JP5026153B2 - 管の超音波探傷方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、小径電縫鋼管や鍛接鋼管などの管の超音波探傷方法及び装置に関する。特に、本発明は、管端同士が突き合わされた状態で軸方向に搬送（いわゆるＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送）される複数の管を探触子回転型の超音波探傷機で連続的に探傷する方法及び装置において、管の両端部の未探傷領域を大きく低減することが可能な超音波探傷方法及び装置に関する。

小径電縫鋼管や鍛接鋼管の溶接部に対する品質保証は、非破壊検査や水圧試験によって行うことがＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ３４６２、Ｇ３４５３）によって規定されている。

上記のＪＩＳ規格には、超音波探傷方法又は渦流探傷方法の何れかによって非破壊検査を行うことも規定されているが、一般的には検査精度に優れる超音波探傷方法が適用されている。そして、小径の鋼管に対しては、探触子を鋼管の周方向に回転させて全周を探傷する探触子回転型の超音波探傷機を用いた超音波探傷方法（例えば、特許文献１〜１２参照）が好適に用いられる。

一方、小径電縫鋼管や鍛接鋼管は、帯状の鋼板を連続的に円筒状に成形することによって製管されるが、製造上の都合（例えば、鍛接鋼管の場合、高温状態で製管されるため、製管直後に超音波探傷することができない）により、製管直後ではなく、鋼管を所定の長さ（例えば、製品長）に切断した後に超音波探傷するのが一般的である。そして、この切断後の鋼管を１本毎に個別に探傷するのは効率が悪いため、管端同士が突き合わされた状態で軸方向に搬送（いわゆるＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送）される複数の鋼管を超音波探傷機で連続的に探傷することにより、探傷効率を高める方法が提案されている（例えば、特許文献１３参照）。
特開昭５９−７９８５１号公報 特開昭６０−８６４６３号公報 特開昭６０−２６３８５５号公報 特開昭６１−２６０１６０号公報 特開昭６２−１４７３５９号公報 特開昭６２−１５３７４１号公報 特開昭６２−１５３７４３号公報 特開昭６２−１５３７４４号公報 特開昭６４−３８６４７号公報 特開平４−２５７６１号公報 特開平６−２７３３８８号公報 特開２００１−２７６３１号公報 特開昭５９−１２３５４号公報

しかしながら、Ｅｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送によって搬送される複数の管（例えば、小径電縫鋼管や鍛接鋼管など）を探触子回転型の超音波探傷機で連続的に探傷する場合、主として以下の理由により、管の両端部に未探傷領域が生じるという問題がある。

図１は、従来のＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送における管の搬送速度の設定状況を説明するための模式図である。図１に示すように、従来のＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送では、超音波探傷機１に対して搬送方向上流側に位置する管の搬送速度ＶＩ、超音波探傷機１に対して搬送方向下流側に位置する管の搬送速度ＶＯ、超音波探傷機１で探傷中の管の搬送速度Ｖの順に速くなるように（すなわち、ＶＩ＞ＶＯ＞Ｖとなるように）、管Ｐの搬送速度が設定される。具体的には、超音波探傷機１に対して上流側に位置する搬送ローラＣＲＩの周速度をＶＩに設定し、超音波探傷機１の入側直近及び出側直近に位置する搬送ローラＣＲ１、ＣＲ２の周速度をＶに設定し、超音波探傷機１に対して下流側に位置する搬送ローラＣＲＯの周速度をＶＯに設定することにより、上記の管Ｐの搬送速度を実現している。

なお、図１では、管の搬送方向上流側の領域を２箇所に分割し、最も上流側に位置する管の搬送速度ＶＩ−１が、これよりも下流側に位置する管の搬送速度ＶＩ−２よりも速くなるように（すなわち、ＶＩ−１＞ＶＩ−２＞ＶＯ＞Ｖとなるように）、管Ｐの搬送速度が設定されている例を示す。具体的には、超音波探傷機１に対して最も上流側に位置する搬送ローラＣＲＩ−１の周速度をＶＩ−１に設定し、これよりも下流側に位置する搬送ローラＣＲＩ−２の周速度をＶＩ−２に設定することにより、上記の管Ｐの搬送速度を実現している。

従来のＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送では、１本目の管Ｐ１を搬送ローラＣＲＩ−１上に載置した（図１（ａ）参照）後、搬送ローラＣＲＩ−１、ＣＲＩ−２で超音波探傷機１に向けて段階的に速度を落として管Ｐ１を軸方向に搬送する。そして、例えば管Ｐ１の先端部が超音波探傷機１の入側直近に位置する搬送ローラＣＲ１とこの搬送ローラＣＲ１の上方に配置されたピンチローラＰＲ１との間で挟持されたタイミングで、２本目の管Ｐ２を搬送ローラＣＲＩ−１上に載置する（図１（ｂ）参照）。

続いて、１本目の管Ｐ１が搬送速度Ｖで搬送されながら超音波探傷機１で探傷中に、これよりも速い搬送速度（ＶＩ−１、ＶＩ−２）で搬送された２本目の管Ｐ２が管Ｐ１に追いつき、管Ｐ１の後端と管Ｐ２の先端とが突き合わされた状態となる（図１（ｃ）参照）。管Ｐ１の後端と管Ｐ２の先端とが突き合わされた状態のまま、管Ｐ１及び管Ｐ２は超音波探傷機１で順次探傷され、この間に３本目の管Ｐ３が搬送ローラＣＲＩ−１上に載置され、超音波探傷機１に向けて搬送される（図１（ｄ）参照）。そして、超音波探傷を終了した管Ｐ１の後端が超音波探傷機１の出側直近に位置する搬送ローラＣＲ２とこの搬送ローラＣＲ２の上方に配置されたピンチローラＰＲ２との間を抜けた後、管Ｐ１は、管Ｐ２の搬送速度Ｖよりも速い搬送速度ＶＯで搬送される（図１（ｅ）参照）。これにより、管Ｐ１の後端と管Ｐ２の先端とが突き合わされた状態は解消し、管Ｐ１は次工程へと搬出される。以下、探傷する管Ｐの本数分だけ同様の手順が繰り返されることになる。

以上に説明した従来のＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送によって搬送される複数の管を探触子回転型の超音波探傷機で連続的に探傷する場合、接触媒質（水など）も回転しながら探触子と管の外面との間に介在する。従来のＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送では、管の突き合わせ部分に隙間が生じ（下流側の管の後端と上流側の管の先端とが離間し）、この隙間から管の内部に上記の接触媒質が流入する場合がある。

探触子回転型の超音波探傷機は、探触子を管の周方向に回転させながら管の外面と内面との間で超音波を反射させることにより探傷する構成であるが、上記のように管の内部に接触媒質が流入すると、探傷ノイズが生じて疵を過検出する（実際には疵が存在しない、或いは、有害となるような疵が存在しないにも関わらず、疵が存在すると判定する）虞がある。このため、従来のＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送を用いた超音波探傷方法では、管端から管の内部に向けて接触媒質が流入する範囲を予測し、この予測した範囲を探傷領域から除外することにより、疵の過検出を防止している。このため、管の両端部に未探傷領域が生じるという問題がある。

上記管の両端部に未探傷領域が生じる問題に対する対応策として、（１）製品長よりも長い管を超音波探傷した後に、その両端部の未探傷領域を切断する方法や、（２）両端部の未探傷領域について手動の非破壊検査による再検査を実施する方法等が実施されている。

しかしながら、上記（１）の方法は、両端部の切断に起因して、製品の歩留まり低下や、作業員の工数増加（切断作業や切断後の端面の研磨等）に伴う製造効率の低下を招くという問題がある。また、上記（２）の方法は、手動による再検査が必要なため、製造効率の低下を招いたり、検査員の増員が必要になるという問題がある。

一方、特許文献９には、探傷ゲートの開閉タイミングの精度を向上させることにより、管の両端部における未探傷領域を低減する方法が提案され、特許文献４や１２には、管の内部への接触媒質の流入を機械的に防止することにより、管の両端部における未探傷領域を低減する方法が提案されている。

しかしながら、上記特許文献４、９及び１２に記載の方法では、何れも未探傷領域が十分に低減されない他、特許文献４や１２に記載の方法では、接触媒質の流入を防止するための装置構成が複雑化するという問題もある。

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、管端同士が突き合わされた状態で軸方向に搬送（いわゆるＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送）される複数の管を探触子回転型の超音波探傷機で連続的に探傷する方法及び装置において、管の両端部の未探傷領域を大きく低減することが可能な超音波探傷方法及び装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、管端同士が突き合わされた状態で軸方向に搬送される複数の管を探触子回転型の超音波探傷機で連続的に探傷する方法であって、前記超音波探傷機の出側直近における管の搬送速度を前記超音波探傷機の入側直近における管の搬送速度よりも遅く設定し、突き合わされた状態の管端を含む管の端部を探傷する際に、管の中央部を探傷するときに比べて、探傷感度を高めるか、或いは、疵検出しきい値を低下させることを特徴とする管の超音波探傷方法を提供するものである。

斯かる発明によれば、超音波探傷機の出側直近における管の搬送速度を超音波探傷機の入側直近における管の搬送速度よりも遅く設定するため、管端同士が突き合わされた状態で超音波探傷機に搬送されてきた一対の管の内、搬送方向下流側に位置する一方の管の後端と搬送方向上流側に位置する他方の管の先端とが互いに確実に押し付け合う状態になる。この結果、従来のように超音波探傷機の出側直近における管の搬送速度と超音波探傷機の入側直近における管の搬送速度とを同一に設定する場合に比べて、管の突き合わせ部分に隙間が生じ難く、管の内部に接触媒質が流入する虞を大幅に低減でき、管の両端部の未探傷領域を大きく低減することが可能である。なお、上記の搬送速度の設定は、例えば、超音波探傷機の入側直近及び出側直近に管を搬送するための搬送ローラを配置し、出側直近に配置した搬送ローラの周速度を入側直近に配置した搬送ローラの周速度よりも遅く設定することにより実現可能である。

ここで、Ｅｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送によって搬送される管を超音波探傷した場合、管の両端部に設けた人工疵（ノッチ疵）と中央部に設けた人工疵（ノッチ疵）とでは、たとえ同じ大きさの人工疵であっても、管の両端部に設けた人工疵からのエコー高さの方が、管の中央部に設けた人工疵からのエコー高さよりも小さくなる（本発明者らの試験では、管の両端部に設けた人工疵からのエコー高さは、管の中央部に設けた人工疵からのエコー高さに比べて１．５〜４ｄＢ程度低下した）。これは、以下の理由によるものと推察される。

探触子回転型の超音波探傷機で管を探傷する場合、管は軸方向に搬送される一方、探触子は管の周方向に回転するため、探触子から送信された超音波は、管に対してスパイラル状に入射されることになる。そして、管の突き合わせ部分では、たとえ管端同士が押し付け合った状態であっても界面が存在するため超音波が反射し易い。このため、管の両端部に設けた人工疵には、スパイラル状に入射された超音波の一部しか照射されず（残りの超音波は上記の界面で反射する）、管の中央部に設けた人工疵からのエコー高さに比べて、エコー高さが低下するものと考えられる。また、管の曲がりや真円度の不良によって、管の突き合わせ部分に位置ズレ（突き合わせられた一方の管と他方の管との径方向の位置ズレ）が生じることが考えられる。これにより、探触子の回転中心と管の軸心との間に位置ズレが生じるため、管の中央部に設けた人工疵からのエコー高さに比べて、管の両端部に設けた人工疵からのエコー高さが低下することも考えられる。

実際の疵の場合も上記人工疵の場合と同様に、たとえ同じ大きさの疵であっても、管の両端部に生じた疵からのエコー高さの方が、管の中央部に生じた疵からのエコー高さよりも小さくなると考えられる。従って、管の中央部に対して適正な疵検出しきい値（所定値以上の強度を有するエコーを疵からのエコーとして検出するためのしきい値）と同じ疵検出しきい値で管の両端部を探傷すると、管の両端部に生じた疵を見逃す虞がある。このため、管の両端部を未探傷領域として扱う必要が生じる虞がある。一方、管の両端部に生じた疵を検出するために、管の全長に亘って探傷感度（エコーの増幅度）を高めたり、或いは、疵検出しきい値を低下させると、管の中央部において疵を過検出する、或いは、疵を過大評価する（実際の疵よりも大きな疵が存在すると判定する）虞がある。

以上に説明したように、突き合わされた状態の管端を含む管の端部に生じた疵からのエコー高さの低下に起因した未探傷領域の発生を低減し、なお且つ、管の中央部における疵の過検出又は過大評価を低減するため、前述のように、本発明に係る管の超音波探傷方法は、突き合わされた状態の管端を含む管の端部を探傷する際に、管の中央部を探傷するときに比べて、探傷感度（エコーの増幅度）を高めるか、或いは、疵検出しきい値を低下させている。

また、前記課題を解決するため、本発明は、管端同士が突き合わされた状態で軸方向に搬送される複数の管を連続的に探傷する超音波探傷装置であって、探触子回転型の超音波探傷機と、前記超音波探傷機に向けて管を軸方向に搬送すると共に、前記超音波探傷機で探傷した後の管を軸方向に搬送するための搬送手段と、前記超音波探傷機の入側に配置され、突き合わされた状態の管端を検知する管端検知センサと、前記超音波探傷機の探傷条件を制御すると共に、前記管端検知センサによって突き合わされた状態の管端を検知したタイミングからの管の搬送距離に基づき、管の搬送方向についての前記突き合わされた状態の管端の現在位置を演算する演算制御手段とを備え、前記搬送手段は、管の搬送方向に沿って配置された複数の搬送ローラを具備し、前記複数の搬送ローラの内、前記超音波探傷機の出側直近に配置された搬送ローラの周速度が、前記超音波探傷機の入側直近に配置された搬送ローラの周速度よりも遅く設定され、前記演算制御手段は、前記演算した突き合わされた状態の管端の現在位置が、前記超音波探傷機の具備する探触子の位置を含み管の搬送方向上流側から下流側に亘る所定の範囲内にある場合、前記所定の範囲外にあるときと比べて、探傷感度を高めるか、或いは、疵検出しきい値を低下させて探傷するように、前記超音波探傷機を制御することを特徴とする管の超音波探傷装置としても提供される。

本発明に係る管の超音波探傷方法及び装置によれば、管端同士が突き合わされた状態で軸方向に搬送（いわゆるＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送）される複数の管を探触子回転型の超音波探傷機で連続的に探傷する方法及び装置において、管の両端部の未探傷領域を大きく低減することが可能である。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明に係る管の超音波探傷方法の一実施形態について説明する。
図２は、本発明に係る超音波探傷方法を実施するための超音波探傷装置の一例を概略的に示す模式図である。図２に示すように、本実施形態に係る超音波探傷装置１００は、管端同士が突き合わされた状態で軸方向に搬送される複数の管Ｐを連続的に探傷するように構成されている。図２では、管Ｐの搬送方向（図２の白抜き矢符の方向）下流側に位置する管Ｐ１の後端と搬送方向上流側に位置する管Ｐ２の先端とが突き合わされた状態で、管Ｐ１が探傷されている状態を示している。

超音波探傷装置１００は、探触子回転型の超音波探傷機１と、超音波探傷機１に向けて管Ｐを軸方向に搬送すると共に、超音波探傷機１で探傷した後の管Ｐを軸方向に搬送するための搬送手段２とを備えている。

本実施形態に係る超音波探傷機１は、管Ｐを挟んで対向配置された２つの探触子１１、１２を具備する。そして、各探触子１１、１２が管Ｐの周方向に回転すると共に、管Ｐが軸方向に搬送されることにより、管Ｐの全面が探傷可能に構成されている。本実施形態では、２つの探触子１１、１２を具備する構成について例示したが、１つの探触子を具備する構成、或いは、管Ｐの周方向に沿って配置した３つ以上の探触子を具備する構成を採用することも可能である。なお、探触子１１、１２を管Ｐの周方向に回転させるための機構や、探触子１１、１２と管Ｐの外面との間に接触媒質を介在させるための構造等については、公知の構成を採用可能であるため、ここではその詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る搬送手段２は、管Ｐの搬送方向に沿って配置された複数の搬送ローラ（図２では、超音波探傷機１の入側直近に位置する搬送ローラＣＲ１及び出側直近に位置する搬送ローラＣＲ２のみを図示）を具備する。管Ｐは、搬送方向に沿って配置された複数の搬送ローラの内、搬送方向上流側に位置する搬送ローラ上に載置された後、各搬送ローラを回転駆動することにより超音波探傷機１に向けて搬送され、超音波探傷機１での探傷終了後に次工程へと搬出される。そして、超音波探傷機１に対して搬送方向上流側に位置する管の搬送速度、搬送方向下流側に位置する管の搬送速度、超音波探傷機１で探傷中の管の搬送速度の順に速くなるように、管Ｐの搬送速度が設定されている。具体的には、超音波探傷機１に対して上流側に位置する搬送ローラ（図示せず）の周速度、超音波探傷機１に対して下流側に位置する搬送ローラ（図示せず）の周速度、超音波探傷機１の入側直近及び出側直近に位置する搬送ローラＣＲ１、ＣＲ２の周速度の順に速くなるように、各搬送ローラの周速度を設定することにより、上記の管Ｐの搬送速度を実現している。

上記のように管Ｐの搬送速度を設定することにより、超音波探傷機１で探傷中の管Ｐ１に管Ｐ２が追いつき、管Ｐ１の後端部と管Ｐ２の先端部を探傷する際には、管Ｐ１の後端と管Ｐ２の先端とが突き合わされた状態になる。そして、管Ｐ１の探傷が終了した後には、管Ｐ１の後端と管Ｐ２の先端とが突き合わされた状態は解消し、管Ｐ１は次工程へと搬出される。以上の点では、本実施形態に係る超音波探傷装置１００による管Ｐの搬送方法は、従来のＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送と同じである。

しかしながら、本実施形態に係る超音波探傷装置１００による管Ｐの搬送方法では、超音波探傷機１の出側直近における管Ｐの搬送速度Ｖ２が超音波探傷機１の入側直近における管Ｐの搬送速度Ｖ１よりも遅く設定されている点で、従来と異なる。なお、超音波探傷機１の出側直近における管Ｐの搬送速度Ｖ２は、管端同士が突き合わされた状態ではなく（すなわち、１本の管Ｐを単独で搬送している状態であり）、且つ、搬送ローラＣＲ２のみで管Ｐを搬送している状態であり、なお且つ、管Ｐと搬送ローラＣＲ２との間に滑りが生じていないと仮定した場合の搬送速度を意味する。超音波探傷機１の入側直近における管Ｐの搬送速度Ｖ１についても同様に、管端同士が突き合わされた状態ではなく、且つ、搬送ローラＣＲ１のみで管Ｐを搬送している状態であり、なお且つ、管Ｐと搬送ローラＣＲ１との間に滑りが生じていないと仮定した場合の搬送速度を意味する。

具体的には、超音波探傷機１の出側直近に配置された搬送ローラＣＲ２の周速度をＶ２に設定し、超音波探傷機１の入側直近に配置された搬送ローラＣＲ１の周速度をＶ１に設定することにより、上記の管Ｐの搬送速度を実現している。例えば、搬送ローラＣＲ２の周速度Ｖ２は、搬送ローラＣＲ１の周速度Ｖ１の９０〜９８％に設定される。搬送ローラＣＲ２の周速度Ｖ２を搬送ローラＣＲ１の周速度Ｖ１の９８％より速く設定すると、搬送方向下流側に位置する一方の管Ｐ１の後端と搬送方向上流側に位置する他方の管Ｐ２の先端とが押し付け合う力が弱まるため、本発明の効果が低減するからである。また、搬送ローラＣＲ２の周速度Ｖ２を搬送ローラＣＲ１の周速度Ｖ１の９０％より遅く設定すると、管Ｐ１、Ｐ２と搬送ローラＣＲ２、ＣＲ１との間の滑りが大きくなるため、管Ｐ１、Ｐ２に疵が生じる虞があるからである。

以上に説明した本実施形態に係る超音波探傷装置１００を用いた超音波探傷方法では、上記のように、超音波探傷機１の出側直近における管Ｐの搬送速度Ｖ２が超音波探傷機１の入側直近における管Ｐの搬送速度Ｖ１よりも遅く設定される。このため、管端同士が突き合わされた状態で超音波探傷機１に搬送されてきた一対の管Ｐ１、Ｐ２の内、搬送方向下流側に位置する一方の管Ｐ１の後端と搬送方向上流側に位置する他方の管Ｐ２の先端とが互いに確実に押し付け合う状態になる。この結果、従来のように超音波探傷機１の出側直近における管の搬送速度と超音波探傷機１の入側直近における管の搬送速度とを同一に設定する場合に比べて、管Ｐ１、Ｐ２の突き合わせ部分に隙間が生じ難く、管Ｐ１、Ｐ２の内部に接触媒質が流入する虞を大幅に低減できる。これにより、管Ｐの両端部の未探傷領域を大きく低減することが可能である。なお、管Ｐの肉厚が極端に小さいと、管Ｐの突き合わせ部分に位置ズレが生じ易くなるため、管Ｐの内部に接触媒質が流入する虞が高まる。従って、本発明に係る超音波探傷方法は、肉厚が約２．５ｍｍ以上の管Ｐに適用するのが好ましい。

なお、前述のように、Ｅｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送によって搬送される管Ｐを超音波探傷した場合、たとえ同じ大きさの疵であっても、管Ｐの両端部に生じた疵からのエコー高さの方が、管Ｐの中央部に生じた疵からのエコー高さよりも小さくなる。このため、本実施形態に係る超音波探傷装置１００を用いた超音波探傷方法では、好ましい態様として、管Ｐの両端部を探傷する際に、管Ｐの中央部を探傷するときに比べて、探傷感度（エコーの増幅度）を高める構成を採用している。

具体的には、図２に示すように、本実施形態に係る超音波探傷装置１００は、超音波探傷機１の入側に配置され、突き合わされた状態の管端を検知する管端検知センサ３と、超音波探傷機１の探傷条件を制御すると共に、管Ｐの搬送方向についての前記管端の現在位置を演算する演算制御手段４とを備える構成とされている。

管端検知センサ３としては、例えば、溶接部に生じる渦電流と母材部に生じる渦電流との差異に基づいて溶接部を検知することを測定原理とした公知の溶接部検知用渦流式センサを転用することが可能である。溶接部検知用渦流式センサを転用できるのは、たとえ管端同士が押し付け合った状態であっても、ミクロ的には管Ｐの突き合わせ部分に微かな隙間（空隙）が存在するため、この空隙に生じる渦電流と管Ｐに生じる渦電流との間に差異が生じるからである。ただし、本発明は、これに限るものではなく、突き合わされた状態の管端を検知することができる限りにおいて、種々の構成の管端検知センサ３を採用することが可能である。

演算制御手段４には、管端検知センサ３から管端検知信号が入力される。一方、演算制御手段４には、搬送ローラＣＲ１の上方に配置されたピンチローラＰＲ１に取り付けられたパルスジェネレータ（図示せず）からピンチローラＰＲ１の回転に伴うパルス信号が入力される。すなわち、上記のパルスジェネレータは、ピンチローラＰＲ１が１回転する間に所定数のパルス信号を発生するように構成されており、この発生したパルス信号が演算制御手段４に逐次入力される。演算制御手段４は、入力されたパルス信号の数（パルス数）を計数する。そして、演算制御手段４は、管端検知センサ３によって管端を検知したタイミング（管端検知信号が入力されたタイミング）から計数したパルス数（Ｎ）と、ピンチローラＰＲ１の外周長（ＣＬ）とに基づき、管端検知センサ３によって管端を検知したタイミングからの管Ｐの搬送距離を算出する。より具体的に説明すれば、演算制御手段４には、ピンチローラＰＲ１の外周長（ＣＬ）をピンチローラＰＲ１が１回転する間に発生するパルス数（ＮＡ）で除した値（例えば、ＣＬ／ＮＡ＝１０ｍｍ／パルス）が予め入力され記憶される。そして、演算制御手段４は、上記記憶された値（ＣＬ／ＮＡ）と、搬送ローラＰＲ１の回転に伴って逐次入力されるパルス信号のパルス数（Ｎ）とを乗算することにより、管Ｐの搬送距離を算出する（すなわち、管Ｐの搬送距離＝ＣＬ／ＮＡ・Ｎ）。つまり、本実施形態における管Ｐの搬送距離の算出は、ピンチローラＰＲ１と管Ｐとの間に滑りが生じていないことを前提としている。

演算制御手段４は、前記算出した管Ｐの搬送距離に基づき、管Ｐの搬送方向についての前記管端の現在位置を演算する。すなわち、管Ｐの管端の現在位置は、管端検知センサ３の直下にある位置を基準として、前記算出した管Ｐの搬送距離だけ搬送方向下流側に離間した位置とされる。そして、演算制御手段４は、前記演算した管端の現在位置が、超音波探傷機１の具備する探触子１１、１２の位置（管Ｐの搬送方向についての位置）を含み管Ｐの搬送方向上流側から下流側に亘る所定の範囲内（図２に示すＬの範囲内であり、例えば、探触子１１、１２の位置を基準として±５０ｍｍの範囲内）にある場合、前記所定の範囲外にあるときと比べて、探傷感度を高めて（０．１〜数ｄＢ程度高めて）探傷するように、超音波探傷機１を制御する。換言すれば、演算制御手段４は、管端を含むＬの範囲内を管Ｐの両端部とみなす一方、Ｌの範囲外を管Ｐの中央部とみなす。そして、演算制御手段４は、管の両端部（管端を含むＬの範囲内）を探傷する際に、管の中央部（Ｌの範囲外）を探傷するときに比べて、探傷感度を高めて探傷するように、超音波探傷機１が具備する増幅器のゲインを調整するように構成されている。

以上に説明した好ましい態様によれば、管Ｐの両端部に生じた疵からのエコー高さの低下に起因した未探傷領域の発生を低減し、なお且つ、管Ｐの中央部における疵の過検出を低減することが可能である。

本実施形態では、管Ｐの両端部を探傷する際に、管Ｐの中央部を探傷するときに比べて、探傷感度（エコーの増幅度）を高める構成について例示したが、本発明はこれに限るものではなく、管Ｐの両端部を探傷する際に、管Ｐの中央部を探傷するときに比べて、疵検出しきい値（所定値以上の強度を有するエコーを疵からのエコーとして検出するためのしきい値）を低下させる構成を採用することも可能である。

なお、前述のように、超音波探傷機１での探傷終了後の管Ｐは、次工程へと搬出されるが、この際、疵が検出されなかった管Ｐを健全品とし、疵が検出された管Ｐを不良品として分類して搬出するのみならず、不良品を両端部で疵を検出した管Ｐと中央部で疵を検出した管Ｐとに更に分類して搬出することも可能である。不良品を両端部で疵を検出した管Ｐと中央部で疵を検出した管Ｐとに更に分類して搬出する利点については後述する。

また、管端及びその極近傍の範囲内で疵を検出した場合（演算した管端の現在位置が、探触子１１、１２の位置及びその極近傍の範囲内にあるときに疵を検出した場合）、実際に疵が生じている管Ｐが搬送方向上流側及び下流側の何れに位置する管Ｐであるかの判断を誤る可能性がある。すなわち、真に管端（突き合わせ部分）で疵を検出した場合、上流側及び下流側の何れに位置する管に疵が生じているかを判断することはできない。また、ピンチローラＰＲ１と管Ｐとの間に滑りが生じること等により、前述のようにパルスジェネレータを用いて算出した管Ｐの搬送距離にある程度の計算誤差が生じることもあるため、この計算誤差に起因して、演算した管端の現在位置が実際の管端の現在位置とずれる虞もある。このため、管端を除く管端の極近傍で疵を検出した場合であっても、上流側及び下流側の何れに位置する管Ｐに疵が生じているかの判断を誤る虞がある。従って、管端及びその極近傍の範囲内で疵を検出した場合には、健全品の中に不良品が混入する虞を無くすため、上流側及び下流側の何れに位置する管Ｐにも疵が生じていると判断し、双方の管Ｐを不良品として搬出することが好ましい。ただし、実際には、上流側及び下流側の双方の管Ｐに同時に疵が生じていることは希であるため、双方の管Ｐを不良品としてその端部を切断等するのでは、製品の歩留まり低下を招くことになる。従って、双方の管Ｐを不良品として搬出するものの、前述のように、中央部で疵を検出した管Ｐとは分類して搬出することが好ましい。これにより、中央部で疵を検出した管Ｐについては、手動の非破壊検査等による再検査を実施する必要が無いため、製造効率を維持することが可能である。一方、管端及びその極近傍の範囲内で疵を検出した管Ｐについては、再検査を実施して、不良品として搬出された双方の管Ｐのうち実際に疵が生じている管Ｐを特定すれば、製品の歩留まり低下を抑制することが可能である。

以下、実施例を示すことにより、本発明の特徴をより一層詳細に説明する。
図２を参照して説明した本発明に係る超音波探傷装置１００を用いて、以下の（１）〜（５）に示す鍛接管の超音波探傷試験を行った。

（１）先ず最初に、超音波探傷機１内に、人工疵（疵種：ノッチ疵、深さ：管の肉厚×１２．５％、軸方向長さ：１０ｍｍ）を加工した鍛接管（規格：ＳＧＰ（ＪＩＳ Ｇ３４５２）、寸法：外径１５Ａ×長さ４ｍ）を挿入し、管軸方向について、探触子１１、１２の位置と人工疵の中心位置とを一致させた状態（静止状態）として、Ａスコープ上でエコー高さを観察した。そして、人工疵からのエコー高さがＡスコープ上で５０％となるように、超音波探傷機１の探傷感度（エコーの増幅度）を設定した。より具体的には、管を周方向に９０°ピッチで回転させて、各位置での人工疵からのエコー高さを観察し、最も小さいエコー高さが５０％となるように探傷感度を設定した。

（２）次に、手動の超音波探傷方法で探傷した結果、疵が検出されず健全であった上記（１）と同様の規格・寸法の鍛接管４本と、外面の両端部及び中央部に上記（１）と同様の人工疵を加工した上記（１）と同様の規格・寸法の鍛接管３本とを用意した。そして、これらの管を交互に搬送手段２に載置して軸方向に搬送（図３参照）し、管端同士が突き合わされた状態の７本の管を超音波探傷機１で連続的に探傷した。この際、超音波探傷機１の入側直近における管の搬送速度（搬送ローラＣＲ１の周速度）は４０ｍ／ｍｉｎに設定し、超音波探傷機１の出側直近における管の搬送速度（搬送ローラＣＲ２の周速度）は４０ｍ／ｍｉｎの９５％の速度に設定した。以上の探傷試験を再現性を確認するために５回繰り返した。

（３）上記（２）の探傷試験によって、管の中央部に設けた人工疵からのエコー高さと、管の両端部に設けた人工疵からのエコー高さとを確認したところ、管の両端部に設けた人工疵からのエコー高さは、管の中央部に設けた人工疵からのエコー高さに比べて３．５ｄＢ程度低下していた。この結果に基づき、超音波探傷機１の疵検出しきい値をＡスコープ上で５０％に設定した場合において、管の両端部に設けた人工疵を全て検出可能な探傷感度を算出した。

（４）上記（１）と同様の規格・寸法の健全な鍛接管３００本を用意した。そして、これらの管を搬送手段２に順次載置して搬送（搬送速度は上記（２）と同様）し、管端同士が突き合わされた状態の３００本の管を超音波探傷機１で連続的に探傷した。より具体的には、超音波探傷機１の探傷感度を上記（１）で設定した探傷感度にした場合の３００本の管の連続探傷と、超音波探傷機１の探傷感度を上記（３）で算出した探傷感度にした場合の３００本の管の連続探傷との双方を行った。その結果、超音波探傷機１の探傷感度を上記（３）で算出した探傷感度にした場合には、超音波探傷機１の探傷感度を上記（１）で設定した探傷感度にした場合と比べて、管の中央部における疵の過検出数が１０％増加した。以上の結果より、本発明に係る超音波探傷装置１００を用いた超音波探傷方法（超音波探傷機１の探傷感度を上記（３）で算出した探傷感度にした場合）によれば、管の突き合わせ部分に隙間が生じ難く、管の内部に接触媒質が流入する虞を大幅に低減できるため、管の両端部の未探傷領域を大きく低減することが可能（本実施例では、管の両端部に設けた人工疵を全て検出可能）であるが、管の中央部において疵を過検出する点に改善の余地があるといえる。

（５）そこで、好ましい態様として、管の全長を探傷する場合、管の両端部（管端から５０ｍｍの範囲内）を探傷する際と、管の中央部を探傷する際とで、疵検出しきい値を別個の値に設定可能な構成を採用した。具体的には、管の両端部を探傷する際の疵検出しきい値をＡスコープ上で５０％に設定する一方、管の中央部を探傷する際の疵検出しきい値をＡスコープ上で７５％に設定した。そして、超音波探傷機１の探傷感度を上記（３）で算出した探傷感度に設定し、上記（４）で用意した３００本の鍛接管を再び超音波探傷機１で連続的に探傷した。その結果、管の中央部における疵の過検出数は０となった。以上の結果より、上記の本発明の好ましい態様によれば、管の両端部に生じた疵からのエコー高さの低下に起因した未探傷領域の発生を低減し、なお且つ、管の中央部における疵の過検出を低減することが可能であるといえる。

図１は、従来のＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ搬送における管の搬送速度の設定状況を説明するための模式図である。 図２は、本発明に係る超音波探傷方法を実施するための超音波探傷装置の一例を概略的に示す模式図である。 図３は、本発明の実施例における管の搬送状況を説明するための模式図である。

符号の説明

１・・・超音波探傷機
２・・・搬送手段
３・・・管端検知センサ
４・・・演算制御手段
１１，１２・・・探触子
１００・・・超音波探傷装置
ＣＲ１，ＣＲ２・・・搬送ローラ
ＰＲ１，ＰＲ２・・・ピンチローラ

Claims (2)

1. 管端同士が突き合わされた状態で軸方向に搬送される複数の管を探触子回転型の超音波探傷機で連続的に探傷する方法であって、
   前記超音波探傷機の出側直近における管の搬送速度を前記超音波探傷機の入側直近における管の搬送速度よりも遅く設定し、
   突き合わされた状態の管端を含む管の端部を探傷する際に、管の中央部を探傷するときに比べて、探傷感度を高めるか、或いは、疵検出しきい値を低下させることを特徴とする管の超音波探傷方法。
2. 管端同士が突き合わされた状態で軸方向に搬送される複数の管を連続的に探傷する超音波探傷装置であって、
   探触子回転型の超音波探傷機と、
   前記超音波探傷機に向けて管を軸方向に搬送すると共に、前記超音波探傷機で探傷した後の管を軸方向に搬送するための搬送手段と、
   前記超音波探傷機の入側に配置され、突き合わされた状態の管端を検知する管端検知センサと、
   前記超音波探傷機の探傷条件を制御すると共に、前記管端検知センサによって突き合わされた状態の管端を検知したタイミングからの管の搬送距離に基づき、管の搬送方向についての前記突き合わされた状態の管端の現在位置を演算する演算制御手段とを備え、
   前記搬送手段は、管の搬送方向に沿って配置された複数の搬送ローラを具備し、
   前記複数の搬送ローラの内、前記超音波探傷機の出側直近に配置された搬送ローラの周速度が、前記超音波探傷機の入側直近に配置された搬送ローラの周速度よりも遅く設定され、
   前記演算制御手段は、前記演算した突き合わされた状態の管端の現在位置が、前記超音波探傷機の具備する探触子の位置を含み管の搬送方向上流側から下流側に亘る所定の範囲内にある場合、前記所定の範囲外にあるときと比べて、探傷感度を高めるか、或いは、疵検出しきい値を低下させて探傷するように、前記超音波探傷機を制御することを特徴とする管の超音波探傷装置。

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