JP2016114534A - Nondestructive inspection device and nondestructive inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非破壊検査装置及び非破壊検査方法に関する。 The present invention relates to a nondestructive inspection apparatus and a nondestructive inspection method.
従来、鋼材の欠陥を検査する方法として、磁気を用いた渦電流探傷方法や漏洩磁束探傷方法がある。渦電流探傷方法は、測定対象に交流の磁場を印加させて、測定対象に発生する渦電流の変化をみるものである。すなわち、測定対象に交流の磁場を印加した場合、測定対象の欠陥のない部分に対して欠陥がある部分は渦電流の分布が変化するので、渦電流が作る磁場も変化することになる。この渦電流の変化をサーチコイルや、磁気抵抗素子（ＭＲ）等の磁気センサーで検出することで欠陥検査が行われている。一方、漏洩磁束探傷法は、測定対象に直流あるいは交流の磁場を印加させ、欠陥部から漏れ出る磁束をサーチコイルあるいは磁気センサーで検出するものである。 Conventionally, as a method for inspecting a defect in a steel material, there are an eddy current flaw detection method and a magnetic flux leakage flaw detection method using magnetism. In the eddy current flaw detection method, an alternating magnetic field is applied to a measurement object, and a change in eddy current generated in the measurement object is observed. That is, when an alternating magnetic field is applied to the measurement target, the distribution of eddy current changes in the portion having a defect relative to the portion having no defect in the measurement target, so the magnetic field generated by the eddy current also changes. A defect inspection is performed by detecting a change in the eddy current by a magnetic sensor such as a search coil or a magnetoresistive element (MR). On the other hand, in the leakage magnetic flux flaw detection method, a DC or AC magnetic field is applied to an object to be measured, and a magnetic flux leaking from a defective portion is detected by a search coil or a magnetic sensor.
特許文献１には、パルス磁気を用いた非破壊検査装置が記載されている。
詳しくは特許文献１には、被検査配管の欠陥を非破壊検査するパルス磁気を用いた非破壊検査装置であって、被検査配管を挿通し、当該被検査配管に対して任意の位置に配置可能な一対の励磁コイルと、当該一対の励磁コイルの少なくとも一つにパルス電を印加するパルス電源と、被検査配管の外周面上で、一対の励磁コイルの間に配置され、被検査配管の中心軸方向に平行な磁場を検出する磁気センサーと、一対の励磁コイルの少なくとも一つをパルス電源で駆動した際に発生するパルス磁場を磁気センサーにより検出し、当該磁気センサーにより検出したパルス磁場の応答を解析する手段と、を備えたことを特徴とするパルス磁気を用いた非破壊検査装置が開示されている。
かかる非破壊検査装置によれば、被検査配管を挿通する一対の励磁コイルにより被検査配管の所定の場所に被検査配管の中心軸方向の磁場を印加することができる。また、被検査配管の外周面上において、一対の励磁コイルの間に配置した磁気センサーを備えることより、被検査配管中心軸方向に平行な磁場を検出することができる。励磁コイルによって発生した磁場は被検査配管を伝わって磁気センサーのところまで伝わっていく。その途中では被検査配管の中心軸方向の磁場が外部に漏れるが、腐食や欠陥によって伝搬される磁場が異なってくる。ここで、励磁コイルをパルス電源で駆動し発生する磁場をパルス磁場とすることにより、パルス磁場の立ち上がり時およびその後一定磁場を印加している時間帯で、磁気センサーで検出した立ち上がり磁気信号が時間とともに減衰する。この検出したパルス磁気信号のピーク値や減衰特性を解析することにより配管の腐食や亀裂等の欠陥をより精度よく検知することができる。
Patent Document 1 describes a nondestructive inspection apparatus using pulse magnetism.
Specifically, Patent Document 1 discloses a nondestructive inspection apparatus using pulse magnetism for nondestructive inspection of a defect in a pipe to be inspected, which is inserted through the pipe to be inspected and arranged at an arbitrary position with respect to the pipe to be inspected. A pair of possible excitation coils, a pulse power source for applying pulsed electricity to at least one of the pair of excitation coils, and an outer peripheral surface of the pipe to be inspected, disposed between the pair of excitation coils, A magnetic sensor that detects a magnetic field parallel to the central axis direction and a pulse magnetic field that is generated when at least one of a pair of excitation coils is driven by a pulse power source is detected by the magnetic sensor, and the pulse magnetic field detected by the magnetic sensor is detected. And a non-destructive inspection apparatus using pulse magnetism, characterized in that it comprises means for analyzing the response.
According to such a nondestructive inspection apparatus, a magnetic field in the direction of the central axis of the pipe to be inspected can be applied to a predetermined location of the pipe to be inspected by a pair of exciting coils inserted through the pipe to be inspected. Further, by providing a magnetic sensor arranged between the pair of exciting coils on the outer peripheral surface of the pipe to be inspected, a magnetic field parallel to the central axis direction of the pipe to be inspected can be detected. The magnetic field generated by the exciting coil travels through the pipe to be inspected to the magnetic sensor. In the middle, the magnetic field in the direction of the central axis of the pipe to be inspected leaks to the outside, but the magnetic field propagated by corrosion and defects differs. Here, when the excitation coil is driven by a pulse power source and the generated magnetic field is a pulsed magnetic field, the rising magnetic signal detected by the magnetic sensor is timed at the time of rising of the pulsed magnetic field and the time zone during which a constant magnetic field is applied thereafter. Attenuates with. By analyzing the peak value and attenuation characteristics of the detected pulse magnetic signal, it is possible to detect defects such as corrosion and cracks in the pipe with higher accuracy.
また特許文献１の段落００４６には、一対の励磁コイルのから等距離の中央部に複数の磁気センサーを円周方向に配置し、この磁気センサーの個数が多いほど空間分解能を向上させることができることが述べられるとともに、さらに励磁コイル及び磁気センサーを搭載した検査部を被検査配管が挿入された状態で動かして多点計測することにより面データを得てマッピングができることが述べられる。 Further, in paragraph 0046 of Patent Document 1, a plurality of magnetic sensors are arranged in the circumferential direction at a central portion equidistant from the pair of exciting coils, and the spatial resolution can be improved as the number of magnetic sensors increases. In addition, it is also described that surface data can be obtained and mapped by moving the inspection section equipped with the excitation coil and the magnetic sensor in a state where the inspection pipe is inserted and performing multipoint measurement.
ところで、石油化学系プラントでは、高温の油やガスなどを輸送するために、断熱配管が用いられており、断熱配管は、鋼管、断熱材、外装板で構成されている。
このような構成の断熱配管の錆による減肉等の欠陥を検査することは、外装板、断熱材をはがして行われている現状があり、メンテナンスコストの高騰、長期の稼働停止時間が必要といった問題がある。
外装板が非磁性材で構成されていれば渦電流探傷方法で検査できるが、磁性体の場合は難しく製品があるものの条件を限定してしまう。
特許文献１に記載の発明は、外装板が磁性体であっても欠陥を観察できる方法であり、特許文献１には、断熱配管検査の適用について記載されている。
また、特許文献１の実施例３では、励磁コイルを電気コネクタで接続・切り離し可能とするとともに、励磁コイルや磁気センサーを支持した検査部母材を半割して検査部を断熱配管に装着する（段落００５０、図８）。
By the way, in a petrochemical plant, in order to transport high temperature oil, gas, etc., the heat insulation piping is used, and the heat insulation piping is comprised with the steel pipe, the heat insulating material, and the exterior board.
Inspecting defects such as thinning due to rust in heat insulation pipes with such a configuration is done by peeling off the exterior plate and heat insulating material, so that the maintenance cost increases, and long-term downtime is required There's a problem.
If the exterior plate is made of a non-magnetic material, it can be inspected by the eddy current flaw detection method.
The invention described in Patent Document 1 is a method capable of observing defects even when the exterior plate is a magnetic body. Patent Document 1 describes the application of a heat insulation pipe inspection.
In Example 3 of Patent Document 1, the excitation coil can be connected and disconnected with an electrical connector, and the inspection part base material supporting the excitation coil and the magnetic sensor is halved and the inspection part is attached to the heat insulating pipe. (Paragraph 0050, FIG. 8).
しかしながら、以上の従来技術にあっては次のような課題がある。
特許文献１に従って非破壊検査を行うには、励磁コイルの輪の中に被検査配管が挿通した状態とする必要があるが、プラントに使用されている配管を既に輪状にされた励磁コイルに挿し通すことは不可能であるため、励磁用導線を配管の周りに巻回することで励磁コイルを構成するか、特許文献１の実施例３のように半割されたパーツを配管周りに配置して電気コネクタで励磁用導線を輪状に接続することで励磁コイルを構成することが必要となる。
しかし、励磁用導線を配管の周りに巻回することは、非常に時間の要する作業となり、効率的でない。
これに対し、半割されたパーツを配管周りに配置して電気コネクタで励磁用導線を輪状に接続することで励磁コイルを構成する方法によれば、作業時間の大幅な短縮が図れる。
しかしながら、１つの検査部が１本の配管を囲むように装着されるために、１つの検査部で１本ずつしか配管を検査できず、効率的でない。
プラントに使用されている断熱配管は、検査しようとした時にはすでに外装板が変形していることがある。半割構成であると励磁用導線を電気コネクタで輪状に接続した際の内周、内径は一定であるため、外装板に膨張変形している個所などがあると、励磁コイルを配置することはできない。
また、プラントに使用されている配管には、複数本が平行に隣接して設置されているものもある。断熱配管同士が隙間なく又はわずかな隙間を介して隣接している場合は、そもそも電気コネクタを通すことができず、この方法によっては励磁コイルを設置することができない場合がある。
However, the above prior art has the following problems.
In order to perform nondestructive inspection according to Patent Document 1, it is necessary to place the pipe to be inspected in the ring of the excitation coil, but the pipe used in the plant is inserted into the ring-shaped excitation coil. Since it is impossible to pass through, an exciting coil is formed by winding an exciting lead wire around the pipe, or a half-divided part is arranged around the pipe as in Example 3 of Patent Document 1. Thus, it is necessary to configure the exciting coil by connecting the exciting conducting wire in a ring shape with an electrical connector.
However, winding the exciting conducting wire around the pipe is very time consuming and is not efficient.
On the other hand, according to the method in which the exciting coil is configured by arranging the half-divided parts around the pipe and connecting the exciting conducting wire in a ring shape with an electrical connector, the working time can be greatly shortened.
However, since one inspection unit is mounted so as to surround one pipe, only one pipe can be inspected by one inspection unit, which is not efficient.
The heat insulation piping used in the plant may already have a deformed outer plate when it is going to be inspected. When the exciting conductor is connected in a ring shape with an electrical connector, the inner and inner diameters are constant when the halved configuration is used. Can not.
In addition, there are pipes used in a plant in which a plurality of pipes are installed adjacent to each other in parallel. If the heat insulating pipes are adjacent to each other with no gap or a slight gap, the electrical connector cannot be passed through in the first place, and the excitation coil may not be installed depending on this method.
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、被検査配管の欠陥を非破壊検査する磁気を用いた非破壊検査において、励磁用導線及び磁気センサーを被検査配管に対して効率よくかつ対応力をもって設置可能にすることを課題とする。 The present invention has been made in view of the problems in the prior art described above, and in a nondestructive inspection using magnetism for nondestructive inspection of a defect in a pipe to be inspected, an excitation lead and a magnetic sensor are connected to the pipe to be inspected. The goal is to enable efficient and efficient installation.
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、被検査配管の欠陥を非破壊検査する磁気を用いた非破壊検査装置であって、
励磁用導線及び磁気センサーがシートに支持されてなるシート状軟性検査部と、
前記シート状軟性検査部と接続され、前記励磁用導線に印加する電流を制御し、当該電流印加時の前記磁気センサーの検出信号を取得する制御手段と、を備えた非破壊検査装置である。
Invention of Claim 1 for solving the above subject is a nondestructive inspection device using magnetism which carries out a nondestructive inspection of the defect of piping to be inspected,
A sheet-like softness inspection unit in which an excitation lead and a magnetic sensor are supported by a sheet;
A non-destructive inspection apparatus comprising: a control unit that is connected to the sheet-like soft inspection unit, controls a current applied to the exciting conducting wire, and acquires a detection signal of the magnetic sensor when the current is applied.
請求項２記載の発明は、前記磁気センサーが前記シートに複数配置されたこを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置である。 A second aspect of the present invention is the nondestructive inspection apparatus according to the first aspect, wherein a plurality of the magnetic sensors are arranged on the sheet.
請求項３記載の発明は、複数の前記磁気センサーが前記シートに前記励磁用導線と平行な方向に並んで配置されたこを特徴とする請求項２に記載の非破壊検査装置である。 A third aspect of the present invention is the nondestructive inspection apparatus according to the second aspect, wherein a plurality of the magnetic sensors are arranged on the sheet in a direction parallel to the excitation conducting wire.
請求項４記載の発明は、前記磁気センサーが前記シートにマトリックス状に配置されたこを特徴とする請求項２に記載の非破壊検査装置である。 A fourth aspect of the invention is the nondestructive inspection apparatus according to the second aspect, wherein the magnetic sensors are arranged in a matrix on the sheet.
請求項５記載の発明は、前記シート状軟性検査部に、前記励磁用導線に電流を印可するための電気コネクタと、前記磁気センサーの検出信号を前記制御手段に伝送するための電気コネクタとが設けられたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, an electrical connector for applying a current to the exciting conducting wire and an electrical connector for transmitting a detection signal of the magnetic sensor to the control means are provided in the sheet-like softness inspection unit. The nondestructive inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the nondestructive inspection apparatus is provided.
請求項６記載の発明は、前記磁気センサーの検出信号を増幅して出力する信号増幅回路が、前記シートの当該磁気センサーに近接した位置に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。
The invention according to
請求項７記載の発明は、前記シートは、前記磁気センサーの検出信号の伝送路について外部磁気を遮蔽する磁気シールド構造を有することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。 The invention according to claim 7 is characterized in that the sheet has a magnetic shield structure that shields external magnetism on a transmission path of a detection signal of the magnetic sensor. It is a nondestructive inspection device described.
請求項８記載の発明は、前記シート状軟性検査部の外観上に、前記励磁用導線及び磁気センサーが現れているか、前記励磁用導線及び磁気センサーの位置を示す印が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。 The invention according to claim 8 is that on the appearance of the sheet-like softness inspection portion, the exciting conductor and the magnetic sensor appear or a mark indicating the position of the exciting conductor and the magnetic sensor is provided. The nondestructive inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the nondestructive inspection apparatus is characterized.
請求項９記載の発明は、前記シート状軟性検査部に把持部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。 A ninth aspect of the present invention is the nondestructive inspection apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein a grip portion is provided in the sheet-like soft inspection portion.
請求項１０記載の発明は、前記把持部は９．９９≦透磁率≦１．０１の材料からなることを特徴とする請求項９に記載の非破壊検査装置である。 A tenth aspect of the present invention is the nondestructive inspection apparatus according to the ninth aspect, wherein the grip portion is made of a material satisfying 9.99 ≦ permeability ≦ 1.01.
請求項１１記載の発明は、前記シートの被検査配管設置側の表面の静止摩擦係数が０．３５以下であることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。
The invention according to
請求項１２記載の発明は、前記シート状軟性検査部に、一端に開口部を有し他端に流路コネクタを有する第１種流路が設けられ、当該開口部は前記シートの被検査配管設置側の表面に開口していることを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。
The invention according to
請求項１３記載の発明は、前記シート状軟性検査部に、一端に開口部を有し他端に流路コネクタを有する第１種流路が設けられ、当該開口部は前記シートの被検査配管設置側の表面に開口しており、
前記励磁用導線の前記電気コネクタと、前記磁気センサーの前記電気コネクタと、前記流路コネクタとが接続方向を揃えて一体に又は並べて設けられたことを特徴とする請求項５に記載の非破壊検査装置である。
The invention according to
The non-destructive device according to
請求項１４記載の発明は、前記シート状軟性検査部は、前記開口部の開口面中央部に邪魔板部材が設けられ、当該邪魔板部材の背部から当該開口面を介して吹き出す気流により、当該開口面に近接した対象物と当該邪魔板部材との間の隙間部分内の圧力を大気圧に対して相対的に負圧として、対象物を開口部に対して相対的に保持する非接触型保持機構を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の非破壊検査装置である。
In the invention according to
請求項１５記載の発明は、前記シート状軟性検査部に、一端に流体貯留部を有し他端に流路コネクタを有した第２種流路が設けられ、当該流体貯留部は前記シートの被検査配管設置側の表面と前記磁気センサーとの間に形成されており、その容積変化により同表面と同磁気センサーとの距離を可変にされたことを特徴とする請求項１から請求項１４のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。
The invention according to
請求項１６記載の発明は、前記シート状軟性検査部に、一端に流体貯留部を有し他端に流路コネクタを有した第２種流路が設けられ、当該流体貯留部は前記シートの被検査配管設置側の表面と前記磁気センサーとの間に形成されており、その容積変化により同表面と同磁気センサーとの距離を可変にされており、
前記励磁用導線の前記電気コネクタと、前記磁気センサーの前記電気コネクタと、前記第１種流路の前記流路コネクタと、前記第２種流路の前記流路コネクタとが接続方向を揃えて一体に又は並べて設けられたことを特徴とする請求項１３に記載の非破壊検査装置である。
The invention according to
The electrical connector of the excitation conducting wire, the electrical connector of the magnetic sensor, the flow path connector of the first type flow path, and the flow path connector of the second type flow path are aligned in the connecting direction. The nondestructive inspection apparatus according to
請求項１７記載の発明は、請求項１から請求項１６のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置を用いた被検査配管の非破壊検査方法であって、
前記シート状軟性検査部の一部又は全部を被検査配管の外周の一部又は全部に沿って設置し、
前記シート状軟性検査部と前記制御手段とを接続し、
前記励磁用導線によって発生し被検査配管を通った磁場を前記磁気センサーで検出して前記制御手段に取得することを特徴とする非破壊検査方法である。
The invention according to
A part or all of the sheet-like softness inspection part is installed along part or all of the outer periphery of the pipe to be inspected,
Connecting the sheet-like softness inspection section and the control means;
A non-destructive inspection method characterized in that a magnetic field generated by the excitation conducting wire and passing through a pipe to be inspected is detected by the magnetic sensor and acquired by the control means.
請求項１８記載の発明は、前記シート状軟性検査部を複数の被検査配管に跨って配置することを特徴とする請求項１７に記載の非破壊検査方法である。
The invention described in
請求項１９記載の発明は、前記シート状軟性検査部の一部を被検査配管の外周の上部に沿って設置することを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の非破壊検査方法である。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the nondestructive inspection method according to the seventeenth or eighteenth aspect, a part of the sheet-like soft inspection portion is installed along an upper portion of the outer periphery of the pipe to be inspected. is there.
請求項２０記載の発明は、請求項１２、請求項１３又は請求項１６に記載の非破壊検査装置を用いた被検査配管の非破壊検査方法であって、第１種流路を介して吸気することで、前記シート状軟性検査部を被検査配管に吸着固定することを特徴とする非破壊検査方法である。 A twentieth aspect of the invention is a nondestructive inspection method for a pipe to be inspected using the nondestructive inspection apparatus according to the twelfth, thirteenth, or sixteenth aspect of the present invention. Thus, the non-destructive inspection method is characterized in that the sheet-like softness inspection portion is adsorbed and fixed to a pipe to be inspected.
請求項２１記載の発明は、請求項１４に記載の非破壊検査装置を用いた被検査配管の非破壊検査方法であって、第１種流路を介して排気することで、前記シート状軟性検査部を被検査配管に非接触保持することを特徴とする非破壊検査方法である。
The invention according to claim 21 is a non-destructive inspection method for a pipe to be inspected using the non-destructive inspection device according to
請求項２２記載の発明は、前記シート状軟性検査部の一部を被検査配管の外周の下部に沿って設置することを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載の非破壊検査方法である。 The invention according to claim 22 is the nondestructive inspection method according to claim 20 or 21, characterized in that a part of the sheet-like soft inspection part is installed along the lower part of the outer periphery of the pipe to be inspected. is there.
請求項２３記載の発明は、請求項１２、請求項１３又は請求項１６に記載の非破壊検査装置を用いた被検査配管の非破壊検査方法であって、
前記シート状軟性検査部の一部を被検査配管の外周の上部に沿って設置するにあたり、前記シート状軟性検査部の移動を、第１種流路を介して排気することで前記シート状軟性検査部と被検査配管との間に気流を生じさせた低摩擦状態として行うことを特徴とする非破壊検査方法である。
The invention described in claim 23 is a nondestructive inspection method for a pipe to be inspected using the nondestructive inspection apparatus according to
In installing a part of the sheet-like softness inspection section along the upper part of the outer periphery of the pipe to be inspected, the movement of the sheet-like softness inspection part is exhausted through the first-type flow path to thereby form the sheet-like softness. It is a nondestructive inspection method characterized in that it is performed in a low friction state in which an air flow is generated between an inspection section and a pipe to be inspected.
本発明によれば、励磁用導線及び磁気センサーがシートに支持されて、被検査配管を覆うシート状軟性検査部が構成され、かかるシート状軟性検査部を被検査配管の外周の少なくとも一部に沿って設置することで、被検査配管に磁場を印加し検出する検査部の設置が完了するので、励磁用導線を配管の周りに巻回する作業もなく、被検査配管の外装板の変形にも対応し、複数が並走配置された被検査配管に対しても跨って設置可能であるため、励磁コイル及び磁気センサーを効率よくかつ対応力をもって設置可能である。 According to the present invention, the exciting conductor and the magnetic sensor are supported by the sheet, and the sheet-like softness inspection unit that covers the pipe to be inspected is configured. The installation of the inspection section that detects and detects the application of a magnetic field to the pipe to be inspected is completed, so there is no need to wrap the exciting lead wire around the pipe, and the outer plate of the pipe to be inspected can be deformed. Therefore, the exciting coil and the magnetic sensor can be installed efficiently and with a corresponding force because a plurality of pipes to be inspected arranged in parallel can be installed.
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following is one embodiment of the present invention and does not limit the present invention.
図１は、本発明の一実施形態であるパルス磁気を用いた非破壊検査装置（以下、パルス磁気検査装置１という）の基本構成を示すブロック図である。
パルス磁気検査装置１は、被検査配管である断熱配管９にパルス磁場を印加して、断熱配管９に流れるパルス磁場の変化を検出することにより断熱配管９の欠陥を探傷する非破壊検査装置であり、制御手段の中枢部及び解析手段として機能するコンピューター２と、パルス電源３と、磁気センサー用回路４と、流体制御器５と、シート状軟性検査部１０とを備えて構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a nondestructive inspection apparatus using pulse magnetism (hereinafter referred to as pulse magnetic inspection apparatus 1) according to an embodiment of the present invention.
The pulse magnetic inspection apparatus 1 is a nondestructive inspection apparatus that detects a defect in the
図２及び図３に示すようにシート状軟性検査部１０は、ポリイミドフィルムなどの柔軟な素材からなるシート１１を基材として、励磁用導線１２、磁気センサー１３、信号増幅回路１４、第１種流路１５、第２種流路１６、コネクタ１７（電気コネクタ１７ａ，１７ｂ、流路コネクタ１７ｃ）、把持部１８が実装、形成、接合等されて構成されたものである。断熱配管９は、鋼管９ａ、断熱材９ｂ、外装板９ｃで構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the sheet-like
励磁用導線１２は、断熱配管９に検査用のパルス磁場を印加するための導線である。励磁用導線１２は、平行に近接して配列した複数本の導線を一組とする。シート１１に一対の励磁用導線１２，１２が設けられている。一方の励磁用導線１２がシート１１の側部に配置され、他方の励磁用導線１２がその逆側の側部に設けられ、これら両者同士も平行に配置されている。一方の励磁用導線１２と他方の励磁用導線１２との間には所定の間隔が設けられる。各励磁用導線１２の両端には、励磁用導線１２に電流を印可するための電気コネクタ１７ａ，１７ａが設けられている。
The
磁気センサー１３は、断熱配管９に流れるパルス磁場の変化を検出するためのものであり、一方の励磁用導線１２と他方の励磁用導線１２との間に配置されている。磁気センサー１３は、一つでも実施可能であるが、シート１１に複数配置されていることが好ましい。複数の断熱配管９を同時に検査したり、一つの断熱配管９の複数個所での磁場測定を同時に行ったりすることができ、検査効率や検査精度を向上することができるからである。図２及び図３に示す実施形態では、複数の断熱配管９，９を同時に検査するために複数の磁気センサー１３，１３・・・が励磁用導線１２と平行な方向に並んで配置されている。これに加えて一つの断熱配管９の複数個所での磁場の測定を同時に行うために、複数の磁気センサー１３，１３・・・がマトリックス状に配置されている。
The
信号増幅回路１４は、磁気センサー１３の検出信号を増幅して出力するものである。磁気センサー１３からの信号は外乱ノイズの影響に弱いため、信号増幅回路１４により増幅することにより外乱ノイズの影響を抑え、信号のＳＮ比を改善することができる。外乱ノイズの影響を抑えるためには、磁気センサー１３と信号増幅回路１４との接続配線１３ａも短くすることが好ましい。そのため、信号増幅回路１４は、磁気センサー１３と同様にシート１１に実装することはもちろん、増幅対象の磁気センサー１３に近接した位置にそれぞれ設けられている。
磁気センサー１３と信号増幅回路１４とが配線接続され、さらに信号増幅回路１４からの信号出力配線１４ａが電気コネクタ１７ｂまで延設されている。電気コネクタ１７ｂが磁気センサー１３の検出信号をコンピューター２に伝送するための電気コネクタである。
シート１１は、磁気センサー１３の検出信号の伝送路について外部磁気を遮蔽する磁気シールド構造を有する。これにより、さらに外乱ノイズの影響を抑える。シート１１における磁気センサー１３の検出信号の伝送路、すなわち、磁気センサー１３と信号増幅回路１４との間の配線１３ａ、信号増幅回路１４及び信号増幅回路１４から電気コネクタ１７ｂまでの配線１４ａが、例えば、図４に示すように上下のシールド層１１ａ，１１ａによって挟まれて遮蔽される磁気シールド構造が形成される。シールド層１１ａは、磁気シールド層のほか、配線、電極等との電気絶縁を確保するための電気絶縁層を有し、磁気シールド層は金属インク層や金属めっき層などで形成される。
The
The
The
図２及び図３に示すように、シート状軟性検査部１０の外観上に、励磁用導線１２及び磁気センサー１３が現れている。これは、励磁用導線１２及び磁気センサー１３を覆う層が透明樹脂であることによって実現できる。これにより、検査作業者が目視確認することで断熱配管９に対し励磁用導線１２及び磁気センサー１３を的確に配置することができる。したがって、シート状軟性検査部１０の外観上に励磁用導線１２及び磁気センサー１３が現れているようにするのは、被検査配管設置側の反対面１１Ｆのみで足りる。
なお、励磁用導線１２及び磁気センサー１３が外観上に現れているようにすること（透視可能とすること）に代えて、シート状軟性検査部１０の外観上に、励磁用導線１２及び磁気センサー１３の位置を示す印が設けられている構成とすることでも、同等の効果が得られる。その位置を示す印としては、励磁用導線１２及び磁気センサー１３の外観を印刷するとか、文字、記号、図形などで示すものでもよい。励磁用導線１２の位置を示す印として、励磁用導線１２が存在する範囲を示す帯状のものでもよい。磁気センサー１３の位置を示す印としては、磁気センサー１３の中心位置を示す点でもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
In addition, instead of making the
把持部１８，１８がシート状軟性検査部１０の両端に設けられている。この把持部１８，１８を検査作業者が掴んで移動、配置することができ、これにより、作業性が向上するとともに、シート１１や電気回路部など他の部分に対する故障・破損の原因となるような直接的負荷を回避できる。把持部１８は９．９９≦透磁率≦１．０１の材料（例えば、樹脂、アルミニウム）からなる。把持部１８を設ける場合、把持部が磁性体であると、断熱配管９からの磁気信号が磁性体である把持部に引き寄せられるなどの影響を受けてしまい、検査精度を低下させてしまうため、把持部１８を非磁性体（９．９９≦透磁率≦１．０１）とする。
The
図２に示すように検査時に断熱配管９に接触するシート１１の被検査配管設置側の表面１１Ｂは、その静止摩擦係数が０．３５以下であることが好ましい。シート１１と断熱配管９との摩擦を軽減し、シート１１の摩耗を防止するためである。シート１１の被検査配管設置側の表面１１Ｂを断熱配管９の外装板９ｃに接して検査するため、連続して検査していくにつれて摩耗することによりシート１１が破けたりするという問題があるが、表面１１Ｂの静止摩擦係数を低くすることでこれを防止できる。耐摩耗性が高く滑りがよいポリアセタールなどの部材をシート１１の材料や表面１１Ｂ側のコーティング層に適用することにより、長期間使用しても機能するシート状軟性検査部１０を実現可能である。
As shown in FIG. 2, the
第１種流路１５は、シート状軟性検査部１０を断熱配管９に吸着固定したり、移動のために浮上させたり、非接触保持するためのものである。
まず、吸着固定及び移動のための浮上を行うための構成につき説明する。図５から図７に示すように第１種流路１５は、シート１１に形成されたチャネルで、一端に開口部１５ａを有する。開口部１５ａはシート１１の被検査配管設置側の表面１１Ｂに開口している。開口部１５ａは、磁気センサー１３の断熱配管９への固定精度等のために磁気センサー１３に近接した位置に複数設けられる。第１種流路１５は開口部１５ａからシート１１の端部方向に延び、図２及び図３に示すように、流路コネクタ１７ｃに繋がっている。
断熱配管９にシート状軟性検査部１０を置き、流路コネクタ１７ｃを介して接続した流体制御器５によって、図５に示すように第１種流路１５内が吸気されると、シート１１の表面１１Ｂが断熱配管９に吸着固定される。逆に図７に示すように第１種流路１５内に排気されると、シート１１の表面１１Ｂが断熱配管９から浮上し、シート状軟性検査部１０の移動が容易となる。
The first
First, a configuration for performing levitation for suction fixation and movement will be described. As shown in FIGS. 5 to 7, the first
When the inside of the first-
第１種流路１５を、非接触保持するための構成とする場合、すなわち、シート状軟性検査部１０に非接触型保持機構を設ける場合は、非接触型搬送装置などに用いられる非接触保持ヘッドの構造、原理を利用する。
それには、図８に示すように開口部１５ａの開口面中央部に邪魔板部材１５ｂを設けた構成とする。そして、流路コネクタ１７ｃを介して接続した流体制御器５から第１種流路１５内に排気する。この時、開口部１５ａの開口面が断熱配管９に近接するように配置された状態である。開口部１５ａ内に流入した空気は、邪魔板部材１５ｂに当たるため断熱配管９に直接当たることはなく、空気の流入圧が断熱配管９に加わらない構造になる。そして、開口部１５ａ内に流入した空気が、開口部１５ａ周囲の表面１１Ｂと断熱配管９との間の隙間を通って空気流として外部に吹き出すと、この空気流に従って、邪魔板部材１５ｂと断熱配管９との間の隙間部分内の空気も一緒に流出し、この隙間部分内の圧力が大気圧に対して相対的に負圧となる。これにより、シート状軟性検査部１０は、非接触状態で吸引され断熱配管９に対して相対的に保持される。断熱配管９は移動物（被搬送物）でなく固定物であるので、移動物である方のシート状軟性検査部１０を断熱配管９の所定の位置に固定することができる。また、シート１１の表面１１Ｂと断熱配管９との間は、わずかなギャップで精度よく安定的に保持されるとともに、その分開口部１５ａから噴出される流量が抑えられて効率的である。
When the first-
For this purpose, as shown in FIG. 8, a
第２種流路１６は、シート１１の被検査配管設置側の表面１１Ｂと磁気センサー１３との距離を可変にするためのものである。
図５から図８に示すように第２種流路１６は、シート１１に形成されたチャネルで、一端に流体貯留部１６ａを有する。流体貯留部１６ａは、表面１１Ｂと磁気センサー１３との間の位置に形成されている。第２種流路１６は流体貯留部１６ａからシート１１の端部方向に延び、図２及び図３に示すように、流路コネクタ１７ｃに繋がっている。
図５又は図８を参照して説明したように、シート状軟性検査部１０を断熱配管９に固定する。流路コネクタ１７ｃを介して接続した流体制御器５によって、図６に示すように第１種流路１６に流体が送出され流体貯留部１６ａの容積が増大すると、シート１１の表面１１Ｂから磁気センサー１３の距離、すなわち、断熱配管９から磁気センサー１３の距離が拡大する。流体貯留部１６ａに容積がある状態（流体が貯留されている状態）において、第２種流路１６内から流体が吸引され流体貯留部１６ａの容積が減少すると、シート１１の表面１１Ｂから磁気センサー１３の距離、すなわち、断熱配管９から磁気センサー１３の距離が縮小する。
以上のように、流体貯留部１６ａの容積変化により表面１１Ｂと磁気センサー１３との距離を可変にすることができ、これにより、断熱配管９との距離を可変制御することができる。
シート状軟性検査部１０を断熱配管９の表面に沿って移動したり、シート１１の表面方向に磁気センサー１３を複数並べて配置したりすることによって、断熱配管９の表面に沿った２次元的な磁気信号のデータを取得できる。
さらに、以上のように断熱配管９との距離を可変制御することで、断熱配管９の表面上の同一点に対し、断熱配管９の表面からの距離の異なる測定点で測定し、３次元的な磁気信号のデータを取得できる。３次元的な磁気信号のデータを解析に利用することによって、欠陥の検出精度の向上を図ることができる。
The second
As shown in FIGS. 5 to 8, the second
As described with reference to FIG. 5 or FIG. 8, the sheet-like
As described above, the distance between the
By moving the sheet-like
Furthermore, by variably controlling the distance to the
コネクタ１７は、以上説明した電気コネクタ１７ａ，１７ｂ、流路コネクタ１７ｃが接続方向を揃えて一体に設けられている。すなわち、コネクタ１７のハウジングが一体部品である。これにより、作業効率よくコネクタ１７への接続が行える。コネクタ１７のハウジングが２部品以上であっても接続方向を揃えて並べて設けておけば、同様の効果が得られる。
In the
次に、以上説明したパルス磁気検査装置１を用いた被検査配管の非破壊検査方法について、作業手順に沿って説明する。
まず、コネクタ１７を介してパルス電源３と、磁気センサー用回路４と、流体制御器５とをシート状軟性検査部１０に接続する。これにより、パルス電源３によって発生する電流を励磁用導線１２に印加可能であり、磁気センサー用回路４を介して検出信号をコンピューター２に入力可能であり、流体制御器５によって第１種流路１５、第２種流路１６に流れる流体の制御が可能である。
磁気センサー用回路４は、磁気センサー１３を駆動し、磁場を計測するための回路である。電気コネクタ１７ｂを介して磁気センサー用回路４が磁気センサー１３に電気的に接続される。
励磁用導線１２は、パルス電源３の出力端のコネクタがコネクタ１７ａに接続されることでコイルを構成する。例えば、図９(a)に示すようにパルス電源３の陽極側のコネクタと陰極側のコネクタとを繋ぐ補助ケーブル３ａが設けられていて、励磁用導線１２と補助ケーブル３ａとでコイルが構成される。そのために、補助ケーブル３ａは励磁用導線１２と同本数の導線を有している。励磁用導線１２と補助ケーブル３ａとで構成されるコイルの一端にパルス電源３の陽極が、他端にパルス電源３の陽極が接続される。
検査に使用する印加磁場は、断熱配管９に対する位置が制御されている励磁用導線１２からのものに限定する。そのため、補助ケーブル３ａは断熱配管９から十分な距離を離されて保持される。
また、図９(b)に示すように、２つのシート状軟性検査部１０，１０を繋いでコイルを構成し、断熱配管９の一周に亘ってシート状軟性検査部１０を配置して実施してもよい。２つのシート状軟性検査部１０，１０で構成されるコイルの一端にパルス電源３の陽極が、他端にパルス電源３の陽極が接続される。
また、図９(c)に示すように、励磁用導線１２の各導線の同方向の一端をパルス電源３に接続し、他端を接地して実質的なコイルを構成してもよい。
パルス電源３は、励磁用導線１２にパルス電流を印加することができる。パルス電源３は、方形波を出力することができ、所定の繰り返し周波数及びデューティ比で駆動することができる。
Next, a non-destructive inspection method for piping to be inspected using the pulse magnetic inspection apparatus 1 described above will be described along the work procedure.
First, the
The magnetic sensor circuit 4 is a circuit for driving the
The
The applied magnetic field used for the inspection is limited to that from the
Further, as shown in FIG. 9B, a coil is formed by connecting two sheet-like
Further, as shown in FIG. 9 (c), one end of each conducting wire of the
The
一方、コネクタ１７への接続作業と前後してよいが、シート状軟性検査部１０を断熱配管９の外周に設置する。シート状軟性検査部１０の一部又は全部を断熱配管９の外周の一部又は全部に沿って設置する。プラントなどで使用されている断熱配管は、鋼管９ａの上部などの特定個所が錆により腐食しやすい傾向があり、断熱配管９の外周の上側の一部などにシート状軟性検査部１０を設置して検査する意義がある。シート状軟性検査部１０の磁気センサー１３の位置を目視確認して断熱配管９上に配置する。実質的に測定に使用する磁気センサー１３が断熱配管９上に配置されれば、シート状軟性検査部１０の全部が断熱配管９の外周に沿っている必要はない。
例えば、図９に示したようにシート状軟性検査部１０を一本の断熱配管９に対して設置する。他の方法として、図１０に示すようにシート状軟性検査部１０を複数の断熱配管９，９・・・に跨って配置し、シート状軟性検査部１０の部位の異なる各一部を各断熱配管９の外周に沿って設置する。
シート状軟性検査部１０のシート１１の柔軟性により、図１１に示すように断熱配管９の外装板９ｃが一方向に膨張変形していても設置可能である。
On the other hand, although it may be before and after the connection work to the
For example, as shown in FIG. 9, the sheet-like
Due to the flexibility of the
次に、コンピューター２の制御により測定を実行する。すなわち、コンピューター２はパルス電源３、磁気センサー用回路４及び流体制御器５に測定のための指令信号を出力して、シート状軟性検査部１０を上述したように吸着固定又は非接触保持させ、励磁用導線１２によってパルス磁場を発生させ、励磁用導線１２によって発生し断熱配管９を通った磁場を磁気センサー１３に検出させてコンピューター２にデジタルデータとして取得する。
シート状軟性検査部１０を、図９(a)(c)に示すように断熱配管９の外周の上部に沿って設置する場合は、吸着固定や非接触保持の機能は必ずしも必要がないが、吸着固定又は非接触保持することで、断熱配管９に対するシート状軟性検査部１０の位置精度、安定性が向上する。シート状軟性検査部１０を、図９(b)及び図１０(b)に示すように断熱配管９の外周の下部に沿って設置することが吸着固定又は非接触保持の機能によって達成されるとともに、断熱配管９に対するシート状軟性検査部１０の位置精度、安定性が向上する。
Next, the measurement is executed under the control of the
When the sheet-like
その後、必要に応じてシート状軟性検査部１０を次の検査個所に移動させる。シート状軟性検査部１０を断熱配管９の上部に設置する場合において、上述したように第１種流路１５によってシート状軟性検査部１０に移動のために浮上機能を構成している場合には、シート状軟性検査部１０を断熱配管９から浮上させて移動を行う。すなわち、シート状軟性検査部１０の一部を断熱配管９の外周の上部に沿って設置するにあたり、シート状軟性検査部１０の移動を、第１種流路１５を介して排気することでシート状軟性検査部１０と断熱配管９との間に気流を生じさせた低摩擦状態として行う。
また、シート状軟性検査部１０を断熱配管９に非接触保持している場合には、断熱配管９の表面に沿った方向への移動に対する抵抗は少ないので、次の検査個所への移動が可能である。
シート状軟性検査部１０を１本の断熱配管９に対して設置する場合には、図１２(a)に示すように１本ずつ断熱配管９上を移動させる必要がある。これに対し図１２(b)に示すように複数の断熱配管９，９・・・に跨って設置する場合には、検査のための移動は跨っている本数が多くなるほどに各段に効率化する。
Thereafter, the sheet-like
Further, when the sheet-like
When installing the sheet-like
コンピューター２は、励磁用導線１２をパルス電源３で駆動した際に発生するパルス磁場を磁気センサー１３により検出し、当該磁気センサー１３により検出したパルス磁場の応答を解析することで断熱配管９の欠陥を特定する解析手段として機能する。
なお、コンピューター２に入力された検出信号波形のデータを、無線通信やデータ記録媒体の移動によって他のコンピューターに入力し、パルス磁場応答の解析を当該他のコンピューターにより実施してもよい。すなわち、当該解析手段を他のコンピューターに構成することができ、必ずしも検出信号波形のデータを取得するコンピューター２に解析手段を搭載する必要はない。
The
The detection signal waveform data input to the
以上のように本実施形態の非破壊検査装置及び非破壊検査方法によれば、励磁用導線１２及び磁気センサー１３がシート１１に支持されて、断熱配管９を覆うシート状軟性検査部１０が構成され、かかるシート状軟性検査部１０を断熱配管９の外周の少なくとも一部に沿って設置することで、断熱配管９に磁場を印加し検出する検査部の設置が完了するので、励磁用導線１２を配管９の周りに巻回する作業もなく、断熱配管９の外装板９ｃの変形にも対応し、複数が並走配置された被検査配管に対しても跨って設置可能であるため、励磁コイル及び磁気センサーを効率よくかつ対応力をもって設置可能であり、配管の非破壊検査を格段に効率化し、適用範囲を拡大することができる。
As described above, according to the non-destructive inspection apparatus and the non-destructive inspection method of the present embodiment, the sheet-like
１ 非破壊検査装置（パルス磁気検査装置）
２ コンピューター（制御手段）
３ パルス電源
４ 磁気センサー用回路
５ 流体制御器
９ 断熱配管
９ａ 鋼管
９ｂ 断熱材
９ｃ 外装板
１０ シート状軟性検査部
１１ シート
１２ 励磁用導線
１３ 磁気センサー
１４ 信号増幅回路
１５ 第１種流路
１５ａ 開口部
１５ｂ 邪魔板部材
１６ 第２種流路
１６ａ 流体貯留部
１７ コネクタ
１７ａ 電気コネクタ
１７ｂ 電気コネクタ
１７ｃ 流路コネクタ
１８ 把持部
1 Nondestructive inspection equipment (pulse magnetic inspection equipment)
2 Computer (control means)
3 Pulse Power Supply 4
Claims (23)
励磁用導線及び磁気センサーがシートに支持されてなるシート状軟性検査部と、
前記シート状軟性検査部と接続され、前記励磁用導線に印加する電流を制御し、当該電流印加時の前記磁気センサーの検出信号を取得する制御手段と、を備えた非破壊検査装置。 A non-destructive inspection device using magnetism for non-destructive inspection of defects in piping to be inspected,
A sheet-like softness inspection unit in which an excitation lead and a magnetic sensor are supported by a sheet;
A non-destructive inspection apparatus comprising: a control unit that is connected to the sheet-like softness inspection unit, controls a current applied to the exciting conducting wire, and acquires a detection signal of the magnetic sensor when the current is applied.
前記励磁用導線の前記電気コネクタと、前記磁気センサーの前記電気コネクタと、前記流路コネクタとが接続方向を揃えて一体に又は並べて設けられたことを特徴とする請求項５に記載の非破壊検査装置。 The sheet-like soft inspection section is provided with a first type flow path having an opening at one end and a flow path connector at the other end, and the opening opens on the surface of the sheet on the inspection pipe installation side. And
The non-destructive device according to claim 5, wherein the electrical connector of the excitation conducting wire, the electrical connector of the magnetic sensor, and the flow path connector are provided integrally or side by side in the same connection direction. Inspection device.
前記励磁用導線の前記電気コネクタと、前記磁気センサーの前記電気コネクタと、前記第１種流路の前記流路コネクタと、前記第２種流路の前記流路コネクタとが接続方向を揃えて一体に又は並べて設けられたことを特徴とする請求項１３に記載の非破壊検査装置。 The sheet-like soft inspection section is provided with a second type flow path having a fluid storage section at one end and a flow path connector at the other end, and the fluid storage section is connected to the surface of the sheet on the inspection pipe installation side. It is formed between the magnetic sensor, and the distance between the surface and the magnetic sensor is made variable by the volume change,
The electrical connector of the excitation conducting wire, the electrical connector of the magnetic sensor, the flow path connector of the first type flow path, and the flow path connector of the second type flow path are aligned in the connecting direction. The nondestructive inspection apparatus according to claim 13, wherein the nondestructive inspection apparatus is provided integrally or side by side.
前記シート状軟性検査部の一部又は全部を被検査配管の外周の一部又は全部に沿って設置し、
前記シート状軟性検査部と前記制御手段とを接続し、
前記励磁用導線によって発生し被検査配管を通った磁場を前記磁気センサーで検出して前記制御手段に取得することを特徴とする非破壊検査方法。 A nondestructive inspection method for piping to be inspected using the nondestructive inspection device according to any one of claims 1 to 16,
A part or all of the sheet-like softness inspection part is installed along part or all of the outer periphery of the pipe to be inspected,
Connecting the sheet-like softness inspection section and the control means;
A nondestructive inspection method characterized in that a magnetic field generated by the excitation conducting wire and passing through an inspection pipe is detected by the magnetic sensor and acquired by the control means.
前記シート状軟性検査部の一部を被検査配管の外周の上部に沿って設置するにあたり、前記シート状軟性検査部の移動を、第１種流路を介して排気することで前記シート状軟性検査部と被検査配管との間に気流を生じさせた低摩擦状態として行うことを特徴とする非破壊検査方法。 A nondestructive inspection method for piping to be inspected using the nondestructive inspection device according to claim 12, claim 13 or claim 16,
In installing a part of the sheet-like softness inspection section along the upper part of the outer periphery of the pipe to be inspected, the movement of the sheet-like softness inspection part is exhausted through the first-type flow path to thereby form the sheet-like softness. A non-destructive inspection method characterized by performing a low friction state in which an air flow is generated between an inspection unit and a pipe to be inspected.
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|---|---|---|---|
| JP2014254686A JP2016114534A (en) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | Nondestructive inspection device and nondestructive inspection method |
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|---|---|---|---|---|
| KR20190018284A (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-22 | 조선대학교산학협력단 | A nondestructive testing apparatus including spiral direction current induction means |
-
2014
- 2014-12-17 JP JP2014254686A patent/JP2016114534A/en active Pending
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