软化组织检测方法技术

软化组织检测方法是用于通过超声波探伤来检测金属部件的检查对象内的软化组织的软化组织检测方法，具备如下的步骤：设定步骤，设定形成软化组织的晶粒的假想粒径；决定步骤，以满足超声波条件的方式决定设定频率，超声波条件规定了假想粒径与用于超声波探伤的超声波的频率即设定频率之间的关系；探伤步骤，通过具有设定频率的超声波，执行对于检查对象的超声波探伤；及判定步骤，根据超声波探伤的执行结果，判定在检查对象内有无软化组织。判定在检查对象内有无软化组织。判定在检查对象内有无软化组织。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】软化组织检测方法


[0001]本专利技术涉及金属部件中存在的软化组织的检测方法。
[0002]本申请基于2020年4月14日向日本国特许厅申请的日本特愿2020
‑
072227号主张优先权，并将其内容引用于此。

技术介绍

[0003]近年来，例如在火力发电设备中使用的高温蒸汽配管(高铬钢配管)的焊接部或母材的热影响部(HAZ部：Heat Affected Zone)中产生软化组织的事例已有报道(例如参照非专利文献1)。在这样的高温、高压条件下使用的金属部件中产生的软化组织与通常区域(母材及焊接金属)相比，硬度显著降低，其晶粒也粗大化。由此，由于该软化组织的存在，金属部件的强度有可能降低，预想到非破坏地检测软化组织的需求今后会提高。
[0004]此外，作为非破坏地检查金属部件的方法，以往已知有超声波探伤(UT：Ultrasonic Testing)(参照专利文献1)。在超声波探伤中，从探伤器向例如作为高温蒸汽配管的焊接部等的检查的检查对象发送(波发送)超声波的短脉冲信号，并且接收该反射波(回波信号)而进行分析。由此，能够进行检查对象内有无缺陷和进行位置的推定。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1：日本特开2018
‑
205033号公报
[0007]非专利文献1：张圣德等6名，“软化组织对9Cr钢长期使用材料的焊接接头的蠕变强度的影响”，第57次高温强度研讨会前刷集，2019年12月5～6日，p.46
‑
50/>
技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]但是，现状是不存在非破坏地检测在金属组织的内部析出的软化组织的技术的报告。用于检测微观裂纹和蠕变空隙(空洞)等缺陷的研究事例有很多(专利文献1等)，但现状是没有以软化组织那样的非空洞的材料组织的检测为目的的研究事例。
[0010]关于这一点，本专利技术者们通过深入研究发现，为了能够进行基于超声波探伤的软化组织的检测，需要使用与形成软化组织的晶粒的粒径对应的波长的超声波，如果不这样，则照射的超声波的来自软化组织的反射波(回波信号的时间推移)的信号值较小，无法检测出软化组织(参照后述的图5A～图5B)。即，发现在通过超声波探伤来检测软化组织时，形成能够检测的软化组织的晶粒的粒径与超声波的波长(频率)之间具有较强的相关性。
[0011]鉴于上述的情况，本专利技术的至少一个实施方式的目的在于提供用于检测存在于金属的内部的软化组织的软化组织检测方法。
[0012]用于解决课题的技术方案
[0013]本专利技术的至少一个实施方式所涉及的软化组织检测方法是用于通过超声波探伤来检测金属部件的检查对象内的软化组织的软化组织检测方法，
[0014]所述软化组织检测方法具备如下的步骤：
[0015]设定步骤，设定形成所述软化组织的晶粒的假想粒径；
[0016]决定步骤，以满足超声波条件的方式决定设定频率，所述超声波条件规定了所述假想粒径与用于所述超声波探伤的超声波的频率即所述设定频率之间的关系；
[0017]探伤步骤，通过具有所述设定频率的所述超声波，执行对于所述检查对象的所述超声波探伤；及
[0018]判定步骤，根据所述超声波探伤的执行结果，判定所述检查对象内有无所述软化组织。
[0019]专利技术效果
[0020]根据本专利技术的至少一个实施方式，提供用于检测存在于金属的内部的软化组织的软化组织检测方法。
附图说明
[0021]图1是概略地表示本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波探伤系统的结构的图。
[0022]图2是表示对在壁厚方向上断续的软化组织进行本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波探伤的情况的图。
[0023]图3是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的软化组织检测方法的图。
[0024]图4是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的由多个晶粒形成的软化组织的示意图。
[0025]图5A是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波的波长与来自软化组织的回波信号高度的关系的图。
[0026]图5B是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波的设定频率与来自软化组织的回波信号高度的关系的图。
[0027]图6是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波的反射波的频率特性的图，实线表示软化组织的情况，虚线表示缺陷的情况。
[0028]图7是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的判定步骤的图，表示基于有无高频率侧偏移的判定流程。
