超声波探伤方法、超声波探伤装置、以及管材制造方法制造方法及图纸

为了提供一种即使是在钢管等金属管材的内侧表面上产生的凹下缺陷、重叠状的较浅的缺陷也能够进行检测的超声波探伤方法、超声波探伤装置、以及管材制造方法，本发明专利技术具备：波形存储器(11)，取得使朝向钢管(1)的内侧表面(B)产生超声波信号的超声波探头(2)和钢管(1)相对地移动时的回波信号的波形数据并保持；信号解析部(12)，基于所保持的波形数据来计算到接收到来自内侧表面(B)的回波信号为止的路程和该路程的变化率；以及缺陷检测部(13)，基于所述路程以及所述路程的变化率来检测内侧表面(B)的缺陷(BW)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波探伤方法、超声波探伤装置、以及管材制造方法
本专利技术涉及使用超声波来检测金属管材等被检测体的内侧表面的缺陷的超声波探伤方法、超声波探伤装置、以及管材制造方法。
技术介绍
一直以来，作为检测在钢管、棒钢、型钢、厚板等金属钢材的制造中产生的缺陷的品质保证手段，使用超声波的超声波探伤法被广泛应用。例如，针对钢管等金属管材，通常使用斜角探伤和垂直探伤。斜角探伤主要适用于在金属管材的内外表面产生的裂纹状的缺陷的检测，为了容易检测与管轴方向或周方向平行的缺陷而以超声波的波束方向在管轴方向或周方向上分别沿2方向即共4方向的方式配置斜角探头。另一方面，垂直探伤适用于金属管材内部所包含的夹设物的检测和壁厚测定。使用这种超声波探伤法，使钢管或探头旋转的同时以螺旋状进行被检测体的全长整面的检查。另外，以往的超声波探伤法中，针对每一次的超声波发送接收都进行判断缺陷回波的有无的缺陷检测。但是，针对上述的金属管材的以往的超声波探伤法中，对于由压延时的异物啮入引起的凹下缺陷、或重叠状的较浅的缺陷，由于其反射面相对于截面方向和长度方向的两面具有角度，所以存在斜角探伤、垂直探伤的任何一种的情况下缺陷回波信号均比较弱的问题。另外，这种凹下缺陷、重叠状的较浅的缺陷因为深度较浅，而在垂直探伤中，不容易进行底面回波的分离。其结果为，斜角探伤、垂直探伤中，难以检测出由压延时的异物啮入引起的凹下缺陷、重叠状的较浅的缺陷。另外，对于金属管材的外侧表面，能够利用漏磁通探伤或涡流探伤的并用来检测上述的缺陷，但是对于金属管材的内侧表面，没有适当的检测单元而不得不依靠目视检查。在此，专利文献1中记载了利用超声波探伤法来检测金属管材的表面附近的缺陷。该专利文献1中，移动的同时制作二维图像，该二维图像是以底面回波一致的方式对获得的探伤信号进行位置调整而合成的，从该二维图像中提取缺陷。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-70325号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，根据缺陷的形状，有时没有缺陷回波而底面回波自身发生变化。该情况下，上述的专利文献1记载的超声波探伤法中，为了对表面附近的表面下的缺陷进行检测，而得到使波束路程在底面回波的检测位置一致的二维图像。并且，该二维图像中，由于以底面回波的检测位置为基准，因此不能够对处于金属管材的内侧表面的缺陷进行检测。另外，若所入射的超声波在底面散射而使得底面回波自身变弱，则即使适用专利文献1的方案，也难以进行底面回波自身的检测，因此不能够使波束路程在底面回波的检测位置一致。其结果为，这种钢管等金属管材的内侧表面上的缺陷的检测不得不依靠目视检查。本专利技术鉴于上述而作出，目的在于提供一种即使是在钢管等金属管材的内侧表面上产生的凹下缺陷、重叠状的较浅的缺陷也能够进行检测的超声波探伤方法、超声波探伤装置、以及管材制造方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题、达成目的，本专利技术的超声波探伤方法使用超声波来检测金属管材的内侧表面的缺陷，其特征在于，包括：波形保持步骤，取得使朝向所述内侧表面产生超声波信号的超声波探头和所述金属管材相对地移动时的回波信号的波形数据并保持；信号解析步骤，基于所保持的所述波形数据来计算到接收到来自所述内侧表面的回波信号为止的路程和该路程的变化率；以及缺陷检测步骤，基于所述路程以及所述路程的变化率来检测所述内侧表面的缺陷。另外，本专利技术的超声波探伤方法的特征在于，在上述的专利技术中，所述缺陷检测步骤判断为在满足所述路程为规定的路程阈值以下或所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上的条件的部分存在缺陷，在不满足该条件的部分没有缺陷。另外，本专利技术的超声波探伤方法的特征在于，在上述的专利技术中，所述信号解析步骤还基于所保持的所述波形数据来计算来自所述内侧表面的回波信号的高度，所述缺陷检测步骤判断为在满足所述路程为规定的路程阈值以下、或所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上且所述高度为规定的高度阈值以下的条件的部分存在缺陷，在不满足该条件的部分没有缺陷。另外，本专利技术的超声波探伤方法的特征在于，在上述的专利技术中，所述信号解析步骤还基于所保持的所述波形数据来计算来自所述内侧表面的回波信号的高度，所述缺陷检测步骤判断为在满足所述路程为规定的路程阈值以下、或所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上且以所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上的位置为基准位置而相对于该基准位置预先设定的探索范围内的所述高度为规定的高度阈值以下的条件的部分存在缺陷，在不满足该条件的部分没有缺陷。