JPH06194344A - 溶接ｈ形鋼溶接部の超音波探傷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】溶接Ｈ形鋼の上下動による探傷装置の破損や誤
検出を防止しながら、連続的に超音波探傷を行う。 【構成】溶接Ｈ形鋼１のフランジ１Ｆの中央位置に離間
して焦点型探触子２を位置固定し、この探触子２からの
超音波ビームを水を伝播媒質としてフランジと直交的に
入射し、連続的に超音波探傷を行うとともに、前記溶接
Ｈ形鋼のウェブ１Ｗ両側に当接して溶接Ｈ形鋼１のパス
ラインを規制するウェブ拘束用ローラー６を設け、さら
に探触子２とフランジ１Ｆ外面との離間距離が許容範囲
外となったときのみ探触子２をフランジ１Ｆ外面から遠
ざかるように移動させ、許容範囲内に復帰したとき探触
子２を当初の位置に戻す。あるいは溶接Ｈ形鋼１の上下
動に追従する形で、探触子２を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接Ｈ形鋼溶接部の超
音波探傷方法に関し、溶接Ｈ形鋼全長にわたって品質保
証をするための溶接Ｈ形鋼溶接部の超音波探傷方法であ
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｈ形鋼の製造は、大形のものについては
圧延によって製造しているが、軽量Ｈ形鋼については一
般的に抵抗溶接法によって連続的に製造されている。溶
接軽量Ｈ形鋼は、その良否が溶接欠陥の有無に主に左右
されるので、溶接部に欠陥があるか否かを試験すること
は、品質保証上きわめて重要である。その品質保証に当
たっては、従来よりオンラインによる超音波探傷方法が
採用されてきた。

【０００３】図１５は従来の代表的な溶接Ｈ形鋼の超音
波探傷方法の説明図で、溶接Ｈ形鋼１のフランジ１Ｆの
中央上方にフラット型探触子２’を配置し、水槽３に水
４を満たして局部水浸方式となし、探触子２’からフラ
ンジ１Ｆとウェブ１Ｗとの溶接部５へ平行超音波ビーム
を入射し、フランジ１Ｆの厚さに相当する位置よりのエ
コー高さを監視することにより、欠陥の有無および大き
さを推定するものである。

【０００４】しかし、この方法は次の各点において問題
があることが判った。まず第１に、この方法によると、
超音波ビームは、溶接部分より広幅の領域にわたって入
射されるので、フランジ１Ｆ底面エコーと欠陥エコーと
の両者の総和が検出されるとともに、底面エコーに欠陥
エコーが乗った波形となって弁別が不可能となるため、
検出精度が著しく低い。

【０００５】第２に、一般に欠陥エコーは、欠陥部の面
が粗面であったり、ビーム入射方向に対して傾いていた
りすると、エコー高さは低く、これが一層前述の検出精
度の不良に拍車をかけていた。

【０００６】そこで、本出願人は、先の特公平２−１５
０２０号公報や特開昭５９−９９２５４号公報におい
て、欠陥検出精度の高い焦点型探触子を用いて、精度よ
く超音波探傷を行う方法を開示している。

【０００７】前者は、図１６に示すように、溶接Ｈ形鋼
１のウェブ１Ｗの厚み方向に往復運動が可能な焦点型探
触子２を用い、フランジ１Ｆの上方より集束超音波ビー
ムを入射し、かつこの超音波ビームを溶接中心線を中心
として左右に振動往復運動させて超音波探傷を行うもの
である。

【０００８】一方、後者は、図１７に示すように、溶接
Ｈ形鋼１のフランジ１Ｆ上方に、その幅方向に間隔Ｐを
置いて少なくとも溶接部をカバーできる幅方向長さｌに
わたって多数の焦点型探触子２を配置し、各探触子２か
ら集束超音波ビームを入射させて超音波探傷を行うもの
である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特公平２−
１５０２０号公報記載の方法においては、１個の焦点型
探触子２で溶接部の幅方向全域の探傷を可能とするため
に、前記探触子２を溶接中心線を中心として左右に往復
運動させつつ、フランジ１Ｆの上方より超音波ビームを
入射して探傷を行うので、その結果、前記探触子２によ
る各探傷点の軌跡は、溶接Ｈ形鋼１長手方向において、
図１８に示すような波形を描く。

【００１０】この場合、溶接Ｈ形鋼１の搬送によって溶
接部５が多少左右に振れても探傷が可能なように、たと
えばウェブ１Ｗの厚さ２．３mmに対して１０mmの振幅で
探触子２を往復運動させるため、図１８の○部分以外で
の探傷は不可能となる。したがって、たとえば○部分以
外のＸ点を未溶接欠陥部が通過した場合には、健全溶接
部としてそのまま通過してしまうことになる。

【００１１】一方、特開昭５９−９９２５４号公報記載
の方法においては、多数の焦点型探触子２を配置するこ
とにより、溶接部の幅方向のほぼ全域にわたる探傷は可
能となるが、その反面、装置構成上複雑にならざるを得
ない。また、通常フランジ厚は３．０〜１２．０mmの範
囲で変わるが、その都度、探触子の配置を変えるので
は、調整が困難となり、実用的ではない。

【００１２】他方、本発明者は、図１９示す方法も行っ
た。すなわち、１個の焦点型探触子２を溶接Ｈ形鋼１の
フランジ１Ｆの中央上方に位置固定し、この探触子２か
らの集束超音波ビームをフランジ１Ｆと直交的に入射し
て超音波探傷をするものである。

【００１３】しかし、この方法では、通常溶接Ｈ形鋼は
搬送過程において左右に１０mm以上の振れがあるため、
前記探触子２からの超音波ビームが溶接部５を外れてし
まい、フランジ底面に対して入射されると、返ってきた
エコーがフランジ底面のエコーでありながら、未溶接欠
陥エコーと判断され、欠陥判定信号が出力されてしまう
おそれがある。

【００１４】また、焦点型探触子からの超音波ビームの
有効探傷幅がEf≒０．６mm程度しかないために、たとえ
連続的に超音波探傷を行ったとしても、結果としては、
あるピッチ毎の断続探傷であって、溶接Ｈ形鋼全長にわ
たる探傷は不可能である。なお、この有効探傷幅に起因
する断続探傷の問題は、前記各公報により開示された方
法に対しても当てはまるものである。

【００１５】そこで、本発明者は、高い検出精度で探傷
が可能な焦点型探触子を用い、かつこの探触子の有効探
傷幅の拡大を図り、溶接Ｈ形鋼溶接部の全長にわたって
確実に超音波探傷を行うためには、連続的に搬送される
溶接Ｈ形鋼のフランジの中央位置に離間して焦点型探触
子を位置固定し、この探触子から水を伝播媒質として超
音波ビームをフランジと直交的に入射し、連続的に超音
波探傷を行うとともに、前記溶接Ｈ形鋼のウェブ両側に
当接して溶接Ｈ形鋼のパスラインを規制するウェブ拘束
用ローラーを設け、さらに前記超音波ビームの焦点を前
記探触子とフランジ外面との間の位置において結ばせる
ことが有効であることを知見した。

【００１６】この方法によれば、溶接Ｈ形鋼の搬送過程
において、探触子は常に溶接面を睨んでいることになる
ので探傷漏れが生じない。さらに、前記探触子からの超
音波ビームの焦点を前記探触子とフランジ外面との間の
位置において結ばせるようにしてあるため、探触子の有
効探傷幅を拡大することができる。この結果、図８に示
すように、探触子からの超音波ビームが重複しながら探
傷することになるので、連続探傷が可能となり、したが
って溶接Ｈ形鋼全長にわたる探傷が確実に行える利点が
ある。

【００１７】しかし、ここに新たな問題があることも判
明した。すなわち、探触子とフランジとの間に超音波の
伝達媒体としての水柱を形成するための水カップの先端
に、溶接Ｈ形鋼の連続搬送に伴ってフランジ外面が接触
する可能性がある。水カップ先端とフランジ外面との離
間距離は短いほど探傷性能に優れ、通常の運転時は、溶
接Ｈ形鋼の上下振れは最大５mm程度である。したがっ
て、たとえばその離間距離を６mmとしておくと、十分な
探傷性能を得ることができるとともに通常時において
は、接触の問題はない。ところが、次のような異常状態
に対しては事情が異なってくる。

