JP7226179B2 - 周溶接部の検査方法及び検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、周溶接部の検査方法及び検査装置に関する。

従来、コイルドチュービングと称される、リールに巻き取られた管が知られている。コイルドチュービングは例えば、洋上のホスト設備と海底坑井とを繋ぐ制御ライン（アンビリカルチューブ）として使用される。コイルドチュービングは、１つのリールに巻き取られる長さが一般的に３０００フィートを超えるため、複数の管の端部同士を周溶接して製造される。

周溶接が施された管の検査方法として、一般的にＸ線検査装置が用いられている。例えば特許第３３４４２７５号公報には、大径鋼管管端部における溶接部の撮影装置が開示されている。特開２０１４－４４１５９号公報には、開口の小さな部材であっても、検査部位を正確に把握しながら検査を行うことができる検査方法が開示されている。

特開２０１８－１７９８５７号公報には、周溶接部に存在する溶け込み不良を容易にかつ精度良く検出可能な周溶接部の検査方法が開示されている。特開２０１７－２１９３１７号公報には、周溶接部における欠陥の存在する部位に関わらず、精度良く欠陥の寸法を算出可能な周溶接部の検査方法が開示されている。特開２０１７－２１９３１６号公報には、周溶接部の内面ビードの寸法の良否を全数判定可能な検査方法が開示されている。

特許第３３４４２７５号公報 特開２０１４－４４１５９号公報 特開２０１８－１７９８５７号公報 特開２０１７－２１９３１７号公報 特開２０１７－２１９３１６号公報

Ｘ線による周溶接部の検査において、周溶接部とＸ線源との距離が変動すると、透過Ｘ線像の写り方も変動する。検査の一貫性を担保するためには、周溶接部とＸ線源との距離が毎回所定の範囲内であることを確認する必要がある。

本発明の目的は、周溶接部とＸ線源との距離が所定の範囲内であるかを正確に判断することができる、周溶接部の検査方法及び検査装置を提供することである。

本発明の一実施形態による周溶接の検査方法は、周溶接された管の周溶接部にＸ線源からＸ線を放射し、前記管を透過したＸ線をＸ線検出器で検出して透過Ｘ線像を撮影する検査方法であって、検査対象の管又は前記検査対象の管と同一品種の管を用いて、周溶接部と前記Ｘ線源との間の前記管の軸方向に沿った距離を変えながら複数の透過Ｘ線像を撮影し、前記複数の透過Ｘ線像に基づいて透過Ｘ線像上における周溶接部の位置の適正範囲を設定する適正範囲設定工程と、前記検査対象の管の周溶接部と前記Ｘ線源との間の前記管の軸方向に沿った距離を調整する工程と、前記検査対象の管の周溶接部に前記Ｘ線源からＸ線を放射し、前記検査対象の管を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器で検出して透過Ｘ線像を撮影する撮影工程と、前記撮影工程で撮影した透過Ｘ線像上における前記検査対象の管の周溶接部の位置を取得する位置取得工程と、前記位置取得工程で取得した位置が前記適正範囲設定工程で設定した適正範囲内であるかを判定する工程とを備える。

本発明の一実施形態による周溶接の検査装置は、周溶接された管の周溶接部にＸ線を放射するＸ線源と、前記管を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、制御装置とを備える。前記制御装置は、前記Ｘ線検出器から透過Ｘ線像を受け取り、前記透過Ｘ線像上における前記管の周溶接部の位置を取得する位置取得工程と、前記位置取得工程で取得した位置が予め設定された適正範囲内であるかを判定する判定工程とを実行する。

