JPH0628693Y2 - ランド付フィンチューブの渦流探傷装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は熱交換器用金属管等として広く用いられている
フィンチューブ、特にランド付フィンチューブ用の渦流
探傷装置に関する。

このようなフィンチューブの外表面の探傷にはフィンの
存在のため超音波法の適用は困難であり、通常は渦流探
傷法、特に貫通コイル法が適用される。この貫通コイル
を用いた渦流探傷法では高周波を印加する２個のコイル
をフィンピッチの２倍より若干小さい間隔で同心状に配
置してフィンチューブに外嵌し軸長方向に相対移動さ
せ、欠陥が存在する部分で生ずる２個のコイル間のイン
ピーダンス差を検出して欠陥の有無を検出するようにな
っている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところでフィンチューブには組立時支持具に固定するた
めの軸長方向に所定の間隔でフィンの存在しない部分、
所謂ランド部を形成するが、このようなランド付フィン
チューブを転造ロールを用いて形成する場合、フィン部
からランド部、またランド部からフィン部に移る部分に
管外径が急激に変化する管径変動部分が形成される。こ
のため前述した如き貫通コイル法によって渦流探傷を行
う場合、管径が急変化する部分では２個のコイル間に大
きなインピーダンス差が生じることとなってこの部分の
欠陥信号を検出出来ないという欠陥があった。

この対策として交叉型の貫通コイルに夫々異なった周波
数の電流を通流して外径変動信号を消去し、欠陥信号を
抽出することが試みられている。しかしこの方法では逆
にランド部分に対する表面疵の探傷感度が低下するとい
う問題があった。

本考案はかかる事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは外径の急変部分に対しては管径変
化に伴う信号を消去し、欠陥信号のみを抽出して検出す
ると共に、ランド部における表面疵に対しても高感度で
探傷し得るようにしたランド付フィンチューブの渦流探
傷装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る探傷装置にあっては、相互に交叉させて配
した２個のコイルを備え、夫々異なる周波数の電圧を印
加する交叉型のコイルと、単一周波数の電圧を印加する
非交叉型のコイルとを備えた探傷ヘッド部と、交叉型の
コイル夫々の検出信号を減算処理する演算手段と、ラン
ド部とフィン部との間の外径変動部を検出して非交叉型
のコイルからの検出信号の出力をオン／オフ制御する手
段とを具備する。

〔作用〕

本考案にあってはこれによって、フィン部及びこれとラ
ンド部との間に生じている管径変動部分は交叉型のコイ
ルによって、またランド部は交叉型のコイルと非交叉型
のコイルによって探傷することが可能となる。

〔実施例〕

以下本考案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図は本考案に係るランド付フィンチューブの渦流探
傷装置（以下本考案装置という）を示す模式図であり、
図中Ｈは探傷ヘンド部、Ｐはフィン部Ｐ_１に所定の間隔
でランド部Ｐ_２を備えたランド付フィンチューブを示し
ている。

探傷ヘッド部Ｈは２個の交叉型貫通コイル１，２、非交
叉型、即ち平行型貫通コイル３をこの順序で相互に所要
の間隔を隔てて同心状に備えており、ランド付フィンチ
ューブＰに外嵌挿通せしめられ、これに対してその軸長
方向に相対移動せしめられるようになっている。両交叉
型の貫通コイル１，２におけるコイル1a,1b、2a,2bは夫
々周方向の２点で交叉させ、しかもコイル同士の交叉位
置は周方向において略90°ずらして配置してある。これ
は交叉型貫通コイル１、２ではコイルが交叉する部分で
探傷感度が低下するため、この低感度部分が重複するの
を避けるためである。

第２図は交叉型の貫通コイルの感度特性を示す図であ
り、交叉型貫通コイル１の中心Ｏに対し、コイル同士が
交叉していない部分（第１図の上，下部分）の感度特性
を100％とすると、コイル同士が交叉している部分
（左，右部分）の感度特性は50％程度となるから、これ
をカバーするため交叉型の貫通コイル１，２はその２組
を、そのコイル相互の交叉点を周方向に位置をずらした
状態（通常90°）で配設される。

交叉型の貫通コイル１，２における各コイル1a,1b、2a,
2bの交叉していない領域のコイル1a,1b間、2a,2b間の寸
法、並びに平行型の貫通コイル３のコイル3a,3b間の寸
法はいずれもフィン部Ｐ_１のフィンピッチの２倍よりも
若干小さい値に設定されている。

第３図は各交叉型の貫通コイル１，２、平行型の貫通コ
イル３の各探傷回路Ａ，Ｂ，Ｃを示すブロック図であ
り、両交叉型の貫通コイル１，２の各探傷回路Ａ，Ｂは
実質的に同じである。探傷回路Ａ，Ｂにおける11a,11
b、21a,21bは夫々発振器を示しており、発振器11a,21a
は周波数_１の、また発振器11b,21bは周波数_２の高
周波信号を各交叉型の貫通コイル１，２に出力する。各
高周波信号は合成されて増幅器12,22で増幅され、ブリ
ッジ回路13,23を経て各交叉型の貫通コイル１，２に入
力され、これによってランド付フィンチューブ１の表面
に渦電流が形成される。各交叉型の貫通コイル１，２を
構成する各一対のコイルは夫々ブリッジ回路13,23の対
辺を構成するよう結線され、フィン部Ｐ_１で平衡状態に
維持されており、ランド付フィンチューブＰに欠陥や寸
法変化等が存在するとこれに伴う各コイルのインピーダ
ンス変化によって平衡状態が乱れ、そのときの非平衡信
号が増幅器14,24で増幅されてバンドパスフィルタ15a,1
5b、25a,25bに入力される。

バンドパスフィルタ15a,25aは周波数_１の、またバン
ドパスフィルタ15b,25bは周波数_２のみを通過するよ
う構成されており、これを通過した周波数_１、_２の
信号は同期検波器16a,16b、26a,26bに入力される。

各同期検波器16a,16b、26a,26bは夫々発振器11a,11b、2
1a,21bから入力された信号と同期させて各バンドパスフ
ィルタ15a,15b、25a,25bからの信号を検波し、各同期検
波器16b,26bの周波数_２の信号は夫々直接減算器19、29
の一方の入力端へ、また各同期検波器16a,26aの周波数
_１の信号は夫々位相変換器17,27、増幅器18,28を経て
演算器19,29の他方の入力端へ夫々出力される。

位相変換器17,27及び増幅器18,28は夫々同期検波器16a,
26aから入力された例えば第４図（ロ）に示す如き周波
数_１に関連するランド付フィンチューブＰについての
Ｙ軸方向の外径変動信号を第４図（ハ）に示す如く位相
変換Ａ及び増幅して第４図（ニ）に示す周波数_２に関
連するＹ軸方向の外径変動信号に近似調整してこれを減
算器19、29へ出力するようになっている。

減算器19、29においては対をなす交叉型の貫通コイル
１，２を構成する一対のコイル1a,1b、2a,2bで得た外径
変動信号同士を減算し、第４図（ホ）に示す如く外径変
動信号を消去した状態で出力する。

一方欠陥信号は探傷周波数が異なるとその大きさ，位相
が相異するので、減算処理を行っても消去されることは
なく不要の信号のみが消去されて感度S/Nの高い信号が
得られることとなる。

一方平行型の貫通コイル３に対しても発振器31から周波
数_３の信号が増幅器32で増幅され、ブリッジ回路33を
経て入力される。平行型の貫通コイル３は同一軸心線上
に所要の間隔を隔てて配設された一対のコイルにて構成
されており、これに通電されるとランド付フィンチュー
ブＰ表面に渦電流が形成されてランド部Ｐ_２で平衡状態
が維持されており、欠陥等が存在するとコイルのインピ
ーダンスが変化してブリッジ回路33が非平衡状態とな
り、その非平衡信号が増幅器34を経て同期検波器36に入
力される。同期検波器36は発振器31からの信号と同期し
てブリッジ回路33からの信号を同期検波し、ゲート回路
37へ出力するようになっている。

ゲート回路37には前記交叉型の貫通コイル１の探傷回路
Ａにおける同期検波器16bの出力信号がコンパレータ3
8、タイミング回路39を通じてゲート回路37のオン／オ
フ信号として入力されている。即ちゲート回路37は常時
はオフ状態に設定されており、フィン部Ｐ_１で平衡状態
とされた交叉型の貫通コイル１が外径変動部に達して大
きな外径変動信号が出力されると、コンパレータ38にて
予め定めた基準値（第４図（ニ）参照）と比較し、これ
を越えるとフィン部Ｐ_１からランド部Ｐ_２への移行時の
外径変動信号と判断し、平行型の貫通コイル３が外径変
動部に達するのにタイミングを合わせてゲート回路37を
オンとして平行型の貫通コイル３による探傷信号を出力
してランド部Ｐ_２の探傷を開始し、外径変動信号が前記
基準値より小さくなるとランド部Ｐ_２からフィン部Ｐ_１
への移行時の外径変動信号と判断し、平行型の貫通コイ
ル３が外径変動部に達するのにタイミングを合わせてゲ
ート回路37をオフとして再び平行型の貫通コイル３から
の探傷信号の出力が停止されて平行型の貫通コイル３に
よるランド部Ｐ_２の探傷が終了するようになっている。
これによって、ランド付フィンチューブＰの全長にわた
って交叉型の貫通コイル１及び２によって探傷が行わ
れ、またランド部Ｐ_２について平行型貫通コイル３によ
っても探傷が行われることとなる。

而してこのような本考案装置にあっては２個の交叉型の
貫通コイル１，２によってランド付フィンチューブＰの
全長にわたる渦流探傷が、また非交叉型、即ち平行型の
貫通コイル３によって、ランド部Ｐ_２の渦流探傷が夫々
行われることとなる。

これによって外径変動部分に対し非交叉型の貫通コイル
３を用いると外径変動に因る過大信号が発生して探傷が
困難となるが、本考案装置では上述の如くこの外径変動
部分に対しては非交叉型の貫通コイル３の出力を停止し
ており、２個の交叉型の貫通コイル１，２による探傷を
行うから、外径変動信号を消去し欠陥信号のみを抽出し
て何ら支障なく探傷を行い得、またランド部Ｐ_２では両
交叉型の貫通コイル１，２を用いると外径信号を減算消
去する結果、位相が外径変動信号に極めて近い外表面疵
による欠陥信号の一部を消去され感度が低下するが、本
考案装置にあってはこのランド部Ｐ_２に対して非交叉型
の貫通コイル３を用いた探傷をも行っているため、この
信号を用いることによってランド部Ｐ_２に対して高感度
の探傷を行い得ることとなる。

なお上述の実施例はランド付フィンチューブＰに探傷ヘ
ンド部Ｈを外嵌した状態で相対移動させつつ探傷を行う
構成につき説明したが、これに限らず、ランド付フィン
チューブＰに内挿する構成としてもよいことは勿論であ
る。

〔効果〕

以上の如く本考案にあってはランド部とフィン部との間
の外径変動部分では交叉型のコイルを用いて外径変動信
号を消去した状態で探傷することが出来、またランド部
に対して非交叉型のコイルを用いて高感度の探傷を行い
得、ランド付フィンチューブをその全長にわたって高精
度の探傷を効率的に行い得るなど本考案は優れた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本は考案装置のコイル配置態様を示す模式図、
第２図は交叉型の貫通コイルの探傷感度の分布図、第３
図は本考案装置の信号処理ブロック図、第４図は信号処
理内容を示す説明図である。 １，２……交叉型の貫通コイル、３……平行型貫通コイ
ル、11a,11b……発振器、33……ブリッジ回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外周にフィンを形成したフィン部と、フィ
   ンが形成されていないランド部とが交互に設けられてい
   るランド付フィンチューブを渦流探傷する装置におい
   て、 相互に交叉させて配した２個のコイルを備え、夫々異な
   る周波数の電圧を印加する交叉型のコイルと、単一周波
   数の電圧を印加する非交叉型のコイルとを備えた探傷ヘ
   ッド部と、交叉型のコイル夫々の検出信号を減算処理す
   る演算手段と、ランド部とフィン部との間の外径変動部
   を検出して非交叉型のコイルからの検出信号の出力をオ
   ン／オフ制御する手段とを具備することを特徴とするラ
   ンド付フィンチューブの渦流探傷装置。