JP6550873B2

JP6550873B2 - 渦流探傷方法

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Publication number: JP6550873B2
Application number: JP2015077947A
Authority: JP
Inventors: 俊之鈴間
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2015-04-06
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2035-04-06
Also published as: JP2016197085A

Description

本発明は、鋼管や鋼板等の被検査材に存在する欠陥を検出する渦流探傷方法に関する。特に、本発明は、被検査材の検査対象面に存在する欠陥を、検査対象面と反対側の面に対向するようにセンサコイルを配置して簡易に且つ精度良く検出することが可能な渦流探傷方法に関する。

従来より、鋼管や鋼板等の被検査材に存在する欠陥（きずや腐食など）を非破壊的に検出する方法として、渦流探傷法や漏洩磁束探傷法などの磁気探傷方法が知られている。
渦流探傷法は、センサコイルから被検査材に交流磁界を作用させた場合に、被検査材に誘起される渦電流を遮るような欠陥が存在すると、渦電流の経路が妨げられて、センサコイルのインピーダンスが変化することを利用する探傷方法である。
また、漏洩磁束探傷法（直流漏洩磁束探傷法）は、磁性体からなる被検査材に直流磁界を作用させて磁気飽和するまで磁化した場合に、被検査材に生ずる磁束の経路を妨げるような欠陥が存在すると、この欠陥が存在する部位で磁束が迂回して表面空間に漏洩するため、この漏洩磁束を感磁性センサで検出することで欠陥を検出する探傷方法である。

ここで、鋼管内面の検査は、オンラインで直流漏洩磁束探傷や超音波探傷を実施した後、欠陥が検出された箇所をオペレータが目視により再検査して手入れ要否判断や最終的な合否判定を行っている場合が多い。しかし、オンラインで欠陥が検出された箇所が鋼管の長手方向中央付近である場合、鋼管の端部から目視検査することが困難であり、欠陥の過検出や未検出の要因となっている。このため、オペレータが作業し易いように、オンライン装置と比較して軽量でハンドリングし易い装置を用いて、鋼管の外面側から内面を精度良く検査可能な方法の開発が望まれている。
上記鋼管の場合と同様に、鋼板についても、一方の面側から反対側の面を簡易に且つ精度良く検査可能な方法が必要とされる場合がある。

一般的な渦流探傷法では、表皮効果によって渦電流の浸透深さがセンサコイルを配置する側の面から一定の距離に制限される。このため、被検査材の一方の面（例えば、鋼管の外面）側にセンサコイルを配置して、被検査材の他方の面（例えば、鋼管の内面）を検査することは一般的に困難である。
また、直流漏洩磁束探傷法では、図１（ａ）に示すように、電磁石等の直流磁化手段１やホール素子等の感磁性センサ２を被検査材Ｓの一方の面Ｓ１側に配置し、他方の面Ｓ２を検査する際、他方の面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを迂回する磁束Ｂが一方の面Ｓ１から漏洩する程度まで被検査材Ｓ全体を磁気飽和させる必要がある。このため、直流磁化手段１やこれをハンドリングするための装置が大型化し、簡易に検査することができない。

上記のような一般的な渦流探傷法や直流漏洩磁束探傷法の問題点を解決するため、一般的な渦流探傷法と同様にセンサコイルによって被検査材に交流磁界を付与すると共に、直流磁化手段で被検査材を磁化して、センサコイルのインピーダンス変化に基づき欠陥を検出する磁気飽和渦流探傷法（ＳＬＯＦＥＣ）と称される方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図１（ｂ）に示すように、磁気飽和渦流探傷法は、被検査材Ｓに欠陥が存在しない場合に、直流磁化手段１によって被検査材Ｓ内に相応に磁束Ｂが分布するように磁化し、センサコイル３を配置する面Ｓ１側の被検査材Ｓの透磁率を、センサコイル３のインピーダンスで検出する方法である。図１（ｃ）に示すように、センサコイル３を配置する面Ｓ１と反対側の面Ｓ２に欠陥Ｄが存在すると、磁束Ｂの経路が妨げられて面Ｓ１側に迂回するため、被検査材Ｓにおける面Ｓ１側の磁束密度が大きくなる。これにより、被検査材Ｓの面Ｓ１側の透磁率が低下し、被検査材Ｓの面Ｓ１と磁気回路を形成しているセンサコイル３のインピーダンスが変化する。これにより欠陥Ｄが検出される。

