JPH0820424B2 - 超音波探傷方法 - Google Patents
超音波探傷方法Info
- Publication number
- JPH0820424B2 JPH0820424B2 JP2154548A JP15454890A JPH0820424B2 JP H0820424 B2 JPH0820424 B2 JP H0820424B2 JP 2154548 A JP2154548 A JP 2154548A JP 15454890 A JP15454890 A JP 15454890A JP H0820424 B2 JPH0820424 B2 JP H0820424B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- defect
- flaw detection
- detection method
- ultrasonic flaw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/12—Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼材の欠陥を検出する超音波探傷方法に関す
る。
る。
〔従来の技術〕 探触子を用いて超音波を鋼管等の被検査材に入射さ
せ、その反射エコーを受信することにより該被検査材の
表面欠陥及び内部欠陥を検出する超音波探傷方法は、従
来広く用いられている。
せ、その反射エコーを受信することにより該被検査材の
表面欠陥及び内部欠陥を検出する超音波探傷方法は、従
来広く用いられている。
しかしながら、前述の如き従来の超音波探傷方法で
は、高温耐食性を高めるために高温熱処理を施したオー
ステナイト系ステンレス材等の如く結晶粒が粗大（例え
ば厚さが３〜4mm程度で、結晶粒度No.5以下）である被
検査材においては、超音波が結晶粒界にて散乱される散
乱エコーが著しく大きくなり、それだけ超音波の減衰量
が大きくなって微細欠陥の検出が困難となる問題があっ
た。このような超音波の減衰の度合は被検査材の材質及
び寸法によっても異なるが一般的には下記（１）式にて
示される関係が成立する。
は、高温耐食性を高めるために高温熱処理を施したオー
ステナイト系ステンレス材等の如く結晶粒が粗大（例え
ば厚さが３〜4mm程度で、結晶粒度No.5以下）である被
検査材においては、超音波が結晶粒界にて散乱される散
乱エコーが著しく大きくなり、それだけ超音波の減衰量
が大きくなって微細欠陥の検出が困難となる問題があっ
た。このような超音波の減衰の度合は被検査材の材質及
び寸法によっても異なるが一般的には下記（１）式にて
示される関係が成立する。
Ｐ＝P0e−２αｘ …（１） 但し、P0:発信源の音圧 x:音波の伝播距離 P:伝播距離ｘにおける音圧 α：減衰定数 （１）式中の減衰定数αは超音波の周波数の４乗に比
例することから前述の如き結晶粒が粗大な被検査材に対
しては低周波の超音波により探傷を行う方法が採られて
いる。
例することから前述の如き結晶粒が粗大な被検査材に対
しては低周波の超音波により探傷を行う方法が採られて
いる。
ところで超音波探傷方法において、面積がＳの欠陥を
検出した場合の音圧PFは下記（２）式にて表される。
検出した場合の音圧PFは下記（２）式にて表される。
但し、λ：超音波の波長 （２）式においては超音波の波長λが短い程音圧PFは
大となる。
大となる。
従って前述の如く低周波の超音波を用いる場合、波長
が長いため（２）式においてPFが小となり、欠陥検出性
能が低下し、また薄肉材では検出すべき欠陥が必然的に
小さいため、前述の如き低周波の超音波を用いると欠陥
が検出できないという問題があった。
が長いため（２）式においてPFが小となり、欠陥検出性
能が低下し、また薄肉材では検出すべき欠陥が必然的に
小さいため、前述の如き低周波の超音波を用いると欠陥
が検出できないという問題があった。
この対策として本発明者は高周波帯域センサを用いて
受信エコーの周波数解析を行う方法を既に提案している
（特願平１−6461号）。
受信エコーの周波数解析を行う方法を既に提案している
（特願平１−6461号）。
しかしこの方法は探傷性能に限界があり、例えば直径
38.0mm、肉厚6.0mmのオーステナイト系ステンレス鋼管
（結晶粒度No.≒５）で、5MHzの探触子を用いて深さ0.3
mmの人工欠陥を検出する際にはS/N≒2.5程度であり、浅
い欠陥の検出能は十分とはいえなかった。
38.0mm、肉厚6.0mmのオーステナイト系ステンレス鋼管
（結晶粒度No.≒５）で、5MHzの探触子を用いて深さ0.3
mmの人工欠陥を検出する際にはS/N≒2.5程度であり、浅
い欠陥の検出能は十分とはいえなかった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、受
信信号を２つの周波数帯域について捉え、その差を求め
ることによって良好なS/N比が得られる超音波探傷方法
を提供することを目的とする。
信信号を２つの周波数帯域について捉え、その差を求め
ることによって良好なS/N比が得られる超音波探傷方法
を提供することを目的とする。
本発明に係る超音波探傷方法は、被検査材に超音波を
入射させ、その反射エコーを受信し、解析して欠陥を検
出する超音波探傷方法において、前記超音波に広帯域の
高周波超音波を用い、受信した反射エコーのうち所定周
波数帯域の信号に基づき欠陥信号を検出する手段と、前
記周波数帯域よりも高周波側の所定の周波数帯域の信号
に基づきノイズ信号を検出する手段と、前記両検出信号
の一方から他方を減算する手段とを具備することを特徴
とする。
入射させ、その反射エコーを受信し、解析して欠陥を検
出する超音波探傷方法において、前記超音波に広帯域の
高周波超音波を用い、受信した反射エコーのうち所定周
波数帯域の信号に基づき欠陥信号を検出する手段と、前
記周波数帯域よりも高周波側の所定の周波数帯域の信号
に基づきノイズ信号を検出する手段と、前記両検出信号
の一方から他方を減算する手段とを具備することを特徴
とする。
本発明方法においてはこれによって所定周波数帯域で
欠陥エコーを、これよりも高い周波数帯域で散乱エコー
を検出し、両者の差を求めて散乱エコーの影響を低減し
得る。
欠陥エコーを、これよりも高い周波数帯域で散乱エコー
を検出し、両者の差を求めて散乱エコーの影響を低減し
得る。
〔実施例〕 以下本発明方法をその実施例を示す図面に基づいて具
体的に説明する。第１図は本発明方法の実施に使用する
超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
体的に説明する。第１図は本発明方法の実施に使用する
超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
図中１は被検査材たる鋼管、２は探触子を示してい
る。広帯域の超音波の発信及び受信を行う探触子２は、
前記鋼管１の表面に対して水Ｗを介し傾斜して設けられ
る。探触子２は、パルス発振器３からの信号に基づいて
中心周波数が通常鋼管の探傷に用いられる下記（３）式
で示す周波数の２倍以上の高周波であって低周波側及び
高周波側にわたり広帯域を有する超音波を発信及び受信
するようになっている。
る。広帯域の超音波の発信及び受信を行う探触子２は、
前記鋼管１の表面に対して水Ｗを介し傾斜して設けられ
る。探触子２は、パルス発振器３からの信号に基づいて
中心周波数が通常鋼管の探傷に用いられる下記（３）式
で示す周波数の２倍以上の高周波であって低周波側及び
高周波側にわたり広帯域を有する超音波を発信及び受信
するようになっている。
５％≦d/λ≦20％ …（３） 但し、d:欠陥の深さ 前記探触子２には一定周期毎に探触子２を励振するパ
ルス発振回路３の出力が入力され、その都度探触子２か
らは前記パルス発振器３からの信号により広帯域の超音
波を発振し、この超音波は水Ｗを介して鋼管１に入射さ
れ、また反射エコーは鋼管１から水Ｗを通じて探触子２
に受信され、前置増幅器４へ入力される。前置増幅器４
に入力された探傷信号は増幅されて欠陥エコー検出回路
５及び散乱エコー検出回路６へ出力される。
ルス発振回路３の出力が入力され、その都度探触子２か
らは前記パルス発振器３からの信号により広帯域の超音
波を発振し、この超音波は水Ｗを介して鋼管１に入射さ
れ、また反射エコーは鋼管１から水Ｗを通じて探触子２
に受信され、前置増幅器４へ入力される。前置増幅器４
に入力された探傷信号は増幅されて欠陥エコー検出回路
５及び散乱エコー検出回路６へ出力される。
欠陥エコー検出回路５は広帯域の探傷信号のうち、予
め設定された所定帯域F1の探傷信号に基づいて欠陥信号
を検出し、一方、散乱エコー検出回路６は同じく広帯域
の探傷信号のうち前記欠陥エコー検出回路５について定
めた帯域F1よりも高周波側の所定帯域F2（F1＜F2）の探
傷信号に基づいてノイズ信号（散乱信号）を検出するよ
うになっている。
め設定された所定帯域F1の探傷信号に基づいて欠陥信号
を検出し、一方、散乱エコー検出回路６は同じく広帯域
の探傷信号のうち前記欠陥エコー検出回路５について定
めた帯域F1よりも高周波側の所定帯域F2（F1＜F2）の探
傷信号に基づいてノイズ信号（散乱信号）を検出するよ
うになっている。
この周波数帯域の設定は、ゲート回路7,周波数解析装
置10を用いて次の如く決定される。即ち、鋼管１の探傷
