JP6979774B2 - 渦電流探傷装置、及び渦電流探傷方法 - Google Patents

Description

本開示は、配管やフィン等の壁面を探傷するための渦電流探傷装置、及び渦電流探傷方法に関する。

コンベンショナルボイラやＨＲＳＧ（ガスタービン用の排熱回収ボイラ）などに備わる配管は、例えば、熱疲労やクリープ疲労によって、その配管やフィン等の壁面に亀裂が生じてしまう場合がある。このような亀裂を探傷するために、渦電流探傷検査（ＥＣＴ：Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ）が行われている。

特許文献１には、このような渦電流探傷検査を行なうための渦電流探傷装置の一例について記載されている。具体的には、特許文献１に記載されている渦電流探傷装置は、複数のコイルを千鳥状に２列に配置して走査するマルチコイルプローブを備えている。そして、これら複数のコイルの中から１つの励磁コイルと１つの検出コイルとからなるチャンネルを割り当て、このチャンネルを切り替えながら配管の壁面に対して探傷測定を行なう。そして、チャンネルごとに測定された測定値に対して補正処理を行うことで、探傷結果として得られる画像のノイズを低減させる技術が開示されている。

特開２０１６−２０５９０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている渦電流探傷装置は、チャンネルを切り替えることで広い範囲を探傷可能であるとともに、チャンネルごとに測定された測定値に対して補正処理を行なうことで異なるチャンネル間による渦電流の干渉を防止するものの、１つの励磁コイルと１つの検出コイルとが直線的に配列されているチャンネルによって配管等の壁面に形成されている傷を検出しており、その検出精度は十分ではない。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態は上述の従来技術に鑑みなされたものであり、複数のコイルを配置することによる広範囲の探傷を可能とするとともに、複数のコイル間による渦電流の干渉が生じてしまうことを防止しつつ、配管等の壁面に形成されている傷の検出精度を向上することができる渦電流探傷装置、及び渦電流探傷方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る渦電流探傷装置は、配管等の壁面を探傷するための渦電流探傷装置であって、板状の本体部と、前記本体部の表面に配置された複数のコイルであって、少なくとも３以上のコイルが所定方向に配列されてなる第１コイル行、少なくとも３以上のコイルが前記所定方向に配列されてなる第２コイル行であって、前記第１コイル行に隣接して配列される第２コイル行、を含む複数のコイルと、コイルコントローラであって、前記複数のコイルの内、前記第１コイル行において互いに隣接する２つのコイル、及び、前記第２コイル行において互いに隣接する２つのコイルであって、前記第１コイル行の前記２つのコイルと隣接する２つのコイルを含む４つのコイルからなる第１コイル群を選択する第１選択処理、及び前記第１選択処理において選択された前記４つのコイルの内、前記第１コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイルを前記配管の前記壁面に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させ、且つ、前記第１コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイルを前記渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる第１探傷処理、を実行可能なコイルコントローラと、備える。

上記（１）の構成によれば、板状の本体部の表面には複数のコイルが配置されている。これら複数のコイルは、少なくとも３以上のコイルが所定方向に配列されている第１コイル行と、少なくとも３以上のコイルが所定方向に配列されているとともに、第１コイル行に隣接して配列される第２コイル行と、を含む。このため、配管の壁面に対して所定方向において広い範囲で探傷することができる。

また、上記（１）の構成によれば、コイルコントローラは、第１選択処理によって選択された第１コイル群の内、第１コイル行における所定方向の一方側に位置するコイル、及び、第２コイル行における所定方向の他方側に位置するコイルを配管の壁面に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させる。また、第１選択処理によって選択された第１コイル群の内、第１コイル行における所定方向の他方側に位置するコイル、及び、第２コイル行における所定方向の一方側に位置するコイルを渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる。このように、第１選択処理によって選択された第１コイル群によって渦電流探傷検査が行なわれるので、異なるコイル群間による渦電流の干渉が生じてしまうことを防止することができる。

また、上記（１）の構成によれば、励磁コイルとして機能する２つのコイルによって渦電流を配管等の壁面に生じさせることで、励磁コイルとして機能する１つのコイルによって渦電流を配管等の壁面に生じさせる場合と比較して、配管等の壁面に形成されている傷による渦電流の変化を大きくすることができる。また、検出コイルとして機能する２つのコイルによって、その渦電流の変化を検出するので、特許文献１に記載されているような励磁コイルとして機能する１つのコイルに対して検出コイルとして機能する１つのコイルで渦電流の変化を検出する場合と比較して、配管の壁面に形成されている傷の検出精度を大きく高めることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記コイルコントローラは、前記第１探傷処理の実行完了後に、前記第１探傷処理において前記励磁コイル又は前記検出コイルとして機能させた前記コイルであって、前記第１コイル行における前記所定方向の他方側に位置する前記コイル、及び該コイルに対して前記第１コイル行における他方側に隣接するコイルと、前記第１探傷処理において前記励磁コイル又は前記検出コイルとして機能させた前記コイルであって、前記第２コイル行における前記所定方向の他方側に位置する前記コイル、及び該コイルに対して前記第２コイル行における他方側に隣接するコイルと、を含む４つのコイルからなる第２コイル群を選択する第２選択処理を実行する。

