JP2018119899A - 管の内面検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、管Pの外面に対向して超音波探触子1を配置する第1ステップと、超音波探触子を管の周方向に沿って相対的に移動させると共に、超音波探触子から管の内面に対して略垂直に超音波を送信し、管の周方向についての底面エコー信号の強度分布を取得する第2ステップと、底面エコー信号の強度分布に所定の演算処理を施して、底面エコー信号の演算強度分布を取得する第3ステップと、底面エコー信号の演算強度分布に統計処理を施して得られた統計値の大小に基づき、管の内面の凹凸を検出する第4ステップと、を含む。演算処理は、底面エコー信号の強度分布を構成する複数の点の各強度に対して、注目点から所定の点数の範囲内での強度の最大値を最小値で除算し、該除算した結果を当該注目点の演算強度とする処理である。
【選択図】 図1
Description
酸洗処理後には、管から酸洗液が除去されるものの、管の内面に酸洗液が残存すること等に起因して過酸洗が生じ、この結果、管の内面に微小な凹凸(以下、適宜、これを「内面微小凹凸」と称する)が生じる場合がある。
しかしながら、管の製造工程において、全ての管に対して撮像手段を挿脱する動作を行うには、非常に手間を要するため、実質的に全数の検査は困難である。
したがって、酸洗処理が施された全ての管について内面検査を行うことができ、内面微小凹凸を検出可能な方法が望まれている。
(A)管の外面から管の内面を垂直探傷したときの底面エコー信号の強度が内面微小凹凸によって減衰する。
(B)上記内面微小凹凸による底面エコー信号の強度の減衰は微弱であるため、管の偏芯や偏肉による底面エコー信号の強度の変化によって、内面微小凹凸による底面エコー信号の強度の減衰が検出し難くなる。管の偏芯や偏肉の影響を低減するには、管の周方向についての底面エコー信号の強度分布に後述の所定の演算処理を施して得られる底面エコー信号の演算強度分布を評価することが効果的である。
(C)底面エコー信号の演算強度分布に統計処理(平均値や標準偏差やこれらの積を算出する処理)を施して得られた統計値の大小によって内面微小凹凸を検出可能(健全な内面と識別可能)である。
(1)第1ステップ:管の外面に対向して超音波探触子を配置する。
(2)第2ステップ:前記超音波探触子を前記管の周方向に相対的に移動させると共に、前記超音波探触子から前記管の内面に対して略垂直に超音波を送信し、前記管の内面から反射した底面エコーを前記超音波探触子で受信して、前記管の周方向についての底面エコー信号の強度分布を取得する。
(3)第3ステップ:前記第2ステップで取得した底面エコー信号の強度分布に所定の演算処理を施して、底面エコー信号の演算強度分布を取得する。
(4)第4ステップ:前記第3ステップで取得した底面エコー信号の演算強度分布に統計処理を施し、該統計処理によって得られた統計値の大小に基づき、前記管の内面の凹凸を検出する。
前記演算処理は、前記底面エコー信号の強度分布を構成する複数の点の各強度に対して、注目点から所定の点数の範囲内での強度の最大値を最小値で除算し、該除算した結果を当該注目点の演算強度とする処理である。
本発明によれば、機械的動作としては、管の外面に対向して超音波探触子を配置し(第1ステップ)、管の周方向に相対的に超音波探触子を移動させる(第2ステップ)だけで良い(管の内面全体を検査するには、管の周方向に加えて管の軸方向にも相対的に超音波探触子を移動させるだけで良い)ため、撮像手段を挿脱する場合に比べて手間が掛からず、全ての管について内面検査を自動的に行うことが可能である。
図1は、本発明の一実施形態に係る管の内面検査方法を実施するための内面検査装置の概略構成を説明する説明図である。図1(a)は管の軸方向から見た正面図を、図1(b)は平面図を示す。
図1に示すように、本実施形態の内面検査装置は、超音波探触子1と、超音波探触子1に接続された信号処理手段2とを備えている。また、後述のように、超音波探触子1を管Pの周方向に相対的に移動させながら軸方向にも相対的に移動させるための機構部(図示せず)も備えている。
以下、上記の概略構成を有する内面検査装置を用いた本実施形態に係る内面検査方法について説明する。