作業の実施に先立って鋼管１の一部の内外面に人工欠陥
を設けた試験材を用いて予備探傷を行い、前記前置増幅
器４から欠陥エコー検出回路５、散乱エコー検出回路６
へ入力された広帯域の探傷信号から夫々欠陥信号、散乱
信号を検出し、これに基づいて欠陥信号／散乱信号、即
ちS/N比が最大となる帯域をF1、欠陥信号／散乱信号、
即ちS/N比が最小となる帯域をF2とする。
置10を用いて次の如く決定される。即ち、鋼管１の探傷
作業の実施に先立って鋼管１の一部の内外面に人工欠陥
を設けた試験材を用いて予備探傷を行い、前記前置増幅
器４から欠陥エコー検出回路５、散乱エコー検出回路６
へ入力された広帯域の探傷信号から夫々欠陥信号、散乱
信号を検出し、これに基づいて欠陥信号／散乱信号、即
ちS/N比が最大となる帯域をF1、欠陥信号／散乱信号、
即ちS/N比が最小となる帯域をF2とする。
そして、この周波数帯域F1,F2を前記欠陥エコー検出
回路5,散乱エコー検出回路６の設定周波数領域としてオ
ペレータが入力する。
回路5,散乱エコー検出回路６の設定周波数領域としてオ
ペレータが入力する。
欠陥エコー検出回路５及び散乱エコー検出回路６にて
夫々検出された欠陥信号，散乱信号は夫々主増幅器8,9
へ出力される。主増幅器８は動的な状態で欠陥信号が規
定の大きさとなるように、また主増幅器９はノイズ信号
が最低となるように調節されている。主増幅器8,9に入
力された欠陥信号，散乱信号は夫々増幅された後、減算
器11へ出力される。
夫々検出された欠陥信号，散乱信号は夫々主増幅器8,9
へ出力される。主増幅器８は動的な状態で欠陥信号が規
定の大きさとなるように、また主増幅器９はノイズ信号
が最低となるように調節されている。主増幅器8,9に入
力された欠陥信号，散乱信号は夫々増幅された後、減算
器11へ出力される。
減算器11は主増幅器８から入力された欠陥信号から、
主増幅器９から入力された散乱信号を減算し、その減算
信号をゲート回路12へ出力するようになっている。
主増幅器９から入力された散乱信号を減算し、その減算
信号をゲート回路12へ出力するようになっている。
ゲート回路12は予備探傷により、人工内面欠陥及び外
面欠陥が検出し得る時間軸上の位置で大きさが所定値以
上の信号を欠陥信号として認識し、これをアナログ出力
として外部装置へ出力するようになっている。
面欠陥が検出し得る時間軸上の位置で大きさが所定値以
上の信号を欠陥信号として認識し、これをアナログ出力
として外部装置へ出力するようになっている。
次に本発明方法及び従来方法により直径6.5mm、肉厚
0.47mm、オーステナイト結晶粒度GSNo.≒7.0であるSUS3
04鋼管に深さ23μｍの人工欠陥を加工して超音波探傷を
行い、S/N比を求めた。その結果従来方法ではS/N≒2.8
であったのに対し、本発明方法ではS/N≒６であること
が確認された。
0.47mm、オーステナイト結晶粒度GSNo.≒7.0であるSUS3
04鋼管に深さ23μｍの人工欠陥を加工して超音波探傷を
行い、S/N比を求めた。その結果従来方法ではS/N≒2.8
であったのに対し、本発明方法ではS/N≒６であること
が確認された。
〔効果〕 以上詳述した如く本発明方法においては結晶粒が粗大
な材料についての微細欠陥の検出を高いS/N比で検査す
ることが出来、高い品質保証が可能となり、製品の安全
性も高い等本発明は優れた効果を奏する。
な材料についての微細欠陥の検出を高いS/N比で検査す
ることが出来、高い品質保証が可能となり、製品の安全
性も高い等本発明は優れた効果を奏する。
第１図は本発明方法を実施するための装置のブロック図
である。 １……被検査材、２……探触子、５……欠陥エコー検出
回路、６……散乱エコー検出回路、７……ゲート回路、
8,9……主増幅器、10……周波数解析装置、11……減算
器、12……ゲート回路
である。 １……被検査材、２……探触子、５……欠陥エコー検出
回路、６……散乱エコー検出回路、７……ゲート回路、
8,9……主増幅器、10……周波数解析装置、11……減算
器、12……ゲート回路
Claims (1)
- 【請求項１】被検査材に超音波を入射させ、その反射エ
コーを受信し、解析して欠陥を検出する超音波探傷方法
において、 前記超音波に広帯域の高周波超音波を用い、受信した反
射エコーのうち所定周波数帯域の信号に基づき欠陥信号
を検出する手段と、前記周波数帯域よりも高周波側の所
定の周波数帯域の信号に基づきノイズ信号を検出する手
段と、前記両検出信号の一方から他方を減算する手段と
