JP6658315B2 - 周溶接部の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の管の端部同士を接続するために形成された周溶接部の検査方法に関する。特に、本発明は、周溶接部の内面ビードの寸法の良否を全数判定可能な検査方法に関する。

従来、特許文献１に開示されているように、コイルドチュービングと称されるリールに巻き取られた管が知られている。このコイルドチュービングは、例えば、洋上においてリールから巻き出され、海底油田や海底ガス田等の坑井に降下される。コイルドチュービングは、例えば、洋上のホスト設備と海底坑井とを繋ぐ制御ラインとして機能するアンビリカルケーブルとして利用される。アンビリカルケーブルは、電線、高圧油圧ホース、光ケーブル等を内部に含んでいる。

一つのリールに巻き取られるコイルドチュービングは、一般的に３０００フィートを超えるような長尺の管であるため、コイルドチュービングとしては、複数の管の端部同士に周溶接を施して形成される長尺管が広く用いられる。

上記のような長尺管に形成された周溶接部の検査項目の一つとして、内面ビードの寸法が挙げられる。具体的には、ルートと称される管の内面と周溶接部の内面ビードの頂部との距離（図４（ａ）参照）が所定の判定基準（例えば、０．８ｍｍ）を超えれば、その周溶接部の内面ビードの寸法は不良であると判定される。ルートが大きければ、アンビリカルケーブル等の長尺管の内部に電線等を挿入する際に支障が生じるおそれがあるためである。

従来、上記ルートは、長尺管に形成された周溶接部の全数を検査するのではなく、周溶接部近傍を切り取ったサンプルをオフラインでミクロ観察することで良否を判定している。すなわち、抜き取り検査を行っているに過ぎないため、検査としては必ずしも十分であるとはいえないものである。このため、周溶接部のルートをオンラインで全数判定可能な検査方法が望まれている。

ＵＯ管や電縫管などの溶接管の溶接部の検査方法としては、例えば、特許文献２、３に記載の方法が知られている。
特許文献２に記載の方法は、溶接部の外面ビード高さを光ギャップセンサによって光学的に測定する方法であるが、この方法を周溶接部のルートに適用するには、光ギャップセンサやその駆動機構を管内に挿入する必要が生じるため、長尺管の周溶接部を全数検査することは困難である。

特許文献３に記載の方法は、溶接管に向けてＸ線を放射するＸ線源と、該溶接管を挟んでＸ線源に対向する位置に配置され、Ｘ線源から放射されて溶接管を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備えるＸ線検査機を用いて溶接管の溶接部を検査する方法である。特許文献３に記載の方法を周溶接部の検査に適用すれば、周溶接部の内面ビードを可視化できると考えられる。しかしながら、特許文献３には、溶接部の欠陥（ミクロクラック）を検出することについて記載されているが、周溶接部のルートの良否をＸ線検査機を用いて判定することについては開示も示唆も無い。

国際公開第１９９８／３１４９９号 特開昭５９−１１２２１０号公報 特開昭５８−１１７４４５号公報

本発明は、周溶接部の内面ビードの寸法の良否を全数判定可能な検査方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、被検査管と外径及び内径が同じ基準管を用意し、この基準管の内面にルートの判定基準に応じた肉厚を有するリング部材を取り付けてＸ線画像を生成し、これを被検査管について生成されたＸ線画像と比較すれば、被検査管の周溶接部のルートの良否を比較的精度良く判定可能であることを知見し、本発明を完成した。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、被検査管に向けてＸ線を放射するＸ線源と、前記被検査管を挟んで前記Ｘ線源に対向する位置に配置され、前記Ｘ線源から放射されて前記被検査管を透過したＸ線を検出してＸ線画像を生成するＸ線画像検出器とを備えるＸ線検査機を用いて被検査管の周溶接部を検査する方法であって、被検査管と外径及び内径が同じ基準管を用意し、前記基準管の内径と略同一の外径を有すると共に判定基準に応じた肉厚を有する第１リング部材を前記基準管の内面に取り付け、前記Ｘ線検査機を用いて前記第１リング部材を含む前記基準管のＸ線画像である第１基準画像を生成する準備工程と、前記Ｘ線検査機を用いて前記周溶接部を含む前記被検査管のＸ線画像である検査画像を生成する検査工程と、前記第１基準画像及び前記検査画像を用いて、前記被検査管の周溶接部の良否を判定する判定工程とを含み、前記判定工程において、前記検査画像中の前記被検査管の内面に相当する画素領域の径方向位置と、前記第１基準画像中の前記基準管の内面に相当する画素領域の径方向位置とを合致させて、前記検査画像及び前記第１基準画像を比較した場合に、前記検査画像中の前記周溶接部の内面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、前記第１基準画像中の前記第１リング部材の内面に相当する画素領域の径方向位置と同一又は径方向外側であれば、前記周溶接部は内面ビードの寸法が良好であると判定し、前記検査画像中の前記周溶接部の内面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、前記第１基準画像中の前記第１リング部材の内面に相当する画素領域の径方向位置よりも径方向内側であれば、前記周溶接部は内面ビードの寸法が不良であると判定する、ことを特徴とする周溶接部の検査方法を提供する。

本発明に係る周溶接部の検査方法によれば、準備工程において、判定基準（ルートの判定基準）に応じた肉厚を有する第１リング部材が内面に取り付けられ、被検査管と外径及び内径が同じ基準管のＸ線画像である第１基準画像が生成される。
また、検査工程において、実際の検査対象である被検査管のＸ線画像である検査画像が生成される。
さらに、判定工程において、検査画像中の被検査管の内面に相当する画素領域の径方向位置と、第１基準画像中の基準管の内面に相当する画素領域の径方向位置とを合致させて、検査画像及び第１基準画像が比較される。被検査管の内面に相当する画素領域の径方向位置と、基準管の内面に相当する画素領域の径方向位置とが合致した状態で、検査画像及び第１基準画像を比較するため、検査画像中のルート（被検査管の内面に相当する画素領域の径方向位置と、内面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置との距離）が第１基準画像中の判定基準（基準管の内面に相当する画素領域の径方向位置と、第１リング部材の内面に相当する画素領域の径方向位置との距離）を超えるか否かを比較的容易に判定可能である。
すなわち、判定工程において、検査画像中の内面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、第１基準画像中の第１リング部材の内面に相当する画素領域の径方向位置と同一又は径方向外側であれば、周溶接部は内面ビードの寸法が良好である（ルートが判定基準以下である）と判定することが可能である。一方、検査画像中の内面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、第１基準画像中の第１リング部材の内面に相当する画素領域の径方向位置よりも径方向内側であれば、周溶接部は内面ビードの寸法が不良である（ルートが判定基準を超えている）と判定することが可能である。
本発明によれば、第１基準画像及び検査画像を比較するだけで、比較的容易に判定可能であるため、周溶接部の内面ビードの寸法の良否を全数判定可能である。
なお、本発明において、「径方向位置」とは、被検査管及び基準管の径方向に相当する方向についての位置を意味する。また、「径方向外側」とは、被検査管及び基準管の中心軸側と反対側に相当する側を意味する。さらに、「径方向内側」とは、被検査管及び基準管の中心軸側に相当する側を意味する。

周溶接部の他の検査項目として、外面ビードの寸法が挙げられる。具体的には、キャップと称される被検査管の外面と周溶接部の外面ビードの頂部との距離（図４（ａ）参照）が所定の判定基準（例えば、０．８ｍｍ）を超えれば、その周溶接部の外面ビードの寸法は不良であると判定される。キャップの良否は、被検査管の外面側から判定できるため、例えば特許文献２に記載のような光学的に測定する方法を適用することも考えられる。しかしながら、ルートの良否を判定するために用いるＸ線検査機をキャップの良否にも用いれば、検査装置のコストを低減できる点で好ましい。

