JPH10239282A - 渦電流探傷プローブ - Google Patents
渦電流探傷プローブInfo
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- JPH10239282A JPH10239282A JP9062322A JP6232297A JPH10239282A JP H10239282 A JPH10239282 A JP H10239282A JP 9062322 A JP9062322 A JP 9062322A JP 6232297 A JP6232297 A JP 6232297A JP H10239282 A JPH10239282 A JP H10239282A
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- JP
- Japan
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- eddy current
- flaw detection
- probe
- solenoid coil
- coil
- Prior art date
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 励磁専用コイルによって同じ強さの平行直線
状の渦電流を発生させることにより、亀裂の形状および
寸法の定量的な評価を簡便にすると共に、逆解析も容易
にする。 【解決手段】 金属管Ｐに挿入される円柱状の探傷部本
体を備えた渦電流探傷プローブにおいて、上記探傷部本
体１の周面に、巻線３を周方向に略均等かつ略平行に巻
回して所定幅のソレノイドコイル部４を形成すると共
に、このソレノイドコイル部４の幅方向中央部の上に磁
気センサー５を周方向に複数配設したことを特徴として
いる。
状の渦電流を発生させることにより、亀裂の形状および
寸法の定量的な評価を簡便にすると共に、逆解析も容易
にする。 【解決手段】 金属管Ｐに挿入される円柱状の探傷部本
体を備えた渦電流探傷プローブにおいて、上記探傷部本
体１の周面に、巻線３を周方向に略均等かつ略平行に巻
回して所定幅のソレノイドコイル部４を形成すると共
に、このソレノイドコイル部４の幅方向中央部の上に磁
気センサー５を周方向に複数配設したことを特徴として
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電所等にお
いて、熱交換器の金属細管等の保守検査に用いる渦電流
探傷プローブに関するものである。
いて、熱交換器の金属細管等の保守検査に用いる渦電流
探傷プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱交換器の細管のように、金属管の外側
からの接近が難しい場合には、プローブを金属管の中に
挿入して探傷するが、そのための内挿型プローブとして
最も汎用的なプロープは、高速探傷が可能で、曲管部へ
の挿入性も良いボビン型プローブである。このボビンコ
イル型プローブは、巻線を円筒状プローブの周方向に巻
回してコイルを形成しているため、渦電流は金属管の周
方向に流れる。即ち、渦電流探傷においては、プローブ
内のコイルにより励磁された金属管内の渦電流が該管の
欠陥によって乱されることにより、変化する磁場を利用
して該欠陥を検出するものであるが、上記プローブでは
金属管の亀裂等の欠陥が該管の周方向に存在した場合、
亀裂の方向が前記渦電流の流れの方向と平行になるた
め、該渦電流はほとんど乱れず、探傷感度が低いという
問題がある。
からの接近が難しい場合には、プローブを金属管の中に
挿入して探傷するが、そのための内挿型プローブとして
最も汎用的なプロープは、高速探傷が可能で、曲管部へ
の挿入性も良いボビン型プローブである。このボビンコ
イル型プローブは、巻線を円筒状プローブの周方向に巻
回してコイルを形成しているため、渦電流は金属管の周
方向に流れる。即ち、渦電流探傷においては、プローブ
内のコイルにより励磁された金属管内の渦電流が該管の
欠陥によって乱されることにより、変化する磁場を利用
して該欠陥を検出するものであるが、上記プローブでは
金属管の亀裂等の欠陥が該管の周方向に存在した場合、
亀裂の方向が前記渦電流の流れの方向と平行になるた
め、該渦電流はほとんど乱れず、探傷感度が低いという
問題がある。
【０００３】一方、周方向に並んだ複数（多くの場合８
個）のパンケーキコイル（表面コイルともいう）を有す
るマルチコイル型プローブもある。このプローブの上記
パンケーキコイルによる渦電流は、金属管の比較的狭い
範囲ではあるが、周方向の亀裂に対し交差して流れる部
