JP2012242160A - 溶接鋼管の超音波探傷方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶接鋼管の溶接部を溶接鋼管の全長にわたって精度よく超音波探傷することのできる溶接鋼管の超音波探傷方法を提供する。
【解決手段】溶接鋼管１を水平に支持する鋼管支持台４と、鋼管支持台の上方に配置された超音波プローブ５と、超音波プローブを上下方向に昇降駆動するプローブ昇降機構６と、プローブ昇降機構と一体に超音波プローブを溶接鋼管の軸方向に移送するプローブ移送機構７と、超音波プローブのプローブ位置を検出するプローブ位置検出装置８と、プローブ位置検出装置により検出されたプローブ位置から溶接鋼管の両端部までの距離を演算する演算装置９と、演算装置により算出された距離を比較して溶接鋼管の両端部のうち超音波プローブまでの距離が近いほうの鋼管端部に向かう方向を初期探傷方向として設定する初期探傷方向設定装置１０とを備えた超音波探傷装置３を用いて溶接鋼管を超音波探傷する。
【選択図】図１
【解決手段】溶接鋼管１を水平に支持する鋼管支持台４と、鋼管支持台の上方に配置された超音波プローブ５と、超音波プローブを上下方向に昇降駆動するプローブ昇降機構６と、プローブ昇降機構と一体に超音波プローブを溶接鋼管の軸方向に移送するプローブ移送機構７と、超音波プローブのプローブ位置を検出するプローブ位置検出装置８と、プローブ位置検出装置により検出されたプローブ位置から溶接鋼管の両端部までの距離を演算する演算装置９と、演算装置により算出された距離を比較して溶接鋼管の両端部のうち超音波プローブまでの距離が近いほうの鋼管端部に向かう方向を初期探傷方向として設定する初期探傷方向設定装置１０とを備えた超音波探傷装置３を用いて溶接鋼管を超音波探傷する。
【選択図】図１
Description
本発明は、電縫鋼管などの溶接鋼管を超音波探傷する方法に関するものである。
電縫鋼管は、通常、鋼板を円筒状に曲げ成形した後、鋼板の両側端部を溶接接合して製造される。このため、電縫鋼管などの溶接鋼管を製品として出荷する際には、溶接鋼管の溶接部に溶接欠陥が存在していないことを確認するため、超音波探傷検査が行われている。
電縫鋼管などの溶接鋼管を超音波探傷する方法としては、溶接鋼管の表面に複数の超音波プローブを全数着管させた後、プローブ固定装置によって超音波プローブの自由度を無くし、この状態で溶接鋼管の軸方向に溶接鋼管を移動させて溶接鋼管を超音波探傷する方法が知られている（特許文献１参照）。
電縫鋼管などの溶接鋼管を超音波探傷する方法としては、溶接鋼管の表面に複数の超音波プローブを全数着管させた後、プローブ固定装置によって超音波プローブの自由度を無くし、この状態で溶接鋼管の軸方向に溶接鋼管を移動させて溶接鋼管を超音波探傷する方法が知られている（特許文献１参照）。
上述した方法によると、溶接鋼管の溶接部を溶接鋼管の全長にわたって超音波探傷することが可能であるが、溶接鋼管の移動によって溶接部の位置が溶接鋼管の周方向にずれてしまうことがあるため、溶接鋼管の溶接部を精度よく超音波探傷することができないという問題があった。
また、溶接欠陥の発生位置を特定するためには、円環状に形成された２つのメジャリングロールを超音波プローブの前後に配置し、メジャリングロールの内周面に溶接鋼管の表面を接触させる必要があるため、溶接鋼管の移動によって溶接鋼管の表面がメジャリングロールの内周面から離れた場合には、溶接欠陥の発生位置を精度よく特定することができないという問題もあった。
また、溶接欠陥の発生位置を特定するためには、円環状に形成された２つのメジャリングロールを超音波プローブの前後に配置し、メジャリングロールの内周面に溶接鋼管の表面を接触させる必要があるため、溶接鋼管の移動によって溶接鋼管の表面がメジャリングロールの内周面から離れた場合には、溶接欠陥の発生位置を精度よく特定することができないという問題もあった。
さらに、溶接部形状の悪い箇所が存在する場合は超音波プローブが溶接鋼管の表面から離れてしまうという問題もあった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、溶接鋼管の溶接部を溶接鋼管の全長にわたって精度よく超音波探傷することのできる溶接鋼管の超音波探傷方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、溶接鋼管の溶接部を溶接鋼管の全長にわたって精度よく超音波探傷することのできる溶接鋼管の超音波探傷方法を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明は、円筒状に曲げ成形された鋼板の両側端部を溶接接合してなる溶接鋼管を超音波探傷する方法であって、前記溶接鋼管を超音波探傷する装置として、前記溶接鋼管を水平に支持する鋼管支持台と、該鋼管支持台の上方に配置された超音波プローブと、該超音波プローブを上下方向に昇降駆動するプローブ昇降機構と、該プローブ昇降機構と一体に前記超音波プローブを前記溶接鋼管の軸方向に移送するプローブ移送機構と、該プローブ移送機構により溶接鋼管の軸方向に移送される前記超音波プローブのプローブ位置を検出するプローブ位置検出装置と、該プローブ位置検出装置により検出されたプローブ位置から前記溶接鋼管の両端部までの距離を演算する演算装置と、該演算装置により算出された距離を比較して前記溶接鋼管の両端部のうち前記超音波プローブまでの距離が近いほうの鋼管端部に向かう方向を初期探傷方向として設定する初期探傷方向設定装置とを備えた超音波探傷装置を用い、前記超音波プローブを下降して前記溶接鋼管に接触させた後、前記プローブ移送機構を作動させて前記超音波プローブを前記初期探傷方向設定装置により設定された初期探傷方向へ移動させ、前記超音波プローブが溶接鋼管の端部より外側まで移動した後、前記超音波プローブを上昇させて前記プローブ移送機構によって前記超音波プローブを初期探傷方向とは反対方向に移送し、前記超音波プローブが初期位置に来たところで前記超音波プローブを下降して前記溶接鋼管に接触させ、次いで前記超音波プローブの移動量が前記溶接鋼管の全長に達するまで前記超音波プローブを前記プローブ移送機構により前記溶接鋼管の軸方向に移動させて前記溶接鋼管を超音波探傷することを特徴とする。
本発明によれば、溶接鋼管を移動させなくても溶接鋼管の溶接部を溶接鋼管の全長にわたって超音波探傷することが可能となり、溶接鋼管の移動によって溶接部の位置が溶接鋼管の周方向にずれてしまうことがないので、溶接鋼管の溶接部を溶接鋼管の全長にわたって精度よく超音波探傷することができる。
また、初期探傷方向設定装置により設定された初期探傷方向へ超音波プローブを移動させることによって超音波プローブを速やかにセッティングすることが可能となり、従って、比較的短時間で溶接鋼管の溶接部を溶接鋼管の全長にわたって超音波探傷することができる。
また、初期探傷方向設定装置により設定された初期探傷方向へ超音波プローブを移動させることによって超音波プローブを速やかにセッティングすることが可能となり、従って、比較的短時間で溶接鋼管の溶接部を溶接鋼管の全長にわたって超音波探傷することができる。
以下、図面を参照して本発明に係る溶接鋼管の超音波探傷方法について説明する。
まず、本発明に係る溶接鋼管の超音波探傷方法に用いられる超音波探傷装置の一例を図１、図２及び図３に示す。図１〜図３において符号１は溶接鋼管、２は溶接鋼管１の溶接部、３は超音波探傷装置を示し、この超音波探傷装置３は鋼管支持台４、超音波プローブ５、プローブ昇降機構６、プローブ移送機構７、プローブ位置検出装置８、演算装置９及び初期探傷方向設定装置１０を備えている。
まず、本発明に係る溶接鋼管の超音波探傷方法に用いられる超音波探傷装置の一例を図１、図２及び図３に示す。図１〜図３において符号１は溶接鋼管、２は溶接鋼管１の溶接部、３は超音波探傷装置を示し、この超音波探傷装置３は鋼管支持台４、超音波プローブ５、プローブ昇降機構６、プローブ移送機構７、プローブ位置検出装置８、演算装置９及び初期探傷方向設定装置１０を備えている。
鋼管支持台４は溶接鋼管１を水平に支持するものであり、この鋼管支持台４は溶接鋼管１を回転可能に支持する複数のターニングローラ１１を有している。また、鋼管支持台４は図示しないコンベアにより図中矢印方向に移動可能となっている。
超音波プローブ５は溶接鋼管１の溶接部２を超音波探傷するものであり、この超音波プローブ５は鋼管支持台４の上方に配置されている。
超音波プローブ５は溶接鋼管１の溶接部２を超音波探傷するものであり、この超音波プローブ５は鋼管支持台４の上方に配置されている。
プローブ昇降機構６は超音波プローブ５を上下方向に昇降駆動するものであり、このプローブ昇降機構６は例えば図示しないボールねじと、このボールねじを駆動する駆動モータ（図示せず）等から構成されている。
プローブ移送機構７はプローブ昇降機構６と一体に超音波プローブ５を溶接鋼管１の軸方向に移送するものであり、このプローブ移送機構７は例えば駆動モータ１２と、この駆動モータ１２により回転駆動されるボールねじ軸１３と、このボールねじ軸１３の回転に伴って水平方向に移動するボールねじナット１４等から構成されている。
プローブ移送機構７はプローブ昇降機構６と一体に超音波プローブ５を溶接鋼管１の軸方向に移送するものであり、このプローブ移送機構７は例えば駆動モータ１２と、この駆動モータ１２により回転駆動されるボールねじ軸１３と、このボールねじ軸１３の回転に伴って水平方向に移動するボールねじナット１４等から構成されている。
プローブ位置検出装置８はプローブ移送機構７により溶接鋼管１の軸方向に移送される超音波プローブ５のプローブ位置を検出するものであり、このプローブ位置検出装置８は例えばプローブ移送機構７の駆動モータ１２に付設されたパルスジェネレータ１５からのパルス信号を計数して超音波プローブ５のプローブ位置を検出するように構成されている。
演算装置９は超音波プローブ５のプローブ位置から溶接鋼管１の両端部までの距離Ｘ１、Ｘ２を演算するものであり、この演算装置９はプローブ位置検出装置８により検出された初期のプローブ位置から距離Ｘ１、Ｘ２を演算するように演算するように構成されている。
演算装置９は超音波プローブ５のプローブ位置から溶接鋼管１の両端部までの距離Ｘ１、Ｘ２を演算するものであり、この演算装置９はプローブ位置検出装置８により検出された初期のプローブ位置から距離Ｘ１、Ｘ２を演算するように演算するように構成されている。
初期探傷方向設定装置１０は溶接鋼管１の両端部のうち超音波プローブ５までの距離が近いほうの鋼管端部に向かう方向を初期探傷方向として設定するものであり、この初期探傷方向設定装置１０は演算装置９により算出された距離Ｘ１、Ｘ２を比較して超音波プローブ５までの距離が近いほうの鋼管端部に向かう方向を初期探傷方向として設定するように構成されている。また、初期探傷方向設定装置１０により設定された初期探傷方向は、プローブ移送機構７等を制御する制御装置（図示せず）に探傷を開始する際にプローブを移送する方向の情報として供給されている。
図４は本発明の一実施形態に係る溶接鋼管の超音波探傷方法を説明するための図であり、上述した超音波探傷装置３を用いて溶接鋼管１の溶接部２を超音波探傷する場合は、まず、溶接鋼管１の溶接部２が真上に位置するまでターニングローラ１１を図示しないローラ駆動機構により回転させる。このとき、超音波プローブ５は、溶接鋼管１の全長範囲であって、いずれかの管端に近い位置で、鋼管上端面より上方に離隔して待機している。この位置を超音波プローブ５の初期位置とする。なお、この初期位置は、前回行った鋼管の探傷が終わった位置に近い位置とするのがよい。これはプローブの移送距離を短くし、探傷作業に要する時間を短縮するのに有利だからである。
この位置において、前述の如く、超音波プローブ５と両管端との距離Ｘ１とＸ２を計測し、そのうちいずれか距離の短い方の管端に向かう方向を初期探傷方向として初期探傷方向設定装置１０にセットする。そして、プローブ昇降機構６を作動させて図４（ａ）に示すようにプローブ５と溶接鋼管１を接触させる。
この位置において、前述の如く、超音波プローブ５と両管端との距離Ｘ１とＸ２を計測し、そのうちいずれか距離の短い方の管端に向かう方向を初期探傷方向として初期探傷方向設定装置１０にセットする。そして、プローブ昇降機構６を作動させて図４（ａ）に示すようにプローブ５と溶接鋼管１を接触させる。
次に、プローブ移送機構７を作動させ、図４（ｂ）に示すように、超音波プローブ５を初期探傷方向設定装置１０により設定された初期探傷方向に向けて移動させつつ探傷を行う。
超音波プローブ５が管端の外側まで移動したならば、プローブ移送機構７の作動を一旦停止する。次に、この状態でプローブ昇降機構６を作動させ、図４（ｂ）に示すように、超音波プローブ５を上昇させて溶接鋼管１の表面から離隔する。
超音波プローブ５が管端の外側まで移動したならば、プローブ移送機構７の作動を一旦停止する。次に、この状態でプローブ昇降機構６を作動させ、図４（ｂ）に示すように、超音波プローブ５を上昇させて溶接鋼管１の表面から離隔する。
次いで、図４（ｃ）に示すように、プローブ移送機構７を作動させて、初期探傷方向とは逆の方向に超音波プローブ５を移動させ、超音波プローブ５が初期位置に達したら超音波プローブ５を再度下降させる。
超音波プローブ５が溶接鋼管１の表面と接触する位置まで下降したならば、プローブ昇降機構６の作動を停止する。次に、プローブ移送機構７を再び作動させ、図４（ｃ）に示すように、超音波プローブ５をプローブセット位置から溶接鋼管１の軸方向に移動させる。そして、超音波プローブ５の移動量が溶接鋼管１の全長に達するまでプローブ移送機構７を作動させて溶接鋼管１の超音波探傷を行う。
なお、次の溶接鋼管１を超音波探傷する場合は、超音波探傷装置３の下方位置に溶接鋼管１を移動させた後、図４（ｃ）に点線で示す位置から超音波プローブ５を溶接鋼管１の軸方向に移動させて溶接鋼管１の超音波探傷を行う。
超音波プローブ５が溶接鋼管１の表面と接触する位置まで下降したならば、プローブ昇降機構６の作動を停止する。次に、プローブ移送機構７を再び作動させ、図４（ｃ）に示すように、超音波プローブ５をプローブセット位置から溶接鋼管１の軸方向に移動させる。そして、超音波プローブ５の移動量が溶接鋼管１の全長に達するまでプローブ移送機構７を作動させて溶接鋼管１の超音波探傷を行う。
なお、次の溶接鋼管１を超音波探傷する場合は、超音波探傷装置３の下方位置に溶接鋼管１を移動させた後、図４（ｃ）に点線で示す位置から超音波プローブ５を溶接鋼管１の軸方向に移動させて溶接鋼管１の超音波探傷を行う。
上述のように、超音波探傷装置３のプローブ移送機構７を作動させて超音波プローブ５を初期探傷方向設定装置１０により設定された初期探傷方向に向けて移動させ、超音波プローブ５が溶接鋼管１の端部より外側まで移動した後、超音波プローブ５を上昇させてプローブ移送機構７によって超音波プローブ５を初期探傷方向とは反対方向に移送し、超音波プローブ５が初期位置に来たところで超音波プローブ５を下降して溶接鋼管１に接触させ、次いで超音波プローブ５の移動量が溶接鋼管１の全長に達するまで超音波プローブ５をプローブ移送機構７により溶接鋼管１の軸方向に移動させることで、溶接鋼管１を移動させなくても溶接鋼管１の溶接部２を溶接鋼管１の全長にわたって超音波探傷することができる。従って、前述した従来例のように、溶接鋼管１の移動によって溶接部２の位置が溶接鋼管１の周方向にずれてしまうことがないので、溶接鋼管１の溶接部２を溶接鋼管１の全長にわたって精度よく超音波探傷することができる。
また、初期探傷方向設定装置１０により設定された初期探傷方向へ超音波プローブ５を移動させることによって超音波プローブ５を速やかにセッティングすることが可能となり、従って、比較的短時間で溶接鋼管１の溶接部２を溶接鋼管１の全長にわたって超音波探傷することができる。
また、溶接欠陥の発生位置を特定するために、超音波プローブの前後にメジャリングロールを配置する必要もない。
上述した本発明の一実施形態では、溶接鋼管１を水平に支持する鋼管支持台４として、溶接鋼管１を回転可能に支持する複数のターニングローラ１１を有するものを例示したが、これに限られるものではなく、ターニングローラを持たない鋼管支持台により溶接鋼管を水平に支持するようにしてもよい。
また、溶接欠陥の発生位置を特定するために、超音波プローブの前後にメジャリングロールを配置する必要もない。
上述した本発明の一実施形態では、溶接鋼管１を水平に支持する鋼管支持台４として、溶接鋼管１を回転可能に支持する複数のターニングローラ１１を有するものを例示したが、これに限られるものではなく、ターニングローラを持たない鋼管支持台により溶接鋼管を水平に支持するようにしてもよい。
１…溶接鋼管
２…溶接部
３…超音波探傷装置
４…鋼管支持台
５…超音波プローブ
６…プローブ昇降機構
７…プローブ移送機構
８…プローブ位置検出装置
９…演算装置
１０…初期探傷方向設定装置
１１…ターニングローラ
１２…駆動モータ
１３…ボールねじ軸
１４…ボールねじナット
１５…パルスジェネレータ
２…溶接部
３…超音波探傷装置
４…鋼管支持台
５…超音波プローブ
６…プローブ昇降機構
７…プローブ移送機構
８…プローブ位置検出装置
９…演算装置
１０…初期探傷方向設定装置
１１…ターニングローラ
１２…駆動モータ
１３…ボールねじ軸
１４…ボールねじナット
１５…パルスジェネレータ
Claims (1)
- 円筒状に曲げ成形された鋼板の両側端部を溶接接合してなる溶接鋼管を超音波探傷する方法であって、
前記溶接鋼管を超音波探傷する装置として、前記溶接鋼管を水平に支持する鋼管支持台と、該鋼管支持台の上方に配置された超音波プローブと、該超音波プローブを上下方向に昇降駆動するプローブ昇降機構と、該プローブ昇降機構と一体に前記超音波プローブを前記溶接鋼管の軸方向に移送するプローブ移送機構と、該プローブ移送機構により溶接鋼管の軸方向に移送される前記超音波プローブのプローブ位置を検出するプローブ位置検出装置と、該プローブ位置検出装置により検出されたプローブ位置から前記溶接鋼管の両端部までの距離を演算する演算装置と、該演算装置により算出された距離を比較して前記溶接鋼管の両端部のうち前記超音波プローブまでの距離が近いほうの鋼管端部に向かう方向を初期探傷方向として設定する初期探傷方向設定装置とを備えた超音波探傷装置を用い、
前記超音波プローブを下降して前記溶接鋼管に接触させた後、前記プローブ移送機構を作動させて前記超音波プローブを前記初期探傷方向設定装置により設定された初期探傷方向へ移動させ、前記超音波プローブが溶接鋼管の端部より外側まで移動した後、前記超音波プローブを上昇させて前記プローブ移送機構によって前記超音波プローブを初期探傷方向とは反対方向に移送し、前記超音波プローブが初期位置に来たところで前記超音波プローブを下降して前記溶接鋼管に接触させ、次いで前記超音波プローブの移動量が前記溶接鋼管の全長に達するまで前記超音波プローブを前記プローブ移送機構により前記溶接鋼管の軸方向に移動させて前記溶接鋼管を超音波探傷することを特徴とする溶接鋼管の超音波探傷方法。
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Legal Events
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140805 |