JP5590249B2 - Defect detection apparatus, defect detection method, program, and storage medium - Google Patents

Defect detection apparatus, defect detection method, program, and storage medium Download PDF

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Description

本発明は、溶接鋼管の管軸方向に沿って形成された溶接面に存在する欠陥を検出する欠陥検出装置及び欠陥検出方法、当該欠陥検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、当該プログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。なお、本明細書においては、管径が5インチ以下、管厚みが7.5mm以下の小径の電縫鋼管について欠陥検出を行う場合を例に説明を行うが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えばアーク溶接鋼管などの他の溶接鋼管を欠陥検出の対象とするものであってもよい。   The present invention relates to a defect detection device and a defect detection method for detecting a defect present on a weld surface formed along a pipe axis direction of a welded steel pipe, a program for causing a computer to execute the defect detection method, and the program to be stored. The present invention relates to a computer-readable storage medium. In this specification, a case where defect detection is performed on a small diameter electric resistance steel pipe having a pipe diameter of 5 inches or less and a pipe thickness of 7.5 mm or less will be described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, another welded steel pipe such as an arc welded steel pipe may be the target of defect detection.

まず、電縫鋼管の一般的な製造方法について説明する。図18Aおよび図18Bは、一般的な電縫鋼管の製造方法の一例を示す模式図である。図18Aに示すように、一般的な電縫鋼管の製造方法においては、帯状の鋼板(帯鋼)201を、方向202に向かって連続的に搬送しながら、多数のロール群(図示せず)により管状に成形し、その突合せ端面203を高周波コイル204による誘導加熱又はコンタクトチップ(図示せず)による直接通電加熱により溶融するとともに、スクイズロール205により押圧を加えることで、突合せ端面203を溶接して溶接部210を形成する。このようにして、図18Bに示すように、溶接部210(溶接面)が管軸方向220に沿って形成された電縫鋼管200が製造される。なお、本明細書において、溶接面とはオープ管状に成形された熱延鋼板端部が、加熱され、溶融し、溶融部が押圧を加えることによって排出されて接合が完了した時の接合面をいう。溶接面は溶接衝合面と称される場合もある。   First, the general manufacturing method of an electric resistance steel pipe is demonstrated. FIG. 18A and FIG. 18B are schematic views showing an example of a general method for manufacturing an electric resistance welded steel pipe. As shown in FIG. 18A, in a general method for manufacturing an electric resistance welded steel pipe, a number of roll groups (not shown) are conveyed while continuously transporting a strip-shaped steel plate (strip steel) 201 in a direction 202. The butt end surface 203 is melted by induction heating by a high frequency coil 204 or direct current heating by a contact tip (not shown) and pressed by a squeeze roll 205 to weld the butt end surface 203. To form the welded portion 210. In this way, as shown in FIG. 18B, the electric resistance welded steel pipe 200 in which the welded portion 210 (welded surface) is formed along the pipe axis direction 220 is manufactured. In this specification, the welded surface is the end surface of the hot-rolled steel sheet formed into an open tubular shape, heated and melted, and the molten surface is discharged by applying pressure to complete the bonding. Say. The welding surface may be referred to as a welding contact surface.

電縫鋼管200では溶接部210の品質が非常に重要であり、電縫鋼管200の製造工程においては、一般に超音波斜角探傷によって溶接部210に欠陥が存在するか否かのオンライン探傷が行われている。   In the electric resistance welded pipe 200, the quality of the welded portion 210 is very important, and in the manufacturing process of the electric resistance welded pipe 200, on-line flaw detection is generally performed to determine whether or not there is a defect in the welded portion 210 by ultrasonic oblique angle flaw detection. It has been broken.

図19は、従来の斜角探傷法の一例を示す模式図である。図19には、図18Bに示した電縫鋼管200の断面(より詳細には、電縫鋼管200の断面のうちの溶接部210付近)が示されている。そして、超音波ビームの送受信を行うアレイ探触子250は、電縫鋼管200の外表面200Gの外側に設置されている。このような状態で、図19に示す従来の斜角探傷法では、アレイ探触子250から、電縫鋼管200の外表面200Gに対して超音波ビームを出力し、当該超音波ビームを電縫鋼管200の内表面200Nで一度反射させて溶接部210(溶接面)に照射し、反射した超音波ビームをアレイ探触子250で受信し、受信した超音波ビームを解析して溶接部210(溶接面)に欠陥が存在するか否かを検出する。   FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of a conventional oblique flaw detection method. FIG. 19 shows a cross section of the electric resistance welded steel pipe 200 shown in FIG. 18B (more specifically, the vicinity of the welded portion 210 in the cross section of the electric resistance welded steel pipe 200). And the array probe 250 which transmits / receives an ultrasonic beam is installed in the outer side of the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200. FIG. In such a state, in the conventional oblique flaw detection method shown in FIG. 19, an ultrasonic beam is output from the array probe 250 to the outer surface 200G of the electric resistance welded steel pipe 200, and the ultrasonic beam is subjected to the electric resistance sewing. The inner surface 200N of the steel pipe 200 is reflected once and irradiated to the welded portion 210 (welded surface), the reflected ultrasonic beam is received by the array probe 250, the received ultrasonic beam is analyzed, and the welded portion 210 ( It is detected whether or not there is a defect on the welding surface.

特許第4544240号公報には、超音波ビームの送信用と受信用とで別のアレイ探触子を設ける、いわゆるタンデム探傷法の技術が開示されている。   Japanese Patent No. 4544240 discloses a so-called tandem flaw detection technique in which separate array probes are provided for transmission and reception of ultrasonic beams.

しかしながら、上述した図19に示す従来の斜角探傷法では、超音波ビームを電縫鋼管200の内表面200Nで一度反射させて溶接部210(溶接面)に照射しているため、溶接部210(溶接面)に対して略垂直に超音波ビームを照射することができず、その結果、溶接部210(溶接面)に欠陥が存在する場合、アレイ探触子250に届く当該欠陥からの正反射の超音波ビームが弱くなる。このため、例えば、ペネトレータのような微小欠陥(0.2mm程度)の検出は困難となるという問題があった。   However, in the conventional oblique flaw detection method shown in FIG. 19 described above, since the ultrasonic beam is once reflected by the inner surface 200N of the electric resistance welded steel pipe 200 and irradiated to the welded portion 210 (welded surface), the welded portion 210 is irradiated. When the ultrasonic beam cannot be irradiated substantially perpendicularly to the (welded surface) and, as a result, a defect exists in the welded portion 210 (welded surface), the normality from the defect reaching the array probe 250 can be reduced. The reflected ultrasonic beam is weakened. Therefore, for example, there is a problem that it is difficult to detect a minute defect (about 0.2 mm) such as a penetrator.

また、上述した特許第4544240号公報の技術では、比較的厚みの薄い(7.5mm程度以下)管径が5インチ以下の小径の電縫鋼管に対して探傷を行う場合には、溶接部210(溶接面)に存在する欠陥からの反射超音波ビームに係るSN比が低下するという問題があった。   In the technique of the above-mentioned Japanese Patent No. 4544240, when flaw detection is performed on a relatively thin (less than about 7.5 mm) pipe diameter electric resistance steel pipe having a diameter of 5 inches or less, the welded portion 210 is used. There was a problem that the SN ratio related to the reflected ultrasonic beam from the defect existing on the (welded surface) decreased.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、微小欠陥の検出も可能であり、且つ、比較的厚みの薄い小径の溶接鋼管であっても欠陥の検出精度の向上を実現する仕組みを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and can detect minute defects, and improve the detection accuracy of defects even in a small-diameter welded steel pipe with a relatively small thickness. The purpose is to provide a mechanism to do this.

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。   As a result of intensive studies, the present inventor has conceived various aspects of the invention described below.

本発明の第1の観点によれば、溶接鋼管の管軸方向に沿って形成された溶接面に存在する欠陥を検出する欠陥検出装置であって、前記溶接鋼管の外表面の外側に設置され、複数の超音波振動子が配列されたフェイズドアレイ探触子と、前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む探傷用超音波振動子群から、前記溶接鋼管の外表面から前記溶接鋼管内に入射した探傷用超音波ビームが前記溶接鋼管の内表面で反射することなく前記溶接面に対して略垂直に直接入射し且つ前記溶接面に収束するように、前記探傷用超音波ビームを送信するものであり、前記溶接鋼管の管厚みと前記溶接面における前記探傷用超音波ビームの、前記溶接鋼管の管厚み方向の内部の変位分布に基づいて決定された有効ビーム径とに基づいて、前記溶接面を前記管厚みの方向に沿った複数の領域に区分し、前記溶接面の区分された各領域に順次前記探傷用超音波ビームが入射するように、複数回に亘り前記探傷用超音波ビームを送信する送信手段と、反射した前記探傷用超音波ビームを前記探傷用超音波振動子群を介して受信する受信手段と、前記受信手段で受信した前記探傷用超音波ビームに基づいて、前記溶接面に欠陥が存在するか否かを判定する欠陥判定手段と、を含む欠陥検出装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a defect detection device for detecting a defect existing on a weld surface formed along a pipe axis direction of a welded steel pipe, which is installed outside the outer surface of the welded steel pipe. From a phased array probe in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged, and a group of ultrasonic transducers for flaws including a part or all of the plurality of ultrasonic transducers, from the outer surface of the welded steel pipe The ultrasonic inspection beam incident on the welded steel pipe is directly incident on the welded surface substantially perpendicularly to the welded surface without being reflected by the inner surface of the welded steel pipe and converges on the welded surface. An ultrasonic beam, and an effective beam diameter determined on the basis of the pipe thickness of the welded steel pipe and the displacement distribution of the ultrasonic beam for flaw detection on the weld surface in the pipe thickness direction of the welded steel pipe ; Based on the welding surface Dividing into a plurality of regions along the direction of the tube thickness, and transmitting the ultrasonic beam for flaw detection a plurality of times so that the ultrasonic beam for flaw detection is sequentially incident on each divided region of the welding surface Transmitting means, receiving means for receiving the reflected ultrasonic beam for flaw detection via the ultrasonic transducer group for flaw detection, and the welding surface based on the ultrasonic beam for flaw detection received by the receiving means And a defect determination means for determining whether or not a defect exists.

本発明の第2の観点によれば、前記溶接鋼管は、管径が5インチ以下、管厚みが7.5mm以下の小径の電縫鋼管である第1の観点による欠陥検出装置が提供される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the defect detection apparatus according to the first aspect, wherein the welded steel pipe is a small diameter electric resistance steel pipe having a pipe diameter of 5 inches or less and a pipe thickness of 7.5 mm or less. .

本発明の第3の観点によれば、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間には、前記探傷用超音波ビームが伝播する媒体として水が存在しており、前記送信手段は、前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む水判定用超音波振動子群から前記溶接鋼管の外表面に対して略垂直に水判定用超音波ビームを更に送信し、前記受信手段は、反射した前記水判定用超音波ビームを前記水判定用超音波振動子群を介して更に受信し、前記受信手段で受信した前記水判定用超音波ビームに基づいて、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間が水で満たされているか否かを判定する水判定手段を更に含む第1または第2の観点による欠陥検出装置が提供される。   According to a third aspect of the present invention, water is present as a medium through which the ultrasonic beam for flaw detection propagates between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe, and the transmission The means further transmits a water determination ultrasonic beam substantially perpendicular to the outer surface of the welded steel pipe from a water determination ultrasonic transducer group including a part or all of the plurality of ultrasonic transducers. The receiving means further receives the reflected ultrasonic beam for water determination via the ultrasonic transducer group for water determination, and based on the ultrasonic beam for water determination received by the receiving means, There is provided a defect detection apparatus according to the first or second aspect, further comprising water determining means for determining whether or not a space between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe is filled with water.

本発明の第4の観点によれば、前記送信手段は、前記水判定手段で前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間が水で満たされていると判定された場合に、前記探傷用超音波振動子群から前記探傷用超音波ビームを送信する第3の観点による欠陥検出装置が提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, when the transmission means determines that the water determination means is filled with water between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe. A defect detection apparatus according to a third aspect of transmitting the flaw detection ultrasonic beam from the flaw detection ultrasonic transducer group is provided.

本発明の第5の観点によれば、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間に前記フェイズドアレイ探触子に対応して設けられ、前記探傷用超音波ビームを前記管軸方向に集束させるための集束レンズを更に含む第1乃至第4のいずれかの観点による欠陥検出装置が提供される。   According to a fifth aspect of the present invention, the ultrasonic beam for flaw detection is provided between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe so as to correspond to the phased array probe. A defect detection apparatus according to any one of the first to fourth aspects further including a focusing lens for focusing in the axial direction is provided.

本発明の第6の観点によれば、前記送信手段は、前記溶接面における前記管厚みの方向の領域の区分数Nに応じて前記探傷用超音波振動子群に含まれる複数の超音波振動子をN個の群に分割し、前記溶接面の区分された各領域に順次探傷用超音波ビームが入射するように分割された各群から順次探傷用超音波ビームを送信する第1乃至第4のいずれかの観点による欠陥検出装置が提供される。 According to a sixth aspect of the present invention, the transmission means includes a plurality of ultrasonic vibrations included in the flaw detection ultrasonic transducer group according to the number N of sections of the weld surface in the tube thickness direction. dividing the child into N groups, first to sequentially flaw ultrasonic beams to divided each regions of the weld surface transmits sequentially flaw ultrasonic beam from each group is divided so as to enter A defect detection apparatus according to any one of the fourth aspects is provided.

本発明の第7の観点によれば、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間に前記フェイズドアレイ探触子に対応して設けられ、前記探傷用超音波ビームを前記管軸方向に集束させるための集束レンズを更に含み、前記集束レンズは、前記管軸方向に沿った曲面の曲率半径が、前記複数の超音波振動子の配列方向に沿って変化しており、前記フェイズドアレイ探触子から前記溶接面に至るまでの前記探傷用超音波ビームの伝播距離が大きくなる方向に向けて前記曲率半径が大きくなっている第6の観点によるに欠陥検出装置が提供される。   According to a seventh aspect of the present invention, the ultrasonic beam for flaw detection is provided between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe so as to correspond to the phased array probe. A focusing lens for focusing in the axial direction, wherein the focusing lens has a curvature radius of a curved surface along the tube axis direction that varies along an arrangement direction of the plurality of ultrasonic transducers; A defect detection apparatus is provided according to a sixth aspect in which the radius of curvature is increased in a direction in which a propagation distance of the flaw detection ultrasonic beam from a phased array probe to the weld surface increases. .

本発明の第8の観点によれば、前記送信手段は、前記溶接面の区分された各領域に前記探傷用超音波ビームが順次入射するように、前記複数の超音波振動子の一部を含む単一の探傷用超音波振動子群から送信方向を順次切り替えて前記探傷用超音波ビームを送信する第1乃至第5のいずれかの観点による欠陥検出装置が提供される。 According to an eighth aspect of the present invention, before Symbol transmitting means such that said the flaw ultrasonic beams to divided each regions of the weld surface is sequentially incident, the plurality of portion of the ultrasonic vibrator There is provided a defect detection apparatus according to any one of the first to fifth aspects, in which a transmission direction is sequentially switched from a single flaw detection ultrasonic transducer group including the flaw detection ultrasonic beam.

本発明の第9の観点によれば、前記送信手段は、前記溶接面の区分された各領域に前記探傷用超音波ビームが順次入射するように、前記複数の超音波振動子の全部を含む探傷用超音波振動子群から送信方向を順次切り替えて前記探傷用超音波ビームを送信するとともに、前記複数の超音波振動子の一部を含む水判定用超音波振動子群から、前記溶接鋼管の外表面に対して前記水判定用超音波ビームを送信する第3または第4の観点による欠陥検出装置が提供される。 According to a ninth aspect of the present invention, before Symbol transmitting means such that said the flaw ultrasonic beams to divided each regions of the weld surface is sequentially incident, all of the plurality of ultrasonic transducers The transmission ultrasonic beam for flaw detection is transmitted by sequentially switching the transmission direction from the ultrasonic transducer group for flaw detection, and the welding is performed from the ultrasonic transducer group for water determination including a part of the plurality of ultrasonic transducers. A defect detection apparatus according to the third or fourth aspect is provided for transmitting the water determination ultrasonic beam to the outer surface of a steel pipe.

本発明の第10の観点によれば、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間に前記フェイズドアレイ探触子に対応して設けられ、前記探傷用超音波ビームを前記管軸方向に集束させるための集束レンズを更に含む第9の観点による欠陥検出装置が提供される。   According to a tenth aspect of the present invention, the ultrasonic beam for flaw detection is provided between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe so as to correspond to the phased array probe. A defect detection apparatus according to a ninth aspect, further comprising a focusing lens for focusing in the axial direction is provided.

本発明の第11の観点によれば、前記送信手段は、前記溶接鋼管の管厚みを前記溶接面における前記探傷用超音波ビームの有効ビーム径で割った値について小数第1位以下を切り上げた値を、前記溶接面の前記管厚みの方向における区分数として設定する乃至10のいずれかの観点による欠陥検出装置が提供される。 According to an eleventh aspect of the present invention, the transmitting means rounds up the value obtained by dividing the pipe thickness of the welded steel pipe by the effective beam diameter of the flaw detection ultrasonic beam on the weld surface to the first decimal place. A defect detection apparatus according to any one of the first to tenth aspects is provided in which a value is set as the number of sections in the direction of the tube thickness of the weld surface .

本発明の第12の観点によれば、前記有効ビーム径は、前記探傷用超音波ビームの振動による前記溶接鋼管の内部の変位の最大値を1とした場合に、当該変位が0.5以上となる範囲に対応している第6乃至第11のいずれかの観点による欠陥検出装置が提供される。   According to a twelfth aspect of the present invention, the effective beam diameter is 0.5 or more when the maximum value of the displacement inside the welded steel pipe due to vibration of the flaw detection ultrasonic beam is 1. A defect detection apparatus according to any one of the sixth to eleventh aspects corresponding to the range is provided.

本発明の第13の観点によれば、溶接鋼管の外表面の外側に設置され、複数の超音波振動子が配列されたフェイズドアレイ探触子を用いて、前記溶接鋼管の管軸方向に沿って形成された溶接面に存在する欠陥を検出する欠陥検出装置による欠陥検出方法であって、
前記溶接鋼管の管厚みと前記溶接面における探傷用超音波ビームの、前記溶接鋼管の管厚み方向の内部の変位分布に基づいて決定された有効ビーム径とに基づいて、前記溶接面を前記管厚みの方向に沿った複数の領域に区分する領域区分ステップと、前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む探傷用超音波振動子群から、前記溶接鋼管の外表面から前記溶接鋼管内に入射した探傷用超音波ビームが前記溶接鋼管の内表面で反射することなく前記溶接面に対して略垂直に直接入射するとともに前記溶接面に集束し且つ前記溶接面の区分された各領域に前記探傷用超音波ビームが入射するように、複数回に亘り前記探傷用超音波ビームを送信する第1の送信ステップと、反射した前記探傷用超音波ビームを前記探傷用超音波振動子群を介して受信する第1の受信ステップと、前記第1の受信ステップで受信した前記探傷用超音波ビームに基づいて、前記溶接面に欠陥が存在するか否かを判定する欠陥判定ステップと、を含む欠陥検出方法が提供される。
According to a thirteenth aspect of the present invention, using a phased array probe installed outside the outer surface of a welded steel pipe and arranged with a plurality of ultrasonic transducers, along the pipe axis direction of the welded steel pipe. A defect detection method by a defect detection device for detecting defects present on the weld surface formed by
Based on the pipe thickness of the welded steel pipe and the effective beam diameter determined based on the internal displacement distribution of the ultrasonic beam for flaw detection on the welded surface in the pipe thickness direction of the welded steel pipe, A region dividing step of dividing into a plurality of regions along the thickness direction, and a group of ultrasonic transducers for flaws including a part or all of the plurality of ultrasonic transducers, from the outer surface of the welded steel pipe The flaw detection ultrasonic beam incident on the welded steel pipe is directly incident on the welded surface substantially perpendicularly without being reflected by the inner surface of the welded steel pipe, and is focused on the welded surface and is divided into the welded surfaces. A first transmission step of transmitting the flaw detection ultrasonic beam a plurality of times so that the flaw detection ultrasonic beam is incident on each region; and the reflected flaw detection ultrasonic beam is transmitted to the flaw detection ultrasonic vibration. Child group And a defect determination step for determining whether or not there is a defect on the weld surface based on the ultrasonic beam for flaw detection received in the first reception step. Including defect detection methods are provided.

本発明の第14の観点によれば、前記溶接鋼管は、管径が5インチ以下、管厚みが7.5mm以下の小径の電縫鋼管である第13の観点による欠陥検出方法が提供される。   According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the defect detection method according to the thirteenth aspect, wherein the welded steel pipe is a small diameter electric resistance steel pipe having a pipe diameter of 5 inches or less and a pipe thickness of 7.5 mm or less. .

本発明の第15の観点によれば、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間には、前記探傷用超音波ビームが伝播する媒体として水が存在しており、前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む水判定用超音波振動子群から前記溶接鋼管の外表面に対して略垂直に水判定用超音波ビームを送信する第2の送信ステップと、反射した前記水判定用超音波ビームを前記水判定用超音波振動子群を介して受信する第2の受信ステップと、前記第2の受信ステップで受信した前記水判定用超音波ビームに基づいて、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間が水で満たされているか否かを判定する水判定ステップと、を更に含む第13または第14の観点による欠陥検出方法が提供される。   According to a fifteenth aspect of the present invention, water is present as a medium through which the flaw detection ultrasonic beam propagates between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe. A second transmission step of transmitting a water determination ultrasonic beam substantially perpendicularly to the outer surface of the welded steel pipe from a water determination ultrasonic transducer group including a part or all of the ultrasonic transducers of A second reception step of receiving the reflected water determination ultrasonic beam via the water determination ultrasonic transducer group, and the water determination ultrasonic beam received in the second reception step. A defect determination method according to the thirteenth or fourteenth aspect, further comprising: a water determination step of determining whether or not a space between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe is filled with water. Provided.

本発明の第16の観点によれば、溶接鋼管の外表面の外側に設置され、複数の超音波振動子が配列されたフェイズドアレイ探触子を用いて、前記溶接鋼管の管軸方向に沿って形成された溶接面に存在する欠陥を検出する欠陥検出装置による欠陥検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記溶接鋼管の管厚みと前記溶接面における探傷用超音波ビームの、前記溶接鋼管の管厚み方向の内部の変位分布に基づいて決定された有効ビーム径とに基づいて、前記溶接面を前記管厚みの方向に沿った複数の領域に区分する領域区分ステップと、前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む探傷用超音波振動子群から、前記溶接鋼管の外表面から前記溶接鋼管内に入射した探傷用超音波ビームが前記溶接鋼管の内表面で反射することなく前記溶接面に対して略垂直に直接入射するとともに前記溶接面に集束し且つ前記溶接面の区分された各領域に前記探傷用超音波ビームが入射するように、複数回に亘り前記探傷用超音波ビームを送信する第1の送信ステップと、反射した前記探傷用超音波ビームを前記探傷用超音波振動子群を介して受信する第1の受信ステップと、前記第1の受信ステップで受信した前記探傷用超音波ビームに基づいて、前記溶接面に欠陥が存在するか否かを判定する欠陥判定ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。 According to a sixteenth aspect of the present invention, using a phased array probe that is installed outside the outer surface of a welded steel pipe and in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged, along the pipe axis direction of the welded steel pipe. A program for causing a computer to execute a defect detection method by a defect detection device for detecting defects existing on a weld surface formed by the method, comprising: pipe thickness of the welded steel pipe and ultrasonic beam for flaw detection on the weld surface ; A region dividing step of dividing the welding surface into a plurality of regions along the tube thickness direction based on an effective beam diameter determined based on an internal displacement distribution of the welded steel tube in the tube thickness direction ; A flaw detection ultrasonic beam incident from the outer surface of the welded steel pipe into the welded steel pipe from the group of ultrasonic flaw detectors for flaws including a part or all of the plurality of ultrasonic vibrators is an inner surface of the welded steel pipe. A plurality of times so that the ultrasonic beam for flaw detection is directly incident on the welding surface substantially without being reflected, is focused on the welding surface, and is incident on each divided region of the welding surface. A first transmission step of transmitting the flaw detection ultrasonic beam; a first reception step of receiving the reflected flaw detection ultrasonic beam via the flaw detection ultrasonic transducer group; and the first reception. There is provided a program for causing a computer to execute a defect determination step of determining whether or not a defect exists on the weld surface based on the ultrasonic beam for flaw detection received in the step.

本発明の第17の観点によれば、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間には、前記探傷用超音波ビームが伝播する媒体として水が存在しており、前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む水判定用超音波振動子群から前記溶接鋼管の外表面に対して略垂直に水判定用超音波ビームを送信する第2の送信ステップと、反射した前記水判定用超音波ビームを前記水判定用超音波振動子群を介して受信する第2の受信ステップと、前記第2の受信ステップで受信した前記水判定用超音波ビームに基づいて、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間が水で満たされているか否かを判定する水判定ステップと、を更にコンピュータに実行させる第16の観点によるプログラムが提供される。   According to a seventeenth aspect of the present invention, water is present as a medium through which the flaw detection ultrasonic beam propagates between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe. A second transmission step of transmitting a water determination ultrasonic beam substantially perpendicularly to the outer surface of the welded steel pipe from a water determination ultrasonic transducer group including a part or all of the ultrasonic transducers of A second reception step of receiving the reflected water determination ultrasonic beam via the water determination ultrasonic transducer group, and the water determination ultrasonic beam received in the second reception step. A program according to a sixteenth aspect of causing the computer to further execute a water determination step of determining whether or not a space between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe is filled with water. The

本発明の第18の観点によれば、第16または第17の観点によるプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。   According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided a computer-readable storage medium storing a program according to the sixteenth or seventeenth aspect.

本発明によれば、微小欠陥の検出も可能であり、且つ、比較的厚みの薄い小径の溶接鋼管であっても欠陥の検出精度の向上を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to detect a minute defect, and it is possible to realize an improvement in defect detection accuracy even with a small-diameter welded steel pipe having a relatively small thickness.

本発明の第1の実施形態に係る欠陥検出装置の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the defect detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態を示し、図1に示す探傷用超音波ビームの送受信の一例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows an example of transmission / reception of the ultrasonic beam for flaw detection shown in FIG. 本発明の第1の実施形態を示し、図1に示す音響レンズの一例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows an example of the acoustic lens shown in FIG. 本発明の第1の実施形態を示し、図1に示すフェイズドアレイ探触子の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the phased array probe shown in FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態を示し、図4に示すフェイズドアレイ探触子の開口径と欠陥検出に係るSN比との相関の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the correlation between the aperture diameter of the phased array probe illustrated in FIG. 4 and the SN ratio related to defect detection according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態を示し、シミュレーションに用いた電縫鋼管の断面図である。It is sectional drawing of the ERW steel pipe which showed the 1st Embodiment of this invention and was used for simulation. 比較例1の探傷手法におけるシミュレーションモデルの概要図である。It is a schematic diagram of the simulation model in the flaw detection method of the comparative example 1. 本発明の探傷手法におけるシミュレーションモデルの概要図である。It is a schematic diagram of a simulation model in the flaw detection method of the present invention. 比較例2の探傷手法におけるシミュレーションモデルの概要図である。It is a schematic diagram of a simulation model in the flaw detection method of Comparative Example 2. 比較例3の探傷手法におけるシミュレーションモデルの概要図である。It is a schematic diagram of the simulation model in the flaw detection method of the comparative example 3. 図7A〜図7Dに示す本発明の探傷手法と比較例の探傷手法との各探傷手法におけるシミュレーションモデルによる解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result by the simulation model in each flaw detection technique of the flaw detection technique of this invention shown to FIG. 7A-FIG. 7D, and the flaw detection technique of a comparative example. 本発明の第1の実施形態を示し、探傷用超音波ビームの焦点での有効ビーム径の解析モデルを示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows the analysis model of the effective beam diameter in the focus of the ultrasonic beam for flaw detection. 本発明の第1の実施形態を示し、探傷用超音波ビームの焦点での有効ビーム系の解析結果を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows the analysis result of the effective beam system in the focus of the ultrasonic beam for flaw detection. 本発明の第1の実施形態におけるフェイズドアレイ探触子の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the phased array probe in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態を示し、カップリングチェックを説明するための図である。It is a figure for showing a 1st embodiment of the present invention and explaining a coupling check. 本発明の第1の実施形態を示し、反射したカップリングチェック用超音波ビームの受信波形の一例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows an example of the received waveform of the reflected ultrasonic beam for a coupling check. 本発明の第1の実施形態を示し、図1及び図3に示す音響レンズを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st Embodiment of this invention and explaining the acoustic lens shown in FIG.1 and FIG.3. 本発明の第1の実施形態を示し、図1及び図3に示す音響レンズの曲率半径とフェイズドアレイ探触子のアレイ長さ(アレイ位置)との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a radius of curvature of the acoustic lens illustrated in FIGS. 1 and 3 and an array length (array position) of a phased array probe according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る欠陥検出装置による欠陥検出方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the defect detection method by the defect detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態を示し、反射した探傷用超音波ビームの受信波形の一例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows an example of the received waveform of the reflected ultrasonic beam for flaw detection. 本発明の第1の実施形態を示し、反射した探傷用超音波ビームの受信波形の一例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows an example of the received waveform of the reflected ultrasonic beam for flaw detection. 本発明の第1の実施形態を示し、2次元マップの一例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows an example of a two-dimensional map. 一般的な電縫鋼管の製造方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing method of a general ERW steel pipe. 一般的な電縫鋼管の製造方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing method of a general ERW steel pipe. 従来の斜角探傷法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the conventional oblique flaw detection method.

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(実施形態)について説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る欠陥検出装置100の概略構成の一例を示す図である。この欠陥検出装置100は、溶接鋼管の一種である電縫鋼管200の管軸方向(図18Bの220)に沿って形成された溶接部210(溶接面)に含まれる欠陥を検出するための装置である。また、図1には、図18Bに示した電縫鋼管200の断面(より詳細には、電縫鋼管200の断面のうちの溶接部210付近)が示されている。
Hereinafter, embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a defect detection apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. This defect detection apparatus 100 is an apparatus for detecting defects included in a welded portion 210 (welded surface) formed along the pipe axis direction (220 in FIG. 18B) of an electric resistance welded steel pipe 200 which is a kind of welded steel pipe. It is. Further, FIG. 1 shows a cross section of the electric resistance welded pipe 200 shown in FIG. 18B (more specifically, the vicinity of the welded portion 210 in the cross section of the electric resistance welded pipe 200).

本実施形態に係る欠陥検出装置100は、図1に示すように、音響レンズ110と、フェイズドアレイ探触子120と、制御処理装置140と、を含んでいる。また、制御処理装置140は、被検体条件入力部141と、送受信条件設定部142と、送受信制御部143と、送信部144と、受信部145と、受信信号処理部146と、欠陥判定部147と、水判定部148と、記録・表示部149と、を含んでいる。   As shown in FIG. 1, the defect detection apparatus 100 according to the present embodiment includes an acoustic lens 110, a phased array probe 120, and a control processing device 140. The control processing device 140 also includes an object condition input unit 141, a transmission / reception condition setting unit 142, a transmission / reception control unit 143, a transmission unit 144, a reception unit 145, a reception signal processing unit 146, and a defect determination unit 147. And a water determination unit 148 and a recording / display unit 149.

音響レンズ110は、フェイズドアレイ探触子120と電縫鋼管200の外表面200Gとの間にフェイズドアレイ探触子120に対応して設けられている。音響レンズ110は、フェイズドアレイ探触子120から出力される探傷用超音波ビーム131を前記管軸方向に集束させるための集束レンズである。ここで、探傷用超音波ビーム131は、電縫鋼管200の溶接部210に欠陥が存在する場合に、当該欠陥を検出するために送信されるものである。   The acoustic lens 110 is provided corresponding to the phased array probe 120 between the phased array probe 120 and the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200. The acoustic lens 110 is a focusing lens for focusing the flaw detection ultrasonic beam 131 output from the phased array probe 120 in the tube axis direction. Here, the flaw detection ultrasonic beam 131 is transmitted in order to detect a defect when a defect exists in the welded portion 210 of the ERW steel pipe 200.

フェイズドアレイ探触子120は、電縫鋼管200の外表面200Gの外側に設置され、複数の超音波振動子121が配列されて形成されている。本実施形態におけるフェイズドアレイ探触子120には、探傷用超音波ビーム131を出力する探傷用超音波振動子群と、カップリングチェック用超音波ビーム(水判定用超音波ビーム)132を出力するカップリングチェック用超音波振動子群(水判定用超音波振動子群)とが互いに異なる超音波振動子によって構成されている。即ち、本実施形態の場合、探傷用超音波振動子群は、フェイズドアレイ探触子120に配列された複数の超音波振動子121のうちの一部の複数の超音波振動子から構成され、カップリングチェック用超音波振動子群は、フェイズドアレイ探触子120に配列された複数の超音波振動子121のうちの一部の複数の超音波振動子であって探傷用超音波振動子群を構成する複数の超音波振動子とは異なる超音波振動子から構成されている。   The phased array probe 120 is installed outside the outer surface 200G of the electric resistance welded steel pipe 200, and is formed by arranging a plurality of ultrasonic transducers 121. The phased array probe 120 according to the present embodiment outputs a flaw detection ultrasonic transducer group that outputs a flaw detection ultrasonic beam 131 and a coupling check ultrasonic beam (water determination ultrasonic beam) 132. The coupling check ultrasonic transducer group (water determination ultrasonic transducer group) is composed of mutually different ultrasonic transducers. That is, in the case of the present embodiment, the flaw detection ultrasonic transducer group is configured by a part of a plurality of ultrasonic transducers among the plurality of ultrasonic transducers 121 arranged in the phased array probe 120, The ultrasonic transducer group for coupling check is a part of a plurality of ultrasonic transducers 121 of the plurality of ultrasonic transducers 121 arranged on the phased array probe 120, and the ultrasonic transducer group for flaw detection. It is comprised from the ultrasonic transducer | vibrator different from the some ultrasonic transducer | vibrator which comprises.

フェイズドアレイ探触子120(厳密に言えば音響レンズ110)と電縫鋼管200の外表面200Gとの間には、探傷用超音波ビーム131を効率的に伝播させるための媒体として水が存在している。カップリングチェックとは、フェイズドアレイ探触子120(音響レンズ110)と電縫鋼管200の外表面200Gとの間が空気等なく水で満たされていて探傷用超音波ビーム131の送受信を正常に行える環境であるかを確認するための処理である。   Between the phased array probe 120 (strictly speaking, the acoustic lens 110) and the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200, water exists as a medium for efficiently propagating the flaw detection ultrasonic beam 131. ing. In the coupling check, the space between the phased array probe 120 (acoustic lens 110) and the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200 is filled with water without air or the like, so that the ultrasonic wave 131 for flaw detection is normally transmitted and received. This is a process for confirming whether the environment can be used.

被検体条件入力部141は、被検体である電縫鋼管200の条件(被検体条件)を入力する処理を行う。例えば、被検体条件入力部141は、ユーザにより操作入力された被検体条件を制御処理装置140内に入力する処理を行う。ここで、被検体条件としては、例えば、電縫鋼管200の外径や管厚み、管軸方向220の長さ、造管速度などが挙げられる。   The subject condition input unit 141 performs a process of inputting a condition (subject condition) of the electric resistance welded steel pipe 200 that is the subject. For example, the subject condition input unit 141 performs a process of inputting the subject condition input by the user into the control processing device 140. Here, examples of the subject condition include the outer diameter and thickness of the electric resistance welded steel pipe 200, the length in the pipe axis direction 220, and the pipe making speed.

送受信条件設定部142は、被検体条件入力部141により入力された被検体条件に基づいて、送受信条件を設定する処理を行う。ここで、送受信条件としては、例えば、探傷用超音波ビーム131やカップリングチェック用超音波ビーム132の送受信タイミングや、これらの超音波ビームの送信周波数、これらの超音波ビームの送受信に使用する超音波振動子121(以降、必要に応じて「チャネル(ch)」と呼ぶ)、探傷用超音波ビーム131が溶接部210(溶接面)で集束するように探傷用超音波振動子群の各チャネルの送信タイミングの遅延時間などが挙げられる。   The transmission / reception condition setting unit 142 performs processing for setting transmission / reception conditions based on the subject condition input by the subject condition input unit 141. Here, as the transmission / reception conditions, for example, the transmission / reception timing of the flaw detection ultrasonic beam 131 and the coupling check ultrasonic beam 132, the transmission frequency of these ultrasonic beams, and the ultrasonic wave used for transmission / reception of these ultrasonic beams are used. Each channel of the ultrasonic transducer group for flaw detection so that the ultrasonic transducer 121 (hereinafter referred to as “channel (ch)” as necessary) and the flaw detection ultrasonic beam 131 are focused at the welded portion 210 (welded surface). The delay time of the transmission timing.

送受信制御部143は、送受信条件設定部142で設定された送受信条件に基づいて、送信部144及び受信部145を制御する。   The transmission / reception control unit 143 controls the transmission unit 144 and the reception unit 145 based on the transmission / reception conditions set by the transmission / reception condition setting unit 142.

送信部144は、送受信制御部143による制御に基づいて、フェイズドアレイ探触子120の探傷用超音波振動子群から探傷用超音波ビーム131を送信し、フェイズドアレイ探触子120のカップリングチェック用超音波振動子群からカップリングチェック用超音波ビーム132を送信する処理を行う。具体的に、送信部144は、フェイズドアレイ探触子120の探傷用超音波振動子群から電縫鋼管200の外表面200Gに向けて斜角に探傷用超音波ビーム131を出力し、電縫鋼管200の外表面200Gから入射した当該探傷用超音波ビーム131が電縫鋼管200の内表面200Nで反射することなく溶接部210(溶接面)に対して略垂直に直接入射し且つ溶接面に集束するように(溶接面において焦点を形成するように)探傷用超音波ビーム131を送信する。また、送信部144は、フェイズドアレイ探触子120のカップリングチェック用超音波振動子群から電縫鋼管200の外表面200Gに対して略垂直にカップリングチェック用超音波ビーム132を送信する。   Based on the control by the transmission / reception control unit 143, the transmission unit 144 transmits the flaw detection ultrasonic beam 131 from the flaw detection ultrasonic transducer group of the phased array probe 120, and performs a coupling check of the phased array probe 120. A process for transmitting the coupling check ultrasonic beam 132 from the ultrasonic transducer group is performed. Specifically, the transmitter 144 outputs the ultrasonic testing beam 131 at an oblique angle from the ultrasonic transducer group for testing of the phased array probe 120 toward the outer surface 200G of the electric resistance welded steel pipe 200. The flaw detection ultrasonic beam 131 incident from the outer surface 200G of the steel pipe 200 is directly incident on the welded portion 210 (welded surface) directly without being reflected by the inner surface 200N of the ERW steel pipe 200 and is incident on the welded surface. The flaw detection ultrasonic beam 131 is transmitted so as to be focused (to form a focal point on the weld surface). Further, the transmission unit 144 transmits the coupling check ultrasonic beam 132 from the coupling check ultrasonic transducer group of the phased array probe 120 substantially perpendicularly to the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200.

受信部145は、送受信制御部143による制御に基づいて、反射した探傷用超音波ビーム131を探傷用超音波振動子群を介して受信し、また、反射したカップリングチェック用超音波ビーム132をカップリングチェック用超音波振動子群を介して受信する処理を行う。   The receiving unit 145 receives the reflected ultrasonic beam 131 for flaw detection through the flaw detection ultrasonic transducer group based on the control by the transmission / reception control unit 143, and receives the reflected ultrasonic beam 132 for coupling check. A process of receiving via the coupling check ultrasonic transducer group is performed.

受信信号処理部146は、受信部145で受信した超音波ビーム(受信信号)を処理する。   The reception signal processing unit 146 processes the ultrasonic beam (reception signal) received by the reception unit 145.

欠陥判定部147は、受信部145で受信した探傷用超音波ビーム131に基づいて、電縫鋼管200の溶接部210に欠陥が存在するか否かを判定する処理を行う。さらに、欠陥判定部147は、溶接部210に欠陥が存在する場合に、その位置や大きさを判定する処理も行う。   The defect determination unit 147 performs processing for determining whether or not there is a defect in the welded portion 210 of the electric resistance welded steel pipe 200 based on the flaw detection ultrasonic beam 131 received by the reception unit 145. Furthermore, the defect determination part 147 also performs the process which determines the position and magnitude | size, when the defect exists in the welding part 210. FIG.

水判定部148は、受信部145で受信したカップリングチェック用超音波ビーム132に基づいて、フェイズドアレイ探触子120(厳密に言えば音響レンズ110)と電縫鋼管200の外表面200Gとの間が空気等なく水で満たされているか否かを判定する処理を行う。   Based on the coupling check ultrasonic beam 132 received by the receiving unit 145, the water determination unit 148 determines whether the phased array probe 120 (strictly speaking, the acoustic lens 110) and the outer surface 200 </ b> G of the ERW steel pipe 200. A process for determining whether the space is filled with water without air or the like is performed.

記録・表示部149は、受信信号処理部146による処理の結果や欠陥判定部147及び水判定部148による判定結果を記録したり表示したりする処理を行う。さらに、記録・表示部149は、必要に応じて、各種のデータや各種の情報を記録したり表示したりする処理を行う。   The recording / display unit 149 performs processing for recording and displaying the result of processing by the reception signal processing unit 146 and the determination result by the defect determination unit 147 and the water determination unit 148. Further, the recording / display unit 149 performs processing for recording and displaying various data and various information as necessary.

なお、送信部144は、カップリングチェックの結果、カップリングに問題が無かった場合(即ち、水判定部148でフェイズドアレイ探触子120(厳密に言えば音響レンズ110)と電縫鋼管200の外表面200Gとの間が水で満たされていると判定された場合)に、フェイズドアレイ探触子120の探傷用超音波振動子群から探傷用超音波ビーム131を送信する処理を行う。   When there is no coupling problem as a result of the coupling check (that is, the water determination unit 148 causes the phased array probe 120 (strictly speaking, the acoustic lens 110) and the ERW steel pipe 200 to When it is determined that the space between the outer surface 200 </ b> G and the outer surface 200 </ b> G is filled with water, processing for transmitting the flaw detection ultrasonic beam 131 from the flaw detection ultrasonic transducer group of the phased array probe 120 is performed.

次に、探傷用超音波ビーム131の送受信について説明する。図2は、本発明の第1の実施形態を示し、図1に示す探傷用超音波ビーム131の送受信の一例を示す図である。ここで、図2では、図1に示す電縫鋼管200とフェイズドアレイ探触子120のみを図示している。   Next, transmission / reception of the flaw detection ultrasonic beam 131 will be described. FIG. 2 is a diagram showing an example of transmission / reception of the flaw detection ultrasonic beam 131 shown in FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention. Here, in FIG. 2, only the ERW steel pipe 200 and the phased array probe 120 shown in FIG. 1 are illustrated.

本実施形態では、探傷用超音波ビーム131を出力するフェイズドアレイ探触子120の探傷用超音波振動子群は、複数の超音波振動子121で構成されている。そして、本実施形態では、探傷用超音波振動子群から探傷用超音波ビーム131を送信して、この探傷用超音波ビーム131を電縫鋼管200の外表面200Gにおける入射方向に対して約70°屈折させて、電縫鋼管200の内表面200Nで反射させることなく直接溶接部210(溶接面)に略垂直に照射する。以降、このような探傷用超音波ビーム131による探傷方法を「70°探傷法」と称することにする。   In the present embodiment, the flaw detection ultrasonic transducer group of the phased array probe 120 that outputs the flaw detection ultrasonic beam 131 includes a plurality of ultrasonic transducers 121. In the present embodiment, the flaw detection ultrasonic beam 131 is transmitted from the flaw detection ultrasonic transducer group, and the flaw detection ultrasonic beam 131 is about 70 with respect to the incident direction on the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200. It is refracted and directly irradiated to the welded portion 210 (welded surface) substantially perpendicularly without being reflected by the inner surface 200N of the ERW steel pipe 200. Hereinafter, such a flaw detection method using the flaw detection ultrasonic beam 131 will be referred to as a “70 ° flaw detection method”.

また、本実施形態では、溶接部210(溶接面)に存在する欠陥211の検出感度を向上させることを目的として、溶接部210(溶接面)に略垂直に集束ビームを入射させるようにしている。これは、集束ビームを溶接部210(溶接面)に対して略垂直に入射させることで、多重反射による超音波エネルギーのロスを生じることなく正反射方向で欠陥211からの反射超音波ビームを直接受信することが可能であることによるものである。なお、通常の単一集束探触子を用いることである程度の集束ビームを形成することは可能であるが、電縫鋼管200の曲率の影響により電縫鋼管200内の狙った位置にビームを良好に集束させることは困難である。そこで、本実施形態では、電縫鋼管200の曲率の影響を受けずに電縫鋼管200内の狙った位置にビームを良好に集束させるべく、フェイズドアレイ探触子120を採用することにした。フェイズドアレイ探触子120を採用すれば、探傷用超音波振動子群の選択や各超音波振動子による超音波送信の遅延時間制御により、電縫鋼管200の曲率を考慮した集束ビームを形成できるため、単一集束探触子よりも更に高い欠陥検出性能を実現できる。   In the present embodiment, a focused beam is incident on the welded portion 210 (welded surface) substantially perpendicularly for the purpose of improving the detection sensitivity of the defect 211 existing in the welded portion 210 (welded surface). . This is because the focused beam is incident substantially perpendicularly to the welded portion 210 (welded surface), so that the reflected ultrasonic beam directly from the defect 211 is directly reflected in the regular reflection direction without causing loss of ultrasonic energy due to multiple reflection. This is because it can be received. Although it is possible to form a focused beam to some extent by using an ordinary single focusing probe, the beam is favorably placed at a target position in the ERW steel tube 200 due to the influence of the curvature of the ERW steel tube 200. It is difficult to focus on. Therefore, in the present embodiment, the phased array probe 120 is employed to favorably focus the beam on the targeted position in the ERW steel pipe 200 without being affected by the curvature of the ERW steel pipe 200. If the phased array probe 120 is adopted, a focused beam can be formed in consideration of the curvature of the ERW steel pipe 200 by selecting the ultrasonic transducer group for flaw detection and controlling the delay time of ultrasonic transmission by each ultrasonic transducer. Therefore, it is possible to realize higher defect detection performance than a single focusing probe.

図3は、本発明の第1の実施形態を示し、図1に示す音響レンズ110の一例を示す図である。この音響レンズ110は、上述したように、フェイズドアレイ探触子120と電縫鋼管200の外表面200Gとの間にフェイズドアレイ探触子120に対応して設けられている。音響レンズ110は、フェイズドアレイ探触子120から出力される探傷用超音波ビーム131を電縫鋼管200の管軸方向220に集束させる。このように、音響レンズ110を設けることにより、探傷用超音波ビーム131を、フェイズドアレイ探触子120による電縫鋼管200の管厚み方向に集束させることができるのみならず、電縫鋼管200の管軸方向220にも集束させることが可能である。   FIG. 3 is a diagram showing an example of the acoustic lens 110 shown in FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention. As described above, the acoustic lens 110 is provided corresponding to the phased array probe 120 between the phased array probe 120 and the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200. The acoustic lens 110 focuses the flaw detection ultrasonic beam 131 output from the phased array probe 120 in the tube axis direction 220 of the ERW steel tube 200. Thus, by providing the acoustic lens 110, the flaw detection ultrasonic beam 131 can be focused in the tube thickness direction of the ERW steel pipe 200 by the phased array probe 120. It is also possible to focus in the tube axis direction 220.

<2次元シミュレーションによる評価>
次に、2次元シミュレーション(有限要素法)による評価結果について説明する。以下の表1にシミュレーションの条件を示す。
<Evaluation by two-dimensional simulation>
Next, the evaluation result by two-dimensional simulation (finite element method) will be described. Table 1 below shows the simulation conditions.

Figure 0005590249
Figure 0005590249

まず、最適なフェイズドアレイ探触子120の解析を行った。この際、電縫鋼管200の管厚みを3.4mm、外径を101.6mmとし、溶接部の深さ方向の中央部に設定した欠陥サイズを高さ0.2mm、幅0.1mmとした。   First, the optimal phased array probe 120 was analyzed. At this time, the thickness of the ERW steel pipe 200 was 3.4 mm, the outer diameter was 101.6 mm, and the defect size set at the center in the depth direction of the weld was 0.2 mm in height and 0.1 mm in width. .

図4は、本発明の第1の実施形態を示し、図1に示すフェイズドアレイ探触子120の概略図である。また、図5は、本発明の第1の実施形態を示し、図4に示すフェイズドアレイ探触子120の開口径と欠陥検出に係るSN比との相関の一例を示す図である。   FIG. 4 is a schematic diagram of the phased array probe 120 shown in FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the first embodiment of the present invention and is a diagram showing an example of the correlation between the aperture diameter of the phased array probe 120 shown in FIG. 4 and the SN ratio related to defect detection.

今回の解析では、送信する超音波の周波数を5MHzと10MHzとし、各超音波振動子121の幅(図4のエレメント幅e)、隣接する超音波振動子121の間隔(図4のピッチp)を変化させ、管厚み方向の0.2mmの微小欠陥における信号とノイズとの比(SN比)を比較した。その結果を図5に示す。この際、SN比は、信号を欠陥からの超音波の最大振幅の大きさとし、ノイズを欠陥からの超音波の直前の超音波振幅の大きさとして、これらの比で定義した。   In this analysis, the frequencies of ultrasonic waves to be transmitted are 5 MHz and 10 MHz, the width of each ultrasonic transducer 121 (element width e in FIG. 4), and the interval between adjacent ultrasonic transducers 121 (pitch p in FIG. 4). The ratio of signal to noise (SN ratio) in a 0.2 mm micro defect in the tube thickness direction was compared. The result is shown in FIG. At this time, the signal-to-noise ratio was defined as the ratio of the maximum amplitude of the ultrasonic wave from the defect and the noise as the amplitude of the ultrasonic wave immediately before the ultrasonic wave from the defect.

解析の結果、図5に示すように、送信する超音波の周波数が5MHzで、超音波振動子121のピッチpが0.5mm、開口径が8mmのとき、SN比が200で最大となる結果となった。このSN比が最大となる際の超音波振動子121の素子数(チャネル数)は、図4に示すように開口径≒ピッチ×素子数と表せることから、16素子(16ch)である。本実施形態では、このSN比が最大となる仕様をフェイズドアレイ探触子120に採用する。   As a result of the analysis, as shown in FIG. 5, when the frequency of ultrasonic waves to be transmitted is 5 MHz, the pitch p of the ultrasonic transducers 121 is 0.5 mm, and the aperture diameter is 8 mm, the S / N ratio is 200 and the maximum. It became. The number of elements (number of channels) of the ultrasonic transducer 121 when the SN ratio is maximized is 16 elements (16 ch) since it can be expressed as opening diameter≈pitch × number of elements as shown in FIG. In the present embodiment, the specification that maximizes the S / N ratio is adopted for the phased array probe 120.

次に、シミュレーション解析により、本発明における探傷手法と他の探傷手法との比較を行った。   Next, the flaw detection method of the present invention was compared with other flaw detection methods by simulation analysis.

図6は、本発明の第1の実施形態を示し、シミュレーションに用いた電縫鋼管200の断面図である。図6に示す電縫鋼管200では、管厚みを3.4mmとし、溶接部210に3つの欠陥211G、211C、211Nを設けるようにした。具体的には、電縫鋼管200の外表面200Gから深さ0.2mm〜0.4mmに亘る厚み0.2mmの外表面付近欠陥211Gと、電縫鋼管200の中央部を中心に厚み0.2mmの中央部付近欠陥211Cと、電縫鋼管200の内表面200Nから深さ0.2mm〜0.4mmに亘る厚み0.2mmの内表面付近欠陥211Nとを設けた。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the ERW steel pipe 200 used for the simulation, showing the first embodiment of the present invention. In the electric resistance welded steel pipe 200 shown in FIG. 6, the pipe thickness is set to 3.4 mm, and three defects 211G, 211C, and 211N are provided in the welded portion 210. Specifically, the outer surface vicinity defect 211G having a thickness of 0.2 mm to 0.4 mm from the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200 and a thickness of about 0. A 2 mm center vicinity defect 211C and an inner surface vicinity defect 211N having a thickness ranging from 0.2 mm to 0.4 mm from the inner surface 200N of the ERW steel pipe 200 were provided.

