JP2000356624A - Eddy current flaw detection method - Google Patents

Eddy current flaw detection method

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JP2000356624A
JP2000356624A JP11167863A JP16786399A JP2000356624A JP 2000356624 A JP2000356624 A JP 2000356624A JP 11167863 A JP11167863 A JP 11167863A JP 16786399 A JP16786399 A JP 16786399A JP 2000356624 A JP2000356624 A JP 2000356624A
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coil
flaw detection
eddy current
test
frequency
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Japanese (ja)
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Katsuhiro Kojima
勝洋 小島
Yuji Kato
雄二 加藤
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an eddy current flaw detection method capable of expanding a phase difference between a flaw signal and a vibration noise even in the case of application to a non-magnetic material or a magnetic material heated to a temperature above its Curie point, to enhance the improving effect of an S/N ratio by phase detection. SOLUTION: In this eddy current flaw detection method, an eddy current is induced in a specimen 16 by flowing an alternating current through a solenoid- like test coil 10 with passing the specimen 16 made of a non-magnetic material or a magnetic material heated to a temperature above its Curie point through the test coil 10, and a change of the eddy current is detected. The frequency of the alternating current flowing through the test coil 10 is controlled to 200-1,000 kHz, preferably, 300-600 kHz.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、渦流探傷方法に関
し、さらに詳しくは、非磁性材料もしくはキュリー点以
上の温度に加熱された磁性材料からなる棒材、線材等に
発生したヘゲ、割れ、線状傷、表面の凹凸等の欠陥を非
破壊で検査する方法として好適な渦流探傷方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an eddy current flaw detection method, and more particularly, to barges, cracks, and the like generated on a rod or wire made of a nonmagnetic material or a magnetic material heated to a temperature higher than the Curie point. The present invention relates to an eddy current flaw detection method suitable for non-destructively inspecting defects such as linear flaws and surface irregularities.

【0002】[0002]

【従来の技術】コイルに交流を流すことによって形成さ
れる磁界内に導電性を有する試験体をおくと、電磁誘導
現象により試験体内に渦電流が誘導される。この渦電流
は、試験体内に欠陥等が存在すると乱れが生じるので、
これをコイルのインピーダンス変化として検出すれば、
試験体内の欠陥等の有無を非破壊で検査することができ
る。このような渦電流の変化を利用した欠陥の非破壊検
査方法は、渦流探傷試験として知られている。
2. Description of the Related Art When a conductive test object is placed in a magnetic field formed by flowing an alternating current through a coil, an eddy current is induced in the test object by an electromagnetic induction phenomenon. This eddy current is disturbed if there is a defect or the like in the test body.
If this is detected as a change in coil impedance,
The presence or absence of a defect or the like in the test body can be inspected nondestructively. A nondestructive inspection method for defects using such a change in eddy current is known as an eddy current flaw detection test.

【0003】渦流探傷試験は、試験コイルを試験体に直
接接触させなくても比較的高い分解能が得られ、また、
試験コイルと試験体の間に油膜等の誘電体が存在してい
ても影響を受けないという利点を有していることから、
金属製の線材、棒材等に発生した割れ、ヘゲ、線状傷
等、あるいは金属板表面に形成された凹凸等の欠陥を検
出するための非破壊検査方法として広く用いられている
ものである。また、試験体の形状が棒材、線材のような
場合には、貫通コイル式の熱間渦流探傷装置が一般に利
用されている。上記装置のコイルに流す交流の周波数
は、一般に、30〜125kHzである。
In the eddy current test, a relatively high resolution can be obtained without directly contacting a test coil with a test piece.
Since it has the advantage that it is not affected even if a dielectric such as an oil film exists between the test coil and the test piece,
It is widely used as a non-destructive inspection method for detecting cracks, scabs, linear scratches, etc. generated on metal wires, bars, etc., or defects such as irregularities formed on the metal plate surface. is there. In the case where the shape of the test body is a rod or a wire, a hot eddy current flaw detector of a penetration coil type is generally used. The frequency of the alternating current flowing through the coil of the above device is generally 30 to 125 kHz.

【0004】ところで、渦流探傷試験においては、試験
体に誘導された渦電流は 試験体内に存在する欠陥の他
に、試験コイルと試験体との相対的な位置変化の影響を
受ける。例えば、試験コイル内部に金属線を貫通させ、
金属線を移動させながら探傷を行う場合において、金属
線が試験コイルの中で偏心したり、上下動すると、渦電
流が変化し、試験コイルのインピーダンス変化として現
れる。金属板表面に試験コイルを走査させながら探傷を
行う場合も同様であり、試験コイルと金属板の距離が変
動したり、試験コイルが傾いたりすると、試験コイルの
インピーダンスが変化する。
In the eddy current testing, eddy currents induced in a test body are affected by not only defects present in the test body but also changes in the relative positions of the test coil and the test body. For example, penetrate a metal wire inside the test coil,
When performing flaw detection while moving the metal wire, if the metal wire is eccentric or moves up and down in the test coil, the eddy current changes and appears as a change in the impedance of the test coil. The same applies to the case where flaw detection is performed while scanning the test coil on the surface of the metal plate. If the distance between the test coil and the metal plate changes or the test coil tilts, the impedance of the test coil changes.

【0005】試験コイルと試験体との相対的な位置変化
に起因するインピーダンス変化は、製品の形状や寸法の
変化、基板上に成膜した膜の厚さの変化等を測定する方
法として積極的に利用することも可能であるが、探傷試
験においては、大きな振動ノイズとなって現れ、S/N
比を低下させる原因となる。従って、渦流探傷試験にお
いて、探傷精度を高めるには、振動ノイズを最小限に抑
える必要がある。
[0005] The impedance change caused by the relative position change between the test coil and the test specimen is actively used as a method for measuring the change in the shape and dimensions of a product, the change in the thickness of a film formed on a substrate, and the like. However, in the flaw detection test, it appears as a large vibration noise, and the S / N
It causes the ratio to decrease. Therefore, in the eddy current flaw detection test, it is necessary to minimize vibration noise in order to increase the flaw detection accuracy.

【0006】このような振動ノイズを抑制する方法とし
ては、例えば、試験体に対して1対の試験コイル(いわ
ゆる、自己比較方式の試験コイル)を併置し、試験体に
おける隣接した2つの部分の差異を検出する方法、位相
検波器を用いて振動ノイズを除去する方法、バンドパス
フィルタを用いて特定の周波数成分を有する周波数のみ
を取り出す方法等が知られている。
As a method of suppressing such vibration noise, for example, a pair of test coils (a so-called self-comparison type test coil) is juxtaposed to a test body, and two adjacent portions of the test body are connected. There are known a method of detecting a difference, a method of removing vibration noise using a phase detector, and a method of extracting only a frequency having a specific frequency component using a bandpass filter.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】位相検波による振動ノ
イズの抑圧は、図4に示すように、探傷信号を電圧平面
上に2次元的に表示し、移相器を介して振動ノイズの位
相(直線OB)に対して90゜の位相差を有する制御信
号(直線OT)を位相検波回路に加え、傷信号(直線O
A)の直線OTに対する投影長さ(直線OC)に比例し
た出力を発生させることにより行われる。従って、傷信
号と振動ノイズの位相差が90゜の場合、位相検波によ
るS/N比の改善効果が最大となる。
As shown in FIG. 4, the suppression of vibration noise by phase detection is such that a flaw detection signal is displayed two-dimensionally on a voltage plane, and the phase of vibration noise is detected via a phase shifter. A control signal (straight line OT) having a phase difference of 90 ° with respect to the straight line OB) is applied to the phase detection circuit, and the defect signal (straight line O
This is performed by generating an output proportional to the projection length (straight line OC) of the straight line OT in A). Therefore, when the phase difference between the flaw signal and the vibration noise is 90 °, the effect of improving the S / N ratio by the phase detection is maximized.

【0008】しかしながら、非磁性材料においては、従
来一般に用いられている30〜125kHzの周波数領
域で探傷した場合、傷信号と振動ノイズの位相差は、僅
か7〜8゜であり、得られた探傷信号に対して位相検波
を行っても、傷信号も同時に抑圧されるので、精度の高
い探傷を行うことができないという問題があった。
However, in the case of non-magnetic material, when a flaw is detected in a frequency range of 30 to 125 kHz which is generally used in the past, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise is only 7 to 8 °, and the obtained flaw detection is performed. Even if phase detection is performed on the signal, the flaw signal is also suppressed at the same time, so that there has been a problem that highly accurate flaw detection cannot be performed.

【0009】これに対し、試験体が磁性材料である場合
には、探傷に用いる周波数領域が30〜125kHzで
あっても、傷信号と振動ノイズの位相差は大(数十度)
であるので、明確に区別されるが、試験体が磁性材料で
あっても、例えば線材である場合、線材がコイル状に巻
き取られた後で探傷試験を行うのは困難であるので、線
材がコイル状に巻き取られる前に探傷試験を行うのが普
通である。そのため、熱間で圧延した場合は、材料の温
度がキュリー点を超えている状態で探傷試験を行うこと
になるので、非磁性材料の場合と同様に、傷信号と振動
ノイズの位相差が小さくなり、精度の高い探傷を行うこ
とができないという問題がある。
On the other hand, when the specimen is a magnetic material, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise is large (several tens of degrees) even if the frequency range used for flaw detection is 30 to 125 kHz.
Therefore, even if the specimen is a magnetic material, for example, if it is a wire, it is difficult to perform a flaw detection test after the wire is wound into a coil shape. It is common to perform a flaw detection test before the is wound into a coil. Therefore, in the case of hot rolling, the flaw detection test is performed in a state where the temperature of the material exceeds the Curie point, so that the phase difference between the flaw signal and the vibration noise is small as in the case of the non-magnetic material. Therefore, there is a problem that high-precision flaw detection cannot be performed.

【0010】本発明が解決しようとする課題は、非磁性
材料あるいはキュリー点以上の温度に加熱された磁性材
料に対して適用した場合であっても、傷信号と振動ノイ
ズとの位相差を拡大させることができ、これによって位
相検波によるS/N比の改善効果を向上させることが可
能な渦流探傷方法を提供することにある。
An object of the present invention is to increase the phase difference between a flaw signal and vibration noise even when applied to a non-magnetic material or a magnetic material heated to a temperature higher than the Curie point. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an eddy current flaw detection method capable of improving the effect of improving the S / N ratio by phase detection.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ソレノイド状の磁性コイルの中に試験体
を通過させ、励磁コイルに交流を流すことにより前記試
験体内に渦電流を誘導し、該渦電流の変化を検出する渦
流探傷方法において、前記試験体は、非磁性材料又はキ
ュリー点以上の温度に加熱された磁性材料からなり、前
記励磁コイルに流す交流の周波数を200〜1000k
Hzに制御したことを要旨とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method in which a specimen is passed through a solenoid-shaped magnetic coil, and an eddy current is generated in the specimen by passing an alternating current through an exciting coil. In the eddy current flaw detection method for inducing and detecting a change in the eddy current, the test body is made of a non-magnetic material or a magnetic material heated to a temperature equal to or higher than the Curie point, and the frequency of an alternating current flowing through the exciting coil is 200 to 1000k
The gist is that the frequency is controlled to Hz.

【0012】上記構成を有する本発明に係る渦流探傷方
法によれば、試験体が非磁性材料あるいはキュリー点以
上の温度に加熱された磁性材料である場合において、周
波数を200〜1000kHzに制御して行われるの
で、傷信号と振動ノイズの位相差が拡大する。そのた
め、このような方法で得られた探傷信号に対して位相検
波を行えば、S/N比が改善され、探傷精度を向上させ
ることができる。
According to the eddy current flaw detection method of the present invention having the above configuration, when the test body is a non-magnetic material or a magnetic material heated to a temperature equal to or higher than the Curie point, the frequency is controlled to 200 to 1000 kHz. As a result, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise increases. Therefore, if the phase detection is performed on the flaw detection signal obtained by such a method, the S / N ratio is improved, and the flaw detection accuracy can be improved.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1に試験
コイルの一例を示す。図1において、試験コイル10
は、励磁コイル12の内側に検出コイル14を配置し
た、いわゆる自己比較相互誘導型の貫通コイルである。
また、試験コイル10の内部には、線状の試験体16が
挿入されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the test coil. In FIG. 1, the test coil 10
Is a so-called self-comparison mutual induction type penetration coil in which the detection coil 14 is arranged inside the excitation coil 12.
A linear test body 16 is inserted inside the test coil 10.

【0014】励磁コイル12は、ソレノイド状の貫通コ
イルである。その両端には、発信器30が接続され、励
磁コイル12に所定の周波数を有する高周波電流を流せ
るようになっている。
The exciting coil 12 is a solenoid-shaped through coil. A transmitter 30 is connected to both ends thereof, so that a high-frequency current having a predetermined frequency can flow through the exciting coil 12.

【0015】検出コイル14は、2つのソレノイド状の
貫通コイル、すなわち、第1コイル14a及び第2コイ
ル14bからなる、いわゆる自己比較方式のコイルであ
り、2つのコイルは、差動に接続されている。また、検
出コイル14の両端の出力端子32、34は、増幅器
(図示せず)に接続され、増幅された探傷信号を位相検
波器(図示せず)に出力するようになっている。このよ
うに、2つのコイルが差動に接続された検出コイル14
を用いると、試験品の材質や、形状・寸法のような穏や
かな変化や振動ノイズ等が抑制されるので、ブリッジ抵
抗を用いることなく、微少な欠陥を安定して検出できる
という利点がある。
The detection coil 14 is a so-called self-comparison type coil composed of two solenoid-shaped through coils, that is, a first coil 14a and a second coil 14b. The two coils are connected differentially. I have. The output terminals 32 and 34 at both ends of the detection coil 14 are connected to an amplifier (not shown) so as to output the amplified flaw detection signal to a phase detector (not shown). Thus, the detection coil 14 in which the two coils are differentially connected
The use of the method suppresses gentle changes such as the material and the shape and dimensions of the test article, vibration noise, and the like, so that there is an advantage that a minute defect can be stably detected without using a bridge resistor.

【0016】ここで、発信器30を介して試験コイル1
0に流す周波数は、200〜1000kHzである必要
がある。周波数が200kHz未満になると、傷信号と
振動ノイズの位相差が数度以下となり、S/N比の改善
効果が認められないので好ましくない。また、周波数が
増加するに伴い、傷信号と振動ノイズの位相差は拡大す
る傾向にあるが、周波数が1000kHzを超えると、
位相差は逆に減少し、S/N比を低下させるので好まし
くない。高周波の周波数は、さらに好ましくは300〜
600kHzである。
Here, the test coil 1 is transmitted via the transmitter 30.
The frequency to flow to 0 needs to be 200 to 1000 kHz. If the frequency is less than 200 kHz, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise becomes several degrees or less, and the effect of improving the S / N ratio is not recognized. Also, as the frequency increases, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise tends to increase, but when the frequency exceeds 1000 kHz,
On the contrary, the phase difference decreases, and the S / N ratio decreases, which is not preferable. The high frequency is more preferably 300 to
It is 600 kHz.

【0017】また、本発明において、試験体16には、
非磁性材料、あるいは、キュリー点以上の温度に加熱さ
れた磁性材料が用いられる。このような非磁性を示す材
料に対して本発明を適用すると、従来の方法では困難で
あった傷信号と振動ノイズの分離が容易化されるという
利点がある。
In the present invention, the test piece 16 includes:
A non-magnetic material or a magnetic material heated to a temperature equal to or higher than the Curie point is used. When the present invention is applied to such a material exhibiting non-magnetism, there is an advantage that separation of a flaw signal and vibration noise, which has been difficult with the conventional method, is facilitated.

【0018】なお、試験体16は、線状である他、管
状、あるいは棒状であってもよい。また、試験コイル1
0の特性は、特に限定されるものではなく、共振周波数
の異なるコイルを用いた場合であっても、本発明の方法
により、傷信号と振動ノイズの位相差を拡大させること
ができる。
The test body 16 may have a linear shape, a tubular shape, or a rod shape. In addition, test coil 1
The characteristic of 0 is not particularly limited. Even when coils having different resonance frequencies are used, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise can be enlarged by the method of the present invention.

【0019】次に、図1に示す試験コイル10を用いた
探傷方法について説明する。まず、試験体16を試験コ
イル10内に挿入した状態で、発信器30を用いて所定
の周波数を有する高周波電流を励磁コイル12に流す。
励磁コイル12に高周波電流が流れると、試験体16内
に渦電流が誘導され、励磁コイル12内には、磁束が発
生する。
Next, a flaw detection method using the test coil 10 shown in FIG. 1 will be described. First, a high-frequency current having a predetermined frequency is caused to flow through the exciting coil 12 using the transmitter 30 in a state where the test body 16 is inserted into the test coil 10.
When a high-frequency current flows through the exciting coil 12, an eddy current is induced in the test body 16, and a magnetic flux is generated in the exciting coil 12.

【0020】また、励磁コイル12内に磁束が発生する
と、その磁束の一部が検出コイル14に鎖交する。この
時、第1コイル14a及び第2コイル14bの両端に
は、それぞれ、検出コイル14内を鎖交する磁束の大き
さに対応した起電力が発生するが、第1コイル14a及
び第2コイル14bは差動に接続されているので、試験
体16に欠陥がない場合には、出力端子32及び34間
には、振動ノイズのみが探傷信号として出力される。
When a magnetic flux is generated in the exciting coil 12, a part of the magnetic flux is linked to the detecting coil 14. At this time, at both ends of the first coil 14a and the second coil 14b, an electromotive force corresponding to the magnitude of the magnetic flux linking the inside of the detection coil 14 is generated, but the first coil 14a and the second coil 14b are generated. Are connected differentially, so that if there is no defect in the test body 16, only vibration noise is output as a flaw detection signal between the output terminals 32 and.

【0021】これに対し、試験体16に欠陥16aがあ
る場合において、試験体16を移動させ、欠陥16aが
第1コイル14aに達した時には、欠陥16aによって
試験体16内を流れる渦電流が変化し、第1コイル14
aのインピーダンスのみが変化する。これによって、出
力端子32及び34間には、振動ノイズと欠陥16aに
対応する傷信号が探傷信号として出力される。
On the other hand, when the test object 16 has the defect 16a, the test object 16 is moved, and when the defect 16a reaches the first coil 14a, the eddy current flowing through the test object 16 is changed by the defect 16a. And the first coil 14
Only the impedance of a changes. As a result, a flaw signal corresponding to the vibration noise and the defect 16a is output as a flaw detection signal between the output terminals 32 and 34.

【0022】欠陥16aが第1コイル14aを完全に通
過すると、出力端子32及び34間には、振動ノイズの
みが探傷信号として出力されようになるが、試験体16
をさらに移動させ、欠陥16aが第2コイル14bに達
した時には、前述とは逆に第2コイル14bのインピー
ダンスのみが変化する。そのため、出力端子32及び3
4間には、再度、振動ノイズ及び傷信号が探傷信号とし
て出力される。
When the defect 16a completely passes through the first coil 14a, only vibration noise is output as a flaw detection signal between the output terminals 32 and 34.
Is moved further, and when the defect 16a reaches the second coil 14b, only the impedance of the second coil 14b changes contrary to the above. Therefore, the output terminals 32 and 3
Between the four, the vibration noise and the flaw signal are output again as the flaw detection signal.

【0023】出力端子32、34から探傷信号が出力さ
れると、図示しない増幅器により増幅された探傷信号が
図示しない位相検波器に出力され、位相検波器において
位相検波が行われる。しかしながら、試験体16が非磁
性を示す材料である場合において、発信器30を介して
試験コイル10に流す周波数を30〜125kHzとす
ると、傷信号と振動ノイズの位相差は僅かであるので、
位相検波を行ってもS/N比の改善は見られない。
When the flaw detection signal is output from the output terminals 32 and 34, the flaw detection signal amplified by an amplifier (not shown) is output to a phase detector (not shown), and the phase detector performs phase detection. However, in the case where the test body 16 is a material showing non-magnetism and the frequency of the test coil 10 via the transmitter 30 is 30 to 125 kHz, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise is small.
Even if the phase detection is performed, no improvement in the S / N ratio is observed.

【0024】これに対し、試験コイル10に流す高周波
の周波数を200〜1000kHz、さらに好ましくは
300〜600kHzとすると、傷信号と振動ノイズの
位相差が30〜60度に拡大する。そのため、このよう
な状態で位相検波を行えば、振動ノイズのみが優先的に
抑圧され、S/N比を大幅に向上させることができる。
On the other hand, when the frequency of the high frequency supplied to the test coil 10 is set to 200 to 1000 kHz, more preferably 300 to 600 kHz, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise is increased to 30 to 60 degrees. Therefore, if phase detection is performed in such a state, only vibration noise is preferentially suppressed, and the S / N ratio can be significantly improved.

【0025】[0025]

【実施例】図1に示す形状を有する試験コイル10を用
いて、傷信号と振動ノイズの位相差を測定した。試験コ
イル10には、共振周波数500kHz、内径13mm
の自己比較方式、相互誘導型の貫通コイル(以下、これ
を「コイルA」という。)と、共振周波数1.6MH
z、内径13mmの自己比較方式、相互誘導型の貫通コ
イル(以下、これを「コイルB」という。)の2種類の
コイルを用いた。
EXAMPLE A test coil 10 having the shape shown in FIG. 1 was used to measure the phase difference between a flaw signal and vibration noise. The test coil 10 has a resonance frequency of 500 kHz and an inner diameter of 13 mm.
Self-comparison method, a mutual induction type penetration coil (hereinafter referred to as “coil A”), and a resonance frequency of 1.6 MH
Two kinds of coils, z, a self-comparison method with an inner diameter of 13 mm, and a mutual induction type penetration coil (hereinafter referred to as "coil B") were used.

【0026】試験体16には、直径8mmのオーステナ
イト系ステンレス鋼(SUS316)製の線材を用い
た。また、線材の表面には探傷用の人工欠陥を設け、そ
の形状は、コイルAを用いて探傷を行う場合には、直径
3mm、深さ0.1mmの平底孔とし、試験コイルBを
用いる場合には、直径3mm、深さ0.2mmの平底孔
とした。さらに、試験コイル10に流す周波数(以下、
これを「探傷周波数」という。)は、30〜700kH
zとし、試験温度は室温とした。
As the test body 16, a wire made of austenitic stainless steel (SUS316) having a diameter of 8 mm was used. Also, an artificial defect for flaw detection is provided on the surface of the wire, and its shape is a flat bottom hole having a diameter of 3 mm and a depth of 0.1 mm when flaw detection is performed using the coil A, and a test coil B is used. Was a flat bottom hole having a diameter of 3 mm and a depth of 0.2 mm. Further, a frequency (hereinafter, referred to as a frequency) flowing through the test coil
This is called “flaw detection frequency”. ) Is 30-700kHz
z and the test temperature was room temperature.

【0027】このような測定条件下において、試験体1
6に振動を与えることなく試験コイル10内を移動させ
た場合、試験体16をハンマでたたいて故意に上下動を
与えた場合、及び試験体16を故意に傾けた場合につい
て、それぞれ、探傷信号を出力させ、傷信号と振動ノイ
ズの位相差を測定した。
Under these measurement conditions, the specimen 1
6, the test piece 16 was moved inside the test coil 10 without vibration, the test piece 16 was hit with a hammer to intentionally move up and down, and the test piece 16 was intentionally tilted. The signal was output, and the phase difference between the flaw signal and the vibration noise was measured.

【0028】図3に、探傷信号のオシロスコープ波形の
一例を示す。試験コイルAを用いた場合において、探傷
周波数を90kHzとすると、図3(a)に示すよう
に、傷信号と傾きに起因する振動ノイズの位相差は、2
5度であった。しかしながら、傷信号と上下動に起因す
る振動ノイズは、いずれもオシロスコープ上において水
平方向に現れ、位相差は0度であった。
FIG. 3 shows an example of an oscilloscope waveform of the flaw detection signal. In the case where the test coil A is used and the flaw detection frequency is 90 kHz, as shown in FIG. 3A, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise caused by the inclination is 2
5 degrees. However, both the flaw signal and the vibration noise caused by the vertical movement appeared on the oscilloscope in the horizontal direction, and the phase difference was 0 degree.

【0029】これに対し、探傷周波数を400kHzと
すると、図3(b)に示すように、傷信号は、オシロス
コープ上においてほぼ水平方向に現れたのに対し、試験
体16の上下動及び試験体16の傾きに起因する振動ノ
イズは、オシロスコープ上において斜め方向に現れ、傷
信号と振動ノイズとの位相差は30度に拡大した。
On the other hand, assuming that the flaw detection frequency is 400 kHz, as shown in FIG. 3B, the flaw signal appears almost horizontally on the oscilloscope. The vibration noise caused by the inclination of 16 appeared on the oscilloscope in an oblique direction, and the phase difference between the flaw signal and the vibration noise was increased to 30 degrees.

【0030】また、試験コイルBを用いた場合におい
て、探傷周波数を100kHzとすると、図3(c)に
示すように、傷信号は、オシロスコープ上において水平
方向に現れた。一方、上下動に起因する振動ノイズと傷
信号の位相差は65度であったが、傾きに起因する振動
ノイズと傷信号の位相差は20度であった。
When the test coil B was used and the flaw detection frequency was 100 kHz, the flaw signal appeared horizontally on the oscilloscope as shown in FIG. 3C. On the other hand, the phase difference between the vibration noise and the flaw signal caused by the vertical movement was 65 degrees, while the phase difference between the vibration noise and the flaw signal caused by the inclination was 20 degrees.

【0031】これに対し、探傷周波数を400kHzと
すると、図3(d)に示すように、傷信号は、オシロス
コープ上においてほぼ水平方向に現れたのに対し、上下
動及び傾きに起因する振動ノイズは、いずれもオシロス
コープ上において斜め方向に現れ、傷信号と振動ノイズ
の位相差は、55度に拡大した。
On the other hand, assuming that the flaw detection frequency is 400 kHz, as shown in FIG. 3D, the flaw signal appears almost horizontally on the oscilloscope, while the vibration noise caused by the vertical movement and the tilt is generated. All appeared obliquely on the oscilloscope, and the phase difference between the flaw signal and the vibration noise was increased to 55 degrees.

【0032】図2に、探傷周波数と位相差の関係を示
す。なお、図2において、横軸の「位相差」は、傷信号
と上下動に起因する振動ノイズとの位相差、及び傷信号
と傾きに起因する振動ノイズの位相差の内、小さい方の
位相差を示す。コイルBの場合、探傷周波数を200k
Hz以上とすると、位相差は30度以上に拡大した。一
方、コイルAの場合、探傷周波数を300kHz以上と
すると、傷信号と振動ノイズの位相差は20度以上に拡
大した。
FIG. 2 shows the relationship between the flaw detection frequency and the phase difference. In FIG. 2, the “phase difference” on the horizontal axis is the smaller of the phase difference between the flaw signal and the vibration noise caused by the vertical movement and the phase difference between the flaw signal and the vibration noise caused by the inclination. Indicates phase difference. In the case of coil B, the detection frequency is 200k
When the frequency was set to Hz or more, the phase difference expanded to 30 degrees or more. On the other hand, in the case of the coil A, when the flaw detection frequency was 300 kHz or more, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise was increased to 20 degrees or more.

【0033】また、コイルA及びコイルBのいずれも、
探傷周波数600kHzまでは、探傷周波数の増加に伴
い、位相差はほぼ単調に増加したが、探傷周波数を70
0kHzとすると、位相差は若干低下した。
In addition, both the coil A and the coil B
Up to the flaw detection frequency of 600 kHz, the phase difference increased almost monotonously with the increase of the flaw detection frequency.
At 0 kHz, the phase difference was slightly reduced.

【0034】以上の結果から、非磁性材料に対して渦流
探傷試験を行う場合において、探傷周波数を300kH
z以上とすると、試験コイル10の特性によらず、傷信
号と振動ノイズの位相差が拡大することがわかった。ま
た、このような条件下で実際に探傷を行えば、試験体が
非磁性を示す材料からなる場合であっても、S/N比が
改善され、探傷精度が向上することがわかった。
From the above results, when performing an eddy current flaw detection test on a non-magnetic material, the flaw detection frequency was set to 300 kHz.
It was found that when the value was z or more, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise increased regardless of the characteristics of the test coil 10. In addition, it was found that when flaw detection was actually performed under such conditions, the S / N ratio was improved and the flaw detection accuracy was improved even when the test piece was made of a nonmagnetic material.

【0035】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の改変が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. is there.

【0036】例えば、上記実施例では、室温のオーステ
ナイト系ステンレス鋼に対して本発明を適用した例につ
いて説明したが、他の非磁性材料、あるいはキュリー点
以上の温度に加熱された磁性材料の欠陥検査に対しても
本発明を適用することができる。また、貫通コイルを用
いて線材表面の欠陥を探傷する場合に限らず、内挿コイ
ルを用いて管内面の欠陥を検出する場合でも、同様に本
発明を適用することができる。
For example, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an austenitic stainless steel at room temperature has been described. However, other non-magnetic materials or defects of a magnetic material heated to a temperature equal to or higher than the Curie point can be used. The present invention can be applied to inspection. In addition, the present invention can be applied not only to the case of detecting a defect on the surface of a wire using a penetrating coil but also to the case of detecting a defect on the inner surface of a pipe using an insertion coil.

【0037】さらに、上記実施の形態では、本発明を欠
陥の探傷に用いた例について説明したが、試験コイルの
インピーダンス変化を用いて非磁性を示す材料からなる
製品の形状、寸法等を検査する場合に対しても本発明を
適用できる。その際、コイルに流す高周波の周波数を所
定の範囲内とすれば、振動ノイズを効果的に除去するこ
とができ、形状、寸法等の計測精度を向上させることが
できる。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is used for flaw detection of a defect has been described. The present invention can be applied to the case. At this time, if the frequency of the high frequency flowing through the coil is within a predetermined range, the vibration noise can be effectively removed, and the measurement accuracy of the shape, dimensions, and the like can be improved.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明は、ソレノイド状の磁性コイルの
中に試験体を通過させ、励磁コイルに交流を流すことに
より前記試験体内に渦電流を誘導し、該渦電流の変化を
検出する渦流探傷方法において、前記励磁コイルに流す
交流として、周波数が200〜1000kHzの高周波
を用いているので、前記試験体が非磁性材料又はキュリ
ー点以上の温度に加熱された磁性材料であっても、傷信
号と振動ノイズの位相差が拡大し、位相検波におけるS
/N比改善効果が向上するという効果がある。
According to the present invention, an eddy current is induced in a test body by passing the test body through a solenoid-shaped magnetic coil and passing an alternating current through an exciting coil to detect a change in the eddy current. In the flaw detection method, since a high frequency having a frequency of 200 to 1000 kHz is used as an alternating current flowing through the excitation coil, even if the test specimen is a non-magnetic material or a magnetic material heated to a temperature equal to or higher than the Curie point, The phase difference between the signal and the vibration noise increases, and S in phase detection
There is an effect that the / N ratio improvement effect is improved.

【0039】また、前記励磁コイルに流す交流の周波数
を300〜600kHzに制御すれば、傷信号と振動ノ
イズの位相差は極大となり、位相検波におけるS/N比
改善効果がさらに向上するという効果がある。
When the frequency of the alternating current flowing through the exciting coil is controlled to 300 to 600 kHz, the phase difference between the flaw signal and the vibration noise becomes maximum, and the effect of improving the S / N ratio in the phase detection is further improved. is there.

【0040】以上のように、本発明に係る渦流探傷方法
によれば、従来困難であった非磁性を示す材料中に発生
した微少な欠陥を高い精度で検出することができるの
で、これを例えば、線材の欠陥検査、継目無鋼管の欠陥
検査、電縫管の溶接欠陥検査、熱交換器用配管の腐食検
査等に応用すれば、製品の品質向上に寄与するものであ
り、産業上その効果の極めて大きい発明である。
As described above, according to the eddy current flaw detection method according to the present invention, it is possible to detect minute defects generated in non-magnetic materials, which have been difficult in the past, with high accuracy. If applied to wire rod defect inspection, seamless steel pipe defect inspection, ERW pipe welding defect inspection, heat exchanger piping corrosion inspection, etc., it will contribute to the improvement of product quality, This is a very large invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に用いられる試験コイルの一例を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a test coil used in the present invention.

【図2】傷信号と振動ノイズの位相差に及ぼす探傷周波
数の影響を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the influence of a flaw detection frequency on a phase difference between a flaw signal and vibration noise.

【図3】共振周波数の異なる試験コイル及び探傷周波数
の異なる高周波を用いて渦流探傷試験を行った場合にお
けるオシロスコープ波形の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an oscilloscope waveform when an eddy current flaw detection test is performed using test coils having different resonance frequencies and high frequencies having different flaw detection frequencies.

【図4】位相検波の方法を説明するための概念図であ
る。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a phase detection method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 試験コイル 16 試験体 16a 欠陥 10 Test coil 16 Specimen 16a Defect

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ソレノイド状の磁性コイルの中に試験体
を通過させ、励磁コイルに交流を流すことにより前記試
験体内に渦電流を誘導し、該渦電流の変化を検出する渦
流探傷方法において、 前記試験体は、非磁性材料又はキュリー点以上の温度に
加熱された磁性材料からなり、 前記励磁コイルに流す交流の周波数を200〜1000
kHzに制御したことを特徴とする渦流探傷方法。
An eddy current flaw detection method for causing a test body to pass through a solenoid-shaped magnetic coil and causing an alternating current to flow through an exciting coil to induce an eddy current in the test body and detect a change in the eddy current. The test body is made of a non-magnetic material or a magnetic material heated to a temperature equal to or higher than the Curie point. The frequency of an alternating current flowing through the excitation coil is 200 to 1000.
An eddy current flaw detection method characterized in that the frequency is controlled to kHz.
【請求項2】 前記励磁コイルに流す交流の周波数を3
00〜600kHzに制御したことを特徴とする請求項
1に記載の渦流探傷方法。
2. The frequency of an alternating current flowing through the exciting coil is 3
2. The eddy current flaw detection method according to claim 1, wherein the eddy current flaw detection is controlled at 00 to 600 kHz.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2419187A (en) * 2004-10-12 2006-04-19 Rolls Royce Plc Eddy current analysis
US9494558B2 (en) 2009-12-22 2016-11-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Flaw-detection apparatus and flaw-detection method

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