JPH03120457A - 強磁性金属管の渦流探傷方法および装置 - 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、強磁性金属管の渦流探傷方法および装置に係
り、石油精製や石油化学プラント等に用いられる強磁性
金属管の欠陥検査に利用できる。

〔背景技術〕

従来より、金属管の欠陥を検査するために用いられる渦
流探傷方法のうち、特に強磁性金属管の渦流探傷方法の
一つとしてリモートフィールド法がある。

このリモートフィールド法は、第１１図および第１２図
に示すように、円筒形のボビン９１に巻回された励磁用
コイル９２と、この励磁用コイル９２から強磁性金属管
２０の直径の数倍離されたボビン９４に巻回された検出
用コイル９５．９６とで構成されたプローブ９０を用い
、励磁用コイル９２で発生される磁界に起因する渦電流
を検出用コイル９５．９６で遠隔検出し、その出力信号
を解析評価して金属管２０の欠陥を検査するものである
。

このようなリモートフィールド法によれば、検出用コイ
ル９５．９６への励磁用コイル９２の磁界の影響を少な
くできるため、渦電流の検出感度を向上できる。

〔発明が解決しようとする！ＩＮ） しかしながら、この従来のプローブ９０では、金属管２
０の外側にじゃま板２２や管板等があり、これらが励磁
用コイル９２および検出用コイル９５．９６間に位置す
る場合には、じゃま板２２等の影響で各検出用コイル９
５．９６は他の部分に比べて大きな異常信号を検出して
しまう。

このため、じゃま仮２２の近傍に貫通孔２１のような欠
陥があっても、その欠陥に対応した信号がマスクされて
しまい、正常に検出することができなくなる。つまり、
励磁用コイル９２および検出用コイル９５．９６を離隔
させるリモートフィールド方式では、じゃま板２２や管
板が位置する領域がいわゆる不感帯となる問題があった
。

本発明の目的は、じゃま板や管仮により生じる不惑帯を
小さくして金属管の欠陥を確実に検出することができる
強磁性金属管の渦流探傷方法および装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の強磁性金属管の渦流探傷方法は、金属管の軸方
向に所定距離で配置された励磁用コイルおよび検出用コ
イルを用い、前記励磁用コイルに励磁用交流電流を通じ
ながら金属管内を移動させ、この金属管に生じる渦電流
の変化を検出用コイルで検出し、この検出信号に基づい
て金属管の欠陥を検査する渦流探傷方法、すなわちリモ
ートフィールド法において、前記検出用コイルとして金
属管の軸方向に沿って分割された複数の分割コイルを用
い、各分割コイルの出力信号を差動的に合成して検出信
号を得ることを特徴とする。

また、本発明の渦流探傷装置は、検査対象の強磁性金属
管内に挿入されて軸方向に移動可能なプローブと、この
プローブに接続された探傷器本体とを有し、前記プロー
ブは、前記金属管の軸方向に沿って分割された複数の分
割コイルより構成される検出用コイルと、この検出用コ
イルから金属管の軸方向に所定距離で配置された励磁用
コイルとを備えるとともに、前記探傷器本体は、プロー
ブの励磁用コイルに励磁用交流電流を通じる発振器と、
前記各分割コイルの出力信号を差動的に合成する回路手
段とを備えることを特徴とする。

ここで、金属管の軸方向に沿って分割された分割コイル
とは、金属管の軸方向に沿って並列配置されて全体とし
て円柱状となる一組の検出用コイルの各々を意味し、例
えば２分割された検出用コイルの場合、各分割コイルは
半円状に巻回され、平面部分を対向させて並列配置され
、円柱状の一組の検出用コイルを形成するもの等が利用
できる。

また、各分割コイルは、各々の出力端子を逆相接続する
等で差動的に結線し、各々の出力信号を差動的に合成し
て検出信号とすればよい。

さらに、前記プローブとしては、励磁用コイルの軸方向
片側のみならず、軸方向両側に前記−組の検出用コイル
をそれぞれ設け、２チヤンネルとしたものも利用できる
。

また、プローブとしては、−組の検出用コイルを金属管
の軸方向に前後して一対設け、各検出用コイルのうち交
差位置にある各分割コイルを差動結線したものを、励磁
用コイルの片側もしくは両側に配置したものも利用でき
る。

さらに、励磁用コイルの両側に設けた各検出用コイルの
分割面をそれぞれ異なる角度に設けたものや、金属管の
軸方向に前後して一対設けられた検出用コイルの各分割
面をそれぞれ異なる角度に設けたものなどもプローブと
して利用できる。この際、各検出コイルの分割面は、互
いに９０度異なるよう配置されたものが好ましい。

〔作用〕

このような本発明においては、金属管の軸方向に沿って
分割された複数の分割コイルによる出力信号は、それぞ
れ金属管の円周方向に設けられたじゃま板や管板等の影
響による異常′信号を、略同様に含むものとなる。この
ため、各出力信号の差動的合成によって得られる検出コ
イルとしての検出信号においては、前述の異常信号は互
いに相殺されて消去あるいは低減される。

一方、金属管の一部にある貫通孔等の欠陥は、近くの分
割コイルに強（影響し、離れた分割コイルには影響が弱
いため、各出力信号を差動的に合成しても相殺されずに
検出される。

従って、じゃま板や管板の影響は低減されて不感帯が解
消され、金属管の欠陥のみが確実に検出され、これらに
より前記目的が達成されるシ′〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、本発明の渦流探傷装置１は、強磁
性金属である二相ステンレス製の金属管２０内を移動自
在とされたプローブ２を備えている。

このプローブ２は、円筒形ボビン３に巻回された励磁用
コイル４を備えている。

励磁用コイル４の金属管２０の軸方向両側には、所定間
隔をおいて信号検出部５．６が設けられている。この検
出部５および検出部６は、金属管２０の軸方向に前後し
て一対の検出用コイル７．８および検出用コイル１０．
１１を備えている。

検出用コイル７．８は、第２図にも示すように、それぞ
れ上下に２分割された一組の分割コイル７Ａ、７Ｂおよ
び８Ａ、８Ｂより構成されている。

各分割コイル７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂは、断面半円状と
されたボビン９Ａ、９Ｂに巻回されて円柱状に組み合わ
されている。

一方、検出用コイル１０．１１は、第３図にも示すよう
に、それぞれ左右に２分割された一組の分割コイルＩＯ
Ａ、ＩＯＢおよびＩＩＡ、ＩＩＢより構成されている。

各分割コイルＩＯＡ、ＩＯＢ、ＩＩＡ、ＩＩＢは、断面
半円状とされたボビン１２Ａ、１２Ｂに巻回されて円柱
状に組み合わされている。従って、検出用コイル７．８
と、検出用コイル１０．１１とは、コイルの分割面が互
いに９０度異なるように配置されている。

また、金属管２０の所定位置には、３ｍφの貫通孔２１
が加工され、この貫通孔２１の近傍には、炭素鋼製じゃ
ま板２２が配置されている。

検出部５の検出用コイル７、８は、第４図に示すように
、交差位置にある各分割コイルが結線された状態、つま
り分割コイル？Ａ、８Ｂが結線され、分割コイル７Ｂ、
８Ａが結線されている。

同様に、検出部６の検出用コイル１０．１１も、交差位
置にある各分割コイルＩＯＡ、ＩＩＢおよび１０Ｂ。

１１Ａがそれぞれ結線されている。

これら検出部５．６の出力は、それぞれ別チャンネルと
されて渦流探傷装置ｌを構成する探傷器本体３０に接続
されている。この探傷器本体３０は、励磁用コイル４に
励磁用交流電流を加える発振器３１と、検出用コイル７
．８で検出された検出信号に一般的な解析処理を行って
欠陥の位置や大きさ等を検出する第１回路手段３２と、
検出用コイル１０゜１１で検出された検出信号を前記第
１回路手段３２と同様に解析処理する別チャンネルとさ
れた第２回路手段３３とを備えている。

次に、このような構成の渦流探傷装置ｌを用いた渦流探
傷方法について説明する。

まず、プローブ２を被検査体である金属管２０内に挿入
し、次に、発振器３１により励磁用コイル４に励磁用交
流電流を通じつつ、プローブ２を牽引もしくは押圧して
金属管２０内を移動させる。

このプローブ２の移動に伴って金属管２０に生じる渦電
流の変化を信号検出部５，６によって検出し、この各検
出信号を探傷器本体３０の第１回路手段３２および第２
回路手段により解析処理し、欠陥の位置や大きさ等を求
める。

この際、第１図に示すように、貫通孔２１等の欠陥がじ
ゃま板２２の右側にある場合には、励磁用コイル４と信
号検出部６との間にじゃま板２２が位置することになる
ため、検出部６に比べて検出部５のほうが貫通孔２１の
欠陥信号を確実に検出することができる。

特に、検出部５からは、各々の分割コイル７Ａ。

７Ｂ、８Ａ、８Ｂの各出力信号が差動的に合成された検
出信号が出力されるため、例えばじゃま板２２による異
常信号等の各分割コイル？Ａ、７Ｂ。

８Ａ、８Ｂの出力信号に同様に含まれる信号は相殺され
る。

また、検出部５０分割コイル７Ａ、７Ｂ、８Ａ。

８Ｂはそれぞれ交差するように結線されているため、検
出部５から出力される検出信号においては、プローブ２
の中心軸から金属管２０までの変位であるリフトオフの
差の影響は除去される。

このため、検出部５の検出信号を第１回路手段３２で解
析処理することで貫通孔２１の位置や大きさが確実に求
められる。

一方、欠陥がじゃま板２２の左側にある場合には、励磁
用コイル４と信号検出部５との間にじゃま板２２が位置
することになるため、検出部６の検出信号を第２回路手
段３３で解析処理することで欠陥の位置や大きさが求め
られる。

この際も、検出部６からは、各々の分割コイル１０Ａ、
ＩＯＢ、ＩＩＡ、ＩＩＢの各出力信号が差動的に合成さ
れた検出信号が出力されるため、じゃま板２２による異
常信号は相殺される。また、検出部６の分割コイルＩＯ
Ａ、ＩＯＢ、ＩＩＡ、ＩＩＢはそれぞれ交差するように
結線されているため、検出部６から出力される検出信号
においては、プローブ２の中心軸から金属管２０までの
変位であるリフトオフの差の影響は除去され、これらに
より欠陥の位置や大きさが確実に求められる。

また、各検出部５．６の検出用コイル７．８゜１０、１
１の分割面は９０度異なるため、分割面による不感帯は
それぞれカバーされ、プローブ２全体では不感帯が解消
される。

このような本実施例によれば、次のような効果がある。

すなわち、検出部５．６では、各分割コイルの出力信号
を差動的に合成した検出信号をそれぞれ出力しているの
で、いずれの検出部５．６においても、じゃま板２２に
よる異常信号を相殺して消４去することができる。この
ため、従来、じゃま板２２の異常信号の影響で検出する
ことができなかった、いわゆる不感帯の領域にあった貫
通孔２１等の欠陥を確実に検出することができる。つま
り、じゃま板２２による不感帯を小さくでき、欠陥の検
出を確実に行うことができる。

また、検出部５では、分割コイル？Ａ、７Ｂ。

８Ａ、８Ｂをそれぞれ交差するように結線しており、検
出部６では、分割コイルＩＯＡ、ＩＯＢ、ＩＩＡ。

１１Ｂをそれぞれ交差するように結線しているので、各
検出部５．６からそれぞれ別チャンネルで出力される検
出信号のいずれにおいても、リフトオフの影響を除去で
きる。従って、本実施例によれば、検出部５および６の
それぞれにおいて、じゃま板２２の影響とリフトオフの
影響とを同時に無くすことができるとともに、欠陥信号
を両振れとなるようにできて確実に検出できる。

さらに、検出用コイル７、８．１０．１１を分割すると
、その分割部分が不感帯となってしまうが、本実施例で
は、検出用コイル７．８と検出用コイルｔｏ、　ｔｉと
の分割部分を互いに９０度異なるように設けたので、互
いの不感帯をカバーすることができ、プローブ２全体で
は不感帯を無くすことができる。

また、励磁用コイル４の軸方向両側に２つの信号検出部
５，６を設けてそれぞれを別チャンネルとしたので、貫
通孔２１等の欠陥がじゃま板の左右いずれの側にあって
も、信号検出部５．６のうちいずれか一方を適宜選択す
ることで、１回の測定で欠陥を確実に検出することがで
きる。

なお、本発明は前記実施例の構成等に限らず、本発明の
目的を達成できる範囲の変形は本発明に含まれるもので
ある。

例えば、前記実施例では、励磁用コイル４の両側に検出
部５および６を設けたプローブ２を用いていたが、第５
図に示すように、励磁用コイル４の片側のみに検出部５
を設けたプローブ５０を用いてもよい、この検出部５の
みを設けた場合でも、じゃま板２２による影響とリフト
オフによる影響とを同時に排除できる。但し、前記実施
例のほうが、コイルの分割部分の不感帯を無くすことが
できるとともに、じゃま板２２に対する欠陥の位置によ
る影響を無くす二七ができるという利点がある。

また、第６図に示すようなプローブ６０を用いてもよい
、このプローブ６０は、励磁用コイル４の片側のみに検
出部６１が設けられ、この検出部６１は、第７図および
第８図に示すように、水平面で分割された検出用コイル
６２と、垂直面で分割された検出用コイル６３とで構成
されている。このプローブ６０によれば、じゃま板２２
の影響を排除できるほかに、分割部分の不感帯を無くす
ことができるという利点がある。

さらに、各検出部５．６は、分割された１組の検出用コ
イル７、　８．１０．１１が金属管２０の軸方向に前後
して一対設けられたものに限らず、少なくとも分割され
た１組の検出用コイルを備えていればよい、但し、一対
設けたほうが、リフトオフの影響を排除できる利点があ
る。

また、検出用コイル７、　８．１０．１１の分割面は水
平方向あるいは垂直方向に限らず、金属管２０の軸方向
に沿った方向であればよい、但し、水平方向や垂直方向
、あるいは不惑帯を無くすために組み合わせる場合にも
９０度異なるように配置したほうが、検出信号の解析処
理等が容易であるという利点がある。

さらに、励磁用コイル４と検出部５，６．６１との距離
や、各コイルの直径等の大きさは実施にあたって適宜設
定すればよい。

次に、本発明の渦流探傷装置１を用いた実験結果につい
て説明する。

この実験は、第５図に示すプローブ５０を用いてじゃま
板２２の近傍に位置する欠陥としての貫通孔２１を検出
するものであり、貫通孔２１の中心とじゃま板２２との
距離２−０鵬および２０ｍｍとした時の測定データを、
第９図（ＡＩ）、　（Ａ２）　、　（８１）　、　（８
２）に示すように、Ｙ軸信号７１とＸ軸信号７２とに分
けて出力した。

また、比較例として、第１１図に示す従来のプローブ９
０を用いた実験結果を、Ｙ軸信号７３とＸ軸信号７４と
に分けて第１０図（ＡＩ）　、　（Ａ２）　、　（８１
）　、　（８２）に示す。

なお、各実験とも、じゃま［２２が原因で検出されるじ
ゃま板信号７５がＸ軸信号７２．７４上で小さくなるよ
うに調整した。

このような実験の結果、特にＸ軸信号７２．７４から判
るように、従来のプローブ９０を用いた場合には、ｌ−
２０ｍでは判別できた欠陥信号７６は、１−０ｍではじ
ゃま板信号７５と区別できなかった。さらに、じゃま板
２２を移動させて実験したところ、従来のプローブ９０
では、ｊ！−１０ｍ以下では欠陥信号７６をじゃま板信
号７５と区別することが困難であった。

これに対し、本発明のプローブ５０を用いた場合には、
じゃま板信号７５の振幅が極めて小さく、あるいは消去
されており、２−Ｏ■でも欠陥信号７６を検出可能であ
り、じゃま板２２による不感帯を小さくすることができ
た。従って、本発明の渦流探傷方法および装置による検
査が有効であることが判る。

〔発明の効果〕

このような本発明によれば、じゃま板や管仮による不感
帯を小さ（して強磁性金属管の欠陥を確実に検出するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図および
第３図は第１図のＨ−Ｈ線および■−厘線に沿った断面
図、第４図は各検出用コイルの結線関係を示す図、第５
図は本発明のプローブの変形例を示す断面図、第６図は
プローブの他の変形例を示す正面図、第７図および第８
図は第６図の■−■線および■−■線に沿った断面図、
第９図は本発明の実験データを示−す図、第１０図は従
来例の実験データを示す図、第１１図は従来例を示す断
面図、第１２図は第１１図のＡ−Ａ線に沿った断面図で
ある。 １・・・渦流探傷装置、２．５０．６０・・・プローブ
、４・・・励磁用コイル、５，６．６１・・・信号検出
部、７゜８　、１０．１１．６２．６３・・・検出用コ
イル、７Ａ、７Ｂ。 ８　Ａ、８　Ｂ、ＩＯＡ、ＩＯＢ、ＩＩＡ、ＩＩＢ・・
・分割コイル、２０・・・金属管、２１・・・貫通孔、
２２・・・じゃま板、３０・・・探傷器本体、３１・・
・発振器、３２・・・第１回路手段、３２・・・第２回
路手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性金属管の軸方向に所定距離で配置された励
   磁用コイルおよび検出用コイルを用い、前記励磁用コイ
   ルに励磁用交流電流を通じながら前記金属管内を移動さ
   せ、この金属管に生じる渦電流の変化を前記検出用コイ
   ルで検出し、この検出信号に基づいて前記金属管の欠陥
   を検査する渦流探傷方法において、 前記検出用コイルとして前記金属管の軸方向に沿って分
   割された複数の分割コイルを用い、各分割コイルの出力
   信号を差動的に合成して前記検出信号を得ることを特徴
   とする強磁性金属管の渦流探傷方法
2. （２）検査対象の強磁性金属管内に挿入されて軸方向に
   移動可能なプローブと、このプローブに接続された探傷
   器本体とを有する強磁性金属管の渦流探傷装置であって
   、 前記プローブは、前記金属管の軸方向に沿って分割され
   た複数の分割コイルより構成される検出用コイルと、こ
   の検出用コイルから金属管の軸方向に所定距離で配置さ
   れた励磁用コイルとを備えるとともに、 前記探傷器本体は、プローブの励磁用コイルに励磁用交
   流電流を通じる発振器と、前記各分割コイルの出力信号
   を差動的に合成する回路手段とを備えることを特徴とす
   る強磁性金属管の渦流探傷装置。