JPS5896247A - 溶接部検出装置 - Google Patents
溶接部検出装置Info
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- JPS5896247A JPS5896247A JP56193693A JP19369381A JPS5896247A JP S5896247 A JPS5896247 A JP S5896247A JP 56193693 A JP56193693 A JP 56193693A JP 19369381 A JP19369381 A JP 19369381A JP S5896247 A JPS5896247 A JP S5896247A
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- reflected
- waves
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電縫管などの金属材溶接部を検出する溶接部検
出装置に関する。
出装置に関する。
近年、電縫管などの溶接鋼管は溶接技術の進歩によ抄継
目（シー五部）の信頼性が著しく向上し。
目（シー五部）の信頼性が著しく向上し。
かつ、継目無し鋼管に比べ安価なことから、油井管やラ
インパイプとして多く用いられるようになっている。
インパイプとして多く用いられるようになっている。
このような溶接鋼管の溶ＩＩｓ検査項目として。
水圧試験や超音波試験が行なわれている。これらの検査
を行なうにあえって溶接部が所定位置にくるようにしな
ければならない、この位置合せ作業は２ケのメー二ング
ローラー上に鋼管を載置し。
を行なうにあえって溶接部が所定位置にくるようにしな
ければならない、この位置合せ作業は２ケのメー二ング
ローラー上に鋼管を載置し。
鋼管を回転させることにより行なわれる。この位置合せ
作業を行なうためシー五部を検出することが必要となる
が、この検出は現在、検査員の目視により行なわれてい
る。しかしながら、鋼管表面より目視によ転溶接部を探
すことＦｉ離しく熟練を費し１作業能率が患いという欠
点を有する。
作業を行なうためシー五部を検出することが必要となる
が、この検出は現在、検査員の目視により行なわれてい
る。しかしながら、鋼管表面より目視によ転溶接部を探
すことＦｉ離しく熟練を費し１作業能率が患いという欠
点を有する。
このため溶接部を自動的に検出する装置の開発が強く畳
望され、各種方式が試みられている。先の第１は特開昭
５１−１３３０７３ 号にあるような渦流方式であるが
、この方式は溶接部を焼きなまし処理していない鋼管に
は有効であるが、焼きなまし処理し丸鋼管では検出が離
しいという欠点を有している。
望され、各種方式が試みられている。先の第１は特開昭
５１−１３３０７３ 号にあるような渦流方式であるが
、この方式は溶接部を焼きなまし処理していない鋼管に
は有効であるが、焼きなまし処理し丸鋼管では検出が離
しいという欠点を有している。
第２の方法として試みられたのは％開昭５０−３６１８
６号にあるような圧電形超音波探触子を用い友方法であ
る。この方法も発明者らの実験によると溶接部と非溶接
部での反射波減衰量にほとんど差がなく、実用化が困麹
であることがわかった。
６号にあるような圧電形超音波探触子を用い友方法であ
る。この方法も発明者らの実験によると溶接部と非溶接
部での反射波減衰量にほとんど差がなく、実用化が困麹
であることがわかった。
そこで発明者らは溶接部の検出を実現する手段を種々、
実験検討した結果、横波モードの超音波が溶接部で著し
く減衰することを発見し、母材と溶接部との反射波減衰
度の比較により溶接部検出可能であることを明らかにし
た。これに関しては「溶接部検出装置」として先に特許
出願した。
実験検討した結果、横波モードの超音波が溶接部で著し
く減衰することを発見し、母材と溶接部との反射波減衰
度の比較により溶接部検出可能であることを明らかにし
た。これに関しては「溶接部検出装置」として先に特許
出願した。
本発明の特徴とするところは、上記の原理を具体的装置
に具現化するため、鋼管内の横波モード超音波伝搬現象
を詳細に分析し、最適な信号処理を行ってなる溶接部検
出装置を提供することにある。
に具現化するため、鋼管内の横波モード超音波伝搬現象
を詳細に分析し、最適な信号処理を行ってなる溶接部検
出装置を提供することにある。
鋼管内を内面、外面で反射し伝搬する横波モード超音波
をブラウン管で観察すると第１図のようになっている。
をブラウン管で観察すると第１図のようになっている。
すなわち、送信波Ｔ後、一定時間（鋼管肉厚の２倍を超
音波が伝わる時間）毎に。
音波が伝わる時間）毎に。
第１次反射波Ｂ、％第２次反射波Ｂ、・・・・・・と現
われる。この多重反射現象を発明者らは数１０種の鋼管
について実験分析した結果、下記のことを発見し喪、す
なわち、母材部のｎ回目の反射波（底面エコー）の大き
さをＢ、、シーム部のｎ回目の反射波大きさをＢ、とす
ると。
われる。この多重反射現象を発明者らは数１０種の鋼管
について実験分析した結果、下記のことを発見し喪、す
なわち、母材部のｎ回目の反射波（底面エコー）の大き
さをＢ、、シーム部のｎ回目の反射波大きさをＢ、とす
ると。
で表現できる。検出感度（８／Ｎ）Ｆｉ。
で表わされるが、いま実用化上はＳ／Ｎ上２は必畳と考
えられ。
えられ。
Ｂ、諺０．８Ｂ。
で考えると。
―≦！ｓ−３・・・・・・（４）
すなわち１口は５以下でなければならない。つま抄１反
射波の比較はＢ、（５回目の反射波）までで母材とシー
ム部の比較をしないと８／Ｎ−２は確保できないことに
なる。Ｓ／Ｎ上Ｌ５と考えても同様の計算によりｎ≦７
でなければならないことが求められる。これを表わした
のが第２図である。
射波の比較はＢ、（５回目の反射波）までで母材とシー
ム部の比較をしないと８／Ｎ−２は確保できないことに
なる。Ｓ／Ｎ上Ｌ５と考えても同様の計算によりｎ≦７
でなければならないことが求められる。これを表わした
のが第２図である。
以上のように横波モード超音波を用いて、反射波大きさ
Ｋよりシーム検出を行なう装置では最大でも第７反射波
までで比較判別しないと所要のＳ／Ｎが得られないこと
がわがつ九。
Ｋよりシーム検出を行なう装置では最大でも第７反射波
までで比較判別しないと所要のＳ／Ｎが得られないこと
がわがつ九。
次に、上記のような反射波大きさのパターン９識により
シーム部を検出する具体的信号処理方法を述べる。第１
の方法は面積計算し１面積により比較する方法である。
シーム部を検出する具体的信号処理方法を述べる。第１
の方法は面積計算し１面積により比較する方法である。
この方法は第３図に示したように観察区間（信号にゲー
トをかける。）内の反射波で囲まれる面積８ｔ ＝ Ｌ
を求める方法である。この方法による面積Ｓは第３図に
示した例では ８””Ｓｔ ＋８を −Ｂ、×玄ｒＲ＋＜ ｔｌ−リ１．．ＸＢ８ ・・
・・・・（５）ｖ ｖ ただし、Ｔ、：鋼管肉厚 Ｖ ：超音波伝搬速度 で表わされる。一方、標準的なシール部の場合の区間ｔ
１〜ｔ１間でのシール部用の面積８ ｗ ｌ及シール部
以外の面積Ｓ□を事前に求めておく。この面ｓＦｉ比較
用の基準面積と遺り、（５）で実際に求め九被測定鋼管
の面積８と比較される。比較の結果８中８□であればシ
ール部と判定し、Ｓ＋Ｓｆ１であれば非シール部と判定
する。また８が両者８□、Ｓ、の中間的な値をとった時
には、事前に決めである論理的な条件によって処理する
。この条件には、再度の測定を行うことや対象部にシー
ル部の一部が存在するとみるとかの条件を含む。
トをかける。）内の反射波で囲まれる面積８ｔ ＝ Ｌ
を求める方法である。この方法による面積Ｓは第３図に
示した例では ８””Ｓｔ ＋８を −Ｂ、×玄ｒＲ＋＜ ｔｌ−リ１．．ＸＢ８ ・・
・・・・（５）ｖ ｖ ただし、Ｔ、：鋼管肉厚 Ｖ ：超音波伝搬速度 で表わされる。一方、標準的なシール部の場合の区間ｔ
１〜ｔ１間でのシール部用の面積８ ｗ ｌ及シール部
以外の面積Ｓ□を事前に求めておく。この面ｓＦｉ比較
用の基準面積と遺り、（５）で実際に求め九被測定鋼管
の面積８と比較される。比較の結果８中８□であればシ
ール部と判定し、Ｓ＋Ｓｆ１であれば非シール部と判定
する。また８が両者８□、Ｓ、の中間的な値をとった時
には、事前に決めである論理的な条件によって処理する
。この条件には、再度の測定を行うことや対象部にシー
ル部の一部が存在するとみるとかの条件を含む。
然るに、上式から明らかなように８はＴ、によって変化
する。すなわち、板厚により検出信号が変化してしｔう
という問題を有する。
する。すなわち、板厚により検出信号が変化してしｔう
という問題を有する。
この対策方法として、反射波波高値で比較する方法が考
えられ、第４図にその方法を示す、板厚によりゲート区
間を適切にセット（第４図の例ではＢ、、Ｂ、のみ得ら
れるよう信号にゲートをかける）すれば、上記の問題は
なく、一定の検出出力が得られる。
えられ、第４図にその方法を示す、板厚によりゲート区
間を適切にセット（第４図の例ではＢ、、Ｂ、のみ得ら
れるよう信号にゲートをかける）すれば、上記の問題は
なく、一定の検出出力が得られる。
第４図に示し九波高値比較法の具体的実施例を第５図に
示す、第５図において、ｌは鋼管、２は断面８字形をし
た電磁石鉄心３に内包され九直流コイル、４は超音波を
送受するための送受信コイルである。５は直流コイルの
励磁電源、６は送受信コイルをパルス励磁するためのパ
ルス発生器である。７は送受信コイル３よりの信号を増
巾する増巾器、８は検波器、９人、９Ｂは観測する反射
波を決めるゲート回路である。１０ム、１０Ｂは反射波
波高値をホールドするピークホールド器。
示す、第５図において、ｌは鋼管、２は断面８字形をし
た電磁石鉄心３に内包され九直流コイル、４は超音波を
送受するための送受信コイルである。５は直流コイルの
励磁電源、６は送受信コイルをパルス励磁するためのパ
ルス発生器である。７は送受信コイル３よりの信号を増
巾する増巾器、８は検波器、９人、９Ｂは観測する反射
波を決めるゲート回路である。１０ム、１０Ｂは反射波
波高値をホールドするピークホールド器。
１１はピークホールド器の出力を加算する加算器である
。１２はサンプルホールド器、１３は比較器、１４ｔｌ
比較器の比較値を設定する回路である。
。１２はサンプルホールド器、１３は比較器、１４ｔｌ
比較器の比較値を設定する回路である。
１５は比較器の出力によ抄動作するシーム検出用リレー
である。１６は上記の信号処理回路を制御するタイミン
グ制御回路、１７はゲート９Ａ、９Ｂの区間を設定する
ゲート区間設定回路である。
である。１６は上記の信号処理回路を制御するタイミン
グ制御回路、１７はゲート９Ａ、９Ｂの区間を設定する
ゲート区間設定回路である。
ゲート９Ａ、９Ｂ、サンプルホール１６１０人。
１０Ｂ１加算器１１の実施例を第６図に示す。ゲート９
人、９Ｂはアナログスイッチ、サンプルホールド器１０
Ａ、ＩＯＢはダイオード２０．２３とオペアンプ２２．
２５％コンデンサ２１．２４より成り、加算器１１は抵
抗２６，２７，２８゜２９、オペアンプ３０よりなる。
人、９Ｂはアナログスイッチ、サンプルホールド器１０
Ａ、ＩＯＢはダイオード２０．２３とオペアンプ２２．
２５％コンデンサ２１．２４より成り、加算器１１は抵
抗２６，２７，２８゜２９、オペアンプ３０よりなる。
このような構成をもつ装置の動作を以下説明する。直流
コイル２を励磁電源５により励磁した状態て送受信コイ
ル４をパルス発生器６によりノくルス励磁すると、フレ
２ングの左手の法則により鋼管表面に電磁力が働き、こ
れが変化歪となシ横波モード超音波として鋼管内を伝搬
する。鋼管内面で反射し戻ってき九超音波は鋼管外面で
フレ電ングの右手の法網に基づく誘導電流を生じ、この
誘導電流による磁界変化を電圧として送受信コイルで受
信する。受信電圧は増巾器７．検波器８を経て、ゲート
回路９Ａ、９ＢＫ伝えられる。ゲート設定回路１７によ
り設定された区間の信号のみ、ピークホールド器１０Ａ
、１０Ｂへ伝えられ、ピークホールドされた信号は加算
器１１で加算される。この加算１１１１はｓＢｌかＢ、
のみでは信頼性に欠ける恐れがあるため、Ｂ１．とＢ、
とを加算し信−性を上げるために設けられている。加算
後の信号はタイミング制御回路１６で制御されたタイミ
ングでサンプルホールドされる。このす／グル値が設定
値より低くなると比較器１３が動作しシーム部の検出が
なされる。このシーム部の検出表示は、出力リレーＩＳ
をオンきせることによって行う、このようにしてシーム
検出動作をする。
コイル２を励磁電源５により励磁した状態て送受信コイ
ル４をパルス発生器６によりノくルス励磁すると、フレ
２ングの左手の法則により鋼管表面に電磁力が働き、こ
れが変化歪となシ横波モード超音波として鋼管内を伝搬