磁気飽和渦流探傷法は、直流磁化手段１で被検査材Ｓを磁化し、センサコイル３を配置する面Ｓ１と反対側の面Ｓ２に存在する欠陥Ｄによる面Ｓ１側の透磁率の低下を検出するものであるため、一般的な渦流探傷法のように表皮効果の影響によって面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを検出できないという事態は生じない。
また、磁気飽和渦流探傷法で用いる直流磁化手段１の目的は、欠陥Ｄの存在しない部位と欠陥Ｄの存在する部位との間でセンサコイル３を配置する面Ｓ１側の透磁率の違いを生じさせてセンサコイルのインピーダンスを変化させることであり、直流漏洩磁束探傷法の場合と異なり、面Ｓ１から磁束Ｂを漏洩させるほどの強磁界を必要としない。このため、直流磁化手段１やこれをハンドリングするための装置を小型・軽量化することが可能であり、簡易に検査可能である。
さらに、直流漏洩磁束探傷法の探傷限界を超える厚みを有する被検査材Ｓ（被検査材Ｓの厚みが大きいため、漏洩磁束が生じるように被検査材Ｓ全体を磁気飽和させることができない）であっても、欠陥Ｄによる透磁率の変化が生じる限りにおいて、検出できる可能性がある。

以上のように、従来提案されている磁気飽和渦流探傷法によれば、従来の一般的な渦流探傷法や直流漏洩磁束探傷法に比べて、簡易に且つ精度良く、センサコイル３を配置する面Ｓ１と反対側の面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを検出可能であることが期待できる。
しかしながら、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、直流磁化手段１及びセンサコイル３を単純に被検査材Ｓの検査対象面Ｓ２と反対側の面Ｓ１に配置しただけでは、検査対象面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを精度良く検出できない場合がある。

特開２０１０−１２７８５４号公報

本発明は、以上に説明した従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、被検査材の検査対象面に存在する欠陥を、検査対象面と反対側の面に対向するようにセンサコイルを配置して簡易に且つ精度良く検出することが可能な渦流探傷方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、図１（ｂ）、（ｃ）に示すような直流磁化手段１及びセンサコイル３の配置では、欠陥Ｄが存在しない場合であっても、被検査材Ｓにおける検査対象面Ｓ２と反対側の面（センサコイル３の配置側の面）Ｓ１側の磁束密度が、検査対象面Ｓ２側の磁束密度よりも大きくなっていることが、欠陥Ｄを精度良く検出できない場合の原因であることを見出した。

より具体的に説明すれば、磁気飽和渦流探傷法は、前述のように、センサコイル３を配置する面Ｓ１と反対側の面Ｓ２に存在する欠陥Ｄによる面Ｓ１側の透磁率の低下を検出することで、欠陥Ｄを検出する方法である。したがい、欠陥Ｄを精度良く検出するには（欠陥Ｄの検出能を高めるには）、欠陥Ｄによって面Ｓ１側の透磁率が大きく低下する状態に被検査材Ｓが磁化されていることが有効である。換言すれば、被検査材Ｓにおける面Ｓ１側は、磁束Ｂが欠陥Ｄを迂回して面Ｓ１側の磁束密度が大きくなることで透磁率が大きく低下する状態（磁気飽和近傍領域の手前の状態）に磁化されていることが有効である。一方、被検査材Ｓにおける面Ｓ２側については、欠陥Ｄを迂回する磁束Ｂが多いほど面Ｓ１側の透磁率が大きく低下することから、磁気飽和近傍領域まで磁化されていることが有効である。

しかしながら、前述のように、図１（ｂ）、（ｃ）に示すような直流磁化手段１及びセンサコイル３の配置では、欠陥Ｄが存在しない場合に、検査対象面Ｓ２と反対側の面Ｓ１側の磁束密度（図１（ｂ）に示す領域Ａ１の磁束密度）が、検査対象面Ｓ２側の磁束密度（図１（ｂ）に示す領域Ａ２の磁束密度）よりも大きい。このため、面Ｓ１側では透磁率が大きく低下する状態（磁気飽和近傍領域の手前の状態）の磁束密度となるように磁化力（磁界強度）を設定した場合、検査対象面Ｓ２側では磁気飽和近傍領域の手前の状態よりも更に小さい磁束密度となり、前段落で説明した面Ｓ２側の有効な磁化状態、すなわち磁気飽和近傍領域に達しないのは明らかである。このため、欠陥Ｄを迂回する磁束Ｂが少なくなって、欠陥Ｄの検出感度が低下する。一方、検査対象面Ｓ２側の磁束密度が磁気飽和近傍領域になるように磁化力（磁界強度）を設定すると、これよりも大きい面Ｓ１側の磁束密度が先に磁気飽和に至るため、透磁率の変化が小さくなって、欠陥Ｄの検出感度が低下する。したがい、いずれにしても、欠陥Ｄを精度良く検出できない場合が生じてしまう。

本発明者らは、上記の原因から考えて、磁気飽和渦流探傷法によって欠陥Ｄを精度良く検出するには、欠陥Ｄが存在しない場合に、被検査材Ｓにおける検査対象面Ｓ２と反対側の面Ｓ１側の磁束密度が、検査対象面Ｓ２側の磁束密度よりも小さくなっていることが有効であることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、被検査材が管材であり、該管材の検査対象面である内面と反対側の面である外面に対向するように、センサコイルを配置すると共に、前記管材の外面に対向するように、前記管材の内面に沿った磁界を形成する電磁石又は永久磁石である直流磁化手段であって、各磁極端面の中心を結ぶ直線が、前記管材の内面又は前記管材の内面より内側を通る前記直流磁化手段を配置し、前記センサコイルに交流電流を通電すると共に、前記管材における外面側の磁束密度が飽和磁束密度未満で且つ前記管材における内面側の磁束密度よりも小さくなるように、前記直流磁化手段によって前記管材を磁化し、前記センサコイルのインピーダンス変化に基づき、前記管材の内面に存在する欠陥を検出することを特徴とする渦流探傷方法を提供する。

本発明によれば、被検査材（管材）における検査対象面（内面）と反対側の面（外面、センサコイルの配置側の面）側の磁束密度が飽和磁束密度未満で且つ被検査材における検査対象面側の磁束密度よりも小さくなるように直流磁化手段が配置され、被検査材が磁化される。このため、検査対象面と反対側の面側については、磁束密度が大きくなることで透磁率が大きく低下する状態（磁気飽和近傍領域の手前の状態）に磁化し、検査対象面側については、磁気飽和近傍領域まで磁化することが可能であり、欠陥の検出感度を高めて精度良く欠陥を検出することが可能である。
なお、本発明において、「検査対象面（管材における内面）側の磁束密度」とは、被検査材の磁化される領域における検査対象面寄りの領域の磁束密度を意味し、例えば、検査対象面から検査対象面と反対側の面との中間点までの領域の磁束密度を意味する。また、「検査対象面と反対側の面（管材における外面）側の磁束密度」とは、被検査材の磁化される領域における検査対象面と反対側の面寄りの領域の磁束密度を意味し、例えば、検査対象面と反対側の面から該反対側の面と検査対象面との中間点までの領域の磁束密度を意味する。

本発明における被検査材が鋼管や鋼板である場合に、その材料の磁化曲線（Ｂ−Ｈカーブ）から考えて、磁気飽和近傍領域まで磁化されている状態（欠陥を迂回する磁束が多くなる状態）は、例えば、飽和磁束密度の８０％以上１００％以下の磁束密度が得られるまで磁化されている状態であると考えることができる。また、磁気飽和近傍領域の手前の状態に磁化されている状態（磁束密度が大きくなることで透磁率が大きく低下する状態）は、例えば、飽和磁束密度の６０％以上８０％未満の磁束密度が得られるまで磁化されている状態であると考えることができる。

