JPH11194003A - 鋼管の溶接シーム部の検出方法 - Google Patents
鋼管の溶接シーム部の検出方法Info
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- JPH11194003A JPH11194003A JP36698A JP36698A JPH11194003A JP H11194003 A JPH11194003 A JP H11194003A JP 36698 A JP36698 A JP 36698A JP 36698 A JP36698 A JP 36698A JP H11194003 A JPH11194003 A JP H11194003A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】非破壊で鋼管などの溶接シーム部の位置を検出
する。 【解決手段】溶接鋼管８の管軸方向の磁気異方性のレベ
ルを磁歪センサ３によって連続的又は一定間隔に測定す
る工程と、磁歪センサ３によって測定された磁気異方性
のレベルが所定範囲に含まれるか否かを判定する工程
と、磁歪センサ３によって測定された磁気異方性のレベ
ルが所定範囲に含まれるか否かの判定結果に基づいて溶
接シーム部を検出する工程とからなる鋼管の溶接シーム
部の検出方法。
する。 【解決手段】溶接鋼管８の管軸方向の磁気異方性のレベ
ルを磁歪センサ３によって連続的又は一定間隔に測定す
る工程と、磁歪センサ３によって測定された磁気異方性
のレベルが所定範囲に含まれるか否かを判定する工程
と、磁歪センサ３によって測定された磁気異方性のレベ
ルが所定範囲に含まれるか否かの判定結果に基づいて溶
接シーム部を検出する工程とからなる鋼管の溶接シーム
部の検出方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板をプレス等の
曲げ加工後に縦シーム部を溶接することによって接合し
て製造される鋼管の溶接シーム部の位置を非破壊で検出
する方法に係り、特に磁歪センサを用いて、磁歪効果
（狭義には逆磁歪効果）によって生じる鋼管の磁気異方
性のレベルを測定することによって鋼管の溶接シーム部
の位置を検出する方法に関する。
曲げ加工後に縦シーム部を溶接することによって接合し
て製造される鋼管の溶接シーム部の位置を非破壊で検出
する方法に係り、特に磁歪センサを用いて、磁歪効果
（狭義には逆磁歪効果）によって生じる鋼管の磁気異方
性のレベルを測定することによって鋼管の溶接シーム部
の位置を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管は、シームレス鋼管などと呼ばれる
引き抜き製法により製造されるもの以外は、鋼板をプレ
スなどによって曲げ加工した後、縦シーム部を溶接によ
って接合して製造される。
引き抜き製法により製造されるもの以外は、鋼板をプレ
スなどによって曲げ加工した後、縦シーム部を溶接によ
って接合して製造される。
【０００３】この曲げ加工後の溶接方法には様々な方法
があるが、電縫管と呼ばれる種類の鋼管の製造には高周
波電気抵抗溶接法が用いられるため、溶接された縦シー
ム部、すなわち溶接シーム部の位置が外観上明瞭ではな
く、管の内外面を精密な目視によって調査することによ
って、かろうじてその位置が判定される。
があるが、電縫管と呼ばれる種類の鋼管の製造には高周
波電気抵抗溶接法が用いられるため、溶接された縦シー
ム部、すなわち溶接シーム部の位置が外観上明瞭ではな
く、管の内外面を精密な目視によって調査することによ
って、かろうじてその位置が判定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような目視による溶接シーム部の位置の判定方法では、
管の内外面に錆などがある場合や、塗装が施されている
には、溶接シーム部の位置の判定が非常に困難となる。
ような目視による溶接シーム部の位置の判定方法では、
管の内外面に錆などがある場合や、塗装が施されている
には、溶接シーム部の位置の判定が非常に困難となる。
【０００５】一方、図６に例示するように、縦シーム部
１を溶接して製造された複数本の管２を管軸が同一とな
るように溶接連結して橋梁、鉄骨などの各種構造物やパ
イプラインを製作する場合に、溶接継ぎ手部のより高い
信頼性を得る目的から、図６（ａ）のように、溶接され
た縦シーム部１である溶接シーム部が互いに接近するの
ではなく、図６（ｂ）のように、溶接シーム部が互いに
接近しないように配置して連結することが求められる場
合があるが、このように溶接シーム部の位置を考慮して
連結する際には溶接シーム部を正確に判定することが重
要になる。本発明は、以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、非破壊で鋼管などの溶接シーム部の位置を検
出する方法を提供することを目的とする。
１を溶接して製造された複数本の管２を管軸が同一とな
るように溶接連結して橋梁、鉄骨などの各種構造物やパ
イプラインを製作する場合に、溶接継ぎ手部のより高い
信頼性を得る目的から、図６（ａ）のように、溶接され
た縦シーム部１である溶接シーム部が互いに接近するの
ではなく、図６（ｂ）のように、溶接シーム部が互いに
接近しないように配置して連結することが求められる場
合があるが、このように溶接シーム部の位置を考慮して
連結する際には溶接シーム部を正確に判定することが重
要になる。本発明は、以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、非破壊で鋼管などの溶接シーム部の位置を検
出する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。本発明は、溶
接鋼管の磁気異方性のレベルを磁歪センサによって管周
方向に連続的又は一定間隔毎に測定する工程と、磁歪セ
ンサによって測定された磁気異方性のレベルが所定範囲
に含まれるか否かを判定する工程と、磁歪センサによっ
て測定された磁気異方性のレベルが所定範囲に含まれる
か否かの判定結果に基づいて溶接シーム部を検出する工
程とからなる鋼管の溶接シーム部の検出方法である。
成するために以下のような手段を講じた。本発明は、溶
接鋼管の磁気異方性のレベルを磁歪センサによって管周
方向に連続的又は一定間隔毎に測定する工程と、磁歪セ
ンサによって測定された磁気異方性のレベルが所定範囲
に含まれるか否かを判定する工程と、磁歪センサによっ
て測定された磁気異方性のレベルが所定範囲に含まれる
か否かの判定結果に基づいて溶接シーム部を検出する工
程とからなる鋼管の溶接シーム部の検出方法である。
【０００７】溶接シーム部を有する鋼管において、溶接
シーム部の磁気異方性のレベルと溶接シーム部を含まな
い一般部の磁気異方性のレベルとの間には大きな差が生
じる。
シーム部の磁気異方性のレベルと溶接シーム部を含まな
い一般部の磁気異方性のレベルとの間には大きな差が生
じる。
【０００８】したがって、本発明の鋼管の溶接シーム部
の検出方法においては、磁歪センサによって磁気異方性
のレベルを測定し、この測定された磁気異方性のレベル
が所定範囲に含まれるか否かを判定して溶接シーム部を
検出するため、電縫管などの鋼管の溶接シーム部の位置
を非破壊で確実に検出することができる。
の検出方法においては、磁歪センサによって磁気異方性
のレベルを測定し、この測定された磁気異方性のレベル
が所定範囲に含まれるか否かを判定して溶接シーム部を
検出するため、電縫管などの鋼管の溶接シーム部の位置
を非破壊で確実に検出することができる。
【０００９】また、溶接シーム部の位置を確実に検出す
ることによって、鋼管の接続時に溶接シーム部をずらし
て連結することができ、これにより構造物や配管系の信
頼性を向上させることができる。
ることによって、鋼管の接続時に溶接シーム部をずらし
て連結することができ、これにより構造物や配管系の信
頼性を向上させることができる。
【００１０】本発明は、溶接鋼管の磁気異方性のレベル
を磁歪センサによって管周方向に連続的又は一定間隔毎
に測定する工程と、磁歪センサによって測定された磁気
異方性のレベルの変化量が所定範囲に含まれるか否かを
判定する工程と、磁歪センサによって測定された磁気異
方性のレベルの変化量が所定範囲に含まれるか否かの判
定結果に基づいて溶接シーム部を検出する工程とからな
る鋼管の溶接シーム部の検出方法である。
を磁歪センサによって管周方向に連続的又は一定間隔毎
に測定する工程と、磁歪センサによって測定された磁気
異方性のレベルの変化量が所定範囲に含まれるか否かを
判定する工程と、磁歪センサによって測定された磁気異
方性のレベルの変化量が所定範囲に含まれるか否かの判
定結果に基づいて溶接シーム部を検出する工程とからな
る鋼管の溶接シーム部の検出方法である。
【００１１】溶接シーム部を有する鋼管において、溶接
シーム部の磁気異方性のレベルと溶接シーム部を含まな
い一般部の磁気異方性のレベルとの間には大きな差が生
じる。
シーム部の磁気異方性のレベルと溶接シーム部を含まな
い一般部の磁気異方性のレベルとの間には大きな差が生
じる。
【００１２】したがって、この磁歪センサによって測定
される磁気異方性のレベルの変化量が所定範囲に含まれ
るか否かを判定して溶接シーム部を検出することによ
り、上記の発明と同様の効果を得ることができる。
される磁気異方性のレベルの変化量が所定範囲に含まれ
るか否かを判定して溶接シーム部を検出することによ
り、上記の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。 （第１の実施の形態）本実施の形態においては、鋼管に
おける応力を測定する際に利用される磁歪センサを用い
て磁気異方性のレベルを測定し、この測定された磁気異
方性のレベルによって鋼管の溶接シーム部の位置を検出
する方法について説明する。
の実施の形態について説明する。 （第１の実施の形態）本実施の形態においては、鋼管に
おける応力を測定する際に利用される磁歪センサを用い
て磁気異方性のレベルを測定し、この測定された磁気異
方性のレベルによって鋼管の溶接シーム部の位置を検出
する方法について説明する。
【００１４】まず、磁歪センサの原理及び当該磁歪セン
サを用いた鋼管の応力の差の測定方法について説明す
る。鉄鋼材料などの強磁性体に作用している応力を測定
する応力測定方法としては、磁歪効果、すなわち応力に
よって磁気的性質が変化する現象を利用する方法があ
る。このような応力測定方法の中でも、磁歪効果によっ
て生じる磁気異方性を利用する応力測定方法は、鋼構造
物や機械部品に作用している応力を非破壊で比較的簡単
に測定できる方法であり、特開昭６２−１２１３２５号
公報、実開平１−１３５３３８号公報、特開平７−１１
０２７０号公報、日本金属学会会報第３０巻第４号「新
技術・新製品」Ｐ３１０〜３１２（１９９１）、日本土
木学会第５０回年次学術講演会講演概要集Ｐ６６２〜６
６３（１９９５）等にその技術が開示されている。
サを用いた鋼管の応力の差の測定方法について説明す
る。鉄鋼材料などの強磁性体に作用している応力を測定
する応力測定方法としては、磁歪効果、すなわち応力に
よって磁気的性質が変化する現象を利用する方法があ
る。このような応力測定方法の中でも、磁歪効果によっ
て生じる磁気異方性を利用する応力測定方法は、鋼構造
物や機械部品に作用している応力を非破壊で比較的簡単
に測定できる方法であり、特開昭６２−１２１３２５号
