JP5920401B2 - 電縫管の超音波探傷装置及び方法ならびに品質保証方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電縫管の溶接シーム部を超音波探傷する、電縫管の超音波探傷装置及び方法ならびに品質保証方法に関するものである。
電縫管の製造プロセスは、鋼板を管状に曲げ成形していき、管状に成形された鋼板の左右両端部を押し付けながら溶接接合するというプロセスが一般的である。良好な溶接品質を得るために、溶接後は溶接接合された箇所を超音波探傷装置により超音波探傷し、さらにシームアニーラによりアニール(焼鈍)処理(溶接によって焼入れ状態近くになったシーム部を焼き戻す)が施されて製品化される。
このような製造プロセスで製造される電縫管の溶接シーム部を超音波探傷する場合、通常、斜角探傷が用いられ、溶接ビードの切削後や水圧試験後に実施される。斜角超音波が所望の位置に入射するように、超音波探触子が設置されたセンサヘッドを位置決めしてから超音波探傷を行う必要がある。なお、位置決めについては、前記超音波探傷装置の下流に設置するシームアニーラにおいても、溶接シーム部をピンポイントでアニール処理するために、シームアニーラを溶接シーム部に正しく位置決めしてからアニール処理を行う必要がある。
しかしながら、電縫管は製造ライン上で様々な力を受けるため、溶接シーム部が必ずしも超音波探傷装置やシームアニーラの中心線上に位置しているとは限らず、左右にずれることがある。そこで、超音波探触子を溶接シーム部の真上に位置させるために、電縫管の溶接シーム部を挟んで配置された二つの放射式温度計により溶接シーム部の温度を測定し、その測定温度の差からシーム位置を検出するようにした技術が知られている(特許文献1参照)。
また、放射式温度計を用いずにシーム位置を検出する技術として、溶接シーム部のテンパーカラーが入熱の最も加わった部分であることに基づき、電縫管周方向の色調変化を色度計により検出して溶接シーム部の位置を検出する技術(特許文献2参照)や、カメラにより撮像された溶接シーム部の輝度変化などから溶接ビードの切削部を特定し、その中心を溶接シーム部と見做す技術(特許文献3〜6参照)が知られている。
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、超音波探触子を電縫管の周方向に駆動する探触子駆動機構に溶接シーム追従用のサーボ信号を出力して超音波探触子を溶接シーム部の真上に位置決めしているため、放射式温度計と探触子駆動機構とを一体化させる必要がある。そのため、溶接シーム部の温度が100℃を超えるような位置で超音波探傷が行われることになり、探傷精度を高めるために、超音波探触子を溶接シーム部に近づけて超音波探傷しようとすると、溶接シーム部と超音波探触子との間の音響伝達媒質(水)が
沸騰してしまい、溶接シーム部を超音波探傷することができなくなるという問題がある。
一方、溶接シーム部を冷却してから超音波探傷を実施しようとすると、特許文献1に開示された技術は溶接シーム部の温度を二つの放射式温度計により計測して溶接シーム追従用のサーボ信号を出力する方式であるため、原理的に適用できなくなってしまうという問題もある。
また、特許文献2に開示された技術は、溶接ビードの切削状態によって切削面の表面状態が影響されてしまうため、実際には電縫管の製造ライン上でテンパーカラーを安定して検出することは困難である。
さらに、特許文献3〜6に開示された技術は、ビード切削部の中心を溶接シーム部と見做しているが、ビード切削用バイトの当たり方によって溶接シーム部の中心位置が必ずしもビード切削部の中心とは限らず、ビード切削部の幅は10mm程度であるから、数mmの誤差が生じる可能性がある。通常行われている超音波探傷では超音波ビームの幅が数mmであり、これらの方式でも十分であるものの、ビームの交差領域が狭いタンデム法や集束ビームを用いて溶接シーム部の微小な欠陥まで探傷する場合には、精度が不十分であるという問題がある。
そこで、これらの課題を解決する技術として、溶接シーム部にある欠陥からの超音波反射信号を用いたシーム検出技術(特許文献7参照)や、電縫管の溶接シーム部を赤外線カメラで撮像して得られた温度分布からシーム位置を検出、さらに溶接シーム部に存在する欠陥からの超音波反射信号を用いてシーム位置を補正する技術(特許文献8参照)が開示されている。
