JPH09189683A - 展伸粒鋼板の超音波探傷方法およびその装置 - Google Patents
展伸粒鋼板の超音波探傷方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】結晶粒界での直接散乱エコーによる林状エコー
を検出せずに欠陥反射エコーのみを検出し、もって高い
欠陥検出能を得る。 【解決手段】展伸粒鋼板１に対して超音波を入射させ、
欠陥部での反射エコーを検知することにより欠陥を検出
する超音波探傷方法であって、展伸粒鋼板１の圧延方向
と直交する線５から傾斜した角度θ範囲内の位置におい
て、送受信探触子２により鋼板１へ超音波を入射する。
を検出せずに欠陥反射エコーのみを検出し、もって高い
欠陥検出能を得る。 【解決手段】展伸粒鋼板１に対して超音波を入射させ、
欠陥部での反射エコーを検知することにより欠陥を検出
する超音波探傷方法であって、展伸粒鋼板１の圧延方向
と直交する線５から傾斜した角度θ範囲内の位置におい
て、送受信探触子２により鋼板１へ超音波を入射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に展伸粒鋼板の
超音波探傷方法およびその装置に係り、さらに詳しく
は、探触子を展伸粒鋼板の圧延方向と直交する線から一
定角度傾斜させて配することにより、展伸粒鋼板内に存
在する欠陥を適確に探傷する方法とその装置に関する。
超音波探傷方法およびその装置に係り、さらに詳しく
は、探触子を展伸粒鋼板の圧延方向と直交する線から一
定角度傾斜させて配することにより、展伸粒鋼板内に存
在する欠陥を適確に探傷する方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄鋼板の内部や表面に存在する欠陥を検
査する場合、超音波探触子を用いて超音波を入射させ、
その反射エコーを受信することにより、表面欠陥および
内部欠陥を検出する超音波探傷方法は従来より良く知ら
れている。しかし、このような超音波探傷法では、結晶
粒が粗大な被検査材の場合、超音波が結晶粒界で散乱さ
れるため、減衰量が大きく、微小欠陥の検出は困難であ
った。
査する場合、超音波探触子を用いて超音波を入射させ、
その反射エコーを受信することにより、表面欠陥および
内部欠陥を検出する超音波探傷方法は従来より良く知ら
れている。しかし、このような超音波探傷法では、結晶
粒が粗大な被検査材の場合、超音波が結晶粒界で散乱さ
れるため、減衰量が大きく、微小欠陥の検出は困難であ
った。
【０００３】これについて説明すると、一般に、このよ
うな超音波の減衰は、被検査材の材質および寸法によっ
ても異なるが、（１）式で表せる。
うな超音波の減衰は、被検査材の材質および寸法によっ
ても異なるが、（１）式で表せる。
【０００４】
【数１】
【０００５】伝播距離ｘにおける音圧Ｐは、（１）式に
示されるように、伝播距離ｘおよび減衰定数αの増加に
対して指数関数的に減少する。ここで、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、結晶粒が粗
大な被検査材の探傷を行う際には、低周波数の超音波を
用いることにより、超音波の減衰を軽減できることがわ
かる。したがって、従来から低周波数の超音波を選択し
て探傷を行っていた。
示されるように、伝播距離ｘおよび減衰定数αの増加に
対して指数関数的に減少する。ここで、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、結晶粒が粗
大な被検査材の探傷を行う際には、低周波数の超音波を
用いることにより、超音波の減衰を軽減できることがわ
かる。したがって、従来から低周波数の超音波を選択し
て探傷を行っていた。
【０００６】ところが、超音波探傷において、伝播距離
ｘにある面積Ｓの欠陥を検出した場合の音圧Ｐr は、下
記（２）式で表される。
ｘにある面積Ｓの欠陥を検出した場合の音圧Ｐr は、下
記（２）式で表される。
【０００７】
【数２】
【０００８】（２）式より、前述のごとく低周波数の超
