning, thereby detecting flaws in the rod. Ultrasonic flaw detection method for round bars. 2. Flaw detection by electronic scanning uses a predetermined number of elements among the elements of the probe, transmits and receives ultrasonic waves that are converged with a predetermined delay time given to each element, and performs a predetermined scan. The ultrasonic flaw detection method for a round bar according to claim 1, wherein defects on the entire surface of the round bar are detected by surface waves by shifting the positions of the transmitting and receiving elements at pitches. 8. Flaw detection by electronic scanning, using a predetermined number of elements among the elements of the probe, transmitting focused ultrasonic waves for each element (given a predetermined delay time), The round bar according to claim 1, wherein defects on the entire surface of the round bar are detected by surface waves by receiving signals and shifting the position of the transmitting element at a predetermined scanning pitch. Ultrasonic flaw detection method. 4. Flaw detection by electronic scanning uses a predetermined number of elements in the probe, and transmits and receives focused ultrasonic waves with a predetermined delay time for each element. The round bar according to claim 1, wherein fine defects on the entire surface layer of the round bar are detected at an oblique angle by shifting the transmitting/receiving element position at a predetermined scanning pitch. Ultrasonic flaw detection method for rods. 5. Flaw detection by electronic scanning uses a predetermined number of elements in the probe, and sends focused ultrasonic waves with a predetermined delay time for each element. Claim 1 is characterized in that the present invention is characterized in that the device transmits and receives data and shifts the position of the transmitting and receiving elements at a predetermined scanning pitch, thereby detecting defects inside a round bar at an oblique angle. Ultrasonic flaw detection method for round bars. 6. A patent characterized in that electronic scanning flaw detection involves transmitting and receiving ultrasonic waves with all elements of the probe to detect defects inside the round bar at an oblique angle. Ultrasonic flaw detection method for a round bar according to claim 1. 7. Flaw detection by electronic scanning uses a predetermined number of elements among the elements of the probe, and a predetermined delay time for each element. The surface layer of a round bar is inspected at an oblique angle by transmitting and receiving focused ultrasonic waves at a predetermined scanning pitch and by shifting the transmitting and receiving element position at a predetermined scanning pitch; Using a specific number of elements, each element transmits and receives focused ultrasonic waves with a predetermined delay time, and by shifting the positions of the transmitting and receiving elements at a predetermined scanning pitch, defects inside the round bar can be detected. The round bar according to claim 1, characterized in that it is a composite flaw detection in which flaw detection is performed on the entire cross section with one probe by repeating the following in a predetermined sequence: Ultrasonic flaw detection method. 8. Flaw detection using electronic scanning uses a predetermined number of elements in the probe, and transmits and receives focused ultrasonic waves with a predetermined delay time for each element. By shifting the position of the transmitting and receiving elements at a predetermined scanning pitch, defects in the surface layer of the round bar are detected at an angle; The method according to claim 1 is characterized in that it is a composite flaw detection in which the entire cross section is detected with one probe by repeating the following steps in a predetermined sequence: Ultrasonic flaw detection method for round bars.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012058112A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Ultrasonic flaw detection method and device using array probe
JP2015145872A (en) * 2006-11-29 2015-08-13 ビーダブリューエクス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド Ultrasonic immersion inspection of member having arbitrary surface contour

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