JP2003014706A - タンク鋼板の溶接検査方法及び装置 - Google Patents
タンク鋼板の溶接検査方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、タンク鋼板表面の被覆上から溶接
部やその熱影響部の検査が出来る方法及び装置を提供す
ることを可能にすることを目的としている。 【解決手段】 溶接ビード18の方向の縦割れ18ａ，18ｂ
や溶接ビード18と交差する方向の横割れ18ｃを３つの超
音波探触子３を利用したクリーピング波法により探傷す
るように構成したことを特徴とする。
部やその熱影響部の検査が出来る方法及び装置を提供す
ることを可能にすることを目的としている。 【解決手段】 溶接ビード18の方向の縦割れ18ａ，18ｂ
や溶接ビード18と交差する方向の横割れ18ｃを３つの超
音波探触子３を利用したクリーピング波法により探傷す
るように構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に被覆を有す
るタンク鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表面に発生
する傷を検査するタンク鋼板の溶接検査方法及び装置に
関するものである。
るタンク鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表面に発生
する傷を検査するタンク鋼板の溶接検査方法及び装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、屋外タンクでは、消防法に従って
タンク鋼板の溶接部やその熱影響部の表面に発生する傷
を検査することが行なわれている。従来の検査方法とし
てはタンク鋼板の表面に被覆された塗膜等をサンドブラ
スト等により剥離した後、浸透探傷法或いは磁粉探傷法
による検査を実施し、傷が発生した部位に形成される浸
透指示模様或いは磁粉模様を目視観察することによりタ
ンク鋼板の溶接部やその熱影響部の表面に発生する傷を
検査していた。
タンク鋼板の溶接部やその熱影響部の表面に発生する傷
を検査することが行なわれている。従来の検査方法とし
てはタンク鋼板の表面に被覆された塗膜等をサンドブラ
スト等により剥離した後、浸透探傷法或いは磁粉探傷法
による検査を実施し、傷が発生した部位に形成される浸
透指示模様或いは磁粉模様を目視観察することによりタ
ンク鋼板の溶接部やその熱影響部の表面に発生する傷を
検査していた。
【０００３】一方、大型鋼構造物の表面を走行する探傷
装置が特開平10-288610号公報（以下、「公知例」とい
う）により提案されている。この装置によれば、探傷作
業前の溶接部付近の塗装や錆等を除去するグラインダー
掛け、超音波探触子による溶接部の探傷、塗料スプレー
ノズルから噴射される塗料によって再塗装を行なうこと
が出来るとしている。
装置が特開平10-288610号公報（以下、「公知例」とい
う）により提案されている。この装置によれば、探傷作
業前の溶接部付近の塗装や錆等を除去するグラインダー
掛け、超音波探触子による溶接部の探傷、塗料スプレー
ノズルから噴射される塗料によって再塗装を行なうこと
が出来るとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例において、浸透探傷法或いは磁粉探傷法による検
査では、その原理、性能上、塗膜の除去が必須条件とな
っている。また、傷が発生した部位に形成される浸透指
示模様或いは磁粉模様を検査員が目視観察しているが、
人間による目視検査に頼っているため環境や実施条件
（照度、電源、技量、目疲れ）による傷の検出漏れや見
逃しが発生する虞があった。
従来例において、浸透探傷法或いは磁粉探傷法による検
査では、その原理、性能上、塗膜の除去が必須条件とな
っている。また、傷が発生した部位に形成される浸透指
示模様或いは磁粉模様を検査員が目視観察しているが、
人間による目視検査に頼っているため環境や実施条件
（照度、電源、技量、目疲れ）による傷の検出漏れや見
逃しが発生する虞があった。
【０００５】また、浸透探傷法或いは磁粉探傷法による
検査では、探傷作業は検査員の手作業で実施され、しか
も割れ等の傷以外に打ち傷や浅いアンダーカット等が検
出されるため、それ等を判別するための検査経験や技量
が求められ、ことのほか検査及び補修作業に手間と時間
がかかっていた。
検査では、探傷作業は検査員の手作業で実施され、しか
も割れ等の傷以外に打ち傷や浅いアンダーカット等が検
出されるため、それ等を判別するための検査経験や技量
が求められ、ことのほか検査及び補修作業に手間と時間
がかかっていた。
【０００６】また、検査に先立って、タンク鋼板の表面
に被覆された塗膜等をサンドブラスト等により剥離しな
ければならず、剥離作業や剥離粉末の清掃作業や、更に
は検査後に再度タンクの表面に塗膜等を被覆して復元す
る作業に手間と時間がかかり、検査以外にかかるコスト
が増大するといった問題があった。
に被覆された塗膜等をサンドブラスト等により剥離しな
ければならず、剥離作業や剥離粉末の清掃作業や、更に
は検査後に再度タンクの表面に塗膜等を被覆して復元す
る作業に手間と時間がかかり、検査以外にかかるコスト
が増大するといった問題があった。
【０００７】また、前述した公知例においてもグライン
ダー掛けにより鋼板表面の塗料や錆を剥離するため剥離
作業に時間がかかり、剥離粉末の清掃作業に手間と時間
がかかるという問題があった。
ダー掛けにより鋼板表面の塗料や錆を剥離するため剥離
作業に時間がかかり、剥離粉末の清掃作業に手間と時間
がかかるという問題があった。
【０００８】一方、平成12年８月「消防危第９３号」の
消防法の改正により、タンク鋼板の溶接部検査をタンク
鋼板表面の被覆上から検査する方法が認められたもの
の、技術的な困難性から十分な検査性能を期待出来る検
査方法や検査装置の提案がなされていないのが現状であ
る。
消防法の改正により、タンク鋼板の溶接部検査をタンク
鋼板表面の被覆上から検査する方法が認められたもの
の、技術的な困難性から十分な検査性能を期待出来る検
査方法や検査装置の提案がなされていないのが現状であ
る。
【０００９】本発明は前記課題を解決するものであり、
その目的とするところは、タンク鋼板表面の被覆上から
溶接部やその熱影響部の検査が出来る方法及び装置を提
供するものであり、更にこの装置は従来の浸透探傷や磁
粉探傷のような人的技量や探傷条件に左右される検査品
質の不確定部分を排除し、安定的且つ正確に探傷するこ
とで、従来よりも検査品質の均一性と検出精度を向上さ
せることが出来る装置を提供せんとするものである。
その目的とするところは、タンク鋼板表面の被覆上から
溶接部やその熱影響部の検査が出来る方法及び装置を提
供するものであり、更にこの装置は従来の浸透探傷や磁
粉探傷のような人的技量や探傷条件に左右される検査品
質の不確定部分を排除し、安定的且つ正確に探傷するこ
とで、従来よりも検査品質の均一性と検出精度を向上さ
せることが出来る装置を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係るタンク鋼板の溶接検査方法は、表面に被
覆を有するタンク鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表
面に発生する傷を検査するタンク鋼板の溶接検査方法で
あって、溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビードの
方向と交差する方向の横割れを複数個の超音波探触子を
利用したクリーピング波法により探傷することを特徴と
する。
の本発明に係るタンク鋼板の溶接検査方法は、表面に被
覆を有するタンク鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表
面に発生する傷を検査するタンク鋼板の溶接検査方法で
あって、溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビードの
方向と交差する方向の横割れを複数個の超音波探触子を
利用したクリーピング波法により探傷することを特徴と
する。
【００１１】ここで、タンク鋼板の表面が被覆された状
態で探傷する方法として、斜角法、表面波法、クリーピ
ング波法が考えられる。
態で探傷する方法として、斜角法、表面波法、クリーピ
ング波法が考えられる。
【００１２】斜角法では、１回反射法で検出出来るもの
の底板裏面側の腐食の影響を受け、これが検出性能に大
きな影響を与えるためタンク鋼板の溶接部或いはその熱
影響部の表面に発生する傷を安定的且つ正確に検査する
のは困難である。
の底板裏面側の腐食の影響を受け、これが検出性能に大
きな影響を与えるためタンク鋼板の溶接部或いはその熱
影響部の表面に発生する傷を安定的且つ正確に検査する
のは困難である。
【００１３】一方、鋼板の表面近傍を伝搬する超音波と
して、表面波（レーリー波）、表面ＳＨ波、クリーピン
グ波が存在する。
して、表面波（レーリー波）、表面ＳＨ波、クリーピン
グ波が存在する。
【００１４】表面波（レーリー波）は、表面下１波長程
度にそのエネルギーが集中しており、表面の形状が変化
している場合にもその表面に沿って伝搬し、鋼板の内部
には伝わらない。従って、鋼板表面の凹凸の影響が著し
く、溶接ビードのように表面が粗い場合には減衰が著し
く、特にタンク溶接部のようにビード幅が広く、溶接余
盛の平滑仕上げをしていない対象物に対しては傷の検出
が困難となる。
度にそのエネルギーが集中しており、表面の形状が変化
している場合にもその表面に沿って伝搬し、鋼板の内部
には伝わらない。従って、鋼板表面の凹凸の影響が著し
く、溶接ビードのように表面が粗い場合には減衰が著し
く、特にタンク溶接部のようにビード幅が広く、溶接余
盛の平滑仕上げをしていない対象物に対しては傷の検出
が困難となる。
【００１５】また、表面ＳＨ波は、水平偏波させた横波
を振動子で発生させ、くさびを介して９０度方向に横波
（ＳＨ波）を伝搬させるものであり、表面ＳＨ波探触子
はくさび中を横波が伝搬して、そのまま鋼板中に横波を
通過させる構造になっているため、くさびと鋼板との間
に粘性の高い特殊な接触溶質を使用する必要があり、エ
コーを安定させるために一定の時間を要するため、探触
子の走査性が悪いという問題がある。
を振動子で発生させ、くさびを介して９０度方向に横波
（ＳＨ波）を伝搬させるものであり、表面ＳＨ波探触子
はくさび中を横波が伝搬して、そのまま鋼板中に横波を
通過させる構造になっているため、くさびと鋼板との間
に粘性の高い特殊な接触溶質を使用する必要があり、エ
コーを安定させるために一定の時間を要するため、探触
子の走査性が悪いという問題がある。
【００１６】また、上記各表面波法では被覆による感度
の減衰の影響を受け易く、傷の大きさとエコー高さとの
関係に定量性が無いため検出したエコー波形から直ちに
傷の大きさを知得することが困難である。
の減衰の影響を受け易く、傷の大きさとエコー高さとの
関係に定量性が無いため検出したエコー波形から直ちに
傷の大きさを知得することが困難である。
【００１７】クリーピング波は、縦波臨界付近で発生す
る縦波表面波であり、入射角を縦波臨界角にしたとき、
屈折角９０度方向に縦波成分をもって伝搬する波で、鋼
板の表面直下を直進する。鋼板の表面形状が変化してい
る場合も略直進し、表面の凹凸の影響は少ない。
る縦波表面波であり、入射角を縦波臨界角にしたとき、
屈折角９０度方向に縦波成分をもって伝搬する波で、鋼
板の表面直下を直進する。鋼板の表面形状が変化してい
る場合も略直進し、表面の凹凸の影響は少ない。
【００１８】一般的な表面波が鋼板表面のみを伝搬する
のに対して、クリーピング波は鋼板内部にも分布して伝
搬するため、従来の横波斜角探傷と比べて超音波の屈折
角の大きな範囲で探傷が可能であり、鋼板の表面近傍の
傷を検出することが出来る。また、板厚の薄い鋼板の探
傷にも有効である。
のに対して、クリーピング波は鋼板内部にも分布して伝
搬するため、従来の横波斜角探傷と比べて超音波の屈折
角の大きな範囲で探傷が可能であり、鋼板の表面近傍の
傷を検出することが出来る。また、板厚の薄い鋼板の探
傷にも有効である。
【００１９】また、クリーピング波法では、被覆による
感度の減衰の影響が少なく、傷の大きさとエコー高さと
の関係に定量性があるため検出したエコー波形から直ち
に傷の大きさを知得することが容易である。
感度の減衰の影響が少なく、傷の大きさとエコー高さと
の関係に定量性があるため検出したエコー波形から直ち
に傷の大きさを知得することが容易である。
【００２０】上記理由から、本発明のタンク鋼板の溶接
検査における超音波探傷方法として、タンク鋼板表面に
被覆を施した状態で、該タンク鋼板の溶接部或いはその
熱影響部の表面に発生する傷を検査する場合ではクリー
ピング波法を適用するのが最適である。
検査における超音波探傷方法として、タンク鋼板表面に
被覆を施した状態で、該タンク鋼板の溶接部或いはその
熱影響部の表面に発生する傷を検査する場合ではクリー
ピング波法を適用するのが最適である。
【００２１】特に、超音波探触子の周波数を２ＭＨｚ以
下程度に設定しておくことで、被覆による感度の減衰の
影響を小さくすることが出来る。
下程度に設定しておくことで、被覆による感度の減衰の
影響を小さくすることが出来る。
【００２２】本発明に係るタンク鋼板の溶接検査方法に
よれば、クリーピング波法により探傷する複数個の超音
波探触子を利用して、タンク鋼板の表面が被覆された状
態で溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビードの方向
と交差する方向の横割れを一度に且つ正確に探傷するこ
とが出来る。
よれば、クリーピング波法により探傷する複数個の超音
波探触子を利用して、タンク鋼板の表面が被覆された状
態で溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビードの方向
と交差する方向の横割れを一度に且つ正確に探傷するこ
とが出来る。
【００２３】また、本発明に係るタンク鋼板の溶接検査
装置は、表面に被覆を有するタンク鋼板の溶接部或いは
その熱影響部の表面に発生する傷を検査するタンク鋼板
の溶接検査装置であって、表面に被覆を有するタンク鋼
板上を走行する走行台車と、前記走行台車に設けられ、
溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビードの方向と交
差する方向の横割れをクリーピング波法により探傷する
少なくとも３つ以上の超音波探触子と、前記走行台車に
設けられ、前記超音波探触子により探傷された部位の位
置情報を検出する位置検出手段と、前記超音波探触子の
出力を超音波探傷器を介して表示・出力する演算・探傷
表示手段とを有することを特徴とする。
装置は、表面に被覆を有するタンク鋼板の溶接部或いは
その熱影響部の表面に発生する傷を検査するタンク鋼板
の溶接検査装置であって、表面に被覆を有するタンク鋼
板上を走行する走行台車と、前記走行台車に設けられ、
溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビードの方向と交
差する方向の横割れをクリーピング波法により探傷する
少なくとも３つ以上の超音波探触子と、前記走行台車に
設けられ、前記超音波探触子により探傷された部位の位
置情報を検出する位置検出手段と、前記超音波探触子の
出力を超音波探傷器を介して表示・出力する演算・探傷
表示手段とを有することを特徴とする。
【００２４】上記構成によれば、溶接ビードに沿って表
面に被覆を有するタンク鋼板上を走行する走行台車に設
けられた各超音波探触子で溶接ビードの方向の縦割れ及
び該溶接ビードの方向と交差する方向の横割れを走行台
車の走行動作に応じてクリーピング波法により随時一度
に探傷すると共に、各超音波探触子により探傷された部
位の位置情報を走行台車に設けられた位置検出手段によ
り走行台車の走行動作に応じて随時検出し、超音波探触
子の出力を超音波探傷器を介して探傷情報と位置情報と
を関連付けて、演算・探傷表示手段により表示・出力す
ることで、タンク鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表
面に発生する傷を自動的に且つ正確に検査することが出
来る。
面に被覆を有するタンク鋼板上を走行する走行台車に設
けられた各超音波探触子で溶接ビードの方向の縦割れ及
び該溶接ビードの方向と交差する方向の横割れを走行台
車の走行動作に応じてクリーピング波法により随時一度
に探傷すると共に、各超音波探触子により探傷された部
位の位置情報を走行台車に設けられた位置検出手段によ
り走行台車の走行動作に応じて随時検出し、超音波探触
子の出力を超音波探傷器を介して探傷情報と位置情報と
を関連付けて、演算・探傷表示手段により表示・出力す
ることで、タンク鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表
面に発生する傷を自動的に且つ正確に検査することが出
来る。
【００２５】また、前記走行台車がレール上を前進走行
及び／または後退走行し、前記超音波探触子がプローブ
ユニットに支持され、該プローブユニットが該走行台車
に片持ち支持され、該プローブユニットは前記超音波探
触子と溶接ビードとの間の距離を可変可能なプローブ溶
接ビード間距離調整機構と、複数の超音波探触子を夫々
独立して配置高さを可変可能なプローブユニット高さ調
整機構とを有する場合には、走行台車がレール上を走行
することで直進性能が確保され、検査精度を向上するこ
とが出来る。また、走行台車による超音波探触子の保持
方法として片持式とすることで溶接ビードを跨ぐ装置構
成と比較して装置の幅方向の小型化が図れ、溶接ビード
近傍の障害物を回避して検査出来るので、タンク隅部近
傍の検査にも有利である。
及び／または後退走行し、前記超音波探触子がプローブ
ユニットに支持され、該プローブユニットが該走行台車
に片持ち支持され、該プローブユニットは前記超音波探
触子と溶接ビードとの間の距離を可変可能なプローブ溶
接ビード間距離調整機構と、複数の超音波探触子を夫々
独立して配置高さを可変可能なプローブユニット高さ調
整機構とを有する場合には、走行台車がレール上を走行
することで直進性能が確保され、検査精度を向上するこ
とが出来る。また、走行台車による超音波探触子の保持
方法として片持式とすることで溶接ビードを跨ぐ装置構
成と比較して装置の幅方向の小型化が図れ、溶接ビード
近傍の障害物を回避して検査出来るので、タンク隅部近
傍の検査にも有利である。
【００２６】プローブ溶接ビード間距離調整機構及びプ
ローブユニット高さ調整機構により溶接ビードと超音波
探触子との距離を一定に保ちつつスムーズな走行を行な
うことが出来、特に１本のレールに沿って走行台車を走
行させれば好ましい。
ローブユニット高さ調整機構により溶接ビードと超音波
探触子との距離を一定に保ちつつスムーズな走行を行な
うことが出来、特に１本のレールに沿って走行台車を走
行させれば好ましい。
【００２７】表面に被覆を有するタンク鋼板の溶接部の
代表的な溶接形状には突き合わせ溶接と、重ね溶接があ
るが、溶接形状の何れにも対応して溶接部或いはその熱
影響部の表面に発生する傷を検出可能にするために溶接
ビードを境界にして両側の超音波探触子の高さを調整出
来る。
代表的な溶接形状には突き合わせ溶接と、重ね溶接があ
るが、溶接形状の何れにも対応して溶接部或いはその熱
影響部の表面に発生する傷を検出可能にするために溶接
ビードを境界にして両側の超音波探触子の高さを調整出
来る。
【００２８】また、走行台車に前進走行機能及び後退走
行機能の両方向走行機能を持たせることで、同一溶接部
の繰り返し検査を容易に行なうことが出来、更にはタン
クの端で走行台車をレールから脱離して進行向きを変更
したり、走行台車をレールから脱離して検査始点側に持
ち運んで配置し直す必要がなく、測定部と表示部との間
に引き回された電源ケーブルや信号ケーブルの捌きもス
ムーズに出来る。
行機能の両方向走行機能を持たせることで、同一溶接部
の繰り返し検査を容易に行なうことが出来、更にはタン
クの端で走行台車をレールから脱離して進行向きを変更
したり、走行台車をレールから脱離して検査始点側に持
ち運んで配置し直す必要がなく、測定部と表示部との間
に引き回された電源ケーブルや信号ケーブルの捌きもス
ムーズに出来る。
【００２９】また、前記溶接ビードの方向の縦割れをク
リーピング波法により探傷する超音波探触子として、該
溶接ビードを境界としてその両側に夫々一対の送信子と
受信子とを配置した場合には、溶接ビードを境界とした
夫々の側から溶接ビード中央部までを超音波探触子の探
傷範囲として別々に探傷することで溶接ビードの形状に
よるエコーの影響を避けることが出来、溶接ビードの方
向の縦割れの有無を正確に検出することが出来る。
リーピング波法により探傷する超音波探触子として、該
溶接ビードを境界としてその両側に夫々一対の送信子と
受信子とを配置した場合には、溶接ビードを境界とした
夫々の側から溶接ビード中央部までを超音波探触子の探
傷範囲として別々に探傷することで溶接ビードの形状に
よるエコーの影響を避けることが出来、溶接ビードの方
向の縦割れの有無を正確に検出することが出来る。
【００３０】また、縦割れを検出しようとする超音波探
触子の前記送信子と前記受信子とを前記溶接ビードを挟
んで線対称に配置した場合には、溶接ビードを境界とし
てその両側に配置された一対の送信子と受信子におい
て、他対の送信子から発せられたクリーピング波を受信
子が受信して誤検出する虞がない。従って、溶接ビード
の方向の縦割れをクリーピング波法により探傷する際に
クリーピング波の干渉作用を防止することが出来る。
触子の前記送信子と前記受信子とを前記溶接ビードを挟
んで線対称に配置した場合には、溶接ビードを境界とし
てその両側に配置された一対の送信子と受信子におい
て、他対の送信子から発せられたクリーピング波を受信
子が受信して誤検出する虞がない。従って、溶接ビード
の方向の縦割れをクリーピング波法により探傷する際に
クリーピング波の干渉作用を防止することが出来る。
【００３１】また、前記溶接ビードの方向と交差する方
向の横割れをクリーピング波法により探傷する超音波探
触子として、該溶接ビードを境界としてその片側に送信
子を配置し、もう片側に受信子を対称に配置した場合に
は、送信子から送信した超音波が溶接ビードの方向と交
差する方向の横割れから反射して返るエコーを溶接ビー
ドを挟んで対称に配置した受信子により受信し、傷の有
無を正確に検出することが出来る。
向の横割れをクリーピング波法により探傷する超音波探
触子として、該溶接ビードを境界としてその片側に送信
子を配置し、もう片側に受信子を対称に配置した場合に
は、送信子から送信した超音波が溶接ビードの方向と交
差する方向の横割れから反射して返るエコーを溶接ビー
ドを挟んで対称に配置した受信子により受信し、傷の有
無を正確に検出することが出来る。
【００３２】また、前記演算・探傷表示手段は、前記位
置検出手段から得られる出力信号と、前記超音波探傷器
