JPS5870157A - 強磁性体材料の非破壊検査方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１張出性体材料好適（二は管体や棒体のような
円筒状被検体に対でる非破壊検査方法および検査装置に
閣下るものである０ 一般（：、材料の非破壊検ｆ％：超音波（二よって行う
ことができ、ピエゾ集子トランスデューサを用いて超音
波を発生させ、この超音波を水のような結合手段を用い
て物体中に導入している・またコイルな用いて電気的手
段によって超音波を発生させることができ、このコイル
屯＝よって高周波のパルス状うず電流なワークピース中
（−発生させることができる０この領域における磁界は
、うず［１５ｆｔと共（二、ワークピースのグリッドシ
ステムで作動するローレンツ力の発生を誘起Ｔると共（
−１音波な発生する要因となるｅこのような磁界等の発
生を表わＴ原理は、受信響二おいては反対の動作原理と
なる０強磁性体材料例えば、管体や棒体のワークピース
な検査する場合、漂遊ａ束回転システムＣ二おいても検
査でき、このシステムでは、Ｓ束？被検体中で発生させ
ると共Ｃ二、被検体中のキズＣ：よって漂遊磁界な誘導
させ、この漂遊磁界な磁界プローブ（：よって検出して
いる。この種既知の検査方法が。

例えば、ドイツ公開特許公報第２５５９１２５号、ドイ
ツ特許明細書＄２６２１６８４号および住友す−デ第１
７巻、１９７７年５月発行。

第７３頁〜７９頁（：開示されている。

この漂遊磁束回転システム一二よって円筒状の被検体に
おける縦方向の欠陥、キズ、孔の位置な計測できる・し
かじ、この測だシステムでは。

管体や棒体の寸法や壁厚鴫二関Ｔる測定データを得るこ
とは困難である・従って、これらデータな得るためには
１通常ｍｔ波回転システムを採用Ｔるよう（；Ｔる・し
かし乍ら、この既知の超音波回転システムは、［ｉのコ
ストが嵩むのみならず１例えば水のよプな超音波結合手
段【必要とするためＣ：相当複雑な傅造となる欠点があ
った一 本発明の目的は、パ縦万同のキズ、孔−横方向のキズな
同時に感知できると共に、被検体の周囲を回転する磁石
４；よって誘導された磁界【利用して寸法な計測できる
方法および装置ｖ提供すること１；ある。

本発明の方法および装置は、ａ１石Ｃ：よって発生させ
た磁界を超音波の電気的励起一二用いると同時ｃ、１１
遊磁束の測定（−も用いること（：よって達成すること
ｔ特徴とする。従って０本発明による方法は１丁でに既
知の検査技術な組み合せて達成されるもので、このよう
な既知の技術な独立且つ最適Ｃ：利用ＴることＣ二よっ
て、縦方向のキズおよび孔、横方向のキズの検出なちび
Ｃ：寸法の測定ｔｌ実現できる−ここで強ｍＴべき点は
、結合手段な不要としたことで、この結果。

コストな押えた漂遊磁束回転システム【達成できる点で
ある０ 本発明の検量方法１：よれば、Ｓ遊磁束測定および゛ギ
、気的励牝技術１に組み合せたものｔ以下の装置１ｕニ
ー適用できる・即ち、被検体な２つの磁極を有する回転
磁石（二よって包囲し、少なく共。

１個の磁界プローブな被検体の局轍表向上（二。

磁石の回転（：同期して回転するようｌ：設け、更に、
うず電流の励起および受信プローブ【、被検体に面した
磁極の範囲内および／または被検体１２面した磁界プロ
ーブの範囲内１：配置したことを特徴とするものである
―換言丁れば、既知の個々の装置又は測定技術の特徴を
利用して。

本発明の方法および装ｗｔ１ｋＩＩｒ想したもので、単
なる寄せ集めで完成したものではないことが明らかであ
る・本質的（−１被検体中に出束を発崖させ得る磁石の
磁極を回転させること（＝よって構成されているＯａｔ
界の強度が被検体材料の磁気飽和点まで増大した場合Ｃ
二は１例えばクラックや断面減少現蒙のような欠陥によ
って比較的強い漂遊磁界を誘導し、この磁界を被検体の
開−］の磁石の回転と同期して回転する磁界プローブに
よって検出できる０実施例Ｃ二よれば、２つのグループ
から成る磁界プローブを設け、これらプローブな磁極Ｃ
：対して９０度離して配置し。

この被検体の間１月−ａ石の回転に同期させて回転させ
ることを特徴とする。漂遊磁束な適Ｉ／ｌ（：測定する
と共（＝、磁極および＄界プローブ？上述の如く配置で
ることＣ：よって、外側の欠陥Ｙ壁厚の１０悌まで好適
（＝計測で氷る利点があるの本発明（：よれば、超音波
信号の′ｑ気的励起Ｃ：よって寸法の測定および横方向
のキズの位Ｈｖ測定可能となる―この目的のためＣ−必
要な磁界な２個の磁極を有する回転Ｔる磁気ヨーク（二
よって発生させるので、漂遊磁束の測定（：必要である
これらの構成要素な共用することができる・従って、測
定に当っては、特（二１回転磁界によって発生させたこ
れ−らの磁界な、被検体の表向に対して垂直且つ平行４
−誘導させることができる。平行な磁界は、磁極（二対
して９０度成丁角度で配置した磁界プローブの範囲以内
１：発生するの（二対して、垂直な磁界は磁極の麺域内
に発生する・ うず電流の励起用プローブおよび受信用プローブの配８
ｋ（二依存して、磁界およびうず電流／（ルスと協動し
て発生させた超音波な横方向の表面波きてることができ
る０従って、この横方向の波は寸法９例えば壁厚の測定
に用いられ０表面波は横方向のキズの検出Ｃ：用いるこ
とができる・ 本発明の一実施例によれば、横波を発生するため（−１
うず電流励起用プローブおよび受信用プローブな被検体
（二面している磁極の遊端（；配置し、更に、数個のう
ず電流励起用および受信用プロープヲ並べて配置Ｔるこ
と（：よって、大きな領域な一度に走査することができ
る利点がある０ 前述したように、磁極に対して９０度成す領域中（：配
置した磁界プローブの範囲内で１表面波の最適な励起が
行われるので、うず電流励起用および受信用プローブな
同特ｔ：、ａ界プローブ上６二配置できる。また、他の
実施例１；よれば。

これらプローブな平らなコイルで形成でき、このコイル
魅線の形状を曲折形状とすることができる・従って、測
定した値￥を最適Ｃ；利用するためＣ，曲折形状の巻線
の中心軸な互い（：平行または互いＣ：直角を成丁よう
Ｃ：することができる一本発明の利点な挙げれば、それ
ぞれ個々（−は既番：公知の漂遊磁束測定方法および同
様Ｉ：公知の超音波の電気的励起方法とを組み合せて、
如何なる結合媒体を用いずＣ，壁厚のみならず。

横方向および縦方向のキズまたは孔の位１ｖ測定でき、
この所望の磁界の発生には回転磁石を利用している点で
ある。

以下図ＩＴＯヲ参照し乍ら、この発明の詳細な説明する
０ 第１図は、回転検査ユニツｔの断面図である。

このユニットには、Ｓ遊磁束回転検査システムの主要部
が含有されている◎これらシステム自身は、公知のもの
で１例えば以下の刊行物より知れている。叩ち、Ａｓｍ
Ｂ１９７７年９月１８日〜２３日、テキサス州ヒュース
［ン、°オイルチューブ製品の非破壊検査′第１〜１３
頁；住友す−？に１７．１９７７年５月、第７３〜７９
頁：マテリアルエバリユエーション５９フフ年７月、第
５２〜５６°頁がある。