すなわち、好ましくは、前記準備工程において、前記基準管の外径と略同一の内径を有すると共に判定基準に応じた肉厚を有する第２リング部材を前記基準管の外面に取り付け、前記Ｘ線検査機を用いて前記第２リング部材を含む前記基準管のＸ線画像である第２基準画像を生成し、前記判定工程において、前記検査画像中の前記被検査管の外面に相当する画素領域の径方向位置と、前記第２基準画像中の前記基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置とを合致させて、前記検査画像及び前記第２基準画像を比較した場合に、前記検査画像中の前記周溶接部の外面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、前記第２基準画像中の前記第２リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置と同一又は径方向内側であれば、前記周溶接部は外面ビードの寸法が良好であると判定し、前記検査画像中の前記周溶接部の外面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、前記第２基準画像中の前記第２リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置よりも径方向外側であれば、前記周溶接部は外面ビードの寸法が不良であると判定する。

上記の好ましい方法によれば、準備工程において、判定基準（キャップの判定基準）に応じた肉厚を有する第２リング部材が外面に取り付けられ、被検査管と外径及び内径が同じ基準管のＸ線画像である第２基準画像が生成される。
そして、判定工程において、検査画像中の被検査管の外面に相当する画素領域の径方向位置と、第２基準画像中の基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置とを合致させて、検査画像及び第２基準画像が比較される。被検査管の外面に相当する画素領域の径方向位置と、基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置とが合致した状態で、検査画像及び第２基準画像を比較するため、検査画像中のキャップ（被検査管の外面に相当する画素領域の径方向位置と、外面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置との距離）が第２基準画像中の判定基準（基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置と、第２リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置との距離）を超えるか否かを比較的容易に判定可能である。
すなわち、判定工程において、検査画像中の外面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、第２基準画像中の第２リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置と同一又は径方向内側であれば、周溶接部は外面ビードの寸法が良好である（キャップが判定基準以下である）と判定することが可能である。一方、検査画像中の外面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、第２基準画像中の第２リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置よりも径方向外側であれば、周溶接部は外面ビードの寸法が不良である（キャップが判定基準を超えている）と判定することが可能である。
上記の好ましい方法によれば、第２基準画像及び検査画像を比較するだけで、比較的容易に判定可能であるため、周溶接部の外面ビードの寸法の良否を全数判定可能である。

周溶接部の更に他の検査項目として、アライメントが挙げられる。具体的には、ミスアライメントと称される被検査管の周溶接部を挟んだ両外面間の距離（図４（ａ）参照）が所定の判定基準（例えば、０．３ｍｍ）を超えれば、その周溶接部のアライメントは不良であると判定される。アライメントの良否も、被検査管の外面側から判定できるため、例えば特許文献２に記載のような光学的に測定する方法を適用することも考えられる。しかしながら、ルートの良否を判定するために用いるＸ線検査機をアライメントの良否にも用いれば、検査装置のコストを低減できる点で好ましい。

すなわち、好ましくは、前記準備工程において、前記基準管の外径と略同一の内径を有すると共に判定基準に応じた肉厚を有する第３リング部材を前記基準管の外面に取り付け、前記Ｘ線検査機を用いて前記第３リング部材を含む前記基準管のＸ線画像である第３基準画像を生成し、前記判定工程において、前記検査画像中の前記被検査管の周溶接部を挟んだ両外面のうち径方向内側に位置する一方の外面に相当する画素領域の径方向位置と、前記第３基準画像中の前記基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置とを合致させて、前記検査画像及び前記第３基準画像を比較した場合に、前記検査画像中の前記被検査管の周溶接部を挟んだ両外面のうち径方向外側に位置する他方の外面に相当する画素領域の径方向位置が、前記第３基準画像中の前記第３リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置と同一又は径方向内側であれば、前記周溶接部はアライメントが良好であると判定し、前記検査画像中の前記被検査管の前記他方の外面に相当する画素領域の径方向位置が、前記第３基準画像中の前記第３リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置よりも径方向外側であれば、前記周溶接部はアライメントが不良であると判定する。

上記の好ましい方法によれば、準備工程において、判定基準（ミスアライメントの判定基準）に応じた肉厚を有する第３リング部材が外面に取り付けられ、被検査管と外径及び内径が同じ基準管のＸ線画像である第３基準画像が生成される。
そして、判定工程において、検査画像中の被検査管の周溶接部を挟んだ両外面のうち径方向内側に位置する一方の外面に相当する画素領域の径方向位置と、第３基準画像中の基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置とを合致させて、検査画像及び第３基準画像が比較される。被検査管の径方向内側に位置する一方の外面に相当する画素領域の径方向位置と、基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置とが合致した状態で、検査画像及び第３基準画像を比較するため、検査画像中のミスアライメント（被検査管の径方向内側に位置する一方の外面に相当する画素領域の径方向位置と、径方向外側に位置する他方の外面に相当する画素領域の径方向位置との距離）が第３基準画像中の判定基準（基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置と、第３リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置との距離）を超えるか否かを比較的容易に判定可能である。
すなわち、判定工程において、検査画像中の被検査管の径方向外側に位置する他方の外面に相当する画素領域の径方向位置が、第３基準画像中の第３リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置と同一又は径方向内側であれば、周溶接部はアライメントが良好である（ミスアライメントが判定基準以下である）と判定することが可能である。一方、検査画像中の被検査管の径方向外側に位置する他方の外面に相当する画素領域の径方向位置が、第３基準画像中の第３リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置よりも径方向外側であれば、周溶接部はアライメントが不良である（ミスアライメントが判定基準を超えている）と判定することが可能である。
上記の好ましい方法によれば、第３基準画像及び検査画像を比較するだけで、比較的容易に判定可能であるため、周溶接部のアライメントの良否を全数判定可能である。
なお、上記の好ましい方法で用いる第３リング部材は、前述の第２リング部材と同様に基準管の外面に取り付けられるものである。このため、第３リング部材を第２リング部材と一体化して形成することも可能である。

本発明によれば、周溶接部の内面ビードの寸法の良否を全数判定可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る周溶接部の検査方法を適用する長尺管の製造設備の概略構成を模式的に示す平面図である。 図２は、図１に示すＸ線検査装置本体が具備するＸ線検査機の概略構成を模式的に示す図である。 図３は、図１に示すＸ線漏洩抑制機構の概略構成を模式的に示す図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る周溶接部の検査方法で良否を判定する対象と、各対象の良否を判定するのに用いるリング部材の概略構成を模式的に示す図である。 図５は、図１に示す画像処理装置が実行する周溶接部のルートの良否判定方法を説明する説明図である。 図６は、図１に示す画像処理装置が実行する周溶接部のキャップの良否判定方法を説明する説明図である。 図７は、図１に示す画像処理装置が実行する周溶接部のアライメントの良否判定方法を説明する説明図である。 図８は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図９は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図１０は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図１１は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図１２は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図１３は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る周溶接部の検査方法について、コイルドチュービング等の長尺管の製造設備に適用する場合を例に挙げて説明する。最初に、製造設備の全体構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る周溶接部の検査方法を適用する長尺管の製造設備の概略構成を模式的に示す平面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る長尺管の製造設備（以下、適宜、単に「製造設備」という）１００は、搬送装置１と、溶接装置２と、巻取装置３と、Ｘ線検査装置４とを備えている。また、本実施形態に係る製造設備１００は、搬送装置１、溶接装置２、巻取装置３及びＸ線検査装置４の動作を制御する制御装置５を備えている。さらに、本実施形態に係る製造設備１００は、複数の管Ｐが載置された搬入台６を備えている。
本実施形態に係る製造設備１００は、好ましい構成として、溶接装置２とＸ線検査装置４とが、搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされている。すなわち、溶接装置２とＸ線検査装置４とが、管Ｐの搬送方向（管Ｐの長手方向）に沿って互いに別個に移動可能とされている。具体的には、例えば、溶接装置２及びＸ線検査装置４は、それぞれエアシリンダ等の駆動機器（図示せず）に取り付けられており、下部にはそれぞれ車輪（図示せず）が取り付けられている。また、床面には、管Ｐの搬送方向に沿ってレール（図示せず）が設けられている。制御装置５によって、前記駆動機器を駆動することにより、溶接装置２及びＸ線検査装置４は、それぞれの車輪がレール上で転動して、搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされている。このため、後述のように、Ｘ線検査装置４によって周溶接部が不良であると判断された場合に、搬送装置１及び巻取装置３を逆方向に駆動する必要がない。また、例えば、周溶接を施す管Ｐの長さに応じて、溶接装置２とＸ線検査装置４との離間距離を調整して管Ｐの長さに略等しい距離に設定すれば、溶接装置２による周溶接と、Ｘ線検査装置４による周溶接部の検査とを並行して行い、製造効率を高めることも可能である。

本実施形態の管Ｐは、例えば、ステンレス鋼管であり、溶接装置２によって管Ｐに周溶接が施されることによって形成される長尺管Ｐ１がアンビリカルケーブルとして用いられる場合には、好ましくは二相ステンレス鋼管とされる。管Ｐは、電縫管であっても、継目無管であってもよい。

搬送装置１は、制御装置５によって駆動され、管Ｐをその長手方向（図１に示すＸ方向）に一直線上に搬送する装置である。具体的には、本実施形態では、搬入台６に載置された複数の管Ｐが、搬送装置１に向けて長手方向に直交する方向（図１に示すＹ方向）に順次搬入され、搬送装置１が、搬入された複数の管Ｐを長手方向に搬送する。なお、搬入台６は、所定の搬入機構（図示せず）を具備し、制御装置５によって搬入機構が駆動されることで、複数の管Ｐが順次搬入される。

本実施形態の搬送装置１は、サイドクランプローラ１１と、Ｖローラ１２とを具備する。
サイドクランプローラ１１は、溶接装置２に対して管Ｐの搬送方向（Ｘ方向）上流側において、管Ｐを水平方向に挟持するように配置されている。サイドクランプローラ１１は、モータ等を駆動源として回転することで、管Ｐの長手方向に駆動力を付与する。
Ｖローラは、搬入台６から管Ｐが搬入される位置から巻取装置３までの間において、管Ｐ（長尺管Ｐ１を含む）の下方に配置されている。Ｖローラは、管Ｐを下方から支持し、管Ｐの長手方向への搬送に伴って回転する。
以上の構成により、溶接装置２によって周溶接を施される前の管Ｐ及び巻取装置３によってリール３１に巻き取られる前の長尺管Ｐ１は、サイドクランプローラ１１によって長手方向の駆動力を付与され、巻取装置３によってリール３１に巻き取られた後の長尺管Ｐ１は、巻取装置３によって長手方向の駆動力を付与され、それぞれ長手方向に搬送されることになる。
なお、本実施形態では、搬送装置１として、駆動力を付与するサイドクランプローラ１１と、駆動力を付与せずに従動するだけのＶローラ１２とを具備する構成について説明したが、これに限るものではない。搬送装置としては、例えば、サイドクランプローラ１１に代えて、管Ｐを搬送方向上流側から下流側に押すプッシャを採用するなど、管Ｐを長手方向に搬送できる限りにおいて種々の構成を採用可能である。

溶接装置２は、搬送装置１に沿って配置されている。溶接装置２は、制御装置５によって駆動され、搬送装置１で搬送される複数の管Ｐの端部同士に周溶接を施して長尺管Ｐ１を形成する装置である。
本実施形態の溶接装置２は、周溶接機（円周溶接機）２１と、周溶接機２１を挟んで管Ｐの搬送方向（管Ｐの長手方向）に沿って配置された一対の把持装置２２とを具備する。また、本実施形態の溶接装置２は、冷却装置（図示せず）も具備する。冷却装置の冷却方法としては、例えば強制空冷を例示できる。

制御装置５は、各管Ｐの端部が周溶接機２１の配置位置に到着したタイミングで、搬送装置１及び巻取装置３の動作を停止し、各把持装置２２を駆動する。これにより、各把持装置２２が、各管Ｐの端部を把持する。すなわち、管Ｐの搬送方向上流側に配置された把持装置２２で搬送方向上流側に位置する管Ｐの先端部を把持し、搬送方向下流側に配置された把持装置２２で搬送方向下流側に位置する管Ｐ（長尺管Ｐ１）の後端部を把持する。そして、各把持装置２２は、各管Ｐの軸心が合致するように、各管Ｐの位置を調整する。次いで、制御装置５は、周溶接機２１を駆動し、周溶接機２２が、位置調整された各管Ｐの端部同士に周溶接を施す。最後に、制御装置５は、冷却装置を駆動し、冷却装置が、形成された周溶接部ＰＷを冷却する。周溶接部ＰＷの冷却が終了した後、制御装置５は、各把持装置２２による把持を解除し、搬送装置１及び巻取装置３を駆動して、長尺管Ｐ１を搬送する。

巻取装置３は、搬送装置１に沿って、溶接装置２に対して管Ｐ（長尺管Ｐ１）の搬送方向下流側に配置されている。巻取装置３は、制御装置５によって駆動され、搬送装置１で搬送される長尺管Ｐ１をリール３１に巻き取る装置である。
具体的には、本実施形態の巻取装置３は、リール３１をその中心軸周りに回転させる回転機構（図示せず）と、中心軸方向（Ｙ方向）にリール３１を移動させる移動機構（図示せず）とを具備する。巻取装置３は、回転機構によってリール３１を回転させると共に、移動機構によってリール３１を移動させることで、長尺管Ｐ１をリール３１の外表面上に巻き取る。

Ｘ線検査装置４は、本発明の一実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法を実行するための装置である。Ｘ線検査装置４は、搬送装置１に沿って、溶接装置２と巻取装置３との間に配置されている。Ｘ線検査装置４は、制御装置５によって駆動され、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。
制御装置５は、溶接装置２によって形成された長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷがＸ線検査装置４の配置位置（具体的には、後述するＸ線源４１２によってＸ線が放射される位置）に到着したタイミングで、搬送装置１及び巻取装置３の動作を停止することで長尺管Ｐ１を停止させ、Ｘ線検査装置４を駆動する。

Ｘ線検査装置４は、Ｘ線検査装置本体４１と、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられたＸ線漏洩抑制機構４２とを具備する。Ｘ線検査装置本体４１は、長尺管Ｐ１がＸ線検査装置本体４１の入側（長尺管Ｐ１の搬送方向上流側）及び出側（長尺管Ｐ１の搬送方向下流側）の開口部から外部に突出した状態で長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。Ｘ線漏洩抑制機構４２は、Ｘ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査されている最中に、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部から外部へのＸ線の漏洩を抑制する。
以下、適宜、図２及び図３も参照しつつ、Ｘ線検査装置４のより具体的な構成について説明する。

図１に示すように、Ｘ線検査装置本体４１は、筐体４１ａと、筐体４１ａの入側及び出側にそれぞれ設けられ、筐体４１ａと連通する一対のスリーブ４１ｂと、筐体４１ａ内に配置されたＸ線検査機４１ｃとを具備する。このＸ線検査機４１ｃが、本発明の一実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法を実行するために用いるＸ線検査機である。Ｘ線検査装置本体４１は、長尺管Ｐ１が筐体４１ａ内に配置されたＸ線検査機４１ｃ及び各スリーブ４１ｂに挿通された状態で、Ｘ線検査機４１ｃによって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。

図２は、Ｘ線検査装置本体４１が具備するＸ線検査機４１ｃの概略構成を模式的に示す図である。図２（ａ）は斜視図を、図２（ｂ）は長尺管Ｐ１の長手方向から見た正面図を示す。
図２に示すように、Ｘ線検査機４１ｃは、回転機構部４１１と、Ｘ線源４１２と、Ｘ線画像検出器４１３と、画像処理装置４１４とを具備する。

回転機構部４１１は、例えば、長尺管Ｐ１の周方向周りを囲繞する外環部材４１１Ａと、外環部材４１１Ａに対して回転可能に外環部材４１１Ａの内側に取り付けられた内環部材４１１Ｂとを具備する。
Ｘ線源４１２は、被検査管である長尺管Ｐ１に向けてＸ線を放射する装置である。Ｘ線源４１２は、回転機構部４１１の内環部材４１１Ｂに取り付けられ、内環部材４１１Ｂが外環部材４１１Ａに対して回転することにより、長尺管Ｐ１の周方向周りに回転する。図２（ｂ）に示すように、Ｘ線源４１２は、回転・停止を繰り返し、予め決められた複数の位置（図２（ｂ）に示す例では、６０°ピッチの３箇所）でＸ線を放射する。
Ｘ線画像検出器４１３は、長尺管Ｐ１を挟んでＸ線源４１２に対向する位置に配置され、Ｘ線源４１２から放射されて長尺管Ｐ１を透過したＸ線を検出してＸ線画像を生成する装置であり、例えばフラットパネルディテクター（ＦＰＤ）が好適に用いられる。Ｘ線画像検出器４１３も回転機構部４１１の内環部材４１１Ｂに取り付けられ、内環部材４１１Ｂが外環部材４１１Ａに対して回転することにより、Ｘ線源４１２と一体的に（長尺管Ｐ１を挟んでＸ線源４１２に対向する状態を維持して）長尺管Ｐ１の周方向周りに回転する。
画像処理装置４１４は、Ｘ線画像検出器４１３で生成したＸ線画像に画像処理を施して、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する装置である。画像処理装置４１４は、本発明の一実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法を実行することで、周溶接部ＰＷの内面ビードの寸法等の良否を判定する。この判定の具体的内容については後述する。また、画像処理装置４１４は、例えば、Ｘ線画像に対して画像処理を施すことで、画素濃度の大きい（明るい）画素領域を欠陥領域（例えば、ポロシティ）として抽出し、抽出した欠陥領域の面積の大小を評価して、周溶接部ＰＷの良否を判定することも可能である。

図３は、Ｘ線漏洩抑制機構４２の概略構成を模式的に示す図である。図３（ａ）はＸ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査される際のＸ線漏洩抑制機構４２の状態を示す正面図を、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂｂ矢視断面図を示す。図３（ｃ）はＸ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷの検査が終了し、搬送装置１によって長尺管Ｐ１を搬送する際のＸ線漏洩抑制機構４２の状態を示す正面図を、図３（ｄ）は図３（ｃ）のｄｄ矢視断面図を示す。
Ｘ線漏洩抑制機構４２は、前述のように、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられている。具体的には、Ｘ線漏洩抑制機構４２は、Ｘ線検査装置本体４１が具備する一対のスリーブ４１ｂが有する略円形の開口部４１０の近傍に取り付けられている。より具体的には、Ｘ線漏洩抑制機構４２は、一対のスリーブ４１ｂのうち、長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその上流側の開口部４１０の近傍に取り付けられ、長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその下流側の開口部４１０の近傍に取り付けられている。Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側に取り付けられた各Ｘ線漏洩抑制機構４２は、同様の構成を有するため、ここでは一つのＸ線漏洩抑制機構４２についてのみ説明する。

Ｘ線漏洩抑制機構４２は、閉塞部材４２１を具備する。閉塞部材４２１は、径方向（長尺管Ｐ１の径方向）に開閉可能な複数の部材（図３に示す例では、半分割された２つの部材４２ａ、４２ｂ）から構成され、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置にあるとき（図３（ａ）、（ｂ）の状態）、内側に長尺管Ｐ１が挿通する略円形の開口部４２１ａが形成される。具体的には、各部材４２ａ、４２ｂは、エアシリンダ等の駆動機器（図示せず）に取り付けられており、この駆動機器を駆動することにより、各部材４２ａ、４２ｂは、径方向（図３に示す例では上下方向）に開閉可能（進退動可能）とされている。閉塞部材４２１を構成する部材４２ａ、４２ｂは、例えばステンレス鋼から形成されている。
なお、図３に示す例では、各部材４２ａ、４２ｂは、上下方向に開閉可能とされているが、これに限るものではなく、長尺管Ｐ１の径方向（長尺管Ｐ１の長手方向に直交する方向）である限りにおいて、水平方向など他の方向に開閉可能な部材とすることも可能である。また、図３に示す例では、閉塞部材４２１は、２つの部材４２ａ、４２ｂから構成されているが、これに限るものではなく、径方向に開閉可能な複数の部材である限りにおいて、３つ以上の部材から構成することも可能である。

制御装置５は、Ｘ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査される際（すなわち、Ｘ線源４１２からＸ線が放射される際）、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、閉塞部材４２１を構成する複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置となるようにＸ線漏洩抑制機構４２を駆動する。すなわち、制御装置５からの制御信号によってＸ線漏洩抑制機構４２が具備するエアシリンダ等の駆動機器が駆動することで、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置となる。そして、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置にあるとき、閉塞部材４２１の開口部４２１ａの径方向寸法Ｌ１は、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部の径方向寸法Ｌ２（スリーブ４１ｂの開口部４１０の径方向寸法、図３（ｃ）参照）よりも小さくなっている。したがい、Ｘ線検査装置本体４１の開口部の一部（スリーブ４１ｂの開口部４１０の一部）が閉塞部材４２１（複数の部材４２ａ、４２ｂ）によって閉塞されることになる。また、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置にあるとき、閉塞部材４２１の開口部４２１ａの径方向寸法Ｌ１は、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷ以外の径方向寸法と略同一である。したがい、閉塞部材４２１の開口部４２１ａと長尺管Ｐ１との隙間が無くなるか又は極微小となる。このため、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置に到達した後に、Ｘ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査すれば、Ｘ線検査装置本体４１の開口部（スリーブ４１ｂの開口部４１０）から外部へのＸ線の漏洩を抑制することが可能である。

一方、制御装置５は、Ｘ線検査装置本体４１による長尺管Ｐ１の周溶接部Ｐ１の検査が終了（すなわち、Ｘ線源４１２からのＸ線の放射が停止し）し、搬送装置１によって長尺管Ｐ１を搬送する際に、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、閉塞部材４２１を構成する複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に開いた位置となるようにＸ線漏洩抑制機構３２を駆動する。そして、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に開いた位置にあるとき、閉塞部材４２１は、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに干渉しない位置となっている。本実施形態では、閉塞部材４２１を構成する複数の部材４２ａ、４２ｂが、スリーブ４１ｂよりも径方向外方の位置となる。このため、Ｘ線検査装置本体４１でのＸ線検査が終了した後に、長尺管Ｐ１を搬送しても、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが閉塞部材４２１に干渉するおそれがなく、搬送に支障が生じない。

なお、Ｘ線の漏洩をより一層抑制するには、図１に示すように、Ｘ線漏洩抑制機構４２と同様の構成を有する一対のＸ線漏洩抑制機構４２Ａを筐体４１ａ内に取り付けることが好ましい。Ｘ線漏洩抑制機構４２Ａは、一対のスリーブ４１ｂのうち、長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその下流側の開口部４１０の近傍に取り付けられ、長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその上流側の開口部４１０の近傍に取り付けられる。

以上に説明したＸ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査され、周溶接部ＰＷが正常であると判定された場合、制御装置５が搬送装置１及び巻取装置３を駆動することで、長尺管Ｐ１は搬送され、リール３１に巻き取られる。

一方、Ｘ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判定された場合、前述のように、溶接装置２とＸ線検査装置４とが搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされているため、制御装置５は搬送装置１及び巻取装置３を逆方向に駆動することなく（長尺管Ｐ１を逆方向に搬送することなく）、溶接装置２で長尺管Ｐ１に再び周溶接部ＰＷを形成し、Ｘ線検査装置４で再び形成された周溶接部ＰＷを検査することが可能である。長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判定された場合の制御装置５の具体的な動作例については後述する。

以下、図４〜図７を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法について説明する。本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法は、前述のように、Ｘ線源４１２と、Ｘ線画像検出器４１３とを備えるＸ線検査機４１ｃを用いて被検査管である長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する方法である。

図４は、本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法で良否を判定する対象と、各対象の良否を判定するのに用いるリング部材の概略構成を模式的に示す図である。図４（ａ）は良否を判定する対象を、図４（ｂ）はリング部材の概略構成を示す。
図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法では、ルートと称される長尺管Ｐ１の内面と周溶接部ＰＷの内面ビードの頂部との距離（長尺管Ｐ１の径方向についての距離）の良否を判定対象としている。また、本実施形態では、好ましい態様として、キャップと称される長尺管Ｐ１の外面と周溶接部ＰＷの外面ビードの頂部との距離（長尺管Ｐ１の径方向についての距離）の良否も判定対象としている。さらに、本実施形態では、好ましい態様として、ミスアライメントと称される長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを挟んだ両外面間の距離（長尺管Ｐ１の径方向についての距離）に応じたアライメントの良否も判定対象とされている。

本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法は、準備工程と、検査工程と、判定工程とを含む。以下、各工程について順次説明する。

＜準備工程＞
図４（ｂ）に示すように、準備工程では、被検査管である長尺管Ｐ１と外径及び内径が同じ基準管Ｐ２を用意する。Ｘ線の透過率を同等にするには、長尺管Ｐ１と同種の材料から形成された基準管Ｐ２を用意することが好ましい。そして、基準管Ｐ２の内径と略同一の外径を有すると共にルートの判定基準に応じた肉厚ｔ７（例えば、０．８ｍｍ）を有する第１リング部材７を基準管Ｐ２の内面に取り付ける（嵌め込む）。
また、基準管Ｐ２の外径と略同一の内径を有すると共にギャップの判定基準に応じた肉厚ｔ８（例えば、０．８ｍｍ）を有する第２リング部材８を基準管Ｐ２の外面に取り付ける（嵌め込む）。
さらに、基準管Ｐ２の外径と略同一の内径を有すると共にミスアライメントの判定基準に応じた肉厚ｔ９（例えば、０．３ｍｍ）を有する第３リング部材９を基準管Ｐ２の外面に取り付ける（嵌め込む）。なお、本実施形態では、第３リング部材９は、第２リング部材８と軸方向に一体化して形成されている。具体的には、例えば、各リング部材８、９を形成するための材料である筒状部材の外面の切削量を、筒状部材の軸方向の位置に応じて変更することにより、一体化されたリング部材８、９を形成可能である。本実施形態の第３リング部材９は、第２リング部材８と一体化して形成されているため、第２リング部材８を基準管Ｐ２の外面に取り付ける際に、同時に第３リング部材９も基準管Ｐ２の外面に取り付けられることになる。

次いで、Ｘ線検査装置４に長尺管Ｐ１が存在しない状態において、第１リング部材７、第２リング部材８及び第３リング部材９が取り付けられた基準管Ｐ２をＸ線検査装置４に設置する。そして、第１リング部材７にＸ線が放射される位置で、Ｘ線検査機４１ｃを用いて第１リング部材７を含む基準管Ｐ２のＸ線画像である第１基準画像を生成する。本実施形態では、Ｘ線源４１２及びＸ線画像検出器４１３が上下方向に対向する位置にある状態（図２（ｂ）に実線で示す状態）で、１枚の第１基準画像を生成する。
また、第２リング部材８にＸ線が放射されるように必要に応じて基準管Ｐ２の長手方向の位置を調整した後、Ｘ線検査機４１ｃを用いて第２リング部材８を含む基準管Ｐ２のＸ線画像である第２基準画像を生成する。具体的には、第１基準画像と同様に、Ｘ線源４１２及びＸ線画像検出器４１３が上下方向に対向する位置にある状態で第２基準画像を生成する。
さらに、第３リング部材９にＸ線が放射されるように必要に応じて基準管Ｐ２の長手方向の位置を調整した後、Ｘ線検査機４１ｃを用いて第３リング部材９を含む基準管Ｐ２のＸ線画像である第３基準画像を生成する。具体的には、第１基準画像と同様に、Ｘ線源４１２及びＸ線画像検出器４１３が上下方向に対向する位置にある状態で第３基準画像を生成する。
これら生成された第１基準画像〜第３基準画像は、Ｘ線検査機４１ｃの画像処理装置４１４に記憶される。

＜検査工程＞
検査工程では、前述のように長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷがＸ線検査装置４の配置位置（Ｘ線源４１２によってＸ線が放射される位置）に到着したタイミングで、Ｘ線検査機４１ｃを用いて周溶接部ＰＷを含む長尺管Ｐ１のＸ線画像である検査画像を生成する。具体的には、Ｘ線源４１２及びＸ線画像検出器４１３が上下方向に対向する位置にある状態のみならず、図２（ｂ）に示す６０°ピッチの３箇所の位置で、計３枚の検査画像を生成する。

＜判定工程＞
判定工程では、画像処理装置４１４に記憶されている第１基準画像〜第３基準画像と、検査画像とを用いて、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷの良否を判定する。具体的には、第１基準画像と３枚の検査画像とを比較して周溶接部ＰＷのルートの良否を判定する。また、第２基準画像と３枚の検査画像とを比較して周溶接部ＰＷのキャップの良否を判定する。さらに、第３基準画像と３枚の検査画像とを用いて周溶接部ＰＷのアライメントの良否を判定する。なお、本実施形態では、各基準画像と検査画像とを比較するに際して、各基準画像における基準管Ｐ２の径方向の両側エッジ近傍に相当する画素領域をそれぞれ抽出すると共に、検査画像における長尺管Ｐ１の径方向の両側エッジ近傍に相当する画素領域をそれぞれ抽出して、同じ側の画素領域同士を比較する。なお、基準管Ｐ２又は長尺管Ｐ１の「径方向の両側エッジ」とは、基準管Ｐ２又は長尺管Ｐ１をＸ線源４１２及びＸ線画像検出器４１３の対向方向に直交する平面に投影した場合における、基準管Ｐ２又は長尺管Ｐ１の中心軸に対して径方向一方側のエッジ（外面エッジ及び内面エッジ）と、基準管Ｐ２又は長尺管Ｐ１の中心軸に対して径方向他方側のエッジ（外面エッジ及び内面エッジ）とを意味する。
本実施形態では、第１基準画像〜第３基準画像をそれぞれ１枚のみ生成しているが、本発明はこれに限るものではなく、検査画像と同様に、図２（ｂ）に示す６０°ピッチの３箇所の位置で、それぞれ計３枚の第１基準画像〜第３基準画像を生成することも可能である。この場合、第１基準画像と検査画像との比較は、Ｘ線源４１２及びＸ線画像検出器４１３が同じ位置にある状態で生成した画像同士を比較すればよい。第２基準画像及び第３基準画像についても同様である。
以下、各判定対象の判定方法について、より具体的に説明する。

＜ルートの良否判定＞
図５は、周溶接部ＰＷのルートの良否判定方法を説明する説明図である。図５は、周溶接部ＰＷのルートが不良であると判定される例を示す。図５（ａ）は第１基準画像（具体的には、第１基準画像における基準管Ｐ２の径方向の片側エッジ近傍に相当する画素領域）の例を模式的に示す図であり、図５（ｂ）は第１基準画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルを模式的に示す図である。図５（ｃ）は１枚の検査画像（具体的には、検査画像における長尺管Ｐ１の径方向の片側エッジ近傍に相当する画素領域）の例を模式的に示す図であり、図５（ｄ）は検査画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルを模式的に示す図である。図５に示すＸ方向は長尺管Ｐ１及び基準管Ｐ２の長手方向に相当する方向を示す。Ｙ方向は長尺管Ｐ１及び基準管Ｐ２の径方向に相当する方向を示す。後述の図６及び図７に示すＸ方向及びＹ方向についても同様である。
図５に示すように、ルートの良否判定を行う場合、Ｘ線検査機４１ｃの画像処理装置４１４は、検査画像（図５（ｃ））中の長尺管Ｐ１の内面に相当する画素領域ＰＩの径方向位置（Ｙ方向位置）と、第１基準画像（図５（ａ））中の基準管Ｐ２の内面に相当する画素領域ＰＩの径方向位置（Ｙ方向位置）とを合致させて、検査画像及び第１基準画像を比較する。具体的には、本実施形態の画像処理装置４１４は、検査画像中の画素領域ＰＩのＹ方向位置と第１基準画像中の画素領域ＰＩのＹ方向位置とが合致するように両画像をＹ方向に平行移動した後、画像処理装置４１４が具備するモニターに両画像を同時に表示する。図５に示す例では、便宜上、１枚の第１基準画像と１枚の検査画像とを同時に表示しているが、実際には、本実施形態では径方向の両側についてそれぞれ１枚の第１基準画像と３枚の検査画像とが同時に表示される。

なお、第１基準画像（図５（ａ））中の画素領域ＰＩのＹ方向位置は、例えば、図５（ｂ）に示す第１基準画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極小点を検出することにより自動的に検出可能である。また、第１基準画像において、第１リング部材７に相当する画素領域のＸ方向位置は予め把握可能である。このため、濃度プロファイルを評価する上記所定のＸ方向位置としては、第１基準画像において、第１リング部材７が取り付けられていない基準管Ｐ２の部位に相当する画素領域の位置に設定すればよい。
同様に、検査画像（図５（ｃ））中の画素領域ＰＩのＹ方向位置は、例えば、図５（ｄ）に示す検査画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極小点を検出することにより自動的に検出可能である。また、検査画像において、周溶接部ＰＷに相当する画素領域のＸ方向位置は予め予測可能である。前述のように、制御装置５によって、周溶接部ＰＷがＸ線源４１２によってＸ線が放射される位置に到着したタイミングで長尺管Ｐ１は停止するからである。このため、濃度プロファイルを評価する上記所定のＸ方向位置としては、検査画像において、周溶接部ＰＷが形成されていない長尺管Ｐ１の部位に相当する画素領域の位置に設定すればよい。

そして、検査画像（図５（ｃ））中の周溶接部ＰＷの内面ビードの頂部に相当する画素領域ＢＩの径方向位置（Ｙ方向位置）が、第１基準画像（図５（ａ））中の第１リング部材７の内面に相当する画素領域７１の径方向位置（Ｙ方向位置）と同一又は径方向（Ｙ方向）外側であれば、周溶接部ＰＷは内面ビードの寸法が良好である（ルートが判定基準以下である）と判定することが可能である。
検査画像中の画素領域ＢＩのＹ方向位置が第１基準画像中の画素領域７１のＹ方向位置と同一又はＹ方向外側であるか否かは、画像処理装置４１４が自動判定してもよいし、図５に示すように、画素領域７１を通りＹ方向に直交する直線７２をモニタに表示して作業者が目視で判定してもよい。

なお、第１基準画像（図５（ａ））中の画素領域７１のＹ方向位置は、例えば、図５（ｂ）に示す第１基準画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極小点を検出することにより自動的に検出可能である。上記所定のＸ方向位置としては、第１基準画像において、予め把握可能な第１リング部材７に相当する画素領域の位置に設定すればよい。
同様に、検査画像（図５（ｃ））中の画素領域ＢＩのＹ方向位置は、例えば、図５（ｄ）に示す検査画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極小点を検出することにより自動的に検出可能である。上記所定のＸ方向位置としては、検査画像において、予め予測可能な周溶接部ＰＷに相当する画素領域の位置に設定すればよい。

一方、検査画像（図５（ｃ））中の周溶接部ＰＷの内面ビードの頂部に相当する画素領域ＢＩの径方向位置（Ｙ方向位置）が、第１基準画像（図５（ａ））中の第１リング部材７の内面に相当する画素領域７１の径方向位置（Ｙ方向位置）よりも径方向（Ｙ方向）内側であれば、周溶接部ＰＷの内面ビードの寸法が不良である（ルートが判定基準を超えている）と判定することが可能である。
図５に示す例では、画素領域ＢＩの径方向位置が画素領域７１の径方向位置よりも径方向内側であるため、周溶接部ＰＷの内面ビードの寸法は不良であると判定される。
以上に説明したルートの良否判定方法によれば、第１基準画像及び検査画像を比較するだけで、比較的容易に判定可能であるため、長尺管Ｐ１の製造過程において、周溶接部ＰＷの内面ビードの寸法の良否を全数判定可能である。

＜キャップの良否判定＞
図６は、周溶接部ＰＷのキャップの良否判定方法を説明する説明図である。図６は、周溶接部ＰＷのキャップが不良であると判定される例を示す。図６（ａ）は第２基準画像（具体的には、第２基準画像における基準管Ｐ２の径方向の片側エッジ近傍に相当する画素領域）の例を模式的に示す図であり、図６（ｂ）は第２基準画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルを模式的に示す図である。図６（ｃ）は１枚の検査画像（具体的には、検査画像における長尺管Ｐ１の径方向の片側エッジ近傍に相当する画素領域）の例を模式的に示す図であり、図６（ｄ）は検査画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルを模式的に示す図である。
図６に示すように、キャップの良否判定を行う場合、Ｘ線検査機４１ｃの画像処理装置４１４は、検査画像（図６（ｃ））中の長尺管Ｐ１の外面に相当する画素領域ＰＯの径方向位置（Ｙ方向位置）と、第２基準画像（図６（ａ））中の基準管Ｐ２の外面に相当する画素領域ＰＯの径方向位置（Ｙ方向位置）とを合致させて、検査画像及び第２基準画像を比較する。具体的には、本実施形態の画像処理装置４１４は、検査画像中の画素領域ＰＯのＹ方向位置と第２基準画像中の画素領域ＰＯのＹ方向位置とが合致するように両画像をＹ方向に平行移動した後、画像処理装置４１４が具備するモニターに両画像を同時に表示する。図６に示す例では、便宜上、１枚の第２基準画像と１枚の検査画像とを同時に表示しているが、実際には、本実施形態では径方向の両側についてそれぞれ１枚の第２基準画像と３枚の検査画像とが同時に表示される。

なお、第２基準画像（図６（ａ））中の画素領域ＰＯのＹ方向位置は、例えば、図６（ｂ）に示す第２基準画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極大点を検出することにより自動的に検出可能である。また、第２基準画像において、第２リング部材８に相当する画素領域のＸ方向位置は予め把握可能である。このため、濃度プロファイルを評価する上記所定のＸ方向位置としては、第２基準画像において、第２リング部材８が取り付けられていない基準管Ｐ２の部位に相当する画素領域の位置に設定すればよい。
同様に、検査画像（図６（ｃ））中の画素領域ＰＯのＹ方向位置は、例えば、図６（ｄ）に示す検査画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極大点を検出することにより自動的に検出可能である。また、濃度プロファイルを評価する上記所定のＸ方向位置としては、ルートの良否を判定する場合と同様に、検査画像において、周溶接部ＰＷが形成されていない長尺管Ｐ１の部位に相当する画素領域の位置に設定すればよい。

そして、検査画像（図６（ｃ））中の周溶接部ＰＷの外面ビードの頂部に相当する画素領域ＢＯの径方向位置（Ｙ方向位置）が、第２基準画像（図６（ａ））中の第２リング部材８の外面に相当する画素領域８１の径方向位置（Ｙ方向位置）と同一又は径方向（Ｙ方向）内側であれば、周溶接部ＰＷは外面ビードの寸法が良好である（キャップが判定基準以下である）と判定することが可能である。
検査画像中の画素領域ＢＯのＹ方向位置が第２基準画像中の画素領域８１のＹ方向位置と同一又はＹ方向内側であるか否かは、画像処理装置４１４が自動判定してもよいし、図６に示すように、画素領域８１を通りＹ方向に直交する直線８２をモニタに表示して作業者が目視で判定してもよい。