から得られる出力信号とを記録し、入力された超音波の
応答時間の監視範囲における出力値が、予め設定された
検出閾値を超えた場合に当該入力信号は割れ信号と判定
するように構成すれば好ましい。
置検出手段から得られる出力信号と、前記超音波探傷器
から得られる出力信号とを記録し、入力された超音波の
応答時間の監視範囲における出力値が、予め設定された
検出閾値を超えた場合に当該入力信号は割れ信号と判定
するように構成すれば好ましい。
【００３３】また、前記検出閾値を超えた超音波信号を
前記位置検出手段により得られた位置情報に合わせて閾
値区分に色分けし、割れ情報として２次元平面上に表示
すれば好ましい。
前記位置検出手段により得られた位置情報に合わせて閾
値区分に色分けし、割れ情報として２次元平面上に表示
すれば好ましい。
【００３４】また、前記演算・探傷表示手段は、前記位
置情報に基づき２次元平面上に表した超音波信号を前記
検出閾値を基準として２値化及び画像処理し、その結果
から進行方向の傷長さを算出すれば好ましい。
置情報に基づき２次元平面上に表した超音波信号を前記
検出閾値を基準として２値化及び画像処理し、その結果
から進行方向の傷長さを算出すれば好ましい。
【００３５】また、前記演算・探傷表示手段は、前記検
出閾値を超えた超音波信号に基づいて前記位置検出手段
により得られた位置情報により割れの検出位置をタンク
鋼板の図面上に合わせて表示し、出力媒体に出力するよ
うに構成すれば好ましい。
出閾値を超えた超音波信号に基づいて前記位置検出手段
により得られた位置情報により割れの検出位置をタンク
鋼板の図面上に合わせて表示し、出力媒体に出力するよ
うに構成すれば好ましい。
【００３６】
【発明の実施の形態】図により本発明に係るタンク鋼板
の溶接検査方法及びその装置の一実施形態を具体的に説
明する。図１は本発明に係るタンク鋼板の溶接検査装置
の構成を示す平面図、図２は本発明に係るタンク鋼板の
溶接検査装置の構成を示す側面図、図３は本発明に係る
タンク鋼板の溶接検査装置の構成を示す前面図である。
の溶接検査方法及びその装置の一実施形態を具体的に説
明する。図１は本発明に係るタンク鋼板の溶接検査装置
の構成を示す平面図、図２は本発明に係るタンク鋼板の
溶接検査装置の構成を示す側面図、図３は本発明に係る
タンク鋼板の溶接検査装置の構成を示す前面図である。
【００３７】図４は本発明に係るタンク鋼板の溶接検査
装置の各部の構成を示すブロック図、図５はデータ処理
を行なう制御系の構成を示すブロック図、図６は３チャ
ンネルの超音波探触子の配置構成を示す平面説明図、図
７（ａ），（ｂ）は突合せ溶接部における縦割れ、横割
れの探傷の様子を示す図、図８（ａ），（ｂ）は重ね溶
接部における縦割れ、横割れの探傷の様子を示す図であ
る。
装置の各部の構成を示すブロック図、図５はデータ処理
を行なう制御系の構成を示すブロック図、図６は３チャ
ンネルの超音波探触子の配置構成を示す平面説明図、図
７（ａ），（ｂ）は突合せ溶接部における縦割れ、横割
れの探傷の様子を示す図、図８（ａ），（ｂ）は重ね溶
接部における縦割れ、横割れの探傷の様子を示す図であ
る。
【００３８】図９〜図12において、各図（ａ）は溶接部
或いはその熱影響部の表面に発生した各種傷を探傷した
際の探傷エコー波形を示す図、各図（ｂ）は健全部で溶
接ビード形状等により形成されるエコー波形を示す図、
図13は探傷データを処理するフローチャート、図14は傷
を検出処理するフローチャート、図15は実際のタンク鋼
板の傷を検査して表示した様子を示す図、図16は探傷エ
コー波形により測定不能或いは傷検出を判定する閾値の
構成を示す図であり、図16（ａ）は縦割れ検出結果、図
16（ｂ）は横割れ検出結果を夫々示す図、図17は得られ
た探傷エコー波形のエコー高さを濃淡で表現した一例を
示すである。
或いはその熱影響部の表面に発生した各種傷を探傷した
際の探傷エコー波形を示す図、各図（ｂ）は健全部で溶
接ビード形状等により形成されるエコー波形を示す図、
図13は探傷データを処理するフローチャート、図14は傷
を検出処理するフローチャート、図15は実際のタンク鋼
板の傷を検査して表示した様子を示す図、図16は探傷エ
コー波形により測定不能或いは傷検出を判定する閾値の
構成を示す図であり、図16（ａ）は縦割れ検出結果、図
16（ｂ）は横割れ検出結果を夫々示す図、図17は得られ
た探傷エコー波形のエコー高さを濃淡で表現した一例を
示すである。
【００３９】本発明に係るタンク鋼板の溶接検査装置１
は、表面が塗装24等により被覆されたタンク鋼板の溶接
部或いはその熱影響部の表面に発生する傷を自走式で検
査することが出来るように構成されたものである。
は、表面が塗装24等により被覆されたタンク鋼板の溶接
部或いはその熱影響部の表面に発生する傷を自走式で検
査することが出来るように構成されたものである。
【００４０】図１〜図４において、溶接検査装置１は、
表面に被覆を有するタンク鋼板上を走行する走行台車２
と、該走行台車２に搭載され、タンク鋼板の溶接ビード
18の方向の縦割れ、及び該溶接ビード18の方向と交差す
る方向の横割れをクリーピング波法により探傷する少な
くとも３つ以上の超音波探触子３と、同じく走行台車２
に搭載され、超音波探触子３により探傷された部位のタ
ンク内の位置情報を検出する位置検出手段となるロータ
リーエンコーダ４とを有して構成されている。
表面に被覆を有するタンク鋼板上を走行する走行台車２
と、該走行台車２に搭載され、タンク鋼板の溶接ビード
18の方向の縦割れ、及び該溶接ビード18の方向と交差す
る方向の横割れをクリーピング波法により探傷する少な
くとも３つ以上の超音波探触子３と、同じく走行台車２
に搭載され、超音波探触子３により探傷された部位のタ
ンク内の位置情報を検出する位置検出手段となるロータ
リーエンコーダ４とを有して構成されている。
【００４１】走行台車２は表面に被覆を有するタンク鋼
板上に溶接ビード18に沿って敷設された走行用レール５
上を前進走行或いは後退走行し得るように構成されてお
り、ＤＣ（直流）電源８から電力が供給されるＤＣ（直
流）モータ６により回転駆動される駆動車輪７と、大小
の走行ガイド車輪９，10と、バランス車輪11が１本の走
行用レール５に沿って回転走行する。
板上に溶接ビード18に沿って敷設された走行用レール５
上を前進走行或いは後退走行し得るように構成されてお
り、ＤＣ（直流）電源８から電力が供給されるＤＣ（直
流）モータ６により回転駆動される駆動車輪７と、大小
の走行ガイド車輪９，10と、バランス車輪11が１本の走
行用レール５に沿って回転走行する。
【００４２】ＤＣモータ６はスピードコントローラ19に
より回転駆動が制御され、これによって走行台車２の走
行開始、走行停止及び速度制御、並びに前進、後退の制
御が行なわれる。
より回転駆動が制御され、これによって走行台車２の走
行開始、走行停止及び速度制御、並びに前進、後退の制
御が行なわれる。
【００４３】走行ガイド車輪10の回転部にはロータリー
エンコーダ４が取り付けられており、該ロータリーエン
コーダ４により検出される位置情報によりタンク内の超
音波探触子３の各探傷位置が検出されるようになってい
る。
エンコーダ４が取り付けられており、該ロータリーエン
コーダ４により検出される位置情報によりタンク内の超
音波探触子３の各探傷位置が検出されるようになってい
る。
【００４４】また、走行台車２には、水供給部31が設け
てあり、水タンク32に収容された水をポンプ12により汲
み上げ、電磁弁33を制御することで、表面に被覆を有す
るタンク鋼板と、超音波探触子３との間に水を供給して
満たし、これにより超音波探触子３による超音波感度の
減衰を防止している。
てあり、水タンク32に収容された水をポンプ12により汲
み上げ、電磁弁33を制御することで、表面に被覆を有す
るタンク鋼板と、超音波探触子３との間に水を供給して
満たし、これにより超音波探触子３による超音波感度の
減衰を防止している。
【００４５】図１〜図３に示すように、超音波探触子３
はプローブユニットを兼ねる子台車16により支持されて
おり、該子台車16はジンバル機構17を介して走行台車２
に片持ち支持された構成となっており、走行台車２の本
体に設けられたプローブユニットクランプレバー13を作
動させることで、水供給部31により供給された水を介在
させて表面に被覆を有するタンク鋼板の溶接部或いはそ
の熱影響部を探傷する位置に下降してセットしたり、上
昇して退避させたりすることが出来るようになってい
る。
はプローブユニットを兼ねる子台車16により支持されて
おり、該子台車16はジンバル機構17を介して走行台車２
に片持ち支持された構成となっており、走行台車２の本
体に設けられたプローブユニットクランプレバー13を作
動させることで、水供給部31により供給された水を介在
させて表面に被覆を有するタンク鋼板の溶接部或いはそ
の熱影響部を探傷する位置に下降してセットしたり、上
昇して退避させたりすることが出来るようになってい
る。
【００４６】図中、14は複数の超音波探触子３を夫々独
立してその配置高さを微調整するプローブユニット高さ
調整機構であり、該プローブユニット高さ調整機構14及
びジンバル機構17により超音波探触子３の高さを適宜調
整することにより、図７に示すようなタンク鋼板の突き
合わせ溶接部の探傷及び図８に示すようなタンク鋼板の
重ね合わせ溶接部の探傷の両方に対応出来るようになっ
ている。また、15は超音波探触子３の溶接ビード18に対
する離間距離を微調整するプローブ溶接ビード間距離調
整機構である。
立してその配置高さを微調整するプローブユニット高さ
調整機構であり、該プローブユニット高さ調整機構14及
びジンバル機構17により超音波探触子３の高さを適宜調
整することにより、図７に示すようなタンク鋼板の突き
合わせ溶接部の探傷及び図８に示すようなタンク鋼板の
重ね合わせ溶接部の探傷の両方に対応出来るようになっ
ている。また、15は超音波探触子３の溶接ビード18に対
する離間距離を微調整するプローブ溶接ビード間距離調
整機構である。
【００４７】一般に、タンク底鋼板は、完全な平面では
なく、上板と下板との重ね溶接により「うねり」を有し
ており、更に局所的にはタンク底鋼板の各つなぎ目部分
の溶接箇所等に凹凸が存在する。
なく、上板と下板との重ね溶接により「うねり」を有し
ており、更に局所的にはタンク底鋼板の各つなぎ目部分
の溶接箇所等に凹凸が存在する。
【００４８】このようなタンク底鋼板のうねりや局所的
な凹凸に対して、各超音波探触子３を搭載した４台の子
台車16が完全に追従して移動出来るように該子台車16は
ジンバル機構17を介して走行台車２に取り付けられてい
る。
な凹凸に対して、各超音波探触子３を搭載した４台の子
台車16が完全に追従して移動出来るように該子台車16は
ジンバル機構17を介して走行台車２に取り付けられてい
る。
【００４９】超音波探触子３が搭載された子台車16は、
ジンバル機構17を介して走行台車２に取付けられたこと
で、超音波探触子３の探触面が、常にタンク底鋼板のう
ねりや局所的な凹凸に対して、完全に追従する動きとな
ることを保証している。
ジンバル機構17を介して走行台車２に取付けられたこと
で、超音波探触子３の探触面が、常にタンク底鋼板のう
ねりや局所的な凹凸に対して、完全に追従する動きとな
ることを保証している。
【００５０】子台車16は子台車フレームに子台車車輪が
取付けられた構造を有し、超音波探触子３は子台車フレ
ームの中央部にタンク底鋼板との間に常に一定の隙間が
設けられるように取付けられる。
取付けられた構造を有し、超音波探触子３は子台車フレ
ームの中央部にタンク底鋼板との間に常に一定の隙間が
設けられるように取付けられる。
【００５１】各子台車16には超音波探触子３とタンク底
鋼板との間の超音波伝達を効率良く行うために走行台車
２に設けられた図示しない水供給用分岐を経由して水が
各子台車16に図示しない配管を通って供給され、各子台
車16に供給された水は、子台車16に設けられた図示しな
い水供給用の孔から超音波探触子３とタンク底鋼板との
隙間に常に存在するように供給される。
鋼板との間の超音波伝達を効率良く行うために走行台車
２に設けられた図示しない水供給用分岐を経由して水が
各子台車16に図示しない配管を通って供給され、各子台
車16に供給された水は、子台車16に設けられた図示しな
い水供給用の孔から超音波探触子３とタンク底鋼板との
隙間に常に存在するように供給される。
【００５２】また、走行台車２の走行距離を測定するこ
とで超音波探触子３の探傷位置を検出するロータリーエ
ンコーダ４は、走行台車２の走行ガイド車輪10の動きと
同期して回転するように取り付けられている。
とで超音波探触子３の探傷位置を検出するロータリーエ
ンコーダ４は、走行台車２の走行ガイド車輪10の動きと
同期して回転するように取り付けられている。
【００５３】本実施形態における超音波探触子３の第１
チャンネル（以下、「１ＣＨ」という）と、第２チャン
ネル（以下、「２ＣＨ」という）は、図６に示すよう
に、溶接ビード18の方向の縦割れ18ａ，18ｂをクリーピ
ング波法により探傷する超音波探触子３として、溶接ビ
ード18を境界として、その両側に夫々一対の送信子Ｔと
受信子Ｒとを配置している。
チャンネル（以下、「１ＣＨ」という）と、第２チャン
ネル（以下、「２ＣＨ」という）は、図６に示すよう
に、溶接ビード18の方向の縦割れ18ａ，18ｂをクリーピ
ング波法により探傷する超音波探触子３として、溶接ビ
ード18を境界として、その両側に夫々一対の送信子Ｔと
受信子Ｒとを配置している。
【００５４】超音波探触子３の１ＣＨと２ＣＨでは、一
対の送信子Ｔと受信子Ｒとを有する２振動子型探触子を
使用して反射型探触子として構成している。
対の送信子Ｔと受信子Ｒとを有する２振動子型探触子を
使用して反射型探触子として構成している。
【００５５】即ち、図６の溶接ビード18の右側に配置さ
れた一対の送信子Ｔ1と受信子Ｒ1とが第１チャンネルを
構成し、該溶接ビード18の左側に配置された一対の送信
子Ｔ 2と受信子Ｒ2とが第２チャンネルを構成し、これ等
の第１、第２チャンネルの超音波探触子３により溶接ビ
ード18の方向の縦割れ18ａ，18ｂをクリーピング波法に
より探傷する。
れた一対の送信子Ｔ1と受信子Ｒ1とが第１チャンネルを
構成し、該溶接ビード18の左側に配置された一対の送信
子Ｔ 2と受信子Ｒ2とが第２チャンネルを構成し、これ等
の第１、第２チャンネルの超音波探触子３により溶接ビ
ード18の方向の縦割れ18ａ，18ｂをクリーピング波法に
より探傷する。
【００５６】本実施形態では、図６に示すように、第１
チャンネルの送信子Ｔ1と受信子Ｒ1と、第２チャンネル
の送信子Ｔ2と受信子Ｒ2とは溶接ビード18を挟んで線対
称に配置している。即ち、第１チャンネルの送信子Ｔ1
と第２チャンネルの送信子Ｔ2との横方向の位置が揃
い、第１チャンネルの受信子Ｒ1と、第２チャンネルの
受信子Ｒ2との横方向の位置が揃った配置である。
チャンネルの送信子Ｔ1と受信子Ｒ1と、第２チャンネル
の送信子Ｔ2と受信子Ｒ2とは溶接ビード18を挟んで線対
称に配置している。即ち、第１チャンネルの送信子Ｔ1
と第２チャンネルの送信子Ｔ2との横方向の位置が揃
い、第１チャンネルの受信子Ｒ1と、第２チャンネルの
受信子Ｒ2との横方向の位置が揃った配置である。
【００５７】これにより簡単な構成で、第１チャンネル
の送信子Ｔ1から発生したクリーピング波が誤って第２
チャンネルの受信子Ｒ2に受信されたり、逆に第２チャ
ンネルの送信子Ｔ2から発生したクリーピング波が誤っ
て第１チャンネルの受信子Ｒ1に受信されて誤検出する
ことを防止することが出来る。
の送信子Ｔ1から発生したクリーピング波が誤って第２
チャンネルの受信子Ｒ2に受信されたり、逆に第２チャ
ンネルの送信子Ｔ2から発生したクリーピング波が誤っ
て第１チャンネルの受信子Ｒ1に受信されて誤検出する
ことを防止することが出来る。
【００５８】尚、図示しないが、第１チャンネルの送信
子Ｔ1と受信子Ｒ1と、第２チャンネルの送信子Ｔ2と受
信子Ｒ2とを溶接ビード18を挟んで点対称に配置した場
合、即ち、第１チャンネルの送信子Ｔ1と第２チャンネ
ルの受信子Ｒ2とが進行方向前方で、第２チャンネルの
送信子Ｔ2と第１チャンネルの受信子Ｒ1とが進行方向後
方に配置する構成の場合には、誤検出を防止する目的
で、第１チャンネルの送信子Ｔ1と受信子Ｒ1と、第２チ
ャンネルの送信子Ｔ2と受信子Ｒ2との溶接ビード18に沿
った方向の離間距離を所定の距離だけ離間させる必要が
有り、この場合、構造が複雑で信号処理も複雑となる。
子Ｔ1と受信子Ｒ1と、第２チャンネルの送信子Ｔ2と受
信子Ｒ2とを溶接ビード18を挟んで点対称に配置した場
合、即ち、第１チャンネルの送信子Ｔ1と第２チャンネ
ルの受信子Ｒ2とが進行方向前方で、第２チャンネルの
送信子Ｔ2と第１チャンネルの受信子Ｒ1とが進行方向後
方に配置する構成の場合には、誤検出を防止する目的
で、第１チャンネルの送信子Ｔ1と受信子Ｒ1と、第２チ
ャンネルの送信子Ｔ2と受信子Ｒ2との溶接ビード18に沿
った方向の離間距離を所定の距離だけ離間させる必要が
有り、この場合、構造が複雑で信号処理も複雑となる。
【００５９】また、溶接ビード18の方向と交差する方向
の横割れ18ｃをクリーピング波法により探傷する超音波
探触子３の第３チャンネル（以下、「３ＣＨ」という）
として、溶接ビード18を境界として、その両側に配置さ
れた送信子Ｔと受信子Ｒとが一対を成すように構成して
いる。
の横割れ18ｃをクリーピング波法により探傷する超音波
探触子３の第３チャンネル（以下、「３ＣＨ」という）
として、溶接ビード18を境界として、その両側に配置さ
れた送信子Ｔと受信子Ｒとが一対を成すように構成して
いる。
【００６０】即ち、図６の溶接ビード18の右側に配置さ
れた送信子Ｔ3と受信子Ｒ3とが第３チャンネルを構成
し、この第３チャンネルの超音波探触子３により溶接ビ
ード18の方向と交差する方向の横割れ18ｃをクリーピン
グ波法により探傷する。
れた送信子Ｔ3と受信子Ｒ3とが第３チャンネルを構成
し、この第３チャンネルの超音波探触子３により溶接ビ
ード18の方向と交差する方向の横割れ18ｃをクリーピン
グ波法により探傷する。
【００６１】３ＣＨの超音波探触子３は送信子Ｔ3と受
信子Ｒ3との配置が溶接ビード18を挟んで対称になるよ
うに位置調整がなされている。送信子Ｔ3と横割れ18ｃ
とを結ぶ直線と、該横割れ18ｃと受信子Ｒ3とを結ぶ直
線との角度θは１８０度未満であれば良いが、特に好ま
しい角度θは７５度以上、且つ８５度以下の範囲であ
る。各図は角度θを８０度に設定した場合の一例であ
る。
信子Ｒ3との配置が溶接ビード18を挟んで対称になるよ
うに位置調整がなされている。送信子Ｔ3と横割れ18ｃ
とを結ぶ直線と、該横割れ18ｃと受信子Ｒ3とを結ぶ直
線との角度θは１８０度未満であれば良いが、特に好ま
しい角度θは７５度以上、且つ８５度以下の範囲であ
る。各図は角度θを８０度に設定した場合の一例であ
る。
【００６２】上記超音波探触子３の配置構成により、タ
ンク底鋼板の被覆上からの測定でタンク鋼板の溶接部或
いはその熱影響部の表面に発生する傷を検査することが
出来る。
ンク底鋼板の被覆上からの測定でタンク鋼板の溶接部或
いはその熱影響部の表面に発生する傷を検査することが
出来る。
【００６３】図７（ａ）はタンク鋼板が突き合わせ溶接
された部位の溶接ビード18の縦割れ18ａ，18ｂを第１、
第２チャンネルの超音波探触子３により夫々探傷する様
子を示す。
された部位の溶接ビード18の縦割れ18ａ，18ｂを第１、
第２チャンネルの超音波探触子３により夫々探傷する様
子を示す。
【００６４】図７（ｂ）はタンク鋼板が突き合わせ溶接
された部位の溶接ビード18の横割れ18ｃを第３チャンネ
ルの超音波探触子３により探傷する様子を示す。
された部位の溶接ビード18の横割れ18ｃを第３チャンネ
ルの超音波探触子３により探傷する様子を示す。
【００６５】図８（ａ）はタンク鋼板が重ね溶接された
部位の溶接ビード18の縦割れ18ａ，18ｂを第１、第２チ
ャンネルの超音波探触子３により夫々探傷する様子を示
す。
部位の溶接ビード18の縦割れ18ａ，18ｂを第１、第２チ
ャンネルの超音波探触子３により夫々探傷する様子を示
す。
【００６６】図８（ｂ）はタンク鋼板が重ね溶接された
部位の溶接ビード18の横割れ18ｃを第３チャンネルの超
音波探触子３により探傷する様子を示す。
部位の溶接ビード18の横割れ18ｃを第３チャンネルの超
音波探触子３により探傷する様子を示す。
【００６７】測定部21の超音波探触子３やロータリーエ
ンコーダ４等を搭載した走行台車２からケーブルコネク
タ20を介して超音波探傷データや位置データが拡張Ｉ／
Ｆ部27を介して演算・探傷表示手段となる演算・探傷表
示部28に送られる。
ンコーダ４等を搭載した走行台車２からケーブルコネク
タ20を介して超音波探傷データや位置データが拡張Ｉ／
Ｆ部27を介して演算・探傷表示手段となる演算・探傷表
示部28に送られる。
【００６８】演算・探傷表示部28は超音波探触子３の出
力と、ロータリーエンコーダ４の出力から図９〜図12に
示すように、エコー波形を表示すると共に、そのエコー
波形とタンク底鋼板内の位置との関係を図15〜図17に示
すように、画面表示するノート型パーソナルコンピュー
タ（以下、「ノートＰＣ」という）等のコンピュータ23
を有している。
力と、ロータリーエンコーダ４の出力から図９〜図12に
示すように、エコー波形を表示すると共に、そのエコー
波形とタンク底鋼板内の位置との関係を図15〜図17に示
すように、画面表示するノート型パーソナルコンピュー
タ（以下、「ノートＰＣ」という）等のコンピュータ23
を有している。
【００６９】図４において、演算・探傷表示部28に設け
られたコンピュータ23は、ＣＰＵ（中央演算装置）と、
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等の記憶装置を持ち
高速Ａ／Ｄボード25及びデジタルＩ／Ｏボード26からの
信号を処理して記憶装置へ保存する。
られたコンピュータ23は、ＣＰＵ（中央演算装置）と、
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等の記憶装置を持ち
高速Ａ／Ｄボード25及びデジタルＩ／Ｏボード26からの
信号を処理して記憶装置へ保存する。
【００７０】コンピュータ23には報知手段となるアラー
ム34が設けられており、検知手段を兼ねる超音波探触子
３により測定された探傷エコー波形が図16に示すチェッ
クレベル閾値ａに達しない場合にはアラーム34により測
定不能を報知し、検出レベル閾値ｂを超えた場合にはア
ラーム34により傷が検出されたことを報知する。
ム34が設けられており、検知手段を兼ねる超音波探触子
３により測定された探傷エコー波形が図16に示すチェッ
クレベル閾値ａに達しない場合にはアラーム34により測
定不能を報知し、検出レベル閾値ｂを超えた場合にはア
ラーム34により傷が検出されたことを報知する。
【００７１】即ち、演算・探傷表示部28はロータリーエ
ンコーダ４から得られる出力信号と、超音波探傷器29か
ら得られる出力信号とを記録し、入力された超音波の応
答時間の検視範囲における出力値が、予め設定された検
出閾値となる検出レベル閾値ｂを超えた場合に当該入力
信号は割れ信号と判定する。
ンコーダ４から得られる出力信号と、超音波探傷器29か
ら得られる出力信号とを記録し、入力された超音波の応
答時間の検視範囲における出力値が、予め設定された検
出閾値となる検出レベル閾値ｂを超えた場合に当該入力
信号は割れ信号と判定する。
【００７２】拡張Ｉ／Ｆ部27は、カウンタボード30、高
速Ａ／Ｄボード25及びデジタルＩ／Ｏボード26をセット
するためのボックスであり、高速Ａ／Ｄボード25、デジ
タルＩ／Ｏボード26及びカウンタボード30は、全てＩＳ
Ａバス用であるため、ＩＳＡバスを持たないノートＰＣ
で使用する際には、拡張Ｉ／Ｆ部27が必要となる。拡張
Ｉ／Ｆ部27をノートＰＣに接続するためには、ノートＰ
ＣのＰＣカードスロットを使用する。また、拡張Ｉ／Ｆ
部27を用いずに高速Ａ／Ｄ，Ｉ／Ｏ，カウンタをマイコ
ン基板としてＵＳＢ（ユニバーサル・シリアス・バス）
接続する方法もある。
速Ａ／Ｄボード25及びデジタルＩ／Ｏボード26をセット
するためのボックスであり、高速Ａ／Ｄボード25、デジ
タルＩ／Ｏボード26及びカウンタボード30は、全てＩＳ
Ａバス用であるため、ＩＳＡバスを持たないノートＰＣ
で使用する際には、拡張Ｉ／Ｆ部27が必要となる。拡張
Ｉ／Ｆ部27をノートＰＣに接続するためには、ノートＰ
ＣのＰＣカードスロットを使用する。また、拡張Ｉ／Ｆ
部27を用いずに高速Ａ／Ｄ，Ｉ／Ｏ，カウンタをマイコ
ン基板としてＵＳＢ（ユニバーサル・シリアス・バス）
接続する方法もある。
【００７３】カウンタボード30は、ロータリーエンコー
ダ４からの測長パルスをカウントするためのボードであ
り、ノートＰＣのＣＰＵに負荷をかけずにボード側でカ
ウントする。ノートＰＣ側からは、任意のタイミングで
そのカウント値を取得出来る。
ダ４からの測長パルスをカウントするためのボードであ
り、ノートＰＣのＣＰＵに負荷をかけずにボード側でカ
ウントする。ノートＰＣ側からは、任意のタイミングで
そのカウント値を取得出来る。
【００７４】高速Ａ／Ｄボード25は、超音波探傷器29の
アナログ波形出力（０Ｖ〜５Ｖの電圧）を高速で８ビッ
トのデジタル値へ変換するボードであり、約２ＭＨｚの
受信波形を２０ＭＨｚの速さで変換する（１波長あたり
約１０回の変換）。
アナログ波形出力（０Ｖ〜５Ｖの電圧）を高速で８ビッ
トのデジタル値へ変換するボードであり、約２ＭＨｚの
受信波形を２０ＭＨｚの速さで変換する（１波長あたり
約１０回の変換）。
【００７５】デジタルＩ／Ｏボード26は、超音波探傷器
29とノートＰＣ等のコンピュータ23との間の通信のため
に使用するものであり、電圧（０Ｖ、或いは５Ｖ）の高
低により０または１の信号としてコマンドとデータを各
々８ビットの信号として通信する。
29とノートＰＣ等のコンピュータ23との間の通信のため
に使用するものであり、電圧（０Ｖ、或いは５Ｖ）の高
低により０または１の信号としてコマンドとデータを各
々８ビットの信号として通信する。
【００７６】超音波探傷器29は、超音波探触子３へのパ
ルス信号の送信及びその反射エコーの受信の機能を持
ち、反射エコーは、アナログ波形として出力する。受信
エコーのゲイン設定は、デジタルＩ／Ｏボード26を介し
てノートＰＣ等のコンピュータ23から行う。
ルス信号の送信及びその反射エコーの受信の機能を持
ち、反射エコーは、アナログ波形として出力する。受信
エコーのゲイン設定は、デジタルＩ／Ｏボード26を介し
てノートＰＣ等のコンピュータ23から行う。
【００７７】図５はデータ処理を行なう制御系の構成を
示すブロック図であり、図13に示すフローチャートに従
って探傷データを処理し、図14に示すフローチャートに
従って傷検出処理が行なわれる。
示すブロック図であり、図13に示すフローチャートに従
って探傷データを処理し、図14に示すフローチャートに
従って傷検出処理が行なわれる。
【００７８】即ち、タンク鋼板作図ソフトで作成した図
面を使用し、図15に示すように、タンク内の測定箇所を
図面中に表示出来る。検出レベル閾値ｂを超えた超音波
信号はロータリーエンコーダ４により得られた位置情報
に合わせて閾値区分に色分けされ、割れ情報として図15
に示すような２次元平面上に表示される。
面を使用し、図15に示すように、タンク内の測定箇所を
図面中に表示出来る。検出レベル閾値ｂを超えた超音波
信号はロータリーエンコーダ４により得られた位置情報
に合わせて閾値区分に色分けされ、割れ情報として図15
に示すような２次元平面上に表示される。
【００７９】探傷波形はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）
変換し、デジタル値で波形を保存する。図16に示す切取
レベル閾値ｃを超える超音波信号を２次元平面上に表
し、画像処理として２値化後、連結成分処理を行ない、
検出レベル閾値ｂを超えた成分について傷の長さと位置
を自動計算して表示する。
変換し、デジタル値で波形を保存する。図16に示す切取
レベル閾値ｃを超える超音波信号を２次元平面上に表
し、画像処理として２値化後、連結成分処理を行ない、
検出レベル閾値ｂを超えた成分について傷の長さと位置
を自動計算して表示する。
【００８０】図16（ａ），（ｂ）中に示す監視範囲領域
では、超音波信号は前述した閾値により区分して任意の
色分け表示を行なう。一方、監視範囲以外の波形取り込
み範囲については図17に示すように、図16（ａ），
（ｂ）に示す超音波信号のエコー高さに応じた２５６階
調の濃淡表示が可能であれば好ましい。
では、超音波信号は前述した閾値により区分して任意の
色分け表示を行なう。一方、監視範囲以外の波形取り込
み範囲については図17に示すように、図16（ａ），
（ｂ）に示す超音波信号のエコー高さに応じた２５６階
調の濃淡表示が可能であれば好ましい。
【００８１】図15中、ファイルＮｏ８は、「α」で示す
底板No24と底板No28との間の溶接ビード18の検査データ
を示しており、表示欄35はその傷長さを表示した一例で
ある。
底板No24と底板No28との間の溶接ビード18の検査データ
を示しており、表示欄35はその傷長さを表示した一例で
ある。
【００８２】そして、演算・探傷表示部28は上記のよう
に抽出された傷の位置に基づいて図15に示すように割れ
の検出位置をタンク鋼板の図面上に合わせて表示し、紙
等の出力媒体に出力する。
に抽出された傷の位置に基づいて図15に示すように割れ
の検出位置をタンク鋼板の図面上に合わせて表示し、紙
等の出力媒体に出力する。
【００８３】超音波探傷器29のＲＦ出力から得られるア
ナログ波形信号を高速Ａ／Ｄボード25によりＡ／Ｄ変換
し、コンピュータ23に取り込む。取り込むサイクルは超
音波探傷器29のＳＹＮＣ信号に同期する。取り込みの時
にカウンタボード30から得られるエンコーダの測長カウ
ントを処理し、走行台車２の移動距離を取得する。移動
距離が１mm進む毎に超音波探傷器29のＲＦ出力から得ら
れるアナログ波形をコンピュータ23のメモリに保存す
る。探傷を終了させた時にコンピュータ23のメモリに保
存した波形データを該コンピュータ23のハードディスク
に保存する。
ナログ波形信号を高速Ａ／Ｄボード25によりＡ／Ｄ変換
し、コンピュータ23に取り込む。取り込むサイクルは超
音波探傷器29のＳＹＮＣ信号に同期する。取り込みの時
にカウンタボード30から得られるエンコーダの測長カウ
ントを処理し、走行台車２の移動距離を取得する。移動
距離が１mm進む毎に超音波探傷器29のＲＦ出力から得ら
れるアナログ波形をコンピュータ23のメモリに保存す
る。探傷を終了させた時にコンピュータ23のメモリに保
存した波形データを該コンピュータ23のハードディスク
に保存する。
【００８４】水供給部31は、水タンク32とポンプ12及び
電磁弁33を有している。電磁弁33の開閉とポンプ12の起
動・停止は、走行台車２に設けられた測定開始・終了の
スイッチ信号が、測定部21の図示しないコンピュータに
伝えられ、このコンピュータの指示に基づいて行われ
る。
電磁弁33を有している。電磁弁33の開閉とポンプ12の起
動・停止は、走行台車２に設けられた測定開始・終了の
スイッチ信号が、測定部21の図示しないコンピュータに
伝えられ、このコンピュータの指示に基づいて行われ
る。
【００８５】子台車16に搭載された超音波探触子３は、
一定の位置関係の下に走行台車２に取り付けられている
ため、走行台車２内の一箇所の位置がタンク底鋼板とど
のような位置関係となるかが判れば、子台車16内の超音
波探触子３の探傷している位置が、タンク底鋼板のどの
位置に相当するかが判る。
一定の位置関係の下に走行台車２に取り付けられている
ため、走行台車２内の一箇所の位置がタンク底鋼板とど
のような位置関係となるかが判れば、子台車16内の超音
波探触子３の探傷している位置が、タンク底鋼板のどの
位置に相当するかが判る。
【００８６】従って、走行台車２に走行距離を測定する
ロータリーエンコーダ４を取り付けて、タンク底鋼板の
特定位置からの走行距離を把握することで、走行中の超
音波探触子３の探傷位置がタンク底鋼板のどの位置に相
当するかをリアルタイムで特定することが出来、特定位
置の探傷エコー波形を検出することが出来る。
ロータリーエンコーダ４を取り付けて、タンク底鋼板の
特定位置からの走行距離を把握することで、走行中の超
音波探触子３の探傷位置がタンク底鋼板のどの位置に相
当するかをリアルタイムで特定することが出来、特定位
置の探傷エコー波形を検出することが出来る。
【００８７】従って、超音波探触子３による探傷エコー
波形及びロータリーエンコーダ４の検出値を組み合わせ
ることで、タンク底鋼板内の特定位置の溶接部或いはそ
の熱影響部の表面に発生する傷の様子を検査することが
出来る。
波形及びロータリーエンコーダ４の検出値を組み合わせ
ることで、タンク底鋼板内の特定位置の溶接部或いはそ
の熱影響部の表面に発生する傷の様子を検査することが
出来る。
【００８８】また、位置と探傷エコー波形との関係を画
面上に表示すると、タンク底鋼板の全体に亘って溶接部
或いはその熱影響部の表面に発生する傷の様子を把握す
ることが出来る。
面上に表示すると、タンク底鋼板の全体に亘って溶接部
或いはその熱影響部の表面に発生する傷の様子を把握す
ることが出来る。
【００８９】実際の溶接検査では、測定者は、タンク底
鋼板上のあらかじめ決められた溶接ビード18上の経路に
沿って、走行用レール５を敷設し、走行台車２を自走に
より走行させて測定を行う。
鋼板上のあらかじめ決められた溶接ビード18上の経路に
沿って、走行用レール５を敷設し、走行台車２を自走に
より走行させて測定を行う。
【００９０】走行台車２の走行速度は、測定データの処
理速度を考慮して決定され、通常は１０mm／秒〜２００
mm／秒の走行速度で測定を行っている。尚、本実施形態
では、走行台車２を走行用レール５に沿って走行する自
走式としたが、走行用レール５の代りに走行誘導用セン
サを配置して溶接ビード18に沿って走行する自走式とし
ても良いし、把手22を把持して走行させる手押し式とし
ても良い。
理速度を考慮して決定され、通常は１０mm／秒〜２００
mm／秒の走行速度で測定を行っている。尚、本実施形態
では、走行台車２を走行用レール５に沿って走行する自
走式としたが、走行用レール５の代りに走行誘導用セン
サを配置して溶接ビード18に沿って走行する自走式とし
ても良いし、把手22を把持して走行させる手押し式とし
ても良い。
【００９１】本実施形態の一例としては、超音波探触子
３として、幅３．０mm、長さ６．０mmの縦割れ18ａ，18
ｂ及び横割れ18ｃが検出出来る能力を有するものを採用
し、ロータリーエンコーダ４として、測長精度が０．１
％で、前進、後退の距離測定が出来るものを使用してい
る。
３として、幅３．０mm、長さ６．０mmの縦割れ18ａ，18
ｂ及び横割れ18ｃが検出出来る能力を有するものを採用
し、ロータリーエンコーダ４として、測長精度が０．１
％で、前進、後退の距離測定が出来るものを使用してい
る。
【００９２】超音波探触子３により探傷したエコー波形
データは、走行台車２に設けられたロータリーエンコー
ダ４のカウントを例えば１mm毎に取得し、探傷と同時
に、このエコー波形データを取得位置に応じたエコー高
さによる２５６階調の白黒濃淡表示（Ｃスコープ表示）
させることにより縦割れ18ａ，18ｂ及び横割れ18ｃの評
価を行なう。更に上記１mm毎に取得したエコー波形デー
タをロータリーエンコーダ４の位置検出情報と共にファ
イル保存する。
データは、走行台車２に設けられたロータリーエンコー
ダ４のカウントを例えば１mm毎に取得し、探傷と同時
に、このエコー波形データを取得位置に応じたエコー高
さによる２５６階調の白黒濃淡表示（Ｃスコープ表示）
させることにより縦割れ18ａ，18ｂ及び横割れ18ｃの評
価を行なう。更に上記１mm毎に取得したエコー波形デー
タをロータリーエンコーダ４の位置検出情報と共にファ
イル保存する。
【００９３】図17に例示したように、エコー高さの大き
い所は黒く表示され、エコー高さの小さい所は白く表示
されるため、縦割れ18ａ，18ｂ及び横割れ18ｃの２次元
的な分布状況が把握出来、溶接ビード18による形状エコ
ー等のノイズと識別が容易になり、縦割れ18ａ，18ｂ及
び横割れ18ｃの判断が正確に出来る。
い所は黒く表示され、エコー高さの小さい所は白く表示
されるため、縦割れ18ａ，18ｂ及び横割れ18ｃの２次元
的な分布状況が把握出来、溶接ビード18による形状エコ
ー等のノイズと識別が容易になり、縦割れ18ａ，18ｂ及
び横割れ18ｃの判断が正確に出来る。
【００９４】超音波探触子３のパルス繰り返し周波数は
１ｋＨｚであり、１mm毎に取得したエコー波形データに
より測定対象とする傷長さの十分な検出効果がある。
１ｋＨｚであり、１mm毎に取得したエコー波形データに
より測定対象とする傷長さの十分な検出効果がある。
【００９５】次に、本発明に係る溶接検査装置１を円筒
タンクの溶接検査に適用した場合について説明する。測
定の内容は、初期条件設定、測定条件設定、測定方法、
測定結果表示に分けられる。
タンクの溶接検査に適用した場合について説明する。測
定の内容は、初期条件設定、測定条件設定、測定方法、
測定結果表示に分けられる。
【００９６】先ず、初期条件設定として、タンク内径、
アニュラ板の枚数、底鋼板基本板のサイズを演算・探傷
表示部28のコンピュータ23に入力する。コンピュータ23
は入力データに基づき、アニュラ板の作図と、底鋼板全
体を縦又は横に分割し、分割された領域の各々をさらに
分割しながら底鋼板板割図を作成する。分割された領域
には、自動的に番号が付けられる。
アニュラ板の枚数、底鋼板基本板のサイズを演算・探傷
表示部28のコンピュータ23に入力する。コンピュータ23
は入力データに基づき、アニュラ板の作図と、底鋼板全
体を縦又は横に分割し、分割された領域の各々をさらに
分割しながら底鋼板板割図を作成する。分割された領域
には、自動的に番号が付けられる。
【００９７】次に測定条件設定として、底鋼板板割図よ
り測定を行う溶接ビード18が形成された板の番号を選択
し、その溶接ビード18に沿って走行用レール５を敷設す
る。選択した番号の板に形成される溶接ビード18につい
て測定時の原点、測定開始点及び測定方向を決定し、入
力する。
り測定を行う溶接ビード18が形成された板の番号を選択
し、その溶接ビード18に沿って走行用レール５を敷設す
る。選択した番号の板に形成される溶接ビード18につい
て測定時の原点、測定開始点及び測定方向を決定し、入
力する。
【００９８】次に測定方法として、測定開始位置に走行
台車２の基準点を一致させて、測定開始スイッチを入
れ、走行台車２を１０mm／秒〜２００mm／秒の速度で測
定方向に自走させる。走行台車２は溶接ビード18に沿っ
て走行用レール５上を自走する。
台車２の基準点を一致させて、測定開始スイッチを入
れ、走行台車２を１０mm／秒〜２００mm／秒の速度で測
定方向に自走させる。走行台車２は溶接ビード18に沿っ
て走行用レール５上を自走する。
【００９９】走行台車２が測定する溶接ビード18の終点
に到達した時点で測定終了スイッチを入れる。
に到達した時点で測定終了スイッチを入れる。
【０１００】底鋼板板割図より次に測定を行う溶接ビー
ド18が形成された板の番号を選択し、必要に応じて走行
用レール５の敷設位置を変更して測定を行い、底鋼板板
割図において、すべての溶接ビード18の溶接検査が終了
したとき、タンク底板全体の溶接検査が終了したことに
なる。
ド18が形成された板の番号を選択し、必要に応じて走行
用レール５の敷設位置を変更して測定を行い、底鋼板板
割図において、すべての溶接ビード18の溶接検査が終了
したとき、タンク底板全体の溶接検査が終了したことに
なる。
【０１０１】図９〜図12に示すように、各超音波探触子
３により探傷されたエコー波形をノートＰＣ等のコンピ
ュータ23のディスプレイに表示し、図15及び図16に示す
ようにタンク鋼板の図面上に合わせて割れの検出位置を
表示し、更に図17に示すように得られた探傷エコー波形
のエコー高さを濃淡で表現して、ノートＰＣ23のディス
プレイに表示する。また、必要に応じて、それ等の画面
表示内容を白黒或いはカラープリンターにより出力出来
る。
３により探傷されたエコー波形をノートＰＣ等のコンピ
ュータ23のディスプレイに表示し、図15及び図16に示す
ようにタンク鋼板の図面上に合わせて割れの検出位置を
表示し、更に図17に示すように得られた探傷エコー波形
のエコー高さを濃淡で表現して、ノートＰＣ23のディス
プレイに表示する。また、必要に応じて、それ等の画面
表示内容を白黒或いはカラープリンターにより出力出来
る。
【０１０２】図９（ａ）は重ね溶接部で溶接ビード18の
左端部に形成された縦割れ18ａを２ＣＨの超音波探触子
３で探傷した探傷エコー波形を示し、図９（ｂ）は縦割
れ18ａが無い場合の健全部の探傷エコー波形を示して両
者を比較したものである。
左端部に形成された縦割れ18ａを２ＣＨの超音波探触子
３で探傷した探傷エコー波形を示し、図９（ｂ）は縦割
れ18ａが無い場合の健全部の探傷エコー波形を示して両
者を比較したものである。
【０１０３】図９（ａ）の探傷エコー波形において、最
初に現れるピーク波形Ａが縦割れ18ａの探傷エコー波形
である。また、図９（ｂ）に示すように健全部であって
も溶接ビード18の形状等によりノイズとしてエコー波形
が形成される。
初に現れるピーク波形Ａが縦割れ18ａの探傷エコー波形
である。また、図９（ｂ）に示すように健全部であって
も溶接ビード18の形状等によりノイズとしてエコー波形
が形成される。
【０１０４】図10（ａ）は同じく重ね溶接部で溶接ビー
ド18の右端部に形成された縦割れ18ｂを１ＣＨの超音波
探触子３で探傷した探傷エコー波形を示し、図10（ｂ）
は縦割れ18ｂが無い場合の健全部の探傷エコー波形を示
して両者を比較したものである。
ド18の右端部に形成された縦割れ18ｂを１ＣＨの超音波
探触子３で探傷した探傷エコー波形を示し、図10（ｂ）
は縦割れ18ｂが無い場合の健全部の探傷エコー波形を示
して両者を比較したものである。
【０１０５】図10（ａ）の探傷エコー波形において、最
初に現れるピーク波形Ｂが縦割れ18ｂの探傷エコー波形
である。また、図10（ｂ）に示すように健全部であって
も溶接ビード18の形状等によりノイズとしてエコー波形
が形成される。
初に現れるピーク波形Ｂが縦割れ18ｂの探傷エコー波形
である。また、図10（ｂ）に示すように健全部であって
も溶接ビード18の形状等によりノイズとしてエコー波形
が形成される。
【０１０６】図11（ａ）は同じく重ね溶接部で溶接ビー
ド18の中央部に形成された縦割れ18ａを２ＣＨの超音波
探触子３で探傷した探傷エコー波形を示し、図11（ｂ）
は縦割れ18ａが無い場合の健全部の探傷エコー波形を示
して両者を比較したものである。
ド18の中央部に形成された縦割れ18ａを２ＣＨの超音波
探触子３で探傷した探傷エコー波形を示し、図11（ｂ）
は縦割れ18ａが無い場合の健全部の探傷エコー波形を示
して両者を比較したものである。
【０１０７】図11（ａ）の探傷エコー波形において、最
初に現れるピーク波形Ｃが縦割れ18ａの探傷エコー波形
である。また、図11（ｂ）に示すように健全部であって
も溶接ビード18の形状等によりノイズとしてエコー波形
が形成される。
初に現れるピーク波形Ｃが縦割れ18ａの探傷エコー波形
である。また、図11（ｂ）に示すように健全部であって
も溶接ビード18の形状等によりノイズとしてエコー波形
が形成される。
【０１０８】図11（ｂ）に示す健全部の探傷エコー波形
は、比較的大きなピーク値を有するノイズとしてのピー
ク波形Ｎが示されているが、図９（ａ），図10（ａ），
図11（ａ）では縦割れ18ａを探傷したエコーのピーク波
形Ａ，Ｂ，Ｃに続いて溶接ビード18の形状等によるノイ
ズとしてのピーク波形Ｎが現れるので判別が容易であ
る。
は、比較的大きなピーク値を有するノイズとしてのピー
ク波形Ｎが示されているが、図９（ａ），図10（ａ），
図11（ａ）では縦割れ18ａを探傷したエコーのピーク波
形Ａ，Ｂ，Ｃに続いて溶接ビード18の形状等によるノイ
ズとしてのピーク波形Ｎが現れるので判別が容易であ
る。
【０１０９】また、このような比較的大きなピーク値を
有するノイズとしてのピーク波形Ｎが現れるため、本実
施形態では溶接ビード18を境界としてその両側に夫々一
対の送信子Ｔと受信子Ｒとを配置した１ＣＨ，２ＣＨの
超音波探触子３により溶接ビード18の左右片側ずつを探
傷するように構成している。
有するノイズとしてのピーク波形Ｎが現れるため、本実
施形態では溶接ビード18を境界としてその両側に夫々一
対の送信子Ｔと受信子Ｒとを配置した１ＣＨ，２ＣＨの
超音波探触子３により溶接ビード18の左右片側ずつを探
傷するように構成している。
【０１１０】図12（ａ）は重ね溶接部で溶接ビード18に
形成された横割れ18ｃを３ＣＨの超音波探触子３で探傷
した探傷エコー波形を示し、図12（ｂ）は横割れ18ｃが
無い場合の健全部の探傷エコー波形を示して両者を比較
したものである。
形成された横割れ18ｃを３ＣＨの超音波探触子３で探傷
した探傷エコー波形を示し、図12（ｂ）は横割れ18ｃが
無い場合の健全部の探傷エコー波形を示して両者を比較
したものである。
【０１１１】図12（ａ）の探傷エコー波形において、最
初に現れるピーク波形Ｄが横割れ18ｃの探傷エコー波形
である。また、図12（ｂ）に示すように健全部であって
も溶接ビード18の形状等によりノイズとしてエコー波形
が形成される。
初に現れるピーク波形Ｄが横割れ18ｃの探傷エコー波形
である。また、図12（ｂ）に示すように健全部であって
も溶接ビード18の形状等によりノイズとしてエコー波形
が形成される。
【０１１２】図17は図９（ａ）に示す縦割れ18ａと、図
11（ａ）に示す縦割れ18ａが連続して形成され、２ＣＨ
の超音波探触子３により探傷したものであり、これ等の
探傷エコー波形のエコー高さをロータリーエンコーダ４
により得られた位置情報と合わせて２５６階調の白黒濃
淡で表現した場合の模式図の一例である。図中、Ｅは溶
接ビード18の左端部に形成された縦割れ18ａに対応する
濃淡表示であり、Ｆは溶接ビード18の中央部に形成され
た縦割れ18ａに対応する濃淡表示である。その他の部分
は健全部に対応する濃淡表示である。
11（ａ）に示す縦割れ18ａが連続して形成され、２ＣＨ
の超音波探触子３により探傷したものであり、これ等の
探傷エコー波形のエコー高さをロータリーエンコーダ４
により得られた位置情報と合わせて２５６階調の白黒濃
淡で表現した場合の模式図の一例である。図中、Ｅは溶
接ビード18の左端部に形成された縦割れ18ａに対応する
濃淡表示であり、Ｆは溶接ビード18の中央部に形成され
た縦割れ18ａに対応する濃淡表示である。その他の部分
は健全部に対応する濃淡表示である。
【０１１３】尚、前記実施形態ではタンクの底板鋼板に
適用した場合の一例を示したが、タンクの側板を前述の
従来例で示されたように磁力等により吸着して自走する
ように走行台車２を構成し、鉛直方向に走行して同様に
側板鋼板の溶接ビード18に沿って走行して表面が被覆さ
れた側板鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表面に発生
する傷を検査するように構成することでも良い。
適用した場合の一例を示したが、タンクの側板を前述の
従来例で示されたように磁力等により吸着して自走する
ように走行台車２を構成し、鉛直方向に走行して同様に
側板鋼板の溶接ビード18に沿って走行して表面が被覆さ
れた側板鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表面に発生
する傷を検査するように構成することでも良い。
【０１１４】尚、前記実施形態では、具体的な数値を用
いて説明したが、本発明は、これ等の数値に限定される
ものではない。
いて説明したが、本発明は、これ等の数値に限定される
ものではない。
【０１１５】
【発明の効果】本発明は、上述の如き構成と作用とを有
するので、タンク鋼板表面の被覆上から溶接検査が出来
る方法及び装置を提供することが出来る。
するので、タンク鋼板表面の被覆上から溶接検査が出来
る方法及び装置を提供することが出来る。
【０１１６】即ち、本発明に係るタンク鋼板の溶接検査
方法によれば、クリーピング波法により探傷する複数個
の超音波探触子を利用して、タンク鋼板の表面が被覆さ
れた状態で溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビード
の方向と交差する方向の横割れを一度に且つ正確に探傷
することが出来る。
方法によれば、クリーピング波法により探傷する複数個
の超音波探触子を利用して、タンク鋼板の表面が被覆さ
れた状態で溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビード
の方向と交差する方向の横割れを一度に且つ正確に探傷
することが出来る。
【０１１７】また、本発明に係るタンク鋼板の溶接検査
装置によれば、溶接ビードに沿って表面に被覆を有する
タンク鋼板上を走行する走行台車に設けられた各超音波
探触子で溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビードの
方向と交差する方向の横割れを走行台車の走行動作に応
じてクリーピング波法により随時一度に探傷すると共
に、各超音波探触子により探傷された部位の位置情報を
走行台車に設けられた位置検出手段により走行台車の走
行動作に応じて随時検出し、超音波探触子の出力を超音
波探傷器を介して探傷情報と位置情報とを関連付けて、
演算・探傷表示手段により表示・出力することで、タン
ク鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表面に発生する傷
を自動的に且つ正確に検査することが出来る。
装置によれば、溶接ビードに沿って表面に被覆を有する
タンク鋼板上を走行する走行台車に設けられた各超音波
探触子で溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビードの
方向と交差する方向の横割れを走行台車の走行動作に応
じてクリーピング波法により随時一度に探傷すると共
に、各超音波探触子により探傷された部位の位置情報を
走行台車に設けられた位置検出手段により走行台車の走
行動作に応じて随時検出し、超音波探触子の出力を超音
波探傷器を介して探傷情報と位置情報とを関連付けて、
演算・探傷表示手段により表示・出力することで、タン
ク鋼板の溶接部或いはその熱影響部の表面に発生する傷
を自動的に且つ正確に検査することが出来る。
【０１１８】また、走行台車がレール上を走行し、超音
波探触子が該走行台車に片持ち支持された場合には、走
行台車がレール上を走行することで直進性能が確保さ
れ、検査精度を向上することが出来る。また、超音波探
触子を走行台車に対して片持ち支持させたことで溶接ビ
ードを跨ぐ装置構成と比較して装置の幅方向の小型化が
図れ、タンクの隅部の狭い部位の検査にも有利である。
波探触子が該走行台車に片持ち支持された場合には、走
行台車がレール上を走行することで直進性能が確保さ
れ、検査精度を向上することが出来る。また、超音波探
触子を走行台車に対して片持ち支持させたことで溶接ビ
ードを跨ぐ装置構成と比較して装置の幅方向の小型化が
図れ、タンクの隅部の狭い部位の検査にも有利である。
【０１１９】また、溶接ビードの方向の縦割れをクリー
ピング波法により探傷する超音波探触子として、該溶接
ビードを境界としてその両側に夫々一対の送信子と受信
子とを配置した場合には、溶接ビードを境界とした夫々
の側から溶接ビード中央部までを超音波探触子の探傷範
囲として別々に探傷することで溶接ビードの形状による
エコーの影響を避けることが出来、溶接ビードの方向の
縦割れの有無を正確に検出することが出来る。
ピング波法により探傷する超音波探触子として、該溶接
ビードを境界としてその両側に夫々一対の送信子と受信
子とを配置した場合には、溶接ビードを境界とした夫々
の側から溶接ビード中央部までを超音波探触子の探傷範
囲として別々に探傷することで溶接ビードの形状による
エコーの影響を避けることが出来、溶接ビードの方向の
縦割れの有無を正確に検出することが出来る。
【０１２０】また、上記送信子と受信子とを溶接ビード
を挟んで線対称に配置した場合には、溶接ビードを境界
としてその両側に配置された一対の送信子と受信子にお
いて、他対の送信子から発せられたクリーピング波を受
信子が受信して誤検出する虞がない。
を挟んで線対称に配置した場合には、溶接ビードを境界
としてその両側に配置された一対の送信子と受信子にお
いて、他対の送信子から発せられたクリーピング波を受
信子が受信して誤検出する虞がない。
【０１２１】また、溶接ビードの方向と交差する方向の
横割れをクリーピング波法により探傷する超音波探触子
として、該溶接ビードを境界としてその片側に送信子を
配置し、もう片側に受信子を対称に配置した場合には、
送信子から送信した超音波が溶接ビードの方向と交差す
る方向の横割れから反射して返るエコーを溶接ビードを
挟んで対称に配置した受信子により受信し、傷の有無を
正確に検出することが出来る。
横割れをクリーピング波法により探傷する超音波探触子
として、該溶接ビードを境界としてその片側に送信子を
配置し、もう片側に受信子を対称に配置した場合には、
送信子から送信した超音波が溶接ビードの方向と交差す
る方向の横割れから反射して返るエコーを溶接ビードを
挟んで対称に配置した受信子により受信し、傷の有無を
正確に検出することが出来る。
【図１】本発明に係るタンク鋼板の溶接検査装置の構成
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図２】本発明に係るタンク鋼板の溶接検査装置の構成
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図３】本発明に係るタンク鋼板の溶接検査装置の構成
を示す前面図である。
を示す前面図である。
【図４】本発明に係るタンク鋼板の溶接検査装置の各部
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図５】データ処理を行なう制御系の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】３チャンネルの超音波探触子の配置構成を示す
平面説明図である。
平面説明図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は突合せ溶接部における縦割
れ、横割れの探傷の様子を示す図である。
れ、横割れの探傷の様子を示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は重ね溶接部における縦割れ、
横割れの探傷の様子を示す図である。
横割れの探傷の様子を示す図である。
【図９】（ａ）は溶接部或いはその熱影響部の表面に発
生した各種傷を探傷した際の探傷エコー波形を示す図、
（ｂ）は健全部で溶接ビード形状等により形成されるエ
コー波形を示す図である。
生した各種傷を探傷した際の探傷エコー波形を示す図、
（ｂ）は健全部で溶接ビード形状等により形成されるエ
コー波形を示す図である。
【図10】（ａ）は溶接部或いはその熱影響部の表面に発
生した各種傷を探傷した際の探傷エコー波形を示す図、
（ｂ）は健全部で溶接ビード形状等により形成されるエ
コー波形を示す図である。
生した各種傷を探傷した際の探傷エコー波形を示す図、
（ｂ）は健全部で溶接ビード形状等により形成されるエ
コー波形を示す図である。
【図11】（ａ）は溶接部或いはその熱影響部の表面に発
生した各種傷を探傷した際の探傷エコー波形を示す図、
（ｂ）は健全部で溶接ビード形状等により形成されるエ
コー波形を示す図である。
生した各種傷を探傷した際の探傷エコー波形を示す図、
（ｂ）は健全部で溶接ビード形状等により形成されるエ
コー波形を示す図である。
【図12】（ａ）は溶接部或いはその熱影響部の表面に発
生した各種傷を探傷した際の探傷エコー波形を示す図、
（ｂ）は健全部で溶接ビード形状等により形成されるエ
コー波形を示す図である。
生した各種傷を探傷した際の探傷エコー波形を示す図、
（ｂ）は健全部で溶接ビード形状等により形成されるエ
コー波形を示す図である。
【図13】探傷データを処理するフローチャートである。
【図14】傷を検出処理するフローチャートである。
【図15】実際のタンク鋼板の傷を検査して表示した様子
を示す図である。
を示す図である。
【図16】探傷エコー波形により測定不能或いは傷検出を
判定する閾値の構成を示す図で、（ａ）は縦割れ検出結
果、（ｂ）は横割れ検出結果を夫々示す図である。
判定する閾値の構成を示す図で、（ａ）は縦割れ検出結
果、（ｂ）は横割れ検出結果を夫々示す図である。
【図17】得られた探傷エコー波形のエコー高さを濃淡で
表現した一例を示すである。
表現した一例を示すである。
１…溶接検査装置
２…走行台車
３…超音波探触子
４…ロータリーエンコーダ
５…走行用レール
６…ＤＣモータ
７…駆動車輪
８…ＤＣ電源
９，10…走行ガイド車輪
11…バランス車輪
12…ポンプ
13…プローブユニットクランプレバー
14…プローブユニット高さ調整機構
15…プローブ溶接ビード間距離調整機構
16…子台車
17…ジンバル機構
18…溶接ビード
18ａ，18ｂ…縦割れ
18ｃ…横割れ
19…スピードコントローラ
20…ケーブルコネクタ
21…測定部
22…把手
23…コンピュータ
24…塗装
