JPS62207957A

JPS62207957A - 超音波探傷方法

Info

Publication number: JPS62207957A
Application number: JP61051666A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Uno; 義雄宇野; Yoshiki Fukutaka; 善己福高; Ichiro Samejima; 鮫島　一郎; Masao Iritani; 入谷　正夫; Koichi Kawamura; 川村　絋一
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1987-09-12

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】

【産業上の利用分野］本発明は、超音波探傷方法に係り、特に、水浸法により
、又は水柱を用いて、平゛板状の探１０対象材の内部欠
陥、例えば内部の割れ、空洞、介在物等を検出する際に
好適な、超音波を液深ＩＯ材に入射して、超音波が反射
して生ずるエコーを検出することにより、被探傷材内の
欠陥を探傷するＪｒ１音波探傷方法の改良に関する。（従来の技術］一般に、超音波探傷方法は、使用する超音波の波動様式
、入射の方法、探触子の溝造等により種々の方式に分け
られる。このような超音波パルスの中に探傷される対象
物に入射された超音波パルスの反射状況を利用する反射
パルス法があり、又、超音波を送受信する探触子と対象
材の間に、超音波伝達媒質として液体（主として水）の
大きな層を設けて探傷を行う水浸法がある。又、従来より提案されている超音波探傷に関する技術に
は、例えば特開昭６０−４８５５で開示された超音波探
傷装置がある。この装置は、被検体中から反射されてく
る反射エコーのレベルに応じてＩＨｉｉＴレベルを設定
することにより、被検体中の欠陥の有無の判定をし、欠
陥が存在する」８合にはその位ド９と大きさとをＪｒｔ
測するようにしたものである。又、同様に特開昭５７−
１４１５５１では、送信エコーと被検査材表面エコーと
の間の適切な位置に検出ゲートを設け、該検出ゲート内
のエコー高さを測定することにより、水中に存在づ′る
気泡や固形物を検出し、これら気泡や固形物の影響によ
る雑音に起因して生ずる探（ｎ誤検出を防ＩＬするよう
にした超音波探傷装置の雑音除去方法が開示されている
。ところで、前記水浸法で行う超音波探傷方法に関して、
例えば「被破壊検査ｌＩ！を論、ＪＳＮＤ　１編」には
、パルス反射式水浸超音波探（ｎ方法の原理について、
以下の如く記載ざ机ている。即ち、この方法を実施する際には、第３図（△）に示さ
れるように、内部欠陥１０を右づる平板状の被検１８月
である被検対象材１２に水を湛えたホルダ１４を接する
ようにする。超音波パルスＳＰは、ホルダ１４に備えら
れる探触子１６から送信され、水１８を経て被検対象材
１２表面からその内部に入射される。入射された超音波
パルスＳＰの一部は、内部欠陥１０で反射され、又他の
一部は、被検深傷月１２の底面１２Ｂで反射されて、各
々エコー（反射波）パルスとなり再び水１８を経て探触
子１６により受信される。なお、第３図（Ｂ）中には、
受信されるエコーパルスに対応して探触子１６から出力
される検出信号（以下、エコー信号という）の波形を対
応させて承り。図において、１９は送信パルス信号２０
は被検対象材１２の表面１２Ａからのエコー信号、２１
．２２．２３は底面１２Ｂからのエコー信号群、２４．
２５．２６は欠陥１０からのエコー信丹群である。又、これらエコー信号の大きさあるいは高さを選択して
測定するために、図に示されるような電子ゲート２７．
２８．２９が用いられる。電子ゲート２７は表面エコー
信号２０を捉えるＳグー１〜、電子ゲート２８は欠陥エ
コー信号２４．２５若しくは２６を捉えるＦゲート、電
子ゲート２９は底面エコー信号２１．２２若しくは２３
を捉える１３ゲートである。上記の如き探触子１６を有する超音波探傷装置１′？で
内部欠陥１０の有無を判別する方法の１つに、被検対象
材１２内の内部欠陥１ｏによって生ずる、−底面エコー
高さの減衰を検出することにより行う底面エコー減衰法
がある。この方法は、欠陥エコー信号を検出して探傷す
る方法よりもゲートの設定が容易なので、被検対象材１
２の厚さが薄いときに、特に有効な方法である。この方
法における欠陥の判別は、底面エコー信号の高さＢが、
例えば底面の正常部からのエコー高さより５ｄｂ（デシ
ベル）低く設定されたＢゲートの閾値よりも下がった場
合に欠陥であるとして行う。ところで、前記の如き底面エコー減衰法で被検対象材１
２中のごく小さな欠陥、例えば微小な介在物を検出しよ
うとする場合、内部欠陥１０に対応して底面エコー高さ
Ｂが微小低下するのを捉えるために、Ｂゲートの閾値を
底面の正常部からの信号よりわずかだけ低く設定する必
要がある。【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、前記探触子１６あるいは被検対象材１２
を移動させて、連続的に走査し探傷する際には、検出さ
れる正常部からのエコー信号自体に変動あるいは雑音（
ノイズ）が存在し、底面エコー高さＢが３〜４ｄｂ変動
するため、微小な介在物による該底面エコー高ざＢの例
えば２ｄｂ程度の微小な低下を検出するのに必要とされ
るＢゲートの微妙な設定ができないどう問題点を有して
いた。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、被探傷材中の小さな欠陥をも精度良く検出するこ
とのできる超音波探傷方法を提供することを目的とする
。

【問題点を解決するための手段】　。本発明は、超音波を被探傷材に入射して、超音波が反射
して生ずるエコーを検出することにより、該被探傷材内
の欠陥を探傷するに際し、前記被検Ｉｕ　４４の表面か
らの表面エコー及び底面からの底面エコーを検出し、底
面エコーの検出信号を表面エコーの検出信号で補償し、
補償された底面エコーの検出信号に基づき、前記被探傷
材内の欠陥状況を判断することにより、前記目的を達成
したものである。（作用］以下、本発明の原理について説明する。例えば第３図（Ａ＞に示されるように被検１具材（被検
対象材１２）の内部欠陥１０を走査して探（！２づる際
に、探触子１６で受信される反射パルス信号中に存在す
る、被検対象材１２の底面の正常部から検出される底面
エコー２１〜２３は、通常変動している。この変動要因
を考察Ｊると、前記走査に伴ない生ずる被検対象材１２
の振動やその表面に存在する欠陥が要因となる。これは
、前記１に動があると、被検対象材１２が超音波パルス
の入ｑ１方向に対してわずかに傾斜し、該パルスの経路
が垂直でなくなるため、前記底面エコーが減衰し、又、
前記表面欠陥があると、超音波パルスのエネルギーの一
部がその表面欠陥で散乱されて該パルスの入射エネルギ
ーを減少させ、前記底面工＝１−が減衰してしまうため
である。そこで、発明者らは底面エコーの検出信号の高δＢ（以
下、底面エコー高さＢという）の変動が起こる際の、表
面エコーの検出信号の高ざＳ（以下、表面エコー高ざＳ
というンの変動に注目して、底面エコー高さＢと同時に
該表面エコーｆｌさＳが変動することを見出した。この
場合、被検対象材１２が振動して傾斜し、表面エコー高
さＳが増減η゛ると、その表面に平行な底面からのエコ
ー高さ１３も同時に増減する。又、前記表面欠陥にょる
超　゛音波パルスエネルギーの散乱により、前記表面エ
コー高さＳが減少すると同時に該パルスの入（ＩＪエネ
ルギーも減少し、その結果底面エコー高さＢの減少も同
時に起こる。従って、正常部におｔ〕る１）ｒ１記底而
エコー高ざ８の変動については、同時に起こる表面エコ
ー高さＳの変動によって補償ずれば除去することができ
る。このような知見に基づき本発明はなされたものであって
、例えば以下の如き手順で超音波探傷を行う。まず、被検対象材（被探傷材）に超音波パルスを入射し
、該超音波が反射して生ずるエコーを検出し、検出され
た表面エコーの例えば表面エコー高さＳを検出すると共
に、底面エコーの例えば底面エコー高さＢを検出する。そして、前記表面１コーの検出信号により底面エコーの
検出信号を補にするため、例えば各々の信号高さＳ、Ｂ
の比Ｓ／ＢあるいはＢ、／Ｓの演算を行う。この場合、
比をとるだけで補償可／ＩＩＥであるため比較的簡易な
手順で底面エコー信号を補償することができる。なお、
上記のことから、本発明方法は、例えば前記の如く被検
対象材の走査に伴い、又、その表面に存在Ｔる欠陥によ
り、底面エコーの検出信号中に雑音〈ノイズ）が生ずる
のを、それと同時に雑音が生ずる表面エコーの検出信号
で補償するため、一種の相関技術に関するものであると
いえる。補償された底面エコー信号例えば前記の如く）１１停さ
れたＢ／ＳあるいはＳ／Ｂの値の変化量に対して闇値を
設け、その闇値を越えた変化が生じたときには被検対象
材中に内部欠陥が存在すると判断する。ここで、この闇
値と内部欠陥の種類を対応させた例を、前記底面エコー
高さＢの補償をＢ／Ｓの演算により求めた値に対する場
合について、次の第１表に示す。なお、この場合の閾値
は、被検対象材の種類や探傷の条件等により、任意に選
ぶことができる。第　　１　　表又、前記の如き闇値を設けない場合においては、前記演
免されたＳ／Ｂ若しくはＢ／Ｓの埴そのものを、被検対
象材の内部欠陥状況を判断丈る指標とする。この場合、
同値を設ける必要がなく、１・°ｑＩＵ設定のための機
器を要しないため、比較的簡易なす１構成でｌｎ記内部
欠陥状況を判断することができる。

