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JP2002207028A - Flaw discriminating method - Google Patents

Flaw discriminating method

Info

Publication number
JP2002207028A
JP2002207028A JP2001004239A JP2001004239A JP2002207028A JP 2002207028 A JP2002207028 A JP 2002207028A JP 2001004239 A JP2001004239 A JP 2001004239A JP 2001004239 A JP2001004239 A JP 2001004239A JP 2002207028 A JP2002207028 A JP 2002207028A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
defect
echo
flaw
reflected
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001004239A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Ueda
佳央 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP2001004239A priority Critical patent/JP2002207028A/en
Publication of JP2002207028A publication Critical patent/JP2002207028A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/11Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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  • Acoustics & Sound (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flaw discriminating method for accurately discriminating whether the bad effect of flaw in a material to be inspected such as a square billet or the like is present by performing ultrasonic flaw detection with respect to the flaw generated in the material to be inspected. SOLUTION: The flaw echo reflected from the flaw in the square billet and the reflected echo transmitted through the flaw and reflected from the opposed surface are received and the flaws in the lattice blocks, which are formed by dividing the cross section of the square block, are detected. When the flaw is continuously recognized in the same block in the longitudinal direction of the billet, the flaw is recognized as one flaw and the length thereof is calculated and, when the length of the flaw is a prescribed value or more or the intensity of the flaw echo at every length position of the flaw is a prescribed value or more, the flaw is discriminated as a harmful flaw and, when the length of the flaw and the intensity of the flaw echo are below prescribed values, the phase of the flaw echo is compared with the phase of the reflected echo and, when the number of the phases discriminated to be the same is more than the number of the phases discriminated to be opposite, the flaw is discriminated as a harmful one and, in the case of opposite, the flaw is discriminated as a harmless one.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は超音波パルスを角ビ
レット等の被検査材へ入射し、被検査材により反射する
エコーを受信し、受信したエコーに基づいて被検査材内
部の欠陥の害の有無を弁別する欠陥弁別方法に関し、特
に非金属介在物及びポロシティ等の欠陥を精度よく弁別
する欠陥弁別方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic pulse which is incident on a material to be inspected such as a square billet, receives an echo reflected by the material to be inspected, and harms a defect inside the material to be inspected based on the received echo. The present invention relates to a defect discrimination method for discriminating the presence or absence of a defect, and particularly to a defect discrimination method for accurately discriminating defects such as nonmetallic inclusions and porosity.

【0002】[0002]

【従来の技術】ブルーム及びビレット等の鋼片は、鋼塊
を均熱炉で過熱し、分塊圧延機で圧延した後、剪断機で
剪断を行い、表面傷の検査及び除去を主体にした部分手
入れを行うことにより製造される半製品であり、鋼片の
品質はそのまま製品品質に影響を及ぼす。例えば内部割
れ、ポロシティと呼ばれる内部空孔、及び非金属介在物
等の内部欠陥が鋼片内部に存在する場合、機械的性質及
び冷間加工性の低下等の弊害をもたらすことがある。
2. Description of the Related Art Steel slabs such as blooms and billets are mainly subjected to inspection and removal of surface flaws by overheating a steel ingot in an equalizing furnace, rolling it in a blooming mill, and then shearing it with a shearing machine. It is a semi-finished product manufactured by performing partial care, and the quality of the billet directly affects the product quality. For example, when internal defects such as internal cracks, internal voids called porosity, and non-metallic inclusions are present inside the steel slab, adverse effects such as a decrease in mechanical properties and cold workability may be caused.

【0003】比較的微少なポロシティについては、下流
工程である圧延工程において、圧着され消滅するため最
終製品の品質に悪影響をもたらすことはなく無害である
が、大きなポロシティ及び非金属介在物については、最
終製品内部に残留し品質に悪影響をもたらし有害であ
る。そのため最終製品の品質を良好に保つため、有害な
内部欠陥が存在する鋼片については、工程途中で取り除
く必要がある。
[0003] In the rolling process, which is a downstream process, relatively small porosity does not adversely affect the quality of a final product because it is pressed and disappears, but large porosity and non-metallic inclusions are not affected. It remains in the final product and adversely affects the quality and is harmful. Therefore, in order to keep the quality of the final product good, it is necessary to remove steel pieces having harmful internal defects during the process.

【0004】そこで従来より、複数個の探触子を等間隔
に配置した鞍型形状の探傷ヘッドを使用して鋼片の断面
及び長手方向における欠陥分布を超音波探傷し、その
後、鋼片を切断して断面のマクロ・ミクロ顕微鏡検査を
行ったり、超音波探傷状況を記録した探傷チャートを用
いて熟練者による判定を行うことによって、欠陥の種類
を弁別する方法が実施されてきた。
Therefore, conventionally, the defect distribution in the cross section and the longitudinal direction of the steel slab has been subjected to ultrasonic flaw detection using a saddle-shaped flaw detection head in which a plurality of probes are arranged at equal intervals. A method of discriminating the type of a defect has been carried out by performing a macro / micro microscope inspection of a cross section after cutting, or making a judgment by a skilled person using a flaw detection chart in which an ultrasonic flaw detection state is recorded.

【0005】特開平1−297551号公報には、角鋼
の断面の顕微鏡調査及び熟練者による判定を行わずに欠
陥の種類を弁別する方法が提案されている。即ち、角鋼
の長手方向に所定の長さ単位で角鋼の表層及び中心にお
ける欠陥分布を検査し、中心部に連続して現れた欠陥の
連続数を示す中心連続度、及び中心部の欠陥の総個数を
示す中心累積度、並びに断面の表層の欠陥の分布を示す
表層断面密集度及び断面の中心部分の欠陥の分布を示す
中心断面密集度に基づいて欠陥種を弁別する方法であ
る。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-297551 proposes a method for discriminating the type of a defect without performing a microscopic examination of a cross section of a square steel and making a judgment by a skilled person. That is, the defect distribution in the surface layer and the center of the square steel is inspected in a predetermined length unit in the longitudinal direction of the square steel, the center continuity indicating the number of continuous defects that appear continuously at the center, and the total number of defects at the center. This is a method of discriminating a defect type based on a center accumulation degree indicating the number, a surface layer cross-section density indicating the distribution of defects in the surface layer of the cross section, and a center cross-section density indicating the distribution of defects in the center portion of the cross section.

【0006】しかし、特開平1−297551号公報の
方法において、欠陥が内部割れ及びポロシティである場
合、圧延中に圧着すれば良質な圧延組織となるので実用
上無害であるにもかかわらず有害な欠陥種として弁別さ
れる。また一方で非金属介在物が欠陥種として内在する
場合、非金属介在物は微細化せず、冷間加工性の低下の
原因となるので有害であるが、これを精度よく弁別する
ことはできない。
However, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-297551, when defects are internal cracks and porosity, a high quality rolled structure can be obtained by crimping during rolling. Discriminated as a defect type. On the other hand, when non-metallic inclusions are present as defect species, the non-metallic inclusions are harmful because they do not reduce the size and cause a reduction in cold workability, but they cannot be accurately distinguished. .

