JPH0614964U - 磁粉探傷用直交型磁化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 角形条鋼材の磁粉探傷において、条鋼材の磁
化効率を高め、深く長い表面疵を高精度で検出する。 【構成】 極間磁化コイルの磁極と条鋼材の面間の空間
距離を小さくして、この間の磁束の損失を最小化する。
すなわち、極間磁化コイルを角型条鋼材の隣接面に垂直
に向けて、磁極と角型条鋼材の面とを平行することによ
り、両者間の空間距離を最小化する。 【効果】 磁化強度向上のための磁粉探傷用磁化装置の
大型化を伴うことなく、高性能な探傷を行う事ができ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、角型条鋼材（例えば角型ビレット）の表面疵を走間状態で検出する 磁粉探傷用の磁化装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】

条鋼材の長手方向（軸方向）に伸びた表面疵（例えばシーム状表面疵）を条鋼 材が走間状態で磁粉探傷する磁化方法として、極間法がある。図５は、極間法に よる磁粉探傷用磁化装置の一例であって、１は搬送用ローラによって軸方向に移 動させながら、上側の２面を探傷される角断面の条鋼材、２は条鋼材１の軸方向 に直角である水平方向に条鋼材１を磁化する極間磁化コイル、３は磁粉液散布器 、４は磁粉液、５は条鋼材１を移動する搬送用Ｖローラ、６は条鋼材１の進行方 向である。

【０００３】 この磁粉探傷用磁化装置は、搬送中の角断面の条鋼材１の上側２側面を同時に 探傷しようとするもので、条鋼材１の軸方向の表面疵をコの字状に形成された極 間磁化コイル２による条鋼材軸方向と直角な交番磁束で検出するものである。

【０００４】 又、条鋼材の両横角部の探傷性能向上を目的として、特開平２−４２３５３号 公報で開示された磁粉探傷用磁化装置がある。これは、図６に示すように、条鋼 材１の探傷される２側面を覆い、且つ、２側面に連なる条鋼材１の３つの角部に 近接して、高導電率材料により構成される半円筒７が設けられたことを特徴とす る。条鋼材１の各角部は、条鋼材１の断面中心と角部を結ぶ線に対して垂直な面 内に面積を待つ導電体である半円筒７で覆われるので、半円筒７に生成する渦電 流によって、条鋼材１の断面中心と角部を結ぶ線の方向の交番磁束は打ち消され る。こうして、角部表面に垂直な方向の交番磁束成分が抑制されるので、角部の 過剰な磁粉吸着がなくなり、探傷性能の向上が図れる。

【０００５】 さらに、条鋼材の４面に短時間で均一に磁粉液を塗布可能な特開平３−６１８ ５４号公報で開示された磁粉探傷装置がある。これは、図７に示すように、条鋼 材１の上傾斜面の２面に磁粉液散布器３Ａにより磁粉液４を散布し、条鋼材１を 図５に示す磁化コイルと同様の磁化コイル２で磁化して、上傾斜面の２面に磁粉 模様を形成させ、ついで、条鋼材１の下傾斜面の２面に磁粉液散布器３Ｂにより 磁粉液４を散布し、条鋼材１を磁化コイル２で磁化して、下傾斜面の２面に磁粉 模様を形成させるものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述の各種磁粉探傷用磁化装置には問題がある。すなわち、深 さの浅い、長さの短い表面疵を検出しようとするには、極間磁化コイル２の磁化 力を大きくして、表面疵からの漏洩磁束を大きくする必要があるが、従来の極間 磁化コイル２は、条鋼材の探傷面の磁化効率が低く、必要な磁化強度を確保する には、極間磁化コイル２の磁化力強化に伴う発熱の問題を解決する必要がある。 本考案は、上記の問題を解決しようとするもので、極間磁化コイルにより発生 する磁束を、条鋼材の探傷面に効率良く入射し、極間磁化コイルの大規模な強化 を伴わずに、必要な磁化強度が確保出来る磁粉探傷用磁化装置を得ることを目的 とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の磁粉探傷用直交型磁化装置は、条鋼材軸方向と直角な交番磁束で条鋼 材の軸方向の表面疵を検出する極間磁化コイルをその両端部の軸線が条鋼材の隣 接する面に垂直になるように配置して、極間磁化コイルの２つの磁極面を条鋼材 の２つの面と平行に構成したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

図５から図７に示す、条鋼材表面の従来の磁化方法は、コの字状の極間磁化コ イル２の２つの磁極の中間に条鋼材１をダイヤ状に搬送して、コの字状の先端の 磁極と反対側の条鋼材の隣接する２面を磁化するものであるが、水平方向の磁極 面に対して条鋼材の表面は水平に対して４５°方向であるため、磁極と条鋼材表 面との間隔は全体的に大きくなり、このギャップでの磁束の損失が大きくなるた め、条鋼材の探傷面である上傾斜２側面の磁化強度を大きくすることが難しい。 一方、ギャップを小さくするために、単に磁極面を条鋼材の下傾斜２側面と平行 な形状即ち先尖り形状にすると、磁極先端部に磁束が集中してしまい、磁極先端 の発熱が大きくなるため、大規模な冷却を装備しないと連続的な探傷が出来ない 。

【０００９】 本考案においては、極間磁化コイルの軸線を条鋼材の表面に垂直に向け、且つ 極間磁化コイルの２つの磁極面を条鋼材の表面に平行に構成して、磁極面と条鋼 材表面とのギャップを小さくすることにより、ギャップでの磁束の損失を小さく し、極間磁化コイルにより発生する磁束を条鋼材の探傷面に効率良く入射して、 極間磁化コイルの磁化強度を大幅に強化することなく、条鋼材探傷面の磁化強度 向上を図っている。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。 図１は、本考案の磁粉探傷用直交型磁化装置の全体構成を示す図である。磁粉 探傷用直交型磁化装置８は、直交型磁化コイル９と架台１２から構成される。直 交型磁化コイル９は、矩形状で一部が開口し、開口部を構成する２辺に巻線１０ Ａ，１０Ｂがなされており、高透磁率の材質からなる。条鋼材１は、この開口部 のところを通材され、条鋼材１の下傾斜２側面と、巻線１０Ａ，１０Ｂがなされ た極間磁化コイル９とは、直交方向に相対する。極間磁化コイル９の２つの磁極 １１Ａ，１１Ｂと条鋼材１の下傾斜の２側面とは平行である。極間磁化コイル９ は、架台１２により支持される。

【００１１】 図２の（ａ）には従来のコの字状の極間磁化コイル２により、図２の（ｂ）に は図１に示す本考案の直交型磁化コイル９により、条鋼材１の探傷面１Ａ、１Ｂ に入射される磁束の様子を、磁場解折により求めた結果を示す。

【００１２】 図２の（ａ）に示す従来例では、磁極面と条鋼材１の下角部とのギャップを４ ０ｍｍ、図２の（ｂ）に示す本考案の実施例では、磁極面と条鋼材１の表面との ギャップを４０ｍｍとした条件で、磁場解析を実施した。

【００１３】 図２において磁束の大きさは、矢印の長さで示すが、条鋼材１の探傷面１Ａ， １Ｂ直下の矢印の長さ、つまり磁化強度は、本考案の直交型磁化コイル９では、 従来の極間磁化コイル２に比較して、大幅に大きくなっている。又、矢印の向き は、磁束の向きを示すが、本考案の直交型磁化コイル９は、従来の極間磁化コイ ル２と同様に、条鋼材１の探傷面１Ａ，１Ｂに平行であり、検出性能を悪化させ る、探傷面に垂直な磁束は大きくなっていない。

【００１４】 図３に、磁化コイルにより発生する最大磁化強度に対して、条鋼材の探傷面の 磁化に有効な磁化強度の比率を磁場解析により計算した結果を示し、本考案の直 交型磁化コイルは、従来の極間磁化コイルに比較して、約２倍から３倍効率が良 い結果となっている。

【００１５】 図４の（ａ）および（ｂ）に、本考案の直交型磁化コイル９と従来の極間磁化 コイル２による、条鋼材の探傷面の磁化強度の実測結果を示す。磁極と条鋼材と のギャップは、図２の磁場解析条件と同一である。図４の（ａ）は、条鋼材の探 傷面に平行な磁束の磁化強度について、磁化コイルの磁極中央及び磁極端部にお いて、条鋼材の探傷面３ケ所について、各々、磁化強度を測定した結果を示し、 いづれの位置でも、本考案の直交型磁化コイルは、従来の磁化コイルに比較して 、約２倍以上の磁化強度が確保されている。

【００１６】 図４の（ｂ）は、条鋼材の探傷に有効である探傷面に平行な磁化強度と、探傷 に有害である探傷面に垂直な磁化強度の比を、実測により求めた結果を示す。磁 化コイルの磁極中央及び磁極端部において、条鋼材の探傷面３ケ所について、各 々、水平磁場と垂直磁場の強度比を測定し、磁極中央部では、ほぼ同等の結果で あり、磁極端部では、本考案の直交型磁化コイルが良好な結果が得られた。

【００１７】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、条鋼材の探傷面の磁化効率を大幅に向上出来 るため、磁化コイルの大幅な強化は必要なく、条鋼材の微小な表面疵の検出性能 を高められ、産業上際めて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の磁粉探傷用直交型磁化装置の一実施
例を示す正面図である。

【図２】 本考案の磁化コイルと従来の磁化コイルとの
磁場解析の結果を示す横断面図であり、（ａ）は従来の
磁化コイルのものを、（ｂ）は図１に示す本考案の一実
施例のものを示す。

【図３】 本考案の磁化コイルと従来の磁化コイルとの
磁場解析に基づいて計算した磁化効率を示す平面図であ
る。

【図４】 本考案の磁化コイルと従来の磁化コイルとの
磁化強度の測定結果を示すグラフである。

【図５】 従来の磁粉探傷用磁化装置の、極間法による
一般的な磁化装置を示す斜視図である。

【図６】 従来の磁粉探傷用磁化装置の、条鋼材横角部
の検出性能を改善した磁化装置を示す図面であり左半分
には斜視図を、右半分には正面図を示す。

【図７】 従来の磁粉探傷用磁化装置の、条鋼材の４面
を短時間で励磁可能な磁化装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１：条鋼材 １Ａ，１Ｂ：探傷面 ２：従来の極間磁化コイル ３，３Ａ，３Ｂ：磁粉
液散布器 ４：磁粉液 ５：搬送用Ｖローラ ６：条鋼材の進行方向 ７：半円筒 ８：磁粉探傷用直交型磁化装置 ９：本考案の直交型磁
化コイル １０：巻線 １１：磁極 １２：架台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 内 藤 修 治 相模原市淵野辺５−10−１ 新日本製鐵株 式会社エレクトロニクス研究所内 (72)考案者 山 田 良 悦 室蘭市仲町12番地 ニッテツ北海道制御シ ステム株式会社内 (72)考案者 久 保 三 敏 室蘭市仲町12番地 ニッテツ北海道制御シ ステム株式会社内 (72)考案者 新 田 重 幸 室蘭市仲町12番地 ニッテツ北海道制御シ ステム株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】極間磁化コイルにより角型条鋼材の隣接す
   る２面を同時に幅方向に磁化して表面疵を探傷する磁粉
   探傷用磁化装置において、前記極間磁化コイルは、該コ
   イル両端部の軸線が角型条鋼材の隣接する２面に各々垂
   直に向いており、磁極面が角型条鋼材の面に平行に構成
   されたことを特徴とする磁粉探傷用直交型磁化装置。