JPH10300691A - ソケット溶接部検査方法及び略円錐面内に生じる亀裂等の欠陥の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な手段によりソケット溶接部における微
細な亀裂等の欠陥をより明確に識別することの可能なソ
ケット溶接部検査方法を提供すること。 【解決手段】 微小焦点エックス線透過装置２と放射線
フィルム３とをソケット溶接部１０における管差込方向
に沿うこの管２０の中心軸Ｘに交差する方向にこのソケ
ット溶接部１０を挟んで配置する。放射線フィルム３を
ソケット溶接部１０から離隔させて撮像を拡大する。中
心軸Ｘ周りでエックス線透過装置２と放射線フィルム３
とを回転移動することにより、複数方向からソケット溶
接部１０を撮影する。ソケット溶接部１０の撮像のうち
右側部及び左側部を中心に検査する。この右側部及び左
側部では、撮像の亀裂等のコントラストが積算により強
調されることとなり、亀裂等を極めて識別し易い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント配管等に
おけるソケット溶接部の検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラント配管等におけるソケット溶接部
には、その構造上、溶け込み不良等が発生し易い。しか
も、配管の熱収縮によりソケット溶接部に引っ張り応力
が生じ、先の溶け込み不良の部分を起点として微細な亀
裂が発生し易い。このような亀裂はソケット溶接部を貫
通し、ソケット溶接部からの蒸気もれ等を生じるので問
題である。

【０００３】ところで、配管等の入り組んだ構造の施設
を放射線透過試験により検査するにあたっては、エック
ス線透過装置ではなく、配管の突き合わせ溶接部の検査
にみられるように、イリジウム等のガンマ線線源を用い
るのが一般的である。しかし、Ｉｒ−１９２、Ｃｏ−６
０、Ｇｄ−１５３又はＳｅ−７５等の線源は寸法が大き
く、その分、半影が強くなって、ソケット溶接部の微細
な亀裂を撮影することは不可能であった。

【０００４】一方、超音波探傷によりソケット溶接部の
亀裂を検出するには、ソケット部の適宜位置に装着した
探触子から溶接部に向かって超音波を発信すると共に亀
裂に起因するエコーを受信する。そして、順次変更する
探触子の装着位置とエコー受信時間との関係から、亀裂
の発生・位置・大きさ等を特定する。しかし、同方法で
は、表面の荒れたソケットに探触子を接触させ、管の各
円周位置において適宜探触子を管の長手方向に移動させ
ねばならないのであるから、その検査工程が非常に煩雑
である。しかも、亀裂の角度によってはエコーが得られ
ずに、亀裂を検出できない場合もある。また、溶接部の
表層部に対しては超音波を入射させることは形状寸法か
ら不可能である場合も多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の実状に鑑
みて、本発明の目的は、簡易な手段によりソケット溶接
部における微細な亀裂等の欠陥をより明確に識別するこ
との可能なソケット溶接部検査方法及び当該ソケット溶
接部における微細な亀裂と等価と解されることのある略
円錐面内に生じる亀裂等の欠陥の検査方法を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るソケット溶接部検査方法の特徴は、微
小焦点エックス線透過装置と放射線撮像手段とをソケッ
ト溶接部における管差込方向に沿うこの管の中心軸に交
差する方向にこのソケット溶接部を挟んで配置すると共
に、前記放射線撮像手段を前記ソケット溶接部から離隔
させて撮像を拡大し、前記中心軸周りで前記エックス線
透過装置と前記放射線撮像手段とを回転移動することに
より複数方向から前記ソケット溶接部を撮影し、前記ソ
ケット溶接部の撮像のうち少なくとも右側部及び左側部
を検査することにある。

【０００７】上記特徴において、「放射線撮像手段」と
はエックス線による透視画像を可視化するための手段で
あって、「放射線フィルムを含むもの」や「イメージイ
ンテンシファイヤー（ＩＩ）」等が該当する。エックス
線透過装置では、放出される放射線のエネルギーを、放
射線フィルム等の放射線撮像手段での適した程度に調節
することができる。また、微小焦点エックス線透過装置
を用いており、焦点を小さく絞ることができるので半影
を生じ難い。

【０００８】ところで、この種の撮影においては、放射
線フィルム等は撮影対象である管等に近接させてほぼ等
倍で撮像されるように配置するのが通常である。しか
し、本発明では、放射線撮像手段をソケット溶接部から
離隔させて撮像を拡大することで、ソケット溶接部にお
ける亀裂等の像を拡大している。特に、焦点が小さく絞
られて半影が生じにくいことから、拡大撮影を行っても
鮮明な亀裂等の画像を得ることができる。

