[发明专利]超声波探伤方法、超声波探伤装置、以及管材制造方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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

发明内容

发明所要解决的课题

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。

本发明鉴于上述而作出，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，本发明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，本发明的超声波探伤方法的特征在于，在上述的发明中，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，本发明的超声波探伤方法的特征在于，在上述的发明中，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，本发明的超声波探伤方法的特征在于，在上述的发明中，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。