JPS6326342B2 - - Google Patents

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JPS6326342B2
JPS6326342B2 JP56031736A JP3173681A JPS6326342B2 JP S6326342 B2 JPS6326342 B2 JP S6326342B2 JP 56031736 A JP56031736 A JP 56031736A JP 3173681 A JP3173681 A JP 3173681A JP S6326342 B2 JPS6326342 B2 JP S6326342B2
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JP
Japan
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wave
transmitted
probe
waves
tube
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JP56031736A
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JPS57146159A (en
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Masayoshi Iwasaki
Akio Suzuki
Hiroshi Kajikawa
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPS57146159A publication Critical patent/JPS57146159A/ja
Publication of JPS6326342B2 publication Critical patent/JPS6326342B2/ja
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    • 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
    • G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • G—PHYSICS
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    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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    • G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
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  • 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】
リフオーマチユーブ等に使用される遠心鋳造管
の超音波探傷方法に関し、鋳造組織が粗大であつ
ても欠陥の有無を確実に判定できるうにしたもの
である。 オーステナイト系鋼の遠心鋳造管は鋳造時の組
織が粗大なため、通常鋼材等の内部を探傷する時
に使用される一探触子法による超音波探傷は使用
できない。そのため材中を透過する音波の大きさ
を測定し、音波透過経路に音波を透さない部分
(欠陥)がないかどうかで判定する方法がとられ
ている。 この種の従来行なわれてきたオーステナイト系
の遠心鋳造管の超音波探傷方法は、第1図に示す
如く水1中に配置した遠心鋳造管2の両側に、超
音波探傷器3の送信探触子4と受信探触子5とを
配置しておき、送信探触子4から送信した超音波
ビーム6を、遠心鋳造管2の肉厚範囲内でかつ内
周部近傍を接線方向と平行に通るように透過さ
せ、受信探触子5によりその透過波を受信させて
その波高値Tを検出し、該波高値Tの減衰量によ
り欠陥の有無を判断するというものであつた。こ
の方法によりリフオーマチユーブを探傷した結果
を、第2図に示す。 第2図は1MHzの縦波超音波を使用し、使用後
数年経つたリフオーマチユーブからサンプリング
した各種試料(管番号1〜7)の超音波透過波の
大きさ(以後波高値と称する)の測定結果を示
し、第1表は同試料の端面で測定した鋳造組織の
大きさ、欠陥(フイツシヤーと称する)の大きさ
の測定結果を示す。
【表】
【表】 第2図と第1表とを対比する事から透過波の波
高値Tはフイツシヤーの有無とは相関がなく、む
しろ鋳造組織の大きさに依存している。従つて、
超音波の透過量は、欠陥の有無のみならず材中の
鋳造組織の大きさによる、超音波の減衰に大きく
依存し、従来行なわれてきた透過波の大きさのみ
による判断では、鋳造組織が粗大で減衰の大きな
材料を、欠陥が無いにも拘わらず欠陥品として判
定してしまう危険性があつた。 本発明は上記問題点を解消したもので、その特
徴とするところは、遠心鋳造管の両側に一対の探
触子を配置しておき、一方の探触子から遠心鋳造
管の肉厚範囲内でかつ内周部近傍を接線方向と平
行に通るように超音波を送信し、その透過波を他
方の探触子で受信して欠陥の有無を判断する遠心
