JPH04125464A - 渦流探傷方法及びその装置 - Google Patents

渦流探傷方法及びその装置

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JPH04125464A
JPH04125464A JP2247788A JP24778890A JPH04125464A JP H04125464 A JPH04125464 A JP H04125464A JP 2247788 A JP2247788 A JP 2247788A JP 24778890 A JP24778890 A JP 24778890A JP H04125464 A JPH04125464 A JP H04125464A
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JP
Japan
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metal tube
eddy current
excitation
magnetic flux
defect
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JP2247788A
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English (en)
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Kosuke Kojima
児島 康介
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野4 本発明は、渦流探傷方法及びその装置に係り、特に、リ
モート・フィールド渦流探傷試験の改良により、金属管
の溶接部近傍の欠陥検出を可能とするものである。
「従来技術とその課題j 熱交換器や蒸気発生器等の伝熱管、プラント配管等の非
破壊検査を実施する場合に、渦流探傷試験が利用されて
いる。
第4図及び第5図は、渦流探傷試験(電磁誘導試験)の
例を示すものである。
第4図は、基本的な渦流探傷試験(ECT)のモデル図
を示し、被検査導体Xに近接させたコイルCに交流電流
を流して磁束φを発生させ、磁束φが被検査導体Xと交
差して渦電流iが流れることによって生じるインピーダ
ンスの変化を電流計Aにより検出して、被検査導体Xに
おける材質、欠陥Zの有無、形状変化及び厚さの変化等
の測定を実施しようとするものであり、比較的単純な形
状の金属板や金属管等に適用されている。
かかる渦流探傷試験では、被検査導体Xの表面から離れ
た深い部分や、裏面にある欠陥Zの検出が、表皮効果の
影響で困難となることや、被検査導体Xが強磁性体であ
る場合には、その壁の透磁率の局部的不均一に起因する
透磁率雑音を抑制するため磁気飽和装置の使用を必要と
する等の難点がある。
次いで、第5図はリモート・フィールド渦流探傷試験(
RF−ECT ’)の例を示すもので、金属管を検査対
象の被検査導体Xとしており、正弦波発振器(励磁電源
)l及び増幅器2による正弦波信号を分配器3を経由し
て、金属管Xの中の励磁コイル4に供給して、発生した
正弦波の磁束を被検査導体Xに交差させ、励磁コイル4
から金属管Xの直径の2倍程度離間した位置に配した検
出コイル5で交番磁場を検出し、該検出信号を増幅器6
を経由して位相比較器7に伝送して前記分配器3からの
信号との比較を行なって、位相変化等の判別信号を検出
器8により表示する等の処理を行なうものである。欠陥
Zの有無によって磁界の乱れが生じた場合、励磁信号と
検出信号との位相差を検出することによって、金属管X
の内面と外面とにある同一寸法形状の欠陥に対しても同
程度の検出能力を有するものとなり、かつ、透磁率の不
均一性に起因する影響をほとんど受けることがない。そ
して、励磁コイル4及び検出コイル5を体化状態に組み
合わせてなるプローブPを、金属管Xの内部に挿入する
ことによって、金属管Xが厚肉状態である場合にあって
も、内外面の欠陥の検出が可能であるとされている。
しかし、かかるリモート・フィールド渦流探傷試験は、
金属管Xの長手方向(管軸方向)に減肉部等の欠陥Zが
発生している場合に検出可能となるが、金属管Xの途中
に溶接継手(溶接部)が存在する場合には、溶接部が金
属管Xの通常の管壁と材質、形状等の電磁気特性が相異
して、この電磁気特性の相異を検出してしまうために、
溶接部の周方向の一部に亀裂等の異常が発生している場
合にあっても、溶接部の電磁気的変化の方が太きいため
に、欠陥の存在を検出することができないという難点が
ある。
本発明は、これらの課題を鑑みてなされたものであり、
上述した各渦流探傷試験の難題を克服し、小口径金属管