する。鋼管内面で反射し戻ってき九超音波は鋼管外面で
フレ電ングの右手の法網に基づく誘導電流を生じ、この
誘導電流による磁界変化を電圧として送受信コイルで受
信する。受信電圧は増巾器７．検波器８を経て、ゲート
回路９Ａ、９ＢＫ伝えられる。ゲート設定回路１７によ
り設定された区間の信号のみ、ピークホールド器１０Ａ
、１０Ｂへ伝えられ、ピークホールドされた信号は加算
器１１で加算される。この加算１１１１はｓＢｌかＢ、
のみでは信頼性に欠ける恐れがあるため、Ｂ１．とＢ、
とを加算し信−性を上げるために設けられている。加算
後の信号はタイミング制御回路１６で制御されたタイミ
ングでサンプルホールドされる。このす／グル値が設定
値より低くなると比較器１３が動作しシーム部の検出が
なされる。このシーム部の検出表示は、出力リレーＩＳ
をオンきせることによって行う、このようにしてシーム
検出動作をする。
ゲートの設定実施例を第７図に示す、ゲート９人では第
１反射波Ｂ、を、ゲー）ＩＢでは第２反射波Ｂ、を通過
させ、 Ｂ、 ＋Ｂ、の加算処理をし判別する方式であ
る。
１反射波Ｂ、を、ゲー）ＩＢでは第２反射波Ｂ、を通過
させ、 Ｂ、 ＋Ｂ、の加算処理をし判別する方式であ
る。
以上の実施例によれば、Ｂｓ 、Ｂｓを取込みピークホ
ールドし且つＢ、＋Ｂ、の加算を行い１次いで基準値と
比較するととＫよって正確なシーム検出が可能になった
。特にＢｔ ＋Ｂ＊ ’！にる加算処理を行わせたこと
によってｓＢｌかＢ、のいずれかに何かの波形上の問題
があっても、それが。
ールドし且つＢ、＋Ｂ、の加算を行い１次いで基準値と
比較するととＫよって正確なシーム検出が可能になった
。特にＢｔ ＋Ｂ＊ ’！にる加算処理を行わせたこと
によってｓＢｌかＢ、のいずれかに何かの波形上の問題
があっても、それが。
Ｂ＠＋Ｂ、の加算結果に反映され九ことによって。
その波形上の問題を含めてシーム判定１！ｌ監なされる
。
。
尚ｓＢ１ とＢ１の２点であっためｆ、 Ｂ、〜Ｂ、の
５点やＢ１〜Ｂ、のフ点取込みによるシー五判定まで拡
張できることは云うまでもない、ｔた、材質や溶接状態
によっては５点や７点以上の多数点取込みも可能である
。′を九、面積比較とピーク比較によるノリーン認謙の
事例を示した力１．相関関数や評価関数を使用したノリ
ーノｇｌｌ１４可能でめる。
５点やＢ１〜Ｂ、のフ点取込みによるシー五判定まで拡
張できることは云うまでもない、ｔた、材質や溶接状態
によっては５点や７点以上の多数点取込みも可能である
。′を九、面積比較とピーク比較によるノリーン認謙の
事例を示した力１．相関関数や評価関数を使用したノリ
ーノｇｌｌ１４可能でめる。
第１図は超音波が鋼管内を多重反射する状況を示した図
、第２図はシー入部と母材における多重反射の違いを示
す図、第３図、＠４図は信号処理法を示す図、餉５図、
第６図は本発明の信号処理の実施例図、第７図はゲート
区間説明図である。 １・・・鋼管、２・・・直流コイル、３・・・電磁石コ
イル。 ４・・・送受信コイル、９Ａ、９Ｂ・・・ゲー）、１０
Ａ。 １０Ｂ・・・ピークホールド器、１１・・・加算器、１
２・・・サンプルホールド器、１３・・・比較器、１４
・・・設定回路、１５・・・リレー。 代理人 弁理士 秋本正実 第 １ 図 第 ２０ □−也
、第２図はシー入部と母材における多重反射の違いを示
す図、第３図、＠４図は信号処理法を示す図、餉５図、
第６図は本発明の信号処理の実施例図、第７図はゲート
区間説明図である。 １・・・鋼管、２・・・直流コイル、３・・・電磁石コ
イル。 ４・・・送受信コイル、９Ａ、９Ｂ・・・ゲー）、１０
Ａ。 １０Ｂ・・・ピークホールド器、１１・・・加算器、１
２・・・サンプルホールド器、１３・・・比較器、１４
・・・設定回路、１５・・・リレー。 代理人 弁理士 秋本正実 第 １ 図 第 ２０ □−也
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 金属材に横波超音波を発生させる超音波発生手段と
、前記金属材中を伝播した横波超音波を検出する超音波
検出手段と、＃検出手段で検出された横波超音波反射波
と予め設定した基準反射波とを４とに１１ｍ郁判定を行
う判定手段とより成る溶接部検出装置。 ２ 上記判定手段内での溶接部判定は、検出された横波
超音波反射波のピーク値と上記基準反射波のピーク値と
の相互比較によって判定させてなる特許請求の範囲第１
項記載の溶接部検出装置。 １ 上記判定手段内での溶接部判定は、検出された横波
超音波反射波に対する所定時間巾内での反射波ピーク値
でかこまれた面積と基準反射波に対する上記所定時間巾
と同一時間内での反射波ピーク値でかこまれ九面積との
相互比較によって判定させてなる特許請求の範囲第１項
記載の溶接部検出装置。 表 上記判定手段内での反射波は第１次反射波乃至第７
次反射波の中の１つ又は複数個である特許請求の範囲第
１項又は第２項又は第３項記載の溶接部検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56193693A JPS5896247A (ja) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | 溶接部検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56193693A JPS5896247A (ja) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | 溶接部検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5896247A true JPS5896247A (ja) | 1983-06-08 |
Family
ID=16312203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56193693A Pending JPS5896247A (ja) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | 溶接部検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5896247A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6238359A (ja) * | 1985-08-14 | 1987-02-19 | Sankyo Eng Kk | 超音波探傷装置 |
| JPH04265853A (ja) * | 1990-10-24 | 1992-09-22 | Babcock & Wilcox Co:The | 管のｉｄ傷とｏｄ傷を識別するための傷深度識別方法及び装置 |
| JP2004507759A (ja) * | 2000-08-29 | 2004-03-11 | グラクソ グループ リミテッド | 微量要素のリアルタイム蛍光測定を行うための方法およびシステム |
| KR100927249B1 (ko) | 2008-02-05 | 2009-11-16 | 동양검사기술주식회사 | 초음파를 이용한 레이저 용접부의 용입폭 측정방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5515018A (en) * | 1978-07-18 | 1980-02-01 | Nippon Steel Corp | Detection method of tissue anisotropy of rolled steel material |
| JPS5587946A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-03 | Toshiba Corp | Ultrasonic tester for resistance welding |
| JPS56148054A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-17 | Nippon Steel Corp | Weld examination for steel pipe |
-
1981
- 1981-12-03 JP JP56193693A patent/JPS5896247A/ja active Pending
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