鋳造管の超音波探傷方法において、前記一対の探
触子近傍で遠心鋳造管に対して径方向に超音波を
入射して管内周面からの反射波を測定し、反射波
から鋳造組織による透過超音波の減衰量を検知
し、これから欠陥のない場合の透過波の波高値を
算出し、この算出した波高値と前記透過波の波高
値との比により欠陥の有無を判断する点にある。 以下、本発明を説明する。第8図(及び参考写
真)は管番号2の浸透探傷試験の結果を示してお
り、第4図及び第5図の矢印Aは参考写真のA点
と一致し、参考写真の右廻り方向が同図の右方向
となつている。これによると、フイツシヤーが径
方向に向いているため、径方向に超音波を通せば
透過性に及ぼすフイツシヤーの影響は小さいと考
えられる。また、一般に超音波の減衰定数は結晶
の大きさに依存する。そこで、フイツシヤーがあ
つても音波の透過に影響のでない方向に音波を通
し、その減衰量から結晶の大きさを推定する事を
試みたのである。即ち、第3図に示す如く送信探
触子4と受信探触子5の近傍に一探用探触子7を
配置し、該一探用探触子7から遠心鋳造管2に対
して径方向に超音波ビーム8を入射し、該超音波
ビーム8の管内周面2aからの反射波を一探用探
触子7で受信してその波高値B1を検出する。そ
してこの波高値B1を利用し、欠陥のない場合の
透過波の波高値Teを推定し、これと超音波ビー
ム6の透過波波高値Tとの比により、鋳造組織に
起因する超音波ビーム6の減衰量を補正し、欠陥
の有無を判断するのである。 第4図は管番号2について反射波の波高値B1
を周方向全周に亘つて測定した結果を示し、第5
図は管番号2について透過波の波高値Tを周方向
全周に亘つて測定した結果を示しており、第4図
及び第5図の矢印Aは第8図(参考写真)のA点
と一致し、第8図(参考写真)の右廻り方向が第
4図及び第5図の右方向となつている。第8図
(参考写真)と第5図とを比較すると、フイツシ
ヤーの大きさの周方向の分布と、第5図の透過波
の波高値Tの分布とは対応し、フイツシヤーの大
きさの大きい部分は透過波の波高値Tが低いこと
がわかる。また、第4図と第8図(参考写真)と
を比較すると、一探法の反射波の波高値B1はフ
イツシヤーの大きさによらないことがわかる。ま
た第2表は管番号1〜7について上記方法により
透過波の波高値Tと反射波の波高値B1とを測定
した結果を示す。
【表】
【表】 次に上記補正の方法につき説明する。一探用探
触子7で検出する反射波波高値B1は、 B1=C1e-2at と表わせる。 また透過波の波高値Tは同様に、 T=C2e-al と表わせる。 ただし、C1,C2=定数 a=減衰定数 t=鋳造管2の径方向の厚さ l=超音波ビーム6の鋳造管2に対す
る透過長さ 両式をもとに基準となる管(欠陥のないもの)に
対する反射波および透過波の波高値B1,Tの測
定他B10,T0とするし、被検査管nで測定された
反射波波高値B1nから、被検査管に対する欠陥の
ない場合の透過波の波高値Teを推定すると、次
式となる。 Te=Toeln(B1n/B10)/2tl 前記第2表ではフイツシヤーのない、また標準
的な鋳造組織をもつ管番号6を基準とし、同表中
には反射波の波高値B1で透過波の波高値Tを補
正したときの推定波高値Teおよび、測定波高値
Tと推定波高値Teとの比も同時に示している。
この表の波高値Tと推定波高値Teとの比をみる
と、組織によらず、フイツシヤーの多いもの(第
1表参照)ではその値が小さいことが示されてい
る。従つて、鋳造組織の影響を効果的に補正し、
欠陥の有無を確実に判定できることがわかる。 次に超音波ビームを欠陥の生じ易い管内面に集
中するような探傷系の使用について述べる。前述
のように対象とする管2の鋳造組織は大きく、そ
のため材中を透過する音波は実効的に1MHz以下
の周波数に限定される。また対象とする管の表面
は鋳造組織で粗いため、表面近傍では太いビーム
で入射するのが望ましい。欠陥が内壁に生じ易い
ことを考慮し超音波ビーム6は管2の肉厚の略半
分以下を通すことが好ましい。上記の3つの条件
を満すためのレンズ系の使用により検出感度は向
上する。前記の測定結果は35mmの振動子に半径45
mmのラインフオーカスレンズを装着した条件で行
つている。 第6図は本発明を具体的に実施した探傷装置の
ブロツク図を示している。同図において、PB1,
PB2,PB3は探触子で、第7図にも示す如くガ
イドローラ9の回転に伴ない遠心鋳造管2の軸方
向に駆動される移動体10に組込まれ、各探触子
PB1,PB2,PB3は送信探触子として鋳造管
2に向けて超音波を送信可能であると共に、受信
探触子としても機能し、第3表に示す如く探触子
PB1,PB2,PB3を送信又は受信探触子とし
て組合せることにより、モード1〜5の目的を果
し得る。
【表】 モード1は探触子PB1からの超音波による透
過波の波高値Tを探触子PB2で検出し、モード
2は探触子PB2からの超音波による内壁面から
の反射波の波高値B1を探触子PB2で検出するも
のである。モード3〜5は、各探触子PB1,PB
2,PB3から送信した超音波が鋳造管2の外周
面で反射して戻つてくる反射波を、同一の探触子
PB1,PB2,PB3により検出するものである。
それらの波高値から、音波の送受の情況をモニタ
ーし、探傷系に異状がないかどうかを知ることが
できる。A1,A2,A3は前置増巾器、D1,
D2,D3はパルサーである。11はセンサー選