、溶接部、周方向の一部に欠陥が存在する場合等への適
用性を高めることを目的としている。
「課題を解決するための手段」 これらの課題を解決する手段として、二つの手段を提案
している。
第1の手段は、金属管をその管軸方向に励磁して、該励
磁箇所から離間した位置における金属管内面近傍の半径
方向の磁束密度を周方向にずれた複数箇所で検出し、該
複数箇所における磁束の差が大きいか否かによって金属
管の欠陥の有無を判別する構成の渦流探傷方法としてい
る。
第2の手段は、金属管の中にその管軸に中心を合わせて
挿入される励磁コイルと、該励磁コイルに励磁電流を流
して管軸方向の磁界を発生させる励磁電源と、金属管の
中の周方向にずれた位置でかつ励磁コイルから離間した
位置に配され金属管内面近傍の磁束密度を検出する一対
の検出コイルと、該一対の検出コイルの検出信号のレベ
ル差等により金属管の欠陥の有無を判別する欠陥判別手
段とを具備する構成の渦流探傷装置としている。
「作用 」 これらの手段にあっては、励磁コイルに励磁電流を流す
ことにより、金属管の管軸方向に磁界を生じさせ、励磁
箇所から離間した位置における金属管内面近傍の半径方
向の磁束密度を、周方向にずれた複数箇所で一対の検出
コイルによって検出すると、該複数箇所における磁束密
度の差が求められ、そのレベル差の大小によって金属管
の欠陥の有無が判別される。
溶接部の近傍にあっては、その他の管壁部分と電磁気特
性の差を有するが、周方向に対しては差がなく、欠陥が
存在した場合に周方向の電磁気特性のばらつきに基づい
て、金属管内面近傍の磁束密度に差が生じて欠陥の検出
が可能となる。
「実施例」 以下、本発明に係る渦流探傷方法及びその装置について
、渦流探傷方法を実施するために好適な第1図ないし第
3図の渦流探傷装置の一実施例に基づいて説明する。
該−実施例における渦流探傷装置では、前述した第5図
例の技術、つまり、リモート・フィールド渦流探傷試験
の技術を一部応用しているので、この技術との共通部分
に同一符号を付し、一部の説明を簡略化する。
第1図ないし第3図において、符号Wは周溶接継手(溶
接部)、5A・5Bは一対をなす検出コイルである。
前記励磁コイル4は、金属管Xの中にその管軸に中心を
合わせて正確に挿入される。
前記検出コイル5A・5Bは、金属管Xの中において周
方向に180度ずれた位置で、かつ、励磁コイル4から
適宜距離離間した位置に配されて、励磁コイル4で発生
させた磁場の一部を検出するものである。そして、検出
コイル5A・5Bは、その配置方向が金属管Xの半径方
向(第3図に示すA−B線の方向)に合わせられ、金属
管Xの内面に小間隙を空けて(または接触させて)、金
属管Xの半径方向の磁束を検出するものとされ、対相互
間において同一仕様とされる。
検出コイル5A・5Bに接続される増幅器6は、一対の
検出コイル5A・5Bの差電圧を増幅して、検出器(欠
陥判別手段)8に出ツノするものとされる。
該欠陥判別手段8は、増幅器6の出力信号によって、一
対の検出コイル5A・5Bの検出信号の差が著しいか否
かを判別するもので、検出信号のレベル差が大きい場合
、あるいは検出信号が波形上顕著な差異を生じている場
合には、溶接部Wに欠陥Zが発生しているとの判定がな
される。
欠陥Zの検出は、次のような理由によって可能になると
考えられる。励磁コイル4によって磁界を管軸方向に発
生させた場合には、第2図に各破線で示すように、金属
管Xの各部において内部に回り込む漏洩磁束が生じるが
、欠陥Zが存在すると、その近傍の磁気特性の変化によ
って磁路が乱れる。
欠陥Zが存在する場合に、その近傍の磁束密度を一対の
検出コイル5A・5Bで検出した場合には、検出コイル
5Aが磁束φ1及び磁束φ、に反応し、これより周方向
に180度離間した検出コイル5Bが磁束φ1のみに反
応する現象が起こって、一対の検出コイル5A・5Bの
間で誘起電圧のベクトル差、あるいは、高調波成分が多
いときは電圧波形の差が生じ、検出信号の差として検出
される。
したがって、第3図に示すように、A−B線に沿った半
径方向に欠陥Zが存在する場合は、欠陥判別手段8が欠
陥Zの存在を判定するが、C−D線に沿った半径方向に
欠陥Zが存在しない場合には、溶接部Wあるいは金属管
Xが周方向に均一形状であることに基づいて、電磁気特
性の差異を認めることがなく、正常であるとの判定がな
されるものである。
〈実施例の具体的仕様〉 金属管の外径・   19m+n 金属管の内径:    11.4mm 金属管の材質:  9 Cr−I Mo鋼(強磁性材励
磁コイル外径    10mm 励磁コイル内径・  3mm 励磁コイル長さ :   5mm〜10mm励磁周波数
  ・400Hz 〜100OHz励磁コイルの巻き数
 ・200回〜500回最大励磁電流 ・  約0.3
A 検出コイルの外径+  10mm 検出コイルの巻き数 ・1000回〜2000回検出コ
イルの検出電圧 ・ 5μv〜20μ■励磁・検出コイ
ルの離間距離・2D〜4Dなお、ここまで説明した一実
施例では、金属管が強磁性体であるとしたが、非磁性体
であるステンレス鋼管等に対して適用可能であることを
確認した。被検査導体Xが非磁性体である場合は、例え
ば、励磁周波数を5KHz〜20KHz程度とすればよ
(、励磁コイルや検出コイルの巻き数や大きさ等は、被
検査金属管の仕様によって、好ましい条件が得られるよ
うに適宜変更されることは勿論である。
また、第1図ないし第3図の実施例に代えて、次の構成
を採用することができる。
■ 一対の検出コイルにおける周方向の離間角度を任意
角度とすること。
■ 一対の検出コイルの向きを周方向の離間箇所におい
て、管軸方向に対して平行状態に設定すること。
■ 正弦波以外の波形を有する電源を使用して励磁を行
なうこと。
■ 欠陥の検出対象箇所が溶接部である場合に、従来の
リモート・フィールド渦流探傷法を併用して溶接部の位
置を検出し、その後、前述した検出コイルによる探傷を
実施すること。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係る渦流探傷方法及びそ
の装置によれば、金属管をその管軸方向に励磁して、離
間した位置で金属管内面近傍の半径方向の磁束密度を周
方向にずれた複数箇所で検出し、その磁束の差が大きい
か否かによって金属管の欠陥の有無を判別するものとし
ているので、以下のような優れた効果を奏する。
(+)  溶接部のように金属管の途中に形状及び電磁
気特性が変化する部分がある場合でも、周方向に電磁気
特性が均一であることにより、周方向の欠陥を確実に検
出することができる。
(2)上記により、従来不可能とされていた溶接部につ
いて、渦流探傷試験が広い範囲で適用可能となり、溶接
部のビード、裏波内面の垂れ込みの形状変化の影看を受
けることが少なく、欠陥を高い精度で検出することがで
き実用性が高い。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明に係る渦流探傷装置の一実
施例を示すもので、第1図は結線状態を示すブロック図
、第2図は金属管の溶接部近傍に欠陥か存在する場合に
おける磁束の状態のモデル図、第3図は金属管に存在す
る欠陥と検出コイルの配置状態の説明図、第4図及び第
5図は従来技術例を示すもので、第4図は基本的な渦流
探傷試験のモデル図、第5図はリモート フィールド渦 流探傷試験の結線状態を示すブロック図である。 被検査導体(金属管)、 周溶接継手(溶接部)、 コイル、 ・磁束、 ・・・渦電流、 電流計、 欠陥、 ・・プローブ、 ・正弦波発振器(励磁電源)、 増幅器、 ・・分配器、 ・・励磁コイル、 5A・5B・・・ ・・・増幅器、 ・・・位相比較器、 ・・検出器(欠陥判別手段)。 ・・検出コイル、 X ・・・・・ W・・ C・・・・ φ・ P ・・ l ・・・ 3 ・・・ 4 ・・ 5 ・ 6 ・ 7 ・・ 8 ・・・ 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 i、金属管をその管軸方向に励磁して、該励磁箇所から
    離間した位置における金属管内面近傍の半径方向の磁束
    密度を周方向にずれた複数箇所で検出し、該複数箇所に
    おける磁束の差が大きいか否かによって金属管の欠陥の
    有無を判別することを特徴とする渦流探傷方法。 ii、金属管の中にその管軸に中心を合わせて挿入され
    る励磁コイルと、該励磁コイルに励磁電流を流して管軸
    方向の磁界を発生させる励磁電源と、金属管の中の周方
    向にずれた位置でかつ励磁コイルから離間した位置に配
    され金属管内面近傍の磁束密度を検出する一対の検出コ
    イルと、該一対の検出コイルの検出信号のレベル差等に
    より金属管の欠陥の有無を判別する欠陥判別手段とを具
    備することを特徴とする渦流探傷装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04220556A (ja) * 1990-12-20 1992-08-11 Kawasaki Heavy Ind Ltd リモートフィールド渦流試験装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04220556A (ja) * 1990-12-20 1992-08-11 Kawasaki Heavy Ind Ltd リモートフィールド渦流試験装置

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