本実施形態に係る内面検査方法では、まず、図1に示すように、管Pの外面に対向して超音波探触子1を配置する(本発明の第1ステップに相当)。
具体的には、制御・信号処理手段2は、管Pの周方向について所定のピッチ毎に、超音波探触子1で受信したエコーのうち、底面エコーB(本実施形態では、表面エコーSを受信してから最初に受信した第1底面エコー)に相当する底面エコー信号の強度を検出することで、管Pの周方向についての底面エコー信号の強度分布を作成する。本実施形態では、管Pの1周当たり約400点の底面エコー信号の強度を検出(例えば、管Pの内径が27.4mmの場合、約0.22mmピッチ毎に検出することになる)して強度分布を作成している。
具体的には、制御・信号処理手段2は、底面エコー信号の強度分布を構成する複数の点の各強度に対して、注目点から所定の点数の範囲内での強度の最大値を最小値で除算し、該除算した結果を当該注目点の演算強度とする演算を、注目点を順次ずらして実行することにより、底面エコー信号の演算強度分布を作成している。本実施形態では、底面エコー信号の強度分布を構成する約400点の各強度に対して、注目点から10点の範囲内(約0.22mmピッチ毎に底面エコー信号を検出する場合、2.2mmの範囲内)での強度の最大値を最小値で除算して底面エコー信号の演算強度分布を作成している。
上記の設定方法によれば、例えば、サイズが1.0mmの内面微小凹凸に対して、管Pの内径が27.4mmで1周当たり約400点の底面エコー信号の強度を検出しようとする場合、注目点からの点数の下限は5点に設定すればよく、好ましくは注目点からの点数の下限は7点に設定すればよい。また、注目点からの点数の下限とは独立して、注目点からの点数の上限は100点に設定すればよく、好ましくは14点に設定すればよい。
図2及び図3は、本実施形態に係る内面検査方法で用いている演算処理の有効性を説明するための説明図である。具体的には、図2は、管の偏芯、偏肉が小さい場合の説明図である。図3は、管の偏芯、偏肉が大きい場合の説明図である。各図の(a)は、管P及び底面エコーBの状態を模式的に示す図である。各図の(a)に示すF1は、管Pの周方向位置P1から管Pの外面に対して垂直に送信された超音波が入射する位置に存在する内面微小凹凸を示す。また、各図の(a)に示すF2は、管Pの周方向位置P2から管Pの外面に対して垂直に送信された超音波が入射する位置に存在する内面微小凹凸を示す。内面微小凹凸F1と内面微小凹凸F2の寸法は同一である。各図の(b)は、底面エコー信号の強度分布を模式的に示す図である。各図の(c)は、底面エコー信号の微分強度分布を模式的に説明する図である。各図の(d)は、底面エコー信号の演算強度分布を模式的に説明する図である。
(1)超音波探触子1の探傷周波数:5MHz
(2)管Pの回転速度:64m/min
(3)管Pの搬送速度:4.4m/min(管Pの1回転当たり、管Pの軸方向に10mm搬送することに相当)
2・・・制御・信号処理手段
P・・・管
Claims (2)
- 管の外面に対向して超音波探触子を配置する第1ステップと、
前記超音波探触子を前記管の周方向に相対的に移動させると共に、前記超音波探触子から前記管の内面に対して略垂直に超音波を送信し、前記管の内面から反射した底面エコーを前記超音波探触子で受信して、前記管の周方向についての底面エコー信号の強度分布を取得する第2ステップと、
前記第2ステップで取得した底面エコー信号の強度分布に所定の演算処理を施して、底面エコー信号の演算強度分布を取得する第3ステップと、
前記第3ステップで取得した底面エコー信号の演算強度分布に統計処理を施し、該統計処理によって得られた統計値の大小に基づき、前記管の内面の凹凸を検出する第4ステップと、
を含み、
前記演算処理は、前記底面エコー信号の強度分布を構成する複数の点の各強度に対して、注目点から所定の点数の範囲内での強度の最大値を最小値で除算し、該除算した結果を当該注目点の演算強度とする処理である、
ことを特徴する管の内面検査方法。 - 前記管の内面の凹凸は、前記管の過酸洗によって生じるものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の管の内面検査方法。
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