JPH01219556A - Ultrasonic wave flow detecting method for weld zone - Google Patents

Ultrasonic wave flow detecting method for weld zone

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Publication number
JPH01219556A
JPH01219556A JP63044848A JP4484888A JPH01219556A JP H01219556 A JPH01219556 A JP H01219556A JP 63044848 A JP63044848 A JP 63044848A JP 4484888 A JP4484888 A JP 4484888A JP H01219556 A JPH01219556 A JP H01219556A
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JP
Japan
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gate
probe
weld zone
echo
distance
Prior art date
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Pending
Application number
JP63044848A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Fujisawa
藤沢 和夫
Ikuji Hoshino
郁司 星野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP63044848A priority Critical patent/JPH01219556A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable accurate flaw detection and to shorten flaw detection time by setting a gate start point and a gate end point where only a defect echo can be extracted previously by using a the sound nondefective weld zone of a test material for gate setting. CONSTITUTION:A probe scanning device 20 is mounted on the test material 1 for gate setting and the probe 4a is scanned in parallel to the center line 2a of the weld zone 2 while a scanning reference line O at a proper distance from the nondefective weld zone 2 is regarded as the start point. This operation is repeated with respect to plural probe distances X. Simultaneously, a computer 24 inputs the signal outputted by a position reader 22 to calculate a distance X and a weld-line direction distance Y. An ultrasonic flaw detector 23, on the other hand, catches the echo from the weld zone 2 at constant pitch Y and inputs it to the computer 24. The computer 24 finds the mean value and standard deviation of data of a beam path W which are considered to be an echo group of the same kind for the same distance X. The gate start point WS and gate end point WE where only a defective echo can be detected are found from said values. The points WS and WE are set in the flaw detector 23 previously and the flaw detection of the weld zone of a material to be inspected is performed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は突合わせ溶接鋼管等の溶接部の超音波探傷方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an ultrasonic flaw detection method for welded parts such as butt-welded steel pipes.

〔従来技術〕[Prior art]

突合わせ溶接した鋼管等の溶接部の超音波探傷は斜角探
傷によって通常行なうが、その検出エコーは、ビードで
反射することによって発生するビードエコー及び溶接欠
陥部で反射することによって発生する欠陥エコーを含ん
でいるため、ビードエコーを除去して欠陥エコーのみを
抽出する必要がある。以下に従来使用されている主な2
つの抽出方法について述べる。第7図は第1の方法を示
す模式図であり、溶接部2の近傍の探傷用被検香材l上
に載置された探触子4aからビードの下側の肩部3に対
して超音波ビームを入射させると該肩部3で反射してビ
ードエコーが発生する。ここで、溶接部2の中央線と探
触子4aのビーム入射点との間の水平距離(以下、探触
子距離という)Xの値により、ビードエコーが発生する
場合のビーム入射点から該ビームがビードで反射する点
までのビ−ム路程Wを予め幾何学的に求めておき、探触
子距離Xに応じてビードエコーが検出エコーに含まれな
いように監視信号の抽出をするゲートを設定して探傷を
行う。
Ultrasonic flaw detection of welded joints such as butt-welded steel pipes is usually performed by angle angle flaw detection, and the detected echoes include bead echoes generated by reflection from beads and defect echoes generated by reflection from weld defects. Therefore, it is necessary to remove the bead echo and extract only the defective echo. The following are the main two conventionally used
We will discuss two extraction methods. FIG. 7 is a schematic diagram showing the first method, in which the probe 4a is placed on the aromatic material l for flaw detection near the welded part 2, and the shoulder part 3 on the lower side of the bead is When an ultrasonic beam is incident, it is reflected by the shoulder 3 and a bead echo is generated. Here, depending on the value of the horizontal distance (hereinafter referred to as probe distance) X between the center line of the welding part 2 and the beam incidence point of the probe 4a, the beam is The beam path W to the point where the beam is reflected by the bead is calculated in advance geometrically, and a gate is set to extract the monitoring signal so that the bead echo is not included in the detected echo according to the probe distance X. Perform flaw detection.

一方、第2の方法は、ビードエコー及び欠陥エコーを両
者ともゲート内に入れて検出エコーとして検出し、その
結果を画像化し、その表示された位置及び形状によりビ
ードエコーと欠陥エコーとの判別を行い、欠陥エコーの
みを抽出するという方法である。
On the other hand, in the second method, both bead echoes and defective echoes are put into a gate and detected as detection echoes, the result is converted into an image, and bead echoes and defective echoes are discriminated based on the displayed position and shape. This method extracts only defective echoes.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第1の方法では、溶接部2のわずかな形状変化によりビ
ードエコーの反射位置が変化し、また同一形状であって
も母材内を透過するビームの音速等が変化すればビーム
の往復伝播時間が異なり、ビーム路程Wが変動してモニ
タゲートの設定が不確実になるという問題があった。一
方、大径鋼管の溶接部に対して探傷する場合には同一寸
法に成形しても母材の強度にばらつきがあり真円度が異
なるため、真円を仮定して予め幾何学的に計算したビー
ドエコーが発生するビーム路程と実際のビーム路程との
間に誤差を生じ、ゲートの正確な設定が難しいという問
題があった。また第8図に示す如く、横波として入射し
た超音波ビームがビードに当たって縦波にモード変換し
て照射ビードと反対側のビードで反射し、元の横波に再
びモード変換して受信されるようなエコー(以下、モー
ド変換エコーという)は、ビード形状によっては設定さ
れたゲート内に入り、欠陥エコーとして判別されるとい
う問題があった。
In the first method, the reflection position of the bead echo changes due to a slight change in the shape of the weld 2, and even if the shape is the same, if the sound speed of the beam passing through the base material changes, the round trip propagation time of the beam changes. On the other hand, there is a problem in that the beam path W fluctuates and the setting of the monitor gate becomes uncertain. On the other hand, when testing welded parts of large-diameter steel pipes, even if formed to the same size, the strength of the base metal varies and the roundness will differ, so geometric calculations must be performed in advance assuming a perfect circle. There is a problem in that an error occurs between the beam path where the bead echo occurs and the actual beam path, making it difficult to accurately set the gate. In addition, as shown in Figure 8, an ultrasonic beam incident as a transverse wave hits a bead, converts the mode into a longitudinal wave, is reflected by the bead on the opposite side of the irradiation bead, and is then converted back into the original transverse wave mode and received. There is a problem in that an echo (hereinafter referred to as a mode conversion echo) may enter a set gate depending on the bead shape and be determined as a defective echo.

一方、第2の方法ではオペレータが得られた検出エコー
の画像からビードエコーと欠陥エコーとを判別すること
が可能であるが、オペレータの熟練度が低い場合には探
傷に長時間を要し、また誤判定を行なうという問題があ
った。
On the other hand, in the second method, the operator can distinguish between bead echoes and defect echoes from the images of detected echoes obtained, but if the operator is not skilled, it takes a long time for flaw detection, and There was a problem of erroneous judgments being made.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、健全な溶接部に対して超音波を入
射することによってゲートを予め正確に設定し、該ゲー
ト内で溶接部欠陥の探傷を行うことにより欠陥エコーの
みを正確に抽出し、また探傷時間を短縮し、誤判定のな
い溶接部の超音波探傷方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to accurately set a gate in advance by injecting ultrasonic waves into a healthy weld, and to remove the weld within the gate. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic flaw detection method for a welded part that accurately extracts only defect echoes by performing flaw detection of defects, shortens flaw detection time, and eliminates misjudgment.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る溶接部の超音波探傷方法は、突合わせ溶接
によって形成された溶接部に対して超音波を入射し、そ
の反射信号にゲートをかけて所要信号を抽出して溶接部
の探傷を行う方法において、検査対象溶接部とビード形
状及び母材材質が実質的に同一の実質的に無欠陥の溶接
部に対して超音波を入射し、その反射信号により超音波
入射点と溶接部ビードでの超音波反射点との間の路程を
測定し、探触子と溶接部との離隔距離を同じくする前記
路程の複数の測定値の平均値及び標準偏差を溶接部全体
積を探傷するに必要な範囲の異なる離隔距離それぞれに
おいて算出し、これらと前記離隔距離との関係に基づき
所定の算出式を用いてゲートを設定することを特徴とす
る。
The ultrasonic flaw detection method for welds according to the present invention involves injecting ultrasonic waves into a weld formed by butt welding, applying a gate to the reflected signal, and extracting a required signal to detect flaws in the weld. In this method, ultrasonic waves are applied to a substantially defect-free weld that has substantially the same bead shape and base material as the weld to be inspected, and the reflected signals identify the ultrasonic incident point and the weld bead. In order to detect the entire volume of the weld, measure the path between the ultrasonic reflection point and the weld, and calculate the average value and standard deviation of the multiple measured values of the path with the same separation distance between the probe and the weld. The method is characterized in that calculations are made for each of different separation distances in a necessary range, and a gate is set using a predetermined calculation formula based on the relationship between these and the separation distance.

