(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電縫管を溶接した後、ビード切削機、熱画像型カメラを用いて溶接シーム部を撮像するシーム検出部、および溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するための超音波探触子を備えたセンサヘッドの順で配置されたラインにおける電縫管の超音波探傷装置であって、
前記シーム検出部で撮像した熱画像に基づきシーム位置Ｘcの演算とビード切削位置Ｘm1，Ｘm2の演算を行うシーム位置演算部と、
前記センサヘッドの設置位置の直前または直後に設置した、ビード切削幅に対するビード位置Ｘs1，Ｘs2を検出するビード切削位置検出部と、
該ビード切削位置検出部の設置位置まで前記シーム位置演算部で演算されたシーム位置が通過に要する時間を計算する遅延部と、
該遅延部で計算された時間だけ遅延した前記シーム位置演算部で演算されたシーム位置Ｘcとビード切削位置Ｘm1，Ｘm2と前記ビード切削位置検出部で検出されたビード位置Ｘs1，Ｘs2に基づいて、シーム位置Ｘposを、下記（２）、（３）式に基づいて演算し、
【数２】
0005920401.tif 000006
【数３】
0005920401.tif 000007
演算したシーム位置Ｘposに対して、予め設定した目標値Xdの間隔を持って、前記センサヘッドを追従させるための移動量Ｄの計算を下記（４）式に基づいて行う移動量演算部と、
【数４】
0005920401.tif 000008
該移動量演算部で計算した移動量Ｄだけ前記センサヘッドを駆動させるセンサヘッド駆動部と、
該センサヘッド駆動部により駆動させられた前記センサヘッドとの超音波送受信を行う超音波送受信部と、
該超音波送受信部より反射超音波信号を受けて、溶接シーム部に欠陥が存在しなかったかどうかの品質評価を行う評価部とを具備することを特徴とした電縫管の超音波探傷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電縫管の超音波探傷装置において、
前記ビード切削位置検出部は、
熱画像型カメラを用いて、放射率の変化に基づきビード位置を検出することを特徴とした電縫管の超音波探傷装置。
【請求項３】
電縫管を溶接した後、ビード切削機、熱画像型カメラを用いて溶接シーム部を撮像するシーム検出部、および溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するための超音波探触子を備えたセンサヘッドの順で配置されたラインにおける電縫管の超音波探傷方法であって、
前記センサヘッドの設置位置の直前または直後にビード切削幅に対するビード位置を検出するビード切削位置検出部を設置し、
前記シーム検出部で溶接シーム部の熱画像を撮像するステップ１と、
該撮像した熱画像に基づきシーム位置Ｘcの演算とビード切削位置Ｘm1，Ｘm2の演算を行うステップ２と、
前記ビード切削位置検出部の設置位置までステップ２で演算されたシーム位置が通過に要する遅延時間を計算するステップ３と、
前記ビード切削位置検出部におけるビード位置Ｘs1，Ｘs2を算出するステップ４と、
該ビード位置Ｘs1，Ｘs2および前記シーム位置Ｘcとビード切削位置Ｘm1，Ｘm2に基づき、シーム位置Ｘposを、下記（２）、（３）式に基づいて演算し、
【数２】
0005920401.tif 000009
【数３】
0005920401.tif 000010
演算したシーム位置Ｘposに対して、予め設定した目標値Xdの間隔を持って、前記センサヘッドを追従させるための移動量Ｄを下記（４）式に基づいて算出するステップ５と、
【数４】
0005920401.tif 000011
該移動量Ｄだけ前記センサヘッドを移動するステップ６と、
該ステップ６の後、前記センサヘッドにて溶接シーム部の欠陥を超音波探傷し、溶接シーム部に欠陥が存在しなかったかどうかの品質評価をするステップ７とを有することを特徴とした電縫管の超音波探傷方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電縫管の超音波探傷方法において、
前記ビード切削位置検出部は、
熱画像型カメラを用いて、放射率の変化に基づきビード位置を検出することを特徴とした電縫管の超音波探傷方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電縫管の超音波探傷方法を用いて、溶接シーム部の探傷を行いその結果を情報提供することを特徴とした品質保証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電縫管の溶接シーム部を超音波探傷する、電縫管の超音波探傷装置及び方法ならびに品質保証方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電縫管の製造プロセスは、鋼板を管状に曲げ成形していき、管状に成形された鋼板の左右両端部を押し付けながら溶接接合するというプロセスが一般的である。良好な溶接品質を得るために、溶接後は溶接接合された箇所を超音波探傷装置により超音波探傷し、さらにシームアニーラによりアニール（焼鈍）処理（溶接によって焼入れ状態近くになったシーム部を焼き戻す）が施されて製品化される。
【０００３】
このような製造プロセスで製造される電縫管の溶接シーム部を超音波探傷する場合、通常、斜角探傷が用いられ、溶接ビードの切削後や水圧試験後に実施される。斜角超音波が所望の位置に入射するように、超音波探触子が設置されたセンサヘッドを位置決めしてから超音波探傷を行う必要がある。なお、位置決めについては、前記超音波探傷装置の下流に設置するシームアニーラにおいても、溶接シーム部をピンポイントでアニール処理するために、シームアニーラを溶接シーム部に正しく位置決めしてからアニール処理を行う必要がある。
【０００４】
しかしながら、電縫管は製造ライン上で様々な力を受けるため、溶接シーム部が必ずしも超音波探傷装置やシームアニーラの中心線上に位置しているとは限らず、左右にずれることがある。そこで、超音波探触子を溶接シーム部の真上に位置させるために、電縫管の溶接シーム部を挟んで配置された二つの放射式温度計により溶接シーム部の温度を測定し、その測定温度の差からシーム位置を検出するようにした技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、放射式温度計を用いずにシーム位置を検出する技術として、溶接シーム部のテンパーカラーが入熱の最も加わった部分であることに基づき、電縫管周方向の色調変化を色度計により検出して溶接シーム部の位置を検出する技術（特許文献２参照）や、カメラにより撮像された溶接シーム部の輝度変化などから溶接ビードの切削部を特定し、その中心を溶接シーム部と見做す技術（特許文献３〜６参照）が知られている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、超音波探触子を電縫管の周方向に駆動する探触子駆動機構に溶接シーム追従用のサーボ信号を出力して超音波探触子を溶接シーム部の真上に位置決めしているため、放射式温度計と探触子駆動機構とを一体化させる必要がある。そのため、溶接シーム部の温度が１００℃を超えるような位置で超音波探傷が行われることになり、探傷精度を高めるために、超音波探触子を溶接シーム部に近づけて超音波探傷しようとすると、溶接シーム部と超音波探触子との間の音響伝達媒質（水）が
沸騰してしまい、溶接シーム部を超音波探傷することができなくなるという問題がある。      
【０００７】
一方、溶接シーム部を冷却してから超音波探傷を実施しようとすると、特許文献１に開示された技術は溶接シーム部の温度を二つの放射式温度計により計測して溶接シーム追従用のサーボ信号を出力する方式であるため、原理的に適用できなくなってしまうという問題もある。
【０００８】
また、特許文献２に開示された技術は、溶接ビードの切削状態によって切削面の表面状態が影響されてしまうため、実際には電縫管の製造ライン上でテンパーカラーを安定して検出することは困難である。
【０００９】
さらに、特許文献３〜６に開示された技術は、ビード切削部の中心を溶接シーム部と見做しているが、ビード切削用バイトの当たり方によって溶接シーム部の中心位置が必ずしもビード切削部の中心とは限らず、ビード切削部の幅は１０ｍｍ程度であるから、数ｍｍの誤差が生じる可能性がある。通常行われている超音波探傷では超音波ビームの幅が数ｍｍであり、これらの方式でも十分であるものの、ビームの交差領域が狭いタンデム法や集束ビームを用いて溶接シーム部の微小な欠陥まで探傷する場合には、精度が不十分であるという問題がある。
【００１０】
そこで、これらの課題を解決する技術として、溶接シーム部にある欠陥からの超音波反射信号を用いたシーム検出技術（特許文献７参照）や、電縫管の溶接シーム部を赤外線カメラで撮像して得られた温度分布からシーム位置を検出、さらに溶接シーム部に存在する欠陥からの超音波反射信号を用いてシーム位置を補正する技術（特許文献８参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６１−１０７１０２号公報
【特許文献２】特開平６−２０１５９６号公報
【特許文献３】特開平１−３０２１０３号公報
【特許文献４】特開平２−９６６０２号公報
【特許文献５】特開平４−３４０４０３号公報
【特許文献６】特開平１０−１７０２２８号公報
【特許文献７】特開２０１１−２２７０６０号公報
【特許文献８】特開２００９−２２２４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の技術においても次のような問題がある。すなわち、特許文献７および８に開示されている技術は、いずれも電縫管の溶接シーム部付近で管周方向に超音波ビームを電子的または機械的に走査して得られる溶接シーム部に存在する欠陥からの反射波に基づいて、真のシーム位置の検出を行っている。つまり、溶接部に欠陥が存在しないときはシーム位置を算出できず、必ず真のシーム位置を探傷できるという保証ができないという問題である。
【００１３】
本発明では、これら従来技術の問題点に鑑み、溶接シーム部に存在する欠陥からの反射に頼らずにシーム検出を行い精度良く探傷が可能な、電縫管の超音波探傷装置及び方法ならびに品質保証方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
【００１５】
［１］  電縫管を溶接した後、ビード切削機、熱画像型カメラを用いて溶接シーム部を撮像するシーム検出部、および溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するための超音波探触子を備えたセンサヘッドの順で配置されたラインにおける電縫管の超音波探傷装置であって、
前記シーム検出部で撮像した熱画像に基づきシーム位置の演算を行うシーム位置演算部と、
前記センサヘッドの設置位置の直前または直後に設置した、ビード切削幅に対するビード位置を検出するビード切削位置検出部と、
該ビード切削位置検出部の設置位置まで前記シーム位置演算部で演算されたシーム位置が通過に要する時間を計算する遅延部と、
該遅延部で計算された時間だけ遅延した前記シーム位置演算部で演算されたシーム位置と前記ビード切削位置検出部で検出されたビード位置に基づいて、移動量の計算を行う移動量演算部と、
該移動量演算部で計算した移動量だけ前記センサヘッドを駆動させるセンサヘッド駆動部と、
該センサヘッド駆動部により駆動させられた前記センサヘッドとの超音波送受信を行う超音波送受信部と、
該超音波送受信部より反射超音波信号を受けて、溶接シーム部に欠陥が存在しなかったかどうかの品質評価を行う評価部とを具備することを特徴とした電縫管の超音波探傷装置。
【００１６】
［２］  上記［１］に記載の電縫管の超音波探傷装置において、
前記ビード切削位置検出部は、
熱画像型カメラを用いて、放射率の変化に基づきビード位置を検出することを特徴とした電縫管の超音波探傷装置。
【００１７】
［３］  電縫管を溶接した後、ビード切削機、熱画像型カメラを用いて溶接シーム部を撮像するシーム検出部、および溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するための超音波探触子を備えたセンサヘッドの順で配置されたラインにおける電縫管の超音波探傷方法であって、
前記センサヘッドの設置位置の直前または直後にビード切削幅に対するビード位置を検出するビード切削位置検出部を設置し、
前記シーム検出部で溶接シーム部の熱画像を撮像するステップ１と、
該撮像した熱画像に基づきシーム位置の演算を行うステップ２と、
前記ビード切削位置検出部の設置位置までステップ２で演算されたシーム位置が通過に要する遅延時間を計算するステップ３と、
前記ビード切削位置検出部におけるビード位置を算出するステップ４と、
該ビード位置、前記遅延時間、および前記シーム位置に基づき、前記センサヘッドの移動量を算出するステップ５と、
該移動量だけ前記センサヘッドを移動するステップ６と、
該ステップ６の後、前記センサヘッドにて溶接シーム部の欠陥を超音波探傷するステップ７とを有することを特徴とした電縫管の超音波探傷方法。
【００１８】
［４］  上記［３］に記載の電縫管の超音波探傷方法において、
前記ビード切削位置検出部は、
熱画像型カメラを用いて、放射率の変化に基づきビード位置を検出することを特徴とした電縫管の超音波探傷方法。
【００１９】
［５］  上記［３］または［４］に記載の電縫管の超音波探傷方法を用いて、溶接シーム部の探傷を行いその結果を情報提供することを特徴とした品質保証方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、溶接シーム部に存在する欠陥からの反射に頼らずにシーム検出を行い精度良く探傷が可能となるとともに、確実な電縫管の品質保証が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る電縫管の超音波探傷装置の全体構成例を示す図である。
【図２】溶接シームにセンサヘッドを追従させる処理フロー例を示す図である。
【図３】熱画像カメラで取得した二次元熱画像の一例を示す図である。
【図４】管周方向の温度分布の一例を示す図である。
【図５】温度分布からシーム位置を算出する方法を示す説明する図である。
【図６】温度分布からビードピーク位置を算出する方法を説明する図である。
【図７】温度分布からより正確なビードピーク位置を算出する方法を説明する図である。
【図８】本発明の実施例に係る電縫管の超音波探傷装置の全体構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図ならびに数式を参照して、本発明の実施形態を以下に説明を行う。図１は、本発明に係る電縫管の超音波探傷装置の全体構成例を示す図である。
【００２３】
図中、１はセンサヘッド、２はシーム冷却部、３はシーム検出部、４はシーム位置演算部、５はビード切削位置検出部、６はビード切削位置演算部、７は移動量演算部、８はセンサヘッド駆動部、９は超音波送受信部、１０は評価部、および１１は遅延部をそれぞれ表す。
【００２４】
ロールによって管状に成形された鋼板の左右両端部を溶接機で溶接接合し、ビード切削機によって溶接部の溶接ビードが切削されて、電縫管が製造される。
【００２５】
超音波探傷のための超音波探触子を備えたセンサヘッド１は、溶接シームが探傷できるようにセンサヘッド駆動部８により電縫管の管周方向に動かせるようになっている。
【００２６】
このセンサヘッド１に適用されている超音波探傷方法が、音響結合に水を用いる水柱超音波法（局部水浸法）や水膜法の場合には、センサ位置が溶接シームに近いほど、溶接時の熱の影響をうけて沸騰し、探傷が難しくなる。
【００２７】
このため、溶接時の熱影響を受ける探傷手法を適用する場合には、シーム冷却部２を設けて、シーム温度がセンサヘッド１が設置されている位置で約100度以下となるように冷却を実施する。冷却方法はラミナーノズルによる水冷が最も効果的であるが、前述したようにセンサヘッド１設置位置でシーム温度が約100度以下となっていれば、その手段は他の手法であっても良い。
【００２８】
シーム検出部３では、熱画像型カメラを用いて、溶接シーム部を撮像する。撮像された画像は、シーム位置演算部４に送られ、画像処理されてその温度分布から溶接シームの位置が演算される。ビード切削位置検出部５〜遅延部１１の説明については、以下の処理フローの説明の中であわせて行う。
【００２９】
図２は、溶接シームにセンサヘッドを追従させる処理フロー例を示す図である。先ず、Step01で、溶接シームの熱画像取得を行う。シーム検出部３の熱画像型カメラで溶接シーム部周辺を撮像し二次元熱画像を得る。図３は、熱画像カメラで取得した二次元熱画像の一例を示す図である。中央部分に周囲より温度が高い溶接シームを確認することができる。
【００３０】
次に、Step02で、シーム位置の演算を行う。 Step01で得られた２次元熱画像は、シーム位置演算部４に送られ、２次元熱画像に基づきシーム位置の演算が行われる。先ず、得られた２次元熱画像から、管周方向の温度分布を算出する。図４は、管周方向の温度分布の一例を示す図である。管周方向の画素を横軸に、縦軸に温度をプロットしたものであり、シーム中央に温度の低い部分がある二瘤形状の温度分布を確認することができる。
【００３１】
図５は、温度分布からシーム位置を算出する方法を示す説明する図である。温度分布に対して、閾値温度θtを設定し、θtを横切る二箇所を溶接シームの温度分布から求めた後、閾値θtを横切る二箇所（Ｘａ、Ｘｂ）の中点（電縫管の軸方向と直角な方向の方向における溶接シーム部のＸ座標Ｘｃ）をシーム検出部３が設置されている場所を通過した時点での電縫管の溶接シーム位置Ｘｃとして、シーム位置演算部４で算出する。具体的には、（１）式に基づいてＸｃを計算する。
【００３２】
【数１】
0005920401.tif 000002
【００３３】
なお、この場合、閾値θtは固定値でも良いし、温度分布のピーク値を基準としてある割合で決める値としても良い。また、溶接シームの温度分布を電縫管の長手方向における複数の位置で求め、それらの値を平均化（図３の右端に平均化の範囲を示したように）することが望ましい。このようにすると、溶接機からのノイズやシーム冷却部で発生する蒸気による熱画像の揺らぎの影響を低減することができるので、算出するシーム位置の精度をより高めることができる。
【００３４】
次に、図３に示した熱画像から、ビード切削位置をシーム位置演算部４で算出する。熱画像から得られた温度分布図においてシーム中央付近で温度が低下している。ビード切削した位置は、切削された周辺よりも鏡面状態になっており放射率が周辺と異なっている。
【００３５】
赤外線を用いた熱画像から温度分布を算出すると、図４に示したように中央部に谷部分が生じる。このビード切削部分の鏡面状態による放射率影響をうけている範囲を温度分布から抽出し、ビード切削位置を算出する。
【００３６】
具体的なビード切削位置算出方法を、図６および図７を用いて説明する。図６は、温度分布からビードピーク位置を算出する方法を説明する図である。図７は、温度分布からより正確なビードピーク位置を算出する方法を説明する図である。
【００３７】
まず、（１）式で算出されたＸｃを用いて、管周方向位置ＸがＸｃより小さい範囲において、最大値ピークとなる位置Ｘp1を算出する（図６）。つづいて、算出されたＸp1の前後数点の範囲でカーブフィッティングを行い正確なピーク位置を算出する。たとえば、図７に示すように、前後５点を抽出し、最小二乗法を用いて二次関数でフィッテイングできる曲線を求め、この曲線の最大値となる位置Ｘｍ1を算出する。また、同様の手順で、管周方向位置ＸがＸｃより大きな範囲においても、まず、最大位置ピークとなる位置Ｘp２を算出し、つぎにその前後数点を用いて、真の最大位置Ｘｍ2を算出する。
【００３８】
以上の演算をシーム位置演算部４で行うことで、ビード切削位置Ｘｍ1、Ｘｍ2そしてシーム位置Ｘｃを算出することが可能となる。
【００３９】
そして、Step03で、遅延時間を算出し移動量演算部に送付する。シーム位置演算部４で算出されたビード切削位置Ｘｍ1、Ｘｍ2そしてシーム位置Ｘｃは、遅延部１１で造管速度からビード切削位置検出部５が設置されている位置を通過に要する時間Ｔｄを計算し、Ｔｄだけ遅延されて移動量演算部７へ送られる。
【００４０】
シーム位置をトラッキングするためには、シーム検出部３はなるセンサヘッド１に近い位置が好ましい。シーム検出部３からセンサヘッド１までに距離があると、鋼管の捩れなどにより高精度に追従することができなくなる恐れがある。
【００４１】
しかしながら、たとえば、前述のように超音波探傷法として水を音響結合剤として用いる水柱超音波法（局部水浸法）を適用した場合には、シームの温度が高いと水が沸騰して気泡が発生し、超音波の送受信が妨げられてしまう。したがって、センサヘッド１より上流側に、シームを冷却するシーム冷却部２を設置しなければならない。シーム冷却後のシーム検出では、冷却により温度分布が変化してしまっており、正確にシーム位置Ｘｃを算出することができない。
【００４２】
よって、上流側からシーム検出部３、シーム冷却部２、センサヘッド１という順に設置しなければならず、センサヘッド１とシーム検出部３の位置が、必然的に離れてしまうこととなる。そこで、本発明では、センサヘッド１とシーム検出部３の位置が離れて、シームの位置が管周方向にずれが生じたとしても、センサヘッド１が高精度にシームの位置を追従できるようにしている。
【００４３】
本発明者は、センサヘッド近辺での熱画像を用いると、ビード切削した部分とそれ以外の部分との放射率の変化によりビード切削幅が算出でき、そのビード切削幅に対するビード位置、すなわち、ビード切削幅に対するビード位置が算出できることに着目した。これは、ビード切削した部分では放射率が低くなり、見かけ上、ビード切削していない部分に比べてビード切削した部分の温度が低く計測される（図４の中央の谷部がビード切削した部分に相当します）ことを利用している。
【００４４】
本発明では、上流側にシーム検出部３を設置するとともに、シーム冷却部２の下流に設置したセンサヘッド１の直前または直後に、新たにビード位置を検出するビード切削位置検出部５を設置する。
【００４５】
Step04では、ビード切削位置検出部におけるビード位置を算出し移動量演算部に送付する。すなわち、ビード切削位置検出部５で得られた情報をもとに、ビード切削位置検出部５が設置された位置におけるそのビード切削幅に対するビード位置Ｘｓ1及びＸｓ2を算出し、これらの値を移動量演算部７へ引き渡す。
【００４６】
ビード切削位置検出部５で、前述のシーム検出部３と同様に熱画像型カメラを用いた場合には、得られた温度情報を用いて、ビード切削位置演算部６でシーム位置演算部４と同様の演算（Ｘｐ1及びＸｐ2  ならびに Ｘｍ1及びＸｍ2  と同様の演算）を実施して、ビード位置を算出する。なお、ビード切削位置検出にあたっては、上記と異なる他の手法（光学式、形状計測など）を用いてビード位置を算出しても良い。
【００４７】
次に、Step05で、移動量演算部にて移動量Ｄの計算を行う。移動量演算部７では、センサヘッド１を管周方向へ移動させるセンサヘッド駆動部８での移動量を演算する。移動量演算部７では、先ず、遅延されて送られてきたシーム位置演算部４からの情報と、ビード切削位置演算部６から送られてきた情報に基づいて、（２）式および（３）式を用いて、管周方向におけるシーム位置Ｘｐｏｓを算出する。
【００４８】
【数２】
0005920401.tif 000003
【００４９】
【数３】
0005920401.tif 000004
【００５０】
そして、Step06で、センサヘッド１をシーム位置Ｘｐｏｓが予め設定した目標値Ｘｄに近づくように超音波探傷用センサヘッド１を管周方向に追従移動量Ｄだけセンサヘッド駆動部８で追従駆動させる。このときの追従移動量は（４）式のとおりである。
【００５１】
【数４】
0005920401.tif 000005
【００５２】
このようにセンサヘッド１を管周方向に移動させることによって、センサヘッド１が溶接シームを確実に追従でき、溶接シームの正確な超音波探傷ならびに確実な品質保証が可能となる。
【００５３】
なお、図２の処理フローには明記していないが、センサヘッド１が溶接シームを確実に追従できた段階(Step06終了時)で、センサヘッド１に設置された超音波探傷子に対して超音波送受信部９から超音波送受信の指令がなされ超音波探傷が行われる。溶接シームから反射した超音波信号は超音波送受信部９から、評価部１０に送られ、信号処理の後に溶接シーム部に欠陥が存在しなかったかどうかの品質評価が行われて、この品質評価結果は表示・記録することによって情報提供される。このように、本発明により、確実な品質保証がなされる。
【００５４】
Step07で、次のシームトラッキングがあれば、Step01に戻り一連の処理が繰り返される。そして、次のシームトラッキングがなくなれば、処理を終了する。
【実施例】
【００５５】
図ならびに数式を参照して、本発明の実施例の説明を以下に行う。図８は本発明の実施例に係る電縫管の超音波探傷装置の全体構成例を示す図である。図８に示す実施例の全体構成は、発明の実施するための形態に記載した内容に即したものであり、図中の１〜１１の符号は図１と同じであり、図１に記載のない１２はシーム検出部高さ位置調整機構、１３はシーム追従制御装置、および１４は速度検出器をそれぞれ表す。同じく図１に記載のないPOロールはプルアウトロールを表す。溶接管の製造では、鋼板を溶接機より上流に設置されたフォーミングロールで徐々に管状に成形し、溶接機で鋼板両端をつき合わせて溶接して、鋼管を製造していくが、このとき、溶接機で溶接された鋼管を所定の断面形状に成形しつつ、造管方向に押し出す役割がプルアウトロールである。
【００５６】
シーム追従制御装置１３は、シーム位置演算部４、遅延部１１、移動量演算部７、ビード切削位置演算部６から構成されている。シーム検出部３とビード切削位置検出部５で得られた画像情報に基づいて、ビード切削位置検出部５が設置された位置における円周方向に対するシーム位置を算出する。そして、センサヘッド１に設置された超音波探触子の感度範囲にシーム位置が入るように、センサヘッド１をセンサヘッド駆動部８で管周方向に追従制御を行う。
【００５７】
本実施例では、ビード切削部に対して真のシーム位置を計測するためのシーム検出部３をビード切削機の直後に設置し、センサヘッド１にビード切削位置検出部５を下流側に抱き合わせて設置した。シーム検出部３は、電縫管の外径サイズに合わせて常に所定のフォーカス位置で撮像できるように操業情報データベース（図示せず）から送信された造管される電縫管の外径サイズに基づきシーム検出部高さ位置調整機構１２により、電縫管に対する高さ調整が行われる。
【００５８】
センサヘッド１をシームに追従させるために、本実施例では、ビード切削機の直後に設置したシーム検出部３および、センサヘッド１に抱き合わせたビード切削位置検出部５で得られた情報に基づいて、センサヘッド１の位置における真のシーム位置を算出した。
【００５９】
シーム検出部３を用いて、溶接シーム部を撮像し、撮像された画像は、シーム位置演算部４に送られ、画像処理されたその温度分布に対して、閾値θｔを横切る二箇所（Ｘａ、Ｘｂ）の中点（電縫管の軸方向と直角な方向に対する溶接シーム部のＸ座標）をシーム検出部３が設置されている場所を通過した時点での電縫管の溶接シーム位置Ｘｃとして、シーム位置演算部４で算出する。具体的には図５に示すように、（１）式に基づいてＸｃを計算する。
【００６０】
さらに、（１）式で算出されたＸｃを用いて、管周方向位置ＸがＸｃより小さい範囲において、最大値ピークとなる位置Ｘp1を算出する（図６）。続いて、算出されたＸp1の前後数点の範囲でカーブフィッティングを行い正確なピーク位置を算出する。
【００６１】
たとえば、図７に示すように前後５点を抽出し、最小二乗法を用いて二次関数でフィッティングできる曲線を求め、この曲線の最大値となる位置Ｘm1を算出する。また、同様の手順で、管周方向位置ＸがＸｃより大きな範囲においても、まず、最大値ピークとなる位置Ｘp2を算出し、次にその前後数点を用いて、真の位置Ｘm2を算出する。
【００６２】
上述の演算をシーム位置演算部４で行うことで、ビード切削位置Ｘm1、Ｘm2、そしてシーム位置Ｘｃを算出する。そして、遅延部１１で速度検出器１４から得られた速度情報をもとに計測したシーム位置がビード切削位置検出部５の位置に到達するまでにかかる時間Δｔを計算して、遅延時間Δｔだけ遅延時間をかけて、ビード切削位置Ｘm1、Ｘm2、そしてシーム位置Ｘｃを移動量演算部７に送る。
【００６３】
移動量演算部７では、シーム位置演算部４から送られてきた、ビード切削位置Ｘm1、Ｘm2、そしてシーム位置Ｘｃと、ビード切削位置演算部６から送られてきたＸs1、及びＸs2から、（２）式、（３）式に基づいて、シーム位置Ｘｐｏｓを算出する。シーム位置Ｘｐｏｓが常にビード切削位置検出部５の視野の中央となるように、センサヘッド駆動部８を制御してシーム追従を行いながら探傷を実施する。
【００６４】
本実施例によって、溶接シーム部に存在する欠陥からの反射に頼らずにシーム検出を行い精度良く探傷が可能となるとともに、確実な電縫管の品質保証が実現できた。
【符号の説明】
【００６５】
１        センサヘッド
２        シーム冷却部
３        シーム検出部
４        シーム位置演算部
５        ビード切削位置検出部
６        ビード切削位置演算部
７        移動量演算部
８        センサヘッド駆動部
９        超音波送受信部
１０      評価部
１１      遅延部
１２      シーム検出部高さ位置調整機構
１３      シーム追従制御装置
１４      速度検出器
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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