JP2545385B2

JP2545385B2 - 磁粉探傷装置

Info

Publication number: JP2545385B2
Application number: JP62052009A
Authority: JP
Inventors: 洋司高須; 研二玉利
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JPS63218854A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は磁粉探傷装置に係り、特に磁粉探傷の自動化
に好適な磁粉探傷装置に関する。

〔従来の技術〕

第12図及び第13図に示すような圧力容器は、円筒状の
胴部と半円球状の側端部とを溶接して作られている。こ
のような被検体１は内部を高圧力状態にして用いられる
ため、肉厚部にクラツク、溶接ミス等が生じていると、
事故を誘発することになる。

そこで、被検体１に対し、綿密な製品検査が行なわれ
るが、この検査手段として磁粉探傷がある。この探傷に
際しては、第14図に示すように、被検体１を４個の回転
ローラ２上に載置し、二名の作業員によつて、主に第13
図に示す溶接部a,b,cを検査する。一人の作業員（Ａ）
が片手で探傷機である磁化部３（例えば電磁石構造を有
する）を持ち、この磁化部３を被検体１の表面に接触さ
せる。また、他方の手にボンベ形の磁粉液容器４を持
ち、通電状態の磁化部３と被検体１との隙間に磁粉液を
噴霧する。この噴霧部に他の一人（Ｂ）が持つた紫外線
灯５を向け、紫外線を照射する。

この状態で回転ローラ２を回転させると、被検体１が
回転する。作業員Ａは溶接部ａ（ｂ又はｃ）に接触させ
ながら、磁粉液容器４から磁粉液を検査部に噴射する。
Ｕ字形の磁化部３の脚端からは磁束が発生し、被検体１
の内部を通過する磁気回路が形成される。

この磁気回路の磁気抵抗は、被検体１内にクラツク等
があると変化する。すなわち、磁気回路内に空気層があ
ると、その面積および間隙が大きいほど磁気抵抗が高く
なる。このような磁気抵抗変化部があると、吹き付けた
磁粉液がそこに集中的に付着する。

磁粉液には蛍光塗料が混入されており、磁粉の付着部
は紫外線の照射によつて発光し、容易に不良ケ所を検出
することができる。磁気抵抗変化は、クラツク等の長さ
方向に対しては弱いため、検出感度が弱くなる。したが
つて、磁化部３を90度近くの回転操作を加えながら探傷
するのが望ましい。

第14図に示すように、圧力容器にあつては、他の設備
機器に接続するための管台６が設けられている。この管
台６の溶接は第15図に示すように、接続点に円環状に施
されている。このような部分に対する探傷は、第14図の
場合と異なつて溶接部分が曲折しているため、磁化部３
を90度の範囲で適宜回転させながら実施する。これによ
り不良ケ所を確実に検出することができる。

第16図は、長手溶接鋼管の内表面検査を行なう場合の
説明図である。作業員Ａ及びＢは管内に入り、第14図の
場合と同様に作業員Ａが磁化部３及び磁粉液容器４を持
ち、作業員Ｂが紫外線灯５を持つて、腹這いになりなが
ら深傷を実施する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の磁粉探傷装置にあつては、次に列挙す
る如き問題点がある。

（１）磁化部が重く、一人で長時間連続探傷困難。

（２）探傷作業は、常に二人が必要。

（３）長手溶接鋼管の内表面検査は、作業姿勢が悪く
非常に重労働で、作業能率が悪い。

（４）連続通電は磁化部の温度上昇により不可。

（５）磁化部の取手が、中央にあるため試験視野が狭
い。

（６）紫外線灯の位置、磁粉適用量が検査員によつて
異なるため、紫外線灯の位置、磁粉適用量の試験条件が
変動する。

（７）管台の溶接部は、磁化部を２方向２回以上の探
傷を実施しており、作業能率が悪い。

本発明の目的は、磁粉探傷の自動化を図り、作業員に
よる探傷作業を不用にした磁粉探傷装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は、圧力容器，小
径管等の円筒状被検体の探傷を行なう磁粉探傷装置にお
いて、前記被検体の探傷面に転接するローラを備えた複数の
磁極部を所定間隔で配設した磁化部と、前記被検体の探
傷面に磁性粉を散布するノズルと、不良検出部にマーキ
ングを施すマーキング装置とをホルダーで一体に支持し
て磁化装置を構成し、その磁化装置の一方の端部が、前記円筒状被検体の円
周方向に間隔をもって配置された２基のスプリング機構
部を介して、支持台に片持ち梁状に支持されたことを特
徴とするものである。

〔作用〕

本発明は前述のように、磁化装置を支持台に支持する
構造において、．円筒状被検体の円周方向に間隔をもって配置された
２基のスプリング機構部を介して支持されているから、
円筒状被検体の軸方向に溶接線があっても一方のスプリ
ング機構で探傷面の凹凸が吸収できる。

．しかも磁化装置の一方の端部が、その２基のスプリ
ング機構部の所で、支持台に片持ち梁状に支持されてい
るから、円筒状被検体の円周方向に溶接線があっても片
持ち梁式のスプリング機構部の所で十分に追従すること
ができる。

このようなことから、距離センサを設けなくても被検
体との距離を一定に保つことができ、磁粉探傷装置の四
隅にそれぞれ距離センサを設ける必要がなく、構成なら
びに制御が簡単になる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による磁粉探傷装置を示す側面図、第
２図及び第３図は第１図に示した磁化装置10の詳細を示
す平面図及び側面図、第４図はその背面図である。

四辺形の各辺に磁極が設けられ、対向する磁極間また
は対角辺上の磁極間が異なる極性に設定される磁化装置
10は、支持台11に固定され、この支持台11は高さ調整部
材12に回動自在に結合されている。高さ調整部材12は、
移動自在な台車13に固定された支柱14に嵌入され、その
高さ調整は、支柱14に設けられた上下調整ハンドル15に
よつて行なうことができる。

また、支持台11と高さ調整部材12の間には、両者間の
角度を調整するための角度調整機構16が設けられ、ハン
ドル17によつて磁化装置10と被検体１の位置関係が最適
になるように角度を調整することができる。

台車13上には磁粉液タンク18および操作盤19が設置さ
れ、また側部には台車13の移動をロツクするための固定
設置用ハンドル20が設けられている。磁粉液タンク18に
は磁粉液が注入されており、この磁粉液を撹拌ならびに
磁粉液を磁化装置10に供給するためにポンプ21が設けら
れている。さらに、磁粉液タンク18には、磁粉液撹拌バ
ルブ22および磁粉液供給バルブ23が設けられている。ポ
ンプ21により送り出される磁粉液は磁粉液供給管24を介
して後述するノズルに供給される。また、操作盤19は交
流電源に接続され、その出力は電源ケーブル25を介して
磁化装置10に供給される。操作盤19は、電源のオン・オ
フ、磁極の選択および通電方向制御等を行なうことがで
きる。

次に、第２図乃至第４図を参照して磁化装置10を詳細
に説明する。

第２図に示すように、支持台11の先端部内には、スプ
リングガイド31が固定され、このガイド31にボルト32が
内嵌され、反被検体側端にナツト33が装着されている。
さらにボルト32の被検体側端にはナツト34が装着され、
このナツト34とスプリングガイド31間のボルト32の外周
にスプリング35が外嵌されている。

ナツト34とスプリング35間には、アングル36が配設さ
れ、このアングル36はスプリング35によつて被検体１側
へ常時押圧されている。アングル36には、“コ”の字形
断面形状を有するホルダー37が蝶ナツト38によつて装着
され、このホルダー37に４個の磁極39が例えば正四角形
に配設され、磁極39の各々には励磁用コイル40が巻回さ
れている。磁極39の先端部には被検体１上を転動するロ
ーラー41が装着されている。このローラー41によつて、
磁極39の表面が被検体１に直接接触するのを防止してい
る。

更に、第４図に示すように、４個の磁極39の中心部を
視野中心とするテレビ（TV）カメラ42がホルダー37に装
着されている。また、ホルダー37にはテレビカメラ42の
視野範囲に紫外線を照射する紫外線灯43及び、カメラ42
の視野範囲内の被検体１の表面に磁粉液を噴射する磁粉
散布ノズル44が装着される。

このほかホルダー37には、テレビカメラ42の近傍にマ
ーキング装置45が設置され、操作盤19を操作することに
よつて、被検体１の表面の欠陥発生部の近傍にチヨーク
等による目印を付けることができる。なお、このマーキ
ングは、テレビカメラ42によつて得られた画像から欠陥
を認識し、これに基づいてマーキング装置45を作動させ
る自動マーキングも可能である。

第２図及び第３図に示すホルダー37,磁極39,励磁用コ
イル40,ローラー41,テレビカメラ42,紫外線灯43及び磁
粉散布ノズル44を含む構成が磁化装置10であり、蝶ナツ
ト38を用いて支持台11に片持ち梁状に（第２図参照）し
かも着脱自在に装着されている。磁化装置10を単体で用
いることができるようにすることによつて、長手溶接鋼
管等の探傷を行なうことができる。

次に、以上の構成における本発明の実施例の動作を第
１図を参照して説明する。

先ず、圧力容器等の円周面の探傷を行なう場合、磁化
装置10を支持台11に固定し、高さ調整用ハンドル15及び
角度調整用ハンドル17を操作して、磁化装置10が被検体
１に対し最適な位置になるようにする。さらに台車13を
被検体１に対し前後進させ、磁化装置10が適度な押圧力
で被検体１に圧接するように位置決めしたのち、固定設
置用ハンドル20によつて台車13を固定する。この状態に
おいては、支持台11内のスプリング39が磁化装置10を被
検体１側に一定の圧力で押圧しており、ローラー41を介
して被検体１の表面に一定の間隔を保持しながら圧着し
ている。

探傷時には、被検体１を矢印方向に回転させ、操作盤
19を操作して励磁用コイル40に通電し、さらにポンプ21
を作動させてタンク18内の磁粉液を被検体１の探傷面に
噴射する。また、紫外線灯43を点灯すると共に、テレビ
カメラ42をオンにする。これによつて被検体１の探傷が
連続的に行なわれる。検査員はテレビカメラ42でとらえ
た画像を不図示のモニタテレビで監視し、欠陥が受像さ
れたときに操作盤19を操作してマーキング装置45を作動
させてマーキングを行なう。

以上のように、本発明によれば、一人の検査員によつ
て磁粉探傷をすべて行なうことができると共に、探傷中
に検査員が操作を行なう必要は殆んどない。

次に、第５図を参照して長手溶接鋼管50の内表面の探
傷について説明する。

先ず、蝶ナツト38を取り外して磁化装置10をアングル
36から分離し、これを管（溶接ラインを真下にして設
置）内を自走するマニピユレータ46の固定用治具47に装
着し、ボルトを用いて固定する。磁粉液供給管24及びテ
レビカメラの出力ケーブルを含む電源ケーブル25は管外
に引き出され、管外に設置された夫々の機器に接続され
る。テレビカメラ42の出力ケーブルは操作盤19を介して
モニタテレビ48に接続される。

マニピユレータ45はモータを駆動源とし、操作盤19よ
り与えられる電源により自走する。磁化装置10は自走面
に向けて装着され、ローラー41が管内壁面を転動しなが
ら走行し、磁極39は管内表面に一定の間隔を保持しなが
ら探傷する。マニピユレータ45の走行開始とともに、紫
外線灯43が点灯され、かつコイル40に通電がなされ、さ
らにノズル44より磁粉液が噴出される。

以下、第１図の場合と同様に探傷が行なわれる。第16
図の従来の探傷方法に比べて明らかなように、本発明で
は検査員が管内に入る必要がなく、探傷に必要なすべて
の操作が自動的に行なわれる。

次に、第６図を参照して管台６の探傷について説明す
る。

この探傷に際しては、第１図または第５図の状態から
磁化装置10を取り外す。このとき、磁化装置10の中央部
から管台６の頂部を露出させることができない場合、テ
レビカメラ42を取り外して第６図のように設置する。こ
ののち、コイル40に通電すると共に磁粉液を探傷面に噴
射する。この状態で手動により磁化装置10を管台６を中
心にして回転させる。

このとき、欠陥の発生方向が一定でないため、欠陥検
出を容易になるように磁極39に生じる極性を変換する。
すなわち、第７図に示すように、４個の磁極39より発生
する磁束を平行させ、或いは第８図に示すように磁束の
発生方向を90度変換する。この操作によつて欠陥を確実
に検出することができる。

第９図は通電時間に対する磁極の温度上昇特性を示し
ている。本実施例では、磁極数を従来の２倍とした結
果、鉄心面積は３倍程度になり、第９図より明らかなよ
うに、連続通電を行なつても、コイル40の過熱や損傷を
招くことはない。図中、特性A,B及びＣは、各々間隔が
無限大、10mm及び間隔零（すなわち密着状態）を示して
いる。

また、本発明では、紫外線灯、磁粉供給ノズルの位置
を固定できるため、紫外線の位置および磁粉適用条件が
均一になり、探傷条件を一定にすることができる。この
結果、第10図の実線特性より明らかなように漏洩磁束密
度が高くなり、探傷感度を上げることができる。因みに
従来特性を示したのが破線図示によるものである。

さらに、従来構成にあつては、磁化部を手に持つて操
作する必要上、磁化部に把手を設けざるを得なかつた
が、本発明においては、その必要がなく、この部分にテ
レビカメラを設け（或いは、テレビカメラを設けること
なく直接に目視）ることができるため、探傷面に対する
視野範囲が第11図に示すように拡大（Ｃ部分が本発明に
よる視野範囲、Ｄ部分が従来による視野範囲）すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り本発明は、磁化装置を支持台に支持
する構造において、．円筒状被検体の円周方向に間隔をもって配置された
２基のスプリング機構部せを介して支持されているか
ら、円筒状被検体の軸方向に溶接線があっても一方のス
プリング機構で探傷面の凹凸が吸収できる。

このようなことから、距離センサを設けなくても被検
体との距離を一定に保つことができ、磁粉探傷装置の四
隅にそれぞれ距離センサを設ける必要がなく、そのため
構成ならびに制御が簡単になるなどの特長を有してい
る。

さらに前記磁化装置が支持台に着脱可能に装着されて
いると、磁化装置を支持台から外して長手溶接鋼管等他
の探傷にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁粉探傷装置を示す側面図、第２
図，第３図及び第４図は第１図に示した磁化装置10の詳
細を示す平面図，側面図及び背面図、第５図は本発明に
おける長手溶接鋼管の探傷説明図、第６図は本発明にお
ける管台溶接部の探傷説明図、第７図および第８図は本
発明における磁極の極性変換説明図、第９図は磁極部の
温度上昇特性図、第10図は本発明と従来の漏洩磁束密度
特性図、第11図は本発明と従来の視野範囲比較図、第12
図及び第13図は圧力容器の形状を示す側面図及び正面
図、第14図は従来の磁粉探傷装置による探傷説明図、第
15図は管台溶接部の従来の探傷説明図、第16図は従来に
おける長手溶接管の探傷説明図である。１……被検体、10……磁化装置、11……支持台、12……
高さ調整部材、13……台車、14……支柱、16……角度調
整機構、18……磁粉液タンク、19……操作盤、21……ポ
ンプ、32……ボルト、35……スプリング、36……アング
ル、37……ホルダー、38……蝶ナツト、39……磁極、40
……励磁用コイル、41……ローラー、42……テレビカメ
ラ、43……紫外線灯、44……磁粉散布ノズル、45……マ
ーキング装置、46……マニピユレータ、47……固定用金
具、48……モニタテレビ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力容器，小径管等の円筒状被検体の探傷
を行なう磁粉探傷装置において、前記被検体の探傷面に転接するローラを備えた複数の磁
極部を所定間隔で配設した磁化部と、前記被検体の探傷
面に磁性粉を散布するノズルと、不良検出部にマーキン
グを施すマーキング装置とをホルダーで一体に支持して
磁化装置を構成し、その磁化装置の一方の端部が、前記円筒状被検体の円周
方向に間隔をもって配置された２基のスプリング機構部
を介して、支持台に片持ち梁状に支持されたことを特徴
とする磁粉探傷装置。
【請求項２】前記磁化装置が支持台に着脱可能に装着さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載の磁粉探傷装置。