なお、第２基準画像（図６（ａ））中の画素領域８１のＹ方向位置は、例えば、図６（ｂ）に示す第２基準画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極大点を検出することにより自動的に検出可能である。上記所定のＸ方向位置としては、第２基準画像において、予め把握可能な第２リング部材８に相当する画素領域の位置に設定すればよい。
同様に、検査画像（図６（ｃ））中の画素領域ＢＯのＹ方向位置は、例えば、図６（ｄ）に示す検査画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極大点を検出することにより自動的に検出可能である。上記所定のＸ方向位置としては、検査画像において、予め予測可能な周溶接部ＰＷに相当する画素領域の位置に設定すればよい。

一方、検査画像（図５（ｃ））中の周溶接部ＰＷの外面ビードの頂部に相当する画素領域ＢＯの径方向位置（Ｙ方向位置）が、第２基準画像（図６（ａ））中の第２リング部材８の外面に相当する画素領域８１の径方向位置（Ｙ方向位置）よりも径方向（Ｙ方向）外側であれば、周溶接部ＰＷの外面ビードの寸法が不良である（キャップが判定基準を超えている）と判定することが可能である。
図６に示す例では、画素領域ＢＯの径方向位置が画素領域８１の径方向位置よりも径方向外側であるため、周溶接部ＰＷの外面ビードの寸法は不良であると判定される。
以上に説明したキャップの良否判定方法によれば、第２基準画像及び検査画像を比較するだけで、比較的容易に判定可能であるため、長尺管Ｐ１の製造過程において、周溶接部ＰＷの外面ビードの寸法の良否を全数判定可能である。

＜アライメントの良否判定＞
図７は、周溶接部ＰＷのアライメントの良否判定方法を説明する説明図である。図７は、周溶接部ＰＷのアライメントが良好であると判定される例を示す。図７（ａ）は第３基準画像（具体的には、第３基準画像における基準管Ｐ２の径方向の片側エッジ近傍に相当する画素領域）の例を模式的に示す図であり、図７（ｂ）は第３基準画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルを模式的に示す図である。図７（ｃ）は１枚の検査画像（具体的には、検査画像における長尺管Ｐ１の径方向の片側エッジ近傍に相当する画素領域）の例を模式的に示す図であり、図７（ｄ）は検査画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルを模式的に示す図である。
図７に示すように、アライメントの良否判定を行う場合、Ｘ線検査機４１ｃの画像処理装置４１４は、検査画像（図７（ｃ））中の長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを挟んだ両外面のうち径方向（Ｙ方向）内側に位置する一方の外面（図７（ｃ）に示す例では、周溶接部ＰＷよりも上側に位置する外面）に相当する画素領域ＰＯの径方向位置（Ｙ方向位置）と、第３基準画像（図７（ａ））中の基準管Ｐ２の外面に相当する画素領域ＰＯの径方向位置（Ｙ方向位置）とを合致させて、検査画像及び第３基準画像を比較する。具体的には、本実施形態の画像処理装置４１４は、検査画像中の画素領域ＰＯのＹ方向位置と第３基準画像中の画素領域ＰＯのＹ方向位置とが合致するように両画像をＹ方向に平行移動した後、画像処理装置４１４が具備するモニターに両画像を同時に表示する。図７に示す例では、便宜上、１枚の第３基準画像と１枚の検査画像とを同時に表示しているが、実際には、本実施形態では径方向の両側についてそれぞれ１枚の第３基準画像と３枚の検査画像とが同時に表示される。

なお、第３基準画像（図７（ａ））中の画素領域ＰＯのＹ方向位置は、例えば、図７（ｂ）に示す第３基準画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極大点を検出することにより自動的に検出可能である。また、第３基準画像において、第３リング部材９に相当する画素領域のＸ方向位置は予め把握可能である。このため、濃度プロファイルを評価する上記所定のＸ方向位置としては、第３基準画像において、第３リング部材９が取り付けられていない基準管Ｐ２の部位に相当する画素領域の位置に設定すればよい。
同様に、検査画像（図７（ｃ））中の画素領域ＰＯのＹ方向位置は、例えば、図７（ｄ）に示す検査画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極大点を検出することにより自動的に検出可能である。また、濃度プロファイルを評価する上記所定のＸ方向位置としては、ルートやキャップの良否を判定する場合と同様に、検査画像において、周溶接部ＰＷが形成されていない長尺管Ｐ１の部位に相当する画素領域の位置に設定すればよい。
検査画像において、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを挟んだ両外面のうち何れの外面がＹ方向内側に位置しているかについては、以下のようにして判定可能である。すなわち、周溶接部ＰＷの上方に位置するＸ方向位置における濃度プロファイルの極大点から画素領域ＰＯのＹ方向位置を検出するのと同様に、周溶接部ＰＷの下方に位置するＸ方向位置における濃度プロファイルの極大点から画素領域ＰＯ’のＹ方向位置を検出する。そして、画素領域ＰＯのＹ方向位置と画素領域ＰＯ’のＹ方向位置との何れがＹ方向内側であるかを判定すればよい。図７に示す例では、画素領域ＰＯのＹ方向位置の方がＹ方向内側になっている。

そして、検査画像（図７（ｃ））中の長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを挟んだ両外面のうち径方向（Ｙ方向）外側に位置する他方の外面に相当する画素領域ＰＯ’の径方向位置が、第３基準画像（図７（ａ））中の第３リング部材９の外面に相当する画素領域９１の径方向位置（Ｙ方向位置）と同一又は径方向（Ｙ方向）内側であれば、周溶接部ＰＷはアライメントが良好である（ミスアライメントが判定基準以下である）と判定することが可能である。
検査画像中の画素領域ＰＯ’のＹ方向位置が第３基準画像中の画素領域９１のＹ方向位置と同一又はＹ方向内側であるか否かは、画像処理装置４１４が自動判定してもよいし、図７に示すように、画素領域９１を通りＹ方向に直交する直線９２をモニタに表示して作業者が目視で判定してもよい。
図７に示す例では、画素領域ＰＯ’の径方向位置が画素領域９１の径方向位置よりも径方向内側であるため、周溶接部ＰＷのアライメントは良好であると判定される。

なお、第３基準画像（図７（ａ））中の画素領域９１のＹ方向位置は、例えば、図７（ｂ）に示す第３基準画像の所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った濃度プロファイルの極大点を検出することにより自動的に検出可能である。上記所定のＸ方向位置としては、第３基準画像において、予め把握可能な第３リング部材９に相当する画素領域の位置に設定すればよい。

一方、検査画像（図７（ｃ））中の長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを挟んだ両外面のうち径方向（Ｙ方向）外側に位置する他方の外面に相当する画素領域ＰＯ’の径方向位置が、第３基準画像（図７（ａ））中の第３リング部材９の外面に相当する画素領域９１の径方向位置（Ｙ方向位置）よりも径方向（Ｙ方向）外側であれば、周溶接部ＰＷはアライメントが不良である（ミスアライメントが判定基準を超えている）と判定することが可能である。
以上に説明したアライメントの良否判定方法によれば、第３基準画像及び検査画像を比較するだけで、比較的容易に判定可能であるため、長尺管Ｐ１の製造過程において、周溶接部ＰＷのアライメントの良否を全数判定可能である。

以上に説明した本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判断された場合、前述のように、溶接装置２とＸ線検査装置４とが搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされているため、制御装置５は、好ましい態様として、以下の第１手順〜第６手順を実行可能である。以下、図８〜図１３を適宜参照しつつ、制御装置５が実行する第１手順〜第６手順について説明する。なお、図８〜図１４は、制御装置が実行する第１手順〜第６手順による溶接装置２及びＸ線検査装置４の動きを説明する平面図であり、便宜上、搬送装置１の図示は省略している。

