JPS62197763A - 金属製品中に存在する欠陥の検出方法及びこの方法の実施装置 - 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】 本発明は１本質的には、金属製品中に存在する諸欠陥１
例えば溶接接合部又は同継目に存在するクラック等、あ
るいはまた腐蝕による欠陥のような欠陥の検出方法に関
する。

本発明はまた上記方法を実施するだめの装置に関する。

例えば２つの金属部品間に造られた溶接接合部中の欠陥
を検出する方法はすでに知られている。

これらの方法は溶接接合部に超音波をある入射角で通し
、音響エコー（ｓｏｕｎｄｉｎｇ　ｅｃｈｏ　）　　の
反射により溶接ビード中の、及び／又はこのビードと金
属部品との間の界面にある欠陥を検出することから本質
的に成る。

この種の方法は１例えば本出願人の出願に係るフランス
特許出願筒８９．１１９１１号に開示されている。この
公知方法によれば１反射された音響エコーは経過時間中
に検知され、それを標準又は検量ブロックによって得た
参照エコーと比較し′ＣＣ接接接合部は同継目中に欠陥
が存在するか、存在【７ないかが決定された。

この種の方法にはしかしながら色々な不都合点がある。

すなわち、この方法では一般に溶接接合部の１つの部分
だけを横断して超音波を流し、又は超音波で走査するよ
うになっていることに対応して音響エコーの記ａｔ可能
にするエミッター／デテクターは１個しか用いられない
。こ−で、その記録は専門家が処理又は分析しなければ
ならないものであったし、また欠陥の位置又は箇所及び
大きさを正確に同定するためにはあらゆるパラメーター
を考慮に入れてコンピューター処理することが有用なも
のであった。これは明らかに専門家だけが行い得る範囲
内の時間のかかる退屈な操作ステップであった。

更に。溶接接合部中の欠陥が実質的なもつでちる場合、
超音波を発し、検出する運転工程を再度行う必要があっ
た。つまり、公知の方法は欠陥の自動的、連続的検出？
可能にするものではなく。

溶接継目全体を完全にコントロールし、チェックするに
は運転？何回も繰シ返し行うことが必要で。

従って時間とある種のノウノ・つを必要とするものであ
った。というのが実情である。

本発明の目的は従って、特に、溶接接合部中の欠陥、ま
たいかなる金属製品であってもそこに生じた腐蝕に由来
する欠陥の位置又は場所を途切れることなく自動的に、
かつ直接的に表示又は視覚化する方法と装置を提供して
前記の欠点に対処せんとするものである。

上記の目的のために１本発明の主題は１例えば溶接接合
部中のクラック等、あるいはまたいかなる金属製品であ
ってもそこに生じた腐蝕による欠陥のような金属製品中
に存在する諸欠陥を検出する方法にある。この方法は溶
接接合部又は金属製品に超音波を通し、又は伝えてその
音響エコー？反射させることによってそれら接合部又は
金・？Ａ製品中に存在する欠陥を検出することから本質
的に成るタイプのものであって、その際コントロ・ル又
はチェックすべ＠溶接接合部又は金属製品の全領域を超
音波でカバーし、そしてエコーの反射の結果得られる情
報又はデーター？含めて必要とされるあらゆるデーター
又は情報をデーター処理−及び表示−又は視覚化−シス
テムに組み込んで（ｉｎｔｅｇｒａｔｅ　）欠陥そのも
のの図（ｄｉｒｅｃｔｖ　ｉ　ｅｗ　）　　又は欠陥を
示す図を時々刻々自動的に得るステップから成ること全
特徴とするものである。

本発明の方法のもう１つの特徴によれば、チェックされ
るべき溶接接合部又は金属製品の全領域の超音波適用範
囲は隣接音響場（ａｃｏｕｓｔｉｃｆｉｅｌｄｓ　）を
好ましくは半分ずつ重ね合せるためにその全領域に当た
る超音波を平行にすること（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ　
）　　によって達成される。

更に指摘すべき点は、欠陥はコントロールさバるべき溶
接継目又は金属製品の上面図及び１．Ｑｌ団図に従って
視覚化又ｒｒ１表示されることである。

従って１本発明の方法によれば、コントロールされるべ
き領域、すなわち１例えば溶接ビード及び−そのビード
に隣接する領域（１非常に信頼性の高い方法でカバーさ
れ、欠陥の位置は直接、正確に捜し出され。かつそれら
の大きさを直ちに知ることが可能であるかが分かる。

本発明はまた複数の超音波エミンター／レシーバー？内
部の所定立置に位置決めされて含む少なくとも１個のブ
ロックさら成り、そのエミッター、２７ルシーバーはデ
ー・ター又）１情報を処理し７．欠陥？直接視覚化する
システムに接続されていることを本′成的に特徴とする
。前記の諸特徴を満足する方法ケ実施するための装置に
関する。

上記装置の更に他の特徴によれば、＠記ブロックにはポ
リマー材料のシート又は同効物が合体されてお９．その
シート又は；同効物を通して超音波が進むようになって
いる。シートはそのブロックによりチェックされるべき
溶接接合部又は金属製品に適用されている。

更に指摘すべき点ニ、！￥ｆに有利な態様によれば。

、−Ｈ＋）マー材料のシートはそのブロック？取シ囲み
。

ブロックの周囲に設けられたローニア−等に載置されて
いる無端のウェッブ又はス）　ＩＪツブとなっているこ
とである。

本発明による装置は更にブロックの、溶接接合部又は金
属製品の上の移動、すなわち位置換え（ｄｉｓｐｌａｃ
ｅｍｅｎｔ　）と連動し、又はその移動によりそれと追
従関係でコントロールされて所定の参照軸に対する各エ
ミッター／レシーバ−の位置又は場所を時々刻々に決定
するコード比用ホイール（ｅｎｃｏｄｉｎｇ　ｗｈｅｅ
ｌ　）　ｆｒ：備えていることを特徴とする。

添附図面全参照してなされる次の説明が進むにつれて１
本発明は更によく理解でき、また本発明の目的、利点、
特徴及び細部も更に明瞭になるだろう。ただし、これら
の図面は本発明の現在のところ好ましい特定の態様を説
明するだけに過ぎない非限定的実施例として与えられる
ものである。

第１図から分かるように１本発明による装置は複数の超
音波トランスデユーサー、すなわちエミッター／レシー
バ−１全含むブロックＳから成っている。これらのトラ
ンスデユーサ−はブロック１内に適切に定められた相対
位置に従って配置され、かつデーター処理装置ＤＫ接続
され、そのデーター処理装置りは順次スクリーンＥを含
む視覚化装置■と結合されている。

ブロックＳは金属部品Ｐ＋　　の表面２の上に適用され
る。金属部品Ｐ１　　は溶接ビード３で他の金属部品Ｐ
２　　に溶接されている。ブロックＳは溶接ビード又は
溶接接合部６に沿って移動することができ、その接合部
６は各トランスデユーサ−１から出ている超音波Ｏでコ
ントロールされ、そのエコーが反射、検出される。

ブロックＳには、ポリマー材料のシート４が合体されて
おり、このシート’６通して超音波Ｏが進む。シート４
は通常使用されろ水膜（ｗａｔｅｒｆ　ｉ　１ｍ　）　
　より有利で、それに代えて使用され、そして部品Ｐ＋
　　の表面２に対してブロックＳの移動中にそのブロッ
クにより適用される。第１図の５に溶接ビード６に対し
て実質的に平行な関係でブｒ１ノＩＣユ？−ＳＰ’ｌｈ
！ＵＰｋＡ−−、−２Ｌ、Ｊ！ｆ８Ｚ？ｉ’ｔＷＡ−’
Ｚ単車輪概略図示される。

第２図に示される特に有利な典形的態様によれば、ポリ
マー材料のシート４は無端のストリップ又はウェッブ６
となっておシ、その無端ストリップ６はブロックＳｔ−
包囲し、かつそのブロックの４つの角に実質的に設けら
れている４個のローラー７を圧している。

このようにして、ブロックＳは部品Ｐ１　　の茂面２の
上を移動しつつキャタピラ−として作動することが分か
る。つま９．ブロックが溶接ビード６に存在する。ある
いはまたこのビードと部品Ｐ。

及びＰ２　の金属との間の界面に存在する欠陥全検出す
るために移動するとき、ブロックによって表面２に対し
て適用された無端スト・リップ６がローラー７のまわり
を回転するからである。

コード１ヒ用ホイール（図示せず）は溶接接合部６に沿
ってのブロックＳの移動のフィードバックｉ１ｉ制御又
はその移動と追従関係で連動されたフィードバック制御
の下にあって、所定の軸参照に対してエミッター／レシ
ーバ−１の位置又は場所を時々刻々に決定する。

本発明による装置の操作と利点を第６図及び第４図を参
照して説明する。

第６図には心合ビード６の左右にそれぞれ位置決めされ
た２個のブロックＳｌ及びＳ２が図示されている。各ブ
ロック内の谷トランスデユーサ−１の位置は軸ｏｘ、ｏ
ｙの系に位置決めされ又は印されている。

両ブロックＳｒ、Ｓｔは同時に移動することができ、ま
た溶接ビード６のｌｉ１］ｚ−ｚ’に対して平行ではな
しに移動することもできる。

次いで１次のパラメーターを測定する：＠接部品Ｐ、、
Ｐ２の厚さｅ；溶接ビード又は継目３の幅Ｌ：軸ｏｘ、
ｏｙの系中に位置決めされ、若しくは印され、あるいは
プロットされたトランスデユーサ−１の位置；溶接ビー
ド６の軸又は中心線２−Ｚ′に対するブロックＳ＋、Ｓ
ｔの距離ｄ；超音波０の入射角ぬ（第４図参照）；及び
各トランスデユーサ−１について使用した超音波の走行
速度。

以上の全パラメーター並びに溶接ピード又は継目６中の
欠陥によ−って反射される音響エコーに対応する信号は
データー処理装置り内に組み込まれ。

それによって、コントロールされている領域の欠陥が直
接、自動的に視覚化、又はスクリーンＥに表示されるよ
うになる。

これに関して指摘しなければならないことは。

超音ｖＯはチェックすべき領域に平行にして当てるのが
好ましいことで、このことによって隣接音響場が重なり
合い、コントロールされるべき全Ｇ接須域が確実にカバ
ーされるようになる。例えば。

１つの音響場は隣接する音響場の半分をカバーすること
ができだ。

従って、ブロックが移動しつつあるとき、欠陥の位置を
視覚化又は表示装置Ｖで時々刻々に読み取ることが可能
であり、かくして前記のように従来装置に対して大きな
利点が得られることが分かる。

第５図及び第６図は溶接ビード３内の２つの欠陥１０及
び２０の視覚化を説明するもので、その視覚化は″Ｐ走
査（Ｐ　５ＣＡＮ）”　の名で知られるタイプのスクリ
ーンＥで行われる。

エミッター／レシーバ−１で発せられた超音波は横波と
縦波である。各欠陥は第５図にそれぞれ矢印Ｆ及びＧで
示される通υ上訂図と側面図としての金属内に見い出さ
れる。第６図に見られるスクリーンＥの左手部分Ｅｉ　
Ｆｘその上面図に対応し。

右手部分Ｅ２　　はその側面図に対応する。このように
して、スクリーンＥに可視化又は表示された情報は接合
部６内の欠陥１０及び２０の位置と大きさを直接、完全
に視覚化したものである。

スクリーンＥ（７）Ｅ、及びＥ！の両部分間の１１に欠
陥の位置と大きさを評価するのと可能にする印の付いた
可動ストリップが示されている。

勿論、ブロックＳが溶接ピード５の軸又は中心線に沿っ
て移動するにつれて欠陥１０及び２０はスクリーンＥ上
でその位置を変えるだろう。

位置決めストリップ１１の、及び上面図と側面図に対応
する情報の運動はコード化用ホイールのフィードバック
制御又はそのホイールと追従関係で連動されたフィード
パンク制御の下にあり、そのコード化ホイールは溶接ビ
ード６の軸又は中心線に沿うトランスデユーサ−１の位
置？時々刻々法でブロックＳに連結してもよく１例えば
ブロックを移動させる走行車輪５（第２図）の１つを構
成することさえできる。

かくして、コード化用ホイールによる各トランスデユー
サ−１の位置に関する知識は検出された欠陥の位置と大
きさ？スクリーンＥ上に視覚化又は表示するのを可能に
し、そして所望によって汀。

後に視覚化を行う之めのメモリー内に記憶しておくこと
も可能にする。このような後の視覚化は周期的なコント
ロールで時間の経過中の欠陥の発生又は生起を評価し、
それらの跡を記録するの全可能にするのに有利である。

本発明は従って溶接接合部に恐らくは存在する欠陥を時
々刻々非常に正確に視覚比する装置を提供するものであ
る。

斯る装置は池の用途１例えばいかなる管ちるいは金属製
品内にも存在する腐蝕の程度を評価する用途にも使用す
ることができる。このような場合も、腐蝕欠陥の視覚化
は溶接ビードを参照し７て説明した前記の原理と同じ原
理に従って行われる。

この場合、ブロックはコントロールされるベキ管に沿っ
て、あるいは金属製品の上を移動せしめられることが分
かるだろう。

以上１本発明のある種の態様ヲ単に例として示し、説明
したが１本発明はこの態様には全く限定されないもので
ある。反対に１本発明は本発明の要旨及び前記特許請求
の範囲内の事項に従って実施される限り、既述の手段並
びにそれらの組み合せと技術的に同等のものを全て包む
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接接合部内の欠陥を検出する本発明による装
置の概略立面図であり、第２図は複数の超音波エミッタ
ー／レシーバ−を含むブロックの概略側立面図であり、
第６図及び第４図はそれぞれ本発明による％置の操作原
理を説明する溶接継目の慨路上面図及び断面図であり、
第５図は２りの欠陥と有する溶接接合部の概略断面図で
あり。 そして第６図は第５図の２つの欠陥を示す視覚化装置の
スクリーンの正面図である。 １・・・エミッター／レシーバ−２・・・金属部品の表
面　６・・・溶接ビード又は溶接接合部　４・・・ポリ
マーシート　６・・・ポリマーシートの無端ストリップ
　１０．２０・・・欠陥　１１・・・ストリップＳ・・
・欠陥検出ブロック　Ｄ・・・データー処理装置Ｖ・・
・視覚化装置　Ｅ・・・スクリーン　Ｏ・・・超音波ｐ
、、ｐ２　・・・金属部品。 （外４名） Ｊ２臼１ｑ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接接合部又は金属製品に超音波を通してその音
   響エコーを反射させることにより該接合部内のクラック
   又は該金属製品の腐蝕により生じた欠陥のような金属製
   品中又は金属製品上に存在する諸欠陥を検出する方法に
   おいて、コントロールされるべき溶接接合部又は金属製
   品の全領域を超音波でカバーし、そしてデーター処理／
   可視化システムに該エコーの反射の結果として得られる
   諸データーを含めて必要とされる全てのデーターを組み
   込んで該欠陥そのものの図を時々刻々に自動的に得る工
   程から成ることを特徴とする前記欠陥検出法。
2. （２）コントロールされるべき該溶接接合部又は金属製
   品の全領域に対して当てる超音波を平行にすることによ
   って該全領域の適用範囲を超音波でカバーして隣接音響
   場を好ましくは半分ずつ重ね合せるようにする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
3. （３）該欠陥を溶接接合部又は金属製品の上面図及び側
   面図として表示する特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）複数の超音波エミッター／レシーバーを含む少な
   くとも１つのブロックから成り、該エミッター／レシー
   バーは該ブロック内の所定位置を占め、かつデーターを
   処理し、かつ金属製品中に存在する欠陥を直接視覚化す
   るシステムに接続されていることを特徴とする欠陥検出
   装置。
5. （５）該ブロックにポリマー材料より成るシートが合体
   されており、該シートはそのブロックにより、コントロ
   ールされるべき溶接接合部又は金属製品に適用されてい
   る特許請求の範囲第４項記載の装置。
6. （６）該シートが該ブロックを取り囲み、該ブロックの
   周囲に設けられたローラーに載置されている特許請求の
   範囲第５項記載の装置。
7. （７）コード化用ホイールを含み、該コード化用ホイー
   ルは溶接接合部に沿っての、又は金属製品上の該ブロッ
   クの移動により該移動と追従関係でコントロールされて
   各エミッター／レシーバーの所定の参照軸に対する位置
   を時々刻々に決定するようになっている特許請求の範囲
   第４項記載の装置。