JPH0329849A

JPH0329849A - 超音波探傷用接触媒質の供給方法とその装置

Info

Publication number: JPH0329849A
Application number: JP1166419A
Authority: JP
Inventors: Ken Nishino; 西野　憲
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-06-28
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1991-02-07

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、鋼帯なとの被探傷材料の肉質欠陥検査を主目
的として、タイヤ探触子を用いて板波法に基づく超音波
探傷を行う際のタイヤと被探傷材料との接触媒質を供給
する方法とその装置に関する。

〔従来の技術〕

鋼の製造過程においては、鋼の内部に金属の酸化物、非
鉄金属等の介在物が■生じることがあり、これは熱延コ
イルとして製造された後も、また冷間圧延された後にも
鉄の内部に残り、肉質欠陥となる。肉質欠陥があると、
戊品を加工する時に割れ等を生じたり、強度的に問題と
なる。

そこでこの種の有害な肉質欠陥を検出する方法として超
音波探傷法が一般に利用されており、特に、熱延および
冷延コイルでは板波探傷法を用いている。その際、走間
で探傷を行うため、タイヤ探触子を通常用いるが、この
場合、タイヤ探触子とコイルとの間における超音波の接
触媒質を供給する必要がある。

第６図は音波の振動様式に板波を用いた探傷方式の探傷
原理を概略的に示したもので、被探傷材料としての鋼帯
Ｍに振動子ＩＡを内蔵するタイヤ探触子１を鋼帯Ｍの移
動速度に追従して回転自在に配設し、このタイヤ探触子
｛の表面と鋼帯Ｍとの接触媒質として接触媒質油２を高
位に配置したタンク３から配管４を介して鋼帯Ｍ表面に
自由落下させながら供給し、振動子ＩＡから超音波をパ
ルス発信し、鋼帯Ｍの幅方向に伝播させ、鋼帯Ｍの幅端
において反射して戻って《るバックエコ（Ｂエコー）と
の間に欠陥エコーが現れるとき、そこに介在物Ｘがある
として判断するものである。

この種の超音波探傷において、探触子から超音波を鋼帯
Ｍに効率よく伝播するには、接触媒質として油または水
等の液体を用いる必要があり、このため酸洗ラインや冷
延の各ラインで用いる場合には、ラインで使用している
防錆油を接触媒質として用いるのが一般的である。しか
しながら、防錆油として音波の伝播性などを勘案して、
用途に応じて極めて多種のものを使い分ける必要がある
。

しかし、各防錆油の種類によりその粘度等の物性は一定
していない。従ってこれら防錆浦を用いて探傷する場合
には、所望の探傷感度を得るには、後述のように、ライ
ン速度に応じて最適な供給量を決めてやる必要がある。

ところが従来例では、第６図のように、上位に油タンク
３を配置し、この油タンク３から配管４を引き出し、自
由落下方式により油２を鋼帯Ｍ表面に供給し、その際、
配管４の途中に設けた手動固定バルブ（二一ドルバルブ
）で流量を調整する方法が、またやや進歩した方式とし
て、第７図のように、前記の手動固定バルブ５とともに
、極小型の比例ポンプ６（その最大流量は（０．　３　
Ａ　／分程度）を補足的に使用し、流量の不足を補う方
法がある程度であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来例では、防錆油の粘度や温度の変化お
よびライン速度に対応して、接触媒質の流量を適正に調
整するという技術的思想は皆無であった。

他方、タイヤ探触子を用いた鋼帯の内質欠陥の探傷にお
いて、後述のように、ライン速度が速くなると探傷感度
が低下するため、この探傷感度に基づいてライン速度の
上限を極めて低い値、通常１　５　０ｍｐｍ以下（第３
図を参照）に限定せざるを得なかった。

この探傷感度の低下は音波の伝播速度から求めた理論感
度低下値よりもはるかに大きく、探傷感度の低下はライ
ン速度を限定するため、製造能率を著しく低下させてい
た。さらに、探傷中の感度もライン速度によって変化し
、最高速度を制約した範囲内でも探傷感度の不安定性（
バラツキ）は残っていた。

そこで本発明の主目的は、板波超音波探傷において、タ
イヤ探触子への接触媒質を、ライン速度、媒質種の特性
、媒質の温度（外気温）に対応して適切に、かつ常時、
安定して適正量供給する方法と接触媒質が適切にタイヤ
探触子と被探傷材料との間に供給できる装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するための本発明法は、被探傷材料の内
質欠陥調査用タイヤ探触子と被探傷材料との接触媒質の
供給に際し、接触媒質供給系統を流出流量がライン速度無関係の固定
系統と流量がライン速度に比例する比例系統に分け、ラ
イン停止時から所定のライン速度までの初期期間は、前
記固定系統から接触媒質を供給し、前記初期期間を超え
るライン速度となったときは、前記比例系統のみからま
たは前記固定系統を併用して接触媒質を供給することを
特徴とするものである。

また、本発明装置は、被探傷材料の内質欠陥調査用タイ
ヤ探触子と被探傷材料との接触媒質の供給装置において
、接触媒質供給系統を流出流量がライン速度無関係の固定
系統と流量がライン速度に比例する比例系統に分け、前記タイヤ探触子の上流に均しロールを設け、この均し
ロールの上流側の被探傷材料表面に対して前記各系統の
流出口を設けたことを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明では、接触媒質供給系統を流出流量がライン速度
無関係の固定系統と流量がライン速度に比例する比例系
統に分け、第３図〜第４図のように、ライン停止時から
所定のライン速度までの初期期間は、前記固定系統から
接触媒質を供給し、前記初期期間を超えるライン速度と
なったときは、前記比例系統のみからまたは前記固定系
統を併用して接触媒質を供給することとしている。

なお、第３図において、従来例の「変動幅」とは、粘度
の季節的に変動に伴う、あるいはバルブ開度選択に伴う
流量変化を言う。

後述のように、探傷感度は、ライン速度が遅い場合には
接触媒質の供給量を少なく、ライン速度が速い場合には
接触媒質の供給量を多くしなければ低下をきたすことを
本発明は知見した。そこで本発明によれば、ライン速度
に応じて、接触媒質の流量を調整するから、良好な探傷
感度を得ることができる。また、ラインの停止時から所
定のライン速度に立ち上げる際、専ら前記の比例系統の
みに依存することが考えられるが、ライン速度への供給
流量の追従性が十分でない、ならびに供給量の不足を生
じるため、感度低下を免れない。そこで、ラインの立ち
上げの際には固定系統から一定量の接触媒質を供給する
ことで、探傷感度の低下を防止できる。

さらに、本発明装置によれば、・前記の効果とともに、
被探傷材料表面に供給された接触媒質が均しロールによ
り材料表面に展開されるようになるため、タイヤ探触子
と材料表面との間に所定の平均化された膜厚をもって供
給されるので、探傷感度が向上する。

〔発明の具体的構成コ以下本発明をさらに具体的に説明する。

第ｌ図および第２図は本発明例を示したもので、サポー
トロール１０、１０間において鋼帯Ｍに接触して、タイ
ヤ探触子ｌが鋼帯Ｍの移動速度に追従して回転するよう
に、支持ヘッドｌ１に保持されている。また、タイヤ探
触子１の上流側には、第１均しロールｌ２、第２均しロ
ールｌ３がそれぞれ支持ヘッド１ｌに回転自在に保持さ
れている。

支持へッドエ１は、探傷時においては、タイヤ探触子１
および均しロールｌ２、ｌ３が鋼帯Ｍと接触するように
下降し、非探傷時には離間するように昇降自在なってい
る。第２均しロールｌ３はサポートロール１０に対向し
ている。

他方、第１均しロール１２の上流側の鋼帯Ｍの上表面に
接触媒質２を供給する供給管ｌ４、ｌ５が配設されてい
る。これらの供給管ｌ４、ｌ５は接触媒質タンクｌ６、
ｌ７に連結されており、さらに供給管１４、１５の出口
近傍には、切り換え電磁弁１８、１９および比例ポンプ
２０および固定ボンプ２１が設けられている。

タンク１６、１７にはそれぞれ温度調節用ヒータ２２、
２３および攪拌機２４、２５が配設されており、対象の
接触媒質の種類、外気温度などに応じて所定の接触媒質
温度に保持するようになっている。このために、切り換
え弁２６、２７が設けられ、一方を開、他方を閉とし、
一方のたとえばタンクｌ６からの接触媒質のみをそれぞ
れ供給管１４、ｌ５に供給するようになっている。なお
各タンク１６、１７には、図示していないが温度検出器
も設けられている。

前記の固定ポンプ２１は、たとえば０〜０．　３　１　
／分の範囲内において６ステップで流量を可変としてあ
り、他方比例ポンプ２０は、たとえば０．７〜２．５１
／分の範囲内において６ステップで流量を可変としてあ
る。

また、前記の第１均しロール１２はその全体が合成樹脂
発泡体などから形威されるとともに、第２均しロール１
３は幅方向中央が合威樹脂発泡体１３ａなどから形威さ
れ周囲は金属１３ｂなどの硬質材料から形成されている
。

９１０このように構威された装置においては、鋼帯Ｍの移動速
度に応じて接触媒質の供給量が調整される。鋼帯Ｍの移
動速度は、一般的なタッチロールとパルスジェネレー夕
との組み合わせなどにより検出される。

鋼帯Ｍが停止時からライン立ち上げる際には、電磁弁１
９を開き固定ボンプ２１を起動し、タンク１７からの接
触媒質２を鋼帯Ｍ表面に供給管ｌ５から供給する。次い
で、鋼帯Ｍの移動速度が所定速度以上に達したならば、
供給管ｌ５からの供給を続行しながら、あるいは供給管
１５からの供給を停止しそれに代えて、電磁弁１８を開
き、比例ポンプ２０を起動し、供給管１４からタンクｌ
６からの接触媒質２を鋼帯Ｍ表面に供給する。

鋼帯Ｍ表面に供給された接触媒質２は、鋼帯Ｍの移動に
伴って、第１均しロール１２により平面的に展開され、
次いで第２均しロール１３によりさらに展開され、平，
滑化された状態でタイヤ探触子１と鋼帯Ｍ表面に供給さ
れる。接触媒質の展開状態例を第２図に示してある。

このようにして供給された接触媒質の存在の下で、前述
の原理にしたがって、超音波探傷がなされる。

一方、本発明においては、前述のように、ライン速度に
応じて接触媒質の供給量を調整することを基本的思想と
している。そこで、かかる構戒を採った理由についてさ
らに詳説する。

第８図は、ライン速度に関係なく定量的に、ＡおよびＢ
種の接触媒質油を固定系統からｌ．　Ｌ　Ａ　／分の流
量で、比例系統から０３ｌ／分および０．１ｌ／分の少
量の流量で供給した場合の、超音波探傷感度の実測例を
示す。この結果が示すように、この供給方式ではライン
速度の低速域の感度が特に低下する傾向がある。これは
油が過剰に供給され、音波が油によって反射し、減衰す
るためである。他方、第９図に示すように、固定分を少
なくし、比例分を主に供給する方法では、ライン速度の
増加に伴って、感度が低下し高速探傷ができないことを
示している。これは明らかに接触媒質量の不足を示して
いる。従って、接触媒質は探傷速ｌ１エ２度（ライン速度）に応じた適正量を常に安定して供給す
る必要があることが判る。

したがって、本発明では、探傷感度がライン速度によっ
て変化したり低下しないように、第４図または第５図の
ように、ライン速度比例して適切な量の接触媒質油を供
給するものである。

また、接触媒質油の供給に際して、第６図のようなヘッ
ド圧供給方式では、第１０図および第１１図のように、
ニードルバルブの開度や接触媒質油の粘度などの諸条件
によって著しく供給流量差が生じる。したがって、従来
のヘッド圧方式による供給法は不適正で、前記例の比例
ポンプ供給方式が好ましいことが判る。

油をポンプより必要量供給する場合に油種、油温によっ
て著しく変化することがある。第１０図は、タンクのヘ
ッド圧で油を供給した場合における二一ドルバルブの開
度による油供給量の変化とともに、油種の違いによって
も供給流量差が生じることをも示すもので、油の粘度が
原因して油供給量の変化が生じている。また第１１図は
、ｎ１１の動粘度の変化によって供給量が大きく変化し
ている一例である。同図には併せて粘度等価温度表を示
してある。従って、油種が異なったり、季節的な要因に
より気温が変化しても、粘度が変化するのを防止し、常
に一定量の浦が供給しやすくできるように、油温をコン
トロールし、粘度を一定に保ち、また配管途中で温度が
下らないように、配管の保温を行うことが重要であるこ
とが判る。

本発明において、上記例では、タンク１６、１７に対し
て、共通の供給管１４、１５を配設し、種類の異なる油
を、供給経路を切り換えながら供給するようにしてある
が、もう一組の供給管群を用意し、各組の供給管群に対
してそれぞれタンク１６、１７から個別的に供給するよ
うにしてもよい。また、比例ポンプとしては、ステップ
式の他、インバータ一方式のものを用いてもよい。

〔実施例〕次に実施例により本発明の効果を明らかにする。

本実施例では、酸洗ラインの出側に、第ｌ図および第２
図の探傷装置を設けた。

ｌ３ｌ４その際の探傷条件は次の通りである。

（１）　　接触媒質油供給方法 ■ライン速度比例供給方法（主供給油量）ライン速度０
〜３５０ｍｐｍの範囲で比例ポンプからの供給量を最高
速時、７００〜２５００ｃｃ／分の範囲で自由に流量設
定できるようにした。流量は供給油量の効率を見込み、
設定範囲を大きめにした。第１２図は３　５　０ｍｐｍ
　，タイヤＩ’ｌｌ　１　３　０　ｍｍの時の適正流量
を示すが、同図の適性範囲で供給した。

■ラインスタート時に必要な油に対して固定油量の供給
方法を採用した。固定油量（常時ライン速度に無関係に
一定油量を供給する）設定範囲を０〜３００ｃｃ／分の
範囲で設定可能とした。ただし、通常は３０〜５０ｃｃ
／分程度が好ましい。

