超声波探伤装置及超声波探伤方法制造方法及图纸

超声波探伤装置(1)具备：超声波探伤用传感头(11)，设置在焊缝检测部(13)的下游侧；焊缝位置运算部(14a)，使用由焊缝检测部(13)拍摄到的焊接焊缝部的热图像来运算电焊钢管(P)的焊缝位置及焊道切削位置；焊道切削带检测部(15)，设置在超声波探伤用传感头(11)的紧前或紧后，并检测电焊钢管(P)的焊道切削带；焊道切削位置运算部(14c)，基于由焊道切削带检测部(15)检测到的焊道切削带来运算电焊钢管(P)的焊道切削位置；及跟踪移动量运算部(14d)，使用由焊缝位置运算部(14a)运算出的焊缝位置及焊道切削位置和由焊道切削位置运算部(14c)运算出的焊道切削位置来运算超声波探伤用传感头(11)的跟踪移动量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对电焊钢管的焊接焊缝部进行超声波探伤的超声波探伤装置及超声波探伤方法。
技术介绍
通常，电焊钢管通过将钢板成形为管状并且一边将钢板的宽度方向两端部相互压紧一边进行焊接接合这样的工艺来制造。在这样的电焊钢管的制造工艺中，为了得到良好的焊接品质，电焊钢管利用超声波探伤装置对焊接焊缝部进行超声波探伤，通过焊缝退火炉对焊接焊缝部实施退火处理(对于因焊接而接近于淬火状态的焊接焊缝部进行回火的处理)，由此进行产品化。在对焊接焊缝部进行超声波探伤时，通常，在焊道的切削后或水压试验后，对于焊接焊缝部实施使超声波信号倾斜地入射的斜角探伤。在斜角探伤中，为了使超声波信号向焊接焊缝部入射，需要将具备超声波探头的传感头相对于焊接焊缝部定位来进行超声波探伤。尤其是在使用聚焦的超声波信号的情况下，超声波信号的焦点深度缩短，因此其定位要求精密度。然而，电焊钢管在制造生产线上承受各种力，因此焊接焊缝部并非一定位于传感头的中心线上，也存在相对于传感头的中心线而沿管周方向偏移的情况。因此，提案了如下技术：使用来自存在于焊接焊缝部的缺陷的超声波反射信号的焊缝位置检测技术(参照专利文献1)；根据由红外线相机拍摄电焊钢管的焊接焊缝部而得到的温度分布来检测焊缝位置，进而使用来自存在于焊接焊缝部的对品质没有影响的微小氧化物的超声波反射信号对焊缝位置进行校正的技术(参照专利文献2)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-227060号公报专利文献2：日本特开2009-222408号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，专利文献1、2记载的技术都是基于在电焊钢管的焊接焊缝部附近将超声波信号电子性地或机械性地沿管周方向扫描而得到的、来自存在于焊接焊缝部的对品质没有影响的微小氧化物的超声波反射信号，来检测焊缝位置。因此，根据专利文献1、2记载的技术，在焊接焊缝部不存在微小氧化物的情况下，无法检测焊缝位置。本专利技术鉴于上述课题而作出，其目的在于，提供一种不依赖于来自存在于焊接焊缝部的微小氧化物的超声波反射信号，而高精度地检测焊缝位置，并能够高精度地对焊接焊缝部进行探伤的超声波探伤装置及超声波探伤方法。用于解决课题的方案本专利技术的超声波探伤装置的特征在于，具备：焊缝检测部，拍摄电焊钢管的焊接焊缝部的热图像；超声波探伤用传感头，设置在所述焊缝检测部的造管方向下游侧，且具有用于对所述焊接焊缝部进行超声波探伤的超声波探头；焊缝位置运算部，使用由所述焊缝检测部拍摄到的焊接焊缝部的热图像来运算电焊钢管的焊缝位置及焊道切削位置；焊道切削带检测部，设置在所述超声波探伤用传感头的设置位置的紧前或紧后，并检测所述电焊钢管的焊道切削带；焊道切削位置运算部，基于由所述焊道切削带检测部检测到的焊道切削带来运算电焊钢管的焊道切削位置；跟踪移动量运算部，使用由所述焊缝位置运算部运算出的焊缝位置及焊道切削位置和由所述焊道切削位置运算部运算出的焊道切削位置，来运算所述超声波探伤用传感头的跟踪移动量；及传感头驱动部，根据由所述跟踪移动量运算部运算出的跟踪移动量，使所述超声波探伤用传感头跟踪电焊钢管的焊接焊缝部而移动。本专利技术的超声波探伤装置以上述专利技术为基础，其特征在于，所述焊缝位置运算部根据由所述焊缝检测部拍摄到的热图像来算出电焊钢管的管周方向的温度分布，并运算温度超过了规定的阈值的管周方向位置的中点作为焊缝位置。本专利技术的超声波探伤装置以上述专利技术为基础，其特征在于，所述焊道切削带检测部具备：第一光源，从电焊钢管的上方左侧方向向焊接焊缝部的附近照射照明光；第二光源，从电焊钢管的上方右侧方向向焊接焊缝部的附近照射照明光；及图像检测部，检测从第一及第二光源照射了照明光时的焊接焊缝部的附近的图像，且所述图像检测部夹于第一光源与第二光源之间，所述焊道切削位置运算部根据从第一光源照射了照明光时检测到的图像和从第二光源照射了照明光时检测到的图像来运算最小亮度图像，运算对于最小亮度图像的管周方向而运算了造管方向的规定的评价范围内的亮度的最大值的亮度分布来作为评价用亮度分布，基于评价用亮度分布和规定的阈值来运算焊道切削位置。本专利技术的超声波探伤装置以上述专利技术为基础，其特征在于，所述焊道切削位置运算部算出对于所述最小亮度图像的造管方向而计算了管周方向的最大亮度值的图表，设定图表超过规定的阈值的造管方向的范围来作为所述规定的评价范围。本专利技术的超声波探伤装置以上述专利技术为基础，其特征在于，所述焊道切削位置运算部运算对于设定在所述最小亮度图像的规定的范围内的参照亮度运算范围的管周方向而运算了造管方向的亮度的最大值的亮度分布来作为参照亮度分布，基于从评价用亮度分布减去参照亮度分布而得到的亮度分布和规定的阈值来运算焊道切削位置。本专利技术的超声波探伤装置以上述专利技术为基础，其特征在于，适用于所述超声波探伤用传感头的超声波探伤法是使用水作为声耦合材料的超声波探伤法。本专利技术的超声波探伤方法的特征在于，包括如下步骤：焊缝检测步骤，在具有用于对电焊钢管的焊接焊缝部进行超声波探伤的超声波探头的超声波探伤用传感头的设置位置的造管方向上游侧，拍摄焊接焊缝部的热图像；焊缝位置运算步骤，使用在所述焊缝检测步骤中拍摄到的焊接焊缝部的热图像来运算电焊钢管的焊缝位置及焊道切削位置；焊道切削带检测步骤，在所述超声波探伤用传感头的设置位置的紧前或紧后，检测所述电焊钢管的焊道切削带；焊道切削位置运算步骤，基于在所述焊道切削带检测步骤中检测到的焊道切削带来运算电焊钢管的焊道切削位置；跟踪移动量运算步骤，使用在所述焊缝位置运算步骤中运算出的焊缝位置及焊道切削位置和在所述焊道切削位置运算步骤中运算出的焊道切削位置，来运算所述超声波探伤用传感头的跟踪移动量；及传感头驱动步骤，根据在所述跟踪移动量运算步骤中运算出的跟踪移动量，使所述超声波探伤用传感头跟踪电焊钢管的焊接焊缝部而移动。专利技术效果根据本专利技术的超声波探伤装置及超声波探伤方法，不依赖于从存在于焊接焊缝部的微小氧化物反射的反射波而高精度地检测焊缝位置，能够高精度地对焊接焊缝部进行探伤。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的超声波探伤装置的整体结构的示意图。图2是表示图1所示的焊道切削带检测部的结构的示意图。图3是表示本专利技术的一实施方式的焊缝跟踪控制处理的流程的流程图。图4是表示由焊缝检测部取得的电焊钢管的焊接焊缝部的热图像的一例的图。图5是表示电焊钢管的管周方向的温度分布的一例的图。图6是用于说明电焊钢管的焊缝位置的运算方法的图。图7是用于说明根据电焊钢管的管周方向的温度分布来算出焊道切削位置的方法的图。图8是用于说明根据电焊钢管的管周方向的温度分布来算出焊道切削位置的方法的图。图9是表示通过从一方的光源照射照明光而拍摄到的焊道切削带的图像的一例的图。图10是表示通过从另一方的光源照射照明光而拍摄到的焊道切削带的图像的一例的图。图11是用于说明基于最小亮度运算处理的焊道切削带的提取方法的图。图12是表示本专利技术的一实施方式的焊道切削位置运算处理的流程的流程图。图13是用于说明图12所示的步骤S14～S19的处理的图。图14是用于说明图12所示的步骤S20的处理的图。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的一实施方式的超声波探伤装置的结构及其动作。〔结构〕首先，参照图1、图2，说明本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波探伤装置，其特征在于，具备：焊缝检测部，拍摄电焊钢管的焊接焊缝部的热图像；超声波探伤用传感头，设置在所述焊缝检测部的造管方向下游侧，且具有用于对所述焊接焊缝部进行超声波探伤的超声波探头；焊缝位置运算部，使用由所述焊缝检测部拍摄到的焊接焊缝部的热图像来运算电焊钢管的焊缝位置及焊道切削位置；焊道切削带检测部，设置在所述超声波探伤用传感头的设置位置的紧前或紧后，并检测所述电焊钢管的焊道切削带；焊道切削位置运算部，基于由所述焊道切削带检测部检测到的焊道切削带来运算电焊钢管的焊道切削位置；跟踪移动量运算部，使用由所述焊缝位置运算部运算出的焊缝位置及焊道切削位置和由所述焊道切削位置运算部运算出的焊道切削位置，来运算所述超声波探伤用传感头的跟踪移动量；及传感头驱动部，根据由所述跟踪移动量运算部运算出的跟踪移动量，使所述超声波探伤用传感头跟踪电焊钢管的焊接焊缝部而移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.10 JP 2014-1424021.一种超声波探伤装置，其特征在于，具备：焊缝检测部，拍摄电焊钢管的焊接焊缝部的热图像；超声波探伤用传感头，设置在所述焊缝检测部的造管方向下游侧，且具有用于对所述焊接焊缝部进行超声波探伤的超声波探头；焊缝位置运算部，使用由所述焊缝检测部拍摄到的焊接焊缝部的热图像来运算电焊钢管的焊缝位置及焊道切削位置；焊道切削带检测部，设置在所述超声波探伤用传感头的设置位置的紧前或紧后，并检测所述电焊钢管的焊道切削带；焊道切削位置运算部，基于由所述焊道切削带检测部检测到的焊道切削带来运算电焊钢管的焊道切削位置；跟踪移动量运算部，使用由所述焊缝位置运算部运算出的焊缝位置及焊道切削位置和由所述焊道切削位置运算部运算出的焊道切削位置，来运算所述超声波探伤用传感头的跟踪移动量；及传感头驱动部，根据由所述跟踪移动量运算部运算出的跟踪移动量，使所述超声波探伤用传感头跟踪电焊钢管的焊接焊缝部而移动。2.根据权利要求1所述的超声波探伤装置，其特征在于，所述焊缝位置运算部根据由所述焊缝检测部拍摄到的热图像来算出电焊钢管的管周方向的温度分布，并运算温度超过了规定的阈值的管周方向位置的中点作为焊缝位置。3.根据权利要求1或2所述的超声波探伤装置，其特征在于，所述焊道切削带检测部具备：第一光源，从电焊钢管的上方左侧方向向焊接焊缝部的附近照射照明光；第二光源，从电焊钢管的上方右侧方向向焊接焊缝部的附近照射照明光；及图像检测部，检测从第一及第二光源照射了照明光时的焊接焊缝部的附近的图像，且所述图像检测部夹于第一光源与第二光源之间，所述焊道切削位置运算部根据从第一光源照射了照明光时检测到的图像和从第二光源照射了照明光时检测到的图像来运算最小亮度图像，运算对于最小亮度图像的管周方向而运算了...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井穣，坂下重人，米本笃志，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP