JPS62133350A - 電縫管溶接部の溶接欠陥検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電縫管溶接部の溶接欠陥検出方法に関するもの
である。

（従来の技術） 電縫管は、電気抵抗による発熱を利用して、帯鋼の両縁
を集中的に加熱し、圧接して製造される。

第４図に基き、電縫管の連続式ロール成形法による造管
方法を述べる。

この方式では長尺帯鋼から鋼管を成形、造管する。帯ｗ
Ａ１はまずブレークダウンロール２を６〜１０組配設し
た水平ロールと、３〜８組の縦ロールによってＵ字形ま
で成形され、ついでフィンパスロール３と称する独特の
型式のロールを通過する間に、円形になると同時に、上
ロールに設けられたひれによって、両縁が正しくガイド
されながら、合わせ目の開いたいわゆるオープンパイプ
の形で溶接工程に至る。

溶接は溶接機４で電流による発熱を利用して、成形後の
オープンパイプの両縁部のみを、急速かつ集中的に加熱
し、ただちにスクイズロール５によシ、横方向から圧力
を加えて接合する。

溶接後は、溶接ビートラバイトで削り落とし、溶接によ
って変化した組織を、熱処理設備６を通すことによって
焼鈍し改善する。熱処理設備６を　□出た後は、しばら
く空冷され、その後水冷され、サイザーと称される成形
ロールによって成形され、切断される。

以上の方法で造管される電縫管は、溶接における突合わ
せ状態、入熱変動、造管速度等の条件が、その品質（溶
接欠陥）を左右するため、その品質全保証する必要があ
る。現在、品質の検査方法として、超音波探傷、扁平試
験、検鏡、シャルピー衝撃試験、水圧試験等が行われて
いるが、これらの検査全てを、全数に関して行なうこと
は不可能で６Ｄ、サンプルによる検査となる。

全数検査が可能なものには、非破壊検査である超音波探
傷と、水圧試験があるが、さらに高度な品質保証をする
ためには１本検査では検出不可能な微小欠陥を検出する
技術が必要となっている。

（発明が解決しようとする問題点） 電縫管の溶接品質検査能力向上のための欠陥検出技術は
、検出能力が高く、全数非破壊検査であることが望まし
い。

本発明は造管時の溶接後、鋼管の溶接部に応力が発生す
るように外力を加え、その時に溶接欠陥から発生するＡ
Ｅ波を受信し、不良状況を見極める検出方法である。

（問題点を解決するための手段） 溶接後、溶接部に応力が発生する様に外力を加えた時、
溶接部に欠陥があると、亀裂の進展、欠陥部の変形また
は亀裂部での摩擦が起こシ、アコースティックエミッシ
ョン（以下ＡＥという）が発生する。このＡ　Ｅ？＆’
ｅ検出することにより、溶接部の異常を非破壊で知るこ
とが可能である。

ＡＥの検出方法は、通常被検査物にグリースを媒・体に
して、直接変換子全接触させる方法を用いるが、本発明
では被検査物が、パイプであることや、造管中にも検査
を行う場合があることを考慮して、非接触で検出する方
法も採用した。

具体的な検査方法としては、造管プロセス内及びパイプ
搬送時に、連続的に検査する方法と、パイプが移動しな
い状態で外力を加え、パッチ的に検査する方法がある。

いずれの場合も非接触検出法を適用可能であるが、パイ
プが停止している場合は、接触検出法も適用可能である
。

非接触検出方法は、媒体としては水、油、グリセリン等
の液体を用い、その液体を伝達してくるＡＥ波を受信す
る。具体的には変換子を付けたノズルから、水をパイプ
に向は噴出する方法や、パイプを水没または一部水没さ
せ、その容器内あるいは外面に変換子を設置する方法が
おる。

外力を加える方法としては、造管プロセス内の外力を利
用する方法と、新たに溶接部に応力を発生させるための
装置を設置し、外力を加える方法がある。前者は、既に
造管及び搬送プロセス内にある設備を利用するもので、
主に有効だと思われる設備としては、サイザーと称され
る定形機、ストレートナ−と称される曲がシ矯正機等が
ある。

後者は本検査のために新たに設備を設置する方法で、造
管時あるいは搬送時に、ロール又は押し付は治具のよう
なものによって外力を加える方法や、パイプの停止時あ
るいは、オフラインで外力を加える方法が適用可能であ
る。この時の外力は溶接部に最大で降伏応力程度の応力
が発生する程度が適当である。

以上の様な方法全採用することによって、電縫管の溶接
品質の評価を非破壊で全数について行うことが可能とな
る。

以下に本発明を図面に示した実施態様例に基づいて説明
する。

第１図は装置の一例の概要を示した図であり、溶接され
た鋼管７は、冷却後溶接部８に応力を発生させるために
、ゴムロール１６で押し付けられる。この時発生するＡ
Ｅ波を検出するために、変換子１０を取付けたノズル９
をパイプに向けて、水を噴出可能な位置に設置する。欠
陥から発生したＡＥ波は、パイプと水とノズルを順に伝
達してくるため、変換子でＡＥ波が受信可能となる。

第２図には受信したＡＥ波の信号処理装置を示す。変換
子１０で微小電圧信号に変換されたＡＥ倍信号、前置増
幅器１１で増幅され、ＡＥ装置１２に入る。ＡＥ装置１
２から得られるＡＥＯ生信号は、帯域除去型フィルター
１３で不要な溶接ノイズ又は一定周波数のノイズが低減
され、帯域通過型フィルター１４で、その他の機械ノイ
ズ、電気ノイズが低減され、Ｓ／Ｎ比の高いＡＥ倍信号
なる。帯域通過型フィルターから得られたＡＥ倍信号、
判定装置１５で信号処理され、有害な欠陥からのＡＥ倍
信号識別される。

信号処理及び判定方法としては、ＡＥ法で用いられるパ
ラメータを用いる方法がある。パラメータには、イベン
ト、リングダウン、エネルギー、ピーク、振幅、ＲＭＳ
、ＡＳＬ、立ち上がり時間持続時間があυ、さらに複数
の変換子を用いて、ＡＥ発生の位置をも検出する方法を
適用する場合は、到達時間差というパラメータもある。

以上の方法で欠陥からのＡＥｉ識別し、さらに造管条件
を初めとする操業上の条件を考慮し、有害な欠陥と判定
した場合は、警報とその時の条件及びデータを出力し、
必要な場合は、パイプにマーキングを行う。

実際に計測したＡＥ波形例を第３図に示す。

この試験は、入熱を変動させることで、故意に欠陥を発
生させたもので、入熱過多から順次入熱を下げていった
。上段がその入熱変更パターンで、入熱を変えることに
よって各種欠陥を故意に発生させ、ゴムロール１６によ
って外力を加え、その時、発生したＡＥ４−検出したも
のである。

下段は、ＡＥ装置、各フィルターを通ったＡＥ倍信号包
絡線処理波形で振幅を表わす。欠陥は溶接面を顕微鏡で
観察した結果でほとんど溶接欠陥が見られなかった４を
境に、入熱の高低で典型的な溶接欠陥が発生していた。

１〜６はスポット的に発生する欠陥であるため、ＡＥも
スポット的に振幅が高く発生している。一方、５〜７は
欠陥が密に散在しているか、連続しているため、ＡＥも
連続的に高い振幅で発生している。

（発明の効果） 本発明によって、電縫管溶接部の溶接欠陥検出が非破壊
全数検査によって可能となり、さらに局部検査の従来非
破壊検査に比較し、広範囲全検査することと、亀裂の大
きさに検出能力が左右されないことによって、従来より
溶接部の溶接欠陥検出の検査精度を向上させることが可
能となる。併せて高応力条件下での検査であるため、真
に有害となる欠陥の検出に優れている利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様例の説明図、第２図はＡＥ計
測システムの構成の説明図、第３図は第１図の方法を用
いた溶接欠陥発生相造管時のＡＥ計測データ例の図表、
第４図は電縫管の成型過程の概要説明図である。 １　：長尺帯鋼　　　　　　　２ニブレークダウンロー
ル３：フィンパスロール　４：溶接機 ５ニスクイズロール　　６：熱処理設備７：鋼管　　　
　　　　８：溶接部 ９：ノズル　　　　　１０：ＡＥ変換子１１：前置増幅
器　　　１２：ＡＥ装置１３：帯域除去型フィルター １４：帯域通過型フィルター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電縫溶接後、溶接部に応力を発生させるために外力を与
   え、該応力によつて欠陥部から発生するＡＥ波を検出し
   て、溶接欠陥を検出することを特徴とする電縫管溶接部
   の溶接欠陥検出方法。