JP7050511B2 - 溶接部探傷装置と方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶接部を超音波探傷検査する溶接部探傷装置と方法に関する。

例えば火力プラントにおいて、ボイラ配管として軸方向に長い溶接線を有する溶接管が多数用いられる。かかる溶接部を超音波により検査する手段として、例えば、特許文献１，２が開示されている。

特許文献１の「超音波探傷検査方法及び超音波探傷検査装置」は、溶接線と直交する面内で、超音波探触子の振動子の励振タイミングをずらして、集束点を移動させるべく超音波ビームをセクタ走査させる。走査角度毎に反射波の受信波形を取得し、受信波形のエコー高さに対して閾値評価線を用いて欠陥を検出する。

特許文献２の「管溶接部探傷装置と方法」は、超音波ビームが外周面から軸方向に傾斜して入射するように超音波探触子を保持し、かつガイドレールに倣って外周面に沿って超音波探触子を周方向に移動する。

特開２０１６－９０２７２号公報 特開２０１７－３２４７７号公報

上述した特許文献１，２はいずれも、超音波探触子としてフェーズドアレイ探触子を用い溶接部を検査する。

特許文献１における出力装置（モニタ）は、反射波の受信波形を可視化して表示する。しかし受信波形は、時間と反射波強度との関係を示す波形データであり、この波形データから溶接欠陥を判断するのは、経験豊富な検査員であっても困難であった。

また、この波形データは、超音波の入射方向毎に異なる。そのため、溶接線と直交する１つの面内において超音波の入射方向が異なる多数の波形データが得られる。さらに、溶接線に沿って異なる位置毎にも異なる波形データが得られる。そのため、軸方向に長い溶接線を検査する場合、波形データのデータ数が膨大となり、経験豊富な検査員であっても長期間を要していた。

特許文献２は、中空管の周方向に延びる溶接部を対象としており、可視化装置により軸方向断面と周方向断面の可視化画像を出力する。この可視化画像は、超音波の入射方向毎に異なる複数の波形データの強度を１枚の２次元画像に変換したものであり、この可視化画像から溶接欠陥を判断するのは、上述した波形データよりは通常容易である。

しかし、溶接線に沿って異なる位置毎に異なる可視化画像が得られるため、軸方向に長い溶接線を検査する場合、可視化画像の数は膨大となり、経験豊富な検査員であっても長期間を要していた。

また、従来の手段では、超音波の入射方向毎に波形データが得られるが、超音波の入射位置からの距離が大きくなると、隣接するビーム角の間に未計測点が発生し、可視化画像にデータ空白部が生じる。そのため、可視化画像から溶接欠陥を判断するのが困難になる。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の第１の目的は、直線状に長い溶接線に対し、経験の浅い検査員であっても、従来より容易かつ短時間に溶接欠陥を判断できる可視化画像を作成できる溶接部探傷装置と方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、従来より容易かつ短時間に溶接欠陥を判断できる可視化資料を作成することにある。さらに、本発明の第３の目的は、可視化画像のデータ空白部を低減し溶接欠陥の判断を容易化することにある。

本発明によれば、ワークの溶接部を超音波により検査する溶接部探傷装置であって、
前記ワークの外面に接触し、溶接線に交差する計測平面内で前記溶接部に向けてビーム角の異なる複数の超音波ビームを入射し複数の反射波データを受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子の位置を検出する位置検出装置と、
前記反射波データと前記超音波探触子の溶接線方向のＺ座標から、前記Ｚ座標の設定長さ毎に、強調画像を作成するデータ処理装置と、を備え、
前記強調画像は、前記反射波データの強度分布を示す複数の溶接部断面画像において、前記溶接線に直交するＸ－Ｙ平面における強度の最大値をその位置の強度とする強調垂直画像と、前記溶接線に平行なＸ－Ｚ平面における強度の最大値をその位置の強度とする強調平行画像である、溶接部探傷装置が提供される。

また本発明によれば、上記の溶接部探傷装置を用いた溶接部探傷方法であって、
直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から、前記設定長さ毎に、前記強調画像を作成するマージ処理ステップを有する、溶接部探傷方法が提供される。

本発明によれば、反射波データと超音波探触子の溶接線方向のＺ座標から、Ｚ座標の設定長さ毎に、強調画像を作成する。従って、直線状に長い溶接線であっても、強調画像が設定長さ毎に作成されるので、強調画像の数は大幅に少なくなる。

また、この強調画像は、反射波データの強度分布を示す複数の溶接部断面画像を反射波データの強度を優先して統合しているので、その範囲に含まれる溶接欠陥が強調して表示される。従って、経験の浅い検査員であっても、従来より容易かつ短時間に溶接欠陥を判断できる。

本発明による溶接部探傷装置の全体構成図である。 計測平面の説明図である。 溶接線平行断面の説明図である。 溶接部断面画像の説明図である。 本発明による溶接部探傷方法のフロー図である。 直交座標データのデータ構造を示す模式図である。 データ補間ステップの説明図である。 本発明により出力用スライドに貼り付けされた強調垂直画像の一例を示す図である。 本発明により出力用スライドに貼り付けされた強調平行画像の一例を示す図である。 図９の強調垂直画像の拡大図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図１は、本発明による溶接部探傷装置１００の全体構成図である。
この図において、１は検査対象物（以下、ワーク）、２はワーク１の溶接部である。ワーク１は、この例では軸方向に長い溶接線２ａを有する溶接管である。
溶接線２ａは、直線であることが好ましいが、曲線であってもよい。

図１において、溶接部探傷装置１００は、ワーク１の溶接部２を超音波により検査する装置であり、超音波探触子１０、位置検出装置２０、データ処理装置３０を備える。

超音波探触子１０は、この例ではフェーズドアレイ探触子である。
フェーズドアレイ探触子１０は、複数の超音波振動子を有する。各超音波振動子は、圧電素子とそれを上下方向に挟持する１対の電極とからなる。圧電素子は、小さな格子状や円柱状に分割された圧電素子を配列し、隙間にエポキシ樹脂などを充填したコンポジットタイプが好ましく、水晶または圧電セラミックからなり、電極間に電圧を印加することで超音波を発生する。また、圧電素子は、受信した超音波の強度に比例した電圧を電極間に発生する。

この例で超音波探触子１０は、ワーク１の外面１ａ（試験体表面）に接触し、溶接線２ａに交差する計測平面内で溶接部２に向けてビーム角θ（後述する）の異なる複数の超音波ビーム３を入射し複数の反射波データ４を受信する。
以下、「溶接線２ａに交差する計測平面」を単に、「計測平面８」と呼ぶ。

溶接線２ａとの交差は、直交であることが好ましい。
超音波探触子１０の位置は、溶接線２ａから同一距離ｂであることが好ましい。
ビーム角θは、超音波ビーム３の深さ方向からの角度であり、予め設定した設定角度範囲、例えば、０～１０°（θｍｉｎ）から８０～９０°（θｍａｘ）の範囲であることが好ましい。

図２は、計測平面８の説明図である。
計測平面８において、ワーク１の外面１ａに対し超音波探触子１０が接触する任意の特定点１１をＸＹ座標原点Ｏ１とする。
また計測平面８において、ＸＹ座標原点Ｏ１から深さ方向をＸ軸、深さ方向（Ｘ軸）に直交する方向をＹ軸とする。以下、Ｘ－Ｙ座標における任意の位置座標をＸ座標，Ｙ座標とする。

この図において、超音波探触子１０は溶接線２ａの左側に位置し、溶接線２ａの中心線とＸＹ座標原点Ｏ１とのｙ軸上の距離ｂは同一距離（一定）であるのがよい。

さらに図２において、ワーク１の外面１ａに超音波ビーム３が入射する入射点１２を極座標原点Ｏ２とする。また入射点１２（極座標原点Ｏ２）とＸＹ座標原点Ｏ１のＸ軸方向の間隔をオフセット量ｅとする。
なお、ビーム角θは、超音波ビーム３の深さ方向からの角度であり、Ｒ座標は極座標原点Ｏ２からの距離である。
ビーム角θは、θｍｉｎからθｍａｘまでの角度範囲に設定されている。

