JP4718267B2 - 電磁超音波探傷法 - Google Patents

Description

本発明は、空冷式熱交換器の埋込式フィン付伝熱管内部の腐食を検査するための電磁超音波探傷法に関するものである。

空冷式熱交換器のフィン付伝熱管内面が腐食し、この腐食が進行すると、管内を通る流体が管外に漏れ出す等の恐れがあるため、フィン付伝熱管内面の腐食検査が行われている。

従来から行われているフィン付伝熱管内面の腐食検査の手法としては、プローブ内のコイルから発生させた交流磁束を利用して探傷を行う渦流探傷法（例えば、特許文献１参照）や振動子を振動させて発生させた超音波を利用して探傷を行う超音波探傷法（例えば、特許文献２参照）があげられる。
特開２００２−２９６２４１号公報 特開２００１−５０９３６号公報

しかしながら、渦流探傷法では、管がフィン付であると、このフィンが障害となり、管内面の腐食を高い精度で検査することができないため、フィン付伝熱管内面の腐食検査には渦流探傷法を適用することができなかった。一方、超音波探傷法では、１本の伝熱管の検査に時間がかかるために検査スピードが遅く、短い時間内に全数検査ができない。しかも、検査を行うには伝熱管内を水で満たさなければならないため、脱水等の後処理が必要になるうえ、伝熱管内を通る流体の種類によっては水が使えない場合もある。しかも、検査精度を高くするためには伝熱管内面のスケールを除去する必要があり、この除去作業等の前処理にも時間とコストがかかる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、埋込式フィン付伝熱管内面の腐食を高い精度で検査することができ、しかも、検査に時間がかからず、水等の接触媒質を必要とせず、前処理に時間とコストがかからない電磁超音波探傷法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、空冷式熱交換器に用いられる、管本体の外周面の溝にフィンの一端が埋め込まれた埋込式フィン付伝熱管の内部を、下記（Ａ）の電磁超音波トランジューサを軸方向に沿って移動させながら、この電磁超音波トランスジューサから電磁気力を利用して所定の時間間隔で異なる周波数の軸対称ＳＨ波を順次発生させ、上記埋込式フィン付伝熱管の管本体を振動させて共鳴を起こさせ、その共鳴周波数を上記電磁超音波トランジューサで検出するとともに、この検出共鳴周波数が、上記管本体の肉厚が正常である場合の基準共鳴周波数と異なる場合に、上記管本体の内面に腐食部が発生していると判断するようにした電磁超音波探傷方法をその要旨とする。
（Ａ）円筒形状もしくは円柱形状に形成された永久磁石ユニットと、この永久磁石ユニットの外周部に巻回される送信用コイルおよび受信用コイルからなり、上記永久磁石ユニットが、その径方向の大径側に一方の極を有するとともにその径方向の小径側に他方の極を有する複数の永久磁石を、上記永久磁石ユニットの周方向で交互に極性が逆転するように並べ、その永久磁石ユニットの両端面に、互いに交差する複数条のスリットが切欠き形成されている電磁超音波トランジューサ。

すなわち、本発明者らは、空冷式熱交換器のフィン付伝熱管内面の腐食を高い精度で検査することができる探傷法について鋭意研究をした結果、フィン付伝熱管が、管本体の外周面の溝にフィンの一端が埋め込まれた埋込式フィン付伝熱管である場合に、上記（Ａ）の永久磁石ユニットの両端面に互いに交差する複数条のスリットが切欠き形成された電磁超音波トランスジューサ（以下、「ＥＭＡＴ」という）を用い、このＥＭＡＴを上記埋込式フィン付伝熱管内部にその軸方向に沿って移動させながら、上記ＥＭＡＴから電磁気力を利用して軸対称ＳＨ波を発生させ埋込式フィン付伝熱管の管本体を振動させて共鳴を起こさせ、この共鳴の周波数を上記ＥＭＡＴで検出することにより、上記共鳴の信号を高い精度で検出できることを突き止めた。また、上記検出された共鳴信号の周波数（以下、「検出共鳴周波数」という）と、上記管本体の肉厚が正常である場合に測定した、基準となる共鳴周波数（以下、「基準共鳴周波数」という）とを比較し、上記検出共鳴周波数が基準共鳴周波数と異なる場合に、上記管本体の内面に腐食部が発生していると判断することにすれば、上記外周面に溝を有する埋込式フィン付伝熱管内面の腐食の位置と深さを高い精度で検査することができることを見出し、本発明に到達した。