上記（２）の構成によれば、コイルコントローラは、第１選択処理で選択した第１コイル群に対して、所定方向において連続的な第２コイル群が選択されるように第２選択処理を実行する。このため、配管等の壁面に形成されている傷に対して、所定方向において連続的に探傷するので、配管等の壁面に形成されている傷の検出精度を高めることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記コイルコントローラは、前記第２選択処理において選択された前記４つのコイルの内、前記第１コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイルを前記配管の前記壁面に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させ、且つ、前記第１コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイルを前記渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる第２探傷処理を実行する。

上記（３）の構成によれば、第２探傷処理は、第１コイル行における所定方向の一方側に位置するコイル、及び、第２コイル行における所定方向の他方側に位置するコイルを励磁コイルとして機能させている。このため、第１探傷処理で励磁コイルとして機能させる２つのコイルによって生じさせる渦電流と略同一方向の渦電流を、第２探傷処理で励磁コイルとして機能させる２つのコイルによって生じさせることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）の何れか一構成において、前記第１コイル行に位置する前記コイルと前記第２コイル行に位置する前記コイルとは、互いに前記所定方向においてずらされて配置されている。

本発明者らの知見によれば、第１コイル行に位置するコイルと第２コイル行に位置するコイルとは、互いに所定方向においてずらされて（例えば、千鳥状に）配置されることで、渦電流の変化による欠陥信号が大きくなることが判明している。このため、上記（４）の構成によれば、第１コイル行に位置するコイルと第２コイル行に位置するコイルとは、互いに所定方向においてずらされて配置されるので、配管等の壁面に形成されている傷の検出精度を高めることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（４）の何れか一構成において、前記コイルは、前記コイルの外周縁が矩形状を有する。

本発明者らの知見によれば、複数のコイルが密に配置されることで、検出コイルとして機能するコイルは高い分解能で信号を取得できることが判明している。上記（５）の構成によれば、外周縁が矩形状を有するので、例えば外周縁が円形状を有する場合と比較して、複数のコイルを密に配置することができ、配管の壁面に形成されている傷の検出精度を高めることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、前記コイルの前記外周縁は長方形状を有し、前記コイルは、前記外周縁の短手方向が前記所定方向に沿うように、前記本体部の表面に配置される。

本発明者らの知見によれば、コイルの外周縁が長方形状を有するときに、所定方向に対して外周縁が短手形状を有することで、検出コイルとして機能するコイルによる欠陥検出性を高めることができることが判明している。このため、上記（６）の構成によれば、コイルの外周縁は長方形状を有し、コイルは、外周縁の短手方向が所定方向に沿うように、本体部の表面に配置されるので、配管の壁面に形成されている傷の検出精度を高めることができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）から（６）の何れか一構成において、前記本体部は、可撓性を有する材料から形成される。

上記（７）の構成によれば、本体部は可撓性を有するので、配管の壁面の形状に応じて本体部を変形させることができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）から（７）のいずれか一構成において、前記コイルの表面の内、前記本体部と対面する表面と反対側の表面の少なくとも一部には、表面保護膜が形成されている。

上記（８）の構成によれば、コイルを配管の壁面に近づけた際に、本体部と対面する表面と反対側の表面の少なくとも一部が配管等の壁面と接触することによって損傷してしまうことを防止することができる。

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る渦電流探傷方法は、板状の本体部と、前記本体部の表面に配置された複数のコイルであって、少なくとも３以上のコイルが所定方向に配列されてなる第１コイル行、少なくとも３以上のコイルが前記所定方向に配列されてなる第２コイル行であって、前記第１コイル行に隣接して配列される第２コイル行、を含む複数のコイルと、を備える渦電流探傷装置によって、配管の壁面を探傷する渦電流探傷方法であって、前記複数のコイルの内、前記第１コイル行において互いに隣接する２つのコイル、及び、前記第２コイル行において互いに隣接する２つのコイルであって、前記第１コイル行の前記２つのコイルと隣接する２つのコイルを含む４つのコイルからなる第１コイル群を選択する第１選択処理を実行する第１コイル群選択ステップと、前記第１選択処理において選択された前記４つのコイルの内、前記第１コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイルを前記配管の前記壁面に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させ、且つ、前記第１コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイルを前記渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる第１探傷処理を実行する第１探傷処理ステップと、を備える。

上記（９）の方法によれば、少なくとも３以上のコイルが所定方向に配列されている第１コイル行と、少なくとも３以上のコイルが所定方向に配列されているとともに、第１コイル行に隣接して配列される第２コイル行と、を含む複数のコイルに対して、第１コイル群選択ステップと第１探傷処理ステップが行なわれる。このため、所定方向に対して広い範囲で探傷することができる。

また、上記（９）の方法によれば、第１探傷処理ステップにおいて、第１選択処理によって選択された第１コイル群の内、第１コイル行における所定方向の一方側に位置するコイル、及び、第２コイル行における所定方向の他方側に位置するコイルを配管の壁面に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させる。また、第１選択処理によって選択された第１コイル群の内、第１コイル行における所定方向の他方側に位置するコイル、及び、第２コイル行における所定方向の一方側に位置するコイルを渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる。このように、第１選択処理によって選択された第１コイル群によって渦電流探傷検査が行なわれるので、異なるコイル群間による渦電流の干渉が生じてしまうことを防止できる。

また、上記（９）の方法によれば、第１探傷処理ステップにおいて、励磁コイルとして機能する２つのコイルによって渦電流を配管の壁面に生じさせることで、励磁コイルとして機能する１つのコイルによって渦電流を配管の壁面に生じさせる場合と比較して、配管の壁面に形成されている傷による渦電流の変化を大きくすることができる。また、検出コイルとして機能する２つのコイルによって、その渦電流の変化を検出するので、特許文献１に記載されているような励磁コイルとして機能する１つのコイルに対して検出コイルとして機能する１つのコイルで渦電流の変化を検出する場合と比較して、配管の壁面に形成されている傷の検出精度を大きく高めることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数のコイルを配置することによる広範囲の探傷を可能とするとともに、複数のコイル間による渦電流の干渉が生じてしまうことを防止しつつ、配管の壁面に形成されている傷の検出精度を向上することができる渦電流探傷装置、及び渦電流探傷方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る本体部の表面に配置される複数のコイルを示した平面図である。 本発明の一実施形態に係るコイルコントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るコイルコントローラにより行なわれる処理を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るコイルコントローラにより行なわれる処理を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係る本体部を走査方向から視認した時の図である。 本発明の一実施形態に係る本体部を所定方向から視認した時の図である。 本発明の一実施形態に係る本体部を所定方向から視認した時の図である。 本発明の一実施形態に係る渦電流探傷方法のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置の概略構成図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置１は、配管１００の壁面１０１を探傷するための装置であって、板状の本体部２と、この本体部２の表面２ａに配置された複数のコイル４と、コイルコントローラ６と、を備える。

図１に示した実施形態では、渦電流探傷装置１は、棒状形状を有する把持部８と、この把持部８とコイルコントローラ６とを接続するケーブル１０と、この把持部８の先端に取り付けられる支持部５と、をさらに備えている。そして、この支持部５には、把持部８が取り付けられている側とは反対側に本体部２が取り付けられている。このように、プローブ３は、本体部２、複数のコイル４、及び支持部５から構成されている。

コイル４は、配管１００の壁面１０１に面するコイル面を有する、いわゆる上置コイルからなる。

コイルコントローラ６は、ケーブル１０を介してコイル４と電気的に接続されており、電気的信号をコイル４に送信することによって、コイル４を配管１００の壁面１０１に渦電流を生じさせる励磁コイル、又は、この渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させることができる。

図２は、本発明の一実施形態に係る本体部の表面に配置される複数のコイルを示した平面図である。

図２に示すように、複数のコイル４は、少なくとも３以上のコイル４が所定方向に配列されてなる第１コイル行１２を含む。また、複数のコイル４は、少なくとも３以上のコイル４が所定方向に配列されてなる第２コイル行１４であって、この第１コイル行１２に隣接して配列される第２コイル行１４を含む。

図２に示した実施形態では、第１コイル行１２に含まれるコイル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅのそれぞれは、所定方向と直交する方向（走査方向）において、互いに同じ位置となるように配列されている。また、第２コイル行１４に含まれるコイル４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉ、４ｊのそれぞれは、走査方向において、互いに同じ位置となるように配列されている。そして、第１コイル行１２に含まれるコイル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅのそれぞれは、第２コイル行１４に含まれるコイル４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉ、４ｊのそれぞれよりも、走査方向の前方側に配列されている。
尚、本体部２の表面２ａには後述する板状の台座１５が取り付けられており、この台座１５にコイル４が取り付けられることで、コイル４は本体部２の表面２ａに配置されている。

本開示において、図２に示すように、第１コイル行１２に含まれるコイル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅの内、所定方向の最も一方側に位置するコイル４ａを第１コイル４ａとして説明する。そして、第１コイル４ａから所定方向の他方側に向かって順番に位置するコイル４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅのそれぞれを、第２コイル４ｂ、第３コイル４ｃ、第４コイル４ｄ、及び第５コイル４ｅとして説明する。同様に、第２コイル行１４に含まれるコイル４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉ、４ｊの内、所定方向の最も一方側に位置するコイル４ｆを第６コイル４ｆとして説明する。そして、第６コイルから所定方向の他方側に向かって順番に位置するコイル４ｇ、４ｈ、４ｉ、４ｊのそれぞれを、第７コイル４ｇ、第８コイル４ｈ、第９コイル４ｉ、及び第１０コイル４ｊとして説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係るコイルコントローラの構成を示すブロック図である。図４は、本発明の一実施形態に係るコイルコントローラにより行なわれる処理を説明するための説明図である。

