JP2003130849A - 高感度欠陥検査法 - Google Patents

高感度欠陥検査法

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JP2003130849A
JP2003130849A JP2001323558A JP2001323558A JP2003130849A JP 2003130849 A JP2003130849 A JP 2003130849A JP 2001323558 A JP2001323558 A JP 2001323558A JP 2001323558 A JP2001323558 A JP 2001323558A JP 2003130849 A JP2003130849 A JP 2003130849A
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Tsutomu Kaido
力 開道
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造材料の欠陥や疲労の検出感度が高くかつ
実用性を有する磁気的な非破壊検査法を提供すること。 【解決手段】 被検査材に磁界もしくは磁束を印加して
材質の欠陥を磁気的に検出する検査法において、前記磁
界或いは磁束を重畳させて欠陥を検出することを特徴と
する欠陥検査法。この方法において、重畳する磁束密度
は被検査材の残留磁化以上とすること、また検出部に重
畳する磁界を被検査材の保磁力以上とすることが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造材料の材質の
欠陥を磁気的に検出する高感度欠陥検査法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、構造材料の傷や疲労を非破壊的に
検出する方法として、光、渦電流損や超音波を使用した
方法があるが、検出の条件、感度においてそれぞれ一長
一短があり、別の原理による検出方法の検討が行われて
いる。その一つの例として磁気的に検出する方法が検討
されているが、これも感度面での問題があり、多方面で
の実用化に至っていないのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した磁
気的に検出する方法において、極めて実用性が高く、各
種構造材料の傷や疲労の検出感度が高い非破壊検出方法
を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨とするところは、 (1) 被検査材に磁界を印加するかもしくは磁束を流
して材質の欠陥を磁気的に検出する検査法において、前
記磁界或いは磁束を重畳させて欠陥を検出することを特
徴とする高感度欠陥検査法。 (2) 重畳する磁束密度を被検査材の残留磁化以上と
する前記(1)記載の高感度欠陥検査法。 (3) 検出部に重畳する磁界を被検査材の保磁力以上
とする前記(1)記載の高感度欠陥検査法。である。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明において、材質の欠陥を検出するも
のとしては、自動車、鉄道、モータ、ガス、水道の配
管、原子炉などの構造物等に使用される構造材料をはじ
め、エネルギー変換に使用される鉄心等を挙げることが
できる。構造材料を構成する材料としては、鉄鋼材料の
薄板、厚板、鋼管、形鋼、線材やステンレス等である。
さらに、検出する材質の欠陥は、亀裂、穴などの形状の
欠陥や、疲労、劣化などの機械強度上の劣化などであ
る。
【0006】本発明では材質の欠陥を磁気的に検出する
が、その具体的な方法は、磁界を印加し磁束量を検出す
るか、あるいは、磁束を流し、そのときの磁界の大きさ
を検出する方法であり、更には、その検出部と測定用鉄
心で構成される磁気回路のインダクタンスで検出する方
法である。また、磁界や磁束を流した状態で、磁区の状
態や透磁率を光学的に検出したり、走査型などの電子顕
微鏡で検出する方法でも良い。これらの方法を利用し
て、欠陥があるもの、或いは欠陥部分を欠陥のないもの
部分と比較し、その差で検出する。磁界で検出する場合
は、ホール素子、サーチコイル等で行えば良い。磁束を
検出する場合は、巻線に誘起する起電力を検出したり、
サーチコイル、ホール素子、磁気抵抗素子などで行えば
良い。
【0007】本発明では、この磁気的に検出する場合
に、磁界或いは磁束を重畳させて検出する。重畳する磁
界や磁束密度は欠陥がないものと欠陥を有するものとの
特性差が大きく表れる値が好ましい。欠陥がある部分
は、欠陥がない部分より低透磁率や高保磁力であり、こ
の差を利用すれば検出可能である。しかし、欠陥の数や
欠陥部分が少ない場合には、低磁界で励磁しても欠陥無
しの部分の特性が測定され、検出感度が低い。そこで、
欠陥無し部が励磁し終え、欠陥部が励磁し始める磁界で
測定すると、欠陥部の磁気特性が表れ易くなる。従っ
て、検出部に重畳する磁界を被検査材の保磁力以上、或
いは重畳する磁束密度を被検査材の残留磁化以上とし
て、欠陥を検査することがより効果的である。ここで、
保磁力や残留磁化の大きさは、欠陥のない部分の値であ
る。
【0008】この欠陥検出方法における検出するための
励磁は、別個の励磁巻線、永久磁石などを、欠陥検出の
ために設けることによって行うことができる。しかし、
モータ、発電機のように、機器、装置に、励磁巻線等の
励磁源がある場合は、この励磁巻線、永久磁石を欠陥検
出のための励磁源として使用しても良い。また、重畳す
る磁界や磁束密度も励磁と同様に、巻線や永久磁石など
を用いて与えても良いが、機器、装置で流される磁界、
磁束密度を利用しても良い。さらに、欠陥検出のための
サーチコイルを必要とする場合には、そのための検出巻
線を設けるが、既に、機器や装置に施されている巻線を
使用し、その巻線に誘起される起電力を利用しても良
い。
【0009】環境の変化で構造材料の材質が変化し、劣
化するものを検出する場合には、同じ環境下で検出用の
材料を用意して、この検出用の材料で検出しても良い。
欠陥の検出は、機器や装置が動いている状態で行えるな
らば良く、劣化し欠陥が生じるであろう環境下で測定し
ても良い。
【0010】
【実施例】[実施例1]図1に、構造部材1の従来の磁
気的に欠陥2を検出する方法を比較のために示す。鉄心
3と励磁巻線4で構造部材1の検出部分5を励磁して、
インダクタンスを測定することにより、欠陥によるイン
ダクタンス低下現象を把握して欠陥を検出する。しか
し、欠陥部は透磁率が低下するが、鉄心と励磁巻線によ
る磁束は欠陥部以外を通ることから、欠陥部の影響は小
さく、インダクタンス低下は小さくなり、欠陥の検出感
度が低い。
【0011】図2に、本発明の検出法を示す。従来の方
法において、鉄心13に励磁巻線14以外に、磁界を重
畳するための巻線16を施し、磁界を重畳させた状態で
検出する。この欠陥検査法を用いると、欠陥以外の部分
は重畳磁界で優先的に励磁されているので、磁界重畳状
態からの励磁では欠陥部12も励磁し易くなり、励磁巻
線14で測定されるインダクタンスは欠陥により低下し
やすくなって大きくなり、欠陥の検出感度が向上する。
【0012】図1及び図2における励磁巻線4、14を
50Hzで励磁して、LCRメータでインダクタンスを測
定し、欠陥の有無で比較した。図1の従来法では欠陥に
よるインダクタンス低下が2%であった。図2の本発明
の検出法では、巻線16に、無欠陥部で無欠陥材料の保
磁力の2倍に相当する直流電流を流して、同様に、LC
Rメータでインダクタンスを測定し、欠陥の有無で比較
したところ、欠陥によるインダクタンス低下が5%にな
り、従来法より、欠陥検出感度が2倍以上となった。
【0013】[実施例2]実施例1において、図3に示
す如く、励磁巻線14及び磁界を重畳するための巻線1
6以外に、鉄心13にサーチコイル27を設け、励磁巻
線14の電流とサーチコイル27の誘起起電力から求め
られる励磁巻線の誘起電圧よりインダクタンスを測定す
る。実施例1ではインピーダンスとして、インダクタン
スと巻線抵抗を同時に測定するが、サーチコイル27を
用いると、巻線抵抗を含まず、インダクタンスだけを直
接測定できる。
【0014】[実施例3]図4に構造材料の材質劣化状
況を本発明の方法で検出する例を示す。例えば、原子炉
で機械強度劣化が問題となる部分と同じ材質でつくられ
た矩形の磁気測定試料33を、原子炉39内で機械強度
劣化が問題となる部分と同じ環境になるところに設置し
て、重畳状態で磁気測定する。矩形の磁気測定試料33
は空隙38を有し、重畳磁束密度を印加し易くしてい
る。保磁力HC 、空隙gのとき、磁界を重畳するための
巻線36(巻数N3 )に、HC g/N3 の2倍の直流電
流を流す。この状態で、励磁巻線34とサーチコイル3
7で、鉄損を測定する。この場合、矩形の磁気測定試料
33と同じ励磁巻線、サーチコイル、重畳するための巻
線を有し同じ形状の磁気測定試料40を図4のように結
線し、励磁巻線に印加される電圧による誘起電圧が重畳
するための巻線で打ち消されるように結線し、また、サ
ーチコイルも誘起電圧が打ち消すように結線し、磁気測
定試料33の劣化による鉄損増加だけを検出できるよう
にしている。
【0015】[実施例4]高速モータにおける鉄心の劣
化程度を本発明で診断する方法を示す。励磁巻線の線間
で直流電流を重畳して、インダクタンスを測定し、イン
ダクタンスは回転子の全回転角の平均で求める。製作当
初のインダクタンスと比較することにより、鉄心の劣化
状態を診断する。重畳電流は0から変化させて測定し、
少なくともインダクタンスが最大となる重畳電流以上で
のインダクタンスの測定を行う。
【0016】[実施例5]実施例4に示した診断法をモ
ータ停止機関に自動的に行う。この場合、モータを回転
させ、フリーラン状態で電流重畳状態のインダクタンス
を測定し、全回転角度のインダクタンスを平均して、使
用開始状態のインダクタンスデータと比較する。
【0017】[実施例6]磁石埋め込み型の高速モータ
における鉄心の劣化程度を本発明で診断する方法を示
す。磁石磁束を重畳磁束として、インダクタンスを励磁
巻線の線間で測定して、インダクタンスは回転子の全回
転角の平均で求め、製作当初のインダクタンスと比較す
る。インダクタンス測定における磁束方向と磁石方向が
一致している時のインダクタンスが、使用開始時のイン
ダクタンスと比べ1%低下したモータは新しいモータに
置き換える。
【0018】以上の如く、本発明の検査方法では、重畳
磁界や重畳磁束により、検査しようとする部分の変化を
増幅して検出できる。重畳なしでの検査では、消磁状
態、応力状態や、磁束と磁歪による内部歪などの欠陥や
疲労以外の影響を受け易く、欠陥等による劣化は検出し
にくいが、重畳状態で検査すると、欠陥などの影響が大
きくなり、消磁状態、応力の影響は無重畳状態より大き
くなり難い。また、実施例1では、重畳なしでインダク
タンスを測定すると、磁束は磁路長の短い表面部分の特
性が強調されるが、磁束を重畳し表面部を磁気飽和させ
ると、表面以外の部分も励磁され表面から深い部分の検
査も可能になる。
【0019】
【発明の効果】本発明の欠陥検出法は従来の磁気的欠陥
検出法より高感度であり、非破壊検査手段として最適で
ある。従って、材質の欠陥が問題となる自動車、鉄道、
モータや、ガス、水道の配管、原子炉などの欠陥検出手
段として適用できる。また、構造材料等の製造工程での
検査ラインにも適用できる。また、高速モータや高速発
電機では、回転機の破損が重大な事故につながるので、
特に回転子の機械特性劣化の診断は重要であり、本発明
方法を使用すれば、モータ等を分解せず、発生した欠陥
や疲労状況を診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の磁気的欠陥検出方法の一例を示す説明
図。
【図2】本発明に係る磁気的欠陥検出方法一例を示す説
明図。
【図3】本発明に係る磁気的欠陥検出方法の他の例(サ
ーチコイルを用いた例)を示す説明図。
【図4】本発明を材質劣化状況の検出方法に適用した例
を示す説明図。
【符号の説明】
1、11:構造部材 2、12:欠陥 3、13:鉄心 4、14、34:励磁巻線 5、15:構造材の検出部分 16、36:磁界を重畳するための巻線 27、37:サーチコイル 33、40:磁気測定試料

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査材に磁界を印加するかもしくは磁
    束を流して材質の欠陥を磁気的に検出する検査法におい
    て、前記磁界或いは磁束を重畳させて欠陥を検出するこ
    とを特徴とする高感度欠陥検査法。
  2. 【請求項2】 重畳する磁束密度を被検査材の残留磁化
    以上とする請求項1記載の高感度欠陥検査法。
  3. 【請求項3】 検出部に重畳する磁界を被検査材の保磁
    力以上とする請求項1記載の高感度欠陥検査法。
JP2001323558A 2001-10-22 2001-10-22 高感度欠陥検査法 Withdrawn JP2003130849A (ja)

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Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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