JPH1123479A - 鋼管の溶接部表面疵検査方法 - Google Patents

鋼管の溶接部表面疵検査方法

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JPH1123479A
JPH1123479A JP19776297A JP19776297A JPH1123479A JP H1123479 A JPH1123479 A JP H1123479A JP 19776297 A JP19776297 A JP 19776297A JP 19776297 A JP19776297 A JP 19776297A JP H1123479 A JPH1123479 A JP H1123479A
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JP
Japan
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steel pipe
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welded portion
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JP19776297A
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Toshikazu Hatano
利和 波多野
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 U−O鋼管等の溶接部のアンダービード疵を
高精度で検出できる鋼管の溶接部表面疵検査方法を提供
する。 【解決手段】 U−O鋼管溶接部2及びその近傍に照射
したスリット光4を撮像装置5で撮像して得た光切断像
を用いて溶接部2に発生するアンダービード疵を検出す
る際に、この光切断像を細線化処理して得た細線化デー
タ列S(x)を差分、移動和、差分和及び正規化処理し
て疵検出データ列G(x)を生成し、これを用いて疵有
無判定を行う。疵有りの場合には細線化データ列S
(x)上で疵位置を判断し、細線化データ列S(x)を
演算することで疵検出及び疵の大きさ判定を行い、最終
的には鋼管長手方向の情報を考慮して疵有無判定を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管の溶接部表面
疵検査方法に関し、例えば、U−Oプレス方式で形成さ
れた鋼管(U−O鋼管)の溶接部分の表面疵を光切断法
で撮像して疵の有無を判定するのに用いて好適な鋼管の
溶接部表面疵検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、U−O鋼管の溶接部の表面疵を
光切断像を用いて検査する従来技術として、特開平6−
294748号に開示された方法がある。この技術は、
細線化データを差分処理して差分データを得、この差分
データを疵強調処理して疵検出データを得、疵検出デー
タを用いて疵有無判定を行うと共に、疵有りと判定され
た場合について、細線化データにおいて鋼管の母材部に
該当する部分の一次近似直線を求め、疵サイズを計測す
ることにより、疵検出及び疵の大きさの判定を行う方法
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の従来
技術は、図10(a)及び(b)に示す局所的にV字型
の形状を持つアンダーカット疵21を検出するのに好適
なものである。
【0004】しかしながら、U−O鋼管溶接部に発生す
る疵には、図11(a)及び(b)に示すようなアンダ
ービード疵22や、図12(a)及び(b)に示すよう
な形状のアンダービード疵23がある。
【0005】図11(a)及び(b)にある疵形状で
は、溶接部の中央で大きなV字型形状があり、この個所
において疵検出データが得られる場合があるが、正確な
疵位置は図13に示す疵位置41であり、また、疵サイ
ズ計測演算において母材一次近似線を用いる方法では図
14に示すように正確に疵サイズを計測することができ
ない。
【0006】また、図12(a)及び(b)の疵形状で
は、明確なV字形状がなく、有効な疵検出データが得ら
れないことが多いため、図15に示す疵位置42を正確
に検出することができない。
【0007】したがって、従来では、図11や図12の
いずれの形状においても、正確な検出を行うことができ
ず、アンダービード疵を見逃してしまう可能性があっ
た。
【0008】そこで、本発明は、上記の欠点を除去する
ために成されたもので、鋼管溶接部のアンダービード疵
を高い信頼性で検出できる鋼管の溶接部表面疵検査方法
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の鋼管の溶接部表
面疵検査方法は、スリット光を鋼管溶接部及びその近傍
に照射し、撮像装置により上記スリット光を撮像して得
た光切断像を細線化処理して得られる細線化データを用
いて溶接部の疵を検出する方法において、上記細線化デ
ータを差分処理して差分データを得る第1の処理と、上
記差分データを移動和処理して差分和データを得る第2
の処理と、上記差分和データを差分処理して差分和の差
分データを得る第3の処理と、上記差分和の差分データ
を負の正規化処理して疵検出データを得る第4の処理
と、上記疵検出データを用いて疵有無判定を行うととも
に、疵有りと判定された場合について、疵検出データか
ら細線化データ上での疵位置を判断し、更に細線化デー
タを演算することにより疵検出及び疵の大きさ判定を行
い、最終的には鋼管長手方向の情報を考慮して疵有無判
定を行う第5の処理とを具備することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の鋼管の溶接部表面
疵検査方法の実施の形態について図面を参照して説明す
る。
【0011】本発明に係る鋼管の溶接部表面疵検査方法
は、例えば、図1に示すような疵検査装置により実施さ
れる。
【0012】図1において、1はU−O鋼管、2はその
溶接部である。このようなU−O鋼管1の表面疵の検査
を行うのに際し、スリット光投光器3で光を放射して溶
接部及びその近傍にスリット光4を形成する。
【0013】また、上記スリット光4をとらえる位置に
撮像装置5を配設する。この撮像装置5としては、例え
ば、CCDカメラが用いられる。
【0014】尚、ここでは、U−O鋼管内表面の溶接部
を検査する場合を示しているが、外表面の場合も同様な
方法により、外表面の溶接部及びその近傍にスリット光
を形成して撮像すればよい。
【0015】スリット光投光器3としては、例えば、図
2に示すように、レーザーダイオード16を発光させ、
そのレーザ光をコリメータレンズ17によって集光す
る。そして、上記レーザー光をシリンドリカルレンズ1
8によって扇形状に広げてスリット光4を形成する装置
を用いている。これによって、例えば、0.1mm程度
の半値幅のスリット光4を形成するようにしている。
【0016】ところで、アンダービード疵は、図11及
び図12に示すような形状をしているので、上記撮像装
置5において、図11(a)のB−B’間、及び図12
(a)のD−D’間のスリット光4を撮像すると、図3
の(a)及び(b)に示すような光切断像31、32が
得られる。このようにして得られた光切断像31、32
は、疵検出処理部6に入力される。
【0017】疵検出処理部6においては、先ず、上記光
切断像31、32を画像記憶部7においてA/D変換
し、2次元のデジタル値(x,y)として記憶する。
【0018】次に、細線化処理部8によって細線化を行
い、図4に示す細線化データ列S(x)を得る。
【0019】次に、差分処理部9では、細線化処理部8
が出力する細線化データ列S(x)について差分データ
列D(x)の演算を行う。図4に演算方法の詳細を示
す。適当な画素数dxを設定し、細線化データ列S
(x)上の2点A(xA,yA)、B(xA+dx,y
B)をとり、この2点間において下記の1式の差分演算
を、全X座標について行うことにより、差分データ列D
(x)を得る。
【0020】
【数1】
【0021】このようにして得られた差分データ列D
(x)は、図4にも示すようにU−O鋼管の母材部や溶
接部では「0」に近い値をとり、母材部と溶接部の境界
部分やアンダービード疵部で極値をとる。
【0022】この差分データ列D(x)をそのまま次の
演算に用いてもよいが、より上述の傾向を顕著にするた
めに移動和処理部10において、図5に示すように差分
データ列D(x)の連続するK個のデータの移動和演算
を下記の2式にて行う。
【0023】
【数2】
【0024】このようにして、強調データ列E(x)を
得る。
【0025】この強調データ列E(x)について、差分
処理部11において図6に示す差分演算を行う。この結
果得られるデータ列F(x)は細線化データ列S(x)
において、母材部と溶接部の境界部やアンダービード疵
の中央部などの「下に凸」な形状を有する場所で正方向
に大きな値をとり、図6に示すようなアンダービード疵
部の両端のように「上に凸」な形状を有する場所では負
方向に大きな値をとる。また、特にアンダービード疵部
では、その形状的な特徴から、この負方向の大きな値は
アンダービード疵部の両端2個所で得られる。
【0026】そこで、更に正規化処理部12において、
このデータ列F(x)に対して図7に示すように、予め
設定されたしきい値と下記の3式の演算を行うことで、
疵検出データ列G(x)を得る。
【0027】
【数3】
【0028】次に、この疵検出データ列G(x)におい
て、ピーク個数をカウントする。この際、細線化データ
列によっては、図8の(a)に示すように、必ず1点の
ピークが発生するとは限らず、数点連続したり、1〜2
画素おいて複数のピークが存在することがある。このよ
うな場合にピーク個数を重複してカウントすることのな
いよう、図8の(b)に示すように、1つのピークを検
出した場合、そのX座標近傍のピークについては無視す
るような処理も行う。
【0029】上述のような処理をの全てのX座標につい
て行い、疵検出データ列G(x)におけるピーク個数を
カウントする。その結果、ピーク個数が0か1の場合に
は、疵無しと判定する。ピーク個数が2個以上存在する
場合は疵有りの可能性があると判定し、更に疵深さ判定
部14において疵深さ判定を行う。
【0030】疵深さ判定部14においては、先ず、疵検
出データ列G(x)のピークが3個以上存在する場合に
は、そのピーク値を比較し、1番大きなピークと2番目
に大きなピークを求め、このピークを有する位置のX座
標をXa,Xbとする。
【0031】次に、図9に示すように、細線化データ列
S(x)上で、このXa,Xbに対応する点をGa(X
a,Ya),Gb(Xb,Yb)とする。このGa,G
bを結ぶ直線Lを引き、この中点の細線化データ列S
(x)上の点Gc(Xc,Yc)と、直線Lとの距離を
画素数で算出する。この画素数と、予め測定しておいた
1画素当たりに対応する疵深さ方向の長さとの積をとる
ことで、疵の最大深さを算出する。この疵深さが予め設
定した疵深さしきい値と比較して大きな場合に疵有りと
判定する。最終的な疵有無判定は、鋼管長手方向の連続
性を考慮して行う。
【0032】すなわち、本発明を利用した疵検査装置で
は、鋼管を全長に亘って検査をするため、細線化データ
列S(x)をカメラフレーム毎に生成する。1つの細線
化データ列を1断面とすると、鋼管長手方向全長に亘っ
ては数千断面分の細線化データ列を得る。アンダービー
ド疵は、鋼管長手方向に大きな疵であるという特徴を持
つので、疵有りとみなされる断面が連続することにな
る。したがって、アンダービード疵有りとみなされる断
面が予め設定されたしきい値以上連続した場合にのみ疵
有りと判定する。
【0033】尚、上述した実施の形態では、アンダービ
ード疵22についてのみ説明したが、アンダービード疵
23についても同一の処理により高精度な検出が可能で
ある。
【0034】以上のことにより、本発明によれば、図1
1及び図12のいずれの形状においても疵位置を正確に
検出することが可能になり、疵有りと判定した場合、正
確な疵サイズ情報を得られるようになる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ンダービード疵の特徴的な形状に対して効果的な検出処
理を行うので、他の種類の疵との区別を確実に行うこと
ができ、高い信頼性でアンダービード疵を検出すること
が可能になる。また、鋼管長手方向の情報を用いること
により、ノイズなどの外乱要因による誤検出を防止する
ことができる。更に、疵有りと判定した場合には疵深さ
の測定を行うことで、疵深さの情報についても得ること
ができるので、U−O鋼管等の溶接部の自動疵検査等に
本発明による方法を良好に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る鋼管の溶接部表面疵検査方法が実
施される疵検査装置の構成の一例を示すブロック図であ
る。
【図2】スリット光投光器の構成の一例を説明するため
の図である。
【図3】U−O鋼管の溶接部に発生する疵の一つであ
る、アンダービード疵において得られる光切断像の例を
説明するための図である。
【図4】差分処理部で行う細線化データ列についての差
分処理を説明するための図である。
【図5】移動和処理部で行う移動和処理を説明するため
の図である。
【図6】差分処理部で行う強調データ列についての差分
処理を説明するための図である。
【図7】正規化処理部で行う正規化処理を説明するため
の図である。
【図8】疵検出データ列におけるピーク数をカウントす
る方法を説明するための図である。
【図9】細線化データ列から、疵深さを求める方法を説
明するための図である。
【図10】U−O鋼管の溶接部に発生する疵の一つであ
る、アンダーカット疵の概略形状例を示すU−O鋼管の
部分斜視図及びそのA−A’断面図である。
【図11】U−O鋼管の溶接部に発生する疵の一つであ
る、アンダービード疵の第1の概略形状例を示すU−O
鋼管の部分斜視図及びそのA−A’断面図である。
【図12】上記アンダービード疵の第2の概略形状例を
示すUO鋼管の部分斜視図及びそのC−C’断面図であ
る。
【図13】上記アンダービード疵の第1の概略形状例の
疵位置を説明するための図である。
【図14】母材一次近似線方式による疵深さ演算結果と
実際の疵深さとの違いを説明するための図である。
【図15】上記アンダービード疵の第2の概略形状例の
疵位置を説明するための図である。
【符号の説明】
1 U−O鋼管 2 U−O鋼管溶接部 3 スリット光投光器 4 スリット光 5 撮像装置 6 疵検出処理部 7 画像記憶部 8 細線化処理部 9 差分処理部 10 移動和処理部 11 差分処理部 12 正規化処理部 13 疵有無判定部 14 疵深さ判定部 16 レーザーダイオード 17 コリメータレンズ 18 シリンドリカルレンズ 21 アンダーカット疵 22 アンダービード疵 23 アンダービード疵 31 アンダービード疵22の光切断像 32 アンダービード疵23の光切断像 41 アンダービード疵22の疵位置 42 アンダービード疵23の疵位置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スリット光を鋼管溶接部及びその近傍に
    照射し、撮像装置により上記スリット光を撮像して得た
    光切断像を細線化処理して得られる細線化データを用い
    て溶接部の疵を検出する方法において、 上記細線化データを差分処理して差分データを得る第1
    の処理と、 上記差分データを移動和処理して差分和データを得る第
    2の処理と、 上記差分和データを差分処理して差分和の差分データを
    得る第3の処理と、 上記差分和の差分データを負の正規化処理して疵検出デ
    ータを得る第4の処理と、 上記疵検出データを用いて疵有無判定を行うとともに、
    疵有りと判定された場合について、疵検出データから細
    線化データ上での疵位置を判断し、更に細線化データを
    演算することにより疵検出及び疵の大きさ判定を行い、
    最終的には鋼管長手方向の情報を考慮して疵有無判定を
    行う第5の処理とを具備することを特徴とする鋼管の溶
    接部表面疵検査方法。
JP19776297A 1997-07-08 1997-07-08 鋼管の溶接部表面疵検査方法 Withdrawn JPH1123479A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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