JPS63169555A - 複雑な内部欠陥を有する鋳鍛造品及び厚肉鋼の超音波探傷法 - Google Patents
複雑な内部欠陥を有する鋳鍛造品及び厚肉鋼の超音波探傷法Info
- Publication number
- JPS63169555A JPS63169555A JP62000893A JP89387A JPS63169555A JP S63169555 A JPS63169555 A JP S63169555A JP 62000893 A JP62000893 A JP 62000893A JP 89387 A JP89387 A JP 89387A JP S63169555 A JPS63169555 A JP S63169555A
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- Japan
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- defect
- probe
- length
- cast
- cracking
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- Pending
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- 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〕
本発明は複雑な内部欠陥を有する鋳鍛造品及び厚肉鋼の
内部の欠陥を非破壊的に検査診断するための技術に関す
るものである。
内部の欠陥を非破壊的に検査診断するための技術に関す
るものである。
本来鋼材等の内部の欠陥を非破壊的に検査診断すること
に関して一般的には、製造出荷や使用中の定期検査に超
音波探傷検査が行なわれている。
に関して一般的には、製造出荷や使用中の定期検査に超
音波探傷検査が行なわれている。
その方法は垂直型又は斜角型の探触子を用い、エコー高
さおよびエコーが出現する間の探触子移動距離により欠
陥の長さの測定により評価し診断を行なっている。従来
の超音波による欠陥高さの測定技術については１例えば
特開昭６０−４８５４号公報、あるいは特開昭６０−７
３４５３号公報に開示がある。
さおよびエコーが出現する間の探触子移動距離により欠
陥の長さの測定により評価し診断を行なっている。従来
の超音波による欠陥高さの測定技術については１例えば
特開昭６０−４８５４号公報、あるいは特開昭６０−７
３４５３号公報に開示がある。
これらの従来の超音波探傷法１例えば特開昭６０−４８
５４号公報に示される方法は、探傷面に対して平行な、
すなわち垂直探触子から照射される超音波ビームに直角
な、平面状の欠陥に対して有効な方法である。また例え
ば特開昭６０−７３４５３号公報にみられる斜角探触子
を用いた方法についてみるならば、この方法は比較的内
部材質の均一な鋼板の溶接部に立ち上がった単純な平面
的欠陥の位置や形状の測定に有効な方法である。
５４号公報に示される方法は、探傷面に対して平行な、
すなわち垂直探触子から照射される超音波ビームに直角
な、平面状の欠陥に対して有効な方法である。また例え
ば特開昭６０−７３４５３号公報にみられる斜角探触子
を用いた方法についてみるならば、この方法は比較的内
部材質の均一な鋼板の溶接部に立ち上がった単純な平面
的欠陥の位置や形状の測定に有効な方法である。
しかしながら従来はインゴットからの圧延材を採用して
いたものが、最近では連続鋳造材をある圧下比でビレッ
トに圧延後かなりの圧縮荷重を受けるレール等に切削加
工する素材として採用するなど、多種多様な材料が使わ
れてきており、内部欠陥の形態も、連続鋳造材で言うな
ら連続鋳造材特有のセンターポロシティ、中心偏析等に
起因した粗大化した組織が材料中心部を占め、その部分
に発生する粒界に沿った割れが対象欠陥となる場合があ
る。
いたものが、最近では連続鋳造材をある圧下比でビレッ
トに圧延後かなりの圧縮荷重を受けるレール等に切削加
工する素材として採用するなど、多種多様な材料が使わ
れてきており、内部欠陥の形態も、連続鋳造材で言うな
ら連続鋳造材特有のセンターポロシティ、中心偏析等に
起因した粗大化した組織が材料中心部を占め、その部分
に発生する粒界に沿った割れが対象欠陥となる場合があ
る。
この割れの方向は主として粒界に沿っているため縦、横
、斜めとあらゆる方向を持つ物が多く、従来の通常の探
触子を用いた垂直探傷あるいは斜角探傷では超音波ビー
ムが鋼材内部に行く程拡散し、粗大化した組織に起因し
た雑エコーを拾い、さらに欠陥は方向性があるため検出
感度が悪い場合がある。
、斜めとあらゆる方向を持つ物が多く、従来の通常の探
触子を用いた垂直探傷あるいは斜角探傷では超音波ビー
ムが鋼材内部に行く程拡散し、粗大化した組織に起因し
た雑エコーを拾い、さらに欠陥は方向性があるため検出
感度が悪い場合がある。
また欠陥の長さの測定に関しても雑エコーによる過大評
価、あるいは欠陥検出能力不足から過少評価等の問題を
おこすことがある。
価、あるいは欠陥検出能力不足から過少評価等の問題を
おこすことがある。
本発明は以上のような問題点を改善することを目的とす
る。
る。
素材の内部欠陥を非破壊的に診断する超音波ビームにお
いて、焦点距離を偏析帯付近に合わせた焦点型垂直探触
子を用い該探触子の移動距離により、欠陥長さを測定す
るとともに、対向して配置した二つの焦点距離を偏析帯
付近に合わせた焦点型斜角探触子を用いた端部エコー干
渉法によって欠陥高さを測定することにより素材内部の
欠陥の評価を行なうことを特徴とする。
いて、焦点距離を偏析帯付近に合わせた焦点型垂直探触
子を用い該探触子の移動距離により、欠陥長さを測定す
るとともに、対向して配置した二つの焦点距離を偏析帯
付近に合わせた焦点型斜角探触子を用いた端部エコー干
渉法によって欠陥高さを測定することにより素材内部の
欠陥の評価を行なうことを特徴とする。
以下本発明の詳細な内容について実施例に基づいて説明
する。第１図は連続鋳造材を使用したレール素材の例で
あり、横断面に於ける内部欠陥の分布形状を示すもので
ある。すなわち連続鋳造材を使用したレール用素材１の
内部に、中心偏析帯２と呼ばれる、不純物やセンターポ
ロシティが散在する部分があり、この部分は組織的にも
粒度が粗く、圧延時の圧下あるいは外部からの繰り返し
応力によって割れ３が発生する場合がある０割れ３は、
外部応力の加わりかたあるいは偏析やセンターポロシテ
ィの分布によって、色々な形や向きであって各種の寸法
形状となる。
する。第１図は連続鋳造材を使用したレール素材の例で
あり、横断面に於ける内部欠陥の分布形状を示すもので
ある。すなわち連続鋳造材を使用したレール用素材１の
内部に、中心偏析帯２と呼ばれる、不純物やセンターポ
ロシティが散在する部分があり、この部分は組織的にも
粒度が粗く、圧延時の圧下あるいは外部からの繰り返し
応力によって割れ３が発生する場合がある０割れ３は、
外部応力の加わりかたあるいは偏析やセンターポロシテ
ィの分布によって、色々な形や向きであって各種の寸法
形状となる。
このような欠陥の長さや幅を定量的に測定する方法の一
つとして、第２図に示すような焦点型の垂直探触子によ
る検陥検出方法が提案できる。すなわち探傷に当たって
、粗大化し不純物の多い中心偏析帯にて発生する雑エコ
ーと、割れ３のエコーをＳ／Ｎよく検出するために、超
音波ビームの焦点距Ｉｆｆを中心偏析１１２の位置に合
せた焦点型探触子４を適用し、該探触子を走査し割れエ
コーの出現から消失に至る探触子移動距離５により。
つとして、第２図に示すような焦点型の垂直探触子によ
る検陥検出方法が提案できる。すなわち探傷に当たって
、粗大化し不純物の多い中心偏析帯にて発生する雑エコ
ーと、割れ３のエコーをＳ／Ｎよく検出するために、超
音波ビームの焦点距Ｉｆｆを中心偏析１１２の位置に合
せた焦点型探触子４を適用し、該探触子を走査し割れエ
コーの出現から消失に至る探触子移動距離５により。
割れ長さを判定する。このような方法によれば比較的探
傷面に平行な面状の欠陥の長さを比較的正確に測定でき
た。
傷面に平行な面状の欠陥の長さを比較的正確に測定でき
た。
更に垂直方向に伸びた欠陥については第３図及び第４図
に原理を示す端部エコー干渉法によってクラックの先端
位置やクラック高さの測定をする。
に原理を示す端部エコー干渉法によってクラックの先端
位置やクラック高さの測定をする。
第３図において、割れ３をはさんで左右対称な位置より
屈折角、ビーム特性が全く同一の二つの焦点型斜角探触
子Ａ ７及びＢ ８より同時に超音波ビームを送信し、
両者のエコーの重ね合わせによる干渉複合効果を利用し
たものである。この場合も焦点距離を欠陥の発生する位
置に合わせたものを用いる。
屈折角、ビーム特性が全く同一の二つの焦点型斜角探触
子Ａ ７及びＢ ８より同時に超音波ビームを送信し、
両者のエコーの重ね合わせによる干渉複合効果を利用し
たものである。この場合も焦点距離を欠陥の発生する位
置に合わせたものを用いる。
このようにすると探触子Ａ ７は割れ先端がらノ端部エ
コーａ ９と探触子Ｂ ８がらの端部エコーｂ’ １
０とが加算あるいは減算されて大きく変動する。
コーａ ９と探触子Ｂ ８がらの端部エコーｂ’ １
０とが加算あるいは減算されて大きく変動する。
第４図に示すように、これらの端部エコー干渉１６をシ
ンクロスコープ１１の画面から確認し、さらにその時の
探触子−欠陥端部までのビーム路程Ｗ２１２を読みとる
。また割れ深さｈ２１３と探触子間距離２Ｙ １５とビ
ーム路程ｗ２１５とビーム路程Ｗ２１２は２等辺三角形
を構成するので１割れ深さｈ２１３は次の式で容易に測
定できる。
ンクロスコープ１１の画面から確認し、さらにその時の
探触子−欠陥端部までのビーム路程Ｗ２１２を読みとる
。また割れ深さｈ２１３と探触子間距離２Ｙ １５とビ
ーム路程ｗ２１５とビーム路程Ｗ２１２は２等辺三角形
を構成するので１割れ深さｈ２１３は次の式で容易に測
定できる。
ｈ２ ＝ （Ｗ２ ” Ｙ２ ” ） ””
・・・（１）欠陥の下端部については示したが、欠陥上
端部ついても同様に測定し、その時に割れ深−さをｈｌ
とすると欠陥高さを欠陥高さｈ １４は、ｈ＝ｈ２−
ｈ、 ・・・（２）で得られる。
・・・（１）欠陥の下端部については示したが、欠陥上
端部ついても同様に測定し、その時に割れ深−さをｈｌ
とすると欠陥高さを欠陥高さｈ １４は、ｈ＝ｈ２−
ｈ、 ・・・（２）で得られる。
本発明では、このように偏析帯にある割れを、垂直及び
斜角の焦点型の探触子による垂直法及び端部エコー干渉
法を用いることによって測定評価する。
斜角の焦点型の探触子による垂直法及び端部エコー干渉
法を用いることによって測定評価する。
具体例として連続妨造法により製造されたブルームをあ
る圧下比で圧延したビレットを切削加工した１頭部の幅
１００ｍ、高さ９５ｍ、底部幅１４０ｍの、使用中のレ
ールついて、焦点型垂直探触子（条件二層波数５ Ｍ
Ｈｚ、振動子径２０圃、焦点距離鋼中約７０１）で垂直
探傷（第２図）を行なうとともに、焦点型斜角探触子（
条件二層波数２ＭＨｚ、振動子径４０Ｉ、屈折角４５度
、焦点距離鋼中約１００ｍ）により欠陥高さの測定（第
４図）を行ない、これらの測定より、粒界に沿った割れ
などの、方向性が定かでない欠陥の水平方向成分および
垂直方向成分の分布を検出しその有用性を確認した。
る圧下比で圧延したビレットを切削加工した１頭部の幅
１００ｍ、高さ９５ｍ、底部幅１４０ｍの、使用中のレ
ールついて、焦点型垂直探触子（条件二層波数５ Ｍ
Ｈｚ、振動子径２０圃、焦点距離鋼中約７０１）で垂直
探傷（第２図）を行なうとともに、焦点型斜角探触子（
条件二層波数２ＭＨｚ、振動子径４０Ｉ、屈折角４５度
、焦点距離鋼中約１００ｍ）により欠陥高さの測定（第
４図）を行ない、これらの測定より、粒界に沿った割れ
などの、方向性が定かでない欠陥の水平方向成分および
垂直方向成分の分布を検出しその有用性を確認した。
このように従来困難であったレール素材の検査が可能と
なり、測定可能となった欠陥長さ及び高さの情報と疲労
試験結果との対応をとることにより、検査基準及び点検
基準を作成し、これによりレールの製作後の出荷検査、
あるいは敷設後のレールの定期的な保守点検が可能とな
った。
なり、測定可能となった欠陥長さ及び高さの情報と疲労
試験結果との対応をとることにより、検査基準及び点検
基準を作成し、これによりレールの製作後の出荷検査、
あるいは敷設後のレールの定期的な保守点検が可能とな
った。
このような本発明は、単にレール用素材だけでなく、複
雑な内部欠陥を有する鋳鍛造品及び厚肉鋼の検査診断、
あるいは鋼構造物の複雑な形状の欠陥の検査に有効であ
る。
雑な内部欠陥を有する鋳鍛造品及び厚肉鋼の検査診断、
あるいは鋼構造物の複雑な形状の欠陥の検査に有効であ
る。
第１図は、連続鋳造材を使用したレール用素材の横面図
を示す断面図である。第２図、第３図および第４図は、
レール用素材の縦断面を示す断面図であり、本発明の実
施例の超音波探傷法を示す。 １：レール用素材 ２：中心偏析帯３：割れ
４：焦点型垂直探触子５：探触子移動距離
６：焦点距離 ７．８：焦点型斜角探触子 ９ニアからの端部エコー１
０：８からの端部エコー１１ニシンクロスコープ１２：
ビーム路程 １３：割れ深さ１４：割れ高さ
１５：探触子間距離１６：端部エコー干渉波
を示す断面図である。第２図、第３図および第４図は、
レール用素材の縦断面を示す断面図であり、本発明の実
施例の超音波探傷法を示す。 １：レール用素材 ２：中心偏析帯３：割れ
４：焦点型垂直探触子５：探触子移動距離
６：焦点距離 ７．８：焦点型斜角探触子 ９ニアからの端部エコー１
０：８からの端部エコー１１ニシンクロスコープ１２：
ビーム路程 １３：割れ深さ１４：割れ高さ
１５：探触子間距離１６：端部エコー干渉波
Claims (1)
- 連続鋳造材等が有する複雑な内部欠陥を非破壊的に診断
する超音波探傷方法において、焦点距離を偏析帯等の内
部欠陥付近に合わせた焦点型垂直探触子を用い該探触子
により欠陥長さを測定するとともに、対向して配置した
二つの焦点距離を偏析帯付近に合わせた焦点型斜角探触
子を用いた端部エコー干渉法によって欠陥高さを測定す
ることにより素材の内部欠陥の評価を行なうことを特徴
とする、複雑な内部欠陥を有する鋳鍛造品及び厚肉鋼の
超音波探傷法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000893A JPS63169555A (ja) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | 複雑な内部欠陥を有する鋳鍛造品及び厚肉鋼の超音波探傷法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000893A JPS63169555A (ja) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | 複雑な内部欠陥を有する鋳鍛造品及び厚肉鋼の超音波探傷法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63169555A true JPS63169555A (ja) | 1988-07-13 |
Family
ID=11486359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62000893A Pending JPS63169555A (ja) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | 複雑な内部欠陥を有する鋳鍛造品及び厚肉鋼の超音波探傷法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63169555A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111261305A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-06-09 | 太原科技大学 | 海上浮动核电站反应堆压力容器顶盖封头无损探伤方法 |
| CN114531857A (zh) * | 2019-09-18 | 2022-05-24 | 浜松光子学株式会社 | 检查装置及检查方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58131560A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-05 | Nippon Steel Corp | 超音波探傷方法 |
| JPS61245055A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-10-31 | Hitachi Ltd | 超音波探傷装置 |
-
1987
- 1987-01-06 JP JP62000893A patent/JPS63169555A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58131560A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-05 | Nippon Steel Corp | 超音波探傷方法 |
| JPS61245055A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-10-31 | Hitachi Ltd | 超音波探傷装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114531857A (zh) * | 2019-09-18 | 2022-05-24 | 浜松光子学株式会社 | 检查装置及检查方法 |
| CN111261305A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-06-09 | 太原科技大学 | 海上浮动核电站反应堆压力容器顶盖封头无损探伤方法 |
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