しかも、上記ＥＭＡＴを用いると、従来の超音波探傷法より短時間で探傷を行うことができ、コストの削減と工程内での全数検査が可能となる。しかも、上記ＥＭＡＴは、水等の接触媒質を必要としないため、管本体内の後処理（脱水等）が不要であるうえ、伝熱管内を通る流体がどのような種類であっても、探傷を行うことができる。さらに、上記ＥＭＡＴは、非接触探傷であるため、管本体の内面にスケール等が付着した状態でも腐食検査が可能であり、前処理時間を短縮し、前処理コストを削減することができる。

なお、本発明において、フィン付伝熱管を、管本体の外周面の溝にフィンの一端が埋め込まれた埋込式フィン付伝熱管に限定しているのは、フィン付伝熱管の管本体の外周部（その全体もしくはその一部）に、フィンと一体成形された外層を有するタイプのフィン付伝熱管（例えば、Ｌ字型巻き付け式フィン付伝熱管）では、上記外層の影響により、上記外層が形成された上記管本体の部分で、上記共鳴が発生せず（図１４の参考例グラフを参照）、腐食検査が不可能なためである。

また、本発明の電磁超音波探傷方法に使用するＥＭＡＴは、円筒形状もしくは円柱形状に形成された永久磁石ユニットと、この永久磁石ユニットの外周部に巻回される送信用コイルおよび受信用コイルからなり、上記永久磁石ユニットが、その径方向の大径側に一方の極を有するとともにその径方向の小径側に他方の極を有する複数の永久磁石を、上記永久磁石ユニットの周方向で交互に極性が逆転するように並べたものからなっている。したがって、上記送信用コイルに高周波電流を流すと、管本体の外周面の溝にフィンの一端が埋め込まれた、埋込式フィン付伝熱管の管本体に軸対称ＳＨ波を発生させて上記管本体を振動させるとともに、この管本体内で共鳴を起こさせ、この共鳴の信号を上記ＥＭＡＴの受信用コイルで検出することができ、本発明の電磁超音波探傷法のＥＭＡＴとして用いることができる。しかも、上記永久磁石ユニットの両端面（軸方向の両端面）に、互いに交差する複数条のスリットが切欠き形成されているため、上記スリットによりノイズが低減され、Ｓ／Ｎ比（「管本体の共鳴による共鳴信号の強度」対「ＥＭＡＴの雑音信号の強度」比）が向上する。上記スリットは、凹溝形状（平底形状）が好ましく、上記両端面に形成する場合にも、これに加えて上記外周面の両端部に形成する場合にも、各方向に１本もしくは２本以上あればよい。なお、本発明において、「互いに交差する」とは、互いに傾斜した状態で交差していてもよいし、互いに直交していてもよいが、互いに直交している場合のほうが、Ｓ／Ｎ比は向上する。

また、本発明の電磁超音波探傷法において、上記埋込式フィン付伝熱管のチューブ本体が炭素鋼（強磁性体）からなり、フィンがアルミニウム等の非鉄材料からなっていると、一般的に用いられる埋込式フィン付伝熱管に対して本発明の電磁超音波探傷法を行うことができる。

また、本発明の電磁超音波探傷法において、上記軸対称ＳＨ波の共振次数が一次モードであると、最も低次のモードを用いているため、管本体の外周面の溝にフィンの一端が埋め込まれた埋込式フィンチューブのチューブ内面の腐食を検査するのに適しており、高い精度で検査することができる。

上記ＥＭＡＴは、永久磁石ユニットの両端面に、この永久磁石ユニット自身の振動により生じるノイズを低減するための、互いに交差する複数条のスリットが切欠き形成されているため、共鳴信号以外のノイズとして検出共鳴周波数以外の周波数帯に生じる雑音信号の強度が低下し、管本体の外周面の溝にフィンの一端が埋め込まれた埋込式フィン付伝熱管内面の腐食を高い精度で検査することができる。

そして、上記永久磁石ユニットの外周面の軸方向両端部に、上記ノイズを低減するための、周方向に延びる円環状のスリットを形成すると、上記Ｓ／Ｎ比が一層向上するため、より好ましい。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１は本発明の電磁超音波探傷法の一実施の形態に用いる電磁超音波探傷装置を示している。図において、１は略円筒形状のＥＭＡＴであり、埋込式フィン付伝熱管（埋込式フィンチューブ）２の内部に挿入され、その軸方向に沿って移動しながら、上記ＥＭＡＴ１から電磁気力により発生させた軸対称ＳＨ波３（管表面を周方向に伝播）を利用し、管本体１１の外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた埋込式フィン付伝熱管２の内面の探傷を行うようにしている。５は増幅器，バースト波発振器，Ａ／Ｄ変換器等を備えた検出装置で、６は入力信号を解析するためのコンピュータで、７は上記ＥＭＡＴ１を埋込式フィン付伝熱管２内に挿入してその軸方向に移動させるためのパルスモーター型の送り出し装置で、８は出力装置である。

上記埋込式フィン付伝熱管２は、空冷式熱交換器に用いられるものであり、円筒形状に形成された炭素鋼製の管本体１１と、この管本体１１の外周部にらせん状に突設されるアルミニウム等の非鉄金属製の伝熱用フィン１２（この伝熱用フィン１２の内側端部は、上記管本体１１の外周面に形成されたらせん状の溝１１ａに埋め込まれている）とで構成されている（図２参照）。

上記ＥＭＡＴ１は、図３に示すように、略円筒形状に形成された磁石ユニット１３と、この磁石ユニット１３の円環状凹部１３ａにその周方向に巻回された一対のスパイラルコイル１４（送信用スパイラルコイル１４ａおよび受信用スパイラルコイル１４ｂ）とで構成されている。上記磁石ユニット１３は、径方向の大径側に一方の極を有し径方向の小径側に他方の極を有する複数の永久磁石１５ａ，１５ｂを、上記周方向で交互に極性が逆転するように並べた状態でリング状に配設したものであり、このようなリング状交番磁界形成用磁石列からなっている。上記各永久磁石１５ａ，１５ｂはそれぞれ棒状に形成されており、その極性を除いては、形状が全て同一であり、上記磁石ユニット１３として組み付けた状態では、この磁石ユニット１３を上記周方向に均等に分割する構造となっている。また、隣り合う永久磁石１５ａ，１５ｂ同士は、エポキシ樹脂からなる接着剤層１５ｃで接着，固定されており（図４参照。なお、図３では、図示せず）、この接着剤層１５ｃは、永久磁石１５ａ（１５ｂ）の磁力線が、これに隣り合う永久磁石１５ｂ（１５ａ）に影響を及ぼす（逃げる）のを軽減する作用をもしている。

上記磁石ユニット１３を、さらに詳しく説明すると、Ｓ極を上記径方向大径側に有する永久磁石１５ａと、Ｎ極を上記径方向大径側に有する永久磁石１５ｂとを交互に上記周方向に並べて隣り合う永久磁石１５ａ，１５ｂ同士を接着剤層１５ｃで接着，固定してなるリング状交番磁界形成用磁石列からなり、上記周方向で極性が交互に逆転する交番磁界を形成している（図３参照）。また、上記磁石列の中央外周部（すなわち、磁石ユニット３の中央外周部）には、図５に示すように、上記周方向に沿って円環状凹部１３ａが円環状に形成されている。すなわち、上記各永久磁石１５ａ，１５ｂには、その中央外周部に、これを横切るようにして凹部１６が形成されており、上記磁石ユニット１３として組み付けた状態では、上記各凹部１６により上記円環状凹部１３ａが構成されている。この円環状凹部１３ａは、上記管本体１１の内部にＥＭＡＴ１を挿入したときに、（上記円環状凹部１３ａに巻回，収容される）後述する両スパイラルコイル１４（図７参照）が上記管本体１１の内面に擦れて損傷等するのを防ぐためのものであり、その深さは上記両スパイラルコイル１４の素線の直径に合わせて設定され、幅は上記両スパイラルコイル１４の巻き幅に合わせて設定されている。

また、上記磁石列の両端面（すなわち、磁石ユニット１３の軸方向の両端面）には、図６に示すように、これら各端面を貫通状に横切るようにして複数本（この実施の形態では、５本であるが、１本でも、何本でもよい）の凹溝形状のスリット１７ａが所定の間隔で（等間隔でも、等間隔でもなくてもよい）平行に切欠き形成されているとともに、これら各スリット１７ａに直交する複数本（この実施の形態では、５本であるが、１本でも、何本でもよい）の凹溝形状のスリット１７ｂが所定の間隔で（等間隔でも、等間隔でもなくてもよい）平行に切欠き形成されており、これら各スリット１７ａ，１７ｂ（図３および図４では、図示せず）により、ノイズが減少してＳ／Ｎ比（「共鳴信号」対「雑音信号」比）が向上するという効果を奏している。このような各スリット１７ａ，１７ｂの幅は０．２〜０．４ｍｍに、その深さは１．０〜１．５ｍｍに設定されている。

上記円環状凹部１３ａには、上記管本体１１の内面に実質的に平行な電磁気力を発生させるための渦電流を埋込式フィン付伝熱管２内に発生させるよう、上記スパイラルコイル１４（図３参照）が巻回されている。このスパイラルコイル１４は、上記したように、送信用スパイラルコイル１４ａと受信用スパイラルコイル１４ｂとからなり、これら両コイル１４ａ，１４ｂは上記磁石列の軸方向（すなわち、磁石ユニット１３の軸方向）に交互に配設されている（図７参照）。また、上記両コイル１４ａ，１４ｂは、その一端部が、検出装置５（図１参照）内に配設された増幅器に接続し、その他端部がアースに接続している。図５において、１８は上記磁石ユニット１３の外周部にその軸方向に沿って形成されたコイル配設用スリットであり、上記両スパイラルコイル１４の線端（４本）をスムーズに取り出して結線するためのものであり、これら取り出し線が、円環状凹部１３ａに巻回された両スパイラルコイル１４上に被さらないようにしている。

そして、上記スパイラルコイル１４に高周波電流を流すと、管本体１１の外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１の内面に、この内面に沿った所定位置にその周方向に均等に分散された節を有し上記内面に沿って偏波した横波、すなわち、軸対称ＳＨ波３が励起される。この軸対称ＳＨ波３は、外周面に溝１１ａを有する管本体１１の内面に沿って形成されており、その形成方向は管本体１１の内面の周方向であり、また、その振幅方向は、外周面に溝１１ａを有する管本体１１の内面に平行でかつ管本体１１の軸方向に沿った方向である。この励起された軸対称ＳＨ波３は受信用スパイラルコイル１４ｂに電流を励起し、この電流の電圧を検出することにより、その音圧を知ることができる。

上記コンピュータ６は、上記ＥＭＡＴ１を動作させるための動作信号を、上記検出装置５内に配設されたバースト波発振器に送り、このバースト波発振器で生成されたバースト波を増幅器で増幅したのち送信用スパイラルコイル１４ａに供給し、管本体１１の外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた埋込式フィン付伝熱管２の管本体１１の内面に軸対称ＳＨ波３を励起させる。上記バースト波発振器からは、所定の時間間隔で異なる周波数信号が順次発生している。上記励起させた軸対称ＳＨ波３は、外周面に溝１１ａを有する管本体１１の内面に円周方向に伝わり、共鳴を発生させる。周波数によって共鳴を起こした状態の軸対称ＳＨ波３は受信用スパイラルコイル１４ｂによって検出され、この検出信号は増幅器，Ａ／Ｄ変換器を経てコンピュータ６の信号解析部に送られる。

上記信号解析部は、Ａ／Ｄ変換器から入力された検出信号の振幅、すなわち軸対称ＳＨ波３の音圧レベルを決定し、上記励起・受信・音圧決定操作を経て周波数の関数として得られる音圧分布から音圧が極大となる周波数を共鳴信号の周波数として検出し、検出された共鳴信号の周波数（検出共鳴周波数）にしたがって腐食減肉の有無もしくは残肉厚みの量を決定する手段を備えている。そして、上記信号解析部には、上記動作信号の周波数が送られてくるとともに、Ａ／Ｄ変換器から受信信号が送られてきており、両者が関係付けられて記録されているとともに、上記記録から共鳴信号の音圧が極大となる周波数が共鳴周波数として決定・検出される。

また、上記信号解析部は、基準共鳴周波数と板厚の関係をテーブル化したＬＵＴ（ルックアップテーブル）を備えており、さきに決定された検出共鳴周波数からＬＵＴを参照しながら板厚が決定される。さらに、内面に腐食減肉が発生している管本体１１における検出共鳴周波数は、後述するようにして求められた、正常な管本体１１における基準共鳴周波数とは異なるため、この（正常な管本体１１における）基準共鳴周波数と異なった共鳴周波数の共鳴信号が検出された場合には、上記ＬＵＴから、腐食が発生していると決定・検出できるように構成されている。

一方、外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１に、深さの異なる複数の減肉部を人工的に設け、これら各減肉部に対し、上記ＥＭＡＴ１を用いて基準共鳴周波数を求め、その実験データを多数収集して、減肉部の残肉厚み（もしくは穴の深さ）と共鳴周波数との関係をテーブル化もしくは数式化（この実施の形態では、数式化）しておく。これにより、欠陥サイズ（この実施の形態では、減肉部の残肉厚み）を評価することが可能となる。また、正常な管本体１１に対応する基準共鳴周波数を、上記ＥＭＡＴ１を用いて求め、その実験データをも収集しておく。これらの実験データから、例えば、残肉厚み（もしくは穴の深さ）と共鳴周波数との間には一定の関係があり、残肉厚みが小さいほど（すなわち、減肉部の穴の深さが深いほど）、共鳴信号の共鳴周波数が上昇していることが判る。したがって、上記実験データから欠陥サイズを求めることが可能となり、もしくは、検出共鳴周波数が変化することにより、外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１の内面に何らかの問題があると判断することが可能となる。

上記送り出し装置７は、上記コンピュータ６により制御されており、探傷走査の結果腐食が発生していると決定した場合には、上記送り出し装置７の送り出し量を少なくして探傷ピッチを小さくすることにより、精密探傷を行い検査精度を高めることができるようにしている。また、上記ＥＭＡＴ１の検出位置（管本体１１の管端からの距離）は、上記送り出し装置７に内蔵された走査距離検出装置（図示せず）からコンピュータ６に自動的に取り込まれ、データ解析に反映されるようにしている。

上記出力装置８は、表示手段（図示せず）を有しており、その表示画面上に、ＥＭＡＴ１の検出位置（ｍｍ）を横軸とし、この検出位置における共鳴信号の共鳴周波数（ＭＨｚ）を縦軸としたグラフ（図８参照）が映し出されるようになっており、この表示画面上に映し出された共鳴信号の変化（すなわち、共鳴信号の周波数の変動）を見ることで、外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１の内面に腐食が生じていることを示す共鳴信号の極大位置（管本体１１の管端からの距離）が判るようになっている。また、上記グラフの横側に、基準共鳴周波数と外周面に溝１１ａを有する管本体１１の肉厚との関係表を映し出すことができる場合には、もしくは上記実験データから、基準共鳴周波数と外周面に溝１１ａを有する管本体１１の肉厚との関係表を作成しておく場合には、それを見ることにより、上記共鳴信号の極大共鳴周波数から外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１の腐食部の肉厚（欠陥サイズ）を求めることができるようになる。

上記電磁超音波探傷装置を用い、例えば、つぎのようにして外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１の内面の腐食を検査することができる。すなわち、まず、送り出し装置７を作動させ、ＥＭＡＴ１を管本体１１内に挿入させて管本体１１の全長をその軸方向に沿って移動させる。そして、この移動の際に、ＥＭＡＴ１から電磁気力により発生させた軸対称ＳＨ波３を利用して、外周面に溝１１ａを有する管本体１１の内面の探傷を行わせ、その探傷データをコンピュータ６に入力させる。また、上記移動時におけるＥＭＡＴ１の移動距離（管本体１１の管端からの距離）を走査距離検出装置で検出させ、この検出データをコンピュータ６に入力させる。そして、これら各データを基にして、上記出力装置８の表示画面に映し出させたグラフから腐食の有無を確認し、そのサイズを知ることができる。また、上記出力装置８で記録紙に探傷データをＸ−Ｙチャートとして印刷すれば、外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１の全長についての探傷記録が作成される。例えば、図８に示すグラフでは、正常である場合には、管本体１１の肉厚は３．０ｍｍであるが、上記腐食が発生した位置では、管本体１１の肉厚は１．４ｍｍになっていることが判る。

上記のように、この実施の形態では、外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた埋込式フィン付伝熱管２の管本体１１の内面腐食を高い精度で検査することができる。しかも、上記ＥＭＡＴ１を用いると、従来の超音波探傷法より短時間で探傷を行うことができ、コストの削減と工程内での全数検査が可能となる。しかも、上記ＥＭＡＴ１は、水等の接触媒質を必要としないため、外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１内の後処理（脱水等）が不要であるうえ、どのような種類の流体が通る埋込式フィン付伝熱管２であっても、探傷を行うことができる。しかも、上記ＥＭＡＴ１は、非接触探傷であるため、外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１の内面にスケール等が付着した状態でも腐食検査が可能であり、前処理時間を短縮し、前処理コストを削減することができる。

上記実施の形態において、多数のデータを収集する場合には、例えば、図９に示すように、外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた管本体１１（テストピース）の内面に、深さの異なる複数の減肉部２５〜２９を人工的に設け、これら各減肉部２５〜２９に対し、上記ＥＭＡＴ１を用いて基準となる共鳴周波数ｆ１〜ｆ５（ＭＨｚ）を測定することが行われる。上記各減肉部２５〜２９の腐食量，残厚（残肉厚み）を、表１に示す数値に設定した場合に、図１０に示すような測定結果を得た。これらのデータから腐食量もしくは残厚と共鳴周波数との間に一定の関係があり、残厚が小さいほど（すなわち、腐食量が大きくて減肉部の穴の深さが深いほど）、共鳴信号の周波数が上昇していることが判る。したがって、上記各データから欠陥サイズを求めることが可能となり、もしくは、共鳴信号の周波数が変化することにより、外周面に溝１１ａを有する管本体１１の内面に何らかの問題があると判断することが可能となる。例えば、図９において、黒丸３０で示す個所に腐食部が発生した場合に、この腐食部での検出共鳴周波数がｆｘであると判れば、残厚が判り（この例では、残厚が２．４ｍｍで、腐食量が０．６ｍｍであることが判り）、また、その位置も判る。

図１１は上記ＥＭＡＴ１の変形例を示している。この例では、上記永久磁石ユニット１３の軸方向の両端面にスリット１７ａ，１７ｂ（図６参照）が切欠き形成されているだけでなく、上記永久磁石ユニット１３の軸方向の両端部外周面にもそれぞれ、その周方向に延びる複数本（この実施の形態では、２本であるが、１本でも、何本でもよい）の円環状の凹溝形状のスリット２１が切欠き形成されている。それ以外の部分は上記実施の形態に用いたＥＭＡＴ１と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例のＥＭＡＴ１を用いた場合にも、上記実施の形態と同様の作用，効果を奏する。しかも、上記永久磁石ユニット１３の軸方向の両端部外周面にも複数本の円環状のスリット２１が切欠き形成されているため、さらにＳ／Ｎ比が向上してノイズが減少する。

［実施例および比較例，参考例］
内面に腐食部を有する埋込式フィン付伝熱管２およびＬ字型巻き付け式フィン付伝熱管（図示せず）を準備した。また、上記実施の形態に示すＥＭＡＴ１、および磁石列の軸方向の両端面にスリット１７ａ，１７ｂを形成していないこと以外は上記ＥＭＡＴ１と同様構造のもの（ＥＭＡＴ１’）を準備した。そして、管本体１１の外周面の溝１１ａに各フィン１２の一端が埋め込まれた埋込式フィン付伝熱管２の腐食部およびその近辺の共鳴周波数を、両端面にスリット１７ａ，１７ｂを有するＥＭＡＴ１を用いて測定し（実施例）、上記埋込式フィン付伝熱管２の腐食部およびその近辺の共鳴周波数を、両端面にスリット１７ａ，１７ｂを形成していないＥＭＡＴ１’を用いて測定し（比較例）、本発明の対象外のＬ字型巻き付け式フィン付伝熱管の腐食部およびその近辺の共鳴周波数を、上記ＥＭＡＴ１’を用いて測定した（参考例）。その測定結果を図１２（実施例），図１３（比較例）および図１４（参考例）に示す。これらの測定結果により、参考例では、上記腐食部が発生している場所で共鳴信号を測定することができず、ＥＭＡＴ１’のノイズのみが観測される（本発明のＥＭＡＴ１を使用しても同様）。また、ＥＭＡＴ１’を用いた比較例では、共鳴周波数を特定することができたもののノイズが多い。これに対して、本発明のＥＭＡＴ１を用いた実施例では、共鳴信号を明確に区別することができ、かつノイズが非常に少ないことが判る。

なお、上記実施の形態では、上記ＥＭＡＴ１は略円筒形状に形成されているが、これに限定するものではなく、円柱形状に形成されていてもよい。また、上記実施の形態では、上記埋込式フィン付伝熱管２は、炭素鋼製の管本体１１とアルミニウム等の非鉄金属製の伝熱用フィン１２とで構成されているが、各種の埋込式フィン付伝熱管２を用いることができる。また、上記実施の形態では、上記埋込式フィン付伝熱管２は、ストレート管であるが、Ｕ字状等の各種形状に折り曲げ形成されたものでもよい。

また、上記実施の形態では、上記磁石ユニット１３は１２分割されている（１２個の永久磁石１５ａ，１５ｂで構成されている）が、これに限定するものではなく、複数個に分割されていればよく、埋込式フィン付伝熱管２の内面腐食を検査するのには、１０個，１２個もしくは１４個に分割されているのが適している。ただし、１６個以上に分割されていると、埋込式フィン付伝熱管２の内面腐食を検査するのには、適していない。また、この内面腐食検査で使用される共振次数（一次〜Ｎ次モード）は一次モードが最適であるが、三次モードまでであれば、好適に用いられる。

本発明の電磁超音波探傷法の一実施の形態に用いる電磁超音波探傷装置を示す説明図である。 埋込式フィン付伝熱管の構造説明図である。 ＥＭＡＴを示す斜視図である。 上記ＥＭＡＴの説明図である。 磁石ユニットの側面図である。 上記ＥＭＡＴの磁石ユニットの端面図である。 スパイラルコイルの説明図である。 表示画面に映し出されるグラフの説明図である。 テストピースの説明図である。 表示画面に映し出されるグラフの説明図である。 上記ＥＭＡＴの変形例を示す側面図である。 本発明の実施例の測定結果を示す図である。 比較例の測定結果を示す図である。 参考例の測定結果を示す図である。

１ ＥＭＡＴ
２ 埋込式フィン付伝熱管
３ 軸対称ＳＨ波
１１ 管本体

Claims (3)

1. 空冷式熱交換器に用いられる、管本体の外周面の溝にフィンの一端が埋め込まれた埋込式フィン付伝熱管の内部を、下記（Ａ）の電磁超音波トランジューサを軸方向に沿って移動させながら、この電磁超音波トランスジューサから電磁気力を利用して所定の時間間隔で異なる周波数の軸対称ＳＨ波を順次発生させ、上記埋込式フィン付伝熱管の管本体を振動させて共鳴を起こさせ、その共鳴周波数を上記電磁超音波トランジューサで検出するとともに、この検出共鳴周波数が、上記管本体の肉厚が正常である場合の基準共鳴周波数と異なる場合に、上記管本体の内面に腐食部が発生していると判断するようにしたことを特徴とする電磁超音波探傷方法。
   （Ａ）円筒形状もしくは円柱形状に形成された永久磁石ユニットと、この永久磁石ユニットの外周部に巻回される送信用コイルおよび受信用コイルからなり、上記永久磁石ユニットが、その径方向の大径側に一方の極を有するとともにその径方向の小径側に他方の極を有する複数の永久磁石を、上記永久磁石ユニットの周方向で交互に極性が逆転するように並べ、その永久磁石ユニットの両端面に、互いに交差する複数条のスリットが切欠き形成されている電磁超音波トランジューサ。
2. 上記埋込式フィン付伝熱管の管本体が炭素鋼からなり、フィンがアルミニウム等の非鉄材料からなっている請求項１記載の電磁超音波探傷方法。
3. 上記軸対称ＳＨ波の共振次数が一次モードである請求項１または２記載の電磁超音波探傷方法。

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