JPH0760459A - 電縫管の溶接位置検出方法および装置 - Google Patents
電縫管の溶接位置検出方法および装置Info
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- JPH0760459A JPH0760459A JP20977493A JP20977493A JPH0760459A JP H0760459 A JPH0760459 A JP H0760459A JP 20977493 A JP20977493 A JP 20977493A JP 20977493 A JP20977493 A JP 20977493A JP H0760459 A JPH0760459 A JP H0760459A
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- welded pipe
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】造管後ある程度時間を経ても、また熱処理をし
たものであっても、電縫管の溶接部位置を、高精度で安
定して検出することを目的とする。 【構成】電縫管をターニングローラで回転させながら、
電縫管の内面の位置を高精度レーザ変位計で計測し、さ
らに同位置に対向する外面の位置を徴細な変動は捕らえ
ないが管の偏芯や振動を捕らえるのに充分な精度をもっ
た渦電流式変位計で計測する。両計測値の差をとること
により、管の偏芯や振動を含まない正味の内面の凹凸を
抽出し、この差に基づいて溶接位置を検出する。
たものであっても、電縫管の溶接部位置を、高精度で安
定して検出することを目的とする。 【構成】電縫管をターニングローラで回転させながら、
電縫管の内面の位置を高精度レーザ変位計で計測し、さ
らに同位置に対向する外面の位置を徴細な変動は捕らえ
ないが管の偏芯や振動を捕らえるのに充分な精度をもっ
た渦電流式変位計で計測する。両計測値の差をとること
により、管の偏芯や振動を含まない正味の内面の凹凸を
抽出し、この差に基づいて溶接位置を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電縫管の溶接部検査
工程の自動化および精度向上のための溶接位置検出方法
に関するものである。
工程の自動化および精度向上のための溶接位置検出方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電縫管の溶接部の自動検査例えば自動探
傷では、まず電縫管の溶接部の、管周上の位置を検出す
る必要がある。例えば鋼管をその周方向に回転駆動する
ロ−ラ上に電縫管を載せて回転させて溶接部を検出し、
該溶接部が所定の位置に達したときに回転止めて、該位
置を自動探傷する。この自動探傷の信頼性を確保するに
は、まず溶接部位置の正確な検出が必要である。従来の
溶接位置検出方法としては、様々な方法が知られている
が例えば、材質の差異を渦電流の変化で検出する渦流探
傷方式、外削による光沢変化をＣＣＤカメラで検知する
光学方式、あるいは特開昭５６−１４８０５４号公報に
開示の如く横波電磁超音波を入射しその反射波の溶接部
メタルフローによる減衰を検出する方式等がある。
傷では、まず電縫管の溶接部の、管周上の位置を検出す
る必要がある。例えば鋼管をその周方向に回転駆動する
ロ−ラ上に電縫管を載せて回転させて溶接部を検出し、
該溶接部が所定の位置に達したときに回転止めて、該位
置を自動探傷する。この自動探傷の信頼性を確保するに
は、まず溶接部位置の正確な検出が必要である。従来の
溶接位置検出方法としては、様々な方法が知られている
が例えば、材質の差異を渦電流の変化で検出する渦流探
傷方式、外削による光沢変化をＣＣＤカメラで検知する
光学方式、あるいは特開昭５６−１４８０５４号公報に
開示の如く横波電磁超音波を入射しその反射波の溶接部
メタルフローによる減衰を検出する方式等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】溶接部検査工程は溶接
部の冷接欠陥等の溶接欠陥の有無を検査するものである
が、電縫管を熱処理した後は、熱処理により溶接部材質
が母材と同化するため渦流探傷方式で溶接部を検出する
ことができず、また光学方式においても造管直後の様に
切削跡が鮮明でなく溶接位置を精度良く検出することが
できない。
部の冷接欠陥等の溶接欠陥の有無を検査するものである
が、電縫管を熱処理した後は、熱処理により溶接部材質
が母材と同化するため渦流探傷方式で溶接部を検出する
ことができず、また光学方式においても造管直後の様に
切削跡が鮮明でなく溶接位置を精度良く検出することが
できない。
【０００４】そこで本発明は、この様な問題を解消し、
造管後ある程度時間を経ても、また熱処理をしたもので
あっても、高精度で安定して溶接位置を検出することを
目的とする。
造管後ある程度時間を経ても、また熱処理をしたもので
あっても、高精度で安定して溶接位置を検出することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、溶接部を切
削した電縫管を回転させ、レーザ変位計で内面位置変動
を測定し、渦電流式変位計で外面位置変動を測定し、内
外面の変動の差を信号処理して切削による凹凸から溶接
部を検出する。
削した電縫管を回転させ、レーザ変位計で内面位置変動
を測定し、渦電流式変位計で外面位置変動を測定し、内
外面の変動の差を信号処理して切削による凹凸から溶接
部を検出する。
【０００６】
【作用】図４には、代表的な電縫管の横断面形状を示
す。電縫溶接直後には、溶接部に盛り上り３があるが、
この部分は切削され、凹凸が小さくなっている。２が溶
接部すなわち母材の継目部であるが、熱処理により溶接
部材質が母材と同化している。本発明では、溶接部の凹
凸に着目して、溶接部を切削した電縫管を回転させ、レ
ーザ変位計で内面位置変動を測定する。レ−ザ変位計の
測定信号は、レ−ザ変位計から電縫管内面の半径方向の
距離すなわち位置を表わすものとなる。また、渦電流式
変位計で外面位置変動を測定するので、渦電流式変位計
の測定信号は、渦電流式変位計から電縫管外面の半径方
向の距離すなわち位置を表わすものとなる。したがって
両測定信号の差は、電縫管の厚みに対応したものとな
る。電縫管が回転している間、この差を表わす信号（差
信号）は、厚み対応のレベル変化を示す。溶接部２で
は、他の部分にない凹凸があり、そこでは差信号が凹凸
に対応したレベル変動を示すので、このレベル変動が溶
接部２を表わすことになる。なお、本発明は、溶接部の
切削の前の、盛り上り３がある場合にも、同様に溶接部
２（正確には盛り上り３）を検出できる。
す。電縫溶接直後には、溶接部に盛り上り３があるが、
この部分は切削され、凹凸が小さくなっている。２が溶
接部すなわち母材の継目部であるが、熱処理により溶接
部材質が母材と同化している。本発明では、溶接部の凹
凸に着目して、溶接部を切削した電縫管を回転させ、レ
ーザ変位計で内面位置変動を測定する。レ−ザ変位計の
測定信号は、レ−ザ変位計から電縫管内面の半径方向の
距離すなわち位置を表わすものとなる。また、渦電流式
変位計で外面位置変動を測定するので、渦電流式変位計
の測定信号は、渦電流式変位計から電縫管外面の半径方
向の距離すなわち位置を表わすものとなる。したがって
両測定信号の差は、電縫管の厚みに対応したものとな
る。電縫管が回転している間、この差を表わす信号（差
信号）は、厚み対応のレベル変化を示す。溶接部２で
は、他の部分にない凹凸があり、そこでは差信号が凹凸
に対応したレベル変動を示すので、このレベル変動が溶
接部２を表わすことになる。なお、本発明は、溶接部の
切削の前の、盛り上り３がある場合にも、同様に溶接部
２（正確には盛り上り３）を検出できる。
【０００７】電縫管内面の距離のみを変位計で測定する
場合には、電縫管の偏芯や振動により、溶接部の検出精
度が低下するが、本発明では、外面の距離を測定して
内，外面変位量の差分に基づいて溶接部検出を行なうの
で、すなわちこの差分は電縫管の偏芯や振動による検出
距離偏差を内，外間で相殺したものとなるので、電縫管
の偏芯や振動による検出精度の低下を実質上生じない。
例えば、電縫管内面の距離を分解能５μmw程度のレーザ
変位計で測定し、さらに同位置の外面の距離を、微細な
変動は捕らえられないが管の偏芯や振動を捕らえるのに
充分な精度をもった渦電流式変位計で測定することによ
り、管の偏芯や振動に実質上影響されない厚み信号（差
信号）が得られる。
場合には、電縫管の偏芯や振動により、溶接部の検出精
度が低下するが、本発明では、外面の距離を測定して
内，外面変位量の差分に基づいて溶接部検出を行なうの
で、すなわちこの差分は電縫管の偏芯や振動による検出
距離偏差を内，外間で相殺したものとなるので、電縫管
の偏芯や振動による検出精度の低下を実質上生じない。
例えば、電縫管内面の距離を分解能５μmw程度のレーザ
変位計で測定し、さらに同位置の外面の距離を、微細な
変動は捕らえられないが管の偏芯や振動を捕らえるのに
充分な精度をもった渦電流式変位計で測定することによ
り、管の偏芯や振動に実質上影響されない厚み信号（差
信号）が得られる。
【０００８】本発明ではこのように、疵や錆の影響を受
けにくい内面の微細な位置変動をレ−ザ変位計で捕え、
外面の大まかな位置変動を渦電流式変位計で捕え、両者
の差をとることにより、管の偏芯や振動を除去した正味
の内面の凹凸を抽出し、これを信号処理することにより
溶接位置を検出する。
けにくい内面の微細な位置変動をレ−ザ変位計で捕え、
外面の大まかな位置変動を渦電流式変位計で捕え、両者
の差をとることにより、管の偏芯や振動を除去した正味
の内面の凹凸を抽出し、これを信号処理することにより
溶接位置を検出する。
【０００９】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。この図１は
電縫管１の端面を見た正面図である。４はレーザ変位
計、５は渦電流式変位計、６はターニングローラ、７は
信号処理装置である。図２に、電縫管１，レーザ変位計
４および渦電流式変位計５の相対位置関係を示す。
電縫管１の端面を見た正面図である。４はレーザ変位
計、５は渦電流式変位計、６はターニングローラ、７は
信号処理装置である。図２に、電縫管１，レーザ変位計
４および渦電流式変位計５の相対位置関係を示す。
【００１０】ターニングローラ６により電縫管１が管周
方向に回転駆動され、レ−ザ変位計４がそれと電縫管１
の内面との距離を表わす電気信号を信号処理装置７に与
え、渦電流式変位計５がそれと電縫管１の外面との距離
を表わす電気信号を信号処理装置７に与える。なお、レ
ーザ変位計４はレーザ光を電縫管１の内面に照射し、そ
の拡散反射光から、該距離を検出しこれを表わす電気信
号（内面距離信号）を発生する。これを図３の（ａ）に
示す。一方、渦電流式変位計５は、高周波磁界による金
属表面の渦電流の大きさから距離を検出しそれを表わす
電気信号（外面距離信号）を発生する。これを図３の
（ｂ）に示す。レ−ザ変位計４の、電縫管１の内面上の
測定位置と、電縫管１の中心とを結ぶ直線が、電縫管１
の外面と交わる位置が渦電流式変位計５の測定位置とな
っている。
方向に回転駆動され、レ−ザ変位計４がそれと電縫管１
の内面との距離を表わす電気信号を信号処理装置７に与
え、渦電流式変位計５がそれと電縫管１の外面との距離
を表わす電気信号を信号処理装置７に与える。なお、レ
ーザ変位計４はレーザ光を電縫管１の内面に照射し、そ
の拡散反射光から、該距離を検出しこれを表わす電気信
号（内面距離信号）を発生する。これを図３の（ａ）に
示す。一方、渦電流式変位計５は、高周波磁界による金
属表面の渦電流の大きさから距離を検出しそれを表わす
電気信号（外面距離信号）を発生する。これを図３の
（ｂ）に示す。レ−ザ変位計４の、電縫管１の内面上の
測定位置と、電縫管１の中心とを結ぶ直線が、電縫管１
の外面と交わる位置が渦電流式変位計５の測定位置とな
っている。
【００１１】信号処理装置７は、移動平均処理により内
面距離信号と外面距離信号の高周波ノイズ成分を除去
し、そしてそれらの差を演算する。差を表わす信号を図
３の（ｃ）に示す。この信号は、電縫管１の変位計４／
５間の管厚に対応するレベルとなり、電縫管１の回転に
よる変位計４／間の管厚変動に伴って変動する。したが
って差を表わす信号は管内面の凹凸を表わす。管内面上
の、溶接部２切削を施した溶接部２は、切削により局所
的に比較的に鋭い凹凸となっているので、その部位に対
応する、差を表わす信号のレベル変動が、急俊である。
この実施例に着目して、この実施例では、信号処理装置
７で差を表わす信号を微分し、微分値の絶対値を表わす
信号を生成する。この微分値を表わす信号を図３の
（ｄ）に示す。信号処理装置７は、この微分値を表わす
信号を２値化して、溶接位置で高レベルＨ、他部では低
レヘルＬの信号すなわち溶接部検出信号を発生する。
面距離信号と外面距離信号の高周波ノイズ成分を除去
し、そしてそれらの差を演算する。差を表わす信号を図
３の（ｃ）に示す。この信号は、電縫管１の変位計４／
５間の管厚に対応するレベルとなり、電縫管１の回転に
よる変位計４／間の管厚変動に伴って変動する。したが
って差を表わす信号は管内面の凹凸を表わす。管内面上
の、溶接部２切削を施した溶接部２は、切削により局所
的に比較的に鋭い凹凸となっているので、その部位に対
応する、差を表わす信号のレベル変動が、急俊である。
この実施例に着目して、この実施例では、信号処理装置
７で差を表わす信号を微分し、微分値の絶対値を表わす
信号を生成する。この微分値を表わす信号を図３の
（ｄ）に示す。信号処理装置７は、この微分値を表わす
信号を２値化して、溶接位置で高レベルＨ、他部では低
レヘルＬの信号すなわち溶接部検出信号を発生する。
【００１２】以上に説明した図２，図１に示した装置を
用いて、電縫管（外径１３９．８mm）を５０mm／secで
管周方向に回転させて溶接部検出を行なった。図３はそ
のとき得られた信号を示す。内面距離信号（ａ）は波長
６７０mm、出力１mW、スポット径２００μｍ、サンプリ
ング周期４msecのレーザ変位計４により得られたもの、
外面距離信号（ｂ）は検出距離１０mm、測定面積約２２
mmφの渦電流変位計５により得られたものである。信号
処理装置７が信号（ａ）と（ｂ）の差をとって差信号
（ｃ）を得て、微分信号（ｄ）を生成した。差信号
（ｃ）は、電縫管１の偏芯や振動の成分を実質上含ま
ず、溶接部の凹凸をよく表わすものである。微分信号
（ｄ）は切削部すなわち溶接部２で大きな変化を示し、
これにより溶接位置を明確に判定しうる。
用いて、電縫管（外径１３９．８mm）を５０mm／secで
管周方向に回転させて溶接部検出を行なった。図３はそ
のとき得られた信号を示す。内面距離信号（ａ）は波長
６７０mm、出力１mW、スポット径２００μｍ、サンプリ
ング周期４msecのレーザ変位計４により得られたもの、
外面距離信号（ｂ）は検出距離１０mm、測定面積約２２
mmφの渦電流変位計５により得られたものである。信号
処理装置７が信号（ａ）と（ｂ）の差をとって差信号
（ｃ）を得て、微分信号（ｄ）を生成した。差信号
（ｃ）は、電縫管１の偏芯や振動の成分を実質上含ま
ず、溶接部の凹凸をよく表わすものである。微分信号
（ｄ）は切削部すなわち溶接部２で大きな変化を示し、
これにより溶接位置を明確に判定しうる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、精度良く
溶接位置を検出することが可能となり、従って、溶接部
検査工程である水圧試験、ＵＳＴ、偏平試験等において
高精度な溶接部位置合わせを自動的に行えるものであ
り、その効果は極めて大きいものである。
溶接位置を検出することが可能となり、従って、溶接部
検査工程である水圧試験、ＵＳＴ、偏平試験等において
高精度な溶接部位置合わせを自動的に行えるものであ
り、その効果は極めて大きいものである。
【図１】 本発明の一実施例の外観を示す正面図であ
る。
る。
【図２】 図１に示すレ−ザ変位計４および渦電流式変
位計５の外観を示す斜視図である。
位計５の外観を示す斜視図である。
【図３】 図１に示す実施例による測定結果を示すグラ
フであり、（ａ）はレーザ変位計４によるパイプ１内面
の基準円から内側への変動量検出値を、（ｂ）は渦電流
式変位計５によるパイプ１外面の基準円から外方への変
動量検出値を、（ｃ）は（ａ）に示す検出値と（ｂ）に
示す検出値との差を、（ｄ）は該差を表わす信号を処理
した信号のレベルを示す。
フであり、（ａ）はレーザ変位計４によるパイプ１内面
の基準円から内側への変動量検出値を、（ｂ）は渦電流
式変位計５によるパイプ１外面の基準円から外方への変
動量検出値を、（ｃ）は（ａ）に示す検出値と（ｂ）に
示す検出値との差を、（ｄ）は該差を表わす信号を処理
した信号のレベルを示す。
１：パイプ ２：溶接部 ３：切削部 ４：レーザ変位
計 ５：渦電流式変位計 ６：ターニング
ローラ ７：信号処理装置
計 ５：渦電流式変位計 ６：ターニング
ローラ ７：信号処理装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の外観を示す正面図であ
る。
る。
【図２】 図１に示すレ−ザ変位計４および渦電流式変
位計５の外観を示す斜視図である。
位計５の外観を示す斜視図である。
【図３】 図１に示す実施例による測定結果を示すグラ
フであり、（ａ）はレーザ変位計４によるパイプ１内面
の基準円から内側への変動量検出値を、（ｂ）は渦電流
式変位計５によるパイプ１外面の基準円から外方への変
動量検出値を、（ｃ）は（ａ）に示す検出値と（ｂ）に
示す検出値との差を、（ｄ）は該差を表わす信号を処理
した信号のレベルを示す。
フであり、（ａ）はレーザ変位計４によるパイプ１内面
の基準円から内側への変動量検出値を、（ｂ）は渦電流
式変位計５によるパイプ１外面の基準円から外方への変
動量検出値を、（ｃ）は（ａ）に示す検出値と（ｂ）に
示す検出値との差を、（ｄ）は該差を表わす信号を処理
した信号のレベルを示す。
【図４】 代表的な電縫管の横断面を示す断面図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｂ 21/20 Ｄ Ｇ０１Ｎ 29/10 ５０５
Claims (3)
- 【請求項１】 電縫管を回転させ、レーザ変位計で内面
位置変動を測定し、渦電流式変位計で外面位置変動を測
定し、これら内外面の変動の差を信号処理して溶接部を
表わす電気信号を得ることを特徴とする電縫管の溶接位
置検出方法。 - 【請求項２】 電縫管を回転させ、レーザ変位計で該電
縫管の内面の周方向各点の半径方向の位置を検出し、か
つ渦電流式変位計で該電縫管の外面の周方向各点の半径
方向の位置を検出し、これら内面の位置と外面の位置よ
り該電縫管の周方向各点の厚みを演算して、溶接部の厚
み変動部を検出する、電縫管の溶接位置検出方法。 - 【請求項３】電縫管をその周方向に回転駆動する手段；
前記電縫管の内面の距離を検出するレーザ変位計；前記
電縫管の外面の距離を検出する渦電流式変位計；およ
び、 前記レ−ザ変位計が検出した距離と渦電流式変位計が検
出した距離より前記電縫管の厚みを演算して溶接部に対
応する厚み変動を表わす電気信号を生成する信号処理手
段；を備える、電縫管の溶接位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20977493A JPH0760459A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 電縫管の溶接位置検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20977493A JPH0760459A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 電縫管の溶接位置検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760459A true JPH0760459A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=16578392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20977493A Withdrawn JPH0760459A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 電縫管の溶接位置検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760459A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2011043406A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Jfe Steel Corp | 樹脂被覆管の管端連結位置検出装置および方法 |
| JP2011106821A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 管材の溶接ビード測定方法並びに溶接ビード切削方法及び溶接ビード切削装置 |
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| CN111610196A (zh) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 汉阳Eng株式会社 | 焊管的焊道检查装置 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP20977493A patent/JPH0760459A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
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