JPS6018939B2 - 溶接鋼管用超音波探傷装置 - Google Patents

溶接鋼管用超音波探傷装置

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JPS6018939B2
JPS6018939B2 JP53017776A JP1777678A JPS6018939B2 JP S6018939 B2 JPS6018939 B2 JP S6018939B2 JP 53017776 A JP53017776 A JP 53017776A JP 1777678 A JP1777678 A JP 1777678A JP S6018939 B2 JPS6018939 B2 JP S6018939B2
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JP
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probe
welded steel
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welded
pulse
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昭夫 高橋
博 中手
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接鋼管を被検物とする超音波探傷菱直に関す
る。
帯鋼を樹状に曲成し、帯鋼の両側端部を溶接して製造さ
れる溶接鋼管の品質管理に超音波深傷が行われている。
すなわち、溶接鋼管に対する超音波探傷は、溶接鋼管を
軸長方向に送導して、その周囲を回転する通数個の深傷
子から溶接鋼管に超音波を入射し、溶接鋼管の表面又は
溶接鋼管内部に存在する欠陥からの反射波を深傷子でと
らえ、該反射波を音−電変換後解析して、前記欠陥の存
否を判別するようにして行われる。ところで溶接鋼管に
おける欠陥は主として溶接部に存在しており、また溶接
部の欠陥は特に製品としての信頼性及び耐用寿命に多大
の影響を及ぼすので、該溶接部の欠陥を他の部分におけ
る欠陥と区別して検出することが望まれる。ところが従
釆は、深傷子が溶接鋼管を螺旋状に走査して、その全周
についての深傷を行うようにしていたので、溶接部の欠
陥のみを検出することは不可能であった。本発明は斯か
る事情に鑑みてなされたものであって、溶接鋼管におけ
る溶接部の欠陥とその他の部分からなる欠陥を区別して
検出することを可能とすること超音波探傷装置の提供を
目的とし、以下に本発明をその実施例に示す図面に塞い
て詳述する。
第1図は本発明装置の1実施例を被検物である溶接鋼管
(以下鋼管Pという)と共に示し、また第2図はロータ
部R及び鋼管Pの横断面図と共に示す探傷装置本体MU
Sの要部ブロック図である。
ロータR‘ま円筒状をなし、内周面に後述する複数の探
傷子及び管肉厚検出用の探鮫子が取付けられてこれらと
一体回転するブローブブロツク1及び該プロ−ブプロッ
ク1に同0的に固定された円板状の回転体2からなり、
図示しない駆動手段により回転するようにしている。回
転体2の周緑には36川固の突起2aが36蛤等配で形
成されており、その内の1つの突起2aには更に外方に
突出させるようにして基準突起2bが形成されている。
そしてロータRの回転に伴う突起2a及び基準突起2b
の去来によって透光・遮光が行われるように、ロータR
の軸心の直上における突起23及び基準突起2b夫々に
臨み得る位置には夫々投光部21s、受光部21r及び
投光部22s、受光部22rからなる光電スイッチ21
及び22が固定的に設けられている。ブローフフロック
1の内周面には適数個の深傷子からなる探傷子群11,
12,13,14,15がブローブブロックーの髄長方
向に並べて取付けられており、夫々の取付位置は各音源
中心がロータRのブロープブロック1側からみて、基準
突起2bの中心から反時計方向に夫々角度8,o,82
0,a30,040,85oだけ離隔するように定めら
れている。
なお深傷子群11,12,13,14,15は主として
鋼管Pの藤方向に延びる欠陥を、また14は主として鋼
管Pの周方向に延びる欠陥を検知し得るように超音波入
射方向を定めている。更にこのブローブブロック1には
基準突起2bの中心から反時計方向に角度ooo(8.
