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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- steel pipe
- reflected wave
- reflected
- welding part
- detection device
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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 |
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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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