＜第１手順＞
図８に破線で示す初期位置にあるＸ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判断された場合、制御装置５は、Ｘ線検査装置４を長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に移動させる。Ｘ線検査装置４の移動量は、不良であると判断された周溶接部ＰＷの切断作業の邪魔にならず、なお且つ、後述の第２手順において溶接装置２を長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に移動させた際に、溶接装置２がＸ線検査装置４と干渉しないように設定することが好ましい。
Ｘ線検査装置４が移動した後、図９に示すように、不良であると判断された周溶接部ＰＷを切断すればよい。周溶接部ＰＷの切断は、例えば、溶接装置２の下流側に設置された可搬式の切断機を用いて、作業者が手動で行うことが可能である。
なお、切断後の長尺管Ｐ１の端面は、バリ取りや研磨等を施し、後述の第３手順において周溶接を施し易くすることが好ましい。長尺管Ｐ１の端面のバリ取りや研磨は、例えば、溶接装置２の下流側に設置された可搬式の開先・面取り機を用いて、作業者が手動で行うことが可能である。

＜第２手順＞
次に、制御装置５は、図１０に示すように、不良であると判断された周溶接部ＰＷが切断された後の長尺管Ｐ１の切断箇所まで、破線で示す初期位置にある溶接装置２を長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に移動させる。

＜第３手順＞
次に、制御装置５は、図１１に示すように、溶接装置２を駆動して、溶接装置２によって長尺管Ｐ１の切断箇所に再び周溶接を施し、周溶接部ＰＷを形成する。
以上に説明した第１手順〜第３手順によれば、搬送装置１及び巻取装置３（図１参照）を逆方向に駆動して長尺管Ｐ１を逆方向（上流側）に搬送する必要がない。長尺管Ｐ１を逆方向に搬送する代わりに、Ｘ線検査装置４及び溶接装置２を長尺管Ｐ１の通常の搬送方向に移動させている。

＜第４手順＞
次に、制御装置５は、図１２に示すように、溶接装置２を長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に移動させる。この際、溶接装置２を初期位置（図８に示す位置）まで移動させることが好ましい。これにより、後述の第５手順においてＸ線検査装置４を移動させても、溶接装置２がＸ線検査装置４に干渉しない。

＜第５手順＞
次に、制御装置５は、図１３に示すように、長尺管Ｐ１の再び形成された周溶接部ＰＷまで、Ｘ線検査装置４を長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に移動させる。すなわち、Ｘ線検査装置４を初期位置（図８に破線で示す位置）まで移動させる。
なお、第４手順及び第５手順は、Ｘ線検査装置４の移動速度の方が大きくて溶接装置２とＸ線検査装置４とが干渉するというような支障が無い限り、同時に実行することも可能である。

＜第６手順＞
最後に、制御装置５は、Ｘ線検査装置４を駆動して、Ｘ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の再び形成された周溶接部ＰＷを検査する。
以上に説明した第４手順〜第６手順においても、長尺管Ｐ１を搬送する必要がない。
すなわち、上記の第１手順〜第６手順を実行することにより、搬送装置１及び巻取装置３を逆方向に駆動することなく（長尺管Ｐ１を逆方向に搬送することなく）、溶接装置２で長尺管Ｐ１に再び周溶接部ＰＷを形成し、Ｘ線検査装置４で再び形成された周溶接部ＰＷを検査することが可能である。このため、長尺管Ｐ１を逆方向に搬送することに起因する外面疵の発生や強度の劣化を抑制可能である。

上記の第１手順〜第６手順を実行した結果、再び形成された周溶接部ＰＷが正常であると判断された場合、制御装置５が搬送装置２及び巻取装置３を駆動することで、長尺管Ｐ１は搬送され、リール３１に巻き取られる。一方、再び形成された周溶接部ＰＷが不良であると判断された場合、上記の第１手順〜第６手順が繰り返し実行されることになる。

１・・・搬送装置
２・・・溶接装置
３・・・巻取装置
４・・・Ｘ線検査装置
５・・・制御装置
７・・・第１リング部材
８・・・第２リング部材
９・・・第３リング部材
３１・・・リール
４１・・・Ｘ線検査装置本体
４２・・・Ｘ線漏洩抑制機構
１００・・・長尺管の製造設備
Ｐ・・・管
Ｐ１・・・被検査管（長尺管）
Ｐ２・・・基準管
ＰＷ・・・周溶接部

Claims (3)

1. 被検査管に向けてＸ線を放射するＸ線源と、前記被検査管を挟んで前記Ｘ線源に対向する位置に配置され、前記Ｘ線源から放射されて前記被検査管を透過したＸ線を検出してＸ線画像を生成するＸ線画像検出器とを備えるＸ線検査機を用いて被検査管の周溶接部を検査する方法であって、
   被検査管と外径及び内径が同じ基準管を用意し、前記基準管の内径と略同一の外径を有すると共に判定基準に応じた肉厚を有する第１リング部材を前記基準管の内面に取り付け、前記Ｘ線検査機を用いて前記第１リング部材を含む前記基準管のＸ線画像である第１基準画像を生成する準備工程と、
   前記Ｘ線検査機を用いて前記周溶接部を含む前記被検査管のＸ線画像である検査画像を生成する検査工程と、
   前記第１基準画像及び前記検査画像を用いて、前記被検査管の周溶接部の良否を判定する判定工程とを含み、
   前記判定工程において、
   前記検査画像中の前記被検査管の内面に相当する画素領域の径方向位置と、前記第１基準画像中の前記基準管の内面に相当する画素領域の径方向位置とを合致させて、前記検査画像及び前記第１基準画像を比較した場合に、
   前記検査画像中の前記周溶接部の内面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、前記第１基準画像中の前記第１リング部材の内面に相当する画素領域の径方向位置と同一又は径方向外側であれば、前記周溶接部は内面ビードの寸法が良好であると判定し、
   前記検査画像中の前記周溶接部の内面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、前記第１基準画像中の前記第１リング部材の内面に相当する画素領域の径方向位置よりも径方向内側であれば、前記周溶接部は内面ビードの寸法が不良であると判定する、
   ことを特徴とする周溶接部の検査方法。
2. 前記準備工程において、前記基準管の外径と略同一の内径を有すると共に判定基準に応じた肉厚を有する第２リング部材を前記基準管の外面に取り付け、前記Ｘ線検査機を用いて前記第２リング部材を含む前記基準管のＸ線画像である第２基準画像を生成し、
   前記判定工程において、
   前記検査画像中の前記被検査管の外面に相当する画素領域の径方向位置と、前記第２基準画像中の前記基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置とを合致させて、前記検査画像及び前記第２基準画像を比較した場合に、
   前記検査画像中の前記周溶接部の外面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、前記第２基準画像中の前記第２リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置と同一又は径方向内側であれば、前記周溶接部は外面ビードの寸法が良好であると判定し、
   前記検査画像中の前記周溶接部の外面ビードの頂部に相当する画素領域の径方向位置が、前記第２基準画像中の前記第２リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置よりも径方向外側であれば、前記周溶接部は外面ビードの寸法が不良であると判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の周溶接部の検査方法。
3. 前記準備工程において、前記基準管の外径と略同一の内径を有すると共に判定基準に応じた肉厚を有する第３リング部材を前記基準管の外面に取り付け、前記Ｘ線検査機を用いて前記第３リング部材を含む前記基準管のＸ線画像である第３基準画像を生成し、
   前記判定工程において、
   前記検査画像中の前記被検査管の周溶接部を挟んだ両外面のうち径方向内側に位置する一方の外面に相当する画素領域の径方向位置と、前記第３基準画像中の前記基準管の外面に相当する画素領域の径方向位置とを合致させて、前記検査画像及び前記第３基準画像を比較した場合に、
   前記検査画像中の前記被検査管の周溶接部を挟んだ両外面のうち径方向外側に位置する他方の外面に相当する画素領域の径方向位置が、前記第３基準画像中の前記第３リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置と同一又は径方向内側であれば、前記周溶接部はアライメントが良好であると判定し、
   前記検査画像中の前記被検査管の前記他方の外面に相当する画素領域の径方向位置が、前記第３基準画像中の前記第３リング部材の外面に相当する画素領域の径方向位置よりも径方向外側であれば、前記周溶接部はアライメントが不良であると判定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の周溶接部の検査方法。