JP3426748B2 - 渦電流探知試験方法 - Google Patents
渦電流探知試験方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、渦電流探知試験方法に
関するものであり、コンプレッサー、ポンプ等のモータ
クーラ、発電機、クーラに採用されている管材としての
二重管の内管の検査をおこなう場合等に利用される技術
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、図１に示すような内管と外管を有
する二重管の欠陥探知において、外管のノイズの影響で
渦流探知試験（ＥＴ）でおこなうことは難しく、浸透探
知試験（ＰＴ）、リークテスト等をおこなっていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、浸透探
知試験（ＰＴ）では二重管の端部近傍しか探知できず、
管内部側にある欠陥を有効に探知することができない。
一方、リークテストをおこなう場合は、その作業が煩
雑、雑多となる。従って、渦流探知試験（ＥＴ）により
欠陥の探知をおこなうことが好ましいが、二重管の内管
に対する渦電流探傷試験を、従来の探傷法でおこなう
と、欠陥信号の位相が外管の影響をうけて、充分な解析
精度が得られない。このような探傷に用いられる従来の
探知プローブは、その探知コイルが空芯構成とされてお
り、コイルのコアにベークライトやジュラコン等が採用
されていた。従って、図８（イ）に示すように、探知コ
イルにより形成される磁場は、外管内まで分布するた
め、外管情報をノイズとして拾ってしまうのである。さ
らに、本願のような欠陥の探知においては、内管内壁側
に発生する腐食減肉等が問題となるが、欠陥の位置の確
認のみならず、その減肉深さまでを判別しようとする
と、上記した従来の方法では、充分な信号量を確保する
ことが難しい。さらに詳細に説明すると、空芯コイルを
使用する場合は、一般に数ｋＨｚから数１０ｋＨｚの探
傷周波数で、被検査物の浸透深さを決定する。この場
合、例えば一重管のものを対象とすると、この浸透深さ
検出には、２〜３ｍｍ以上の深さの渦電流が影響するた
め、管の外側に支持板（バッフル）等の導電性材料が接
触している場合は、それらの信号（ノイズ）を検出し、
減肉等の欠陥信号があっても検出することが困難であ
る。さらに被検査物の浸透深さが二重管仕様の内管のよ
うに厚みが１．０〜１．５ｍｍ程度の薄肉の場合は、当
然ながら外管へも浸透し、外管の材質的影響を受けてし
まうことも原因であると考えられる。ここで、この構成
で使用される試験周波数は１５０ｋＨｚ程度である。そ
こで、発明者らは、図８（ロ）に示すように探知コイル
におけるコイルの充填密度を高くしたり、複数解析曲線
手法による解析を試みたが、減肉深さの解析に最大２５
％のばらつきが発生し、信頼性の高い解析をおこなうこ
とができなかった。この手法では、試験周波数として２
０〜３０ｋＨｚ程度を採用した。一方、軽金属の表面に
発生する亀裂探傷等の表面割れの検査用として、図８
（ハ）に示すようにフェライトコアの探知プローブを使
用することが提案されているが、これは亀裂の存在の確
認に使用されるもので、減肉深さ等の欠陥の性状を判別
することを目的としておらず、さらに、その探知コイル
に供給される電流の周波数は一般に定まったもの（１〜
２ＭＨｚ程度を使用する）とされている。そこで、本発
明の目的は、例え二重管仕様の伝熱管の検査にあたって
も、その内管に発生している減肉腐食状態を信頼性高く
探知することができる渦電流探知試験方法を得ることに
ある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の渦電流探知試験方法の特徴手段は、検査対象の管材の
内径未満でほぼ同一の外径を備えたプローブ本体と、プ
ローブ本体の本体軸芯方向に沿ったコイル軸芯を備え、
且つ互いにプローブ本体の軸方向に軸芯を揃えてプロー
ブ本体に配設される一対の探知コイルとを備えた探知プ
ローブを管内を移動させて、管材内に誘起される渦電流
の変化を検出して管材の欠陥を検出する渦電流探知試験
方法において、管材が内管と外管とを備えた二重管であ
る場合に、一対の探知コイル間の中間部位において絶縁
体で絶縁された一対のフェライトコアを備えて、プロー
ブ本体を構成するとともに、探知コイルを流れる交流の
周波数を変化させて、探知コイルにおける絶対感度が周
波数領域で相対的に小さくなる最適周波数を求め、最適
周波数において内管の欠陥を探知することにある。 【０００５】 【作用】本願の渦電流探知試験においては、探知プロー
