超声波探伤装置和超声波探伤方法制造方法及图纸

一种用于进行钢管表面的周向缺陷的探伤的超声波探伤装置，其构成为：仅设有用于向钢管的表面发送表面波的表面波探头来作为用于向钢管发送超声波的探头，以表面波探头的表面波发送方向与钢管的管轴向平行的状态对该表面波探头的位置进行固定。

Ultrasonic testing equipment and methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波探伤装置和超声波探伤方法
本专利技术涉及一种用于对产生于钢管的表面的周向瑕疵等周向缺陷进行探伤的超声波探伤装置和超声波探伤方法。
技术介绍
近年来，从环境问题的观点出发，针对各种材料进行了基于3R技术(减少原料、重新利用、物品回收)的开发。在钢铁领域，通过应用由高强度化实现的减少原料技术来实施轻量化，从而实现节能。但通常，钢材的高强度化容易引起在塑性加工等加工时出现瑕疵等，难以确保材料特性。从确保钢材的材料特性的观点出发，实施了各种对策，但作为其中一个环节，需要准确地检查钢材的瑕疵、裂纹。例如，为了检查形成于钢管表面的瑕疵、裂纹等缺陷的有无，通常进行利用超声波而实现的非破坏探伤检查。作为那样的探伤检查方法，在专利文献1中公开了一种如下的方法，即：利用斜角探头向钢管的内部(钢管的主体内)发送超声波，接收被钢管反射的超声波(以下称为“回波”)，从而检查钢管的缺陷的有无。专利文献1的超声波是不进行探伤面处的模式转换的横波，即是所谓的SH波，其在钢管的表面(外表面)与里面(内表面)之间反复反射并传播至钢管的缺陷部。在专利文献2中公开了一种通过发送在钢管的表面传播的超声波(以下称为“表面波”)来进行探伤检查的方法。在专利文献2的探伤方法中，以表面波的发送方向相对于被检查件的轴心方向倾斜的方式配置表面波探头，对呈螺旋状传播的表面波的回波进行检测，从而检测钢管的缺陷的有无。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004－3996号公报专利文献2：日本特开2013－124919号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1那样的利用SH波的探伤方法需要自探头向钢管入射横波，但在通过液浸法来进行探伤检查的情况下，作为探头与钢管之间的介质而通常使用的水、油无法传递横波，因此需要利用甘油等粘性较高的介质。在使用那样的粘性较高的介质的情况下，如果在钢管表面残留有介质，则有可能导致钢管生锈等，因此需要在探伤检查后将钢管表面的介质擦掉。但是，介质的粘性较高，因此难以擦掉，导致需要花费时间将介质充分地擦掉。而且，粘度较高的介质的温度依赖性非常高，如果全年都使用相同的介质，则会导致瑕疵的检测灵敏度发生变化。在检测灵敏度降低的情况下还有可能无法检测出钢管的瑕疵。为了避免出现这样的问题，还考虑根据进行探伤检查的季节、时间段来改变介质从而使检测灵敏度大致恒定，但这会导致对多种介质进行管理的劳力和时间增加，而且还有可能误选为与恰当的介质不同的介质。另一方面，利用SH波的探伤方法也能够以将探头直接推压于钢管的表面的所谓的干耦合方式进行。但是，SH波具有难以入射到钢管的内部的性质，因此，在将探头推压于钢管的表面时，若比作推压于人体肌肤的感觉，则与通常的干耦合方式的探伤检查时相比，需要以10倍以上的力对其强力、牢靠地进行推压。因此，在进行探伤检查时，需要确认是否以探伤精度没有问题的程度将探头充分推压于钢管表面，导致探伤检查时间增加。另外，在利用SH波那样的自斜角探头发送的超声波的探伤方法的情况下，在超声波的频率较小时有可能无法检测出钢管的缺陷。但即使增大超声波的频率，也会因超声波在钢管的主体内的衰减率较大而难以检测出钢管表面的深度较浅的周向缺陷。在该情况下，需要反复实施探伤检查，导致探伤检查时间增加。像这样，在利用SH波的探伤方法的情况下，如果不通过恰当的方法来实施探伤检查，则探伤精度会降低，另一方面，如果欲通过恰当的方法来实施探伤检查，则存在导致探伤检查时间增加这样的问题。因而，期望通过与使用SH波的探伤方法完全不同的方法来进行探伤检查。另一方面，考虑到专利文献2中记载的探伤装置的构造、表面波发送方向，专利文献2的探伤检查的探伤对象物是以棒状钢、线材为前提的，检测出的缺陷的种类是在棒状钢、线材表面的长度方向上延伸的缺陷。即，没有考虑对钢管表面的周向缺陷进行探伤的情况。如果将专利文献2的探伤方法用于钢管表面的周向缺陷的探伤检查，则存在呈螺旋状在钢管表面行进的表面波碰不到钢管表面的周向缺陷的情况，有可能发生周向缺陷的漏检。因此，为了防止周向缺陷的漏检，以往需要使钢管旋转并进行再次探伤检查等应对方法，导致探伤检查时间增加并且钢管的生产率降低。本专利技术是鉴于上述情况而做成的，其目的在于在钢管表面的周向缺陷的探伤检查中缩短探伤检查时间并且提高生产率。用于解决问题的方案本专利技术人着眼于在钢管表面传播的表面波的衍射现象，得到了如下这样的见解：在以表面波与管轴向平行的状态发送表面波时，能够利用衍射的表面波来检测钢管整周的周向缺陷的有无。