特開昭61−107102号公報 特開平6−201596号公報 特開平1−302103号公報 特開平2−96602号公報 特開平4−340403号公報 特開平10−170228号公報 特開2011−227060号公報 特開2009−222408号公報
しかしながら、上述の技術においても次のような問題がある。すなわち、特許文献7および8に開示されている技術は、いずれも電縫管の溶接シーム部付近で管周方向に超音波ビームを電子的または機械的に走査して得られる溶接シーム部に存在する欠陥からの反射波に基づいて、真のシーム位置の検出を行っている。つまり、溶接部に欠陥が存在しないときはシーム位置を算出できず、必ず真のシーム位置を探傷できるという保証ができないという問題である。
本発明では、これら従来技術の問題点に鑑み、溶接シーム部に存在する欠陥からの反射に頼らずにシーム検出を行い精度良く探傷が可能な、電縫管の超音波探傷装置及び方法ならびに品質保証方法を提供することを課題とする。
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
[1] 電縫管を溶接した後、ビード切削機、熱画像型カメラを用いて溶接シーム部を撮像するシーム検出部、および溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するための超音波探触子を備えたセンサヘッドの順で配置されたラインにおける電縫管の超音波探傷装置であって、
前記シーム検出部で撮像した熱画像に基づきシーム位置の演算を行うシーム位置演算部と、
前記センサヘッドの設置位置の直前または直後に設置した、ビード切削幅に対するビード位置を検出するビード切削位置検出部と、
該ビード切削位置検出部の設置位置まで前記シーム位置演算部で演算されたシーム位置が通過に要する時間を計算する遅延部と、
該遅延部で計算された時間だけ遅延した前記シーム位置演算部で演算されたシーム位置と前記ビード切削位置検出部で検出されたビード位置に基づいて、移動量の計算を行う移動量演算部と、
該移動量演算部で計算した移動量だけ前記センサヘッドを駆動させるセンサヘッド駆動部と、
該センサヘッド駆動部により駆動させられた前記センサヘッドとの超音波送受信を行う超音波送受信部と、
該超音波送受信部より反射超音波信号を受けて、溶接シーム部に欠陥が存在しなかったかどうかの品質評価を行う評価部とを具備することを特徴とした電縫管の超音波探傷装置。
[2] 上記[1]に記載の電縫管の超音波探傷装置において、
前記ビード切削位置検出部は、
熱画像型カメラを用いて、放射率の変化に基づきビード位置を検出することを特徴とした電縫管の超音波探傷装置。
[3] 電縫管を溶接した後、ビード切削機、熱画像型カメラを用いて溶接シーム部を撮像するシーム検出部、および溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するための超音波探触子を備えたセンサヘッドの順で配置されたラインにおける電縫管の超音波探傷方法であって、
前記センサヘッドの設置位置の直前または直後にビード切削幅に対するビード位置を検出するビード切削位置検出部を設置し、
前記シーム検出部で溶接シーム部の熱画像を撮像するステップ1と、
該撮像した熱画像に基づきシーム位置の演算を行うステップ2と、
前記ビード切削位置検出部の設置位置までステップ2で演算されたシーム位置が通過に要する遅延時間を計算するステップ3と、
前記ビード切削位置検出部におけるビード位置を算出するステップ4と、
該ビード位置、前記遅延時間、および前記シーム位置に基づき、前記センサヘッドの移動量を算出するステップ5と、
該移動量だけ前記センサヘッドを移動するステップ6と、
該ステップ6の後、前記センサヘッドにて溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するステップ7とを有することを特徴とした電縫管の超音波探傷方法。
[4] 上記[3]に記載の電縫管の超音波探傷方法において、
前記ビード切削位置検出部は、
熱画像型カメラを用いて、放射率の変化に基づきビード位置を検出することを特徴とした電縫管の超音波探傷方法。
[5] 上記[3]または[4]に記載の電縫管の超音波探傷方法を用いて、溶接シーム部の探傷を行いその結果を情報提供することを特徴とした品質保証方法。
本発明によれば、溶接シーム部に存在する欠陥からの反射に頼らずにシーム検出を行い精度良く探傷が可能となるとともに、確実な電縫管の品質保証が実現できる。
本発明に係る電縫管の超音波探傷装置の全体構成例を示す図である。 溶接シームにセンサヘッドを追従させる処理フロー例を示す図である。 熱画像カメラで取得した二次元熱画像の一例を示す図である。 管周方向の温度分布の一例を示す図である。 温度分布からシーム位置を算出する方法を示す説明する図である。 温度分布からビードピーク位置を算出する方法を説明する図である。 温度分布からより正確なビードピーク位置を算出する方法を説明する図である。 本発明の実施例に係る電縫管の超音波探傷装置の全体構成例を示す図である。
図ならびに数式を参照して、本発明の実施形態を以下に説明を行う。図1は、本発明に係る電縫管の超音波探傷装置の全体構成例を示す図である。
図中、1はセンサヘッド、2はシーム冷却部、3はシーム検出部、4はシーム位置演算部、5はビード切削位置検出部、6はビード切削位置演算部、7は移動量演算部、8はセンサヘッド駆動部、9は超音波送受信部、10は評価部、および11は遅延部をそれぞれ表す。
ロールによって管状に成形された鋼板の左右両端部を溶接機で溶接接合し、ビード切削機によって溶接部の溶接ビードが切削されて、電縫管が製造される。
超音波探傷のための超音波探触子を備えたセンサヘッド1は、溶接シームが探傷できるようにセンサヘッド駆動部8により電縫管の管周方向に動かせるようになっている。
このセンサヘッド1に適用されている超音波探傷方法が、音響結合に水を用いる水柱超音波法(局部水浸法)や水膜法の場合には、センサ位置が溶接シームに近いほど、溶接時の熱の影響をうけて沸騰し、探傷が難しくなる。
このため、溶接時の熱影響を受ける探傷手法を適用する場合には、シーム冷却部2を設けて、シーム温度がセンサヘッド1が設置されている位置で約100度以下となるように冷却を実施する。冷却方法はラミナーノズルによる水冷が最も効果的であるが、前述したようにセンサヘッド1設置位置でシーム温度が約100度以下となっていれば、その手段は他の手法であっても良い。
シーム検出部3では、熱画像型カメラを用いて、溶接シーム部を撮像する。撮像された画像は、シーム位置演算部4に送られ、画像処理されてその温度分布から溶接シームの位置が演算される。ビード切削位置検出部5〜遅延部11の説明については、以下の処理フローの説明の中であわせて行う。
図2は、溶接シームにセンサヘッドを追従させる処理フロー例を示す図である。先ず、Step01で、溶接シームの熱画像取得を行う。シーム検出部3の熱画像型カメラで溶接シーム部周辺を撮像し二次元熱画像を得る。図3は、熱画像カメラで取得した二次元熱画像の一例を示す図である。中央部分に周囲より温度が高い溶接シームを確認することができる。
次に、Step02で、シーム位置の演算を行う。 Step01で得られた2次元熱画像は、シーム位置演算部4に送られ、2次元熱画像に基づきシーム位置の演算が行われる。先ず、得られた2次元熱画像から、管周方向の温度分布を算出する。図4は、管周方向の温度分布の一例を示す図である。管周方向の画素を横軸に、縦軸に温度をプロットしたものであり、シーム中央に温度の低い部分がある二瘤形状の温度分布を確認することができる。
図5は、温度分布からシーム位置を算出する方法を示す説明する図である。温度分布に対して、閾値温度θtを設定し、θtを横切る二箇所を溶接シームの温度分布から求めた後、閾値θtを横切る二箇所(Xa、Xb)の中点(電縫管の軸方向と直角な方向の方向における溶接シーム部のX座標Xc)をシーム検出部3が設置されている場所を通過した時点での電縫管の溶接シーム位置Xcとして、シーム位置演算部4で算出する。具体的には、(1)式に基づいてXcを計算する。
なお、この場合、閾値θtは固定値でも良いし、温度分布のピーク値を基準としてある割合で決める値としても良い。また、溶接シームの温度分布を電縫管の長手方向における複数の位置で求め、それらの値を平均化(図3の右端に平均化の範囲を示したように)することが望ましい。このようにすると、溶接機からのノイズやシーム冷却部で発生する蒸気による熱画像の揺らぎの影響を低減することができるので、算出するシーム位置の精度をより高めることができる。