音波を用いた場合には、波長λが長いために音圧Ｐr が
小さくなり、欠陥検出能の低下を招く問題が生じてく
る。
音波を用いた場合には、波長λが長いために音圧Ｐr が
小さくなり、欠陥検出能の低下を招く問題が生じてく
る。
【０００９】また、結晶が通板方向にある程度方向性を
有する展伸粒鋼板においては、超音波を通板方向に垂直
に入射させ、反射エコーを検出する場合、反射エコーに
結晶粒界からの散乱エコーが重なって受信されることに
よって林状エコー（シャワーエコー）となり、結果的に
受信信号のＳ／Ｎ比を大きく低下させるという問題もあ
る。
有する展伸粒鋼板においては、超音波を通板方向に垂直
に入射させ、反射エコーを検出する場合、反射エコーに
結晶粒界からの散乱エコーが重なって受信されることに
よって林状エコー（シャワーエコー）となり、結果的に
受信信号のＳ／Ｎ比を大きく低下させるという問題もあ
る。
【００１０】上述したような、被検査材の結晶粒が粗大
で方向性を有する場合の、低周波数の超音波の利用によ
る検出能低下、および林状エコーの発生によるＳ／Ｎ比
の大幅な低下等に対処するために、以下に示す先行例が
提案されている。
で方向性を有する場合の、低周波数の超音波の利用によ
る検出能低下、および林状エコーの発生によるＳ／Ｎ比
の大幅な低下等に対処するために、以下に示す先行例が
提案されている。
【００１１】（１）特開昭６２−８５８５９（以下、先
行例１という）公報には、ステンレス被覆管を水中に浸
漬し、このステンレス被覆管に対して、５〜１５MHz の
広帯域型周波数特性を有する斜角式の超音波探触子か
ら、ビーム径を絞り、かつ波長がステンレス被覆管の結
晶粒径よりも大きい超音波を発信させて探傷することに
より、GS.No.が８．３よりも粗粒なステンレス被覆管で
も、超音波の散乱および減衰を抑制し、微小欠陥の超音
波探傷を可能とする超音波探傷方法が開示されている。
行例１という）公報には、ステンレス被覆管を水中に浸
漬し、このステンレス被覆管に対して、５〜１５MHz の
広帯域型周波数特性を有する斜角式の超音波探触子か
ら、ビーム径を絞り、かつ波長がステンレス被覆管の結
晶粒径よりも大きい超音波を発信させて探傷することに
より、GS.No.が８．３よりも粗粒なステンレス被覆管で
も、超音波の散乱および減衰を抑制し、微小欠陥の超音
波探傷を可能とする超音波探傷方法が開示されている。
【００１２】（２）特開平２−１８６２６１号（以下、
先行例２という）公報には、被検査材に対して、高周波
で広帯域の超音波を用いて超音波探傷を行うとともに、
反射エコーの周波数領域のうちノイズ信号が少ない所定
周波数で欠陥検出を行うことにより、欠陥検出能が良
く、Ｓ／Ｎ比が良好な超音波探傷方法が開示されてい
る。
先行例２という）公報には、被検査材に対して、高周波
で広帯域の超音波を用いて超音波探傷を行うとともに、
反射エコーの周波数領域のうちノイズ信号が少ない所定
周波数で欠陥検出を行うことにより、欠陥検出能が良
く、Ｓ／Ｎ比が良好な超音波探傷方法が開示されてい
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た各先行例には以下に示す問題点が存在する。 ＜先行例１の問題点＞この超音波探傷方法では、５〜１
５MHz の広帯域型周波数をもった探傷器および探触子を
用いることが有効であるとしても、本願発明が対象とす
る薄鋼板の超音波探傷のように広範囲な探傷を必要とす
る場合には、５MHz 以上の超音波は採用できない。さら
に、結晶粒径よりも超音波の波長が大きくなるように検
査周波数を設定した場合には、確かに、結晶粒界での散
乱による減衰および林状エコーの発生は減少するもの
の、超音波の波長を結晶粒径より大きくするということ
は、この超音波の波長が欠陥径よりも大きくなる可能性
があることを意味し、前記（２）式の意義のとおり、欠
陥面積Ｓに対して超音波の波長λが大きくなることにな
るため、検出音圧Ｐr は減少し、欠陥検出能が低下す
る。したがって、結晶粒度より波長が大きくなるように
周波数を選定すると、欠陥検出を行うことができない問
題が生じる。
た各先行例には以下に示す問題点が存在する。 ＜先行例１の問題点＞この超音波探傷方法では、５〜１
５MHz の広帯域型周波数をもった探傷器および探触子を
用いることが有効であるとしても、本願発明が対象とす
る薄鋼板の超音波探傷のように広範囲な探傷を必要とす
る場合には、５MHz 以上の超音波は採用できない。さら
に、結晶粒径よりも超音波の波長が大きくなるように検
査周波数を設定した場合には、確かに、結晶粒界での散
乱による減衰および林状エコーの発生は減少するもの
の、超音波の波長を結晶粒径より大きくするということ
は、この超音波の波長が欠陥径よりも大きくなる可能性
があることを意味し、前記（２）式の意義のとおり、欠
陥面積Ｓに対して超音波の波長λが大きくなることにな
るため、検出音圧Ｐr は減少し、欠陥検出能が低下す
る。したがって、結晶粒度より波長が大きくなるように
周波数を選定すると、欠陥検出を行うことができない問
題が生じる。
【００１４】＜先行例２の問題点＞先行例２で示される
超音波探傷方法では、反射エコーのうち、予備探傷に基
づいて設定された任意の周波数帯域のみの欠陥信号を検
出しているため、結晶粒がきわめて粗大な場合や薄鋼板
のように探傷範囲が広い場合には、先行例１と同様な理
由により適切でないものである。
超音波探傷方法では、反射エコーのうち、予備探傷に基
づいて設定された任意の周波数帯域のみの欠陥信号を検
出しているため、結晶粒がきわめて粗大な場合や薄鋼板
のように探傷範囲が広い場合には、先行例１と同様な理
由により適切でないものである。
【００１５】このような問題点は、超音波の周波数を選
定することにのみ依拠して解消しようとする限界に基づ
くものである。
定することにのみ依拠して解消しようとする限界に基づ
くものである。
【００１６】そこで、本発明の主たる課題は、従来使用
していた周波数の超音波を用いながらも、結晶粒界での
散乱エコーによる林状エコーを直接検出せずに、欠陥反
射エコーのみを検出することができ、もって高い欠陥検
出能を発揮する展伸粒鋼板の超音波探傷方法とその装置
を提供することにある。
していた周波数の超音波を用いながらも、結晶粒界での
散乱エコーによる林状エコーを直接検出せずに、欠陥反
射エコーのみを検出することができ、もって高い欠陥検
出能を発揮する展伸粒鋼板の超音波探傷方法とその装置
を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前述した課題を達成した
請求項１に記載の発明は、展伸粒鋼板に対して超音波を
入射させ、欠陥部での反射エコーを検知することにより
欠陥を検出する超音波探傷方法であって、前記展伸粒鋼
板の圧延方向と直交する線から傾斜した方向から、より
望ましくは２．５度〜４５度の傾斜角度範囲内の位置か
ら、前記鋼板へ超音波を入射することを特徴とする展伸
粒鋼板の超音波探傷方法である。
請求項１に記載の発明は、展伸粒鋼板に対して超音波を
入射させ、欠陥部での反射エコーを検知することにより
欠陥を検出する超音波探傷方法であって、前記展伸粒鋼
板の圧延方向と直交する線から傾斜した方向から、より
望ましくは２．５度〜４５度の傾斜角度範囲内の位置か
ら、前記鋼板へ超音波を入射することを特徴とする展伸
粒鋼板の超音波探傷方法である。
【００１８】フェライト系ステンレス鋼板などの展伸粒
鋼板の結晶粒界は、圧延方向に異方性を有し、かつ欠陥
が圧延方向に延びているものが多いので、圧延方向に対
して直交する方向から超音波の送受信を行うと、欠陥反
射エコーだけでなく結晶粒界での直接散乱エコーも受信
してしまう。また、圧延方向から超音波の送受信を行う
と、直接散乱エコーを受信せず、ノイズが減少するもの
の、対象とする欠陥が圧延方向に延びているので、欠陥
からの反射エコーも検出できなくなる。
鋼板の結晶粒界は、圧延方向に異方性を有し、かつ欠陥
が圧延方向に延びているものが多いので、圧延方向に対
して直交する方向から超音波の送受信を行うと、欠陥反
射エコーだけでなく結晶粒界での直接散乱エコーも受信
してしまう。また、圧延方向から超音波の送受信を行う
と、直接散乱エコーを受信せず、ノイズが減少するもの
の、対象とする欠陥が圧延方向に延びているので、欠陥
からの反射エコーも検出できなくなる。
【００１９】そこで、本発明に従って、展伸粒鋼板の圧
延方向と直交する線から傾斜した方向か、好適には２．
５度〜４５度の傾斜角度θ（図１参照）範囲内の位置か
ら超音波の送受信を行うと、結晶粒界からの超音波の散
乱自体は発生するものの、展伸粒鋼板は圧延方向に異方
性を有するために散乱エコーの直接的な受信は回避で
き、かつ欠陥からの反射エコーを検出することができ
る。
延方向と直交する線から傾斜した方向か、好適には２．
５度〜４５度の傾斜角度θ（図１参照）範囲内の位置か
ら超音波の送受信を行うと、結晶粒界からの超音波の散
乱自体は発生するものの、展伸粒鋼板は圧延方向に異方
性を有するために散乱エコーの直接的な受信は回避で
き、かつ欠陥からの反射エコーを検出することができ
る。
【００２０】図４は超音波Ｃスキャン装置で検出した展
伸粒鋼板の欠陥のミクロ写真に基づいて描いた欠陥の説
明図であり、欠陥は圧延方向に延びており、かつその先
端は丸みを帯びた楕円形であることが判る。このこと
は、図３に示す実際の組織のミクロ写真で表されている
形状とも符合している。しかるに、本発明に従って前記
傾斜角度範囲内の位置から超音波の送受信を行うと、欠
陥の丸みを帯びた個所で超音波が反射するために、欠陥
を良好に検出することができるのである。 かくして、
本発明の超音波探傷方法の従って、欠陥の存在は検出で
きるが、欠陥の長さは測定できないという問題点があ
る。
伸粒鋼板の欠陥のミクロ写真に基づいて描いた欠陥の説
明図であり、欠陥は圧延方向に延びており、かつその先
端は丸みを帯びた楕円形であることが判る。このこと
は、図３に示す実際の組織のミクロ写真で表されている
形状とも符合している。しかるに、本発明に従って前記
傾斜角度範囲内の位置から超音波の送受信を行うと、欠
陥の丸みを帯びた個所で超音波が反射するために、欠陥
を良好に検出することができるのである。 かくして、
本発明の超音波探傷方法の従って、欠陥の存在は検出で
きるが、欠陥の長さは測定できないという問題点があ
る。
【００２１】そこで、請求項３および請求項４に記載の
発明に従って、欠陥の長さについては、入射した超音波
を受信し、その音圧の低下継続時間に基づいて計測する
ようにしたものである。
発明に従って、欠陥の長さについては、入射した超音波
を受信し、その音圧の低下継続時間に基づいて計測する
ようにしたものである。
【００２２】すなわち、請求項３に記載の発明は、入射
した超音波を受信し、その音圧の低下状態継続時間に基
づいて欠陥の長さを計測するものである。
した超音波を受信し、その音圧の低下状態継続時間に基
づいて欠陥の長さを計測するものである。
【００２３】請求項４に記載の発明は、展伸粒鋼板に対
して超音波を入射させ、欠陥部での反射エコーを検知す
ることにより欠陥を検出する超音波探傷装置であって、
前記展伸粒鋼板の圧延方向と直交する線から傾斜した位
置に配置され、超音波の送信および反射エコーを受信す
る送受信探触子と、この送受信探触子に対向する位置に
配置された受信専用の探触子と、前記送受信探触子での
受信反射エコーレベルに基づいて欠陥の有無を、前記受
信専用の探触子での受信音圧の低下状態継続時間に基づ
いて欠陥の長さをそれぞれ検知する信号処理系とを備え
たことをことを特徴とする展伸粒鋼板の超音波探傷装置
である。
して超音波を入射させ、欠陥部での反射エコーを検知す
ることにより欠陥を検出する超音波探傷装置であって、
前記展伸粒鋼板の圧延方向と直交する線から傾斜した位
置に配置され、超音波の送信および反射エコーを受信す
る送受信探触子と、この送受信探触子に対向する位置に
配置された受信専用の探触子と、前記送受信探触子での
受信反射エコーレベルに基づいて欠陥の有無を、前記受
信専用の探触子での受信音圧の低下状態継続時間に基づ
いて欠陥の長さをそれぞれ検知する信号処理系とを備え
たことをことを特徴とする展伸粒鋼板の超音波探傷装置
である。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明を実施するための展伸粒鋼
板の超音波探傷装置は、例えば図１および図２に示され
ているように、展伸粒鋼板１の上方に、指向性を有する
送受信探触子２を圧延方向と直交する方向線５から傾斜
角度θをなすように展伸粒鋼板１に接触媒質介して接触
させて配置し、また受信専用探触子３を、送受信探触子
２と探傷部位を挟んで対向的に配置する。さらに、両探
触子２，３は、探触子旋回治具４ａ、４ｂにより保持
し、直交線５に対する、超音波の送発信および受信方向
の偏位角度（傾斜角度）θを任意に設定できるようにな
っている。
板の超音波探傷装置は、例えば図１および図２に示され
ているように、展伸粒鋼板１の上方に、指向性を有する
送受信探触子２を圧延方向と直交する方向線５から傾斜
角度θをなすように展伸粒鋼板１に接触媒質介して接触
させて配置し、また受信専用探触子３を、送受信探触子
２と探傷部位を挟んで対向的に配置する。さらに、両探
触子２，３は、探触子旋回治具４ａ、４ｂにより保持
し、直交線５に対する、超音波の送発信および受信方向
の偏位角度（傾斜角度）θを任意に設定できるようにな
っている。
【００２５】このような装置では、まず、発振器７より
予め設定された周波数の発振信号が送受信探触子２に入
力され、この送受信探触子２では前記周波数の超音波を
傾斜角度θで展伸粒鋼板１に入射する（図示ｔ）。送受
信探触子２では、欠陥ｄがある場合には、反射エコーｒ
を検出し、電気信号に変換して受信器６に与える。受信
器６での受信信号は演算器１０に与えられる。
予め設定された周波数の発振信号が送受信探触子２に入
力され、この送受信探触子２では前記周波数の超音波を
傾斜角度θで展伸粒鋼板１に入射する（図示ｔ）。送受
信探触子２では、欠陥ｄがある場合には、反射エコーｒ
を検出し、電気信号に変換して受信器６に与える。受信
器６での受信信号は演算器１０に与えられる。
【００２６】一方、受信専用探触子３では、送受信探触
子２からの超音波を常時受信し、その信号を受信器８で
受信する。この受信のタイミングは、発振器７からの発
振タイミングに同期している。
子２からの超音波を常時受信し、その信号を受信器８で
受信する。この受信のタイミングは、発振器７からの発
振タイミングに同期している。
【００２７】鋼板１の移動に伴って欠陥ｄが移動し、送
受信探触子２と受信専用探触子３ととを結ぶ領域内に入
ると、欠陥ｄがあるために超音波の一部が反射し、受信
専用探触子３および受信器８での受信信号は（音圧）レ
ベルが低下する。この音圧レベルの低下は、欠陥ｄが前
記領域から抜けるまで継続する。したがって、その音圧
レベルの低下の継続時間を検出することにより、欠陥ｄ
の長さを検出することができる。受信器８の受信信号は
フィルター９を通して演算器１０に取り込まれる。
受信探触子２と受信専用探触子３ととを結ぶ領域内に入
ると、欠陥ｄがあるために超音波の一部が反射し、受信
専用探触子３および受信器８での受信信号は（音圧）レ
ベルが低下する。この音圧レベルの低下は、欠陥ｄが前
記領域から抜けるまで継続する。したがって、その音圧
レベルの低下の継続時間を検出することにより、欠陥ｄ
の長さを検出することができる。受信器８の受信信号は
フィルター９を通して演算器１０に取り込まれる。
【００２８】他方、前記受信器６，８、発振器７、フィ
ルター９および演算器１０からなる信号処理系による欠
陥判断の信号処理について、図７の説明図を参照しなが
らさらに詳述する。送受信探触子２および受信器６での
受信信号は、経時的なコイル長相当量の変化に対して、
図７に示す欠陥反射エコー強度として変化を示す。この
場合、ノイズをも欠陥として判定する可能性があるの
で、演算器１０において、予め適切にしきい値を設定
し、そのしきい値を超える場合のみを欠陥と判定する。
ルター９および演算器１０からなる信号処理系による欠
陥判断の信号処理について、図７の説明図を参照しなが
らさらに詳述する。送受信探触子２および受信器６での
受信信号は、経時的なコイル長相当量の変化に対して、
図７に示す欠陥反射エコー強度として変化を示す。この
場合、ノイズをも欠陥として判定する可能性があるの
で、演算器１０において、予め適切にしきい値を設定
し、そのしきい値を超える場合のみを欠陥と判定する。
【００２９】他方、欠陥ｄの長さ判定に際して、欠陥ｄ
の存在による受信専用探触子３からの受信器８への入力
信号は、正常部での入力信号に比較して、数％しか低下
しない。
の存在による受信専用探触子３からの受信器８への入力
信号は、正常部での入力信号に比較して、数％しか低下
しない。
【００３０】しかるに、この数％程度の入力信号の低下
は、次記のような要因によっても変化する。 ・主に、鋼板の通板速度変化に起因する、超音波の入射
に使用する接触媒質の量の不安定性。 ・製造条件（圧延圧下率、冷却パターン、焼鈍温度な
ど）のばらつきに起因する、鋼板組織の変化にともなう
受信信号の減衰量の変動。 しかし、上記要因による変動周期は、低周期であるのに
対して、正常部位−欠陥部位−正常部位というような変
動周期は高周期であり、したがって、受信信号強度の変
動周期のうち、フィルター９により、図７に示すよう
に、低周期の受信信号変動を取り除くことにより、上記
要因による変動と欠陥部の存否による変動とを明確に弁
別でき、欠陥の長さを正確に測定できる。
は、次記のような要因によっても変化する。 ・主に、鋼板の通板速度変化に起因する、超音波の入射
に使用する接触媒質の量の不安定性。 ・製造条件（圧延圧下率、冷却パターン、焼鈍温度な
ど）のばらつきに起因する、鋼板組織の変化にともなう
受信信号の減衰量の変動。 しかし、上記要因による変動周期は、低周期であるのに
対して、正常部位−欠陥部位−正常部位というような変
動周期は高周期であり、したがって、受信信号強度の変
動周期のうち、フィルター９により、図７に示すよう
に、低周期の受信信号変動を取り除くことにより、上記
要因による変動と欠陥部の存否による変動とを明確に弁
別でき、欠陥の長さを正確に測定できる。
【００３１】なお、受信専用探触子３によってのみ欠陥
を検出しようとしても、欠陥の有無は把握できるとして
も、欠陥の位置を特定できないため、欠陥検出には適さ
ないので、欠陥検出には送受信探触子２を用いるもので
ある。
を検出しようとしても、欠陥の有無は把握できるとして
も、欠陥の位置を特定できないため、欠陥検出には適さ
ないので、欠陥検出には送受信探触子２を用いるもので
ある。
【００３２】＜実験例＞次に、本発明に係る展伸粒鋼板
の超音波探傷方法の完成に到る過程でのフェライト系ス
テンレス鋼板の探傷実験の結果について説明する。
の超音波探傷方法の完成に到る過程でのフェライト系ス
テンレス鋼板の探傷実験の結果について説明する。
【００３３】図５に示されるように、このフェライト系
ステンレス鋼板に人工欠陥として貫通穴１１を加工した
後、送受信探触子２を前記貫通穴１１の中心から３００
mm離間して配し、かつ前記傾斜角度θを、０度、２．５
度、５度、１０度、２２．５度、４５度に設定して探傷
を行った。この探傷結果を図６（ａ）〜（ｆ）に示す。
ステンレス鋼板に人工欠陥として貫通穴１１を加工した
後、送受信探触子２を前記貫通穴１１の中心から３００
mm離間して配し、かつ前記傾斜角度θを、０度、２．５
度、５度、１０度、２２．５度、４５度に設定して探傷
を行った。この探傷結果を図６（ａ）〜（ｆ）に示す。
【００３４】（１）０度の場合（図６（ａ）） 結晶粒界での散乱エコーを直接受信してしまうため、全
体として林状エコーとなり、符号Ｆで図示される欠陥反
射エコーの弁別が不可能である。
体として林状エコーとなり、符号Ｆで図示される欠陥反
射エコーの弁別が不可能である。
【００３５】（２）２．５度の場合（図６（ｂ）） ０度の場合と比較して、結晶粒界での散乱エコーを直接
受信しなくなるため、林状エコーは減少しているが、符
号Ｂで示される鋼板のエッジの反射エコーを大きく受信
するために、欠陥反射エコーＦの弁別に最適とはいえな
い。 （３）５度の場合（図６（ｃ）） ２．５度の場合と比較して、さらに林状エコーは減少し
ており、欠陥反射エコーＦの弁別は容易である。しか
し、エッジの反射エコーＢは依然として受信するもの