【0007】そこで特開平4−118555号公報には
次のような方法が提案されている。即ち、角鋼の周囲に
探触子を複数個、等間隔に配置し、探触子による探傷領
域を組み合わせて角鋼の断面に矩形の欠陥判定ブロック
を形成する。そして超音波パルスを角鋼の角を挟んで2
方向より角鋼に入射した後、角鋼の欠陥から反射するエ
コーを増幅し、2方向の超音波パルスのうち、いずれか
のエコー強度が大きい場合、モニタ装置にエコーのレベ
ル、及び超音波伝播時間又は伝播距離を直交座標軸上に
表示する。さらに2方向の超音波パルスによる欠陥エコ
ーの差を求め、±6dB以内であった場合、欠陥を有害
な非金属介在物として弁別し、±6dBを越えた場合、
つまり、いずれかの一方の欠陥エコーがより低いレベル
になった場合、無害な内部割れ及びポロシティとして弁
別する。
The following method has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-118555. That is, a plurality of probes are arranged around the square steel at equal intervals, and the flaw detection areas by the probes are combined to form a rectangular defect determination block in the cross section of the square steel. Then, the ultrasonic pulse is applied across the corner of the square steel 2
After entering the square steel from the direction, the echo reflected from the square steel defect is amplified, and if any of the ultrasonic pulses in the two directions has a large echo intensity, the level of the echo on the monitor device, and the ultrasonic propagation time or The propagation distance is displayed on the rectangular coordinate axis. Further, the difference between the defect echoes due to the ultrasonic pulses in two directions is obtained. If the difference is within ± 6 dB, the defect is discriminated as a harmful nonmetallic inclusion, and if it exceeds ± 6 dB,
That is, if any one of the defect echoes goes to a lower level, it is discriminated as harmless internal crack and porosity.

【0008】これは非金属介在物の場合、球状の方向性
のない欠陥であるので2方向とも同じレベルの欠陥エコ
ーが得られるが、内部割れ及びポロシティの場合、線状
の方向性の強い欠陥であるので欠陥エコーのうち何れか
一方のレベルが低くなることを利用している。
In the case of non-metallic inclusions, the same level of defect echo can be obtained in both directions since the defect is spherical and has no directivity. However, in the case of internal cracks and porosity, linear defect with strong directivity is obtained. Therefore, the fact that one of the levels of the defect echo is lowered is used.

【0009】また上述した公報に示された方法以外で
も、所定の1方向から超音波パルスを角鋼に入射して角
鋼の表面で反射する表面エコー及び内部の欠陥で反射す
る欠陥エコーを受信し、受信した表面エコー及び欠陥エ
コーについて位相が同じであるかどうかを判定すること
によって欠陥の種類を弁別する方法がある。
[0009] In addition to the method disclosed in the above-mentioned publication, an ultrasonic pulse is incident on the square steel from a predetermined direction, and a surface echo reflected on the surface of the square steel and a defect echo reflected on an internal defect are received. There is a method of discriminating the type of defect by determining whether the phases of the received surface echo and defect echo are the same.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平4
−118555号公報に示された方法において、欠陥が
鋼片圧延により薄く引き延ばされた非金属介在物である
場合、前述の装置では欠陥エコーのレベルが2方向のう
ち何れかが低くなることから内部割れ又はポロシティで
あると誤弁別する虞がある。
SUMMARY OF THE INVENTION
In the method disclosed in JP-A-118555, when the defect is a non-metallic inclusion thinly stretched by billet rolling, the level of the defect echo becomes lower in one of the two directions in the above-described apparatus. There is a risk of mis-discrimination as being internal cracks or porosity.

【0011】また欠陥エコーの位相に基づいて欠陥の種
類を弁別する方法については、非金属介在物をポロシテ
ィであると弁別することがあったために実用化には至っ
ていない。
A method of discriminating the type of a defect based on the phase of a defect echo has not been put to practical use because non-metallic inclusions are sometimes discriminated as having porosity.

【0012】本願発明者は、特開平4−118555号
公報に示された方法において、欠陥が鋼片圧延により薄
く引き延ばされた非金属介在物である場合、内部割れ又
はポロシティであると誤弁別することを防止するため、
欠陥の長手方向長さとその範囲内で最も高いエコー強度
とを組み合わせることにより、実用上無害な微小ポロシ
ティ欠陥と、実用上有害な非金属介在物又は有害なポロ
シティとを弁別することができるという知見を得た。
In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-118555, when the defect is a nonmetallic inclusion thinly stretched by billet rolling, it is erroneously determined that the defect is an internal crack or porosity. To prevent discrimination,
Finding that by combining the longitudinal length of the defect and the highest echo intensity within the range, it is possible to discriminate between a practically harmless microporosity defect and a practically harmful nonmetallic inclusion or harmful porosity. I got

【0013】欠陥が非金属介在物の場合には、鋼片圧延
によって長手方向に伸びることはあっても圧着すること
は無く、指示長さが長くなるため有害であると弁別する
ことができる。そしてエコー強度の高い欠陥の場合、ポ
ロシティであっても2次加工の圧延工程でも圧着しない
ことより有害であると弁別することができるというもの
である。
When the defect is a non-metallic inclusion, it can be discriminated as harmful because it extends in the longitudinal direction due to billet rolling but does not crimp, and the indicated length increases. In the case of a defect having a high echo intensity, it can be discriminated that the defect is more harmful than the fact that the porosity is not crimped even in the rolling step of the secondary processing even if the porosity is high.

【0014】さらに本願発明者は、欠陥エコーの位相に
基づいて欠陥の種類を弁別する方法において、非金属介
在物をポロシティであると弁別するのは、圧延により薄
くなった気泡を伴う非金属介在物である場合、探傷方向
により気泡の部分で反射した欠陥エコーを受信すること
があり、そのときには気泡即ちポロシティに起因する逆
位相の信号が大きいため、非金属介在物に起因する同位
相の信号が隠れてしまい、ポロシティであると誤弁別さ
れるという知見に基づき対応策を検討し、そして複数方
向から角鋼に超音波パルスを入射して欠陥エコーを受信
し、一方向ずつ、受信した欠陥エコーの位相を判定する
ことによって、精度よく弁別できるという知見を得た。
Further, in the method of discriminating the type of a defect based on the phase of a defect echo, the present inventor discriminates non-metallic inclusions as porosity by using non-metallic inclusions with bubbles thinned by rolling. In the case of an object, a defect echo reflected at the bubble portion may be received depending on the flaw detection direction. At that time, since the signal of the opposite phase caused by the bubble, that is, the porosity is large, the signal of the same phase caused by the nonmetallic inclusion is received. Investigating countermeasures based on the finding that the concealment is hidden and misidentified as porosity, the ultrasonic echo is incident on the square steel from multiple directions and the defect echo is received, and the defect echo received one direction at a time It has been found that the discrimination can be made with high accuracy by judging the phase.

【0015】本発明は以上の知見によりなされたもので
あり、欠陥の長手方向の長さ、欠陥エコーの強度、及び
欠陥エコーの位相に基づいて、有害な欠陥を精度よく弁
別することができる欠陥弁別方法の提供を目的とする。
The present invention has been made based on the above findings, and a defect capable of accurately discriminating harmful defects based on the longitudinal length of the defect, the intensity of the defect echo, and the phase of the defect echo. The purpose is to provide a discrimination method.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】第1発明に係る欠陥弁別
方法は、角柱状をなす被検査材へ超音波パルスを入射
し、被検査材内部の欠陥により反射する欠陥エコーを受
信し、受信した欠陥エコーに基づいて被検査材内部の欠
陥の害の有無を弁別する欠陥弁別方法において、被検査
材の複数の側面から、該側面の幅方向に分布する複数の
位置及び長手方向に分布する複数の位置に超音波パルス
を夫々入射し、各方向から入射した夫々の超音波パルス
に対して、被検査材の内部の欠陥により反射する欠陥エ
コー及び欠陥を透過して被検査材と外部との界面により
反射する反射エコーを受信し、欠陥エコーの受信位置及
びビーム路程に基づいて、被検査材の横断面での欠陥の
位置を、横断面を格子状の複数のブロックとして区分し
た中の特定のブロックとして検出し、ブロックが同一で
ある長手方向に連続した欠陥を、一つの欠陥として長手
方向の長さを算出し、算出した長手方向の長さを、長さ
所定値と比較し、当該欠陥により反射した欠陥エコーの
強度を、強度所定値と比較し、当該欠陥により反射した
欠陥エコーの位相及び当該欠陥を透過した反射エコーの
位相とを比較し、長手方向の長さ及び長さ所定値を比較
した結果と、欠陥エコーの強度及び強度所定値を比較し
た結果と、位相の比較により同位相であると判別した位
相の数及び逆位相であると判別した位相の数とに基づい
て、欠陥の害の有無を弁別することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a defect discriminating method in which an ultrasonic pulse is applied to a rectangular column-shaped material to be inspected, and a defect echo reflected by a defect inside the material to be inspected is received. A defect discrimination method for discriminating the presence or absence of harm of a defect inside a material to be inspected on the basis of the defect echo obtained, the plurality of positions distributed in the width direction of the side surface and the plurality of positions distributed in the width direction of the side material. Ultrasonic pulses are respectively incident on a plurality of positions, and for each ultrasonic pulse incident from each direction, the defect echo reflected by the defect inside the inspected material and the defect are transmitted to the inspected material and the outside. The reflected echo reflected by the interface is received, and based on the reception position and the beam path of the defect echo, the position of the defect in the cross section of the inspection material is divided into a plurality of blocks in a cross section in a grid. Specific block Detected as, the defect in the longitudinal direction in which the block is the same, calculate the length in the longitudinal direction as one defect, compare the calculated length in the longitudinal direction with a predetermined length value, The intensity of the reflected defect echo is compared with a predetermined intensity value, the phase of the defect echo reflected by the defect and the phase of the reflected echo transmitted through the defect are compared, and the length in the longitudinal direction and the predetermined length are determined. Based on the comparison result, the result of comparing the intensity and the predetermined intensity of the defect echo, and the number of phases determined to be the same phase and the number of phases determined to be the opposite phase by comparing the phases, the defect is detected. It is characterized by discriminating the presence or absence of harm.

【0017】本発明に係る欠陥弁別方法では、角ビレッ
ト等の被検査材の複数の側面から、側面の幅方向に分布
する複数の位置及び長手方向に分布する複数の位置に超
音波パルスを入射し、欠陥により反射した複数の欠陥エ
コーについてのビーム路程及び欠陥エコーを受信した探
触子の位置関係に基づいて、角ビレットの横断面を区分
けされた格子状ブロックにおける被検査材内部の欠陥発
生位置の該当箇所を検出し、角ビレットの長手方向に、
同一ブロックにおいて欠陥を連続して認識したとき、こ
の連続した欠陥を一つの欠陥と認識して、その長さを算
出する。
In the defect discrimination method according to the present invention, ultrasonic pulses are incident on a plurality of positions distributed in the width direction of the side surface and a plurality of positions distributed in the longitudinal direction from a plurality of side surfaces of the material to be inspected such as a square billet. Then, based on the beam paths of the plurality of defect echoes reflected by the defect and the positional relationship of the probe receiving the defect echo, the occurrence of defects in the inspection target material in the lattice-shaped block having the cross section of the square billet divided. Detects the corresponding position, and in the longitudinal direction of the square billet,
When defects are continuously recognized in the same block, the continuous defects are recognized as one defect, and the length is calculated.

【0018】前記一つの欠陥の長さが長さ所定値以上、
又は前記欠陥エコーの強度が所定値以上である場合、当
該欠陥は有害とすべき欠陥と弁別する。算出した長さが
所定値以上、又は導出した欠陥エコーの強度が所定値以
上である有害な欠陥は、大きな非金属介在物またはポロ
シティである。
The length of the one defect is not less than a predetermined length;
Alternatively, when the intensity of the defect echo is equal to or more than a predetermined value, the defect is discriminated from the defect to be harmful. A harmful defect whose calculated length is greater than or equal to a predetermined value or whose derived defect echo intensity is greater than or equal to a predetermined value is a large non-metallic inclusion or porosity.

【0019】前記一つの欠陥の長さが所定値未満で、し
かも欠陥エコーの強度が所定値未満である場合、超音波
パルスが反射した欠陥エコーの位相と、欠陥を透過して
被検査材と外部との界面、即ち超音波パルスの入射面と
対向する面にて反射した反射エコーの位相とを夫々比較
し、同位相であると判別した位相の数が、逆位相である
と判別した位相の数以上である場合、当該欠陥は有害と
すべき欠陥と弁別し、同位相であると判別した位相の数
が、逆位相であると判別した位相の数より少ない場合、
当該欠陥は無害とすべき欠陥と弁別する。
If the length of the one defect is less than a predetermined value and the intensity of the defect echo is less than a predetermined value, the phase of the defect echo reflected by the ultrasonic pulse and the inspection material passing through the defect and The interface with the outside, that is, the phase of the reflected echo reflected on the surface opposite to the incident surface of the ultrasonic pulse is compared with each other, and the number of phases determined to be the same phase is determined to be the opposite phase. If the number is greater than or equal to, the defect is discriminated from the defect to be harmful, and if the number of phases determined to be in phase is smaller than the number of phases determined to be opposite phase,
The defect is distinguished from the defect that should be harmless.

【0020】被検査材に入射した超音波パルスがポロシ
ティに起因する欠陥にて反射する場合、被検査材の金属
層とポロシティとの境界面で位相が反転するのに対し、
非金属介在物に起因する欠陥にて反射する場合、超音波
パルス被検査材の金属層と非金属介在物との境界面で反
射する欠陥エコーは位相が反転せず、反射エコーと同位
相になることを利用して、欠陥が非金属介在物かポロシ
ティかを弁別するのであって、欠陥が非金属介在物の場
合には、その欠陥は有害と判定し、欠陥がポロシティの
場合には、その欠陥は無害と判定する。
When the ultrasonic pulse incident on the material to be inspected is reflected by a defect caused by porosity, the phase is inverted at the interface between the metal layer of the material to be inspected and the porosity.
When reflected by a defect caused by a non-metallic inclusion, the defect echo reflected at the interface between the metal layer of the ultrasonic pulse inspection material and the non-metallic inclusion does not reverse in phase, and has the same phase as the reflection echo. Utilizing that, it is discriminated whether the defect is non-metallic inclusions or porosity, if the defect is non-metallic inclusions, the defect is determined to be harmful, if the defect is porosity, The defect is determined to be harmless.

【0021】その際、ポロシティを伴う非金属介在物に
起因する欠陥に対し、超音波パルスがポロシティにて反
射し、欠陥はポロシティであると誤弁別することを防止
するため、被検査材に対して複数方向から超音波パルス
を入射し、得られた欠陥エコー及び反射エコーの組み合
わせが同位相である数と逆位相である数とを比較した結
果、同位相であると判別した位相の数が逆位相であると
判別した位相の数以上である場合、当該欠陥は非金属介
在物であると弁別するので、誤弁別の危険性を低減し、
弁別の精度を高めることができる。
At this time, in order to prevent the ultrasonic pulse from being reflected at the porosity for the defect caused by the non-metallic inclusion with the porosity, and to prevent the defect from being erroneously discriminated as having the porosity, the inspection target material is inspected. Ultrasonic pulses were incident from multiple directions, and the number of phases determined to be in phase as a result of comparing the number of obtained defect echoes and reflection echoes with the same phase and the number of opposite phases was compared. If the number of phases is equal to or greater than the number of phases determined to be opposite phases, the defect is discriminated as a non-metallic inclusion, thereby reducing the risk of mis-discrimination.
The accuracy of discrimination can be improved.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の方法を実施するた
めの装置の構成を図面に基づいて詳述する。図1は本発
明の欠陥弁別方法を適用した装置の構成を示すブロック
図である。図中1は四角柱状をした被検査材である角ビ
レットの長手方向に対して垂直な方向の断面を示してお
り、角ビレット1は長手方向に一定の速度で搬送されて
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of an apparatus for carrying out the method of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus to which the defect discrimination method of the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes a cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction of a square billet, which is a square pillar-shaped inspection material, and the square billet 1 is conveyed at a constant speed in the longitudinal direction.

【0023】角ビレット1の周囲には、角ビレット1の
側面となる4面に対する方向から角ビレット1へ超音波
パルスを入射すべく4組の探触子群2a、2b、2c、
及び2dが夫々配置されており、各探触子群2a、2
b、2c、及び2dは夫々複数の探触子にて構成されて
いる。超音波パルスは、少なくとも2方向から入射す
る。異なった2方向、角ビレット1の場合には、隣接す
る2つの直交する側面から入射するのが望ましい。角ビ
レット1の横断面上で縦方向、横方向で方向性のある欠
陥を精度良く検出できるからである。さらに、加えて相
対する2側面からも入射するのが、より望ましい。角ビ
レット1の表面から欠陥までの距離が深い場合にも、欠
陥の検出感度を高くすることができ、またポロシティと
非金属介在物が一緒にある場合に、欠陥の検出感度を高
くすることができるからである。
Around the angular billet 1, four sets of probe groups 2a, 2b, 2c, 4c are provided so that ultrasonic pulses can be incident on the angular billet 1 from the directions with respect to the four sides which are the side surfaces of the angular billet 1.
And 2d are arranged respectively, and each probe group 2a, 2d
Each of b, 2c and 2d is composed of a plurality of probes. Ultrasonic pulses are incident from at least two directions. In the case of the angular billet 1 in two different directions, it is desirable that the light is incident from two adjacent orthogonal side surfaces. This is because a defect having directionality in the vertical and horizontal directions can be accurately detected on the cross section of the square billet 1. Further, it is more desirable that the light is incident from two opposite side surfaces. Even when the distance from the surface of the angular billet 1 to the defect is large, the defect detection sensitivity can be increased, and when the porosity and the nonmetallic inclusion are present together, the defect detection sensitivity can be increased. Because you can.

【0024】各探触子群2a、2b、2c、及び2dに
は、パルサー3が発信した送信パルスを受信し、受信し
た送信パルスを各探触子に対して順次選択的に供給する
デマルチプレクサ4が接続されており、各探触子群2
a、2b、2c、及び2dを構成する探触子は、デマル
チプレクサ4から供給された送信パルスに基づいて、角
ビレット1へ順次超音波パルスを入射する。
Each of the probe groups 2a, 2b, 2c and 2d receives a transmission pulse transmitted from the pulser 3 and selectively supplies the received transmission pulse to each probe sequentially. 4 are connected, and each probe group 2
The probes constituting a, 2b, 2c, and 2d sequentially transmit ultrasonic pulses to the angular billet 1 based on the transmission pulses supplied from the demultiplexer 4.

【0025】入射した超音波パルスに対して角ビレット
1の内部の欠陥により反射した欠陥エコー及び欠陥を透
過して外部との界面である入射した面に対向する面によ
り反射した反射エコーは、各探触子群2a、2b、2
c、及び2dを構成する各探触子により受信され、各探
触子群2a、2b、2c、及び2dは、受信した欠陥エ
コー及び反射エコーを、複数の経路からの受信信号に対
する処理を行うマルチプレクサ5へ送信し、マルチプレ
クサ5では、受信した欠陥エコー及び反射エコーを、減
衰した欠陥エコー及び反射エコーの振幅を基準値まで増
幅するレシーバ6へ送信し、レシーバ6では振幅を基準
値まで増幅した欠陥エコー及び反射エコーをA/D変換
器7へ送信する。
The defect echo reflected by the defect inside the angular billet 1 with respect to the incident ultrasonic pulse and the reflection echo transmitted through the defect and reflected by the surface opposite to the incident surface which is the interface with the outside are each: Probe groups 2a, 2b, 2
The probe groups 2a, 2b, 2c, and 2d are received by the probes constituting c and 2d, and the probe groups 2a, 2b, 2c, and 2d process the received defect echoes and reflection echoes with respect to signals received from a plurality of paths. Transmitted to the multiplexer 5, the multiplexer 5 transmits the received defective echo and reflected echo to the receiver 6 which amplifies the amplitude of the attenuated defective echo and reflected echo to a reference value, and the receiver 6 amplifies the amplitude to the reference value. The defect echo and the reflected echo are transmitted to the A / D converter 7.

【0026】A/D変換器7では、受信した欠陥エコー
及び反射エコーをデジタル信号に変換し、デジタル信号
に変換された欠陥エコー及び反射エコーは、欠陥の弁別
処理を行う本発明の欠陥弁別装置10へ送信される。
The A / D converter 7 converts the received defect echoes and reflection echoes into digital signals, and converts the defect echoes and reflection echoes converted into digital signals into a defect discrimination device of the present invention for performing defect discrimination processing. Sent to 10.

【0027】欠陥弁別装置10は、CPU11により制
御され、A/D変換器7からデジタル信号に変換された
欠陥エコー及び反射エコーを受信する接続手段12、メ
モリ13、並びにモニタ及びプリンタ等の出力手段14
を備えている。
The defect discriminating apparatus 10 is controlled by the CPU 11 and has connection means 12 for receiving defect echoes and reflection echoes converted into digital signals from the A / D converter 7, a memory 13, and output means such as a monitor and a printer. 14
It has.

【0028】なおパルサー3からデマルチプレクサ4を
介して角ビレット1へ入射する超音波パルスは、デマル
チプレクサ4へ送信されるだけでなく、パルサー3から
接続手段12へも送信され、必要に応じて振幅を基準値
に調整する調整処理及びA/D変換処理がなされる。ま
た接続手段12を介して欠陥弁別装置10に送信された
超音波パルスをトリガ信号として、欠陥エコー及び反射
エコー並びに超音波パルスとの同期がとられる。
The ultrasonic pulse incident on the angular billet 1 from the pulsar 3 via the demultiplexer 4 is transmitted not only to the demultiplexer 4 but also from the pulsar 3 to the connection means 12, and if necessary. Adjustment processing for adjusting the amplitude to the reference value and A / D conversion processing are performed. In addition, the ultrasonic pulse transmitted to the defect discriminating apparatus 10 via the connection means 12 is used as a trigger signal to synchronize with the defect echo, the reflected echo, and the ultrasonic pulse.

【0029】さらに欠陥弁別装置10は、角ビレット1
内部の欠陥の位置を算出する欠陥位置演算手段15、角
ビレット1の長手方向に対する欠陥の長さを算出する欠
陥長さ演算手段16、一つの欠陥により反射した複数の
欠陥エコーの中の最大強度の欠陥エコーを導出する最大
エコー強度演算手段17、及び欠陥エコーと反射エコー
との位相を比較する位相演算手段18を備えている。
Further, the defect discriminating apparatus 10 includes the square billet 1
Defect position calculating means 15 for calculating the position of an internal defect, defect length calculating means 16 for calculating the length of a defect in the longitudinal direction of the angular billet 1, maximum intensity among a plurality of defect echoes reflected by one defect A maximum echo intensity calculating means 17 for deriving the defective echo, and a phase calculating means 18 for comparing the phases of the defective echo and the reflected echo.

【0030】なお欠陥弁別装置10は、汎用型のコンピ
ュータを用いて各演算手段をソフトウエアプログラムに
て構成するようにしてもよいが、各演算手段が専用の回
路にて構成される専用の装置を用いることにより、演算
速度を向上させることが可能であり、更には各探触子群
2a、2b、2c、及び2d、パルサー3、デマルチプ
レクサ4、マルチプレクサ5、レシーバ6、並びにA/
D変換器7の全部又は一部を組み込むようにしてもよ
い。
The defect discriminating apparatus 10 may be constructed by using a general-purpose computer to configure each computing means with a software program. , It is possible to improve the operation speed, and furthermore, each of the probe groups 2a, 2b, 2c and 2d, the pulsar 3, the demultiplexer 4, the multiplexer 5, the receiver 6, and the A /
All or part of the D converter 7 may be incorporated.

【0031】欠陥位置演算手段15は、一つの欠陥に対
して複数方向から入射した各超音波パルスが反射した複
数の欠陥エコーについてのビーム路程、及び探触子の位
置関係に基づいて角ビレット1内部の欠陥の位置を、各
ビレット1の横断面を格子状の複数のブロックとして区
分した中の特定のブロックとして検知する。
The defect position calculating means 15 calculates the angular billet 1 based on the beam path and the probe positional relationship for a plurality of defect echoes reflected by each ultrasonic pulse incident on one defect from a plurality of directions. The position of the internal defect is detected as a specific block in the cross section of each billet 1 divided into a plurality of grid-like blocks.

【0032】図2は本発明の欠陥弁別方法にて用いられ
る欠陥位置演算手段により導出された角ビレット断面上
の該当ブロックの例を示す説明図である。この例では、
斜線で示す1カ所のブロックに欠陥があると判定された
例を示しており、受信した信号波形の左端のパルスは、
超音波パルスが入射面で反射したエコーを示し、右端の
パルスは、入射面と対向する面で反射した反射エコーを
示し、そして中央のパルスが欠陥で反射した欠陥エコー
を示している。図2に示すように角ビレット1の内部に
欠陥が存在する場合、受信した波形に、入射面で反射し
たエコー及び反射エコーだけでなく、欠陥エコーが検出
され、複数方向から入射した超音波パルスに対する欠陥
エコーより欠陥が存在するブロックが特定される。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a corresponding block on the cross section of the square billet derived by the defect position calculating means used in the defect discrimination method of the present invention. In this example,
This shows an example in which it is determined that one block indicated by oblique lines has a defect, and the leftmost pulse of the received signal waveform is
The ultrasonic pulse shows the echo reflected on the incident surface, the rightmost pulse shows the reflected echo reflected on the surface opposite to the incident surface, and the center pulse shows the defect echo reflected on the defect. As shown in FIG. 2, when a defect exists inside the angular billet 1, not only the echo reflected from the incident surface and the reflected echo but also the defect echo are detected in the received waveform, and the ultrasonic pulse incident from a plurality of directions is detected. The block in which the defect exists is identified from the defect echo for the block.

【0033】欠陥長さ演算手段16は、角ビレット1が
長手方向に搬送される搬送速度Cと、デマルチプレクサ
4の切り替え周期fとにより決定される長さピッチL
(L=C/f)を用いて、角ビレット1の長手方向に対
する欠陥の長さを算出するものであり、ある欠陥を検出
した超音波パルスを入射した一の探触子から、順次異な
る他の探触子により超音波パルスを入射し、再度一の探
触子が超音波パルスを入射するまでに、他の探触子のい
ずれかにより入射した超音波パルスにて欠陥を検出した
場合で、欠陥位置演算手段15にて算出された欠陥の該
当ブロックが、一の探触子からの超音波パルスにて検出
された欠陥のブロックと、他の探触子からの超音波パル
スにて検出された欠陥のブロックとが同位置であるとき
に、一連の連続した欠陥と認識して欠陥長さを算出し、
各横断面のブロック毎に、角ビレット1の長手方向の所
定の間隔単位にて欠陥長さを算出する。
The defect length calculating means 16 calculates the length pitch L determined by the transport speed C at which the angular billet 1 is transported in the longitudinal direction and the switching period f of the demultiplexer 4.
The length of the defect in the longitudinal direction of the angular billet 1 is calculated using (L = C / f). When an ultrasonic pulse is incident by one of the probes and a defect is detected by an ultrasonic pulse incident by one of the other probes before one probe again inputs the ultrasonic pulse. The corresponding block of the defect calculated by the defect position calculating means 15 is detected by the defect block detected by the ultrasonic pulse from one probe and by the ultrasonic pulse from the other probe. When the block of the defect is at the same position, it is recognized as a series of continuous defects and the defect length is calculated,
The defect length is calculated for each block of each cross section in a predetermined interval unit in the longitudinal direction of the square billet 1.

【0034】長手方向の所定の間隔毎に最大エコー強度
演算手段17は、受信した欠陥エコーの振幅をエコー強
度として検出し、一連の連続する欠陥として認識された
欠陥により反射された複数の欠陥エコーの中から、エコ
ー強度が所定の条件、例えば最大である欠陥エコーのエ
コー強度を導出する。
At predetermined intervals in the longitudinal direction, the maximum echo intensity calculating means 17 detects the amplitude of the received defect echo as echo intensity, and detects a plurality of defect echoes reflected by a series of consecutively recognized defects. From among the above, the echo intensity of a defect echo whose echo intensity is a predetermined condition, for example, the maximum is derived.

【0035】欠陥長さ演算手段16により算出された欠
陥の長さ、及び最大エコー強度演算手段17により導出
されたエコー強度には、夫々予め閾値が設定されてお
り、欠陥の長さ及びエコー強度の少なくとも何れか一方
が閾値を超えた場合には、欠陥のサイズが大きいことを
意味するため、たとえポロシティであったとしても、圧
延工程で圧着されない虞があり、有害欠陥として弁別す
る。
Threshold values are set in advance for the defect length calculated by the defect length calculating means 16 and the echo intensity derived by the maximum echo intensity calculating means 17, respectively. If at least one of the values exceeds the threshold value, it means that the size of the defect is large. Therefore, even if the porosity is high, there is a possibility that the defect is not pressed in the rolling process, and the defect is discriminated as a harmful defect.

【0036】図3は本発明の欠陥弁別方法にて用いられ
る欠陥長さ演算手段16及び最大エコー強度演算手段1
7により、有害欠陥を弁別する方法を示すグラフであ
る。図3では横軸に欠陥長さ演算手段16により算出し
た欠陥の長さをとり、縦軸に最大エコー強度演算手段1
7により導出したエコー強度をとっている。図中Lo
は、欠陥の長さの閾値を示しており、Io はエコー強度
の閾値を示している。図中斜線部は、欠陥の長さ及びエ
コー強度の少なくとも何れか一方が閾値を超えている領
域であり、この領域に位置する欠陥は有害な欠陥として
弁別される。なお図中の白抜きの部分は、欠陥を位相に
よって弁別すべき領域である。
FIG. 3 shows the defect length calculation means 16 and the maximum echo intensity calculation means 1 used in the defect discrimination method of the present invention.
7 is a graph showing a method of discriminating a harmful defect according to FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the length of the defect calculated by the defect length calculating means 16, and the vertical axis represents the maximum echo intensity calculating means 1.
7 is taken. Lo in the figure
Indicates the threshold value of the defect length, and Io indicates the threshold value of the echo intensity. The hatched portion in the drawing is a region where at least one of the defect length and the echo intensity exceeds the threshold value, and the defect located in this region is discriminated as a harmful defect. Note that the white portions in the figure are regions where defects are to be discriminated by phase.

【0037】位相演算手段18は、一連の連続する欠陥
と認識された欠陥により反射された欠陥エコーにおい
て、4組の探触子群2a、2b、2c、及び2dの夫々
にて受信した欠陥エコーの中で、エコー強度が所定の条
件、例えば夫々の組にて最大である夫々の欠陥エコーに
ついて、対応する反射エコーの位相と比較して同位相か
逆位相かを夫々判別し、同位相と判別した位相の数及び
逆位相であると判別した位相の数の大きい方が何れかを
導出し、導出した位相に基づいて欠陥の害の有無を弁別
する。
The phase calculating means 18 calculates the defect echoes reflected by the series of consecutive defects and the defect echoes received by the four probe groups 2a, 2b, 2c and 2d, respectively. Among them, the echo intensity is determined under predetermined conditions, for example, for each defective echo having the maximum in each set, by comparing with the phase of the corresponding reflected echo to determine whether the phase is the same or the opposite, respectively. The greater of the number of determined phases and the number of phases determined to be the opposite phase derives one of them, and discriminates the presence or absence of harm of a defect based on the derived phase.

【0038】図4は本発明の欠陥弁別方法にて用いられ
る位相演算手段18により、欠陥の害の有無の弁別に用
いられる波形を示す説明図である。図4(a)は、入射
した面と対向する面で反射した反射エコーの波形を示
し、図4(b)及び(c)は、欠陥により反射した欠陥
エコーの波形を示している。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing waveforms used by the phase calculation means 18 used in the defect discrimination method of the present invention to discriminate whether or not a defect is harmful. FIG. 4A shows a waveform of a reflected echo reflected on a surface facing the incident surface, and FIGS. 4B and 4C show waveforms of a defect echo reflected by a defect.

【0039】図4(b)は、欠陥がポロシティである場
合の欠陥エコーの波形を示しており、図4(b)に示す
ように欠陥がポロシティである場合には位相が反転し、
図4(a)に示す反射エコーと逆位相になる。
FIG. 4B shows a waveform of a defect echo when the defect has porosity. As shown in FIG. 4B, when the defect has porosity, the phase is inverted.
The phase is opposite to that of the reflected echo shown in FIG.

【0040】図4(c)は、欠陥が非金属介在物である
場合の欠陥エコーの波形を示しており、図4(c)に示
すように欠陥が非金属介在物である場合には、位相は反
転せず、図4(a)に示す反射エコーと同位相になる。
FIG. 4C shows the waveform of a defect echo when the defect is a non-metallic inclusion. When the defect is a non-metallic inclusion as shown in FIG. The phase is not inverted, and becomes the same phase as the reflection echo shown in FIG.

【0041】図5は本発明の欠陥弁別方法にて用いられ
る位相演算手段18により、有害度の小さい欠陥の害の
有無を弁別する方法を概念的に示す説明図である。図5
に示すように角ビレット1に対して側面の4方向から探
触子群2a、2b、2c、及び2dに含まれる探触子か
ら超音波パルスが入射され、角ビレット1内部の欠陥に
より反射し、欠陥エコーとして夫々の波形が検出され
る。
FIG. 5 is an explanatory view conceptually showing a method of discriminating the presence or absence of harm of a defect having a low degree of harm by the phase calculating means 18 used in the defect discrimination method of the present invention. FIG.
As shown in FIG. 7, ultrasonic pulses are incident from the probes included in the probe groups 2a, 2b, 2c, and 2d from four directions on the side surface of the angular billet 1, and reflected by defects inside the angular billet 1. Each waveform is detected as a defect echo.

【0042】図5では、図4(a)に示す超音波パルス
を入射した面と対向する面で反射された反射エコーに対
応する欠陥エコーを示しており、4つの欠陥エコーの中
で探触子群2a、2b、及び2cに含まれる探触子によ
り受信した3つの欠陥エコーは同位相であるが、探触子
群2dに含まれる探触子により受信した欠陥エコーは逆
位相となっている。
FIG. 5 shows a defect echo corresponding to the reflection echo reflected on the surface opposite to the surface on which the ultrasonic pulse shown in FIG. 4A is incident. The three defect echoes received by the probes included in the probe groups 2a, 2b, and 2c have the same phase, but the defect echoes received by the probes included in the probe group 2d have opposite phases. I have.

【0043】これは欠陥が気泡を伴う非金属介在物であ
り、探触子群2dに含まれる探触子にて受信した欠陥エ
コーは、気泡即ちポロシティに起因する逆位相の信号が
大きく、非金属介在物に起因する同位相の信号が隠れて
しまったことによると推定される。
The defect is a non-metallic inclusion with a bubble, and the defect echo received by the probes included in the probe group 2d has a large signal of the opposite phase caused by the bubble, that is, the porosity. It is presumed that the signal of the same phase caused by the metal inclusion was hidden.

【0044】本発明の欠陥弁別方法では、同位相と判別
した位相の数及び逆位相であると判別した位相の数の大
きい方が何れかを導出し、導出した位相に基づいて欠陥
の害の有無を判別するため、図5に示す例では、同位相
であり欠陥は有害であると弁別される。
In the defect discrimination method of the present invention, the larger of the number of phases determined to be the same phase and the number of phases determined to be the opposite phase is derived, and based on the derived phase, the harm of the defect is determined. In order to determine the presence or absence, in the example shown in FIG.

【0045】図6は、本発明の方法を適用し、角ビレッ
ト1の長手方向の所定の長さ毎の欠陥の害の有無を判定
した結果の例を示す図である。図6(a)の縦線部は、
欠陥位置演算手段15により演算された欠陥位置該当ブ
ロックの欠陥が、欠陥長さ演算手段16により算出され
た欠陥長さ、及び最大エコー強度演算手段17により算
出されたエコー強度により有害であると判定された結果
の例を示すものである。また、図6(b)の横線部は、
欠陥位置演算手段15により演算された欠陥位置該当ブ
ロックの欠陥が、欠陥長さ演算手段15により算出され
た欠陥長さ、最大エコー強度演算手段17により算出さ
れたエコー強度、および位相演算手段18によって、そ
の欠陥がポロシティであり無害であると判定された結果
の例を示す。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the result of determining the presence or absence of harm of a defect for each predetermined length in the longitudinal direction of the square billet 1 by applying the method of the present invention. The vertical line portion in FIG.
It is determined that the defect of the block corresponding to the defect position calculated by the defect position calculating means 15 is harmful by the defect length calculated by the defect length calculating means 16 and the echo intensity calculated by the maximum echo intensity calculating means 17. It shows an example of the result obtained. The horizontal line in FIG.
The defect of the block corresponding to the defect position calculated by the defect position calculating means 15 is calculated by the defect length calculated by the defect length calculating means 15, the echo intensity calculated by the maximum echo intensity calculating means 17, and the phase calculating means 18. Shows an example of a result determined that the defect is porosity and harmless.

【0046】次に本発明の欠陥弁別方法における欠陥弁
別処理を説明する。図7は、欠陥弁別処理を示すフロー
チャートである。まず探触子群2a、2b、2c、及び
2dにより、角ビレット1の4つの側面の夫々に対して
超音波パルスを入射し(ステップS1)、入射した超音
波パルスが欠陥により反射した欠陥エコー及び入射した
面と対向する面により反射した反射エコーを受信する
(ステップS2)。なお超音波パルスの入射は、各側面
の幅方向に所定間隔で分布する複数の各探触子群2a、
2b、2c、及び2dに対応する位置とともに、長手方
向に所定間隔で分布する複数の位置に対しても行われ
る。
Next, the defect discrimination processing in the defect discrimination method of the present invention will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the defect discrimination processing. First, an ultrasonic pulse is incident on each of the four side surfaces of the angular billet 1 by the probe groups 2a, 2b, 2c, and 2d (step S1), and the incident ultrasonic pulse is reflected by the defect to generate a defect echo. Then, a reflected echo reflected by the surface facing the incident surface is received (step S2). The ultrasonic pulse is incident on the plurality of probe groups 2a distributed at predetermined intervals in the width direction of each side surface,
This is performed for a plurality of positions distributed at predetermined intervals in the longitudinal direction, as well as the positions corresponding to 2b, 2c, and 2d.

【0047】受信した欠陥エコーに基づき、各欠陥につ
いて、位置の算出、長さの算出、最大強度の欠陥エコー
の導出、及び反射エコーとの位相の比較等の解析処理を
行う。すなわち、反射して得られた欠陥エコーのビーム
路程及び受信した探触子の位置から欠陥位置を特定のブ
ロックとして検出する(ステップS3)。角ビレット1
の長手方向に、同一ブロックにおいて欠陥を連続して検
出した場合に、この連続した欠陥を1つの欠陥と認識し
(ステップS4)、ついで長手方向の所定の区間毎に欠
陥長さを算出し(ステップS5)、算出した欠陥長さが
所定の条件、例えば30mm未満であるか否かを判別し
(ステップS6)、30mm未満であると判別した場合
(ステップS6:Y)、その欠陥長さの算出に利用した
複数の欠陥エコーの中で、振幅により示される強度が最
大である最大強度の欠陥エコーが所定の条件、例えば予
め設定されている基準値の80%未満であると判別した
ときに(ステップS7:Y)、欠陥エコーの位相を反射
エコーの位相と比較し(ステップS8)、同位相である
と判別した位相の数が逆位相であると判別した位相の数
より少ない場合(ステップS9:Y)、欠陥は無害であ
ると弁別する(ステップS10)。
Based on the received defect echoes, for each defect, analysis processing such as calculation of a position, calculation of a length, derivation of a defect echo having the maximum intensity, and comparison of the phase with a reflected echo are performed. That is, the defect position is detected as a specific block from the beam path of the defect echo obtained by reflection and the position of the received probe (step S3). Square billet 1
In the case where defects are continuously detected in the same block in the longitudinal direction, the continuous defects are recognized as one defect (step S4), and the defect length is calculated for each predetermined section in the longitudinal direction (step S4). Step S5), it is determined whether the calculated defect length is less than a predetermined condition, for example, less than 30 mm (Step S6), and if it is determined that it is less than 30 mm (Step S6: Y), the defect length is determined. When it is determined that among the plurality of defect echoes used in the calculation, the maximum intensity defect echo having the maximum intensity indicated by the amplitude is less than a predetermined condition, for example, less than 80% of a preset reference value. (Step S7: Y), the phase of the defective echo is compared with the phase of the reflected echo (Step S8), and if the number of phases determined to be the same is smaller than the number of phases determined to be the opposite phase ( Step S9: Y), the defect is discriminated as being harmless (step S10).

【0048】ステップS6にて欠陥の長さが30mm以
上であると判別した場合(ステップS6:N)、又はス
テップS7にて最大強度の欠陥エコーが基準値の80%
以上であると判別したとき(ステップS7:Y)、当該
欠陥は有害であると弁別する(ステップ11)。また、
ステップS9にて同位相であると判別した位相の数が、
逆位相であると判別した位相の数以上である場合(ステ
ップS9:N)、当該欠陥は有害であると弁別する(ス
テップ11)。そしてステップS3〜ステップS11に
示す解析処理を全ての欠陥について行い、その結果を出
力する。
When it is determined in step S6 that the length of the defect is 30 mm or more (step S6: N), or in step S7, the defect echo having the maximum intensity is 80% of the reference value.
When it is determined that this is the case (step S7: Y), the defect is discriminated as harmful (step 11). Also,
The number of phases determined to be in phase in step S9 is
If the number of phases is equal to or greater than the number of phases determined to be opposite phases (step S9: N), the defect is discriminated as harmful (step 11). Then, the analysis processing shown in steps S3 to S11 is performed on all the defects, and the results are output.

【0049】前記実施の形態では、被検査材として角ビ
レットを示したが、本発明はこれに限らず、超音波パル
スにより欠陥を弁別することができる素材であればよ
い。また前記実施の形態では、強度が最大である欠陥エ
コーに基づいて欠陥の害の有無を弁別する形態を示した
が、本発明はこれに限らず、異常値を省くため、2番目
に強い欠陥エコー、又は1番から5番目までの強度の平
均値というように、任意に設定することが可能である。
In the above embodiment, the square billet is shown as the material to be inspected. However, the present invention is not limited to this, and any material that can discriminate defects by ultrasonic pulses may be used. Further, in the above-described embodiment, the form in which the presence or absence of a defect is discriminated based on the defect echo having the maximum intensity is described. However, the present invention is not limited to this. It can be set arbitrarily such as an echo or an average value of the first to fifth intensities.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る欠陥弁
別方法では、角ビレット内部の有害な欠陥および無害な
欠陥を精度良く区別することができ、また有害な欠陥を
精度良く検出できるので、角ビレットの品質および角ビ
レットを素材とする熱間圧延した製品の品質を向上させ
ることができる等、優れた効果を奏する。
As described in detail above, in the defect discrimination method according to the present invention, harmful defects and harmless defects inside the corner billet can be distinguished with high accuracy, and harmful defects can be detected with high accuracy. In addition, the present invention has excellent effects such as the quality of square billets and the quality of hot-rolled products using square billets as raw materials can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の欠陥弁別方法を適用した装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an apparatus to which a defect discrimination method of the present invention is applied.

【図2】本発明の欠陥弁別方法にて用いられる欠陥位置
演算手段により導出された角ビレット断面上の該当ブロ
ックの例を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a corresponding block on a cross section of a square billet derived by a defect position calculating means used in the defect discrimination method of the present invention.

【図3】本発明の欠陥弁別方法にて用いられる欠陥長さ
演算手段及び最大エコー強度演算手段により、有害欠陥
を弁別する方法を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a method of discriminating harmful defects by a defect length calculating means and a maximum echo intensity calculating means used in the defect discriminating method of the present invention.

【図4】本発明の欠陥弁別方法にて用いられる位相演算
手段により、欠陥の害の有無の弁別に用いられる波形を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing waveforms used for discriminating whether or not a defect is harmful by a phase calculating means used in the defect discrimination method of the present invention.

【図5】本発明の欠陥弁別方法にて用いられる位相演算
手段により、欠陥の害の有無を弁別する方法を概念的に
示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view conceptually showing a method of discriminating presence / absence of harm of a defect by a phase calculation means used in the defect discrimination method of the present invention.

【図6】本発明の方法を適用し、角ビレットの長手方向
の所定の長さ毎の欠陥の害の有無を判定した結果の例を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a result of applying the method of the present invention to determine the presence or absence of harm of a defect for each predetermined length in the longitudinal direction of a square billet.

【図7】本発明の欠陥弁別方法における欠陥弁別処理を
示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a defect discrimination process in the defect discrimination method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 角ビレット 2a,2b,2c,2d 探触子群 3 パルサー 4 デマルチプレクサ 5 マルチプレクサ 6 レシーバ 7 A/D変換器 10 欠陥弁別装置 11 CPU 12 接続手段 13 メモリ 14 出力手段 15 欠陥位置演算手段 16 欠陥長さ演算手段 17 最大エコー強度演算手段 18 位相演算手段 Reference Signs List 1 square billet 2a, 2b, 2c, 2d probe group 3 pulser 4 demultiplexer 5 multiplexer 6 receiver 7 A / D converter 10 defect discriminator 11 CPU 12 connecting means 13 memory 14 output means 15 defect position calculating means 16 defect Length calculating means 17 Maximum echo intensity calculating means 18 Phase calculating means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 角柱状をなす被検査材へ超音波パルスを
入射し、被検査材内部の欠陥により反射する欠陥エコー
を受信し、受信した欠陥エコーに基づいて被検査材内部
の欠陥の害の有無を弁別する欠陥弁別方法において、 被検査材の複数の側面から、該側面の幅方向に分布する
複数の位置及び長手方向に分布する複数の位置に超音波
パルスを夫々入射し、 各方向から入射した夫々の超音波パルスに対して、被検
査材の内部の欠陥により反射する欠陥エコー及び欠陥を
透過して被検査材と外部との界面により反射する反射エ
コーを受信し、 欠陥エコーの受信位置及びビーム路程に基づいて、被検
査材の横断面での欠陥の位置を、横断面を格子状の複数
のブロックとして区分した中の特定のブロックとして検
出し、 ブロックが同一である長手方向に連続した欠陥を、一つ
の欠陥として長手方向の長さを算出し、 算出した長手方向の長さを、長さ所定値と比較し、 当該欠陥により反射した欠陥エコーの強度を、強度所定
値と比較し、 当該欠陥により反射した欠陥エコーの位相及び当該欠陥
を透過した反射エコーの位相とを比較し、 長手方向の長さ及び長さ所定値を比較した結果と、欠陥
エコーの強度及び強度所定値を比較した結果と、位相の
比較により同位相であると判別した位相の数及び逆位相
であると判別した位相の数とに基づいて、欠陥の害の有
無を弁別することを特徴とする欠陥弁別方法。
1. An ultrasonic pulse is applied to a material to be inspected in the form of a prism, receives a defect echo reflected by a defect inside the material to be inspected, and damages the defect inside the material to be inspected based on the received defect echo. In the defect discriminating method for discriminating the presence or absence of the ultrasonic pulse, ultrasonic pulses are respectively incident on a plurality of positions distributed in the width direction and a plurality of positions distributed in the longitudinal direction of the side surface from the plurality of side surfaces of the material to be inspected. For each ultrasonic pulse incident from the device, a defect echo reflected by a defect inside the inspection material and a reflection echo transmitted through the defect and reflected by an interface between the inspection material and the outside are received. Based on the receiving position and the beam path, the position of the defect in the cross section of the inspection material is detected as a specific block in the cross section divided into a plurality of grid-like blocks, and the longitudinal direction in which the block is the same is detected. The length in the longitudinal direction is calculated as one defect, and the calculated length in the longitudinal direction is compared with a predetermined length.The intensity of the defect echo reflected by the defect is calculated as a predetermined intensity. Compare the phase of the defect echo reflected by the defect and the phase of the reflection echo transmitted through the defect, and compare the longitudinal length and the predetermined length with the intensity and intensity of the defect echo. Based on the result of comparing the predetermined value and the number of phases determined to be the same phase and the number of phases determined to be the opposite phase by comparing the phases, the presence or absence of harm of the defect is distinguished. How to distinguish defects.
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