【実施例１以下、本発明に係る超音波探傷方法の実施例について詳
細に説明する。この実施例は、第１図に示されるような構成を右し、探
触子１６あるいは平板状の被検対象材１２を移動させて
、連続的に走査しながらパルス反射式水浸超音波探傷を
行う超音波探傷装置でｉ３つる。この超音波探傷装置は、前出第３図（Ａ＞に示した探触
子１６を有し、該探触子１６で受信される超音波エコー
によるパルス信号を増幅する増幅器３２と、前出第３図
（Ｂ）に示したＳゲートを設定するためのＳゲート回路
３４と、同じくＳゲートを設定するためのＳゲート回路
３６と、各ゲート回路３４．３６に通過するエコー信号
を制御するタイミング回路３８と、各々のグー１−回路
３４．３６で制限されたエコー信号を保持（ホールド）
して出力する各々のボールド回路４０．４２と、該ボー
ルド回路４０，４２出力の各々のエコー高さＢ、Ｓの比
、Ｂ／Ｓ若しくはＳ／Ｂを演算リーる除算器４４と、こ
の演算信号と比較するための閾値を設定する設定器４６
と、該閾値と除算器４４出力の演算信号Ｂ／Ｓ若しくは
Ｓ／Ｂを比較づる比較器４８と、を備える。以下、実施例の作用について説明する。第３図（Δ）に示されるように水１８を伝搬されて被検
対象材１２に入射した超音波パルスは、そこで反射され
てエコーパルスとなり再度前記探触子１６に受信される
。受信されたエコーパルスの検出信号（エコー信号）は
、第１図に示す増幅器３２で増幅された後、Ｓゲート回
路３４に入力される。このＳゲート回路３４は、タイミ
ング回路３８が制御することにより、入力信号から表面
エコー信号だけを通過させる。又、同様に、受信された
パルス信号はＳゲート回路３６に入力され、該Ｓゲート
回路３６は、前記タイミング回路３８がａ、ＩＪ　御す
ることにより、底面エコー信号だけを通過させる。各々のゲート回路３４．３６の出力信号はボールド回路
４０．４２に入力され、ホールド回路４０では表面エコ
ー高さＳの値が、又、ホールド回路４２では底面エコー
高さＢの値が保持される。これらホールド回路４０，４２で保持された各々のエコ
ーの高さＳ、８は除算器４４に入力され、その比Ｂ／Ｓ
若しくはＳ／Ｂの演算がなされる。この演等により底面エコー高さＢの補償がなされる。演算されて補償された信号は比較器４８に導かれ、設定
器４６から出力されるｌ？ｉｉ値と比較される。この設定器４６に設定される閾値は、例えば前出第１表
に示されるものとされ、同表に従い比較器４８で欠陥の
判断が下される。なお、前記除０器４４でＢ／Ｓを演算
した場合は、その値が前記閾値を下廻ったときに、Ｓ／
Ｂを演算した場合は、その値が前記国債を上廻ったとき
に内部欠陥を判断した信号を出力する。ここで、実際の薄鋼板を超音波探傷したエコー１５号を
本発明方法により補償するため、エコー信号に処理を施
した例を第２図に示す。なＪ３この場合、前記薄ｒｌＩ
Ｊ仮には、図中の符号５０で示ず部分に内部欠陥が存在
した。図から、底面エコー高さＢがＢ／Ｓの演ｐにＪ：つて補
償され、この補償により、前記ｉｆ９鋼板の内部欠陥部
に対応する部分にだけ図中の符号５０に示すような大き
な信号減衰が検出されることがわかる。又、その際、図
中の符号５１．５２．５３の部分の各々のエコー高さＳ