[0029]图8是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的判定步骤的图，表示基于频率特性的形状的判定流程。
[0030]图9是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的判定步骤的图，表示基于剪切波的传播速度的判定流程。
[0031]图10是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的判定步骤的图，表示基于与超声波探伤的使用频率对应的响应特性的判定流程。
[0032]图11A是例示本专利技术的一个实施方式所涉及的反射源是软化组织的情况下的回波信号的反射方向的图，不具有指向性。
[0033]图11B是例示本专利技术的一个实施方式所涉及的反射源是缺陷的情况下的回波信号的反射方向的图，具有指向性。
[0034]图12是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的判定步骤的图，表示基于回波信号的有无指向性的判定流程。
具体实施方式
[0035]以下，参照附图对本专利技术的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式记载的或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并不是将本专利技术的范围限定于此的意思，只不过是简单的说明例。
[0036]例如，“某方向”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”，“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表述不仅严格地表示这样的配置，还表示具有公差或能够得到相同功能的程度的角度或距离而相对位移的状态。
[0037]例如，“相同”、“相等”、“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差或能够得到相同功能的程度的差的状态。
[0038]例如，四边形状或圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学上严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，而且在能够得到相同效果的范围内，还表示包含凹凸部或倒角部等的形状。
[0039]另一方面，“装备”、“拥有”、“具备”、“包含”、“具有”一个构成要素这样的表述不是排除其他构成要素的存在的排他的表现。
[0040]图1是概略地表示本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波探伤系统1的结构的图。图2是表示对在壁厚方向上断续的软化组织T进行本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波探伤的情况的图。图3是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的软化组织检测方法的图。图4是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的由多个晶粒G形成的软化组织T的示意图。图5A是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波的波长λ与来自软化组织T的回波信号高度的关系的图。另外，图5B是表示本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种软化组织检测方法，用于通过超声波探伤来检测金属部件的检查对象内的软化组织，所述软化组织检测方法具备如下的步骤：设定步骤，设定形成所述软化组织的晶粒的假想粒径；决定步骤，以满足超声波条件的方式决定设定频率，所述超声波条件规定了所述假想粒径与用于所述超声波探伤的超声波的频率即所述设定频率之间的关系；探伤步骤，通过具有所述设定频率的所述超声波，执行对于所述检查对象的所述超声波探伤；及判定步骤，根据所述超声波探伤的执行结果，判定所述检查对象内有无所述软化组织。2.根据权利要求1所述的软化组织检测方法，其中，若将与所述设定频率对应的所述超声波的波长设为λ，将所述假想粒径设为d，则所述超声波条件为λ≤2
×
d。3.根据权利要求1或2所述的软化组织检测方法，其中，所述判定步骤具有如下的步骤：对象分布取得步骤，取得所述超声波的反射波的频率特性即对象频率特性；第一解析步骤，求出对象峰值位置，所述对象峰值位置是所述对象频率特性中的存在峰值的频率的评价值；及第一识别步骤，取得成为所述对象频率特性的原因的反射源为缺陷的情况下的所述评价值即参照峰值位置，并且在所述对象峰值位置为具有比所述参照峰值位置大的值的第一阈值以上的情况下，识别为所述反射源是所述软化组织。4.根据权利要求1～3中任一项所述的软化组织检测方法，其中，所述判定步骤具有如下的步骤：对象分布取得步骤，取得所述超声波的反射波的频率特性即对象频率特性；第二解析步骤，进行所述对象频率特性的形状评价；及第二识别步骤，根据所述形状评价的结果，来识别成为所述对象频率特性的原因的反射源是否是所述软化组织。5.根据权利要求1～4中任一项所述的软化组织检测方法，其中，所述判定步骤具有如下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林恭平，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：