JPH02173562A - 電縫鋼管の超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は鋼管の壁部内に存在する欠陥を検知するために
用いられる超音波探傷技術に関し、特に鋼管として電縫
鋼管の溶接部に発生し得る溶接欠陥を検知するのに適し
た超音波探傷技術に関する。

〔従来の技術〕

第５図を参照すると、鋼管の壁部内に含まれるひび割れ
、空洞等の欠陥を超音波でもって検知する超音波探傷の
原理が図解されている。

第５図において、参照番号１０は超音波発生素子例えば
振動子を示し、この振動子ＩＯに適当なパルス電圧が印
加されると、振動子１０は超音波１２を発生するように
なっている。一般に、密度が極端に異なる媒質境界面で
は超音波は反射させられ、その媒質境界面を通過するこ
とはない。例えば、空気中で発生させられた超音波は高
密度の金属媒体に入射することはない。このため第５図
に示すように、振動子１０は包囲体１６によって覆われ
、その包囲体１６内は空気よりも密度の高い水でもって
満たされ、これにより振動子１０からの超音波１２は釦
１管１４の壁部中にその外壁面から入射し得ることにな
る。なお、包囲体１６を用いて振動子１０を水雰囲気中
に置（代わりに鋼管１４を水中に沈めた状態で超音波探
傷を行う場合には、かかる包囲体は必要とされない。超
音波１２が鋼管１４に入射させられると、水と鋼との密
度差のために超音波１２は屈折させられ、このとき超音
波１２の入射角θ１と屈折角θ２との関係は以下の式に
よって表される。

υ＋／ｓｉｎθ１−υｘ／ｓｉｎθ２ ここで、υ１は水中での超音波の伝播速度（約１４８０
ｍ／ｓ）、υ、は鋼中での伝播速度（約３２３０＋ｎ／
Ｓ）である。

このように屈折させられた超音波１２は第５図に示すよ
うに鋼管１４の内壁面で一旦反射させられ、その後鋼管
１４の壁部内の欠陥例えば空洞１８に出会ったとすれば
、そこで反射させられるが、かかる欠陥等と出会わなけ
れば、鋼管１４の外壁面と内壁面との間で反射を繰り返
しつつ次第に減衰する。欠陥１８に出会った反射された
超音波は反射エコー（所謂Ｆエコー）として元の経路に
沿って戻り、その反射エコーは振動子１０によって受信
され、これにより欠陥１８の存在が検知されることにな
る。このとき超音波１２の入射角および屈折角が既知と
され、しかも超音波１２の発射からその反射エコーの受
信までの時間が測定されるならば、欠陥１８の位置まで
も検知することが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ 第６図Ａおよび第６図Ｂを参照すると、電ｌｉ！鋼管の
溶接部に含まれる欠陥を従来の超音波探傷法でもって検
知する場合について図解されている。

第６図Ａおよび第６図Ｂでは、電縫鋼管がそれぞれ参照
番号１４．およびｔ４ｂで示され、この双方の電縫鋼管
１４．および１４ｂの外径は同一とされるが、その肉厚
ｔ、ａおよびり、は異なり、ｔａ＜ｔｂとされる。電縫
鋼管１４１にはそれぞれ３つの超音波発生器２０．　、
２０□および２０．が通用され、これら超音波発生器か
らは超音波１２１　、１２□および１２１が発生させら
れる。電！！鋼管１４．に対する超音波発生器２０１　
、２０□および２０３の設置については、第６図Ａに示
すように、電縫鋼管１４．の溶接部Ｗが超音波１２．　
、１２□および１２３によってその厚さ方向に等間隔に
照射されるように行われる。

なお、超音波が媒質中を伝播する場合、それは次第に拡
散することになるので、超音波１２．　、１２□および
１２３の各々が溶接部Ｗに照射されるとき、その照射領
域は互いにオーバラップし、このため溶接部Ｗが全体に
ついて超音波探傷が行われることになる。

ところで、上述したような電縫鋼管は長尺の網板をその
長手方向に沿って順次筒状に成形し、次いでその継合わ
せ部を電気溶接することによって得られ、このような加
工ラインは種々の板厚の刈仮に対して共通のものとされ
る。すなわち、同一の加工ラインからは種々の肉厚の電
縫鋼管が得られることになる。この場合、電縫鋼管の肉
厚が変わる度毎に超音波発生器２０．　、２０ｚおよび
２０３の配置を再設定しなければならず、この再設定作
業のためにラインを停止させることが問題点として指摘
されている。詳しく述べると、肉厚Ｌ１の電縫鋼管１４
．に対して超音波探傷を終了した後、肉厚む、の電縫鋼
管１４．について超音波探傷を行う場合には、第６図Ｂ
に示すように超音波の反射位置が変わり、溶接部Ｗ全体
が探傷されなくなるので、それに応じて超音波発生器２
０１　、２０゜および２０、の配置を第６図Ｃに示すよ
うに変更し、これにより該被探傷領域の全体に超音波１
２．　、１２□および１２．が等間隔に照射し得るよう
にすることが必要とされる。

従来の超音波探傷法の別の問題点としては、特に電縫鋼
管の欠陥検知に対する信頬性が低い点が指摘されている
。というのは、電縫鋼管の加工ラインにおいて、鋼板を
筒状に成形する際に潤滑液としてソリプル油が用いられ
るが、そのソリプル油が電縫鋼管の内壁面に液滴として
付着した場合にその液滴付着箇所が欠陥部として誤認さ
れ得るからである。詳しく述べると、第７図Ａに示すよ
うに、電縫鋼管の内壁面にソリプル油の液滴２２が付着
した場合、その箇所に超音波２４が当たると、超音波２
４はそこで反射することなく液滴２２中に入射してその
液面で反射させられ、その反射エコーのために液滴２２
の付着箇所が欠陥部として誤認されることになる。すな
わち、液滴２２の付着箇所にはあたかも第７図Ｂに示す
ような欠陥部２６が存在するかのように誤認されること
になる。なお、ソリプル油だけに限らず、水滴等の液滴
が鋼管の内壁面に付着した場合も同様な問題が生じ得る
ことは言うまでもない。

したがって、本発明の目的は、同一外径の鋼管について
はその肉厚が変更されても超音波発生器の配置を再設定
する必要がなく、しかも欠陥検知に対する信顛性が高い
超音波探傷方法を提供することである。

また、本発明の別の目的は、上述の超音波探傷方法を利
用する超音波探傷装置であって、同一外径を持つが肉厚
の異なる種々の鋼管について効果的に欠陥検知を行い得
る超音波探傷方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による超音波探傷方法においては、超音波を鋼管
の外壁面から入射させてその壁部内で屈折させる際に該
壁部内での超音波の伝播方向を鋼管の接線方向となるよ
うに該外壁面に対する超音波の入射角が設定される。

また、本発明による超音波探傷装置は第１図に示すよう
に構成されるものであって、所定の移動経路に沿って移
動させられる鋼管の外壁面に通用されるように支持され
た少なくとも１つの超音波発生手段を具備し、この超音
波発生手段は超音波を鋼管の外壁面から入射させてその
壁部内で屈折させる際に該壁部内での超音波の伝播方向
を鋼管の接線方向となるように該外壁面に対する超音波
の入射角を設定し得るようになっている。本発明による
超音波探傷装置は、更に、超音波発生手段から発生させ
られて鋼管材料中に伝播した超音波の反射エコーを受信
するための受信手段と、この受信手段によって受信され
た反射エコーを所定の閾値でもって比較する比較手段と
、この比較手段から得られる比較結果を記録する記録手
段とを具備する。本発明による超音波探傷装置は、がか
る受信手段で用いられる感度を鋼管の肉厚に応じて変更
する感度変更手段によって特徴付けられる。

本発明による超音波探傷装置において、上述の受信手段
によって受信される反射エコーから所定の時間帯域部分
だけを鋼管の外径に応じて選択する選択手段を設けるこ
ともできる。

〔作　用〕

以上の記載から明らかなように、本発明による超音波探
傷方法にあっては、鋼管の外壁面からその壁部に入射さ
せられた超音波は鋼管の接線方向に伝播させられるので
、鋼管の内壁面にソリプル油等の液滴が付着していても
、超音波がそこで反射される可能性は小さ（（たとえ反
射されたとしても、その反射エコーは弱（、Ｆエコーと
して検出されることはない）、このため液滴付着箇所が
欠陥部として誤認されることはない。また、超音波が鋼
管の接線方向に伝播させられることから、同一外径の鋼
管については、その肉厚が異なっていても、超音波発生
器の位置設定を変更する必要はない。

本発明による超音波探傷装置にあっても、超音波発生手
段は超音波を鋼管の外壁面から入射させてその壁部内で
屈折させる際に該壁部内での超音波の伝播方向を鋼管の
接線方向となるように該外壁面に対する超音波の入射角
を設定し得るようにされるので、鋼管の内壁面にソリプ
ル油等の液滴が付着していても、そこが欠陥部として誤
認されることはなく、また同一外径の鋼管については、
その肉厚が異なっていても、超音波発生手段の位置設定
を変更する必要はない。一方、本発明による超音波探傷
装置では、鋼管の肉厚に応じて反射エコーの強度特性が
異なることから、欠陥の存在を判別すべく反射エコーを
閾値でもって比較する際に超音波の反射エコー高さが感
度変更手段によって鋼管の肉厚に応じて変更させられる
。

（実施例〕 次に、添付図面の第２図、第３図Ａ、第３図Ｂおよび第
４図を参照して、本発明による超音波探傷方法ならびに
超音波探傷装置の実施例について説明する。

第２図を参照すると、本発明による超音波探傷装置の一
実施例が示され、この超音波探傷装置は４つの超音波発
生器ｔＪ＋　、　　Ｕｚ　、　　ｔＪ：＋およびＵ４を
具備し、これら超音波発生器は互いに同一の構成を持ち
、しかも超音波発生源として振動子ををするタイプのも
のとされる。超音波発生器Ｕ１゜Ｕ！、Ｕ３およびＵ、
は電縫鋼管２８の移動経路付近に配置され、しかも該移
動経路に沿って移動させられる鋼管の外壁面に通用され
るように適当な支持装置（図示されない）によって支持
される。

なお、超音波発生器Ｕ、、Ｕ２．Ｕ３およびＵ４は各々
は第５図で説明したような包囲体を備え、この包囲体に
は探傷作業中は絶えず水が供給され、該包囲体内は常に
水で満たされるようになっている。

超音波発生器Ｕ、、Ｕ２．Ｕ、およびＵ４において、電
縫鋼管２日に超音波を入射させる際の入射角設定が調節
自在となっており、その入射については、第３図Ａに概
略的に示すように、超音波を電縫鋼管２８の外壁面から
入射させてその壁部内で屈折させる際に該壁部内での超
音波の伝播方向を電縫鋼管２８の接線方向となるように
設定される。また、超音波発生器Ｕ、、Ｕ、、Ｕ、およ
びＵ４の配置間隔については、熱縫綱管２日の溶接部Ｗ
に沿って（すなわち、Ｉ７さ方向）超音波が等間隔に照
射するようにされ、このため溶接欠陥の検知が溶接部Ｗ
の全体について達成され得ることになる。第３図Ａに示
すように、比較的肉厚の厚い電縫鋼管２８の場合には、
４つの超音波発生器Ｕ＋　、　ＩＪｔ　、　　Ｕ：ｌお
よびＵ４のすべてが用いられるが、第３図Ｂに示すよう
に、比較的肉厚の薄い電縫鋼管２８′の場合には、４つ
の超音波発生器のうち２つの超音波発生器ＵｌおよびＵ
２だけが用いられる。というのは、言うまでもなく、電
縫鋼管２８′の溶接部Ｗの厚さが電縫鋼管２８の溶接部
Ｗの厚さよりも薄（、このため電縫鋼管２８′の探傷領
域が２つの超音波発生器Ｕ、およびＵ２だけでカバーさ
れることになるからである。

ここで注目すべき点は、所定の外径の電縫鋼管に対して
各超音波発生器の超音波入射角が一旦設定されれば、肉
）７の異なった同一外径の電ｈ１鋼管に対しては、超音
波発生器のそれぞれについて超音波入射角を設定し直さ
なくとも、その接線方向に超音波を伝播させ得るという
ことである。具体的に述べると、第３図Ａで示す電縫鋼
管２８と第３図Ｂで示す電縫鋼管２８′　とでは、それ
らの肉厚は互いに異なるが、その双方の外径が等しくさ
れているので、超音波発生器Ｕ１およびＵ２の超音波入
射角が電！！鋼管２８に対して一旦設定されれば、電縫
鋼管２８′の場合についても入射超音波の伝播方向は第
３図已に示すように電縫鋼管２８′の接線方向となると
いうことである。このことは、後述するように、肉厚が
異なっていても外径が同一である電縫鋼管については、
超音波発生器ＵＵ、、Ｕ、およびＵ４のそれぞれの超音
波入射角の設定を一定に維持した侭で連続的に探傷作業
を行い得るということを意味する。なお、異なった外径
の電縫鋼管を探傷する場合には、その外径に応じて超音
波発生器の超音波入射角度を設定し直すことは必要であ
る。

超音波発生器Ｕｌ＋Ｕ２．ＵｌおよびＵ４にはそれぞれ
送信パルサ３０．　、３０ｚ　、　３０．１および３０
４、これら送信バルサには発振器３２が接続される。

送信パルサ３０．　、３０□、３０．および３０４の各
々はＡＮＤ回路として構成され得るものであり、これら
送にバルサには所定のパルス巾のパルスが制御回路３４
から必要に応じて入力され、一方発振器３２からは高周
波電圧信号が各送信パルサに入力される。要するに、送
信パルサ３０．　、３０２　、３０゜および３０４のそ
れぞれにパルスが入力される度毎に各送信パルサからそ
れぞれの超音波発生器Ｕｌ＋Ｕ、、Ｕ、、Ｕ、に所定電
圧が印加され、これにより、各超音波発生器から超音波
が発生させられることになる。

本実施例では、超音波発生器Ｕ、、Ｕ、、Ｕ。

およびＵ４の各々は反射エコーの受信器としても機能し
、各超音波発生器はそこから発生された超音波の反射エ
コーを受信するようになっている。

反射エコーが超音波発生器によって受信されると、その
反射エコー信号は受信回路３６．　、３６！　、　３６
３゜３６４に入力され、次いで増幅回路３８１　、３８
□、　３８３゜３８４で増幅された後にＡ／Ｄ変換器４
０１　、４０□。

４０、　、４０４によってデジタルデータに変換されて
制御回路３４に入力される。しかしながら、受信回路３
６．　、３６□、　３６３．３６４に入力された反射エ
コー信号のすべてがＡ／Ｄ変換器４０．、４０□、　４
（ｈ。

４０４によってＡ／Ｄ変換される訳ではなく、その所定
の時間帯域の反射エコー信号だけが増幅されることにな
る。というのは、本実施例では、電縫鋼管の溶接部Ｗの
欠陥部が検知されるのであるから、その溶接箇所にもし
欠陥部が存在するとした場合には、欠陥エコー信号（所
謂Ｆエコー）が反射エコー信号の時間帯域中のどの部分
に存在し得るかは予測し得るので、その時間帯域部分に
含まれる反射エコー信号だけをＡ／Ｄ変換すれば十分だ
からである。

そのような時間帯域部分（所謂ゲート巾）に含まれる反
射エコー信号だけをＡ／Ｄ変換するために、増幅回路３
８＋　、’　３８ｔ、３８＋　、　３８．にはゲート回
路４２が接続される。ゲート回路４２は例えばダウンカ
ウンタ機能およびタイマ機能を備えるものとして構成さ
れ、ダウンカウンタ機能は超音波発生器から超音波が発
生させられた時点からＡ／Ｄ変換器４０．　、４０□、
　４０３．４０．の動作開始まで時間を規制し、タイマ
機能はＡ／Ｄ変換器４０１゜４０□、　４０３　、４０
．の動作時間すなわちゲート巾を規制する。要するに、
ゲート回路４２は超音波発生器から超音波が発生させら
れた時点から所定時間経過後にＡ／Ｄ変換器３８．　、
３Ｌ　、　３８３　、３Ｂ。

を所定時間だけ動作させるように機能し、これにより所
定の時間帯域部分すなわちゲート巾に含まれる反射エコ
ー信号だけがＡ／Ｄ変換されることになる。したがって
、Ａ／Ｄ変換器４０によってデジタルデータとして変換
される反射エコー信号はかかるゲート１１１に含まれる
ものだけとなる。そのようなデジタルデータは制御回路
３４で所定の閾値と比較され、これにより電縫鋼管２８
の溶接部Ｗに欠陥部が存在するか否かが判断されるが、
これについては後で詳しく説明する。

ところで、電縫鋼管の外径が変化すると、超音波発生器
の設置位置と溶接部の位置との間の距離は変化し得るの
で、それに伴ってゲート開始位置ゲート中をシフトする
ことが必要であり、そのようなシフト量は超音波発生器
Ｕ＋　、Ｕｚ　、ＵｘおよびＵ４のそれぞれについて当
然具なる。そこで、かかるゲート開始位置ゲート中を電
縫鋼管の外径肉厚に応じてシフトさせるために、ゲート
回路４２には４つのレジスタＲ，，Ｒ，，Ｒ，およびＲ
４が設けられ、これらレジスタにはゲート回路４２のダ
ウンカウンタ機能でカウントされるべき初期値すなわち
ゲート開始位置ゲート中シフトデータが電縫鋼管の外径
肉厚に応じて制御回路３４によって書き込まれるように
なっている。換言すれば、超音波発生器から超音波が発
生させられた時点からＡ／Ｄ変換器４０．　、４０．　
、４０３　、４０．の動作開始までの時間が電縫鋼管の
外径肉厚に応じて８周節されることになる。なお、レジ
スタＲ２゜Ｒｚ、ＲｉおよびＲ４はそれぞれ超音波発生
器Ｕ＋、Ｕｚ、ＵｓおよびＵ４に対応する。

制御回路３４はマイクロコンピュータによって構成され
、それは第２図から明らかなように中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）４４と、超音波探傷装置の作動ブロダラム、定数、
マツプ等を記憶している続出し専用メモリ（ＲＯＭ）４
６と、−時的なデータ等を記憶する書込み・読出し可能
なメモリ　（ＲＡＭ）４Ｂと、入出力インターフェース
（Ｉｌｏ）５０とを包含する。

上述したように、デジタルデータとして変換された反射
エコー信号は制御回路３４で所定の閾値と比較され、こ
れにより電縫鋼管の溶接部Ｗに欠陥部が存在するか否か
が判断されるが、超音波の反射エコー感度は種々の外径
および肉厚を持つサンプル電Ｆｌｉ鋼管に人工欠陥部を
予め形成し、その人工欠陥部から得られるＦエコー強度
に基づいて決められる。このようにして得られた感度デ
ータは電縫鋼管の外径、肉厚に基づ（補正データとして
マツプ化されてＲＯＭ　４６に格納され、その感度マツ
プからは電縫鋼管の外径データおよび肉厚データをアド
レス信号・とじて所定の感度が読み出されるようになっ
ている。また、ＲＯＭ　４６にはレジスタＲ，，Ｒ１，
Ｒ，およびＲ４に書き込まれるべきゲート開始位置、ゲ
ート巾シフトデータのマツプも格納され、そのマツプか
らは電縫鋼管の外径肉厚データをアドレス信号としてゲ
ート開始位置ゲート中シフトデータが読み出され、それ
が該当レジスタに書き込まれることになる。なお、感度
データマツプならびにゲート開始位置、ゲート巾シフト
データマツプが超音波発生器ｕ、、ｕ、、Ｕ３およびＵ
４のそれぞれについて用意されていることは明らかであ
ろう。

反射エコー信号は適当な記録器例えばオシロスコープＣ
ＲＴ５２あるいはペンレコーダ等に表示され、かかる閾
値を越える反射エコー信号が存在するとき、電ＵＳｔ管
２８の溶接部Ｗに欠陥部が検知されたことになる。

本実施例では、電縫鋼管の外径データおよび肉厚データ
を入力するための入力手段としてキーボード５４が用い
られ、先ず、超音波探傷装置の作動開始時に探傷すべき
電縫鋼管の外径データおよび肉厚データが入力され、ま
た探傷すべき電縫鋼管の外径および肉厚が変わる度毎に
そのデータが入力し直される。

なお、参照番号５６は始動スイッチを示し、この始動ス
イッチ５６を“オン”″することによって、超音波探傷
装置の作動が開始される。

次に、第４図に示す超音波探傷ルーチンを参照して、以
上に述べた超音波探傷装置の作動について説明する。

先ず、超音波探傷装置を作動させる前に、探傷すべき電
ｌ！鋼管の外径に応じて超音波発生器Ｕ＋。

Ｌ１２、Ｕ：ｌおよびＵ、の超音波入射角を設定し、入
射超音波が電縫鋼管の壁部内をその接線方向に伝播する
ようにされる。

第４図の超音波探傷ルーチンは始動スイッチ５６を゛オ
ン″′することによって実行される。ステップ４０１で
は、探傷ずべき電縫鋼管の外径、肉１γ、閾値データが
入力されたか否かが判断され、外径、肉厚、閾値データ
が入力されるまで、超音波探傷ルーチンは待避状態を維
持する。

外径、肉厚データが入力されると、ステップ４０２では
、ゲート開始位置ゲート中シフトデータが入力外径、肉
厚、データに基づいてＲＯＭ　４６から読み出されてゲ
ート回路４２のレジスタＲ，，Ｒ，。

Ｒ１およびＲ４に書き込まれる。

次いで、ステップ４０３に進み、感度校正処理が実施さ
れる。感度校正処理が完了した場合には、ステップ４０
４に進み、そこでは超音波発生器Ｕ　ｌ＋ＵＫ、Ｕ３お
よびＵ４のそれぞれについて、Ｆエコーに対する所定の
感度補正値がＲＯＭ　４６から読み出されてＲＡＭ　４
８に一時的に格納される。

次いで、ステップ４０５では、肉厚データがｄ。

よりも小さいか否かが判断され、もし肉厚＜ｄ。

であれば、ステップ４０６に進み、そこでは送信パルサ
３０．だけにパルスが制御回路３４から入力され、超音
波発生器Ｕ、だけが作動させられる。すなわち、肉厚ｄ
１以下の電縫鋼管では、その探傷領域は超音波発生器Ｕ
ｌだけでカバーされ得ることになるので、超音波発生器
Ｕ、だけで探傷が行われる。

超音波発生器Ｕ１から発生させられた超音波の反射エコ
ー信号のうち所定のゲート中に含まれるものだけがＡ／
Ｄ変喚器４０．でデジタルデータに変換された後に制御
回路３４に取り込まれる。スチップ４０８では、反射エ
コーデータがＲＡＭ　４８に一時的に格納されていた閾
値と比較され、その比較結果はステップ４０９で記録器
（本実施例では、ペンレコーダ）に記録される。次いで
、ステップ４１０に進むと、電縫鋼管の全長に亘って探
傷が行われたか否かが判断され、その全長に亘って探傷
が行われるまで、ステップ４０５から４１０までが繰り
返される。

電縫鋼管の全長に亘って探傷が終了すると、ステップ４
１１に進み、そこでは電縫鋼管の肉厚データの入力変更
があるか否かが判断され、肉厚データの入力変更がある
場合には、ステップ４０４に戻される。電縫鋼管の肉厚
データの入力変更がない場合には、ステップ４１２に進
み、そこでは電縫鋼管の外径データの人力変更があるか
否かが判断され、外径データの入力変更がある場合には
、ステップ４０２に戻される。電縫鋼管の外径データの
入力変更がない場合には、超音波探傷ルーチンは終了す
る。

ステップ４０５において、もし肉厚≧ｄ、であれば、ス
テップ４１３に進み、そこでは肉厚データがｄとｄ２と
の間に含まれる値か否かが判断され、もしｄ＋　≦肉厚
＜ｄ、であれば、ステップ４１４に進み、そこでは送信
パルサ３０１および３０．だけにパルスが制御回路３４
から入力され、超音波発生器Ｕ、およびＵ２だけが作動
させられる。すなわち、肉厚４３以上でｄ２以下の電縫
鋼管では、その探傷領域は超音波発生器Ｕ、およびＵ２
だけでカバーされ得ることになるので、超音波発生器Ｕ
、およびＵ２だけで探傷が行われる。

超音波発生器Ｕ１およびＵ２のそれぞれから発生させら
れた超音波の反射エコー信号のうち所定のゲート巾に含
まれるものだけがＡ／Ｄ変換器４０＋　、　４０ｚでデ
ジタルデータに変換された後に制御回路３４に取り込ま
れる。ステップ４１５では、超音波発生器Ｕ１およびＵ
２のそれぞれからの反射エコーデータがＲＡＭ　４８に
一時的に格納されていた該当閾値と比較され、その比較
結果はステップ４１６で記録器に記録される。次いで、
ステップ４１７に進むと、電縫鋼管の全長に亘って探傷
が行われたか否かが判断され、その全長に亘って探傷が
行われるまで、ステップ４１３から４１７までが繰り返
される。

電縫鋼管の全長に亘って探傷が終了すると、ステップ４
１１に進み、そこでは電縫鋼管の肉厚データの入力変更
があるか否かが判断され、肉厚データの人力変更がある
場合には、ステップ４０４に戻される。電ｖｉ鋼管の肉
ｊ７データの入力変更がない場合には、ステップ４１２
に進み、そこでは電縫鋼管の外径データの入力変更があ
るか否かが判断され、外径データの人力変更がある場合
には、ステップ４０２に戻される。電縫鋼管の外径デー
タの入力変更がない場合には、超音波探傷ルーチンは終
了する。

ステップ４１３において、もし肉厚＞ｄ２であれば、ス
テップ４１８に進み、そこでは肉厚データがｄ２とｄ３
との間に含まれる値か否かが判断され、もしｄ２≦肉厚
くｄ３であれば、ステップ４１９に進み、そこでは送信
パルサ３０．　、３０□および３０３だけにパルスが制
御回路３４から入力され、超音波発生器Ｕ＋、Ｕｇおよ
びＵ、だけが作動させられる。すなわち、肉厚４２以上
でｄ、以下の電縫鋼管では、その探傷領域は超音波発生
器Ｕ、、Ｕ２およびＵ３だけでカバーされ得ることにな
るので、超音波発生器Ｕ、、Ｕ、およびＵ、だけで探傷
が行われる。

超音波発生器Ｕ、、Ｕ２およびＵ３のそれぞれから発生
させられた超音波の反射エコー信号のうち所定のゲート
巾に含まれるものだけがＡ／Ｄ変換器４０１　、４０□
、４０３でデジタルデータに変換された後に制御回路３
４に取り込まれる。ステップ４２０では、超音波発生器
Ｕ、、Ｕ、およびＵ３のそれぞれからの反射エコーデー
タがＲＡＭ　４Ｂに一時的に格納されていた該当閾値と
比較され、その比較結果はステップ４２１で記録器に記
録される。次いで、ステップ４２２に進むと、電縫鋼管
の全長に亘って探傷が行われたか否かが判断され、その
全長に亘って探傷が行われるまで、ステップ４１８から
４２２までが繰り返される。

電１１１鋼管の全長に亘って探傷が終了すると、スチッ
プ４１１に進み、そこでは電ｈ１鋼管の肉厚データの入
力が変更があるか否かが判断され、肉厚データの入力変
更がある場合には、ステップ４０４に戻される。電縫鋼
管の肉厚データの入力変更がない場合には、ステップ４
１２に進み、そこでは電縫鋼管の外径データの入力変更
があるか否かが判断され、外径データの入力変更がある
場合には、ステップ４０２に戻される。電縫鋼管の外径
データの入力変更がない場合には、超音波探傷ルーチン
は終了する。

ステップ４１８において、もし肉厚≧ｄ、であれば、ス
テップ４２３に進み、そこでは送信パルサ３０、　、３
０□、３０３および３０４のすべてにパルスが制御回路
３４から入力され、超音波発生器ＵＵ、、Ｕ３およびＵ
４のすべてが作動させられる。

すなわち、肉厚６３以上の電縫鋼管では、その探傷領域
は超音波発生器Ｕ＋　、Ｕｚ　、ＵｙおよびＵ４のすべ
てによってカバーされ得ることになるので、超音波発生
器Ｕ、、Ｕ、、Ｕ、およびＵ。

のすべてが探傷に用いられる。

超音波発生器Ｕ＋、Ｕｚ、Ｕ：＋およびＵ、のそれぞれ
から発生させられた超音波の反射エコー信号のうち所定
のゲート巾に含まれるものだけがＡ／Ｄ変換器４０１　
、４０□、　４０３．４０４でデジタルデータに変換さ
れた後に制御回路３４に取り込まれる。ステップ４２４
では、超音波発生器Ｕ１．ＵＫ。

Ｕ、およびＵ４のそれぞれからの反射エコーデータがＲ
ＡＭ　４８に一時的に格納されていた該当閾値と比較さ
れ、その比較結果はステップ４２５で記録器に記録され
る。次いで、ステップ４２６に進むと、電縫鋼管の全長
に亘って探傷が行われたか否かが判断され、その全長に
亘って探傷が行われるまで、ステップ４２３から４２６
までが繰り返される。

電縫鋼管の全長に亘って探傷が終了すると、ステップ４
１１に進み、そこでは電縫鋼管の肉厚データの入力変更
があるか否かが判断され、肉厚データの入力変更がある
場合には、ステップ４０４に戻される。電縫鋼管の肉厚
データの入力変更がない場合には、ステ・ンブ４１２に
進み、そこでは電縫鋼管の外径データの入力変更がある
か否かが判断され、外径データの人力変更がある場合に
は、ステップ４０２に戻される。電縫鋼管の外径データ
の入力変更がない場合には、超音波探傷ルーチンは終了
する。

上述の実施例では、探傷すべき電縫鋼管の外径データお
よび肉厚データがキーボード５４で手動入力するように
構成されたが、電縫鋼管の移動経路に外径測定器および
肉厚測定器を配置し、これら測定器によって測定された
外径データおよび肉厚データを制御回路３４に入力する
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上の記載から明らかなように、本実施例によれば、鋼
管の外壁面からその壁部に入射させられた超音波は鋼管
の接線方向に伝播させられ、このため液滴付着箇所が欠
陥部として誤認されることがないので、超音波探傷の信
鯨性が高められる。

また、超音波が鋼管の接線方向に伝播させられることか
ら、同一外径の鋼管については、その肉厚が異なってい
ても、超音波発生器の位置設定を変更する必要はないの
で、同一外径の電縫鋼管については効率良く超音波探傷
を行うことが可能である。更に、本発明による超音波探
傷装置においては、鋼管の肉厚に応じて反射エコーの強
度特性が異なる点を配慮して、欠陥の存在を判別すべく
反射エコーを閾値でもって比較する際に超音波の反射エ
コー感度°が感度変更手段によって鋼管の肉ｊ１に応じ
て変更させられるようになっているので、超音波探傷の
作業効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波探傷装置の構成図、第２図
は本発明による超音波探傷装置のブロック図、第３図Ａ
および第３図Ｂは本発明による超音波探傷方法を説明す
る概略図、第４図は本発明による超音波探傷装置の作動
を説明する超音波探傷ルーチン、第５図は従来の超音波
探傷原理を説明する概略図、第６図Ａないし第６図Ｃは
従来の超音波探傷方法を説明する概略図、第７図Ａおよ
び第７図Ｂは従来の超音波探傷方法の問題点の一つを説
明する説明図である。 ２８・・・電縫鋼管、３０．．３０□、３０３．３０４
・・・送信バルサ、３２・・・発振器、３４・・・制御
回路、　３６．．３６□。 ３６、．３６．・・・受信回路、３８．．３８□、３Ｂ
、、３８．・・・増幅回路、４０．．４０□、４０ｆｆ
、４０．・・・Ａ／Ｄ変換器、４２・・・ゲート回路、
４４・・・ＣＰＵ、４６・・・ＲＯＭ、４８・・・ＲＡ
Ｍ、５０・・・Ｉｌｏ、５２・・・ＣＲＴ、５４・・・
キーボード、５６・・・始動スイッチ、　　Ｕ　ｌ＋　
Ｕ　ｚ、　Ｕ　３゜Ｕ４・・・超音波発止器、Ｒ，、Ｒ
２，Ｒ３，Ｌ・・・レジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波を鋼管の壁面から入射させてその壁部内で屈
   折させる際に該壁部内での超音波の伝播方向を鋼管の接
   線方向となるように該外壁面に対する超音波の入射角を
   設定することを特徴とする超音波探傷方法。 ２、所定の移動経路に沿って移動させられる鋼管の外壁
   面に通用されるように支持された少なくとも１つの超音
   波発生手段を具備し、この超音波発生手段は超音波を鋼
   管の外壁面から入射させてその壁部内で屈折させる際に
   該壁部内での超音波の伝播方向を鋼管の接線方向となる
   ように該外壁面に対する超音波の入射角を設定し得るよ
   うになっており、更に、前記超音波発生手段から発生さ
   せられて鋼管材料中に伝播した超音波の反射エコーを受
   信するための受信手段と、この受信手段によって受信さ
   れた反射エコーを所定の閾値でもって比較する比較手段
   と、この比較手段から得られる比較結果を記録する記録
   手段とを具備する超音波探傷装置において、 前記受信手段で超音波の反射エコーの感度を鋼管の肉厚
   に応じて変更する感度変更手段が設けられていることを
   特徴とする超音波探傷装置。 ３、請求項２に記載の超音波探傷装置において、更に、
   前記受信手段によって受信される反射エコーから所定の
   時間帯域部分だけを鋼管の外径肉厚に応じて選択する選
   択手段が設けられていることを特徴とする超音波探傷装
   置。