JPH05203628A - 角型鋼材の磁粉探傷装置および角型鋼材の磁粉探傷用搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 角型鋼材の角部の表面欠陥の検出感度の低下
を防止し、鋼材全体の表面欠陥と連続して検出可能な磁
粉探傷装置および磁粉探傷用搬送装置を提供する。 【構成】 角型鋼材の軸心とほぼ同じ方向の軸の回りに
回転する磁界を与える回転磁化コイルと角材の外周面を
取り巻くように巻き回された直流磁化コイルとを備えた
コイル磁化器５と、角材を磁極間で磁化する極間磁化器
６とを角型鋼材の長手方向に連続して設けた角型鋼材の
磁粉探傷装置、および角型鋼材の面を傾斜させて該角型
鋼材の角を設置するＶ字の切り欠きを有する支持板１０
を間欠的に設けた搬送チェン８と、前記搬送チェン８を
駆動する複数個の駆動ホイール７とからなり、前記搬送
チェン７はコイル磁化器５と極間磁化器６のいづれかま
たはいずれをも通過する構造である角型鋼材の磁粉探傷
用搬送装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は断面が角型である角型鋼
材の表面欠陥の検出に用いる磁粉探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼材等の金属材料の表面欠陥の検出方法
としては、渦流探傷法、染色浸透探傷法、磁粉探傷法
（単に磁気探傷法とも呼ばれる）が知られている。この
うち磁粉探傷法は鋼材等の被検査材の表面を磁化すると
被検査材の表面欠陥部分に漏洩磁束が発生し、この部分
に磁粉が付着する現象を利用して欠陥を検出するもので
ある。通常この磁粉には蛍光剤等を混ぜ、肉眼で欠陥を
確認できるようにしている。この磁粉探傷法は表面欠陥
が漏洩磁束によって強調されるため極めて検出感度の高
い表面欠陥の検出方法である。このような磁粉探傷法に
おいて、被検査材の表面を磁化するためにさまざまな手
段が用いられている。たとえば、被検査材に直接電流を
流して磁化する直接通電法、磁極間に被検査材を導入し
て磁化する極間磁化法、コイルにより磁化するコイル磁
化法がある。

【０００３】このうち、直接通電法および極間磁化法に
おいては単一磁界のため、磁粉を付着させる漏洩磁束は
被検査材の磁化方向に対して直角方向の欠陥部で発生
し、平行方向の欠陥部ではほとんど発生しないことか
ら、検出される欠陥が一方向のみに制限されるという問
題があった。また、直接通電法では、通電のための接触
面のスパークの発生によって被検査材表面が損傷を受け
る場合があるという問題があった。これらに対して、コ
イル磁化法は例えば実開平２−５０６７８で示されるよ
うに、複数個の磁化コイルを組み合わせ、これらの磁化
コイルを複数の交流あるいは直流電源で励磁することに
より、複合磁界を発生させ、さらに回転磁界を付与する
ことにより、被検査材表面の欠陥の方向に関係なく、す
べての表面欠陥の検出を可能にすることができるという
優れた磁化方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなコ
イル磁化法においても、断面が四角形である鋼材に代表
される多角形の断面を有する鋼材すなわち断面が角型形
状を有する鋼材の表面欠陥を検出しようとすると、鋼材
表面の欠陥の位置によって欠陥の検出感度が異なり、特
に角部の表面欠陥の検出感度が劣るという問題が発生し
た。特に圧延により得られる鋼材にとって、その角部に
は引張応力が付与されるため割れが発生しやすく、角部
の表面欠陥の検出感度の低下は問題となる。本発明は、
断面が角型の角型鋼材の表面欠陥を検出する装置であっ
て、特に角部の検出感度の低下を防止し、鋼材全体の表
面欠陥の検出を可能にする磁粉探傷装置およびこれに用
いる角型鋼材の磁粉探傷用搬送装置を提供することを目
的とする。

【０００５】本発明者等は、コイル磁化器による角型鋼
材の角部の検出感度の低下は、角部の表面欠陥を横切る
磁束密度の低下にあることを見いだし、コイル磁化器と
極間磁化器を角型鋼材の長手方向に連続して設けること
により、角部の表面欠陥を横切る磁束密度の低下を補う
ことができることを見いだした。すなわち、本発明は角
型の断面を有する角型鋼材の軸心とほぼ同じ方向の軸の
回りに回転する磁界を与える回転磁化コイルと角材の外
周面を取り巻くように巻き回された直流磁化コイルとを
備えたコイル磁化器と、角材を磁極間で磁化する極間磁
化器とを連続して設けたことを特徴とする角型鋼材の磁
粉探傷装置である。また、この角型鋼材の磁粉探傷装置
は角型鋼材を傾斜姿勢に保持しながらコイル磁化器と極
間磁化器を通過させる搬送装置を有することが好まし
い。

【０００６】

【作用】本発明の一実施例の図を用いて本発明の作用を
説明する。本発明の最大の特徴はコイル磁化器と極間磁
化器を角型鋼材の長手方向に連続して設けたことにあ
る。前述したように、コイル磁化器単独では角型鋼材の
角部の検出感度が低く角型鋼材の全周の検査には適さな
い。また、極間磁化器単独では図４に示すように磁極３
より発生した磁束４は被検査材１の角部に集中収束する
傾向があり、被検査材の角部の磁束密度を高める作用が
ある。しかし、前述したように、単一方向の表面欠陥の
みしか検出できないという問題がある。本発明はコイル
磁化器と極間磁化器を角型鋼材の長手方向に連続して設
けることにより、コイル磁化器だけでは十分な検出感度
が得られなかった角部の表面欠陥を欠陥方向に依存する
ことなく連続して検出でき、しかも角部以外の表面に対
しても十分な欠陥の検出感度が得られるものである。コ
イル磁化器と極間磁化器によって発生する磁界が角型鋼
材の表面に発生する磁界にどのような影響を与えるかは
不詳であるが、コイル磁化器だけでは不十分であった角
型鋼材の角部の磁束密度が極間磁化器によって補われた
ものと推定できる。なお、本発明のコイル磁化器は、一
例として図５に示すコイルの配置を有するものである。

【０００７】図５中のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂで示されるコイル
は回転磁界を与えるための回転磁界コイルであり、それ
ぞれ直角に配置してあり、それぞれにたとえば三相交流
の二相を通電することにより、楕円の回転磁界を発生さ
せることができる。また、Ｃ−Ｃで示すコイルは直流磁
化コイルであり、被検査材１の軸に平行な磁界を得るこ
とができる。これら３つのコイルによって発生する磁界
のベクトル２はベクトルの先端軌跡が図６に示す楕円を
描くものとなり、欠陥の方向性に依存しない欠陥の検出
が可能となる。

【０００８】この図６で示すようなコイル磁化器で発生
する磁界と図４に示すような極間磁化器により発生する
とくに角部の磁束密度を高める磁界が組合わさって、角
型形状という特別な形状を持つ鋼材の表面全周の欠陥の
検出が可能となるのである。また、本発明において、角
型鋼材を傾斜姿勢に保持しながらコイル磁化器と極間磁
化器を通過させる搬送装置を設置することにより、磁粉
を含む溶液が角型鋼材表面に滞留するのを防止でき、磁
粉を均一に安定して分散できるため、精度良く定着させ
ることが可能となる。この搬送装置を詳しく説明する
と、角型鋼材の面を傾斜させて該角型鋼材の角を設置す
るＶ字の切り欠きを有する支持板を間欠的に設けた搬送
チェンと、前記搬送チェンを駆動する複数個の駆動ホイ
ールとからなり、前記搬送チェンはコイル磁化器と極間
磁化器のいずれかまたはいずれをも通過する構造を有す
るものである。このＶ字の切り欠きを有する支持板を間
欠的に設けた搬送チェンに角型鋼材を設置することによ
り、角型鋼材を傾斜姿勢に保持しながら連続して搬送で
き、磁粉を含む溶液が角型鋼材表面に滞留するのを防止
できる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
１は本発明の磁粉探傷装置の構成の一例を示す図であ
る。図１において被検査材１となる角型鋼材は、図中矢
印の方向に、駆動ホイール７で駆動されるエンドレスの
搬送チェン８によって搬送され、コイル磁化器５と極間
磁化器６を通過する。この時、コイル磁化器５の搬送方
向手前の磁粉供給口９より被検査材１に磁粉が供給さ
れ、コイル磁化器５および極間磁化器６を通過する間に
表面欠陥部に磁粉が定着し、極間磁化器６を通過後に被
検査材を観察することにより、表面欠陥の有無を連続的
に確認できる。ここで搬送チェン８には、図２で判るよ
うに被検査材１の支持部となるＶ字の切り欠きを有する
支持板１０が等間隔に設置されており、被検査材をＶ字
の切り欠きにセットして傾斜姿勢のままで搬送できる構
造となっている。

【００１０】図１で示すコイル磁化器５を図２に示す。
図２は被検査材の搬送方向からみたコイル磁化器５を示
す図である。図２で示すコイル磁化器は図６に示すＡ−
Ａ，Ｂ−Ｂで示す回転磁界を与える回転磁界コイルとＣ
−Ｃで示す直流磁化コイルでなるコイル部１１とコイル
部１１を支える絶縁板１２とこれらの乗る支持台１３お
よびリニアガイド１４で構成されている。ここで、コイ
ル部１１の水平位置は支持台１３に接続されたハンドル
１５で被検査材１が中央位置にくるように調整可能とな
っている。また、被検査材１の乗る支持板１０を有する
搬送チェン８は、コイル部１１を貫通するように設けら
れている。

【００１１】また、図１で示す極間磁化器６を図３に示
す。図３は被検査材の搬送方向から見た極間磁化器５を
示す図である。図３で示す極間磁化器６には上下に設置
された磁極３と磁極３間の距離を調整する磁極間距離調
整用ハンドル１６、上下の磁極３の磁路となり、励磁コ
イル１７が巻き回されたコの字型のアーム１８およびア
ーム１８を支える絶縁板１２とこれらの乗る支持台１３
およびリニアガイド１４で構成されている。ここで、磁
極３は被検査材の対向平面に平行にリニアガイド１４上
を移動可能に設置されており、ハンドル１５で被検査材
１の中央に調整可能となっている。図１の磁粉探傷装置
を用いて、ＪＩＳ−２５０４ Ａ−１試験片１５／５０
による表面欠陥の検出を行ったところ、１５ｍ／分の搬
送速度で連続して全周の表面欠陥の検出が可能となっ
た。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、コイル磁化器だけでは
角型という特別の形状を有する角型鋼材に対してはその
角部の表面欠陥の検出感度が劣るという問題を、極間磁
化器を連続して配置することにより解決したため、角型
鋼材の全周を正確に連続して磁粉探傷可能となった。こ
れにより、特に角部の欠陥の発生が懸念され、精度の高
い表面欠陥の検出が必要とされる角型鋼材の品質管理に
とって、極めて有用な装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁粉探傷装置の構成の一例を示す図で
ある。

【図２】本発明の磁粉探傷装置の主要構成要素であるコ
イル磁化器の構成の一例を示す図である。

【図３】本発明の磁粉探傷装置の主要構成要素である極
間磁化器の構成の一例を示す図である。

【図４】極間磁化器の磁極と磁束の関係を示す説明図で
ある。

【図５】コイル磁化器のコイルの配置の一例を示す図で
ある。

【図６】図５に示すコイル磁化器によって発生する磁界
のベクトルを示した図である。

【符号の説明】

１ 被検査材 ３ 磁極 ５ コイル磁化器 ６ 極間磁化器 ７ 駆動ホイール ８ 搬送チェン ９ 磁粉供給口 １０ 支持板 １１ コイル部 １３ 支持台 １４ リニアガイド １７ 励磁コイル １８ アーム

フロントページの続き (72)発明者 沼口 満千雄 東京都港区東新橋１丁目２番13号 栄進化 学株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角型の断面を有する角型鋼材の軸心とほ
   ぼ同じ方向の軸の回りに回転する磁界を与える回転磁化
   コイルと角材の外周面を取り巻くように巻き回された直
   流磁化コイルとを備えたコイル磁化器と、角材を磁極間
   で磁化する極間磁化器とを角型鋼材の長手方向に連続し
   て設けたことを特徴とする角型鋼材の磁粉探傷装置。
2. 【請求項２】 前記角型鋼材を傾斜姿勢に保持しながら
   コイル磁化器と極間磁化器を通過させる搬送装置を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の角型鋼材の磁粉探
   傷装置。
3. 【請求項３】 角型鋼材の面を傾斜させて該角型鋼材の
   角を設置するＶ字の切り欠きを有する支持板を間欠的に
   設けた搬送チェンと、前記搬送チェンを駆動する複数個
   の駆動ホイールとからなり、前記搬送チェンはコイル磁
   化器と極間磁化器のいづれかまたはいずれをも通過する
   構造であることを特徴とする角型鋼材の磁粉探傷用搬送
   装置。