JPH063331A

JPH063331A - 渦流探傷装置

Info

Publication number: JPH063331A
Application number: JP4162752A
Authority: JP
Inventors: Sumio Kogure; 澄夫木暮; Yoji Yoshida; 洋司吉田; Kazuhiro Suzuki; 一弘鈴木
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd Ibaraki; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1994-01-11
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JP3130129B2

Abstract

(57)【要約】【目的】構成簡単で、製造容易であり、かつ検査速度
を低下すること無く、探傷精度を向上化し得る内挿形又
は貫通形渦流探傷装置を実現する。【構成】コア１０の周面には、くし形コイル２３Ａ、
２３Ｂが配置されている。くし形コイル２３Ａ、２３Ｂ
は、コア１０の円周方向に延びる部分と軸方向に延びる
部分とが交互に配置され、くし形状となっている。形コ
イル２３Ａと２３Ｂとは、くし形状が互いに４分の１周
期ずれた千鳥状となっている。つまり、コイル２３Ａの
軸方向部分Ａ0 とコイル２３Ｂの軸方向部分Ｂ0 との円
周方向距離ｘは、円周方向部分の長さｙの２分の１とな
っている。コイル２３Ａ、２３Ｂの円周方向部分に対応
する被検査体の部分には、円周方向の渦電流が発生し、
軸方向部分に対応する被検査体の部分には、軸方向への
渦電流が発生する。コイル２３Ａで検出困難な欠陥もコ
イル２３Ｂにより検出可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、非破壊検査装置の一
つである渦流探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、熱交換器伝熱管の保守検査を行
うための渦流探傷装置がある。図６は平板状の被検査体
１２Ａを検査するための渦流探傷装置の概略構成説明図
である。図６において、コア１０Ａにはコイル１１が巻
回されており、このコイル１１に交流電源１４から電流
が供給される。そして、このコイル１１が被検査体１２
Ａに接近されると、被検査体１２Ａに渦電流１３が発生
する。被検査体１２Ａに欠陥１５が存在する場合には、
インピーダンスが変化するので、これを検出することに
より、欠陥の存在が検出される。つまり、図９の等価回
路に示すように、欠陥１５が存在する場合には、インピ
ーダンス素子１８のインピーダンスが変化し、電圧Ｖｏ
も変化する。この変化が検出され、欠陥が検出される。

【０００３】図７は円筒状の被検査体１２Ｂを検査する
ための内挿形渦流探傷装置の概略構成説明図である。図
７において、コア１０Ｂにはコイル１１Ａ及び１１Ｂが
互いに平行に巻回されている。コア１０Ｂを被検査体１
２Ｂ内に挿入すると、被検査体１２Ｂに渦電流が発生す
る。そして、被検査体１２Ｂに欠陥が存在する場合に
は、上述と同様に、インピーダンスが変化し、これを検
出することにより欠陥が検出される。

【０００４】図８は円柱状の被検査体１２Ｃを検査する
ための貫通形渦流探傷装置の概略構成説明図である。図
８において、コア１０Ｃは、円筒状となっており、図７
の例と同様に、コイル１１Ａ及び１１Ｂが互いに平行に
巻回されている。検査を実施する場合には、コア１０Ｃ
内に被検査体１２Ｃが挿入され、上述と同様にインピー
ダンスの変化により、欠陥が検出される。

【０００５】なお、貫通形渦流探傷装置の例としては、
特開昭６３ー１５１５４号公報に記載されたものがあ
る。この公報記載の渦流探傷装置においては、２つの検
出コイルが、円柱状の被検査体の軸方向に対して、階段
状に傾斜され巻回されている。また、平板状被検査体の
渦流探傷装置の例としては、特開平３ー９４１５２号公
報に記載されたものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した内挿形渦流探
傷装置においては、図１０に示すように、渦電流１３
は、円柱状被検査体２０の円周方向に発生する。したが
って、渦電流１３を遮る方向の欠陥、つまり被検査体２
０の軸方向欠陥２１は容易に検出できるが、円周方向の
欠陥２２は、渦電流１３と平行であるため検出が困難で
あった。

【０００７】そこで、実公昭５５ー９７４４８号公報に
記載された渦電流探傷子のように、構成されたものがあ
る。つまり、多数の歯が形成された丸鋸状の磁性体の歯
のそれぞれにコイルが巻回され、これらコイルは、発生
する磁束の方向が隣接する歯と歯とで互いに逆方向とな
るように巻回される。そして、上述のようにしてコイル
が巻回された丸鋸状磁性体を２つ備え、一方の磁性体の
歯と他方の磁性体の歯とが、磁性体の軸方向からみて、
互いに食い違うように構成される。このように構成すれ
ば、軸方向欠陥及び円周方向欠陥を同様に検出すること
ができる。

【０００８】しかしながら、上記公報記載の渦電流探傷
子においては、上述したように、丸鋸状の磁性体の歯の
それぞれに互いに巻回方向が逆となるようにコイルを巻
回しなければならず、構成が複雑であり、製造行程が煩
雑であった。さらに、歯と歯の間隔を狭小化して、検出
精度を向上しようとしても、歯のそれぞれにコイルを巻
回する関係上、歯と歯との間隔の狭小化が困難であり、
検出精度の向上化が困難であった。

【０００９】また、特開昭６１ー１９８０５５号公報な
らびに特開昭６３ー２９８０５３号公報に記載のよう
に、多数の検出用パンケーキコイルが円筒形磁性体の表
面に千鳥状に配置された構成のものもある。ところが、
このような千鳥状配置構成のものにおいても、多数の検
出用コイルが用いられているため、構成が複雑であり、
製造行程が煩雑であった。さらに、上述と同様に、コイ
ルとコイルとの間隔を狭小化して、検出精度を向上しよ
うとしても、コイルとコイルとの間隔の狭小化が困難で
あり、検出精度の向上化が困難であった。

【００１０】そこで、検査速度を低下させれば、検出精
度を向上することができる。しかしながら、これでは、
検査に要する時間と労力とが増大してしまうので、望ま
しいことではない。

【００１１】この発明の目的は、構成簡単で、製造容易
であり、かつ検査速度を低下すること無しに、探傷精度
を向上化し得る内挿形又は貫通形渦流探傷装置を実現す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成される。円筒状または円
柱状の磁性体の円周方向に複数列のコイルが巻回され、
これらのコイルによって被検査体に渦電流を発生させ、
これらコイルのインピーダンス変化を検出して、被検査
体の探傷を実行する渦流探傷装置において、複数列のコ
イルのそれぞれは、上記磁性体の円周方向に延びる部分
と軸方向に延びる部分とを交互に有するくし形状であ
り、これらくし形コイルは、互いに千鳥状に配置され
る。

【００１３】好ましくは、上記磁性体には、くし形コイ
ルが２列配置され、これらくし形コイルのくし形状パタ
ーンは、互いに約４分の１周期ずれるように構成され
る。また、好ましくは、上記磁性体は円柱状であり、円
筒状の被検査体の探傷を実行するように構成される。ま
た、好ましくは、上記磁性体は円筒状であり、円柱状の
被検査体の探傷を実行するように構成される。また、好
ましくは、上記磁性体の周面には、複数列のくし形の溝
が形成され、これらくし形の溝に巻線が配置されること
により、くし形コイルが形成される。さらに、好ましく
は、上記磁性体には、くし形コイルが３列配置され、こ
れらくし形コイルのくし形状パターンは、互いに約６分
の１周期ずれるように構成される。

【００１４】

【作用】被検査体には、くし形コイルと同様な形状のく
し形の渦電流が発生される。これにより、軸方向欠陥及
び円周方向欠陥が高精度に検出される。また、被検査体
の、１つのくし形コイルの軸方向部分に対応した箇所
に、軸方向欠陥が存在する場合がある。この場合には、
上記軸方向欠陥は、他のくし形コイルの円周方向部分に
対応するので、検出可能となる。同様に、被検査体の、
１つのくし形コイルの円周方向部分に対応した箇所に、
円周方向欠陥が存在する場合がある。この場合には、上
記円周方向欠陥は、他のくし形コイルの軸方向部分に対
応するので、検出可能となる。さらに、くし形コイルの
くし形状パターンの狭小化は、従来例に比較して、容易
であり、狭小化による欠陥の検出精度の向上化が可能と
なる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である内挿形渦流
探傷装置の概略構成図である。コア１０は、フェノール
系の樹脂からなり、管状、つまり、円筒状被検査体であ
る、例えば、伝熱管内に挿入できるように、管の内径に
応じた直径と、適度な長さとなっている。そして、コア
１０の周面には、くし形コイル２３Ａとくし形コイル２
３Ｂとが配置されている。これらくし形コイル２３Ａ及
び２３Ｂは、コア１０の円周方向に延びる部分とコア１
０の軸方向に延びる部分とが交互に配置され、くし形状
となっている。また、くし形コイル２３Ａと２３Ｂと
は、くし形状パターンが互いに約４分の１周期だけずら
され、千鳥状となっている。つまり、コイル２３Ａの軸
方向部分Ａ0 とコイル２３Ｂの軸方向部分Ｂ0 との円周
方向距離ｘは、円周方向部分の長さ、つまり、くし形状
ピッチｙの約２分の１となっている。なお、コイル２３
Ａ及び２３Ｂは、ケーブル２４に接続されており、図９
に示したようなブリッジ回路を構成するものである。

【００１６】くし形コイル２３Ａにより被検査体１２に
は、図２に示すように渦電流２５が発生する。つまり、
コイル２３Ａが円周方向２７に延びる部分に対応する部
分には、円周方向への渦電流が発生し、軸方向に延びる
部分に対応する部分には、軸方向への渦電流が発生す
る。くし形コイル２３Ｂによる渦電流も図２に示した例
と同様となる。

【００１７】図３は、コイル２３Ａ及び２３Ｂにより被
検査体２０に発生する渦電流２５Ａ及び２５Ｂを示す図
である。この図３に示すような形状の渦電流が被検査体
１２に発生するので、軸方向欠陥２１と円周方向欠陥２
２とが同様に検出可能となる。また、図４に示すよう
に、軸方向欠陥２１が渦電流２５Ａの軸方向部分に対応
している場合がある。この場合には、コア１０を移動さ
せ、渦電流２５Ｂを欠陥２１の箇所に移動させることに
よって、欠陥２１が検出可能となる。同様に、円周方向
欠陥２２が渦電流２５Ａの円周方向部分に対応する場合
がある。この場合においても、コア１０を移動させ、渦
電流２５Ｂを欠陥２２の箇所に移動させることによっ
て、欠陥２２が検出可能となる。

【００１８】図５は、図１に示した例の全体構成図であ
り、例えば、被検査体である熱交換器伝熱管２０内に渦
流探傷装置を挿入した状態を示している。図５におい
て、渦流探傷装置は、導入部１０Ｄと、接続ケース部１
０Ｅと、保護スリーブ２８と、を有しており、導入部１
０Ｄにくし形コイル２３Ａ及び２３Ｂが配置されてい
る。この導入部１０Ｄは、コイル２３Ａ及び２３Ｂの姿
勢を安定させるために、充分な軸方向長さとなってお
り、先端部は円錐形状となっている。これにより、伝熱
管２０への挿入が容易となる。また、保護スリーブ２８
は、コイル２３Ａ及び２３Ｂを覆い、保護するためのも
のである。

【００１９】くし形コイル２３Ａ及び２３Ｂの巻き始め
及び巻き終わり部分のリード線２９Ａ及び２９Ｂは、ス
リット３５を通過して、接続ケース部１０Ｅ側に導か
れ、中継端子３０に接続される。導入部１０Ｄと接続ケ
ース部１０Ｅとは、ねじ部３４によって接続されてい
る。また、保護スリーブ２８は、ねじ部３４を締め付け
ることによって、接続ケース部１０Ｅに押され、固定さ
れる。

【００２０】中継端子３０はケーブル２４に接続されて
おり、ケーブル２４の一端部には止めリング３１が取り
付けられている。この止めリング３１は、接続ケース部
１０Ｅからケーブル２４が抜けてしまわないためのもの
である。そして、ケーブル２４の他端部は、検出器３２
に接続され、この検出器３２によって、伝熱管２０の欠
陥が検出される。検出器３２からの検出信号は、例え
ば、ペン書きオシログラフ等の記録計３３に供給され、
記録される。

【００２１】以上のように、この発明の一実施例によれ
ば、コア１０の周面に、くし形コイル２３Ａ及び２３Ｂ
を、千鳥状に配置したので、構成簡単で、製造容易であ
りながら、被検査体の軸方向欠陥及び円周方向欠陥を検
出可能な渦流探傷装置が実現される。また、くし形コイ
ルのピッチｙの狭小化は、従来例に比較して、容易であ
るので、ピッチｙの狭小化により、検査速度の低下を伴
うこと無く、探傷精度を向上化することができる。

【００２２】なお、くし形コイル２３Ａ及び２３Ｂのコ
ア１０の周面への配置方法は、コア１０の周面にくし形
の溝を形成して、コイル２３Ａ及び２３Ｂを配置しても
よいし、予めくし形とされたコイルをコア１０の周面に
接着剤にて接着してもよい。また、上述した実施例にお
いては、２つのくし形コイルをコア１０に配置したが、
３つ以上の多数のくし形コイルを配置するように構成し
てもよい。例えば、くし形コイルを３つ配置する場合に
は、くし形状パターンがそれぞれ約６分の１周期ずつず
れるように配置してもよい。さらに、上述した例は、内
挿形渦流探傷装置の場合の例であるが、この発明は、内
挿形渦流探傷装置に限らず、貫通形渦流探傷装置にも適
用可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、以下
のような効果がある。円筒状または円柱状の磁性体の円
周方向に複数列のコイルが巻回され、これらのコイルに
よって被検査体に渦電流を発生させ、これらコイルのイ
ンピーダンス変化を検出して、被検査体の探傷を実行す
る渦流探傷装置において、複数列のコイルのそれぞれ
は、上記磁性体の円周方向に延びる部分と軸方向に延び
る部分とを交互に有するくし形状であり、これらくし形
コイルは、互いに千鳥状に配置される。したがって、構
成簡単で、製造容易でありながら、被検査体の軸方向欠
陥及び円周方向欠陥を高精度に検出可能な渦流探傷装置
を実現することができる。また、くし形コイルのくし形
パターンの狭小化は、従来例に比較して、容易であるの
で、くし形パターンの狭小化により、検査速度の低下を
伴うこと無く、探傷精度をさらに向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である内挿形渦流探傷装置
の概略構成図である。

【図２】くし形コイル２３Ａによって発生される渦電流
の説明図である。

【図３】被検査体１２に発生する渦電流の説明図であ
る。

【図４】渦電流２５Ａ及び２５Ｂによる欠陥２１及び２
２が検出可能であることの説明図である。

【図５】図１に示した例の全体構成であり、熱交換器伝
熱管内に渦流探傷装置を挿入した状態を示す図である。

【図６】平板状被検査体の渦流探傷装置の概略構成図で
ある。

【図７】従来の内挿形渦流探傷装置の概略構成図であ
る。

【図８】従来の貫通形渦流探傷装置の概略構成図であ
る。

【図９】渦流探傷装置の等価回路図である。

【図１０】従来の渦流探傷装置では検出困難な欠陥２２
の説明図である。

【符号の説明】

１０コア１０Ｄ導入部１０Ｅ接続ケース部１２被検査体２０伝熱管２１軸方向欠陥２２円周方向欠陥２３Ａ、２３Ｂくし形コイル２４ケーブル２５Ａ、２５Ｂ渦電流２８保護スリーブ２９Ａ、２９Ｂリード線３０中継端子３１止めリング３２検出器３３記録計３４ねじ部３５スリット

フロントページの続き (72)発明者鈴木一弘茨城県日立市幸町３丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状または円柱状の磁性体の円周方向
に複数列のコイルが巻回され、これらのコイルによって
被検査体に渦電流を発生させ、これらコイルのインピー
ダンス変化を検出して、被検査体の探傷を実行する渦流
探傷装置において、複数列のコイルのそれぞれは、上記磁性体の円周方向に
延びる部分と軸方向に延びる部分とを交互に有するくし
形状であり、これらくし形コイルは、互いに千鳥状に配
置されることを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項２】請求項１記載の渦流探傷装置において、
上記磁性体には、くし形コイルが２列配置され、これら
くし形コイルのくし形状パターンは、互いに約４分の１
周期ずれていることを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項３】請求項２記載の渦流探傷装置において、
上記磁性体は円柱状であり、円筒状の被検査体の探傷を
実行することを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項４】請求項２記載の渦流探傷装置において、
上記磁性体は円筒状であり、円柱状の被検査体の探傷を
実行することを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項５】請求項１記載の渦流探傷装置において、
上記磁性体の周面には、複数列のくし形の溝が形成さ
れ、これらくし形の溝に巻線が配置されることにより、
くし形コイルが形成されることを特徴とする渦流探傷装
置。
【請求項６】請求項１記載の渦流探傷装置において、
上記磁性体には、くし形コイルが３列配置され、これら
くし形コイルのくし形状パターンは、互いに約６分の１
周期ずれていることを特徴とする渦流探傷装置。