JPH0682117B2

JPH0682117B2 - 電縫銅管の超音波探傷装置

Info

Publication number: JPH0682117B2
Application number: JP63327942A
Authority: JP
Inventors: 清美堀越; 文彦新山; 皓二河村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1994-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH02173562A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は鋼管の壁部内に存在する欠陥を検知するために
用いられる超音波探傷技術に関し、特に鋼管として電縫
鋼管の溶接部に発生し得る溶接欠陥を検知するのに適し
た超音波探傷技術に関する。

〔従来の技術〕

第５図を参照すると、鋼管の壁部内に含まれるひび割
れ、空洞等の欠陥を超音波でもって検知する超音波探傷
の原理が図解されている。

第５図において、参照番号10は超音波発生素子例えば振
動子を示し、この振動子10に適当なパルス電圧が印加さ
れると、振動子10は超音波12を発生するようになってい
る。一般に、密度が極端に異なる媒質境界面では超音波
は反射させられ、その媒質境界面を通過することはな
い。例えば、空気中で発生させられた超音波は高密度の
金属媒体に入射することはない。このため第５図に示す
ように、振動子10は包囲体16によって覆われ、その包囲
体16内は空気よりも密度の高い水でもって満たされ、こ
れにより振動子10からの超音波12は鋼管14の壁部中にそ
の外壁面から入射し得ることになる。なお、包囲体16を
用いて振動子10を水雰囲気中に置く代わりに鋼管14を水
中に沈めた状態で超音波探傷を行う場合には、かかる包
囲体は必要とされない。超音波12が鋼管14に入射させら
れると、水と鋼との密度差のために超音波は屈折させら
れ、このとき超音波12の入射角θ_１と屈折角θ_２との関
係は以下の式によって表される。

υ₁/sinθ_１＝υ₂/sinθ_２ここで、υ_１は水中での超音波の伝播速度（約1480m/
s）、υ_２は鋼中での伝播速度（約3230m/s）である。

このように屈折させられた超音波12は第５図に示すよう
に鋼管14の内壁面で一旦反射させられ、その後鋼管14の
壁部内の欠陥例えば空洞18に出会ったとすれば、そこで
反射させられるが、かかる欠陥等と出会わなければ、鋼
管14の外壁面と内壁面との間で反射を繰り返しつつ次第
に減衰する。欠陥18に出会った反射された超音波は反射
エコー（所謂Ｆエコー）として元の経路に沿って戻り、
その反射エコーは振動子10によって受信され、これによ
り欠陥18の存在が検知されることになる。このとき超音
波12の入射角および屈折角が既知とされ、しかも超音波
12の発射からその反射エコーの受信までの時間が測定さ
れるならば、欠陥18の位置までも検知することが可能と
なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第６図Ａおよび第６図Ｂを参照すると、電縫鋼管の溶接
部に含まれる欠陥を従来の超音波探傷法でもって検知す
る場合について図解されている。

第６図Ａおよび第６図Ｂでは、電縫鋼管がそれぞれ参照
番号14aおよび14bで示され、この双方の電縫鋼管14aお
よび14bの外径は同一とされるが、その肉厚taおよびtb
は異なり、ta＜tbとされる。電縫鋼管14aにはそれぞれ
３つの超音波発生器20₁,20₂および20₃が適用され、これ
ら超音波発生器からは超音波12₁,12₂および12₃が発生さ
れる。電縫鋼管14aに対する超音波発生器20₁,20₂および
20₃の設置については、第６図Ａに示すように、電縫鋼
管14aの溶接部Ｗが超音波12₁,12₂および12₃によってそ
の厚さ方向に等間隔に照射されるように行われる。な
お、超音波が媒質中を伝播する場合、それは次第に拡散
することになるので、超音波12₁,12₂および12₃の各々が
溶接部Ｗに照射されるとき、その照射領域は互いにオー
パラップし、このため溶接部Ｗが全体について超音波探
傷が行われることになる。

ところで、上述したような電縫鋼管は長尺の鋼板をその
長手方向に沿って順次筒状に成形し、次いでその継合わ
せ部を電気溶接することによって得られ、このような加
工ラインは種々の板厚の鋼板に対して共通のものとされ
る。すなわち、同一の加工ラインからは種々の肉厚の電
縫鋼管が得られることになる。この場合、電縫鋼管の肉
厚が変わる度毎に超音波発生器20₁,20₂および20₃の配置
を再設定しなければならず、この再設定作業のためにラ
インを停止させることが問題点として指摘されている。
詳しく述べると、肉厚taの電縫鋼管14aに対して超音波
探傷を終了した後、肉厚tbの電縫鋼管14bについて超音
波探傷を行う場合には、第６図Ｂに示すように超音波の
反射位置が変わり、溶接部Ｗ全体が探傷されなくなるの
で、それに応じて超音波発生器20₁,20₂および20₃の配置
を第６図Ｃに示すように変更し、これにより該被探傷領
域の全体に超音波12₁,12₂および12₃が等間隔に照射し得
るようにすることが必要とされる。

従来の超音波探傷法の別の問題点としては、特に電縫鋼
管の欠陥検知に対する信頼性が低い点が指摘されてい
る。というのは、電縫鋼管の加工ラインにおいて、鋼板
を筒状に成形する際に潤滑液としてソリブル油が用いら
れるが、そのソリブル油が電縫鋼管の内壁面に液滴とし
て付着した場合にその液滴付着箇所が欠陥部として誤認
され得るからである。詳しく述べると、第７図Ａに示す
ように、電縫鋼管の内壁面にソリブル油の液滴22が付着
した場合、その箇所に超音波24が当たると、超音波24は
そこで反射することなく液滴22中に入射してその液面で
反射させられ、その反射エコーのために液滴22の付着箇
所が欠陥部として誤認されることになる。すなわち、液
滴22の付着箇所にはあたかも第７図Ｂに示すような欠陥
部26が存在するかのように誤認されることになる。な
お、ソリブル油だけに限らず、水滴等の液滴が鋼管の内
壁面に付着した場合も同様な問題が生じ得ることは言う
までもない。

したがって本発明の目的は同一外径を持つが肉厚の異な
る種々の電縫鋼管について効果的に欠陥検知を行い得る
超音波探傷装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による超音波探傷装置は第１図に示すように構成
されるものであって、所定の移動経路に沿って移動させ
られる電縫鋼管の外壁面に適用されるように支持された
少なくとも１つの超音波発生手段を具備し、この超音波
発生手段は超音波を該電縫鋼管の外壁面から入射させて
その壁部内で屈折させる際に該壁部内での超音波の伝播
方向を該電縫鋼管の接線方向としかつその溶接部に向け
るように該外壁面に対する超音波の入射角を設定し得る
ようになっている。本発明による超音波探傷装置は、更
に、超音波発生手段から発生させられて該電縫鋼管の溶
接部に向けられた超音波の反射エコーを受信し、前記超
音波発生手段と同一部位に配置した受信手段と、この受
信手段によって受信された反射エコーを所定の閾値でも
って比較する比較手段と、この比較手段から得られる比
較結果を記録手段とを具備する。本発明による超音波探
傷装置は、かかる受信手段で超音波の反射エコーの感度
を電縫鋼管の肉厚に応じて変更する感度変更手段によっ
て特徴付けられる。

本発明による超音波探傷装置において、上述の受信手段
によって受信される反射エコーから所定の時間帯域分だ
けを電縫鋼管の外形肉厚に応じて選択する選択手段を設
けることもできる。

〔作用〕

以上の記載から明らかなように、本発明による超音波探
傷装置にあっては、超音波発生手段は超音波を鋼管の外
壁面から入射させてその壁部内で屈折させる際に該壁部
内での超音波の伝播方向を鋼管の接線方向となるように
該外壁面に対する超音波の入射角を設定し得るようにさ
れるので、鋼管の内壁面にソリブル油等の液滴が付着し
ていても、そこが欠陥部として誤認されることはなく、
また同一外径の鋼管については、その肉厚が異なってい
ても、超音波発生手段の位置設定を変更する必要はな
い。一方、本発明による超音波探傷装置では、鋼管の肉
厚に応じて反射エコーの強度特性が異なることから、欠
陥の存在を判別すべく反射エコーを閾値でもって比較す
る際に超音波の反射エコー高さが感度変更手段によって
鋼管の肉厚に応じて変更させられる。

〔実施例〕

次に、添付図面の第２図、第３図Ａ、第３図Ｂおよび第
４図を参照して、本発明による超音波探傷装置の実施例
について説明する。

第２図を参照すると、本発明による超音波探傷装置の一
実施例が示され、この超音波探傷装置は４つの超音波発
生器U₁,U₂,U₃およびU₄を具備し、これら超音波発生器は
互いに同一の構成を持ち、しかも超音波発生源として振
動子を有するタイプのものとされる。超音波発生器U₁,U
₂,U₃およびU₄は電縫鋼管28の移動経路付近に配置され、
しかも該移動経路に沿って移動させられる鋼管の外壁面
に適用されるように適当な支持装置（図示されない）に
よって支持される。なお、超音波発生器U₁,U₂,U₃および
U₄は各々は第５図で説明したような包囲体を備え、この
包囲体には探傷作業中は絶えず水が供給され、該包囲体
内は常に水で満たされるようになっている。

超音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄において、電縫鋼管28に
超音波を入射させる際の入射角設定が調節自在となって
おり、その入射については、第３図Ａに概略的に示すよ
うに、超音波を電縫鋼管28の外壁面から入射させてその
壁部内で屈折させる際に該壁部内での超音波の伝播方向
を電縫鋼管28の接線方向となるように設定される。ま
た、超音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄の配置間隔について
は、電縫鋼管28の溶接部Ｗに沿って（すなわち、厚さ方
向）超音波が等間隔に照射するようにされ、このため溶
接欠陥の検知が溶接部Ｗの全体について達成され得るこ
とになる。第３図Ａに示すように、比較的肉厚の厚い電
縫鋼管28の場合には、４つの超音波発生器U₁,U₂,U₃およ
びU₄のすべてが用いられるが、第３図Ｂに示すように、
比較的肉厚の薄い電縫鋼管28′の場合には、４つの超音
波発生器のうち２つの超音波発生器U₁およびU₂だけが用
いられる。というのは、言うまでもなく、電縫鋼管28′
の溶接部Ｗの厚さが電縫鋼管28の溶接部Ｗの厚さよりも
薄く、このため電縫鋼管28′の探傷領域が２つの超音波
発生器U₁およびU₂だけでカバーされることになるからで
ある。

ここで注目すべき点は、所定の外径の電縫鋼管に対して
各超音波発生器の超音波入射角が一旦設定されれば、肉
厚の異なった同一外径の電縫鋼管に対しては、超音波発
生器のそれぞれについて超音波入射角を設定し直さなく
とも、その接線方向に超音波を伝播させ得るということ
である。具体的に述べると、第３図Ａで示す電縫鋼管28
と第３図Ｂで示す電縫鋼管28′とでは、それらの肉厚は
互いに異なるが、その双方の外径が等しくされているの
で、超音波発生器U₁およびU₂の超音波入射角が電縫鋼管
28に対して一旦設定されれば、電縫鋼管28′の場合につ
いても入射超音波の伝播方向は第３図Ｂに示すように電
縫鋼管28′の接線方向となるということである。このこ
とは、後述するように、肉厚が異なっていても外径が同
一である電縫鋼管については、超音波発生器U₁,U₂,U₃お
よびU₄のそれぞれの超音波入射角の設定を一定に維持し
た侭で連続的に探傷作業を行い得るということを意味す
る。なお、異なった外径の電縫鋼管を探傷する場合に
は、その外径に応じて超音波発生器の超音波入射角度を
設定し直すことは必要である。

超音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄にはそれぞれ送信パルサ
30₁,30₂,30₃および30₄、これら送信パルサには発振器32
が接続される。送信パルサ30₁,30₂,30₃および30₄の各々
はAND回路として構成され得るものであり、これら送信
パルサには所定のパルス巾のパルスが制御回路34から必
要に応じて入力され、一方発振器32からは高周波電圧信
号が各送信パルサに入力される。要するに、送信パルサ
30₁,30₂,30₃および30₄のそれぞれにパルスが入力される
度毎に各送信パルサからそれぞれの超音波発生器U₁,U₂,
U₃,U₄に所定電圧が印加され、これにより、各超音波発
生器から超音波が発生させられることになる。

本実施例では、超音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄の各々は
反射エコーの受信器としても機能し、各超音波発生器は
そこから発生された超音波の反射エコーを受信するよう
になっている。反射エコーが超音波発生器によって受信
されると、その反射エコー信号は受信回路36₁,36₂,36₃,
36₄に入力され、次いで増幅回路38₁,38₂,38₃,38₄で増幅
された後にA/D変換器40₁,40₂,40₃,40₄によってデジタル
データに変換されて制御回路34に入力される。しかしな
がら、受信回路36₁,36₂,36₃,36₄に入力された反射エコ
ー信号のすべてがA/D変換器40₁,40₂,40₃,40₄によってA/
D変換される訳ではなく、その所定の時間帯域の反射エ
コー信号だけが増幅されることになる。というのは、本
実施例では、電縫鋼管の溶接部Ｗの欠陥部が検知される
のであるから、その溶接箇所にもし欠陥部が存在すると
した場合には、欠陥エコー信号（所謂Ｆエコー）が反射
エコー信号の時間帯域中のどの部分に存在し得るかは予
測し得るので、その時間帯域部分に含まれる反射エコー
信号だけをA/D変換すれば十分だからである。

そのような時間帯域部分（所謂ゲート巾）に含まれる反
射エコー信号だけをA/D変換するために、増幅回路38₁,3
8₂,38₃,38₄にはゲート回路42が接続される。ゲート回路
42は例えばダウンカウンタ機能およびタイマ機能を備え
るものとして構成され、ダウンカウンタ機構は超音波発
生器から超音波が発生させられた時点からA/D変換器4
0₁,40₂,40₃,40₄の動作開始まで時間を規制し、タイマ機
能はA/D変換器40₁,40₂,40₃,40₄の動作時間すなわちゲー
ト巾を規制する。要するに、ゲート回路42は超音波発生
器から超音波が発生させられた時点から所定時間経過後
にA/D変換器38₁,38₂,38₃,38₄を所定時間だけ動作させる
ように機能し、これにより所定の時間帯域部分すなわち
ゲート巾に含まれる反射エコー信号だけがA/D変換され
ることになる。したがって、A/D変換器40によってデジ
タルデータとして変換される反射エコー信号はかかるゲ
ート巾に含まれるものだけとなる。そのようなデジタル
データは制御回路34で所定の閾値と比較され、これによ
り電縫鋼管28の溶接部Ｗに欠陥部が存在するか否かが判
断されるが、これについては後で詳しく説明する。

ところで、電縫鋼管の外径が変化すると、超音波発生器
の設置位置と溶接部の位置との間の距離は変化し得るの
で、それに伴ってゲート開始位置ゲート巾をシフトする
ことが必要であり、そのようなシフト量は超音波発生器
U₁,U₂,U₃およびU₄のそれぞれについて当然異なる。そこ
で、かかるゲート開始位置ゲート巾を電縫鋼管の外径肉
厚に応じてシフトさせるために、ゲート回路42には４つ
のレジスタR₁,R₂,R₃およびR₄が設けられ、これらレジス
タにはゲート回路42のダウンカウンタ機能でカウントさ
れるべき初期値すなわちゲート開始位置ゲート巾シフト
データが電縫鋼管の外径肉厚に応じて制御回路34によっ
て書き込まれるようになっている。換言すれば、超音波
発生器から超音波が発生させられた時点からA/D変換器4
0₁,40₂,40₃,40₄の動作開始までの時間が電縫鋼管の外径
肉厚に応じて調節されることになる。なお、レジスタ
R₁,R₂,R₃およびR₄はそれぞれ超音波発生器U₁,U₂,U₃およ
びU₄に対応する。

制御回路34はマイクロコンピュータによって構成され、
それは第２図から明らかなように中央処理装置（CPU）4
4と、超音波探傷装置の作動プログラム、定数、マップ
等を記憶している読出し専用メモリ（ROM）46と、一時
的なデータ等を記憶する書込み・読出し可能なメモリ
（RAM）48と、入出力インターフェース（I/O）50とを包
含する。

上述したように、デジタルデータとして変換された反射
エコー信号は制御回路34で所定の閾値と比較され、これ
により電縫鋼管の溶接部Ｗに欠陥部が存在するか否かが
判断されるが、超音波の反射エコー感度は種々の外径お
よび肉厚を持つサンプル電縫鋼管に人工欠陥部を予め形
成し、その人工欠陥部から得られるＦエコー強度に基づ
いて決められる。このようにして得られた感度データは
電縫鋼管の外径、肉厚に基づく補正データとしてマップ
化されてROM46に格納され、その感度マップからは電縫
鋼管の外径データおよび肉厚データをアドレス信号とし
て所定の感度が読み出されるようになっている。また、
ROM46にはレジスタR₁,R₂,R₃およびR₄に書き込まれるべ
きゲート開始位置、ゲート巾シフトデータのマップも格
納され、そのマップからは電縫鋼管の外径肉厚データを
アドレス信号としてゲート開始位置ゲート巾シフトデー
タが読み出され、それが該当レジスタに書き込まれるこ
とになる。なお、感度データマップならびにゲート開始
位置、ゲート巾シフトデータマップが超音波発生器U₁,U
₂,U₃およびU₄のそれぞれについて用意されていることは
明らかであろう。

反射エコー信号は適当な記録器例えばオシロスコープCR
T52あるいはペンレコーダ等に表示され、かかる閾値を
越える反射エコー信号が存在するとき、電縫鋼管28の溶
接部Ｗに欠陥部が検知されたことになる。

本実施例では、電縫鋼管の外径データおよび肉厚データ
を入力するための入力手段としてキーボード54が用いら
れ、先ず、超音波探傷装置の作動開始時に探傷すべき電
縫鋼管の外径データおよび肉厚データが入力され、また
探傷すべき電縫鋼管の外径および肉厚が変わる度毎にそ
のデータが入力し直される。

なお、参照番号56は始動スイッチを示し、この始動スイ
ッチ56を“オン”することによって、超音波探傷装置の
作動が開始される。

次に、第４図に示す超音波探傷ルーチンを参照して、以
上に述べた超音波探傷装置の作動について説明する。

先ず、超音波探傷装置を作動させる前に、探傷すべき電
縫鋼管の外径に応じて超音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄の
超音波入射角を設定し、入射超音波が電縫鋼管の壁部内
をその接線方向に伝播するようにされる。

第４図の超音波探傷ルーチンは始動スイッチ56を“オ
ン”することによって実行される。ステップ401では、
探傷すべき電縫鋼管の外径、肉厚、閾値データが入力さ
れたか否かが判断され、外径、肉厚、閾値データが入力
されるまで、超音波探傷ルーチンは待避状態を維持す
る。

外径、肉厚データが入力されると、ステップ402では、
ゲート開始位置ゲート巾シフトデータが入力外径、肉
厚、データに基づいてROM46から読み出されてゲート回
路42のレジスタR₁,R₂,R₃およびR₄に書き込まれる。

次いで、ステップ403に進み、感度校正処理が実施され
る。感度校正処理が完了した場合には、ステップ404に
進み、そこでは超音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄のそれぞ
れについて、Ｆエコーに対する所定の感度補正値がROM4
6から読み出されてRAM48に一時的に格納される。

次いで、ステップ405では、肉厚データがd₁よりも小さ
いか否かが判断され、もし肉厚＜d₁であれば、ステップ
406に進み、そこでは送信パルサ30₁だけにパルスが制御
回路34から入力され、超音波発生器U₁だけが作動させら
れる。すなわち、肉厚d₁以下の電縫鋼管では、その探傷
領域は超音波発生器U₁だけでカバーされ得ることになる
ので、超音波発生器U₁だけで探傷が行われる。

超音波発生器U₁から発生させられた超音波の反射エコー
信号のうち所定のゲート巾に含まれるものだけがA/D変
換器40₁でデジタルデータに変換された後に制御回路34
に取り込まれる。ステップ408では、反射エコーデータ
がRAM48に一時的に格納されていた閾値と比較され、そ
の比較結果はステップ409で記録器（本実施例では、ペ
ンレコーダ）に記録される。次いで、ステップ410に進
むと、電縫鋼管の全長に亘って探傷が行われたか否かが
判断され、その全長に亘って探傷が行われるまで、ステ
ップ405から410までが繰り返される。

電縫鋼管の全長に亘って探傷が終了すると、ステップ41
1に進み、そこでは電縫鋼管の肉厚データの入力変更が
あるか否かが判断され、肉厚データの入力変更がある場
合には、ステップ404に戻される。電縫鋼管の肉厚デー
タの入力変更がない場合には、ステップ412に進み、そ
こでは電縫鋼管の外径データの入力変更があるか否かが
判断され、外径データの入力変更がある場合には、ステ
ップ402に戻される。電縫鋼管の外径データの入力変更
がない場合には、超音波探傷ルーチンは終了する。

ステップ405において、もし肉厚≧d₁であれば、ステッ
プ413に進み、そこでは肉厚データがd₁とd₂との間に含
まれる値か否かが判断され、もしd₁≦肉厚＜d₂であれ
ば、ステップ414に進み、そこでは送信パルサ30₁および
30₂だけにパルスが制御回路34から入力され、超音波発
生器U₁およびU₂だけが作動させられる。すなわち、肉厚
d₁以上でd₂以下の電縫鋼管では、その探傷領域は超音波
発生器U₁およびU₂だけでカバーされ得ることになるの
で、超音波発生器U₁およびU₂だけで探傷が行われる。

超音波発生器U₁およびU₂のそれぞれから発生させられた
超音波の反射エコー信号のうち所定のゲート巾に含まれ
るものだけがA/D変換器40₁,40₂でデジタルデータに変換
された後に制御回路34に取り込まれる。ステップ415で
は、超音波発生器U₁およびU₂のそれぞれからの反射エコ
ーデータがRAM48に一時的に格納されていた該当閾値と
比較され、その比較結果はステップ416で記録器に記録
される。次いで、ステップ417に進むと、電縫鋼管の全
長に亘って探傷が行われたか否かが判断され、その全長
に亘って探傷が行われるまで、ステップ413から417まで
が繰り返される。

ステップ413において、もし肉厚＞d₂であれば、ステッ
プ418に進み、そこでは肉厚データがd₂とd₃との間に含
まれる値か否かが判断され、もしd₂≦肉厚＜d₃であれ
ば、ステップ419に進み、そこでは送信パルサ30₁,30₂お
よび30₃だけにパルスが制御回路34から入力され、超音
波発生器U₁,U₂およびU₃だけが作動させられる。すなわ
ち、肉厚d₂以上でd₃以下の電縫鋼管では、その探傷領域
は超音波発生器U₁,U₂およびU₃だけでカバーされ得るこ
とになるので、超音波発生器U₁,U₂およびU₃だけで探傷
が行われる。

超音波発生器U₁,U₂およびU₃のそれぞれから発生させら
れた超音波の反射エコー信号のうち所定のゲート巾に含
まれるものだけがA/D変換器40₁,40₂,40₃でデジタルデー
タに変換された後に制御回路34に取り込まれる。ステッ
プ420では、超音波発生器U₁,U₂およびU₃のそれぞれから
の反射エコーデータがRAM48に一時的に格納されていた
該当閾値と比較され、その比較結果はステップ421で記
録器に記録される。次いで、ステップ422に進むと、電
縫鋼管の全長に亘って探傷が行われたか否かが判断さ
れ、その全長に亘って探傷が行われるまで、ステップ41
8から422までが繰り返される。

電縫鋼管の全長に亘って探傷が終了すると、ステップ41
1に進み、そこでは電縫鋼管の肉厚データの入力が変更
があるか否かが判断され、肉厚データの入力変更がある
場合には、ステップ404に戻される。電縫鋼管の肉厚デ
ータの入力変更がない場合には、ステップ412に進み、
そこでは電縫鋼管の外径データの入力変更があるか否か
が判断され、外径データの入力変更がある場合には、ス
テップ402に戻される。電縫鋼管の外径データの入力変
更がない場合には、超音波探傷ルーチンは終了する。

ステップ418において、もし肉厚≧d₃であれば、ステッ
プ423に進み、そこでは送信パルサ30₁,30₂,30₃および30
₄のすべてにパルスが制御回路34から入力され、超音波
発生器U₁,U₂,U₃およびU₄のすべてが作動させられる。す
なわち、肉厚d₃以上の電縫鋼管では、その探傷領域は超
音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄のすべてによってカバーさ
れ得ることになるので、超音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄
のすべてが探傷に用いられる。