〔作用〕[Effect]

本発明方法においては、あらかじめ同一形状の同−母材
材質無欠陥溶接部に対して超音波ビームを入射すること
により探傷装置にモニタゲートを設定し、該モニタゲー
ト内で探傷用被検査体の超音波探傷を行う。
In the method of the present invention, a monitor gate is set in the flaw detection device by injecting an ultrasonic beam into a defect-free welded part of the same shape and the same base material in advance, and the inspection target for flaw detection is set within the monitor gate. Perform ultrasonic flaw detection.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明方法をその実施例を示す図面に基づき具体
的に説明する。第1図は本発明方法の実施に使用する超
音波探傷用の探触子走査装置20の斜視図であり、図に
示す如く、該装置20は、矩形に枠組みされた架台13
をその四隅に取付けられた脚部15.15.15.15
の下端には夫々台座15a+ 15a+15a、 15
aを設けている。また、架台13は夫々相対する長辺2
0a、 20b及び短辺20c、 20dを有しており
、短辺20c、 20dは溶接部2を中央にして、その
中央線2aと平行に配されている。長辺20a、 20
bの内側にはガイドロッド9及びねじ棒10(一方のみ
現われている)が設けである。
Hereinafter, the method of the present invention will be specifically explained based on drawings showing examples thereof. FIG. 1 is a perspective view of a probe scanning device 20 for ultrasonic flaw detection used in carrying out the method of the present invention.
legs attached to its four corners 15.15.15.15
At the lower end of the pedestal 15a+15a+15a, 15
A is provided. In addition, each of the mounts 13 has opposing long sides 2
0a, 20b and short sides 20c, 20d, and the short sides 20c, 20d are arranged parallel to the center line 2a with the welding part 2 in the center. Long side 20a, 20
A guide rod 9 and a threaded rod 10 (only one of which is visible) are provided inside b.

ガイドロッド9及びねじ棒10は移動子7,7を貫通し
てこれを支持しており、移動子7.7は図示しないパル
スモータ等の駆動装置によるねじ棒10の回転に伴って
長辺20a、 20bの内側に沿って夫々ガイドロッド
9に対しては摺動、ねじ棒10に対して・は螺動しなが
ら移動すべ(配しである。また、短辺20c、 20d
の内側にはガイドロッド11及びねじ棒12 (一方の
み現われている)が設けである。ガイドロッド11及び
ねじ棒12は移動子8,8を貫通してこれを支持してお
り、移動子8,8は図示しないパルスモータ等の駆動装
置によるねじ棒12の回転に伴って短辺20c、 20
dの内側に沿って夫々ガイドロッド11に対しては摺動
、ねじ捧12に対しては螺動しながら移動すべく配しで
ある。
The guide rod 9 and the threaded rod 10 pass through and support the sliders 7, 7, and the slider 7.7 has a long side 20a as the threaded rod 10 is rotated by a drive device such as a pulse motor (not shown). , 20b, respectively, while sliding against the guide rod 9 and spiraling against the threaded rod 10. Also, the short sides 20c, 20d
A guide rod 11 and a threaded rod 12 (only one of which is visible) are provided inside. The guide rod 11 and the threaded rod 12 pass through and support the sliders 8, 8, and the sliders 8, 8 rotate the short side 20c as the threaded rod 12 is rotated by a drive device such as a pulse motor (not shown). , 20
It is arranged to move along the inside of d while sliding with respect to the guide rod 11 and screwing with respect to the screw stud 12, respectively.

移動子7.7の対向面間にはガイドロッド5゜5が平行
に架設してあり、また移動子8.8の対向面間にはガイ
ドロッド6.6が平行に架設しである。これら両ガイド
ロフトは、ブロック状の探触子走査ブロック40内を移
動自在に挿通している。
A guide rod 5.5 is installed in parallel between the opposing surfaces of the slider 7.7, and a guide rod 6.6 is installed in parallel between the opposing surfaces of the slider 8.8. Both guide lofts are movably inserted into the block-shaped probe scanning block 40.

また、長辺20a、短辺20cには図示しないディジタ
ルスケールがその長手方向に取付けられており、そのヘ
ッドが移動子7.8に設けられている。−方、探触子走
査部40を上下動可能に貫通させた軸40aが設けられ
ており、その下端には探触子保持具4を連繋している。
Further, a digital scale (not shown) is attached to the long side 20a and the short side 20c in the longitudinal direction thereof, and the head thereof is provided on the movable member 7.8. - On the other hand, a shaft 40a is provided which passes through the probe scanning section 40 in a vertically movable manner, and the probe holder 4 is connected to the lower end of the shaft 40a.

また、軸40aは図示しない圧力付加装置により下向き
に付勢されている。探触子保持具4は軸40aに連結さ
れた連結治具30とピン31に゛よって固定され大径管
のような曲率を有する被検材に探触子保持具4が追随す
るよう回転可能となっている探触子保持具4には探触子
4a及び探傷用被検金材1上を円滑に転勤させるための
ローラ14が取付けられている。
Further, the shaft 40a is urged downward by a pressure applying device (not shown). The probe holder 4 is fixed by a connecting jig 30 connected to a shaft 40a and a pin 31, and is rotatable so that the probe holder 4 follows a specimen having a curvature like a large diameter tube. A roller 14 is attached to the probe holder 4 to smoothly move the probe 4a and the metal material 1 to be inspected for flaw detection.

