JPH0827260B2 - 渦電流探傷方法及び渦電流探傷プロ−ブ - Google Patents

渦電流探傷方法及び渦電流探傷プロ−ブ

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JPH0827260B2
JPH0827260B2 JP61271559A JP27155986A JPH0827260B2 JP H0827260 B2 JPH0827260 B2 JP H0827260B2 JP 61271559 A JP61271559 A JP 61271559A JP 27155986 A JP27155986 A JP 27155986A JP H0827260 B2 JPH0827260 B2 JP H0827260B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、熱交換器,コンデンサーに組込まれている
伝熱管、特に強磁性材料から成る伝熱管などの欠陥を検
出する渦電流探傷方法及び渦電流探傷プローブに関す
る。
[従来の技術] 従来、熱交換器,コンデンサーに組込まれている伝熱
管は、組立前には外面から超音波等を利用して探傷検査
を行うが、組立てた後に定期検査等を行う場合は、外面
からの探傷検査は構造上不可能であるので、通常内挿型
渦電流探傷プローブを用いて管内面から渦電流探傷法な
どを適用して探傷検査を行っている。
渦電流探傷法を適用する場合、管が非磁性である場合
は、欠陥検出に関しては格別の不都合を生じないが、磁
性を有する場合や磁性体の管の場合、そのままでは欠陥
検出が難しく、正確な探傷を行うことができない。それ
は管の透磁率そのものの値が非磁性管に比べて非常に大
きい(数百〜数千倍)ために磁気ノイズが大きく現われ
るからであり、また管内に発生する渦電流が透磁率が大
きい程管の内表面近傍に集中し(表皮効果)、管の肉厚
が大きくなると、管の外表面にまで達せず、管外表面に
ある欠陥の検出感度が著しく低下するからである。
そこで、管の軸方向に静磁界をかけ、磁気飽和させて
管の磁気的動作点を上げることにより、管の見かけ上の
透磁率の値を低下せしめ非磁性管と同等近くの検出性能
を得る目的で、従来は第1図に示す磁気飽和用磁石を付
設した内挿型渦電流探傷プローブを用いている。この内
挿型渦電流探傷プローブは、両端部に被検物に対する磁
気飽和用の永久磁石D1,D2を有し、中央部には鉄心Bに
巻着した検査コイルCが配設され、前記永久磁石D1,D2
はその磁化方向が鉄心Bの軸心線と直交する方向で、か
つ一方端の磁石D1は外周がN極,内周がS極、他方端の
磁石D2は外周がS極,内周がN極の着磁とした逆極性と
して構成されている。先行技術文献として、実開昭61-1
32747号公報(昭和61年8月19日公開)がある。
この渦電流探傷プローブを被検管体A中に挿入して探
傷を行う場合は、磁石D1,D2と対向する領域では同図の
如く被検管体Aを含む矢印で示す磁気回路が形成されて
飽和磁化せしめられ、管の磁気的動作点を上げ、管の見
かけ上の透磁率を下げて磁気ノイズを低減させ、この状
態において検査コイルCを通じて被検管体Aに渦電流を
生起させ、傷が存在する場合には傷によるインピーダン
ス変化を捉えて傷の有無が検出される。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、従来の渦電流探傷プローブにおいては、被
検管体Aを磁気飽和せしめるに必要な磁化力を与え、検
出能力を向上させるためには、両端部に取付けた磁石
D1,D2の肉厚(径方向)を増加するか又は軸方向寸法を
長くして、全磁束量を増加させる必要がある。この場
合、磁石D1,D2の肉厚を増加させて全磁束量を増加させ
ようとすると、鉄心Bは細径化される。それがため鉄心
Bが磁気飽和状態となり、鉄心Bを通過する磁束量が制
限され、例えば被検管体Aが厚肉細径管である場合は、
鉄心Bと被検管体Aとの断面積比が小さくなり、鉄心B
の方が飽和してしまい、従って、被検管体Aを磁気飽和
せしめるに必要な磁化力を渦電流探傷プローブによって
発生させることが困難となる。
[発明の目的] 本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、
鉄心を磁気飽和せしめることなく、管を通過する必要磁
束量を確保できて、管の磁気透磁率を小さくできる渦電
流探傷方法及び渦電流探傷プローブを提供することを目
的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するための本発明の渦電流探傷方法
は、強磁性管を渦電流探傷するにおいて、探傷プローブ
の永久磁石により発生する磁束が継鉄内を通過するとき
の磁束の単位面積当りの密度を軟鉄よりも1.3〜1.4倍程
度高めて管内の磁束密度を同程度の倍率に高めることに
より、管の磁気透磁率を約1/1.3〜1/1.4に小さくして、
強磁性管の欠陥を検出することを特徴とするものであ
る。
またこの渦電流探傷方法を実施するための本発明の渦
電流探傷プローブは、円柱状鉄心の中央部に検査コイル
を巻着し、両端部に円筒状の永久磁石を嵌着し、前記永
久磁石はその磁化方向が鉄心の軸心線と直交する方向
で、かつ一方端の永久磁石は外周がN極,内周がS極、
他方端の永久磁石は外周がS極,内周がN極の着磁とし
た渦電流探傷プローブにおいて、前記鉄心に磁気飽和度
が軟鉄よりも1.3〜1.4倍程度高い材料を用いたことを特
徴とするものである。
[作用] 上記の如く本発明の渦電流探傷方法は、強磁性管を渦
電流探傷するにおいて、管内の磁束密度を高めることに
より、管の磁気透磁率を小さくするので、強磁性材特有
の管の磁気ノイズが小さくなり、検査コイルにより誘起
される渦電流の浸透深さが深くなるので、管内面はもと
より管外面の欠陥も確実に検出できる。
また本発明の渦電流探傷プローブは、中央部に検査コ
イルを巻着し、両端部に磁化方向が軸心線と直交する方
向で逆磁性の永久磁石を嵌着した円柱状鉄心を、磁気飽
和度が軟鉄よりも1.3〜1.4倍程度高い材料で構成してい
るので、強磁性管内に挿入すると、永久磁石により発生
する磁束が円柱状鉄心の断面を通過する時の単位面積当
りの密度が軟鉄よりも1.3〜1.4倍程度大きくなり、これ
により渦電流探傷プローブと強磁性管からなる磁気回路
における磁束量が1.3〜1.4倍程度大きくなり、強磁性管
の磁束密度が同程度倍率に高まり、強磁性管の磁気透磁
率が約1/1.3〜1/1.4に小さくなる。従って、前記渦電流
探傷方法を有効に実施できる。
[実施例] 本発明による渦電流探傷方法及び渦電流探傷プローブ
の実施例について説明する。先ず渦電流探傷方法を行う
為の渦電流探傷プローブについて説明すると、構造は第
1図に示す従来の渦電流探傷プローブと同じであるが、
鉄心Bは従来のものが軟鉄の継鉄であるのに対し、本発
明のものは高磁気飽和材、本例ではセメンジュール(メ
ーカ商品名SME−V)の継鉄である。セメンジュール:SM
E−Vは、コバルト50wt%,バナジウム2wt%,残部Feよ
りなるもので、このSME−Vと従来の軟鉄との磁気特性
を第5図に示す。この第5図で判るように軟鉄の磁気飽
和は16KG(キロガウス)であるが、SME−Vの磁気飽和
は23KG(キロガウス)で、軟鉄よりも1.3〜1.4倍高い。
また、飽和するときの磁化力値は、軟鉄のそれと比べる
と、著しく小さく、小さい磁化力で飽和させることがで
きる。換言すれば小さい起磁力で磁気飽和させることが
できる。これは、SME−Vの方が小さい磁石で対応でき
るので、有利である。
次にこの本発明の渦電流探傷プローブを用いて強磁性
管の欠陥を検出する渦電流探傷方法の実施例を、従来の
渦電流探傷プローブを用いて強磁性管の欠陥を検出する
渦電流探傷方法と共に説明する。
本発明及び従来の渦電流探傷プローブを夫々第2図に
示す被検管体A′内に挿入した。この被検管体A′は、
2 1/4Cr-1M0の強磁性材より成る試験用の伝熱管で、外
径25.4mm,内径18.4mmである。そして人工欠陥は、外面
全周減肉(スロット)で欠陥深さは肉厚3.5mm(薄肉
部)に対し10〜60%である。
然してこの被検管体A′内に挿入した従来の渦電流探
傷プローブでは、円柱状鉄心Bが軟鉄の継鉄より成る
為、永久磁石D1,D2により発生する磁束が円柱状鉄心B
の断面を通過する時の単位面積当りの密度が小さく、従
って渦電流探傷プローブと被検管体A′とから成る磁気
回路における磁束量が小さくなり、被検管体A′の磁束
密度が低くなり、強磁性の被検管体A′の磁気透磁率が
大きくなり、強磁性材特有の被検管体A′のノイズが大
きくなるが、被検管体A′に挿入した本発明の渦電流探
傷プローブでは、円柱状鉄心Bが磁気飽和度の高い材料
より成る為、永久磁石D1,D2により発生する磁束が円柱
状鉄心Bの断面を通過する時の単位面積当りの密度が大
きくなり、これにより渦電流探傷プローブと被検管体
A′から成る磁気回路における磁束量が大きくなり、被
検管体A′の磁束密度が高くなり、強磁性の被検管体
A′の磁気透磁率が小さくなり、強磁性材特有の被検管
体A′のノイズが小さくなる。
そこで、被検管体A′に各々挿入した本発明及び従来
の渦電流探傷プローブの円柱状鉄心Bの中央部周方向に
巻着した検査コイルCにて被検管体A′に周方向の渦電
流を生成させ、夫々の渦電流探傷プローブを被検管体
A′の長手方向に移動した。その結果、渦電流の流路中
に、欠陥による被検管体A′の電磁気的特性の変化によ
り、渦電流に変化が生じ、これが検査コイルCのインピ
ーダンスの変化として捉えられ、欠陥が検出された。
この時の検出波形を第3図a乃至dに示す。第3図a,
bは従来の渦電流探傷プローブによる検出波形であり、
第3図c,dは本発明の渦電流探傷プローブによる検出波
形である。これらの検出波形に前記の被検管体A′の欠
陥位置を数字〜で対応させてあり、従来の渦電流探
傷プローブの検出波形で欠陥を識別できるのは〜の
欠陥位置であるのに対し、本発明の渦電流探傷プローブ
の検出波形で欠陥を識別できるのは〜の欠陥位置全
てで、検出性能に優れていることが判る。
これはひとえに被検管体A′のノイズが小さくなり、
検査コイルにより誘起される渦電流の浸透深さが深くな
るからである。第4図は検出パラメーターを欠陥深さと
したグラフで、このグラフで判るように従来の渦電流探
傷プローブを用いた探傷方法では欠陥深さ33%位までの
検出しかできなかったのに対し、本発明の渦電流探傷プ
ローブを用いた探傷方法では欠陥深さ10%まで検出でき
て著しく探傷率が向上した。
[発明の効果] 以上の説明で判るように本発明の渦電流探傷方法によ
れば、強磁性材特有の管の磁気ノイズを小さくでき、渦
電流探傷プローブの検査コイルにより誘起される渦電流
の浸透深さを深くできるので、管内面はもとより管外面
の欠陥も確実に検出できて、極めて探傷能力に優れる。
また本発明の渦電流探傷プローブによれば、上記渦電
流探傷方法を有効に且つ容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は渦電流探傷プローブによる被検管体の探傷原理
を示す縦断面図、第2図は本発明の渦電流探傷方法を実
施する人工欠陥のある被検管体を示す図、第3図a乃至
dは第2図の被検管体の欠陥検出の検出波形を示すもの
で、a,bは従来の渦電流探傷プローブによる検出波形、
c,dは本発明の渦電流探傷プローブによる検出波形を示
す。第4図は従来及び本発明の渦電流探傷プローブを用
いた探傷方法による検出パラメーターを欠陥深さとした
グラフ、第5図はセメンジュールと従来の軟鉄との磁気
特性を示すグラフである。 A′……被検管体、B……鉄心 C……検査コイル、D1,D2……永久磁石

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】強磁性管を渦電流探傷するにおいて、探傷
    プローブの永久磁石により発生する磁束が継鉄内を通過
    するときの磁束の単位面積当りの密度を軟鉄よりも1.3
    〜1.4倍程度高めて管内の磁束密度を同程度の倍率に高
    めることにより、管の磁気透磁率を約1/1.3〜1/1.4に小
    さくして、管の欠陥を検出することを特徴とする渦電流
    探傷方法。
  2. 【請求項2】円柱状鉄心の中央部に検査コイルを巻着
    し、両端部に円筒状の永久磁石を嵌着し、前記永久磁石
    はその磁化方向が鉄心の軸心線と直交する方向で、かつ
    一方端の永久磁石は外周がN極,内周がS極、他方端の
    永久磁石は外周がS極,内周がN極の着磁とした渦電流
    探傷プローブにおいて、前記鉄心に磁気飽和度が軟鉄よ
    りも1.3〜1.4倍程度高い材料を用いたことを特徴とする
    渦電流探傷プローブ。
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