、Ｂには変動が生じているが、それら信号の符号５１．
５２．５３に対応する前記薄鋼板上の部分には、材料異
常か認められず、前記薄鋼板の振動による信号変化と判
断された。このことからも、本発明の有用性が理解でき
る。なＪ５、前記実施例においては、検出される底面エコー
信号及び表面エコー信号を処理するのにそのエコー高さ
に基づき処理していたが、エコーイ；：号を処理する際
の対象はエコー高さに限定されるものではなく、エコー
信号の大ぎざあるいはその他のものを対象にできるのは
明らかである。又、その際、底面エコー信号を表面エコー信号で補償す
るのに、底面エコー高さＢと表面エコー信Ｑ　３の比Ｂ
／Ｓ又はＳ／Ｂを演算していたので、比較的簡易な手順
で底面エコーの検出信号を補値できる。しかしながら、
底面エコーの検出信号の補償方法はこれに限定されるも
のではな（、他の方法により前記底面エコーの検出信号
を補償できる。又、前記実施例においては、被探傷物である薄ｔｐＩ仮
等の平板状の探傷材上を連続的に走査しながら水浸で超
音波探１易する、パルス反射式水浸超音波方法による超
音波探傷装置について例示したが、被探傷材及び超音波
探傷装置はこれらのものに限定されず、他の被探傷材を
対象として探傷ツる他の超音波探傷方法による超音波探
傷装置で本発明を実施できることは明らかである。【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、被探傷物を超音波
探傷する際に、探傷信号が変動しても、前記被探傷物の
内部に存在するごく小さな欠陥をら精度良く検出づるこ
とができるという優れた効果を有１Ｊる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る超音波探傷方法の実施例の全体
４’ｉ）成を示すブロック線図、第２図は、本発明によ
り超音波探傷した場合のエコー信号の例を示−ｖＦｌ１
図、第３図（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明が適用される超
音波探傷装置の探触子周辺及びその検出するエコー信号
の例を示ず、一部線図を含む要部断面図である。１０・・・内部欠陥、１２・・・被検対象材（被探傷材）、１６・・・探触子、　　　　２０・・・表面エコー、２
１〜２３・・・底面エコー、２４〜２６・・・欠陥エコー、２７・・・Ｓゲート、　　　　２８・・・Ｅゲート、２
９・・・Ｂゲート、　　　３４・・・Ｓグー１〜回路、
３６・・・Ｂゲート回路、　３８・・・タイミング回路
、４０．４２・・・ホールド回路、４４・・・除算器、　　　　４６・・・設定器、４８・
・・比較器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超音波を被探傷材に入射して、超音波が反射して
生ずるエコーを検出することにより、該被探傷材内の欠
陥を探傷するに際し、前記被探傷材の表面からの表面エコー及び底面からの底
面エコーを検出し、底面エコーの検出信号を表面エコーの検出信号で補償し
、補償された底面エコーの検出信号に基づき、前記被探傷
材内の欠陥状況を判断することを特徴とする超音波探傷
方法。