JP3730040B2 - Ｘ線検査装置及びｘ線検査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス管や水道管，石油プラント等の各種配管の腐食状態や、新設管の溶接部の状態を放射線透過により試験するＸ線検査装置及びＸ線検査方法、特に検査の迅速化と欠陥の正確な判定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガス管や水道管，石油プラント等の各種配管の安全な稼動を確保するために、新設した配管の溶接部を検査したり、既設配管内面の腐食状況を調査して保守を行ったり、寿命を診断するために放射線透過試験を行うことが要求されている。この放射線透過試験では直接透過写真撮影による透過写真を直接目視で観察することが要求されている。この撮影された透過写真においては、識別最小線径や濃度が所定の範囲になるように規定されている。
【０００３】
一方、近年においては画像処理技術の発達に伴い、透過写真をフイルムスキャナやテレビカメラ等の媒体によって取り込みデジタル化し、デジタル化した画像を画像処理してモニタ装置に表示して直接目視の識別性能と同等な識別性能を得るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように透過写真をモニター装置に表示するためには、透過写真をテレビカメラ等で再度撮影する必要があり、迅速な検査をすることができないという短所がある。また、モニタ装置の画像上で疵を判定する場合、従来のゲージで疵種を判定することは困難であった。
【０００５】
この発明はかかる短所を改善し、モニタ装置の画像上で溶接部の欠陥を精度良く検出することができるＸ線検査装置及びＸ線検査方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るＸ線検査装置は、Ｘ線発生装置と画像入力装置及び画像処理装置を有し、Ｘ線発生装置は被検査部にＸ線を照射し、画像入力装置は、Ｘ線センサとスキャナ駆動部を有し、Ｘ線センサはＣＣＤセンサからなり、スキャナ駆動部に搭載され、スキャナ駆動部は溶接部に沿って移動し、画像処理装置は操作部と演算処理部と表示部と判定支援部を有し、入力部は検査者が各種情報を入力するとともに各種操作を行い、演算処理部はＸ線センサから連続して送られる溶接部のＸ線透過画像を積分処理してノイズを除去して連続した合成画像を形成して表示部に表示し、判定支援部は検査者が入力した欠陥の種類に応じて欠陥判定用のカーソルを表示部に表示し、欠陥の種類に応じた前記カーソルを用いた検査者が前記合成画像上で指定した欠陥の位置と寸法を示す情報及び入力した欠陥の種類に基づいて、各種類の欠陥の位置と寸法を示す判定経過図を前記合成画像とは別途に作成することを特徴とする。
【０００７】
欠陥判定用のカーソルは１種欠陥の領域を示す１種欠陥判定用カーソルと、複数の寸法の直径を有する円形の１種欠陥寸法判定用カーソル及び２種欠陥の両端を示してその寸法を指定する２種欠陥判定用カーソルを有する。
【０００８】
この発明に係るＸ線検査方法は、溶接部に沿ってＣＣＤセンサからなるＸ線センサを移動しながら溶接部を透過したＸ線により画像を撮像し、Ｘ線センサで連続して撮像したＸ線透過画像を積分処理してノイズを除去して連続した合成画像を形成して表示し、検査者が表示された合成画像を確認して欠陥の有無を判定し、表示された合成画像内で欠陥を見出さないとき、合成画像を横にスクロールして次ぎの画面を表示し、検査者が合成画像で欠陥を検出して欠陥の種類を入力すると、欠陥の種類に応じた欠陥判定用のカーソルを表示部に示し、欠陥の種類に応じた前記カーソルを用いた検査者が前記合成画像上で指定した欠陥の位置と寸法を示す情報及び入力した欠陥の種類に基づいて、各種類の欠陥の位置と寸法を示す判定経過図を前記合成画像とは別途に作成することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明のＸ線検査装置はＸ線発生装置と画像入力装置及び画像処理装置を有する。Ｘ線発生装置は検査する管内を走行して溶接部で停止しＸ線を照射する。画像入力装置はＸ線センサとスキャナ駆動部とスキャナ制御部を有する。Ｘ線センサはＣＣＤセンサからなり、スキャナ駆動部に搭載されている。スキャナ駆動部は管の外面でＸ線センサを溶接部に沿って移動する。スキャナ制御部は画像処理装置からの信号によりスキャナ駆動部の動作を制御する。画像処理装置は操作部と演算処理部と表示部と判定支援部と記憶部及び画像出力部を有する。操作部はキーボードとマウスを有し、検査者が各種情報を入力するとともに各種操作を行う。演算処理部はＸ線センサから連続して送られる溶接部のＸ線透過画像を積分処理してノイズを除去して管の１周分つなげた合成画像を形成して、形成した合成画像をＸ線センサで撮像した一定寸法のスケールを有する確認帯の画像とともに表示部に表示する。判定支援部は検査者が入力した疵種に応じて欠陥判定用のカーソルを表示部に表示し、入力した疵種と表示部の各カーソルにより示された位置と寸法を示す判定経過図を作成する。欠陥判定用のカーソルは１種欠陥の判定領域を示す１種欠陥判定用カーソルと、複数の直径を有する円形の１種欠陥寸法判定用カーソル及び２種欠陥の両端を示してその寸法を指定する２種欠陥判定用カーソルからなる。記憶部は演算処理部で形成した合成画像や各種欠陥情報を格納する。画像出力部は合成画像や各種欠陥情報や撮像条件をプリンタや外部記憶装置に出力する。
【００１０】
管の溶接部を検査するとき、Ｘ線発生装置は溶接部の内面からＸ線を照射し、演算処理部は設定された作業データをスキャナ制御部に送る。スキャナ制御部は送られた作業データによりスキャナ駆動部を管外周に沿って移動し、Ｘ線センサを溶接部に沿って移動しながら、Ｘ線センサで溶接部のＸ線透過画像と確認帯を連続的に撮像させる。演算処理部は、Ｘ線センサから連続して送られる溶接部のＸ線透過画像を積分処理してノイズを除去して１周分つなげた合成画像を形成して、形成した合成画像をＸ線センサで撮像した確認帯の画像とともに記憶部に格納するとともに、表示部に合成画像と確認帯の画像を表示する。Ｘ線センサから溶接部の１周分のＸ線透過画像が入力して合成画像が形成されると、検査者は入力部を操作して判定作業を開始する。
【００１１】
判定作業に入ると、検査者は表示部に表示された合成画像を横にスクロールしながら欠陥の有無を確認し、合成画像で欠陥を検出すると、判定支援部は検査者が入力した欠陥の種類に応じて欠陥判定用のカーソルを表示部に表示し、入力した疵種と表示部の各カーソルにより示された位置と寸法を示す判定経過図を作成する。この欠陥の検出と判定処理を合成画像を横にスクロールしながら溶接部の全ての範囲について繰り返す。溶接部の全ての範囲について欠陥の検出と判定処理を行ったら、判定支援部は判定結果により、各欠陥の種類と位置と大きさを示す判定経過図を作成し、演算処理部に送るとともに表示部に合成画像とともに表示する。演算処理部は送られた判定経過図を記憶部に格納し、表示部に表示された合成画像と判定経過図を確認した検査者が操作部によりプリント出力を指示すると、記憶部に格納された合成画像と判定経過図を撮像条件等とともに読み出して画像出力部を介してプリンタに出力して記録紙に印刷させる。
【００１２】
【実施例】
図１はこの発明の一実施例の構成図である。図に示すように、Ｘ線検査装置はＸ線発生装置１と画像入力装置２と画像処理装置３と最終処理装置４を有する。Ｘ線発生装置１は電源装置５にＸ線制御部６とドラム７を介して接続され、検査する管８内を走行して溶接部にＸ線を照射する。画像入力装置２は、図２のブロック図に示すように、Ｘ線センサ９とスキャナ駆動部１０とスキャナ制御部１１を有する。Ｘ線センサ９はＣＣＤセンサと蛍光体からなり、スキャナ駆動部１０に搭載されている。スキャナ駆動部１０は、図３の側面図に示すように、ガイドレール１２と走行車１３とセンサ保持部１４と確認帯１５を有する。ガイドレール１２は、図４の正面図に示すように、フレキシブルで伸縮できるように構成され、両端と側面に設けた磁石１６により管８の表面に固定される。走行車１３は磁気吸着方式のタイヤを有する車輪１７と走行モータ１８を有し、ガイドレール１２に沿って移動する。センサ保持部１４は走行車１３に取り付けられたアーム１９と、アーム１９にバネ２０を介して上下動できるように取り付けられ、両端部に位置決め用の車輪２１が設けられ、Ｘ線センサ９を取り付けたセンサ固定部２２を有する。確認帯１５は一定寸法、例えば１０ｍｍ単位の目盛を有し、管８の溶接部８１近傍に巻回して取付けられる。スキャナ制御部１１は画像処理装置３からの信号によりスキャナ駆動部１０の動作を制御する。
【００１３】
画像処理装置３は、図２に示すように、操作部２３と演算処理部２４と表示部２５と判定支援部２６と記憶部２７と画像出力部２８及び送信部２９を有する。操作部２３はキーボードとマウスを有し、検査者が各種情報を入力するとともに各種操作を行う。演算処理部２４はＸ線センサ９から連続して送られる溶接部８１のＸ線透過画像を積分処理してノイズを除去して管８の１周分つなげた合成画像を形成して、形成した合成画像をＸ線センサ９で撮像した確認帯１５の画像とともに表示部２５に表示する。判定支援部２６は検査者が入力した疵種に応じて欠陥判定用のカーソルを表示部２５に表示し、入力した疵種と表示部２５の各カーソルにより示された位置と寸法を示す判定経過図を作成する。欠陥判定用のカーソルは、図５に示すように、一定寸法、例えば各辺の長さが１０ｍｍの正方形と、正方形に外接する円からなり検査者の操作により移動して、丸いブローホール等の１種欠陥の位置を示す１種欠陥判定用カーソル３１と、複数の寸法、例えば３．０ｍｍ，２．０ｍｍ，１，０ｍｍ，０．７ｍｍ，０．５ｍｍの直径を有する円からなり、検査者の操作により１種欠陥の位置に移動して欠陥の寸法を示す１種欠陥寸法判定用カーソル３２及び細長いスラグ巻き込みや融合不良等に類する２種欠陥の両端を示し、その寸法を指定するための２種欠陥判定用カーソル３３を有する。記憶部２７は演算処理部２４で形成した合成画像や各種欠陥情報を格納する。画像出力部２８は合成画像や各種欠陥情報や撮像条件をプリンタ３０に出力して印刷させる。送信部２９は合成画像や各種欠陥情報を圧縮して最終処理装置４に送信する。
【００１４】
最終処理装置４は、図２のブロック図に示すように、受信部３４と記憶部３５と判定確認部３６と表示部３７及び出力部３８を有する。受信部３４は画像処理部３の送信部２９から送信された合成画像や各種欠陥情報等を伸長して記憶部３５に格納する。判定確認部３６は記憶部３５に格納された各溶接部８１の合成画像と各種欠陥情報を確認して最終判定を行う。表示部３７は判定確認部３６で判定した結果を合成画像と各種欠陥情報等とともに表示し、出力部３８は判定確認部３６で判定した結果を合成画像と各種欠陥情報等とともに外部記憶装置等に出力する。
【００１５】
上記のように構成したＸ線検査装置で管８の溶接部８１を検査するときの動作を図６のフローチャートを参照して説明する。
【００１６】
まず、図１に示すように、管８の検査する溶接部８１の近傍で一定距離隔てた位置にガイドレール１２を巻回して固定し、溶接部８１の近傍に確認帯１５を巻回して固定する。そして固定したガイドレール１２にＸ線センサ９を取り付けた走行車１３を配置し、Ｘ線発生装置１を管８内で走行させて溶接部８１まで移動する。次ぎに、検査者は画像処理装置２の操作部２３から撮像条件や検査位置等の作業データを入力して記憶部２７に格納し、図７の画面表示図に示すように、表示部２５の条件設定領域４１に表示する（ステップＳ１）。この状態で操作部２３で検査開始を指示すると、Ｘ線発生装置１は溶接部８１の内面にＸ線を照射し、演算処理部２４は設定された作業データをスキャナ制御部１１に送る。スキャナ制御部１１は送られた作業データによりスキャナ駆動部１０の走行車１３をガイドレール１２に沿って移動させる。走行車１３のセンサ保持部１４に取り付けられたＸ線センサ９は溶接部８１に沿って移動しながらＸ線透過画像と確認帯１５の画像を逐次撮像して演算処理部２４に送る（ステップＳ２）。このＸ線センサ９でＸ線透過画像と確認体１５の画像を撮像するときに、Ｘ線センサ９はバネ２０を介して上下動できるように取り付けられ、両端部に位置決め用の車輪２１を有するセンサ固定部２２により、溶接部８１と確認帯１５から常に一定位置を保って移動することができる。演算処理部２４はＸ線センサ９から連続して送られる溶接部８１のＸ線透過画像を積分処理してノイズを除去して１周分つなげた合成画像を形成して、形成した合成画像をＸ線センサ９で撮像した確認帯１５の画像とともに記憶部２７に格納するとともに、図７に示すように、表示部２５に合成画像４２と確認帯１５の画像４３を表示する（ステップＳ３）。Ｘ線センサ９から溶接部８１の１周分のＸ線透過画像が入力し合成画像が形成されると、検査者は入力部２３を操作して判定作業を開始する（ステップＳ４）。
【００１７】
判定作業に入ると、検査者は表示部２５に表示された合成画像４２を確認して欠陥の有無を判定する（ステップＳ５）。この確認の結果、表示部２４に表示された合成画像４２で欠陥を見出さないとき、検査者は操作部２３を操作して合成画像４２を横にスクロールして次ぎの画面を表示する（ステップＳ６）。また、検査者が合成画像４２で欠陥を検出すると（ステップＳ５）、欠陥の種類を確認し、図８に示すように、丸いブローホール等の１種欠陥５１を検出すると、操作部２３を操作して欠陥の種類として１種欠陥を指定する（ステップＳ８）。判定支援部２６は検査者が１種欠陥を指定すると、表示部２５のカーソル表示領域４４に１種欠陥判定用カーソル３１を表示する。この表示された１種欠陥判定用カーソル３１を検査者が操作部２３のマウスにより合成画像４２の１種欠陥５１がある位置に移動し、１種欠陥５１を覆うように回転して、図８に示すように、１種欠陥５１がある領域を指定する。１種欠陥判定用カーソル３１により１種欠陥５１がある領域が指定されると、判定支援部２６は表示部２５のカーソル表示領域４４に複数の１種欠陥寸法判定用カーソル３２を表示する。検査者は表示された複数の１種欠陥寸法判定用カーソル３２のなかから検出した各１種欠陥５１を覆う１種欠陥寸法判定用カーソル３２を選択して、操作部２３のマウスにより、図８に示すように、各１種欠陥５１の位置に選択した１種欠陥寸法判定用カーソル３２を移動して欠陥の位置と大きさの判定を指示する。判定支援部２６は１種欠陥判定用カーソル３１の位置と確認帯１５の画像４３に示すスケールから１種欠陥５１がある位置を判定し、各１種欠陥５１を覆う１種欠陥寸法判定用カーソル３２により各１種欠陥５１の大きさを判定して、欠陥の種類とともに一時記憶する（ステップＳ９）。
【００１８】
また、検査者が合成画像４２で欠陥を検出して欠陥の種類を確認した結果、図８に示すように、細長いスラグ巻き込みや融合不良等に類する２種欠陥５２を検出すると（ステップＳ５，Ｓ７）、検査者は操作部２３を操作して欠陥の種類として２種欠陥を指定する（ステップＳ１０）。判定支援部２６は検査者が２種欠陥を指定すると、表示部２５のカーソル表示領域４４に２種欠陥判定用カーソル３３を表示する。この表示された２種欠陥判定用カーソル３３を検査者が操作部２３のマウスにより合成画像４２の２種欠陥５２の一方の端部に移動して欠陥の始端位置を指定する。その後、検査者は２種欠陥判定用カーソル３３を２種欠陥５２の他方の端部に移動して欠陥の終端位置を指定する。判定支援部２６は指定された２種欠陥判定用カーソル３３の位置と確認帯１５の画像４３に示すスケールから２種欠陥５２がある位置を判定し、２種欠陥判定用カーソル３３で指定された欠陥の始端位置と終端位置から２種欠陥５２の長さを判定して、欠陥の種類とともに一時記憶する（ステップＳ１１）。
【００１９】
この欠陥の検出と判定処理を合成画像４２を横にスクロールしながら溶接部８１の全ての範囲について繰り返す（ステップＳ１２，Ｓ６，Ｓ５）。溶接部８１の全ての範囲について欠陥の検出と判定処理を行ったら、判定支援部２６は判定結果により、図９に示すように、各欠陥の種類と位置と大きさを示す判定経過図４５を作成する（ステップＳ１２，Ｓ１３）。例えば、図８に示すように、表示部２５に表示された合成画像４２のある範囲に大きさが３ｍｍと２ｍｍの１種欠陥５１と長さが２．５ｍｍの２種欠陥５２がある場合、各欠陥５１，５２の位置と大きさを示す判定経過図４５を作成し、演算処理部２４に送るとともに表示部２５に合成画像４２とともに表示する。演算処理部２４は送られた判定経過図４５を記憶部２７に格納する。この表示部２５に表示された合成画像４２と判定経過図４５を確認した検査者が操作部２３によりプリント出力を指示すると、演算処理部２４は記憶部２７に格納された合成画像４２と判定経過図４５を撮像条件等とともに読み出して画像出力部２８に送り、プリンタ３０で記録紙に印刷させる。そして検査者が合成画像４２等の送信を指示すると、演算処理部２４は記憶部２７に格納された合成画像４２と判定経過図４５を撮像条件等とともに読み出して送信部２９に送る。送信部２９は送られた合成画像４２等の情報を圧縮して最終処理装置４に送信して、次ぎの溶接部の検査に入る（ステップＳ１４）。
【００２０】
このように検査者が確認した欠陥の種類に応じた欠陥判定用のカーソル３０，３１，３２を表示し、各カーソル３０〜３２により欠陥の位置と大きさを判定するから、欠陥の位置と大きさを迅速かつ精度良く判定することができる。
【００２１】
最終処理装置４の受信部３４は、画像処理部３の送信部２９から送信された合成画像４２と判定経過図４５等の各種欠陥情報等を伸長して記憶部３４に格納する。この処理を各検査位置毎に繰り返して、各溶接部毎に各種欠陥情報等を記憶部３５に格納する。所定の溶接部の画像入力と判定作業が終了した後、判定確認部３６は、記憶部３５に格納された各溶接部の各種欠陥情報等から最終判定を行い、各溶接部の欠陥の有無と欠陥の種類や大きさを示す一覧表を作成して各種条件と合成画像４２や判定経過図４５とともに表示部３７に表示し、出力部３８を介して外部記憶装置等に出力する。
【００２２】
なお、上記実施例は画像処理装置３から合成画像４２と判定経過図４５等を送信部２９を介して最終処理装置４に送信する場合について説明したが、合成画像４２と判定経過図４５等を外部のハードディスク等に格納し、最終処理装置４はハードディスク等から合成画像４２と判定経過図４５等を読み出すようにしても良い。
【００２３】
また、上記実施例はガイドレール１２に沿って走行車１３を走行させる場合にちて説明したが、図１０に示すように、走行車１３ａに３個の磁気吸着方式のタイヤを有する車輪１７を設け、３個の車輪１７を管８の表面に吸着させながら走行車１３ａを走行させることにより、ガイドレール１２を使用しないで走行させるようにしても良い。
【００２４】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、Ｘ線センサとしてＣＣＤを使用することにより画像入力装置を小型化することができるとともに溶接部のＸ線透過画像を迅速に撮像することができる。
【００２５】
また、Ｘ線センサで連続して撮像したＸ線透過画像を積分処理してノイズを除去して連続した合成画像を形成して表示するから、溶接部の全溶接線に沿ったＸ線透過画像を各位置に対応して確認することができる。
【００２６】
さらに、検査者が表示された合成画像を確認して欠陥の種類を入力すると、欠陥の種類に応じた欠陥判定用のカーソルを表示し、入力した疵種と表示されたカーソルにより示された位置と寸法を示す判定経過図を作成するから、欠陥の状況を正確に確認することができる。
【００２７】
この欠陥判定用のカーソルとして、１種欠陥の領域を示す１種欠陥判定用カーソルと、複数の寸法の直径を有する円形の１種欠陥寸法判定用カーソル及び２種欠陥の両端を示してその寸法を指定する２種欠陥判定用カーソルを使用することにより、欠陥の位置と寸法を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の構成図である。
【図２】画像入力装置と画像処理装置と最終処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】スキャナ駆動部の構成図である。
【図４】ガイドレールの構成を示す正面図である。
【図５】欠陥判定用のカーソルの構成図である。
【図６】上記実施例の動作を示すフローチャートである。
【図７】表示部の表示図でる。
【図８】上記実施例の動作を示す表示図である。
【図９】判定経過図の構成図である。
【図１０】他の走行車を示す側面図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線発生装置
２ 画像入力装置
３ 画像処理装置
４ 最終処理装置
８ 管
８１ 溶接部
９ Ｘ線センサ
１０ スキャナ駆動部
１１ スキャナ制御部
２３ 操作部
２４ 演算処理部
２５ 表示部
２６ 判定支援部
２７ 記憶部
２８ 画像出力部
２９ 送信部
３０ プリンタ
３１ １種欠陥判定用カーソル
３２ １種欠陥寸法判定用カーソル
３３ ２種欠陥判定用カーソル

Claims (3)

1. Ｘ線発生装置と画像入力装置及び画像処理装置を有し、
   Ｘ線発生装置は被検査部にＸ線を照射し、
   画像入力装置は、Ｘ線センサとスキャナ駆動部を有し、Ｘ線センサはＣＣＤセンサからなり、スキャナ駆動部に搭載され、スキャナ駆動部は溶接部に沿って移動し、
   画像処理装置は操作部と演算処理部と表示部と判定支援部を有し、入力部は検査者が各種情報を入力するとともに各種操作を行い、演算処理部はＸ線センサから連続して送られる溶接部のＸ線透過画像を積分処理してノイズを除去して連続した合成画像を形成して表示部に表示し、判定支援部は検査者が入力した欠陥の種類に応じて欠陥判定用のカーソルを表示部に表示し、欠陥の種類に応じた前記カーソルを用いた検査者が前記合成画像上で指定した欠陥の位置と寸法を示す情報及び入力した欠陥の種類に基づいて、各種類の欠陥の位置と寸法を示す判定経過図を前記合成画像とは別途に作成することを特徴とするＸ線検査装置。
2. 上記欠陥判定用のカーソルは１種欠陥の領域を示す１種欠陥判定用カーソルと、複数の寸法の直径を有する円形の１種欠陥寸法判定用カーソル及び２種欠陥の両端を示してその寸法を指定する２種欠陥判定用カーソルからなる請求項１記載のＸ線検査装置。
3. 溶接部に沿ってＣＣＤセンサからなるＸ線センサを移動しながら溶接部を透過したＸ線により画像を撮像し、Ｘ線センサで連続して撮像したＸ線透過画像を積分処理してノイズを除去して連続した合成画像を形成して表示し、検査者が表示された合成画像を確認して欠陥の有無を判定し、表示された合成画像内で欠陥を見出さないとき、合成画像を横にスクロールして次ぎの画面を表示し、検査者が合成画像で欠陥を検出して欠陥の種類を入力すると、欠陥の種類に応じた欠陥判定用のカーソルを表示部に示し、欠陥の種類に応じた前記カーソルを用いた検査者が前記合成画像上で指定した欠陥の位置と寸法を示す情報及び入力した欠陥の種類に基づいて、各種類の欠陥の位置と寸法を示す判定経過図を前記合成画像とは別途に作成することを特徴とするＸ線検査方法。

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