公報、実開平１−１３５３３８号公報、特開平７−１１
０２７０号公報、日本金属学会会報第３０巻第４号「新
技術・新製品」Ｐ３１０〜３１２（１９９１）、日本土
木学会第５０回年次学術講演会講演概要集Ｐ６６２〜６
６３（１９９５）等にその技術が開示されている。
【００１５】図１は、この磁歪効果によって生じる磁気
異方性を利用する応力測定方法の一例を示す斜視図であ
り、応力の差を磁歪センサを用いて求める方法について
示したものである。
異方性を利用する応力測定方法の一例を示す斜視図であ
り、応力の差を磁歪センサを用いて求める方法について
示したものである。
【００１６】この応力測定方法において用いられる磁歪
センサ３は、励磁用コイル４を巻いたコの字型の励磁用
ヨーク５と、検出用コイル６を巻いたコの字型の検出用
ヨーク７とが互いにヨーク鞍部の中央部で直交するよう
に配置されており、さらに励磁用コイル４に交流電流を
流して鋼管８を励磁するための交流電源９と、検出用コ
イル６に誘起される起電力を測定して鋼管８を流れる磁
束を検出するための電圧計１０とを備えている。
センサ３は、励磁用コイル４を巻いたコの字型の励磁用
ヨーク５と、検出用コイル６を巻いたコの字型の検出用
ヨーク７とが互いにヨーク鞍部の中央部で直交するよう
に配置されており、さらに励磁用コイル４に交流電流を
流して鋼管８を励磁するための交流電源９と、検出用コ
イル６に誘起される起電力を測定して鋼管８を流れる磁
束を検出するための電圧計１０とを備えている。
【００１７】以下に、この磁歪センサ３を、鋼管８上に
励磁用ヨーク５及び検出用ヨーク７が鋼管８の長手方
向、すなわち管軸と４５度の位置関係になるように設置
して鋼管８の応力の差を測定する場合について説明す
る。
励磁用ヨーク５及び検出用ヨーク７が鋼管８の長手方
向、すなわち管軸と４５度の位置関係になるように設置
して鋼管８の応力の差を測定する場合について説明す
る。
【００１８】いま、鋼管８のＸ軸方向に引っ張り応力σ
X が発生すると、磁性材料である鋼管８のＸ、Ｙ軸方向
の透磁率μX 、μY には磁歪効果により下記の（１）式
の関係、すなわち磁気異方性が生じる。
X が発生すると、磁性材料である鋼管８のＸ、Ｙ軸方向
の透磁率μX 、μY には磁歪効果により下記の（１）式
の関係、すなわち磁気異方性が生じる。
【００１９】μX ＞ μY …（１） このような磁気異方性が生じている状態にある鋼管８に
上記の磁歪センサ３を接近させ、この磁歪センサ３の励
磁用ヨーク５に巻かれた励磁用コイル４に交流電源９に
よって交流電流を流して鋼管８を励磁すると、励磁用ヨ
ーク５の一方の開口端５ａから出た磁束の大部分は直接
励磁用ヨーク５の他方の開口端５ｂへ向かうが、鋼管８
には引っ張り応力σX により（１）式のような磁気異方
性が生じているため、磁束の一部は検出用ヨーク７を経
由して励磁用ヨーク５の開口端５ｂに流れる。このた
め、検出用ヨーク７に巻かれた検出用コイル６に取付け
られた電圧計１０には、下記の（２）式に示す出力波形
の起電力が誘起される。
上記の磁歪センサ３を接近させ、この磁歪センサ３の励
磁用ヨーク５に巻かれた励磁用コイル４に交流電源９に
よって交流電流を流して鋼管８を励磁すると、励磁用ヨ
ーク５の一方の開口端５ａから出た磁束の大部分は直接
励磁用ヨーク５の他方の開口端５ｂへ向かうが、鋼管８
には引っ張り応力σX により（１）式のような磁気異方
性が生じているため、磁束の一部は検出用ヨーク７を経
由して励磁用ヨーク５の開口端５ｂに流れる。このた
め、検出用ヨーク７に巻かれた検出用コイル６に取付け
られた電圧計１０には、下記の（２）式に示す出力波形
の起電力が誘起される。
【００２０】 Ｖ＝Ｍ0 ・（μX −μY ）・ＣＯＳ[ ２／（θ−４／π）] …（２） ここで、Ｖは検出用コイル６に誘起される交流起電力の
整流値、Ｍ0 は励磁条件や鋼管８の磁気的特性などによ
り定まる第１の定数、 ＣＯＳ[ ２／（θ−４／π）]
は余弦関数、θは検出用ヨーク７の一方の開口端７ａと
他方の開口端７ｂとを結ぶ直線とＸ軸のなす角である。
整流値、Ｍ0 は励磁条件や鋼管８の磁気的特性などによ
り定まる第１の定数、 ＣＯＳ[ ２／（θ−４／π）]
は余弦関数、θは検出用ヨーク７の一方の開口端７ａと
他方の開口端７ｂとを結ぶ直線とＸ軸のなす角である。
【００２１】透磁率の差（μX −μY ）は応力の差（σ
X −σY ）に比例するため、（２）式は下記の（３）式
に書き換え可能である。 Ｖ＝Ｍ・（σX −σY ）・ＣＯＳ[ ２／（θ−４／π）] …（３） ここで、Ｍは励磁条件やコイルの条件、鋼管８の磁気的
特性などにより定まる第２の定数である。
X −σY ）に比例するため、（２）式は下記の（３）式
に書き換え可能である。 Ｖ＝Ｍ・（σX −σY ）・ＣＯＳ[ ２／（θ−４／π）] …（３） ここで、Ｍは励磁条件やコイルの条件、鋼管８の磁気的
特性などにより定まる第２の定数である。
【００２２】ゆえに、磁歪センサ３によって電圧Ｖを測
定し、この（３）式を用ることにより、鋼管８に作用し
ている応力の差を求めることができる。以上が磁歪効果
によって生じる磁気異方性を利用する応力測定方法の一
例であり、この応力測定方法においては磁歪センサ３の
測定電圧Ｖから応力の差が求められる。
定し、この（３）式を用ることにより、鋼管８に作用し
ている応力の差を求めることができる。以上が磁歪効果
によって生じる磁気異方性を利用する応力測定方法の一
例であり、この応力測定方法においては磁歪センサ３の
測定電圧Ｖから応力の差が求められる。
【００２３】一般的に、溶接シーム部では、溶接シーム
部ではない一般部に比べて高い残留応力が存在してお
り、またその高い残留応力の存在する範囲は溶接シーム
部の極近傍に限られる。
部ではない一般部に比べて高い残留応力が存在してお
り、またその高い残留応力の存在する範囲は溶接シーム
部の極近傍に限られる。
【００２４】ゆえに、磁歪センサ３で残留応力の分布を
測定すると、溶接シーム部の近傍が残留応力の特異点と
なっている。ここで、磁気異方性のレベルは、（１）式
に示すように透磁率の差（μX −μY ）によって示すこ
とができるが、この磁気異方性のレベル（μX −μY ）
は、（２）式に示すように磁歪センサ３による測定電圧
Ｖに比例するため、この電圧Ｖは磁気異方性のレベルに
相当すると考えられる。
測定すると、溶接シーム部の近傍が残留応力の特異点と
なっている。ここで、磁気異方性のレベルは、（１）式
に示すように透磁率の差（μX −μY ）によって示すこ
とができるが、この磁気異方性のレベル（μX −μY ）
は、（２）式に示すように磁歪センサ３による測定電圧
Ｖに比例するため、この電圧Ｖは磁気異方性のレベルに
相当すると考えられる。
【００２５】また、磁気異方性のレベル（μX −μY ）
と応力の差（σX −σY ）は比例関係にあるため、
（３）式によって求められる応力の差（σX −σY ）も
磁気異方性のレベルに相当すると考えられる。
と応力の差（σX −σY ）は比例関係にあるため、
（３）式によって求められる応力の差（σX −σY ）も
磁気異方性のレベルに相当すると考えられる。
【００２６】したがって、この磁気異方性のレベルに相
当する磁歪センサ３による測定電圧Ｖの分布や応力測定
方法によって求まる応力の差（σX −σY ）の分布によ
り溶接シーム部の位置の検出が可能となる。
当する磁歪センサ３による測定電圧Ｖの分布や応力測定
方法によって求まる応力の差（σX −σY ）の分布によ
り溶接シーム部の位置の検出が可能となる。
【００２７】すなわち、磁歪センサ３による測定電圧値
Ｖや、応力測定方法による応力の差（σX −σY ）は磁
気異方性のレベルに相当し、この磁気異方性のレベルに
は、溶接シーム部で測定された場合と一般部で測定され
た場合とで大きな差を有するという特徴がある。
Ｖや、応力測定方法による応力の差（σX −σY ）は磁
気異方性のレベルに相当し、この磁気異方性のレベルに
は、溶接シーム部で測定された場合と一般部で測定され
た場合とで大きな差を有するという特徴がある。
【００２８】本実施の形態に係る溶接シーム部の位置の
検出方法においては、この磁気異方性のレベルにより、
測定位置が溶接シーム部か否かの判定を行う。図２は、
本実施の形態に係る溶接シーム部の検出方法における処
理の流れを示すフローチャートであり、鋼管８が被測定
物となっており、磁気異方性のレベルに相当する値とし
て磁歪センサ３の測定電圧Ｖが利用される場合について
説明する。なお、磁気異方性のレベルに相当する値とし
て応力を用いる場合も同様の処理が実行される。
検出方法においては、この磁気異方性のレベルにより、
測定位置が溶接シーム部か否かの判定を行う。図２は、
本実施の形態に係る溶接シーム部の検出方法における処
理の流れを示すフローチャートであり、鋼管８が被測定
物となっており、磁気異方性のレベルに相当する値とし
て磁歪センサ３の測定電圧Ｖが利用される場合について
説明する。なお、磁気異方性のレベルに相当する値とし
て応力を用いる場合も同様の処理が実行される。
【００２９】まず、本実施の形態においては、鋼管８で
ある溶接鋼管の管軸方向に対して励磁用ヨーク５及び検
出用ヨーク７をほぼ４５度の位置関係になるように磁歪
センサ３の向きを合わせる（ｓ１）。これは、想定され
るシームの溶接による応力の方向は鋼管８の管軸方向及
びこの管軸方向に垂直な鋼管８の周方向の成分を持って
いることが想定されるため、この管軸方向及び周方向の
応力に対して磁歪センサ３の感度が最も高くなるように
するためである。
ある溶接鋼管の管軸方向に対して励磁用ヨーク５及び検
出用ヨーク７をほぼ４５度の位置関係になるように磁歪
センサ３の向きを合わせる（ｓ１）。これは、想定され
るシームの溶接による応力の方向は鋼管８の管軸方向及
びこの管軸方向に垂直な鋼管８の周方向の成分を持って
いることが想定されるため、この管軸方向及び周方向の
応力に対して磁歪センサ３の感度が最も高くなるように
するためである。
【００３０】次に、この向きを合わせた磁歪センサ３を
鋼管８のほぼ表面に設置し（ｓ２）、設置した際にはル
ープ変数Ｎをゼロとする（ｓ３）。次に、鋼管８の周方
向に連続的又は等間隔に磁歪センサ３を走査させて鋼管
８の磁気異方性のレベルに相当する電圧Ｖ1 〜Ｖn を測
定するためにループ変数Ｎをカウントアップし（ｓ
４）、磁歪センサ３によって鋼管８の電圧ＶN を測定す
る（ｓ５）。
鋼管８のほぼ表面に設置し（ｓ２）、設置した際にはル
ープ変数Ｎをゼロとする（ｓ３）。次に、鋼管８の周方
向に連続的又は等間隔に磁歪センサ３を走査させて鋼管
８の磁気異方性のレベルに相当する電圧Ｖ1 〜Ｖn を測
定するためにループ変数Ｎをカウントアップし（ｓ
４）、磁歪センサ３によって鋼管８の電圧ＶN を測定す
る（ｓ５）。
【００３１】次に、予め実験的又は経験的手法によって
求められている溶接シーム部のある場合の電圧Ｖと溶接
シーム部のない場合の電圧Ｖの差の許容範囲を示すしき
い値ΔＶと、予め実験によって求められている溶接シー
ム部のない一般部の磁気異方性のレベルに相当する電圧
Ｖnormalとを、データベースから読み出す（ｓ６）。
求められている溶接シーム部のある場合の電圧Ｖと溶接
シーム部のない場合の電圧Ｖの差の許容範囲を示すしき
い値ΔＶと、予め実験によって求められている溶接シー
ム部のない一般部の磁気異方性のレベルに相当する電圧
Ｖnormalとを、データベースから読み出す（ｓ６）。
【００３２】次に、磁歪センサ３の測定電圧ＶN を、デ
ータベースから読み出した電圧Ｖnormalと比較し、下記
の（４）式によって溶接シーム部の存在を判定する（ｓ
７）。
ータベースから読み出した電圧Ｖnormalと比較し、下記
の（４）式によって溶接シーム部の存在を判定する（ｓ
７）。
【００３３】｜ＶN −Ｖnormal｜＞ΔＶ …（４） この（４）式が成り立つ場合、すなわちＶN が所定範囲
に含まれない場合には、磁歪センサ３による測定位置が
溶接シーム部であるとして出力され（ｓ８）、この
（４）式が成り立たない場合、すなわちＶN が所定範囲
に含まれる場合には、磁歪センサ３による測定位置が溶
接シーム部のない一般部であるとして出力される（ｓ
９）。
に含まれない場合には、磁歪センサ３による測定位置が
溶接シーム部であるとして出力され（ｓ８）、この
（４）式が成り立たない場合、すなわちＶN が所定範囲
に含まれる場合には、磁歪センサ３による測定位置が溶
接シーム部のない一般部であるとして出力される（ｓ
９）。
【００３４】そして、ループ変数Ｎがｎと比較され（ｓ
１０）、ループ変数Ｎがｎ以上であり、電圧Ｖ1 〜Ｖn
の測定がなされている場合には処理が終了され、ループ
変数Ｎがｎより小さく、電圧Ｖ1 〜Ｖn の測定がなされ
ていない場合にはさらに鋼管８の周方向に磁歪センサ３
の位置を移動させて（ｓ１１）、再びループ変数Ｎをカ
ウントアップして（ｓ４）処理が繰り返される。
１０）、ループ変数Ｎがｎ以上であり、電圧Ｖ1 〜Ｖn
の測定がなされている場合には処理が終了され、ループ
変数Ｎがｎより小さく、電圧Ｖ1 〜Ｖn の測定がなされ
ていない場合にはさらに鋼管８の周方向に磁歪センサ３
の位置を移動させて（ｓ１１）、再びループ変数Ｎをカ
ウントアップして（ｓ４）処理が繰り返される。
【００３５】以上のように、本実施の形態に係る鋼管の
溶接シーム部の検出方法においては、鋼管８の周方向に
連続的又は等間隔に磁歪センサ３を走査させて鋼管８の
磁気異方性のレベルを測定し、この磁気異方性のレベル
に相当する電圧Ｖ1 〜Ｖn の測定位置のうち、当該電圧
Ｖ1 〜Ｖn と一般部の電圧Ｖnormalとの較差がしきい値
ΔＶよりも大きくなる場合の測定位置を溶接シーム部と
して判定する。
溶接シーム部の検出方法においては、鋼管８の周方向に
連続的又は等間隔に磁歪センサ３を走査させて鋼管８の
磁気異方性のレベルを測定し、この磁気異方性のレベル
に相当する電圧Ｖ1 〜Ｖn の測定位置のうち、当該電圧
Ｖ1 〜Ｖn と一般部の電圧Ｖnormalとの較差がしきい値
ΔＶよりも大きくなる場合の測定位置を溶接シーム部と
して判定する。
【００３６】溶接シーム部における磁歪センサ３の出力
レベルと一般部における磁歪センサ３の出力レベルとに
は明確な差があるため、本実施の形態による鋼管の溶接
シーム部の検出方法を適用することで、電縫管などの鋼
管８の溶接シーム位置を非破壊で確実に検出することが
できる。
レベルと一般部における磁歪センサ３の出力レベルとに
は明確な差があるため、本実施の形態による鋼管の溶接
シーム部の検出方法を適用することで、電縫管などの鋼
管８の溶接シーム位置を非破壊で確実に検出することが
できる。
【００３７】また、本実施の形態に係る鋼管の溶接シー
ム部の検出方法によって溶接シーム部の位置を確実に検
出した後、鋼管８どうしを接続する際に溶接シーム部を
ずらして連結する工程を設けることで、耐久性のある構
造物や配管系の製造が可能になり、この構造物や配管系
の信頼性を向上させることができる。
ム部の検出方法によって溶接シーム部の位置を確実に検
出した後、鋼管８どうしを接続する際に溶接シーム部を
ずらして連結する工程を設けることで、耐久性のある構
造物や配管系の製造が可能になり、この構造物や配管系
の信頼性を向上させることができる。
【００３８】なお、本実施の形態に係る鋼管の溶接シー
ム部の検出方法では、磁気異方性のレベルに相当するも
のとして磁歪センサ３の出力レベルである電圧Ｖ1 〜Ｖ
n を用いて溶接シーム部の位置を判定しているが、これ
に限定されるものではなく、例えば磁気異方性のレベル
に相当するものとして応力測定方法によって求められる
応力を用いて溶接シーム部の位置を判定するとしても、
同様の作用効果を得ることができる。
ム部の検出方法では、磁気異方性のレベルに相当するも
のとして磁歪センサ３の出力レベルである電圧Ｖ1 〜Ｖ
n を用いて溶接シーム部の位置を判定しているが、これ
に限定されるものではなく、例えば磁気異方性のレベル
に相当するものとして応力測定方法によって求められる
応力を用いて溶接シーム部の位置を判定するとしても、
同様の作用効果を得ることができる。
【００３９】また、本実施の形態に係る溶接シーム部の
検出方法においては、磁歪センサ３で各電圧Ｖ1 〜Ｖn
を測定する度に、この測定位置が溶接シーム部であるか
否かを判定しているが、これに限定されるものではな
く、例えば磁歪センサ３で測定した電圧Ｖ1 〜Ｖn を一
旦メモリ等の記憶装置に保存しておき、測定後に一括し
て溶接シーム部を検出するとしてもよい。
検出方法においては、磁歪センサ３で各電圧Ｖ1 〜Ｖn
を測定する度に、この測定位置が溶接シーム部であるか
否かを判定しているが、これに限定されるものではな
く、例えば磁歪センサ３で測定した電圧Ｖ1 〜Ｖn を一
旦メモリ等の記憶装置に保存しておき、測定後に一括し
て溶接シーム部を検出するとしてもよい。
【００４０】（第２の実施の形態）本実施の形態におい
ては、磁気異方性のレベルの微分値を求め、この求めた
微分値を磁気異方性のレベルの変化量とし、この変化量
が所定の範囲に含まれるか否かを判定して溶接シーム部
の位置を検出する鋼管の溶接シーム部の検出方法につい
て説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の
形態で説明したものと同一のものには同一の符号を付し
てその説明を省略する。
ては、磁気異方性のレベルの微分値を求め、この求めた
微分値を磁気異方性のレベルの変化量とし、この変化量
が所定の範囲に含まれるか否かを判定して溶接シーム部
の位置を検出する鋼管の溶接シーム部の検出方法につい
て説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の
形態で説明したものと同一のものには同一の符号を付し
てその説明を省略する。
【００４１】図３は、本実施の形態に係る鋼管のシーム
溶接部の検出方法における処理の流れを示すフローチャ
ートであり、磁気異方性のレベルに相当する値として、
磁歪センサ３による測定電圧Ｖを（３）式に代入して得
られる応力の差Ｐを用いる場合について説明する。な
お、磁気異方性のレベルに相当する値として電圧値Ｖを
用いる場合も同様の処理が実行されるため、ここでは説
明を省略する。
溶接部の検出方法における処理の流れを示すフローチャ
ートであり、磁気異方性のレベルに相当する値として、
磁歪センサ３による測定電圧Ｖを（３）式に代入して得
られる応力の差Ｐを用いる場合について説明する。な
お、磁気異方性のレベルに相当する値として電圧値Ｖを
用いる場合も同様の処理が実行されるため、ここでは説
明を省略する。
【００４２】まず、本実施の形態においては、第１の実
施の形態において説明した図２のフローチャートと同様
に、溶接された鋼管８の管軸方向に励磁用ヨーク５及び
検出用ヨーク７がほぼ４５度の位置関係になるように磁
歪センサ３の向きを合わせ（ｔ１）、この向きを合わせ
た磁歪センサ３を鋼管８のほぼ表面に設置する（ｔ
２）。
施の形態において説明した図２のフローチャートと同様
に、溶接された鋼管８の管軸方向に励磁用ヨーク５及び
検出用ヨーク７がほぼ４５度の位置関係になるように磁
歪センサ３の向きを合わせ（ｔ１）、この向きを合わせ
た磁歪センサ３を鋼管８のほぼ表面に設置する（ｔ
２）。
【００４３】次に、磁歪センサ３を設置した際にループ
変数Ｎをゼロとし（ｔ３）、この磁歪センサ３によって
電圧ＶN 、すなわちＶ0 を測定して（３）式から応力の
差Ｐ0 を求める（ｔ４）。
変数Ｎをゼロとし（ｔ３）、この磁歪センサ３によって
電圧ＶN 、すなわちＶ0 を測定して（３）式から応力の
差Ｐ0 を求める（ｔ４）。
【００４４】次に、磁歪センサ３の位置を鋼管８の周方
向に移動させる（ｔ５）。また鋼管８の周方向に連続的
又は等間隔に磁歪センサ３を走査させて順次電圧Ｖ1 〜
Ｖnを測定して応力の差Ｐ1 〜Ｐn を求めるためのルー
プ変数Ｎをカウントアップし（ｔ６）、磁歪センサ３に
よって電圧ＶN を測定して応力の差ＰN を求める（ｔ
７）。さらに、磁歪センサ３による電圧ＶN の測定位置
と電圧ＶN-1 の測定位置とから区間距離ΔＸを求める
（ｔ８）。
向に移動させる（ｔ５）。また鋼管８の周方向に連続的
又は等間隔に磁歪センサ３を走査させて順次電圧Ｖ1 〜
Ｖnを測定して応力の差Ｐ1 〜Ｐn を求めるためのルー
プ変数Ｎをカウントアップし（ｔ６）、磁歪センサ３に
よって電圧ＶN を測定して応力の差ＰN を求める（ｔ
７）。さらに、磁歪センサ３による電圧ＶN の測定位置
と電圧ＶN-1 の測定位置とから区間距離ΔＸを求める
（ｔ８）。
【００４５】次に、予め実験的又は経験的手法によって
求められている一般部での同区間距離ΔＸでの応力の差
の微分値の許容範囲を示すしきい値Ｋをデータベースか
ら読み出す（ｔ９）。
求められている一般部での同区間距離ΔＸでの応力の差
の微分値の許容範囲を示すしきい値Ｋをデータベースか
ら読み出す（ｔ９）。
【００４６】次に、求められた応力の差ＰN と応力の差
ＰN-1 の差を区間距離ΔＸで割って微分値を求め、この
求めた微分値としきい値Ｋを比較する下記の（５）式に
よって溶接シーム部の存在を判定する（ｔ１０）。
ＰN-1 の差を区間距離ΔＸで割って微分値を求め、この
求めた微分値としきい値Ｋを比較する下記の（５）式に
よって溶接シーム部の存在を判定する（ｔ１０）。
【００４７】 ｜（ＰN −ＰN-1 ）／ΔＸ｜＞Ｋ …（５） この（５）式が成り立つ場合には、磁歪センサ３による
測定位置が溶接シーム部であるとして出力され（ｔ１
１）、この（５）式が成り立たない場合には、磁歪セン
サ３による測定位置が溶接シーム部のない一般部である
として出力される（ｔ１２）。
測定位置が溶接シーム部であるとして出力され（ｔ１
１）、この（５）式が成り立たない場合には、磁歪セン
サ３による測定位置が溶接シーム部のない一般部である
として出力される（ｔ１２）。
【００４８】そして、ループ変数Ｎがｎと比較され（ｔ
１３）、ループ変数Ｎがｎ以上であり、応力の差Ｐ1 〜
Ｐn の判定が行なわれた場合には処理が終了され、応力
の差Ｐ1 〜Ｐn の判定が行なわれていない場合には再び
鋼管８の周方向に磁歪センサ３の位置を移動させて（ｔ
５）ループ変数Ｎをカウントアップして（ｔ６）処理が
繰り返される。
１３）、ループ変数Ｎがｎ以上であり、応力の差Ｐ1 〜
Ｐn の判定が行なわれた場合には処理が終了され、応力
の差Ｐ1 〜Ｐn の判定が行なわれていない場合には再び
鋼管８の周方向に磁歪センサ３の位置を移動させて（ｔ
５）ループ変数Ｎをカウントアップして（ｔ６）処理が
繰り返される。
【００４９】以上のように、本実施の形態に係る鋼管の
溶接シーム部の検出方法においては、磁歪センサ３の測
定電圧Ｖ1 〜Ｖn から求めた応力の差Ｐ1 〜Ｐn の微分
値の絶対値、すなわち磁気異方性の変化量の絶対値が、
しきい値Ｋよりも大きくなる場合の測定位置を溶接シー
ム部として判定する。
溶接シーム部の検出方法においては、磁歪センサ３の測
定電圧Ｖ1 〜Ｖn から求めた応力の差Ｐ1 〜Ｐn の微分
値の絶対値、すなわち磁気異方性の変化量の絶対値が、
しきい値Ｋよりも大きくなる場合の測定位置を溶接シー
ム部として判定する。
【００５０】これにより、本実施の形態に係る鋼管の溶
接シーム部の検出方法によれば、先に説明した第１の実
施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。な
お、本実施の形態に係る鋼管の溶接シーム部の検出方法
では、磁気異方性のレベルの変化量を示すものとして磁
歪センサ３の出力レベルである電圧Ｖ1 〜Ｖn から求め
た応力の差Ｐ1 〜Ｐn の微分値を用いて溶接シーム部の
位置を判定しているが、これに限定されるものではな
く、例えば磁気異方性のレベルを示すものとして磁歪セ
ンサ３の測定電圧Ｖ1 〜Ｖn の微分値を用いて溶接シー
ム部の位置を判定するとしても、同様の作用効果を得る
ことができる。
接シーム部の検出方法によれば、先に説明した第１の実
施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。な
お、本実施の形態に係る鋼管の溶接シーム部の検出方法
では、磁気異方性のレベルの変化量を示すものとして磁
歪センサ３の出力レベルである電圧Ｖ1 〜Ｖn から求め
た応力の差Ｐ1 〜Ｐn の微分値を用いて溶接シーム部の
位置を判定しているが、これに限定されるものではな
く、例えば磁気異方性のレベルを示すものとして磁歪セ
ンサ３の測定電圧Ｖ1 〜Ｖn の微分値を用いて溶接シー
ム部の位置を判定するとしても、同様の作用効果を得る
ことができる。
【００５１】また、本実施の形態に係る鋼管の溶接シー
ム部の検出方法においては、磁歪センサ３で各電圧Ｖ1
〜Ｖn を測定して応力の差Ｐ1 〜Ｐn の微分値を求める
度に、この測定位置が溶接シーム部であるか否かを判定
しているが、これに限定されるものではなく、例えば磁
歪センサ３で測定した各電圧Ｖ1 〜Ｖn から求めた応力
の差Ｐ1 〜Ｐn の微分値を一旦メモリ等の記憶装置に保
存しておき、測定後に一括して溶接シーム部を検出する
としてもよい。
ム部の検出方法においては、磁歪センサ３で各電圧Ｖ1
〜Ｖn を測定して応力の差Ｐ1 〜Ｐn の微分値を求める
度に、この測定位置が溶接シーム部であるか否かを判定
しているが、これに限定されるものではなく、例えば磁
歪センサ３で測定した各電圧Ｖ1 〜Ｖn から求めた応力
の差Ｐ1 〜Ｐn の微分値を一旦メモリ等の記憶装置に保
存しておき、測定後に一括して溶接シーム部を検出する
としてもよい。
【００５２】
【実施例】以下、本発明の溶接シーム部の検出方法によ
る検出状態を調べるために行った実験の結果について説
明する。図４は、本実験の測定状態を示す斜視図であ
り、図１及び図６と同一の部分には同一の符号を付して
その説明を省略する。
る検出状態を調べるために行った実験の結果について説
明する。図４は、本実験の測定状態を示す斜視図であ
り、図１及び図６と同一の部分には同一の符号を付して
その説明を省略する。
【００５３】本実験は、磁歪センサ３の位置を鋼管８の
周方向ａに移動させながら電圧Ｖを測定するものであ
る。図５は、磁歪センサ３による測定位置と、当該測定
位置における磁歪センサ３の出力電圧Ｖの関係を示す状
態図であり、鋼管８の周方向角度によって磁歪センサ３
の測定位置を示している。
周方向ａに移動させながら電圧Ｖを測定するものであ
る。図５は、磁歪センサ３による測定位置と、当該測定
位置における磁歪センサ３の出力電圧Ｖの関係を示す状
態図であり、鋼管８の周方向角度によって磁歪センサ３
の測定位置を示している。
【００５４】この図５の実験結果に示すように、溶接シ
ーム部と一般部とでは、磁歪センサ３の出力電圧には明
確な差があり、磁歪センサ３の出力電圧の特異点を検出
し、この特異点の測定位置を溶接シーム部として検出す
ることで正確に溶接シーム部を検出することができる。
ーム部と一般部とでは、磁歪センサ３の出力電圧には明
確な差があり、磁歪センサ３の出力電圧の特異点を検出
し、この特異点の測定位置を溶接シーム部として検出す
ることで正確に溶接シーム部を検出することができる。
【００５５】
【発明の効果】以上詳記したように本発明の鋼管の溶接
シーム部の検出方法においては、溶接鋼管の磁気異方性
のレベルを磁歪センサによって測定し、磁歪センサによ
って測定された磁気異方性のレベル又は磁気異方性のレ
ベルの変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定し、こ
の判定による結果に基づいて溶接シーム部を検出する。
シーム部の検出方法においては、溶接鋼管の磁気異方性
のレベルを磁歪センサによって測定し、磁歪センサによ
って測定された磁気異方性のレベル又は磁気異方性のレ
ベルの変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定し、こ
の判定による結果に基づいて溶接シーム部を検出する。
【００５６】被測定物が溶接シーム部を有する鋼管の場
合において、溶接シーム部の磁気異方性のレベルと溶接
シーム部を含まない一般部の磁気異方性のレベルとの間
には大きな差が生じる。
合において、溶接シーム部の磁気異方性のレベルと溶接
シーム部を含まない一般部の磁気異方性のレベルとの間
には大きな差が生じる。
【００５７】したがって、磁気異方性のレベル又は磁気
異方性のレベルの変化量によって溶接シーム部であるか
否かを判定することで、電縫管などの鋼管の溶接シーム
部の位置を非破壊で確実に検出することができる。
異方性のレベルの変化量によって溶接シーム部であるか
否かを判定することで、電縫管などの鋼管の溶接シーム
部の位置を非破壊で確実に検出することができる。
【００５８】また、溶接シーム部の位置を確実に検出す
ることによって、鋼管の接続時に溶接シーム部をずらし
て連結することができ、これにより構造物や配管系の信
頼性を向上させることができる。
ることによって、鋼管の接続時に溶接シーム部をずらし
て連結することができ、これにより構造物や配管系の信
頼性を向上させることができる。
【図１】磁歪効果によって生じる磁気異方性を利用する
応力測定方法の一例を示す斜視図。
応力測定方法の一例を示す斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る溶接シーム部
の検出方法における処理の流れを示すフローチャート。
の検出方法における処理の流れを示すフローチャート。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る溶接シーム部
の検出方法における処理の流れを示すフローチャート。
の検出方法における処理の流れを示すフローチャート。
【図４】実験における磁歪センサと鋼管の状態を示す斜
視図。
視図。
【図５】磁歪センサによる測定位置と、当該測定位置に
おける磁歪センサの出力電圧の関係を示す状態図。
おける磁歪センサの出力電圧の関係を示す状態図。
【図６】縦シーム部を溶接して製造された複数本の管を
管軸が同一となるように溶接連結する状態を示す斜視
図。
管軸が同一となるように溶接連結する状態を示す斜視
図。
１…縦シーム部 ２…管 ３…磁歪センサ ４…励磁用コイル ５…励磁用ヨーク ６…検出用コイル ７…検出用ヨーク ８…鋼管 ９…交流電源 １０…電圧計
Claims (2)
- 【請求項１】 溶接鋼管の磁気異方性のレベルを磁歪セ
ンサによって管軸方向に連続的又は一定間隔毎に測定す
る工程と、 前記磁歪センサによって測定された磁気異方性のレベル
が所定範囲に含まれるか否かを判定する工程と、 前記磁歪センサによって測定された磁気異方性のレベル
が前記所定範囲に含まれるか否かの判定結果に基づいて
溶接シーム部を検出する工程とからなることを特徴とす
る鋼管の溶接シーム部の検出方法。 - 【請求項２】 溶接鋼管の磁気異方性のレベルを磁歪セ
ンサによって管軸方向に連続的又は一定間隔毎に測定す
る工程と、 前記磁歪センサによって測定された磁気異方性のレベル
の変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する工程
と、 前記磁歪センサによって測定された磁気異方性のレベル
の変化量が前記所定範囲に含まれるか否かの判定結果に
基づいて溶接シーム部を検出する工程とからなることを
特徴とする鋼管の溶接シーム部の検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36698A JPH11194003A (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | 鋼管の溶接シーム部の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36698A JPH11194003A (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | 鋼管の溶接シーム部の検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11194003A true JPH11194003A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=11471806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36698A Pending JPH11194003A (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | 鋼管の溶接シーム部の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11194003A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005249440A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Nichiden Koshuha Kk | 溶接部検出方法および溶接部検出装置 |
| CN108872370A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-23 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种评估正交涡流传感器检测焊缝有效性的辅助方法 |
-
1998
- 1998-01-05 JP JP36698A patent/JPH11194003A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005249440A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Nichiden Koshuha Kk | 溶接部検出方法および溶接部検出装置 |
| CN108872370A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-23 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种评估正交涡流传感器检测焊缝有效性的辅助方法 |
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