ブとして、フェライトコアを備えたものが使用される。
そして、検査にあたっては先ず、探傷周波数を変化させ
て、絶対感度（言い換えれば増幅度）が低くなる最適周
波数が選択される。このようにフェライトコアの探知プ
ローブを採用する場合は、この最適周波数帯域が比較的
Ｓ／Ｎ比が大きい周波数域となる（図３、図４参照）。
一方、これを空芯コアの場合について説明すると、周波
数を上げるに従って絶対感度（言い換えれば増幅度）は
減少するが、この減少度合いが少ないとともに、Ｓ／Ｎ
比もある程度までしか、得られない（図３、図４参
照）。従って、本願のように、フェライトコアのものの
ほうが、絶対感度が低く、Ｓ／Ｎ比が高い周波数域を比
較的広い帯域で確保できるため、本願においては、この
周波数帯域を利用して欠陥の探知をおこなう。この最適
周波数においては、実質上、探知コイルにより形成され
る磁場が欠陥の径方向の位置に対して適切に分布する。
結果、フェライトコアを採用することにより、比較的広
い周波数帯域で渦電流密度を高く維持して、コイルによ
る磁界を探知対象の管内表面に集中し、外管への漏洩を
極めて少なくできる。よって、従来の空芯コイル（コア
が非磁性材で構成されたもの）に比べて、絶対感度が２
〜１０倍低く、Ｓ／Ｎ比で２倍以上の検出性とすること
ができる。 【０００６】 【発明の効果】従って、例え二重管仕様の伝熱管の検査
にあたっても、その内管に発生している減肉腐食状態を
信頼性高く探知することができる渦電流探知試験方法を
得ることができた。 【０００７】 【実施例】本願の実施例を図面に基づいて説明する。図
１には、検査対象の二重管の管板近傍部１における伝熱
管の検査をおこなっている状況が示されている。この伝
熱管である二重管２は銅等の材料からなる内管３とアル
ミ等の材料からなるフィン付の外管４から構成されてい
る。図示する例においては、内管３の肉厚は１．２ｍｍ
程度であり、外管４の肉厚もほぼ同程度で、フィン厚
０．４５ｍｍ以下の多数のフィンが管外周部位に設けら
れている。そして、検査対象の欠陥としては、この内管
３の内壁部位３ａに減肉深さ０．２〜０．５ｍｍ程度の
腐食が発生する。本願においては、これを探知しようと
する。ここで、前記二重管２は、その断面が図２に示す
ような構成となっており、外管４の内壁部位４ａに等ピ
ッチで幅０．２〜０．３ｍｍ程度の漏水探知溝６が備え
られている。 【０００８】上記が検査対象の二重管２の概要である
が、以下、本願の渦電流探知試験方法に使用される渦電
流探知試験装置７の構成について説明する。この渦電流
探知試験装置７は、検査対象の二重管２内に配設され
て、管内を移動されながら検出をおこなう探知プローブ
８と、この探知プローブ８の操作のための操作部９と、
探知プローブ８からの出力信号を表示するブラウン管、
ペンレコーダ等の表示部１０とを備えて構成されてい
る。そして、前記探知プローブ８に備えられる一対の探
知コイル１１の一方に誘導用の電流を流すとともに、内
管に渦電流を発生させ、欠陥の存在による渦電流の乱れ
を他方の探知コイルで探知する構成が採用されている。
さて、図１に示すように、前述の探知プローブ８はプロ
ーブ本体８ａと、このプローブ本体８ａに備えられる探
知コイル１１を備えている。そして、図示するように探
知プローブ８は、検査対象の管材の内径未満でほぼ同一
の外径を備えたプローブ本体８ａと、プローブ本体８ａ
の本体軸芯方向に沿ったコイル軸芯を備え、且つ互いに
プローブ本体８ａの軸方向に軸芯を揃えてプローブ本体
８ａに配設される一対の探知コイル１１とを備えて構成
されている。そして、このプローブ本体８ａは、一対の
探知コイル１１間の中間部分において絶縁体１２で絶縁
された一対のフェライトコア１３を備えて構成されてお
り、一対のフェライトコア１３が、コアの方向でコア長
さが調節可能である構成が採用されている。後述するよ
うに、探知コイル１１によって形成される磁場の管径方
向への到達深さは、コイルに供給する交流の周波数制御
により調節できるが、同時に本願の構造においては、前
記フェライトコア１３の管軸方向の長さを調整すること
により、同様に磁場の管径方向への到達深さを調節可能
である。具体的には、長さの異なった一対のフェライト
コアを複数種用意しておき、これらの装着を取り替え
る。 【０００９】実際の検査条件データについて以下に箇条
