JP2899595B2 - Flaw detection probe - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は探傷用プローブに係り、得にコイルインピー
ダンスの変化によって管の傷の有無を検知する形式のも
のに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flaw detection probe, and more particularly to a flaw detection probe that detects the presence or absence of a flaw in a tube by a change in coil impedance.
金属管の傷（以下欠陥と称す）を検出する探傷用プロ
ーブとしては、金属管内に高周波電流を流した試験コイ
ルを挿入移動させ、金属管に存在する欠陥により変化し
たうず電流を電気的に検出するようにしたものが知られ
ている。As a flaw detection probe for detecting flaws in metal tubes (hereinafter referred to as defects), a test coil with a high-frequency current flowing into the metal tube is inserted and moved, and the eddy current changed by defects existing in the metal tube is electrically detected. Known to do so.
このうず電流の変化はコイルのインピーダンスの変化
として検出できるものであるが、その変化は極めて微少
なものであるため、これを増幅した後FV（周波数／電
位）変換をしてこれを表示し、この１つのデータから傷
の形状や深さを判断して欠陥の評価を行うことができる
ようになっている。This change in eddy current can be detected as a change in coil impedance, but since the change is extremely small, it is amplified and then subjected to FV (frequency / potential) conversion and displayed. Defects can be evaluated by judging the shape and depth of the flaw from this one data.
またこれとは別に、得られた高周波信号の位相から、
金属管の欠陥がその内面にあるのか、或はその外面にあ
るのか、そしてその欠陥の深さはいかほどであるのかま
でを検知できるものとして特願昭57−185696号公報に記
載されているものがある。Separately, from the phase of the obtained high-frequency signal,
Japanese Patent Application No. 57-185696 describes that it is possible to detect whether a defect of a metal tube is on its inner surface or on its outer surface, and how deep the defect is. There is.
ところで、BSTF材等からなる黄銅管において発生する
割れは一般に管周方向に生ずることが多く、また体積的
に小さいものが多いため、測定精度の高い渦流探傷装置
でもコイルの周方向に生じる磁力線によってこの種の欠
陥を探知するのは困難である。即ち、第５図に示すよう
に従来のプローブではコイル91、92が金属管内の割れ93
の方向と一致するように巻回されているため、磁力線Ｂ
は矢印の方向となり、管周方向に生じた割れによる渦電
流Ｇの変化は僅かなものとなり、割れ93は検出できない
こととなる。By the way, cracks that occur in brass tubes made of BSTF material and the like generally occur in the circumferential direction of the tube in general, and are often small in volume. It is difficult to detect such defects. That is, as shown in FIG. 5, in the conventional probe, the coils 91 and 92 have cracks 93 in the metal tube.
Is wound so as to match the direction of magnetic force B
Is in the direction of the arrow, and the change in the eddy current G due to the crack generated in the circumferential direction of the pipe becomes small, and the crack 93 cannot be detected.
そこで本願出願人はこのような問題を解決するものと
して、コイルの巻き線方向を管の円周方向に対し斜行さ
せたプローブを提案し、管周方向に生じた割れに対して
の感度を大幅に向上させることを可能とした。In order to solve such a problem, the applicant of the present application has proposed a probe in which the winding direction of the coil is skewed with respect to the circumferential direction of the tube, and the sensitivity to cracks generated in the circumferential direction of the tube has been improved. It is possible to greatly improve.
ところで、本願出願人が提案したものは楕円状に巻回
した２つのコイルを順次管内に挿入し、夫々のコイルを
励振させた状態で両者の位相差をリサージュで表示する
ものである。このため、管周方向の欠陥に対しては渦流
Ｇが欠陥部分を斜めに横切ることとなり検出感度にはさ
らに改善の余地がある。By the way, the one proposed by the present applicant is to insert two coils wound in an elliptical shape sequentially into a tube, and to display the phase difference between the two coils in a Lissajous state while exciting each coil. For this reason, the eddy current G crosses the defect portion obliquely with respect to the defect in the pipe circumferential direction, and there is room for further improvement in the detection sensitivity.
また、管の外周に管板（管の長手方向に平行な板）や
バッフル（管の長手方向に直角な板）が設けられている
場合には、これらの部分におけるインピーダンス変動が
大きいために、欠陥部分がマスキングされ測定結果の信
頼性が低くなる虞れがある。Further, when a tube plate (a plate parallel to the longitudinal direction of the tube) or a baffle (a plate perpendicular to the longitudinal direction of the tube) is provided on the outer periphery of the tube, impedance variation in these portions is large, so that The defective portion may be masked and the reliability of the measurement result may be reduced.
この発明は前記事項に鑑みてなされたもので、管周方
向の欠陥に対する感度が高く、しかも欠陥を広範囲で正
確に検出できるようにした探傷用プローブを提供するこ
とを技術的課題とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is a technical object of the present invention to provide a flaw detection probe which has high sensitivity to a defect in a circumferential direction of a tube and can detect a defect in a wide range and accurately.
本発明は前記技術的課題を解決するために、コイルを
導体製管１の内部に挿通し、そのコイルインピーダンス
の変化を検出することによって導体製管１の傷の有無を
検知するための探傷用プローブにおいて、角型に巻回し
た垂直コイル２と、これと同形状の巻回した水平コイル
３とを直角に配置し、これら各コイルの前記導体製管１
の内壁に対する巻線方向を導体製管１の長手方向とし、
２組の前記コイルに交流を励磁し、前記導体製管の同一
円周上にあるバッフル、管板、拡管変形により発生する
不要信号を２つの前記コイルが同時に受けとり、以って
この不要信号を自動的にキャンセルすることを特徴とす
る。In order to solve the above-mentioned technical problem, the present invention is directed to a flaw detection for detecting the presence or absence of a flaw in the conductor tube 1 by inserting a coil into the inside of the conductor tube 1 and detecting a change in the coil impedance. In the probe, a vertical coil 2 wound in a square shape and a horizontal coil 3 wound in the same shape are arranged at right angles, and the conductor tube 1 of each of these coils is arranged.
The winding direction with respect to the inner wall of
An alternating current is excited in the two sets of coils, and the two coils simultaneously receive unnecessary signals generated by the baffle, tube plate, and expansion deformation on the same circumference of the conductor pipe, and thereby the unnecessary signals are received. It is characterized by automatic cancellation.
各コイルの巻線は導体製管の長手方向と平行に巻回さ
れている。従って、発生する磁力線の方向はコイルの巻
回方向と垂直である。この磁力線はコアの長手方向の一
端から始まりコイルの外側を回って巻回されたコイルの
他端に終わる。このため、コイルの外側の磁力線は導体
製管内をも通り、導体製管内に欠陥があると磁力線は湾
曲して磁束密度が変化する。この磁束密度の変化は電磁
誘導を招き、その結果欠陥がある場所に磁力線の数を増
加させる方向に電流（渦電流）が流れる。この渦電流の
方向は、導体製管内を通る磁力線の方向と反対方向の磁
力線に対して右ねじを回転する方向である。The winding of each coil is wound in parallel with the longitudinal direction of the conductor tube. Therefore, the direction of the generated magnetic force lines is perpendicular to the winding direction of the coil. The line of magnetic force starts at one end in the longitudinal direction of the core and ends around the outside of the coil and ends at the other end of the wound coil. For this reason, the magnetic lines of force outside the coil also pass through the inside of the conductor tube, and if there is a defect in the conductor tube, the lines of magnetic force bend and the magnetic flux density changes. This change in magnetic flux density causes electromagnetic induction, and as a result, a current (eddy current) flows in a direction to increase the number of lines of magnetic force at a location where a defect exists. The direction of the eddy current is a direction in which the right-hand thread is rotated with respect to the magnetic field lines in the direction opposite to the magnetic field lines passing through the inside of the conductor tube.
従って、欠陥の長手方向が導体製管の長手方向に対し
て直行する場合、磁力線の向きはこの欠陥の長手方向と
平行となり、前記渦電流の方向はこの磁力線の方向と反
対方向の磁力線に対して右ねじを回転させる方向とな
る。即ち、渦電流の方向は欠陥の短手方向を横切る方向
となる。このため、渦電流が流れにくくなり、電磁誘導
により生じた磁力線の数も減少する。Therefore, when the longitudinal direction of the defect is orthogonal to the longitudinal direction of the conductor tube, the direction of the magnetic field lines is parallel to the longitudinal direction of the defect, and the direction of the eddy current is relative to the magnetic line of the direction opposite to the direction of the magnetic field lines. To turn the right screw. That is, the direction of the eddy current is a direction crossing the short direction of the defect. For this reason, it becomes difficult for the eddy current to flow, and the number of lines of magnetic force generated by electromagnetic induction also decreases.
一方、欠陥が無い場合には、渦電流を妨げるものが無
くなるため電磁誘導により生じる磁力線の数は減少しな
い。コイルから発生する磁力線の向きと電磁誘導により
生じる磁力線の向きは反対方向であるため、コイルから
発生する磁力線の数は少なくなりインダクタンスも小さ
くなる。On the other hand, when there is no defect, there is no obstacle to the eddy current, so that the number of lines of magnetic force generated by electromagnetic induction does not decrease. Since the direction of the magnetic field lines generated from the coil is opposite to the direction of the magnetic field lines generated by the electromagnetic induction, the number of magnetic field lines generated from the coil is reduced and the inductance is also reduced.
ここで、コイルのインダクタンスをＬ、抵抗をＲ、角
速度をωとすると、インピーダンスＺは次式で表され
る。Here, assuming that the inductance of the coil is L, the resistance is R, and the angular velocity is ω, the impedance Z is expressed by the following equation.
Ｚ＝（R2＋（Ｌω）２）1/2 従って、インダクタンスＬが変化すればインピーダン
スＺも変化するため、このインピーダンスＺの変化を検
出することにより、導体製管内の欠陥の有無を判断する
ことができる。Z = (R 2 + (Lω) 2 ) 1/2 Therefore, if the inductance L changes, the impedance Z also changes. Therefore, by detecting the change in the impedance Z, the presence or absence of a defect in the conductor pipe is determined. be able to.
本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明
する。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本探傷用プローブＰは導体製管１の内部に挿通し、コ
イルインピーダンスの変化を検出することによって導体
製管１の傷の有無を検知するためのものである。The flaw detection probe P is inserted into the inside of the conductor tube 1 and detects the presence or absence of a flaw in the conductor tube 1 by detecting a change in coil impedance.
探傷用プローブＰは、十字形に形成した非磁性体のフ
レームＦの縦方向に線材を角型に巻回して垂直コイル２
とし、さらに、これと同様に横方向に線材を巻回して水
平コイル３としたものである。The flaw detection probe P is formed by winding a wire into a rectangular shape in the longitudinal direction of a non-magnetic frame F formed in a cross shape and forming a vertical coil 2.
Similarly, a wire is wound in the horizontal direction to form a horizontal coil 3.
これら各コイル２、３は直角に配置してあり、導体製
管１内を矢示Ｋの方向で走行できるようになっている。
前記構成とすることによりこれら各コイル２、３の前記
導体製管１の内壁における巻線方向は導体線管２の長手
方向となる。These coils 2 and 3 are arranged at right angles so that they can travel in the direction of arrow K in the conductor tube 1.
With this configuration, the winding direction of each of the coils 2 and 3 on the inner wall of the conductor tube 1 is the longitudinal direction of the conductor wire tube 2.
前記構成になる探傷用プローブＰは非金属のホルダ
（図示せず）に固定されており、外部操作により導体製
管１内を走行させる。The flaw detection probe P having the above-described configuration is fixed to a non-metallic holder (not shown), and runs inside the conductor tube 1 by an external operation.
第４図は探傷用プローブＰからの信号を処理する回路
のブロック図を示し、各コイル２、３は発振器20により
励振されている。これらコイル２、３からの出力信号は
位相検波器21、21によりその位相が検波され、ΧＹ表示
部22でリサージュ模様としてその位相差が表示される。
この位相差信号はまた演算処理部23に入力され総合的な
欠陥状態を演算した後、記録計24にその内容が記録され
る。FIG. 4 is a block diagram of a circuit for processing a signal from the flaw detection probe P. Each of the coils 2 and 3 is excited by an oscillator 20. The phases of the output signals from the coils 2 and 3 are detected by the phase detectors 21 and 21, and the phase difference is displayed as a Lissajous pattern on the ΔY display unit 22.
The phase difference signal is also input to the arithmetic processing unit 23 to calculate the overall defect state, and the content is recorded in the recorder 24.
以下、動作例を説明する。 Hereinafter, an operation example will be described.
まず、発振器20により探傷用プローブＰを励磁する
と、磁力線Ｂは図示のように発生する。したがって磁力
線Ｂと方向は導体製管１の欠陥部４と同方向となり、感
度が大幅に向上する。First, when the flaw detection probe P is excited by the oscillator 20, magnetic lines of force B are generated as shown. Accordingly, the direction of the magnetic force line B is the same as the direction of the defective portion 4 of the conductor tube 1, and the sensitivity is greatly improved.
また、探傷用プローブＰは、垂直コイル２と、これと
同形状に巻回した水平コイル３とを直角に配置して構成
したので、第４図に示すように導体製管１の周囲に、導
体製管１と平行に位置する管板11と、導体管板１と直角
に位置するバッフル12があった場合でも、これらの影響
に伴うインピーダンスの乱れはキャンセルされ、欠陥部
分として誤認する虞れはない。このようなインピーダン
スの乱れがキャンセルされることは本発明の極めて重要
な特徴であるので、この点を更に詳しく説明する。Further, since the flaw detection probe P is configured by arranging the vertical coil 2 and the horizontal coil 3 wound in the same shape at a right angle, as shown in FIG. Even if there is a tube plate 11 located parallel to the conductor tube 1 and a baffle 12 located at right angles to the conductor tube plate 1, the disturbance of the impedance due to these effects is canceled out, and there is a risk of being erroneously recognized as a defective portion. There is no. Cancellation of such impedance disturbance is a very important feature of the present invention, and this point will be described in more detail.
導体製管１の周囲にこれと直角に位置する管板11や直
角に位置するバッフル12があった場合、従来の探傷用プ
ローブではこれら管板やバッフルによりインピーダンス
の乱れが発生する。従って、もし、管板やバッフルが存
在する位置における導体製管１に傷等があった時には、
前述した理由で発生するインピーダンスの乱れによって
導体製管の傷の検出が隠れ、その結果当該傷の有無を確
認することができないという不都合を生じる。If there is a tube sheet 11 or a baffle 12 located at right angles to the conductor tube 1 around the conductor tube 1, impedance disturbance occurs due to the tube plate or baffle in the conventional flaw detection probe. Therefore, if there is a scratch or the like on the conductor tube 1 at the position where the tube sheet or baffle exists,
The detection of the damage of the conductor tube is hidden by the disturbance of the impedance generated for the above-described reason, and as a result, the inconvenience that the presence or absence of the damage cannot be confirmed is caused.
しかし、本発明の探傷用プローブでは、２組の同じコ
イルに交流を励磁することにより、導体製管の同一円周
上にあるバッフル、管板、拡管変形などにより発生す
る、一般的に傷を隠す要因となる不要信号（インピーダ
ンスの乱れ）を、２つのコイルが同時に受けることによ
り、このような不要信号を自動的にキャンセルする。そ
のため、またまたこの位置に傷があった場合でも確実に
その検出信号を確認することができ、傷等の探傷をほぼ
完全に行うことができる。However, in the flaw detection probe of the present invention, by exciting an alternating current to two sets of the same coil, generally, a flaw generated by a baffle, a tube plate, tube expansion, or the like on the same circumference of the conductor tube is generally damaged. When the two coils simultaneously receive an unnecessary signal (disturbance of impedance) which becomes a hiding factor, such an unnecessary signal is automatically canceled. Therefore, even if there is a flaw at this position, the detection signal can be surely confirmed, and flaw detection such as a flaw can be performed almost completely.
従来の探傷用プローブには直交する２組のコイルを使
用したものも存在するが（特開昭48−68295号公報）、
このような探傷用プローブは、多相式交流で当該プロー
ブのコイルを励磁することにより発生する回転式磁界を
利用するものであり、これにより傷の検出感度及び探傷
速度を高めるものであって、本発明の探傷用プローブの
ように導体製管の同一円周上にあるバッフル、管板、拡
管変形などにより発生する不要信号を自動的にキャンセ
ルするような構造にはなっていない。Some conventional flaw detection probes use two sets of orthogonal coils (Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-68295).
Such a flaw detection probe utilizes a rotating magnetic field generated by exciting a coil of the probe with a polyphase alternating current, thereby increasing flaw detection sensitivity and flaw detection speed, Unlike the flaw detection probe of the present invention, the structure is not configured to automatically cancel unnecessary signals generated by baffles, tube sheets, tube expansion deformation, and the like on the same circumference of the conductor tube.
このようなことからも本発明の探傷用プローブでは、
導体製管の探傷能力を格段に高めることができ、極めて
有用なものである。Therefore, in the flaw detection probe of the present invention,
The flaw detection capability of the conductor tube can be remarkably improved, and is extremely useful.
また、各コイルを角型に巻回したので導体製管１内壁
と密接して移動させることができ、検出感度及び検出精
度に優れている。また、実験の結果、ガタ信号が少なく
データの解析が容易であるとともに、欠陥検出範囲が管
断面の240゜であり、広範囲の検査が可能である。In addition, since each coil is wound in a square shape, it can be moved in close contact with the inner wall of the conductor-made tube 1 and has excellent detection sensitivity and detection accuracy. In addition, as a result of the experiment, it is easy to analyze the data with little backlash signal, and the defect detection range is 240 ° of the cross section of the tube, so that a wide range of inspection is possible.
本発明によれば、各コイルの導体製管１の内壁におけ
る巻線方向が導体製管１の長手方向と平行になるため、
管周方向の欠陥に対しては渦流が管周方向の欠陥部分と
直交することとなり、検出感度が大幅に向上する。According to the present invention, since the winding direction of each coil on the inner wall of the conductor tube 1 is parallel to the longitudinal direction of the conductor tube 1,
For a defect in the circumferential direction of the tube, the eddy current is orthogonal to the defective portion in the circumferential direction of the tube, and the detection sensitivity is greatly improved.
第１図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第１図は
斜視図、第２図は使用状態の一部切欠した側面図、第３
図は欠陥検出のモデルを示す側面図、第４図はプローブ
からの信号を処理する回路のブロック図、第５図は従来
の探傷用プローブの使用状態を示す一部切欠した斜視図
である。 １……導体製管、２……垂直コイル、 ３……水平コイル、４……欠陥部分。1 to 4 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 is a partially cutaway side view of a used state, FIG.
FIG. 4 is a side view showing a model of defect detection, FIG. 4 is a block diagram of a circuit for processing a signal from the probe, and FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing a use state of a conventional probe for flaw detection. 1 ... conductor tube, 2 ... vertical coil, 3 ... horizontal coil, 4 ... defective part.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高谷 光広 千葉県市原市八幡海岸通1969―30 中国 エックス線株式会社千葉営業所内 (72)発明者 北尾 和典 千葉県市原市八幡海岸通1969―30 中国 エックス線株式会社千葉営業所内 (72)発明者 小久保 久夫 千葉県市原市千種海岸３番地 三井石油 化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−68295（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/72 - 27/90 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mitsuhiro Takaya 1969-30 Yawata Kaigan-dori, Ichihara-shi, Chiba Prefecture X-ray Co., Ltd.Chiba Office (72) Inventor Kazunori Kitao 1969-30 Yawata-kaigan-dori, Ichihara-shi, Chiba X-ray China Chiba Sales Office Co., Ltd. (72) Inventor Hisao Kokubo 3 Chigusa Coast, Ichihara City, Chiba Prefecture Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-48-68295 (JP, A) (58) Int.Cl. 6 , DB name) G01N 27/72-27/90
Claims (1)
コイルインピーダンスの変化を検出することによって導
体製管１の傷の有無を検知するための探傷用プローブに
おいて、 角型に巻回した垂直コイル２と、これと同形状に巻回し
た水平コイル３とを直角に配置し、これら各コイルの前
記導体製管１の内壁に対する巻線方向を導体製管１の長
手方向とし、２組の前記コイルに交流を励磁し、前記導
体製管の同一円周上にあるバッフル、管板、拡管変形に
より発生する不要信号を２つの前記コイルが同時に受け
とり、以ってこの不要信号を自動的にキャンセルするこ
とを特徴とする探傷用プローブ。1. A flaw detection probe for inserting a coil into a conductor tube 1 and detecting a change in the coil impedance to detect the presence or absence of a flaw in the conductor tube 1. The vertical coil 2 and the horizontal coil 3 wound in the same shape are arranged at a right angle, and the winding direction of each coil with respect to the inner wall of the conductor tube 1 is defined as the longitudinal direction of the conductor tube 1. An alternating current is excited in the set of coils, and the two coils simultaneously receive unnecessary signals generated by the baffle, tube sheet, and expansion deformation on the same circumference of the conductor pipe, and thus the unnecessary signals are automatically received. A flaw detection probe characterized in that it is canceled out.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1092167A JP2899595B2 (en) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | Flaw detection probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1092167A JP2899595B2 (en) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | Flaw detection probe |
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| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|
| JP (1) | JP2899595B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4868295A (en) * | 1971-12-19 | 1973-09-18 |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP1092167A patent/JP2899595B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH02269958A (en) | 1990-11-05 |
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