このような漂遊磁束回転装置は、２個のａ＠Ａｌ２およ
び１４ｖ有する磁石な具え、この磁石はチューブＩＩＩ
を円心円上に包囲すると共にチューブの周すな回転する
・従って、磁界が磁極１２と１４との間で庄じるために
、磁束が被検体１６中Ｃ：発生Ｔる・この磁石のＳ界強
度が被検体１６の材料中の磁気飽和となる値まで増加す
ると１例えば縦方向の孔のキズのような欠陥によって庄
じる断面減少の場合に、比較的強い漂遊磁界がこれらの
欠陥部分に現われるようになる。この漂遊磁界を磁界プ
ローブ１８および２０によって検出でき、これらプロー
ブ１ｍ。

２０は磁極１２．１４４二対して９０度離間して配置さ
れており、これらプローブ【被検体ｊ６の簡りな周波数
Ｗで周期回転させる。このため。

これら磁界プローブｉｓ、ｚｏのそれぞれなキャリア２
１．２４Ｃよって支持する・上述したような漂遊磁束の
測定法Ｃ−よって、被検体の外側のキズは壁厚の５％ま
で、内側のキズは壁厚の１０１１まで゛如何なる支障な
く正確−一検出できるＯ しかし乍ら、このような漂遊磁束の測定法では、横方向
のキズお工び管の厚みや長さ等のデータな得ることがで
きないｅ 本発明によれば、これらデータな同じ回転レステムな用
いて、既知の超音波の電気的発生方法（：よって得るこ
とができる。この目的のため。

被検体の表面で発生させたうず電流パルスと共Ｃ：磁界
なこの被検体の表面Ｃ二対して平行または垂直Ｃ；存在
させる必要があり、これ１二よって。

ローレンツカ屯ユよって異った強さのパルスを被検体の
表面Ｃ二発生させ、その結果、超音波が発生する。磁界
の方向Ｃ：依存して、横方同、縦方回または表面の超音
波な発生できる一Ｗ厚を測定Ｔるには、一般（二横方同
の波を使用し、これ（二対して横方向のキズの検出（二
は表面波な用いている（ 磁極１２．１４を有Ｔる電磁石または永久磁石な回転さ
せること（；よって、被検体の表面Ｃ二垂直な万回Ｃ二
磁極から下方同１；磁界を延在させることができ、従っ
てこの磁界は表面上平行の磁界プローブ１Ｂおよび２ｏ
の範囲以内Ｃ：延在するようになる。このことは１本発
明にょる漂遊磁束の測定法において、超音波の信号波な
回転磁石娼−よって電気的に発生させることを意味する
ものである□ 被検体１６の壁厚を測定可能とてるために。

うす電流励起プローブおよび受信プローブを被検体に面
している磁極１２．１４の遊端中に配ｌＴる必要がある
。Ｉ８１図Ｃ：おいて、これらうず電流プローブを番号
２６．２Ｍまたはｊｏ・３２な付して線図的に表示して
いる・従って。

プローブ２６または３０によって発生させたうず電流パ
ルスな、これらプローブと同じ磁極１２または１４中Ｃ
二配置した受信プローブ２８または３２６二よって感知
している。そして、受信したうず電流パルスを既知の電
子回路（図示せず）で処理している・この処理方法ｋＡ
び回路については１例えば、刊行物＠ＩＪｌｔｒａｓｏ
ｎ１ｃＴｅｓｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｈａｌｆ−ｗｒｏｕｇｈ
ｔ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｂｙυ−１Ｍｇｇｌｅｃｔｒｏ
ｄｙｎａｍｉｃ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｔｒｍ＠ｆｏ
ｒｍｅｒｓ　’　。

１９８０年１月２５日＊　Ｈｏｅｓｃｈ　Ｈｕｅｔｔｅ
ｒｗ＠ｒｋ＊ＡＧ、（ドルトムント市）および、ドイツ
特許明細書第２６２１６８４号ならび（二ドイツ公開特
許公報第２９２４８１９号Ｃ：開示されている。

うずｉｌｌ！ｌｌ用プローブ２６．２Ｍおよび受信用プ
ローブｓｏ、ｓｚｗｔＢ極ＩＩおよび１４の範囲内Ｃ；
配置すること（：よって、±５／１００　ｍｍの精度で
壁厚を測定できるｅ 磁界プローブ１８および２ｏの範囲以内Ｃ：表面波の最
適励起が行われるので、この面一：うず電流励磁用プロ
ーブｊ４．ＪＪｌおよび受信用プローブ：９６．４０％
：配置する◎測定データの検出な最適に行なうため一：
、うず電流励起用およ′び受信用プローブｓａ　＃　ｓ
ｓまたは、９　Ｒ、ｄ　Ｏを平らなコイルで形成Ｔる必
要があり、このコイル巻線の形状は第３図および！Ｊ４
図で示ＴようＣ二曲折した形状である・受信用プローブ
な表ｔｈ１ｗ４域の波の伝搬方向４二対して斜めに配＠
−ｒる場合には、この表面饋域中に延在τる波（−よっ
て波の一部が受信用プローブＣ二面って反射されるよう
Ｃ：なる・従って、Ｊｌつたでンデ俗東か矢視される。

１１４３図によれば１曲折形状のコイルｎａ、ＭＩｉの
主軸は互いＣ；平行ζ；延在していると共Ｃ二、ａ′界
プローブＩ８ζ二隣接して配列される。また、第３図Ｃ
：よれば、数個の磁界プローブＶ並べて配置して、被検
体Ｉ６の大きな表面領域な一時感二走査でることも可能
である一図示の様Ｃ，ｆ１％界プローブ１８および曲ｔ
ｒ形状プイル５ａａ８６％！同じ支持体２２（：よって
支持している。

第４図は保持部材２４を示し、この保持部材ＦＪによっ
て、数個の磁界プローブ２０な並べて配置しである−う
ず富流励１用および受信用プローブ３８および４０線２
曲折形状ＩＩｔ有しており、これらの軸が互いＣ；９０
度敗丁ことが望ましい。

うずＩＩｌかｔ励磁用および受信用プローブ１−０！Ｉ
　Ｉ’ｆ　ａ　Ｒｇ　ｅ　ｄ　（Ｆの配置を特別Ｃ：設
計すルコトによって１表（ｋｌｃ近い都会の欠陥な検出
することができ、この表面の伸びは各々の鷺鯵の１０優
よ易）少ないものである。横方向の切り込みを感知する
場合には、壁厚の７係の欠陥を正確６：検出できる・ また、うず電流励磁用および受信用プローブ２６．２８
またはｓｏ、ｓｚ媚：関して被検体１６１に回転中、大
きな表面領域で係合させるため≦：、第２図で示すよう
Ｃ：数個のプローブを並べて配置することは当業者（二
とって容易Ｃ：看想し得るもの°である◎

【図面の簡単な説明】

＄１図は本発明に係る回転検査装置の断面を線図的１；
表わした構成図、Ｉ！２図は、うす電流励起用および受
信用プローブの構成な示す線図。 第３図および！Ｊ４図は、共通の支持部材感−配置した
磁界プローブおよびうず電流励起用および受信用プロー
ブを示す線図である・ １：１．１４・・・出極、１８．２０・・・磁界プロー
ブ、２６．！１１．ｊ１０．ｌＩ２．Ｉ４．Ｉｌｉ。 ３８．４０・・・うず電流励起用および受信用プローブ
・　　　　　　　出願人代理人弁理士　鈴江武彦手続補
正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭５７−１２７４３７号 ２、発明の名称 強磁性体材料の非破壊検査方法および装置３、補正をす
る者 事件との関係　、特許出■人 ヌーケン・ｒ−工ムペーハー ４、代理人 住所　東京都港区虎ノ門１丁目あ番５号　第１７森ビル
昭和ｓ７年１０月２６日 明細書の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　好適（：は円筒形状の例えば管体または棒体
   の被検体を２個の磁極な設けた回転する磁石によって包
   囲してこのような強磁性体材料の非破壊検査を行なう方
   法６；おいて、前記磁石（：よって発生させた磁界ｔ−
   前記被検体中１＝超曾波を電気的（：励起させると同時
   （；漂遊磁束の測定用−二も使用するようにしたこ七す
   特徴とする非破壊検査方法。 ■）　好適Ｃ；は円筒形状の例えば管体凍たは棒体のよ
   うな強磁性性材料から成る被検体な非破壊検査する装に
   ζ；おいて、被検体ｊ　＃ｌＬ’２個の磁極ｊ！ａｌＪ
   Ｙ有し回転する磁石に二って包囲し、この磁石の自転に
   同期して回転する少なくとも１個の磁界プローブ１Ｂ、
   ：ｊＤ’ｌこの被検体１６の喝縁表面上Ｃ；設け、Ｊｌ
   ！ｌ二、うず電流励起用および受信用プローブ（２ｇ＝
   ＃Ｊｉ：ｓｏ＊ｚｘ：ｓａ、ｓｓ；ｓｓ、ａｏ）％：こ
   の被検体に面した磁極の領域中および／またはこの被検
   体１２面した前記磁界プローブの領域中４二配賑したこ
   とな特徴とＴる強磁性体材料の非破壊検査装置− （３）　　前記磁極１２１１４の各々シ一対して。 ９０度の角Ｉｔｖ成Ｔ餉域（二前記２個の磁界プローブ
   ｔｔｔ、ｚｏ’ｘそれぞれ配置したことな特徴とでる特
   許請求の範囲第２項記載の非破壊検査ＭｔＩＬ− （４）　　前記磁界プローブｔｓ、ｚｏ＊保持部材２２
   ．２−４ｉ二よって保持させると共１：、この保持部材
   ２２　、２４上感−前記うず電流励起用および受信用プ
   ローブ：Ｉ４．３６”、１８．４０１に同時６：装置し
   たことな特徴とする特許請求の範囲第２項記載の非破ｌ
   ｌｌ−査装置。 ６）　前記うず１１流励起用および受信用プローブ（ｓ
   ａ、５ｓＨｓｔｔ、ｇｏ）を曲折して配賦した巻線な有
   Ｔる平らなコイルとしたことｔ特徴とする特許請求の範
   囲：＄４項ｄピ緘の非破壊検査装置・ （６）　　前記うず電流励起用および受信用プローブ（
   ３４＝Ｍ６：１Ｂ−４０）の曲折形状の巻線の中心軸な
   互い（：はぼ平行６二させたことな特徴とでる特許請求
   の範囲ＩＪ５項記載の非破壊検査装置・ （７）　　前記うず電流励起用および受信用プローブ（
   ｓａ、ｚｓ：ｚｔｉ、４ｏ）の曲折形状の巻線の中心軸
   を互い（二はば垂＠１’成ＴようＣ：配置したことな特
   徴とＴる特許請求の範１１ｆｉ＄５項記載の非破壊検査
   装置− 伽）　前記磁極端（二装置した前記うず電流励起用およ
   び受信用プローブ（ｚｅ、ｚａ：ｓｏ。 ５Ｚ）Ｗ：、互い（二同心円上（＝配置したコイルとし
   たことな特徴とＴる特許請求の範囲ｗＩｚ項記載の非破
   壊検査装置。 （９）　　複数個の前記うず電流励起用および受信用コ
   イル（２６，ｚｓ　；　ｇｏ　、ａｔ）ｖｌＩｉＪ記磁
   極端≦二並べて配置したことな特徴とＴる特許請求の範
   囲９Ａ８項記載の非破壊検量！６に・