车轮的超声波探伤方法技术

本发明专利技术提供一种利用阵列探头对车轮的凸缘侧轮辋面进行探伤的超声波探伤方法，其中，能够降低凸缘侧轮辋面的表面质地的形状回波的强度，以便能够识别伤痕回波。在超声波探伤方法中使用的超声波探伤装置包括与车轮（1）的凸缘侧轮辋面（16）相对地配置的阵列探头（3）。另外，该超声波探伤装置包括：阵列探伤器，其发挥向阵列探头（3）发送收发控制信号等功能；以及个人计算机，其发挥对阵列探伤器进行各种参数设定或接收来自阵列探伤器的信号而制作A示波器、B示波器等的图像等的功能。在进行探伤时，以使振子面与凸缘侧轮辋面（16）相对的方式配置阵列探头（3）。此时，以使自轴向看时的阵列探头（3）的振子排列方向与车轮（1）的径向所成的角度为20°～60°的方式进行探伤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种利用阵列探头对车轮的凸缘侧轮辋面进行探伤的超声波探伤方法，其中，能够降低凸缘侧轮辋面的表面质地的形状回波的强度，以便能够识别伤痕回波。在超声波探伤方法中使用的超声波探伤装置包括与车轮（1）的凸缘侧轮辋面（16）相对地配置的阵列探头（3）。另外，该超声波探伤装置包括：阵列探伤器，其发挥向阵列探头（3）发送收发控制信号等功能；以及个人计算机，其发挥对阵列探伤器进行各种参数设定或接收来自阵列探伤器的信号而制作A示波器、B示波器等的图像等的功能。在进行探伤时，以使振子面与凸缘侧轮辋面（16）相对的方式配置阵列探头（3）。此时，以使自轴向看时的阵列探头（3）的振子排列方向与车轮（1）的径向所成的角度为20°～60°的方式进行探伤。【专利说明】
本专利技术涉及一种利用阵列探头向车轮的凸缘侧轮辋面发送超声波而对轮辋部进行探伤的超声波探伤方法。尤其是，涉及一种降低凸缘侧轮辋面的表面质地的形状回波的强度以便能够识别伤痕回波的超声波探伤方法。
技术介绍
以往，为了检测铁道车轮等车轮的轮辋部的伤痕，公知有利用振子呈直线状排列的阵列探头自凸缘侧轮辋面发送超声波而进行探伤的超声波探伤方法(在本说明书中，将轮辋部的、在与车轮的轴垂直的两个侧面中形成有凸缘的一侧的侧面称作凸缘侧轮辋面)。在该方法中，将阵列探头与凸缘侧轮辋面相对地配置，一边使车轮沿周向旋转一边进行超声波探伤。此时，通常，为了在以使车轮旋转的方式进行探伤时使超声波入射到车轮的表面上的区域(以下，也称作入射区域)的面积变大，使从轴向看时的阵列探头的振子排列方向(以下，也称作长度方向)与车轮的径向所成的角度为0°。然而，在该超声波探伤中，由于阵列探头会接收到由凸缘侧轮辋面的表面质地的粗糙度等形状产生的回波(以下，称作表面质地的形状回波)，因此，即使在凸缘侧轮辋面的附近具有伤痕，在该伤痕回波的强度小于等于表面质地的形状回波的强度时，难以检测伤痕。因而，希望降低凸缘侧轮辋面的表面质地的形状回波的强度。另外，公知有如下一种方法:在利用阵列探头进行超声波探伤的过程中，以不使进行探伤的区域以外的区域的形状回波返回到阵列探头的方式来决定超声波向被探伤物入射的入射角度(例如，参照专利文献I )。然而，即使采用这样的方法，也不能降低来自与阵列探头的振子面相对的被探伤物的表面质地的形状回波的强度。专利文献1:日本国特开2007 — 93311号公报
技术实现思路
本专利技术是为了解决该以往技术的问题而做成的，其目的在于提供一种超声波探伤方法，在该方法中，利用阵列探头向车轮的凸缘侧轮辋面发送超声波而对轮辋部进行探伤，其中，降低凸缘侧轮辋面的表面质地的形状回波的强度，以便能够识别伤痕回波。为了解决上述问题，本【专利技术者】进行了认真研究，结果得到了如下见解。车轮的凸缘侧轮辋面的表面质地由表面加工时的刀具的刀刃所形成的较细的许多切削痕迹构成，切削痕迹以车轮的轴为中心形成为圆周状。并且，由于从轴向看时的阵列探头的振子排列方向与车轮的径向所成的角度(以下，也将该角度称作探头配置角度)为0°，因此自阵列探头向车轮的径向发送过来的超声波被与车轮的径向垂直交叉的切削痕迹反射而作为表面质地的形状回波返回到阵列探头。因此，难以从凸缘侧轮辋面的表面质地(以下，有时也将凸缘侧轮辋面的表面质地简称为表面质地)的形状回波中识别来自凸缘侧轮辋面的附近的伤痕回波。