超音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄のそれぞれから発生させ
られた超音波の反射エコー信号のうち所定のゲート巾に
含まれるものだけがA/D変換器40₁,40₂,40₃,40₄でデジタ
ルデータに変換された後に制御回路34に取り込まれる。
ステップ424では、超音波発生器U₁,U₂,U₃およびU₄のそ
れぞれからの反射エコーデータがRAM48に一時的に格納
されていた該当閾値と比較され、その比較結果はステッ
プ425で記録器に記録される。次いで、ステップ426に進
むと、電縫鋼管の全長に亘って探傷が行われたか否かが
判断され、その全長に亘って探傷が行われるまで、ステ
ップ423から426までが繰り返される。

上述の実施例では、探傷すべき電縫鋼管の外径データお
よび肉厚データがキーボード54で手動入力するように構
成されたが、電縫鋼管の移動経路に外径測定器および肉
厚測定器を配置し、これら測定器によって測定された外
径データおよび肉厚データを制御回路34に入力するよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上の記載から明らかなように、本実施例によれば、鋼
管の外壁面からその壁部に入射させられた超音波は鋼管
の接線方向に伝播させられ、このため液滴付着箇所が欠
陥部として誤認されることがないので、超音波探傷の信
頼性が高められる。また、超音波が鋼管の接線方向に伝
播させられることから、同一外径の鋼管については、そ
の肉厚が異なっていても、超音波発生器の位置設定を変
更する必要はないので、同一外径の電縫鋼管については
効率良く超音波探傷を行うことが可能である。更に、本
発明による超音波探傷装置においては、鋼管の肉厚に応
じて反射エコーの強度特性が異なる点を配慮して、欠陥
の存在を判別すべく反射エコーを閾値でもって比較する
際に超音波の反射エコー感度が感度変更手段によって鋼
管の肉厚に応じて変更させられるようになっているの
で、超音波探傷の作業効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波探傷装置の構成図、第２図
は本発明による超音波探傷装置のブロック図、第３図Ａ
および第３図Ｂは本発明による超音波探傷装置の超音波
探傷法を説明する概略図、第４図は本発明による超音波
探傷装置の作動を説明する超音波探傷ルーチン、第５図
は従来の超音波探傷原理を説明する概略図、第６図Ａな
いし第６図Ｃは従来の超音波探傷方法を説明する概略
図、第７図Ａおよび第７図Ｂは従来の超音波探傷方法の
問題点の一つを説明する説明図である。 28……電縫鋼管、30₁,30₂,30₃,30₄……送信パルサ、32
……発振器、34……制御回路、36₁,36₂,36₃,36₄……受
信回路、38₁,38₂,38₃,38₄……増幅回路、40₁,40₂,40₃,4
0₄……A/D変換器、42……ゲート回路、44……CPU、46…
…ROM、48……RAM、50……I/O、52……CRT、54……キー
ボード、56……始動スイッチ、U₁,U₂,U₃,U₄……超音波
発生器、R₁,R₂,R₃,R₄……レジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河村皓二東京都千代田区神田小川町２丁目12番地日鉄テクノス株式会社内 (56)参考文献特開昭57−22555（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−146159（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−65362（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の移動経路に沿って移動させられる電
縫鋼管の外壁面に適用されるように支持された少なくと
も１つの超音波発生手段を具備し、この超音波発生手段
は超音波を該電縫鋼管の外壁面から入射させてその壁部
内で屈折させる際に該壁部内での超音波の伝播方向を該
電縫鋼管の接線方向としかつその溶接部に向けるように
該外壁面に対する超音波の入射角を設定し得るようにな
っており、更に、前記超音波発生手段から発生させられ
て該電縫鋼管の溶接部に向けられた超音波の反射エコー
を受信し、前記超音波発生手段と同一部位に設置した受
信手段と、この受信手段によって受信された反射エコー
を所定の閾値でもって比較する比較手段と、この比較手
段から得られる比較結果を記録手段と、前記受信手段で
超音波の反射エコーの感度を電縫鋼管の肉厚に応じて変
更する感度変更手段とを具備して成る超音波探傷装置。
【請求項２】請求項１に記載の超音波探傷装置におい
て、更に、前記受信手段によって受信される反射エコー
から所定の時間帯域部分だけを電縫鋼管の外形肉厚に応
じて選択する選択手段が設けられるていることを特徴と
する超音波探傷装置。