<8。<02)だけ離隔させて鋼管Pの肉厚を測定する
ための探触子10を取付けている。この探触子1川ま超
音波を鋼管Pの内外周面に垂直に入射して内周面からの
反射波を受波し、これを音−霞変換するものであって、
変換信号は送受信部30を経て肉厚測定部30′に入り
入射タイミングと受波タイミングとの時間差から鋼管P
の肉厚を求め得るようになっている。而して被検物たる
鋼管Pは第1図に白抜矢符で示す如くロータRのブロー
ブブロツク1側から回転体2側に向かうように軸長方向
にこのロータR内へ送導され、ブローブブロツク1内に
は水、油等の接触煤質Cを介在させて、第2図に矢符で
示す如くブローブブロックー側からみて時計方向に回転
するブローフフロックー側に取付けられた探傷子群11
,12,13,14,15及び探触子10から前記接触
煤質Cを経て超音波が入射され、これらによる深傷及び
肉厚の測定が行われるようにしている。
次に第2図により探傷装置本体MUSについて詳しく説
明する。
30,31,32,33,34,35は送受信部であっ
て、夫々探触子10、探傷子群11,12,13,14
,15にケ−ブル及びスリップリング、ブラシ等を介し
て接続されており、探雛子10及び各深傷子群に超音波
を発振せしめるための高周波信号を断続的に出力すると
共に、鋼管Pからの反射波を受けてこれらを音−霧変換
して探触子10及び各探傷子群が発する反射波信号が入
力され、該信号を増幅等の適当な信号処理を施した後、
送受信部30からは後段の肉厚測定部30′及び溶接部
位検知回路40へトまた送受信部31,32,33,3
4,35からは後段の比較回路41,42,43,44
,45夫々へ処理後の信号を出力するものである。
比較回路41,42,43,44,45は夫々送受信部
31,32,33,34,35から入力された反射波信
号が所定のスレッショールドレベル以上であるときには
夫々に対応する探楊子群11,12,13,14又は1
5が欠陥を検知したものと判断して欠陥検知信号FSS
を発するものである。この欠陥検知信号FSSは例えば
ペイントスプレーガン(図示せず)をトリガして鋼管P
の欠陥存在部位又はその近傍にマーキングを行うために
使用される。溶接部位検知回路4川よ入力信号が急激に
レベルアップしたときにパルスを発する回路であっ、そ
の出力端はゲート制御信号発生回路5の入力端に接続さ
れている。
一方、ロータRが回転すると、回転体2に設けた突起2
a及び基準突起2bが光電スイッチ21,22夫々の授
受光部間を断続的に過るので、光電スイッチ21からは
第3図Eに示す如くロータRの回転10につき1個の角
度パルスが、また光電スイッチ22からは第3図Cに示
す如くロータRの回転3600、すなわち1回転につき
1個の基準パルスが得られる。
すなわち、回転体2の突超2aと光電スイッチ21はブ
ロープブロツク1の回転角度量に比例する個数のパルス
を発する回転角度測定手段として機能し、また回転体2
の基準突起2bと光電スイッチ22にブローブブロツク
1の特定部位、すなわち基準突起2bを設けた位置が基
準角度位置、すなわち光電スイッチ22の固定位置に回
転し釆たった時にパルスを発する基準位置特定手段とし
て機能する。これら両パルスはケーブルを経て深傷装贋
本体MUSに導かれ、基準パルスはゲート制御信号発生
回路5、カウンタ7及び角度プランキング制御回路8に
、また角度パルスは2入力のアンドゲ−ト6に入力され
る。ゲート制御信号発生回路5は光電スイッチ22から
入力される基準パルスに同ヲ期して立ち上がり、溶接部
位検知回路40が出力するパルスに同期して立ち下がる
第3図Dに示す如き矩形波パルスのゲート制御信号を出
力する。,カウンタ7はロータRの1回転につき1個入
力される基準パルスによりリセットされ、アンドゲート
6を通過した角度パルスの計数を行って、計数G溝果を
角度プランキング制御回路8へ出力する。つ角度プラン
キング制御回路8はカウンタ7から入力された角度パル
スの計数結果を基にしてこの菱1畳の基準角度位置であ
る光電スイッチ22の固定位置と、送導されている鋼管
Pの溶接部PWの離隔角度差を求める溶接部特定回路部
80と、予め与えられている基準突起2bと各探傷子群
11,12,13,14,15夫々との離隔角度0,0
,a20,83,840,050に相当する情報並びに
溶接部特定回路部80からの入力情報及び基準パルスの
入力タイミングに塞き、各深傷千F群1 1,12,1
3,14,15夫々が溶接部PWに対向する位置に回転
し来たるタイミングの前後夫々t時間に亘るィネーブル
信号を夫々発する制御回路部81,82,83,84,
85とからなる。そして各制御回路81,82,83,
84,85夫々から発せられるィネーブル信号は比較回
路41,42,43,44,弘5の夫々に入力されるよ
うにしており、該比較回路41等はこのィネーブル信号
が入力されている間においてのみ前述の如く動作し、そ
れ以外の期間においては動作せず、入力される反射波信
号のレベルの如何に拘らず欠陥検知信号を発することが
ない。すなわちこの深傷装置本体MUSはィネーブル信
号が発せられている間においてのみ鋼管Pの探傷を有効
に行うようになつている。次に叙上の如く構成されたた
本発明装置の動作を第3図A〜Kのタイミングチャート
に基いて説明する。
まず探傷装置本体MUSを動作させ、ロータRを回転さ
せ、また光電スイッチ21,22を動作状態にした上で
鋼管PをロータR内へ送導する。
このとき光電スイッチ22の固定位置と溶接部PWとの
離隔角度をロータRのブローフフロック1からみて反時
計方向に8x。とする。そうすると光電スイッチ22か
らは基準突起2bが光電スイッチ22の固定位置に回転
し来たる都度、すなわちロータRの回転360o毎に第
3図Cに示す如き基準パルスが得られる一方、探触子1
0が溶接部PWに対向する角度位置にまで回転し来たる
と、この溶接部PWは鋼管Pの他の部分と比較して局部
的な肉厚差があり、このとき探触子10が送受信部30
へ出力する信号は急激に変化し、第3図Aに示す如き溶
接部パルスが現れる。この溶接部パルスは基準パルスよ
りもロータRが8。o−8x。だけ回転するのに要する
時間だけ遅れて現れ、送受信部30によって増幅され溶
接部位検知回路40へ入力され、該溶接部位検知回路4
0は第3図Bに示す如き溶接部位検知パルスを出力する
。ゲート制御信号発生回路5は基準パルス及び溶接部パ
ルスに同期する溶接部位検知パルスの入力により第3図
Dに示す如く8。o−8x。だけ回転するのに要する時
間幅のゲート制御信号をアンドゲート6へ出力する。一
方、光電スイッチ21からは第3図Eに示す如き角度パ
ルスがアンドゲート6へ入力されるので、アンドゲート
6は第3図Eに示す如くゲート制御信号の時間幅だけ開
いて角度パルスを通過せしめ、これを通過した角度パル
スは基準パルスによりリセットされたカウンタ7で計数
され、計数結果8。−oxは角度プランキング制御回路
8の溶接部特定回路部80へ出力される。溶接部特定回
路80‘まこれにより、送導中の鋼管Pの溶接剤GWが
光電スイッチ22の固定位置から反時計方向に8x。だ
け離隔した位置にあることを検知する。なお鋼管Pに溶
接部PW以外の局部的肉厚差が存在した場合には溶接部
パルス同様の信号が得られ、溶接部PWの角度位置の特
定を譲る磨れがあるので、溶接部特定回路部80はカウ
ンタ7からの1回の計数結果の入力でoxoの特定を行
うことなく、複数個の入力でこれを行うようにするのが
適当である。この8xoに相当する情報及び基準パルス
が角度プランキング制御回路8の制御回路部81,82
.83,84,85に入力され、また制御回路部81,
82,83,84,85には夫々0.0,02 ,83
0,040,050に相当する情報が設定されているの
で、各制御回路部81,82,83,84,85は夫々
第3図G.日,1,J,Kに示すように、基準パルスの
入力時点からT(3600十010−○X。)、T(ひ
2 0−8×。)、T(830−aX。)、T(ひ40
−aX。)、T(050−8x。)だけ遅れた時点を中
心とする時間幅2tのィネーブル信号を発する。但しT
(8o)はロータRが80回転するのに要する時間であ
る。このィネーブル信号が発せられている時間は各深傷
子群11,12,13,14,15夫々が溶接剤GWに
対向する位置に回転し来たった時点の前後夫々t時間の
期間に相当する。すなわちこれらのィネープル信号の入
力により各比較回路41,42,43,44,45は夫
々の入力信号をスレッショールドレベルとの比較動作を
行うものであるから、この探傷装置本体MUSは各深傷
子群11,12,13,14,15夫々が溶接部PW又
はその近傍に対向する位置にあるときのみ探傷を行うこ
とになる。なお時間tは被検鋼管の仕様により溶接剖坪
Wの幅寸法及びそのばらつきに基いて定めればよく適当
な値を選択する場合には実質的に溶接剖PWのみの探傷
を行うことが可能である。そしてこのような探傷動作は
ロータRの回転1回につき1サイクル行われ、その回転
に従って反復される。
なお探楊子群11等は第1図に示すよにブローブプロッ
ク1の軸長方向又は鋼管Pの送導方向に並談された適数
個の探傷子よりなり、適当な長さを有しているので、鋼
管Pの送導速度を適当に定めておく場合は、深傷子群1
1等の螺旋状走査にも拘らず溶接部PWはその全長に亘
つて漏れなく全探傷子群11等夫々による探傷が行われ
る。なお上述の実施例においては角度プランキング制御
回路8から比較回路41等にイネーブル信号を与えたと
あにのみ比較回路41等の比較動作を行わせるように構
成したが、逆に角度プランキング制御回路8から比較回
路41等にディセーブル信号を与えるようにして、この
ときにのみ比較回路41等の比較動作を禁止するように
構成してもよい。またこれらィネーブル信号又はデイセ
ーブル信号は送受信部31等に与えて、例えばィネーブ
ル信号が発せられている間にのみ、探触子群11の発振
のための高周波を発せしめるようにして、溶接部PWの
みの探傷を行わせるようにすることも可能である。以上
詳述したように本発明によれば溶接鋼管の溶接部のみの
欠陥を探傷し得、また従釆の全周探傷の装置と伴用する
場合は溶接部の欠陥と他の部分との欠陥を分離識別出釆
、また溶接部の位置が周方向において変化しても、溶接
部位を検出して溶接部と他の部分とを正確に判別して欠
陥の分離識別機能を維持し得るので品質管理技術の向上
が図れる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1図はロ
ータ等の一部破砕略示側面図、第2図はロータの略示横
断面図と共に示す深傷装置本体の要部ブロック図、第3
図A〜Kは本発明装置の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。 R……ロータ、MUS……探傷装置本体、1…・・・ブ
ロープブロック、2・・・・・・回転体、7・・・・・
・カゥンタ、8・・・・・・角度プランキング制御回路
、10・・・・・・探傷子、11,12,13,14,
15・・・・・・深傷子群、21,22・・・・・・光
電スイッチ、41,42,43,44,45・・・・・
・比較回路。第1図第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 軸長方向に送導される溶接鋼管の周囲を回転するプ
    ローブブロツクに取付けられた探傷子により該溶接鋼管
    の探傷を行うようにした溶接鋼管用の超音波探傷装置に
    おいて、前記プローブブロツクに併設された管肉厚検出
    用の探触子と、前記プローブブロツクの特定部位が所定
    の基準角度位置に回転し来たつた時に基準パルスを発す
    る基準位置特定手段と、前記プローブブロツクの回転角
    度量に比例する個数の角度パルスを発する回転角度計測
    手段と、前記探触子が溶接鋼管の溶接部に対応して出力
    する溶接部パルス及び前記基準パルスの発生タイミング
    で定まる時間だけ前記角度パルスの発生個数を計数する
    カウンタと、該カウンタの計数結果に基いて、送導中の
    溶接鋼管の溶接部と前記基準角度位置との離隔角度を求
    め、所要タイミングで所要時間幅のイネーブル信号(又
    はデイセーブル信号)を発する角度ブランキング制御回
    路とを具備し、前記イネーブル信号(又はデイセーブル
    信号)が発せられている間においてのみ、前記探傷子に
    よる探傷を行わせる(又は行わせない)ようにしたこと
    を特徴とする超音波探傷装置。
JP53017776A 1978-02-17 1978-02-17 溶接鋼管用超音波探傷装置 Expired JPS6018939B2 (ja)

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FR2562669B1 (fr) * 1984-04-06 1986-08-22 Vallourec Procede et installation de detection selective de defauts dans une piece a controler

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