JPH01235846A - 管の渦流探傷方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、管の欠陥を渦流探傷する方法及びその実施に
使用する装置に関する。

〔従来の技術〕

炭素鋼管、フェライト系ステンレス鋼管等の強磁性管か
らなる熱交換器、配管等の保守点検を行う方法の一つと
して管内にコイルを内挿して渦流探傷を行う内挿コイル
方式の渦流探傷法が採用されている。

かかる渦流探傷法を採用する場合において、探傷される
べき管が強磁性管であるときには、咳管の透磁率の局部
変動が雑音の発生原因となって正確な探傷が行えないこ
とが多いため、咳管を磁化器によって飽和磁化すること
により、液管の透磁率を一定にして前記雑音の発生を抑
制する対策が講じられる。

また、前記内挿コイル方式を採用するに際しては、磁化
器自体も管内に内挿しなければならないために該磁化器
が寸法的制約を受ける結果、管が十分に′磁化されない
場合があり、その場合には上述の対策が不十分となって
管の透磁率が不均一となり、その不均一性に基づいて雑
音が発生し、これによって十分な探傷が行えないという
問題があった。

そこで、上述の問題を解決する方法として、第６図に示
す如く探傷されるべき管３内に励磁コイル１及び検出コ
イル２を管軸方向に適長（管内径の２〜３倍の距離）離
隔して配置し、そのコイル電圧の位相差に基づいて管３
の欠陥を検出する渦流探傷法、所謂リモートフィールド
渦流探傷法が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかるリモートフィールド渦流探傷法を実施する場合、
前記位相差に影響を及ぼす因子としては、欠陥の深さ（
換言すれば管の残肉厚）、管の電磁気的性質（具体的に
は管の透磁率及び導電率）、試験周波数等が挙げられる
が１．前記電磁気的性質部ち前記透磁率及び導電率は管
の材質が異なれば当然に変化する。従って管の材質が異
なる場合、その相違に基づいて前記透磁率及び導電率が
変化し、その影響で前記位相差が変化する結果、管の材
質毎に人工欠陥を加工した対比試験片を準備して欠陥の
深さと前記位相差との相関を求める較正作業が必要とな
る。また前記透磁率は、管が同材質であっても管の残留
応力の状況、管に施された熱処理の条件等によって敏感
に変化する。従って管の材質が同一であっても前記透磁
率が上述の如く変化し、同じ深さの欠陥であっても前記
位相差が異なることとなる結果、欠陥を定量的に評価で
きないという事情があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、前記
位相差を管の材質、残留応力の状−況、管に施された熱
処理条件等の影響のない状態で得ることにより、欠陥を
定量的に評価でき、前記較正作業も不要となし得る管の
渦流探傷方法、及びその実施に使用する装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る管の渦流探傷方法は、管内に励磁コイル及
び検出コイルを管軸方向に適長離隔して配置し、そのコ
イル電圧の位相差に基づいて管の欠陥を検出する管の渦
流探傷方法において、前記位相差の信号から低周波成分
を濾波して管の電磁気特性に起因する信号を抽出し、そ
の抽出された信号によって前記位相差の信号を補正し、
その補正された信号に基づいて管の欠陥を評価すること
を特徴とする。

また、本発明に係る管の渦流探傷装置は、管内の管軸方
向に適長離隔して配置される励磁コイル及び検出コイル
を備え、そのコイル電圧の位相差に基づいて管の欠陥を
検出する管の渦流探傷装置において、前記位相差の信号
から低周波成分を濾波して管の電磁気特性に起因する信
号を抽出する濾波手段と、その抽出された信号によって
前記位相差の信号を補正する演算手段とを備えることを
特徴とする。

〔作用〕

かかる装置を用いて本発明方法を実施する場合、前記位
相差の信号から低周波成分を濾波して管の電磁気的特性
に起因する信号を抽出する。そしてその抽出された信号
によって前記位相差の信号を補正し、その補正された信
号に基づいて管の欠陥を検出する。かくして管の欠陥検
出を行う場合、上述の如く補正された信号は、管の材質
等の影響がなく、欠陥特性のみに依存する信号となるの
で、欠陥を定量的に評価できることとなる上、従来必要
であった前記較正作業が不要となる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明装置の構成を示す模式的説明図である。

図中１は励磁コイルを、２は検出コイルを夫々示してお
り、該励磁コイル１及び該検出コイル２は、探傷の対象
となる所定寸法（例えば外径二６１ｆｌ、肉厚：４箇曹
）の鋼管内に管軸方向へ適長離隔されて配置される。そ
して該励磁コイル１へは、発振器４にて発生される周波
数ｆの交流電圧が電力増幅器５にて増幅されて印加され
るようになっている。また前記検出コイル２にて受信さ
れる交流信号は、増幅器６にて増幅された後、位相差検
出器７へ入力されるようになっている。更、　に該位相
差検出器７へは前記発振器４にて発せられる交流信号も
入力され、該位相差検出器７において前記検出コイル２
にて受信される交流信号と前記発振器４にて発生される
交流信号との位相差が検出されるようになっている。な
お該位相差検出器７にて検出される位相差の信号波形は
、該位相差に相当する電圧の時間的変化で示されるが、
実際的には、該信号波形は第２図（イ）に示す如く、位
相角θに相当する電圧Ｖｏｆｆｓｅｔに欠陥特性に起因
する位相差Δθに相当する電圧変化Δ■が重畳された波
形となる。

かくして位相差検出器７にて検出された信号からは、低
周波成分を濾波して管の電磁気的特性に起因する信号を
抽出する濾波手段、具体的には低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）８を用いて管の電磁気的特性に起因する信号、即ち
第２図（ニ）に示す如く前記電圧変化Δ■の影響のない
電圧Ｖｏｆｆｓｅｔのみの信号が抽出されるようになっ
ている。また前記位相差検出器７にて検出された信号か
らは、オフセット調整器９を用いることにより、第２図
（ロ）に示す如く前記電圧Ｖｏｆｆｓｅｔが零にオフセ
・ント調整された信号が得られるようになっている。

そして前記低域通過フィルタ８にて上述の如く抽出され
た信号は信号変換器１０へ入力される。ところで、前記
位相角θに相当する電圧Ｖｏｆｆｓｅｔは印加する周波
数ｆと管の透磁率μと導電率δの積によって決定される
。実際の探傷では通常印加する周波数ｆを一定とするの
で、位相角θに相当する電圧Ｖｏｆｆｓｅｔは管の電磁
気特性（μ、δ）にのみ依存する。しかし、管の電磁気
特性（μ、δ）の増減と周波数（ｆ）の増減は同一の効
果を有するので、管の電磁気特性（μ、δ）を変化させ
るかわりに印加する周波数（ｆ）を変化させてもよいこ
とになる。そこで、試験周波数ｆと位相角θとの相関（
第３図参照）及び試験周波数ｆと前記探傷対象の鋼管に
等しい寸法の標準鋼管に加工した人工欠陥（例えば径：
１０ｆｉ、深さ：肉厚の７０％）によって生ずる位相差
Δθとの相関（第４図参照）から求めた、位相角θと位
相差Δθとの相関（第５図参照）、換言すれば位相角θ
に相当する電圧■と位相差Δθに相当する電圧変化Δ■
との相関を予め求めておく。第５図は管の電磁気特性（
位相角θと対応）による欠陥信号（位相角Δθに対応）
の変化を示していることになる。信号変換器１０は第５
図に関する情報を有しており、該情報を用いて前記人力
信号を位相差Δθ８に相当する電圧変化Δ■８の信号に
変換するようになっている。

そして該電圧変化Δ■８に関する信号は、予め前記標準
鋼管の位相差Δθｓｔｄに相当する電圧変化ΔＶｓｔｄ
が入力された除算器１１へ入力され、該除算器１１にて
除算処理が行われて補正比Δ■Ｘ／ΔＶｓｔｄが演算さ
れ、その結果に関する信号は除算器１２へ入力されるよ
うになっている。

また該除算器１２には前記オフセット調整器９にてオフ
セット調整された信号も入力され、該除算器１２におい
てそのオフセント調整された信号が前記補正比ΔＶＸ／
ΔＶｓｔｄにて除算され、その結果に関する信号が出力
されるようになっている。

なお該除算器１２から出力される信号波形は第２図（ハ
）に示す如く前記電圧Ｖｏｆｆｓｅｔが零にオフセ・７
ト調整された信号が前記補正比ΔＶＸ／ΔＶｓｔｄを用
いて補正された波形となる。

かかる装置を用いて本発明方法を実施する場合、位相差
検出器７を用いて検出した前記位相差Δθ（電圧Ｖｏｆ
ｆｓｅｔ）を含む信号から、低域通過フィルタ８を用い
て低周波成分を濾波して鋼管の電磁気的特性に起因する
信号を抽出する。そしてその分離された信号によって前
記位相差Δθを含む信号を補正する演算手段、具体的に
は信号変換器１０゜除算器１１及び除算器１２を用い、
前記位相差Δθを含む信号を前記分離された信号にて補
正する。そしてその補正された信号に基づいて鋼管の欠
陥を検出する。

か（して鋼管の欠陥検出を行う場合、上述の如く補正さ
れた信号は、その補正によって鋼管の電磁気的特性の影
響がなくなり、欠陥特性のみに依存する信号となるので
、欠陥の定量評価が可能となる上、前述したように従来
管材質の相違に応じて必要であった較正作業が不要とな
る。

なお、上述の実施例においては探傷対象の管が鋼管であ
るものとしたが、該管が鋼管に限定されるものでないの
は勿論である。またその寸法が上述の如きものに限定さ
れるものでないのはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば、探傷の対象となる
管の材質が変化してもその相違に応じて必要であった較
正作業が不要となり、また管が一定の材質にて構成され
ている場合の材質のバラツキによる管の電磁気的特性の
バラツキ、又は同一の管内における電磁気的特性の局部
的なバラツキに起因して欠陥に対する信号の感度が変化
するのを自動的に補正することができ、欠陥の定量評価
が容易となる。このように本発明はその工業的価値が極
めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成を示す模式的説明図、第２図
（イ）（ロ）（ハ）（ニ）は該装置の各部にて検出され
る信号波形を示す説明図、第３図は試験周波数と位相角
との相関を示すグラフ、第４図は試験周波数と位相角差
との相関を示すグラフ、第５図は位相角と位相角差との
相関を示すグラフ、第６図は管内にコイルを配置した状
態を示す断面図である。 ｌ・・・励磁コイル　　２・・・検出コイル　　３・・
・管８・・・低周波域濾波フィルタ（濾波手段）１０・
・・信号変換器（演算手段）　　　１１．１２・・・除
算器（演算手段） 特　許　出願人　住友金属工業株式会社　外１名代理人
　弁理士　河　　　野　　　登　　　夫狐験椙良収チ０
”ｚｌ 裏３１ ０　　　　　４０　　　　　８０　　　　　　＋２０試
験Ｉ鷹１容す（Ｈｚ） 葺　４　日 θχ　　　θｓｔべ 孜卸ｈθ 耳　Ｓ　Ｓ 算　６　区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管内に励磁コイル及び検出コイルを管軸方向に適長
   離隔して配置し、そのコイル電圧の位相差に基づいて管
   の欠陥を検出する管の渦流探傷方法において、前記位相
   差の信号から低周波成分を濾波して管の電磁気特性に起
   因する信号を抽出し、その抽出された信号によって前記
   位相差の信号を補正し、その補正された信号に基づいて
   管の欠陥を評価することを特徴とする管の渦流探傷方法
   。 ２、管内の管軸方向に適長離隔して配置される励磁コイ
   ル及び検出コイルを備え、そのコイル電圧の位相差に基
   づいて管の欠陥を検出する管の渦流探傷装置において、
   前記位相差の信号から低周波成分を濾波して管の電磁気
   特性に起因する信号を抽出する濾波手段と、その抽出さ
   れた信号によって前記位相差の信号を補正する演算手段
   とを備えることを特徴とする管の渦流探傷装置。