の、レベルが小さく、欠陥判別に支障はない。 （４）１０度、２２．５度、４５度の場合（それぞれ、
図６（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）） ５度の場合と比較して、林状エコーが小さくかつエッジ
の反射エコーＢは受信せず、欠陥反射エコーＦの弁別に
優れる。
受信しなくなるため、林状エコーは減少しているが、符
号Ｂで示される鋼板のエッジの反射エコーを大きく受信
するために、欠陥反射エコーＦの弁別に最適とはいえな
い。 （３）５度の場合（図６（ｃ）） ２．５度の場合と比較して、さらに林状エコーは減少し
ており、欠陥反射エコーＦの弁別は容易である。しか
し、エッジの反射エコーＢは依然として受信するもの
の、レベルが小さく、欠陥判別に支障はない。 （４）１０度、２２．５度、４５度の場合（それぞれ、
図６（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）） ５度の場合と比較して、林状エコーが小さくかつエッジ
の反射エコーＢは受信せず、欠陥反射エコーＦの弁別に
優れる。
【００３６】一方、傾斜角度に相違に基づくＳ／Ｎ比の
変化を図８に示す。これらの一連の結果から、前記の傾
斜角度としては、２．５度〜４５度、特に５〜４５度が
好適である。しかし、４５度を超えた傾斜角度とするこ
とによっても、探傷は可能であるものの、板幅方向の探
傷範囲が狭くなり、探触子を含む探傷装置を板幅方向に
複数台設ける必要があり、コスト的に得策ではない。
変化を図８に示す。これらの一連の結果から、前記の傾
斜角度としては、２．５度〜４５度、特に５〜４５度が
好適である。しかし、４５度を超えた傾斜角度とするこ
とによっても、探傷は可能であるものの、板幅方向の探
傷範囲が狭くなり、探触子を含む探傷装置を板幅方向に
複数台設ける必要があり、コスト的に得策ではない。
【００３７】さらに、本発明の展伸粒鋼板の超音波探傷
方法は、主に内部に存在する介在物を検出するために用
いるのが好適である。
方法は、主に内部に存在する介在物を検出するために用
いるのが好適である。
【００３８】本発明における探傷周波数は１ＭＨｚ〜５
ＭＨｚとすることができる。送受信探触子は、鋼板表面
面に対して直角のほか、種々の角度で変化させながら最
適な角度を選定しながら超音波を送信できる。
ＭＨｚとすることができる。送受信探触子は、鋼板表面
面に対して直角のほか、種々の角度で変化させながら最
適な角度を選定しながら超音波を送信できる。
【００３９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、従来使
用していた周波数の超音波を用いながらも、結晶粒界で
の散乱エコーによる林状エコーを直接検出せずに、欠陥
反射エコーのみを検出することができ、もって高い欠陥
検出能を発揮するものとなる。
用していた周波数の超音波を用いながらも、結晶粒界で
の散乱エコーによる林状エコーを直接検出せずに、欠陥
反射エコーのみを検出することができ、もって高い欠陥
検出能を発揮するものとなる。
【００４０】さらに、欠陥の長さをも検出できる。
【図１】本発明に係る超音波探傷方法の概略図である。
【図２】本発明に係る超音波探傷装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】フェライト系ステンレス鋼板の金属組織の顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
【図４】展伸粒鋼板における検出した欠陥の説明図であ
る。
る。
【図５】超音波探傷の傾斜角度選定実験の説明図であ
る。
る。
【図６】フェライト系ステンレス鋼板の各傾斜角度にお
ける超音波探傷結果である。
ける超音波探傷結果である。
【図７】信号処理の説明図である。
【図８】Ｓ／Ｎ比の変化グラフである。
１…鋼板、２…送受信探触子、３…受信専用探触子、５
…直交線、６…受信器、７…発振器、８…受信器、９…
フィルター、１０…演算器。
…直交線、６…受信器、７…発振器、８…受信器、９…
フィルター、１０…演算器。
Claims (4)
- 【請求項１】展伸粒鋼板に対して超音波を入射させ、欠
陥部での反射エコーを検知することにより欠陥を検出す
る超音波探傷方法であって、 前記展伸粒鋼板の圧延方向と直交する線から傾斜した方
向から、前記鋼板へ超音波を入射することを特徴とする
展伸粒鋼板の超音波探傷方法。 - 【請求項２】前記方向が、展伸粒鋼板の圧延方向と直交
する線から２．５度〜４５度の傾斜角度範囲内である請
求項１記載の展伸粒鋼板の超音波探傷方法。 - 【請求項３】入射した超音波を受信し、その音圧の低下
状態継続時間に基づいて欠陥の長さを計測する請求項１
記載の展伸粒鋼板の超音波探傷方法。 - 【請求項４】展伸粒鋼板に対して超音波を入射させ、欠
陥部での反射エコーを検知することにより欠陥を検出す
る超音波探傷装置であって、 前記展伸粒鋼板の圧延方向と直交する線から傾斜した位
置に配置され、超音波の送信および反射エコーを受信す
る送受信探触子と、この送受信探触子に対向する位置に
配置された受信専用の探触子と、前記送受信探触子での
受信反射エコーレベルに基づいて欠陥の有無を、前記受
信専用の探触子での受信音圧の低下状態継続時間に基づ
いて欠陥の長さをそれぞれ検知する信号処理系とを備え
たことを特徴とする展伸粒鋼板の超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8002745A JPH09189683A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 展伸粒鋼板の超音波探傷方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8002745A JPH09189683A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 展伸粒鋼板の超音波探傷方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189683A true JPH09189683A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=11537896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8002745A Pending JPH09189683A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 展伸粒鋼板の超音波探傷方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09189683A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU774737B2 (en) * | 1997-09-05 | 2004-07-08 | Kawasaki Steel Corporation | Method and apparatus for ultrasonic flaw detection |
-
1996
- 1996-01-11 JP JP8002745A patent/JPH09189683A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU774737B2 (en) * | 1997-09-05 | 2004-07-08 | Kawasaki Steel Corporation | Method and apparatus for ultrasonic flaw detection |
| AU774737C (en) * | 1997-09-05 | 2005-04-21 | Kawasaki Steel Corporation | Method and apparatus for ultrasonic flaw detection |
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