JPS6324152A - 渦流探傷用プロ−ブ - Google Patents

渦流探傷用プロ−ブ

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JPS6324152A
JPS6324152A JP60277369A JP27736985A JPS6324152A JP S6324152 A JPS6324152 A JP S6324152A JP 60277369 A JP60277369 A JP 60277369A JP 27736985 A JP27736985 A JP 27736985A JP S6324152 A JPS6324152 A JP S6324152A
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Japan
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eddy current
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tube
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detection probe
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Yoshihisa Shindo
進藤 嘉久
Shinji Yoshie
伸二 吉江
Masashi Morimoto
正史 森本
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は管に内挿して使用する7I!Jl流深傷用プロ
ーブに関する。
〔従来の技術〕
従来、熱交換器に組込まれている伝熱管および、地中埋
設管のごとき管は、外面からの探傷検査は難しいので、
通常内挿型渦流探傷用プロ−ブを用いて管内面から定期
検査等を行っている。この場合、管が非磁性材料である
場合・は格別の不都合を生じないが、強磁性材料である
場合は、そのままでは高感度の探傷を行うことができな
い。それは管のi! 611率が大きく渦電流が管の内
表面近傍にのみ集中し、管の外表面にまで達せず管外表
面の探傷感度が低下するからである。そこで6■気飽和
により管の透tn率を低下せしめる目的で以下に示す磁
気回路を存する内挿型プローブが用いられている。
第8図および第9図は従来の渦流探傷用プローブ50を
しめしており、第9図は第8図の■−■線におけく断面
図である。Lは管をしめし、54は円柱状継鉄であり、
その両端部には円筒状の永久磁石51a、51bを嵌着
しており、継鉄54の中央部には絶縁材53を介して検
査コイル52を取着けている。(例えば実開昭58−9
1155号) この内挿渦流探傷用プローブ50は管り内に挿入して探
傷を行うさいに、−点鎖線で示す磁気回路が形成される
。すなわち、渦流探傷用プロ、−ブ50の軸に垂直な方
向の断面積より若干小さい軸に垂直な方向の断面積をも
つ継鉄54を磁路の一部とし、一対の永久磁石51a、
51bより発した磁束が管tに入り、管を内の軸に垂直
な方向の断面上に分布して、管りを軸方向に磁気飽和し
、これにより管を内の磁束密度を確保している。第10
図および第11図は従来の渦流探傷用プローブ50によ
る渦電流の発生状態をしめている。上記の磁気飽和状態
において、検査コイル52に高周波信号を通じると管を
内には、第10圓に示す様に管tの周方向に渦をなす同
心円状の渦電流が発生し、管り内の磁気飽和用磁束密度
が高いと第11図に示した様に渦電流の管外表面近傍の
分布が増加して、傷に対する検出感度を確保している。
そして、渦流探傷用プローブ50の移動にともない、渦
電流の流路中に傷等の欠陥による管tの電磁気特性の変
化が存在すれば、渦電流の変化が生じ、これを検査コイ
ル52のインピーダンス変化としてとらえて、欠陥の存
無を検出している。第12図は管tの周方向において、
同一円周上に複数個の欠陥da、dbが存在しているこ
とをしめしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来の内挿渦流探傷用プローブ50
では慣用する永久磁石の強さおよび鉄心の飽和磁束密度
に制約があり、かつ寸法的に小型にすることの困難性も
あって、プローブ内の磁路断面積と管内の磁路の断面積
との比を大きくすることができず、管における磁束密度
を増加させることが困難であるため、強磁性材ギ4であ
りかつ管が小径厚肉管である場合の探傷にさいしては、
傷に対する検出感度に限界が生しる。検査コイル52に
よって管tに流れる渦′電流の流れが第1O図にしめす
ごとく管tの円周方向に向いているため、管もの全周を
一様に探傷することとなる。したがって第12図に示す
がごとく管tの円周方向において同一・円周上に複数個
の欠陥da=dbが存在する場合、円周方向の分解可能
が不充分で、これらの欠陥を分離、識別することが困難
であるという問題があった。なお、円周方向の分解能が
不十分であるということについては、非磁性管に対して
探傷を行ったさいにも生ずるものである。
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
強磁性材料であり、かつ管が小径厚肉管であっても、欠
陥を高感度にて探傷しうるのみならず、管の円周方向に
おいて同一円周上に複数個の欠陥が存在する場合、これ
らの欠陥の分離、識別を可能ならしめる分解能を有する
優れた渦流探傷用プローブを提供する事を目的とするも
のである。
〔問題点を解決丈るための手段〕
本発明は上記目的を達成するために、第1の発明は、管
に内挿し中心部に設けた円柱状継鉄と扇形状断面からな
り磁化方向が中心軸に対して直角で該扇形の外周部には
それぞれ両磁極が着磁され継鉄の両側面に対称に接合し
た永久磁石と、永久磁石が接合していない継鉄の中央部
に配設した検査コイルからなり、第2の発明は、第1の
発明による構成のほかに渦流探傷用プローブの軸方向に
は回転駆動IIJ、構および軸方向移動機構を接続して
おり、さらにまた第3弁の発明は、第1の発明による構
成のほかに渦流探傷用プローブを複数とするとともに、
軸方向に連接し、各プローブ磁極方向を一定角度をもっ
て順次変化させ、軸方向移動機構と接続するようにした
ものである。
〔作用〕
本発明は上記のような構成により次のような作用を有す
る。すなわち、第1の発明は、渦流探傷用プローブを管
に内挿すると渦流探傷用プローブと管との間に磁気回路
が形成され、検査コイルの作用とともに管における傷の
有無について探傷しうる。また、プローブ内の磁路の断
面積と管内の磁路の断面積との比を大きくすることによ
り管における磁束密度を増加させ、強磁性材料であり、
かつ管が小径厚肉管である場合の探傷にさいし、でも傷
を高感度にて探傷することができ、ことに、永久磁石が
接合していない継鉄の中央部には大型にして、容量が大
きい検査コイルを配設するスペースが確保できて、該大
型の検査コイルを用いることによって、管における傷に
対する検出感度を増大させることができる。
さらに、管における磁化方向を断面方向としており、管
には局部的な渦電流が生起されて、管の全周を一様に探
傷することにより、同一円周上に複数個の欠陥が存在す
る場合も、円周方向の分解能が増大するため、こられら
の欠陥の分離、識別が可能となる。
また、第2の発明は、渦流探傷用プローブの軸方向には
回転駆動81構および軸方向移動機構を接続することに
よりプローブの作動を自動的にすることが可能となり、
搬送を自在化できるため、多数にして比較的長大な管の
多数の探傷を管の全周にわたり、もれなく効率よく行う
ことができる。
さらにまた、第3の発明は、複数の渦流探傷用プローブ
の各プローブの角度を順次変化させて軸方向移動機構を
接続することにより、渦流探傷用プローブの回転駆動機
構を省略することができて、しかも管全面にわたりもれ
なく探傷を達成することができるので渦流探傷用プロー
ブの構造を簡易にさせることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面について詳細に述べる。
第1図は、第1の発明の一実施例の構成をしめし、第2
図は第1図のI−1線における断面圓をしめすものであ
る。
第1図および第2図において、tは管、10は渦流探傷
用プローブ、40は軸方向移動機構を兼ねるケーブルを
しめす。渦流探傷用プローブ10は中心部に設けた円柱
状継鉄k、永久磁石l、la、検査コイル2、絶縁材3
などからなり、管tに内挿し、て探傷を行う。永久磁石
1.1aの形状は、第2図においてしめすごとくその断
面は、扇形状をなし、継鉄にの円柱両側面に対称に接着
剤などを用いて接合している。
継鉄にのほぼ中央部には!i!!縁材3上に検査コイル
2を配設している。
渦流探傷用プローブ10を管tに内挿すると1、渦流探
傷用プローブ10と管りの間に磁気回路が形成され、こ
の状態において検査コイル2を通じて欠陥による管の電
磁気的変化を示す探傷信号を検出する。かくして、永久
磁石1.1aが接合していない円柱状継鉄にのほぼ中央
部には大型にして、容量が大きい検査コイル2を配設す
るスペースが61保できるため、該大型の検査コイル2
を用いることによって、管【における傷に対する検出感
度を増大させることができる。
第3図は第1図および第2図にしめした渦Ji、探傷用
プローブ10にもちいている永久磁石1.1aと継鉄に
および管tか、ろなる磁気回路を12めし、永久磁石1
.1aのそれぞれの磁化方向が中心軸に対して直角で1
、外周部において崖径方向にそれぞれ両fiB11.s
を有し、かつ、それぞれが逆方向の6Nhをしめずごと
く着石11されており、磁束は継鉄kを介して一点鎖線
にてしめしたように流れ、管の断面方向を磁化させてい
る。
第3図において、渦流探傷用プローブ10のB部の磁束
密度Bp、伝熱管を内の磁束密度をBtとすれば B t = (123/ (x++i’z)l  HB
 pとなる。
一方、第8回にしめず従来の渦流探傷用プローブ50に
おいては、継鉄54A部の断面積をSp、A部を通過す
る磁束の磁束密度をBp’、伝熱管tの軸に垂直な断面
積をStとすれば、伝熱管を内の磁束密度Bt’は B t ’ = (SA/S t)  ・Bp’である
したが9て、管tにおける磁化方向を従来の軸方向から
断面方向に変更させることにより、管りのけ路の断面積
と渦流探傷用プローブ内の磁路の断面積の比xz/(7
!++zz)を従来のSA/Stに比して大きくするこ
とができるため管における磁束密度を向上させている。
上記の第1の発明の実施例にもとづく解析例による管内
磁束密度を従来の渦流探傷用プローブをもちいた管内磁
束密度を第13図および次の表にしめす。
なお、上記表において供試管の材料は21/4Cr1M
o鋼であり、寸法は外径25.41m。
内径18.4富1である。
第13図および上記表の解析例にても判明できるとおり
、本発明による方式によれば、管における磁束密度を向
上させることができ、強磁性材料であり、かつ小径厚肉
管である場合の探傷であっても、欠陥を高感度にて探傷
することができる。
また、第4図は第1図および第2図にしめした渦流探傷
用プローブ10をもちいて管むを探傷した場合に検査コ
イル2によって管tには局所的な渦電流が生起されてい
ることをしめしている。従って渦流探傷用プローブ10
の移動にともない、該渦電流中に欠陥が存在すると、欠
陥による管の電磁気的特性の変化によって検査コイルは
インピーダンス変化を詳細に1*出できる。従ってこの
検出したインピーダンス変化値をもとに図示を省略した
記録装置では欠陥に対する円周方向の分解能が増大し、
管の円周方向において同一円周上に複数個の欠陥が存在
する場合でも、これらの欠陥の分離、識別をすることが
可能である。
第5図は、第2の発明の一実施例をしめす。
第5図において、10は渦流探傷用プローブをしめし、
42は減速機、41はモータ、5はスリップリングを、
さらに40は軸方向移動機構を兼ねるケーブルをしめす
これらは渦流探傷用プローブ10に接続され、渦流探傷
用プローブ10はモータ41の回転駆動力により減速機
42を介して回転運動を行い、かつ軸方向移動n溝を兼
ねるケーブル40により軸方向に移動する。
スリップリング5は軸の周りに回転している渦流探傷用
プローブ10の検査コイル2からの探傷信号を図示する
ことを省略した検査機器に伝達するものである。
このように、渦流探傷用プローブ10に回転駆動機構を
接続し、これを軸方向移動機構10とを接続することに
より、渦流探傷用プローブ10によって生ずる渦電流が
局所的であっても第7図に示すがごとく、渦電流の流れ
る範囲に比して広い領域をもつ斜線部分の様な欠陥dに
対しても同図中の一点鎖線のごとく順次探傷を行う事に
より、欠陥の軸方向及び円周方向の分布を知る事が出来
、かつ、/l!!lI流深傷用プロ探傷10の作動を自
動的にすることが可能となり、搬送を自立化できるため
、多数にして比較的長大な管の多数の探傷を管の全面に
わたり、もれなく効率よく行うことができる。
第6図は、第3の発明の一実施例をしめす。
第6図において、複数の渦流深傷用ブローブがスプリン
グ44をもってたわみ状態に対応しうるごと(軸方向に
一体的に連接しかつ端部においては軸方向移動機構を兼
ねるケーブル40と接続している。またそれぞれの渦流
探傷用プローブ10.10a、10b、10eの取付方
向は磁極方向を一定角度のずれθをもって順次進相させ
て配列している。第6図における実施例では角度のずれ
θは45″である。
このように、各渦流探傷用プローブ10.10a、10
b、IOCの角度を順次変化させて軸方向移動機構を兼
ねるケーブル40を接続することにより、渦流探傷用プ
ローブの回転駆動機構を省略することができて、しかも
管全面にわたりもれなく探傷を達成することができるの
で渦流探傷用プローブの構成を簡易にさせることができ
る。
〔発明の効果〕 上記実施例により明らかなように、第1の発明によれば
、強磁性材料でありかつ小径厚肉管の探(筋に適用する
にあたり、欠陥を高感度で探傷することができるととも
に、管の円周方向において同一円周上に複数個の欠陥が
存在する場合でも、欠陥に対する周方向の分解能の増大
により、これらの欠陥の分離、識別が可能となる。
ことに、大型にして、容量が大きい検査コイルを用いる
ことによって、管における傷に対する検出感度を著しく
増大させることができる。
第2の発明によれば、渦電流の流れる範囲に比して広い
領域をもつ欠陥に対しても、欠陥の軸方向及び周方向の
分布を知ることができて、渦流探傷用プローブの作動を
自動的にすることが可能となり搬送を自在化できるため
、多数にして比較的長大な管の探傷を効率よく行うこと
ができる。
第3の発明によれば、渦流探傷用プローブの回転駆動機
構を省略することができて、しかも管全面にわたりもれ
なく探傷を達成することができるので渦流探傷用プロー
ブの構成を簡易にさせることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の発明の一実施例に係る渦流探傷用プロー
ブの概略図、第2図は同断面画、第3図は同磁気回路図
、第4図は同渦電流をしめず説明図、第5図は第2の発
明)侮施例に係る渦流探傷用プローブの概略図、第6回
は第3の発明の一曲実施例に係る渦流探傷用プローブの
概略図、第7図は第5図および第6I211にしめす。 実施例に係る説明図、第8図は従来技術に係る〜渦流探
傷用プローブの概略図、第9図は同断面、図、第10図
は同渦電流をしめず説明図、第11図は管内磁束密度に
よる渦電流分布の変化をしめず説明図、第12図は従来
技術に係る分剤、識別が困難である欠陥をしめず説明図
、第130は本発明および従来技術に係る管内磁束密度
の比較をしめず説明図である。 1.1a −−−−−−一永久磁石 2  −−−−−−一検査コイル 10 −−−−−−一渦流探傷用ブローブ40 −−−
−−−−ケーブル 1  −−−−−−一管 R−−−−−−一継鉄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、管に内挿し、中心部に設けた円柱状継鉄と扇形状断
    面からなり磁化方向が中心軸に対して直角で該扇形の外
    周部にはそれぞれ両磁極が着磁され継鉄の両側面に対称
    に接合した永久磁石と、永久磁石が接合していない継鉄
    の中央部に配設した検査コイルからなる渦流探傷用プロ
    ーブ。 2、管に内挿し、中心部に設けた円柱状継鉄と扇形状断
    面からなり磁化方向が中心軸に対して直角で該扇形の外
    周部にはそれぞれ両磁極が着磁され継鉄の両側面に対称
    に接合した永久磁石と、永久磁石が接合していない継鉄
    の中央部に配設した検査コイルからなる渦流探傷用プロ
    ーブにおいて、前記渦流探傷用プローブの軸方向には回
    転駆動機構および軸方向移動機構を接続したことを特徴
    とする渦流探傷用プローブ。 3、管に内挿し、中心部に設けた円柱状継鉄と扇形状断
    面からなり磁化方向が中心軸に対して直角で該扇形の外
    周部にはそれぞれ両磁極が着磁され継鉄の両側面に対称
    に接合した永久磁石と、永久磁石が接合していない継鉄
    の中央部に配設した検査コイルからなる渦流探傷用プロ
    ーブにおいて、前記渦流探傷用プローブを複数とすると
    ともに、軸方向に連接し、各プローブの磁極方向を一定
    角度をもって順次変化させ、軸方向移動機構と接続した
    ことを特徴とする渦流探傷用プローブ。
JP60277369A 1985-12-10 1985-12-10 渦流探傷用プロ−ブ Expired - Lifetime JPH0684954B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5891155U (ja) * 1981-12-15 1983-06-20 住友金属工業株式会社 渦流探傷用プロ−ブ

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