【００１８】すなわち、たとえば軽量溶接Ｈ形鋼の場
合、図１０に示すように、素材ウェブコイルをある長さ
ごとに横継ぎの溶接接合を行いながら連続化している
が、ウェブと各フランジを溶接した後に超音波探傷装置
に進入させるとき、その素材の形状特性（平坦不良、曲
り、反りなど）および横継ぎ溶接条件により、図１１に
示すように、たとえば上曲り状態で進入することがあ
る。このとき、上曲がり状態の屈曲部分が、固定状態に
ある上部水カップに衝突し、水カップを破損させて探傷
不能に陥としてしまうことがある。あるいは破損に至ら
ないまでも、水カップの向きを変化させ、誤探傷の原因
を作ることもある。

【００１９】あるいは図１２に示すように、溶接Ｈ形鋼
のウェブを搬送するピンチロール１５，１５が傾斜して
いる場合、そのウェブを圧下するバランスが上下均等で
ないため溶接Ｈ形鋼が上下（図示例では上方）に動くこ
とによっても、このような接触は生じるものである。

【００２０】したがって、本発明の課題は、溶接Ｈ形鋼
の溶接不良部を探傷するに当たり、特に探傷位置におい
て、溶接Ｈ形鋼の上下動があっても、探傷装置の破損や
誤検出を防止し、高精度かつ連続的な超音波探傷を可能
にすることにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題は、連続的に搬
送される溶接Ｈ形鋼のフランジの中央位置にフランジ外
面と離間して超音波探触子を配設し、この探触子からの
超音波ビームを水を伝播媒質としてフランジと直交的に
入射し、連続的に超音波探傷を行うとともに、前記溶接
Ｈ形鋼のウェブ両側に当接して溶接Ｈ形鋼のパスライン
を規制するウェブ拘束用ローラーを設け、さらに前記探
触子とフランジ外面との離間距離が許容範囲外となった
ときのみ探触子をフランジ外面から遠ざかるように移動
させ、許容範囲内に復帰したとき探触子を当初の位置に
戻すことで解決できる。

【００２２】そのための具体的な方法としては、超音波
ビームの発信波と第１表面波との間の時間軸方向に回避
ゲートを設けるとともに、この回避ゲートの終端と第１
表面波との間をゲートがない非作動領域として設け、探
傷中に第１表面波が回避ゲートにかかったとき、探触子
をフランジ外面から遠ざかるように移動させ、その後回
避ゲートから外れたとき、探触子を当初の位置に戻すよ
うにする方法が有効である。

【００２３】さらに、溶接Ｈ形鋼の上下があった際にお
いても連続的な超音波探傷を可能とするためには、超音
波ビームの発信波と第１表面波との間の時間軸方向の間
隔を指標として、超音波探触子とフランジ外面との離間
距離を絶えず一定範囲に保つように前記超音波探触子を
フランジ直交方向に溶接Ｈ形鋼の上下動に追従させなが
ら移動させることが好ましい。

【００２４】

【作用】本発明では、従来固定していた探触子を、溶接
Ｈ形鋼のパスラインにおける上下振れが過度である場合
退避させる。したがって、溶接Ｈ形鋼との接触を防止で
き、探触子および水カップの損傷および破損に至らない
までも、水カップの向き変えによる誤検出を防止でき
る。また、離間距離が適正範囲内に復元したとき、探触
子を当初の位置に戻すので、探傷精度の低下状態または
探傷不能状態の期間が短く、実質的な連続探傷を行うこ
とができる。

