(57)【要約】【課題】周溶接部に存在する溶け込み不良を容易に且つ精度良く検出可能な周溶接部の検査方法を提供する。【解決手段】本発明に係る検査方法は、Ｘ線画像検出器４１３で生成されるＸ線画像における被検査管Ｐ１の周溶接部ＰＷに相当する画素領域が環状となるように、被検査管の周溶接部がＸ線源４１２の放射中心ＣＬ上の位置から被検査管の長手方向にずれ量Ｌだけずれた位置において、被検査管を停止させる第１ステップと、第１ステップによって停止した被検査管に対して、Ｘ線源からＸ線を放射し、Ｘ線画像検出器でＸ線画像である第１Ｘ線画像を生成する第２ステップと、第２ステップによって生成された第１Ｘ線画像を用いて被検査管の周溶接部を検査する第３ステップと、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査管の長手方向に対して略垂直な方向に延びる放射中心を有し、該被検査管に向けてＸ線を放射するＸ線源と、前記被検査管を挟んで前記Ｘ線源に対向する位置に配置され、前記Ｘ線源から放射されて前記被検査管を透過したＸ線を検出してＸ線画像を生成するＸ線画像検出器とを備えるＸ線検査機を用いて被検査管の周溶接部を検査する方法であって、
前記Ｘ線画像における前記被検査管の周溶接部に相当する画素領域が環状となるように、前記被検査管の周溶接部が前記Ｘ線源の放射中心上の位置から前記被検査管の長手方向にずれた位置において、前記被検査管を停止させる第１ステップと、
前記第１ステップによって停止した前記被検査管に対して、前記Ｘ線源からＸ線を放射し、前記Ｘ線画像検出器で前記Ｘ線画像である第１Ｘ線画像を生成する第２ステップと、
前記第２ステップによって生成された前記第１Ｘ線画像を用いて前記被検査管の周溶接部を検査する第３ステップと、
を含むことを特徴とする周溶接部の検査方法。
【請求項２】
前記Ｘ線源と前記被検査管の前記Ｘ線源に対向する側の外面との離間距離をＨとし、前記被検査管の外径をＯＤとし、前記周溶接部の幅をＷとした場合、前記第１ステップにおいて、前記被検査管の周溶接部の前記Ｘ線源の放射中心上の位置からのずれ量Ｌが以下の式（１）を満足するように、前記被検査管を停止させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の周溶接部の検査方法。
Ｌ＞Ｗ（２Ｈ＋ＯＤ）／２ＯＤ  ・・・（１）
【請求項３】
前記被検査管の周溶接部が前記Ｘ線源の放射中心上の位置となるように、前記被検査管を停止させる第４ステップと、
前記第４ステップによって停止した前記被検査管に対して、前記Ｘ線源からＸ線を放射し、前記Ｘ線画像検出器で前記Ｘ線画像である第２Ｘ線画像を生成する第５ステップと、
前記第５ステップによって生成された前記第２Ｘ線画像を用いて前記被検査管の周溶接部を検査する第６ステップと、
を更に含み、
前記第３ステップにおいて、前記第１Ｘ線画像を用いて前記被検査管の周溶接部に存在する溶け込み不良を検出し、
前記第６ステップにおいて、前記第２Ｘ線画像を用いて前記被検査管の周溶接部に存在する溶け込み不良以外の不良を検出する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の周溶接部の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の管の端部同士を接続するために形成された周溶接部の検査方法に関する。特に、本発明は、周溶接部に存在する溶け込み不良を容易に且つ精度良く検出可能な周溶接部の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、コイルドチュービングと称されるリールに巻き取られた管が知られている。このコイルドチュービングは、例えば、洋上においてリールから巻き出され、海底油田や海底ガス田等の坑井に降下される。コイルドチュービングは、例えば、洋上のホスト設備と海底坑井とを繋ぐ制御ラインとして機能するアンビリカルケーブルとして利用される。アンビリカルケーブルは、電線、高圧油圧ホース、光ケーブル等を内部に含んでいる。
【０００３】
一つのリールに巻き取られるコイルドチュービングは、一般的に３０００フィートを超えるような長尺の管であるため、コイルドチュービングとしては、複数の管の端部同士に周溶接を施して形成される長尺管が広く用いられる。
【０００４】
上記のような長尺管に形成された周溶接部の不良として、溶け込み不良を挙げることができる。溶け込み不良は、溶接材料が管の端部間に十分に溶け込まない不良であり、Ｉ開先で肉厚の小さな管の周溶接部の内面に生じ易い（後述の図６（ｂ）参照）。
溶け込み不良が発生すると、周溶接部の強度が低下する他、応力集中による亀裂発生や疲労破壊の起点となる場合があるので、切断後に再び周溶接を施すなどの対策を講じる必要がある。
【０００５】
ここで、溶接部に存在する不良を検出するには、一般的にＸ線検査装置が用いられる（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の方法は、溶接管の長手方向に対して略垂直な方向に延びる放射中心を有し、溶接管に向けてＸ線を放射するＸ線源と、溶接管を挟んでＸ線源に対向する位置に配置され、Ｘ線源から放射されて溶接管を透過したＸ線を検出するＸ線画像検出器とを備えるＸ線検査機を用いて溶接管の溶接部を検査する方法である。特許文献２に記載の方法を周溶接部の検査に適用すれば、周溶接部に存在する不良の多くを可視化できると考えられる。
【０００６】
しかしながら、ＵＯ管や電縫管など溶接線が管の長手方向に延びる溶接部を検査する場合には問題とはならないものの、複数の管の端部同士に周溶接を施して製造される長尺管の周溶接部を検査する場合には、長尺管の長手方向に対して略垂直な方向から周溶接部に向けてＸ線を放射する（すなわち、周溶接部がＸ線源の放射中心上に位置する状態で検査する）と、周溶接部のＸ線源側の部位を透過したＸ線及び周溶接部のＸ線画像検出器側の部位を透過したＸ線の何れもがＸ線画像検出器で重なって（同じ位置で）検出されることになる。このため、本発明者らの検討したところによれば、周溶接部に存在する溶け込み不良を鮮明に可視化できず、精度良く検出できない場合のあることがわかった。
【０００７】
上記の問題は、周溶接部のＸ線源側の部位を透過したＸ線及び周溶接部のＸ線画像検出器側の部位を透過したＸ線の何れもがＸ線画像検出器で重なって検出されることに起因しているため、各部位を透過したＸ線が重ならずにＸ線画像検出器の異なる位置で検出されるように、長尺管の長手方向に略垂直な方向に対して傾いた方向から周溶接部に向けてＸ線を放射する（すなわち、Ｘ線源の放射中心を長尺管の長手方向に略垂直な方向に対して傾ける）ことも考えられる。
しかしながら、上記のように長尺管の長手方向に略垂直な方向に対して傾いた方向から周溶接部に向けてＸ線を放射したのでは、母材の鋳造時や周溶接の際に生じ得るポロシティと称される空洞状の欠陥など、その寸法が重要である不良については、長尺管の長手方向に略垂直な方向から周溶接部に向けてＸ線を放射する場合に比べて、精度良く寸法を評価できないおそれがある。また、Ｘ線源の放射中心が長尺管の長手方向に対して略垂直な方向にある状態と、該略垂直な方向に対して傾いた方向にある状態との間で切り替え可能なように、Ｘ線源を傾動させる機構を設けることも考えられるが、Ｘ線検査機が大掛かりになり、コストの増大やメンテナンス性の悪化を招く問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第１９９８／３１４９９号
【特許文献２】特開昭５８−１１７４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、周溶接部に存在する溶け込み不良を容易に且つ精度良く検出可能な周溶接部の検査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】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、通常のＸ線検査機（被検査管の長手方向に対して略垂直な方向に延びる放射中心を有し、被検査管に向けてＸ線を放射するＸ線源と、被検査管を挟んでＸ線源に対向する位置に配置され、Ｘ線源から放射されて被検査管を透過したＸ線を検出してＸ線画像を生成するＸ線画像検出器とを備えるＸ線検査機）を用いたとしても、工夫を施すことにより、周溶接部に存在する溶け込み不良を精度良く検出可能であることを知見した。具体的には、以下の通りである。
通常のＸ線検査機を用いるものの、被検査管の周溶接部がＸ線源の放射中心上の位置から被検査管の長手方向に所定距離だけずれた位置において被検査管を停止させ、この停止した位置で周溶接部を検査すれば、Ｘ線画像検出器によって生成されるＸ線画像における周溶接部に相当する画素領域を環状にすることが可能である。すなわち、周溶接部のＸ線源側の部位を透過したＸ線と、周溶接部のＸ線画像検出器側の部位を透過したＸ線とが、重ならずにＸ線画像検出器の異なる位置で検出されるように、周溶接部の位置をＸ線源の放射中心上の位置からずらせば、周溶接部に存在する溶け込み不良を比較的鮮明に可視化でき、溶け込み不良を精度良く検出できることがわかった。
【００１１】
本発明は、本発明者らの上記知見に基づき完成したものである。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、被検査管の長手方向に対して略垂直な方向に延びる放射中心を有し、該被検査管に向けてＸ線を放射するＸ線源と、前記被検査管を挟んで前記Ｘ線源に対向する位置に配置され、前記Ｘ線源から放射されて前記被検査管を透過したＸ線を検出してＸ線画像を生成するＸ線画像検出器とを備えるＸ線検査機を用いて被検査管の周溶接部を検査する方法であって、以下の第１〜第３ステップを含むことを特徴とする。
（１）第１ステップ：前記Ｘ線画像における前記被検査管の周溶接部に相当する画素領域が環状となるように、前記被検査管の周溶接部が前記Ｘ線源の放射中心上の位置から前記被検査管の長手方向にずれた位置において、前記被検査管を停止させる。
（２）第２ステップ：前記第１ステップによって停止した前記被検査管に対して、前記Ｘ線源からＸ線を放射し、前記Ｘ線画像検出器で前記Ｘ線画像である第１Ｘ線画像を生成する。
（３）第３ステップ：前記第２ステップによって生成された前記第１Ｘ線画像を用いて前記被検査管の周溶接部を検査する。
【００１２】
本発明に係る周溶接部の検査方法によれば、第１及び第２ステップを実行することで、
被検査管の周溶接部に相当する画素領域が環状となる第１Ｘ線画像が生成される。すなわち、周溶接部のＸ線源側の部位を透過したＸ線と、周溶接部のＸ線画像検出器側の部位を透過したＸ線とが、重ならずにＸ線画像検出器の異なる位置で検出されて生成された第１Ｘ線画像が得られる。したがい、第３ステップにおいて、周溶接部に存在する溶け込み不良が比較的鮮明に可視化された第１Ｘ線画像を用いて、溶け込み不良を精度良く検出可能である。
また、本発明によれば、通常のＸ線検査機を用いて、周溶接部の位置をＸ線源の放射中心上の位置からずらすだけでよいため、容易に溶け込み不良を検出可能である。
【００１３】
Ｘ線画像（第１Ｘ線画像）における被検査管の周溶接部に相当する画素領域が環状となるために必要な周溶接部のずれ量は、被検査管及び周溶接部の寸法や、被検査管とＸ線源との位置関係を用いた幾何学計算により、近似的に求めることが可能である。
具体的には、前記Ｘ線源と前記被検査管の前記Ｘ線源に対向する側の外面との離間距離をＨとし、前記被検査管の外径をＯＤとし、前記周溶接部の幅をＷとした場合、前記第１ステップにおいて、前記被検査管の周溶接部の前記Ｘ線源の放射中心上の位置からのずれ量Ｌが以下の式（１）を満足するように、前記被検査管を停止させれば、第１Ｘ線画像における被検査管の周溶接部に相当する画素領域を環状にすることが可能である。
Ｌ＞Ｗ（２Ｈ＋ＯＤ）／２ＯＤ  ・・・（１）
【００１４】
上記の好ましい方法において、「周溶接部の幅」とは、被検査管の長手方向に沿った周溶接部の寸法を意味する。
上記の式（１）において、Ｘ線源と被検査管のＸ線源に対向する側の外面との離間距離Ｈ、被検査管の外径ＯＤ及び周溶接部の幅Ｗは、それぞれ設計値を用いることができるため、周溶接部のずれ量Ｌの下限値（式（１）の右辺の値）を容易に算出することが可能である。
なお、周溶接部をずらし過ぎると、周溶接部のＸ線源側の部位を透過したＸ線と、周溶接部のＸ線画像検出器側の部位を透過したＸ線とを、単一のＸ線画像検出器で同時に検出できなくなるおそれがある。このため、Ｘ線画像検出器の寸法（被検査管の長手方向に沿った寸法）に応じて、各Ｘ線を単一のＸ線画像検出器で同時に検出できるように、周溶接部のずれ量Ｌの上限値を決定すればよい。
【００１５】
好ましくは、本発明に係る周溶接部の検査方法は、前記被検査管の周溶接部が前記Ｘ線源の放射中心上の位置となるように、前記被検査管を停止させる第４ステップと、前記第４ステップによって停止した前記被検査管に対して、前記Ｘ線源からＸ線を放射し、前記Ｘ線画像検出器で前記Ｘ線画像である第２Ｘ線画像を生成する第５ステップと、前記第５ステップによって生成された前記第２Ｘ線画像を用いて前記被検査管の周溶接部を検査する第６ステップと、を更に含む。そして、前記第３ステップにおいて、前記第１Ｘ線画像を用いて前記被検査管の周溶接部に存在する溶け込み不良を検出し、前記第６ステップにおいて、前記第２Ｘ線画像を用いて前記被検査管の周溶接部に存在する溶け込み不良以外の不良を検出する。
【００１６】
上記の好ましい方法によれば、第４及び第５ステップを実行することで、被検査管の長手方向に略垂直な方向から周溶接部に向けてＸ線を放射することで生成された第２Ｘ線画像が得られる。したがい、第６ステップにおいて、第２Ｘ線画像を用いることで、被検査管の周溶接部に存在する溶け込み不良以外の不良（例えば、ポロシティなど）を寸法精度の良い状態で検出することが可能である。
上記の好ましい方法によれば、溶け込み不良を検出する（第３ステップ）場合と、溶け込み不良以外の不良を検出する（第６ステップ）場合とで、Ｘ線源を傾動させる機構等を設ける必要がないため、Ｘ線検査機が大掛かりになることに起因したコストの増大やメンテナンス性の悪化を招くおそれがない。
なお、上記の好ましい方法において、第４〜第６ステップは、必ずしも第１〜第３ステップの後に実行する必要はなく、第４〜第６ステップを先に実行した後、第１〜第３ステップを実行することも可能である。また、第１、第２、第４及び第５ステップを先に実行（第１Ｘ線画像及び第２Ｘ線画像を先にまとめて生成）した後、第３及び第６ステップを実行することも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る周溶接部の検査方法によれば、周溶接部に存在する溶け込み不良を容易に且つ精度良く検出可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る周溶接部の検査方法を適用する長尺管の製造設備の概略構成を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示すＸ線検査装置本体が具備するＸ線検査機の概略構成を模式的に示す図である。
【図３】図１に示すＸ線漏洩抑制機構の概略構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る周溶接部の検査方法において、周溶接部のずれ量の決定方法を説明する説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る周溶接部の検査方法において、第１〜第３ステップと、第４〜第６ステップとの関係を説明する説明図である。
【図６】正常材と不良材とについて、図１に示すＸ線画像検出器で生成されるＸ線画像の例を示す図である。
【図７】溶け込み不良の有無を自動判定する方法の一例を示す図である。
【図８】図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。
【図９】図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。
【図１０】図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。
【図１１】図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。
【図１２】図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。
【図１３】図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る周溶接部の検査方法について、被検査管がコイルドチュービング等の長尺管であり、この長尺管の製造設備に適用する場合を例に挙げて説明する。最初に、製造設備の全体構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る周溶接部の検査方法を適用する長尺管の製造設備の概略構成を模式的に示す平面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る長尺管の製造設備（以下、適宜、単に「製造設備」という）１００は、搬送装置１と、溶接装置２と、巻取装置３と、Ｘ線検査装置４とを備えている。また、本実施形態に係る製造設備１００は、搬送装置１、溶接装置２、巻取装置３及びＸ線検査装置４の動作を制御する制御装置５を備えている。さらに、本実施形態に係る製造設備１００は、複数の管Ｐが載置された搬入台６を備えている。
【００２０】
本実施形態に係る製造設備１００は、好ましい構成として、溶接装置２とＸ線検査装置４とが、搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされている。すなわち、溶接装置２とＸ線検査装置４とが、管Ｐの搬送方向（管Ｐの長手方向）に沿って互いに別個に移動可能とされている。具体的には、例えば、溶接装置２及びＸ線検査装置４は、それぞれエアシリンダ等の駆動機器（図示せず）に取り付けられており、下部にはそれぞれ車輪（図示せず）が取り付けられている。また、床面には、管Ｐの搬送方向に沿ってレール（図示せず）が設けられている。制御装置５によって、前記駆動機器を駆動することにより、溶接装置２及びＸ線検査装置４は、それぞれの車輪が前記レール上で転動して、搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされている。このため、後述のように、Ｘ線検査装置４によって周溶接部が不良であると判定された場合に、搬送装置１及び巻取装置３を逆方向に駆動する必要がない。また、例えば、周溶接を施す管Ｐの長さに応じて、溶接装置２とＸ線検査装置４との離間距離を調整して管Ｐの長さに略等しい距離に設定すれば、溶接装置２による周溶接と、Ｘ線検査装置４による周溶接部の検査とを並行して行い、製造効率を高めることも可能である。
【００２１】
本実施形態の管Ｐは、例えば、ステンレス鋼管であり、溶接装置２によって管Ｐに周溶接が施されることによって形成される長尺管Ｐ１がアンビリカルケーブルとして用いられる場合には、好ましくは二相ステンレス鋼管とされる。管Ｐは、電縫管であっても、継目無管であってもよい。
【００２２】
搬送装置１は、制御装置５によって駆動され、管Ｐをその長手方向（図１に示すＸ方向）に一直線上に搬送する装置である。具体的には、本実施形態では、搬入台６に載置された複数の管Ｐが、搬送装置１に向けて長手方向に直交する方向（図１に示すＹ方向）に順次搬入され、搬送装置１が、搬入された複数の管Ｐを長手方向に搬送する。なお、搬入台６は、所定の搬入機構（図示せず）を具備し、制御装置５によって搬入機構が駆動されることで、複数の管Ｐが順次搬入される。
【００２３】
本実施形態の搬送装置１は、サイドクランプローラ１１と、Ｖローラ１２とを具備する。
サイドクランプローラ１１は、溶接装置２に対して管Ｐの搬送方向（Ｘ方向）上流側において、管Ｐを水平方向に挟持するように配置されている。サイドクランプローラ１１は、モータ等を駆動源として回転することで、管Ｐの長手方向に駆動力を付与する。
Ｖローラは、搬入台６から管Ｐが搬入される位置から巻取装置３までの間において、管Ｐ（長尺管Ｐ１を含む）の下方に配置されている。Ｖローラは、管Ｐを下方から支持し、管Ｐの長手方向への搬送に伴って回転する。
以上の構成により、溶接装置２によって周溶接を施される前の管Ｐ及び巻取装置３によってリール３１に巻き取られる前の長尺管Ｐ１は、サイドクランプローラ１１によって長手方向の駆動力を付与され、巻取装置３によってリール３１に巻き取られた後の長尺管Ｐ１は、巻取装置３によって長手方向の駆動力を付与され、それぞれ長手方向に搬送されることになる。
なお、本実施形態では、搬送装置１として、駆動力を付与するサイドクランプローラ１１と、駆動力を付与せずに従動するだけのＶローラ１２とを具備する構成について説明したが、これに限るものではない。搬送装置としては、例えば、サイドクランプローラ１１に代えて、管Ｐを搬送方向上流側から下流側に押すプッシャを採用するなど、複数の管Ｐを長手方向に搬送できる限りにおいて種々の構成を採用可能である。
【００２４】
溶接装置２は、搬送装置１に沿って配置されている。溶接装置２は、制御装置５によって駆動され、搬送装置１で搬送される複数の管Ｐの端部同士に周溶接を施して長尺管Ｐ１を形成する装置である。
本実施形態の溶接装置２は、周溶接機（円周溶接機）２１と、周溶接機２１を挟んで管Ｐの搬送方向（管Ｐの長手方向）に沿って配置された一対の把持装置２２とを具備する。また、本実施形態の溶接装置２は、冷却装置（図示せず）も具備する。冷却装置の冷却方法としては、例えば強制空冷を例示できる。
【００２５】
制御装置５は、各管Ｐの端部が周溶接機２１の配置位置に到着したタイミングで、搬送装置１及び巻取装置３の動作を停止し、各把持装置２２を駆動する。これにより、各把持装置２２が、各管Ｐの端部を把持する。すなわち、管Ｐの搬送方向上流側に配置された把持装置２２で搬送方向上流側に位置する管Ｐの先端部を把持し、搬送方向下流側に配置された把持装置２２で搬送方向下流側に位置する管Ｐ（長尺管Ｐ１）の後端部を把持する。そして、各把持装置２２は、各管Ｐの軸心が合致するように、各管Ｐの位置を調整する。次いで、制御装置５は、周溶接機２１を駆動し、周溶接機２１が、位置調整された各管Ｐの端部同士に周溶接を施す。最後に、制御装置５は、冷却装置を駆動し、冷却装置が、形成された周溶接部ＰＷを冷却する。周溶接部ＰＷの冷却が終了した後、制御装置５は、各把持装置２２による把持を解除し、搬送装置１及び巻取装置３を駆動して、長尺管Ｐ１を搬送する。
