JP2008249739A - Magnetizing equipment for detecting magnetic flaw in steel pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼管の磁気探傷(磁粉探傷等)用磁化装置に関し、特に、鋼管の軸方向や周方向など各方向に延びる欠陥の何れをも精度良く検出し得るように磁化することが可能な磁化装置に関する。 The present invention relates to a magnetizing device for magnetic flaw detection (magnetic particle flaw detection, etc.) of a steel pipe, and in particular, it is possible to magnetize so that any defect extending in each direction such as the axial direction or the circumferential direction of a steel pipe can be detected with high accuracy. The present invention relates to a magnetizing apparatus.
従来より、磁性体である鋼管(特に管端部)を磁化することにより、当該鋼管の内外面に発生した欠陥を検出する磁粉探傷方法が知られている。より具体的に説明すれば、磁粉探傷方法は、磁化した鋼管に磁粉液を散布すれば、欠陥発生部位に生じる漏洩磁束によって磁粉が磁化されて凝集吸着することを利用し、当該吸着した磁粉を目視観察することによって欠陥を検出する探傷方法である。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a magnetic particle flaw detection method for detecting defects generated on the inner and outer surfaces of a steel pipe by magnetizing a steel pipe (particularly, a pipe end) that is a magnetic body. More specifically, in the magnetic particle flaw detection method, if the magnetic powder liquid is sprayed on the magnetized steel pipe, the magnetic powder is magnetized and agglomerated and adsorbed by the leakage magnetic flux generated at the defect occurrence site. This is a flaw detection method for detecting defects by visual observation.
ここで、上記漏洩磁束は、鋼管の磁化によって生ずる磁束の方向に対して欠陥が垂直方向に延びる場合に顕著に発生するものである。一方、鋼管の内外面に発生する欠陥としては、その発生要因に応じて鋼管の軸方向や周方向など各方向に延びる種々の欠陥が存在する。従って、鋼管に発生し得る種々の方向の欠陥の何れをも精度良く検出するには、磁束が鋼管の内外面に沿った全方向に略均一に生じるような磁化方法(磁化装置)を採用することが理想的である。 Here, the leakage magnetic flux is remarkably generated when the defect extends in a direction perpendicular to the direction of the magnetic flux generated by the magnetization of the steel pipe. On the other hand, as defects generated on the inner and outer surfaces of the steel pipe, there are various defects extending in each direction such as an axial direction and a circumferential direction of the steel pipe depending on the generation factor. Therefore, in order to accurately detect any defect in various directions that can occur in the steel pipe, a magnetization method (magnetization apparatus) is adopted in which the magnetic flux is generated substantially uniformly in all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe. Ideally.
そこで、全方向に略均一に磁束を生じさせることを目的とし、従来、鋼管の軸方向に沿ってスパイラル状に巻回された第1コイルと、前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向に直交する水平軸方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第2コイルと、前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向及び前記水平軸方向に直交する垂直軸方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第3コイルと、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルのそれぞれに位相差が互いに120度である交流電流を供給するための三相交流電源とを備えた磁化装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, for the purpose of generating magnetic flux substantially uniformly in all directions, conventionally, the first coil wound in a spiral shape along the axial direction of the steel pipe, and extending along the axial direction of the steel pipe, and A pair of second coils disposed opposite to each other across the steel pipe along a horizontal axis direction perpendicular to the axial direction of the steel pipe, and electrically connected to each other; and extending along the axial direction of the steel pipe; and A pair of third coils arranged opposite to each other across the steel pipe along the axial direction perpendicular to the axial direction of the steel pipe and the horizontal axis direction, and electrically connected to each other, the first coil, and the second coil And a magnetizing device provided with a three-phase AC power source for supplying AC currents having a phase difference of 120 degrees to each of the third coils has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、本発明の発明者らが種々の部位及び方向に人工欠陥を施した鋼管を特許文献1に記載の磁化装置で磁化して実際に試験したところ、鋼管の所定部位の所定方向に延びる欠陥については検出し難いことが分かった。
本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、鋼管の軸方向や周方向など各方向に延びる欠陥の何れをも精度良く検出し得るように磁化することが可能な鋼管の磁気探傷用磁化装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and can be magnetized so that any defect extending in each direction such as the axial direction or circumferential direction of a steel pipe can be detected with high accuracy. An object of the present invention is to provide a magnetizing device for magnetic flaw detection of a simple steel pipe.
前記課題を解決するべく、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、鋼管の所定部位の所定方向に延びる欠陥が検出できないのは、第1コイル、第2コイル及び第3コイルにそれぞれ供給される交流電流の位相差が互いに120度とされている(たとえば、特許文献1の第4頁段落0031)ことに伴い、磁化による磁束が鋼管の内外面に沿った全方向に生じないことが原因であることを見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have made extensive studies and as a result, it is supplied to the first coil, the second coil, and the third coil that a defect extending in a predetermined direction of a predetermined portion of the steel pipe cannot be detected. This is because the magnetic flux due to magnetization does not occur in all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe due to the phase difference between the alternating currents being 120 degrees (for example, paragraph 4 of page 4 of Patent Document 1). I found out.
より具体的に説明すれば、図6に示すように、鋼管Pの軸方向(図6の紙面奥行き方向)に沿ってスパイラル状に巻回された第1コイル11と、鋼管Pの軸方向と直交する水平軸方向に沿って鋼管Pを挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第2コイル12a、12bと、鋼管Pの軸方向と直交する垂直軸方向に沿って鋼管Pを挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第3コイル13a、13bとに、互いに120度の位相差(第1コイル11と第2コイル12a、12bとの位相差は120度、第1コイル11と第3コイル13a、13bとの位相差は240度)を有する交流電流(振幅、周波数は同一)を供給した場合、図7に示すような磁界分布(磁界ベクトルの軌跡)が形成されることが分かった。ここで、図7は、図6に示すコイル配置によって形成される磁界(鋼管Pの透磁率は未考慮)分布を示す図であり、(a)は第2コイル12aと第3コイル13aとの間(あるいは第2コイル12bと第3コイル13bとの間)の領域(以下、適宜A領域という)に形成される磁界分布を、(b)は第2コイル12bと第3コイル13aとの間(或いは第2コイル12aと第3コイル13bとの間)の領域(以下、適宜B領域という)に形成される磁界分布を数値計算によって算出した結果をそれぞれ示す。なお、図7における横軸は鋼管Pの軸方向(L方向)に沿った磁界強度を、縦軸は鋼管Pの周方向(T方向)に沿った磁界強度をそれぞれ示す。また、図7に示すグラフにおける点(●)は、各コイルに供給される交流電流の位相が20度進む毎にプロットした磁界強度を示す。
More specifically, as shown in FIG. 6, the
図7に示すように、第1コイル11、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bに互いに120度の位相差を有する交流電流を供給した場合、交流電流の位相が進むにつれてB領域では楕円状の磁界分布が形成される(図7(b))ものの、A領域では直線状の磁界分布になる(図7(a))。換言すれば、供給される交流電流の位相が進むにつれて、B領域における磁界ベクトルは鋼管Pの内外面に沿った全方向を辿るのに対して、A領域における磁界ベクトルは大きさが変化するだけで鋼管Pの内外面に沿った所定の一方向しか辿らない。したがって、A領域では、前記一方向に対して垂直方向に延びる欠陥を検出することは可能であるが、その他の方向に延びる欠陥の検出能は低下し、特に、前記一方向に平行に延びる欠陥は非常に検出し難いことになる。なお、本数値計算の結果は、前述したように、実際に鋼管に人工欠陥を施して試験した結果と略合致し、これにより本数値計算による解析の妥当性を確認することができた。
As shown in FIG. 7, when an alternating current having a phase difference of 120 degrees is supplied to the
そして、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、第2コイル及び第3コイルの何れか一方のコイルに通電する交流電流の振幅を他方のコイルに通電する交流電流の振幅の0〜0.4倍とすることによって、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管の内外面に沿った全方向を辿ることを見出し、斯かる知見に基づいて本発明を完成させた。すなわち、本発明は、鋼管の軸方向に沿ってスパイラル状に巻回された第1コイルと、前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向と直交する第1方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第2コイルと、前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向及び前記第1方向と直交する第2方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第3コイルと、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ交流電流を供給するための三相交流電源とを備えた磁化装置であって、前記第2コイル及び前記第3コイルの何れか一方のコイルに通電する交流電流の振幅が他方のコイルに通電する交流電流の振幅の0〜0.4倍となるように、前記三相交流電源から出力された交流電流を調整し、当該調整後の交流電流を前記第2コイル及び前記第3コイルに供給して、前記磁化装置によって形成される磁界ベクトルが前記鋼管の内外面に沿った全方向を辿るようにするための電流調整回路を備えることを特徴とする鋼管の磁気探傷用磁化装置を提供するものである。 As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have determined that the amplitude of the alternating current supplied to one of the second coil and the third coil is set to 0 to 0. 0 of the amplitude of the alternating current supplied to the other coil. It was found that the magnetic field vector traces in all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe in both the A region and the B region by making the ratio four times, and the present invention was completed based on such knowledge. That is, the present invention includes a first coil wound in a spiral shape along the axial direction of the steel pipe, and a first direction extending along the axial direction of the steel pipe and orthogonal to the axial direction of the steel pipe. A pair of second coils disposed opposite to each other across the steel pipe and electrically connected to each other, and extending in the axial direction of the steel pipe and orthogonal to the axial direction of the steel pipe and the first direction. To supply an alternating current to each of the pair of third coils that are disposed opposite to each other across the steel pipe along two directions and are electrically connected to each other, and the first coil, the second coil, and the third coil. And a three-phase AC power source, wherein the amplitude of the AC current applied to one of the second coil and the third coil is 0 of the amplitude of the AC current supplied to the other coil. ~ 0.4 times so that The AC current output from the phase AC power source is adjusted, the adjusted AC current is supplied to the second coil and the third coil, and the magnetic field vector formed by the magnetizing device is applied to the inner and outer surfaces of the steel pipe. The present invention provides a magnetizing device for magnetic flaw detection of a steel pipe, characterized by comprising a current adjusting circuit for following all directions along.
なお、本発明に係る第2コイルとしては、特許文献1に記載のように、鋼管の軸方向に沿って延びる複数の金属製細長部材を前記軸方向と直交する方向に並設して構成することが可能である。より具体的には、以上の構成を有する各第2コイルを鋼管を挟んで対向配置すると共に、一方の第2コイルを構成する細長部材の始端部と他方の第2コイルを構成する細長部材の終端部とを順次電気的に接続する構成を採用することが可能である。また、第2コイルとして、鋼管の軸方向に沿って延びるヨークに巻線を巻回して構成されるいわゆるヨークコイルを用い、鋼管を挟んで対向配置した各ヨークコイルの巻線同士を電気的に接続する構成を採用してもよい。本発明に係る第3コイルについても同様に、特許文献1に記載の構成やヨークコイルを用いた構成を採用することが可能である。
The second coil according to the present invention is configured by arranging a plurality of metal elongated members extending along the axial direction of the steel pipe in a direction perpendicular to the axial direction, as described in
斯かる発明によれば、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管の内外面に沿った全方向を辿るため、鋼管の軸方向や周方向など各方向に延びる欠陥の何れをも精度良く検出し得るように磁化することが可能である。なお、本発明に係る第2コイル及び第3コイルとして採用可能な具体的構成については前述した通りである。また、本発明に係る電流調整回路としては、公知である種々の電流調整回路を用いることが可能である。 According to such invention, since the magnetic field vector follows all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe in both the A region and the B region, any defect extending in each direction such as the axial direction or the circumferential direction of the steel pipe is accurately detected. It can be magnetized so that it can be detected. The specific configurations that can be employed as the second coil and the third coil according to the present invention are as described above. In addition, as the current adjustment circuit according to the present invention, various known current adjustment circuits can be used.
また、前記課題を解決するべく、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、第1コイル、第2コイル及び第3コイルにそれぞれ供給する交流電流の位相差が互いに120度とならないようにすることによって、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管の内外面に沿った全方向を辿ることを見出し、斯かる知見に基づいて本発明を完成させた。すなわち、本発明は、鋼管の軸方向に沿ってスパイラル状に巻回された第1コイルと、前記鋼管の軸方向に沿って延び、さらに、前記鋼管の軸方向と直交する第1方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第2コイルと、前記鋼管の軸方向に沿って延び、さらに、前記鋼管の軸方向及び前記第1方向と直交する第2方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第3コイルと、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ交流電流を供給するための三相交流電源とを備えた磁化装置であって、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ供給される交流電流の位相差が互いに120度とならないように、前記三相交流電源から出力された交流電流の位相をシフトし、当該位相シフト後の交流電流を前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルに供給して、前記磁化装置によって形成される磁界ベクトルが前記鋼管の内外面に沿った全方向を辿るようにするための移相器を備えることを特徴とする鋼管の磁気探傷用磁化装置を提供するものである。 Moreover, in order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have intensively studied. As a result, the phase differences of the alternating currents supplied to the first coil, the second coil, and the third coil, respectively, should not be 120 degrees. Thus, the magnetic field vector was found to follow all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe in both the A region and the B region, and the present invention was completed based on such knowledge. That is, the present invention provides a first coil wound in a spiral shape along the axial direction of the steel pipe, and extends along the axial direction of the steel pipe, and further along a first direction orthogonal to the axial direction of the steel pipe. A pair of second coils that are arranged opposite to each other with the steel pipe interposed therebetween and are electrically connected to each other, and extend along the axial direction of the steel pipe, and are further orthogonal to the axial direction of the steel pipe and the first direction. To supply an alternating current to each of the pair of third coils that are disposed opposite to each other across the steel pipe along two directions and are electrically connected to each other, and the first coil, the second coil, and the third coil. A three-phase alternating current power source, wherein the three currents supplied to the first coil, the second coil, and the third coil do not have a phase difference of 120 degrees with respect to each other. Output from phase AC power supply The phase of the alternating current is shifted, the alternating current after the phase shift is supplied to the first coil, the second coil, and the third coil, and the magnetic field vector formed by the magnetizing device is There is provided a magnetizing device for magnetic flaw detection of a steel pipe, comprising a phase shifter for tracing all directions along the inner and outer surfaces.
斯かる発明によれば、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管の内外面に沿った全方向を辿るため、鋼管の軸方向や周方向など各方向に延びる欠陥の何れをも精度良く検出し得るように磁化することが可能である。なお、本発明に係る第2コイル及び第3コイルとして採用可能な具体的構成については前述した通りである。また、本発明に係る移相器としては、公知である種々の移相器を用いることが可能である。 According to such invention, since the magnetic field vector follows all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe in both the A region and the B region, any defect extending in each direction such as the axial direction or the circumferential direction of the steel pipe is accurately detected. It can be magnetized so that it can be detected. The specific configurations that can be employed as the second coil and the third coil according to the present invention are as described above. In addition, as the phase shifter according to the present invention, various known phase shifters can be used.
さらに、前記課題を解決するべく、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、第1コイル、第2コイル及び第3コイルにそれぞれ供給する交流電流の内、少なくとも一の交流電流の周波数を残りの交流電流の周波数と異ならせることによって、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管の内外面に沿った全方向を辿ることを見出し、斯かる知見に基づいて本発明を完成させた。すなわち、本発明は、鋼管の軸方向に沿ってスパイラル状に巻回された第1コイルと、前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向と直交する第1方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第2コイルと、前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向及び前記第1方向と直交する第2方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第3コイルと、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ交流電流を供給するための三相交流電源とを備えた磁化装置であって、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ供給される交流電流の内、少なくとも一の交流電流の周波数が残りの交流電流の周波数と異なるように、前記三相交流電源から出力された交流電流の周波数を変換し、当該周波数変換後の交流電流を前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルに供給して、前記磁化装置によって形成される磁界ベクトルが前記鋼管の内外面に沿った全方向を辿るようにするための周波数変換回路を備えることを特徴とする鋼管の磁気探傷用磁化装置を提供するものである。 Furthermore, as a result of intensive investigations by the inventors of the present invention in order to solve the above-mentioned problems, at least one of the alternating current frequencies supplied to the first coil, the second coil, and the third coil remains. It was found that the magnetic field vector traces all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe in both the A region and the B region by making the frequency different from the frequency of the alternating current, and the present invention was completed based on such knowledge. That is, the present invention includes a first coil wound in a spiral shape along the axial direction of the steel pipe, and a first direction extending along the axial direction of the steel pipe and orthogonal to the axial direction of the steel pipe. A pair of second coils disposed opposite to each other across the steel pipe and electrically connected to each other, and extending in the axial direction of the steel pipe and orthogonal to the axial direction of the steel pipe and the first direction. To supply an alternating current to each of the pair of third coils that are disposed opposite to each other across the steel pipe along two directions and are electrically connected to each other, and the first coil, the second coil, and the third coil. A three-phase AC power source, wherein the frequency of at least one AC current among the AC currents supplied to the first coil, the second coil, and the third coil is the remaining AC. Different from current frequency The frequency of the alternating current output from the three-phase alternating current power source is converted, and the alternating current after the frequency conversion is supplied to the first coil, the second coil, and the third coil. The present invention provides a magnetizing device for magnetic flaw detection of a steel pipe, comprising a frequency conversion circuit for causing a magnetic field vector to be formed to follow all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe.
斯かる発明によれば、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管の内外面に沿った全方向を辿るため、鋼管の軸方向や周方向など各方向に延びる欠陥の何れをも精度良く検出し得るように磁化することが可能である。なお、本発明に係る第2コイル及び第3コイルとして採用可能な具体的構成については前述した通りである。また、本発明に係る周波数変換回路としては、公知である種々の周波数変換回路を用いることが可能である。 According to such invention, since the magnetic field vector follows all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe in both the A region and the B region, any defect extending in each direction such as the axial direction or the circumferential direction of the steel pipe is accurately detected. It can be magnetized so that it can be detected. The specific configurations that can be employed as the second coil and the third coil according to the present invention are as described above. Further, as the frequency conversion circuit according to the present invention, various known frequency conversion circuits can be used.
以上に説明したように、本発明に係る磁気探傷用磁化装置によれば、磁化によって生じる磁界ベクトルが鋼管の内外面に沿った全方向を辿るため、鋼管の軸方向や周方向など各方向に延びる欠陥の何れをも精度良く検出し得るように磁化することが可能である。 As described above, according to the magnetizing apparatus for magnetic testing according to the present invention, the magnetic field vector generated by the magnetization follows all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe. It is possible to magnetize so that any extending defect can be detected with high accuracy.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る磁気探傷用磁化装置の構成を模式的に示す斜視図である。図1に示すように、磁気探傷用磁化装置(以下、適宜磁化装置という)1は、鋼管Pの軸方向に沿ってスパイラル状に巻回された第1コイル11と、鋼管Pの軸方向に沿って延び、且つ、鋼管Pの軸方向と直交する第1方向(本実施形態では水平方向)に沿って鋼管Pを挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第2コイル12a、12bと、鋼管Pの軸方向に沿って延び、且つ、鋼管Pの軸方向及び前記第1方向と直交する第2方向(本実施形態では垂直方向)に沿って鋼管Pを挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第3コイル13と、第1コイル11、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bにそれぞれ120度位相の異なる交流電流を供給するための三相交流電源14とを備えている。さらに、本実施形態に係る磁化装置1は、三相交流電源14から出力された交流電流を調整し、当該調整後の交流電流を第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bに供給するための電流調整回路15を備えている。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a magnetic testing magnetizing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a magnetizing device for magnetic flaw detection (hereinafter, appropriately referred to as a magnetizing device) 1 includes a
本実施形態に係る第2コイル12a、12bは、鋼管Pの軸方向に沿って延びる複数の金属製細長部材を垂直方向に並設して構成されており、第2コイル12aを構成する各細長部材の終端部(通電方向下流側の端部)と第2コイル12bを構成する各細長部材の始端部(通電方向上流側の端部)とが順次電気的に接続され(接続線は図示省略)、第2コイル12aの端部に位置する細長部材(図1では最も下方に位置する細長部材)及び第2コイル12bの端部に位置する細長部材(図1では最も上方に位置する細長部材)が、電流調整回路15ひいては三相交流電源14と電気的に接続されている。以上の構成において、三相交流電源14から交流電源が供給されることにより、第2コイル12a、12bには、鋼管Pの軸方向に沿って互いに逆向きの電流が通電し、鋼管Pの周方向に沿った磁界が形成されることになる。
The
本実施形態に係る第3コイル13a、13bは、鋼管Pの軸方向に沿って延びる複数の金属製細長部材を水平方向に並設して構成されており、第3コイル13aを構成する各細長部材の終端部(通電方向下流側の端部)と第3コイル13bを構成する各細長部材の始端部(通電方向上流側の端部)とが順次電気的に接続され(接続線は図示省略)、第3コイル13aの端部に位置する細長部材(図1では最も手前に位置する細長部材)及び第3コイル13bの端部に位置する細長部材(図1では最も奥に位置する細長部材)が、電流調整回路15ひいては三相交流電源14と電気的に接続されている。以上の構成において、三相交流電源14から交流電源が供給されることにより、第3コイル13a、13bには、鋼管Pの軸方向に沿って互いに逆向きの電流が通電し、鋼管Pの周方向に沿った磁界が形成されることになる。
The
電流調整回路15は、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bの何れか一方のコイルに通電する交流電流の振幅が他方のコイルに通電する交流電流の振幅の0〜0.4倍となるように、三相交流電源14から出力された交流電流を調整し、当該調整後の交流電流を第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bに供給するように構成されている。なお、電流調整回路15としては、公知である種々の電流調整回路を用いることが可能である。
The
図2は、以上に説明した磁化装置1によって形成される磁界(鋼管Pの透磁率は未考慮)分布(磁界ベクトルの軌跡)の一例を示す図であり、(a)は第2コイル12aと第3コイル13aとの間(或いは第2コイル12bと第3コイル13bとの間)の領域(以下、適宜A領域という)に形成される磁界分布を、(b)は第2コイル12bと第3コイル13aとの間(或いは第2コイル12aと第3コイル13bとの間)の領域(以下、適宜B領域という)に形成される磁界分布を数値計算によって算出した結果をそれぞれ示す。ここで、図2における横軸は鋼管Pの軸方向(L方向)に沿った磁界強度を、縦軸は鋼管Pの周方向(T方向)に沿った磁界強度をそれぞれ示す。また、図2に示すグラフにおける点(●)は、供給される交流電流の位相が20度進む毎にプロットした磁界強度を示す。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a magnetic field (the magnetic permeability of the steel pipe P is not considered) distribution (trajectory of the magnetic field vector) formed by the magnetizing
なお、図2に示す結果を得るための数値計算方法としては、各コイル11、12a(12b)及び13a(13b)に通電する交流電流の振幅及び位相を考慮しながら各コイル単独で形成される所定箇所(たとえば、前記A領域の場合には、第2コイル12aと第3コイル13aとの中間地点)での磁界強度をビオ・サバールの法則を用いてそれぞれ算出し、当該算出された各磁界強度を重畳することによって前記所定箇所での磁界強度を得るという簡易的な方法を用いた。
In addition, as a numerical calculation method for obtaining the result shown in FIG. 2, each
図2に示す結果は、第2コイル12a、12bに通電する電流Ixを0とし、第1コイル11に通電する電流Izと第3コイル13a、12bに通電する電流Iyとを同じにした場合に得られた結果であり、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管Pの内外面に沿った全方向を辿ることが分かった。同様にして、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bの何れか一方のコイルに通電する交流電流の振幅が他方のコイルに通電する交流電流の振幅の0〜0.4倍であれば、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管Pの内外面に沿った全方向を辿ることになり、これにより鋼管Pの軸方向や周方向など各方向に延びる欠陥の何れをも精度良く検出し得るように磁化することが可能である。
The results shown in FIG. 2 are obtained when the current Ix applied to the
なお、本実施形態では、三相交流電源14から電流調整回路15を介して、各コイル11、12a(12b)及び13a(13b)に調整後の交流電流を供給する構成について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、電流調整回路15の代わりに移相器を用いる構成を採用することも可能である。
In addition, although this embodiment demonstrated the structure which supplies the alternating current after adjustment to each
より具体的に説明すれば、第1コイル11、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bにそれぞれ供給される交流電流の位相差が互いに120度とならないように、三相交流電源14から出力された交流電流の位相をシフトし、当該位相シフト後の交流電流を第1コイル11、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bに供給するための移相器を備える構成を採用してもよい。なお、斯かる移相器としては、公知である種々の移相器を用いることが可能である。
More specifically, the three-phase
図3は、斯かる構成の磁化装置によって形成される磁界(鋼管Pの透磁率は未考慮)分布(磁界ベクトルの軌跡)の一例を示す図であり、図2と同様に、(a)はA領域に形成される磁界分布を、(b)はB領域に形成される磁界分布を数値計算によって算出した結果をそれぞれ示す。図3における横軸、縦軸、点(●)の意味、並びに、数値計算方法は、図2の場合と同様であるので、その説明は省略する。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a magnetic field (the magnetic permeability of the steel pipe P is not considered) distribution (trajectory of the magnetic field vector) formed by the magnetizing device having such a configuration, and (a) is similar to FIG. The magnetic field distribution formed in the A region and (b) show the results of calculating the magnetic field distribution formed in the B region by numerical calculation. The meanings of the horizontal axis, the vertical axis, the point (●), and the numerical calculation method in FIG. 3 are the same as those in FIG.
図3に示す結果は、第2コイル12a、12bに通電する電流Ixと第3コイル13a、13bに通電する電流Iyとの位相差を90度とし、第2コイル12a、12bに通電する電流Ixと第1コイル11に通電する電流Izとの位相差を90度とした場合に得られた結果であり、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管Pの内外面に沿った全方向を辿ることが分かった。同様にして、第1コイル11、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bにそれぞれ供給する交流電流の位相差が互いに120度とならないように移相器で位相シフトすれば、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管Pの内外面に沿った全方向を辿ることになり、これにより鋼管Pの軸方向や周方向など各方向に延びる欠陥の何れをも精度良く検出し得るように磁化することが可能である。
The result shown in FIG. 3 is that the phase difference between the current Ix flowing through the
また、電流調整回路15の代わりに周波数変換回路を用いる構成を採用することも可能である。より具体的に説明すれば、第1コイル11、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bにそれぞれ供給される交流電流の内、少なくとも一の交流電流の周波数が残りの交流電流の周波数と異なるように、三相交流電源14から出力された交流電流の周波数を変換し、当該周波数変換後の交流電流を第1コイル11、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bに供給するための周波数変換回路を備える構成を採用してもよい。なお、斯かる周波数変換回路としては、公知である種々の周波数変換回路を用いることが可能である。
It is also possible to adopt a configuration using a frequency conversion circuit instead of the
図4は、斯かる構成の磁化装置によって形成される磁界(鋼管Pの透磁率は未考慮)分布(磁界ベクトルの軌跡)の一例を示す図であり、図2と同様に、(a)はA領域に形成される磁界分布を、(b)はB領域に形成される磁界分布を数値計算によって算出した結果をそれぞれ示す。図4における横軸、縦軸、点(●)の意味、並びに、数値計算方法は、図2の場合と同様であるので、その説明は省略する。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a magnetic field (the magnetic permeability of the steel pipe P is not considered) distribution (trajectory of the magnetic field vector) formed by the magnetizing device having such a configuration, and (a) is similar to FIG. The magnetic field distribution formed in the A region and (b) show the results of calculating the magnetic field distribution formed in the B region by numerical calculation. The meanings of the horizontal axis, the vertical axis, the point (●), and the numerical calculation method in FIG. 4 are the same as those in FIG.
図4に示す結果は、第1コイル11に供給される交流電流の周波数を、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bにそれぞれ供給される交流電流の周波数の0.95倍とした場合に得られた結果であり、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管Pの内外面に沿った全方向を辿ることが分かった。同様にして、第1コイル11、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bにそれぞれ供給される交流電流の内、少なくとも一の交流電流の周波数が残りの交流電流の周波数と異なるように周波数変換回路で周波数変換すれば、A領域及びB領域の双方で磁界ベクトルが鋼管Pの内外面に沿った全方向を辿ることになり、これにより鋼管Pの軸方向や周方向など各方向に延びる欠陥の何れをも精度良く検出し得るように磁化することが可能である。
The result shown in FIG. 4 is that the frequency of the alternating current supplied to the
さらに、本実施形態に係る第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bは、鋼管Pの軸方向に沿って延びる複数の金属製細長部材を前記軸方向と直交する方向に並設して構成しているが、本発明はこれに限るものではなく、図5に示すように、第2コイル12a、12b及び第3コイル13a、13bとして、鋼管Pの軸方向(図5の紙面に垂直な方向)に沿って延びるヨークYに巻線Cを巻回して構成されるいわゆるヨークコイルを用い、鋼管Pを挟んで対向配置した各ヨークコイルの巻線同士を電気的に接続する(ヨークコイル12aと12bとを接続し、ヨークコイル13aと13bとを接続する)構成を採用することも可能である。
Further, the
1・・・磁気探傷用磁化装置
11・・・第1コイル
12a、12b・・・第2コイル
13a、13b・・・第3コイル
14・・・三相交流電源
15・・・電流調整回路
P・・・鋼管
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向と直交する第1方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第2コイルと、
前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向及び前記第1方向と直交する第2方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第3コイルと、
前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ交流電流を供給するための三相交流電源とを備えた磁化装置であって、
前記第2コイル及び前記第3コイルの何れか一方のコイルに通電する交流電流の振幅が他方のコイルに通電する交流電流の振幅の0〜0.4倍となるように、前記三相交流電源から出力された交流電流を調整し、当該調整後の交流電流を前記第2コイル及び前記第3コイルに供給して、前記磁化装置によって形成される磁界ベクトルが前記鋼管の内外面に沿った全方向を辿るようにするための電流調整回路を備えることを特徴とする鋼管の磁気探傷用磁化装置。 A first coil wound spirally along the axial direction of the steel pipe;
A pair of second coils that extend along the axial direction of the steel pipe and are opposed to each other across the steel pipe along a first direction orthogonal to the axial direction of the steel pipe, and are electrically connected to each other;
A pair of first electrodes that extend along the axial direction of the steel pipe and that are opposed to each other across the steel pipe along a second direction orthogonal to the axial direction of the steel pipe and the first direction, and are electrically connected to each other. 3 coils,
A magnetizing device comprising a three-phase AC power source for supplying an AC current to each of the first coil, the second coil, and the third coil;
The three-phase AC power supply so that the amplitude of the AC current supplied to one of the second coil and the third coil is 0 to 0.4 times the amplitude of the AC current supplied to the other coil. The AC current output from the magnet is adjusted, the adjusted AC current is supplied to the second coil and the third coil, and the magnetic field vector formed by the magnetizing device is all along the inner and outer surfaces of the steel pipe. A magnetizing device for magnetic flaw detection of a steel pipe, characterized by comprising a current adjusting circuit for following the direction.
前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向と直交する第1方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第2コイルと、
前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向及び前記第1方向と直交する第2方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第3コイルと、
前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ交流電流を供給するための三相交流電源とを備えた磁化装置であって、
前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ供給される交流電流の位相差が互いに120度とならないように、前記三相交流電源から出力された交流電流の位相をシフトし、当該位相シフト後の交流電流を前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルに供給して、前記磁化装置によって形成される磁界ベクトルが前記鋼管の内外面に沿った全方向を辿るようにするための移相器を備えることを特徴とする鋼管の磁気探傷用磁化装置。 A first coil wound spirally along the axial direction of the steel pipe;
A pair of second coils that extend along the axial direction of the steel pipe and are opposed to each other across the steel pipe along a first direction orthogonal to the axial direction of the steel pipe, and are electrically connected to each other;
A pair of first electrodes that extend along the axial direction of the steel pipe and that are opposed to each other across the steel pipe along a second direction orthogonal to the axial direction of the steel pipe and the first direction, and are electrically connected to each other. 3 coils,
A magnetizing device comprising a three-phase AC power source for supplying an AC current to each of the first coil, the second coil, and the third coil;
The phase of the alternating current output from the three-phase alternating current power supply is shifted so that the phase difference between the alternating currents supplied to the first coil, the second coil, and the third coil does not become 120 degrees each other, The alternating current after the phase shift is supplied to the first coil, the second coil, and the third coil so that the magnetic field vector formed by the magnetizing device follows all directions along the inner and outer surfaces of the steel pipe. A magnetizing device for magnetic flaw detection of a steel pipe, characterized by comprising a phase shifter for making the steel pipe.
前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向と直交する第1方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第2コイルと、
前記鋼管の軸方向に沿って延び、且つ、前記鋼管の軸方向及び前記第1方向と直交する第2方向に沿って前記鋼管を挟んで対向配置され、互いに電気的に接続された一対の第3コイルと、
前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ交流電流を供給するための三相交流電源とを備えた磁化装置であって、
前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルにそれぞれ供給される交流電流の内、少なくとも一の交流電流の周波数が残りの交流電流の周波数と異なるように、前記三相交流電源から出力された交流電流の周波数を変換し、当該周波数変換後の交流電流を前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルに供給して、前記磁化装置によって形成される磁界ベクトルが前記鋼管の内外面に沿った全方向を辿るようにするための周波数変換回路を備えることを特徴とする鋼管の磁気探傷用磁化装置。 A first coil wound spirally along the axial direction of the steel pipe;
A pair of second coils that extend along the axial direction of the steel pipe and are opposed to each other across the steel pipe along a first direction orthogonal to the axial direction of the steel pipe, and are electrically connected to each other;
A pair of first electrodes that extend along the axial direction of the steel pipe and that are opposed to each other across the steel pipe along a second direction orthogonal to the axial direction of the steel pipe and the first direction, and are electrically connected to each other. 3 coils,
A magnetizing device comprising a three-phase AC power source for supplying an AC current to each of the first coil, the second coil, and the third coil;
Output from the three-phase AC power supply so that at least one of the AC currents supplied to the first coil, the second coil, and the third coil has a frequency different from that of the remaining AC current. The frequency of the alternating current is converted, the alternating current after the frequency conversion is supplied to the first coil, the second coil, and the third coil, and a magnetic field vector formed by the magnetizing device is A magnetizing apparatus for magnetic flaw detection of a steel pipe, comprising a frequency conversion circuit for following all directions along the inner and outer surfaces.
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