圆棒件的超声波探伤方法以及超声波探伤装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供圆棒件的超声波探伤方法以及超声波探伤装置。根据本发明专利技术，设为如下超声波探伤方法：相对于圆棒件的长轴方向将发送探头与接收探头对置配置，对该发送探头以及接收探头与该圆棒件的角度以及/或者位置进行调整，并对来自该圆棒件的缺陷部的反射回波进行检测，从而在对直径为8mmφ以下的圆棒件的超声波探伤试验中，能够有效地将表面回波宽度控制得较小，并能够确保为了对横截面长度为100μm以下的内部缺陷进行检测所需的灵敏度，进而还能够防止因气泡而引发的误动作。

Ultrasonic flaw detection method for round bar and ultrasonic flaw detection device

The invention provides an ultrasonic flaw detection method for a round bar and an ultrasonic flaw detection device. According to the invention, the ultrasonic flaw detection method is set as follows: the transmitting probe and the receiving probe are disposed opposite to the long axis direction of the round rod piece, and the angle and / or position of the transmitting probe and the receiving probe and the round rod piece are adjusted, and the reflection echoes from the defect part from the round rod piece are detected. In the ultrasonic testing test for a round rod with a diameter of less than 8mm, it can effectively control the width of the surface echo, and can ensure the sensitivity needed to detect the internal defects under the length of the cross section of less than 100 u m, and then prevent the misoperation caused by the bubble.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】圆棒件的超声波探伤方法以及超声波探伤装置
本专利技术涉及用于对细径圆棒件的微小的内部缺陷进行检测的超声波探伤方法以及超声波探伤装置。
技术介绍
下面，参照图1对
技术介绍
进行说明。在圆棒件的自动超声波探伤装置中，一般采用将被检查件即圆棒件的一部分或整体浸渍于水、油中进行探伤的方法(分别称为水浸法、油浸法)。在该水浸法、油浸法中，在探头与被检查件之间确保适当的距离(称为水距(水距離，waterdistance)并使超声波垂直入射，由此实施对内部缺陷(非金属夹杂物)进行检测的超声波探伤，这些方法一般被称为垂直法。作为探头的设置的一个方式，存在图1所示那样的、在周向上固定配置多个探头而对整个截面无遗漏地进行探伤的方式(固定配置方式)。作为其它方式，存在旋转探头方式，在该方式中，采用使一个或多个探头在被检查件的外周部旋转的方法。图2中示出了使用上述垂直法时的细径件的基本显示(参照JISZ2300：2009)。在所述超声波探伤方式中，虽然探头的设置方式存在差异，但是使超声波从探头相对于被检查件垂直地入射、且对来自缺陷部的反射回波进行检测的方法是相同的。而且，在垂直法中，如图2所示，需要将除表面回波(意味着由被检查件表面引起的反射回波)部以外的、发送探头的相反侧的截面区域作为探伤区域。因此，需要利用上述的图1中的探头D对由虚线表示的区域M进行探伤，并需要利用探头B对由虚线表示的区域N进行探伤。并且，至于图1中的探头A、C也一样，需要对发送探头的相反侧的截面区域进行探伤。然而，特别是对于直径为6mmφ以下的细径件而言，无法忽视由细径件表面引起的反射回波的宽度。因此，为了以使得被检查件横截面的中心部分也不欠缺的方式而遍及整个截面地确保探伤区域，需要降低灵敏度而将表面回波宽度抑制为不足被检查件直径的1/2。因此，存在如下问题：与粗径件相比，无法充分确保损伤检测能力。另外，针对用于汽车部件等的钢材，要求对横截面长度为100μm～200μm或者所述长度以下的长度的内部缺陷(非金属夹杂物)进行检测，对于直径为6mmφ以下的圆棒而言，若要满足上述的表面回波的宽度的限制，则缺陷的检测变得不容易。在圆棒的直径超过6mmφ且直至8mmφ为止的范围内，与6mmφ以下相比，虽然垂直法中的表面回波的限制并不明显，但通过应用本专利技术所涉及的方法，与垂直法相比，能够对更加微小的夹杂物进行检测。此外，对于直径超过8mmφ的圆棒而言，在粗粒材料(粒度号为8以下)中，(因波束路程变长的效果)散乱杂音逐渐增大，另一方面，在细粒材料(粒度号超过8)中，来自被检查件横截面中心部的缺陷的反射回波的波束位置与来自底面侧缺陷的反射回波的波束位置在被检查件长边方向上错位，因此，难以通过单个探头以最大强度接收两束波束。因此，即便是本专利技术也呈现出如下趋势：相对于通常的垂直法，优势有所减小。进而，对本专利技术中需要解决的另一个课题进行叙述。一般情况下，在水浸法(或油浸法)中，当材料从水中(在油浸法中为油中)通过时，水中(或油中)产生气泡。特别是在被检查件的终端部刚刚通过后的水中(油浸法中为油中)形成为负压，因此容易产生气泡。而且，若一旦存在气泡，则产生因该气泡而形成的反射回波的信号，从而引起探伤器的误判定，亦即引起尽管不存在缺陷但也产生与缺陷信号相同的信号这样的误动作。特别地，与水相比，油的粘性更高，因此，产生的气泡难以上浮，容易产生误动作。而且，该误动作在检查工序中造成较大的作业损失，从而成为实际的操作中无法忽视的问题。
技术实现思路
鉴于上述这样的情形，本专利技术的目的在于提供如下超声波探伤方法以及适用于该探伤方法的超声波探伤装置，对于该超声波探伤方法而言，在直径为8mmφ以下的圆棒件的超声波探伤试验中，能够有效地将表面回波宽度控制得较小，并能够确保为了对横截面长度为100μm以下的内部缺陷进行检测所需的灵敏度，还能够防止由气泡而引发的误动作。即，本专利技术的主要结构如下。1.一种圆棒件的超声波探伤方法，其是对直径为8mmφ以下的圆棒件的超声波探伤方法，其特征在于，相对于上述圆棒件的长轴方向将发送探头与接收探头对置配置，使该发送探头倾斜，使入射超声波倾斜入射，对该发送探头以及接收探头与该圆棒件的角度以及/或者位置进行调整，对来自该圆棒件的缺陷部的反射回波进行检测。2.根据上述1所述的圆棒件的超声波探伤方法，其特征在于，在与圆棒件的长轴垂直的方向上的粒度号超过8的情况下，不依赖于发送探头的设置角，将发送探头与接收探头的峰值频率设为9MHz以上，在与圆棒件的长轴垂直的方向上的粒度号为8以下的情况下，当将用于超声波探伤的声耦合的介质的声速设为C(m/秒)、将圆棒件的纵波声速设为CL(m/秒)、将圆棒件的横波声速设为CS(m/秒)时，利用由θL＝sin-1(C/CL)确定的纵波临界角θL(度)和由θS＝sin-1(C/CS)确定的横波临界角θS(度)，在朝向接收探头设置场所、且相对于圆棒件的长轴方向的发送探头的设置角(A)不足90+θL度的情况下，将发送探头与接收探头的峰值频率设为13MHz以下，在朝向接收探头设置场所、且相对于圆棒件的长轴方向的发送探头的设置角(A)超过90+θL度且不足90+θS度的情况下，将发送探头与接收探头的峰值频率设为11MHz以下。3.根据上述1或2所述的圆棒件的超声波探伤方法，其特征在于，发送探头使用焦距为19mm以下的集束型探头，进而将该发送探头的水距(圆棒件表面与发送探头发送面中心之间的距离)设为该发送探头的焦距的1.3倍以下。4.根据上述1至3中任一项所述的圆棒件的超声波探伤方法，其特征在于，在发送探头与接收探头之间设置遮挡板。5.一种超声波探伤装置，其用于上述1至4中任一项所述的圆棒件的超声波探伤方法，其特征在于，所述超声波探伤装置具备：使圆棒件位置与发送探头及接收探头的位置相对地移动的机构；以及发送探头和接收探头，其中，将该发送探头与该接收探头对置配置，该发送探头以及该接收探头分别具有角度调节功能以及位置调节功能。6.根据上述5所述的超声波探伤装置，其特征在于，在圆棒件的周向上对上述发送探头与上述接收探头进行固定配置。7.根据上述5所述的超声波探伤装置，其特征在于，具有使上述发送探头与上述接收探头在圆棒件的周向上旋转的功能。8.根据上述5至7中任一项所述的超声波探伤装置，其特征在于，在发送探头与接收探头之间具备遮挡板。根据本专利技术的探伤方法以及探伤装置，能够有效地将表面回波宽度控制得较小，并能够确保为了对横截面长度为100μm以下的内部缺陷进行检测所需的灵敏度，因此，能够以良好的精度进行直径为8mmφ以下的圆棒件的超声波探伤。进而，根据本专利技术的探伤方法以及探伤装置，具有防止因在水中、油中产生的气泡而引发的回波所导致的误动作的效果。附图说明图1是示出垂直法中的探头以及被检查件的配置的图。图2是使用垂直法示出细径件(4.3mmφ)的基本显示的图。图3是示出用于本专利技术的超声波探伤装置的基本结构的一个例子的图。图4是示出圆棒件直径为细径件(4.3mmφ)的基本显示的图。图5是示出对中心部的0.5mmφ的横孔、探头的相反侧的背面部的0.5mmφ的横孔(横孔的中心-被检查件背面之间的距离为0.35mm)进行探查的结果的图。图6是示出设置发送探头与接收探头的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆棒件的超声波探伤方法，其是对直径为8mmφ以下的圆棒件的超声波探伤方法，其特征在于，相对于所述圆棒件的长轴方向将发送探头与接收探头对置配置，使该发送探头倾斜，使入射超声波倾斜入射，对该发送探头以及该接收探头与该圆棒件的角度以及/或者位置进行调整，并对来自该圆棒件的缺陷部的反射回波进行检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种圆棒件的超声波探伤方法，其是对直径为8mmφ以下的圆棒件的超声波探伤方法，其特征在于，相对于所述圆棒件的长轴方向将发送探头与接收探头对置配置，使该发送探头倾斜，使入射超声波倾斜入射，对该发送探头以及该接收探头与该圆棒件的角度以及/或者位置进行调整，并对来自该圆棒件的缺陷部的反射回波进行检测。2.根据权利要求1所述的圆棒件的超声波探伤方法，其特征在于，在与圆棒件的长轴垂直的方向上的粒度号超过8的情况下，不依赖于发送探头的设置角而将发送探头与接收探头的峰值频率设为9MHz以上，在与圆棒件的长轴垂直的方向上的粒度号为8以下的情况下，当将用于超声波探伤的声耦合的介质的声速设为C、将圆棒件的纵波声速设为CL、将圆棒件的横波声速设为CS时，其中，C、CL、CS的单位均为m/秒，使用由θL＝sin-1(C/CL)确定的纵波临界角θL和由θS＝sin-1(C/CS)确定的横波临界角θS，其中，θL、θS的单位为度，在朝向接收探头设置场所、且相对于圆棒件的长轴方向的发送探头的设置角不足90+θL度的情况下，将发送探头与接收探头的峰值频率设为13MHz以下，在朝向接收探头设置场所、且相对于圆棒件的长轴方向的发送探头的设置角超过90+...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽藤裕，
申请(专利权)人：东北特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP