JPH06294747A - Ｕｏ鋼管の溶接部表面疵検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 肉盛り等起伏のあるＵＯ鋼管溶接部にある微
細な疵についても良好に検出できるようにすることを目
的とする。 【構成】 ＵＯ鋼管溶接部２及びその近傍に光を照射し
て上記ＵＯ鋼管溶接部２の部分にスリット光４を形成す
るとともに、上記スリット光４を撮像装置５により撮像
して光切断像２２を得、上記光切断像２２を用いて溶接
部２の疵を検出する際に、上記光切断像２２を画像記憶
部７でもって細線化処理して記憶するとともに、異なる
鋼管長手方向位置での複数の細線化データを細線化処理
部８で差異抽出して差異抽出データを得、上記差異抽出
データを用いて疵有無の判定を行うようにすることによ
り、肉盛り等起伏のあるＵＯ鋼管溶接部にある微細な疵
についても高い信頼性で検出できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＵＯ鋼管の溶接部表面疵
検査方法に係わり、例えば、ＵＯ鋼管溶接部分の表面疵
を光切断法で撮像して疵有無を判定する方法に用いて好
適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＵＯ鋼管の溶接部表面の疵を
検査するために種々の検査方法が用いられているが、現
状のＵＯ鋼管の溶接部の表面疵検査は、人間による目視
検査で行われている。

【０００３】ところで、一般的な表面疵検査手法として
は、例えば光学式方法、渦流法、漏洩磁束法等が挙げら
れる。これらの表面疵検査手法のうち、光学式方法と
は、レーザスポット等を被検査物にスキャン照射すると
ともに、正反射光または散乱光を受光して得られる時系
列的な受光信号を処理して疵判定を行うものであり、鋼
板の表面疵検査手段として用いられる。

【０００４】また、渦流法とは、高周波磁界によって被
検査物表面部分に渦電流を励起させるとともに、被検査
物に検出コイルを近接させ、上記検出コイルと鎖交する
磁束値を検出して疵を検査するようにしたものであり、
種々の被検査物に対する表面疵検査手段として用いられ
る。

【０００５】さらに、漏洩磁束法とは、磁化器を被検査
物に近接させて磁束を浸透させるとともに被検査物に近
接させた磁気センサを移動して漏洩磁束の変化を検出し
疵を検査する手法であり、一般的に鋼板の表面欠陥検出
手法として用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の疵検出手
法では、一般的に形状が均一な被検査物を対象としてい
る。一方、図１１〜図１３に、溶接部に発生する疵の一
例である突起疵の概略形状を示すが、ＵＯ鋼管の溶接部
は鋼管母材部分に対して肉盛りを施しているので、溶接
部に発生する微細な突起疵２１を検査するためには、起
伏をもつ溶接部を精密に検査できる検査手法が必要であ
る。

【０００７】被検査物の表面に起伏がある場合には、例
えば光学式方法では投受光系の光軸を含む平面と被検査
物表面の交差角度が変化することで受光強度に変動を生
じるので、細密な疵を検査することは困難となる。ま
た、渦流法や漏洩磁束法等の手法では検出精度を得るた
めには、センサーと被検査物表面とのギャップを短く一
定に保つことが必要であり、起伏をもつ表面上の疵の検
出は困難であった。

【０００８】また、形状を測定する方法として光切断法
がある。しかし、溶接部の形状は一定でないので、信頼
性よく疵を検出することができる光切断像の処理方法は
提案されていない。本発明は上述の問題点にかんがみ、
肉盛り等起伏のあるＵＯ鋼管溶接部にある微細な疵につ
いても良好に検出できるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のＵＯ鋼管の溶接
部表面疵検査方法は、スリット光をＵＯ鋼管溶接部及び
その近傍に照射するとともに、上記スリット光を撮像装
置により撮像して得た光切断像を用いて溶接部の疵を検
出する方法において、上記光切断像を細線化処理して細
線化データを得て記憶するとともに、異なる鋼管長手方
向位置での複数の細線化データを差異抽出して差異抽出
データを得、上記差異抽出データを用いて疵有無の判定
を行うようにしている。