したがって、前記直流磁化手段は、前記管材における外面側の磁束密度が飽和磁束密度の６０％以上８０％未満となり、前記管材における内面側の磁束密度が飽和磁束密度の８０％以上１００％以下となるように、前記管材を磁化することが好ましい。
なお、管材における外面側の磁束密度が飽和磁束密度の６０％以上８０％未満となり、内面側の磁束密度が飽和磁束密度の８０％以上１００％以下となるか否かは、例えば、管材の形状・寸法・材質や、直流磁化手段（電磁石など）の形状・寸法・材質・配置・通電する電流値等をパラメータとした数値解析（有限要素解析など）を実施することによって評価可能であり、この評価結果を実際に探傷を行う際に用いる直流磁化手段の条件に反映させれば良い。

本発明では、前記被検査材が管材であり、前記検査対象面が管材の内面であり、前記直流磁化手段は、前記管材の外面に対向するように配置され、前記管材の内面に沿った磁界を形成する電磁石又は永久磁石であり、前記直流磁化手段の各磁極端面の中心を結ぶ直線が、前記管材の内面又は前記管材の内面より内側を通る。

直流磁化手段によって形成される磁界のうち、直流磁化手段の各磁極端面の中心を結ぶ直線上の磁界強度が最も大きいと考えられる。
本発明によれば、直流磁化手段の各磁極端面の中心を結ぶ直線（この直線上の磁界強度が最も大きくなると考えられる）が、管材の内面又は管材の内面より内側（管材の中心側）を通るため、センサコイルを配置する管材の外面側の磁束密度を内面側の磁束密度よりも小さくすることが可能である。また、直流磁化手段及びセンサコイルの双方が管材の外面側に位置するため、ハンドリングし易く、検査が極めて簡易になるという利点も有する。

本発明によれば、被検査材の検査対象面に存在する欠陥を、検査対象面と反対側の面に対向するようにセンサコイルを配置して簡易に且つ精度良く検出することが可能である。

図１は、直流漏洩磁束探傷法と磁気飽和渦流探傷法との違いを説明するための模式図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る磁気探傷方法を実行するための装置構成を模式的に示す図である。図３は、０．２５％炭素鋼の磁化曲線及び本実施形態に係る磁気探傷方法における被検査材の磁化状態の一例を示す図である。図４は、０．２５％炭素鋼の磁化曲線及び従来の磁気探傷方法における被検査材の磁化状態の一例を示す図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る磁気探傷方法を実行するための装置構成を模式的に示す図である。図６は、本発明の第３実施形態に係る磁気探傷方法を実行するための装置構成を模式的に示す図である。図７は、本発明の第４実施形態に係る磁気探傷方法を実行するための装置構成を模式的に示す図である。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の実施形態に係る磁気探傷方法（渦流探傷方法）について説明する。

＜第１実施形態＞
図２は、本発明の第１実施形態に係る磁気探傷方法を実行するための装置構成を模式的に示す図である。
本実施形態に係る磁気探傷方法は、被検査材Ｓが板材である。
本実施形態に係る磁気探傷方法では、板材Ｓの検査対象面Ｓ２と反対側の面Ｓ１に対向するようにセンサコイル３を配置する。センサコイル３としては、一般的な過流探傷法で用いるものと同様の構成のセンサコイルを用いることが可能である。また、検査対象面Ｓ１に対向するように直流磁化手段（本実施形態では電磁石）１を配置する。電磁石１は、検査対象面Ｓ２に沿った磁界を形成可能である。そして、センサコイル３に交流電流を通電すると共に、電磁石１のコイルに直流電流を通電する。これにより、欠陥Ｄが存在しない場合に、板材Ｓにおける反対側の面Ｓ１側の磁束密度（図２に示す領域Ａ１の磁束密度）が飽和磁束密度未満で且つ板材Ｓにおける検査対象面Ｓ２側の磁束密度（図２に示す領域Ａ２の磁束密度）よりも小さくすることが可能である。そして、センサコイル３のインピーダンス変化に基づき、検査対象面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを検出することができる。センサコイル３のインピーダンス変化の検出方法についても、一般的な過流探傷法で用いるものと同様の方法を用いることが可能である。