【００２５】ところで、前記方法の場合には、一時的に
超音波探触子を退避させるため、この退避している間
は、超音波探傷ができない場合がある。そこで、本発明
においては、超音波ビームの発信波と第１表面波との間
の時間軸方向の間隔を指標として、超音波探触子とフラ
ンジ外面との離間距離を絶えず一定範囲に保つように前
記超音波探触子をフランジ直交方向に溶接Ｈ形鋼の上下
動に追従させながら移動させる。したがって、探触子お
よび水カップとの接触を防止しながら、超音波探傷が途
切れさすことなく、この間も完全に連続して行うことが
できる。

【００２６】また、通常、溶接部の超音波探傷において
は、超音波探傷プローブとフランジ外面との距離、いわ
ゆる水距離が検出精度を左右する最も重要な因子となる
が、前述のように超音波探傷装置を追従移動させること
により、絶えず一定の水距離が確保されるため、探傷精
度を向上させることができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によりさら
に具体的に説明する。図４に示すように、本発明では、
探触子として焦点型探触子２Ａを用い、連続的に搬送さ
れる溶接Ｈ形鋼（以下形鋼という）１の上フランジ１Ｆ
_U の中央位置に離間して探触子２Ａを位置させ、水４を
伝播媒質として超音波ビームを上フランジ１Ｆ_U と直行
的に入射させ、反射エコーの監視を行う。

【００２８】ここで、本発明によれば、前記焦点型探触
子２Ａの焦点位置として、探触子２Ａと上フランジ１Ｆ
_U 外面との間の位置、すなわち水距離内にあるようにし
ている。これは、探触子２Ａからの超音波ビームの有効
探傷幅の拡大を企図するものである。

【００２９】本発明が適用される形鋼の製造検査ライン
を図５によって説明すると、まず搬送された上下フラン
ジ１Ｆ_U 、１Ｆ_L とウェブ１Ｗとを溶接機１１により溶
接した後、前述のピンチロール１５により送りながら、
水冷ゾーン（図示しない）において水冷し、その後、本
発明に係る超音波探傷装置１２により超音波探傷を行
う。この超音波探傷は、たとえばラインスピード最高７
０ｍ／min の高速下で行われる。この場合、前述のよう
に形鋼１は搬送によって左右に１２mm以上の振れがある
ため、探触子２Ａを形鋼１の上フランジ１Ｆ_U の中央位
置に離間して位置固定しての探傷は不可能となってしま
う。

【００３０】そこで、本発明では形鋼１の左右の振れを
実質的になくすために、図６および図７に示すように、
形鋼１のウェブ１Ｗ両側に当接して形鋼のパスラインを
規制するウェブ拘束用ローラー６を設けている。このウ
ェブ拘束用ローラー６の設置により、形鋼１の振れを±
0.5 mmの範囲にまで抑えることができ、探触子２Ａは形
鋼１の搬送過程において、常に溶接面のみを監視するこ
とができる。

【００３１】また本発明においては、水４を超音波ビー
ムの伝播媒質として使用する際に、探触子２Ａと連続的
に搬送される形鋼１の上フランジ１Ｆ_U 外面との間を連
結するために、図２に示すように、水カップ１０Ａを設
けて、局部水浸室を構成し、これにたとえば毎分約５リ
ットルの割合で給水し、内部に必要により複数の透孔を
有する整流板（図示せず）を設けて、給水時に発生した
気泡を上方に逃がしながら、下端の吐出口から水を吐出
させ、この吐出口と上フランジ１Ｆ_U のギャップａをた
とえば６〜18mmにして、その間に水柱を形成することが
できる。以上、上フランジ１Ｆ_U 側の超音波探触子２Ａ
について説明したが、下フランジ１Ｆ_L側についても超
音波探触子２Ｂが同様の構成によって配置されている。

【００３２】上記のような条件の下で、探触子２Ａ、２
Ｂより形鋼１のフランジ１Ｆ_U 、１Ｆ_L に入射された超
音波ビームの反射エコーは超音波探傷装置１２に取込ま
れ、予め定められたたとえばスレッショルドレベル５０
％以上の場合のみ、リジェクトレベル（欠陥）として欠
陥判定信号が出力され、欠陥マーキング装置１３にマー
キング指令を行うことができる。

【００３３】一方、探触子２Ａ、２Ｂの配置例を図１に
示す。すなわち、探傷位置にポスト２０が立設され、こ
のポスト２０に上下１対の上部保持アーム２１Ａおよび
下部保持アーム２１Ｂがそれぞれ配設されている。これ
ら保持アーム２１Ａ、２１Ｂは、ポスト２０に設けられ
たモーター等からなる昇降手段２３Ａ、２３Ｂにより昇
降可能となっている。なお、形鋼１を搬送ローラーテー
ブル上を搬送する場合には、これによって形鋼１の下面
レベルが規制されるので、水カップ１０Ｂへの衝突の問
題が生じないので、下部保持アーム２１Ｂについては、
昇降を行わなくともよい。

【００３４】また、各保持アーム２１Ａ，２１Ｂには、
それぞれ探触子２Ａ、２Ｂおよび水カップ１０Ａ、１０
Ｂを支持する支持ロッド２２Ａ、２２Ｂが設けられ、こ
の支持ロッド２２Ａ、２２Ｂは、図１に示すパスライン
と、これから外れた校正位置（仮想線で示す）との間を
水平移動手段（図示せず）により横行するようになって
いる。なお、形鋼１の水平方向の位置調整を前記ウェブ
拘束用ローラー６、６…によって行い、前記支持ロッド
２２Ａ、２２Ｂを上下動可能に構成することでもよい。

【００３５】さて、前述の図１１に示す形鋼１の過度曲
り部分が進入したとき、あるいは図１２に示す形鋼１の
浮き上がりが生じたとき、たとえば上部保持アーム２１
Ａが昇降手段２３Ａによりフランジ１Ｆ_U 外面からある
距離を遠ざかるように上昇退避され、その後許容範囲内
に復帰したとき、上部保持アーム２１Ａを下降させて探
触子を当初の位置に戻すようにしてある。

【００３６】この場合、探触子２Ａとフランジ１Ｆ_U 外
面との離間距離が許容範囲にあるか否かを判断する必要
があるが、その判断手段として、探傷位置にたとえばレ
ーザー光による距離計を上フランジ１Ｆ_U 外面を睨んで
配設し、その反射時点に至るまでの時間から距離を測定
することなどの測長手段を設けることもできるが、この
測長手段を別途設けるのは、コスト高に繋がるなどの点
から、探傷装置自体を利用するのが最適である。

【００３７】すなわち、探触子２Ａから超音波ビームを
発信するとき、図３に示すように、発信波に続いてある
時間経過後に、フランジ１Ｆ_U 外面で反射する第１表面
波が現れ、その後に欠陥がある場合には、欠陥ゲート部
分に欠陥エコーが生じる。続いて現れるのは第２表面波
である。なお、図２と図３との寸法関係を図示してあ
る。

【００３８】そこで、本発明の好適な態様では、発信波
と第１表面波との間の時間軸方向に回避ゲートＧを設
け、かつこの回避ゲートＧの終端と第１表面波との間を
ゲートがない非作動領域Ｚとして設けておく。

【００３９】かかる構成の下で、探傷中に形鋼１の浮き
上がりによって第１表面波が図３の破線で示すように左
方に移動し回避ゲートＧにかかったとき、探触子２Ａを
上フランジ１Ｆ_U 外面から遠ざかるように上部保持アー
ム２１Ａを上方に退避させる。その後、第１表面波が回
避ゲートＧから外れたとき、探触子２Ａを当初の位置に
戻す。

【００４０】この操作をさらに具体的数値をもって詳述
すると、探傷中に形鋼１の浮き上がりによって第１表面
波が回避ゲートＧにかかったとき、探触子２Ａをフラン
ジ１Ｆ_U 外面から遠ざかるように上部保持アーム２１Ａ
を10mm上昇させる。この回避時間としては３秒とされ、
この回避時間経過後、当初の位置に戻る。もし、10mm上
昇して回避しても、なお第１表面波が回避ゲートＧにか
かるときには、さらに10mm上昇せられ、結果として20mm
上昇する。このように10mmピッチの回避長、３秒の回避
保持時間での回避が行われる。