第2図は、上述した探触子走査装置20を用いて本発明
方法を実施する場合の全体装置の構成を示す模式的ブロ
ック図であり、図に示す如く、計算機24から送られる
情報により探触子走査装置コントローラ21が探触子走
査装置20の移動子7,7及び8,8を、図示しないパ
ルスモータにより駆動させる。それによって探傷用被検
香材1上を移動する探触子4aの位置情報は移動子7,
8に取付けたディジタルスケールのヘッドからの出力と
して位置読取機22へ入力される。これを探触子距離の
データとして計算機24へ出力する。一方、探触子4a
に接続しである探傷器23は探触子4aから超音波・ビ
ームを溶接部2に対して入射させ、それによって生じる
エコーを検出し、検出したエコーを計算機24へ入力す
る。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the entire device when carrying out the method of the present invention using the probe scanning device 20 described above. The probe scanning device controller 21 drives the movers 7, 7 and 8, 8 of the probe scanning device 20 by a pulse motor (not shown). Thereby, the position information of the probe 4a moving on the flavor material 1 to be tested for flaw detection can be obtained from the mover 7,
The signal is inputted to the position reader 22 as an output from the head of the digital scale attached to the position sensor 8. This is output to the computer 24 as probe distance data. On the other hand, probe 4a
A flaw detector 23 connected to the probe 4a makes an ultrasonic wave/beam incident on the welding part 2, detects an echo generated thereby, and inputs the detected echo to a computer 24.

以上の構成を有する装置によって本発明方法は次のよう
にして行なわれる。
The method of the present invention is carried out as follows using the apparatus having the above configuration.

まず超音波探傷しようとする溶接部を有する大径鋼管等
の探傷用被検香材と同一の材質、肉厚及び溶接部形状を
有するゲート設定用試験材の健全な溶接部に対して超音
波ビームを探触子保持具4を図1の2点鎖線に示すよう
に走査させながら入射させ、発生するエコーを検出する
。即ち探触子走査装置20を、溶接部2と平行に前記ゲ
ート設定用試験材上に載置する。そして第3図に示すよ
うに無欠陥溶接部2から適長離隔した走査基準点Oを始
点として無欠陥溶接部2の中央線2aに平行に探触子4
aを走査する。これを複数の探触子距離Xについて反復
する。この間計算機24は位置読取器22が出力する信
号を取込み探触子距離X及び溶接線方向距離Yを算出す
る。
First, ultrasonic waves are applied to a healthy weld of a test material for gate setting that has the same material, wall thickness, and weld shape as the aromatic material to be tested for flaw detection, such as a large-diameter steel pipe that has a weld that is to be ultrasonically detected. The beam is made incident on the probe holder 4 while scanning it as shown by the two-dot chain line in FIG. 1, and the generated echo is detected. That is, the probe scanning device 20 is placed on the gate setting test material in parallel with the welded part 2. Then, as shown in FIG. 3, the probe 4 is moved parallel to the center line 2a of the defect-free weld 2 with the scanning reference point O, which is an appropriate distance away from the defect-free weld 2, as the starting point.
Scan a. This is repeated for multiple probe distances X. During this time, the computer 24 receives the signal output from the position reader 22 and calculates the probe distance X and the weld line direction distance Y.

一方、超音波探傷器23は探触子4aを励振し、溶接部
2からのエコーを一定ピッチのY毎に捉え、これを計算
機24へ入力する。計算機24はこれによりビーム路程
Wを求める。走査終了後同一のXに対して読込まれたビ
ーム路程Wにより計算機24が統計的計算を行うが、超
音波ビームの拡がりを考慮すると同一のXに対してもビ
ードの下側に当り反射するビードエコー(以下、内面ビ
ードエコーという)、ビードの上側に当り反射するビー
ドエコー(以下、外面ビードエコーという)又は前述し
たモード変換エコーの3種類のエコー群が検出され得る
ため、同一のXに対して同種のエコー群と見なせるビー
ム路程Wの複数データについてその平均値および標準偏
差を求める。
On the other hand, the ultrasonic flaw detector 23 excites the probe 4a, captures the echoes from the welded part 2 at every fixed pitch Y, and inputs the echoes to the computer 24. The computer 24 calculates the beam path length W from this. After the scanning is completed, the computer 24 performs statistical calculations using the beam path length W read for the same X, but considering the spread of the ultrasonic beam, there are bead echoes that hit the lower side of the bead and are reflected even for the same X. Three types of echo groups can be detected: a bead echo that hits the upper side of the bead and is reflected (hereinafter referred to as an external bead echo), and the mode conversion echo mentioned above. The average value and standard deviation of a plurality of beam path length W data that can be considered as a group are determined.