を具備することを特徴とする超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154548A JPH0820424B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154548A JPH0820424B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 超音波探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0450650A JPH0450650A (ja) | 1992-02-19 |
| JPH0820424B2 true JPH0820424B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=15586662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154548A Expired - Lifetime JPH0820424B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820424B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP2154548A patent/JPH0820424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450650A (ja) | 1992-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6684701B2 (en) | System and method of determining porosity in composite materials using ultrasound | |
| KR20100072820A (ko) | 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템 및 검출방법 | |
| US4669312A (en) | Method and apparatus for ultrasonic testing of defects | |
| JP2000241397A (ja) | 表面欠陥検出方法および装置 | |
| JPH04323553A (ja) | 超音波共振探傷方法および装置 | |
| JP2009058238A (ja) | 欠陥検査方法および装置 | |
| US4187725A (en) | Method for ultrasonic inspection of materials and device for effecting same | |
| RU2029300C1 (ru) | Способ ультразвуковой дефектоскопии цилиндрических изделий | |
| JPH0820424B2 (ja) | 超音波探傷方法 | |
| JP3140244B2 (ja) | 結晶粒度測定方法 | |
| JP3241519B2 (ja) | 超音波探傷方法および装置 | |
| EP0555298A1 (en) | Detecting defects in concrete | |
| Kumar et al. | Evaluation of ultrasonic attenuation without invoking the diffraction correction separately | |
| JPH07248317A (ja) | 超音波探傷方法 | |
| JP2513013B2 (ja) | 超音波探傷方法 | |
| JP3478178B2 (ja) | 超音波探傷方法および装置 | |
| JP2928463B2 (ja) | 超音波探傷装置 | |
| US11054399B2 (en) | Inspection method | |
| JP4552230B2 (ja) | 超音波探傷方法及び装置 | |
| JPH0587784A (ja) | 欠陥定量化の推定方法及び装置 | |
| RU2158901C2 (ru) | Ультразвуковой толщиномер | |
| JP2971361B2 (ja) | 金属薄板の超音波探傷装置 | |
| JPH0678905B2 (ja) | クラッド材の肉厚測定装置 | |
| JPH03289560A (ja) | 表面波を用いた測定における入射角の調整方法 | |
| RU2000117832A (ru) | Способ обнаружения плоскостных несплошностей в толстостенных изделиях ультразвуковым методом |