25…高速Ａ／Ｄボード
26…デジタルＩ／Ｏボード
27…拡張Ｉ／Ｆ部
28…演算・探傷表示部
29…超音波探傷器
30…カウンタボード
31…水供給部
32…水タンク
33…電磁弁
34…アラーム
35…表示欄
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｎ…ピーク波形
Ｔ，Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3…送信子
Ｒ，Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3…受信子
ａ…チェックレベル閾値
ｂ…検出レベル閾値
ｃ…切取レベル閾値
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 野尻 和寛
東京都港区港南４丁目１番８号 旭エンジ
ニアリング株式会社内
(72)発明者 福永 辰也
東京都港区港南４丁目１番８号 旭エンジ
ニアリング株式会社内
(72)発明者 芳賀 啓之
東京都港区港南４丁目１番８号 旭エンジ
ニアリング株式会社内
(72)発明者 清田 文範
福岡県北九州市小倉北区井堀４丁目10番13
号 新日本非破壊検査株式会社内
(72)発明者 梶木 良太
福岡県北九州市小倉北区井堀４丁目10番13
号 新日本非破壊検査株式会社内
(72)発明者 安永 元則
福岡県北九州市小倉北区井堀４丁目10番13
号 新日本非破壊検査株式会社内
(72)発明者 西村 裕二
福岡県北九州市小倉北区井堀４丁目10番13
号 新日本非破壊検査株式会社内
Ｆターム(参考） 2G047 AA07 AB07 AC12 BA03 BC02
BC03 CB01 DB03 EA10
Claims (10)
- 【請求項１】 表面に被覆を有するタンク鋼板の溶接部
或いはその熱影響部の表面に発生する傷を検査するタン
ク鋼板の溶接検査方法であって、 溶接ビードの方向の縦割れ及び該溶接ビードの方向と交
差する方向の横割れを複数個の超音波探触子を利用した
クリーピング波法により探傷することを特徴とするタン
ク鋼板の溶接検査方法。 - 【請求項２】 表面に被覆を有するタンク鋼板の溶接部
或いはその熱影響部の表面に発生する傷を検査するタン
ク鋼板の溶接検査装置であって、 表面に被覆を有するタンク鋼板上を走行する走行台車
と、 前記走行台車に設けられ、溶接ビードの方向の縦割れ及
び該溶接ビードの方向と交差する方向の横割れをクリー
ピング波法により探傷する少なくとも３つ以上の超音波
探触子と、 前記走行台車に設けられ、前記超音波探触子により探傷
された部位の位置情報を検出する位置検出手段と、 前記超音波探触子の出力を超音波探傷器を介して表示・
出力する演算・探傷表示手段と、 を有することを特徴とするタンク鋼板の溶接検査装置。 - 【請求項３】 前記走行台車はレール上を前進走行及び
／または後退走行し、前記超音波探触子はプローブユニ
ットに支持され、該プローブユニットは該走行台車に片
持ち支持され、該プローブユニットは前記超音波探触子
と溶接ビードとの間の距離を可変可能なプローブ溶接ビ
ード間距離調整機構と、複数の超音波探触子を夫々独立
して配置高さを可変可能なプローブユニット高さ調整機
構とを有することを特徴とする請求項２に記載のタンク
鋼板の溶接検査装置。 - 【請求項４】 前記溶接ビードの方向の縦割れをクリー
ピング波法により探傷する超音波探触子は、該溶接ビー
ドを境界としてその両側に夫々一対の送信子と受信子と
を配置したことを特徴とする請求項２または請求項３に
記載のタンク鋼板の溶接検査装置。 - 【請求項５】 前記送信子と前記受信子とを前記溶接ビ
ードを挟んで線対称に配置したことを特徴とする請求項
４に記載のタンク鋼板の溶接検査装置。 - 【請求項６】 前記溶接ビードの方向と交差する方向の
横割れをクリーピング波法により探傷する超音波探触子
は、該溶接ビードを境界としてその片側に送信子を配置
し、もう片側に受信子を対称に配置したことを特徴とす
る請求項２〜５のいずれか１項に記載のタンク鋼板の溶
接検査装置。 - 【請求項７】 前記演算・探傷表示手段は、前記位置検
出手段から得られる出力信号と、前記超音波探傷器から
得られる出力信号とを記録し、入力された超音波の応答
時間の監視範囲における出力値が、予め設定された検出
閾値を超えた場合に当該入力信号は割れ信号と判定する
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の
タンク鋼板の溶接検査装置。 - 【請求項８】 前記検出閾値を超えた超音波信号は、前
記位置検出手段により得られた位置情報に合わせて閾値
区分に色分けされ、割れ情報として２次元平面上に表示
されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に
記載のタンク鋼板の溶接検査装置。 - 【請求項９】 前記演算・探傷表示手段は、前記位置情
報に基づき２次元平面上に表した超音波信号を前記検出
閾値を基準として２値化及び画像処理し、その結果から
進行方向の傷長さを算出することを特徴とする請求項８
に記載のタンク鋼板の溶接検査装置。 - 【請求項１０】 前記演算・探傷表示手段は、前記検出
閾値を超えた超音波信号に基づいて前記位置検出手段に
より得られた位置情報により割れの検出位置をタンク鋼
板の図面上に合わせて表示し、出力媒体に出力すること
を特徴とする請求項７に記載のタンク鋼板の溶接検査装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001355543A JP3960782B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-11-21 | タンク鋼板の溶接検査装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001131375 | 2001-04-27 | ||
| JP2001-131375 | 2001-04-27 | ||
| JP2001355543A JP3960782B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-11-21 | タンク鋼板の溶接検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014706A true JP2003014706A (ja) | 2003-01-15 |
| JP3960782B2 JP3960782B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
ID=26614392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001355543A Expired - Fee Related JP3960782B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-11-21 | タンク鋼板の溶接検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3960782B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008063591A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-21 | Osaka Gas Co Ltd | 金属構造物の保護構造 |
| JP2011002320A (ja) * | 2009-06-18 | 2011-01-06 | Jfe Steel Corp | 溶接部の亀裂検査装置及び亀裂検査方法 |
| CN102221544A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-10-19 | 西安交通大学 | 铁电陶瓷裂纹尖端电蠕变波的传播速度测量方法 |
| JP2017167080A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 | 溶接部検査装置及び溶接部自動検査装置 |
| CN108431593A (zh) * | 2015-12-24 | 2018-08-21 | 株式会社Posco | 裂纹测量装置和方法 |
| CN109387566A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-02-26 | 邢台路桥建设总公司 | 钢结构焊缝自动检测*** |
| CN112834616A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-25 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种焊缝检测装置及检测方法 |
| CN114152504A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-08 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种评价钢板焊接后中心分层倾向的刚性拘束试验装置及方法 |
| KR20230071549A (ko) * | 2021-11-16 | 2023-05-23 | 주식회사 휴먼컴퍼지트 | 풍력터빈 블레이드의 페인팅 두께 측정을 위한 초음파 비파괴 평가시스템 |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001355543A patent/JP3960782B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2017167080A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 | 溶接部検査装置及び溶接部自動検査装置 |
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| CN112834616A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-25 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种焊缝检测装置及检测方法 |
| KR20230071549A (ko) * | 2021-11-16 | 2023-05-23 | 주식회사 휴먼컴퍼지트 | 풍력터빈 블레이드의 페인팅 두께 측정을 위한 초음파 비파괴 평가시스템 |
| KR102649745B1 (ko) * | 2021-11-16 | 2024-03-20 | 우석대학교산학협력단 | 풍력터빈 블레이드의 페인팅 두께 측정을 위한 초음파 비파괴 평가시스템 |
| CN114152504A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-08 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种评价钢板焊接后中心分层倾向的刚性拘束试验装置及方法 |
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| JP3960782B2 (ja) | 2007-08-15 |
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