本実施形態に係る磁気探傷方法によれば、電磁石１のコイルに通電する直流電流の電流値を調整することで、検査対象面Ｓ２と反対側の面Ｓ１側（図２に示す領域Ａ１）については、磁束が欠陥Ｄを迂回して磁束密度が大きくなることで透磁率が大きく低下する状態（磁気飽和近傍領域の手前の状態）に磁化することができる。一方、検査対象面Ｓ２側（図２に示す領域Ａ２）については、磁気飽和近傍領域まで磁化することが可能である。このため、欠陥Ｄの検出感度を高めて精度良く欠陥Ｄを検出することが可能である。

図３は、０．２５％炭素鋼の磁化曲線及び本実施形態に係る磁気探傷方法における板材Ｓの磁化状態の一例を示す図である。
本実施形態の板材Ｓが鋼材である場合、図３に示すような磁化曲線（Ｂ−Ｈカーブ）から考えて、磁気飽和近傍領域まで磁化されている状態（欠陥Ｄを迂回する磁束が多くなる状態）は、例えば、飽和磁束密度Ｂｍａｘ（例えば、磁界強度が１００００［Ａ／ｍ］のときに得られる磁束密度）の８０％以上１００％以下の磁束密度が得られるまで磁化されている状態であると考えることができる。したがって、板材Ｓにおける検査対象面Ｓ２側の磁束密度（図２に示す領域Ａ２の磁束密度）が飽和磁束密度Ｂｍａｘの８０％以上１００％以下の磁束密度となるように磁化することが好ましい。
また、磁気飽和近傍領域の手前の状態に磁化されている状態（磁束密度が大きくなることで透磁率が大きく低下する状態）は、例えば、飽和磁束密度Ｂｍａｘの６０％以上８０％未満の磁束密度が得られるまで磁化されている状態であると考えることができる。したがって、板材Ｓにおける反対の面Ｓ１側の磁束密度（図２に示す領域Ａ１の磁束密度）が飽和磁束密度Ｂｍａｘの６０％以上８０％未満の磁束密度となるように磁化することが好ましい。

図４は、０．２５％炭素鋼の磁化曲線及び従来の磁気探傷方法（図１（ｂ）、（ｃ）参照）における板材Ｓの磁化状態の一例を示す図である。
図１（ｂ）、（ｃ）を参照して説明した従来の磁気探傷方法では、欠陥Ｄが存在しない場合に、検査対象面Ｓ２と反対側の面Ｓ１側の磁束密度（図１（ｂ）に示す領域Ａ１の磁束密度）が、検査対象面Ｓ２側の磁束密度（図１（ｂ）に示す領域Ａ２の磁束密度）よりも大きい。このため、図４に示すように、面Ｓ１側（図１（ｂ）に示す領域Ａ１）では透磁率が大きく低下する状態（磁気飽和近傍領域の手前の状態）の磁束密度（例えば、飽和磁束密度Ｂｍａｘの６０％以上８０％未満の磁束密度）となるように磁化力（磁界強度）を設定した場合、検査対象面Ｓ２側（図１（ｂ）に示す領域Ａ２）では磁気飽和近傍領域の手前の状態よりも更に小さい磁束密度となり、前段落で説明した面Ｓ２側の有効な磁化状態、すなわち磁気飽和近傍領域（例えば、飽和磁束密度Ｂｍａｘの８０％以上１００％以下の磁束密度）に達しないのは明らかである。このため、欠陥Ｄを迂回する磁束Ｂが少なくなって、欠陥Ｄの検出感度が低下する。一方、検査対象面Ｓ２側の磁束密度が磁気飽和近傍領域になるように磁化力（磁界強度）を設定すると、これよりも大きい面Ｓ１側の磁束密度が先に磁気飽和に至るため、透磁率の変化が小さくなって、欠陥Ｄの検出感度が低下する。したがい、いずれにしても、欠陥Ｄを精度良く検出できない場合が生じてしまう。

本実施形態に係る磁気探傷方法によれば、従来の磁気探傷方法と異なり、図３に示すような板材Ｓの磁化状態を実現可能であるため、欠陥Ｄの検出感度を高めて精度良く欠陥Ｄを検出することが可能である。また、直流漏洩磁束探傷法の場合と異なり、面Ｓ１から磁束を漏洩させるほどの強磁界を必要としないため、電磁石１やこれをハンドリングするための装置を小型・軽量化することが可能であり、簡易に検査可能である。

＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る磁気探傷方法を実行するための装置構成を模式的に示す図である。
本実施形態に係る磁気探傷方法は、被検査材Ｓが管材である点が第１実施形態と異なる。
本実施形態に係る磁気探傷方法でも、第１実施形態と同様に、管材Ｓの検査対象面である内面Ｓ２と反対側の面である外面Ｓ１に対向するようにセンサコイル３を配置する。また、内面Ｓ２に対向するように電磁石１を配置する。電磁石１は、内面Ｓ２に沿った磁界を形成可能である。そして、センサコイル３に交流電流を通電すると共に、電磁石１のコイルに直流電流を通電する。これにより、欠陥Ｄが存在しない場合に、管材Ｓにおける外面Ｓ１側の磁束密度（図５に示す領域Ａ１の磁束密度）が飽和磁束密度未満で且つ管材Ｓにおける内面Ｓ２側の磁束密度（図５に示す領域Ａ２の磁束密度）よりも小さくすることが可能である。そして、センサコイル３のインピーダンス変化に基づき、内面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを検出することができる。

管材Ｓにおける内面Ｓ２側の磁束密度（図５に示す領域Ａ２の磁束密度）が飽和磁束密度Ｂｍａｘの８０％以上１００％以下の磁束密度となるように磁化し、管材Ｓにおける外面Ｓ１側の磁束密度（図５に示す領域Ａ１の磁束密度）が飽和磁束密度Ｂｍａｘの６０％以上８０％未満の磁束密度となるように磁化することが好ましい点は、第１実施形態と同様である。

本実施形態に係る磁気探傷方法によれば、管材Ｓの内面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを簡易に且つ精度良く検出することが可能である。

＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態に係る磁気探傷方法を実行するための装置構成を模式的に示す図である。
本実施形態に係る磁気探傷方法は、直流磁化手段１が電流貫通棒である点が第２実施形態と異なる。
本実施形態に係る磁気探傷方法でも、第２実施形態と同様に、管材Ｓの検査対象面である内面Ｓ２と反対側の面である外面Ｓ１に対向するようにセンサコイル３を配置する。また、電流貫通棒１を管材Ｓの軸方向に挿通する。電流貫通棒１は、その周囲に（すなわち、管材Ｓの内面Ｓ２に沿った）磁界を形成可能である。そして、センサコイル３に交流電流を通電すると共に、電流貫通棒１に直流電流を通電する。これにより、欠陥Ｄが存在しない場合に、管材Ｓにおける外面Ｓ１側の磁束密度（図６に示す領域Ａ１の磁束密度）が飽和磁束密度未満で且つ管材Ｓにおける内面Ｓ２側の磁束密度（図６に示す領域Ａ２の磁束密度）よりも小さくすることが可能である。そして、センサコイル３のインピーダンス変化に基づき、内面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを検出することができる。

管材Ｓにおける内面Ｓ２側の磁束密度（図６に示す領域Ａ２の磁束密度）が飽和磁束密度Ｂｍａｘの８０％以上１００％以下の磁束密度となるように磁化し、管材Ｓにおける外面Ｓ１側の磁束密度（図６に示す領域Ａ１の磁束密度）が飽和磁束密度Ｂｍａｘの６０％以上８０％未満の磁束密度となるように磁化することが好ましい点は、第２実施形態と同様である。

本実施形態に係る磁気探傷方法によれば、管材Ｓの内面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを簡易に且つ精度良く検出することが可能である。特に、本実施形態に係る磁気探傷方法によれば、管材Ｓの内面全体を検査するに際しては、電流貫通棒１は動かさずに、センサコイル３だけを管材Ｓの外面Ｓ１に沿って動かせばよいので、ハンドリングし易く、検査が極めて簡易になるという利点も有する。

＜第４実施形態＞
図７は、本発明の第４実施形態に係る磁気探傷方法を実行するための装置構成を模式的に示す図である。
本実施形態に係る磁気探傷方法は、電磁石１が管材Ｓの外面Ｓ１に対向するように配置されると共に、電磁石１の形状が異なる点が第２実施形態と異なる。
本実施形態に係る磁気探傷方法でも、第２実施形態と同様に、管材Ｓの検査対象面である内面Ｓ２と反対側の面である外面Ｓ１に対向するようにセンサコイル３を配置する。電磁石１は、前述のように外面Ｓ１に対向するように配置され、内面Ｓ２に沿った磁界を形成可能である。本実施形態の電磁石１は、第２実施形態と異なり、管材Ｓの外面Ｓ１に対向する各磁極端面１ａ、１ｂの中心を結ぶ直線Ｌ（この直線Ｌ上の磁界強度が最も大きくなると考えられる）が、管材Ｓの内面Ｓ２又は管材Ｓの内面Ｓ２より内側を通る（図７に示す例では内面Ｓ２より内側を通っている）形状とされている。そして、センサコイル３に交流電流を通電すると共に、電磁石１のコイルに直流電流を通電する。これにより、欠陥Ｄが存在しない場合に、管材Ｓにおける外面Ｓ１側の磁束密度（図７に示す領域Ａ１の磁束密度）が飽和磁束密度未満で且つ管材Ｓにおける内面Ｓ２側の磁束密度（図７に示す領域Ａ２の磁束密度）よりも小さくすることが可能である。そして、センサコイル３のインピーダンス変化に基づき、内面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを検出することができる。

管材Ｓにおける内面Ｓ２側の磁束密度（図７に示す領域Ａ２の磁束密度）が飽和磁束密度Ｂｍａｘの８０％以上１００％以下の磁束密度となるように磁化し、管材Ｓにおける外面Ｓ１側の磁束密度（図７に示す領域Ａ１の磁束密度）が飽和磁束密度Ｂｍａｘの６０％以上８０％未満の磁束密度となるように磁化することが好ましい点は、第２実施形態と同様である。

本実施形態に係る磁気探傷方法によれば、管材Ｓの内面Ｓ２に存在する欠陥Ｄを簡易に且つ精度良く検出することが可能である。特に、本実施形態に係る磁気探傷方法によれば、電磁石１及びセンサコイル３の双方が管材Ｓの外面Ｓ１側に位置するため、ハンドリングし易く、検査が極めて簡易になるという利点も有する。

なお、第１、第２、第４実施形態では、直流磁化手段１として電磁石を用いており、被検査材Ｓに作用させる磁界強度を変更し易い点で好ましいものの、本発明はこれに限るものではなく、直流磁化手段１として永久磁石を用いることも可能である。

１・・・直流磁化手段
２・・・感磁性センサ
３・・・センサコイル
Ｓ１・・・検査対象面と反対側の面
Ｓ２・・・検査対象面
Ａ１・・・検査対象面と反対側の面側
Ａ２・・・検査対象面側
Ｄ・・・欠陥

Claims

被検査材が管材であり、該管材の検査対象面である内面と反対側の面である外面に対向するように、センサコイルを配置すると共に、前記管材の外面に対向するように、前記管材の内面に沿った磁界を形成する電磁石又は永久磁石である直流磁化手段であって、各磁極端面の中心を結ぶ直線が、前記管材の内面又は前記管材の内面より内側を通る前記直流磁化手段を配置し、
前記センサコイルに交流電流を通電すると共に、前記管材における外面側の磁束密度が飽和磁束密度未満で且つ前記管材における内面側の磁束密度よりも小さくなるように、前記直流磁化手段によって前記管材を磁化し、
前記センサコイルのインピーダンス変化に基づき、前記管材の内面に存在する欠陥を検出することを特徴とする渦流探傷方法。
前記直流磁化手段は、前記管材における外面側の磁束密度が飽和磁束密度の６０％以上８０％未満となり、前記管材における内面側の磁束密度が飽和磁束密度の８０％以上１００％以下となるように、前記管材を磁化することを特徴とする請求項１に記載の渦流探傷方法。