JPH0791946A - 電縫鋼管溶接部内面形状監視装置 - Google Patents
電縫鋼管溶接部内面形状監視装置Info
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- JPH0791946A JPH0791946A JP23470493A JP23470493A JPH0791946A JP H0791946 A JPH0791946 A JP H0791946A JP 23470493 A JP23470493 A JP 23470493A JP 23470493 A JP23470493 A JP 23470493A JP H0791946 A JPH0791946 A JP H0791946A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】超音波を利用した電縫鋼管溶接部内面形状監視
装置において鋼管の溶接部の外面の形状と無関係に溶接
部の内面の形状を正確に把握する。 【構成】探触子２にパルサ４から超音波パルスを供給
し、鋼管１の内外面の超音波エコーをＳエコーゲート６
及びＢエコーゲート７に入力し、それぞれ基準点からＳ
エコー、Ｂエコーまでの時間ＴS 及びＴを計測する。第
１の演算回路８は、管の厚さに対応した時間ＴB をＴB
＝Ｔ−Ｔs から演算し、第２の演算回路９は、時間Ｔs
及び時間ＴB から、外面形状の影響を考慮し、内面形状
ｔを求め、第３の演算回路は基準値ｔ0 と測定した内面
形状ｔとの差Δｔを算出し、これを表示装置１２に表示
する。
装置において鋼管の溶接部の外面の形状と無関係に溶接
部の内面の形状を正確に把握する。 【構成】探触子２にパルサ４から超音波パルスを供給
し、鋼管１の内外面の超音波エコーをＳエコーゲート６
及びＢエコーゲート７に入力し、それぞれ基準点からＳ
エコー、Ｂエコーまでの時間ＴS 及びＴを計測する。第
１の演算回路８は、管の厚さに対応した時間ＴB をＴB
＝Ｔ−Ｔs から演算し、第２の演算回路９は、時間Ｔs
及び時間ＴB から、外面形状の影響を考慮し、内面形状
ｔを求め、第３の演算回路は基準値ｔ0 と測定した内面
形状ｔとの差Δｔを算出し、これを表示装置１２に表示
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電縫鋼管溶接部の内面
切削後の内面形状を超音波を利用して管外面側から監視
する内面形状監視装置に関する。
切削後の内面形状を超音波を利用して管外面側から監視
する内面形状監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波を利用した内面ビード切削形状監
視装置として特開平２−３１０４１１号公報、特開昭６
１−２７３２７３号公報に従来技術が開示されている。
特に特開昭６１−２７３２７３号公報には形状を求める
ための詳細が記入されている。両者とも測定厚さから内
面形状を求めている。すなわち、外面形状の変化はない
ものと仮定し内面形状を求めている。
視装置として特開平２−３１０４１１号公報、特開昭６
１−２７３２７３号公報に従来技術が開示されている。
特に特開昭６１−２７３２７３号公報には形状を求める
ための詳細が記入されている。両者とも測定厚さから内
面形状を求めている。すなわち、外面形状の変化はない
ものと仮定し内面形状を求めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電縫鋼管溶接
部は溶接直後にその内外面を切削しているため、外面形
状も変化している。例えば図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
に示すような断面の鋼管１の場合、従来技術ではそれぞ
れその右側に示すような表示１６となり、図９（ｂ）、
（ｃ）の場合には、真の内面形状を表示していない。
部は溶接直後にその内外面を切削しているため、外面形
状も変化している。例えば図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
に示すような断面の鋼管１の場合、従来技術ではそれぞ
れその右側に示すような表示１６となり、図９（ｂ）、
（ｃ）の場合には、真の内面形状を表示していない。
【０００４】本発明はこのような問題点を解決し、従来
装置に改善を加えた電縫鋼管溶接部内面形状監視装置を
提供することを目的とする。
装置に改善を加えた電縫鋼管溶接部内面形状監視装置を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、超音波を利用した電縫鋼管溶接部内面
形状監視装置に適用されあるものであって、次の技術手
段を構成とする。 （ａ）探触子と管表面との距離を一定に保ちつつ走査可
能な倣い機構 （ｂ）管の表面エコーおよび底面エコーまでの時間を計
測するＳエコーゲート及びＢエコーゲート （ｃ）前記計測した値より管厚さに対応する時間を演算
する第１の演算回路 （ｄ）外面形状の影響を考慮して内面形状を演算する第
２の演算回路 （ｅ）演算した内面形状の値と基準水中距離及び基準厚
さの合計との差を演算する第３の演算回路 （ｆ）縦軸に上記差を横軸に走査距離を表示する表示装
置。
解決するために、超音波を利用した電縫鋼管溶接部内面
形状監視装置に適用されあるものであって、次の技術手
段を構成とする。 （ａ）探触子と管表面との距離を一定に保ちつつ走査可
能な倣い機構 （ｂ）管の表面エコーおよび底面エコーまでの時間を計
測するＳエコーゲート及びＢエコーゲート （ｃ）前記計測した値より管厚さに対応する時間を演算
する第１の演算回路 （ｄ）外面形状の影響を考慮して内面形状を演算する第
２の演算回路 （ｅ）演算した内面形状の値と基準水中距離及び基準厚
さの合計との差を演算する第３の演算回路 （ｆ）縦軸に上記差を横軸に走査距離を表示する表示装
置。
【０００６】
【作用】本発明の作用を、図５〜図７を参照して説明す
る。本発明では、探触子と管表面との距離を一定に保ち
つつ走査可能な倣い機構を設けた。従って、管の外面の
溶接部の形状の如何に拘らず、管の表面に倣って探触子
と管表面距離を一定に保って探触子を左右走査すること
が可能となった。倣い機構は管外面を走行する複数のガ
イドロールを備え、ガイドロールの相互間隔を探触子の
走査範囲よりはるかに大きくすることによって、溶接部
にガイドロールが乗らないようにし、溶接部の外面形状
変化による探触子と管表面距離の変化を防止する。
る。本発明では、探触子と管表面との距離を一定に保ち
つつ走査可能な倣い機構を設けた。従って、管の外面の
溶接部の形状の如何に拘らず、管の表面に倣って探触子
と管表面距離を一定に保って探触子を左右走査すること
が可能となった。倣い機構は管外面を走行する複数のガ
イドロールを備え、ガイドロールの相互間隔を探触子の
走査範囲よりはるかに大きくすることによって、溶接部
にガイドロールが乗らないようにし、溶接部の外面形状
変化による探触子と管表面距離の変化を防止する。
【０００７】図５に示すように、探触子２から超音波パ
ルスＰを鋼管１に垂直に入射し、鋼管１の表面エコー
（Ｓ）と底面エコー（Ｂ）を得る。図６は得られたエコ
ーのチャートである。図６において、Ｐは超音波送信パ
ルス、Ｓは表面エコー、Ｂ（Ｂ 1 、Ｂ2 、Ｂ3 …）は底
面エコーを示している。本発明の装置は、図６において
基準点１５を定め、この基準点１５からＳエコー、Ｂエ
コー（Ｂ1 ）までの時間Ｔs 、Ｔを計測するＳエコーゲ
ート、Ｂエコーゲートを備えている。
ルスＰを鋼管１に垂直に入射し、鋼管１の表面エコー
（Ｓ）と底面エコー（Ｂ）を得る。図６は得られたエコ
ーのチャートである。図６において、Ｐは超音波送信パ
ルス、Ｓは表面エコー、Ｂ（Ｂ 1 、Ｂ2 、Ｂ3 …）は底
面エコーを示している。本発明の装置は、図６において
基準点１５を定め、この基準点１５からＳエコー、Ｂエ
コー（Ｂ1 ）までの時間Ｔs 、Ｔを計測するＳエコーゲ
ート、Ｂエコーゲートを備えている。
【０００８】第１の演算回路は、Ｓエコーゲートより得
られたＳエコーの立上がりまでの時間ＴS とＢエコーゲ
ートより得られたＢエコーの立上がりまでの時間Ｔとを
用い鋼管の厚さに対応した時間ＴB をＴB ＝Ｔ−Ｔs に
よって算出する。第２の演算回路は、鋼管の外面形状の
影響を考慮し、内面形状を求めるための演算を次の式に
よって行う。
られたＳエコーの立上がりまでの時間ＴS とＢエコーゲ
ートより得られたＢエコーの立上がりまでの時間Ｔとを
用い鋼管の厚さに対応した時間ＴB をＴB ＝Ｔ−Ｔs に
よって算出する。第２の演算回路は、鋼管の外面形状の
影響を考慮し、内面形状を求めるための演算を次の式に
よって行う。
【０００９】 内面形状 ｔ＝Ｃw ・Ｔs ＋Ｃs ・ＴB ｍｍ ここで Ｃw ：水中の音速（一般的には１５００ｍ／ｓ
ｅｃ） Ｃs ：鋼中縦波音速（一般的には５９００ｍ／ｓｅｃ） ついで上記演算した値ｔと基準水中距離及び基準厚さの
合計ｔ0 との差を算出する第３の演算回路は、その差Δ
ｔを演算する。
ｅｃ） Ｃs ：鋼中縦波音速（一般的には５９００ｍ／ｓｅｃ） ついで上記演算した値ｔと基準水中距離及び基準厚さの
合計ｔ0 との差を算出する第３の演算回路は、その差Δ
ｔを演算する。
【００１０】ｔo ＝基準水距離＋基準厚さ Δｔ＝ｔ−ｔ0 表示装置は、演算されたΔｔを縦軸に、走査距離ｄを横
軸にして表示する。図７はこのようにして表示された内
面形状の画像を示すものである。以上により、本発明の
電縫鋼管溶接部内面形状監視装置は、鋼管の外面の形状
に影響されることなく、内面の溶接部の形状を正確に表
示することができる。
軸にして表示する。図７はこのようにして表示された内
面形状の画像を示すものである。以上により、本発明の
電縫鋼管溶接部内面形状監視装置は、鋼管の外面の形状
に影響されることなく、内面の溶接部の形状を正確に表
示することができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明装置の構成を示すブロック図で
ある。鋼管１の外面から鋼管の内外面の超音波エコーを
採取する探触子２を鋼管の外面に沿って矢印３のように
走査する。パルサ４は超音波パルスを発生して探触子２
に供給し、探触子２が採取したエコーはレシーバ５が受
取り、レシーバ５はこれをＳエコーゲート６及びＢエコ
ーゲート７に入力する。Ｓエコーゲート６及びＢエコー
ゲート７では、それぞれ基準点からＳエコー、Ｂエコー
までの時間を計測し、それぞれＳエコーの立上がりまで
の時間ＴS 及びＢエコーの立上がりまでの時間Ｔを出力
する。
ある。鋼管１の外面から鋼管の内外面の超音波エコーを
採取する探触子２を鋼管の外面に沿って矢印３のように
走査する。パルサ４は超音波パルスを発生して探触子２
に供給し、探触子２が採取したエコーはレシーバ５が受
取り、レシーバ５はこれをＳエコーゲート６及びＢエコ
ーゲート７に入力する。Ｓエコーゲート６及びＢエコー
ゲート７では、それぞれ基準点からＳエコー、Ｂエコー
までの時間を計測し、それぞれＳエコーの立上がりまで
の時間ＴS 及びＢエコーの立上がりまでの時間Ｔを出力
する。
【００１２】第１の演算回路８は、Ｓエコーゲートより
得られたＳエコーの立上りまでの時間ＴS とＢエコーゲ
ート７より得られたＢエコーの立上がりまでの時間Ｔと
を用い、厚さに対応した時間ＴB をＴB ＝Ｔ−Ｔs から
演算し、第２の演算回路９に出力する。第２の演算回路
９は、時間Ｔs 及び時間ＴB から、外面形状の影響を考
慮し、内面形状を求めるための演算を次の式によって行
う。
得られたＳエコーの立上りまでの時間ＴS とＢエコーゲ
ート７より得られたＢエコーの立上がりまでの時間Ｔと
を用い、厚さに対応した時間ＴB をＴB ＝Ｔ−Ｔs から
演算し、第２の演算回路９に出力する。第２の演算回路
９は、時間Ｔs 及び時間ＴB から、外面形状の影響を考
慮し、内面形状を求めるための演算を次の式によって行
う。
【００１３】 内面形状 ｔ＝Ｃw ・Ｔs ＋Ｃs ・ＴB ｍｍ ここで Ｃw ：水中の音速（一般的には１５００ｍ／ｓ
ｅｃ） Ｃs ：鋼中縦波音速（一般的には５９００ｍ／ｓｅｃ） 一方、基準値ｔ0 を設定した設定器１０からの基準値ｔ
0 が、第３の演算装置１１に入力され、第３の演算回路
１１はこの基準値を第２の演算回路９の出力と比較し、
基準の内面形状ｔo と測定した内面形状ｔとの差Δｔを
算出する。
ｅｃ） Ｃs ：鋼中縦波音速（一般的には５９００ｍ／ｓｅｃ） 一方、基準値ｔ0 を設定した設定器１０からの基準値ｔ
0 が、第３の演算装置１１に入力され、第３の演算回路
１１はこの基準値を第２の演算回路９の出力と比較し、
基準の内面形状ｔo と測定した内面形状ｔとの差Δｔを
算出する。
【００１４】ｔo ＝基準水距離＋基準厚さ Δｔ＝ｔ−ｔ0 この、演算されたΔｔは表示装置１２に表示される。図
２〜図４は、本発明に係る倣い機構の一例を示したもの
である。図２は倣い機構２０と鋼管１との関係を示した
原理図で、倣い機構２０は、鋼管１の外面に接触する複
数のガイドロール２１を備え、鋼管１の溶接部２２をま
たいで、溶接部２２に対して十分大きいガイドロール間
隔を有する。ガイドロール２１が担持するフレーム２３
に、探触子２が矢印２４の方向に移動自在に取付けられ
ている。モータにて探触子を左右動させることにより鋼
管の表面に倣う。上記装置にて内面形状をモニタするこ
とにより真の内面形状が得られる。
２〜図４は、本発明に係る倣い機構の一例を示したもの
である。図２は倣い機構２０と鋼管１との関係を示した
原理図で、倣い機構２０は、鋼管１の外面に接触する複
数のガイドロール２１を備え、鋼管１の溶接部２２をま
たいで、溶接部２２に対して十分大きいガイドロール間
隔を有する。ガイドロール２１が担持するフレーム２３
に、探触子２が矢印２４の方向に移動自在に取付けられ
ている。モータにて探触子を左右動させることにより鋼
管の表面に倣う。上記装置にて内面形状をモニタするこ
とにより真の内面形状が得られる。
【００１５】図３、図４は、本発明に係る倣い機構３０
の一例を示したもので、図３は正面図、図４はその側面
図である。探触子保持具３１に、倣いロール３２が取付
けられ、倣いロール３２は鋼管１の外面を走行する。探
触子保持具３１に立設された柱３３に添って、支持スプ
リング３４を介して探触子保持部３５が上下可能に保持
されている。柱３３は下端をピン３６でピン結合され傾
動可能となっている。探触子保持部３５を左右に移動さ
せる機構は、ねじ３７とモータ３８によって構成されて
いる。
の一例を示したもので、図３は正面図、図４はその側面
図である。探触子保持具３１に、倣いロール３２が取付
けられ、倣いロール３２は鋼管１の外面を走行する。探
触子保持具３１に立設された柱３３に添って、支持スプ
リング３４を介して探触子保持部３５が上下可能に保持
されている。柱３３は下端をピン３６でピン結合され傾
動可能となっている。探触子保持部３５を左右に移動さ
せる機構は、ねじ３７とモータ３８によって構成されて
いる。
【００１６】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、種々の外
面と内面とを有する鋼管１について実施例の装置で内面
を検出した例を示したもので、それぞれ正しい表示１６
が得られる。実施例の装置は鋼管の外面の形状に影響さ
れることなく、鋼管の内面の形状を正確に表示すること
ができる。
面と内面とを有する鋼管１について実施例の装置で内面
を検出した例を示したもので、それぞれ正しい表示１６
が得られる。実施例の装置は鋼管の外面の形状に影響さ
れることなく、鋼管の内面の形状を正確に表示すること
ができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、鋼管の溶接部の外面の
形状と無関係に溶接部の内面の形状を正確に把握するこ
とができる。
形状と無関係に溶接部の内面の形状を正確に把握するこ
とができる。
【図１】実施例のブロック図である。
【図２】倣い機構の原理を示す正面図である。
【図３】実施例の倣い機構の正面図である。
【図４】実施例の倣い機構の側面図である。
【図５】本発明のエコーの説明図である。
【図６】超音波エコーのチャートである。
【図７】表示装置の画像の例である。
【図８】本発明の内面形状の検出結果を示す説明図であ
る。
る。
【図９】従来の内面形状の検出結果を示す説明図であ
る。
る。
１ 鋼管 ２ 探触子 ３ 矢印 ４ パルサ ５ レシーバ ６ Ｓエコーゲ
ート ７ Ｂエコーゲート ８ 第１の演算
回路 ９ 第２の演算回路 １０ 基準値設定
器 １１ 第３の演算回路 １２ 表示装置 １５ 基準点 １６ 表示 ２０ 倣い機構 ２１ ガイドロー
ル ２２ 溶接部 ２３ フレーム ２４ 矢印 ３０ 倣い機構 ３１ 探触子保持具 ３２ 倣いロール ３３ 柱 ３４ スプリング ３５ 探触子保持部 ３６ ピン ３７ ねじ ３８ モータ
ート ７ Ｂエコーゲート ８ 第１の演算
回路 ９ 第２の演算回路 １０ 基準値設定
器 １１ 第３の演算回路 １２ 表示装置 １５ 基準点 １６ 表示 ２０ 倣い機構 ２１ ガイドロー
ル ２２ 溶接部 ２３ フレーム ２４ 矢印 ３０ 倣い機構 ３１ 探触子保持具 ３２ 倣いロール ３３ 柱 ３４ スプリング ３５ 探触子保持部 ３６ ピン ３７ ねじ ３８ モータ
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波を利用した内面形状監視装置にお
いて、探触子と管表面との距離を一定に保ちつつ走査可
能な倣い機構と、管の表面エコーおよび底面エコーまで
の時間を計測するＳエコーゲート及びＢエコーゲート
と、前記計測した値より管厚さに対応する時間を演算す
る第１の演算回路と、外面形状の影響を考慮して内面形
状演算する第２の演算回路と、上記演算した内面形状の
値と基準水中距離及び基準厚さの合計との差を演算する
第３の演算回路と、縦軸に前記差を横軸に走査距離を表
示する表示装置とを備えたことを特徴とする電縫鋼管溶
接部内面形状監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23470493A JPH0791946A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 電縫鋼管溶接部内面形状監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23470493A JPH0791946A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 電縫鋼管溶接部内面形状監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0791946A true JPH0791946A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16975090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23470493A Withdrawn JPH0791946A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 電縫鋼管溶接部内面形状監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791946A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009222701A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-10-01 | Jfe Steel Corp | 管体の肉厚形状測定装置、その方法および管体の製造方法 |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP23470493A patent/JPH0791946A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009222701A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-10-01 | Jfe Steel Corp | 管体の肉厚形状測定装置、その方法および管体の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |