漏磁探伤装置

文档序号:1909510 发布日期:2021-11-30 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 漏磁探伤装置 (Magnetic leakage flaw detection device ) 是由 松藤泰大 于 2020-04-21 设计创作,主要内容包括:漏磁探伤单元具有:面对钢带K并以可旋转的方式被支承的旋转盘;和多个缺陷检测头,其分别设置于旋转盘的旋转方向上的不同位置,以磁化方向对钢带K进行直流磁化,并且探测由于直流磁化而从线状缺陷泄漏的漏磁。多个缺陷检测头中的至少一个的倾斜角度与其他缺陷检测头不同,所述倾斜角度为在缺陷检测头的设置位置处的旋转轨道的切线与磁化方向之间的倾斜角度。(The magnetic flux leakage detection unit comprises: a rotating disk facing the steel strip K and rotatably supported; and a plurality of defect detection heads which are respectively arranged at different positions in the rotation direction of the rotating disk, perform direct current magnetization on the steel strip K in the magnetization direction, and detect leakage flux leaking from the linear defect due to the direct current magnetization. At least one of the plurality of defect detection heads has a tilt angle different from the other defect detection heads, the tilt angle being a tilt angle between a tangent line of the rotation orbit at a position where the defect detection head is disposed and the magnetization direction.)

漏磁探伤装置

技术领域

本发明涉及漏磁探伤装置,其检测存在于薄钢带(steel strip)的表层下或者内部的线状缺陷。

背景技术

近年来,对钢铁制品所要求的品质水准变高,在以往不被视为有害大小的表面缺陷、内部缺陷成为了问题。其中,例如作为汽车外板用途而使用的镀锌钢板等薄板制品,表面缺陷、内部缺陷的有无对于品质而言也同样非常重要。对于面向电气制品的钢板、面向其他用途的钢板、特别是面向外板用途的钢板而言也是一样,要求有超过以往的品质水准的情况也有所增加。

汽车外板用的镀锌钢板经由钢铁工艺中的制钢工序、热轧工序、酸洗工序、冷轧工序、镀敷工序而制造,进而在汽车制造厂中经由冲压工序、涂装工序而使用。如果该汽车外板上有表面缺陷,则看起来与其他健全部分明显不同,因此,即使强度上没有问题,也会引起损害外观这样的问题。

在钢铁制品制造工艺中,有时使用检测表面缺陷的光学式的表面缺陷检查装置。例如,在汽车外板用钢板的制造过程中,对于被初期凝固壳(shell)捕捉到的起因于炼钢的氧化铝系夹杂物及粉末系夹杂物这样的非金属夹杂物而言,如果通过热轧、冷轧被拉长变薄,则成为被称为线状的条、疤(heges)的重大缺陷(线状缺陷)。在这些条状缺陷、疤缺陷中,在冷轧工序后存在于钢板表面的缺陷可以通过光学式的表面缺陷检查装置进行检测。然而,如果缺陷中的一部分、大部分潜入钢板表层下,则会导致缺陷被过小地评价,或者不能检测出而流出至汽车制造厂。

在汽车制造厂中,有时没有注意到潜入到所交货的薄板制品的表层下的内部缺陷的存在而进行冲压加工后,内部缺陷在钢板的表面明显化。如果明显化的缺陷轻微,则能够通过简单的修理来除去,因此除去操作不会成为太大的负荷。然而,明显化的缺陷为宽度1~2mm左右而长度超过100mm这样的线状缺陷的情况下,其除去也需要大量的工夫、时间,因此被视为有害。

对于这种用作汽车外板的原料的薄钢带,作为可以将表层附近全部在生产线上对宽度为1~2mm左右、且长度为100mm以上、沿压延方向薄薄地延伸且埋在薄钢带表层下的线状缺陷进行自动检测的探伤方法,有涡流探伤法及漏磁探伤法。

其中,涡流探伤法通常使用具有几十kHz以上的频率的交流电源,用于交流励磁。涡流探伤法是积极地利用表皮效应的原理的方法,探伤范围被限定在极表层附近。因此,涡流探伤法不适合对于从钢带的表层潜入较深的内部缺陷进行检测。另外,即使是板厚为0.9mm以下的薄钢带,为了进行两面检查,也需要在表面背面二者上、沿宽度方向排列涡流传感器组。因此,传感器通道数变多,有可能花费成本。

另一方面,漏磁探伤法若将作为检查对象的被检查材料限定为板厚0.9mm以下的薄钢带,则通过将所使用的磁传感器组仅配置在一面侧,而有可能将探伤范围从板厚方向的一面覆盖至相反面。因此,与涡流探伤法相比,漏磁探伤法的传感器通道数少,因此具有价格低廉的优点。

在专利文献1中,公开了利用漏磁探伤法的薄钢带的微小内部缺陷检测装置。根据专利文献1,即使是长度短的点状缺陷,对于具有较厚的点状缺陷而言,检测性能也高。专利文献2中公开了漏磁探伤装置,其构成为通过使漏磁检测元件始终旋转来横切长度方向线状缺陷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平9-145679号公报

专利文献2:日本特开平2-147950号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而,在专利文献1的情况下,由于磁化的方向与线状缺陷的方向平行,因此存在来自线状缺陷的漏磁小,S/N比差这样的问题。在专利文献2的情况下,由于使用利用交流进行磁化的手段,因此与涡流探伤法同样,存在表皮效应的问题,对于从表层潜入较深的内部缺陷而言并不合适。另外,考虑到使对励磁线圈进行通电的励磁电流不是交流而是直流,将其作为薄钢带的内部缺陷检测装置来使用。然而,在专利文献2中所公开的构成中,使用了对漏磁检测元件旋转机构进行夹持的磁极间隔较宽的电磁铁。通常,在利用直流励磁的漏磁探伤中,为了降低被检材料的材料性噪声,需要将被检材料磁化到磁饱和区域附近。在专利文献2所公开的构成中,无论如何都无法在磁极间产生与其相称的磁力,无法实现探伤所需的S/N比。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供漏磁探伤装置,所述漏磁探伤装置能够提高S/N比,从而精度良好地检测出存在于薄钢带的表层下或者内部的线状缺陷。另外,提供漏磁探伤装置,所述漏磁探伤装置能够在遍及钢带的宽度方向的整个区域上无遗漏地检测线状缺陷。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题,本发明具有以下的构成。

[1]漏磁探伤装置,是检测钢带的线状缺陷的漏磁探伤装置,其中,

所述漏磁探伤装置具备多个漏磁探伤单元,所述漏磁探伤单元设置在不与所述钢带接触的位置,并且所述多个漏磁探伤单元沿所述钢带的宽度方向排列,

所述漏磁探伤单元具有:

面向所述钢带的被探伤面并旋转的旋转盘;和

多个缺陷检测头,其分别设置于所述旋转盘上的周向上的不同位置,对所述钢带进行直流磁化,并且探测由于直流磁化而从线状缺陷泄漏的漏磁,

多个所述缺陷检测头中的至少一个的倾斜角度与其他缺陷检测头不同,所述倾斜角度为缺陷检测头的设置位置处的旋转轨道的切线与所述磁化方向之间的倾斜角度。

[2]如[1]所述的漏磁探伤装置,其中,多个所述缺陷检测头将与所述倾斜角度的差异对应的周向上不同区域作为可探伤范围来检测所述线状缺陷,

所述漏磁探伤单元具有与所有所述缺陷检测头的所述可探伤范围对应的所述钢带的宽度方向上的有效探伤范围。

[3]如[2]所述的漏磁探伤装置,其中,多个所述缺陷检测头的所述倾斜角度以形成使周向上相邻的所述可探伤范围彼此重叠的重叠探伤范围的方式设定。

[4]如[2]或[3]所述的漏磁探伤装置,其中,多个所述漏磁探伤单元以形成使相邻的所述有效探伤范围彼此重叠的有效重叠范围的方式排列。

[5]如[1]至[4]中的任意所述的漏磁探伤装置,其中,所述缺陷检测头具备:

磁化器,所述磁化器具备磁轭和2个永磁体,所述磁轭将一个所述永磁体的S极与另一个所述永磁体的N极耦合,并且所述磁化器沿着所述磁轭的磁化方向将所述钢带直流磁化,和

磁传感器,所述磁传感器被设置在所述2个永磁体之间,并对从所述线状缺陷泄漏的漏磁进行检测。

[6]如[1]至[5]中的任意所述的漏磁探伤装置,其中,多个所述漏磁探伤单元在使所述钢带行进的同时检测所述线状缺陷,并以与行进的所述钢带之中的、缠绕于非磁性辊的部位的所述钢带面对的方式设置。

[7]如[1]至[5]中的任意所述的漏磁探伤装置,其中,多个所述漏磁探伤单元在使所述钢带行进的同时检测所述线状缺陷,并被配置在对行进的所述钢带进行按压的2个压辊之间所夹持的区域。

[8]如[1]至[7]中的任意所述的漏磁探伤装置,其中,多个所述漏磁探伤单元交错地排列。

[9]如[1]至[8]中的任意所述的漏磁探伤装置,其还具备检测控制部,所述检测控制部基于在多个所述漏磁探伤单元所探测到的检测信号而探测所述钢带有无线状缺陷。

发明的效果

根据本发明涉及的漏磁探伤装置,通过使多个缺陷检测头相对于钢带旋转,针对周向上的不同区域中的每个区域分别设定各缺陷检测头的可探伤范围从而检测线状缺陷,其中,所述多个缺陷检测头设定为至少1个缺陷检测头的倾斜角度与其他缺陷检测头的倾斜角度不同,因此能够精度良好地检测来自沿压延方向延伸的线状缺陷的漏磁。

附图说明

[图1]为示出本发明的第一实施方式涉及的漏磁探伤装置的示意图。

[图2]为示出图1的漏磁探伤单元的一个例子的示意图。

[图3]为示出图1的漏磁探伤单元的一个例子的示意图。

[图4]为示出缺陷检测头的一个例子的示意图。

[图5]为示出缺陷检测头与线状缺陷的位置关系的示意图。

[图6]为示出以不同的探伤角度检测线状缺陷时的相对输出值的一个例子的曲线图。

[图7]为示出探伤角度与相对输出值的关系的曲线图。

[图8]为示出图3中所示的多个缺陷检测头的每个缺陷检测头的可探伤范围与钢带宽度方向的探伤区域的关系的示意图。

[图9]为示出相邻的漏磁探伤单元彼此的有效探伤范围的示意图。

[图10]为以多列配置多个漏磁探伤单元10的例子的示意图。

[图11]为示出本发明的第二实施方式涉及的漏磁探伤装置的示意图。

[图12]为示出图11的情况下的漏磁探伤单元与非磁性辊的关系的图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下,针对本发明的实施方式进行说明。图1为示出本发明的第一实施方式涉及的漏磁探伤装置的示意图。图1的漏磁探伤装置1使钢带(steel strip)K沿长度方向(箭头X方向)行进,同时在生产线上(online)检测线状缺陷DT,所述漏磁探伤装置1对在将钢带K的被检查部分进行直流磁化时从线状缺陷DT泄漏的漏磁进行检测,从而检测线状缺陷。需要说明的是,将钢带的宽度方向设为Y方向,将钢带的板厚方向设为Z方向。

漏磁探伤装置1具有面对行进的钢带K配置的收纳箱3a、3b。在各收纳箱3a、3b内,将钢带K直流磁化、并检测由线状缺陷DT产生的漏磁的漏磁探伤单元10沿板宽度方向排列多个,并且沿钢带K的行进方向配置多列。收纳箱3a设置在钢带K的表面侧,探测来自钢带K的表面侧的漏磁。收纳箱3b设置在钢带K的背面侧,探测来自钢带K的背面侧的漏磁。

漏磁探伤装置1具有检测控制部4,检测控制部4对收纳箱3a、3b内的多个漏磁探伤单元10的动作进行控制,并且基于由各漏磁探伤单元10探测到的漏磁来判定线状缺陷的有无。

需要说明的是,在图1中,例示了在钢带K的两面上收纳箱3a、3b分别设置于两面的情况,在钢带K的板厚为0.9mm以下的情况下,仅配置于表面或者背面的任一面,就可以针对板厚方向的全范围进行探伤。但是,收纳箱3a、3b不需要位于相同的场所,也可以设置在不同的场所。

在各收纳箱3a、3b的与钢带K相对的面上,可以分别配置有多个漏磁探伤单元10。多个漏磁探伤单元10以面对行进的钢带K的方式进行设置。

对于多个漏磁探伤单元10,在收纳箱3a内的漏磁探伤单元10和收纳箱3b内的漏磁探伤单元10处呈所谓的交错状排列。即,多个漏磁探伤单元10在各个收纳箱3a、3b中成为如下状态:沿钢带K的宽度方向(箭头Y方向)直线状地并排而排成一列地配置有多个(例如5个),并且,多个漏磁探伤单元10以宽度方向的配置位置彼此错开的方式沿行进方向(箭头X方向)上配置(参见后述的图10)。需要说明的是,漏磁探伤单元10沿宽度的个数根据钢带K的宽度适当确定即可。

图2为示出图1的漏磁探伤单元10的一个例子的示意图。图2的漏磁探伤单元10设置在相对于钢带K而言非接触的位置,所述漏磁探伤单元10具备:旋转盘20和多个缺陷检测头30A~30D,所述旋转盘20以可旋转的方式被支承,所述多个缺陷检测头30A~30D分别设置在旋转盘20的周向上的不同位置。如图2所示,漏磁探伤单元10设置在相对于钢带K离开规定的离开量L的位置。为了可靠且稳定地检测来自线状缺陷DT的漏磁,旋转盘20与钢带K是平行的、以及离开量L不变是重要的。因此,旋转盘20以使离开量L相对于钢带K而言恒定的方式,设置成与钢带K平行。

离开量L可以根据钢带K的种类、后述的永磁体的尺寸、磁束密度等来适当设定,例如,可以例示为1mm。优选范围为0.5~3mm左右。若离开量过小,则有时磁束探伤单元10由于钢带K的上下移动而破损。相反,若离开量过大,则难以检测漏磁,因此缺陷检测精度变差。

如图1所示,为了减小离开量L的变动,也可以将压辊201设置在收纳箱的前后,抑制钢带K的上下移动。压辊201在图1中位于钢带的上侧,但压辊201也可以设置在钢带的下侧,此外,也可以用上下的压辊夹持钢带K。另外,在图1中,在钢带K沿水平方向移动的部分进行探伤,但也可以在钢带K沿垂直方向移动的部分进行探伤,另外,也可以在辊的部分进行探伤。

如图2所示,旋转盘20面向钢带K的探伤面,例如具有半径R1=175mm的尺寸。旋转盘20在中心CL固定在旋转轴21上,旋转轴21被支承为可向箭头R10方向旋转。旋转轴21经由正时皮带23与电动机22连接。当利用电动机22使正时皮带23向箭头R10方向旋转时,旋转轴21与旋转盘20一同向箭头R10方向旋转。需要说明的是,电动机22的动作及旋转盘20的旋转速度由检测控制部4控制,旋转盘20例如以恒定的速度旋转。需要说明的是,旋转盘20也可以直接连接于电动机22,或经由变速器等连接于电动机22。

如图3所示,在旋转盘20的旋转半径R2(例如R2=150mm)的旋转轨道RR上,多个缺陷检测头30A~30D分别设置于旋转盘20的周向上的不同位置。在图3中,针对4个缺陷检测头30A~30D分别以等间隔在周向上呈错开90°的状态配置的情况进行例示。另外,如图2所示,各缺陷检测头30A~30D相对于钢带K离开规定的离开量L,与钢带K非接触地面对。

图4的(A)、(B)是示出缺陷检测头30A~30D的一个例子的示意图,使用这些图来说明缺陷检测头30A~30D的构成。需要说明的是,由于缺陷检测头30A~30D具有相同的构成,因此使用图4针对缺陷检测头30A的构成进行说明。缺陷检测头30A将钢带K进行直流磁化,并且探测由于直流磁化而从线状缺陷DT泄漏的漏磁。具体而言,缺陷检测头30A具有磁化器31和磁传感器32,所述磁化器31用于对钢带K进行直流磁化,所述磁传感器32对由磁化器31进行磁化时,从线状缺陷DT泄漏的漏磁进行探测。

磁化器31具有永磁体31a、31b,以及由软钢形成的磁轭31c,所述磁轭31c由永磁体31a、31b磁化。永磁体31a、31b例如由钕磁铁形成,分离规定的磁极间隔地配置在磁轭31c的两端。磁轭31c的延伸方向成为钢带K被直流磁化时的磁化方向。如后所述,磁传感器32对磁传感器32的磁化方向与线状缺陷DT形成的探伤角度处于磁传感器32的可探伤范围内的线状缺陷DT进行检测。例如,在永磁体31a、31b由钕磁铁形成、磁轭31c的磁极间隔为30mm左右的情况下,可以得到板厚为0.9mm以下的钢带K的漏磁的探伤所需要的充分的磁力。

如图3所示,缺陷检测头30A~30D以设置位置上的旋转轨道RR的切线T与磁化方向J1~J4的倾斜角度β1~β4分别不同的方式进行配置。例如,缺陷检测头30A~30D处的倾斜角度β1~β4被配置成:在旋转轨道RR上的任意一点的基准位置,以顺时针为正时,分别为β1=30°、β2=10°、β3=-10°、β4=-30°。并且,多个缺陷检测头30A~30D将与倾斜角度β1~β4的差异对应的周向上的不同区域作为可探伤范围来检测线状缺陷。以下,针对可探伤范围及倾斜角度β1~β4与可探伤范围的关系进行说明。其中,旋转轨道RR上的任意一点的基准位置是指,例如,穿过旋转盘20的中心且与钢带K的长度方向(在图3中为Z方向)垂直的线与旋转轨道RR相交的两点中的一点。另外,顺时针为正是指,在任意一点的基准位置上,缺陷检测头30的磁化方向从任意一点的基准位置上的切线方向沿顺时针的方向移动时为正。

图5是示出缺陷检测头与线状缺陷的位置关系的示意图。需要说明的是,图5的缺陷检测头130具有与图4所示的缺陷检测头30A相同的构成,一个缺陷检测头130以磁化方向J(连结磁铁的N极和S极的线)与切线T相等(倾斜角度β=0°)的方式设置在旋转盘20上,在图5中示出了缺陷检测头130在各旋转位置的状态。此时,线状缺陷DT的形成方向(箭头X方向)与磁化方向所成的探伤角度γ与旋转角度θ一致(γ=θ),例如在旋转角度θ=90°的情况下,探伤角度γ=90°。其中,旋转角度θ以穿过旋转盘20的中心并与钢带K的长度方向(在图5中为X方向)垂直的线为基准。

图6是示出相对输出值的一个例子的曲线图,该相对输出值相对地表示图5所示的缺陷检测头130以不同的探伤角度通过线状缺陷时检测出的漏磁的值,图7是示出探伤角度与相对输出值的关系的曲线图。需要说明的是,图6的(a)表示探伤角度为γ=90°,图6的(b)表示探伤角度为γ=75°,图6的(c)表示探伤角度为γ=65°时的相对输出值。

首先,在试验用的钢带K上,在相当于旋转角度θ=90°、80°、75°、65°的宽度方向(箭头Y方向)的位置预先形成线状缺陷(条状缺陷)DT。使旋转盘20旋转,用缺陷检测头130的磁传感器32检测来自钢带K的漏磁。当缺陷检测头130对线状缺陷DT进行横切时,检测到大的漏磁。另一方面,来自没有线状缺陷DT的部分的漏磁达到噪声电平。利用旋转盘20的旋转,缺陷检测头130以不同的角度横切线状缺陷DT,从而检测出与旋转角度对应的尺寸的漏磁。因此,针对每个旋转角度θ检测漏磁,并求出相对输出值。

另外,在图6及图7中例示了探伤角度γ=65°~90°的范围的曲线图,在探伤角度γ大于90°的情况下、即旋转角度θ为90°<θ≤180°的情况下的相对输出值与探伤角度γ=180°-θ时的相对输出值相同。并且,图1的检测控制部4取得由缺陷检测头30A~30D探测出的如图6所示的输出值,并在所取得的输出值超过预先设定的阈值的情况下,输出表示存在缺陷的判定结果。缺陷的判定基准可以如下适当设定:将取得的输出值的最大值超过阈值的情况设为有缺陷;或取得的输出值多次超过阈值的情况设为有缺陷;等等。

图7表示各探伤角度下的相对输出值的最大值相对于γ为90°时的相对输出值的最大值的比的一个例子。如图6及图7所示,随着探伤角度γ从90°开始变小,检测出线状缺陷时的相对输出值变小。也就是说,磁化方向J与线状缺陷所成的探伤角度γ越接近90°,相对输出值越大。其中,通过适当设定噪声电平与检测出的相对输出值之比、即S/N比,可以精度良好地进行线状缺陷的检测。例如,若在S/N比为3以上时得到足够高的缺陷检测精度,则在图7的例子中,相对于噪声电平N=0.21而言,相对输出值=0.63以上即可。若将S/N比设为3以上,则在图5的情况下,缺陷检测头130的可探伤范围FR0达到旋转角度θ=90°的±15°的范围(75°≤θ≤105°)。需要说明的是,该可探伤范围的宽度并不限定于该范围,而是因永磁体31a、31b的磁力、磁轭31c的磁极间隔等而不同。S/N比也可以以能够可靠地检测线状缺陷DT的方式进行适当设定。

如上所述,图5针对以磁化方向J与切线方向T一致的方式,将缺陷检测头130设置在旋转盘20上的情况进行了例示。另一方面,如果磁化方向J相对于切线方向T以倾斜角度β倾斜,则可探伤范围FR0也以倾斜角度β旋转(75°-β≤θ≤105°-β)。也就是所,如图3所示,若缺陷检测头30A~30D的倾斜角度β1~β4各自不同,则各缺陷检测头30A~30D的可探伤范围FR1~FR4在周向上被设定在各自不同的区域。

图8是示出图3所示的多个缺陷检测头的每一个缺陷检测头的可探伤范围与钢带的宽度方向的探伤区域之间的关系的示意图。需要说明的是,图8的可探伤范围FR1~FR4分别对应于图3的缺陷检测头30A~30D。另外,设为各缺陷检测头30A~30D具有与图5~图7的缺陷检测头130相同的性能。另外,倾斜角度β1~β4与图3同样,分别设定为β1=30°、β2=10°、β3=-10°、β4=-30°。

即,代入β=β1,缺陷检测头30A的可探伤范围FR1形成在周向上45°≤θ≤75°的范围处。也就是说,例如S/N比达到3以上的可探伤范围FR1形成在相对于FR0而言旋转了30°的位置。同样地,代入β=β2,将检测头30B的可探伤范围FR2形成在周向上65°≤θ≤95°的范围处。代入β=β3,缺陷检测头30C的可探伤范围FR3形成在周向上85°≤θ≤115°的范围处。代入β=β4,缺陷检测头30D的可探伤范围FR4形成在周向上105°≤θ≤135°的范围处。

这样,各前述缺陷检测头30A~30D分别针对周向上的不同位置的可探伤范围FR1~FR4进行线状缺陷DT的探测。在该例子中,缺陷检测头30A的相对输出值在θ=60°(45°≤θ≤75°的中央)处达到最大。这是因为,在θ=60°时,缺陷检测头30A的磁化方向J与切线方向T一致。另一方面,在θ=45°和θ=75°相对输出值达到最小。也就是说,在FR1的中央相对输出值达到最大,而在FR1的两端达到最小。缺陷检测头30B~30D也是同样。将FR1~FR4各自的探伤角度、钢带K的位置、和相对输出值的关系示于图8。图8的相对输出值如下示意性地表示,将FR1~FR4的中央的角度处的相对输出值设为1,将S/N比达到3的探伤角度处的值作为最小值。

倾斜角度β1~β4被设定为,在周向上相邻的可探伤范围FR1~FR4中的各自的一部分彼此重叠而形成重叠探伤范围DR。例如,缺陷检测头30A的可探伤范围FR1为45°≤θ≤75°,与此相对,缺陷检测头30B的可探伤范围FR2为65°≤θ≤95°。在65°~75°的范围内,可探伤范围FR1、FR2彼此重叠,形成了重叠探伤范围DR。同样地,在可探伤范围FR2、FR3之间以及可探伤范围FR3、FR4之间也分别设定有重叠探伤范围DR。通过使相邻的可探伤范围FR1~FR4彼此相互重叠,能够无遗漏地检测旋转盘20的旋转轨道内的线状缺陷DT。需要说明的是,图1的检测控制部4在重叠探伤范围DR中,为判定线状缺陷的有无使用信号电平高的输出值(图8中,重叠探伤范围DR内用粗虚线表示的相对输出值)。

并且,一个漏磁探伤单元10整体的有效探伤范围FR是将由多个缺陷检测头30A~30D形成的周向的可探伤范围FR1~FR4全部重合而成的区域。在图8中,一个漏磁探伤单元10的有效探伤范围FR(θFR)达到45°≤θ≤135°。将其换算为钢带K的宽度方向(箭头Y方向)时,钢带K的宽度方向(箭头Y方向)的有效探伤范围FR在检测头30A~30D的旋转轨道半径R2=150mm的情况下,达到FR=2×(R2×cos45°)=R2×21/2=212mm(以旋转盘20的中心作为原点,在钢带K的宽度方向位置±106mm的范围)。通过以这种方式将倾斜角度赋予β1~β4,可以扩大一个漏磁探伤单元10的缺陷的探伤范围。这样,设定相当于FR1~FR4的范围的、一个漏磁探伤单元10的钢带K的宽度方向的探伤区域。

