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ギャップレス法による斜めキズの全範囲の校正


はじめに

シームレスパイプの製造工程では、パイプの軸方向にさまざまな角度で欠陥が生じます。 主に圧延や熱処理時に発生するこうした欠陥は、使用中にパイプの不具合の原因になる可能性があり、経済的および社会的に甚大な影響を及ぼす恐れがあります。

課題

製品の完全性を確保するため、シームレスパイプの製造業者は厳格な品質基準を維持する必要があります。 そのため、最も信頼性が高く精度の高い検査法が必要になります。 ただし、多くの従来型の自動フェーズドアレイ超音波検査(PAUT)パイプ探傷システムでは、製造工程で特定の角度で欠陥が発生すると想定されますが、いつもそうであるとは限りません。

斜めキズ探傷で一般的に使用される発信と受信角度
斜めキズ探傷で一般的に使用される発信角度と受信角度

現在のPAUT法で斜めキズを対象として検査するには、校正に使用する標準試験片に異なる角度で複数のノッチを設定し、それらのノッチを個々に校正する必要があります。

対処方法

オリンパスの回転式パイプ探傷システム(RTIS)で提供されるギャップレス探傷ソリューションは、全ての角度の斜めキズを個々の角度の基準ノッチを必要とせずに校正する事が可能です。 ギャップレス探傷ソリューションでは斜めキズ基準ノッチに対してひとつの角度のみ送信し、多数の受信角度で受信する事で対象領域を完全にカバーします。

連続した斜めキズ探傷におけるギャップレス探傷の発信角度と受信角度
連続した斜めキズ探傷におけるギャップレス探傷の発信角度と受信角度

ギャップレス法では個別の斜め方向の校正に今日使用されているものと同じパイプマップを使用することで、各人工欠陥に対して高分解能スキャンを行い、あらゆる角度に対して高性能なスキャンを実現することにより、校正されていない角度のノッチ検出を可能にします。 各曲線から形状パラメーターが抽出され、それらを比較することで下の図にあるような正規化曲線が作成されます。 この曲線によって、範囲内の角度ごとの仮想ノッチからの波高値がわかります。

標準試験片の校正ノッチに対する高分解能スキャン(正規化前)
標準試験片の校正ノッチに対する高分解能スキャン(正規化後)

設定パラメーターが変更されると、各受信チャンネルの校正ターゲットが自動的に更新されるため、校正シーケンスおよび表示される結果は、フェーズドアレイを使用した既存の個別の斜めキズ探傷と比較して変化しません。

結果

右の図で、正規化曲線(黒色の実線)は一定の校正レベルに設定されており、各受信チャンネルに必要なゲイン補正値が設定されています。 また、ノッチ曲線(実線)がRxチャンネル位置(赤色の点線)と交差する最大ポイントを使用して、校正ターゲットも表示されています。

標準試験片の校正ノッチに対する高分解能スキャン(正規化前)
標準試験片の校正ノッチに対する高分解能スキャン(正規化前)

各受信チャンネルの校正が既存のノッチを使用して実行され、RTISのトップターン機能(円周方向位置同期機能)を使用して2Dで表示することができます。 この2D表示によって、人工欠陥を同じ軸位置上に配置できるため、校正時間を短縮できます。

この方法を使用して、校正結果を予測して簡単な検査で検証することができます。例えば、中間角度のノッチ(校正に使用されないノッチ)をスキャンする場合に、正規化曲線レベルを確認できます。

中間角度の斜めキズノッチの検出(スクロールビューと2Dマッピング、アラーム)
中間角度の斜めキズノッチの検出(スクロールビューと2Dマッピング、アラーム)

結論 / 主な利点

オリンパスのRTISが提供するギャップレスソリューションは、現行の校正方法と同じように実行が簡単で、中程度の習熟オペレーターでも実行できます。 体系立てられ、自動化された再現性の高いソリューションなのです。

オリンパスの実証済みのQuickScan LTハードウェアには、ギャップレス探傷を実行する機能が既に備わっているため、既存のシステムをこの新しいテクノロジーに簡単にアップグレード可能です。 また、特定の製造ロットに必要な厳密さと精度に応じて、ギャップレス機能を有効にするかどうかを選択することもできます。

Olympus IMS

この用途に使用される製品
RTISは、フェーズドアレイ技術を使用してチューブの本体を検査します。 このシステムは、永久的で安定したウォーターチャンバーを維持するためのメンブレンを用いた「給水ウエッジ」コンセプトに基づき、高速カップリングと検査未対応箇所の減少を実現しています。
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