JP2541078B2 - 電縫管の欠陥弁別方法 - Google Patents
電縫管の欠陥弁別方法Info
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- JP2541078B2 JP2541078B2 JP4193040A JP19304092A JP2541078B2 JP 2541078 B2 JP2541078 B2 JP 2541078B2 JP 4193040 A JP4193040 A JP 4193040A JP 19304092 A JP19304092 A JP 19304092A JP 2541078 B2 JP2541078 B2 JP 2541078B2
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- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
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- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電縫管の溶接部近傍に
発生する冷接，アーキング，ペネトレータ等の欠陥の種
類を弁別する方法に関し、特に超音波探傷情報と製管情
報とを組み合わせて精度良く欠陥の種類を弁別する電縫
管の欠陥弁別方法に関する。
発生する冷接，アーキング，ペネトレータ等の欠陥の種
類を弁別する方法に関し、特に超音波探傷情報と製管情
報とを組み合わせて精度良く欠陥の種類を弁別する電縫
管の欠陥弁別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電縫鋼管は一般的に帯鋼を成形ロール群
に通して両端の端縁が互いに対向する円筒状に成形する
成形工程と、対向端縁近傍に溶接電流を通電し、抵抗熱
により加熱しながらスクイズロール間に通し、加熱状態
にある端縁同士を突き合わせて溶接せしめる溶接工程
と、溶接により生じる溶接ビードを切削除去し、サイザ
ロール等の仕上げロールに通して外径を整える仕上げ工
程とを含む一連の工程をこの順に経て製造される。
に通して両端の端縁が互いに対向する円筒状に成形する
成形工程と、対向端縁近傍に溶接電流を通電し、抵抗熱
により加熱しながらスクイズロール間に通し、加熱状態
にある端縁同士を突き合わせて溶接せしめる溶接工程
と、溶接により生じる溶接ビードを切削除去し、サイザ
ロール等の仕上げロールに通して外径を整える仕上げ工
程とを含む一連の工程をこの順に経て製造される。
【０００３】以上の如く製造される電縫鋼管にあって
は、溶接部近傍に欠陥が生じ易く、この欠陥を仕上げ工
程の中途において可及的早期に検出し、この検出結果を
溶接工程にフィードバックして設定した溶接条件を補正
することが行われている。この欠陥検出は所定の経路に
沿って送導される電縫鋼管に対し、仕上げ工程の中途で
超音波探傷装置にて実施されており、この超音波探傷に
て得られる欠陥によるエコーの情報に基づいて、検出さ
れた欠陥の種類を弁別し、その結果に従って前記補正が
行われる。
は、溶接部近傍に欠陥が生じ易く、この欠陥を仕上げ工
程の中途において可及的早期に検出し、この検出結果を
溶接工程にフィードバックして設定した溶接条件を補正
することが行われている。この欠陥検出は所定の経路に
沿って送導される電縫鋼管に対し、仕上げ工程の中途で
超音波探傷装置にて実施されており、この超音波探傷に
て得られる欠陥によるエコーの情報に基づいて、検出さ
れた欠陥の種類を弁別し、その結果に従って前記補正が
行われる。
【０００４】このような欠陥弁別については従来から種
々の方法が提案されている。代表的な弁別方法として以
下に示す２つの方法がある。特開昭60-98364号公報に開
示された第１の方法は、電縫鋼管と探触子とを管軸方向
に一定速度で相対移動させて探傷を行い、欠陥から反射
した欠陥エコーが所定のレベルを越える長さである欠陥
エコー継続長さと、この欠陥エコーの周波数スペクトル
の周波数帯域幅又はピーク数との組み合わせにより予め
作成した弁別表に従って欠陥を弁別している。
々の方法が提案されている。代表的な弁別方法として以
下に示す２つの方法がある。特開昭60-98364号公報に開
示された第１の方法は、電縫鋼管と探触子とを管軸方向
に一定速度で相対移動させて探傷を行い、欠陥から反射
した欠陥エコーが所定のレベルを越える長さである欠陥
エコー継続長さと、この欠陥エコーの周波数スペクトル
の周波数帯域幅又はピーク数との組み合わせにより予め
作成した弁別表に従って欠陥を弁別している。
【０００５】また、特開昭61-111461 号公報に開示され
た第２の方法は、電縫鋼管の溶接部に対して、入射角及
び周波数がそれぞれ異なる第１超音波と第２超音波とを
同時または相前後して入射し、第１超音波による反射エ
コーより冷接欠陥, ペネトレータ及び介在物欠陥を検出
し、第２超音波による反射エコーによりペネトレータ及
び介在物欠陥を検出し、第１, 第２超音波による検出結
果の差異に基づいて冷接欠陥のみを検出している。
た第２の方法は、電縫鋼管の溶接部に対して、入射角及
び周波数がそれぞれ異なる第１超音波と第２超音波とを
同時または相前後して入射し、第１超音波による反射エ
コーより冷接欠陥, ペネトレータ及び介在物欠陥を検出
し、第２超音波による反射エコーによりペネトレータ及
び介在物欠陥を検出し、第１, 第２超音波による検出結
果の差異に基づいて冷接欠陥のみを検出している。
【０００６】ところが、上述した従来の弁別方法では何
れも超音波探傷結果における情報に基づいてのみ欠陥を
弁別しているので、その弁別精度が低く、欠陥検出環境
が少し悪化すると性格な弁別が行えないという問題があ
る。
れも超音波探傷結果における情報に基づいてのみ欠陥を
弁別しているので、その弁別精度が低く、欠陥検出環境
が少し悪化すると性格な弁別が行えないという問題があ
る。
【０００７】このような問題を解消するため、本発明者
らは超音波探傷情報と製管情報とを組み合わせて精度良
く欠陥の種類を弁別する方法を提案している (特願平3-
244685号) 。この弁別方法は対を成す探触子を用い、探
傷面に斜めに伝播する超音波を電縫鋼管を入射する超音
波探傷法、所謂斜角法による電縫鋼管の溶接部近傍の欠
陥エコー高さ, 欠陥エコー継続長さ, それぞれの探触子
から欠陥までの超音波のビーム路程の差の３種類の超音
波探傷情報と、使用帯鋼の材質，アーキング（一時的に
溶接電流が短絡する現象）検出結果，溶接入熱の変動，
ビード切削後の電縫鋼管の内面形状の４種類の製管情報
とをそれぞれ得、予め作成した弁別表に従って得られた
情報より欠陥を弁別する。このような電縫鋼管の欠陥弁
別方法は超音波探傷情報と製管情報とを組み合わせて欠
陥を弁別するため、従来の超音波探傷情報に基づいての
み欠陥を弁別する場合に比べ欠陥の種類を弁別する精度
が大幅に向上する。
らは超音波探傷情報と製管情報とを組み合わせて精度良
く欠陥の種類を弁別する方法を提案している (特願平3-
244685号) 。この弁別方法は対を成す探触子を用い、探
傷面に斜めに伝播する超音波を電縫鋼管を入射する超音
波探傷法、所謂斜角法による電縫鋼管の溶接部近傍の欠
陥エコー高さ, 欠陥エコー継続長さ, それぞれの探触子
から欠陥までの超音波のビーム路程の差の３種類の超音
波探傷情報と、使用帯鋼の材質，アーキング（一時的に
溶接電流が短絡する現象）検出結果，溶接入熱の変動，
ビード切削後の電縫鋼管の内面形状の４種類の製管情報
とをそれぞれ得、予め作成した弁別表に従って得られた
情報より欠陥を弁別する。このような電縫鋼管の欠陥弁
別方法は超音波探傷情報と製管情報とを組み合わせて欠
陥を弁別するため、従来の超音波探傷情報に基づいての
み欠陥を弁別する場合に比べ欠陥の種類を弁別する精度
が大幅に向上する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで電縫鋼管の欠
陥は、その種類により発生位置、形状及び発生方向が異
なる。一方前述した欠陥の弁別方法では、超音波探傷法
として斜角法が用いられているが、しかしこの方法は探
傷面に対し斜めに伝播する超音波により溶接部において
電縫鋼管の内表面近傍又は外表面近傍を探傷するため、
肉厚中央部又は表面の欠陥が検出されにくく欠陥の種類
によって検出感度が低くなるという欠点があった。
陥は、その種類により発生位置、形状及び発生方向が異
なる。一方前述した欠陥の弁別方法では、超音波探傷法
として斜角法が用いられているが、しかしこの方法は探
傷面に対し斜めに伝播する超音波により溶接部において
電縫鋼管の内表面近傍又は外表面近傍を探傷するため、
肉厚中央部又は表面の欠陥が検出されにくく欠陥の種類
によって検出感度が低くなるという欠点があった。
【０００９】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、欠陥の種類に影響されることなく感度良く精度
が高い弁別結果を迅速に得ることができる電縫管の欠陥
弁別方法を提供することを目的とする。
であり、欠陥の種類に影響されることなく感度良く精度
が高い弁別結果を迅速に得ることができる電縫管の欠陥
弁別方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電縫管の欠
陥弁別方法は、対を成す探触子を用いた超音波探傷法に
よる欠陥エコー高さ，欠陥エコー継続長さ，ビーム路程
の差を含む超音波探傷情報と、アーキング検出結果，溶
接入熱の変動，使用金属の材質，ビード切削後の電縫管
の内面形状を含む製管情報との組み合わせに基づいて電
縫管の溶接部近傍の欠陥を弁別する方法において、該溶
接部近傍を前記電縫管の溶接部の法線に対し斜めに伝播
する超音波と、前記法線に対し略垂直に伝播する超音波
と、前記電縫管の溶接部近傍の外表面を伝播する超音波
とにて探傷することにより超音波探傷情報を得ることを
特徴とする。
陥弁別方法は、対を成す探触子を用いた超音波探傷法に
よる欠陥エコー高さ，欠陥エコー継続長さ，ビーム路程
の差を含む超音波探傷情報と、アーキング検出結果，溶
接入熱の変動，使用金属の材質，ビード切削後の電縫管
の内面形状を含む製管情報との組み合わせに基づいて電
縫管の溶接部近傍の欠陥を弁別する方法において、該溶
接部近傍を前記電縫管の溶接部の法線に対し斜めに伝播
する超音波と、前記法線に対し略垂直に伝播する超音波
と、前記電縫管の溶接部近傍の外表面を伝播する超音波
とにて探傷することにより超音波探傷情報を得ることを
特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明の電縫管の欠陥弁別方法では、溶接部近
傍を電縫管の溶接部の法線に対し斜めに伝播する超音波
と、前記法線に対し略垂直に伝播する超音波と、前記電
縫管の溶接部近傍の外表面を伝播する超音波とにて探傷
を行うので、溶接部近傍の略全領域の欠陥を高感度で探
傷し、また欠陥に対する検出感度の相異を互いに補うた
め、欠陥の種類に影響されず、欠陥弁別の精度が高い。
傍を電縫管の溶接部の法線に対し斜めに伝播する超音波
と、前記法線に対し略垂直に伝播する超音波と、前記電
縫管の溶接部近傍の外表面を伝播する超音波とにて探傷
を行うので、溶接部近傍の略全領域の欠陥を高感度で探
傷し、また欠陥に対する検出感度の相異を互いに補うた
め、欠陥の種類に影響されず、欠陥弁別の精度が高い。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。図１は電縫鋼管の製造ラインを示す模式図であ
る。この製造ラインには、その上流側から下流側にかけ
て、帯鋼Ｋを円筒状に成形する成形ロール群１、円筒状
に成形された帯鋼Ｋの両端縁を溶接して電縫鋼管Ｐとす
る溶接装置２、電縫鋼管Ｐを送導するプルアウトロール
群３、電縫鋼管Ｐの溶接部を熱処理する熱処理装置４、
溶接部を冷却する水冷槽５、電縫鋼管Ｐの外形仕上げを
行うサイザロール群６、電縫鋼管Ｐを切断する切断機７
がこの順に配設されている。溶接装置２と熱処理装置４
との間のプルアウトロール群３内には、電縫鋼管Ｐの溶
接部近傍の欠陥を検出すべく超音波探傷を行う探傷装置
８が設けられている。また、探傷装置８の上流側近傍に
は、溶接によって発生するビードを切削した後の電縫鋼
管Ｐの内面形状をモニタする内面ビード監視装置９が配
設されている。更に、溶接装置２は、アーキングを検出
するアーキング検出器10が接続されている。
する。図１は電縫鋼管の製造ラインを示す模式図であ
る。この製造ラインには、その上流側から下流側にかけ
て、帯鋼Ｋを円筒状に成形する成形ロール群１、円筒状
に成形された帯鋼Ｋの両端縁を溶接して電縫鋼管Ｐとす
る溶接装置２、電縫鋼管Ｐを送導するプルアウトロール
群３、電縫鋼管Ｐの溶接部を熱処理する熱処理装置４、
溶接部を冷却する水冷槽５、電縫鋼管Ｐの外形仕上げを
行うサイザロール群６、電縫鋼管Ｐを切断する切断機７
がこの順に配設されている。溶接装置２と熱処理装置４
との間のプルアウトロール群３内には、電縫鋼管Ｐの溶
接部近傍の欠陥を検出すべく超音波探傷を行う探傷装置
８が設けられている。また、探傷装置８の上流側近傍に
は、溶接によって発生するビードを切削した後の電縫鋼
管Ｐの内面形状をモニタする内面ビード監視装置９が配
設されている。更に、溶接装置２は、アーキングを検出
するアーキング検出器10が接続されている。
【００１３】このような構成の製造ラインにおける電縫
鋼管Ｐの製造過程について簡単に説明する。素材である
帯鋼Ｋは、成形ロール群１に通されてその幅方向両側の
端縁が互いに対向する円筒状に成形された後、溶接装置
２に送給される。溶接装置２に送給された帯鋼Ｋは、そ
の対向端縁近傍を溶接電流の通電に伴う抵抗熱により加
熱されながら一対のスクイズロール（図示せず）間に挟
持され、加熱状態にある端縁同士が突き合わされて電縫
鋼管Ｐとなり、電縫鋼管Ｐはプルアウトロール群３によ
り下流側に送導される。送導された電縫鋼管Ｐは、まず
熱処理装置４に通されて溶接部が熱処理され、水冷槽５
に通されて溶接部が冷却され、次いでサイザロール群６
に通されて所定の外径を有するように仕上げ圧延され、
最後に切断機７にて所定の長さに切断される。
鋼管Ｐの製造過程について簡単に説明する。素材である
帯鋼Ｋは、成形ロール群１に通されてその幅方向両側の
端縁が互いに対向する円筒状に成形された後、溶接装置
２に送給される。溶接装置２に送給された帯鋼Ｋは、そ
の対向端縁近傍を溶接電流の通電に伴う抵抗熱により加
熱されながら一対のスクイズロール（図示せず）間に挟
持され、加熱状態にある端縁同士が突き合わされて電縫
鋼管Ｐとなり、電縫鋼管Ｐはプルアウトロール群３によ
り下流側に送導される。送導された電縫鋼管Ｐは、まず
熱処理装置４に通されて溶接部が熱処理され、水冷槽５
に通されて溶接部が冷却され、次いでサイザロール群６
に通されて所定の外径を有するように仕上げ圧延され、
最後に切断機７にて所定の長さに切断される。
【００１４】製造される電縫鋼管Ｐに対して、製造ライ
ン中に、溶接部近傍の欠陥が検出され、その種類が弁別
される。図２は探傷装置８内において、対を成す探触子
より電縫鋼管Ｐへ入射された超音波の伝播経路を示す模
式図であり、（Ｉ）は斜角法、(II)は直射法、(III) は
表面波法を示している。斜角法では探触子8a,8b は溶接
部Ｗより所定距離だけ等しく離れて、超音波ビームが溶
接部の手前において電縫鋼管の裏面で反射して溶接部Ｗ
の外表面近傍へ溶接面Ｙに対して斜めに伝播するように
入射角θを有して電縫鋼管Ｐ上に配置されている。そし
て、探触子8a,8b から入射された超音波ビームＡF ，Ｂ
F は溶接部Ｗにおいて電縫鋼管Ｐの表面近傍を探傷す
る。
ン中に、溶接部近傍の欠陥が検出され、その種類が弁別
される。図２は探傷装置８内において、対を成す探触子
より電縫鋼管Ｐへ入射された超音波の伝播経路を示す模
式図であり、（Ｉ）は斜角法、(II)は直射法、(III) は
表面波法を示している。斜角法では探触子8a,8b は溶接
部Ｗより所定距離だけ等しく離れて、超音波ビームが溶
接部の手前において電縫鋼管の裏面で反射して溶接部Ｗ
の外表面近傍へ溶接面Ｙに対して斜めに伝播するように
入射角θを有して電縫鋼管Ｐ上に配置されている。そし
て、探触子8a,8b から入射された超音波ビームＡF ，Ｂ
F は溶接部Ｗにおいて電縫鋼管Ｐの表面近傍を探傷す
る。
【００１５】また探触子81a,81b は前記探触子8a,8b よ
り内側に溶接部Ｗより所定距離だけ等しく離れて、超音
波ビームが溶接部Ｗの内表面近傍へ溶接面Ｙに対し斜め
に伝播するような入射角θを有して電縫鋼管Ｐ上に配置
されている。そして、探触子81a,81b から入射された超
音波ビームＡW ，ＢW は溶接部Ｗにおいて電縫鋼管Ｐの
内表面近傍を探傷する。
り内側に溶接部Ｗより所定距離だけ等しく離れて、超音
波ビームが溶接部Ｗの内表面近傍へ溶接面Ｙに対し斜め
に伝播するような入射角θを有して電縫鋼管Ｐ上に配置
されている。そして、探触子81a,81b から入射された超
音波ビームＡW ，ＢW は溶接部Ｗにおいて電縫鋼管Ｐの
内表面近傍を探傷する。
【００１６】一方、直射法では探触子8a′, 8b′は溶接
部Ｗより所定距離だけ等しく離れて、超音波ビームが溶
接部Ｗにおいて電縫鋼管Ｐの肉厚中央部に溶接面Ｙに対
して略垂直に伝播するように入射角θ′（θ′＞θ）を
有して電縫鋼管Ｐの軸長方向に前記探触子8a,8b と位置
を異ならせて配置されている。そして、探触子8a′,8
b′から入射された超音波ビームＡ′，Ｂ′は溶接部Ｗ
において電縫鋼管Ｐの肉厚中央部を探傷する。
部Ｗより所定距離だけ等しく離れて、超音波ビームが溶
接部Ｗにおいて電縫鋼管Ｐの肉厚中央部に溶接面Ｙに対
して略垂直に伝播するように入射角θ′（θ′＞θ）を
有して電縫鋼管Ｐの軸長方向に前記探触子8a,8b と位置
を異ならせて配置されている。そして、探触子8a′,8
b′から入射された超音波ビームＡ′，Ｂ′は溶接部Ｗ
において電縫鋼管Ｐの肉厚中央部を探傷する。
【００１７】更に表面波法では、探触子8a″, 8b″は溶
接部Ｗより所定距離だけ等しく離れて、超音波ビームが
溶接部Ｗにおいて電縫鋼管Ｐの外表面に沿って伝播する
ように入射角θ″（θ″＞θ′＞θ）を有して電縫鋼管
Ｐの軸長方向に前記探触子8a,8b 及び8a′, 8b′と位置
を異ならせて配置されている。そして、探触子8a″,8
b″から入射された超音波ビームＡ″，Ｂ″は溶接部Ｗ
において電縫鋼管Ｐの外表面を探傷する。
接部Ｗより所定距離だけ等しく離れて、超音波ビームが
溶接部Ｗにおいて電縫鋼管Ｐの外表面に沿って伝播する
ように入射角θ″（θ″＞θ′＞θ）を有して電縫鋼管
Ｐの軸長方向に前記探触子8a,8b 及び8a′, 8b′と位置
を異ならせて配置されている。そして、探触子8a″,8
b″から入射された超音波ビームＡ″，Ｂ″は溶接部Ｗ
において電縫鋼管Ｐの外表面を探傷する。
【００１８】探傷過程において欠陥が存在する場合に
は、その欠陥によりこれらの超音波ビームが反射して欠
陥エコーが生じるが、本実施例ではその欠陥エコーを探
傷装置８内に設けたブラウン管画面に表示する。また、
製管情報を得るために、内面ビード監視装置９にて電縫
鋼管Ｐの内面形状が監視され、アーキング検出器10にて
アーキングの有無が検出される。
は、その欠陥によりこれらの超音波ビームが反射して欠
陥エコーが生じるが、本実施例ではその欠陥エコーを探
傷装置８内に設けたブラウン管画面に表示する。また、
製管情報を得るために、内面ビード監視装置９にて電縫
鋼管Ｐの内面形状が監視され、アーキング検出器10にて
アーキングの有無が検出される。
【００１９】次に、本発明の要旨である欠陥の弁別方法
について説明する。本発明では前記３種類の超音波探傷
法（斜角法，直射法，表面波法）による超音波探傷情報
と製管情報とに基づいて欠陥を弁別する。図３はこの弁
別の流れを示す模式図である。それぞれの方法による超
音波探傷情報（欠陥エコー高さ，欠陥エコー継続長
さ，ビーム路程の差）と製管情報（アーキング検出
器10の検出結果, 溶接入熱の変動, 使用帯鋼の材
質, 内面ビード監視装置９の監視結果）とを組み合わ
せて、検出した欠陥を溶接結果，材料欠陥，形状欠陥に
分類し、更に溶接欠陥については冷接，ペネトレータ，
アーキングに種類分けし、材料欠陥についてはフックク
ラック，介在物に種類分けする。以下、欠陥の弁別に用
いる超音波探傷情報と、発生する欠陥の種類とについて
説明する。
について説明する。本発明では前記３種類の超音波探傷
法（斜角法，直射法，表面波法）による超音波探傷情報
と製管情報とに基づいて欠陥を弁別する。図３はこの弁
別の流れを示す模式図である。それぞれの方法による超
音波探傷情報（欠陥エコー高さ，欠陥エコー継続長
さ，ビーム路程の差）と製管情報（アーキング検出
器10の検出結果, 溶接入熱の変動, 使用帯鋼の材
質, 内面ビード監視装置９の監視結果）とを組み合わ
せて、検出した欠陥を溶接結果，材料欠陥，形状欠陥に
分類し、更に溶接欠陥については冷接，ペネトレータ，
アーキングに種類分けし、材料欠陥についてはフックク
ラック，介在物に種類分けする。以下、欠陥の弁別に用
いる超音波探傷情報と、発生する欠陥の種類とについて
説明する。
【００２０】図４は各探触子8a,8b から発生した超音波
ビームＡ，Ｂ（図２(I) 参照) が、欠陥にて反射された
欠陥エコーを探傷装置８内のブラウン管画面に表示した
状態を示している。図中(a) は一方の探触子8aからの超
音波ビームＡF に対する欠陥エコーを示し、(b) は他方
の探触子8bからの超音波ビームＢF に対する欠陥エコー
を示している。欠陥エコー高さは欠陥の種類によって異
なり、また両エコーの差（Δｈ）も欠陥の種類に依存す
る。図４に示す例では、エコー(a) はＨ(High)レベル、
エコー(b) はＬ(Low) レベルであるといえる。
ビームＡ，Ｂ（図２(I) 参照) が、欠陥にて反射された
欠陥エコーを探傷装置８内のブラウン管画面に表示した
状態を示している。図中(a) は一方の探触子8aからの超
音波ビームＡF に対する欠陥エコーを示し、(b) は他方
の探触子8bからの超音波ビームＢF に対する欠陥エコー
を示している。欠陥エコー高さは欠陥の種類によって異
なり、また両エコーの差（Δｈ）も欠陥の種類に依存す
る。図４に示す例では、エコー(a) はＨ(High)レベル、
エコー(b) はＬ(Low) レベルであるといえる。
【００２１】図５は、欠陥エコー高さの経時変化を示し
ており、ある定められたエコー高Ｈを越える時間Ｌを欠
陥エコー継続長さと称する。また、図６は、各探触子8
a,8bから発生した超音波ビームＡF ，ＢF が欠陥Ｄに到
達するまでの経路を示しており、各超音波ビームＡF ，
ＢF のビーム路程は夫々Ｌa ，Ｌb であり、Ｌa −Ｌb
の絶対値をビーム路程の差と称する。なお、上述した超
音波探傷情報は斜角法に基づいて説明したが、直射法及
び表面波法においても同様である。
ており、ある定められたエコー高Ｈを越える時間Ｌを欠
陥エコー継続長さと称する。また、図６は、各探触子8
a,8bから発生した超音波ビームＡF ，ＢF が欠陥Ｄに到
達するまでの経路を示しており、各超音波ビームＡF ，
ＢF のビーム路程は夫々Ｌa ，Ｌb であり、Ｌa −Ｌb
の絶対値をビーム路程の差と称する。なお、上述した超
音波探傷情報は斜角法に基づいて説明したが、直射法及
び表面波法においても同様である。
【００２２】図７は、欠陥の種類を模式的に示してい
る。図中Ｄ1 は溶接欠陥である冷接（溶接入熱の過少が
原因）またはアーキング（溶接中に溶接点にスケール等
が食い込んで一時的に溶接電流が短絡することが原因）
を示している。またＤ2 は溶接欠陥であるペネトレータ
（溶接入熱の過多または特にMn／Si比が関与する使用帯
鋼の材質が原因) を示している。またＤ3 は材料欠陥で
あるフッククラック（圧延により生じる組織の流れ状態
を表すメタルフローＭ上の介在物が溶接工程で発生する
アプセットによりメタルフローＭに沿って割れることが
原因）を示している。まＤ4 は材料欠陥である介在物を
示している。更にＤ5 は形状欠陥であるビード高（溶接
工程で発生するビードを工具にて切削する際の調整不足
が原因）を示している。
る。図中Ｄ1 は溶接欠陥である冷接（溶接入熱の過少が
原因）またはアーキング（溶接中に溶接点にスケール等
が食い込んで一時的に溶接電流が短絡することが原因）
を示している。またＤ2 は溶接欠陥であるペネトレータ
（溶接入熱の過多または特にMn／Si比が関与する使用帯
鋼の材質が原因) を示している。またＤ3 は材料欠陥で
あるフッククラック（圧延により生じる組織の流れ状態
を表すメタルフローＭ上の介在物が溶接工程で発生する
アプセットによりメタルフローＭに沿って割れることが
原因）を示している。まＤ4 は材料欠陥である介在物を
示している。更にＤ5 は形状欠陥であるビード高（溶接
工程で発生するビードを工具にて切削する際の調整不足
が原因）を示している。
【００２３】次に、前記３種類の超音波探傷法の特徴を
表１に基づいて説明する。表１は斜角法，直射法，表面
波法による超音波探傷での探傷領域，検出欠陥長さ，欠
陥の種類に対する欠陥検出度合を示している。
表１に基づいて説明する。表１は斜角法，直射法，表面
波法による超音波探傷での探傷領域，検出欠陥長さ，欠
陥の種類に対する欠陥検出度合を示している。
【００２４】
【表１】
【００２５】欠陥検出度合はその度合が高いものを○記
号で、中程度のものを△記号で、ほとんど検出されない
ものを×記号で示している。欠陥は、その種類により発
生位置，形状及び発生方向が異なるが、例えばペネトレ
ータは溶接部Ｗにおいて溶接面Ｙに略垂直に発生するた
め、溶接面Ｙに対し斜めに伝播する超音波で探傷する斜
角法は、溶接面Ｙに対し略垂直に伝播する超音波で探傷
する直射法及び表面波法より検出度合が低い。
号で、中程度のものを△記号で、ほとんど検出されない
ものを×記号で示している。欠陥は、その種類により発
生位置，形状及び発生方向が異なるが、例えばペネトレ
ータは溶接部Ｗにおいて溶接面Ｙに略垂直に発生するた
め、溶接面Ｙに対し斜めに伝播する超音波で探傷する斜
角法は、溶接面Ｙに対し略垂直に伝播する超音波で探傷
する直射法及び表面波法より検出度合が低い。
【００２６】また前記３方法の探傷領域は表１のように
斜角法は電縫鋼管の内表面近傍及び外表面近傍、直射法
は肉厚中央部、表面波法は外表面であるので、例えば斜
角法では外表面の欠陥は検出されにくい。このように一
方法による超音波探傷では欠陥の種類によって検出感度
が低くなる欠点があるが、それを補う他の超音波探傷法
とを組み合わせることにより、欠陥の種類に影響される
ことなく高い感度で全ての種類の欠陥を検出できる。
斜角法は電縫鋼管の内表面近傍及び外表面近傍、直射法
は肉厚中央部、表面波法は外表面であるので、例えば斜
角法では外表面の欠陥は検出されにくい。このように一
方法による超音波探傷では欠陥の種類によって検出感度
が低くなる欠点があるが、それを補う他の超音波探傷法
とを組み合わせることにより、欠陥の種類に影響される
ことなく高い感度で全ての種類の欠陥を検出できる。
【００２７】表２は、前記３種類の超音波探傷法により
探傷した３種類の探傷情報と４種類の製管情報との組み
合わせと、その組み合わせによって弁別される欠陥の分
類及び種類を示している。
探傷した３種類の探傷情報と４種類の製管情報との組み
合わせと、その組み合わせによって弁別される欠陥の分
類及び種類を示している。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２中欠陥エコー高さは、それ以上を不良
とみなす判定レベルをＨで、Ｈレベルの半分のレベルを
Ｍで、更にＨレベルの1/4 のレベルをＬで表わしてい
る。また欠陥エコー継続長さは、10mm以下を「短」、10
mmから50mmを「長」、50mm以上を「極長」と、ビーム路
程の差は、その差がほとんど無い場合を「略同一」、そ
れ以外を「異なる」で表わしている。そして製管情報
は、異常がある場合を○記号で表わしている。
とみなす判定レベルをＨで、Ｈレベルの半分のレベルを
Ｍで、更にＨレベルの1/4 のレベルをＬで表わしてい
る。また欠陥エコー継続長さは、10mm以下を「短」、10
mmから50mmを「長」、50mm以上を「極長」と、ビーム路
程の差は、その差がほとんど無い場合を「略同一」、そ
れ以外を「異なる」で表わしている。そして製管情報
は、異常がある場合を○記号で表わしている。
【００３０】表２の超音波探傷情報の欠陥エコー高さに
おいてある欠陥が、斜角法，直射法，表面波法によりＬ
レベル以上の情報が得られる場合は溶接欠陥と、また斜
角法及び直射法によりＬレベル以上の情報が得られる
が、表面波法で有意に得られない場合は材料欠陥と、更
に斜角法でしかＬレベル以上の情報が得られない場合は
形状欠陥であると、各分類される。そして、前記３種類
の超音波探傷法による探触子8a,8b 又は81a,81b 、8
a′, 8b′、8a″, 8b″において、欠陥エコー高さが全
てＨレベルである場合は、その欠陥は溶接欠陥のうち冷
接又はアーキングであると推定され、更に欠陥エコー継
続長さが短く、ビーム路程の差があまりなく、製管情報
のうち溶接入熱が著しく低い場合は、その欠陥は冷接で
あると弁別される。同様にして、前記３種類の方法によ
る超音波探傷情報と製管情報との組み合わせに基づき表
２に応じて他の欠陥についても、その分類及び種類の弁
別を行うことが可能である。
おいてある欠陥が、斜角法，直射法，表面波法によりＬ
レベル以上の情報が得られる場合は溶接欠陥と、また斜
角法及び直射法によりＬレベル以上の情報が得られる
が、表面波法で有意に得られない場合は材料欠陥と、更
に斜角法でしかＬレベル以上の情報が得られない場合は
形状欠陥であると、各分類される。そして、前記３種類
の超音波探傷法による探触子8a,8b 又は81a,81b 、8
a′, 8b′、8a″, 8b″において、欠陥エコー高さが全
てＨレベルである場合は、その欠陥は溶接欠陥のうち冷
接又はアーキングであると推定され、更に欠陥エコー継
続長さが短く、ビーム路程の差があまりなく、製管情報
のうち溶接入熱が著しく低い場合は、その欠陥は冷接で
あると弁別される。同様にして、前記３種類の方法によ
る超音波探傷情報と製管情報との組み合わせに基づき表
２に応じて他の欠陥についても、その分類及び種類の弁
別を行うことが可能である。
【００３１】次に、本発明を利用して具体的に欠陥の弁
別を行った例について説明する。その弁別結果を下記表
３に示す。
別を行った例について説明する。その弁別結果を下記表
３に示す。
【００３２】
【表３】
【００３３】14本のサンプル電縫鋼管を対象にして欠陥
弁別を実施した。何れのサンプル電縫鋼管も、外径が33
9.7mm ，肉厚が9.5mm であった。また探傷条件は、２個
の探触子よりの超音波の入射角を共に斜角法は19.0°、
直射法は25.5°、表面波法は29.3°、周波数は全て5.0M
Hzとし、探傷速度を25m/min.として、局部水浸法を用い
た。また、欠陥エコー高さについてのレベル基準は、AP
I で定められたN10 ノッチ疵を基準に感度設定を行っ
た。欠陥エコー継続長さは管軸方向に１mm単位にて計測
し、ビーム路程は0.5mm 単位にて計測した。また、アー
キング結果はアーキング発生に伴ってデュアルタイムに
て検出し、溶接入熱は適正条件の±10％以内を適正範囲
とみなして0.1sec. 単位にて計測した。
弁別を実施した。何れのサンプル電縫鋼管も、外径が33
9.7mm ，肉厚が9.5mm であった。また探傷条件は、２個
の探触子よりの超音波の入射角を共に斜角法は19.0°、
直射法は25.5°、表面波法は29.3°、周波数は全て5.0M
Hzとし、探傷速度を25m/min.として、局部水浸法を用い
た。また、欠陥エコー高さについてのレベル基準は、AP
I で定められたN10 ノッチ疵を基準に感度設定を行っ
た。欠陥エコー継続長さは管軸方向に１mm単位にて計測
し、ビーム路程は0.5mm 単位にて計測した。また、アー
キング結果はアーキング発生に伴ってデュアルタイムに
て検出し、溶接入熱は適正条件の±10％以内を適正範囲
とみなして0.1sec. 単位にて計測した。
【００３４】表３は全サンプル電縫鋼管について表２に
基づいて欠陥を弁別した結果である。これらの欠陥弁別
結果は、前記サンプル電縫鋼管を実際に切断して欠陥を
検査した結果と一致した。
基づいて欠陥を弁別した結果である。これらの欠陥弁別
結果は、前記サンプル電縫鋼管を実際に切断して欠陥を
検査した結果と一致した。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明による電縫管の欠陥
弁別方法では、溶接部近傍を電縫管の溶接部の法線に対
し斜めに伝播する超音波と、前記法線に対し略垂直に伝
播する超音波と、前記電縫管の溶接部近傍の外表面を伝
播する超音波とにて探傷することにより得た超音波情報
と、製管情報との組み合わせにて欠陥の弁別を行うの
で、欠陥の種類に関わらず精度の良い欠陥の弁別を迅速
に行うことができるため、製造ラインにおける電縫管の
品質向上に寄与することができる。
弁別方法では、溶接部近傍を電縫管の溶接部の法線に対
し斜めに伝播する超音波と、前記法線に対し略垂直に伝
播する超音波と、前記電縫管の溶接部近傍の外表面を伝
播する超音波とにて探傷することにより得た超音波情報
と、製管情報との組み合わせにて欠陥の弁別を行うの
で、欠陥の種類に関わらず精度の良い欠陥の弁別を迅速
に行うことができるため、製造ラインにおける電縫管の
品質向上に寄与することができる。
【図１】電縫鋼管の製造ラインを示す模式図である。
【図２】斜角法，直射法，表面波法における超音波の伝
播経路を示す模式図である。
播経路を示す模式図である。
【図３】超音波探傷情報と製管情報との組み合わせによ
り欠陥の弁別を行う流れを示す模式図である。
り欠陥の弁別を行う流れを示す模式図である。
【図４】超音波探傷における欠陥エコーのブラウン管表
示を示す模式図である。
示を示す模式図である。
【図５】超音波探傷における欠陥エコー継続長さを説明
するための模式図である。
するための模式図である。
【図６】超音波探傷におけるビーム路程を示す模式図で
ある。
ある。
【図７】各種の欠陥を示す模式図である。
２ 溶接装置 ８ 探傷装置 8a 斜角法における探触子 8b 斜角法における探触子 ９ 内面ビード監視装置 10 アーキング検出器 Ｋ 帯鋼 Ｐ 電縫鋼管 Ｗ 溶接部 Ｄ 欠陥
Claims (1)
- 【請求項１】 対を成す探触子を用いた超音波探傷法に
よる欠陥エコー高さ，欠陥エコー継続長さ，ビーム路程
の差を含む超音波探傷情報と、アーキング検出結果，溶
接入熱の変動，使用金属の材質，ビード切削後の電縫管
の内面形状を含む製管情報との組み合わせに基づいて電
縫管の溶接部近傍の欠陥を弁別する方法であって、該溶
接部近傍を前記電縫管の溶接部の法線に対し斜めに伝播
する超音波と、前記法線に対し略垂直に伝播する超音波
と、前記電縫管の溶接部近傍の外表面を伝播する超音波
とにて探傷することにより超音波探傷情報を得ることを
特徴とする電縫管の欠陥弁別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193040A JP2541078B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 電縫管の欠陥弁別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193040A JP2541078B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 電縫管の欠陥弁別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611489A JPH0611489A (ja) | 1994-01-21 |
| JP2541078B2 true JP2541078B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=16301171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4193040A Expired - Fee Related JP2541078B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 電縫管の欠陥弁別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541078B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209358A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Jfe Steel Kk | 管体の品質管理方法及び製造方法 |
| JP2008209356A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Jfe Steel Kk | 超音波探傷の校正方法及び管体の品質管理方法及び製造方法 |
| JP2008209364A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Jfe Steel Kk | 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5590249B2 (ja) * | 2012-07-04 | 2014-09-17 | 新日鐵住金株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法、プログラム及び記憶媒体 |
| CN107894463B (zh) * | 2017-12-28 | 2023-12-08 | 中国石油天然气集团有限公司 | Erw钢管焊缝电磁超声自动检测的对比试块及设计方法 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP4193040A patent/JP2541078B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209358A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Jfe Steel Kk | 管体の品質管理方法及び製造方法 |
| JP2008209356A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Jfe Steel Kk | 超音波探傷の校正方法及び管体の品質管理方法及び製造方法 |
| JP2008209364A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Jfe Steel Kk | 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611489A (ja) | 1994-01-21 |
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