分があり、この点においては前記したボビンコイル型プ
ローブに比し探傷感度が高いとの利点がある。
個）のパンケーキコイル（表面コイルともいう）を有す
るマルチコイル型プローブもある。このプローブの上記
パンケーキコイルによる渦電流は、金属管の比較的狭い
範囲ではあるが、周方向の亀裂に対し交差して流れる部
分があり、この点においては前記したボビンコイル型プ
ローブに比し探傷感度が高いとの利点がある。
【０００４】ところが、上記マルチコイル型プローブの
パンケーキコイルによる渦電流は、コイルの巻線部分の
直下で強く、中心部から離れる程弱くなるため、コイル
とコイルの中間部付近で感度が低下し、この中間部内に
存するような長さの短い亀裂の探傷には適さないという
問題点を有している。
パンケーキコイルによる渦電流は、コイルの巻線部分の
直下で強く、中心部から離れる程弱くなるため、コイル
とコイルの中間部付近で感度が低下し、この中間部内に
存するような長さの短い亀裂の探傷には適さないという
問題点を有している。
【０００５】また、１〜３個程度のパンケーキコイルを
管壁に密着させ、プローブを回転させながら螺旋状に走
査を行う回転コイル型プローブもあるが、このプローブ
においては、上記螺旋状に走査を行うことから探傷時間
が非常に長くなるという問題がある。
管壁に密着させ、プローブを回転させながら螺旋状に走
査を行う回転コイル型プローブもあるが、このプローブ
においては、上記螺旋状に走査を行うことから探傷時間
が非常に長くなるという問題がある。
【０００６】そしてさらに、上記３種の渦電流探傷プロ
ーブにおいては、何れもコイルによる渦電流はコイルの
巻線部分の直下で最大であり、コイルから離れるほど弱
くなる。従って同じ欠陥亀裂に対しても、コイルと欠陥
亀裂の相対関係が変わってしまうと渦電流の遮られ方に
違いが出てしまい、出力信号の大きさと位相も変わって
しまうために、信号の大きさから欠陥亀裂の形状及び寸
法の定量的な評価を正確に行うのが困難であるとの問題
も有している。
ーブにおいては、何れもコイルによる渦電流はコイルの
巻線部分の直下で最大であり、コイルから離れるほど弱
くなる。従って同じ欠陥亀裂に対しても、コイルと欠陥
亀裂の相対関係が変わってしまうと渦電流の遮られ方に
違いが出てしまい、出力信号の大きさと位相も変わって
しまうために、信号の大きさから欠陥亀裂の形状及び寸
法の定量的な評価を正確に行うのが困難であるとの問題
も有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の如き実
状に対処し、プローブの探傷部本体に一様な渦電流を発
生させる励磁専用コイルを付設することにより、管に発
生した亀裂の形状および寸法の定量的な評価を容易にす
ることを目的とするものである。
状に対処し、プローブの探傷部本体に一様な渦電流を発
生させる励磁専用コイルを付設することにより、管に発
生した亀裂の形状および寸法の定量的な評価を容易にす
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的に適
合する本発明の渦電流探傷プローブは、金属管等に挿入
される略円筒または円柱状の探傷部本体を備えた渦電流
探傷プローブにおいて、上記探傷部本体の周面に、巻線
を周方向に略均等かつ平行に巻回して所定幅のソレノイ
ドコイル部を形成すると共に、このソレノイドコイル部
の幅方向中央部の上にパンケーキコイル等の磁気センサ
ーを配設したことを特徴とする。
合する本発明の渦電流探傷プローブは、金属管等に挿入
される略円筒または円柱状の探傷部本体を備えた渦電流
探傷プローブにおいて、上記探傷部本体の周面に、巻線
を周方向に略均等かつ平行に巻回して所定幅のソレノイ
ドコイル部を形成すると共に、このソレノイドコイル部
の幅方向中央部の上にパンケーキコイル等の磁気センサ
ーを配設したことを特徴とする。
【０００９】また、上記本発明の渦電流探傷プローブに
おいて、上記磁気センサーを複数、これらセンサー間の
不感帯をなくして上記探傷部本体に周方向に配設し、こ
れによりボビン型プローブやマルチコイル型プローブと
ほぼ同速の高速探傷を行うことも可能である。さらに、
上記ソレノイドコイル部の下に磁性体からなるコアを埋
設して、このソレノイドコイル部の幅を短くすることも
可能である。
おいて、上記磁気センサーを複数、これらセンサー間の
不感帯をなくして上記探傷部本体に周方向に配設し、こ
れによりボビン型プローブやマルチコイル型プローブと
ほぼ同速の高速探傷を行うことも可能である。さらに、
上記ソレノイドコイル部の下に磁性体からなるコアを埋
設して、このソレノイドコイル部の幅を短くすることも
可能である。
【００１０】