択回路で、後述する計算機18からの指令信号
(クロツクパルス)で、時分割により第3表の各
モードの動作を行なうように、使用する探触子
PB1,PB2,PB3、前置増巾器D1,D2,
D3の選択を行なう。12は主増巾器である。1
3は増巾器調整回路で、各モードにより透過波又
は反射波の大きさが異るため、主増巾器12の出
力レベルを合わせるべく、主増巾器12の増巾度
を各モードに応じて変えるための信号を出力す
る。14はピークホールド回路で、各モードで着
目する透過波又は反射波の生ずる時間帯(ゲー
ト)内での波高値の最大値をピークホールドす
る。15はゲート発生回路で、各モードで着目す
る透過波又は反射波の生ずる時間帯を設定する。
16はA/D変換器で、波高値の情報をデイジタ
ル化する。17は同期分離回路で、A/D変換器
16によりデイジタル化された情報がどのモード
に属するかを弁別する。18は計算機で、探触子
PB1,PB2,PB3を駆動する指令信号を出力
すると共に、得られた信号を記録媒体に記録す
る。またモード3〜5の信号の大きさから、探傷
が正常に行なわれているかどうかを監視し、正常
な場合は組織の大きさを補正した後に透過波のの
波高値T0を計算し出力する。19はメモリであ
る。20は表示器で、組織の影響を補正した結
果、即ちTn/Teと鋳造管2の軸方向の位置とを
表示する。21は同期分離回路で、アナログ信号
を同期分離する。22はモニター用記録計であ
る。23は位置検出器で、鋳造管2の軸方向に対
する移動体10の位置を検出する。なお、探触子
PB1,PB2,PB3の選択をリレー等のスイツ
チで切替えるようにしてもよい。またA/D変換
器を多数使用し、同期分離回路21の出力をA/
D変換し、計算機18に入力する方法もある。 しかして、この探傷装置を使用すれば、各探触
子PB1,PB2,PB3が発信した超音波の鋳造
管2外周面から反射波の大きさをモニターし、超
音波が材料中に安定に入射しているかどうかを確
認しながら探傷することが可能になり、鋳造組織
の影響を効果的に補正できることと相俟つて、鋳
造管の欠陥の有無をより確実に判定できる。 本発明によれば、遠心鋳造管に対して径方向に
超音波を入射して管内周面からの反射波を測定
し、反射波から鋳造組織による透過超音波の減衰
量を検知し、これから欠陥のない場合の透過波の
波高値を算出し、この算出した波高値と前記透過
波の波高値との比より欠陥の有無を判断するの
で、透過波の大きさは鋳造組織に大きく依存する
にも拘らず、その鋳造組織の影響を効果的に補正
でき、鋳造組織が粗大であつても欠陥の有無を確
実に判定できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方法を示す原理図、第2図は透過
波波高値の測定結果を示すグラフ、第3図は本発
明の一実施例を示す原理図、第4図は反射波波高
値の周方向分布を示す波形図、第5図は透過波波
高値の周方向分布を示す波形図、第6図は本発明
の具体的実施例を示すブロツク図、第7図は同探
触子部分の側面図、第8図は管番号2の浸透探傷
試験の結果を示す図である。 2…遠心鋳造管、4…送信探触子、5…受信探
触子、8…超音波ビーム、PB1,PB2,PB3
…探触子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 遠心鋳造管の両側に一対の探触子を配置して
    おき、一方の探触子から遠心鋳造管の肉厚範囲内
    でかつ内周部近傍を接線方向と平行に通るように
    超音波を送信し、その透過波を他方の探触子で受
    信して欠陥の有無を判断する遠心鋳造管の超音波
    探傷方法において、前記一対の探触子の近傍で遠
    心鋳造管に対して径方向に超音波を入射して管内
    周面からの反射波を測定し、反射波から鋳造組織
    による透過超音波の減衰量を検知し、これから欠
    陥のない場合の透過波の波高値を算出し、この算
    出した波高値と前記透過波の波高値との比により
    欠陥の有無を判断する遠心鋳造管の超音波探傷方
    法。
JP56031736A 1981-03-04 1981-03-04 Ultrasonic wave flaw detecting method for centrifugal casting pipe Granted JPS57146159A (en)

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JPS57146159A JPS57146159A (en) 1982-09-09
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JPH02111437U (ja) * 1989-02-23 1990-09-06

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6082857A (ja) * 1983-10-13 1985-05-11 Kubota Ltd 遠心鋳造管の超音波探傷方法
JPH0682117B2 (ja) * 1988-12-27 1994-10-19 新日本製鐵株式会社 電縫銅管の超音波探傷装置

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