【０００９】また、ソケット溶接部では、管差込方向に
沿うこの管の中心軸を中心とする円錐面に沿って亀裂が
生じ易い。換言すれば、この中心軸に直交する撮影方向
視に対し、ソケット溶接部の左右両側部で発生する亀裂
等が沿うこととなる。したがって、この左右両側部では
撮像の亀裂等のコントラストが積算により強調されるこ
ととなり、亀裂等を極めて識別し易い。

【００１０】通常みられる管突合溶接部等における放射
線透過試験では撮像の中央部が重視されていたが、従来
評価の対象外であった撮影方向視における左右両側部を
重点的に評価対象とする点で、本発明は従来技術とは明
確に異なる。もちろん、大きな欠陥は撮像の中央部にお
いて同時評価が可能である。

【００１１】一方、本発明にかかる略円錐面内に生じる
亀裂等の欠陥の検査方法の特徴は、棒状又は管状の検査
対象部におけるこの棒又は管の中心軸を中心とする略円
錐面内に生じる亀裂等の欠陥を検査する方法において、
微小焦点エックス線透過装置と放射線撮像手段とを前記
中心軸と交差する方向に前記検査対象部を挟んで配置す
ると共に、前記放射線撮像手段を前記検査対象部から離
隔させて撮像を拡大し、前記中心軸周りで前記エックス
線透過装置と前記放射線撮像手段とを回転移動すること
により複数方向から前記検査対象部を撮影し、前記検査
対象部の撮像のうち少なくとも右側部及び左側部を検査
することにある。本発明にかかるソケット溶接部の検査
方法の作用は、この略円錐面内に生じる亀裂等の欠陥の
検査方法の特徴においても奏される。

【００１２】

【発明の効果】このように、上記本発明に係るソケット
溶接部検査方法の特徴によれば、半影を抑制すると共に
撮像を拡大し、ソケット溶接部における亀裂の発生方向
に着目してその撮像のコントラストを積算により巧みに
強調し、角度を変えて放射線透過試験を行うといった簡
易な手段により、ソケット溶接部における微細な亀裂等
の欠陥をより明確に識別することが可能となった。ま
た、上記本発明にかかる略円錐面内に生じる亀裂等の欠
陥の検査方法の特徴においても、同様に微細な亀裂等の
欠陥をより明確に識別することが可能となった。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照しながら、
本発明の実施形態について説明する。図１に示すように
図１は、本発明に係るソケット溶接部検査装置１とソケ
ット溶接部１０との関係を示す図である。このソケット
溶接部検査装置１は、エックス線管２ａを含むエックス
線発生器２とエックス線フィルム３と透過度計４とを備
えている。エックス線発生器２は、エックス線管２ａに
電圧を供給するための図示しない高圧トランスを備えて
おり、さらに、外部には図示しない制御装置を備えてい
る。エックス線発生器２とエックス線フィルム３とは、
管２０の中心軸Ｘに交差する方向、望ましくはエックス
線発生器２から発生するエックス線Ｒの中央を通る中央
照射線Ｒｍと中心軸Ｘとのなす角θが側面視で６０度〜
１２０度をなす略直交する方向にソケット溶接部１０を
挟んで配置してある。なお、この角度θは亀裂Ｃｒの向
きに合わせて適宜変更すれば良い。そして、エックス線
発生器２から発生したエックス線Ｒによるソケット溶接
部１０の透視像を透過度計４と共にエックス線フィルム
３へ撮像する。

【００１４】図１中、Ｌａは撮影対象部から線源までの
距離、Ｌｂはエックス線フィルム３から線源までの距離
を示している。従って、エックス線フィルム３での撮影
の拡大率はＬｂ／Ｌａとなる。本発明では、ソケット溶
接部１０からエックス線フィルム３を離脱させることに
よりこの拡大率を３倍以上、望ましくは５〜１０倍に設
定してある。エックス線フィルム３をソケット溶接部１
０から隔離させることはエックス線透過装置２をソケッ
ト溶接部１０に近接させることとなり、エックス線の回
り込みによる撮像でのカブリが少なくでき、右側部ＩＲ
及び左側部ＩＬでの撮像が非常に鮮明となる。特に、ソ
ケット溶接部１０における右側部ＰＲ及び左側部ＰＬに
はエックス線の回り込みを防止するための遮蔽体４０、
４０を設けることで、先のカブリをより有効に防いであ
る。

【００１５】図３に示すように、先のエックス線管２ａ
は、ラジエーターに支持したタングステン製の陽極２ｂ
とフィラメント２ｃとを互いに対向させてある。陽極２
ｂとフィラメント２ｃとの間には、図示しない高圧トラ
ンスにより高電圧を加え、電子線ｅをフィラメント２ｃ
から陽極２ｂに向けて放出する。フィラメント２ｃ側に
設けた孔あき筒状のウェーネルト電極２ｄは、フィラメ
ント２ｃから放出される電子線を電圧により集束させて
陽極２ｂ上に焦点２ｅを形成する。本実施形態では、焦
点２ｅの実効焦点の幅Ｗｅを微小にできる微小焦点エッ
クス線照射装置を用いている。ところで、撮影対象物Ｏ
ｂを透過したエックス線Ｒは、エックス線フィルム３上
に透視画像を撮像する。透視画像には、先の実効焦点の
幅Ｗｅの大きさに応じて半影Ｇが発生する。この半影Ｇ
は、微細な亀裂の像にボケを生じさせるので、先の実効
焦点の幅Ｗｅはできるだけ小さいことが望ましい。本発
明では、実効焦点の幅Ｗｅが５〜１００μｍ程度となる
ようにウェーネルト電極２ｄの電圧を調整してある。

【００１６】図１，４及び５に示すようにエルボ３０
は、一対の管２０，２０を直交させる状態で接続する一
対のソケット部３１，３１を有している。管２０は、ソ
ケット部３１の内側に形成した差込凹部３１ａに差し込
まれ、ソケット部３１の端部と管２０の側面とを溶着金
属１１により接合してある。すなわち、溶着金属１１
は、中心軸Ｘの周りで環状となっている。溶着金属１１
のルート部には溶込不良部１１ａを生じ易く、管２０及
びソケット部３１内に働く管２０のＸ方向に作用する熱
応力により溶込不良部１１ａを基点とする亀裂Ｃｒが生
じ易い。この亀裂Ｃｒは、図２に示すように中心軸Ｘを
中心とする略円錐面Ｃｓ内において発生する場合が多
く、平面視では亀裂Ｃｒは図４の如く発生する。もちろ
ん亀裂Ｃｒの角度は様々のものが同一のソケット溶接部
１０に混在し得る。

【００１７】図２及び図４に示すように、中央照射線Ｒ
ｍは、ソケット溶接部１０の中央上手部ＰＴ、ＰＢにお
いて円錐面Ｃｓを交差して通過するので、円錐面Ｃｓ内
の亀裂Ｃｒの画像情報は積算されず、エックス線フィル
ム３での中央部ＩＭに亀裂Ｃｒを撮像することは非常に
困難である。一方、ソケット溶接部１０の左右に位置す
る右側部ＰＲ及び左側部ＰＬでは、側照射線Ｒｓの向き
と円錐面Ｃｓの向きとがほぼ一致するので、円錐面Ｃｓ
内における亀裂Ｃｒの画像情報は積算され、エックス線
フィルム３上の右側部ＩＲ及び左側部ＩＬに亀裂Ｃｒを
撮像する。なお、中央部ＩＭには、解像度評価用の透過
度計４の像が撮影される。

【００１８】エックス線透過写真の撮影に当たっては、
図１及び４に示すように、ソケット部３１の一面側に透
過度計４を張り付け、図示しない治具によりエックス線
フィルム３を透過度計４と同じ側でソケット部３１から
離隔させて固定する。また、ソケット溶接部１０ないし
中心軸Ｘを挟んでエックス線発生器２をエックス線フィ
ルム３とは反対側に配置し、エックス線発生器２から図
４の第一中央照射線Ｒｍ１、側照射線Ｒｓ等に沿ってエ
ックス線Ｒを照射し、エックス線フィルム３を感光させ
る。次いで、エックス線発生器２、エックス線フィルム
３及び透過度計４の位置を中心軸Ｘを中心に例えば９０
度変移させ、第二中央照射線Ｒｍ２方向に向かってエッ
クス線を照射する。放射線透過写真の評価に当たって
は、図４に示す中央部ＩＭの位置に置いて透過度計４の
像を評価し、エックス線フィルム３における右側部ＩＲ
及び左側部ＩＬを中心として微細な亀裂Ｃｒの評価を行
う。もちろん、大きな欠陥は中央部ＩＭにおいても評価
可能である。

【００１９】最後に、本発明の他の実施形態の可能性を
列挙する。上記実施形態では、放射線撮像手段としてエ
ックス線フィルムを用いたが、フィルムの代わりに例え
ば、イメージングプレート（ＩＰ）やイメージインテン
シファイアー（ＩＩ）を用いても構わない。

【００２０】上記実施形態では、エックス線の照射方向
を２方向とした。しかし、エックス線の照射方向は３方
向以上の数方向にわたってもよく、管２０の直径に応じ
て適時変更すればよい。例えば、３方向から撮影する場
合は、エックス線照射装置の位置を６０度ずつ回転移動
させればよい。

【００２１】本発明は、ソケット溶接部の検査に限られ
るものではない。棒状体又は管状体において棒又は管の
中心軸Ｘを中心とする略円錐面Ｃｓ内に発生する微細な
亀裂等、上述したソケット溶接部に生じる微細な亀裂と
幾何学的に近似する亀裂に関して適用が可能である。

【００２２】なお、特許請求の範囲の項に記入した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るソケット溶接部検査装置とソケ
ット溶接部との関係を示す説明図である。

【図２】 ソケット溶接部における中心軸を中心とする
円錐面と中央照射線及び側照射線との関係を示す図であ
る。

【図３】 エックス線管における実効焦点の寸法と半影
との関係を説明するための図である。

【図４】 ソケット溶接部の平面図である。

【図５】 図４におけるＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１ ソケット溶接部検査装置 ２ エックス線発生器（エックス線透過装置） ２ａ エックス線管 ２ｂ 陽極 ２ｃ フィラメント ２ｄ ウェーネルト電極 ２ｅ 焦点 ３ エックス線フィルム（放射線撮像手段） ４ 透過度計 １０ ソケット溶接部（検査対象部） １１ 溶着金属 １１ａ 溶込不良部 ２０ 管 ３０ エルボ ３１ ソケット部 ３１ａ 差込凹部 ４０ 遮蔽体 Ｘ 中心軸 Ｒ エックス線 Ｒｍ 中央照射線 Ｒｍ１第一中央照射線 Ｒｍ２第二中央照射線 Ｒｓ 側照射線 ＰＬ 左側部 ＰＲ 右側部 ＰＴ 中央上手部 ＰＲ 中央下手部 ＩＬ 左側部 ＩＲ 右側部 ＩＭ 中央部 Ｃｒ 亀裂 Ｃｓ 円錐面 Ｇ 半影 θ 中央照射線と中心軸とのなす角

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微小焦点エックス線透過装置（２）と放
   射線撮像手段（３）とをソケット溶接部（１０）におけ
   る管差込方向に沿うこの管（２０）の中心軸（Ｘ）に交
   差する方向にこのソケット溶接部（１０）を挟んで配置
   すると共に、前記放射線撮像手段（３）を前記ソケット
   溶接部（１０）から離隔させて撮像を拡大し、前記中心
   軸（Ｘ）周りで前記エックス線透過装置（２）と前記放
   射線撮像手段（３）とを回転移動することにより複数方
   向から前記ソケット溶接部（１０）を撮影し、前記ソケ
   ット溶接部（１０）の撮像のうち少なくとも右側部（Ｉ
   Ｒ）及び左側部（ＩＬ）を検査することを特徴とするソ
   ケット溶接部検査方法。
2. 【請求項２】 前記放射線撮像手段が放射線フィルム
   （３）を含む請求項１記載のソケット溶接部検査方法。
3. 【請求項３】 棒状又は管状の検査対象部（１０）にお
   けるこの棒又は管（２０）の中心軸（Ｘ）を中心とする
   略円錐面（Ｃｓ）内に生じる亀裂（Ｃｒ）等の欠陥を検
   査する方法であって、微小焦点エックス線透過装置
   （２）と放射線撮像手段（３）とを前記中心軸（Ｘ）と
   交差する方向に前記検査対象部（１０）を挟んで配置す
   ると共に、前記放射線撮像手段（３）を前記検査対象部
   （１０）から離隔させて撮像を拡大し、前記中心軸
   （Ｘ）周りで前記エックス線透過装置（２）と前記放射
   線撮像手段（３）とを回転移動することにより複数方向
   から前記検査対象部（１０）を撮影し、前記検査対象部
   （１０）の撮像のうち少なくとも右側部（ＩＲ）及び左
   側部（ＩＬ）を検査することを特徴とする略円錐面内に
   生じる亀裂等の欠陥の検査方法。