如上所述,有效探伤范围FR小于旋转盘20的直径。仅在钢带K的宽度方向上配置多个漏磁探伤单元10,线状缺陷DT有可能从有效探伤范围FR之间的间隙漏过。因此,如图9所示,以相邻的漏磁探伤单元10的有效探伤范围FR重叠的方式配置多个漏磁探伤单元10。将有效探伤范围FR重叠的部分称为有效重叠范围EDR。通过适当设定有效重叠范围EDR,能够减少线状缺陷DT从漏磁探伤单元10之间的间隙漏过的可能性。需要说明的是,在有效重叠范围EDR中,为判定线状缺陷的有无也使用信号电平高的输出值(图9中,在重叠探伤范围DR内用粗虚线表示的相对输出值)。

其中,在设置有效重叠范围EDR的情况下,不能将多个漏磁探伤单元10在与钢带K的行进方向正交的方向上配置成一列。因此,在设置有效重叠范围EDR的情况下,将多个漏磁探伤单元10在与钢带K的行进方向正交的方向上配置成多列。

图10是以多列配置多个漏磁探伤单元10的例子的示意图。图10表示在该例子中,以漏磁探伤单元10的中心在钢带K的宽度方向上分别错开规定量的方式进行配置。漏磁探伤单元10为一列时,不能设置有效重叠范围EDR,但通过以漏磁探伤单元10的中心彼此错开的方式配置多列,作为整体而言能够设置有效重叠范围EDR。并且,通过这样配置、排列漏磁探伤单元10,能够进一步减少线状缺陷DT的漏检,能够检测钢带K的宽度方向(图10的Y方向)整体的线状缺陷DT。

在下述漏磁探伤单元10的情况下,有效探伤范围为FR=R2×21/2=212mm,所述漏磁探伤单元10中旋转盘20的半径R1=175mm、缺陷检测头30A~30D的旋转轨道半径R2=150mm、缺陷检测头30A~30D的检测角度分别为β1=30°、β2=10°、β3=-10°、β4=-30°。如果以有效重叠范围EDR在钢带K的宽度方向达到24mm的方式,分别设置收纳箱3a内的漏磁探伤单元10,则最大可检查至1904mm的宽度。需要说明的是,也可以以钢带的宽度方向端部收至最外侧的漏磁探伤单元10的FR内的方式来配置漏磁探伤单元10。

总结以上内容,根据上述第一实施方式,通过使具有不同的倾斜角度β1~β4的多个缺陷检测头30A~30D相对于钢带K旋转,在周向上的每处不同区域分别设定各缺陷检测头30A~30D的可探伤范围FR1~FR4来检测线状缺陷DT,因此能够精度良好地检测来自线状缺陷DT的漏磁。

特别地,对于存在于薄钢带的表层下或者内部,宽度为1~2mm,在压延方向上从前头部开始平缓地变厚(即使中途的厚度较厚,也为20~30μm左右),之后到尾端部平缓地变薄这样的线状缺陷,也能够精度良好地检测。

另外,例如在由电动机22驱动的旋转盘20的旋转速度为3000rpm、钢带K的行进速度为200mpm时,可检测的线状缺陷DT的最短长度达到67mm(=(60/3000)×(200/60)×1000)。

多个缺陷检测头30A~30D具有彼此的可探伤范围FR1~FR4重叠的重叠探伤范围DR时,在漏磁探伤单元10的有效探伤范围FR内,能够无间隙地检测线状缺陷DT。此外,在多个漏磁探伤单元10具有彼此的有效探伤范围FR相重叠的有效重叠范围EDR时,作为漏磁探伤装置1整体,能够在钢带K的宽度方向(箭头Y方向)上,无间隙地检测线状缺陷DT。

另外,如图1所示,如果多个漏磁探伤单元10配置在对行进的钢带K进行按压的2个压辊201之间所夹持的区域,则能够抑制由钢带K的晃动对距离变动的影响。

此外,如图10所示,在多个漏磁探伤单元10交错地排列时,作为装置整体,能够设定在钢带K的宽度方向(箭头Y方向)上无间隙的探伤范围。

[第二实施方式]

图11为示出本发明的第二实施方式涉及的漏磁探伤装置300的示意图。在该例子中,漏磁探伤装置300具有与缠绕于非磁性辊2a上而行进的钢带K面对而配置的收纳箱301a。在各收纳箱301a内配置多个漏磁探伤单元10。另外,漏磁探伤装置300具有检测控制部4,该检测控制部4控制收纳箱内的漏磁探伤单元10的动作,并且基于由各漏磁探伤单元10探测出的漏磁来判定线状缺陷的有无,这与第一实施方式是同样的。

图12为示出图11的情况下的漏磁探伤单元10与非磁性辊2a之间的关系的图。在该实施方式中,如图12所示,漏磁探伤单元10以与缠绕于非磁性辊2a的部位的钢带K面对的方式设置。具体而言,以使连结缺陷检测头30A(或30B~30D)和非磁性辊2a的中心P的线GL与非磁性辊2a相交的点E处、非磁性辊2的切线与旋转盘20平行的方式,设置漏磁探伤单元10。另外,在所述的点P处,缺陷检测头30A(或30B~30D)和钢带K的离开量被设置为规定的值L。当然,GL与CL平行。

钢带K利用施加在X方向上的张力而与非磁性辊2密合,可以抑制离开量L的变动,因此钢带K与漏磁探伤单元10之间的距离也几乎没有变动。其结果,在检测漏磁时能够排除距离变动的影响,能够实现极其稳定的钢带K的生产线上探伤。另外,也可以在与设置有收纳箱301a的非磁性辊2a不同的非磁性辊2b上设置收纳箱301b,以检测与收纳箱301a相反的面的线状缺陷DT。需要说明的是,在第三实施方式中,为了检查钢带K的整个宽度,如图12所示,以不同的角度设置漏磁探伤单元10即可。或者,也可以在另一非磁性辊2上重新设置收纳箱。

本发明的实施方式不限定于上述实施方式,可以施加各种变更。例如,在上述各实施方式中,针对配置有4个缺陷检测头30A~30D的情况进行了例示,也可以为3个以上。另外,通过使缺陷检测头30A~30D多于4个,能够进行更高精度的探伤。此外,在上述实施方式中,针对4个缺陷检测头30A~30D的倾斜角度β1~β4全部不同的情况进行了例示,多个缺陷检测头30A~30D中的至少一个的倾斜角度与其他缺陷检测头不同即可。

另外,在图3中,针对多个缺陷检测头30A~30D分别在周向上以等间隔设置的情况进行了例示,也可以以不同的间隔进行设置。此外,针对多个缺陷检测头30A~30D设置在相同的旋转轨道RR上的情况进行了例示,也可以设置在径向的不同位置上。

另外,如图3或图5所示,如上所述,针对线状缺陷DT的方向为θ=90°的方向的情况进行了说明,但并不限于此,线状缺陷DT的方向相对于θ=90°倾斜时,也可以适用本发明。此时,图7所示的探伤角度γ与相对输出值的关系也基本不变。

另外,在收纳箱3a、3b内,漏磁探伤单元10在钢带K的行进方向配置多列,漏磁探伤单元10也可以配置一列。但是,在配置一列的情况下,为了检测板宽度方向整体的缺陷,需要在钢带K的行进方向配置多个收纳箱。

此外,在上述各实施方式中,例示了钢板用于汽车用的车体、部件的情况,但所述钢板为可以适用于电气制品用等除汽车用以外的各种广泛范围的用途的钢板。

附图标记说明

1、300 漏磁探伤装置

2a、2b 非磁性辊

3a、3b、301a、301b 收纳箱

4 检测控制部

10 漏磁探伤单元

20 旋转盘

21 旋转轴

22 电动机

23 正时皮带

30A~30D、130 缺陷检测头

31 磁化器

31a、31b 永磁体

31c 磁轭

32 磁传感器

201 压辊

DR 重叠探伤范围

DT 线状缺陷(条状缺陷)

EDR 有效重叠范围

FR、θFR 有效探伤范围

FR0~FR4 可探伤范围

J、J1~J4 磁化方向

K 钢带

L 离开量

RR 旋转轨道

T 切线

β 倾斜角度

β1~β4 倾斜角度

γ 探伤角度

θ 旋转角度

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