【００２６】
巻取装置３は、搬送装置１に沿って、溶接装置２に対して管Ｐ（長尺管Ｐ１）の搬送方向下流側に配置されている。巻取装置３は、制御装置５によって駆動され、搬送装置１で搬送される長尺管Ｐ１をリール３１に巻き取る装置である。
具体的には、本実施形態の巻取装置３は、リール３１をその中心軸周りに回転させる回転機構（図示せず）と、中心軸方向（Ｙ方向）にリール３１を移動させる移動機構（図示せず）とを具備する。巻取装置３は、回転機構によってリール３１を回転させると共に、移動機構によってリール３１を移動させることで、長尺管Ｐ１をリール３１の外表面上に巻き取る。
【００２７】
Ｘ線検査装置４は、本発明の一実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法を実行するための装置である。Ｘ線検査装置４は、搬送装置１に沿って、溶接装置２と巻取装置３との間に配置されている。Ｘ線検査装置４は、制御装置５によって駆動され、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。
制御装置５は、溶接装置２によって形成された長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷがＸ線検査装置４の配置位置（具体的には、後述するＸ線源４１２によってＸ線が放射される位置）に到着したタイミングで、搬送装置１及び巻取装置３の動作を停止させることで長尺管Ｐ１を停止させ、Ｘ線検査装置４を駆動する。
【００２８】
Ｘ線検査装置４は、Ｘ線検査装置本体４１と、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられたＸ線漏洩抑制機構４２とを具備する。Ｘ線検査装置本体４１は、長尺管Ｐ１がＸ線検査装置本体４１の入側（長尺管Ｐ１の搬送方向上流側）及び出側（長尺管Ｐ１の搬送方向下流側）の開口部から外部に突出した状態で長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。Ｘ線漏洩抑制機構４２は、Ｘ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査されている最中に、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部から外部へのＸ線の漏洩を抑制する。
以下、適宜、図２及び図３も参照しつつ、Ｘ線検査装置４のより具体的な構成について説明する。
【００２９】
図１に示すように、Ｘ線検査装置本体４１は、筐体４１ａと、筐体４１ａの入側及び出側にそれぞれ設けられ、筐体４１ａと連通する一対のスリーブ４１ｂと、筐体４１ａ内に配置されたＸ線検査機４１ｃとを具備する。このＸ線検査機４１ｃが、本発明の一実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法を実行するために用いるＸ線検査機である。Ｘ線検査装置本体４１は、長尺管Ｐ１が筐体４１ａ内に配置されたＸ線検査機４１ｃ及び各スリーブ４１ｂに挿通された状態で、Ｘ線検査機４１ｃによって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。
【００３０】
図２は、Ｘ線検査装置本体４１が具備するＸ線検査機４１ｃの概略構成を模式的に示す図である。図２（ａ）は斜視図を、図２（ｂ）は長尺管Ｐ１の長手方向から見た正面図を、図２（ｃ）は長尺管Ｐ１の長手方向に直交する方向から見た側面図を示す。なお、図２（ｂ）では画像処理装置の図示を省略し、図２（ｃ）では回転機構部及び画像処理装置の図示を省略している。
図２に示すように、Ｘ線検査機４１ｃは、回転機構部４１１と、Ｘ線源４１２と、Ｘ線画像検出器４１３と、画像処理装置４１４とを具備する。
【００３１】
回転機構部４１１は、例えば、長尺管Ｐ１の周方向周りを囲繞する外環部材４１１Ａと、外環部材４１１Ａに対して回転可能に外環部材４１１Ａの内側に取り付けられた内環部材４１１Ｂとを具備する。
【００３２】
Ｘ線源４１２は、被検査管である長尺管Ｐ１の長手方向に対して略垂直な方向に延びる放射中心ＣＬを有し、長尺管Ｐ１に向けてＸ線を放射する装置である。Ｘ線源４１２は、放射点Ｃから放射中心ＣＬを中心とする略円錐状の範囲にＸ線を放射する。Ｘ線源４１２は、回転機構部４１１の内環部材４１１Ｂに取り付けられ、内環部材４１１Ｂが外環部材４１１Ａに対して回転することにより、長尺管Ｐ１の周方向周りに回転する。図２（ｂ）に示すように、Ｘ線源４１２は、回転・停止を繰り返し、予め決められた複数の位置（図２（ｂ）に示す例では、６０°ピッチの３箇所）でＸ線を放射する。
【００３３】
Ｘ線画像検出器４１３は、長尺管Ｐ１を挟んでＸ線源４１２に対向する位置に配置され、Ｘ線源４１２から放射されて長尺管Ｐ１を透過したＸ線を検出してＸ線画像を生成する装置であり、例えばフラットパネルディテクター（ＦＰＤ）が好適に用いられる。Ｘ線画像検出器４１３も回転機構部４１１の内環部材４１１Ｂに取り付けられ、内環部材４１１Ｂが外環部材４１１Ａに対して回転することにより、Ｘ線源４１２と一体的に（長尺管Ｐ１を挟んでＸ線源４１２に対向する状態を維持して）長尺管Ｐ１の周方向周りに回転する。
【００３４】
画像処理装置４１４は、Ｘ線画像検出器４１３で生成したＸ線画像をモニタに表示すると共に、Ｘ線画像に画像処理を施し、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する装置である。画像処理装置４１４は、例えば、所定の画像処理を実行するためのプログラムがインストールされた汎用のパーソナルコンピュータから構成される。
【００３５】
図３は、Ｘ線漏洩抑制機構４２の概略構成を模式的に示す図である。図３（ａ）はＸ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査される際のＸ線漏洩抑制機構４２の状態を示す正面図を、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂｂ矢視断面図を示す。図３（ｃ）はＸ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷの検査が終了し、搬送装置１によって長尺管Ｐ１を搬送する際のＸ線漏洩抑制機構４２の状態を示す正面図を、図３（ｄ）は図３（ｃ）のｄｄ矢視断面図を示す。
Ｘ線漏洩抑制機構４２は、前述のように、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられている。具体的には、Ｘ線漏洩抑制機構４２は、Ｘ線検査装置本体４１が具備する一対のスリーブ４１ｂが有する略円形の開口部４１０の近傍に取り付けられている。より具体的には、Ｘ線漏洩抑制機構４２は、一対のスリーブ４１ｂのうち、長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその上流側の開口部４１０の近傍に取り付けられ、長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその下流側の開口部４１０の近傍に取り付けられている。Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側に取り付けられた各Ｘ線漏洩抑制機構４２は、同様の構成を有するため、ここでは一つのＸ線漏洩抑制機構４２についてのみ説明する。
【００３６】
Ｘ線漏洩抑制機構４２は、閉塞部材４２１を具備する。閉塞部材４２１は、径方向（長尺管Ｐ１の径方向）に開閉可能な複数の部材（図３に示す例では、半分割された２つの部材４２ａ、４２ｂ）から構成され、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置にあるとき（図３（ａ）、（ｂ）の状態）、内側に長尺管Ｐ１が挿通する略円形の開口部４２１ａが形成される。具体的には、各部材４２ａ、４２ｂは、エアシリンダ等の駆動機器（図示せず）に取り付けられており、この駆動機器を駆動することにより、各部材４２ａ、４２ｂは、径方向（図３に示す例では上下方向）に開閉可能（進退動可能）とされている。閉塞部材４２１を構成する部材４２ａ、４２ｂは、例えばステンレス鋼から形成されている。
なお、図３に示す例では、各部材４２ａ、４２ｂは、上下方向に開閉可能とされているが、これに限るものではなく、長尺管Ｐ１の径方向（長尺管Ｐ１の長手方向に直交する方向）である限りにおいて、水平方向など他の方向に開閉可能な部材とすることも可能である。また、図３に示す例では、閉塞部材４２１は、２つの部材４２ａ、４２ｂから構成されているが、これに限るものではなく、径方向に開閉可能な複数の部材である限りにおいて、３つ以上の部材から構成することも可能である。
【００３７】
制御装置５は、Ｘ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査される際（すなわち、Ｘ線源４１２からＸ線が放射される際）、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、閉塞部材４２１を構成する複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置となるようにＸ線漏洩抑制機構４２を駆動する。すなわち、制御装置５からの制御信号によってＸ線漏洩抑制機構４２が具備するエアシリンダ等の駆動機器が駆動することで、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置となる。そして、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置にあるとき、閉塞部材４２１の開口部４２１ａの径方向寸法Ｌ１は、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部の径方向寸法Ｌ２（スリーブ４１ｂの開口部４１０の径方向寸法、図３（ｃ）参照）よりも小さくなっている。したがい、Ｘ線検査装置本体４１の開口部の一部（スリーブ４１ｂの開口部４１０の一部）が閉塞部材４２１（複数の部材４２ａ、４２ｂ）によって閉塞されることになる。また、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置にあるとき、閉塞部材４２１の開口部４２１ａの径方向寸法Ｌ１は、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷ以外の径方向寸法と略同一である。したがい、閉塞部材４２１の開口部４２１ａと長尺管Ｐ１との隙間が無くなるか又は極微小となる。このため、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置に到達した後に、Ｘ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査すれば、Ｘ線検査装置本体４１の開口部（スリーブ４１ｂの開口部４１０）から外部へのＸ線の漏洩を抑制することが可能である。
【００３８】
一方、制御装置５は、Ｘ線検査装置本体４１による長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷの検査が終了（すなわち、Ｘ線源４１２からのＸ線の放射が停止し）し、搬送装置１によって長尺管Ｐ１を搬送する際に、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、閉塞部材４２１を構成する複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に開いた位置となるようにＸ線漏洩抑制機構３２を駆動する。そして、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に開いた位置にあるとき、閉塞部材４２１は、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに干渉しない位置となっている。本実施形態では、閉塞部材４２１を構成する複数の部材４２ａ、４２ｂが、スリーブ４１ｂよりも径方向外方の位置となる。このため、Ｘ線検査装置本体４１でのＸ線検査が終了した後に、長尺管Ｐ１を搬送しても、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが閉塞部材４２１に干渉するおそれがなく、搬送に支障が生じない。
【００３９】
なお、Ｘ線の漏洩をより一層抑制するには、図１に示すように、Ｘ線漏洩抑制機構４２と同様の構成を有する一対のＸ線漏洩抑制機構４２Ａを筐体４１ａ内に取り付けることが好ましい。Ｘ線漏洩抑制機構４２Ａは、一対のスリーブ４１ｂのうち、長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその下流側の開口部４１０の近傍に取り付けられ、長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその上流側の開口部４１０の近傍に取り付けられる。
【００４０】
以上に説明したＸ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査され、周溶接部ＰＷが正常であると判定された場合、制御装置５が搬送装置１及び巻取装置３を駆動することで、長尺管Ｐ１は搬送され、リール３１に巻き取られる。
一方、Ｘ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判定された場合、前述のように、溶接装置２とＸ線検査装置４とが搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされているため、制御装置５は搬送装置１及び巻取装置３を逆方向に駆動することなく（長尺管Ｐ１を逆方向に搬送することなく）、溶接装置２で長尺管Ｐ１に再び周溶接部ＰＷを形成し、Ｘ線検査装置４で再び形成された周溶接部ＰＷを検査することが可能である。長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判定された場合の制御装置５の具体的な動作例については後述する。
なお、Ｘ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であるか否かが自動判定される場合には、その判定結果が制御装置５に自動送信されることで、制御装置５は判定結果に応じた動作を実行可能である。また、Ｘ線検査装置４を用いて長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であるか否かを作業者が判定する場合には、その判定結果を作業者が制御装置５に入力することで、制御装置５は判定結果に応じた動作を実行可能である。
【００４１】
以下、図４〜図７も適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法について説明する。本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法は、前述のように、Ｘ線源４１２やＸ線画像検出器４１３を備えるＸ線検査機４１ｃを用いて被検査管である長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する方法であり、以下の第１〜第３ステップを実行する。また、本実施形態では好ましい方法として、以下の第４〜第６ステップも実行する。
【００４２】
＜第１ステップ＞
第１ステップでは、図２（ｃ）に示すように、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷがＸ線源４１２の放射中心ＣＬ上の位置から長尺管Ｐ１の長手方向にずれた位置において、長尺管Ｐ１を停止させる。具体的には、制御装置５が、周溶接部ＰＷが放射中心ＣＬ上の位置からずれ量Ｌだけずれた位置で停止するように、搬送装置１及び巻取装置３の動作を停止させる。
上記のずれ量Ｌは、Ｘ線画像検出器４１３で生成されるＸ線画像における長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに相当する画素領域が環状となるように決定される。以下、ずれ量Ｌの決定方法に関し、図４を参照して具体的に説明する。
【００４３】
図４は、本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法において、周溶接部ＰＷのずれ量Ｌの決定方法を説明する説明図である。図４に示すように、本実施形態では、周溶接部ＰＷのずれ量Ｌを決定するに際し、計算を容易にするため、周溶接部ＰＷの外径が長尺管Ｐ１の外径（周溶接部ＰＷ以外の部位の外径）ＯＤに等しいと仮定すると共に、長尺管Ｐ１の肉厚は０と仮定している。このように仮定しても、Ｘ線画像における長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに相当する画素領域が環状となるために必要なずれ量Ｌの計算結果に大きな誤差は生じないためである。
図４に示すように、Ｘ線源４１２の放射点Ｃから放射されたＸ線のうち、周溶接部ＰＷのＸ線源４１２側の外面を透過するＸ線は、直線ＬＵ１と直線ＬＵ２とで区画される範囲に存在し、周溶接部ＰＷのＸ線画像検出器４１３側の外面を透過するＸ線は、直線ＬＬ１と直線ＬＬ２とで区画される範囲に存在することになる。Ｘ線画像検出器４１３で生成されるＸ線画像における長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに相当する画素領域が環状となるためには、周溶接部ＰＷのＸ線源４１２側の外面を透過するＸ線と、周溶接部ＰＷのＸ線画像検出器４１３側の外面を透過するＸ線とが重ならないようにすればよい。そのためには、直線ＬＵ２と放射中心ＣＬとの成す角度をθ１とし、直線ＬＬ１と放射中心ＣＬとの成す角度をθ２としたときに、θ１＞θ２であればよい。したがい、以下の式（Ａ）を満足すればよい。
ｔａｎθ１＞ｔａｎθ２  ・・・（Ａ）
【００４４】
ここで、図４に示すように、Ｘ線源４１２（Ｘ線源４１２の放射点Ｃ）と長尺管Ｐ１のＸ線源４１２に対向する側の外面との離間距離をＨとし、長尺管Ｐ１の外径をＯＤとし、周溶接部ＰＷの幅をＷとすると、幾何学的に、
ｔａｎθ１＝（Ｌ−Ｗ／２）／Ｈ  ・・・（Ｂ）
ｔａｎθ２＝（Ｌ＋Ｗ／２）／（Ｈ＋ＯＤ）  ・・・（Ｃ）
が成り立つ。
前述のように、Ｘ線画像における長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに相当する画素領域が環状となるためには、式（Ａ）を満足すればよいため、式（Ａ）の左辺に式（Ｂ）を代入し、式（Ａ）の右辺に式（Ｃ）を代入して整理すると、以下の式（１）が成立する。
Ｌ＞Ｗ（２Ｈ＋ＯＤ）／２ＯＤ  ・・・（１）
【００４５】
本実施形態では、第１ステップにおいて、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷのＸ線源の放射中心ＣＬ上の位置からのずれ量Ｌが上記の式（１）を満足するように、長尺管Ｐ１を停止させる。
上記の式（１）において、Ｘ線源４１２と長尺管Ｐ１のＸ線源４１２に対向する側の外面との離間距離Ｈ、長尺管Ｐ１の外径ＯＤ及び周溶接部ＰＷの幅Ｗは、それぞれ設計値を用いることができるため、周溶接部ＰＷのずれ量Ｌの下限値（式（１）の右辺の値）を容易に算出することが可能である。
なお、周溶接部ＰＷをずらし過ぎると、周溶接部ＰＷのＸ線源４１２側の部位を透過したＸ線と、周溶接部ＰＷのＸ線画像検出器４１３側の部位を透過したＸ線とを、単一のＸ線画像検出器４１３で同時に検出できなくなるおそれがある。このため、Ｘ線画像検出器４１３の寸法（長尺管Ｐ１の長手方向に沿った寸法）に応じて、各Ｘ線を単一のＸ線画像検出器４１３で同時に検出できるように、周溶接部ＰＷのずれ量Ｌの上限値を決定すればよい。
【００４６】
例えば、Ｈ＝１９２．４ｍｍ、ＯＤ＝１５．３ｍｍ、Ｗ＝３ｍｍとすると、上記の式（１）は、Ｌ＞３９．２ｍｍとなる。
したがい、例えば、Ｌ＝５０ｍｍに設定することで、上記の式（１）を満足すると共に、過度にずれ量Ｌが大きくならないため、周溶接部ＰＷのＸ線源４１２側の部位を透過したＸ線と、周溶接部ＰＷのＸ線画像検出器４１３側の部位を透過したＸ線とを、単一のＸ線画像検出器４１３で同時に検出可能である。
【００４７】
＜第２ステップ＞
第２ステップでは、第１ステップによって停止した長尺管Ｐ１に対して、Ｘ線源４１２からＸ線を放射し、Ｘ線画像検出器４１３でＸ線画像である第１Ｘ線画像を生成する。
なお、本実施形態では、この第２ステップが、予め決められた複数の位置（図２（ｂ）に示す例では、６０°ピッチの３箇所）で実行され、複数の第１Ｘ線画像が生成される。
【００４８】
＜第３ステップ＞
第３ステップでは、第２ステップによって生成された複数の各第１Ｘ線画像を用いて長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。具体的には、本実施形態では、各第１Ｘ線画像を用いて長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに存在する溶け込み不良を検出する。この溶け込み不良の検出方法の具体的な内容については後述する。
【００４９】
＜第４ステップ＞
図５は、本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法において、第１〜第３ステップと、第４〜第６ステップとの関係を説明する説明図である。
本実施形態の第４ステップでは、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷがＸ線源４１２の放射中心ＣＬ上の位置となるように、長尺管Ｐ１を停止させる。具体的には、図５（ａ）に示すように、制御装置５が、搬送装置１及び巻取装置３を駆動することで、第１〜第３ステップにおいて周溶接部ＰＷが放射中心ＣＬ上の位置からずれ量Ｌだけずれた位置で停止していた長尺管Ｐ１を搬送し、周溶接部ＰＷがＸ線源４１２の放射中心ＣＬ上の位置で停止するように、搬送装置１及び巻取装置３の動作を停止させる。
【００５０】
＜第５ステップ＞
第５ステップでは、第４ステップによって停止した長尺管Ｐ１に対して、Ｘ線源４１２からＸ線を放射し、Ｘ線画像検出器４１３でＸ線画像である第２Ｘ線画像を生成する。
なお、本実施形態では、この第５ステップが、予め決められた複数の位置（図２（ｂ）に示す例では、６０°ピッチの３箇所）で実行され、複数の第２Ｘ線画像が生成される。
【００５１】
＜第６ステップ＞
第６ステップでは、第５ステップによって生成された複数の各第２Ｘ線画像を用いて長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。具体的には、本実施形態では、各第２Ｘ線画像を用いて長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに存在する溶け込み不良以外の不良（例えば、ポロシティなど）を検出する。ポロシティなどの溶け込み不良以外の不良を検出するには、例えば、画像処理装置４１４が各第２Ｘ線画像に対して画像処理を施すことで、画素濃度が周囲と異なる画素領域を欠陥領域として抽出すればよい。そして、抽出した欠陥領域の面積の大小に応じて周溶接部ＰＷの良否を判定することが可能である。
【００５２】
なお、第４〜第６ステップは、必ずしも第１〜第３ステップの後に実行する必要はなく、第４〜第６ステップを先に実行した後、第１〜第３ステップを実行することも可能である。
また、第１、第２、第４及び第５ステップを先に実行（第１Ｘ線画像及び第２Ｘ線画像を先にまとめて生成）した後、第３及び第６ステップを実行することも可能である。
【００５３】
さらに、図５（ｂ）に示すように、長尺管Ｐ１の長手方向に沿って、Ｘ線源４１２として一対のＸ線源４１２Ａ、４１２Ｂを配置し、一方のＸ線源４１２Ａを用いて第１〜第３ステップを実行し、他方のＸ線源４１２Ｂを用いて第４〜第６ステップを実行することも可能である。すなわち、一方のＸ線源４１２Ａの放射中心ＣＬと、他方のＸ線源４１２Ｂの放射中心ＣＬとが、長尺管Ｐ１の長手方向に沿って、前述の式（１）を満足するように決定されたずれ量Ｌだけ互いにずれた状態で、一対のＸ線源４１２Ａ、４１２Ｂを配置する。そして、図５（ｂ）に示す例では、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが他方のＸ線源４１２Ｂの放射中心ＣＬ上の位置となるように、長尺管Ｐ１を停止させた状態で、一方のＸ線源４１２Ａを用いて第１〜第３ステップを実行し、他方のＸ線源４１２Ｂを用いて第４〜第６ステップを実行することが可能である。図５（ｂ）に示す例では、Ｘ線源４１２として一対のＸ線源４１２Ａ、４１２Ｂを配置する必要があるため、図５（ａ）に示す例に比べてコストが増えるという欠点がある。しかしながら、第１〜第３ステップを実行する場合と、第４〜第６ステップを実行する場合との間で、長尺管Ｐ１を搬送して周溶接部ＰＷの位置を変更する必要がないため、図５（ａ）に示す例に比べて検査時間が短縮されるという利点を有する。
【００５４】
以下、前述の第３ステップにおける溶け込み不良の検出方法について、具体的に説明する。
図６は、周溶接部ＰＷに不良の無い正常な長尺管（正常材）Ｐ１と、周溶接部ＰＷに溶け込み不良が存在する長尺管（不良材）Ｐ１とについて、Ｘ線画像検出器４１３で生成されるＸ線画像の例を示す図である。図６（ａ）は正常材の模式断面図を、図６（ｂ）は不良材の模式断面図を、図６（ｃ）は正常材の第２Ｘ線画像の例を、図６（ｄ）は不良材の第２Ｘ線画像の例を、図６（ｅ）は正常材の第１Ｘ線画像の例を、図６（ｆ）は不良材の第１Ｘ線画像の例を示す。なお、図６（ｃ）〜図６（ｆ）に示す各Ｘ線画像は、Ｘ線の透過量が多い画素領域が暗く表示され（黒に近い小さな画素濃度を有し）、Ｘ線の透過量が少ない画素領域が明るく表示されている（白に近い大きな画素濃度を有する）。
図６（ｂ）に示すように、溶け込み不良は、溶接材料が管の端部間に十分に溶け込まない不良である。この溶け込み不良が存在する周溶接部ＰＷは、図６（ａ）に示す正常材の周溶接部ＰＷに比べて溶接材料が少なくなるため、正常材の周溶接部ＰＷに比べて、溶け込み不良が存在する箇所のＸ線の透過量が増えると考えられる。なお、図６（ｂ）に示す例では、断面の上側に溶け込み不良が発生しているが、下側は正常である。このように、通常、溶け込み不良は、周溶接部ＰＷの全周に亘って発生するのではなく、周方向の一部で発生する。
【００５５】
しかしながら、図６（ｃ）及び（ｄ）に示す第２Ｘ線画像は、周溶接部ＰＷのＸ線源４１２側の部位を透過したＸ線及び周溶接部ＰＷのＸ線画像検出器４１３側の部位を透過したＸ線の何れもがＸ線画像検出器４１３で重なって（同じ位置で）検出されて生成されたＸ線画像である。このため、図６（ｃ）に示す正常材の第２Ｘ線画像と、図６（ｄ）に示す不良材の第２Ｘ線画像とを対比しても、両者の差異を明確に区別できず、溶け込み不良を精度良く検出できない。
【００５６】
これに対し、本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法では、前述のように、第１Ｘ線画像を用いて長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに存在する溶け込み不良を検出している。図６（ｅ）及び（ｆ）に示すように、第１Ｘ線画像では、周溶接部ＰＷに相当する画素領域が環状になる。すなわち、第１Ｘ線画像は、周溶接部ＰＷのＸ線源４１２側の部位を透過したＸ線と、周溶接部ＰＷのＸ線画像検出器４１３側の部位を透過したＸ線とが、重ならずにＸ線画像検出器４１３の異なる位置で検出されて生成されたＸ線画像である。このため、図６（ｅ）に示す正常材の第１Ｘ線画像と、図６（ｆ）に示す不良材の第１Ｘ線画像とを対比すると、図６（ｆ）に示す不良材の溶け込み不良を比較的鮮明に可視化でき（図６（ｆ）に示す環状の画素領域において、矢符で示す、部分的に暗く表示されている箇所が溶け込み不良発生箇所）、溶け込み不良を精度良く検出可能である。具体的には、画像処理装置４１４が具備するモニタに表示された第１Ｘ線画像を作業者が目視することで、溶け込み不良の有無を判定し、溶け込み不良の有無に応じて周溶接部ＰＷの良否を判定することが可能である。
【００５７】
また、作業者の目視判定に代えて、又は作業者の目視判定に加えて、画像処理装置４１４が溶け込み不良の有無を自動判定することも可能である。
図７は、溶け込み不良の有無を自動判定する方法の一例を示す図である。図７（ａ）は正常材の例を、図７（ｂ）は周溶接部ＰＷに溶け込み不良が存在する不良材の例を示す。図７に示すように、溶け込み不良の有無を自動判定するには、例えば、周溶接部ＰＷを含む所定の領域（図７の左側に示す第１Ｘ線画像において破線で囲った領域）において、所定のしきい値を超える大きな画素濃度を有する画素領域を抽出し、該抽出した画素領域（図７の右側の図に示すハッチングを施した領域）を周溶接部ＰＷに相当する画素領域とする。図７（ｂ）に示す不良材の場合、溶け込み不良が存在する箇所については、画素濃度が小さくなる（暗くなる）ため、所定のしきい値を超えることなく、周溶接部ＰＷに相当する画素領域として抽出されないことが期待できる。このため、例えば、図７（ａ）に示す正常材の場合の周溶接部ＰＷに相当する画素領域の面積Ｓ１に比べて、図７（ｂ）に示す不良材の場合の周溶接部ＰＷに相当する画素領域の面積Ｓ２が小さくなると考えられる。したがい、周溶接部ＰＷに相当する画素領域の面積の大小に応じて、溶け込み不良の有無を自動判定することが可能である。
【００５８】
以上に説明したように、本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法によれば、第１及び第２ステップを実行することで、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに相当する画素領域が環状となる第１Ｘ線画像が生成される。すなわち、周溶接部ＰＷのＸ線源４１２側の部位を透過したＸ線と、周溶接部ＰＷのＸ線画像検出器４１３側の部位を透過したＸ線とが、重ならずにＸ線画像検出器４１３の異なる位置で検出されて生成された第１Ｘ線画像が得られる。したがい、第３ステップにおいて、周溶接部ＰＷに存在する溶け込み不良が比較的鮮明に可視化された第１Ｘ線画像を用いて、溶け込み不良を精度良く検出可能である。
また、本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法によれば、通常のＸ線検査機４１ｃを用いて、周溶接部ＰＷの位置をＸ線源４１２の放射中心ＣＬ上の位置からずらすだけでよいため、容易に溶け込み不良を検出可能である。
さらに、本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法によれば、第４及び第５ステップを実行することで、長尺管Ｐ１の長手方向に略垂直な方向から周溶接部ＰＷに向けてＸ線を放射することで生成された第２Ｘ線画像が得られる。したがい、第６ステップにおいて、第２Ｘ線画像を用いることで、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに存在する溶け込み不良以外の不良（例えば、ポロシティなど）を寸法精度の良い状態で検出することが可能である。本実施形態によれば、溶け込み不良を検出する（第３ステップ）場合と、溶け込み不良以外の不良を検出する（第６ステップ）場合とで、Ｘ線源４１２を傾動させる機構等を設ける必要がないため、Ｘ線検査機４１ｃが大掛かりになることに起因したコストの増大やメンテナンス性の悪化を招くおそれがない。
【００５９】
以上に説明した本実施形態に係る周溶接部ＰＷの検査方法によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判定された場合（第１〜第３ステップにおいて不良であると判定されるか、或いは、第４〜第６ステップにおいて不良であると判定された場合）、前述のように、溶接装置２とＸ線検査装置４とが搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされているため、制御装置５は、好ましい態様として、以下の第１手順〜第６手順を実行可能である。以下、図８〜図１３を適宜参照しつつ、制御装置５が実行する第１手順〜第６手順について説明する。なお、図８〜図１４は、制御装置が実行する第１手順〜第６手順による溶接装置２及びＸ線検査装置４の動きを説明する平面図であり、便宜上、搬送装置１の図示は省略している。
【００６０】
＜第１手順＞
図８に破線で示す初期位置にあるＸ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判定された場合、制御装置５は、Ｘ線検査装置４を長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に移動させる。Ｘ線検査装置４の移動量は、不良であると判定された周溶接部ＰＷの切断作業の邪魔にならず、なお且つ、後述の第２手順において溶接装置２を長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に移動させた際に、溶接装置２がＸ線検査装置４と干渉しないように設定することが好ましい。
Ｘ線検査装置４が移動した後、図９に示すように、不良であると判定された周溶接部ＰＷを切断すればよい。周溶接部ＰＷの切断は、例えば、溶接装置２の下流側に設置された可搬式の切断機を用いて、作業者が手動で行うことが可能である。
なお、切断後の長尺管Ｐ１の端面は、バリ取りや研磨等を施し、後述の第３手順において周溶接を施し易くすることが好ましい。長尺管Ｐ１の端面のバリ取りや研磨は、例えば、溶接装置２の下流側に設置された可搬式の開先・面取り機を用いて、作業者が手動で行うことが可能である。
【００６１】
＜第２手順＞
次に、制御装置５は、図１０に示すように、不良であると判定された周溶接部ＰＷが切断された後の長尺管Ｐ１の切断箇所まで、破線で示す初期位置にある溶接装置２を長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に移動させる。
【００６２】
＜第３手順＞
次に、制御装置５は、図１１に示すように、溶接装置２を駆動して、溶接装置２によって長尺管Ｐ１の切断箇所に再び周溶接を施し、周溶接部ＰＷを形成する。
以上に説明した第１手順〜第３手順によれば、搬送装置１及び巻取装置３（図１参照）を逆方向に駆動して長尺管Ｐ１を逆方向（上流側）に搬送する必要がない。長尺管Ｐ１を逆方向に搬送する代わりに、Ｘ線検査装置４及び溶接装置２を長尺管Ｐ１の通常の搬送方向に移動させている。
【００６３】
＜第４手順＞
次に、制御装置５は、図１２に示すように、溶接装置２を長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に移動させる。この際、溶接装置２を初期位置（図８に示す位置）まで移動させることが好ましい。これにより、後述の第５手順においてＸ線検査装置４を移動させても、溶接装置２がＸ線検査装置４に干渉しない。
【００６４】
＜第５手順＞
次に、制御装置５は、図１３に示すように、長尺管Ｐ１の再び形成された周溶接部ＰＷまで、Ｘ線検査装置４を長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に移動させる。すなわち、Ｘ線検査装置４を初期位置（図８に破線で示す位置）まで移動させる。
なお、第４手順及び第５手順は、Ｘ線検査装置４の移動速度の方が大きくて溶接装置２とＸ線検査装置４とが干渉するというような支障が無い限り、同時に実行することも可能である。
【００６５】
＜第６手順＞
最後に、制御装置５は、Ｘ線検査装置４を駆動して、Ｘ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の再び形成された周溶接部ＰＷを検査する。
以上に説明した第４手順〜第６手順においても、長尺管Ｐ１を搬送する必要がない。
すなわち、上記の第１手順〜第６手順を実行することにより、搬送装置１及び巻取装置３を逆方向に駆動することなく（長尺管Ｐ１を逆方向に搬送することなく）、溶接装置２で長尺管Ｐ１に再び周溶接部ＰＷを形成し、Ｘ線検査装置４で再び形成された周溶接部ＰＷを検査することが可能である。このため、長尺管Ｐ１を逆方向に搬送することに起因する外面疵の発生や強度の劣化を抑制可能である。
【００６６】
上記の第１手順〜第６手順を実行した結果、再び形成された周溶接部ＰＷが正常であると判定された場合、制御装置５が搬送装置２及び巻取装置３を駆動することで、長尺管Ｐ１は搬送され、リール３１に巻き取られる。一方、再び形成された周溶接部ＰＷが不良であると判定された場合、上記の第１手順〜第６手順が繰り返し実行されることになる。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・搬送装置
２・・・溶接装置
３・・・巻取装置
４・・・Ｘ線検査装置
５・・・制御装置
３１・・・リール
４１・・・Ｘ線検査装置本体
４１ｃ・・・Ｘ線検査機
４１２、４１２Ａ、４１２Ｂ・・・Ｘ線源
４１３・・・Ｘ線画像検出器
４２・・・Ｘ線漏洩抑制機構
１００・・・長尺管の製造設備
Ｐ・・・管
Ｐ１・・・被検査管（長尺管）
ＰＷ・・・周溶接部
Ｌ・・・ずれ量
【図１】
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【図２】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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