JP2009098031A - Detecting apparatus and detecting method for interfacial condition of multilayered tube - Google Patents

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Tetsuo Fukuchi
哲生 福地
Taro Nakano
多郎 中野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect, with high accuracy and efficiency, the condition of adherence of resin linings to steel tubes as well as physical (interfacial condition) defects such as the presence or absence of pinholes in the resin linings, in a non-contact and non-destructive manner. <P>SOLUTION: An ultrasonic wave that is excited at a surface of a steel tube 14a by receiving a laser beam from a laser oscillator 1 is advanced into the inside of the steel tube 14a and the resin lining 14b to detect reflective lights corresponding to each ultrasonic waves, which are reflected from an interface P between the steel tube 14a and the resin lining 14b and from an inner surface of the resin liming 14b, with a laser interferometer 8. Based on the information on each of the detected reflective lights, an arithmetic processing unit 11 processes the information on defects at the interface P between the steel tube 14a and the resin lining 14b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、多層管の製造工程において、該多層管を構成する鋼管と該鋼管内面に被覆される樹脂ライニングとの界面に発生する欠陥を検出する多層管の界面状態検出装置および界面状態検出方法に関する。   The present invention relates to an interface state detection device and an interface state detection method for a multilayer pipe that detect defects occurring at the interface between a steel pipe constituting the multilayer pipe and a resin lining coated on the inner surface of the steel pipe in a multilayer pipe manufacturing process. About.

配水管、特に鋼管では長年の通水により内面の腐食が進み、赤水や濁水の発生あるいはスケールの付着等さまざまの問題が発生している。このため、今日では、耐久性、耐蝕性に優れた多層管の普及が図られるようになった。前記多層管は、例えば鋼管の内面に硬質塩化ビニールやポリエチレンを被覆した樹脂ライニング構成を持つ。   In distribution pipes, especially steel pipes, corrosion of the inner surface has progressed due to water flow for many years, and various problems such as generation of red water and muddy water or adhesion of scale have occurred. For this reason, today, multilayer pipes having excellent durability and corrosion resistance have been widely used. The multilayer pipe has a resin lining structure in which, for example, the inner surface of a steel pipe is coated with hard vinyl chloride or polyethylene.

前記樹脂ライニングは、多層管の生産ラインにおいて、鋼管の内面に前記硬質塩化ビニール等を加熱融着することによって行われ、長期間に亘って初期の耐食性や耐久性を維持するためには、前記加熱融着後の密着力や膜厚の品質管理が重要になってくる。これまでは多層管の生産ラインで多層管を任意数分抜き取って、鋼管に対する樹脂ライニングの接着性の試験を種々の方法を用いて実施している。   The resin lining is produced by heat-sealing the hard vinyl chloride or the like on the inner surface of a steel pipe in a multilayer pipe production line, and in order to maintain the initial corrosion resistance and durability over a long period of time, Quality control of adhesive strength and film thickness after heat fusion becomes important. Up to now, an arbitrary number of multilayer pipes have been extracted from the multilayer pipe production line, and the test of the adhesiveness of the resin lining to the steel pipe has been carried out using various methods.

しかしながら、前記のような多層管の抜き取りによって鋼管に対する樹脂ライニングの良否判定をする場合には、生産ラインを一時停止させて、電磁微厚計により樹脂ライニングの膜厚を測定しなければならない。   However, when the quality of the resin lining for the steel pipe is judged by extracting the multilayer pipe as described above, the production line must be temporarily stopped and the film thickness of the resin lining must be measured with an electromagnetic micrometer.

また、かかる測定を多層管の全長に亘って実施する必要があるところから、測定時間および測定工数が多くなり、結果として多層管の製造効率が低下するという不都合があった。   In addition, since it is necessary to perform such measurement over the entire length of the multilayer tube, there is a disadvantage that the measurement time and the number of measurement steps are increased, and as a result, the production efficiency of the multilayer tube is lowered.

本発明は前記のような従来の問題点に着目してなされたものであり、生産ラインを止めることなく、非接触、非破壊で鋼管に対する樹脂ライニングの接着状況や樹脂ライニングにおけるピンホールの有無などの物理的(界面状態)欠陥を高精度かつ効率的に検出することができる多層管の界面状態検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional problems, and without stopping the production line, non-contact, non-destructive state of the resin lining adhesion to the steel pipe, the presence or absence of pinholes in the resin lining, etc. An object of the present invention is to provide an interface state detecting device for a multilayer tube that can detect a physical (interface state) defect of the multilayer tube with high accuracy and efficiency.

前記目的達成のために、本発明に係る多層管の界面状態検出装置は、内面に樹脂ライニングを施した鋼管の表面にレーザビームを照射するレーザ発振器と、前記レーザビームを受けて前記鋼管の表面に励起された超音波が前記鋼管および樹脂ライニング内に進行することによって、前記鋼管および樹脂ライニングの界面と、樹脂ライニング内面とから反射される超音波対応の反射光をそれぞれ光学的に検出するレーザ干渉計と、を有し、該レーザ干渉計で得られた前記各反射光の情報に基づいて、演算処理部が前記鋼管と樹脂ライニングとの界面に発生した物理的欠陥情報を演算によって検出する構成としたものである。   To achieve the above object, an apparatus for detecting an interface state of a multilayer pipe according to the present invention includes a laser oscillator for irradiating a surface of a steel pipe whose inner surface is resin-lined with a laser beam, and a surface of the steel pipe that receives the laser beam. Laser that optically detects reflected light corresponding to ultrasonic waves reflected from the interface between the steel pipe and the resin lining and the inner surface of the resin lining by the ultrasonic wave excited in the steel pipe and the resin lining. An interferometer, and based on the information of each reflected light obtained by the laser interferometer, the arithmetic processing unit detects physical defect information generated at the interface between the steel pipe and the resin lining by calculation. It is a configuration.

前記構成により、多層管を構成する鋼管の表面に集光されたレーザビームが、該集光部付近を局所的に温度上昇させて、体積膨張を惹起させる。このため、前記鋼管の表面に超音波が励起され、該超音波は内部に拡散するように伝播して、鋼管と樹脂ライニングとの界面および樹脂ライニング内面で反射され、その各反射波が、レーザ干渉計を用いて観測される。   With the above-described configuration, the laser beam focused on the surface of the steel pipe constituting the multilayer tube locally raises the temperature in the vicinity of the focused portion and causes volume expansion. Therefore, ultrasonic waves are excited on the surface of the steel pipe, the ultrasonic waves propagate so as to diffuse inside, and are reflected at the interface between the steel pipe and the resin lining and the inner surface of the resin lining. Observed using an interferometer.

前記の観測情報は、反射波の遅延時間、検出振幅、波形の正常等を含む情報であり、これらの情報が得られないときまたは所定のスレッショルドレベル以下のときには、前記鋼管と樹脂ライニングとの界面に空隙が発生していること、あるいは樹脂ライニングにピンホールが発生していることを検出することができる。また、欠陥判定時には、警報を発生するようにすることもできる。   The observation information is information including the delay time of the reflected wave, the detected amplitude, the normality of the waveform, etc., and when these information cannot be obtained or is below a predetermined threshold level, the interface between the steel pipe and the resin lining. It is possible to detect the occurrence of voids or the occurrence of pinholes in the resin lining. In addition, an alarm can be generated at the time of defect determination.

本発明によれば、多層管から超音波の反射波が検出されないか所定レベル以下のときには、鋼管と樹脂ライニングとの界面に発生した空隙や樹脂ライニングに発生したピンホールなどの物理的欠陥が存在することを、生産ラインを止めることなく高精度に、かつ速やかに自動測定できるという効果が得られる。   According to the present invention, when a reflected wave of ultrasonic waves is not detected from a multilayer pipe or is below a predetermined level, there are physical defects such as voids generated at the interface between the steel pipe and the resin lining and pinholes generated in the resin lining. It is possible to obtain an effect that automatic measurement can be performed quickly with high accuracy without stopping the production line.

以下に、本発明の実施形態による多層管の界面状態検出装置を、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an interface state detection apparatus for a multilayer tube according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の実施形態による多層管の界面状態検出装置は、基本的に、内面に樹脂樹脂ライニングを施した鋼管の表面にレーザ発振機からレーザビームを照射して、前記鋼管の表面に励起された超音波が前記鋼管および樹脂ライニング内に進行することによって、前記鋼管および樹脂ライニングの界面と樹脂ライニング内面とから反射される超音波対応の反射光を、レーザ干渉計によりそれぞれ光学的に検出し、検出した各反射光の情報に基づいて、演算処理部が前記鋼管と樹脂ライニングとの界面における欠陥情報を演算するという構成を持つ。   The multilayer pipe interface state detection apparatus according to the embodiment of the present invention is basically excited by irradiating the surface of a steel pipe having a resin resin lining on the inner surface with a laser beam from a laser oscillator. Ultrasonic wave travels into the steel pipe and the resin lining, so that the reflected light corresponding to the ultrasonic wave reflected from the interface of the steel pipe and the resin lining and the inner surface of the resin lining is optically detected by a laser interferometer, Based on the detected information of each reflected light, the calculation processing unit calculates defect information at the interface between the steel pipe and the resin lining.

前記構成により、多層管の生産ラインを止めることなく、非接触、非破壊で鋼管に対する樹脂ライニングの接着状況や樹脂ライニングにおけるピンホールの有無などの物理状態を高精度かつ効率的に検出可能にしている。   With the above configuration, it is possible to detect the physical state such as the resin lining adhesion to the steel pipe and the presence or absence of pinholes in the resin lining with high accuracy and efficiency without stopping the multilayer pipe production line. Yes.

図1は、本実施形態による多層管の界面状態検出装置を示すブロック図、図2は、本実施形態で測定される超音波の進行状況を示す説明図、図3は、本実施形態で測定される反射波の測定波形図、図4は、本実施形態における反射波の異常判定で利用する論理構成図、図5は信号判定のフロー図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an interface state detection device for a multilayer tube according to this embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the progress of ultrasonic waves measured in this embodiment, and FIG. 3 is measured in this embodiment. FIG. 4 is a logical configuration diagram used for determining an abnormality of the reflected wave in the present embodiment, and FIG. 5 is a signal determination flowchart.

本実施形態による多層管の界面状態検出装置は、図1に示すように、レーザ発振器と、投光側集光レンズ2と、投光用の反射プリズム3と、受光用の反射プリズム4と、受光側集光レンズ5と、反射鏡6、7と、レーザ干渉計8と、アンプ9と、波形描画部10と、演算処理部(CPU)11と、ハーフミラー12と、ホトダイオード13と、からなる。   As shown in FIG. 1, the multilayer tube interface state detection device according to the present embodiment includes a laser oscillator, a light projecting side condensing lens 2, a light projecting reflecting prism 3, a light receiving reflecting prism 4, From the light-receiving side condenser lens 5, reflecting mirrors 6 and 7, laser interferometer 8, amplifier 9, waveform drawing unit 10, arithmetic processing unit (CPU) 11, half mirror 12, and photodiode 13. Become.

これらのうち、前記レーザ発振器1は、パルスレーザーとしてレーザ光を発生する。前記集光レンズ2は、レーザ発振器1からのレーザ光を集光することにより、光のエネルギー密度を高めるように機能する。前記反射プリズム又はミラー3(以下単に「反射プリズム3」という。)は、集光したレーザ光を被検体としての、多層管、具体的には内面に樹脂ライニングを施した鋼管の表面に照射するように機能する。   Among these, the laser oscillator 1 generates laser light as a pulse laser. The condensing lens 2 functions to increase the energy density of the light by condensing the laser light from the laser oscillator 1. The reflecting prism or mirror 3 (hereinafter simply referred to as “reflecting prism 3”) irradiates the surface of a multi-layered tube, specifically, a steel tube whose inner surface is resin-lined, as a subject with the focused laser beam. To function.

また、前記反射プリズム又はミラー4(以下単に「反射プリズム4」という。)は多層管の表面に発生した超音波情報を光情報として受ける。前記集光レンズ5は前記反射プリズム4で反射されたレーザビームを集光し、前記反射鏡6、7を介して前記レーザ干渉器8へ入力するように機能する。   The reflection prism or mirror 4 (hereinafter simply referred to as “reflection prism 4”) receives ultrasonic information generated on the surface of the multilayer tube as optical information. The condensing lens 5 condenses the laser beam reflected by the reflecting prism 4 and functions to input the laser beam to the laser interferometer 8 through the reflecting mirrors 6 and 7.

前記レーザ干渉計8は、前記反射プリズム4、集光レンズ5、反射鏡6、7を介して入射した前記反射波に基づく反射光と、これらを介して前記多層管14の表面に照射される照射光とを混合することにより、反射光と回折光との干渉信号を得る。なお、鋼管14の表面におけるレーザ干渉計のレーザ出力は100mW以下で、スポット径は約2mmとする。   The laser interferometer 8 irradiates the surface of the multilayer tube 14 through the reflected light based on the reflected wave that has entered through the reflecting prism 4, the condensing lens 5, and the reflecting mirrors 6 and 7. By mixing the irradiation light, an interference signal between the reflected light and the diffracted light is obtained. The laser output of the laser interferometer on the surface of the steel pipe 14 is 100 mW or less, and the spot diameter is about 2 mm.

前記波形描画部10はレーザ干渉計で計測される前記反射波や干渉信号波形等を描画表示するように機能する。演算処理部としての前記マイクロコンピュータ11は、前記レーザ干渉器8に入力された前記反射波形の変化を検出し、鋼管14aとこの鋼管14aの内面に施した樹脂ライニングである硬質塩化ビニール管14bとの界面に発生する空隙Pや硬質塩化ビニール管14b自体に発生したピンホールなどの物理状態の異常(欠陥)検出を行う。   The waveform drawing unit 10 functions to draw and display the reflected wave, the interference signal waveform, and the like measured by a laser interferometer. The microcomputer 11 as an arithmetic processing unit detects a change in the reflected waveform input to the laser interferometer 8, and a steel pipe 14a and a hard vinyl chloride pipe 14b which is a resin lining applied to the inner surface of the steel pipe 14a; The physical state abnormalities (defects) such as the air gap P generated at the interface of the metal and the pinhole generated in the hard vinyl chloride tube 14b itself are detected.

前記空隙やピンホールが存在する場合には、超音波は空気抵抗を受けて伝播しなくなりまたは伝播し難くなり、従って硬質塩化ビニール管14bの内壁からの反射波形レベルは極端に小さくなるか、殆ど現れなくなる。   When the air gap or pinhole is present, the ultrasonic wave is not propagated due to air resistance or is difficult to propagate. Therefore, the reflected waveform level from the inner wall of the hard vinyl chloride tube 14b becomes extremely small or almost no. No longer appears.

そこで、前記マイクロコンピュータ11は、前記反射波形の情報等について、例えば反射波が正常である場合には信号「1」を、異常である(欠陥がある)場合には信号「0」を出力するものとする。なお、前記反射波が予め設定したスレッシュホルドレベル以上である場合には略正常と判定し、信号「1」を出力させることで、正常の許容限界を拡張することができる。   Therefore, the microcomputer 11 outputs, for example, a signal “1” when the reflected wave is normal, and a signal “0” when the reflected wave is abnormal (defective). Shall. When the reflected wave is equal to or higher than a preset threshold level, it is determined that the reflected wave is substantially normal, and the signal “1” is output, whereby the normal allowable limit can be extended.

従って、前記スレッシュホルドレベルを上げるほど正常な反射波の検査精度を厳しくすることができ、その分検出データの信頼性を高めることができる。   Therefore, the higher the threshold level, the stricter the accuracy of normal reflected wave inspection, and the more reliable the detection data.

次に動作を説明する。まず、前記多層管14の製造ラインにおける所定部所に本実施形態の界面状態検出装置を設置する。次に、前記レーザ発振器1からのレーザビームを、前記集光レンズ2および反射プリズム3を介して前記多層管14の表面に照射する。前記多層管14は、この実施形態では、図2に示すように、前記鋼管14aの内周面に、硬質塩化ビニール管14bを樹脂ライニングした2層構造を持つものとする。   Next, the operation will be described. First, the interface state detection device of the present embodiment is installed at a predetermined portion in the production line of the multilayer tube 14. Next, the surface of the multilayer tube 14 is irradiated with the laser beam from the laser oscillator 1 through the condenser lens 2 and the reflecting prism 3. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the multilayer pipe 14 has a two-layer structure in which a hard vinyl chloride pipe 14b is resin-lined on the inner peripheral surface of the steel pipe 14a.

前記反射プリズム3を通過したレーザビームは、前記多層管14の表面に垂直に照射される。該レーザビームの照射部分では前記鋼管14a表面のエネルギー密度が高まり、局所的に急激な温度上昇が惹起される。このため、前記レーザビームの照射部位付近では前記鋼管14a内部に爆発的な体積膨張が発生する。   The laser beam that has passed through the reflecting prism 3 irradiates the surface of the multilayer tube 14 perpendicularly. In the portion irradiated with the laser beam, the energy density on the surface of the steel pipe 14a is increased, and a rapid temperature rise is locally induced. For this reason, explosive volume expansion occurs in the steel pipe 14a in the vicinity of the laser beam irradiation site.

該体積膨張に伴いエネルギーが光から圧力(音波)へ変換され、レーザビームによって鋼管14aの表面と内部に超音波が励起されることとなる。   As the volume expands, energy is converted from light to pressure (sound waves), and ultrasonic waves are excited on the surface and inside of the steel pipe 14a by the laser beam.

前記超音波は、鋼管14aの表面からさらに内部に拡散するように進行する。つまり、所定の入射角を以って進行し、さらに前記多層管14の内部に伝播していく。また、Snellの屈折法則に従って音速の異なる前記鋼管14aと硬質塩化ビニール管14bとの界面(境界面)P(以下単に「界面P」という。)に斜入した超音波が屈折して、進行方向を変える。この超音波の進行状況は、図2に示す通りである。   The ultrasonic wave travels so as to diffuse further from the surface of the steel pipe 14a. That is, it proceeds with a predetermined incident angle and further propagates into the multilayer tube 14. In addition, the ultrasonic wave obliquely entered the interface (boundary surface) P (hereinafter simply referred to as “interface P”) between the steel pipe 14a and the hard vinyl chloride tube 14b having different sound speeds according to Snell's refraction law is refracted, and the traveling direction. change. The progress of this ultrasonic wave is as shown in FIG.

図2は、超音波A、B、Cが、それぞれ異なった角度で鋼管14aおよび硬質塩化ビニール管14b内を進行する様子を示す。   FIG. 2 shows how the ultrasonic waves A, B, and C travel through the steel pipe 14a and the hard vinyl chloride pipe 14b at different angles.

各超音波A、Bはそれぞれ鋼管14aと硬質塩化ビニール14bとの界面Pにて反射し、界面第1反射波および界面第2反射波として鋼管14aの表面に向けて進行する。また、超音波Cは、前記界面Pを通過し、硬質塩化ビニール14bの裏面(内面)で反射し、鋼管14aの表面に向かって進行する。   Each of the ultrasonic waves A and B is reflected at the interface P between the steel pipe 14a and the hard vinyl chloride 14b, and proceeds toward the surface of the steel pipe 14a as an interface first reflected wave and an interface second reflected wave. The ultrasonic wave C passes through the interface P, is reflected by the back surface (inner surface) of the hard vinyl chloride 14b, and travels toward the surface of the steel pipe 14a.

従って、前記鋼管14aと硬質塩化ビニール管14bとが密着していれば前記多層管14の構造に欠陥はなく正常であり、これらの3つの反射波が前記鋼管14aの表面に達する時間に一定の時間的ずれが発生することになる。図3は、このずれを伴う3つの反射波を含む超音波信号のタイミングチャートである。   Therefore, if the steel pipe 14a and the hard vinyl chloride pipe 14b are in close contact with each other, the structure of the multilayer pipe 14 is normal without any defects, and the time required for these three reflected waves to reach the surface of the steel pipe 14a is constant. A time lag will occur. FIG. 3 is a timing chart of an ultrasonic signal including three reflected waves with this shift.

一方、前記3つの反射波は、前記鋼管14aの表面に前記レーザ干渉計8から照射されたレーザビームの変化に変換され(反射波によってレーザビームが変調され)、前記反射プリズム4、集光レンズ5、反射鏡6、7を介して前記レーザ干渉計8に入射される。該レーザ干渉計8として、例えば二光波混合型干渉計が用いられる。該レーザ干渉計8では、前記超音波A、B、Cのそれぞれに対応の反射光と照射光の干渉信号を得ることができる。   On the other hand, the three reflected waves are converted into changes in the laser beam irradiated from the laser interferometer 8 onto the surface of the steel pipe 14a (the laser beam is modulated by the reflected waves), and the reflecting prism 4, the condensing lens 5, and enters the laser interferometer 8 through the reflecting mirrors 6 and 7. As the laser interferometer 8, for example, a two-wave mixing interferometer is used. The laser interferometer 8 can obtain interference signals of reflected light and irradiation light corresponding to the ultrasonic waves A, B, and C, respectively.

次に、前記演算処理部11では、前記各反射波対応の反射光が、反射波形の遅延時間、検出振幅、波形の情報について、正常の「1」か、異常の「0」か、を判定する。例えば、反射波A、B、Cの全てに対応する反射光がそれぞれ「1」である場合には、前記空隙やピンホール等の欠陥がないと判定する。なお、反射波数が複数ある場合に、正常「1」と異常「0」の割合を調整することで、異常判定を厳しくしたり、緩めたりすることができる。   Next, the arithmetic processing unit 11 determines whether the reflected light corresponding to each reflected wave is normal “1” or abnormal “0” with respect to the delay time, detection amplitude, and waveform information of the reflected waveform. To do. For example, when the reflected light corresponding to all of the reflected waves A, B, and C is “1”, it is determined that there is no defect such as the gap or pinhole. In addition, when there are a plurality of reflected wave numbers, the abnormality determination can be made stricter or relaxed by adjusting the ratio of normal “1” and abnormal “0”.

前記反射波A、B、C、‥‥はアナログ出力波であり、iをビート信号と定義すると、時間軸から反射波Aは界面第1反射波であることから、反射波Aをi、反射波Bをi、反射波Cをi、‥‥反射波Nをiと、それぞれ対応させる。 The reflected wave A, B, C, ‥‥ are analog output wave, when the i is defined as the beat signal, since the reflected waves A from the time axis is a first reflected wave interface, the reflected wave A i 1, the reflected wave B i 2, the reflected wave C i 3, the ‥‥ reflected wave n and i n, thereby respectively.

このとき、反射波Cに対応する反射波が「0」であるときは、欠陥があるとして異常判定を行う。この場合の論理構成図は、図4に示すようになる。   At this time, when the reflected wave corresponding to the reflected wave C is “0”, the abnormality is determined as being defective. The logical configuration diagram in this case is as shown in FIG.

いま、反射波A、B、C、‥‥に対応したアナログ信号をβ、反射波A、B、C‥‥に対応したビット信号全体をαとそれぞれ定義すると、信号判定のフロー図は図5に示すようになる。   If the analog signals corresponding to the reflected waves A, B, C,... Are defined as β, and the entire bit signal corresponding to the reflected waves A, B, C,. As shown.

ここで、各反射波A、B、C、‥‥というアナログ出力波からビット信号に変換したビット総数を閾値として設定する。1つでも「0」信号があった場合には、鋼管14aに欠陥ありとして、異常判定をする。   Here, the total number of bits converted from the analog output wave of each reflected wave A, B, C,... Into a bit signal is set as a threshold value. If there is even one “0” signal, it is determined that the steel pipe 14a is defective, and an abnormality is determined.

また、論理構成図(図4)の演算処理を行うことで、より厳しい品質管理を実施することが可能になる。前記異常判定を行った場合には、図示しない警報手段を用いて警報を音声または画像、文字等にて発生する。音声ではブザーを用いることができる。   Further, by performing the arithmetic processing of the logical configuration diagram (FIG. 4), it becomes possible to carry out stricter quality control. When the abnormality is determined, an alarm is generated by voice, image, text, or the like using alarm means (not shown). A buzzer can be used for voice.

このように本実施形態では、内面に樹脂ライニングを施した前記鋼管14aの表面に前記レーザ発振器1からレーザビームを照射して、前記鋼管14aの表面に励起された超音波が該鋼管14aおよび樹脂ライニング14b内に進行することによって、該鋼管14aおよび樹脂ライニング14bの界面Pと樹脂ライニング14b内面とから反射される超音波対応の反射光を、前記レーザ干渉計8によりそれぞれ光学的に検出し、検出した各反射光の情報に基づいて、前記演算処理部6が前記鋼管14aと樹脂ライニング14bとの界面Pにおける欠陥情報を演算するという構成を採る。   As described above, in the present embodiment, the surface of the steel pipe 14a whose inner surface is resin-lined is irradiated with the laser beam from the laser oscillator 1, and the ultrasonic waves excited on the surface of the steel pipe 14a are transmitted to the steel pipe 14a and the resin. By proceeding into the lining 14b, the reflected light corresponding to the ultrasonic waves reflected from the interface P between the steel pipe 14a and the resin lining 14b and the inner surface of the resin lining 14b is optically detected by the laser interferometer 8, respectively. Based on the detected information of each reflected light, the calculation processing unit 6 calculates the defect information at the interface P between the steel pipe 14a and the resin lining 14b.

これにより、前記多層管14を構成する前記金属管14a表面に集光されたレーザビームが、該集光部付近を局所的に温度上昇させて、体積膨張を惹起させることができる。このため、前記金属管14aの表面と内部に超音波が励起され、この超音波は内部に拡散するように伝播して、前記鋼管14aと樹脂ライニング14bとの界面Pおよび樹脂ライニング14b内面からの各反射波を、前記レーザ干渉計8を用いて正確かつ迅速に観測可能になる。   As a result, the laser beam condensed on the surface of the metal tube 14a constituting the multilayer tube 14 can locally raise the temperature in the vicinity of the condensing portion and cause volume expansion. For this reason, ultrasonic waves are excited on the surface and inside of the metal tube 14a, and this ultrasonic wave propagates so as to diffuse inside, from the interface P between the steel tube 14a and the resin lining 14b and the inner surface of the resin lining 14b. Each reflected wave can be observed accurately and quickly using the laser interferometer 8.

本発明は、生産ラインを止めることなく、非接触、非破壊で鋼管に対する樹脂ライニングの接着状況や樹脂ライニングにおけるピンホールの有無などの物理的(界面状態)欠陥を高精度かつ効率的に検出できるという効果を有し、多層管を構成する鋼管とこの鋼管内面に被覆される樹脂ライニングとの界面等に発生する欠陥等を検出する多層管の界面状態検出装置等に有用である。   The present invention can accurately and efficiently detect physical (interface state) defects such as the state of adhesion of a resin lining to a steel pipe and the presence or absence of pinholes in the resin lining without stopping the production line. The present invention is useful for an interface state detection device for a multilayer pipe that detects defects and the like occurring at the interface between a steel pipe constituting the multilayer pipe and a resin lining coated on the inner surface of the steel pipe.

本発明の実施形態による多層管の界面状態検出装置を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an apparatus for detecting an interface state of a multilayer tube according to an embodiment of the present invention. 本実施形態で測定される超音波の進行状況並びに二層管構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the advancing condition of the ultrasonic wave measured by this embodiment, and a two-layered tube structure. 本実施形態で測定される反射波の測定波形図である。It is a measurement waveform figure of the reflected wave measured by this embodiment. 本実施形態における反射波の異常判定で利用する論理構成図である。It is a logic block diagram utilized by abnormality determination of the reflected wave in this embodiment. 本実施形態における信号判定のフロー図である。It is a flowchart of the signal determination in this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ発振器
2、5 集光レンズ
3、4 反射プリズム又はミラー
6、7 反射鏡
8 レーザ干渉器
9 アンプ
10 波形描画部
11 演算処理部(マイクロコンピュータ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillator 2, 5 Condensing lens 3, 4 Reflection prism or mirror 6, 7 Reflection mirror 8 Laser interferometer 9 Amplifier 10 Waveform drawing part 11 Arithmetic processing part (microcomputer)

Claims (2)

内面に樹脂ライニングを施した鋼管の表面にレーザビームを照射するレーザ発振器と、前記レーザビームを受けて前記鋼管の表面に励起された超音波が前記鋼管および樹脂ライニング内に進行することによって、前記鋼管および樹脂ライニングの界面と樹脂ライニング内面とから反射される超音波対応の反射光をそれぞれ光学的に検出するレーザ干渉計と、該レーザ干渉計で得られた前記各反射光の情報に基づいて、前記鋼管と樹脂ライニングとの界面に発生した物理的な欠陥情報を演算によって検知する演算処理部と、を備えることを特徴とする多層管の界面状態検出装置。 A laser oscillator for irradiating a surface of a steel pipe with a resin lining on the inner surface, and an ultrasonic wave excited on the surface of the steel pipe upon receiving the laser beam proceeds into the steel pipe and the resin lining. A laser interferometer that optically detects reflected light corresponding to ultrasonic waves reflected from the interface between the steel pipe and the resin lining and the inner surface of the resin lining, and based on the information of each reflected light obtained by the laser interferometer And a calculation processing unit for detecting physical defect information generated at the interface between the steel pipe and the resin lining by calculation. レーザ発振器が出力するレーザビームを、内面に樹脂ライニングを施した鋼管の表面に照射し、前記レーザビームによって前記鋼管の表面に励起されて、該鋼管および樹脂ライニング内に進行する超音波の前記鋼管および樹脂ライニングの界面と樹脂ライニング内面とで反射される反射波を、該反射波対応の反射光としてレーザ干渉計を用いて検出し、該レーザ干渉計で検出した前記各反射光の情報に基づいて、演算処理部が前記鋼管と樹脂ライニングとの界面に発生した物理的な欠陥情報を演算によって検出することを特徴とする多層管の界面状態検出方法。 A laser beam output from a laser oscillator is irradiated onto the surface of a steel pipe whose inner surface is resin-lined, and is excited on the surface of the steel pipe by the laser beam and travels into the steel pipe and the resin lining. And a reflected wave reflected by the resin lining interface and the resin lining inner surface using a laser interferometer as reflected light corresponding to the reflected wave, and based on the information of each reflected light detected by the laser interferometer A method of detecting an interface state of a multilayer pipe, wherein the arithmetic processing unit detects physical defect information generated at the interface between the steel pipe and the resin lining by calculation.
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