【作用】上記本発明のプローブにおいては、ソレノイド
コイル部が管の周方向に渦電流の流れを形成し、さらに
ソレノイドコイル部の幅方向中央部においては上記渦電
流の流れが同じ強さのほぼ平行な直線状となることか
ら、この部分に配設した磁気センサーによって管の亀裂
の形状及び寸法の定量的な評価を簡便に行わしめること
が可能である。なお、上記本発明のプローブは管の軸方
向の亀裂の検出に適している。
コイル部が管の周方向に渦電流の流れを形成し、さらに
ソレノイドコイル部の幅方向中央部においては上記渦電
流の流れが同じ強さのほぼ平行な直線状となることか
ら、この部分に配設した磁気センサーによって管の亀裂
の形状及び寸法の定量的な評価を簡便に行わしめること
が可能である。なお、上記本発明のプローブは管の軸方
向の亀裂の検出に適している。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下さらに添付図面を参照して、
本発明の実施の形態を説明する。
本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】図１は本発明実施形態の渦電流探傷プロー
ブを示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は
図１のＢ−Ｂ線断面図、図４はこのプローブによる金属
細管の渦電流の流れを示す断面図である。
ブを示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は
図１のＢ−Ｂ線断面図、図４はこのプローブによる金属
細管の渦電流の流れを示す断面図である。
【００１３】上記実施形態のプローブは、例えば原子炉
熱交換器等の金属細管Ｐに挿入される円柱状の探傷部本
体１と、この本体１の下部から延出するケーブル２とを
備えている。そして、図１〜図３に示す如く、上記探傷
部本体１の周面に、巻線３を周方向に均等でほぼ平行に
巻回して、幅Ｗが探傷対象となる欠陥亀裂の長さの２倍
以上のソレノイドコイル部４を形成すると共に、このソ
レノイドコイル部４の幅方向中央部の上（外周側）に直
径約３ｍｍのパンケーキコイルからなる複数の磁気セン
サー５を周方向に列をなすように配設している。なお、
上記欠陥亀裂は、このプローブの探傷の対象とするもの
は長さ約３〜５ｍｍ、幅約０．１ｍｍ程度の大きさであ
る。
熱交換器等の金属細管Ｐに挿入される円柱状の探傷部本
体１と、この本体１の下部から延出するケーブル２とを
備えている。そして、図１〜図３に示す如く、上記探傷
部本体１の周面に、巻線３を周方向に均等でほぼ平行に
巻回して、幅Ｗが探傷対象となる欠陥亀裂の長さの２倍
以上のソレノイドコイル部４を形成すると共に、このソ
レノイドコイル部４の幅方向中央部の上（外周側）に直
径約３ｍｍのパンケーキコイルからなる複数の磁気セン
サー５を周方向に列をなすように配設している。なお、
上記欠陥亀裂は、このプローブの探傷の対象とするもの
は長さ約３〜５ｍｍ、幅約０．１ｍｍ程度の大きさであ
る。
【００１４】上記磁気センサー５は、各センサー５同士
の間に不感帯がでないように等間隔で探傷部本体１の全
周に亘って配設されている。なお、上記ソレノイドコイ
ル部４の幅Ｗは、センサー５が巻線コイルの場合は、一
様な渦電流Ｅを磁気センサー５で検出するために、この
コイル部４の上に配設される磁気センサー５の直径の少
なくとも５倍以上に設定することが適当であり、好まし
くは１０〜２０倍の範囲が好適である。また、上記幅Ｗ
は前記したように探傷対象となる欠陥亀裂の２倍以上が
適当であり、好ましくは２０ｍｍ以上、但し、図２に示
す如くソレノイドコイル部４内部に磁性体のコア６を周
設することにより、ソレノイドコイル部４の幅Ｗを幾分
か短くすることは可能である。この場合、上下のコア６
はつながっていてもよく、あるいは中実の円柱状とする
ことも可能である。なお、図ではコア６を入れている
が、当然ない場合もある。
の間に不感帯がでないように等間隔で探傷部本体１の全
周に亘って配設されている。なお、上記ソレノイドコイ
ル部４の幅Ｗは、センサー５が巻線コイルの場合は、一
様な渦電流Ｅを磁気センサー５で検出するために、この
コイル部４の上に配設される磁気センサー５の直径の少
なくとも５倍以上に設定することが適当であり、好まし
くは１０〜２０倍の範囲が好適である。また、上記幅Ｗ
は前記したように探傷対象となる欠陥亀裂の２倍以上が
適当であり、好ましくは２０ｍｍ以上、但し、図２に示
す如くソレノイドコイル部４内部に磁性体のコア６を周
設することにより、ソレノイドコイル部４の幅Ｗを幾分
か短くすることは可能である。この場合、上下のコア６
はつながっていてもよく、あるいは中実の円柱状とする
ことも可能である。なお、図ではコア６を入れている
が、当然ない場合もある。
【００１５】しかして、上記本発明実施形態の渦電流探
傷プローブにおいては、図４に示すように、ソレノイド
コイル部４が管Ｐの周方向に渦電流Ｅの流れを形成し、
さらにソレノイドコイル部４の幅方向中央部Ｃにおいて
は、図示の如く上記渦電流Ｅの流れが同じ強さのほぼ平
行な直線状となることから、この部分に配設した複数の
磁気センサー５によって管Ｐの亀裂の形状および寸法の
定量的な評価を簡便に行わしめることが可能である。ま
た、上記渦電流Ｅが上記の如く一様であるということか
ら入力パラメータが減り、得られた信号から亀裂の形状
や寸法等を予測する逆解析も容易となり、逆問題解析コ
ードの開発に役立てることが可能となる。そして、上記
実施形態の探傷プローブは、全周に磁気センサー５を備
えているため、螺旋状に走査する必要がなく高速探傷が
可能であり、特に管Ｐの軸方向に発生した亀裂の探傷に
適している。なお、プローブにおける磁気センサー５の
数を減じて、螺旋状に走査することも可能であるが、そ
の場合は探傷時間は長くなる。
傷プローブにおいては、図４に示すように、ソレノイド
コイル部４が管Ｐの周方向に渦電流Ｅの流れを形成し、
さらにソレノイドコイル部４の幅方向中央部Ｃにおいて
は、図示の如く上記渦電流Ｅの流れが同じ強さのほぼ平
行な直線状となることから、この部分に配設した複数の
磁気センサー５によって管Ｐの亀裂の形状および寸法の
定量的な評価を簡便に行わしめることが可能である。ま
た、上記渦電流Ｅが上記の如く一様であるということか
ら入力パラメータが減り、得られた信号から亀裂の形状
や寸法等を予測する逆解析も容易となり、逆問題解析コ
ードの開発に役立てることが可能となる。そして、上記
実施形態の探傷プローブは、全周に磁気センサー５を備
えているため、螺旋状に走査する必要がなく高速探傷が
可能であり、特に管Ｐの軸方向に発生した亀裂の探傷に
適している。なお、プローブにおける磁気センサー５の
数を減じて、螺旋状に走査することも可能であるが、そ
の場合は探傷時間は長くなる。
【００１６】以上、本発明の実施形態の渦電流探傷プロ
ーブにおいて、前記磁気センサー５としてパンケーキコ
イルを例に挙げたが、これに代えてホール素子やフラッ
クスゲート等の他の磁気センサーを用いることも可能で
あり、さらに磁気センサー５として直径３ｍｍのものを
使用したが、センサー５の大きさは、検出対象とする欠
陥亀裂の大きさに合わせて変更することが可能である。
そして、本発明のプローブは原子力発電所以外にも使用
しうることはいうまでもない。
ーブにおいて、前記磁気センサー５としてパンケーキコ
イルを例に挙げたが、これに代えてホール素子やフラッ
クスゲート等の他の磁気センサーを用いることも可能で
あり、さらに磁気センサー５として直径３ｍｍのものを
使用したが、センサー５の大きさは、検出対象とする欠
陥亀裂の大きさに合わせて変更することが可能である。
そして、本発明のプローブは原子力発電所以外にも使用
しうることはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の渦電流探
傷プローブは、金属管等に挿入される略円筒または円柱
状の探傷部本体を備えた渦電流探傷プローブにおいて、
上記探傷部本体の周面に、巻線を周方向に略均等かつ平
行に巻回して所定幅のソレノイドコイル部を形成すると
共に、このソレノイドコイル部の幅方向中央部の上に磁
気センサーを配設したものであり、上記ソレノイドコイ
ル部が管の周方向に渦電流の流れを形成し、さらにソレ
ノイドコイル部の幅方向中央部においては上記渦電流の
流れが同じ強さのほぼ平行な直線状となることから、こ
の部分に配設した磁気センサーによって管の軸方向の亀
裂の形状及び寸法の定量的な評価を簡便に行わしめるこ
とが可能であり、さらに上記渦電流が一様であるという
ことから逆解析時のパラメータを減らすことができ、こ
れにより欠陥形状の推定を容易に行わしめるとの顕著な
効果を奏するものである。そして、このプローブにおい
て、上記磁気センサーを周方向に連設することにより、
従来のボビン型プローブやマルチコイル型プローブとほ
ぼ同速の高速探傷も可能となる。
傷プローブは、金属管等に挿入される略円筒または円柱
状の探傷部本体を備えた渦電流探傷プローブにおいて、
上記探傷部本体の周面に、巻線を周方向に略均等かつ平
行に巻回して所定幅のソレノイドコイル部を形成すると
共に、このソレノイドコイル部の幅方向中央部の上に磁
気センサーを配設したものであり、上記ソレノイドコイ
ル部が管の周方向に渦電流の流れを形成し、さらにソレ
ノイドコイル部の幅方向中央部においては上記渦電流の
流れが同じ強さのほぼ平行な直線状となることから、こ
の部分に配設した磁気センサーによって管の軸方向の亀
裂の形状及び寸法の定量的な評価を簡便に行わしめるこ
とが可能であり、さらに上記渦電流が一様であるという
ことから逆解析時のパラメータを減らすことができ、こ
れにより欠陥形状の推定を容易に行わしめるとの顕著な
効果を奏するものである。そして、このプローブにおい
て、上記磁気センサーを周方向に連設することにより、
従来のボビン型プローブやマルチコイル型プローブとほ
ぼ同速の高速探傷も可能となる。
【図１】本発明実施形態の渦電流探傷プローブを示す斜
視図である。
視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】上記プローブによる金属細管の渦電流の流れを
示す断面図である。
示す断面図である。
１ 探傷部本体 ２ ケーブル ３ 巻線 ４ ソレノイドコイル部 ５ 磁気センサー ６ コア Ｐ 金属細管 Ｗ 幅 Ｅ 渦電流 Ｃ 渦電流が一様である部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 功太郎 大阪市西区土佐堀１丁目３番７号 株式会 社原子力エンジニアリング内
Claims (3)
- 【請求項１】 金属管等に挿入される略円筒または略円
柱状の探傷部本体を備えた渦電流探傷プローブにおい
て、上記探傷部本体の周面に、巻線を周方向に略均等か
つ略平行に巻回して所定幅のソレノイドコイル部を形成
すると共に、このソレノイドコイル部の幅方向中央部の
上にパンケーキコイル等の磁気センサーを配設したこと
を特徴とする渦電流探傷プローブ。 - 【請求項２】 上記磁気センサーを複数、これらセンサ
ー間の不感帯をなくして上記探傷部本体に周方向に配列
した請求項１記載の渦電流探傷プローブ。 - 【請求項３】 上記ソレノイドコイル部の下に磁性体か
らなるコアを埋設した請求項１または２記載の渦電流探
傷プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9062322A JPH10239282A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 渦電流探傷プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9062322A JPH10239282A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 渦電流探傷プローブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239282A true JPH10239282A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=13196798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9062322A Pending JPH10239282A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 渦電流探傷プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10239282A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019017535A1 (ko) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | 조선대학교산학협력단 | 비파괴 검사를 위한 와전류 검사 장치 |
-
1997
- 1997-02-27 JP JP9062322A patent/JPH10239282A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019017535A1 (ko) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | 조선대학교산학협력단 | 비파괴 검사를 위한 와전류 검사 장치 |
| US10788456B2 (en) | 2017-07-21 | 2020-09-29 | Industry-Academic Cooperation Foundation, Chosun University | Eddy current inspection device for nondestructive testing |
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