図３に示すように、コイルコントローラ６は、例えばプロセッサを含む中央処理装置（ＣＰＵ６Ａ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ６Ｂ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ６Ｃ）、およびＩ／Ｏインターフェイス６Ｄなどから構成される。そして、コイルコントローラ６は、例えば、ＣＰＵ６ＡによってＲＯＭ６Ｃに記憶されているプログラム（後述する第１選択処理、第１探傷処理など）を実行する。

図４に示すように、コイルコントローラ６は、複数のコイル４の内、第１コイル行１２において互いに隣接する２つのコイル４、及び、第２コイル行１４において互いに隣接する２つのコイル４であって、第１コイル行１２の２つのコイル４と隣接する２つのコイル４を含む４つのコイル４からなる第１コイル群Ｇ１を選択する第１選択処理を実行可能に構成される。

ここで、『第１コイル行１２において互いに隣接する２つのコイル４』とは、第１コイル行１２に含まれるコイル４の内、所定方向に沿って連続的に配列されている２つのコイル４である。同様に、『第２コイル行１４において互いに隣接する２つのコイル４』とは、第２コイル行１４に含まれるコイル４の内、所定方向に沿って連続的に配列されている２つのコイル４である。そして、『第２コイル行１４において互いに隣接する２つのコイル４であって、第１コイル行１２の２つのコイルと隣接する２つのコイル』とは、第２コイル行１４の２つのコイル４のそれぞれが、第１コイル行１２の２つのコイル４の内少なくとも１つのコイル４に対して、所定方向において重複するように配列される。

例えば、図４に示した実施形態では、コイルコントローラ６は、第１コイル行１２において互いに隣接する第１コイル４ａと第２コイル４ｂとを選択し、第２コイル行１４において互いに隣接する第６コイル４ｆと第７コイル４ｇとを選択している。そして、この第６コイル４ｆは、第１コイル４ａと第２コイル４ｂとのそれぞれに対して、所定方向において重複するように配列されている。また、この第７コイル４ｇは、第２コイル４ｂに対して、所定方向において重複するように配列されている。このように、コイルコントローラ６は、これら第１コイル４ａ、第２コイル４ｂ、第６コイル４ｆ、及び第７コイル４ｇからなる第１コイル群Ｇ１を選択する第１選択処理を実行している。

図４に示すように、コイルコントローラ６は、上述した第１選択処理において選択された４つのコイル４（第１コイル４ａ、第２コイル４ｂ、第６コイル４ｆ、及び第７コイル４ｇ）の内、第１コイル行１２における所定方向の一方側に位置するコイル４（第１コイル４ａ）、及び、第２コイル行１４における所定方向の他方側に位置するコイル４（第７コイル４ｇ）を配管１００の壁面１０１に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させ、且つ、第１コイル行１２における所定方向の他方側に位置するコイル４（第２コイル４ｂ）、及び、第２コイル行１４における所定方向の一方側に位置するコイル４（第６コイル４ｆ）を渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる第１探傷処理を実行可能に構成される。

図４に示した実施形態では、第１コイル４ａ及び第７コイル４ｇを励磁コイルとして機能させ、第２コイル４ｂ及び第６コイル４ｆを検出コイルとして機能させる第１探傷処理を実行している。

このような本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置１によれば、板状の本体部２の表面２ａには複数のコイル４が配置されている。そして、これら複数のコイル４は、少なくとも３以上のコイル４が所定方向に配列されている第１コイル行１２と、少なくとも３以上のコイル４が所定方向に配列されているとともに、第１コイル行１２に隣接して配列される第２コイル行１４と、を含む。このため、配管１００の壁面１０１に対して所定方向において広い範囲で探傷することができる。

また、このような本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置１によれば、コイルコントローラ６は、第１選択処理によって選択された第１コイル群Ｇ１の内、第１コイル行１２における所定方向の一方側に位置する第１コイル４ａ、及び、第２コイル行１４における所定方向の他方側に位置する第７コイル４ｇを配管１００の壁面１０１に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させる。また、第１選択処理によって選択された第１コイル群Ｇ１の内、第１コイル行１２における所定方向の他方側に位置する第２コイル４ｂ、及び、第２コイル行１４における所定方向の一方側に位置する第６コイル４ｆを渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる。このように、第１選択処理によって選択された第１コイル群Ｇ１によって渦電流探傷検査が行なわれるので、異なるコイル群間（例えば、第１コイル群Ｇ１及び後述する第２コイル群Ｇ２）による渦電流の干渉が生じてしまうことを防止することができる。

また、このような本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置１によれば、励磁コイルとして機能する２つのコイル４（第１コイル４ａ及び第７コイル４ｇ）によって渦電流を配管１００の壁面１０１に生じさせることで、励磁コイルとして機能する１つのコイルによって渦電流を配管１００の壁面１０１に生じさせる場合と比較して、配管１００の壁面１０１に形成されている傷による渦電流の変化を大きくすることができる。また、検出コイルとして機能する２つのコイル４（第２コイル４ｂ及び第６コイル４ｆ）によって、その渦電流の変化を検出するので、特許文献１に記載されているような励磁コイルとして機能する１つのコイルに対して検出コイルとして機能する１つのコイルで渦電流の変化を検出する場合と比較して、配管１００の壁面１０１に形成されている傷の検出精度を大きく高めることができる。

図５は、本発明の一実施形態に係るコイルコントローラにより行なわれる処理を説明するための説明図である。

幾つかの実施形態では、図５に示すように、コイルコントローラ６は、第１探傷処理の実行完了後に、第１探傷処理において励磁コイル又は検出コイルとして機能させたコイル４（第１コイル４ａ、第２コイル４ｂ、第６コイル４ｆ、及び第７コイル４ｇ）であって、第１コイル行１２における所定方向の他方側に位置するコイル４（第２コイル４ｂ）、及び該コイル４（第２コイル４ｂ）に対して第１コイル行１２における他方側に隣接するコイル４（第３コイル４ｃ）と、第１探傷処理において励磁コイル又は検出コイルとして機能させたコイル４（第１コイル４ａ、第２コイル４ｂ、第６コイル４ｆ、及び第７コイル４ｇ）であって、第２コイル行１４における所定方向の他方側に位置するコイル４（第７コイル４ｇ）、及び該コイル（第７コイル４ｇ）に対して第２コイル行１４における他方側に隣接するコイル（第８コイル４ｈ）と、を含む４つのコイル（第２コイル４ｂ、第３コイル４ｃ、第７コイル４ｇ、及び第８コイル４ｈ）からなる第２コイル群Ｇ２を選択する第２選択処理を実行する。

図５に示した実施形態では、コイルコントローラ６は、第２コイル４ｂ、第３コイル４ｃ、第７コイル４ｇ、及び第８コイル４ｈからなる第２コイル群Ｇ２を選択する第２選択処理を実行している。

このような構成によれば、コイルコントローラ６は、第１選択処理で選択した第１コイル群Ｇ１に対して、所定方向において連続的な第２コイル群Ｇ２が選択されるように第２選択処理を実行する。このため、配管１００の壁面１０１に形成されている傷に対して、所定方向において連続的に探傷するので、配管１００の壁面１０１に形成されている傷の検出精度を高めることができる。

幾つかの実施形態では、図５に示すように、コイルコントローラ６は、第２選択処理において選択された４つのコイル４（第２コイル４ｂ、第３コイル４ｃ、第７コイル４ｇ、及び第８コイル４ｈ）の内、第１コイル行１２における所定方向の一方側に位置するコイル４（第２コイル４ｂ）、及び、第２コイル行１４における所定方向の他方側に位置するコイル４（第８コイル４ｈ）を配管１００の前記壁面１０１に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させ、且つ、第１コイル行１２における所定方向の他方側に位置するコイル４（第３コイル４ｃ）、及び、第２コイル行１４における所定方向の一方側に位置するコイル４（第７コイル４ｇ）を渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる第２探傷処理を実行する。

図５に示した実施形態では、コイルコントローラ６は、第２コイル４ｂ及び第８コイル４ｈを励磁コイルとして機能させ、第３コイル４ｃ及び第７コイル４ｇを検出コイルとして機能させる第２探傷処理を実行している。

このような構成によれば、第２探傷処理は、第１コイル行１２における所定方向の一方側に位置する第２コイル４ｂ、及び、第２コイル行における所定方向の他方側に位置する第８コイル４ｈを励磁コイルとして機能させている。このため、第１探傷処理で励磁コイルとして機能させる２つのコイル４（第１コイル４ａ、及び第７コイル４ｇ）によって生じさせる渦電流と略同一方向の渦電流を、第２探傷処理で励磁コイルとして機能させる２つのコイル４（第２コイル４ｂ、及び第８コイル４ｈ）によって生じさせることができる。

幾つかの実施形態では、コイルコントローラ６は、第１選択処理によって選択された第１コイル群Ｇ１のコイル４の内、１つを励磁コイルとして、残りのコイル４のうち１つを検出コイルとして機能させる一組のコイルグループを複数形成する。そして、複数のコイルグループは、互いに異なるタイミングで渦電流探傷検査を実行するように構成される。

このような構成によれば、複数のコイルグループによって渦電流探傷検査の差分処理が実行されるため、配管１００の壁面１０１に形成されている傷の検出精度を高めることができる。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、第１コイル行１２に位置するコイル４と第２コイル行１４に位置するコイル４とは、互いに所定方向においてずらされて配置されている。

本発明者らの知見によれば、第１コイル行１２に位置するコイル４と第２コイル行１４に位置するコイル４とは、互いに所定方向においてずらされて（例えば、千鳥状に）配置されることで、渦電流の変化による欠陥信号が大きくなることが判明している。このため、このような構成によれば、第１コイル行１２に位置するコイル４と第２コイル行１４に位置するコイル４とは、互いに所定方向においてずらされて配置されるので、配管１００の壁面１０１に形成されている傷の検出精度を高めることができる。

また、このような構成によれば、本体部２を走査方向に移動させた際に、第１コイル行１２において検出コイルとして機能するコイル４では検出できなかった探傷範囲に対して、第２コイル行１４において検出コイルとして機能するコイル４によって検出可能である。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、複数のコイル４は、所定方向において、第２コイル行１４に含まれるコイル４の重心Ｏ２が、第１コイル行に含まれる隣接する２つのコイル４の重心Ｏ１間の中心に位置するように、互いに所定方向においてずらされて配置されている。

本発明者らの知見によれば、第２コイル行１４に含まれるコイル４の重心Ｏ２が、第１コイル行に含まれる隣接する２つのコイル４の重心Ｏ１間の中心に位置するように、互いに所定方向においてずらされて配置されることで、渦電流の変化による欠陥信号を最も大きくすることができることが判明している。このため、このような構成によれば、配管１００の壁面１０１に形成されている傷の検出精度をさらに高めることができる。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、コイル４は、コイル４の外周縁１９が矩形状を有する。

本発明者らの知見によれば、複数のコイル４が密に配置されることで、検出コイルとして機能するコイル４は高い分解能で信号を取得できることが判明している。このような構成によれば、外周縁１９が矩形状を有するので、例えば外周縁１９が円形状を有する場合と比較して、複数のコイル４を密に配置することができ、配管１００の壁面１０１に形成されている傷の検出精度を高めることができる。また、このような構成によれば、複数のコイル４が密に配置されるので、本体部２の表面２ａの表面積をコンパクトにすることができる。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、コイル４の外周縁１９は長方形状を有し、コイル４は、外周縁１９の短手方向が所定方向に沿うように、本体部２の表面２ａに配置される。

本発明者らの知見によれば、コイル４の外周縁１９が長方形状を有するときに、所定方向に対して外周縁１９が短手形状を有することで、検出コイルとして機能するコイル４による欠陥検出性を高めることができることが判明している。このため、このような構成によれば、コイル４の外周縁１９は長方形状を有し、コイル４は、外周縁１９の短手方向が所定方向に沿うように、本体部２の表面２ａに配置されるので、配管１００の壁面１０１に形成されている傷の検出精度を高めることができる。

幾つかの実施形態では、本体部２は、可撓性を有する材料から形成される。可撓性を有する材料としては、例えば、フッ素ゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム等のゴム材料や、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂材料である。このような構成によれば、本体部２は可撓性を有するので、配管１００の壁面１０１の形状に応じて本体部２を変形させることができる。

図６は、本発明の一実施形態に係る本体部を走査方向から視認した時の図である。図７は、本発明の一実施形態に係る本体部を所定方向から視認した時の図である。図８は、本発明の一実施形態に係る本体部を所定方向から視認した時の図である。

幾つかの実施形態では、図６〜図８に示すように、コイル４の表面１８の内、本体部２と対面する表面１８ａと反対側の表面１８ｂの少なくとも一部には、表面保護膜１６が形成されている。図６〜図８に示した実施形態では、本体部２と対面する表面１８ａと反対側の表面１８ｂの全面を覆うような表面保護膜１６が形成されている。
尚、本開示において、表面保護膜１６は、可撓性を有する材料から形成される。これにより、渦電流探傷装置１による探傷処理を行なう際に、ノイズ因子となることを防止できる。また、可撓性を有する材料から形成されることで、表面保護膜１６は摺動性やフレキシブル性を有する。

このような構成によれば、コイル４を配管１００の壁面１０１に近づけた際に、本体部２と対面する表面１８ａと反対側の表面１８ｂの少なくとも一部が配管１００の壁面１０１と接触することによって損傷してしまうことを防止することができる。

幾つかの実施形態では、図２、図６及び図７に示すように、コイル４と本体部２との間に台座１５を設けてもよい。図２、図６及び図７に示した実施形態では、台座１５は本体部２の表面２ａに取り付けられており、この台座１５にコイル４が取り付けられることで、コイル４は本体部２の表面２ａに配置されている。このような構成によれば、コイル４と本体部２との間には台座１５が設けられるので、台座１５が設けられない場合と比較して、コイル４を容易に本体部２の表面２ａに配置することができる。
尚、台座１５は、本体部２と同様に可撓性を有する材料（ゴム材料や樹脂材料）から形成されている。図２、図６及び図７に示した実施形態では、台座１５はフッ素ゴムから形成されている。

また、幾つかの実施形態では、図８に示すように、コイル４は、本体部２に埋め込まれるように本体部２の表面２ａに取り付けられることで、本体部２の表面２ａに配置されてもよい。この場合、コイル４と本体部２との間には台座１５を設けない。

図９は、本発明の一実施形態に係る渦電流探傷方法のフローチャートである。

図９に示すように、本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置１の渦電流探傷方法は、第ｎコイル群選択ステップＳ１（ただし、ｎは１以上の自然数）と、第ｎ探傷処理ステップＳ２と、を備える。

渦電流探傷装置１による配管１００の壁面１０１の探傷が開始される（ｎ＝１の場合）と、第１コイル群選択ステップＳ１において、複数のコイル４の内、第１コイル行１２において互いに隣接する２つのコイル４、及び、第２コイル行１４において互いに隣接する２つのコイル４であって、第１コイル行１２の２つのコイル４と隣接する２つのコイル４を含む４つのコイル４からなる第１コイル群Ｇ１を選択する第１選択処理を実行する。

そして、第１探傷処理ステップＳ２において、第１選択処理において選択された４つのコイル４の内、第１コイル行１２における所定方向の一方側に位置するコイル４、及び、第２コイル行１４における所定方向の他方側に位置するコイル４を配管１００の壁面１０１に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させ、且つ、第１コイル行１２における所定方向の他方側に位置するコイル４、及び、第２コイル行１４における所定方向の一方側に位置するコイル４を渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる第１探傷処理を実行する。

そして、この第１探傷処理ステップＳ２が完了した後に、コイルコントローラ６は、渦電流探傷装置１による配管１００の壁面１０１の探傷を終了するかどうかを決定する（ステップＳ３）。探傷を終了する場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）には、この渦電流探傷装置１による配管１００の壁面１０１の探傷を終了する。探傷を終了しない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）には、ｎに１が足されて（つまり、ｎ＝２となって）、第２コイル群選択ステップＳ１が実行される。

このような本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置１の渦電流探傷方法によれば、少なくとも３以上のコイル４が所定方向に配列されている第１コイル行１２と、少なくとも３以上のコイル４が所定方向に配列されているとともに、第１コイル行１２に隣接して配列される第２コイル行１４と、を含む複数のコイル４に対して、第１コイル群選択ステップＳ１と第１探傷処理ステップＳ２が行なわれる。このため、所定方向に対して広い範囲で探傷することができる。

また、このような本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置１の渦電流探傷方法によれば、第１探傷処理ステップＳ２において、第１選択処理によって選択された第１コイル群Ｇ１の内、第１コイル行１２における所定方向の一方側に位置するコイル４、及び、第２コイル行１４における所定方向の他方側に位置するコイル４を配管１００の壁面１０１に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させる。また、第１選択処理によって選択された第１コイル群Ｇ１の内、第１コイル行１２における所定方向の他方側に位置するコイル４、及び、第２コイル行１４における所定方向の一方側に位置するコイル４を渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる。このように、第１選択処理によって選択された第１コイル群Ｇ１によって渦電流探傷検査が行なわれるので、異なるコイル群間による渦電流の干渉が生じてしまうことを防止できる。

また、このような本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置１の渦電流探傷方法によれば、第１探傷処理ステップＳ２において、励磁コイルとして機能する２つのコイル４によって渦電流を配管１００の壁面１０１に生じさせることで、励磁コイルとして機能する１つのコイルによって渦電流を配管１００の壁面１０１に生じさせる場合と比較して、配管１００の壁面１０１に形成されている傷による渦電流の変化を大きくすることができる。また、検出コイルとして機能する２つのコイル４によって、その渦電流の変化を検出するので、特許文献１に記載されているような励磁コイルとして機能する１つのコイルに対して検出コイルとして機能する１つのコイルで渦電流の変化を検出する場合と比較して、配管１００の壁面１０１に形成されている傷の検出精度を大きく高めることができる。

以上、本発明の一実施形態にかかる渦電流探傷装置、及び渦電流探傷方法について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

１ 渦電流探傷装置
２ 本体部
２ａ 表面
４ コイル
４ａ 第１コイル
４ｂ 第２コイル
４ｃ 第３コイル
４ｄ 第４コイル
４ｅ 第５コイル
４ｆ 第６コイル
４ｇ 第７コイル
４ｈ 第８コイル
４ｉ 第９コイル
４ｊ 第１０コイル
５ プローブ
６ コイルコントローラ
８ 把持部
１０ ケーブル
１２ 第１コイル行
１４ 第２コイル行
１５ 台座
１６ 表面保護膜
１８ 表面
１９ 外周縁
１００ 配管
１０１ 壁面
Ｇ１ 第１コイル群
Ｇ２ 第２コイル群
Ｓ１ コイル群選択ステップ
Ｓ２ 探傷処理ステップ

Claims (7)

1. 配管の壁面を探傷するための渦電流探傷装置であって、
   板状の本体部と、
   前記本体部の表面側に配置された複数のコイルであって、
   少なくとも３以上のコイルが所定方向に配列されてなる第１コイル行、
   少なくとも３以上のコイルが前記所定方向に配列されてなる第２コイル行であって、前記第１コイル行に隣接して配列される第２コイル行、を含む複数のコイルと、
   前記第１コイル行と前記本体部との間に設けられる第１台座であって、前記本体部の表面に配置されるとともに前記第１コイル行が取り付けられる第１台座と、
   前記第２コイル行と前記本体部との間に設けられる第２台座であって、前記第１台座との間に所定の隙間を有するように前記本体部の表面に配置されるとともに前記第２コイル行が取り付けられる第２台座と、
   コイルコントローラであって、
   前記複数のコイルの内、前記第１コイル行において互いに隣接する２つのコイル、及び、前記第２コイル行において互いに隣接する２つのコイルであって、前記第１コイル行の前記２つのコイルと隣接する２つのコイルを含む４つのコイルからなる第１コイル群を選択する第１選択処理、及び、
   前記第１選択処理において選択された前記４つのコイルの内、前記第１コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイルを前記配管の前記壁面に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させ、且つ、前記第１コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイルを前記渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる第１探傷処理、
   を実行可能なコイルコントローラと、備え、
   前記コイルの外周縁は長方形状を有し、
   前記コイルは、前記外周縁の短手方向が前記所定方向に沿うように、前記本体部の表面に配置され、
   前記第１台座及び前記第２台座のそれぞれは、可撓性を有する材料から形成されるとともに、
   前記第１台座と前記第２台座との間には、前記所定方向の一方側から他方側に向かって連続して延在する所定の隙間が形成される、
   渦電流探傷装置。
2. 前記コイルコントローラは、前記第１探傷処理の実行完了後に、
   前記第１探傷処理において前記励磁コイル又は前記検出コイルとして機能させた前記コイルであって、前記第１コイル行における前記所定方向の他方側に位置する前記コイル、及び該コイルに対して前記第１コイル行における他方側に隣接するコイルと、
   前記第１探傷処理において前記励磁コイル又は前記検出コイルとして機能させた前記コイルであって、前記第２コイル行における前記所定方向の他方側に位置する前記コイル、及び該コイルに対して前記第２コイル行における他方側に隣接するコイルと、を含む４つのコイルからなる第２コイル群を選択する第２選択処理を実行する請求項１に記載の渦電流探傷装置。
3. 前記コイルコントローラは、
   前記第２選択処理において選択された前記４つのコイルの内、前記第１コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイルを前記配管の前記壁面に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させ、且つ、前記第１コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイルを前記渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる第２探傷処理を実行する請求項２に記載の渦電流探傷装置。
4. 前記第１コイル行に位置する前記コイルと前記第２コイル行に位置する前記コイルとは、互いに前記所定方向においてずらされて配置されている請求項１から３の何れか一項に記載の渦電流探傷装置。
5. 前記本体部は、可撓性を有する材料から形成される請求項１から４の何れか一項に記載の渦電流探傷装置。
6. 前記コイルの表面の内、前記本体部と対面する表面と反対側の表面の少なくとも一部には、表面保護膜が形成されている請求項１から５の何れか一項に記載の渦電流探傷装置。
7. 板状の本体部と、
   前記本体部の表面側に配置された複数のコイルであって、
   少なくとも３以上のコイルが所定方向に配列されてなる第１コイル行、
   少なくとも３以上のコイルが前記所定方向に配列されてなる第２コイル行であって、前記第１コイル行に隣接して配列される第２コイル行、を含む複数のコイルと、
   前記第１コイル行と前記本体部との間に設けられる第１台座であって、前記本体部の表面に配置されるとともに前記第１コイル行が取り付けられる第１台座と、
   前記第２コイル行と前記本体部との間に設けられる第２台座であって、前記第１台座との間に所定の隙間を有するように前記本体部の表面に配置されるとともに前記第２コイル行が取り付けられる第２台座と、を備え、
   前記コイルの外周縁は長方形状を有し、
   前記コイルは、前記外周縁の短手方向が前記所定方向に沿うように、前記本体部の表面に配置され、
   前記第１台座及び前記第２台座のそれぞれは、可撓性を有する材料から形成されるとともに、
   前記第１台座と前記第２台座との間には、前記所定方向の一方側から他方側に向かって連続して延在する所定の隙間が形成される渦電流探傷装置によって、配管の壁面を探傷する渦電流探傷方法であって、
   前記複数のコイルの内、前記第１コイル行において互いに隣接する２つのコイル、及び、前記第２コイル行において互いに隣接する２つのコイルであって、前記第１コイル行の前記２つのコイルと隣接する２つのコイルを含む４つのコイルからなる第１コイル群を選択する第１選択処理を実行する第１コイル群選択ステップと、
   前記第１コイル群選択ステップにおいて選択された前記４つのコイルの内、前記第１コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイルを前記配管の前記壁面に渦電流を生じさせる励磁コイルとして機能させ、且つ、前記第１コイル行における前記所定方向の他方側に位置するコイル、及び、前記第２コイル行における前記所定方向の一方側に位置するコイルを前記渦電流の変化を検出する検出コイルとして機能させる第１探傷処理を実行する第１探傷処理ステップと、を備える渦電流探傷方法。

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