次に、図3に示した熱画像から、ビード切削位置をシーム位置演算部4で算出する。熱画像から得られた温度分布図においてシーム中央付近で温度が低下している。ビード切削した位置は、切削された周辺よりも鏡面状態になっており放射率が周辺と異なっている。
赤外線を用いた熱画像から温度分布を算出すると、図4に示したように中央部に谷部分が生じる。このビード切削部分の鏡面状態による放射率影響をうけている範囲を温度分布から抽出し、ビード切削位置を算出する。
具体的なビード切削位置算出方法を、図6および図7を用いて説明する。図6は、温度分布からビードピーク位置を算出する方法を説明する図である。図7は、温度分布からより正確なビードピーク位置を算出する方法を説明する図である。
まず、(1)式で算出されたXcを用いて、管周方向位置XがXcより小さい範囲において、最大値ピークとなる位置Xp1を算出する(図6)。つづいて、算出されたXp1の前後数点の範囲でカーブフィッティングを行い正確なピーク位置を算出する。たとえば、図7に示すように、前後5点を抽出し、最小二乗法を用いて二次関数でフィッテイングできる曲線を求め、この曲線の最大値となる位置Xm1を算出する。また、同様の手順で、管周方向位置XがXcより大きな範囲においても、まず、最大位置ピークとなる位置Xp2を算出し、つぎにその前後数点を用いて、真の最大位置Xm2を算出する。
以上の演算をシーム位置演算部4で行うことで、ビード切削位置Xm1、Xm2そしてシーム位置Xcを算出することが可能となる。
そして、Step03で、遅延時間を算出し移動量演算部に送付する。シーム位置演算部4で算出されたビード切削位置Xm1、Xm2そしてシーム位置Xcは、遅延部11で造管速度からビード切削位置検出部5が設置されている位置を通過に要する時間Tdを計算し、Tdだけ遅延されて移動量演算部7へ送られる。
シーム位置をトラッキングするためには、シーム検出部3はなるセンサヘッド1に近い位置が好ましい。シーム検出部3からセンサヘッド1までに距離があると、鋼管の捩れなどにより高精度に追従することができなくなる恐れがある。
しかしながら、たとえば、前述のように超音波探傷法として水を音響結合剤として用いる水柱超音波法(局部水浸法)を適用した場合には、シームの温度が高いと水が沸騰して気泡が発生し、超音波の送受信が妨げられてしまう。したがって、センサヘッド1より上流側に、シームを冷却するシーム冷却部2を設置しなければならない。シーム冷却後のシーム検出では、冷却により温度分布が変化してしまっており、正確にシーム位置Xcを算出することができない。
よって、上流側からシーム検出部3、シーム冷却部2、センサヘッド1という順に設置しなければならず、センサヘッド1とシーム検出部3の位置が、必然的に離れてしまうこととなる。そこで、本発明では、センサヘッド1とシーム検出部3の位置が離れて、シームの位置が管周方向にずれが生じたとしても、センサヘッド1が高精度にシームの位置を追従できるようにしている。
本発明者は、センサヘッド近辺での熱画像を用いると、ビード切削した部分とそれ以外の部分との放射率の変化によりビード切削幅が算出でき、そのビード切削幅に対するビード位置、すなわち、ビード切削幅に対するビード位置が算出できることに着目した。これは、ビード切削した部分では放射率が低くなり、見かけ上、ビード切削していない部分に比べてビード切削した部分の温度が低く計測される(図4の中央の谷部がビード切削した部分に相当します)ことを利用している。
本発明では、上流側にシーム検出部3を設置するとともに、シーム冷却部2の下流に設置したセンサヘッド1の直前または直後に、新たにビード位置を検出するビード切削位置検出部5を設置する。
Step04では、ビード切削位置検出部におけるビード位置を算出し移動量演算部に送付する。すなわち、ビード切削位置検出部5で得られた情報をもとに、ビード切削位置検出部5が設置された位置におけるそのビード切削幅に対するビード位置Xs1及びXs2を算出し、これらの値を移動量演算部7へ引き渡す。
ビード切削位置検出部5で、前述のシーム検出部3と同様に熱画像型カメラを用いた場合には、得られた温度情報を用いて、ビード切削位置演算部6でシーム位置演算部4と同様の演算(Xp1及びXp2 ならびに m1及びXm2 と同様の演算)を実施して、ビード位置を算出する。なお、ビード切削位置検出にあたっては、上記と異なる他の手法(光学式、形状計測など)を用いてビード位置を算出しても良い。
次に、Step05で、移動量演算部にて移動量Dの計算を行う。移動量演算部7では、センサヘッド1を管周方向へ移動させるセンサヘッド駆動部8での移動量を演算する。移動量演算部7では、先ず、遅延されて送られてきたシーム位置演算部4からの情報と、ビード切削位置演算部6から送られてきた情報に基づいて、(2)式および(3)式を用いて、管周方向におけるシーム位置Xposを算出する。
そして、Step06で、センサヘッド1をシーム位置Xposが予め設定した目標値Xdに近づくように超音波探傷用センサヘッド1を管周方向に追従移動量Dだけセンサヘッド駆動部8で追従駆動させる。このときの追従移動量は(4)式のとおりである。
このようにセンサヘッド1を管周方向に動させることによって、センサヘッド1が溶接シームを確実に追従でき、溶接シームの正確な超音波探傷ならびに確実な品質保証が可能となる。
なお、図2の処理フローには明記していないが、センサヘッド1が溶接シームを確実に追従できた段階(Step06終了時)で、センサヘッド1に設置された超音波探傷子に対して超音波送受信部9から超音波送受信の指令がなされ超音波探傷が行われる。溶接シームから反射した超音波信号は超音波送受信部9から、評価部10に送られ、信号処理の後に溶接シーム部に欠陥が存在しなかったかどうかの品質評価が行われて、この品質評価結果は表示・記録することによって情報提供される。このように、本発明により、確実な品質保証がなされる。
Step07で、次のシームトラッキングがあれば、Step01に戻り一連の処理が繰り返される。そして、次のシームトラッキングがなくなれば、処理を終了する。
図ならびに数式を参照して、本発明の実施例の説明を以下に行う。図8は本発明の実施例に係る電縫管の超音波探傷装置の全体構成例を示す図である。図8に示す実施例の全体構成は、発明の実施するための形態に記載した内容に即したものであり、図中の1〜11の符号は図1と同じであり、図1に記載のない12はシーム検出部高さ位置調整機構、13はシーム追従制御装置、および14は速度検出器をそれぞれ表す。同じく図1に記載のないPOロールはプルアウトロールを表す。溶接管の製造では、鋼板を溶接機より上流に設置されたフォーミングロールで徐々に管状に成形し、溶接機で鋼板両端をつき合わせて溶接して、鋼管を製造していくが、このとき、溶接機で溶接された鋼管を所定の断面形状に成形しつつ、造管方向に押し出す役割がプルアウトロールである。
シーム追従制御装置13は、シーム位置演算部4、遅延部11、移動量演算部7、ビード切削位置演算部6から構成されている。シーム検出部3とビード切削位置検出部5で得られた画像情報に基づいて、ビード切削位置検出部5が設置された位置における円周方向に対するシーム位置を算出する。そして、センサヘッド1に設置された超音波探触子の感度範囲にシーム位置が入るように、センサヘッド1をセンサヘッド駆動部8で管周方向に追従制御を行う。
本実施例では、ビード切削部に対して真のシーム位置を計測するためのシーム検出部3をビード切削機の直後に設置し、センサヘッド1にビード切削位置検出部5を下流側に抱き合わせて設置した。シーム検出部3は、電縫管の外径サイズに合わせて常に所定のフォーカス位置で撮像できるように操業情報データベース(図示せず)から送信された造管される電縫管の外径サイズに基づきシーム検出部高さ位置調整機構12により、電縫管に対する高さ調整が行われる。
センサヘッド1をシームに追従させるために、本実施例では、ビード切削機の直後に設置したシーム検出部3および、センサヘッド1に抱き合わせたビード切削位置検出部5で得られた情報に基づいて、センサヘッド1の位置における真のシーム位置を算出した。
シーム検出部3を用いて、溶接シーム部を撮像し、撮像された画像は、シーム位置演算部4に送られ、画像処理されたその温度分布に対して、閾値θtを横切る二箇所(Xa、Xb)の中点(電縫管の軸方向と直角な方向に対する溶接シーム部のX座標)をシーム検出部3が設置されている場所を通過した時点での電縫管の溶接シーム位置Xcとして、シーム位置演算部4で算出する。具体的には図5に示すように、(1)式に基づいてXcを計算する。
さらに、(1)式で算出されたXcを用いて、管周方向位置XがXcより小さい範囲において、最大値ピークとなる位置Xp1を算出する(図6)。続いて、算出されたXp1の前後数点の範囲でカーブフィッティングを行い正確なピーク位置を算出する。
たとえば、図7に示すように前後5点を抽出し、最小二乗法を用いて二次関数でフィッティングできる曲線を求め、この曲線の最大値となる位置Xm1を算出する。また、同様の手順で、管周方向位置XがXcより大きな範囲においても、まず、最大値ピークとなる位置Xp2を算出し、次にその前後数点を用いて、真の位置Xm2を算出する。
上述の演算をシーム位置演算部4で行うことで、ビード切削位置Xm1、Xm2、そしてシーム位置Xcを算出する。そして、遅延部11で速度検出器14から得られた速度情報をもとに計測したシーム位置がビード切削位置検出部5の位置に到達するまでにかかる時間Δtを計算して、遅延時間Δtだけ遅延時間をかけて、ビード切削位置Xm1、Xm2、そしてシーム位置Xcを移動量演算部7に送る。
移動量演算部7では、シーム位置演算部4から送られてきた、ビード切削位置Xm1、Xm2、そしてシーム位置Xcと、ビード切削位置演算部6から送られてきたXs1、及びXs2から、(2)式、(3)式に基づいて、シーム位置Xposを算出する。シーム位置Xposが常にビード切削位置検出部5の視野の中央となるように、センサヘッド駆動部8を制御してシーム追従を行いながら探傷を実施する。
本実施例によって、溶接シーム部に存在する欠陥からの反射に頼らずにシーム検出を行い精度良く探傷が可能となるとともに、確実な電縫管の品質保証が実現できた。
1 センサヘッド
2 シーム冷却部
3 シーム検出部
4 シーム位置演算部
5 ビード切削位置検出部
6 ビード切削位置演算部
7 移動量演算部
8 センサヘッド駆動部
9 超音波送受信部
10 評価部
11 遅延部
12 シーム検出部高さ位置調整機構
13 シーム追従制御装置
14 速度検出器

Claims (5)

  1. 電縫管を溶接した後、ビード切削機、熱画像型カメラを用いて溶接シーム部を撮像するシーム検出部、および溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するための超音波探触子を備えたセンサヘッドの順で配置されたラインにおける電縫管の超音波探傷装置であって、
    前記シーム検出部で撮像した熱画像に基づきシーム位置Xcの演算とビード切削位置Xm1,Xm2の演算を行うシーム位置演算部と、
    前記センサヘッドの設置位置の直前または直後に設置した、ビード切削幅に対するビード位置Xs1,Xs2を検出するビード切削位置検出部と、
    該ビード切削位置検出部の設置位置まで前記シーム位置演算部で演算されたシーム位置が通過に要する時間を計算する遅延部と、
    該遅延部で計算された時間だけ遅延した前記シーム位置演算部で演算されたシーム位置Xcビード切削位置Xm1,Xm2と前記ビード切削位置検出部で検出されたビード位置Xs1,Xs2に基づいて、シーム位置Xposを、下記(2)、(3)式に基づいて演算し、
    演算したシーム位置Xposに対して、予め設定した目標値Xdの間隔を持って、前記センサヘッドを追従させるための移動量の計算を下記(4)式に基づいて行う移動量演算部と、
    該移動量演算部で計算した移動量だけ前記センサヘッドを駆動させるセンサヘッド駆動部と、
    該センサヘッド駆動部により駆動させられた前記センサヘッドとの超音波送受信を行う超音波送受信部と、
    該超音波送受信部より反射超音波信号を受けて、溶接シーム部に欠陥が存在しなかったかどうかの品質評価を行う評価部とを具備することを特徴とした電縫管の超音波探傷装置。
  2. 請求項1に記載の電縫管の超音波探傷装置において、
    前記ビード切削位置検出部は、
    熱画像型カメラを用いて、放射率の変化に基づきビード位置を検出することを特徴とした電縫管の超音波探傷装置。
  3. 電縫管を溶接した後、ビード切削機、熱画像型カメラを用いて溶接シーム部を撮像するシーム検出部、および溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するための超音波探触子を備えたセンサヘッドの順で配置されたラインにおける電縫管の超音波探傷方法であって、