另外，本专利技术的超声波探伤方法的特征在于，在上述的专利技术中，所述信号解析步骤基于所保持的所述波形数据对没有回波信号的部分中的噪声成分的噪声等级进行解析，基于该解析结果来确定回波信号检测的阈值，基于所确定的该阈值来检测所述回波信号从而计算所述路程。另外，本专利技术的超声波探伤装置使用超声波来检测金属管材的内侧表面的缺陷，其特征在于，具备：波形保持部，取得使朝向所述内侧表面产生超声波信号的超声波探头和所述金属管材相对地移动时的回波信号的波形数据并保持；信号解析部，基于所保持的所述波形数据来计算到接收到来自所述内侧表面的回波信号为止的路程和该路程的变化率；以及缺陷检测部，基于所述路程以及所述路程的变化率来检测所述内侧表面的缺陷。另外，本专利技术的超声波探伤装置的特征在于，在上述的专利技术中，所述缺陷检测部判断为在满足所述路程为规定的路程阈值以下或所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上的条件的部分存在缺陷，在不满足该条件的部分没有缺陷。另外，本专利技术的超声波探伤装置的特征在于，在上述的专利技术中，所述信号解析部还基于所保持的所述波形数据来计算来自所述内侧表面的回波信号的高度，所述缺陷检测部判断为在满足所述路程为规定的路程阈值以下、或所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上且所述高度为规定的高度阈值以下的条件的部分存在缺陷，在不满足该条件的部分没有缺陷。另外，本专利技术的超声波探伤装置的特征在于，在上述的专利技术中，所述信号解析部还基于所保持的所述波形数据来计算来自所述内侧表面的回波信号的高度，所述缺陷检测部判断为在满足所述路程为规定的路程阈值以下、或所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上且以所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上的位置为基准位置而相对于该基准位置预先设定的探索范围内的所述高度为规定的高度阈值以下的条件的部分存在缺陷，在不满足该条件的部分没有缺陷。另外，本专利技术的超声波探伤装置的特征在于，在上述的专利技术中，所述信号解析部基于所保持的所述波形数据对没有回波信号的部分中的噪声成分的噪声等级进行解析，基于该解析结果来确定回波信号检测的阈值，基于所确定的该阈值来检测所述回波信号从而计算所述路程。另外，本专利技术的管材制造方法对金属材料至少实施加热工序、穿孔工序、压延工序、再加热工序、成型工序、以及检查工序而制造管材，其特征在于，所述检查工序包括：波形保持工序，取得使朝向所述管材的内侧表面产生超声波信号的超声波探头和所述管材相对地移动时的回波信号的波形数据并保持；信号解析工序，基于所保持的所述波形数据来计算到接收到来自所述内侧表面的回波信号为止的路程和该路程的变化率；以及缺陷检测工序，基于所述路程以及所述路程的变化率来检测所述内侧表面的缺陷。另外，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波探伤方法，使用超声波来检测金属管材的内侧表面的缺陷，其特征在于，包括：波形保持步骤，取得使朝向所述内侧表面产生超声波信号的超声波探头和所述金属管材相对地移动时的回波信号的波形数据并保持；信号解析步骤，基于所保持的所述波形数据来计算到接收到来自所述内侧表面的回波信号为止的路程和该路程的变化率；以及缺陷检测步骤，基于所述路程以及所述路程的变化率来检测所述内侧表面的缺陷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.31 JP 2012-0178951.一种超声波探伤方法，使用超声波来检测金属管材的内侧表面的缺陷，其特征在于，包括：波形保持步骤，取得使朝向所述内侧表面产生超声波信号的超声波探头和所述金属管材相对地移动时的回波信号的波形数据并保持；信号解析步骤，基于所保持的所述波形数据来计算路程和该路程的变化率，所述路程相当于根据从接收到由所述管材的外侧表面反射的回波信号的时间或超声波信号的产生时间起到接收到由所述内侧表面反射的回波信号为止的时间而求得的距离；以及缺陷检测步骤，基于所述路程以及所述路程的变化率来检测所述内侧表面的缺陷，所述信号解析步骤还基于所保持的所述波形数据来计算来自所述内侧表面的回波信号的高度，所述缺陷检测步骤判断为在满足所述路程为规定的路程阈值以下的条件的部分、或满足所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上且以所述路程的变化率为规定的路程变化率阈值以上的位置为基准位置而相对于该基准位置预先设定的探索范围内的所述高度为规定的高度阈值以下的条件的部分存在缺陷，在不满足该条件的部分没有缺陷。2.根据权利要求1所述的超声波探伤方法，其特征在于，所述信号解析步骤基于所保持的所述波形数据对没有回波信号的部分中的噪声成分的噪声等级进行解析，基于该解析结果来确定回波信号检测的阈值，基于所确定的该阈值来检测所述回波信号从而计算所述路程。3.一种超声波探伤装置，使用超声波来检测金属管材的内侧表面的缺陷，其特征在于，具备：波形保持部，取得使朝向所述内侧表面产生超声波信号的超声波探头和所述金属管材相对地移动时的回波信号的波形数据并保持；信号解析部，基于所保持的所述波形数据来计算路程和该路程的变化率，所述路程相当于根据从接收到由所述管材的外侧表面反射的回波信号的时间或超声波信号的产生时间起到接收到由所述内侧表面反射的回波信号为止的时间而求得的距离；以及缺陷检测部，基于所述路程以及所述路程的变化率来检测所述内侧表面的缺陷，所述信号解析部还基于所保持的所述波形数据来计...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭塚幸理，尾关孝文，松井穣，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP