发明名称 圆柱体表面之超音波探伤装置及利用此之辊研削装置
摘要 本创作系有关于一种圆柱体表面之超音波探伤方法及其探伤装置,利用此之辊研削装置,其目的乃用表面波做超音波探伤之际,防止一次裂缝的过度检测,同时,减低结晶粒界的杂讯准位,提升缺陷检测能力。具体而言,用表面波的热压延辊的超音波探伤之际,在收发讯前述表面波的表面波探针10,具备有配设在超音波振动子10A的超音波收发讯面之树脂制尖劈10C、和配设在其背面之阻尼材10B,生成脉冲宽度为表面波波长2.5倍以下的短脉冲;甚至,对应于辊周速度来供给媒体液;对应于反射波高度来决定研削量加以研削辊,又,边部分研削辊边探伤,求得辊研削量的最适值。
申请公布号 TW572208 申请公布日期 2004.01.11
申请号 TW091209107 申请日期 1998.10.30
申请人 JFE钢铁股份有限公司 发明人 高田一;杉本良一;守井隆史;田征雄
分类号 G01N21/00 主分类号 G01N21/00
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种圆柱体之超音波探伤装置,针对在旋转的圆柱体表面,介于接触媒质,并使之接触表面波探针,从该表面波探针对圆柱体传播表面波,同时收讯来自存在圆柱体表面或表面正下方的缺陷的反射波,藉此,检测该缺陷的圆柱体之超音波探伤装置中,其特征为:具备令前述表面波探针所送收讯之表面波之中心频率呈fc时,于该表面波之频率频谱,对于强度为尖峰値,相当6dB以内之范围之宽度之频带宽度成为0.50fc以上地,前述表面波探针配设于超音波振动子之超音波送收讯面之尖劈及配设于超音波振动子之背面之阻尼材者。2.如申请专利范围第1项所述之圆柱体之超音波探伤装置,其中,前述超音波振动子为铌酸铅系磁器、钛酸系磁器、1-3型合成振动子、0-3型合成振动子、或3-1型合成振动子。3.如申请专利范围第1项所述之圆柱体之超音波探伤装置,其中,前述尖劈在频率2MHz中的超音波(纵波)的衰减常数为1.8102dB/m以下。4.如申请专利范围第3项所述之圆柱体之超音波探伤装置,其中,前述尖劈是以聚醯亚胺树脂、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、或氟树脂制作的。5.如申请专利范围第1项所述之圆柱体之超音波探伤装置,其中,前述阻尼材中的钨粉体积分率为40%以上。6.一种圆柱体之超音波探伤装置,针对在旋转的圆柱体表面,介于媒体液,并使之接触表面波探针,从该表面波探针对圆柱体传播表面波,同时收讯来自存在圆柱体表面或表面正下方的缺陷的反射波,藉此,检测该缺陷的圆柱体之超音波探伤装置中,其特征为具备有:使前述圆柱体在其圆周方向旋转之圆柱体旋转机构、和检测因该圆柱旋转机构的圆柱体旋转速度之旋转速度检测机构、和将在前述表面波探针圆柱体上方,对圆柱体表面而言,维持一定间隔之保持机构、和将该保持机构向圆柱体的轴方向扫描之扫描机构、和具备可将作为超音波传递媒体的媒体液,供应至前述表面波探针和圆柱体表面之间,且对应于因前述圆柱体旋转机构的圆柱体的旋转速度,控制媒体液的供给量的流量控制阀之给水机构、和令前述表面波探针所收发的讯号的表面波中心频率为fc时,于该表面波的频率频谱中,令强度对于尖峰値而言,相当于-6dB以内的范围的宽度之频带宽度呈0.50fc以上,具备有被配设在超音波振动子的超音波收发讯面之尖劈,以及被配设在超音波振动子背面的阻尼材,可在表面波检测缺陷之表面波探针、和在该表面波探针供给作为发讯表面波的电气脉冲,将捕捉到该表面波探针的讯号增幅到缺陷判定必要的准位,加以输出之超音波收发讯器、和从输出该超音波收发讯器的讯号进行缺陷判定抽出讯号,做输出之闸极机构、和检测输出该闸极机构的讯号振幅做输出,或将该讯号准位与所定的临限値比较,当该讯号的准位为大时,输出有缺陷的讯号之缺陷判定机构。7.如申请专利范围第1至6项任一项所述之圆柱体之超音波探伤装置,其中,前述尖劈具有于圆柱体表面介由媒体液接触之底面、和对该底面的法线,法线以下式i=sin-1(Cw/Cr)(Cw:在尖劈内的超音波之速度,Cr:在圆柱体的表面波之速度)所规定的入射角i加以交叉之倾斜面;且在该倾斜面贴上前述超音波振动子的超音波收发讯面。8.如申请专利范围第1至6项任一项所述之圆柱体之超音波探伤装置,其中,前述圆柱体为高速度工具钢的辊。9.如申请专利范围第7项所述之圆柱体之超音波探伤装置,其中,将在规定入射角i之式内的圆柱体的表面波的速度Cr成为作为检测对象的各辊的表面波的速度之平均値CRav。10.一种辊检测用表面波探针,针对由介于媒质接触在旋转的辊表面,且至少使超音波振动子与超音波以入射角i射入辊表面之尖劈所构成,在前述辊传播表面波做配设来检测存在于前述辊表面与表面正下方的缺陷的辊检测用表面波探针中,其特征为:将其入射角i设定成满足下述式子,i=sin-1(CW/CRav)此例,CW:尖劈内的超音波速度CRav:作为检测对象之各辊表面波速度之平均値但,入射角i为与垂直于辊表面的垂直面之角度。图式简单说明:第1图系放大表示本创作所用的表面波探针的概略构成之断面图;第2图系为说明前述表面波探针的频带宽度之线图;第3图系表示与前述表面波探针的频带宽度(脉冲宽度/表面波波长)的关系之线图;第4图系表示利用本创作的观测波形与微小反射体的反射波关系之说明图;第5图系表示与一次裂缝的反射波高度(脉冲宽度/表面波波长)关系之线图;第6图系说明本创作之原理,表示辊的旋转速度与适当的媒体液量关系之线图;第7图系同样表示热、机构损伤部的反射波高度与热、机械损伤部的残量关系之线图;第8图系同样表示必要的研削量与热、机械损伤部的反射高度关系之线图;第9图系同样表示就切入研削而言的磨石与表面波探针的位置关系之立体图;第10图系表示利用本创作的超音波探伤装置的第1实施形态之概略构成之侧面图;第11图系放大表示第1实施形态的探针夹部分之要部侧面图;第12图系同样以剖面表示装备在表面波探针的给水部之要部侧面图;第13图系表示利用本创作的超音波探伤装置的第1实施形态之概略构成之侧面图;第14图系表示在第2实施形态改变辊旋转速度来探伤时的缺陷的反射波高度与旋转速度关系的调查结果之线图;第15图系表示利用本创作的超音波探伤装置的第3实施形态之概略构成之侧面图;第16图系同样表示第4实施形态的概略构成之侧面图;第17图系表示用本创作之探针F与习知法的探针G,H,测定加工五种辊的人工缺陷的反射波高度的结果之座标图;第18图系表示用本创作之探针F与习知法的探针G,H,测定加工五种辊的人工缺陷的反射波的S/N比的结果之座标图;第19图系用本创作之探针F与习知法的探针G,H,将探伤检查20个表面缺陷的结果以S/N比表示之座标图;第20图系说明产生在热压延用工作辊的圆周方向的表面的裂缝之概念图;第21图系表示表面波探针与微小反射体的位置关系之说明图;第22图系表示利用习知法的观测波形与微小反射体的反射波关系之说明图;第23图系本创作之探针振动子之一例(1-3型合成振动子);第24图系本创作之探针振动子之一例(3-1型合成振动子);第25图系本创作之探针振动子之一例(0-3型合成振动子)。
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