なお、図２と相違し、超音波探触子１０が溶接線２ａの右側に位置する場合も、Ｘ－Ｙ座標系と極座標系を同様に設定するのがよい。

図１において、位置検出装置２０は、超音波探触子１０の位置を検出する。
この例で、位置検出装置２０は、ワイヤエンコーダであり、超音波探触子１０の溶接線方向の位置を検出する。この場合、超音波探触子１０の位置は、溶接線２ａから同一距離ｂに固定している。

なお、位置検出装置２０は、ワイヤエンコーダに限定されず、ワーク１の外面１ａにおける超音波探触子１０の位置を検出できる限りで、その他の装置であってもよい。

図３は、溶接線２ａに平行な垂直断面の説明図である。
この図において、ワーク１の外面１ａに位置検出装置２０が接触する特定点２１をＺ軸原点Ｏ３とし、Ｚ軸原点Ｏ３から溶接線方向をＺ軸、超音波探触子１０のＺ軸上の位置をＺ座標とする。
また、Ｘ－Ｚ座標における任意の位置座標をＸ座標，Ｚ座標とする。
以下、「溶接線２ａに平行な垂直断面」を単に、「溶接線平行断面９」と呼ぶ。

図１において、データ処理装置３０は、超音波探触子１０と位置検出装置２０から反射波データ４と超音波探触子１０の位置（少なくともＺ座標）をそれぞれ受信する。

反射波データ４は、時間と反射波強度（又は振幅）を示する波形データである。

データ処理装置３０は、反射波データ４と超音波探触子１０のＺ座標から、Ｚ座標の設定長さ毎に、強調画像６（後述する）を作成し出力する。

「Ｚ座標の設定長さ毎」とは、例えば４００ｍｍ毎の意であり、任意に設定できる。
すなわち、超音波探触子１０のＺ座標を変化させてワーク１を検査したＺ軸の範囲が０～２０００ｍｍであり、Ｚ座標の設定長さ毎が４００ｍｍ毎の場合に、４００ｍｍ毎に、それぞれ１組の強調画像６を作成し出力する。
この場合、Ｚ座標が０～４００、４００～８００、８００～１２００、１２００～１６００、１６００～２０００ｍｍの５組の強調画像６が作成される。

図１において、データ処理装置３０は、データ解析装置３２とコンピュータ（ＰＣ）３４とからなる。

データ解析装置３２は、反射波データ４の強度分布を示す複数の溶接部断面画像５を出力する。データ解析装置３２は、従来の計測ソフトをインストールした超音波探傷器であってもよい。

図４は、溶接部断面画像５の説明図である。
この図に示すように、溶接部断面画像５は、垂直断面画像５ａと平行断面画像５ｂの一方又は両方である。
なお垂直断面画像５ａは、溶接線２ａと交叉（好ましくは直交）する断面画像であり、図２の計測平面８における反射波データ４の強度分布を示す。また、平行断面画像５ｂは、溶接線２ａに平行な平行断面の画像であり、図３の溶接線平行断面９における反射波データ４の強度分布を示す。

垂直断面画像５ａは、Ｚ座標の設定長さ毎に、予め設定した計測ピッチで多数が出力される。
例えば、「Ｚ座標の設定長さ毎」が、例えば４００ｍｍ毎である場合、垂直断面画像５ａは、４００ｍｍ毎に例えば１００組が出力される。
同様に、平行断面画像５ｂも例えば１００組が出力される。

コンピュータ３４は、入力装置（例えばキーボード）、出力装置（例えば表示装置、印刷装置）、記憶装置（例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク）、及び演算装置を有する。

記憶装置には、本発明の方法を実行するためのソフトウェアがインストールされており、コンピュータ３４は、上述した多数の溶接部断面画像５から、Ｚ座標の設定長さ毎に、反射波データ４の強度を優先して統合した複数（上述の例で５枚）の強調画像６を作成する。

図５は、本発明による溶接部探傷方法のフロー図である。
この図において、本発明の溶接部探傷方法は、上述した溶接部探傷装置１００を用い、Ｓ１～Ｓ５の各ステップ（工程）からなる。

図５において、データファイル作成ステップＳ１は、位置決めステップＳ１１と探傷ステップＳ１２を有する。

位置決めステップＳ１１では、超音波探触子１０をワーク１の外面１ａに接触させ、位置検出装置２０により超音波探触子１０の位置を検出する。
位置決めステップＳ１１において、超音波探触子１０を溶接線２ａから同一距離ｂにおいてワーク１の外面１ａに接触させ、Ｚ座標を変化させることが好ましい。

Ｚ座標の変化範囲は、例えば０～２０００ｍｍであり、超音波探触子１０は４００ｍｍ毎に例えば１００箇所に位置決めする。
位置決めステップＳ１１は、検査員により手動で行っても、図示しないトラバース装置を用いて自動で行ってもよい。

探傷ステップＳ１２では、位置決めステップＳ１１と並行して、超音波探触子１０により計測平面８において、溶接部２に向けてビーム角θの異なる複数の超音波ビーム３を入射して複数の反射波データ４を受信する。
受信した反射波データ４は、超音波探触子１０の位置データと共にデータファイルに記憶する。

極座標データ作成ステップＳ２は、データ読込みステップＳ２１と極座標変換ステップＳ２２を有する。

データ読込みステップＳ２１では、作成したデータファイルから、超音波探触子１０の位置データと受信した反射波データ４のデータを読み込む。

極座標変換ステップＳ２２では、反射波データ４の強度分布を、反射波強度とＲ座標、ビーム角θ、及びＺ座標との関係を示す極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）に変換する。
反射波データ４は、時間と反射波強度（又は振幅）の関係を示する波形データであり、反射波データ４の時間から、計測点のＲ座標を求めることができる。
変換した極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）は、極座標データファイルに記憶する。

例えば、Ｚ座標を４００ｍｍ毎に例えば１００箇所に位置決めし、ビーム角θを１００に分割し、Ｒ座標を４０００に分割する。
この場合、極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）は、Ｚ座標の設定長さ毎に、４×１０^７（＝１００×１００×４０００）のデータ数となる。

直交座標データ作成ステップＳ３は、直交座標変換ステップＳ３１とデータ補間ステップＳ３２を有する。

直交座標変換ステップＳ３１では、極座標データファイルの極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）を、反射波強度とＸ座標、Ｙ座標、及びＺ座標との関係を示す直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換する。

図６は、直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のデータ構造を示す模式図である。
この図において、（Ａ）はＺ座標が異なる複数の垂直断面画像５ａであり、（Ｂ）はＹ座標が異なる複数の平行断面画像５ｂである。

例えば、極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）がＺ座標の設定長さ毎に、４×１０^７のデータ数である場合、垂直断面画像５ａはＺ方向に１００枚となる。また同様に、Ｙ方向の分割数（解像度）がＲ方向と同じ場合、平行断面画像５ｂは４０００枚となる。
従って、極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）のデータ数（４×１０^７）を、１００枚の垂直断面画像５ａと４０００枚の平行断面画像５ｂで表示することができる

図７は、データ補間ステップＳ３２の説明図である。この図において、（Ａ）は極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）、（Ｂ）は直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を示している。

図７（Ａ）の極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）において、Ｚ座標とＲ座標が同一であり、ビーム角θが隣接する２点の極座標データＡをＡ１（Ｒ，θ１，Ｚ）とＡ２（Ｒ，θ１＋α，Ｚ）とする。

例えば、ビーム角θを１００分割した場合、角度αは、θｍａｘ－θｍｉｎの角度範囲の１／１００である。
しかし、角度αが微小角（例えば１°）であっても、Ｒ座標が大きい場合、２点Ａ１，Ａ２の間には、図中に斜線で示す未計測点（データ空白部）が発生する。

図７（Ｂ）において、極座標データＡ１（Ｒ，θ１，Ｚ）とＡ２（Ｒ，θ１＋α，Ｚ）を直交座標データに変換した位置を直交座標データＢ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）と直交座標データＢ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）とする。
Ｒ座標が大きい場合、２点Ｂ１，Ｂ２の間には、図７（Ａ）と同様に、未計測点（データ空白部）が発生する。
この未計測点（データ空白部）は、図４（Ａ）における多数の白い筋状の曲線部である。

図５のデータ補間ステップＳ３２では、図７（Ａ）の２点の極座標データＡ１，Ａ２に相当する２点の直交座標データＢ１，Ｂ２から、２点の２次元座標位置の間の直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を補間する。
このデータ補間により、図４（Ａ）における多数の白線部（データ空白部）を無くし、溶接欠陥の判断を容易化することができる。

上述した直交座標データ作成ステップＳ３で変換し補間した直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、直交座標データファイルに記憶する。

図５のマージ処理ステップＳ４では、直交座標データファイルの直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から、設定長さ毎に、反射波データ４の強度を優先して統合した強調画像６を作成する。
強調画像６は、強調垂直画像６ａと強調平行画像６ｂの一方又は両方である。

強調垂直画像６ａは、図６（Ａ）に示すように、設定長さ毎に、Ｘ座標とＹ座標が同一でありＺ座標が異なる複数（例えば１００枚）の垂直断面画像５ａから、Ｘ－Ｙ平面における反射波データ４の強度の最大値をその位置の強度とする画像である。
従って、１枚の強調垂直画像６ａには、設定長さ毎に、複数（例えば１００枚）の垂直断面画像５ａを強度を優先して統合されている。

強調平行画像６ｂは、図６（Ｂ）に示すように、設定長さ毎に、Ｘ座標とＺ座標が同一でありＹ座標が異なる複数（例えば４０００枚）の平行断面画像５ｂからＸ－Ｚ平面における反射波データ４の強度の最大値をその位置の強度とする画像である。
従って、１枚の強調平行画像６ｂには、設定長さ毎に、複数（例えば４０００枚）の平行断面画像５ｂを強度を優先して統合されている。

上述したマージ処理ステップＳ４により、設定長さ毎に、複数（１００枚）の垂直断面画像５ａと複数（４０００枚）の平行断面画像５ｂを統合した１枚の強調垂直画像６ａと１枚の強調平行画像６ｂが形成される。

強調垂直画像６ａと強調平行画像６ｂは、それぞれ単一の垂直断面画像５ａ及び平行断面画像５ｂと同じデータ数（分解能）である。従って、強調垂直画像６ａと強調平行画像６ｂに必要なメモリ量は、複数（１００枚）の垂直断面画像５ａと複数（４０００枚）の平行断面画像５ｂのメモリ量と比較して大幅（この例で１００分の１と４０００分の１）に削減できる。

マージ処理ステップＳ４において、形成した強調画像６（強調垂直画像６ａと強調平行画像６ｂ）を設定長さ毎に、複数の出力用ファイルにそれぞれ記憶する。
出力用ファイルは、Ｚ座標の設定長さ毎に設けられる。すなわち、上述した例で、Ｚ軸の範囲が０～２０００ｍｍである場合に、０～４００、４００～８００、８００～１２００、１２００～１６００、１６００～２０００ｍｍの各範囲毎に、それぞれ１組の強調画像６が複数のファイルにそれぞれ記憶される。
この場合、ファイル数は５であり、各ファイルに強調画像６（強調垂直画像６ａと強調平行画像６ｂ）が記憶される。

画像出力ステップＳ５は、位置設定ステップＳ５１、貼付けステップＳ５２、及び出力ステップＳ５３を有する。

位置設定ステップＳ５１では、出力用スライドに設定長さ毎の貼付位置を予め設定する。出力用スライドは、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔであるが、その他の表示装置、印刷装置であってもよい。
また、この設定は、出力用スライドに応じて自動設定することが好ましいが、入力装置（例えばキーボード）を用いて手動設定してもよい。

貼付けステップＳ５２では、複数の出力用ファイルから複数の強調画像６を読み出して、複数の貼付位置にそれぞれ貼付ける。
出力ステップＳ５３では、出力用スライドに貼り付けされた強調画像６（強調垂直画像６ａと強調平行画像６ｂ）を出力する。この出力は表示装置（例えばＣＲＴ）による画像表示でも、印刷装置（例えばプリンタ）による印刷でもよい。

以下、本発明の実施例を説明する。

図８は、本発明により出力用スライドに貼り付けされた強調垂直画像６ａの一例を示す図である。

この例では、Ｚ軸の範囲が０～４８００ｍｍであり、以下の各設定長さ毎に、それぞれ１組の強調垂直画像６ａを作成し出力している。

この例で、Ｚ座標は、０～４００、４００～８００、８００～１２００、１２００～１６００、１６００～２０００、２０００～２４００、２４００～２８００、２８００～３２００、３２００～３６００、３６００～４０００、４０００～４４００、４４００～４８００ｍｍの１２範囲である。

なお１組の強調垂直画像６ａは、図２に示す超音波探触子１０が溶接線２ａの左側に位置する図と、超音波探触子１０が溶接線２ａの右側に位置する図とからなる。

図９は、本発明により出力用スライドに貼り付けされた強調平行画像６ｂの一例を示す図である。

この例では、Ｚ軸の範囲が０～６０００ｍｍであり、以下の設定長さ毎に、それぞれ１枚の強調平行画像６ｂを作成し出力している。

この例で、Ｚ座標は、０～４００、４００～８００、８００～１２００、１２００～１６００、１６００～２０００、２０００～２４００、２４００～２８００、２８００～３２００、３２００～３６００、３６００～４０００、４０００～４４００、４４００～４８００、４８００～５２００、５２００～５６００、５６００～６０００ｍｍの１５範囲である。

なおこの図では、Ｚ軸の範囲を連続して表示しているが、それぞれ分離表示してもよい。

図１０は、図９の強調垂直画像６ａの拡大図である。この例で、（Ａ）はデータ補間ステップＳ３２を省略した場合、（Ｂ）はデータ補間ステップＳ３２を実施した場合である。
図１０（Ａ）に示すように、従来は、角度αが微小角（例えば１°）であっても、Ｒ座標が大きい場合、多数の白い筋状の未計測点（データ空白部）が発生していた。

これに対し、図１０（Ｂ）の強調垂直画像６ａでは、白い筋状のデータ空白部が皆無であり、かつ反射波データ４の強度を優先して統合しているため、溶接欠陥が強調して表示されていることがわかる。

上述した本発明の実施形態によれば、反射波データ４と超音波探触子１０の溶接線方向のＺ座標から、Ｚ座標の設定長さ毎に、強調画像６を作成する。従って、直線状に長い溶接線２ａであっても、強調画像６が設定長さ毎に出力されるので、強調画像６の数は大幅に少なくなる。

また、この強調画像６は、反射波データ４の強度分布を示す複数の溶接部断面画像５を反射波データ４の強度を優先して統合しているので、その範囲に含まれる溶接欠陥が強調して表示される。従って、経験の浅い検査員であっても、従来より容易かつ短時間に溶接欠陥を判断できる。

さらに、本発明は以下の付随した効果を有する。
（１）軸方向に長い溶接線２ａを有するワーク１から得られる膨大な反射波データ４の強度分布を、強度を優先して統合した少数の強調画像６として可視化資料を作成することができる。
したがって、この可視化資料から、従来より容易かつ短時間に溶接欠陥を判断できる。
（２）データ補間ステップＳ３１によるデータ補間により、図１０（Ａ）における多数の白線部（データ空白部）を無くし、溶接欠陥の判断を容易化することができる。
（３）マージ処理ステップＳ４１により、強調垂直画像６ａと強調平行画像６ｂに必要なメモリ量を、従来の多数の垂直断面画像５ａと多数の平行断面画像５ｂのメモリ量と比較して大幅（例えば、１００分の１と４０００分の１）に削減できる。
したがって、必要なメモリ量は、溶接線２ａの長さにほとんど制約されず、従来の上限２ｍを超える２０ｍ以上であっても、従来より容易かつ短時間に溶接欠陥を判断できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。

ｅ オフセット量、Ｏ１ ＸＹ座標原点、Ｏ２ 極座標原点、
Ｏ３ Ｚ軸原点、Ｒ 極座標原点からの距離、
Ｘ Ｘ軸上の座標位置、Ｙ Ｙ軸上の座標位置、θ ビーム角、
１ ワーク（溶接管）、１ａ 外面（試験体表面）、２ 溶接部、
２ａ 溶接線、３ 超音波ビーム、４ 反射波データ、
５ 溶接部断面画像、５ａ 垂直断面画像、５ｂ 平行断面画像、
６ 強調画像、６ａ 強調垂直画像、６ｂ 強調平行画像、
８ 計測平面、９ 溶接線平行断面、
１０ 超音波探触子（フェーズドアレイ探触子）、１１ 特定点、
１２ 入射点、２０ 位置検出装置、２１ 特定点、
３０ データ処理装置、３２ データ解析装置、
３４ コンピュータ（ＰＣ）、１００ 溶接部探傷装置

Claims (9)

1. ワークの溶接部を超音波により検査する溶接部探傷装置であって、
   前記ワークの外面に接触し、溶接線に交差する計測平面内で前記溶接部に向けてビーム角の異なる複数の超音波ビームを入射し複数の反射波データを受信する超音波探触子と、
   前記超音波探触子の位置を検出する位置検出装置と、
   前記反射波データと前記超音波探触子の溶接線方向のＺ座標から、前記Ｚ座標の設定長さ毎に、強調画像を作成するデータ処理装置と、を備え、
   前記強調画像は、前記反射波データの強度分布を示す複数の溶接部断面画像において、前記溶接線に直交するＸ－Ｙ平面における強度の最大値をその位置の強度とする強調垂直画像と、前記溶接線に平行なＸ－Ｚ平面における強度の最大値をその位置の強度とする強調平行画像である、溶接部探傷装置。
2. 前記超音波探触子は、フェーズドアレイ探触子である、請求項１に記載の溶接部探傷装置。
3. 請求項１に記載の溶接部探傷装置を用いた溶接部探傷方法であって、
   直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から、前記設定長さ毎に、前記強調画像を作成するマージ処理ステップを有する、溶接部探傷方法。
4. 前記マージ処理ステップにおいて、前記設定長さ毎に、Ｘ座標とＹ座標が同一であり前記Ｚ座標が異なる複数の垂直断面画像からＸ－Ｙ平面における前記反射波データの強度の最大値をその位置の強度とする強調垂直画像を出力する、請求項３に記載の溶接部探傷方法。
5. 前記マージ処理ステップにおいて、前記設定長さ毎に、Ｘ座標と前記Ｚ座標が同一でありＹ座標が異なる複数の平行断面画像からＸ－Ｚ平面における前記反射波データの強度の最大値をその位置の強度とする強調平行画像を出力する、請求項３に記載の溶接部探傷方法。
6. 前記強調画像を出力する画像出力ステップを有し、
   前記画像出力ステップにおいて、前記強調画像を前記設定長さ毎に、複数の出力用ファイルにそれぞれ記憶し、
   出力用スライドに前記設定長さ毎の貼付位置を予め設定し、
   複数の前記出力用ファイルから複数の前記強調画像を読み出して、複数の前記貼付位置にそれぞれ貼付ける、請求項３に記載の溶接部探傷方法。
7. 極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）を、前記計測平面内において深さ方向のＸ座標と、前記深さ方向に直交するＹ座標との関係を示す直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換する直交座標データ作成ステップを有し、
   前記直交座標データ作成ステップは、データ補間ステップを有し、
   前記データ補間ステップは、前記Ｚ座標と前記超音波ビームの入射点からの距離が同一であり、前記超音波ビームのビーム角が隣接する２点の前記極座標データに相当する２点の前記直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から、２点の２次元座標位置の間の前記直交座標データＢ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を補間する、請求項３に記載の溶接部探傷方法。
8. 前記反射波データを極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）に変換する極座標データ作成ステップを有し、
   前記反射波データは、時間と強度の関係を示すデータであり、
   前記極座標データ作成ステップは、前記反射波データを前記超音波ビームの入射点からの距離とビーム角の関係を示す前記極座標データＡ（Ｒ，θ，Ｚ）に変換する極座標変換ステップを有する、請求項３に記載の溶接部探傷方法。
9. 前記超音波探触子を前記ワークの外面に接触させ、前記超音波探触子の位置を検出する位置決めステップと、
   前記位置決めステップと並行して、前記超音波探触子により前記計測平面内で前記溶接部に向けてビーム角の異なる複数の超音波ビームを入射して複数の前記反射波データを受信する探傷ステップと、を有する、請求項３に記載の溶接部探傷方法。
   

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