(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査し、溶接部内部の欠陥を探傷する探傷段階と、
前記探傷段階で探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出段階とを具備し、前記探傷段階が、溶接部の厚さが５０ミリメートル以上である場合は、前記超音波送信探触子から放射され前記超音波受信探触子で受信される超音波の交軸点を溶接部上面から溶接部厚さの１／３及び２／３の深さとして少なくとも２回探傷することを特徴とする溶接部の傷抽出方法。
【請求項２】
溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査し、溶接部内部の欠陥を探傷する探傷段階と、
前記探傷段階で探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出段階とを具備し、前記探傷段階が、溶接線の直交方向の少なくとも三つの位置で溶接線に沿う走査を行うものであることを特徴とする溶接部の傷抽出方法。
【請求項３】
溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査し、溶接部内部の欠陥を探傷する探傷段階と、
前記探傷段階で探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出段階とを具備し、前記抽出段階が、所定の深さで連続した欠陥を連続密集傷（ＡＡ傷）として抽出することを特徴とする溶接部の傷抽出方法。
【請求項４】
溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査し、溶接部内部の欠陥を探傷する探傷段階と、
前記探傷段階で探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出段階とを具備し、前記抽出段階が、隣り合う欠陥の水平方向長さの大きい方の値が隣り合う欠陥の水平方向間隔より大きく、かつ隣り合う欠陥の垂直深さの大きい方の値が隣り合う欠陥の垂直方向間隔より大きいときは当該隣り合う欠陥を合成して密集傷（Ａ傷）として抽出することを特徴とする溶接部の傷抽出方法。
【請求項５】
前記探傷段階が、前記超音波送信探触子から放射され前記超音波受信探触子で受信される超音波の交軸点を、溶接部上面から溶接部厚さの２／３の深さとするものであることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の溶接部の傷抽出方法。
【請求項６】
溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子と、
前記超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査して溶接部内の欠陥を探傷する探傷手段と、
前記探傷手段によって探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出手段とを具備し、前記抽出手段が、所定の深さで連続した欠陥を連続密集傷（ＡＡ傷）として抽出することを特徴とする溶接部の探傷装置。
【請求項７】
前記抽出手段が、隣り合う欠陥の水平方向長さの大きい方の値が隣り合う欠陥の水平方向間隔より大きく、かつ隣り合う欠陥の垂直深さの大きい方の値が隣り合う欠陥の垂直方向間隔より大きいときは当該隣り合う欠陥を合成して密集傷（Ａ傷）として抽出することを特徴とする請求項６に記載の溶接部の傷抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶接部の傷抽出方法及び装置に係り、特に欠陥の大きさ及び危険度を短時間に分類可能な溶接部の傷抽出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属接続の方法としては溶接が広く使用されているが、溶接部に欠陥（傷）が存在すると溶接部の強度が低下する。このため、溶接後に溶接部の非破壊検査を行い欠陥の有無、欠陥の大きさの評価を実行することが必要となるが、非破壊検査方法としては、斜角探傷法、ＴＯＦＤ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）法等の超音波探傷法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
斜角探傷法は、探触子から斜め前方の溶接部に向けて超音波を出力し、欠陥に衝突して反射された反射波をその探触子で受信し、超音波の発射角度及び超音波を発射から反射を受信するまでの時間に基づいて欠陥の位置を算出することが可能となる。
【０００４】
しかしながら、斜角探傷法では受信される超音波の強度に応じた欠陥の分類法は存在するが、欠陥の大きさを定量的に評価することはできない。
【０００５】
ＴＯＦＤ法は溶接部の両側に送信探触子と受信探触子を配置して欠陥の上端及び下端を検出する方法であり、欠陥を定量的に評価することが可能なものの、欠陥の溶接部幅方向位置を特定することは不可能であった。
【０００６】
さらに、ＴＯＦＤ法にあっては探傷画面に現われた模様に基づいて欠陥を密集傷、面状傷及び体積状傷に分類して欠陥寸法を評価するが、欠陥の数が多い場合には評価時間が長くなることを回避できない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、溶接部の強度を損なうおそれのある傷である連続密集傷及び密集傷を短時間に抽出することが可能な溶接部の傷抽出方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態によれば、溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査し、溶接部内部の欠陥を探傷する探傷段階と、前記探傷段階で探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出段階とを具備し、前記探傷段階が、溶接部の厚さが５０ミリメートル以上である場合は、前記超音波送信探触子から放射され前記超音波受信探触子で受信される超音波の交軸点を溶接部上面から溶接部厚さの１／３及び２／３の深さとして少なくとも２回探傷することを特徴とする溶接部の傷抽出方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の形態によれば、溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査し、溶接部内部の欠陥を探傷する探傷段階と、前記探傷段階で探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出段階とを具備し、前記探傷段階が、溶接線の直交方向の少なくとも三つの位置で溶接線に沿う走査を行うものであることを特徴とする溶接部の傷抽出方法が提供される。
【００１０】
本発明の第３の形態によれば、溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査し、溶接部内部の欠陥を探傷する探傷段階と、前記探傷段階で探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出段階とを具備し、前記抽出段階が、所定の深さで連続した欠陥を連続密集傷（ＡＡ傷）として抽出することを特徴とする溶接部の傷抽出方法が提供される。
【００１１】
本発明の第４の形態によれば、溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査し、溶接部内部の欠陥を探傷する探傷段階と、前記探傷段階で探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出段階とを具備し、前記抽出段階が、隣り合う欠陥の水平方向長さの大きい方の値が隣り合う欠陥の水平方向間隔より大きく、かつ隣り合う欠陥の垂直深さの大きい方の値が隣り合う欠陥の垂直方向間隔より大きいときは当該隣り合う欠陥を合成して密集傷（Ａ傷）として抽出することを特徴とする溶接部の傷抽出方法が提供される。
【００１２】
上述した本発明の第２から第４の形態のいずれかの形態に係る溶接部の傷抽出方法において、前記探傷段階は、前記超音波送信探触子から放射され前記超音波受信探触子で受信される超音波の交軸点を、溶接部上面から溶接部厚さの２／３の深さとするものであってもよい。
【００１３】
本発明の第５の形態によれば、溶接部の両側の金属表面上に配置された超音波送信探触子及び超音波受信探触子と、前記超音波送信探触子及び超音波受信探触子を溶接線に沿って走査して溶接部内の欠陥を探傷する探傷手段と、前記探傷手段によって探傷された欠陥像から連続密集傷及び密集傷を抽出する抽出手段とを具備し、前記抽出手段が、所定の深さで連続した欠陥を連続密集傷（ＡＡ傷）として抽出することを特徴とする溶接部の探傷装置が提供される。
この本発明の第５の形態に係る溶接部の探傷装置において、前記抽出手段は、隣り合う欠陥の水平方向長さの大きい方の値が隣り合う欠陥の水平方向間隔より大きく、かつ隣り合う欠陥の垂直深さの大きい方の値が隣り合う欠陥の垂直方向間隔より大きいときは当該隣り合う欠陥を合成して密集傷（Ａ傷）として抽出するように構成してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る溶接部の傷抽出装置の構成図であって、二枚の鋼板１０１及び１０２を結合する溶接部（ビード）１０３を検査する場合を示す。
【００１５】
溶接部１０３の両側に送信探触子１１及び受信探触子１２が配置される。送信探触子１１には発信器１３から超音波パルスが出力され、送信探触子１１から溶接部１０３に向けて超音波が発射される。
【００１６】
溶接部１０３に欠陥が存在すると、この欠陥で超音波パルスが反射され、受信探触子１２によって検出される。そして、受信探触子１２の出力信号は受信器１４で増幅され、超音波処理部１５に導かれる。なお、超音波処理部１５は発信器１３とも接続され、超音波パルス発射時を基準として受信信号を解析し、深さ方向の画像信号として出力する。
【００１７】
この画像信号は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１６に伝送され、記憶装置に記憶される。
【００１８】
送信探触子１１及び受信探触子１２を溶接線に沿って走査し、溶接線に沿う走査が完了すると、送信探触子１１及び受信探触子１２を鋼板表面上の溶接線の直交方向に移動させて溶接線に沿う走査を繰り返す。なお、溶接線の直交方向の走査は、少なくとも開先両側及び溶接部１０３内部を探傷するように３回行うことが望ましい。
【００１９】
また、板厚が５０ミリメートル未満の場合は交軸点が板厚の２／３（即ち３３ミリメートル）に来るようにして探傷し、板厚が５０ミリメートル以上１２０ミリメートル程度の場合は交軸点を板厚の１／３及び２／３の位置として２回の探傷を行うことが望ましい。
【００２０】
図２及び３は、溶接線に沿う走査完了後にＰＣ１６に記憶された画像信号をディスプレイ１７に表示したときの傷表示模式図であって、横軸には溶接線に沿う走査距離を、縦軸には板厚をとる。なお、上方の縞は表面を、下方の縞は底面を示す。
【００２１】
図４は、欠陥を連続密集傷（ＡＡ傷）、密集傷（Ａ傷）、面状傷（Ｂ傷）及び体積状傷（Ｃ傷）に分類したときの欠陥の模式図であって、この画像を処理することにより欠陥を四種類の傷に分類する。
【００２２】
図５は、図２に示す相互に分離可能な欠陥がＡ傷（密集傷）であるかを判定する判定処理の説明図、図６は判定処理のフローチャートである。
【００２３】
ここで欠陥ｉの水平部分の長さをＬｉ、深さをＤｉ、欠陥ｊの水平部分の長さをＬｊ、深さをＤｊ、欠陥ｉと欠陥ｊの水平方向隔たりをＬｉｊ、垂直方向の隔たりをＤｉｊとする。
【００２４】
ステップ６０１で欠陥の順序を表すインデックスｉを初期値“１”に、ステップ６０２で同じくインデックスｊを初期値“ｉ＋１”に設定する。
【００２５】
ステップ６０３で欠陥ｉの水平部分長Ｌｉと欠陥ｊの水平部分長Ｌｊの長いほうの長さが欠陥ｉと欠陥ｊの水平方向隔たりＬｉｊ以上であるかを判定し、肯定判定されたときはステップ６０４に進む。
【００２６】
ステップ６０４で欠陥ｉの深さＤｉと欠陥ｊの深さＤｊの深いほうの深さが欠陥ｉと欠陥ｊの垂直方向隔たりＤｉｊ以上であるかを判定し、肯定判定されたときはステップ６０５に進む。
【００２７】
即ち、ステップ６０３及びステップ６０４でともに肯定判定されたときは、欠陥ｉと欠陥ｊが隣接して存在しており単一の欠陥として評価することが妥当であるのでステップ５０５において［数１］により、ステップ６０６において［数２］により合成されたＡ傷（密集傷）の長さ及び深さを算出する。
【００２８】
【数１】
0003595539.tif 000002
【００２９】
【数２】
0003595539.tif 000003
【００３０】
つぎにステップ６０７でインデックスｉをインクリメントしてステップ６０８に進む。なお、ステップ６０３又はステップ６０４で否定判定されたときは、欠陥はＢ傷（面状傷）あるいはＣ傷（体積状傷）であるとして直接ステップ６０８に進む。
【００３１】
ステップ６０８でインデックスｊが全欠陥数Ｉになったか、即ち全欠陥について処理が完了したかを判定し、否定判定されたときはステップ６０９でインデックスｊをインクリメントしてステップ６０３に戻る。
【００３２】
ステップ６０８で肯定判定されたときはステップ６１０でインデックスｉが全欠陥数Ｉになったか、即ち全欠陥について処理が完了したかを判定する。
【００３３】
ステップ６１０で否定判定されたときはステップ６１１でインデックスｉをインクリメントしてステップ６０２に戻る。逆にステップ６１０で肯定判定されたときはこの処理を終了する。
【００３４】
一方、図３に示すように分離することのない連続した欠陥が一定の深さで存在するときは、この欠陥をＡＡ傷（連続密集傷）と判定する。
【００３５】
そして、以後はＡＡ傷及びＡ傷を対象として残存寿命を評価する。即ちＢ傷及びＣ傷については残存寿命の評価を省略することにより検査時間を短縮することが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
第一の発明に係る溶接部の傷抽出方法及び装置によれば、溶接部を溶接線に沿って超音波探傷した画像から、溶接部の強度を損なうおそれのある連続密集傷及び密集傷を短時間に抽出することが可能となる。
【００３７】
第二の発明に係る溶接部の傷抽出方法及び装置によれば、一定の深さに連続する欠陥を溶接部の強度を損なうおそれのある連続密集傷として短時間に抽出することが可能となる。
【００３８】
第三の発明に係る溶接部の傷抽出方法及び装置によれば、近接する欠陥を溶接部の強度を損なうおそれのある密集傷として短時間に抽出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶接部の傷抽出装置の構成図である。
【図２】傷表示模式図（１／２）である。
【図３】傷表示模式図（２／２）である。
【図４】欠陥の模式図である。
【図５】判定処理の説明図である。
【図６】判定処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０１、１０２…鋼板
１０３…溶接部
１１…送信探触子
１２…受信探触子
１３…発信器
１４…受信器
１５…超音波処理部
１６…パーソナルコンピュータ
１７…ディスプレイ
【図１】
0003595539.tif 000004
【図２】
0003595539.tif 000005
【図３】
0003595539.tif 000006
【図４】
0003595539.tif 000007
【図５】
0003595539.tif 000008
【図６】
0003595539.tif 000009