JPH02167468A - 超音波探傷検査方法 - Google Patents
超音波探傷検査方法Info
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- JPH02167468A JPH02167468A JP32285888A JP32285888A JPH02167468A JP H02167468 A JPH02167468 A JP H02167468A JP 32285888 A JP32285888 A JP 32285888A JP 32285888 A JP32285888 A JP 32285888A JP H02167468 A JPH02167468 A JP H02167468A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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。
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、一定の曲率の曲面部を有する部品の超音波探
傷検査方法に関するものである。
傷検査方法に関するものである。
鋼材、鋼板、鍛造品等の自動検査法として、水浸式の超
音波探傷検査法が行われている。これらの探傷は被検査
体が比較的大型であり、また検出すべき欠陥も数mm以
上と大きいため、超音波を送受する探触子としては、単
純な平面振動子を用いた水浸用探触子が用いられている
。また高信頼性の必要な製品に対しては、数100μm
の欠陥を検出するために、振動子に凹型の樹脂レンズを
付属したり、振動子自身を凹型に加工した焦点型の探触
子が用いられている。一方、近年セラくツク等の脆性で
かつ厳しい環境下で用いられる、高信頼性の必要な構造
材料が開発されつつあり、これらの欠陥検査のために、
より高分解能な検査方法の確立が望まれている。セラく
ツク等の欠陥検査のため超音波探傷では、従来0.5〜
10MHz程度であった探傷周波数を15〜100MH
zという高周波にしたり、コンピューターを併用して画
像処理を行うといった方法が盛んに行われている。
音波探傷検査法が行われている。これらの探傷は被検査
体が比較的大型であり、また検出すべき欠陥も数mm以
上と大きいため、超音波を送受する探触子としては、単
純な平面振動子を用いた水浸用探触子が用いられている
。また高信頼性の必要な製品に対しては、数100μm
の欠陥を検出するために、振動子に凹型の樹脂レンズを
付属したり、振動子自身を凹型に加工した焦点型の探触
子が用いられている。一方、近年セラくツク等の脆性で
かつ厳しい環境下で用いられる、高信頼性の必要な構造
材料が開発されつつあり、これらの欠陥検査のために、
より高分解能な検査方法の確立が望まれている。セラく
ツク等の欠陥検査のため超音波探傷では、従来0.5〜
10MHz程度であった探傷周波数を15〜100MH
zという高周波にしたり、コンピューターを併用して画
像処理を行うといった方法が盛んに行われている。
しかし、これらの従来技術は平板や円柱5円筒面といっ
た単純な形状の部品に適用できるのみであり、曲面特に
曲率半径がLoim以下の曲面を持つ部品に対しては、
欠陥の検出性が悪かった。即ち曲率の小さい曲面に対し
、従来の平面振動子の探触子や焦点型の探触子を適用し
た場合、超音波が内部に入射する際に散乱してしまい欠
陥を検出することができなかった。近年開発されつつあ
る軸受用のセラくツクボールやエンジン、ガスタービン
用のセラごツク部品ではこのような小さい曲率を持つ部
品が多くあり、これらの部品の微小な欠陥を検出する検
査方法の確立が望まれている。
た単純な形状の部品に適用できるのみであり、曲面特に
曲率半径がLoim以下の曲面を持つ部品に対しては、
欠陥の検出性が悪かった。即ち曲率の小さい曲面に対し
、従来の平面振動子の探触子や焦点型の探触子を適用し
た場合、超音波が内部に入射する際に散乱してしまい欠
陥を検出することができなかった。近年開発されつつあ
る軸受用のセラくツクボールやエンジン、ガスタービン
用のセラごツク部品ではこのような小さい曲率を持つ部
品が多くあり、これらの部品の微小な欠陥を検出する検
査方法の確立が望まれている。
発明者は、超音波探傷法において、種々の探触子により
曲率半径が比較的小さく数十mm以下の曲面を有する部
品について実験検討した結果、本発明に至った。
曲率半径が比較的小さく数十mm以下の曲面を有する部
品について実験検討した結果、本発明に至った。
本発明によれば、曲面部の超音波探傷検査において、該
曲面部と同種の曲面を有し、その曲率半径が該曲面部の
曲率半径の0.5〜2.0倍である探触子先端部を含む
探触子を用いることを特徴とする超音波探傷検査方法が
提供される。
曲面部と同種の曲面を有し、その曲率半径が該曲面部の
曲率半径の0.5〜2.0倍である探触子先端部を含む
探触子を用いることを特徴とする超音波探傷検査方法が
提供される。
本発明の方法は、被検査体の曲面に合せた探触子、例え
ば被検査体が球面であれば被検査体に対面する探触子先
端部の音響レンズまたは振動子が球面である探触子、被
検査体が円筒面であれば探触子先端部の音響レンズまた
は振動子が円筒面である探触子を用いて超音波検査を行
うことにより、超音波が散乱することなく探傷面に入射
し、曲率半径が数十mm以下の曲面を有する被検査体内
の欠陥を検出することができるものである。
ば被検査体が球面であれば被検査体に対面する探触子先
端部の音響レンズまたは振動子が球面である探触子、被
検査体が円筒面であれば探触子先端部の音響レンズまた
は振動子が円筒面である探触子を用いて超音波検査を行
うことにより、超音波が散乱することなく探傷面に入射
し、曲率半径が数十mm以下の曲面を有する被検査体内
の欠陥を検出することができるものである。
本発明で用いる探触子について第1図に基づき説明する
。第1図(a)において、被検査体2に対面する探触子
1の探触子先端部を、被検査体の曲面と同種の曲面例え
ば球面とし、該先端部の曲面の曲率半径rを、被検査体
2が有する曲率半径Rの0.5〜2.0倍、好ましくは
1.0〜1.5倍となるように形成する。該先端部曲率
半径rが、該被検査体曲率半径Rの0.5倍より小さい
場合には、超音波が被検査体の表面近傍で焦点を結ぶた
め、それより内部の欠陥検出能力が悪くなる。また2、
0倍を超えると超音波が表面で散乱してしまい内部に
入射せず欠陥が検出できなくなるため好ましくない。
。第1図(a)において、被検査体2に対面する探触子
1の探触子先端部を、被検査体の曲面と同種の曲面例え
ば球面とし、該先端部の曲面の曲率半径rを、被検査体
2が有する曲率半径Rの0.5〜2.0倍、好ましくは
1.0〜1.5倍となるように形成する。該先端部曲率
半径rが、該被検査体曲率半径Rの0.5倍より小さい
場合には、超音波が被検査体の表面近傍で焦点を結ぶた
め、それより内部の欠陥検出能力が悪くなる。また2、
0倍を超えると超音波が表面で散乱してしまい内部に
入射せず欠陥が検出できなくなるため好ましくない。
探触子1は、第1図(b)または(C)に示すように、
ダンパー3内を経て超音波送受機に接続するコネクター
7からのリード線4に結合した振動子5を有し、被検査
体に対面する探触子先端部は、振動子5に密接した音響
レンズ6または振動子5自体となる。本発明では、音響
レンズ6または振動子5を被検査体2の曲面に合せ、曲
面の種類及び曲率半径を設定して相当する曲面に形成し
て探触子に用いることができる。
ダンパー3内を経て超音波送受機に接続するコネクター
7からのリード線4に結合した振動子5を有し、被検査
体に対面する探触子先端部は、振動子5に密接した音響
レンズ6または振動子5自体となる。本発明では、音響
レンズ6または振動子5を被検査体2の曲面に合せ、曲
面の種類及び曲率半径を設定して相当する曲面に形成し
て探触子に用いることができる。
以下、本発明を実施例に基ぎ、更に詳細に説明する。
実施例1
原料中に樹脂製粒子を混入することにより、内部に直径
50.100.300.500μmの空孔を含む直径1
0.20mmの窒化珪素製セラごツクボール計8種類を
用意した。第2図に示した装置において、まず水槽14
中に置いた手動にてボールを自由に回転できるようにし
たボール保持具8にセラごツクボール2をセットした。
50.100.300.500μmの空孔を含む直径1
0.20mmの窒化珪素製セラごツクボール計8種類を
用意した。第2図に示した装置において、まず水槽14
中に置いた手動にてボールを自由に回転できるようにし
たボール保持具8にセラごツクボール2をセットした。
つぎに探傷周波数50MHzで探触子先端部の振動子面
が曲率半径7.5 mmの凹球面である探触子1を探触
子保持具9にセットし、セラミックボール2の真上に探
触子1が来るように、探触子保持具9を調整した。また
探触子1は水槽外においた超音波送受信機10に高周波
ケーブル11を介して接続した。さらにセラごツクボー
ルより反射してくる超音波エコーを観察するために、オ
シロスコープ12を超音波送受信機に高周波ケーブル1
3を介して接続した。このようにした状態でオシロスコ
ープにてエコーを観察しながらセラミックボールを手動
にて回転させた。全面を観察した後、セラミックボール
を交換することを繰り返し、全部のセラミックボールを
検査したところ、直径10mmのボールについてはすべ
ての欠陥を検出できたが、直径20mmでは直径50μ
mの欠陥は検出できなかった。
が曲率半径7.5 mmの凹球面である探触子1を探触
子保持具9にセットし、セラミックボール2の真上に探
触子1が来るように、探触子保持具9を調整した。また
探触子1は水槽外においた超音波送受信機10に高周波
ケーブル11を介して接続した。さらにセラごツクボー
ルより反射してくる超音波エコーを観察するために、オ
シロスコープ12を超音波送受信機に高周波ケーブル1
3を介して接続した。このようにした状態でオシロスコ
ープにてエコーを観察しながらセラミックボールを手動
にて回転させた。全面を観察した後、セラミックボール
を交換することを繰り返し、全部のセラミックボールを
検査したところ、直径10mmのボールについてはすべ
ての欠陥を検出できたが、直径20mmでは直径50μ
mの欠陥は検出できなかった。
つぎに探触子を探傷周波数50M)(zで振動子面が曲
率半径15mmの凹球面である探触子に交換し同様の実
験を行ったところ、直径20mmのボールではすべての
欠陥を検出したが、直径10mmのボールでは直径50
0μmの欠陥しか検出できなかった。
率半径15mmの凹球面である探触子に交換し同様の実
験を行ったところ、直径20mmのボールではすべての
欠陥を検出したが、直径10mmのボールでは直径50
0μmの欠陥しか検出できなかった。
さらに探触子を探傷周波数50MHzで振動子径5mm
の平面振動子である探触子に交換し、同様の実験を行っ
たところ直径10及び20恥の両方のボールともいずれ
の欠陥も検出できなかった。結果を表1にまとめて示し
た。
の平面振動子である探触子に交換し、同様の実験を行っ
たところ直径10及び20恥の両方のボールともいずれ
の欠陥も検出できなかった。結果を表1にまとめて示し
た。
実施例2
成形時に内部に直径50.100.300.500μm
の樹脂製粒子を配置し、人工的に空孔欠陥を内在させた
直径6.10.20+++mで長さ各50mmに窒化珪
素製円筒試験片3本を用意した。第3図(a)に示した
装置においてまず水槽14中に置いた水平方向に自由に
回転できる保持具8に円筒試験片2“をセットし、回転
に対する円筒試験片2′の偏心量が0.]、mm以下に
なるように保持具8を調整した。次に探傷周波数50M
Hzで探触子先端部の振動子面が曲率半径10mmの凹
円筒面である探触子lを探触子保持具9にセットし、第
3図(b)に示したように円筒試験片2“に対して探触
子1が垂直にかつ振動子面14の曲面が試験片の円筒面
と方向が一致するように探触子保持具9を調整した。ま
た探触子1は水槽外においた超音波送受信機10に、高
周波ケーブル11を介して接続し、さらに円筒試験片よ
り反射してくる超音波エコーを観察するために、オシロ
スコープ12を超音波送受機に高周波ケーブル■3を介
して接続した。このようにした状態でオシロスコープに
てエコーを観察しながら、円筒試験片2′を手動にて回
転させた。全面を観察した後、円筒試験片を交換するこ
とを繰り返し、3個の円筒試験片を検査したところ、直
径6mmの試験片では直径500μmの欠陥しか検出で
きなかったのに対し、直径10 mmの試験片に対して
は直径100μm以上の欠陥を、直径20InI11の
試験片ではすべての欠陥を検出することができた。
の樹脂製粒子を配置し、人工的に空孔欠陥を内在させた
直径6.10.20+++mで長さ各50mmに窒化珪
素製円筒試験片3本を用意した。第3図(a)に示した
装置においてまず水槽14中に置いた水平方向に自由に
回転できる保持具8に円筒試験片2“をセットし、回転
に対する円筒試験片2′の偏心量が0.]、mm以下に
なるように保持具8を調整した。次に探傷周波数50M
Hzで探触子先端部の振動子面が曲率半径10mmの凹
円筒面である探触子lを探触子保持具9にセットし、第
3図(b)に示したように円筒試験片2“に対して探触
子1が垂直にかつ振動子面14の曲面が試験片の円筒面
と方向が一致するように探触子保持具9を調整した。ま
た探触子1は水槽外においた超音波送受信機10に、高
周波ケーブル11を介して接続し、さらに円筒試験片よ
り反射してくる超音波エコーを観察するために、オシロ
スコープ12を超音波送受機に高周波ケーブル■3を介
して接続した。このようにした状態でオシロスコープに
てエコーを観察しながら、円筒試験片2′を手動にて回
転させた。全面を観察した後、円筒試験片を交換するこ
とを繰り返し、3個の円筒試験片を検査したところ、直
径6mmの試験片では直径500μmの欠陥しか検出で
きなかったのに対し、直径10 mmの試験片に対して
は直径100μm以上の欠陥を、直径20InI11の
試験片ではすべての欠陥を検出することができた。
次に、探触子を探傷周波数50MHz、振動子径5mm
で振動子面が曲率半径5mmの凹円筒面であるものに交
換し、同様の実験を行った結果、直径6及び20mmの
試験片で直径100μm以上の欠陥を検出し、直径10
mmの試験片では全ての欠陥を検出した。
で振動子面が曲率半径5mmの凹円筒面であるものに交
換し、同様の実験を行った結果、直径6及び20mmの
試験片で直径100μm以上の欠陥を検出し、直径10
mmの試験片では全ての欠陥を検出した。
また探触子を探傷周波数50MHz、振動子径5mmで
振動子面が曲率半径10mmの凹球面である探触子に交
換し同様の実験を行った結果、直径20mmの試験片で
直径500μmの欠陥を検出したが、他の直径6及び1
0mmの試験片ではいずれの欠陥も検出できなかった。
振動子面が曲率半径10mmの凹球面である探触子に交
換し同様の実験を行った結果、直径20mmの試験片で
直径500μmの欠陥を検出したが、他の直径6及び1
0mmの試験片ではいずれの欠陥も検出できなかった。
さらに探触子を探傷周波数50MHzで振動子径5mm
の平面振動子である探触子に交換し、同様の実験を行っ
たところ、直径6.10.20mmのすべてにおいて、
いずれの欠陥も検出できなかった。
の平面振動子である探触子に交換し、同様の実験を行っ
たところ、直径6.10.20mmのすべてにおいて、
いずれの欠陥も検出できなかった。
結果を表2にまとめて示した。
本発明の方法によれば超音波探傷検査において、被検査
体の曲面と同種の曲面を有し、その曲率半径が被検査体
の曲率半径の0.5〜2.0倍である先端部を含む探触
子を用いることにより、直径数十mm以下の曲面を有す
る被検査体内の微小欠陥を検出できる。
体の曲面と同種の曲面を有し、その曲率半径が被検査体
の曲率半径の0.5〜2.0倍である先端部を含む探触
子を用いることにより、直径数十mm以下の曲面を有す
る被検査体内の微小欠陥を検出できる。
表 1
第1図は、本発明に係る探触子の説明図、第2図は本発
明に係る超音波探傷検査方法の一実施例を示す説明図、
第3図(a)は他の実施例を示す説明図で、第3図(b
)は第3図(a)のa−a’における円筒試験片2′と
探触子1との配置関係を示す横断面図である。 1・・・探触子、2・・・被検査体、2”・・・円筒試
験片、3・・・触子ダンパー、4・・・リード線、5・
・・振動子、6・・・音響レンズ、7・・・コネクター
、8・・・保持体、9・・・探触子保持体、19・・・
超音波送受機、11及び13・・・高周波ケーブル、 12・・・オシロスコープ、14・・・水槽。
明に係る超音波探傷検査方法の一実施例を示す説明図、
第3図(a)は他の実施例を示す説明図で、第3図(b
)は第3図(a)のa−a’における円筒試験片2′と
探触子1との配置関係を示す横断面図である。 1・・・探触子、2・・・被検査体、2”・・・円筒試
験片、3・・・触子ダンパー、4・・・リード線、5・
・・振動子、6・・・音響レンズ、7・・・コネクター
、8・・・保持体、9・・・探触子保持体、19・・・
超音波送受機、11及び13・・・高周波ケーブル、 12・・・オシロスコープ、14・・・水槽。
Claims (1)
- (1)曲面部の超音波探傷検査において、該曲面部と同
種の曲面を有し、その曲率半径が該曲面部の曲率半径の
0.5〜2.0倍である探触子先端部を含む探触子を用
いることを特徴とする超音波探傷検査方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32285888A JPH02167468A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 超音波探傷検査方法 |
| EP19890313347 EP0377986A3 (en) | 1988-12-21 | 1989-12-20 | Ultrasonic testing method |
| US07/454,404 US5001674A (en) | 1988-12-21 | 1989-12-21 | Ultrasonic testing method |
| US07/639,517 US5228004A (en) | 1988-12-21 | 1991-01-10 | Ultrasonic testing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32285888A JPH02167468A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 超音波探傷検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02167468A true JPH02167468A (ja) | 1990-06-27 |
Family
ID=18148391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32285888A Pending JPH02167468A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 超音波探傷検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02167468A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6128052B2 (ja) * | 1980-09-30 | 1986-06-28 | Misawa Homes Co |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP32285888A patent/JPH02167468A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6128052B2 (ja) * | 1980-09-30 | 1986-06-28 | Misawa Homes Co |
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