書きする。 二重管２ 通常部内径 １５ｍｍ 軸芯方向の拡管部長さ ５３〜１９１ｍｍ 拡管部内径 １５．２〜１５．３ｍｍ 拡管量 ０．２〜０．３ｍｍ プローブ本体８ａ 本体外径 １４．０ｍｍ 軸方向長さ ２５０ｍｍ 探知コイル１１ コイル線径 ０．１５ｍｍ コイル巻数 ５０ターン コイル相対離間距離 ４ｍｍ 【００１０】次に、本願の探知プローブ８を使用した検
査方法の手順を追いながら説明するとともに、検査結果
について説明する。当然、検査にあたっては、上述の渦
電流探知試験装置７が使用される。検査にあたっては、
検査を最も精度よくおこなうために、探知コイル８に流
す交流の周波数である最適周波数を選定するとともに、
フェライトコア１３の最適長さを選択する予備工程と、
上記最適周波数及びフェライトコア１３の最適長さに設
定された探知プローブ８により、従来の手法に従って検
査をおこなう本検査工程とを備えることとなる。以下、
工程順に説明する。 予備工程 予め欠陥の位置、減肉深さが判明している二重管におい
て、上記本願の探知プローブ８を挿入移動して、欠陥信
号を得る。この場合の欠陥信号の状態を図５、図９
（ハ）に示す。信号はＶ信号とＨ信号とを備えており、
図上矢印に示すものが欠陥信号である。さらに、図上Ａ
ＢＳは信号が標準比較方式による感度を示し、ＤＩＦは
信号が自己比較方式であることを示している。図６に同
一対象欠陥に対する従来の探知プローブ（非磁性材のコ
アを有する）による欠陥検出信号を示している。図５、
図６を比較すると、両者間で本願に係わる図５に示すも
のが視認性が良好であることが判る。 【００１１】上記の検出信号は、探知コイル１１に付与
される交流の周波数を固定した場合における出力信号で
あるが、下記で定義される絶対感度と交流の周波数との
関係は、図３のようになる。探知プローブ８がフェライ
トコア１３を有する場合は、この対周波数の感度曲線に
極小値を取る値が存在する。これに対して従来型のプロ
ーブにおいても同様な傾向を示すが、絶対感度、Ｓ／Ｎ
比ともにフェライトコアに比較して、絶対感度は高く、
劣った特性を示している。 【００１２】絶対感度は以下のような手順で求める。こ
の手順を図９に基づいて説明する。 １ コイルに入力する周波数を設定する。 ２ 検査対象の管９１に試験用の貫通孔９２（１ｍｍ
径）を開け、探知プローブ８を移動していく（図９
（イ）に示す）。 ３ オシロスコープのブラウン管に表示されるＶH 、Ｖ
L の合成値が２Ｖになるように、増幅器の感度調整つま
みを増減する（図９（ロ）に示す）。 ４ 感度調整つまみの指示値（ｄＢ）を読みとる。これ
を絶対感度と表現する。 ５ １に戻り、コイルの入力周波数を変えて、２〜４の
操作を繰り返す。従って、この絶対感度は、一定信号レ
ベルを得るために必要な増幅度である。さらに、管の
内、外面に存在する減肉状態と位相との関係を図９
（ハ）に示した。 【００１３】一方、外管信号をノイズ（Ｎ）とし、内管
３に存する欠陥信号を有効信号（Ｓ）とするＳ／Ｎ比を
同様に記載すると図４に示すようになる。従って、探知
の目的には、この感度が低く、Ｓ／Ｎ比が高いことが好
ましいが、この状況は、図３に示す最適周波数で実現す
る。従って、本願においては、この最適周波数（ここ
で、５０〜４５０ｋＨｚ程度が比較的小さい絶対感度を
示す帯域であり、Ｓ／Ｎ比を考慮すると図上３００ｋＨ
ｚ程度が好ましい）を予め見出しておき、検査をおこな
うのである。さて、上記の過程で最適周波数を選定する
とともに、本願独特の構成であるフェライトコア１３の
管軸方向の長さを同様に調節することにより、この長さ
に関しても感度が最も低い位置を見つけだしておき、こ
の条件を満足した状態で検査をおこなった。 【００１４】本検査工程 前記最適周波数及び前記最適フェライトコア長さの条件
下に、従来と同様の手法により渦電流探傷試験をおこな
った。検査条件を整理して記載する。 最適周波数 ３００ｋＨｚ （この周波数は、図３に示す周波数帯域において絶対感
度が相対的に小さい周波数であるとともに、図３、図４
から判明するように、絶対感度とＳ／Ｎ比との差が最も
大きな周波数であり、結果的に検出精度を非常に高いも
のとできる周波数である。） 最適フェライトコア長さ（片側） ２ ｍｍ 本願プローブと従来プローブとの検出精度の比較結果を
表１に示した。表１には、検証に使用した８種の欠陥の
欠陥面積（ｍｍ×ｍｍ）、実測深さ（減肉割合％）、及
び本願プローブと従来型のプローブとに於ける減肉量の
推定深さ割合及びその誤差を示した。ただし、欠陥面
積、欠陥深さ推定に関しては、探知信号より以下のよう
に従来方法で、推定した。 【００１５】以下、この手法について説明する。一対の
探知コイル間で、前後のコイルで比較しながらコイル近
傍に腐食等の欠陥があれば、検出回路に備えられるホイ
ッストンブリッジのバランスが崩れ、図９（ロ）に示す
ような８の字形の信号波形がＣＲＴに描かれる。この波
形は、腐食等の減肉体積に応じて、その振幅が変化し、
また、減肉深さが異なると、信号位相が変化し貫通時の
位相信号を境にして内外面の欠陥が扇形に別れる。従っ
て、管の渦流探傷試験では、実機と同材質・同形状の対
比試験片に貫通孔及び深さの異なる減肉欠陥を加工した
ものを用意し、これらを予め探傷してその時の信号位相
と欠陥深さとの評価グラフを作成しておく、そして、実
機探傷時に欠陥の信号、位相から、欠陥の位置及び深さ
を推定する。 【００１６】 【表１】 【００１７】表１において、横傍線で示すものは、検出
できなかったものを示す。さらに、減肉割合と本願のフ
ェライトコアプローブによる減肉深さの推定値との関係
を図７に示した。結果、本願の方法においては、従来法
では探知できなかった、欠陥Ｎｏ．２、６、７、８のも
のをも探知、推定できるとともに、さらに図７に示すよ
うに、±１０％の範囲内の推定を、確率を９２．７％と
いう高率で得ることができた。ここで、最大評価誤差は
＋１１．７％であった。一方、このような検査を従来型
のプローブでおこなうと誤差範囲は２５％程度となって
実用に耐えるものではない。 【００１８】〔別実施例〕 上記の実施例において、軸芯方向に於ける長さの異なっ
たフェライトコアを備えた複数の探知プローブを準備し
ておき、上記予備検査にあたって、これら複数の探知プ
ローブ間で、絶対感度が相対的に小さくなるものを求め
て、この探知プローブを使用できるようにしておいても
よい。尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利に
するために符号を付すが、該記入により本発明は添付図
面の構成に限定されるものではない。
関するものであり、コンプレッサー、ポンプ等のモータ
クーラ、発電機、クーラに採用されている管材としての
二重管の内管の検査をおこなう場合等に利用される技術
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、図１に示すような内管と外管を有
する二重管の欠陥探知において、外管のノイズの影響で
渦流探知試験（ＥＴ）でおこなうことは難しく、浸透探
知試験（ＰＴ）、リークテスト等をおこなっていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、浸透探
知試験（ＰＴ）では二重管の端部近傍しか探知できず、
管内部側にある欠陥を有効に探知することができない。
一方、リークテストをおこなう場合は、その作業が煩
雑、雑多となる。従って、渦流探知試験（ＥＴ）により
欠陥の探知をおこなうことが好ましいが、二重管の内管
に対する渦電流探傷試験を、従来の探傷法でおこなう
と、欠陥信号の位相が外管の影響をうけて、充分な解析
精度が得られない。このような探傷に用いられる従来の
探知プローブは、その探知コイルが空芯構成とされてお
り、コイルのコアにベークライトやジュラコン等が採用
されていた。従って、図８（イ）に示すように、探知コ
イルにより形成される磁場は、外管内まで分布するた
め、外管情報をノイズとして拾ってしまうのである。さ
らに、本願のような欠陥の探知においては、内管内壁側
に発生する腐食減肉等が問題となるが、欠陥の位置の確
認のみならず、その減肉深さまでを判別しようとする
と、上記した従来の方法では、充分な信号量を確保する
ことが難しい。さらに詳細に説明すると、空芯コイルを
使用する場合は、一般に数ｋＨｚから数１０ｋＨｚの探
傷周波数で、被検査物の浸透深さを決定する。この場
合、例えば一重管のものを対象とすると、この浸透深さ
検出には、２〜３ｍｍ以上の深さの渦電流が影響するた
め、管の外側に支持板（バッフル）等の導電性材料が接
触している場合は、それらの信号（ノイズ）を検出し、
減肉等の欠陥信号があっても検出することが困難であ
る。さらに被検査物の浸透深さが二重管仕様の内管のよ
うに厚みが１．０〜１．５ｍｍ程度の薄肉の場合は、当
然ながら外管へも浸透し、外管の材質的影響を受けてし
まうことも原因であると考えられる。ここで、この構成
で使用される試験周波数は１５０ｋＨｚ程度である。そ
こで、発明者らは、図８（ロ）に示すように探知コイル
におけるコイルの充填密度を高くしたり、複数解析曲線
手法による解析を試みたが、減肉深さの解析に最大２５
％のばらつきが発生し、信頼性の高い解析をおこなうこ
とができなかった。この手法では、試験周波数として２
０〜３０ｋＨｚ程度を採用した。一方、軽金属の表面に
発生する亀裂探傷等の表面割れの検査用として、図８
（ハ）に示すようにフェライトコアの探知プローブを使
用することが提案されているが、これは亀裂の存在の確
認に使用されるもので、減肉深さ等の欠陥の性状を判別
することを目的としておらず、さらに、その探知コイル
に供給される電流の周波数は一般に定まったもの（１〜
２ＭＨｚ程度を使用する）とされている。そこで、本発
明の目的は、例え二重管仕様の伝熱管の検査にあたって
も、その内管に発生している減肉腐食状態を信頼性高く
探知することができる渦電流探知試験方法を得ることに
ある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の渦電流探知試験方法の特徴手段は、検査対象の管材の
内径未満でほぼ同一の外径を備えたプローブ本体と、プ
ローブ本体の本体軸芯方向に沿ったコイル軸芯を備え、
且つ互いにプローブ本体の軸方向に軸芯を揃えてプロー
ブ本体に配設される一対の探知コイルとを備えた探知プ
ローブを管内を移動させて、管材内に誘起される渦電流
の変化を検出して管材の欠陥を検出する渦電流探知試験
方法において、管材が内管と外管とを備えた二重管であ
る場合に、一対の探知コイル間の中間部位において絶縁
体で絶縁された一対のフェライトコアを備えて、プロー
ブ本体を構成するとともに、探知コイルを流れる交流の
周波数を変化させて、探知コイルにおける絶対感度が周
波数領域で相対的に小さくなる最適周波数を求め、最適
周波数において内管の欠陥を探知することにある。 【０００５】 【作用】本願の渦電流探知試験においては、探知プロー
ブとして、フェライトコアを備えたものが使用される。
そして、検査にあたっては先ず、探傷周波数を変化させ
て、絶対感度（言い換えれば増幅度）が低くなる最適周
波数が選択される。このようにフェライトコアの探知プ
ローブを採用する場合は、この最適周波数帯域が比較的
Ｓ／Ｎ比が大きい周波数域となる（図３、図４参照）。
一方、これを空芯コアの場合について説明すると、周波
数を上げるに従って絶対感度（言い換えれば増幅度）は
減少するが、この減少度合いが少ないとともに、Ｓ／Ｎ
比もある程度までしか、得られない（図３、図４参
照）。従って、本願のように、フェライトコアのものの
ほうが、絶対感度が低く、Ｓ／Ｎ比が高い周波数域を比
較的広い帯域で確保できるため、本願においては、この
周波数帯域を利用して欠陥の探知をおこなう。この最適
周波数においては、実質上、探知コイルにより形成され
る磁場が欠陥の径方向の位置に対して適切に分布する。
結果、フェライトコアを採用することにより、比較的広
い周波数帯域で渦電流密度を高く維持して、コイルによ
る磁界を探知対象の管内表面に集中し、外管への漏洩を
極めて少なくできる。よって、従来の空芯コイル（コア
が非磁性材で構成されたもの）に比べて、絶対感度が２
〜１０倍低く、Ｓ／Ｎ比で２倍以上の検出性とすること
ができる。 【０００６】 【発明の効果】従って、例え二重管仕様の伝熱管の検査
にあたっても、その内管に発生している減肉腐食状態を
信頼性高く探知することができる渦電流探知試験方法を
得ることができた。 【０００７】 【実施例】本願の実施例を図面に基づいて説明する。図
１には、検査対象の二重管の管板近傍部１における伝熱
管の検査をおこなっている状況が示されている。この伝
熱管である二重管２は銅等の材料からなる内管３とアル
ミ等の材料からなるフィン付の外管４から構成されてい
る。図示する例においては、内管３の肉厚は１．２ｍｍ
程度であり、外管４の肉厚もほぼ同程度で、フィン厚
０．４５ｍｍ以下の多数のフィンが管外周部位に設けら
れている。そして、検査対象の欠陥としては、この内管
３の内壁部位３ａに減肉深さ０．２〜０．５ｍｍ程度の
腐食が発生する。本願においては、これを探知しようと
する。ここで、前記二重管２は、その断面が図２に示す
ような構成となっており、外管４の内壁部位４ａに等ピ
ッチで幅０．２〜０．３ｍｍ程度の漏水探知溝６が備え
られている。 【０００８】上記が検査対象の二重管２の概要である
が、以下、本願の渦電流探知試験方法に使用される渦電
流探知試験装置７の構成について説明する。この渦電流
探知試験装置７は、検査対象の二重管２内に配設され
て、管内を移動されながら検出をおこなう探知プローブ
８と、この探知プローブ８の操作のための操作部９と、
探知プローブ８からの出力信号を表示するブラウン管、
ペンレコーダ等の表示部１０とを備えて構成されてい
る。そして、前記探知プローブ８に備えられる一対の探
知コイル１１の一方に誘導用の電流を流すとともに、内
管に渦電流を発生させ、欠陥の存在による渦電流の乱れ
を他方の探知コイルで探知する構成が採用されている。
さて、図１に示すように、前述の探知プローブ８はプロ
ーブ本体８ａと、このプローブ本体８ａに備えられる探
知コイル１１を備えている。そして、図示するように探
知プローブ８は、検査対象の管材の内径未満でほぼ同一
の外径を備えたプローブ本体８ａと、プローブ本体８ａ
の本体軸芯方向に沿ったコイル軸芯を備え、且つ互いに
プローブ本体８ａの軸方向に軸芯を揃えてプローブ本体
８ａに配設される一対の探知コイル１１とを備えて構成
されている。そして、このプローブ本体８ａは、一対の
探知コイル１１間の中間部分において絶縁体１２で絶縁
された一対のフェライトコア１３を備えて構成されてお
り、一対のフェライトコア１３が、コアの方向でコア長
さが調節可能である構成が採用されている。後述するよ
うに、探知コイル１１によって形成される磁場の管径方
向への到達深さは、コイルに供給する交流の周波数制御
により調節できるが、同時に本願の構造においては、前
記フェライトコア１３の管軸方向の長さを調整すること
により、同様に磁場の管径方向への到達深さを調節可能
である。具体的には、長さの異なった一対のフェライト
コアを複数種用意しておき、これらの装着を取り替え
る。 【０００９】実際の検査条件データについて以下に箇条
書きする。 二重管２ 通常部内径 １５ｍｍ 軸芯方向の拡管部長さ ５３〜１９１ｍｍ 拡管部内径 １５．２〜１５．３ｍｍ 拡管量 ０．２〜０．３ｍｍ プローブ本体８ａ 本体外径 １４．０ｍｍ 軸方向長さ ２５０ｍｍ 探知コイル１１ コイル線径 ０．１５ｍｍ コイル巻数 ５０ターン コイル相対離間距離 ４ｍｍ 【００１０】次に、本願の探知プローブ８を使用した検
査方法の手順を追いながら説明するとともに、検査結果
について説明する。当然、検査にあたっては、上述の渦
電流探知試験装置７が使用される。検査にあたっては、
検査を最も精度よくおこなうために、探知コイル８に流
す交流の周波数である最適周波数を選定するとともに、
フェライトコア１３の最適長さを選択する予備工程と、
上記最適周波数及びフェライトコア１３の最適長さに設
定された探知プローブ８により、従来の手法に従って検
査をおこなう本検査工程とを備えることとなる。以下、
工程順に説明する。 予備工程 予め欠陥の位置、減肉深さが判明している二重管におい
て、上記本願の探知プローブ８を挿入移動して、欠陥信
号を得る。この場合の欠陥信号の状態を図５、図９
（ハ）に示す。信号はＶ信号とＨ信号とを備えており、
図上矢印に示すものが欠陥信号である。さらに、図上Ａ
ＢＳは信号が標準比較方式による感度を示し、ＤＩＦは
信号が自己比較方式であることを示している。図６に同
一対象欠陥に対する従来の探知プローブ（非磁性材のコ
アを有する）による欠陥検出信号を示している。図５、
図６を比較すると、両者間で本願に係わる図５に示すも
のが視認性が良好であることが判る。 【００１１】上記の検出信号は、探知コイル１１に付与
される交流の周波数を固定した場合における出力信号で
あるが、下記で定義される絶対感度と交流の周波数との
関係は、図３のようになる。探知プローブ８がフェライ
トコア１３を有する場合は、この対周波数の感度曲線に
極小値を取る値が存在する。これに対して従来型のプロ
ーブにおいても同様な傾向を示すが、絶対感度、Ｓ／Ｎ
比ともにフェライトコアに比較して、絶対感度は高く、
劣った特性を示している。 【００１２】絶対感度は以下のような手順で求める。こ
の手順を図９に基づいて説明する。 １ コイルに入力する周波数を設定する。 ２ 検査対象の管９１に試験用の貫通孔９２（１ｍｍ
径）を開け、探知プローブ８を移動していく（図９
（イ）に示す）。 ３ オシロスコープのブラウン管に表示されるＶH 、Ｖ
L の合成値が２Ｖになるように、増幅器の感度調整つま
みを増減する（図９（ロ）に示す）。 ４ 感度調整つまみの指示値（ｄＢ）を読みとる。これ
を絶対感度と表現する。 ５ １に戻り、コイルの入力周波数を変えて、２〜４の
操作を繰り返す。従って、この絶対感度は、一定信号レ
ベルを得るために必要な増幅度である。さらに、管の
内、外面に存在する減肉状態と位相との関係を図９
（ハ）に示した。 【００１３】一方、外管信号をノイズ（Ｎ）とし、内管
３に存する欠陥信号を有効信号（Ｓ）とするＳ／Ｎ比を
同様に記載すると図４に示すようになる。従って、探知
の目的には、この感度が低く、Ｓ／Ｎ比が高いことが好
ましいが、この状況は、図３に示す最適周波数で実現す
る。従って、本願においては、この最適周波数（ここ
で、５０〜４５０ｋＨｚ程度が比較的小さい絶対感度を
示す帯域であり、Ｓ／Ｎ比を考慮すると図上３００ｋＨ
ｚ程度が好ましい）を予め見出しておき、検査をおこな
うのである。さて、上記の過程で最適周波数を選定する
とともに、本願独特の構成であるフェライトコア１３の
管軸方向の長さを同様に調節することにより、この長さ
に関しても感度が最も低い位置を見つけだしておき、こ
の条件を満足した状態で検査をおこなった。 【００１４】本検査工程 前記最適周波数及び前記最適フェライトコア長さの条件
下に、従来と同様の手法により渦電流探傷試験をおこな
った。検査条件を整理して記載する。 最適周波数 ３００ｋＨｚ （この周波数は、図３に示す周波数帯域において絶対感
度が相対的に小さい周波数であるとともに、図３、図４
から判明するように、絶対感度とＳ／Ｎ比との差が最も
大きな周波数であり、結果的に検出精度を非常に高いも
のとできる周波数である。） 最適フェライトコア長さ（片側） ２ ｍｍ 本願プローブと従来プローブとの検出精度の比較結果を
表１に示した。表１には、検証に使用した８種の欠陥の
欠陥面積（ｍｍ×ｍｍ）、実測深さ（減肉割合％）、及
び本願プローブと従来型のプローブとに於ける減肉量の
推定深さ割合及びその誤差を示した。ただし、欠陥面
積、欠陥深さ推定に関しては、探知信号より以下のよう
に従来方法で、推定した。 【００１５】以下、この手法について説明する。一対の
探知コイル間で、前後のコイルで比較しながらコイル近
傍に腐食等の欠陥があれば、検出回路に備えられるホイ
ッストンブリッジのバランスが崩れ、図９（ロ）に示す
ような８の字形の信号波形がＣＲＴに描かれる。この波
形は、腐食等の減肉体積に応じて、その振幅が変化し、
また、減肉深さが異なると、信号位相が変化し貫通時の
位相信号を境にして内外面の欠陥が扇形に別れる。従っ
て、管の渦流探傷試験では、実機と同材質・同形状の対
比試験片に貫通孔及び深さの異なる減肉欠陥を加工した
ものを用意し、これらを予め探傷してその時の信号位相
と欠陥深さとの評価グラフを作成しておく、そして、実
機探傷時に欠陥の信号、位相から、欠陥の位置及び深さ
を推定する。 【００１６】 【表１】 【００１７】表１において、横傍線で示すものは、検出
できなかったものを示す。さらに、減肉割合と本願のフ
ェライトコアプローブによる減肉深さの推定値との関係
を図７に示した。結果、本願の方法においては、従来法
では探知できなかった、欠陥Ｎｏ．２、６、７、８のも
のをも探知、推定できるとともに、さらに図７に示すよ
うに、±１０％の範囲内の推定を、確率を９２．７％と
いう高率で得ることができた。ここで、最大評価誤差は
＋１１．７％であった。一方、このような検査を従来型
のプローブでおこなうと誤差範囲は２５％程度となって
実用に耐えるものではない。 【００１８】〔別実施例〕 上記の実施例において、軸芯方向に於ける長さの異なっ
たフェライトコアを備えた複数の探知プローブを準備し
ておき、上記予備検査にあたって、これら複数の探知プ
ローブ間で、絶対感度が相対的に小さくなるものを求め
て、この探知プローブを使用できるようにしておいても
よい。尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利に
するために符号を付すが、該記入により本発明は添付図
面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】検査対象の二重管の軸方向断面及び本願のフェ
ライトコアプローブの構成を示す図 【図２】検査対象の二重管の管軸に直角な方向の断面図 【図３】本願プローブと従来型プローブとの絶対感度の
変化状況を示す図 【図４】本願プローブと従来型プローブとのＳ／Ｎ比の
変化状況を示す図 【図５】本願プローブの出力状況を示す図 【図６】従来型プローブの出力状況を示す図 【図７】本願プローブの解析精度を示す図 【図８】従来型プローブの使用状態を示す図 【図９】解析手法とその出力状況を示す図 【符号の説明】 ３ 内管 ４ 外管 ８ 探知プローブ ８ａ プローブ本体 １１ 探知コイル １２ 絶縁体 １３ フェライトコア
ライトコアプローブの構成を示す図 【図２】検査対象の二重管の管軸に直角な方向の断面図 【図３】本願プローブと従来型プローブとの絶対感度の
変化状況を示す図 【図４】本願プローブと従来型プローブとのＳ／Ｎ比の
変化状況を示す図 【図５】本願プローブの出力状況を示す図 【図６】従来型プローブの出力状況を示す図 【図７】本願プローブの解析精度を示す図 【図８】従来型プローブの使用状態を示す図 【図９】解析手法とその出力状況を示す図 【符号の説明】 ３ 内管 ４ 外管 ８ 探知プローブ ８ａ プローブ本体 １１ 探知コイル １２ 絶縁体 １３ フェライトコア
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フロントページの続き
(72)発明者 薮下 秀記
大阪府大阪市北区西天満２丁目10番２号
非破壊検査株式会社内
(72)発明者 若田 史雄
大阪府大阪市北区西天満２丁目10番２号
非破壊検査株式会社内
(56)参考文献 特開 昭63−298052（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−123732（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−249836（ＪＰ，Ａ)
実開 昭58−91155（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/72 - 27/90
ＰＡＴＯＬＩＳ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 検査対象の管材の内径未満でほぼ同一の
外径を備えたプローブ本体（８ａ）と、前記プローブ本
体（８ａ）の本体軸芯方向に沿ったコイル軸芯を備え、
且つ互いに前記プローブ本体（８ａ）の軸方向に軸芯を
揃えて前記プローブ本体（８ａ）に配設される一対の探
知コイル（１１）とを備えた探知プローブ（８）を管内
を移動させて、前記管材内に誘起される渦電流の変化を
検出して前記管材の欠陥を検出する渦電流探知試験方法
において、 前記管材が内管（３）と外管（４）とを備えた二重管で
ある場合に、前記一対の探知コイル（１１）間の中間部
位において絶縁体（１２）で絶縁された一対のフェライ
トコア（１３）を備えて、前記プローブ本体（８ａ）を
構成するとともに、前記探知コイル（１１）を流れる交
流の周波数を変化させて、前記探知コイル（１１）にお
ける絶対感度が周波数領域で相対的に小さくなる最適周
波数を求め、前記最適周波数において前記内管の欠陥を
探知する渦電流探知試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29273594A JP3426748B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 渦電流探知試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29273594A JP3426748B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 渦電流探知試験方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145954A JPH08145954A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3426748B2 true JP3426748B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=17785653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29273594A Expired - Fee Related JP3426748B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 渦電流探知試験方法 |
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| JP (1) | JP3426748B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102680570B (zh) * | 2012-05-08 | 2016-08-17 | 上海海隆防腐技术工程有限公司 | 复合钢管缺陷检测装置及复合钢管缺陷检测方法 |
-
1994
- 1994-11-28 JP JP29273594A patent/JP3426748B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH08145954A (ja) | 1996-06-07 |
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