用于解决上述问题的本专利技术是一种用于进行钢管表面的周向缺陷的探伤的超声波探伤装置，其特征在于，构成为：仅设有用于向所述钢管的表面发送表面波的表面波探头来作为用于向所述钢管发送超声波的探头，以所述表面波探头的表面波发送方向与所述钢管的管轴向平行的状态对该表面波探头的位置进行固定。并且，另一技术方案的本专利技术是一种用于进行钢管表面的周向缺陷的探伤的超声波探伤方法，其特征在于，仅使用用于向所述钢管的表面发送表面波的表面波探头来作为用于向所述钢管发送超声波的探头，以所述表面波探头的表面波发送方向与所述钢管的管轴向平行的状态自所述表面波探头向所述钢管的表面发送表面波来进行所述钢管的探伤。在本专利技术的探伤检查中，在钢管表面的任意位置处发送与管轴平行的方向的表面波，从而能够进行钢管整周的探伤。即，在钢管的探伤检查中不需要使钢管旋转，能够缩短探伤检查时间。专利技术的效果采用本专利技术，能够在钢管表面的周向缺陷的探伤检查中缩短探伤检查时间并且提高生产率。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的超声波探伤装置的概略结构的立体图。图2是图1中的Z－Z剖视图。图3是表示本专利技术的实施方式的表面波发送时的情形的图。图4是图3中的Y－Y剖视图。图5是表示本专利技术的另一实施方式的超声波探伤装置的概略结构的立体图。图6是表示使推压于钢管的表面的表面波探头的位置沿着钢管周向发生变化时的各位置处的信号电平的图。图7是表示将表面波探头推压于具有周向缺陷的钢管并且在同一位置处反复实施探伤检查时的信号电平的偏差的图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。另外，在本说明书和附图中，对实质上具有相同的功能结构的要素标注相同的附图标记并省略重复说明。如图1所示，本实施方式的超声波探伤装置1包括：表面波探头2，其用于向钢管P表面发送表面波U；探头移动机构3，其用于使表面波探头2沿着钢管P的径向r移动；以及钢管输送机构4，其用于沿着输送方向T输送钢管P。并且，在钢管P的表面形成有作为周向缺陷的沿着周向c延伸的瑕疵(以下称为“瑕疵部CP”)。探头移动机构3包括用于支承表面波探头2的探头支承构件5。表面波探头2以表面波U的发送方向与钢管P的管轴向a平行的状态固定于探头支承构件5。另外，在本实施方式中，以朝向钢管P的输送方向T的上游侧发送表面波U的方式对表面波探头2进行固定，但也可以将表面波探头2固定为朝向输送方向T的下游侧发送表面波U。另外，本实施方式中采用的表面波探头2是所谓的发送接收一体型的表面波探头，包括用于向钢管P表面发送表面波U的发送部(未图示)和用于接收在钢管P表面的瑕疵部CP处反射的回波的接收部(未图示)。如图2所示，在表面波探头2的下表面安装有与钢管P的表面相接触的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波探伤装置，该超声波探伤装置用于进行钢管表面的周向缺陷的探伤，其中，所述超声波探伤装置构成为，仅设有用于向所述钢管的表面发送表面波的表面波探头来作为用于向所述钢管发送超声波的探头，以所述表面波探头的表面波发送方向与所述钢管的管轴向平行的状态对该表面波探头的位置进行固定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超声波探伤装置，该超声波探伤装置用于进行钢管表面的周向缺陷的探伤，其中，所述超声波探伤装置构成为，仅设有用于向所述钢管的表面发送表面波的表面波探头来作为用于向所述钢管发送超声波的探头，以所述表面波探头的表面波发送方向与所述钢管的管轴向平行的状态对该表面波探头的位置进行固定。2.根据权利要求1所述的超声波探伤装置，其中，该超声波探伤装置设有用于使所述表面波探头沿着所述钢管的管轴向移动的探头移动机构。3.根据权利要求1或2所述的超声波探伤装置，其中，在所述表面波探头安装有具有与所述钢管的表面紧密接触的形状的接触件。4.根据权利要求1～3中任一项所述的超声波探伤装置，其中，所述表面波探头是发送接收一体型的表面波探头。5.根据权利要求1～4中任一项所述的超声波探伤装置，其中，该超声波探伤装置构成为实施干耦合方式的探伤。6.根据权利要求1～5中任一项所述的超声波探伤装置，其中，所述周向缺陷的缺陷深度为0.05mm以上。7.根据权利要求1～6中任一项所述的超声波探伤装置，其中，所述周向缺陷的缺陷长度为0.1mm以上。8.根据权利要求1～7中任一项所述的超声波探伤装置，其中，所述钢管的外径为2000mm以下。9.一种超声波探伤方法，该超声波探...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川敬久，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP