JPH0396855A - Magnetic flaw detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
く産業上の利用分野〉
この発明は、磁気探傷装置に関し、特に、磁性体からな
るワイヤロープ、線材、棒材、及び管材等の長尺体の探
傷に好適に用いられる磁気探傷装置に関する。[Detailed description of the invention] Industrial application field> The present invention relates to a magnetic flaw detection device, and is particularly suitable for flaw detection of elongated bodies made of magnetic materials such as wire ropes, wire rods, bars, and pipe materials. This article relates to magnetic flaw detection equipment.
く従来の技術〉
従来より、原子力発電所や各種ブラン1・等においては
、ワイヤーロープや鋼管等の磁性を有する長尺体の、ク
ラック、腐蝕、摩耗等の欠陥の有無を、定期的に検査す
ることが行われており、このような検査においては、欠
陥部の漏洩磁束を測定する磁気探傷装置が用いられてい
る。Conventional technology> Traditionally, in nuclear power plants and various types of braking systems, magnetic long bodies such as wire ropes and steel pipes are regularly inspected for defects such as cracks, corrosion, and wear. In such inspections, magnetic flaw detection equipment is used to measure the leakage magnetic flux of defective parts.
上記磁気探傷装置は、磁性体を一様に磁化する電磁石と
、磁性体に巻回される検出コイルと、検出コイルが接続
されたペンレコーダ等の記録計とによって主要部が構成
されており、この磁気探傷装置によれば、磁束が欠陥部
分で漏洩することから、これを検出コイルにより計測し
て、記録計に記録することができる。The main parts of the above magnetic flaw detection device include an electromagnet that uniformly magnetizes a magnetic material, a detection coil wound around the magnetic material, and a recorder such as a pen recorder to which the detection coil is connected. According to this magnetic flaw detection device, since magnetic flux leaks at the defective portion, this can be measured by the detection coil and recorded on the recorder.
く発明が解決しようとする課題〉
ところが、上記の構成の磁気探傷装置は、漏洩磁束を検
出することにより磁性体の欠陥を検出するものであるか
ら、欠陥の有無を検出することができでも、欠陥の大き
さ、即ち減肉量を検出することがてきないという問題が
あった。さらに詳述すると、上記漏洩磁束の大きさは、
欠陥が磁性体の表面にあるか内部にあるかによって異な
り、内部にある場合でも、その表面からの深さによって
異なり、さらに、欠陥自体の大きさによっても異なる。Problems to be Solved by the Invention> However, since the magnetic flaw detection device having the above configuration detects defects in magnetic materials by detecting leakage magnetic flux, even if it is possible to detect the presence or absence of defects, There was a problem in that the size of the defect, that is, the amount of thinning could not be detected. To explain in more detail, the magnitude of the leakage magnetic flux is:
It differs depending on whether the defect is on the surface or inside the magnetic material, and even if it is inside, it differs depending on the depth from the surface, and also depends on the size of the defect itself.
したがって、記録計には、これらの変動要因が混ざり合
って記録される結果、欠陥の大きさを特定することが困
難となる。したかって、特に内部欠陥については、その
大きさを目視によっても確認することができないことか
ら、欠陥が検出された場合には、当該欠陥の大きさが使
用限界に達していない場合でも、磁性体を一律に交換し
なければならず不経済となっていた。Therefore, the recorder records a mixture of these variable factors, making it difficult to specify the size of the defect. Therefore, the size of internal defects cannot be visually confirmed, so if a defect is detected, even if the size of the defect does not reach the usage limit, the magnetic material had to be replaced uniformly, making it uneconomical.
また、磁性体を磁化するために、電磁石を用いているの
で、装置か大形化すると共に、検査の作業性が悪いとい
う問題があった。さらに、内部欠陥についての検出精度
が悪く、検査の信頼性が劣るという問題があった。Furthermore, since an electromagnet is used to magnetize the magnetic material, there are problems in that the device becomes large and the workability of the inspection is poor. Furthermore, there was a problem in that the accuracy of detecting internal defects was poor and the reliability of inspection was poor.
この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、欠
陥の大きさを検出することができると共に、装置の小形
化が図れ、しかも検査の信頼性を確保することができる
磁気探傷装置を提供することを目的とする。This invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a magnetic flaw detection device that can detect the size of defects, reduce the size of the device, and ensure reliability of inspection. The purpose is to
く問題点を解決するための手段〉
上記目的を達成するためのこの発明としては、磁性体を
包囲した状態で当該磁性体を略飽和磁束密度に磁化する
環状の永久磁石と、磁性体を包囲する検出コイルを介し
て磁性体中の磁束を検出する磁束計とを備え、上記永久
磁石が、円弧状に分割できるように円周方向に沿って複
数に区画されているものである。Means for Solving the Problems> This invention for achieving the above object includes: a ring-shaped permanent magnet that surrounds a magnetic material and magnetizes the magnetic material to approximately the saturation magnetic flux density; The permanent magnet is divided into a plurality of sections along the circumferential direction so as to be divided into arc shapes.
但し、上記検出コイルとしては、円周方向の所定部にお
いて非連続となるように、当該所定部において折り返さ
れているものであってもよい。However, the detection coil may be folded back at a predetermined portion in the circumferential direction so as to be discontinuous at the predetermined portion.
く作用〉
上記の構成の磁気探傷装置によれば、永久磁石によって
磁性体を包囲して、当該磁性体を略飽和磁束密度に直線
磁化した状態で、永久磁石と磁性体とを相対的に移動さ
せることにより、磁性体の表面及び内部欠陥により生じ
る磁束の変化量を、磁性体を包囲した検出コイルを介し
て磁束計により計測することかできる。According to the magnetic flaw detection device having the above configuration, the permanent magnet and the magnetic material are moved relative to each other while surrounding the magnetic material with the permanent magnet and linearly magnetizing the magnetic material to approximately the saturation magnetic flux density. By doing so, the amount of change in magnetic flux caused by surface and internal defects of the magnetic material can be measured by a magnetometer via a detection coil surrounding the magnetic material.
ここに、磁性体中の磁束をΦ、飽和磁束密度をBS%磁
性体の断面積をAとすると、
Φ一Bs −A ・・・(1)であるから、起
磁力やリフトオフ等の磁化条件が一定であれば、磁束Φ
は磁性体の断面積Aに比例することになる。Here, if the magnetic flux in the magnetic material is Φ, the saturation magnetic flux density is BS%, and the cross-sectional area of the magnetic material is A, then Φ - Bs - A (1), so magnetization conditions such as magnetomotive force and lift-off etc. If is constant, the magnetic flux Φ
is proportional to the cross-sectional area A of the magnetic material.
したがって、磁性体の健全部(欠陥のない部分)の磁束
をΦ,、欠陥部の磁束をΦ1、健全部の断面積をA6、
欠陥部の断面積をA1とすると、上記(1)式より
Φ, 一B5 ・ A, ・・・(2)Φ
1 −B, ・ A1 ・・・(3)であ
り、式(2)及び式(3)より
Φ,一Φr −Bs (A6 A+ ) −(4)
となり、式(4)より、磁束の変化量ΔΦ(一Φ,Φ1
)は、磁性体の断面積の変化量ΔA (=A,AI)に
比例することが明らかである。したがって、上記磁束の
変化量ΔΦを磁束計によって検出することにより、磁性
体の断面積の変化量ΔA1即ち欠陥の大きさ(減肉量)
を推定することができる。Therefore, the magnetic flux of the healthy part (part without defects) of the magnetic material is Φ, the magnetic flux of the defective part is Φ1, and the cross-sectional area of the healthy part is A6,
If the cross-sectional area of the defective part is A1, then from the above formula (1), Φ, -B5 ・ A, ... (2) Φ
1 -B, ・A1...(3), and from equations (2) and (3), Φ, -Φr -Bs (A6 A+) - (4)
From equation (4), the amount of change in magnetic flux ΔΦ(-Φ, Φ1
) is clearly proportional to the amount of change ΔA (=A, AI) in the cross-sectional area of the magnetic material. Therefore, by detecting the amount of change ΔΦ in the magnetic flux using a magnetometer, the amount of change ΔA1 in the cross-sectional area of the magnetic material, that is, the size of the defect (the amount of thinning) can be determined.
can be estimated.
また、上記永久磁石が、円周方向に沿って複数に区画さ
れているので、永久磁石を円弧状に分割した状態で、磁
性体を永久磁石の内部へ径方向から導入することができ
る。Further, since the permanent magnet is divided into a plurality of sections along the circumferential direction, the magnetic material can be introduced into the permanent magnet from the radial direction while the permanent magnet is divided into arc shapes.
特に、上記検出コイルが、円周方向の所定部において非
連続となるように、当該所定部において折り返されてい
る場合には、磁性体を上記非連続部分を通して検出コイ
ルの内部へ導入することができる。In particular, when the detection coil is folded back at a predetermined portion so as to be discontinuous at a predetermined portion in the circumferential direction, it is possible to introduce the magnetic substance into the inside of the detection coil through the discontinuous portion. can.
く実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。Example Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing embodiments.
第1図は、この発明の磁気探傷装置の一実施例を示す要
部斜視図であり、第3図は全体構成を示す概略図である
。上記磁気探傷装置は、磁性体としてのワイヤローブW
を探傷するためのものであ5
6
り、ケーシング1の内部に、ワイヤロープWを包囲した
状態で当該ワイヤロープWを略飽和磁束密度に磁化する
永久磁石2、及びワイヤロープW中の磁束を検出する検
出コイル3が設けられているプローブPと、上記検出コ
イル3が接続された磁束計4と、磁束計4による磁束の
計測値を記録するペンレコーダ等の記録計5によって主
要部が構成されている。FIG. 1 is a perspective view of essential parts of an embodiment of the magnetic flaw detection apparatus of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the overall configuration. The above magnetic flaw detection device uses a wire lobe W as a magnetic material.
The permanent magnet 2 surrounds the wire rope W and magnetizes the wire rope W to approximately the saturation magnetic flux density, and the permanent magnet 2 is used to detect flaws in the wire rope W. The main part consists of a probe P equipped with a detection coil 3 for detection, a magnetometer 4 to which the detection coil 3 is connected, and a recorder 5 such as a pen recorder that records the measured value of magnetic flux by the magnetometer 4. has been done.
上記ケーシング1は、両端部が端面板11にて閉塞され
た円筒状のものであり、各端面板11の中心部には、ワ
イヤローブWを通すための開口部11aが形威されてい
る。また、上記ケーシング1は、半割り円筒状に分割で
きるように、軸線を含む平面を境界として二分割されて
おり、各分割片1aは、蝶番12にて開閉可能に連結さ
れている(第2図参照)と共に、図示しないベルトやフ
ック等のロック手段によって、閉塞状態に維持されてい
る。さらに、ケーシング1の両端部には、ワイヤロープ
WをプローブPの中心に保持した状態で、両者の相対的
な移動をガイドするガイド部材1−3が設けられている
。このガイド部材13は、放射状に配置された調整ボル
ト13aの先端部に取り付けられており、上記調整ボル
}13aを回動調整することによって、ワイヤロープW
の線径に応じて径方向に移動させることができる。The casing 1 has a cylindrical shape with both ends closed by end plates 11, and each end plate 11 has an opening 11a in the center thereof through which the wire lobe W passes. Further, the casing 1 is divided into two halves with a plane including the axis as a boundary so that it can be divided into half cylinders, and each divided piece 1a is connected with a hinge 12 so as to be openable and closable. (see figure) and is maintained in the closed state by a locking means such as a belt or hook (not shown). Furthermore, guide members 1-3 are provided at both ends of the casing 1 to guide the relative movement of the wire rope W while holding it at the center of the probe P. This guide member 13 is attached to the tip of adjustment bolts 13a arranged radially, and by rotationally adjusting the adjustment bolts 13a, the wire rope W can be adjusted.
can be moved in the radial direction according to the wire diameter.
上記永久磁石2は、希土類コバルト等からなる多数の永
久磁石片21を環状に配列したものであり(第2図参照
)、ワイヤロープWを直線磁化すべく極性を互いに逆向
きにした状態で、所定間隔離して2組設けられている(
第3図参照)。また、各永久磁石2は、外周側に配置さ
れた多数のヨーク材6を介して、ケーシング1に固定さ
れており、当該ケーシング1の開閉に伴って、半円状に
分割できるようになっている。さらに、上記永久磁石2
の内周側には、ワイヤロープWとの接触を防止すべく、
樹脂製パイプからなるスペーサ5が設けられている。こ
のスペーサ7は、ワイヤロープWとの間に所定の隙間を
有して設けられていると共に、永久磁石2と一体に分割
できるように、円周方向に二分割されている。なお、上
記磁石片21?配列数としては、ワイヤロープWの線径
や磁気特性等に応じて適宜選定され、例えば、ワイヤ口
ーブWの直径が3 8 mm %永久磁石2の磁気特性
が、BH■.で23MG・Oe以上である場合には、円
周上に32個程度配列される。The permanent magnet 2 has a large number of permanent magnet pieces 21 made of rare earth cobalt or the like arranged in an annular shape (see Fig. 2), and the polarities are reversed to linearly magnetize the wire rope W. There are two sets separated by a predetermined interval (
(See Figure 3). Further, each permanent magnet 2 is fixed to the casing 1 via a large number of yoke members 6 arranged on the outer circumferential side, and can be divided into semicircular shapes as the casing 1 is opened and closed. There is. Furthermore, the permanent magnet 2
To prevent contact with the wire rope W, there is a
A spacer 5 made of a resin pipe is provided. This spacer 7 is provided with a predetermined gap between it and the wire rope W, and is divided into two in the circumferential direction so that it can be divided integrally with the permanent magnet 2. In addition, the magnet piece 21? The number of arrays is appropriately selected depending on the wire diameter and magnetic properties of the wire rope W. For example, if the diameter of the wire rope W is 38 mm and the magnetic properties of the permanent magnet 2 are BH2. If it is 23 MG·Oe or more, about 32 pieces are arranged on the circumference.
検出コイル3は、各永久磁石2間に、ワイヤ口ーブWを
包囲した状態で配置されており、円周方向においてケー
シングー及び永久磁石2と一体に分割できるように、当
該円周方向の所定部において非連続になるように形戊さ
れている。第4図及び第5図を参照してさらに詳述する
と、上記検出コイル3は、ケーシングー及び永久磁石2
と共に分割可能な半割り筒状の芯材31に巻回されてい
るものであり、まず、芯材31の外周に沿って略1巻き
巻回された後、芯材31の切離部31aにおいて折り返
されて芯材31の内周に沿って巻回され、芯材31の切
離部31aにおいて再び折り返されて、芯材31の外周
に沿って巻回され、必要に応じて上記巻回状態が繰り返
された後、最終的に端子側がケーシングーの外部に導出
されてい9
る。The detection coil 3 is arranged between each permanent magnet 2 in a state surrounding the wire opening W, and is arranged at a predetermined position in the circumferential direction so that it can be divided integrally with the casing and the permanent magnet 2 in the circumferential direction. It is shaped so that it is discontinuous in some parts. To explain in more detail with reference to FIGS. 4 and 5, the detection coil 3 includes a casing and a permanent magnet 2.
The core material 31 is wound around a half-tubular core material 31 that can be divided into two parts.First, the core material 31 is wound approximately one turn along the outer periphery of the core material 31, and then at the separation part 31a of the core material 31. It is folded back and wound along the inner periphery of the core material 31, then folded back again at the separation part 31a of the core material 31, and wound along the outer periphery of the core material 31, and the above-mentioned winding state is changed as necessary. After this is repeated, the terminal side is finally led out to the outside of the casing.
なお、磁束計4としては、検出コイル3の発生電圧を積
分値として計測する従来公知のものである。The magnetometer 4 is a conventionally known one that measures the voltage generated by the detection coil 3 as an integral value.
以上の構成であれば、プローブPのケーシング1を、第
2図の二点鎖線及び第6図に示すように、円周方向に開
放することにより、永久磁石2と検出コイル3とを、円
周上の所定部から二分割することができ、この状態で、
ブローブPの中心部へ、その径方向からワイヤロープW
を導入することができる。したがって、ワイヤロープW
を張設された状態で、そのままプローブPの中心部に導
入することができる。With the above configuration, by opening the casing 1 of the probe P in the circumferential direction as shown by the two-dot chain line in FIG. 2 and in FIG. It can be divided into two from a predetermined part on the circumference, and in this state,
Wire rope W from the radial direction to the center of the probe P
can be introduced. Therefore, the wire rope W
It can be introduced into the center of the probe P as it is in the stretched state.
次いで、ケーシング1を閉塞することにより、永久磁石
2及び検出コイル3によってワイヤロープWを包囲する
ことができ、この状態で、永久磁石2によってワイヤロ
ープWを直線磁化することができる。したがって、プロ
ーブPをワイヤロープWに沿って移動させていくと、ワ
イヤロープWの表面及び内部欠陥により生じる磁束の変
化量を、1 0
検出コイル3を介して磁束計4により計測することかで
きる、また、磁束計4の計測値を、記録計5に記録する
ことができる。Next, by closing the casing 1, the wire rope W can be surrounded by the permanent magnet 2 and the detection coil 3, and in this state, the wire rope W can be linearly magnetized by the permanent magnet 2. Therefore, as the probe P is moved along the wire rope W, the amount of change in magnetic flux caused by surface and internal defects of the wire rope W can be measured by the magnetometer 4 via the detection coil 3. Moreover, the measured value of the magnetometer 4 can be recorded on the recorder 5.
ここに、前記した式(4)より、磁束の変化量ΔΦは、
ワイヤロープWの断面積の変化量ΔAに比例することか
ら、上記磁束の変化量ΔΦを磁束計4又は記録計5によ
って読み取ることにより、ワイヤロープWの断面積の変
化量ΔA1即ち欠陥の大きさ(減肉量)を推定すること
ができる。Here, from the above equation (4), the amount of change in magnetic flux ΔΦ is
Since it is proportional to the amount of change ΔA in the cross-sectional area of the wire rope W, by reading the amount of change ΔΦ in the magnetic flux using the magnetometer 4 or the recorder 5, it is possible to determine the amount of change ΔA1 in the cross-sectional area of the wire rope W, that is, the size of the defect. (Amount of thinning) can be estimated.
なお、この発明の磁気探傷装置は、上記実施例に限定さ
れるものでなく、例えば、上記記録計5については、こ
れをIg戊することなく実施する場合もある。Note that the magnetic flaw detection apparatus of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and for example, the recorder 5 may be implemented without Ig.
また、ケーシング1及び永久磁石2については、これら
を3つ以上に分割できるように構成することもでき、永
久磁石2については、当該分割個数に応じた円弧状のも
ので構成してもよい。Further, the casing 1 and the permanent magnet 2 may be configured to be divided into three or more parts, and the permanent magnet 2 may be configured to have an arc shape corresponding to the number of divisions.
さらに、検出コイル3としては、連続的に巻回されたも
のを円周上の所定部において切断すると共に、切断され
た端部どうしをコネクタを介して11
分離可能に連結したものであってもよく、このほが、第
7図に示すように、ケーシング1のうちの永久磁石2間
に対応する部分を凹人形成しておき、ケーシング1をワ
イヤロープWに取り付けた後に、当該押入部分に検出コ
イル3を巻回するようにしてもよい。Furthermore, the detection coil 3 may be one that is continuously wound and cut at a predetermined portion on the circumference, and the cut ends are separably connected to each other via a connector. In this case, as shown in FIG. 7, the part of the casing 1 corresponding to the space between the permanent magnets 2 is formed into a concave shape, and after the casing 1 is attached to the wire rope W, the part corresponding to the space between the permanent magnets 2 is recessed. The detection coil 3 may be wound.
く発明の効果〉
以上のように、この発明の磁気探傷装置によれば、磁性
体中の磁束の変化量を計測することにより、当該磁性体
を探傷するものであるから、磁性体の欠陥の有無は勿論
、磁性体の断面積の変化量、即ち欠陥の大きさも推定す
ることができる。したがって、磁性体の交換の要否を判
断することができる結果、欠陥か発見された場合に一律
に磁性体を交換している従来に比して、保守管理コスト
を少なくすることができる。また、従来の漏洩磁束を検
出するものよりも内部欠陥の検出精度がよく、探傷の信
頼性を確保することができる。Effects of the Invention> As described above, according to the magnetic flaw detection apparatus of the present invention, defects in the magnetic material can be detected by measuring the amount of change in magnetic flux in the magnetic material. Not only the presence or absence of the defect, but also the amount of change in the cross-sectional area of the magnetic material, that is, the size of the defect can be estimated. Therefore, it is possible to determine whether or not the magnetic material needs to be replaced, and as a result, maintenance costs can be reduced compared to the conventional method in which the magnetic material is uniformly replaced when a defect is discovered. In addition, the accuracy of detecting internal defects is better than that of conventional ones that detect leakage magnetic flux, and the reliability of flaw detection can be ensured.
さらに、磁性体の磁化手段として永久磁石を用いている
ので、小型軽量化が図れ、永久磁石を円12
弧状に分割して磁性体を永久磁石の内部へ径方向から導
入することかできる点と相俟って、探傷作業を容易且つ
能率的に行うことかできる。Furthermore, since a permanent magnet is used as the means for magnetizing the magnetic material, it can be made smaller and lighter, and the permanent magnet can be divided into 12 arc shapes and the magnetic material can be introduced into the permanent magnet from the radial direction. In combination, flaw detection work can be performed easily and efficiently.
特に、上記検出コイルが、円周方向の所定部において非
連続となるように、当該所定部において折り返されてい
る場合には、磁性体を上記非連続部分を通して検出コイ
ルの内部へ導入することができるので、探傷作業をより
一層容易に行うことかできるという特有の効果を奏する
。In particular, when the detection coil is folded back at a predetermined portion so as to be discontinuous at a predetermined portion in the circumferential direction, it is possible to introduce the magnetic substance into the inside of the detection coil through the discontinuous portion. This has the unique effect of making flaw detection work even easier.
第1図はこの発明の磁気探傷装置のプローブ部分を示す
一部欠截斜視図、
第2図はプローブの断面図、
第3図は全体構成を示す概略図、
第4図は検出コイルの巻き線状体を示す斜視図第5図は
同じく断面図、
第6図は検出コイルの分割状態を示す断面図、第7図は
他の実施例を示す断面図。
3・・・検出コイル、4・・・磁束計、W・・・ワイヤ
ロープ。Fig. 1 is a partially cutaway perspective view showing the probe portion of the magnetic flaw detection device of the present invention, Fig. 2 is a sectional view of the probe, Fig. 3 is a schematic diagram showing the overall configuration, and Fig. 4 is a winding of the detection coil. FIG. 5 is a perspective view showing a linear body; FIG. 6 is a sectional view showing a divided state of the detection coil; FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment. 3...Detection coil, 4...Magnetometer, W...Wire rope.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP23378489A JPH0396855A (en) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Magnetic flaw detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP23378489A JPH0396855A (en) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Magnetic flaw detecting device |
Publications (1)
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- 1989-09-08 JP JP23378489A patent/JPH0396855A/en active Pending
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