本発明によれば、周溶接部とＸ線源との距離が所定の範囲内であるかを正確に判断することができる。

図１は、本発明の一実施形態による周溶接部の検査装置が配置された、長尺管の製造設備の全体の構成を模式的に示す平面図である。 図２は、Ｘ線検査装置の斜視図である。 図３は、Ｘ線検査装置をｙ軸に垂直で図２の線ＣＬを含む面で切断した断面図である。 図４は、Ｘ線検査装置をｘ軸に垂直で図２の線ＣＬを含む面で切断図した断面図である。 図５は、本発明の一実施形態による周溶接部の検査方法のフロー図である。 図６は、透過Ｘ線像の一例である。 図７は、垂直撮影における周溶接部とＸ線源との位置関係を模式的に示す断面図である。 図８は、垂直撮影で撮影された透過Ｘ線像を模式的に示す図である。 図９は、斜め撮影における周溶接部とＸ線源との位置関係を模式的に示す断面図である。 図１０は、斜め撮影で撮影された透過Ｘ線像を模式的に示す図である。 図１１は、垂直撮影で撮影された透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置が、適正範囲内であると判断される場合の例である。 図１２は、垂直撮影で撮影された透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置が、適正範囲内ではないと判断される場合の例である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

［長尺管の製造設備］
本発明の一実施形態による周溶接部の検査方法及び検査装置の適用例として、長尺管の製造設備を説明する。図１は、本発明の一実施形態による周溶接部の検査装置４０が配置された、長尺管の製造設備１の全体の構成を模式的に示す平面図である。この製造設備１はあくまでも例示であり、本実施形態による検査方法が適用される設備、又は本実施形態による検査装置が配置される設備の構成を限定するものではない。

製造設備１は、管Ｐを軸方向に搬送しながら、複数の管Ｐの端部同士を周溶接して長尺管を製造する設備である。管Ｐは、例えばステンレス鋼管である。長尺管がアンビリカルチューブとして用いられる場合、管Ｐは、好ましくは二相ステンレス鋼管である。管Ｐは、電縫管であってもよいし、継目無管であってもよい。

以下、説明の便宜のため、管Ｐの軸方向をｙ方向と呼ぶ。また、鉛直方向をｚ方向と呼び、ｙ方向及びｚ方向の両方に垂直な方向をｘ方向と呼ぶ。

製造設備１は、搬送装置１０、溶接装置２０、巻取装置３０、及び検査装置４０を備えている。

搬送装置１０は、管Ｐをｙ方向に搬送する。搬送装置１０は、より具体的には、管Ｐをｘ方向の両側から挟持してｙ方向に搬送するサイドクランプローラ１１と、管Ｐのｚ方向下側に配置され、管Ｐを下方から支持するＶローラ１２とを備えている。搬送装置１０は、管Ｐを管軸方向（ｙ方向）に搬送するものであればよく、この構成に限定されない。搬送装置１０は例えば、管Ｐをｙ方向に押し出すプッシャであってもよい。

溶接装置２０は、隣接する一対の管Ｐの端部同士を周溶接する。溶接装置２０は、より具体的には、周溶接機２１と、一対の挟持装置２２とを備えている。一対の挟持装置２２は、隣接する一対の管Ｐを互いの軸心が一致するように挟持する。周溶接機２１は、隣接する一対の管Ｐの端部を周溶接し、周溶接部ＰＷを形成する。

巻取装置３０は、溶接装置２０によって周溶接されて形成された長尺管をリール３１によって巻き取る。巻取装置３０は、より具体的には、リール３１に加えて、リール３１を回転させる回転機構（不図示）と、リール３１をｘ方向に移動させる移動機構（不図示）とを備えている。巻取装置３０は、回転機構によってリール３１を回転させるとともに、移動機構によってリール３１を移動させることで、長尺管をリール３１の外表面上に巻き取る。

検査装置４０は、溶接装置２０と巻取装置３０との間に配置され、溶接装置２０によって形成された周溶接部ＰＷの品質を検査する。

検査装置４０は、より具体的には、Ｘ線検査装置４１と、Ｘ線検査装置４１を覆って形成された筐体４２と、筐体４２の入側及び出側の各々に設けられたＸ線漏洩防止機構４３とを備えている。Ｘ線検査装置４１の詳しい構成は後述する。Ｘ線漏洩防止機構４３は、管Ｐの外周を覆うシャッタを備えており、周溶接部ＰＷの検査中にこのシャッタを閉じることで、Ｘ線が筐体４２の外側に漏洩するのを防止する。

検査装置４０は、Ｘ線検査装置４１によって撮影された透過Ｘ線像を分析する制御装置５０、及び分析結果を表示する表示装置５５をさらに備えている。これらの装置の詳しい動作については後述する。

検査装置４０によって周溶接部ＰＷに欠陥が見つかった場合の対処としては、これに限定されないが、例えば周溶接部ＰＷの両側を切断して欠陥のある周溶接部ＰＷを除去し、切断によって形成された端部同士を再び周溶接することが考えられる。

ここで、溶接装置２０及び検査装置４０は、ｙ方向に移動できるように構成されていることが好ましい。この構成は例えば、溶接装置２０及び検査装置４０をｙ方向に移動可能な台車の上に設置することで実現できる。この構成によれば、周溶接部ＰＷに欠陥が見つかった場合、溶接装置２０及び検査装置４０を巻取機３０側に移動させることで、巻取機３０によって巻き取られた長尺管をアンコイルすることなく、溶接装置２０による周溶接をやり直すことができる。

溶接装置２０及び検査装置４０はまた、それぞれ独立に移動できるように構成されていることがより好ましい。この構成によれば、管Ｐの長さに応じて溶接装置２０と検査装置４０との間の距離を調整することで、溶接装置２０による周溶接と、検査装置４０による検査とを併行して行えるようにできる。

［Ｘ線検査装置］
次に、図２～図４を参照して、Ｘ線検査装置４１の詳しい構成を説明する。図２は、Ｘ線検査装置４１の斜視図である。図３は、Ｘ線検査装置４１をｙ軸に垂直で図２の線ＣＬを含む面で切断した断面図であり、図４は、Ｘ線検査装置４１をｘ軸に垂直で図２の線ＣＬを含む面で切断図した断面図である。なお線ＣＬは、ｙ軸に垂直で、後述するＸ線源４１２の放射点４１２ａ（図３及び図４）を通る直線である。

Ｘ線検査装置４１は、回転機構４１１、Ｘ線源４１２、及びＸ線検出器４１３を備えている。

回転機構４１１は、外側環状部材４１１ａと、外側環状部材４１１ａの内側に回転可能に取り付けられた内側環状部材４１１ｂとを備えている。回転機構４１１は、内側環状部材４１１ｂの回転軸がｙ方向と平行になるように配置されている。

Ｘ線源４１２は、放射点４１２ａ（例えばスリットの開口）から管Ｐに向けてＸ線を放射する。Ｘ線検出器４１３は、管Ｐを挟んでＸ線源４１２に対向する位置に配置され、管Ｐを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器４１３は、平面検出器（ＦＰＤ）が好適に用いられる。以下では、Ｘ線源４１２によるＸ線の放射と、Ｘ線検出器４１３によるＸ線の検出とを合わせて、透過Ｘ線像の撮影と呼ぶ場合がある。

Ｘ線源４１２及びＸ線検出器４１３は、回転機構４１１の内側環状部材４１１ｂに取り付けられている。この構成によれば、内側環状部材４１１ｂを回転させることによって、Ｘ線源４１２とＸ線検出器４１３とが互いに対向した状態を維持しながら、Ｘ線源４１２及びＸ線検出器４１３を管Ｐの軸方向の周りに回転させることができる。

管Ｐは、管Ｐの中心Ｐ０（図３）が内側環状部材４１１ｂの回転中心と一致するように配置することが好ましい。このように管Ｐを配置することで、内側環状部材４１１ｂを回転させても、Ｘ線源４１２から管Ｐまでの距離、及び、管ＰからＸ線検出器４１３までの距離を一定に保つことができる。

Ｘ線検査装置４１は例えば、内側環状部材４１１ｂを回転させて、予め決められた複数の位置（例えば、６０°間隔の三箇所）で透過Ｘ線像を撮影する。撮影された透過Ｘ線像は、Ｘ線検出器４１３から制御装置５０（図１）に送信される。制御装置５０は例えば、透過Ｘ線像を表示装置５５（図１）に出力する。作業者は、表示装置５５に表示された透過Ｘ線像を確認して、溶接部ＰＷに欠陥がないかを判断する。作業者が欠陥の有無を判断することに代えて、制御装置５０が画像解析等によって欠陥の有無を自動的に判別し、判別結果を表示装置５５に出力するようにしてもよい。あるいは、判別結果を表示装置５５に出力するのに代えて、制御装置５０が搬送装置１０（図１）や溶接装置２０（図１）に指令を送り、欠陥があった場合は周溶接を自動でやり直すようにしてもよい。

［周溶接部の検査方法］
以下、図５を参照して、本実施形態による周溶接部の検査方法をより詳細に説明する。

図５は、本発明の一実施形態による周溶接部の検査方法のフロー図である。この検査方法は、透過Ｘ線像上における周溶接部の位置の適正範囲を設定する適正範囲設定工程（ステップＳ１）と、周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離を調整する工程（ステップＳ２）と、透過Ｘ線像を撮影する工程（ステップＳ３）と、透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置を取得する工程（ステップＳ４）と、取得した位置が適正範囲内であるかを判定する工程（ステップＳ５）とを備えている。

まず、検査対象の管又は検査対象の管と同一品種の管を用いて、周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離を変えながら複数の透過Ｘ線像を撮影し、当該複数の透過Ｘ線像に基づいて透過Ｘ線像上における周溶接部の位置の適正範囲を設定する（ステップＳ１）。

図４を参照して、周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離（距離ｄ）について説明する。透過Ｘ線像を撮影する際の距離ｄの好適値は、検査の目的によって異なる。後述するとおり、透過Ｘ線像の撮影は、周溶接部ＰＷをＸ線源４１２の放射点４１２ａの真下に配置して行う場合と、周溶接部ＰＷをＸ線源４１２の放射点４１２ａから離れた位置に配置して行う場合とがある。また、距離ｄの好適値や許容される範囲は、管Ｐの寸法、溶接の条件等によっても変化する。

そこで本実施形態では、予め検査対象の管又は検査対象の管と同一品種の管を用いて距離ｄを変えながら複数の透過Ｘ線像を撮影し、距離ｄの許容される範囲を調べる。

この工程で使用する管は、検査対象の管又は検査対象の管と同一品種の管である。「検査対象の管と同一品種の管」とは、検査対象の管と同一の材質、同一の寸法であって、同一の溶接条件（溶接材料、溶接材料供給速度、溶接入熱量、溶接速度、溶接層数等）で溶接された管を意味する。

例えば、長尺管を製造する場合、当該長尺管の１つ目の周溶接部に対して適正範囲設定工程を行うことが考えられる。これは、「検査対象の管」を使用して適正範囲決定工程を行う場合に該当する。一方、製造の対象となる長尺管とは別に、当該長尺管と同一の材質、同一の寸法であって、同一の溶接条件で溶接された管を使用して適正範囲設定工程を行ってもよい。これは、「検査対象の管と同一品種の管」を使用して適正範囲決定工程を行う場合に該当する。以下の説明では、「検査対象の管」と「検査対象と同一品種の管」とを区別せず、単に管と呼ぶ場合がある。

同一品種の管を製造する場合、その都度適正範囲設定工程を行う必要はなく、当該品種について過去に決定した適正範囲を使用することもできる。すなわち、適正範囲設定工程は、一品種について一回だけ行えばよい。もっとも、同一品種の管に対してその都度適正範囲設定工程を行っても問題はない。

適正範囲設定工程（ステップＳ１）は、より詳細には、周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離を調整する工程（ステップＳ１－１）と、透過Ｘ線像を撮影する工程（ステップＳ１－２）と、撮影した透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置を取得する工程（ステップＳ１－３）と、当該透過Ｘ線像が撮影されたときの周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離が適正であったかを判定する工程（ステップＳ１－４）と、透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置の適正範囲を決定する工程（ステップＳ１－５）とを含んでいる。

まず、周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離（距離ｄ）を調整する（ステップＳ１－１）。距離ｄの調整は例えば、搬送装置１０（図１）によって管Ｐのｙ方向の位置を変えることによって行うことができる。また、搬送装置１０によらず、管Ｐのｙ方向の位置を手動で調整してもよい。Ｘ線源４１２、Ｘ線検査装置４１、又は検査装置４０（図１）をｙ方向に移動させることでも、距離ｄを調整することができる。

後述するように、本実施形態では距離ｄの正確な値を測定する必要はない。図４では、線ＣＬを基準として距離ｄを図示しているが、距離ｄの絶対値は問題とならないため、Ｘ線源４１２の任意の位置を基準として距離ｄを定義してもよい。

続いて、管Ｐの周溶接部ＰＷの透過Ｘ線像を撮影する（ステップＳ１－２）。より具体的には、管Ｐの周溶接部ＰＷにＸ線源４１２からＸ線を放射し、管Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器４１３によって検出する。

続いて、撮影した透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置を取得する（ステップＳ１－３）。図６は、透過Ｘ線像の一例である。この透過Ｘ線像は、紙面上下方向（Ｙ方向）が管Ｐの軸方向（ｙ方向）に対応し、紙面左右方向（Ｘ方向）が管Ｐの径方向に対応する。この透過Ｘ線像から、透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置を特定する。

透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置の特定方法は特に限定されず、後述する位置取得工程（ステップＳ４）で特定される位置と同じ位置を特定できるものであればよい。例えば、外面余盛の頂点位置（ＣＡＰ位置）を周溶接部ＰＷの位置とすることが考えられる。図６の例では、ＣＡＰ位置のＹ座標（ｐｙ）を周溶接部ＰＷの位置としている。ＣＡＰ位置の特定は例えば、エッジ検出等の画像処理によって行ってもよいし、透過Ｘ線像を表示装置５５（図１）に出力した上で、作業者が特定するようにしてもよい。ＣＡＰ位置は、管Ｐの径方向（紙面左右方向）のどちらか一方側で特定してもよいし、両側のＣＡＰ位置の平均値としてもよい。また、ＣＡＰ位置に代えて、例えば、２本のフュージョンラインの中間を周溶接部ＰＷの位置としてもよい。

続いて、撮影した透過Ｘ線像から、当該透過Ｘ線像を撮影したときの距離ｄが適正であったかを判定する（ステップＳ１－４）。距離ｄが適正であったかを判定する方法は、検査の目的によって異なるが、以下のようなものを例示できる。

透過Ｘ線像の撮影は、周溶接部ＰＷをＸ線源４１２の放射点４１２ａの真下に配置して行う場合と、周溶接部ＰＷをＸ線源４１２の放射点４１２ａから離れた位置に配置して行う場合とがある。以下、前者を垂直撮影、後者を斜め撮影と呼ぶ。

図７は、垂直撮影における周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との位置関係を模式的に示す断面図である。図８は、垂直撮影で撮影された透過Ｘ線像を模式的に示す図である。図７に示すように、Ｘ線源４１２から放射されたＸ線は、Ｘ線源４１２側の周溶接部ＰＷ１と、Ｘ線検出器４１３側の周溶接部ＰＷ２とを通過する。そのため図８に示すように、透過Ｘ線像には、周溶接部ＰＷ１と周溶接部ＰＷ２とが部分的に重なって表示される。

垂直撮影の場合、周溶接部ＰＷ１と周溶接部ＰＷ２とが重なって写っている部分が大きいほど好ましい。これは、周溶接部の中央に現れる溶け込み不良が周溶接部ＰＷ１と周溶接部ＰＷ２との境界部部に重なると、判別がしにくくなるためである。そのため例えば、下記の式で定義されるラップ率が１／２以上である場合に、当該透過Ｘ線像を撮影したときの距離ｄが適正であったと判定することができる。
ラップ率＝（周溶接部ＰＷ１と周溶接部ＰＷ２とが重なって写っている部分のＹ方向の長さｗ１）／（周溶接部ＰＷ１のＹ方向の長さｗ）

図９は、斜め撮影における周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との位置関係を模式的に示す断面図である。図１０は、斜め撮影で撮影された透過Ｘ線像を模式的に示す図である。斜め撮影の場合も、垂直撮影の場合と同様に、透過Ｘ線像には、Ｘ線源４１２側の周溶接部ＰＷ１とＸ線検出器４１３側の周溶接部ＰＷ２とが部分的に重なって表示される。

斜め撮影の場合、周溶接部ＰＷ１と周溶接部ＰＷ２とが重なって写っている部分が小さいほど好ましい。具体的には、透過Ｘ線像の撮影を管Ｐの軸方向の周りに角度θ間隔で行う場合、周溶接部ＰＷ１及び周溶接部ＰＷ２の一方のみが写っている部分の径方向長さＬ１と管Ｐの内径ＩＤとが、下記の関係を満たすことが好ましい。
Ｌ１≧ＩＤ×ｓｉｎ（θ／２）

例えば透過Ｘ線像の撮影を６０°間隔で周方向の３箇所から行う場合、周溶接部ＰＷ１及び周溶接部ＰＷ２の一方のみが写っている部分の径方向長さＬ１が、管Ｐの内径ＩＤの半分以上とすることが好ましい。そのため例えば、周溶接部ＰＷ１及び周溶接部ＰＷ２の一方のみが写っている部分の径方向長さＬ１が管Ｐの内径ＩＤの半分以上である場合に、当該透過Ｘ線像を撮影したときの距離ｄが適正であったと判定することができる。また、透過Ｘ線像の撮影を３０°間隔で周方向の６箇所から行う場合、周溶接部ＰＷ１及び周溶接部ＰＷ２の一方のみが写っている部分の径方向長さＬ１が管Ｐの内径ＩＤの約０．２５８倍以上である場合に、当該透過Ｘ線像を撮影したときの距離ｄが適正であったと判定することができる。

以下、必要なデータを取得できるまで、ステップＳ１－１～ステップＳ１－４を繰り返す。具体的には例えば、透過Ｘ線像上における周溶接部の位置の適正範囲の上下限を特定できるまで、ステップＳ１－１～ステップＳ１－４を繰り返す。

その後、ステップＳ１－３で取得した透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置と、ステップＳ１－４で取得した判定結果とに基づいて、透過Ｘ線像上における周溶接部の位置の適正範囲を決定する（ステップＳ１－５）。具体的には例えば、適正と判断された透過Ｘ線像うち、最も短い距離で撮影された透過Ｘ線像における周溶接部ＰＷの位置を、周溶接部ＰＷの位置の適正範囲の上限又は下限とする（上限とするか下限とするかは、透過Ｘ線像上の座標の原点の取り方による。）。同様に、適正と判断された透過Ｘ線像うち、最も長い距離で撮影された透過Ｘ線像における周溶接部ＰＷの位置を、周溶接部ＰＷの位置の適正範囲の下限又は上限とする。

すなわち本実施形態では、周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離（距離ｄ）を、距離ｄの値そのものではなく、透過Ｘ線像上における周溶接部の位置（透過Ｘ線像に写った周溶接部の位置）によって管理する。本実施形態によれば、距離ｄの正確な値を測定する必要がない。そのため、距離ｄを測定するための追加のハードウェア（センサ等）を必要とすることなく、距離ｄを正確に管理することができる。

続いて、検査対象の管Ｐの周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離を調整する（ステップＳ２）。この調整は、ステップＳ１－１と同様に、搬送装置１０（図１）によって管Ｐのｙ方向の位置を変えることによって行ってもよいし、搬送装置１０によらず、管Ｐのｙ方向の位置を手動で調整してもよい。あるいは、Ｘ線源４１２、Ｘ線検査装置４１、又は検査装置４０（図１）をｙ方向に移動させることで調整してもよい。この工程においても、周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離の正確な値を測定する必要はない。

続いて、検査対象の管Ｐの周溶接部ＰＷの透過Ｘ線像を撮影する（ステップＳ３）。より具体的には、管Ｐの周溶接部ＰＷにＸ線源４１２からＸ線を放射し、管Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器４１３によって検出する。

続いて、撮影した透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置を取得する（ステップＳ４）。撮影した透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置の取得は、ステップＳ１－３で用いたものと同様の方法を用いることができる。好ましくは、ステップＳ１－３で用いたものと同じ方法で行う。

最後に、ステップＳ４で取得した透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置が、ステップＳ１で決定した透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの適正範囲内であるかを判定する（ステップＳ５）。具体的には例えば、ステップＳ４で取得した透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置が、ステップＳ１で決定した透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの適正範囲の上限と下限との間にあるかどうかを判定する。

図１１は、垂直撮影で撮影された透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置（１４００）が、適正範囲（１４００～１６００）内であると判断される場合の例である。図１２は、垂直撮影で撮影された透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置（１６３０）が、適正範囲（１４００～１６００）内ではないと判断される場合の例である。

透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置が適正範囲内であれば、当該透過Ｘ線像を撮影したときの周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離が適正であったと判断できる。一方、透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの適正範囲内でなければ、当該透過Ｘ線像を撮影したときの周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離が適正ではなかったと判断できる。この場合の対処としては、これに限定されないが、例えばステップＳ２に戻って距離の調整と透過Ｘ線像の撮影とをやり直すことが考えられる。

以上、本発明の一実施形態による周溶接部の検査方法を説明した。本実施形態による周溶接の検査方法によれば、周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離が所定の範囲内であるかを正確に判断することができる。これによって、周溶接部の検査の一貫性を担保することができる。

本実施形態によればまた、周溶接部ＰＷとＸ線源４１２との間のｙ方向に沿った距離の正確な値を測定する必要がなく、当該距離を測定するためのセンサ等が不要である。そのため、装置の構成を複雑にせずに済み、また、当該センサ等によってＸ線が遮られたり、散乱されたりするおそれがない。

なお、透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置を取得する工程（ステップＳ４）及び透過Ｘ線像上における周溶接部ＰＷの位置が適正範囲内であるかを判定する工程（ステップＳ５）は、作業者が行ってもよいし、制御装置５０（図１）が自動で行うようにしてもよい。

ステップＳ４及びステップＳ５を制御装置５０が行う場合、制御装置５０にステップＳ１で設定した適正範囲を予め記憶させておき、制御装置５０が、Ｘ線検出器から透過Ｘ線像を受け取り、透過Ｘ線像上における管の周溶接部の位置を取得する工程と、取得した位置が予め設定された適正範囲内であるかを判定する工程とを実行するようにすればよい。

制御装置５０は、判定結果を表示装置５５（図１）に出力するようにしてもよいし、判定結果が不合格であれば自動で透過Ｘ線像の撮影をやり直すように搬送装置１０（図１）や検査装置４０（図１）に指令を送るようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明した。上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

１ 製造設備
１０ 搬送装置
２０ 溶接装置
２１ 周溶接機
２２ 挟持装置
３０ 巻取装置
３１ リール
４０検査装置
４１Ｘ線検査装置
４１１ 回転機構
４１１ａ 外側環状部材
４１２ｂ 内側環状部材
４１２ Ｘ線源
４１２ａ 放射点
４１３ Ｘ線検出器
Ｐ 管
ＰＷ、ＰＷ１、ＰＷ２ 周溶接部

Claims (4)

1. 周溶接された管の周溶接部にＸ線源からＸ線を放射し、前記管を透過したＸ線をＸ線検出器で検出して透過Ｘ線像を撮影する検査方法であって、
   検査対象の管又は前記検査対象の管と同一品種の管を用いて、周溶接部と前記Ｘ線源との間の前記管の軸方向に沿った距離を変えながら複数の透過Ｘ線像を撮影し、前記複数の透過Ｘ線像に基づいて透過Ｘ線像上における周溶接部の位置の適正範囲を設定する適正範囲設定工程と、
   前記検査対象の管の周溶接部と前記Ｘ線源との間の前記管の軸方向に沿った距離を調整する工程と、
   前記検査対象の管の周溶接部に前記Ｘ線源からＸ線を放射し、前記検査対象の管を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器で検出して透過Ｘ線像を撮影する撮影工程と、
   前記撮影工程で撮影した透過Ｘ線像上における前記検査対象の管の周溶接部の位置を取得する位置取得工程と、
   前記位置取得工程で取得した位置が前記適正範囲設定工程で設定した適正範囲内であるかを判定する工程とを備える、周溶接部の検査方法。
2. 請求項１に記載の周溶接部の検査方法であって、
   前記適正範囲設定工程は、前記複数の透過Ｘ線像の各々が撮影されたときの前記周溶接部と前記Ｘ線源との間の前記管の軸方向に沿った距離が適正であったかを判定する判定工程を含み、
   前記判定工程では、下記の式で定義されるラップ率が１／２以上である場合に、当該透過Ｘ線像が撮影されたときの前記周溶接部と前記Ｘ線源との間の前記管の軸方向に沿った距離が適正であったと判定する、周溶接部の検査方法。
   ラップ率＝（当該透過Ｘ線像上において、前記Ｘ線源側の周溶接部と前記Ｘ線検出器側の周溶接部とが重なって写っている部分の前記管の軸方向に沿った長さ）／（当該透過Ｘ線像上における前記Ｘ線源側の周溶接部の前記管の軸方向に沿った長さ）
3. 請求項１に記載の周溶接部の検査方法であって、
   前記撮影工程は、前記周溶接部を前記検査対象の管の軸方向の周りに角度θ間隔で撮影する工程を含み、
   前記適正範囲設定工程は、前記複数の透過Ｘ線像の各々が撮影されたときの前記周溶接部と前記Ｘ線源との間の前記管の軸方向に沿った距離が適正であったかを判定する判定工程を含み、
   前記判定工程では、当該透過Ｘ線像上において前記Ｘ線源側の周溶接部及び前記Ｘ線検出器側の周溶接部の一方のみが写っている部分の前記管の径方向長さＬ１と、前記管の内径ＩＤとが下記の式を満たす場合に、当該透過Ｘ線像が撮影されたときの前記周溶接部と前記Ｘ線源との間の前記管の軸方向に沿った距離が適正であったと判定する、周溶接部の検査方法。
   Ｌ１≧ＩＤ×ｓｉｎ（θ／２）
4. 周溶接された管の周溶接部にＸ線を放射するＸ線源と、
   前記管を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
   制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記Ｘ線検出器から透過Ｘ線像を受け取り、前記透過Ｘ線像上における前記管の周溶接部の位置を取得する位置取得工程と、
   前記位置取得工程で取得した位置が予め設定された適正範囲内であるかを判定する判定工程とを実行する、周溶接部の検査装置。

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