[发明专利]车轮的超声波探伤方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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1）。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

发明内容

本发明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，本发明者进行了认真研究，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。

本发明是基于上述本发明者的研究结果而完成的。即，为了解决上述问题，本发明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。

采用本发明，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。