その処理手順を第4図に示すフローチャートに従って以
下に説明する。まず、ビーム路程を最大3つにグループ
分けするためのビーム路程分離距離δWを初期設定し、
グループ内でのデータカウントに用いる変数M、N、P
を0にしておく (ステップ1)0次にWのデータをセ
ントしくステップ2)、1個目のデータであれば(ステ
ップ3)、第1グ 6ループの(M+1)番目までのW
の平均値W□1゜第2グループの(N+1)番目までの
Wの平均値W 812 +第3グループの(P+1)番
目までのWの平均値W、3.に1番目のWをセットして
おく(ステップ4)、2個目以降のデータについてはX
が同一かどうかの判断を行ない(ステップ5)、次にl
 W −W−w IlとδWとの比較を行い(ステップ
6) 、l W  W−Il lがδWよりも小ならば
第1グループのカウント数Mをアンプしくステップ7)
、第1グループの(M+1)番目までの平均値W1を求
める(ステップ8)、またIW−W、、、lがδWより
大か等しければこのWは第2グループまたは第3グルー
プに所属するデータであり、第2グループの最初のデー
タならば(ステップ9)、W、2の初期値を改めてセン
トする(ステップ10)。
The processing procedure will be explained below according to the flowchart shown in FIG. First, initialize the beam path separation distance δW for grouping the beam paths into three groups at most.
Variables M, N, P used for data counting within a group
Set 0 to 0 (Step 1) Set the 0th W data to cent.Step 2), if it is the first data (Step 3), set W up to the (M+1)th of the 6th group of the 1st group.
Average value W□1° Average value W of up to (N+1)th W in the second group 812 + Average value W of up to (P+1)th W in the third group, 3. Set the first W in (step 4), and set the X for the second and subsequent data.
is the same (step 5), and then l
Compare W - W - Il and δW (Step 6), and if l is smaller than δW, amplify the count number M of the first group (Step 7)
, find the average value W1 up to the (M+1)th group of the first group (step 8), and if IW-W,..., l is greater than or equal to δW, this W is data belonging to the second group or the third group. If it is the first data of the second group (step 9), the initial value of W,2 is set again (step 10).

次にIw−w、。1とδWとの比較を行ない、1w−w
、tz  lがδWより小ならば(ステップ11)、第
2グループのカウント数Nをアップしくステップ12)
、第2グループの(N+1)番目までの平均値W1□を
求める(ステップ13)。また、IW−W、!□ 1が
δWより大か等しければこのWは第3グループに所属す
るデータであり第3グループの最初のデータならば(ス
テップ14)、W、3゜の初期値を改めてセットする(
ステップ15)。
Next, Iw-w. 1 and δW, 1w−w
, tz l is smaller than δW (step 11), increase the count number N of the second group (step 12)
, the average value W1□ of the second group up to (N+1) is determined (step 13). Also, IW-W! □ If 1 is greater than or equal to δW, this W belongs to the third group, and if it is the first data of the third group (step 14), the initial value of W, 3° is set again (
Step 15).

次に第3グループのカウント数Pをアンプしくステップ
16)、第3グループの(P+1)番目までの平均値W
、3.を求める(ステップ17)。以上述べた各グルー
、プ別の平均値算出フローのうちの1つを通過した後火
のデータWのセットへ戻る(ステップ2)0次に同様の
フローでXが同一である限りループし、異なるXが読み
込れた時点で第1グループ全体のWの平均値W1及び標
準偏差W、lを計算しくステップ18)、第2グループ
全体のWの平均値W、!及び標準偏差W、2を計算しく
スッテプ19)、第3グループ全体のWの平均値W、3
及び標準偏差W、、を計算する(ステップ20)。
Next, the count number P of the third group is amplified (step 16), and the average value W of the third group up to the (P+1)th
, 3. (Step 17). After passing through one of the average value calculation flows for each group described above, return to the set of data W for fire (step 2).Next, loop as long as X is the same in the same flow, When different Xs are read, the average value W1 and standard deviation W,l of W for the entire first group are calculated (step 18), and the average value W, ! of W for the entire second group is calculated. and the standard deviation W, 2 (step 19), the average value of W for the entire third group, W, 3
and the standard deviation W, , are calculated (step 20).

その後初期設定へ戻り、前記異なるXに対して上述した
処理を行う0以上述べた演算を行なうに当たって用いた
ビーム路程分離距離δWは、ビーム路程を3つのグルー
プに分離する為の許容誤差範囲である。
After that, return to the initial settings and perform the above-mentioned processing for the different X. The beam path separation distance δW used in performing the above-mentioned calculation is within the tolerance range for separating the beam path into three groups. .

厚肉鋼管の溶接部に対して超音波探傷を行う場合に、同
一の探触子距離Xに対して検出され得るビーム路程Wの
グループは内面ビードエコー、外面ビードエコー又はモ
ード変換エコーのうちいずれか一つに対応するものだけ
であることが多いため、第4図に示したフローチャート
の中で第2グループ及び第3グループに関連する処理(
ステップ9)〜(ステップ17) 、(ステップ19)
 、(ステップ20)は行なわれないことが多いが、薄
肉鋼管の溶接部に対して超音波探傷を行う場合には、同
一の探触予圧MXに対して検出され得るビーム路程Wの
グループは前記3種類のエコーに夫々対応する3つのグ
ループが同時に存在することもかなり起こるため、第4
図に示したフローチャートの処理がすべて行なわれるこ
とになる。
When performing ultrasonic flaw detection on a welded part of a thick-walled steel pipe, the group of beam path W that can be detected for the same probe distance In many cases, there are only processes corresponding to the second and third groups in the flowchart shown in Figure 4.
Step 9) - (Step 17), (Step 19)
, (step 20) are often not performed, but when performing ultrasonic flaw detection on a welded part of a thin-walled steel pipe, the group of beam path W that can be detected for the same probe preload MX is It is quite common for three groups corresponding to the three types of echoes to exist simultaneously, so the fourth
All the processes in the flowchart shown in the figure will be performed.

このようにして求めた第1グループから第3グループの
Wの平均値W、、、W、、、W、、、標準偏差W、、、
W、tW、、およびXの実測値から欠陥エコーのみを検
出し得るゲート始点W、およびゲート終点W、を求める
。まず、同一のXについて、Wの平均値W aiとW、
五 (但し、i=1.2.3)を求め、各ビードエコー
のXとi番目のWsiとの関係を連続とみなし得る同一
のグループのXの最小値と最大値の間で回帰直線近似を
行って下記式(1)を得る。
Mean value W of W from the first group to the third group obtained in this way, , W, , W, , Standard deviation W, ,
From the actual measured values of W, tW, and X, a gate starting point W and a gate ending point W at which only defective echoes can be detected are determined. First, for the same X, the average value W ai and W,
5 (where i = 1.2.3), and the relationship between the X of each bead echo and the i-th Wsi can be regarded as continuous, and the regression line approximation is performed between the minimum and maximum values of X in the same group. Then, the following formula (1) is obtained.

W@! = AAX + B t    (t =L2
.3)・・・(1)A五、B五:定数 ここで、同一のXに対してW4〜W1.の最大3通りの
回帰直線が検出され得るが、その中からW、iが最小の
ものを選択し、そのときのiをk、ゲート終点をW、と
するとWtは下記式(2)で示される。
W@! = AAX + B t (t = L2
.. 3)...(1) A5, B5: constants Here, for the same X, W4 to W1. A maximum of three regression lines can be detected, and if we select the one with the minimum W and i from them, and then let i be k and the gate end point W, Wt is expressed by the following equation (2). It will be done.

WE = A@ X + Bk −nWa e II”
’(2)但し、W、、、はWow  (k=1.2.3
)の平均値であり、またnは経験により3が望ましい。
WE = A@X + Bk −nWa e II”
'(2) However, W, , is Wow (k=1.2.3
), and n is preferably 3 based on experience.

外径56″、肉厚18mmの大径鋼管を探傷用検査材と
し、その健全な溶接部について、Xを変化させWの値を
測定した結果を第5図に示す。
A large-diameter steel pipe with an outer diameter of 56'' and a wall thickness of 18 mm was used as a testing material for flaw detection, and the values of W were measured with respect to a sound welded portion while varying X. The results are shown in FIG.

図中、点で示したものは実測値であり、Xの範囲によっ
て3つのグループに分かれた。Wの値の、低い順に内面
ビードエコー、モード変換エコー、外面ビードエコー夫
々に対応している0本実施例では厚肉鋼管であるため、
同一のXに対して得られる回帰直線は1つしか検出され
ず式(2)のkは1となりゲート終点W、は下記式(3
)で示される。
In the figure, the dots are actually measured values, which were divided into three groups depending on the range of X. In descending order of W value, inner bead echo, mode conversion echo, and outer bead echo are respectively supported.0 In this example, since the pipe is a thick-walled steel pipe,
Only one regression line obtained for the same
).

Wl =AIX+Bl   3W@ g+    ・・
・(3)本実施例のようにXに対応して求められた回帰
直線が連続しない場合には1つの回帰直線のXの最大値
に対応する終点を夫々下記式(4)に対応するXの位置
まで延長し、前記終点からXの高いレベルに対応する回
帰直線の始点までを直線で結ぶことによりゲート終点W
えを求める。
Wl=AIX+Bl 3W@g+...
・(3) If the regression lines obtained corresponding to X are not continuous as in this example, the end points corresponding to the maximum value of X of one regression line are respectively By connecting the end point to the starting point of the regression line corresponding to the high level of X with a straight line, the gate end point W
I'm looking for something.

X k= X kllia + 1.3(X ha□−
X1aifi)  ・・・(4)Xks□:に番目に検
出される回帰直線のXの最大値 X11イ:に番目に検出される回帰直線のXの最小値 に:本実施例では1 なお、計数1.3は経験により求めた数値である。
X k= X kllia + 1.3(X ha□−
X1aifi) ... (4) Xks□: Maximum value of X of the regression line detected in th X11a: Minimum value of X in the regression line detected in th: 1 in this example. 1.3 is a value determined from experience.

また、式(4)により延長した直線が、Xの高いレベル
に対応する回帰直線と、同一のXに対して重複する場合
には前記回帰直線の方を採用する。
Furthermore, when the straight line extended by equation (4) overlaps the regression line corresponding to a high level of X for the same X, the regression line is adopted.

一方、ゲート始点W、は下記式(5)によって求める。On the other hand, the gate starting point W is determined by the following equation (5).

ここでθは第6図に示す如く母材中におけるビームの実
屈折角であり、またB。はビードの幅である。これらの
値は予め入力しである。
Here, θ is the actual refraction angle of the beam in the base material as shown in FIG. 6, and B. is the width of the bead. These values are entered in advance.

以上述べたようにして求められたゲート始点W。Gate starting point W obtained as described above.

は第6図に示すようにビームが溶接部に入射し始める付
近までの路程であり、ゲート終点W、はビームがビード
肩部3に照射される場合よりも少し手前までの路程であ
る。また、ゲート始点W、は溶接部が十分探傷でき、探
触子内での残響エコー等の影響を受けない範囲に設定す
る必要があることは言うまでもない。
As shown in FIG. 6, is the distance to the vicinity where the beam starts to enter the welding part, and the gate end point W is the distance slightly before the beam irradiates the bead shoulder 3. It goes without saying that the gate starting point W needs to be set in a range where the welded part can be sufficiently detected and is not affected by reverberant echoes within the probe.

このようにして求めたゲート始点W、及びゲート終点W
、を超音波探傷機に予め設定し、探傷用検査材の溶接部
に対して超音波を入射し第3図に示すように走査してX
の値に応じて、その反射信号にゲート始点W、とゲート
終点Wえとの間のゲートを設定しながら所要信号を抽出
し、探傷用検査材の溶接部の探傷を行う。
Gate starting point W and gate ending point W obtained in this way
, is set in advance on the ultrasonic flaw detector, and the ultrasonic waves are applied to the welded part of the flaw detection inspection material and scanned as shown in Figure 3.
According to the value of , a required signal is extracted while setting a gate between a gate starting point W and a gate ending point W for the reflected signal, and the welded portion of the inspection material for flaw detection is detected.

本実施例で用いた外径56″、肉厚18mの大径鋼管を
供試材とし、その50本の、溶接部の72欠陥部位につ
いて超音波探傷を行うとゲート内にビードエコーは検出
されず、欠陥エコーのみが検出された。
The large-diameter steel pipe used in this example with an outer diameter of 56" and a wall thickness of 18 m was used as a test material, and when ultrasonic flaw detection was performed on 72 defective parts of 50 welds, no bead echo was detected within the gate. , only defective echoes were detected.

〔効果〕〔effect〕

以上に詳述した如く、本発明方法においては、探傷用検
査材と同一の材質、肉厚および溶接部形状を有するゲー
ト設定用試験材の健全な無欠陥溶接部を用いて、予め欠
陥エコーのみを抽出し得るゲート始点及びゲート終点を
設定しているため、探傷用被検査体の溶接欠陥部を探傷
する場合にビードエコーが確実に除去され、欠陥エコー
のみが抽出されて正確な探傷ができ、また計算機による
ゲートの設定が行なえるため探傷時間を大巾に短縮でき
、誤判定もなくなる等優れた効果を奏する。
As detailed above, in the method of the present invention, a healthy defect-free weld of a test material for gate setting having the same material, wall thickness, and weld shape as the inspection material for flaw detection is used, and only defect echoes are detected in advance. Since the gate start point and gate end point are set to extract the flaws, bead echoes are reliably removed when detecting weld defects on the test object, and only the defect echoes are extracted, allowing accurate flaw detection. In addition, since gates can be set using a computer, the flaw detection time can be greatly shortened, and erroneous judgments can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る探触子走査装置の立体図、第2図
は本発明に係る全体装置の構成を示す模式的ブロック図
、第3図は試験材の健全な溶接部に対する探触子の走査
方向を示す模式図、第4図はゲート設定のために行う検
出エコーの判別と、ビーム路程の平均値および標準偏差
を求める処理の内容を示すフローチャート、第5図は本
発明に係るゲート設定の結果を示すグラフ、第6図はゲ
ート始点とゲート終点とを具体的に示す模式図、第7図
は従来の探傷法を説明する模式図、第8図はモード変換
エコーの発生を説明する模式図である。 1・・・探傷用被検査体 2・・・ビード 4a・・・
探触子持 許 出願人° 住友金属工業株式会社会社代
理人 弁理士  河  野  登  夫第2図 第3図 第5図 第6肩 第7図 第8図 手続補正書(自発) 昭和63年3月1日 2、発明の名称 溶接部の超音波探傷方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 所在地 大阪市東区北浜5丁目15番地名 称 (21
1)住友金属工業株式会社代表者新宮康男 4、代理人 住 所 ■543大阪市天王寺区四天王寺1丁目14番
22号 日進ビル207号 6、補正の内容 明細書の第18頁第16行に「住友金属工業株式会社会
社」とあるのを「住友金属工業株式会社」と訂正する。
Fig. 1 is a three-dimensional view of a probe scanning device according to the present invention, Fig. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the entire device according to the present invention, and Fig. 3 is a probe scanning device for a sound welded part of a test material. FIG. 4 is a flowchart showing the process of determining the detected echo for gate setting and determining the average value and standard deviation of the beam path, and FIG. 5 is a schematic diagram showing the scanning direction of the beam path. A graph showing the results of gate setting, Fig. 6 is a schematic diagram specifically showing the gate start point and gate end point, Fig. 7 is a schematic diagram explaining the conventional flaw detection method, and Fig. 8 shows the generation of mode conversion echo. It is a schematic diagram for explaining. 1... Test object for flaw detection 2... Bead 4a...
Probe Holder Applicant Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. Company Representative Patent Attorney Norio Kono Figure 2 Figure 5 Figure 6 Shoulder Figure 7 Figure 8 Procedural Amendment (Voluntary) March 1988 1st 2, Name of the invention Ultrasonic flaw detection method for welded parts 3, Relationship with the case of the person making the amendment Address of patent applicant 5-15 Kitahama, Higashi-ku, Osaka Name (21)
1) Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. Representative Yasuo Shingu 4, Agent address: 207-6 Nisshin Building, 1-14-22 Shitennoji, Tennoji-ku, Osaka 543, page 18, line 16 of the statement of contents of the amendment "Sumitomo Metal Industries, Ltd." is corrected to "Sumitomo Metal Industries, Ltd."

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、突合わせ溶接によって形成された溶接部に対して超
音波を入射し、その反射信号にゲートをかけて所要信号
を抽出して溶接部の探傷を行う方法において、検査対象
溶接部とビード形状及び母材材質が実質的に同一で実質
的に無欠陥の溶接部に対して超音波を入射し、その反射
信号により超音波入射点と上記無欠陥溶接部での超音波
反射点との間の路程を測定し、探触子と上記無欠陥溶接
部との離隔距離を同じくする前記路程の複数の測定値の
平均値及び標準偏差を溶接部全体積を探傷するに必要な
範囲の異なる離隔距離それぞれについて算出し、これら
と前記離隔距離との関係に基づき所定の算出式を用いて
ゲートを設定することを特徴とする溶接部の超音波探傷
方法。
1. In a method of detecting welds by injecting ultrasonic waves into a weld formed by butt welding and applying a gate to the reflected signal to extract the required signal, the weld to be inspected and the bead shape are detected. Ultrasonic waves are applied to a welded part with substantially the same base material and substantially defect-free, and the reflected signal creates a gap between the ultrasonic incidence point and the ultrasonic reflection point in the defect-free welded part. The distance between the probe and the defect-free weld zone is determined by measuring the average value and standard deviation of multiple measured values of the distance between the probe and the defect-free weld zone. An ultrasonic flaw detection method for a welded part, characterized in that each distance is calculated, and a gate is set using a predetermined calculation formula based on the relationship between these distances and the separation distance.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103901100A (en) * 2014-03-25 2014-07-02 深圳市神视检验有限公司 Ultrasonic flaw detection defect location method and ultrasonic flaw detector

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103901100A (en) * 2014-03-25 2014-07-02 深圳市神视检验有限公司 Ultrasonic flaw detection defect location method and ultrasonic flaw detector

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