【００４１】ところで、以上の操作によっても、欠陥箇
所検出に関して必要十分な連続探傷を果たしているとい
えるが、形鋼１の搬送中に大きな上下動が発生し探触子
２を回避させた際には、探触子２と形鋼１表面の距離が
大きくなりすぎて探傷不能となり、僅かの時間ではある
が不探傷部が発生する場合がある。

【００４２】そこで、本発明においては、形鋼１の全長
に渡って探傷率１００％の超音波探傷を実現するために
は、たとえば超音波探触子２Ａと上フランジ１Ｆ_U 外面
との距離が最も適性な状態下での、エコーグラフにおけ
る超音波ビームの発信波と第１表面波との間の時間軸方
向の間隔を基準として、たとえばこの基準点から許容振
れ幅ｆを設定し、第２表面波の発生時刻Ｐが〔（ｃ−
ｆ）〜ｃ〕の範囲に収まるように前記超音波探触子２Ａ
をフランジ１Ｆ_U の直交方向に移動させ、超音波探触子
２Ａと上フランジ１Ｆ_U 外面との離間距離を常に一定範
囲に保つようにするとともに、超音波探触子２Ｂをフラ
ンジ１Ｆ_L との離間距離を一定に保つように移動させ
る。

【００４３】さらに具体的に説明すると、今仮に形鋼１
が上方側に移動したとすると、上方側に配設された超音
波探触子２Ａと上フランジ１Ｆ_U 外面との離間距離は近
づき、下方側に配設された超音波探触子２Ｂと下フラン
ジ１Ｆ_L 外面との離間距離は遠のくことになるが、その
振れ幅が前記許容振れ幅ｆを超えることとなった際に
は、保持アーム２１Ａを上方に移動させて、水カップ１
０Ａあるいは探触子２Ａとの接触を防ぐとともにその離
間距離を所定範囲に保つ。また、保持アーム２１Ｂを前
記保持アーム２１Ａの移動量と同じ分だけ上方に移動さ
せて超音波探触子２Ｂと下フランジ１Ｆ_L 外面との離間
距離をも所定範囲に保つようにする。なお、前記許容振
れ幅ｆとしては、たとえば５〜１０mm程度とするのがよ
い。

【００４４】前記操作を制御的に説明すると、探触子２
Ａからは常に超音波（発信波）が発せられるとともに、
探触子２Ａにおいては、発信波および形鋼１表面から返
ってくる第１表面波を感知している。この探触子２Ａに
より発せられた発信波および感知された第１表面波は信
号化され、探傷器５１へと送信される。探傷器５１にお
いては、送られてきた信号を処理して、位置制御シーケ
ンサー５２へと送信する。位置制御シーケンサー５２に
おいては、送信された信号より、発振波と第１表面波と
の離間距離が許容範囲内にあるか否かを管理し、該許容
振れ幅ｆの範囲から外れることとなったとき、位置制御
シーケンサー５２から駆動手段２３Ａに駆動信号が発せ
られ、超音波探触子２Ａと上フランジ１Ｆ_U 外面との離
間距離を所定範囲に保つように上部保持アーム２１Ａの
移動により前記超音波探触子２Ａが上下方向に移動され
る。そして、同時的に、位置制御シーケンサー５２から
駆動手段２３Ａにも駆動信号が発せられ、前記上部保持
アーム２１Ａと上下動と連動して下部保持アーム２１Ｂ
が移動される。なお、前記超音波探触子２Ｂの移動制御
を測定された超音波波形に基づく独立の制御とすること
でもよい。また、形鋼１の搬送がローラーテーブル上を
搬送する場合には、前記下部保持アーム２１Ｂの上下動
は不要である。

【００４５】かくして、形鋼１が大きく上下動した場合
にも、常に形鋼１と探触子２との距離関係が適正に一定
範囲に保たれ、超音波探傷が中断されることなく、形鋼
１の全長 100％に渡って超音波探傷が行われる。

【００４６】他方、本発明の別の追従手段として、図９
に示すように、支持ロッド２２にスプリング３０を介し
て水カップ１０を昇降自在に設け、この水カップ１０に
ライン方向前後に連結アーム３１を設け、その両端に倣
いローラー３２，３２を設け、常にこの倣いローラー３
２，３２がフランジ１Ｆ外面に当接しながら倣うように
することができる。かかる退避手段によっても、形鋼１
の水カップへの衝突を防止できる。

【００４７】（実施例１）次に、第１表面波が回避ゲー
トにかかったときに探触子を上方に移動させる本発明法
と、比較法（特公平２−１５０２０号公報記載の方法）
との比較評価を行った。その結果を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１から判るように、比較法では、有効探
傷幅が0.6 mmの断続探傷であったのに対し、本発明法で
は、有効探傷幅が1.2 mmと拡げることができ、連続探傷
が可能となる。さらに、探傷面積比率も比較法の約８倍
に向上した。

【００５０】他方、図２に示す寸法として、ａ＝15mm、
ｂ＝10mm、ｃ＝20mm、ｅ＝10mmとした探傷条件の下で、
超音波ビームの発信波から保持アームの昇降手段に対す
る回避出力信号を発するまでの時間を0.01秒、その回避
出力信号から実際に保持アームが回避を開始するまでの
時間を0.1 秒とし、回避速度を10mm／秒とし、回避ピッ
チ10mm、回避保持時間３秒とした。

【００５１】その結果、従来の水カップ固定の態様で
は、形鋼の接触回数が３７回／月、水カップ破損および
変形回数が1.5 回／月であったのに対して、本発明法に
よると、両回数とも皆無となった。

【００５２】（実施例２）次に、以下に示すような試験
を行った。人工的に形鋼溶接部の複数カ所（Ａ〜Ｈ）
に、欠陥長さの異なる（２〜４mm）溶接欠陥を形成し、
この形鋼を、図１３に示されるように、搬送装置の調整
により、その上下動を５mm以内として搬送した場合（ラ
イン）と、２０mm以内として搬送した場合（ライン
）のそれぞれについて溶接欠陥を探傷した。なお、搬
送速度は３０ｍ／min であり、試験対象形鋼サイズは20
0 ×100 ×3.2 ×4.5mm(SS400)である。この条件下にお
いて、許容振れ幅ｆを５〜１０mmに設定して、形鋼の上
下動に追従させて探触子２Ａ，２Ｂおよび水カップ１０
Ａ、１０Ｂを移動させた。なお、探傷感度条件は２φ手
底穴を50％に設定した。

【００５３】上記の条件により、、の２種類の搬送
条件において、双方の探傷エコー高さの差を評価した。
その結果を図１４に示す。

【００５４】図１４から判るように、形鋼の上下動変化
の大小に係わらず、同程度のエコー高さが得られた。す
なわち、本実施例においては、形鋼の上下動の大きさに
よらず、常に溶接不良部を確実に探傷することができる
といえる。

【００５５】また、本実施例においては、形鋼の上下動
に対して、保持アーム２１Ａ、２１Ｂが滑らかに追従
し、水カップ１０Ａ、１０Ｂと形鋼１との接触等は皆無
であった。さらに、探触子を固定した欠陥検出率と、本
実施例における欠陥検出率を比較した結果、探触子を固
定した場合には、フランジ面との離間、近接により欠陥
検出率は約７０％に低下したのに対し、本実施例におい
ては、１００％の検出率を得ることがてきた。なお、欠
陥検出率＝（検出欠陥数／全人工欠陥数）×１００であ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、溶接Ｈ形
鋼の溶接不良部を探傷するに当たり、特に探傷位置にお
いて、溶接Ｈ形鋼が異常状態で上下したとき、探触子を
即時退避させ、異常状態終了後は素早く探触子を通常の
位置に戻す、あるいは形鋼の上下動に追従する形で探触
子を移動させることで、探傷装置の破損および誤検出を
防止しながら連続的に超音波探傷を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法による探傷装置の全体例を示すライン
方向と直交する断面上の概要図である。

【図２】探触子および水カップと形鋼との関係図であ
る。

【図３】超音波エコーレベルの時間軸方向の波形図であ
る。

【図４】超音波ビームの伝播状態の説明図である。

【図５】軽量溶接Ｈ形鋼の製造ラインの要部斜視図であ
る。

【図６】本発明に係るウェブ拘束用ローラーの設置状態
を示す断面図である。

【図７】その正面図である。

【図８】探傷範囲の説明図である。

【図９】本発明の退避手段の他の例の正面図である。

【図１０】ウェブコイルの横継ぎの説明用概要斜視図で
ある。

【図１１】軽量溶接Ｈ形鋼の水カップへの衝突例を示す
説明図である。

【図１２】ピンチロールの軸ずれの説明図である。

【図１３】実施例２における形鋼の上下動および流れ方
向移動量を示すグラフである。

【図１４】実施例２のおよび条件における探傷エコ
ー高さを示すグラフである。

【図１５】従来の探傷方法を示す説明図である。

【図１６】従来の探傷方法を示す説明図である。

【図１７】他の例の平面図である。

【図１８】図１６の探傷範囲を示す平面図である。

【図１９】本発明の完成に至るまでに行った方法例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１…溶接Ｈ形鋼、１Ｆ…フランジ、１Ｗ…ウェブ、２…
焦点型探触子、４…水、１０…水カップ、１２…探傷装
置、１５…ピンチロール、２１…保持アーム、２２…保
持ロッド、２３…駆動手段、５１…探傷器、５２…位置
制御シーケンサー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続的に搬送される溶接Ｈ形鋼のフランジ
   の中央位置にフランジ外面と離間して超音波探触子を配
   設し、この探触子からの超音波ビームを水を伝播媒質と
   してフランジと直交的に入射し、連続的に超音波探傷を
   行うとともに、前記溶接Ｈ形鋼のウェブ両側に当接して
   溶接Ｈ形鋼のパスラインを規制するウェブ拘束用ローラ
   ーを設け、さらに前記探触子とフランジ外面との離間距
   離が許容範囲外となったときのみ探触子をフランジ外面
   から遠ざかるように移動させ、許容範囲内に復帰したと
   き探触子を当初の位置に戻すことを特徴とする溶接Ｈ形
   鋼溶接部の超音波探傷方法。
2. 【請求項２】連続的に搬送される溶接Ｈ形鋼のフランジ
   の中央位置にフランジ外面と離間して超音波探触子を配
   設し、この探触子からの超音波ビームを水を伝播媒質と
   してフランジと直交的に入射し、連続的に超音波探傷を
   行うとともに、前記溶接Ｈ形鋼のウェブ両側に当接して
   溶接Ｈ形鋼のパスラインを規制するウェブ拘束用ローラ
   ーを設け、 超音波ビームの発信波と第１表面波との間の時間軸方向
   に回避ゲートを設けるとともに、この回避ゲートの終端
   と第１表面波との間をゲートがない非作動領域として設
   け、 探傷中に第１表面波が回避ゲートにかかったとき、探触
   子をフランジ外面から遠ざかるように移動させ、その後
   回避ゲートから外れたとき、探触子を当初の位置に戻す
   ことを特徴とする溶接Ｈ形鋼溶接部の超音波探傷方法。
3. 【請求項３】連続的に搬送される溶接Ｈ形鋼のフランジ
   の中央位置にフランジ外面と離間して超音波探触子を配
   設し、この探触子からの超音波ビームを水を伝播媒質と
   してフランジと直交的に入射し、連続的に超音波探傷を
   行うとともに、前記溶接Ｈ形鋼のウェブ両側に当接して
   溶接Ｈ形鋼のパスラインを規制するウェブ拘束用ローラ
   ーを設け、 超音波ビームの発信波と第１表面波との間の時間軸方向
   の間隔を指標として、超音波探触子とフランジ外面との
   離間距離を絶えず一定範囲に保つように前記超音波探触
   子をフランジ直交方向に溶接Ｈ形鋼の上下動に追従させ
   ながら移動させることを特徴とする溶接Ｈ形鋼溶接部の
   超音波探傷方法。