JPH02176553A - 渦流探傷試験装置 - 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、渦流探傷試験装置に関し、詳しくは試験品で
ある管、棒等の外周面、又は管の外周面及び内周面に生
じるあらゆる方向の欠陥を検出し、さらに試験品の欠陥
がいずれの方向に存在するかを識別する渦流探傷試験装
置に関する。

［従来の技術］ 導電性を有する管、棒等の外周面や管の内、外周面に存
在するいわゆるワレ、スリット等の傷を探傷する装置の
一つに渦流探傷試験装置が知られている。渦流探傷試験
装置としての構成は、第７図に示すように、導線を巻い
た試験コイルｌと試験コイルｉに接続する検出装置２と
を備えている。

検出装置２は、試験コイルｌへ交流電流を送出する発振
器２ａ、試験コイルＩに交流電流が供給され、試験品３
に発生する渦電流が試験品３に存在する傷で遮られるこ
とにより変化する試験コイル１のインピーダンスを検出
する平衡器２ｂ、平衡器２ｂの検出結果を可視的に表示
するペンレコーダ等の表示器２ｃ等を有している。

又、試験コイルｌの使用形態としては、第８図（ａ）及
び第８図（ｂ）に示すように、試験品３の外周面にコイ
ルを装備する貫通形コイル、第８図（ｃ）及び第８図（
ｄ）に示すように試験品３の内側へコイルを装備する内
挿形コイル等があり、貫通形コイル及び内挿、形コイル
のそれぞれに第８図（ａ）及び第８図（ｃ）に示すよう
に、コイルを１個設けた単一コイルと、第８図（ｂ）及
び第８図（ｄ）に示すように、コイルを２個設け・た自
己比較コイルなどがある。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した貫通形コイル及び内挿形コイルのいずれにおい
ても従来の試験コイルｌは、第８図（ａ）に示すように
、試験コイル１の導線１ａが試験品３の軸方向に対して
直角方向に巻かれている。このため第９図（ａ）に示す
ように、試験品３に軸方向の傷４ａが存在する場合、試
験コイル１によって試験品３に発生する渦電流の向きと
傷４ａの向きが異方向であるため渦電流が傷４ａにより
遮断され渦電流と相互関係にある試験コイル［のインピ
ーダンスが変化する。よって検出装置２の表示器２ｃに
現れる変化より試験品３に傷が存在することを認識する
ことができる。ところが、第９図（ｂ）に示すように試
験品３の周方向に傷４ｂが存在する場合、試験コイル１
によって試験品３に発生する渦電流の向きと傷４ｂの向
きとが同一であるので渦電流が（％４ｂにより遮断され
ない。よって、試験コイルｌのインピーダンスは変化し
ないのて検出装置２の表示器２ｃにも変化が現われず、
試験コイルＩは、試験品３に傷があるにもかかわらず傷
を検出することができないという問題点があった。

本発明は上述したような問題点を解決するためになされ
たもので、試験品のあらゆる方向の欠陥を検出できる渦
流探傷試験装置を提供することを第！の目的とする。

さらに本発明は、試験品に存在する欠陥の方向を識別で
きる渦流探傷試験装置を提供することを第２の目的とす
る。

［課題を解決するための手段及びその作用］本発明は、
試験コイル本体のコイル素子に交流を供給して試験品に
７ｆｉｈ電流を発生させ、試験品に存在する傷による渦
電流の変化を検出する渦流探傷試験装置において、コイ
ル素子は試験コイル本体のコイル軸に対して傾斜した面
に沿って導体を巻回してなることを特徴とする。

さらに本発明は、試験コイル本体のコイル軸に対して傾
斜した面に沿って導体を巻回してなるコイル素子を複数
個備え、各コイル素子は異なった傾斜面にあり、かつ各
コイル素子の変曲点をコイル軸の回りにずらせたもので
あることを特徴とする。

上記のように構成することで、コイル素子は棒又は管の
軸方向に存在する欠陥だけでな〈従来検出できなかった
周方向に存在する欠陥をも検出することかできる。

さらに本発明は、試験コイル本体のコイル軸に対して傾
斜した面に沿って導体を巻回してなるコイル素子を複数
個備え、各コイル素子はコイル軸の回りに所定角度ずら
せたものと、試験コイル本体の周方向に導体が巻かれた
コイル素子を同軸上に２つ並べた自己比較コイルと、を
備えたことを特徴とする。

上記のように構成することで、コイル素子は、棒又は管
のあらゆる方向に存在する欠陥を検出し、さらに、棒又
は管に存在する欠陥がいずれの方向に存在するか識別す
ることができる。

［実施例］ 第１図（ａ）に示すように渦流探傷試験装置の試験コイ
ル本体１０のコイル素子１０ａは、コイル導体１０Ｘが
所定の外形を有する円筒形状のボビン１１の軸心方向Ｘ
に対して角度θだけ傾斜した状態で複数回ボビン１１の
外周に、第１図（ｂ）に示すように、密に平行して、あ
るいは所定間隔離れて巻回したものである。さらに詳し
くは各クイ小導体１０ｘは、ボビン１１の軸Ｘに対して
角度θ傾斜した平面にほぼ沿いかつボビン１１の外周に
沿って巻回され、コイル導体１０ｘに交流を流したとき
該コイル素子１０ａによって試験品である管体の管軸に
対してほぼ上記角度θ傾斜した方向に渦電流を発生させ
るようにしている。

上記のように構成した試験コイル本体１０を第７図に示
した検出装置２に接続して、試験コイル本体１０のコイ
ル導体１０Ｋに適宜な周波数の交流を供給し、公知の試
験装置と同様にして試験品３の外周面あるいは内周面に
試験コイル本体１０のコイル周面を接近させて、探傷す
る。

試験コイル本体１０のコイル導体１０ｘは、ボビン１１
の軸に対して角度θ傾斜しているので、第９図（ａ）及
び（ｂ）に示すように、試験品３にぽ斜め方向の渦電流
Ｅが流れる。

したがって管軸方向の傷４ａに対して直角な方向の傷４
ｂにも上記渦電流Ｅはさえぎられるので試験コイル本体
ｌＯがこれらの傷４ａ又は４ｂを探傷すると試験装置２
で測定するインピーダンスが変化し、これによって傷４
ｂも検出することができる。管軸方向の傷４ａに対して
も高電流Ｅはさえぎられるから、傷４ａも検出できるこ
とは勿論である。

尚、第１図（ａ）に示す実施例のようにコイル導体１０
ｘを傾斜させる巻き方においては、ボビン１１上の第１
図（ａ）に示されている面Ａ、即ち図上ボビン１１の最
上位点を０度とするとき第２図の０度−９０度−１８０
度にある面と、反対側の面Ｂ１即ち第２図の１８０度−
２７０度−０度の面ではコイル導体１０ｘの延在方向が
変わらねばならない。この導体巻線方向が変化する変曲
点２０近傍ではコイル導体１０Ｘの巻き方向は従来のコ
イルと同様にボビン１１の円周面方向となる。

したがって、もし試験品３の傷４ｂと試験コイル本体Ｉ
Ｏのコイル導体１０ｘの変曲点２０とがほぼ一致すると
、この傷４ｂはコイル導体１０ｘでは検出できない。

第３図に示した実施例は上述の問題点を除去した実施例
であり、試験コイル本体■０のコイル素子１０ａに隣接
してボビン１１上に他のコイル素子１０ｂを設けたもの
である。コイル素子１０ｂはコイル素子１０ａと同一構
成で、かつ上記コイル１０ｂの変曲点２１がボビン１１
の円周方向に９０度回転した位置になるように巻回した
ものである。

上記のように構成したコイル素子１０ａ、１０ｂをそれ
ぞれ検出装置２に接続して各コイル素子ｌＯａ、１０ｂ
に交流を供給して、試験品３を走査し試験品３に渦電流
を発生させる。試験品３の図上側周面部には、第９図（
ａ）　、　（ｂ）にそれぞれ示すようにコイル素子１０
ａによって第１図（ａ）の実施例に示したものと同様の
、傾斜した渦電流Ｅが発生し、さらに試験品３の図上上
、下周面部にはコイル素子ｔａｂによって渦電流Ｅとは
直角な方向の、傾斜した渦電流Ｅ゛が発生する。

したがって、コイル素子１０ａの変曲点２０に対応する
位置に円周方向の傷４ｂがある場合でもこの傷４ｂによ
ってコイル素子１０ｂによる渦電流が変化するので、し
たがって試験品３上のいずれの位置にある傷も検出する
ことができる。

尚、第３図に示した実施例ではコイル素子ｌＯａの変曲
点２０に対してコイル素子ｔａｂの変曲点２！をボビン
１１の円周方向に９０度ずらせた例を示したが、この変
曲点２【をずらせる角度は０度及び１８０度近傍以外の
角度であればよい。

第４図に示す実施例は、第３図に示した実施例の試験コ
イル本体ｌＯに同心にコイル素子１０ｃ。

コイル素子１０ｄを並べて設けたものである。

コイル素子１０ｃ及びコイル素子１０ｄは、ボビン２の
外周面にボビン１１の軸方向に対して直角方向に導線を
適宜な回数巻いた、従来より使用されるタイプのコイル
素子であり、コイル素子ｌＯｃ及びコイル素子１０ｄｌ
Ｑで自己比較コイルを形成している。そしてコイル素子
１０ｃ及びコイル素子ｌｄｄは検出装置２と同じ構成で
同じ動作をする検出装置２°に接続される。尚、コイル
素子１０ａおよび１０ｂとコイル素子１０ｃ及びコイル
素子１０ｄとは適宜な間隔を有して配置される。

上記のような構成の第４図に示した試験コイル本体！０
を渦流探傷試験装置に使用する場合、試験コイル本体１
０は、検出装置２及び検出装置２′に接続され検出装置
２及び２゛より交流電流が送出される。そして試験コイ
ル本体ｌＯを例えば内挿形コイルとして使用する場合、
試験コイル本体１０は、試験品３の管内へ挿入され、管
外より試験コイル１０を押し進めることで試験コイル本
体ｌＯは従来と同様に探傷動作を行ない、欠陥を検出し
たときはコイルのインピーダンスが変化する。

そしてその結果は、試験品３とは別個の位置に設けられ
る検出装置２及び２゛の表示器に表示され、試験品３の
欠陥を確認判断することができる。以下に上記の試験コ
イル本体ｌＯの作用を説明する。

第５図（ａ）に示すように、試験品３の外周面又は内周
面に例えば軸方向に延びる傷１２が存在した場合、コイ
ル素子１０ａ、コイル素子１０ｂ、コイル素子１０ｃ、
コイル素子１０ｄを形成するそれぞれの導線が巻かれた
方向は傷１２の方向とは一致していないので、コイル素
子１０ａ、コイル素子１０ｂ、コイル素子１０ｃ、コイ
ル素子１０ｄのそれぞれが試験品３に形成する渦電流は
、すべて傷１２にて遮断される。よって前述したように
各コイル素子１０ａ、　１０ｂ、　Ｉ　Ｏｃ、　１０ｄ
のインピーダンスは変化し、試験コイル本体ｌＯに接続
する検出装置２及び検出装置２°に備わるそれぞれの表
示器にはその旨の信号が表示され、操作者は試験品３の
傷を確認することができる。

又、第５図（ｂ）に示すように、試験品３における外周
面又は内周面の周方向に、コイル素子ｌＯａの変曲点２
０と一致する位置に傷１３が存在する場合、周方向の傷
であるから前述したように従来の試験コイルと同じ構成
であるコイル素子ＩＯＣ及びコイル素子１０ｄはコイル
のインピーダンスが変化せず検出装置２°の表示器には
変化が現われない。又、コイル素子１０ａにおいて、変
曲点２０か存在する角度近辺における導線の並び方は試
験品３の周方向とほぼ一致することより、コイル素子１
０ａのインピーダンス変化はほとんどない。しかしコイ
ル素子１０ｂにおいて、コイル素子１０ａの変曲点２０
が存在する角度近辺における導線の並び方は試験品３の
周方向と（９０−θ）度をなしているので、コイル素子
１０ｂにて試験品３に発生する渦電流は傷１３により損
失を受け、よってコイル素子１０ｂのインピーダンスは
変化する。したがって、検出装置２の表示器には変化が
現われ、試験品３の傷を確認できる。

又、第５図（ｃ）に示すように、試験品３における外周
面又は内周面の周方向に、コイル素子１０ｂの変曲点２
１と一致する位置に傷１４が存在する場合、前述した場
合と同様にコイル素子１０ｃ及びｌＯｄにインピーダン
スの変化は生じない。

又、前述した場合とは逆に、コイル素子１０ｂにおいて
変曲点２１近辺の導線の並び方は試験品３の周方向と一
致することより、コイル素子１０ｂのインピーダンス変
化はほとんどない。しかしコイル素子１０ａにおいて、
コイル素子１０ｂの変曲点２１が位置する角度近辺にお
ける導線の並び方は試験品３の周方向と（９０−θ）度
をなしているので前述したようにコイル素子１０ａのイ
ンピーダンスは変化する。したがって、検出装置２に備
わる表示器には変化が現われ試験品３の傷を確認できる
。

又、第５図（ｄ）に示すように、試験品３の管壁を貫通
するような腐食１５が試験品３に存在する場合は、欠陥
が大きいことよりコイル素子１０ａ１コイル素子１０ｂ
１コイル素子１０ｃ、コイル素子１０ｄのすべてについ
てコイル素子のインピーダンスが変化し検出装置２及び
検出装置２゛の表示器に変化が認められ、試験品３の欠
陥を確認できる。

以上のように、第４図に示す試験コイル本体ＩＯを使用
すれば、試験品３の外周面及び内周面に存在する周方向
、軸方向のいずれの方向の欠陥についても欠陥を検出で
きる。

さらに、上述したように、コイル素子１０ａ及びコイル
素子１０ｂが接続される検出装置２に備わる表示器のみ
に変化が認められた場合には周方向の欠陥が試験品３に
存在することを示しており、検出装置２及び検出装置２
゛に備わるそれぞれの表示器に変化が認められた場合に
は軸方向の欠陥が試験品３に存在することを示している
。このよう第４図に示す試験コイル本体１０を使用すれ
ば、どちらの検出装置の表示器に変化が認められたかに
よって操作者は、欠陥の種類を確定することができる。

尚、以上の説明は、内挿形コイルについて説明したが、
貫通形コイルに上述した３つのタイプの試験コイル本体
１０を適用することももちろん可能である。

又、第６図に示すようにコイル素子１０ａとコイル素子
ｔａｂとをボビン１１の同一部位に重ねて設け、試験コ
イル本体ｌＯの全長を短くすることができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、試験品の軸方向及
び周方向に欠陥が存在する場合でも試験品には必ずその
欠陥を横切る方向に試験コイル本体によって渦電流が発
生することより、本試験コイルは試験品の軸方向及び周
方向の欠陥を検出することができる。

さらに周方向のみの欠陥を検出する従来の自己比較コイ
ルと組み合わすことで欠陥が存在する方向を識別するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る試験コイルの一実施例を示
す正面図、第１図（ｂ）は本発明に係る試験コイルの一
実施例を示す詳細な斜視図、第２図は第１図（ａ）の側
面図、第３図はこの発明の他の実施例を示す正面図、第
４図はこの発明のさらに他の実施例を示す正面図、第５
図（ａ）ないし第５図（ｄ）は本発明の試験コイルを使
用した探傷試験の状態を示す斜視図、第６図は本発明に
係る試験コイルの変形例を示す斜視図、第７図は従来及
び本発明における渦流探傷試験装置の構成を示すブロッ
ク図、第８図（ａ）ないし第８図（ｄ）は、試験コイル
の種々の形態を示す図、第９図（ａ）及び第９図（ｂ）
は試験品に生じた傷を示す正面図である。 ２及び２°・・・検出装置、３・・・試験品、１０・・
・試験コイル本体、 １０ａ、　１０ｂ、　１０ｃ及び１０ｄ・・・コイル素
子、１０ｘ・・・コイル導体。 特許出願人　日本鉱業株式会社　外１名代　理　人　弁
理士　青山葆　外１８ 第３７ ｉｏ古人りコイル本体 第９図（０） 第９図（ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）試験コイル本体のコイル素子に交流を供給して試
   験品に渦電流を発生させ、試験品に存在する傷による渦
   電流の変化を検出する渦流探傷試験装置において、コイ
   ル素子は試験コイル本体のコイル軸に対して傾斜した面
   に沿って導体を巻回してなることを特徴とする渦流探傷
   試験装置。
2. （２）試験コイル本体のコイル軸に対して傾斜した面に
   沿って導体を巻回してなるコイル素子を複数個備え、各
   コイル素子は異なった傾斜面にあり、かつ各コイル素子
   の変曲点をコイル軸の回りにずらせたものである請求項
   １記載の渦流探傷試験装置。
3. （３）試験コイル本体のコイル軸に対して傾斜した面に
   沿って導体を巻回してなるコイル素子を複数個備え、各
   コイル素子は異なった傾斜面にあり、かつ各コイル素子
   の変曲点をコイル軸の回りにずらせたものと、試験コイ
   ル本体の周方向に導体が巻かれたコイル素子を同軸上に
   ２つ並べた自己比較コイルと、を備えたことを特徴とす
   る渦流探傷試験装置。