（２）油粘度のコントロール方法 ■油温のコントロールはヒーターで行った。

■温度コントロール範囲はＭＡＸ　１　０　０℃まで設
定可能なものとした。

■油性の低粘度油に対し、温度を３５℃設定とした。

■水溶性の高粘度油に対し、設定温度を５５°Ｃとした
。

■攪拌器は、タンク内の油の攪拌が３分位で十分可能な
ものとした。

（３）配管系統の保温断熱材による保温を行った。

（４）配管系統の完全分離２種類の粘度の異なる油を使用していたので、それぞれ
別配管とし、油の混じりの防止を図った。

一般に油種が多くても配管の共有はしないのが好ましい
。

（５）切替電磁弁のノズル直近化電磁弁をノズル直近にし、油のボタ落ちがないようにし
た。

（６）タイヤ探触子への油の供給は直接行わず、第１図
および第２図に示すように、２つのスポンジ質を付けた
均しロールを用いて、油膜の均一化を図った。すなわち
、サポートロール上で探傷しようとするストリップを搬
送する際、タイヤ探触ｌ５ｌ６子の下流がわに２つの均しロールを配置し、媒質油をス
トリップ表面に均した。

以上の条件の下で、板厚１．２〜６．３５ｍｍの銅帯に
対して探傷を行ったところ、第１表に示す結果が得られ
た。第ｌ表には従来例を併せて示した。

第　　１　　表第１表における測定条件として、比較効果を明瞭にする
ために、次の制限を加えた。

ｆａｔ確認の方法；端面反射のＢエコーのレベル測定に
よる。（ｂ）板の平坦度は良好でバタツキは全くないも
の。（Ｃｌ運転時の張力は、薄物は５〜７ｋｇ／ｍｍ２
とし、タイヤ押付力によりパスライン変動はほとんどな
く、また、バタツキ防止ロール設置の条件下で行う。

第１表より明らかなように、ライン速度を０〜３５０ｍ
ｐｍのどの速度領域においても、同一の探傷感度を得る
ことができ、従来１５０ｍｐｍ以下でしか探傷できなか
ったものをラインの最高速を大幅に高めて探傷すること
ができた。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明法によれば、板波超音波探傷におい
て、タイヤ探触子への接触媒質を、ライン速度、媒質種
の特性、媒質の温度（外気温）に対応して適切に、かつ
常時、安定して適正量供給できるとともに、特に本発明
装置によれば、接触媒質が適切にタイヤ探触子と被探傷
材料との間に供給できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置例の概要図、第２
図はその平面図、第３図は本発明法の概念を従来例とと
もに示すグラフ、第４図および第５図は本発明のライン
速度に対応して接触媒質の供給量の調整を行う範囲の説
明用グラフ、第６図は従来法および超音波探傷の説明図
、第７図は従１７１８来例の接触媒質系統図、第８図および第９図はライン速
度と探傷感度との相関図、第ｌＯ図および第１１図は接
触媒質油の物性と油供給量との相関図、第１２図は実施
例の接触媒質油の供給量の説明用グラフである。 ■・・・タイヤ探触子、ＩＡ・・・振動子、２・・・接
触媒質、１ｌ・・・支持ヘッド、１２、ｌ３・・・均し
ロール、１４、１５・・・供給管、１６、１７・・・タ
ンク、１８、ｌ９・・・切り換え用電磁弁、２０・・・
比例ポンプ、２１・・・固定ポンプ、２２、２３・・・
加熱ヒータ、２４、２５・・・攪拌機、Ｍ・・・被探傷
材料（鋼帯）、Ｘ・・・介在物。 ■ ９ ☆動洋４味−歌舅枝餐嶌械ぐ← 對唸《梠解￥一派 ○ ○ ＯＮ　　で飼綽執一期ξ ○ ○ Ｏ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被探傷材料の内質欠陥調査用タイヤ探触子と被探
傷材料との接触媒質の供給に際し、接触媒質供給系統を流出流量がライン速度無関係の固定
系統と流量がライン速度に比例する比例系統に分け、ラ
イン停止時から所定のライン速度までの初期期間は、前
記固定系統から接触媒質を供給し、前記初期期間を超え
るライン速度となったときは、前記比例系統のみからま
たは前記固定系統を併用して接触媒質を供給することを
特徴とする超音波探傷用接触媒質の供給方法
（２）接触媒質を、加温後使用に供する請求項１記載の
方法。
（３）被探傷材料の内質欠陥調査用タイヤ探触子と被探
傷材料との接触媒質の供給装置において、接触媒質供給
系統を流出流量がライン速度無関係の固定系統と流量が
ライン速度に比例する比例系統に分け、前記タイヤ探触子の上流に均しロールを設け、この均し
ロールの上流側の被探傷材料表面に対して前記各系統の
流出口を設けたことを特徴とする超音波探傷用接触媒質
の供給装置。