【００１０】

【作用】上述の疵検出方法によれば、疵部分だけを抽出
する処理を行うので、肉盛り等起伏のあるＵＯ鋼管の溶
接部にある微細な疵についても高い信頼性で検出するこ
とが可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のＵＯ鋼管の溶接部表面疵検査
方法の一実施例を図面を参照して説明する。図１は、本
発明の検査方法を実施する装置の一例を示すブロック図
である。

【００１２】図１において、１はＵＯ鋼管、２はその溶
接部である。本実施例においては、スリット光投光器３
から光を照射して溶接部およびその近傍にスリット光４
を形成するとともに、上記スリット光４をとらえること
が可能な位置に撮像装置５を配設する。

【００１３】なお、ここではＵＯ鋼管内表面の溶接部を
検査する場合を示しているが、外表面の場合も同様に外
表面の溶接部およびその近傍にスリット光４を形成して
撮像すればよい。

【００１４】スリット光投光器３としては、例えば、図
２に示すように、レーザダイオード１３を発光させ、コ
リメータレンズ１４によってレーザ光を集光するととも
に、シリンドリカルレンズ１５によってレーザ光を扇形
状に広げてスリット光４を形成する装置を用い、これに
よって例えば０．１ｍｍ程度の半値幅のスリット光４を
形成する。

【００１５】撮像装置５としては、例えば、ＣＣＤカメ
ラが用いられる。本実施例では１台の撮像装置を用いる
例を示しているが、微細な疵を検出する場合には撮像装
置５は十分な分解能を有することが望まれるので、例え
ば、視野を限って複数台の撮像装置を配設することで対
応することも考えられる。

【００１６】突起疵と呼ばれる溶接疵は、その発生原因
から図３において２１の符号を付して示すように、溶接
部２に発生する。また、その形状は、図３のＡ−Ａ’断
面図である図４に示すように、突起状のものが一般的で
ある。

【００１７】したがって、上記撮像装置５において、図
３におけるＢ−Ｂ’間のスリット光４を撮影すると、図
５に示すような光切断像２２が得られる。この光切断像
２２は、疵検出処理部６に入力される。

【００１８】疵検出処理部６においては、まず、上記光
切断像２２を画像記憶部７においてＡ／Ｄ変換し、２次
元のデジタル値Ｐ（ｘ，ｙ）として画像記憶部７に記憶
する。そして、次に、細線化処理部８によって細線化を
行うが、上記細線化処理の詳細を図６に示す。

【００１９】ここでは、２次元画像データＰ（ｘ，ｙ）
について、図６に示す画面ｙ方向１ライン上で最大輝度
を有する点を選択する処理を画面ｘ方向に進めて行き、
ｘ座標に対応する最大輝度点のｙ座標値を配列させた細
線化データ列を得、鋼管の長手方向でのｎ番目の検出位
置の光切断像の細線化データ列であればＳ_n （ｘ）とす
る。

【００２０】そのとき、スリット像の輝度が小さい部分
についてスリット像外のノイズを誤選択しないよう、ｘ
＝ｘ_h における輝度最大として選択した点の輝度が輝度
しきい値に達していない場合、ｘ＝ｘ_h-1 における最大
輝度点のｙ座標Ｓｎ（ｘ_h-1）と同じ値として、細線化
データがスリット像から外れるのを防ぐ。

【００２１】データ列記憶部９では、細線化処理部８か
ら出力される細線化データ列Ｓ_n （ｘ）を順次記憶す
る。

【００２２】また、差異抽出処理部１０では、図７に示
すように鋼管の長手方向の異なる位置での細線化データ
列間でのでの差異抽出処理を行い、差異抽出データ列Ｄ
ｎ（ｘ）を得る。長手方向の位置を変えながら検出を行
い、ｎ番目に撮像した光切断像の細線化データ列Ｓ
_n （ｘ）を得たとする。

【００２３】このとき、データ列記憶部９から、あらか
じめ設定した適切な差異抽出間隔ｉ列分前に既に記憶さ
れているｎ−ｉ番目の細線化データ列Ｓ_n-i （ｘ）を読
み出して、 Ｄｎ（ｘ）＝Ｓ_n （ｘ）−Ｓ_n-i （ｘ） として差異抽出データ列Ｄ_n （ｘ）を得る。

【００２４】例えば、図７に示す突起疵の位置での細線
化データ列をＳ_n （ｘ）とし、図８に示す正常な溶接部
における細線化データ列をＳ_n-i （ｘ）とした場合に
は、図９に示すように突起疵の部分だけが差異抽出デー
タ列Ｄ_n （ｘ）として抽出される。

【００２５】ここで、抽出された差異抽出データ列Ｄ_n
（ｘ）は、突起疵部分の高さ及び幅という形状を表すこ
とになり、疵有無判定部１１では、この疵検出データ列
Ｄ_n（ｘ）の大きさを、検出すべき突起疵の高さからあ
らかじめ設定した疵検出しきい値と比較して、疵検出デ
ータ列Ｄ_n （ｘ）の全ての要素が疵検出しきい値を超過
しない場合には疵無しと検出する。

【００２６】また、図１０のように、疵検出データ列Ｄ
_n （ｘ）に、疵検出しきい値を超過する要素が存在する
場合に疵有りと検出する。同様に、鋼管全長に渡って処
理を行って得た疵有無情報は、例えば製品管理用コンピ
ュータ等の外部機器に伝送する。

【００２７】次に、以上説明した実施例において具体的
数値を設定して疵を検査した例について説明する。スリ
ット光投光器では、２０ｍＷレーザダイオードを２_msec
でパルス点灯し、撮像装置にはＣＣＤカメラを用いて、
幅方向３２ｍｍ，高さ方向４５ｍｍの視野で撮像し、そ
の後５１２×５１２画素の画像処理装置を用いて処理し
た。

【００２８】疵有無判定部における疵検出しきい値を１
１と設定し差異抽出間隔ｉ＝３と設定し差異抽出間隔ｉ
＝３と設定して、ＵＯ鋼管の長手方向を２ｍｍピッチで
検査したとこれ、１ｍｍ以上の高さを長手方向に３ｍｍ
以上有する突起疵を確実に検出した。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上述したように、本発明の疵検
出方法によれば、疵部分だけを抽出する処理を行い、上
記抽出したデータを用いて疵有無の判定を行うようにし
たので、肉盛り等起伏のあるＵＯ鋼管溶接部にある微細
な疵についても高い信頼性で検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す疵検査装置のブロック
図である。

【図２】スリット光投光器の一実施例を示す概略構成図
である。

【図３】検出すべき疵である溶接部の突起疵の概略形状
を示す斜視図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【図５】図３におけるＢ−Ｂ’線の部分の光切断像を示
す図である。

【図６】細線化処理部で行う処理の内容を示す説明図で
ある。

【図７】差異抽出処理部で行う差異抽出処理の内容を示
し、疵有りの場合の説明図である。

【図８】差異抽出処理部で行う差異抽出処理の内容を示
し、疵無しの場合の説明図である。

【図９】差異抽出処理部で行う差異抽出処理の内容を示
し、疵有無画面の差異抽出データを示す図である。

【図１０】疵有無判定部で行う疵判定の方法を示す説明
図である。

【図１１】溶接部に発生する突起疵の概略形状を示す説
明図である。

【図１２】図１１中のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【図１３】図１１中のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ ＵＯ鋼管 ２ ＵＯ鋼管溶接部 ３ スリット光投光器 ４ スリット光 ５ 撮像装置 ６ 疵検出処理部 ７ 画像記憶部 ８ 細線化処理部 ９ データ列記憶部 １０ 差異抽出処理部 １１ 疵有無判定部 １２ レーザダイオード １３ コリメータレンズ １４ シリンドリカルレンズ ２１ 溶接部の突起疵 ２２ 光切断像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高嶋 和夫 尼崎市塚口本町８−１−１ 三菱電機株式 会社産業システム研究所内 (72)発明者 植木 勝也 神戸市兵庫区和田崎町１−１−２ 三菱電 機株式会社制御製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリット光をＵＯ鋼管溶接部及びその近
   傍に照射するとともに、上記スリット光を撮像装置によ
   り撮像して得た光切断像を用いて溶接部の疵を検出する
   方法において、 上記光切断像を細線化処理して細線化データを得て記憶
   するとともに、異なる鋼管長手方向位置での複数の細線
   化データを差異抽出して差異抽出データを得、上記差異
   抽出データを用いて疵有無の判定を行うことを特徴とす
   るＵＯ鋼管の溶接部表面疵検査方法。