因此，研究了能否通过使探头配置角度倾斜至不使切削痕迹的形状回波返回到阵列探头的程度而从表面质地的形状回波中识别来自凸缘侧轮辋面的附近的伤痕回波，结果发现了像上述那样能够识别该伤痕回波的探头配置角度。本专利技术是基于上述本【专利技术者】的研究结果而完成的。即，为了解决上述问题，本专利技术提供一种超声波探伤方法，在该方法中，利用阵列探头向车轮的凸缘侧轮辋面发送超声波而对轮辋部进行探伤，其特征在于，使上述阵列探头的振子面与上述凸缘侧轮辋面相对，并以使从上述车轮的轴向看时的该阵列探头的振子排列方向与该车轮的径向所成的角度为20°?60°的方式进行探伤。采用本专利技术，由于使从车轮的轴向看时的阵列探头的振子排列方向与车轮的径向所成的角度、即探头配置角度为20°以上，因此凸缘侧轮辋面的表面质地的形状回波不易向阵列探头返回。因而，易于使表面质地的形状回波的强度低于伤痕回波的强度，从而易于从表面质地的形状回波中识别凸缘侧轮辋面的附近的伤痕回波。另外，由于使探头配置角度为60°以下，因此在一边使车轮旋转一边进行探伤时的入射区域的面积成为探头配置角度为0°时的入射区域的面积的1/2以上，并不会小于该面积的1/2。因而，通过使探头配置角度为20°?60°，能够降低表面质地的形状回波的强度而进行探伤。另外，有时在车轮上设有用于隔音的环形槽。环形槽以自轮辋部的内侧面朝向径向外侧的方式形成在整个周向上。在这样的车轮中，当使探头配置角度为0°时，向车轮的径向内侧发送出的超声波容易被与车轮的径向垂直地交叉的环形槽反射而返回至阵列探头，因此难以从环形槽的形状回波中识别来自环形槽附近的伤痕回波。然而，可知:当使探头配置角度为20°?60°时，环形槽的形状回波不易向阵列探头返回，因此易于使环形槽的形状回波的强度低于伤痕回波的强度。由此，易于从环形槽的形状回波中识别来自环形槽附近的伤痕回波。因而，为了检测表面质地附近和环形槽附近这两个不同的区域的伤痕，只要将探头配置角度设定为20°?60°，就能够使表面质地和环形槽的形状回波的强度降低，从而能够利用I个阵列探头精度良好地检测伤痕。另外，在探头配置角度为0°，介于凸缘部的表面与踏面(轮辋部与导轨相接触的面)之间的颈面的形状回波容易返回到阵列探头，因此难以从颈面的形状回波中识别来自颈面附近的伤痕回波。因此，研究了能否通过使探头配置角度倾斜至不使颈面的形状回波返回到阵列探头的程度而从颈面的形状回波中识别来自颈面附近的伤痕回波，结果发现了只要使探头配置角度为40°?60°即可。因而，在不具有环形槽的车轮中，为了检测凸缘侧轮辋面附近和颈面附近这两个不同的区域的伤痕，只要将探头配置角度设定为40°?60°，就能够降低凸缘侧轮辋面的表面质地的形状回波的强度和颈面的形状回波的强度，从而能够利用I个阵列探头精度良好地检测伤痕。另外，在具有环形槽的车轮中，为了检测凸缘侧轮辋面附近、环形槽附近以及颈面附近这三个不同的区域的伤痕，只要将探头配置角度设定为40°?60°，就能够降低凸缘侧轮辋面的表面质地的形状回波的强度、环形槽的形状回波的强度以及颈面的形状回波的强度，从而能够利用I个阵列探头精度良好地检测伤痕。采用本专利技术，在利用阵列探头向车轮的凸缘侧轮辋面发送超声波而对轮辋部进行探伤的超声波探伤方法中，能够降低凸缘侧轮辋面的表面质地的形状回波的强度，以便能够识别伤痕回波。【专利附图】【附图说明】图1是表示适用本专利技术的实施方式的超声波探伤方法的车轮的一个例子的车轮的径向剖视图。图2是说明在该超声波探伤方法中使用的超声波探伤装置的一个例子的图。图2的(a)是超声波探伤装置的结构图，图2的(b)是超声波探伤装置所具有的阵列探头的结构图。图3是表示以往的超声波探伤方法中的阵列探头的配置位置的立体图。图4是将探头配置角度设为0°而进行探伤时的B示波器。图4的(a)是B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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：村越仁，高桥健太，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：
国别省市：