JP2552386B2 - 多層ロールの超音波探傷方法 - Google Patents
多層ロールの超音波探傷方法Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
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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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば外層材と軸材からなる圧延用多層ロー
ルの自動超音波探傷方法に関するものである。
ルの自動超音波探傷方法に関するものである。
〔従来の技術〕 ロールのように大型の円筒物全体を超音波探傷する方
法としては、被検査物を回転させながら探触子または被
検査物を軸方向に送る方法がある。この方法で被検査物
に発生する様々な方向の欠陥を探傷する従来例として特
開昭60-162952がある。これは第７図に示すように被検
査物Ｗの周囲に垂直探触子701と１個または複数個の斜
角探触子702〜704を配置して、スパイラル送りされる被
検査物内の欠陥（イ）（ロ）（ハ）（ニ）を検出する方
法である。
法としては、被検査物を回転させながら探触子または被
検査物を軸方向に送る方法がある。この方法で被検査物
に発生する様々な方向の欠陥を探傷する従来例として特
開昭60-162952がある。これは第７図に示すように被検
査物Ｗの周囲に垂直探触子701と１個または複数個の斜
角探触子702〜704を配置して、スパイラル送りされる被
検査物内の欠陥（イ）（ロ）（ハ）（ニ）を検出する方
法である。
被検査物を回転させずに全体を探傷する従来例として
特開昭60−50450の方法がある。これは第８図（１）お
よび第８図（２）に示されるように、被検査物Ｗの外周
部に複数個設置された垂直探触子801と偏心探触子802で
形成される空間内を、被検査物Ｗを回転させずに搬送し
て内部全断面を連続的に探傷するものである。
特開昭60−50450の方法がある。これは第８図（１）お
よび第８図（２）に示されるように、被検査物Ｗの外周
部に複数個設置された垂直探触子801と偏心探触子802で
形成される空間内を、被検査物Ｗを回転させずに搬送し
て内部全断面を連続的に探傷するものである。
また探傷の結果記録としては、超音波の進行方向（被
検査物の深さ方向）に探傷範囲を設定しておき、この探
傷範囲内でのエコーの高さをペンレコーダ等で記録して
おき、このエコー高さを基に欠陥の有無や数を判断する
のが一般的である。
検査物の深さ方向）に探傷範囲を設定しておき、この探
傷範囲内でのエコーの高さをペンレコーダ等で記録して
おき、このエコー高さを基に欠陥の有無や数を判断する
のが一般的である。
多層ロールでは探傷すべき範囲として各層および境界
部分があるが、それぞれの範囲で表面からの深さや欠陥
の大きさ、種類が異なるため、周波数が異なるいくつか
の探触子でそれぞれ探傷する範囲を変えて検査する必要
がある。上記従来例の構成でこのような探傷を行うには
探触子の周波数を変えて複数回往復させて検査しなけれ
ばならないため、検査時間が長くなってしまう。また境
界部における層の溶け込み深さは場所によって違いがあ
るため、境界部からの反射エコー位置はロールの回転や
探触子の送りに伴って変動する。このため層内を探傷す
る探触子の探傷範囲は、この変動分を避けて設定されな
ければならず、ロール全体に渡って層内を一様に探傷す
ることは困難である。
部分があるが、それぞれの範囲で表面からの深さや欠陥
の大きさ、種類が異なるため、周波数が異なるいくつか
の探触子でそれぞれ探傷する範囲を変えて検査する必要
がある。上記従来例の構成でこのような探傷を行うには
探触子の周波数を変えて複数回往復させて検査しなけれ
ばならないため、検査時間が長くなってしまう。また境
界部における層の溶け込み深さは場所によって違いがあ
るため、境界部からの反射エコー位置はロールの回転や
探触子の送りに伴って変動する。このため層内を探傷す
る探触子の探傷範囲は、この変動分を避けて設定されな
ければならず、ロール全体に渡って層内を一様に探傷す
ることは困難である。
また探傷結果としてエコーの高さを記録するだけでは
ノイズと欠陥エコーとの区別が付けにくく、欠陥の大き
さや位置などの定量的な判断が下しにくいという欠点も
ある。
ノイズと欠陥エコーとの区別が付けにくく、欠陥の大き
さや位置などの定量的な判断が下しにくいという欠点も
ある。
本発明は、径方向に多層構造をなすロールを回転させ
ながらロールまたは探触子を軸方向に移動させてロール
全体を探勝する超音波探傷法において、探傷周波数の異
なる複数個の探触子をそれぞれの超音波がロール表面か
ら垂直に入射するように配置し、それぞれの探触子に対
して層の境界部分または層内部に探傷範囲を設け、予め
設定された順番に従って一定間隔で超音波を発振させ、
上記探傷範囲内での探傷データとしてエコーの高さと位
置を測定し、層の境界部分に探傷範囲が設定された探触
子が発振された時にはその超音波のエコー位置を用いて
境界部分の深さを求め、その境界部分の隣接層を探傷す
る探触子の探傷範囲が境界部にかからないように探傷範
囲の始点あるいは終点の再設定を行い、必要に応じて再
設定する探傷範囲の変動幅に最大許容値を設け、周方向
と軸方向の探傷位置と上記探傷データを用いてロールの
Ｃスコープ、Ｂスコープ像を必要に応じて線の膨張やノ
イズ除去等の強調画像処理手段を用いて作成することを
特徴とする多層ロールの超音波探傷方法である。
ながらロールまたは探触子を軸方向に移動させてロール
全体を探勝する超音波探傷法において、探傷周波数の異
なる複数個の探触子をそれぞれの超音波がロール表面か
ら垂直に入射するように配置し、それぞれの探触子に対
して層の境界部分または層内部に探傷範囲を設け、予め
設定された順番に従って一定間隔で超音波を発振させ、
上記探傷範囲内での探傷データとしてエコーの高さと位
置を測定し、層の境界部分に探傷範囲が設定された探触
子が発振された時にはその超音波のエコー位置を用いて
境界部分の深さを求め、その境界部分の隣接層を探傷す
る探触子の探傷範囲が境界部にかからないように探傷範
囲の始点あるいは終点の再設定を行い、必要に応じて再
設定する探傷範囲の変動幅に最大許容値を設け、周方向
と軸方向の探傷位置と上記探傷データを用いてロールの
Ｃスコープ、Ｂスコープ像を必要に応じて線の膨張やノ
イズ除去等の強調画像処理手段を用いて作成することを
特徴とする多層ロールの超音波探傷方法である。
以下に多層材と軸材の２層からなるロールの自動超音
波探傷装置に本発明を用いた場合の実施例を示す。
波探傷装置に本発明を用いた場合の実施例を示す。
第１図は自動超音波探傷装置の全体構成例である。制
御盤104はロール101の回転や探触子の送り等の装置動作
を制御して、回転用ローラ106に取り付けられたエンコ
ーダ107の出力111を使って周方向、軸方向の超音波発振
位置を示すタイミング信号108を作りパソコン105に送
る。パソコン105は発振させる探触子205,206,207の順番
の管理、探傷範囲の設定とタイミング信号に同期した超
音波発振コマンド110の送信といった探傷装置103の制
御、および探傷装置103から返されるエコーの高さと位
置データ109を使ってロール101のＢスコープ、Ｃスコー
プ像を作成する。
御盤104はロール101の回転や探触子の送り等の装置動作
を制御して、回転用ローラ106に取り付けられたエンコ
ーダ107の出力111を使って周方向、軸方向の超音波発振
位置を示すタイミング信号108を作りパソコン105に送
る。パソコン105は発振させる探触子205,206,207の順番
の管理、探傷範囲の設定とタイミング信号に同期した超
音波発振コマンド110の送信といった探傷装置103の制
御、および探傷装置103から返されるエコーの高さと位
置データ109を使ってロール101のＢスコープ、Ｃスコー
プ像を作成する。
第２図はそれぞれの探触子が探傷するロール101の深
さ方向の探傷範囲を示す。探触子205,206,207は超音波
がロール表面204から垂直に入射するように設置されて
いる。本実施例では外層201と軸材202の２層からなるロ
ールの境界部203に発生する比較的大きな溶け込み不良
と、外層内に発生する中〜微細欠陥の探傷を行うため、
探傷周波数の異なる３本の探触子205,206,207に対して
それぞれに検査範囲を設定しておく。例えば低周波数の
探触子205は深い位置にある境界部203を含む範囲208を
探傷し、中周波数の探触子206は外層全域範囲209を探傷
し、高周波数の探触子207は外層表面から中域まで範囲2
10の微細欠陥を探傷する。
さ方向の探傷範囲を示す。探触子205,206,207は超音波
がロール表面204から垂直に入射するように設置されて
いる。本実施例では外層201と軸材202の２層からなるロ
ールの境界部203に発生する比較的大きな溶け込み不良
と、外層内に発生する中〜微細欠陥の探傷を行うため、
探傷周波数の異なる３本の探触子205,206,207に対して
それぞれに検査範囲を設定しておく。例えば低周波数の
探触子205は深い位置にある境界部203を含む範囲208を
探傷し、中周波数の探触子206は外層全域範囲209を探傷
し、高周波数の探触子207は外層表面から中域まで範囲2
10の微細欠陥を探傷する。
パソコン105は制御盤104からのタイミング信号108に
同期して発振コマンド110を超音波探傷装置103に送り、
第３図に示すように発振位置301が一定ピッチP1，P2と
なるように超音波を発振させる。このとき発信させる探
触子205,206,207の順番は予めパソコンに設定しておく
が、微細な欠陥を検出するための探触子207は比較的大
きな欠陥を検出する探触子205より回数多く発信するよ
うに設定するのが望ましい。
同期して発振コマンド110を超音波探傷装置103に送り、
第３図に示すように発振位置301が一定ピッチP1，P2と
なるように超音波を発振させる。このとき発信させる探
触子205,206,207の順番は予めパソコンに設定しておく
が、微細な欠陥を検出するための探触子207は比較的大
きな欠陥を検出する探触子205より回数多く発信するよ
うに設定するのが望ましい。
超音波探傷装置103は超音波が発信される度に、第４
図のように各探触子に設定された探傷範囲404内のエコ
ーの高さｈと位置ｄを探傷データとしてパソコン105に
返す。パソコン105は、探触子205,206,207に例えば赤、
緑、青を割り当てて、それぞれのエコー高さｈに色の濃
さを対応させて表示画面上にプロットして第５図に示す
ロールのＢスコープ、Ｃスコープ像を作成する。ここで
第５図（１）は欠陥のＣスコープ像を示し、第５図
（２）はＢスコープ像を示す。このＢ、Ｃスコープで
は、欠陥が存在してエコーが強く返ってきた場所で色が
濃く表示される。また、エコー高さｈに対して、適当な
しきい値を設けてそれ以下のエコー（ノイズ）は表示し
ない事も可能である。更に欠陥エコーが１画素程度の連
続線で表示されるような微細欠陥は見逃す可能性がある
ので膨張処理等の強調画像処理手段を用いることも可能
である。
図のように各探触子に設定された探傷範囲404内のエコ
ーの高さｈと位置ｄを探傷データとしてパソコン105に
返す。パソコン105は、探触子205,206,207に例えば赤、
緑、青を割り当てて、それぞれのエコー高さｈに色の濃
さを対応させて表示画面上にプロットして第５図に示す
ロールのＢスコープ、Ｃスコープ像を作成する。ここで
第５図（１）は欠陥のＣスコープ像を示し、第５図
（２）はＢスコープ像を示す。このＢ、Ｃスコープで
は、欠陥が存在してエコーが強く返ってきた場所で色が
濃く表示される。また、エコー高さｈに対して、適当な
しきい値を設けてそれ以下のエコー（ノイズ）は表示し
ない事も可能である。更に欠陥エコーが１画素程度の連
続線で表示されるような微細欠陥は見逃す可能性がある
ので膨張処理等の強調画像処理手段を用いることも可能
である。
多層ロールの場合、表面から境界部までの深さは層同
士の溶け込み深さによって変化する。即ち、第６図にお
いて境界部からの反射エコー602の位置dBは探傷場所に
よって変動する。このような境界位置の変動が有っても
外層内に未検査領域を生じることなくロール全体を探傷
するため、探触子205を発振する度に境界部からの反射
エコーdBを基にして境界部までの深さを求め、探触子20
6の探傷範囲209の終点位置ｅが境界位置から一定の再設
定距離Δｄだけ浅い位置となるように探傷範囲209の再
設定を行う。この再設定で配慮しなければならない点を
以下に説明する。例えば境界部近傍に欠陥や組織的な偏
析が存在した場合は、境界部深さとは異なった位置から
反射エコー602は帰ってくることが有る。この反射エコ
ーを基にして境界部までの深さを求めると真の境界部深
さとの間に誤差を生じ、探触子206の探傷範囲209が不適
切に再設定されることになり未検査領域ができることに
なる。そこで、境界部からの反射エコー位置dBに対して
予め変動許容幅を設けておき、この変動許容幅を超えて
反射エコー位置dBが変動したときはこの反射エコーを無
視して、ひとつ前の反射エコー位置dBを採用することで
未検査領域の発生を防止する。尚この変動許容幅は製造
工程における境界部深さのバラツキから設定することが
できる。
士の溶け込み深さによって変化する。即ち、第６図にお
いて境界部からの反射エコー602の位置dBは探傷場所に
よって変動する。このような境界位置の変動が有っても
外層内に未検査領域を生じることなくロール全体を探傷
するため、探触子205を発振する度に境界部からの反射
エコーdBを基にして境界部までの深さを求め、探触子20
6の探傷範囲209の終点位置ｅが境界位置から一定の再設
定距離Δｄだけ浅い位置となるように探傷範囲209の再
設定を行う。この再設定で配慮しなければならない点を
以下に説明する。例えば境界部近傍に欠陥や組織的な偏
析が存在した場合は、境界部深さとは異なった位置から
反射エコー602は帰ってくることが有る。この反射エコ
ーを基にして境界部までの深さを求めると真の境界部深
さとの間に誤差を生じ、探触子206の探傷範囲209が不適
切に再設定されることになり未検査領域ができることに
なる。そこで、境界部からの反射エコー位置dBに対して
予め変動許容幅を設けておき、この変動許容幅を超えて
反射エコー位置dBが変動したときはこの反射エコーを無
視して、ひとつ前の反射エコー位置dBを採用することで
未検査領域の発生を防止する。尚この変動許容幅は製造
工程における境界部深さのバラツキから設定することが
できる。
［発明の効果］ 本発明を用いることにより境界深さが変動する多層ロ
ールに対しても未検査領域なく層内全域を探傷すること
ができ、また探傷結果が画像化されるためペンレコーダ
等の記録と比較して欠陥の大きさの定量化や発生位置の
把握が容易になり検査精度を向上させることができる。
ールに対しても未検査領域なく層内全域を探傷すること
ができ、また探傷結果が画像化されるためペンレコーダ
等の記録と比較して欠陥の大きさの定量化や発生位置の
把握が容易になり検査精度を向上させることができる。
第１図は本発明を用いた自動探傷装置の構成を示す図、
第２図は探触子の探傷範囲を示す図、第３図は超音波の
発振位置を示す図、第４図は超音波の反射エコーを示す
図、第５図は本発明を用いて得られるＢ、Ｃスコープ像
を示す図、第６図は外層内探傷範囲の再設定方法を示す
図、第７、８図は従来例を示す図である。 101…ロール、103…超音波探傷装置、205,206,207…探
触子、208…探触子205の探傷範囲、209…探触子206の探
傷範囲、210…探傷子207の探傷範囲
第２図は探触子の探傷範囲を示す図、第３図は超音波の
発振位置を示す図、第４図は超音波の反射エコーを示す
図、第５図は本発明を用いて得られるＢ、Ｃスコープ像
を示す図、第６図は外層内探傷範囲の再設定方法を示す
図、第７、８図は従来例を示す図である。 101…ロール、103…超音波探傷装置、205,206,207…探
触子、208…探触子205の探傷範囲、209…探触子206の探
傷範囲、210…探傷子207の探傷範囲
Claims (3)
- 【請求項１】径方向に多層構造をなすロールを回転させ
ながらロールまたは探触子を軸方向に移動させてロール
全体を探傷する超音波探傷法において、探傷周波数の異
なる複数個の探触子をそれぞれの超音波がロール表面か
ら垂直に入射するように配置し、それぞれの探触子に対
して層の境界部分または層内部に探傷範囲を設け、予め
設定された順番に従って一定間隔で超音波を発振させ、
上記探傷範囲内での探傷データとしてエコーの高さと位
置を測定し、層の境界部分に探傷範囲が設定された探触
子が発振された時にはその超音波のエコー位置を用いて
境界部分の深さを求め、その境界部分の隣接層を探傷す
る探触子の探傷範囲が境界部にかからないように探傷範
囲の始点あるいは終点の再設定を行い、周方向と軸方向
の探傷位置と上記探傷データを用いてロールのＣスコー
プ、Ｂスコープ像を作成することを特徴とする多層ロー
ルの超音波探傷方法。 - 【請求項２】前記の境界部の隣接層の探傷範囲の始点あ
るいは終点の再設定に当たって、再設定変動幅に最大許
容値を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の多層ロールの超音波探傷方法。 - 【請求項３】前記のＣスコープ、Ｂスコープ像の作成に
当たって線の膨張やノイズ除去等の強調画像処理手段を
用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多
層ロールの超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2251017A JP2552386B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 多層ロールの超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2251017A JP2552386B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 多層ロールの超音波探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130267A JPH04130267A (ja) | 1992-05-01 |
| JP2552386B2 true JP2552386B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=17216394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2251017A Expired - Lifetime JP2552386B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 多層ロールの超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552386B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006200906A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 走査型探傷検査装置及び方法 |
| JP6395130B2 (ja) * | 2014-07-03 | 2018-09-26 | 東京理学検査株式会社 | 超音波プローブ、表面検査装置および表面検査方法 |
| CN111624262B (zh) * | 2020-06-02 | 2023-07-18 | 鞍山长风无损检测设备有限公司 | 一种基于相控阵超声扇扫分区的探伤检测方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5744942B2 (ja) | 2013-03-13 | 2015-07-08 | 東芝テック株式会社 | プリンタ装置 |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP2251017A patent/JP2552386B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5744942B2 (ja) | 2013-03-13 | 2015-07-08 | 東芝テック株式会社 | プリンタ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04130267A (ja) | 1992-05-01 |
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