図7A〜図7Dは、本発明の探傷手法と比較例の探傷手法との各探傷手法におけるシミュレーションモデルの概要図である。図7Aに、超音波探触子が単一集束探触子で70°探傷法による比較例1のモデル概要図を示し、図7Bに、超音波探触子がアレイ探触子で70°探傷法による本発明のモデル概要図を示し、図7Cに、超音波探触子がアレイ探触子で図19に示す従来の斜角探傷法による比較例2のモデル概要図を示し、図7Dに、超音波探触子がアレイ探触子で特許第4544240号公報に示されるタンデム探傷法による比較例3のモデル概要図を示している。   7A to 7D are schematic diagrams of simulation models in each flaw detection technique of the flaw detection technique of the present invention and the flaw detection technique of the comparative example. FIG. 7A shows a schematic diagram of a model of Comparative Example 1 using a single focus probe and a 70 ° flaw detection method, and FIG. 7B shows a 70 ° flaw detection using an array probe as an ultrasonic probe. FIG. 7C shows a model schematic diagram of Comparative Example 2 according to the conventional oblique flaw detection method shown in FIG. 19, and FIG. 7D shows the model schematic diagram of the present invention according to the method. The model outline figure of the comparative example 3 by the tandem flaw detection method which the ultrasonic probe is an array probe and is shown in patent 4544240 gazette is shown.

具体的に、図7A〜図7Dに示す各超音波探触子の仕様は以下の通りとした。図7Aに示す単一集束探触子は、周波数が5MHz、振動子径13mm、焦点距離51mmのものを用いた。図7B及び図7Cに示すアレイ探触子は、周波数が5MHz、ピッチpが0.5mm、エレメント幅eが0.4mm、素子数が16個(16ch)のものを用いた。即ち、図5に示す相関図でSN比が最大(200)となる条件のものを用いた。図7Dに示すアレイ探触子は、周波数が5MHz、ピッチpが0.5mm、エレメント幅eが0.4mm、素子数が64個(64ch)のものを用いた。この際、図7Dに示すように、送信素子数を20個(20ch)、受信素子数を24個(24ch)とした。   Specifically, the specifications of each ultrasonic probe shown in FIGS. 7A to 7D were as follows. The single focusing probe shown in FIG. 7A has a frequency of 5 MHz, a transducer diameter of 13 mm, and a focal length of 51 mm. The array probe shown in FIGS. 7B and 7C was used with a frequency of 5 MHz, a pitch p of 0.5 mm, an element width e of 0.4 mm, and 16 elements (16 channels). That is, the correlation diagram shown in FIG. 5 was used under conditions where the SN ratio was maximum (200). The array probe shown in FIG. 7D was used having a frequency of 5 MHz, a pitch p of 0.5 mm, an element width e of 0.4 mm, and 64 elements (64 channels). At this time, as shown in FIG. 7D, the number of transmitting elements was 20 (20 ch), and the number of receiving elements was 24 (24 ch).

また、図7A〜図7Dに示す各探傷法は以下の通りとした。図7A及び図7Bに示す70°探傷法では、水距離、超音波の入射点、及び、溶接部210の位置を固定して、図6に示す深さの異なる3つの欠陥(211G、211C、211N)に対して、それぞれ、超音波ビームが垂直に当たるようにした。正確には、外表面付近欠陥211Gと内表面付近欠陥211Nには超音波ビームが垂直に当たっていないが、電縫鋼管200の管厚みが3.4mmと薄いため略垂直として近似した。また、超音波ビームの焦点は、計算上、溶接部210に集束するように設定した。図7Cに示す従来斜角探傷法では、水距離、超音波の入射点、及び、溶接部210の位置を70°探傷法と同様の設定に固定して、外表面付近欠陥211G及び中央部付近欠陥211Cに対して超音波ビームを内表面200Nで一回反射させて入射する一回反射法とした。また、内表面付近欠陥211Nについては、70°探傷法と略同様の狙いとなるため、省略している。図7Dに示すタンデム探傷法では、特許第4544240号公報に記載の方式に倣ってモデルを作成した。具体的には、図7Dに示すように、超音波ビームの屈折角を45°、水距離22.6mm(アレイ探触子中心軸)、送信素子数20ch、受信素子数24chとし、中央部付近欠陥211Cに対する解析のみ行った。   Moreover, each flaw detection method shown to FIG. 7A-FIG. 7D was as follows. In the 70 ° flaw detection method shown in FIGS. 7A and 7B, the water distance, the incident point of the ultrasonic wave, and the position of the welded portion 210 are fixed, and three defects (211G, 211C, 211N), the ultrasonic beam hits vertically. Precisely, although the ultrasonic beam does not hit the outer surface vicinity defect 211G and the inner surface vicinity defect 211N perpendicularly, since the pipe thickness of the ERW steel pipe 200 is as thin as 3.4 mm, it was approximated as substantially vertical. Further, the focal point of the ultrasonic beam was set so as to be focused on the welded portion 210 in the calculation. In the conventional oblique flaw detection method shown in FIG. 7C, the water distance, the ultrasonic incident point, and the position of the welded portion 210 are fixed to the same settings as in the 70 ° flaw detection method, and the defect near the outer surface 211G and the vicinity of the central portion are fixed. A single reflection method is adopted in which an ultrasonic beam is reflected once by the inner surface 200N and incident on the defect 211C. Further, the inner surface vicinity defect 211N is omitted because it has the same aim as the 70 ° flaw detection method. In the tandem flaw detection method shown in FIG. 7D, a model was created following the method described in Japanese Patent No. 4544240. Specifically, as shown in FIG. 7D, the refraction angle of the ultrasonic beam is 45 °, the water distance is 22.6 mm (array probe central axis), the number of transmitting elements is 20 ch, and the number of receiving elements is 24 ch. Only analysis for defect 211C was performed.

図8は、図7A〜図7Dに示す本発明の探傷手法と比較例の探傷手法との各探傷手法におけるシミュレーションモデルによる解析結果を示す図である。図8には、左から、順に、図7Aに示す比較例1のモデルの解析結果、図7Bに示す本発明のモデルの解析結果、図7Cに示す比較例2のモデルの解析結果、図7Dに示す比較例3のモデルの解析結果が示されている。また、図8では、外表面付近欠陥211Gを狙った超音波ビームの受信波形を「外表面付近」の欄に示し、中央部付近欠陥211Cを狙った超音波ビームの受信波形を「中央部付近」の欄に示し、内表面付近欠陥211Nを狙った超音波ビームの受信波形を「内表面付近」の欄に示している。   FIG. 8 is a diagram showing an analysis result by a simulation model in each flaw detection method of the flaw detection method of the present invention shown in FIGS. 7A to 7D and the flaw detection method of the comparative example. FIG. 8 shows, from the left, the analysis result of the model of Comparative Example 1 shown in FIG. 7A, the analysis result of the model of the present invention shown in FIG. 7B, the analysis result of the model of Comparative Example 2 shown in FIG. The analysis result of the model of the comparative example 3 shown to is shown. Further, in FIG. 8, the reception waveform of the ultrasonic beam targeting the defect 211G near the outer surface is shown in the column “near the outer surface”, and the reception waveform of the ultrasonic beam targeting the defect 211C near the center is expressed as “near the center”. ", And the received waveform of the ultrasonic beam targeting the inner surface vicinity defect 211N is shown in the" inner surface vicinity "column.

また、図8に示す受信波形において、S1は電縫鋼管200の外表面200Gからの反射超音波を示し、F1は各欠陥からの反射超音波を示している。即ち、溶接部210(溶接面)に欠陥が存在しなければ、F1は検出されないことになる。また、S/N(SN比)は、上述したように、信号を欠陥からの超音波(F1)の最大振幅の大きさとし、ノイズを欠陥からの超音波の直前の超音波振幅の大きさとして、これらの比で定義したものである。In the receiving waveform shown in FIG. 8, S 1 represents the reflected ultrasonic waves from the outer surface 200G of the electric resistance welded steel pipe 200, F 1 represents the reflected ultrasound from respective defect. That is, if there is no defect in the welded portion 210 (welded surface), F 1 is not detected. Further, as described above, the S / N (S / N ratio) is the magnitude of the maximum amplitude of the ultrasonic wave (F 1 ) from the defect and the noise is the magnitude of the ultrasonic amplitude immediately before the ultrasonic wave from the defect. As defined by these ratios.

図8に示すS/N(SN比)で比較すると、総合的に、本発明のモデルによる探傷手法(アレイ探触子による70°探傷法)が良いことが確認できた。   Comparing with the S / N (S / N ratio) shown in FIG. 8, it was confirmed that the flaw detection method based on the model of the present invention (70 ° flaw detection method using an array probe) was good overall.

次に、電縫鋼管200の管厚み方向の超音波走査回数を決定するため、超音波ビームの焦点での有効ビーム径の解析を行った。   Next, an effective beam diameter at the focal point of the ultrasonic beam was analyzed in order to determine the number of ultrasonic scans in the thickness direction of the electric resistance steel tube 200.

図9Aおよび図9Bは、本発明の第1の実施形態を示し、探傷用超音波ビーム131の焦点での有効ビーム径の解析モデル及びその解析結果を示す図である。この解析では、厚み3.4mmの溶接部210(溶接面)に欠陥211を設けず、図9Aに示すように溶接部210(溶接面)の厚み方向に波形取得ポイントを設定して、探傷用超音波ビーム131の振動による電縫鋼管200の内部の変位分布を読み取り、−6dB幅を求めた。この際、図9Aに示すように、探傷用超音波ビーム131の狙いは溶接部210(溶接面)の厚み方向の中央とし、また、フェイズドアレイ探触子120の仕様は、周波数が5MHz、ピッチpが0.5mm、素子数が16素子(16ch)とした。この場合の解析結果を図9Bに示す。   FIG. 9A and FIG. 9B are diagrams showing an analysis model of an effective beam diameter at the focus of the flaw detection ultrasonic beam 131 and an analysis result thereof according to the first embodiment of the present invention. In this analysis, no defect 211 is provided in the welded part 210 (welded surface) having a thickness of 3.4 mm, and a waveform acquisition point is set in the thickness direction of the welded part 210 (welded surface) as shown in FIG. The displacement distribution inside the ERW steel pipe 200 due to the vibration of the ultrasonic beam 131 was read, and the -6 dB width was obtained. At this time, as shown in FIG. 9A, the ultrasonic beam 131 for flaw detection is aimed at the center in the thickness direction of the welded portion 210 (welded surface), and the specification of the phased array probe 120 has a frequency of 5 MHz and a pitch. p was 0.5 mm, and the number of elements was 16 elements (16 ch). The analysis result in this case is shown in FIG. 9B.

図9Bに示すように、探傷用超音波ビーム131の振動による電縫鋼管200の内部の変位の最大値を1とし、変位が0.5となる−6dB幅(即ち、当該変位が0.5以上となる範囲)として定義される有効ビーム径が1.6mmとなる結果が得られた。この結果から、例えば、電縫鋼管200の管厚みが3.4mmの場合、精度の良い超音波探傷を行うためには、管厚み方向に、超音波ビームを少なくとも3回走査する必要があることが分かった。ここで、本実施形態においては、送受信条件設定部142において、溶接鋼管200の管厚み(溶接部210の厚み)と、溶接部210(溶接面)における探傷用超音波ビーム131の有効ビーム径とに基づいて、溶接部210(溶接面)における管厚みの方向の領域をN個(Nは1以上の整数)に区分する区分数Nを設定する。この区分数Nは、上述した走査回数に該当する。本例の場合、送受信条件設定部142は、溶接鋼管200の管厚みである3.4mmを有効ビーム径である1.6mmで割った値である2.125について小数第1位以下を切り上げて、前記区分数Nとして「3」を設定する。そして、本実施形態では、溶接部210(溶接面)における管厚みの方向の領域に対して、外周面200G側から昇順で第1〜第Nの領域(本例では、第1〜第3の領域)を定義する。この際、本実施形態では、溶接部210(溶接面)における管厚みの方向の領域をN等分して、第1〜第Nの領域(本例では、第1〜第3の領域)を設定する。   As shown in FIG. 9B, the maximum value of the displacement inside the ERW steel pipe 200 due to the vibration of the flaw detection ultrasonic beam 131 is 1, and the displacement is -6 dB width (that is, the displacement is 0.5). As a result, an effective beam diameter defined as a range of 1.6 mm was obtained. From this result, for example, when the thickness of the ERW steel pipe 200 is 3.4 mm, it is necessary to scan the ultrasonic beam at least three times in the pipe thickness direction in order to perform accurate ultrasonic flaw detection. I understood. Here, in this embodiment, in the transmission / reception condition setting unit 142, the pipe thickness of the welded steel pipe 200 (the thickness of the welded part 210) and the effective beam diameter of the ultrasonic beam 131 for flaw detection in the welded part 210 (welded surface) Based on the above, the number N of divisions for dividing the region in the pipe thickness direction in the welded portion 210 (welded surface) into N pieces (N is an integer of 1 or more) is set. This division number N corresponds to the number of scans described above. In the case of this example, the transmission / reception condition setting unit 142 rounds up the first and second decimal places for 2.125, which is a value obtained by dividing the pipe thickness of the welded steel pipe 200 by 3.4 mm by the effective beam diameter of 1.6 mm. , “3” is set as the division number N. And in this embodiment, with respect to the area | region of the pipe thickness direction in the welding part 210 (welding surface), it is the 1st-Nth area | region (this example 1st-3rd in an ascending order from the outer peripheral surface 200G side). Area). At this time, in this embodiment, the region in the pipe thickness direction in the welded portion 210 (welded surface) is equally divided into N, and the first to Nth regions (in this example, the first to third regions) are divided. Set.

以上のシミュレーション解析の結果を踏まえ、本実施形態におけるフェイズドアレイ探触子120の設定を行った。図10は、本発明の第1の実施形態におけるフェイズドアレイ探触子120の概略構成の一例を示す図である。   Based on the results of the above simulation analysis, the phased array probe 120 in the present embodiment was set. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the phased array probe 120 according to the first embodiment of the present invention.

第1の実施形態におけるフェイズドアレイ探触子120は、カップリングチェック用超音波ビーム132を送信するためのカップリングチェック用超音波振動子群122と、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)の内表面200N付近(即ち、第3の領域(第Nの領域))に内表面付近探傷用超音波ビーム(第3の探傷用超音波ビーム(第Nの探傷用超音波ビーム))131Nを送信するための内表面付近探傷用超音波振動子群(第3の探傷用超音波振動子群(第Nの探傷用超音波振動子群))123と、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)の管厚みの中央部付近(即ち、第2の領域)に中央部付近探傷用超音波ビーム(第2の探傷用超音波ビーム)131Cを送信するための中央部付近探傷用超音波振動子群(第2の探傷用超音波振動子群)124と、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)の外表面200G付近(即ち、第1の領域)に外表面付近探傷用超音波ビーム(第1の探傷用超音波ビーム)131Gを送信するための外表面付近探傷用超音波振動子群(第1の探傷用超音波振動子群)125と、が互いに異なる超音波振動子によって構成される。即ち、第1の実施形態におけるフェイズドアレイ探触子120において、探傷用超音波振動子群は、溶接部210(溶接面)の前記N個(本例では3個)の区分数に応じて区分(分割)された探傷用超音波振動子群(内表面付近探傷用超音波振動子群123、中央部付近探傷用超音波振動子群124及び外表面付近探傷用超音波振動子群125)によって構成される。本実施形態では、例えば、カップリングチェック用超音波振動子群122の超音波振動子121の素子数を4素子(4ch)、各探傷用超音波振動子群123〜125の超音波振動子121の素子数をそれぞれ、16素子(16ch)とし、フェイズドアレイ探触子120が少なくとも52素子(52ch)からなるものとする。   The phased array probe 120 in the first embodiment includes a coupling check ultrasonic transducer group 122 for transmitting a coupling check ultrasonic beam 132, and a welded portion 210 (welded surface) of the ERW steel pipe 200. ) Near the inner surface 200N (that is, the third surface (Nth region)) near the inner surface flaw detection ultrasonic beam (third flaw detection ultrasonic beam (Nth flaw detection ultrasonic beam)) 131N Near the inner surface for transmitting the ultrasonic transducer group (third ultrasonic transducer group for flaw detection (Nth ultrasonic transducer group for flaw detection)) 123 and the welded portion 210 of the ERW steel pipe 200 Near the central portion for transmitting the ultrasonic beam for near-center flaw detection (second ultrasonic wave for flaw detection) 131C near the central portion (that is, the second region) of the pipe thickness of the (welded surface). Acoustic transducer group (second flaw detection sound An ultrasonic beam for flaw detection near the outer surface (first ultrasonic wave for flaw detection) near the outer surface 200G of the welded portion 210 (welded surface) of the ERW steel pipe 200 and the outer surface 200G (ie, the first region). ) The ultrasonic transducer group near the outer surface for transmitting 131G (first ultrasonic transducer group for flaw detection) 125 is constituted by different ultrasonic transducers. That is, in the phased array probe 120 according to the first embodiment, the ultrasonic transducer group for flaw detection is classified according to the number of N (three in this example) of the welded portion 210 (welded surface). By the (divided) flaw detection ultrasonic transducer group (inner surface vicinity flaw detection ultrasonic transducer group 123, central portion flaw detection ultrasonic transducer group 124 and outer surface flaw detection ultrasonic transducer group 125). Composed. In the present embodiment, for example, the number of the ultrasonic transducers 121 of the coupling check ultrasonic transducer group 122 is four (4ch), and the ultrasonic transducers 121 of the flaw detection ultrasonic transducer groups 123 to 125 are used. The number of elements is 16 elements (16 ch), and the phased array probe 120 is composed of at least 52 elements (52 ch).

なお、図10に示す例では、超音波ビームの走査順は、カップリングチェック用超音波ビーム132、内表面付近探傷用超音波ビーム131N、中央部付近探傷用超音波ビーム131C、外表面付近探傷用超音波ビーム131Gの順としているが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、超音波ビームの走査順は、カップリングチェック用超音波ビーム132、外表面付近探傷用超音波ビーム131G、中央部付近探傷用超音波ビーム131C、内表面付近探傷用超音波ビーム131Nの順であってもよい。   In the example shown in FIG. 10, the scanning order of the ultrasonic beam is as follows: coupling check ultrasonic beam 132, inner surface near-surface flaw detection ultrasonic beam 131N, central portion near-surface flaw detection ultrasonic beam 131C, and outer surface near-surface flaw detection. Although the order of the ultrasonic beam 131G for use is in this order, the present invention is not limited to this. For example, the scanning order of the ultrasonic beam is the order of the ultrasonic beam 132 for coupling check, the ultrasonic beam 131G near the outer surface, the ultrasonic beam 131C near the center, and the ultrasonic beam 131N near the inner surface. It may be.

本実施形態では、フェイズドアレイ探触子120においてN個(本例では3個)の群に区分(分割)された探傷用超音波振動子群の中から1つずつ選択して、それぞれ超音波ビームの送受信を行うことで、溶接部210(溶接面)の管厚み方向に超音波ビームを走査し、溶接部210(溶接面)を漏れなく探傷するようにしている。また、本実施形態では、フェイズドアレイ探触子120の端(図10の例では右端)の数素子を利用して、電縫鋼管200の外表面200Gに対して略垂直にカップリングチェック用超音波ビーム132を送信し、その反射超音波ビームを検出することでカップリングチェックを行うようにしている。   In the present embodiment, each of the ultrasonic transducer groups for flaw detection divided (divided) into N (three in this example) groups in the phased array probe 120 is selected one by one and each ultrasonic wave is selected. By transmitting and receiving the beam, the ultrasonic beam is scanned in the tube thickness direction of the welded portion 210 (welded surface), and the welded portion 210 (welded surface) is flawlessly detected. Further, in the present embodiment, by using several elements at the end of the phased array probe 120 (the right end in the example of FIG. 10), the coupling check superstructure is substantially perpendicular to the outer surface 200G of the electric resistance welded steel pipe 200. The coupling check is performed by transmitting the acoustic beam 132 and detecting the reflected ultrasonic beam.

次に、カップリングチェックの詳細について説明する。図11は、本発明の第1の実施形態を示し、カップリングチェックを説明するための図である。上述したように、フェイズドアレイ探触子120(厳密に言えば音響レンズ110)と電縫鋼管200の外表面200Gとの間には、探傷用超音波ビーム131を効率的に伝播させるための媒体として水が存在している。カップリングチェックとは、フェイズドアレイ探触子120(音響レンズ110)と電縫鋼管200の外表面200Gとの間が空気等なく水で満たされていて探傷用超音波ビーム131の送受信を正常に行える環境であるかを確認するための処理である。カップリングチェックでは、カップリングチェック用超音波振動子群122を介してカップリングチェック用超音波ビーム132を送受信する。図11に示す例では、フェイズドアレイ探触子120の右端の4素子(4ch)をカップリングチェック用超音波振動子群122として使っている。   Next, details of the coupling check will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining the coupling check according to the first embodiment of this invention. As described above, the medium for efficiently propagating the flaw detection ultrasonic beam 131 between the phased array probe 120 (strictly speaking, the acoustic lens 110) and the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200. As water is present. In the coupling check, the space between the phased array probe 120 (acoustic lens 110) and the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200 is filled with water without air or the like, so that the ultrasonic wave 131 for flaw detection is normally transmitted and received. This is a process for confirming whether the environment can be used. In the coupling check, an ultrasonic beam 132 for coupling check is transmitted / received via the ultrasonic transducer group 122 for coupling check. In the example shown in FIG. 11, the four elements (4ch) at the right end of the phased array probe 120 are used as the coupling check ultrasonic transducer group 122.

図12は、本発明の第1の実施形態を示し、反射したカップリングチェック用超音波ビーム132の受信波形の一例を示す図である。図12に示す例では、電縫鋼管200の外表面200Gで反射した外表面エコー(S1)、電縫鋼管200の内表面200Nで反射した内表面エコー(B1)、当該内表面エコー(B1)の後に外表面200Gと内表面200Nとの間での多重エコー(B2、B3、・・・)が検出されている。例えば、カップリングチェックでは、外表面エコー(S1)の前に反射エコーが検出されると、フェイズドアレイ探触子120(厳密に言えば音響レンズ110)と電縫鋼管200の外表面200Gとの間に空気等が存在しており、探傷用超音波ビーム131の送受信を正常に行える環境ではないと判定されることになる。逆に、外表面エコー(S1)の前に反射エコーが検出されなければ、フェイズドアレイ探触子120(厳密に言えば音響レンズ110)と電縫鋼管200の外表面200Gとの間が水で満たされており、探傷用超音波ビーム131の送受信を正常に行える環境であると判定されることになる。また、カップリングチェックでは、内表面エコー(B1)の後に多重エコー(B2、B3、・・・)が検出されるため、カップリングチェック後に行われる70°探傷における探傷用超音波ビーム131の送信は、カップリングチェック用超音波ビーム132の送信後ある程度の時間を空ける必要がある。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a reception waveform of the reflected coupling check ultrasonic beam 132 according to the first embodiment of this invention. In the example shown in FIG. 12, the outer surface echo (S 1 ) reflected by the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200, the inner surface echo (B 1 ) reflected by the inner surface 200N of the ERW steel pipe 200, the inner surface echo ( Multiple echoes (B 2 , B 3 ,...) Between the outer surface 200G and the inner surface 200N are detected after B 1 ). For example, in the coupling check, if a reflected echo is detected before the outer surface echo (S 1 ), the phased array probe 120 (strictly speaking, the acoustic lens 110) and the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200 Therefore, it is determined that the environment is not capable of normally transmitting / receiving the ultrasonic beam 131 for flaw detection. On the other hand, if no reflected echo is detected before the outer surface echo (S 1 ), there is water between the phased array probe 120 (strictly speaking, the acoustic lens 110) and the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200. Therefore, it is determined that the environment is such that the ultrasonic wave 131 for flaw detection can be normally transmitted and received. In the coupling check, since multiple echoes (B 2 , B 3 ,...) Are detected after the inner surface echo (B 1 ), the ultrasonic beam for flaw detection in 70 ° flaw detection performed after the coupling check is performed. The transmission of 131 requires a certain amount of time after the transmission of the coupling check ultrasonic beam 132.

<音響レンズ110の設計>
次に、音響レンズ110の設計について説明する。
<Design of acoustic lens 110>
Next, the design of the acoustic lens 110 will be described.

フェイズドアレイ探触子120は、超音波ビームを電縫鋼管200の管厚み方向のみに集束するものである。本実施形態では、更に、超音波ビームを電縫鋼管200の管軸方向220にも集束させるために、フェイズドアレイ探触子120に音響レンズ110を取り付けている。   The phased array probe 120 focuses the ultrasonic beam only in the thickness direction of the ERW steel pipe 200. In the present embodiment, the acoustic lens 110 is further attached to the phased array probe 120 in order to focus the ultrasonic beam also in the tube axis direction 220 of the electric resistance welded steel tube 200.

図13は、本発明の第1の実施形態を示し、図1及び図3に示す音響レンズ110を説明するための図である。   FIG. 13 is a view for explaining the acoustic lens 110 shown in FIGS. 1 and 3 according to the first embodiment of the present invention.

音響レンズ110の関係式は、以下の(1)式〜(2)式に示す通りである。   The relational expression of the acoustic lens 110 is as shown in the following expressions (1) to (2).

R=(1−C2/C1)f ・・・(1)
f=fW+(C3/C2)fS ・・・(2)
ここで、Rは音響レンズ110の曲率半径、fは水中焦点距離、C1は音響レンズ110の縦波音速、C2は水中縦波音速、C3は鋼管内横波音速、fwは水中路程、fSは鋼管内路程である。各パラメータの具体的な数値は、図13に示す通りである。
R = (1−C 2 / C 1 ) f (1)
f = f W + (C 3 / C 2 ) f S (2)
Here, R represents the radius of curvature of the acoustic lens 110, f is focal length in water, C 1 is a longitudinal wave sonic speed of the acoustic lens 110, C 2 underwater longitudinal wave acoustic velocity, C 3 steel pipe in shear wave velocity, f w is the water path length , F S is the path in the steel pipe. Specific numerical values of each parameter are as shown in FIG.

表1に示したように、水中では縦波しか伝播しないため、フェイズドアレイ探触子120からは、縦波の超音波ビームが送信される。そして、フェイズドアレイ探触子120から送信された縦波の超音波ビームは、電縫鋼管200の外表面200Gにおいて入射方向に対して約70°屈折されて電縫鋼管200の内部を伝播するため、電縫鋼管200の内部では、略横波の超音波ビームが伝播する。   As shown in Table 1, since only a longitudinal wave propagates in water, a longitudinal wave ultrasonic beam is transmitted from the phased array probe 120. The longitudinal ultrasonic beam transmitted from the phased array probe 120 is refracted by about 70 ° with respect to the incident direction on the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200 and propagates through the ERW steel pipe 200. In the electric resistance welded steel pipe 200, a substantially transverse ultrasonic beam propagates.

図14は、本発明の第1の実施形態を示し、図1及び図3に示す音響レンズ110の曲率半径とフェイズドアレイ探触子120のアレイ長さ(アレイ位置)との関係を示す図である。図14は、溶接部210(溶接面)の各深さに対応する超音波ビーム中心軸とフェイズドアレイ探触子120と交わる点の音響レンズ110の曲率半径をそれぞれの超音波ビーム路程から換算して求めたものである。ただし、フェイズドアレイ探触子120のピッチpを0.5mmとし、溶接部210(溶接面)中心に入射する超音波ビームがフェイズドアレイ探触子120のアレイ中心となるようにしている。   FIG. 14 shows the first embodiment of the present invention, and shows the relationship between the radius of curvature of the acoustic lens 110 shown in FIGS. 1 and 3 and the array length (array position) of the phased array probe 120. is there. FIG. 14 shows the conversion of the radius of curvature of the acoustic lens 110 at the point where the ultrasonic beam central axis corresponding to each depth of the welded portion 210 (welded surface) and the phased array probe 120 intersect with each ultrasonic beam path length. It is what I asked for. However, the pitch p of the phased array probe 120 is set to 0.5 mm so that the ultrasonic beam incident on the center of the welded portion 210 (welded surface) becomes the array center of the phased array probe 120.

ここで、本実施形態のフェイズドアレイ探触子120は、図10に示すように、カップリングチェック用超音波振動子群122と、内表面付近探傷用超音波振動子群(第3の探傷用超音波振動子群(第Nの探傷用超音波振動子群))123と、中央部付近探傷用超音波振動子群(第2の探傷用超音波振動子群)124と、外表面付近探傷用超音波振動子群(第1の探傷用超音波振動子群)125を備える構成を採る。ここで、図14において、例えば、アレイ長さ(アレイ位置)が18.5mm〜10.0mmが図10に示す外表面付近探傷用超音波振動子群(第1の探傷用超音波振動子群)125に相当し、アレイ長さ(アレイ位置)が10.0mm〜1.5mmが図10に示す中央部付近探傷用超音波振動子群(第2の探傷用超音波振動子群)124に相当し、アレイ長さ(アレイ位置)が1.5mm〜−7.0mmが図10に示す内表面付近探傷用超音波振動子群(第3の探傷用超音波振動子群(第Nの探傷用超音波振動子群))123に相当する。即ち、音響レンズ110は、その曲率半径が、外表面付近探傷用超音波振動子群(第1の探傷用超音波振動子群)125に対応する区域から内表面付近探傷用超音波振動子群(第3の探傷用超音波振動子群(第Nの探傷用超音波振動子群))123に対応する区域に向かうのに従って、大きくなっている。換言すれば、音響レンズ110は、管軸方向220に沿った曲面の曲率半径が、複数の超音波振動子の配列方向に沿って変化しており、フェイズドアレイ探触子120から溶接部210(溶接面)に至るまでの探傷用超音波ビームの伝播距離が大きくなる方向に向けて曲率半径が大きくなっている。本実施形態では、音響レンズ110をこのように設計することで、各探傷用超音波振動子群を介して好適な探傷用超音波ビーム131の送受信を可能にしている。   Here, as shown in FIG. 10, the phased array probe 120 of the present embodiment includes a coupling check ultrasonic transducer group 122 and an inner surface vicinity ultrasonic transducer group (third flaw detection ultrasonic transducer group). Ultrasonic transducer group (Nth ultrasonic transducer group for flaw detection)) 123, ultrasonic transducer group for flaw detection near the center (second ultrasonic transducer group for flaw detection) 124, and flaw detection near the outer surface An ultrasonic transducer group (first flaw detection ultrasonic transducer group) 125 is employed. Here, in FIG. 14, for example, an array length (array position) of 18.5 mm to 10.0 mm is an outer surface vicinity ultrasonic transducer group (first ultrasonic ultrasonic transducer group shown in FIG. 10). ) 125 and an array length (array position) of 10.0 mm to 1.5 mm corresponds to the ultrasonic transducer group for flaw detection near the center (second ultrasonic transducer group for flaw detection) 124 shown in FIG. Correspondingly, an array length (array position) of 1.5 mm to -7.0 mm is near the inner surface of the ultrasonic transducer group for flaw detection (third ultrasonic transducer group for flaw detection (Nth flaw detection) shown in FIG. This corresponds to the ultrasonic transducer group for use)) 123. That is, the acoustic lens 110 has a radius of curvature from an area corresponding to the outer surface flaw detection ultrasonic transducer group (first flaw detection ultrasonic transducer group) 125 to the inner surface flaw detection ultrasonic transducer group. (Third flaw detection ultrasonic transducer group (Nth flaw detection ultrasonic transducer group)) 123 increases in size. In other words, in the acoustic lens 110, the curvature radius of the curved surface along the tube axis direction 220 changes along the arrangement direction of the plurality of ultrasonic transducers, and the welded portion 210 ( The radius of curvature increases in the direction in which the propagation distance of the flaw detection ultrasonic beam up to the weld surface increases. In the present embodiment, the acoustic lens 110 is designed in this way, so that a suitable ultrasonic beam 131 for flaw detection can be transmitted and received through each flaw detection ultrasonic transducer group.

<探傷繰り返し周波数についての考察>
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置100において、電縫鋼管200の管軸方向220について、洩れなく溶接部210(溶接面)の欠陥探傷が可能であるかの考察を行う。
<Consideration of flaw detection repetition frequency>
Next, in the defect detection apparatus 100 according to the present embodiment, it is considered whether or not the defect inspection of the welded portion 210 (welded surface) can be performed without leakage in the tube axis direction 220 of the electric resistance welded steel pipe 200.

音響レンズ110による管軸方向220の超音波ビームの集束により、管軸方向におけるビーム集束径が一般的な1mmであるとする。また、溶接部210(溶接面)の探傷深さを切り換えて探傷することを想定し、図10に示すように、探傷用超音波ビーム131の送受信回数3回と、カップリングチェック用超音波ビーム132の送受信回数1回との合計4回の超音波ビームの送受信を行うものとする。   It is assumed that the beam focusing diameter in the tube axis direction is generally 1 mm due to the focusing of the ultrasonic beam in the tube axis direction 220 by the acoustic lens 110. Further, assuming that the flaw detection is performed by switching the flaw detection depth of the welded portion 210 (welded surface), as shown in FIG. 10, the ultrasonic wave 131 for the flaw detection is transmitted three times and the ultrasonic beam for the coupling check is used. It is assumed that the ultrasonic beam is transmitted and received a total of four times, that is, the number of times of transmission / reception 132 is one.

また、電縫鋼管200の造管速度を、一般的な実操業ラインの電縫鋼管200の移動速度である40m/分程度とすると、これは667mm/秒であるため、管軸方向220に洩れなく探傷するためには、1秒間に2668回(4×677)の超音波ビームの送受信を行う必要がある。したがって、欠陥検出装置100の探傷繰り返し周波数は、少なくとも2668Hz(約2.7kHz)必要である。   Further, if the pipe making speed of the electric resistance welded steel pipe 200 is about 40 m / min, which is the moving speed of the electric resistance welded steel pipe 200 in a typical actual operation line, this is 667 mm / second, and therefore leaks in the pipe axis direction 220. In order to detect flaws without fail, it is necessary to transmit and receive an ultrasonic beam 2668 times (4 × 677) per second. Therefore, the flaw detection repetition frequency of the defect detection apparatus 100 needs to be at least 2668 Hz (about 2.7 kHz).

一方、近年のフェイズドアレイ探触子120を用いた欠陥探傷装置は、最大繰り返し周波数が数十kHzであるため、上記探傷繰り返し周波数(約2.7kHz)は十分実現可能であり、当該最大繰り返し周波数を本実施形態における欠陥検出装置100に採用すれば、電縫鋼管200の管軸方向220に洩れなく欠陥探傷を行うことが可能である。   On the other hand, since a defect inspection apparatus using the phased array probe 120 in recent years has a maximum repetition frequency of several tens of kHz, the above-described inspection repetition frequency (about 2.7 kHz) can be sufficiently realized. Is employed in the defect detection apparatus 100 in the present embodiment, it is possible to perform defect inspection without leakage in the tube axis direction 220 of the electric resistance welded steel pipe 200.

<欠陥検出装置による処理手順>
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置100による欠陥検出方法の処理手順について説明する。
<Processing procedure by defect detection device>
Next, a processing procedure of the defect detection method by the defect detection apparatus 100 according to the present embodiment will be described.

図15は、本発明の第1の実施形態に係る欠陥検出装置100による欠陥検出方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この図15に示すフローチャートの説明においては、図1に示す欠陥検出装置100の構成を用いて説明を行う。   FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the defect detection method performed by the defect detection apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. The description of the flowchart shown in FIG. 15 will be made using the configuration of the defect detection apparatus 100 shown in FIG.

まず、ステップS1において、被検体条件入力部141は、被検体である電縫鋼管200の条件(被検体条件)を入力する処理を行う。例えば、被検体条件入力部141は、ユーザにより操作入力された被検体条件(例えば、電縫鋼管200の外径や管厚み、管軸方向220の長さ、造管速度など)を制御処理装置140内に入力する処理を行う。ここでは、電縫鋼管200の外径として101.6mm(図13)、電縫鋼管200の管厚みとして3.4mm(図9、図13)、電縫鋼管200の造管速度として40m/分が入力されたものとする。   First, in step S1, the subject condition input unit 141 performs a process of inputting a condition (subject condition) of the electric resistance welded steel pipe 200 that is the subject. For example, the subject condition input unit 141 controls a subject condition (for example, the outer diameter and thickness of the electric resistance welded pipe 200, the length in the pipe axis direction 220, the pipe making speed, etc.) input by the user. The process of inputting into 140 is performed. Here, the outer diameter of the ERW steel pipe 200 is 101.6 mm (FIG. 13), the pipe thickness of the ERW steel pipe 200 is 3.4 mm (FIGS. 9 and 13), and the pipe making speed of the ERW steel pipe 200 is 40 m / min. Is entered.

続いて、ステップS2において、送受信条件設定部142は、ステップS1で入力された被検体条件に基づいて、送受信条件を設定する処理を行う。ここで、送受信条件として、例えば、探傷用超音波ビーム131やカップリングチェック用超音波ビーム132の送受信タイミングや、これらの超音波ビームの送信周波数、これらの超音波ビームの送受信に使用する超音波振動子121、探傷用超音波ビーム131が溶接部210(溶接面)で集束するように探傷用超音波振動子群の各チャネルの送信タイミングの遅延時間などを設定する。   Subsequently, in step S2, the transmission / reception condition setting unit 142 performs processing for setting the transmission / reception conditions based on the subject condition input in step S1. Here, as the transmission / reception conditions, for example, the transmission / reception timing of the ultrasonic beam 131 for flaw detection and the ultrasonic beam 132 for coupling check, the transmission frequency of these ultrasonic beams, and the ultrasonic waves used for transmission / reception of these ultrasonic beams The delay time of the transmission timing of each channel of the ultrasonic transducer group for flaw detection is set so that the transducer 121 and the flaw detection ultrasonic beam 131 are converged at the welded portion 210 (welded surface).

本実施形態では、電縫鋼管200の管厚みが3.4mmであるため、図5においてSN比が最大(200)となるフェイズドアレイ探触子120を採用するものとする(超音波振動子121のピッチpが0.5mm、送信する超音波の周波数が5MHz等)。この際、本実施形態では、さらに、ステップS2において、送受信条件設定部142は、溶接鋼管200の管厚み(溶接部210(溶接面)の厚み)と、溶接部210(溶接面)に対する探傷用超音波ビーム131の有効ビーム径とに基づいて、溶接部210(溶接面)における管厚みの方向の領域をN個(Nは1以上の整数)に区分する区分数Nを設定する。この区分数Nは、溶接部210(溶接面)における管厚みの方向の超音波探傷に係る走査回数に該当する。具体的に、本実施形態では、溶接鋼管200の管厚みが3.4mmであり、溶接部210(溶接面)に対する探傷用超音波ビームの有効ビーム径が1.6mm(図9(b):既知)であるため、前記区分数Nとして「3」が設定される。送受信条件設定部142は、設定した区分数「3」に応じて図10に示すように、フェイズドアレイ探触子120における探傷用超音波振動子群を、内表面付近探傷用超音波振動子群(第3の探傷用超音波振動子群(第Nの探傷用超音波振動子群))123、中央部付近探傷用超音波振動子群(第2の探傷用超音波振動子群)124及び外表面付近探傷用超音波振動子群(第1の探傷用超音波振動子群)の3個の群に区分(分割)するとともに、更に、探傷用超音波振動子群を構成する超音波振動子とは異なる複数の超音波振動子によって構成されるカップリングチェック用超音波振動子群122を設定する。   In this embodiment, since the thickness of the ERW steel pipe 200 is 3.4 mm, the phased array probe 120 having the maximum SN ratio (200) in FIG. Pitch p is 0.5 mm, and the frequency of ultrasonic waves to be transmitted is 5 MHz). At this time, in this embodiment, in step S2, the transmission / reception condition setting unit 142 is used for flaw detection on the pipe thickness of the welded steel pipe 200 (the thickness of the welded part 210 (welded surface)) and the welded part 210 (welded surface). Based on the effective beam diameter of the ultrasonic beam 131, the number N of divisions for dividing the tube thickness direction region of the welded portion 210 (welded surface) into N pieces (N is an integer of 1 or more) is set. The number N of divisions corresponds to the number of scans related to ultrasonic flaw detection in the direction of the tube thickness in the welded portion 210 (welded surface). Specifically, in this embodiment, the pipe thickness of the welded steel pipe 200 is 3.4 mm, and the effective beam diameter of the ultrasonic beam for flaw detection with respect to the welded portion 210 (welded surface) is 1.6 mm (FIG. 9B). “3” is set as the division number N. As shown in FIG. 10, the transmission / reception condition setting unit 142 sets the ultrasonic transducer group for flaw detection in the phased array probe 120 to the ultrasonic transducer group for flaw detection near the inner surface, as shown in FIG. (Third flaw detection ultrasonic transducer group (Nth flaw detection ultrasonic transducer group)) 123, near the central portion flaw detection ultrasonic transducer group (second flaw detection ultrasonic transducer group) 124, and The ultrasonic vibration group constituting the flaw detection ultrasonic transducer group is divided (divided) into three groups of the outer surface vicinity flaw detection ultrasonic transducer group (first flaw detection ultrasonic transducer group). A coupling check ultrasonic transducer group 122 configured by a plurality of ultrasonic transducers different from the child is set.

続いて、ステップS3において、送信部144は、送受信制御部143の制御により、送受信条件設定部142で設定された送受信条件に基づいて、フェイズドアレイ探触子120のカップリングチェック用超音波振動子群122から電縫鋼管200の外表面200Gに対して略垂直にカップリングチェック用超音波ビーム132を送信する。   Subsequently, in step S3, the transmission unit 144 controls the ultrasonic transducer for coupling check of the phased array probe 120 based on the transmission / reception conditions set by the transmission / reception condition setting unit 142 under the control of the transmission / reception control unit 143. The ultrasonic beam 132 for coupling check is transmitted from the group 122 substantially perpendicularly to the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200.

続いて、ステップS4において、受信部145は、送受信制御部143の制御により、送受信条件設定部142で設定された送受信条件に基づいて、反射したカップリングチェック用超音波ビーム132をカップリングチェック用超音波振動子群122を介して受信する。その後、受信部145で受信したカップリングチェック用超音波ビーム132は、受信信号処理部146で処理される。   Subsequently, in step S <b> 4, the receiving unit 145 controls the reflected coupling check ultrasonic beam 132 for coupling check based on the transmission / reception conditions set by the transmission / reception condition setting unit 142 under the control of the transmission / reception control unit 143. Received via the ultrasonic transducer group 122. Thereafter, the coupling check ultrasonic beam 132 received by the reception unit 145 is processed by the reception signal processing unit 146.

続いて、ステップS5において、水判定部148は、ステップS4で受信したカップリングチェック用超音波ビーム132に基づいて、カップリングが問題なしか否かを判断する。具体的に、水判定部148は、フェイズドアレイ探触子120(厳密に言えば音響レンズ110)と電縫鋼管200の外表面200Gとの間が空気等なく水で満たされているか否かを判定することで、カップリングが問題なしか否かを判断する。   Subsequently, in step S5, the water determination unit 148 determines whether or not the coupling is problematic based on the coupling check ultrasonic beam 132 received in step S4. Specifically, the water determination unit 148 determines whether or not the space between the phased array probe 120 (strictly speaking, the acoustic lens 110) and the outer surface 200G of the ERW steel pipe 200 is filled with water without air or the like. By determining, it is determined whether or not the coupling is problematic.

ステップS5の判断の結果、カップリングチェックにおいて、カップリングに問題があると判定された場合(S5/NOの場合)には、ステップS6に進む。   As a result of the determination in step S5, when it is determined in the coupling check that there is a problem with the coupling (in the case of S5 / NO), the process proceeds to step S6.

ステップS6に進むと、記録・表示部149は、カップリングに問題がある旨の警告表示を行う。この警告表示を行うことで、ユーザは、設備のメンテナンスを行うことになり、設備のメンテナンス後、ユーザの操作により、図15のフローチャートの最初から処理が行われることになる。   In step S6, the recording / display unit 149 displays a warning indicating that there is a problem with the coupling. By performing this warning display, the user performs maintenance of the equipment, and after the maintenance of the equipment, the processing is performed from the beginning of the flowchart of FIG. 15 by the user's operation.

一方、ステップS5の判断の結果、カップリングチェックにおいて、カップリングに問題がないと判定された場合(S5/YESの場合)には、ステップS7に進む。カップリングに問題がない場合、溶接部210の欠陥探傷の処理が開始されることになる。   On the other hand, as a result of the determination in step S5, when it is determined in the coupling check that there is no problem in coupling (in the case of S5 / YES), the process proceeds to step S7. If there is no problem in the coupling, the defect inspection process of the welded part 210 is started.

ステップS7に進むと、送信部144は、送受信制御部143の制御により、送受信条件設定部142で設定された送受信条件に基づいて、フェイズドアレイ探触子120の探傷用超音波振動子群から電縫鋼管200の外表面200Gに対して斜角に探傷用超音波ビーム131を入射させる。送信部144は、電縫鋼管200内に入射した当該探傷用超音波ビーム131が電縫鋼管200の内表面200Nで反射することなく溶接部210(溶接面)に対して略垂直に直接入射し且つ溶接部210(溶接面)に収束するように探傷用超音波ビーム131を送信する。   In step S7, the transmission unit 144 is controlled by the transmission / reception control unit 143 based on the transmission / reception conditions set by the transmission / reception condition setting unit 142 from the ultrasonic transducer group for flaw detection of the phased array probe 120. The flaw detection ultrasonic beam 131 is incident on the outer surface 200G of the sewn steel pipe 200 at an oblique angle. The transmitting unit 144 directly enters the welded ultrasonic wave beam 131 incident on the welded part 210 (welded surface) substantially perpendicularly without being reflected by the inner surface 200N of the welded steel pipe 200. And the ultrasonic beam 131 for flaw detection is transmitted so that it may converge on the welding part 210 (welding surface).

続いて、ステップS8に進むと、受信部145は、送受信制御部143の制御により、送受信条件設定部142で設定された送受信条件に基づいて、反射した当該探傷用超音波ビーム131を当該探傷用超音波振動子群を介して受信する。その後、受信部145で受信した探傷用超音波ビーム131は、受信信号処理部146で処理される。   Subsequently, in step S8, the receiving unit 145 controls the reflected ultrasonic beam 131 for flaw detection based on the transmission / reception conditions set by the transmission / reception condition setting unit 142 under the control of the transmission / reception control unit 143. Receive via the ultrasonic transducer group. Thereafter, the flaw detection ultrasonic beam 131 received by the receiving unit 145 is processed by the received signal processing unit 146.

続いて、ステップS9において、例えば送受信制御部143は、溶接部210の深さ方向(管厚み方向)について全て欠陥探傷を行ったか否かを判断する。   Subsequently, in step S <b> 9, for example, the transmission / reception control unit 143 determines whether or not all defect inspections have been performed in the depth direction (tube thickness direction) of the welded part 210.

ここで、本実施形態では、図10に示すように、探傷用超音波振動子群として、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)の内表面200N付近(即ち、第3の領域(第Nの領域))に内表面付近探傷用超音波ビーム(第3の探傷用超音波ビーム(第Nの探傷用超音波ビーム))131Nを送信するための内表面付近探傷用超音波振動子群(第3の探傷用超音波振動子群(第Nの探傷用超音波振動子群))123と、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)の管厚みの中央部付近(即ち、第2の領域)に中央部付近探傷用超音波ビーム(第2の探傷用超音波ビーム)131Cを送信するための中央部付近探傷用超音波振動子群(第2の探傷用超音波振動子群)124と、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)の外表面200G付近(即ち、第1の領域)に外表面付近探傷用超音波ビーム(第1の探傷用超音波ビーム)131Gを送信するための外表面付近探傷用超音波振動子群(第1の探傷用超音波振動子群)125が互いに異なる超音波振動子によって構成される。そこで、本実施形態では、ステップS9において、溶接部210(溶接面)の深さ方向(管厚み方向)について、内表面付近探傷用超音波ビーム131Nによる欠陥探傷、中央部付近探傷用超音波ビーム131Cによる欠陥探傷、及び、外表面付近探傷用超音波ビーム131Gによる欠陥探傷の全て欠陥探傷を行ったか否かを判断することになる。   Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, as a group of ultrasonic transducers for flaw detection, the vicinity of the inner surface 200N of the welded portion 210 (welded surface) of the ERW steel pipe 200 (that is, the third region (the first region) N region)) near the inner surface ultrasonic transducer group (third ultrasonic ultrasonic beam for flaw detection (Nth ultrasonic beam for flaw detection)) 131N for transmitting near the inner surface ultrasonic transducer group (Third flaw detection ultrasonic transducer group (Nth flaw detection ultrasonic transducer group)) 123 and the vicinity of the center portion of the pipe thickness of the welded portion 210 (welded surface) of the ERW steel pipe 200 (that is, the first flaw detection ultrasonic transducer group). 2), an ultrasonic transducer group near the central portion for transmitting the ultrasonic beam near the central portion (second ultrasonic beam for flaw detection) 131C (second ultrasonic transducer group for flaw detection). ) 124 and the vicinity of the outer surface 200G of the welded portion 210 (welded surface) of the ERW steel pipe 200 (immediately , First surface) ultrasonic transducer group near the outer surface for transmitting the ultrasonic beam for near-surface flaw detection (first flaw detection ultrasonic beam) 131G (first flaw detection ultrasonic vibration) (Child group) 125 is composed of different ultrasonic transducers. Therefore, in the present embodiment, in step S9, in the depth direction (tube thickness direction) of the welded portion 210 (weld surface), defect inspection using the ultrasonic beam 131N near the inner surface and ultrasonic beam for flaw detection near the center portion are performed. It is determined whether or not the defect inspection by 131C and the defect inspection by the ultrasonic beam 131G for detecting near the outer surface have been performed.

ステップS9の判断の結果、溶接部210(溶接面)の深さ方向の各領域について未だ全ての欠陥探傷を行っていない場合(S9/NOの場合)には、未だ欠陥探傷を行っていない領域の欠陥探傷を行うべく、ステップS7に戻る。   As a result of the determination in step S9, if not all defect inspection has been performed for each region in the depth direction of the welded portion 210 (welded surface) (in the case of S9 / NO), the region where defect inspection has not yet been performed. The process returns to step S7 to perform the defect inspection.

一方、ステップS9の判断の結果、溶接部210の深さ方向について全て欠陥探傷を行った場合(S9/YESの場合)には、ステップS10に進む。   On the other hand, as a result of the determination in step S9, if all the flaw detection is performed in the depth direction of the welded portion 210 (in the case of S9 / YES), the process proceeds to step S10.

ステップS10に進むと、例えば送受信制御部143は、電縫鋼管200の管軸方向220について全て欠陥探傷を行ったか否かを判断する。   In step S10, for example, the transmission / reception control unit 143 determines whether or not all defect inspections have been performed in the tube axis direction 220 of the ERW steel pipe 200.

ここで、本実施形態では、上述したように、音響レンズ110による管軸方向220の超音波ビームの集束により、管軸方向ビーム集束径が一般的な1mmであるとする。一方、ステップS1において管軸方向220の長さが入力されている。そこで、本実施形態では、ステップS10において、これらの情報に基づいて、電縫鋼管200の管軸方向220の全領域について欠陥探傷を行ったか否かを判断することになる。   Here, in the present embodiment, as described above, it is assumed that the tube-axis direction beam focusing diameter is generally 1 mm due to the focusing of the ultrasonic beam in the tube axis direction 220 by the acoustic lens 110. On the other hand, the length in the tube axis direction 220 is input in step S1. Therefore, in the present embodiment, in step S10, it is determined whether or not defect inspection has been performed for the entire region in the tube axis direction 220 of the ERW steel tube 200 based on these pieces of information.

ステップS10の判断の結果、電縫鋼管200の管軸方向220の全領域について欠陥探傷を行っていない場合(S10/NO)には、未だ欠陥探傷を行っていない電縫鋼管200の管軸方向220の領域の欠陥探傷を行うべく、ステップS7に戻る。   As a result of the determination in step S10, when defect inspection is not performed for the entire region in the tube axis direction 220 of the ERW steel pipe 200 (S10 / NO), the tube axis direction of the ERW steel pipe 200 that has not yet been subjected to defect inspection. The process returns to step S7 to perform the defect inspection of the area 220.

一方、ステップS10の判断の結果、電縫鋼管200の管軸方向220の全領域について欠陥探傷を行った場合(S10/YESの場合)には、ステップS11に進む。   On the other hand, as a result of the determination in step S10, when defect inspection is performed for the entire region in the tube axis direction 220 of the ERW steel pipe 200 (in the case of S10 / YES), the process proceeds to step S11.

続いて、ステップS11において、欠陥判定部147は、ステップS8で受信した探傷用超音波ビーム131に基づいて、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)に欠陥が存在しているか否かを判定する処理を行う。さらに、欠陥判定部147は、溶接部210(溶接面)に欠陥が存在していると判定した場合に、その位置や大きさを特定する処理も行う。   Subsequently, in step S11, the defect determination unit 147 determines whether or not there is a defect in the welded portion 210 (welded surface) of the ERW steel pipe 200 based on the flaw detection ultrasonic beam 131 received in step S8. Processing to determine is performed. Furthermore, when the defect determination unit 147 determines that a defect exists in the welded part 210 (welded surface), the defect determination unit 147 also performs processing for specifying the position and size.

なお、この欠陥判定部147による欠陥判定の前段階において、例えば受信信号処理部146が、受信した探傷用超音波ビーム131の波形に対して、正の最大振幅をA、負の最大振幅をB(Bは負の値)としてそれぞれを検出し、A−Bをその波形検出位置での信号Cとして処理を行う。   In the previous stage of defect determination by the defect determination unit 147, for example, the received signal processing unit 146 sets the positive maximum amplitude to A and the negative maximum amplitude to B with respect to the waveform of the received ultrasonic beam 131 for flaw detection. Each is detected as (B is a negative value), and A-B is processed as a signal C at the waveform detection position.

続いて、ステップS12において、記録・表示部149は、ステップS11による欠陥判定結果を表示する処理を行う。例えば、記録・表示部149は、欠陥判定結果として、例えば、x軸方向を管軸方向220の位置、y軸方向を溶接部210の深さ位置とし、上記信号Cの2次元マップを作成し表示を行う。   Subsequently, in step S12, the recording / display unit 149 performs a process of displaying the defect determination result in step S11. For example, the recording / display unit 149 creates a two-dimensional map of the signal C as the defect determination result, for example, with the x-axis direction as the position in the tube axis direction 220 and the y-axis direction as the depth position of the welded part 210. Display.

以下、2次元マップの例について説明を行う。まず、2次元マップの説明の前に、探傷用超音波ビームの受信波形の一例について説明する。   Hereinafter, an example of a two-dimensional map will be described. First, before explaining the two-dimensional map, an example of a received waveform of the flaw detection ultrasonic beam will be described.

図16は、本発明の第1の実施形態を示し、反射した探傷用超音波ビームの受信波形の一例を示す図である。ここで、図16Aおよび図16Bは、電縫鋼管200の管厚み方向の分解能を向上させるために、前記区分数Nを3よりも大きい5とする条件で解析したものであり、管軸方向の分解能は1mm、管厚み方向の分解能は管厚み(3.4mm)の1/5に相当する0.68mmである。そして、図16Aは、管厚み方向の中央部を中心に厚み0.2mmの欠陥211を設け、5区分に分けたうちの中央部の欠陥211に探傷用超音波ビームを集束させ、その反射超音波の受信波形の例である。また、図16Bは、管厚み方向の中央部に欠陥211を設けず、5区分に分けたうちの中央部に探傷用超音波ビームを集束させ、その反射超音波の受信波形の例である。図16A及び図16Bに示す受信波形において、S1は電縫鋼管200の外表面200Gからの反射超音波を示し、図16Aに示す受信波形において、F1は欠陥211からの反射超音波を示している。即ち、図16Bに示す受信波形のように、欠陥211が存在しなければ、F1は検出されないことになる。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a reception waveform of a reflected ultrasonic beam for flaw detection according to the first embodiment of this invention. Here, FIGS. 16A and 16B are analyzed under the condition that the number of sections N is 5 larger than 3 in order to improve the resolution in the thickness direction of the ERW steel pipe 200. The resolution is 1 mm, and the resolution in the tube thickness direction is 0.68 mm corresponding to 1/5 of the tube thickness (3.4 mm). In FIG. 16A, a defect 211 having a thickness of 0.2 mm is provided around the central part in the tube thickness direction, and the ultrasonic beam for flaw detection is focused on the defect 211 in the central part among the five sections, and the reflected supersonic beam is focused. It is an example of the received waveform of a sound wave. FIG. 16B shows an example of a received waveform of the reflected ultrasonic wave in which the defect 211 is not provided in the central part in the tube thickness direction and the flaw detection ultrasonic beam is focused on the central part among the five sections. In the received waveforms shown in FIGS. 16A and 16B, S 1 indicates the reflected ultrasonic wave from the outer surface 200G of the electric resistance welded steel pipe 200, and in the received waveform shown in FIG. 16A, F 1 indicates the reflected ultrasonic wave from the defect 211. ing. That is, as in the received waveform shown in FIG. 16B, if there is no defect 211, F 1 is not detected.

次いで、2次元マップの例について説明を行う。図17は、本発明の第1の実施形態を示し、2次元マップの一例を示す図である。この図17に示す2次元マップは、上述した図16Aと同様に電縫鋼管200の管厚み方向を5区分に分けて探傷する条件で解析したものであり、この際、5区分に分けたうちの中央部に欠陥211を設けたものである。そして、図17は、x軸方向を管軸方向220の位置、y軸方向を電縫鋼管200の管厚み方向の位置(溶接部210の深さ位置)とし、上述した信号Cを7段階(6<C、・・・、C≦1)に分けて表示した2次元マップの例である。例えば、図16Aに示す欠陥211からの反射超音波F1は、正の最大振幅Aが3.2程度、負の最大振幅Bが−3.6程度であるため、この場合の信号Cは、C=A−B=3.2−(−3.6)=6.8となる。このため、図17では、電縫鋼管200の管厚み方向を5区分に分けたうちの中央部が、6<Cとなっている。このような2次元マップを表示することにより、電縫鋼管200の溶接部210における欠陥211の位置を特定することが可能である。Next, an example of a two-dimensional map will be described. FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional map according to the first embodiment of this invention. The two-dimensional map shown in FIG. 17 is obtained by analyzing the pipe thickness direction of the electric resistance welded steel pipe 200 in five sections in the same manner as in FIG. 16A described above. The defect 211 is provided in the central part of each. In FIG. 17, the x-axis direction is the position in the tube axis direction 220, the y-axis direction is the position in the tube thickness direction of the ERW steel pipe 200 (the depth position of the welded portion 210), and the signal C described above has seven stages ( 6 <C,..., C ≦ 1). For example, the reflected ultrasonic wave F 1 from the defect 211 shown in FIG. 16A has a positive maximum amplitude A of about 3.2 and a negative maximum amplitude B of about −3.6. C = A−B = 3.2 − (− 3.6) = 6.8. For this reason, in FIG. 17, the center part of the pipe thickness direction of the ERW steel pipe 200 divided into five sections is 6 <C. By displaying such a two-dimensional map, it is possible to specify the position of the defect 211 in the welded part 210 of the ERW steel pipe 200.

ステップS12の処理が終了すると、図15におけるフローチャートの処理が終了する。   When the process of step S12 ends, the process of the flowchart in FIG. 15 ends.

本実施形態に係る欠陥検出装置100によれば、フェイズドアレイ探触子120を用いた70°探傷法を行うようにしたので、0.2mm程度の微小欠陥の検出も可能であり、且つ、管厚みが7.5mm以下、管径が5インチ以下の小径の電縫鋼管200であっても欠陥の検出精度の向上を実現することができる(図8)。
(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、図10に示すように、フェイズドアレイ探触子120の探傷用超音波振動子群として、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)の内表面200N付近(即ち、第3の領域(第Nの領域))に内表面付近探傷用超音波ビーム(第3の探傷用超音波ビーム(第Nの探傷用超音波ビーム))131Nを送信するための内表面付近探傷用超音波振動子群(第3の探傷用超音波振動子群(第Nの探傷用超音波振動子群))123と、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)の管厚みの中央部付近(即ち、第2の領域)に中央部付近探傷用超音波ビーム(第2の探傷用超音波ビーム)131Cを送信するための中央部付近探傷用超音波振動子群(第2の探傷用超音波振動子群)124と、電縫鋼管200の溶接部210(溶接面)の外表面200G付近(即ち、第1の領域)に外表面付近探傷用超音波ビーム(第1の探傷用超音波ビーム)131Gを送信するための外表面付近探傷用超音波振動子群(第1の探傷用超音波振動子群)125とが、互いに異なる超音波振動子によって構成される場合を例示した。本発明においては、この形態に限定されるものではなく、フェイズドアレイ探触子120に1つの探傷用超音波振動子群を設定して、当該1つの探傷用超音波振動子群において超音波の送信方向を順次切り換えることにより、溶接部210における管厚みの方向の前記第3の領域(第Nの領域)、前記第2の領域、及び、前記第1の領域に対して、それぞれ、第3の探傷用超音波ビーム(第Nの探傷用超音波ビーム)である内表面付近探傷用超音波ビーム131N、第2の探傷用超音波ビームである中央部付近探傷用超音波ビーム131C、及び、第1の探傷用超音波ビームである外表面付近探傷用超音波ビーム131Gを順次送信する形態も適用可能である。この場合、当該1つの探傷用超音波振動子群を介して、反射した内表面付近探傷用超音波ビーム131N、反射した中央部付近探傷用超音波ビーム131C、及び、反射した外表面付近探傷用超音波ビーム131Gをそれぞれ受信することになる。
According to the defect detection apparatus 100 according to the present embodiment, since the 70 ° flaw detection method using the phased array probe 120 is performed, it is possible to detect a minute defect of about 0.2 mm, and the tube Even in the case of a small diameter ERW steel pipe 200 having a thickness of 7.5 mm or less and a pipe diameter of 5 inches or less, improvement in defect detection accuracy can be realized (FIG. 8).
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, as shown in FIG. 10, as an ultrasonic transducer group for flaw detection of the phased array probe 120, in the vicinity of the inner surface 200N of the welded portion 210 (welded surface) of the ERW steel pipe 200 ( That is, the inner surface for transmitting the ultrasonic beam for near-inner surface flaw detection (third flaw detection ultrasonic beam (Nth flaw detection ultrasonic beam)) 131N to the third region (Nth region). The near-surface flaw detection ultrasonic transducer group (third flaw detection ultrasonic transducer group (Nth flaw detection ultrasonic transducer group)) 123 and the pipe thickness of the welded portion 210 (welded surface) of the ERW steel pipe 200 Near the center (ie, the second region) of the ultrasonic transducer group near the center for transmitting the ultrasonic beam for near-center flaw detection (second ultrasonic beam for flaw detection) 131C (second region) Of ultrasonic transducers for flaw detection) 124 and welded portion 210 of ERW steel pipe 200 Ultrasonic transducer for flaw detection near the outer surface for transmitting an ultrasonic wave for flaw detection near the outer surface (first flaw detection ultrasonic beam) 131G near the outer surface 200G of the welding surface) (that is, the first region). The case where the group (first flaw detection ultrasonic transducer group) 125 is configured by different ultrasonic transducers is illustrated. In the present invention, the present invention is not limited to this mode. One flaw detection ultrasonic transducer group is set in the phased array probe 120, and the ultrasonic flaw detection ultrasonic transducer group is used to set ultrasonic waves. By sequentially switching the transmission direction, the third region (Nth region), the second region, and the first region in the tube thickness direction in the welded portion 210 are respectively third. An ultrasonic beam 131N near the inner surface which is an ultrasonic beam for flaw detection (Nth ultrasonic beam for flaw detection), an ultrasonic beam 131C for flaw detection near the center which is a second ultrasonic beam for flaw detection, and A mode in which the outer surface near-surface detection ultrasonic beam 131G, which is the first ultrasonic inspection beam, is sequentially transmitted is also applicable. In this case, the reflected ultrasonic beam 131N near the inner surface, the reflected ultrasonic beam 131C near the central portion, and the reflected outer surface flaw detected through the single ultrasonic transducer group. Each ultrasonic beam 131G is received.

本実施形態の場合、フェイズドアレイ探触子120には、1つの探傷用超音波振動子群(例えば16ch)と、1つのカップリングチェック用超音波振動子群122(例えば4ch)が設けられることになる。
(第3の実施形態)
上述した第1及び第2の実施形態では、探傷用超音波振動子群とカップリングチェック用超音波振動子群122とを互いに異なる超音波振動子で構成するものであった。本発明においては、この形態に限定されるものではなく、フェイズドアレイ探触子120に配列された複数の超音波振動子121のうちの全部の複数の超音波振動子によって探傷用超音波振動子群を構成し、当該探傷用超音波振動子群の中にカップリングチェック用超音波振動子群122を含む構成とした形態も適用可能である。
In the case of the present embodiment, the phased array probe 120 is provided with one flaw detection ultrasonic transducer group (for example, 16 ch) and one coupling check ultrasonic transducer group 122 (for example, 4 ch). become.
(Third embodiment)
In the first and second embodiments described above, the flaw detection ultrasonic transducer group and the coupling check ultrasonic transducer group 122 are configured by different ultrasonic transducers. In the present invention, the present invention is not limited to this embodiment, and the ultrasonic transducer for flaw detection is performed by all of the plurality of ultrasonic transducers among the plurality of ultrasonic transducers 121 arranged in the phased array probe 120. A configuration in which a group is formed and the ultrasonic transducer group for coupling check 122 is included in the ultrasonic transducer group for flaw detection is also applicable.

本実施形態の場合、例えばフェイズドアレイ探触子120に16個の超音波振動子121(16ch)設けて、当該16個の超音波振動子121の全てを探傷用超音波振動子群とするとともに、当該16個の超音波振動子121の全て或いは一部(例えば4ch)をカップリングチェック用超音波振動子群122とする。   In the case of the present embodiment, for example, 16 ultrasonic transducers 121 (16ch) are provided in the phased array probe 120, and all of the 16 ultrasonic transducers 121 are used as an ultrasonic transducer group for flaw detection. All or a part (for example, 4ch) of the 16 ultrasonic transducers 121 are set as a coupling check ultrasonic transducer group 122.

即ち、本実施形態の場合、超音波の送信方向を順次切り換えることにより、フェイズドアレイ探触子120から、電縫鋼管200の外表面200Gに対してカップリングチェック用超音波ビーム132を送信するとともに、溶接部210(溶接面)における管厚みの方向の前記第3の領域(第Nの領域)、前記第2の領域、及び、前記第1の領域に対して、それぞれ、第3の探傷用超音波ビーム(第Nの探傷用超音波ビーム)である内表面付近探傷用超音波ビーム131N、第2の探傷用超音波ビームである中央部付近探傷用超音波ビーム131C、及び、第1の探傷用超音波ビームである外表面付近探傷用超音波ビーム131Gを順次送信する形態を採る。この場合、フェイズドアレイ探触子120を介して、反射したカップリングチェック用超音波ビーム132、反射した内表面付近探傷用超音波ビーム131N、反射した中央部付近探傷用超音波ビーム131C、及び、反射した外表面付近探傷用超音波ビーム131Gをそれぞれ受信することになる。
(その他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した本発明の実施形態の制御処理装置140の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明に含まれる。
That is, in this embodiment, the ultrasonic wave 132 for coupling check is transmitted from the phased array probe 120 to the outer surface 200G of the electric resistance welded steel pipe 200 by sequentially switching the transmission direction of the ultrasonic waves. , For third flaw detection with respect to the third region (Nth region), the second region, and the first region in the tube thickness direction in the welded portion 210 (welded surface), respectively. An ultrasonic beam 131N near the inner surface that is an ultrasonic beam (Nth ultrasonic beam for flaw detection), an ultrasonic beam 131C near the center that is a second ultrasonic beam for flaw detection, and the first A configuration is adopted in which the outer surface vicinity ultrasonic detecting beam 131G which is an ultrasonic detecting beam is sequentially transmitted. In this case, the reflected ultrasonic beam 132 for coupling check, the reflected ultrasonic beam 131N near the inner surface, the reflected ultrasonic beam 131C near the center, and the reflected through the phased array probe 120, The reflected ultrasonic wave 131G for flaw detection near the outer surface is received.
(Other embodiments)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the function of the control processing apparatus 140 according to the embodiment of the present invention described above is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU or CPU) of the system or apparatus is supplied. MPU or the like) reads out and executes a program. This program and a computer-readable recording medium storing the program are included in the present invention.

なお、上述した本発明の実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。日本国特許出願、特願2012−150685号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記載された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。   The above-described embodiments of the present invention are merely examples of the implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. . That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof. The entire disclosure of Japanese Patent Application No. 2012-150685 is incorporated herein by reference. All documents, patent applications, and technical standards mentioned in this specification are to the same extent as if each individual document, patent application, and technical standard were specifically and individually described to be incorporated by reference, Incorporated herein by reference.

100:欠陥検出装置、110:音響レンズ、120:フェイズドアレイ探触子、121:超音波振動子、131:探傷用超音波ビーム、132:カップリングチェック用超音波ビーム(水判定用超音波ビーム)、140:制御処理装置、141:被検体条件入力部、142:送受信条件設定部、143:送受信制御部、144:送信部、145:受信部、146:受信信号処理部、147:欠陥判定部、148:水判定部、149:記録・表示部、200:電縫鋼管、200G:外表面、200N:内表面、210:溶接部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Defect detection apparatus, 110: Acoustic lens, 120: Phased array probe, 121: Ultrasonic transducer, 131: Ultrasonic beam for flaw detection, 132: Ultrasonic beam for coupling check (Ultrasonic beam for water determination) 140: Control processing device, 141: Subject condition input unit, 142: Transmission / reception condition setting unit, 143: Transmission / reception control unit, 144: Transmission unit, 145: Reception unit, 146: Reception signal processing unit, 147: Defect determination Part, 148: water judgment part, 149: recording / display part, 200: ERW steel pipe, 200G: outer surface, 200N: inner surface, 210: welded part

Claims (18)

溶接鋼管の管軸方向に沿って形成された溶接面に存在する欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
前記溶接鋼管の外表面の外側に設置され、複数の超音波振動子が配列されたフェイズドアレイ探触子と、
前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む探傷用超音波振動子群から、前記溶接鋼管の外表面から前記溶接鋼管内に入射した探傷用超音波ビームが前記溶接鋼管の内表面で反射することなく前記溶接面に対して略垂直に直接入射し且つ前記溶接面に収束するように前記探傷用超音波ビームを送信するものであり、前記溶接鋼管の管厚みと前記溶接面における前記探傷用超音波ビームの、前記溶接鋼管の管厚み方向の内部の変位分布に基づいて決定された有効ビーム径とに基づいて、前記溶接面を前記管厚みの方向に沿った複数の領域に区分し、前記溶接面の区分された各領域に順次前記探傷用超音波ビームが入射するように、複数回に亘り前記探傷用超音波ビームを送信する送信手段と、
反射した前記探傷用超音波ビームを前記探傷用超音波振動子群を介して受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した前記探傷用超音波ビームに基づいて、前記溶接面に欠陥が存在するか否かを判定する欠陥判定手段と、
を含む欠陥検出装置。
A defect detection device for detecting defects present on a weld surface formed along the pipe axis direction of a welded steel pipe,
A phased array probe installed outside the outer surface of the welded steel pipe and arranged with a plurality of ultrasonic transducers;
From the group of ultrasonic transducers for flaws including a part or all of the plurality of ultrasonic transducers, an ultrasonic beam for flaw detection incident on the welded steel pipe from the outer surface of the welded steel pipe is generated inside the welded steel pipe. The ultrasonic beam for flaw detection is transmitted so as to be directly incident on the welding surface substantially vertically without being reflected by the surface and to converge on the welding surface, and the thickness of the welded steel pipe and the welding surface A plurality of regions along the tube thickness direction of the weld surface based on the effective beam diameter determined based on the displacement distribution inside the tube thickness direction of the welded steel tube of the ultrasonic beam for flaw detection in Transmitting means for transmitting the ultrasonic beam for flaw detection a plurality of times so that the ultrasonic beam for flaw detection is sequentially incident on each of the divided areas of the welding surface;
Receiving means for receiving the reflected ultrasonic beam for flaw detection via the flaw detection ultrasonic transducer group;
Defect determining means for determining whether or not there is a defect on the weld surface based on the ultrasonic beam for flaw detection received by the receiving means;
A defect detection apparatus including:
前記溶接鋼管は、管径が5インチ以下、管厚みが7.5mm以下の小径の電縫鋼管である請求項1に記載の欠陥検出装置。   The defect detection apparatus according to claim 1, wherein the welded steel pipe is a small-diameter ERW steel pipe having a pipe diameter of 5 inches or less and a pipe thickness of 7.5 mm or less. 前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間には、前記探傷用超音波ビームが伝播する媒体として水が存在しており、
前記送信手段は、前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む水判定用超音波振動子群から前記溶接鋼管の外表面に対して略垂直に水判定用超音波ビームを更に送信し、
前記受信手段は、反射した前記水判定用超音波ビームを前記水判定用超音波振動子群を介して更に受信し、
前記受信手段で受信した前記水判定用超音波ビームに基づいて、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間が水で満たされているか否かを判定する水判定手段を更に含む請求項1または2に記載の欠陥検出装置。
Between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe, water exists as a medium through which the ultrasonic beam for flaw detection propagates,
The transmitter further includes a water determination ultrasonic beam substantially perpendicular to the outer surface of the welded steel pipe from a water determination ultrasonic transducer group including a part or all of the plurality of ultrasonic transducers. Send
The receiving means further receives the reflected ultrasonic beam for water determination via the ultrasonic transducer group for water determination,
Water determination means for determining whether the space between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe is filled with water based on the water determination ultrasonic beam received by the reception means. The defect detection apparatus of Claim 1 or 2 containing.
前記送信手段は、前記水判定手段で前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間が水で満たされていると判定された場合に、前記探傷用超音波振動子群から前記探傷用超音波ビームを送信する請求項3に記載の欠陥検出装置。   When the water determining unit determines that the space between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe is filled with water, the transmitting unit determines from the flaw detection ultrasonic transducer group as described above. The defect detection apparatus according to claim 3, wherein an ultrasonic beam for flaw detection is transmitted. 前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間に前記フェイズドアレイ探触子に対応して設けられ、前記探傷用超音波ビームを前記管軸方向に集束させるための集束レンズを更に含む請求項1乃至4のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。   A focusing lens provided between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe so as to correspond to the phased array probe and for focusing the flaw detection ultrasonic beam in the tube axis direction; The defect detection apparatus of any one of Claims 1 thru | or 4 containing. 前記送信手段は、前記溶接面における前記管厚みの方向の領域の区分数Nに応じて前記探傷用超音波振動子群に含まれる複数の超音波振動子をN個の群に分割し、前記溶接面の区分された各領域に順次探傷用超音波ビームが入射するように分割された各群から順次探傷用超音波ビームを送信する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。   The transmitting means divides a plurality of ultrasonic transducers included in the flaw detection ultrasonic transducer group into N groups according to the number N of sections of the weld surface in the tube thickness direction, 5. The defect detection according to claim 1, wherein the flaw detection ultrasonic beam is sequentially transmitted from each of the divided groups so that the flaw detection ultrasonic beam sequentially enters each of the divided areas of the weld surface. 6. apparatus. 前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間に前記フェイズドアレイ探触子に対応して設けられ、前記探傷用超音波ビームを前記管軸方向に集束させるための集束レンズを更に含み、
前記集束レンズは、前記管軸方向に沿った曲面の曲率半径が、前記複数の超音波振動子の配列方向に沿って変化しており、前記フェイズドアレイ探触子から前記溶接面に至るまでの前記探傷用超音波ビームの伝播距離が大きくなる方向に向けて前記曲率半径が大きくなっている請求項6に記載の欠陥検出装置。
A focusing lens provided between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe so as to correspond to the phased array probe and for focusing the flaw detection ultrasonic beam in the tube axis direction; Including
In the focusing lens, the radius of curvature of the curved surface along the tube axis direction changes along the arrangement direction of the plurality of ultrasonic transducers, and extends from the phased array probe to the welding surface. The defect detection apparatus according to claim 6, wherein the radius of curvature increases in a direction in which a propagation distance of the ultrasonic beam for flaw detection increases.
記送信手段は、前記溶接面の区分された各領域に前記探傷用超音波ビームが順次入射するように、前記複数の超音波振動子の一部を含む単一の探傷用超音波振動子群から送信方向を順次切り替えて前記探傷用超音波ビームを送信する
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
Before Symbol transmission means such that said the flaw ultrasonic beams to divided each regions of the weld surface is sequentially incident ultrasonic transducer for a single flaw comprising a portion of said plurality of ultrasonic transducers The defect detection apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic wave for flaw detection is transmitted by sequentially switching the transmission direction from the group.
記送信手段は、前記溶接面の区分された各領域に前記探傷用超音波ビームが順次入射するように、前記複数の超音波振動子の全部を含む探傷用超音波振動子群から送信方向を順次切り替えて前記探傷用超音波ビームを送信するとともに、前記複数の超音波振動子の一部を含む水判定用超音波振動子群から、前記溶接鋼管の外表面に対して前記水判定用超音波ビームを送信する
請求項3または4に記載の欠陥検出装置。
Before Symbol transmission means such that said the flaw ultrasonic beams to divided each regions of the weld surface is sequentially incident, the transmission direction from said plurality of ultrasonic comprises all vibrators wound group of ultrasound transducers Are sequentially switched to transmit the ultrasonic beam for flaw detection, and from the water determination ultrasonic transducer group including a part of the plurality of ultrasonic transducers, to the outer surface of the welded steel pipe, The defect detection apparatus according to claim 3, wherein an ultrasonic beam is transmitted.
前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間に前記フェイズドアレイ探触子に対応して設けられ、前記探傷用超音波ビームを前記管軸方向に集束させるための集束レンズを更に含む請求項9に記載の欠陥検出装置。   A focusing lens provided between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe so as to correspond to the phased array probe and for focusing the flaw detection ultrasonic beam in the tube axis direction; The defect detection apparatus of Claim 9 containing. 前記送信手段は、前記溶接鋼管の管厚みを前記溶接面における前記探傷用超音波ビームの有効ビーム径で割った値について小数第1位以下を切り上げた値を、前記溶接面の前記管厚みの方向における区分数として設定する請求項1乃至10のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。   The transmitting means rounds the pipe thickness of the welded steel pipe by the effective beam diameter of the flaw-detecting ultrasonic beam on the weld surface, and rounds up the first decimal place to the pipe thickness of the weld surface. The defect detection apparatus according to claim 1, wherein the defect detection apparatus is set as the number of sections in the direction. 前記有効ビーム径は、前記探傷用超音波ビームの振動による前記溶接鋼管の内部の変位の最大値を1とした場合に、当該変位が0.5以上となる範囲に対応している請求項乃至11のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。 The effective beam diameter corresponds to a range in which the displacement is 0.5 or more when a maximum value of displacement inside the welded steel pipe due to vibration of the ultrasonic beam for flaw detection is 1. The defect detection apparatus of any one of thru | or 11. 溶接鋼管の外表面の外側に設置され、複数の超音波振動子が配列されたフェイズドアレイ探触子を用いて、前記溶接鋼管の管軸方向に沿って形成された溶接面に存在する欠陥を検出する欠陥検出装置による欠陥検出方法であって、
前記溶接鋼管の管厚みと前記溶接面における探傷用超音波ビームの、前記溶接鋼管の管厚み方向の内部の変位分布に基づいて決定された有効ビーム径とに基づいて、前記溶接面を前記管厚みの方向に沿った複数の領域に区分する領域区分ステップと、
前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む探傷用超音波振動子群から、前記溶接鋼管の外表面から前記溶接鋼管内に入射した探傷用超音波ビームが前記溶接鋼管の内表面で反射することなく前記溶接面に対して略垂直に直接入射するとともに前記溶接面に集束し且つ前記溶接面の区分された各領域に前記探傷用超音波ビームが入射するように、複数回に亘り前記探傷用超音波ビームを送信する第1の送信ステップと、
反射した前記探傷用超音波ビームを前記探傷用超音波振動子群を介して受信する第1の受信ステップと、
前記第1の受信ステップで受信した前記探傷用超音波ビームに基づいて、前記溶接面に欠陥が存在するか否かを判定する欠陥判定ステップと、
を含む欠陥検出方法。
Using a phased array probe installed outside the outer surface of the welded steel pipe and arranged with a plurality of ultrasonic transducers, defects present on the weld surface formed along the pipe axis direction of the welded steel pipe are removed. A defect detection method by a defect detection device to detect,
Based on the pipe thickness of the welded steel pipe and the effective beam diameter determined based on the internal displacement distribution of the ultrasonic beam for flaw detection on the welded surface in the pipe thickness direction of the welded steel pipe, An area segmentation step for segmenting into a plurality of areas along the thickness direction;
From the group of ultrasonic transducers for flaws including a part or all of the plurality of ultrasonic transducers, an ultrasonic beam for flaw detection incident on the welded steel pipe from the outer surface of the welded steel pipe is generated inside the welded steel pipe. A plurality of times so that the ultrasonic beam for flaw detection is incident on the welding surface substantially perpendicularly without being reflected on the surface, is focused on the welding surface, and is incident on each divided region of the welding surface. A first transmission step of transmitting the flaw detection ultrasonic beam over a period of time;
A first reception step of receiving the reflected ultrasonic beam for flaw detection via the flaw detection ultrasonic transducer group;
A defect determination step of determining whether or not a defect exists on the weld surface based on the ultrasonic beam for flaw detection received in the first reception step;
A defect detection method including:
前記溶接鋼管は、管径が5インチ以下、管厚みが7.5mm以下の小径の電縫鋼管である請求項13に記載の欠陥検出方法。   The defect detection method according to claim 13, wherein the welded steel pipe is a small-diameter ERW steel pipe having a pipe diameter of 5 inches or less and a pipe thickness of 7.5 mm or less. 前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間には、前記探傷用超音波ビームが伝播する媒体として水が存在しており、
前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む水判定用超音波振動子群から前記溶接鋼管の外表面に対して略垂直に水判定用超音波ビームを送信する第2の送信ステップと、
反射した前記水判定用超音波ビームを前記水判定用超音波振動子群を介して受信する第2の受信ステップと、
前記第2の受信ステップで受信した前記水判定用超音波ビームに基づいて、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間が水で満たされているか否かを判定する水判定ステップと、
を更に含む請求項13または14に記載の欠陥検出方法。
Between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe, water exists as a medium through which the ultrasonic beam for flaw detection propagates,
Second transmission for transmitting a water determination ultrasonic beam from a water determination ultrasonic transducer group including a part or all of the plurality of ultrasonic transducers substantially perpendicularly to the outer surface of the welded steel pipe. Steps,
A second receiving step of receiving the reflected ultrasonic beam for water determination via the ultrasonic transducer group for water determination;
Water determination for determining whether the space between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe is filled with water based on the water determination ultrasonic beam received in the second reception step Steps,
The defect detection method according to claim 13 or 14, further comprising:
溶接鋼管の外表面の外側に設置され、複数の超音波振動子が配列されたフェイズドアレイ探触子を用いて、前記溶接鋼管の管軸方向に沿って形成された溶接面に存在する欠陥を検出する欠陥検出装置による欠陥検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記溶接鋼管の管厚みと前記溶接面における探傷用超音波ビームの、前記溶接鋼管の管厚み方向の内部の変位分布に基づいて決定された有効ビーム径とに基づいて、前記溶接面を前記管厚みの方向に沿った複数の領域に区分する領域区分ステップと、
前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む探傷用超音波振動子群から、前記溶接鋼管の外表面から前記溶接鋼管内に入射した探傷用超音波ビームが前記溶接鋼管の内表面で反射することなく前記溶接面に対して略垂直に直接入射するとともに前記溶接面に集束し且つ前記溶接面の区分された各領域に前記探傷用超音波ビームが入射するように、複数回に亘り前記探傷用超音波ビームを送信する第1の送信ステップと、
反射した前記探傷用超音波ビームを前記探傷用超音波振動子群を介して受信する第1の受信ステップと、
前記第1の受信ステップで受信した前記探傷用超音波ビームに基づいて、前記溶接面に欠陥が存在するか否かを判定する欠陥判定ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
Using a phased array probe installed outside the outer surface of the welded steel pipe and arranged with a plurality of ultrasonic transducers, defects present on the weld surface formed along the pipe axis direction of the welded steel pipe are removed. A program for causing a computer to execute a defect detection method by a defect detection device to detect,
Based on the pipe thickness of the welded steel pipe and the effective beam diameter determined based on the internal displacement distribution of the ultrasonic beam for flaw detection on the welded surface in the pipe thickness direction of the welded steel pipe, An area segmentation step for segmenting into a plurality of areas along the thickness direction;
From the group of ultrasonic transducers for flaws including a part or all of the plurality of ultrasonic transducers, an ultrasonic beam for flaw detection incident on the welded steel pipe from the outer surface of the welded steel pipe is generated inside the welded steel pipe. A plurality of times so that the ultrasonic beam for flaw detection is incident on the welding surface substantially perpendicularly without being reflected on the surface, is focused on the welding surface, and is incident on each divided region of the welding surface. A first transmission step of transmitting the flaw detection ultrasonic beam over a period of time;
A first reception step of receiving the reflected ultrasonic beam for flaw detection via the flaw detection ultrasonic transducer group;
A defect determination step of determining whether or not a defect exists on the weld surface based on the ultrasonic beam for flaw detection received in the first reception step;
A program that causes a computer to execute.
前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間には、前記探傷用超音波ビームが伝播する媒体として水が存在しており、
前記複数の超音波振動子のうちの一部または全部を含む水判定用超音波振動子群から前記溶接鋼管の外表面に対して略垂直に水判定用超音波ビームを送信する第2の送信ステップと、
反射した前記水判定用超音波ビームを前記水判定用超音波振動子群を介して受信する第2の受信ステップと、
前記第2の受信ステップで受信した前記水判定用超音波ビームに基づいて、前記フェイズドアレイ探触子と前記溶接鋼管の外表面との間が水で満たされているか否かを判定する水判定ステップと、
を更にコンピュータに実行させる請求項16に記載のプログラム。
Between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe, water exists as a medium through which the ultrasonic beam for flaw detection propagates,
Second transmission for transmitting a water determination ultrasonic beam from a water determination ultrasonic transducer group including a part or all of the plurality of ultrasonic transducers substantially perpendicularly to the outer surface of the welded steel pipe. Steps,
A second receiving step of receiving the reflected ultrasonic beam for water determination via the ultrasonic transducer group for water determination;
Water determination for determining whether the space between the phased array probe and the outer surface of the welded steel pipe is filled with water based on the water determination ultrasonic beam received in the second reception step Steps,
The program according to claim 16, further causing the computer to execute.
請求項16または17に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。   A computer-readable storage medium storing the program according to claim 16 or 17.
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