    前記センサヘッドの設置位置の直前または直後にビード切削幅に対するビード位置を検出するビード切削位置検出部を設置し、
    前記シーム検出部で溶接シーム部の熱画像を撮像するステップ1と、
    該撮像した熱画像に基づきシーム位置Xcの演算とビード切削位置Xm1,Xm2の演算を行うステップ2と、
    前記ビード切削位置検出部の設置位置までステップ2で演算されたシーム位置が通過に要する遅延時間を計算するステップ3と、
    前記ビード切削位置検出部におけるビード位置Xs1,Xs2を算出するステップ4と、
    該ビード位置Xs1,Xs2および前記シーム位置Xcとビード切削位置Xm1,Xm2に基づき、シーム位置Xposを、下記(2)、(3)式に基づいて演算し、
    演算したシーム位置Xposに対して、予め設定した目標値Xdの間隔を持って、前記センサヘッドを追従させるための移動量下記(4)式に基づいて算出するステップ5と、
    該移動量だけ前記センサヘッドを移動するステップ6と、
    該ステップ6の後、前記センサヘッドにて溶接シーム部の欠陥を超音波探傷し、溶接シーム部に欠陥が存在しなかったかどうかの品質評価をするステップ7とを有することを特徴とした電縫管の超音波探傷方法。
  4. 請求項3に記載の電縫管の超音波探傷方法において、
    前記ビード切削位置検出部は、
    熱画像型カメラを用いて、放射率の変化に基づきビード位置を検出することを特徴とした電縫管の超音波探傷方法。
  5. 請求項3または4に記載の電縫管の超音波探傷方法を用いて、溶接シーム部の探傷を行いその結果を情報提供することを特徴とした品質保証方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11467130B2 (en) * 2018-09-13 2022-10-11 JANA Corporation Apparatus and method for inspecting a fusion joint
CN111638315A (zh) * 2020-06-02 2020-09-08 江阴金童石化装备有限公司 一种焊缝拍片工装及其工艺
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4922174A (en) * 1989-03-20 1990-05-01 United Technologies Corporation Seam tracking between mating parts
JPH0552820A (ja) * 1991-08-28 1993-03-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 電縫鋼管の欠陥弁別方法
JPH05240844A (ja) * 1991-11-29 1993-09-21 Nippon Steel Corp 電縫管溶接部探傷装置の倣い方法
JP2885040B2 (ja) * 1993-12-27 1999-04-19 日産自動車株式会社 レーザ溶接の溶接品質管理方法
JP3230447B2 (ja) * 1996-12-13 2001-11-19 住友金属工業株式会社 電縫管シーム部検出装置及び方法
JP3186721B2 (ja) * 1998-12-07 2001-07-11 三菱電機株式会社 溶接品質判定装置及びその装置を備えた溶接機
JP4140218B2 (ja) * 2001-08-28 2008-08-27 松下電工株式会社 レーザー溶接部の検査方法及びその装置
JP2004268083A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶接管のシーム位置検出方法とその装置
JP4591201B2 (ja) * 2004-09-29 2010-12-01 Jfeスチール株式会社 電縫管のシーム位置検出方法、装置、及び、電縫管の製造方法、設備
JP5076984B2 (ja) * 2008-03-13 2012-11-21 Jfeスチール株式会社 電縫管の超音波探傷方法及び超音波探傷装置ならびに製造方法

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