JPH05164745A

JPH05164745A - 鋼体の探傷方法及びその装置

Info

Publication number: JPH05164745A
Application number: JP3330399A
Authority: JP
Inventors: Seigo Ando; 静吾安藤; Kazuo Tsuruoka; 一雄鶴岡
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1991-12-13
Filing date: 1991-12-13
Publication date: 1993-06-29
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: GB2262346B; GB9225190D0; JP2639264B2; GB2262346A

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼板等の被検体の表面に存在する孔食を渦電
流手法で検出する場合に、たとえ被検体が厚くても上面
および下面の両方の面に存在する各孔食を精度よく検出
する。【構成】磁化器１１でもって被検体１２を磁化し、こ
の被検体１２に対して、Ｅ型コア１６の中央磁極１６ａ
に一次コイル１７が巻装されかつ両側の各磁極１６ｂ，
１６ｃにそれぞれ二次コイル１８ａ，１８ｂが巻装され
た渦電流検出用プローブコイル１３を対向配置し、一次
コイル１７に交流電流を印加して被検体１２に渦電流を
発生させ、この渦電流によって各二次コイル１８ａ，１
８ｂに生じる各誘起電圧の差分電圧を抽出し、被検体表
面に存在する孔食２０ａ，２０ｂをこの抽出された差分
電圧でもって検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は渦電流を利用して鋼体の
表面に存在する孔食を検出する鋼体の探傷方法及び鋼体
の探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばパイプライン等の大口径の鋼管の
内壁に存在する孔食等の欠陥を検出する公知技術として
は、Ｘ線検査法、超音波探傷法、漏洩磁束探傷法及び渦
電流探傷法等が報告されている。

【０００３】これらの各探傷法のうち、製造工場等の検
査工程でオンラインでもって実施可能な探傷法として
は、設備費が低い、高速応答性が必要である、装置が大
掛かりにならずに小型に形成できる、等の諸条件を考慮
すると、漏洩磁束探傷法または渦電流探傷法が最適であ
る。このうち、渦電流を利用した探傷装置として図９
（ａ）（ｂ）に示す孔食検出装置が実用化されている
（特開昭６１−２２３５４９号）。

【０００４】図９（ａ）において、被検体としての鋼管
１内に測定ヘッド２が挿入されている。そして、この測
定ヘッド２は図示しない駆動機構によって鋼管１の軸方
向に移動される。測定ヘッド２内には軸方向に互いに離
間した一対の貫通型一次コイル３ａ，３ｂが組込まれて
いる。各貫通型一次コイル３ａ，３ｂのコイルの巻回方
向は鋼管１の周方向に一致している。この貫通型一次コ
イル３ａ，３ｂの相互間で、かつ鋼管１の内周面に近接
して複数のプローブコイル４が設けられている。各プロ
ーブコイル４は、図９（ｂ）に示すように、周方向に均
等に配設されている。

【０００５】この検出ヘッド２の一対の貫通型一次コイ
ル３ａ，３ｂに図示しない発振器から例えば５０〜１０
００ｋHzの高周波励磁信号を印加すると、一対の貫通型
一次コイル３ａ，３ｂに交流磁界が発生し、この交流磁
界により、鋼管１の内面１ａに渦電流が生起する。この
渦電流は鋼板１の内面１ａに孔食５ａが存在すると、そ
の孔深差や外径等の孔食５の規模に応じて変化する。

【０００６】この渦電流により内面１ａに近接配置され
たプローブコイル４に誘起電圧が生起される。したがっ
て、プローブコイル４の両端電圧を検出することによっ
て渦電流を検出できる。

【０００７】測定ヘッド２を鋼管１の軸方向に移動させ
ながら、プローブコイル４の出力信号を監視する。そし
て、測定ヘッド２が孔食５ａ位置に達すると、渦電流値
が変化するので、プローブコイル４の出力信号レベルが
変化する。よって、孔食５ａが検出できる。

【０００８】また、測定ヘッド２の軸方向位置と、鋼管
１の内周面に沿って配設された各プローブコイル４の各
出力信号とを監視することによって、鋼管１の内面１ａ
に存在する孔食５ａの発生位置と規模とを検出すること
が可能である。また、図１０および図１１は他の手法を
用いて被検体の表面に存在する孔食を検出する孔食検出
装置の動作原理を示す図である。

【０００９】被検体６の表面に対向させて棒状コア７
ａ，７ｂに巻装された一対のコイル８ａ，８ｂが配設さ
れている。そして、各コイル８ａ，８ｂは図１１に示す
ように、可変インピーダンス値Ｚ1 ，Ｚ2 を有するイン
ピーダンス素子９ａ，９ｂと共にブリッジ回路を構成す
る。このブリッジ回路のインピーダンス素子９ａ，９ｂ
の接続点とコイル８ａ，８ｂの接続点との間に発振器９
ｃから高周波励磁信号が印加される。ブリッジ回路にお
けるインピーダンス素子９ａとコイル８ａとの接続点と
インピーダンス素子９ｂとコイル８ｂとの接続点との間
の電位差Ｖd が差動増幅器９ｄから出力される。

【００１０】そして、発振器９ｃからブリッジ回路に高
周励磁信号を印加すると、各コイルａ，８ｂが巻装され
た棒状コア７ａ，７ｂは磁化され、図１０に示すような
被検体６にその一部が交差する磁束Φａ，Φｂが発生す
る。孔食が全く存在しない被検体６の健全部に前記各コ
ア７ａ，７ｂを対向させた状態で、差動増幅器９ｄから
出力される電位差Ｖd が０Ｖになるように、各インピー
ダンス素子９ａ，９ｂのインピーダンス値Ｚ1 ，Ｚ2 ，
を調整する。すなわち、この状態においては、各コイル
８ａ，８ｂの各インピーダンス値をＺa ，Ｚb とする
と、(1) 式が成立する。Ｚ1 ・Ｚb ＝Ｚ2 ・Ｚa …(1)

【００１１】そして、図１０に示すように、被検体６に
孔食５ｃが存在すると、その孔食５ｃに対向する方の磁
束Φａが乱れるので、この孔食５ｃに対向するコイル８
ａのインピーダンス値Ｚa が変化する。その結果、差動
増幅器９ｄから孔食５ｃの規模に対応する電位差Ｖd が
出力される。よって、被検体６の表面に存在する孔食５
ｃの発生位置と規模とを検出することが可能である。

【００１２】

【課題を解決するための課題】しかしながら、図９
（ａ）（ｂ）および図１０，図１１に示した孔食検出装
置においても、まだ解消すべき次のような課題があっ
た。

【００１３】先ず、図９（ａ）（ｂ）の孔食検出装置に
おいては、鋼管１の内面１ａに存在する孔食５ａに対し
ては一定の検出感度でもって検出することが可能であ
る。しかし、鋼管１の外面１ｂに存在する孔食５ｂを検
出することができなかった。

【００１４】すなわち、渦電流は鋼管１の内面１ａ近傍
及び外面１ｂ近傍に発生するが、内面１ａ近傍に配設さ
れたプローブコイル４でもって外面１ｂの渦電流を検出
するためには、検出感度を大幅に増加する必要がある。
検出感度を増大するとＳ／Ｎが低下し、正確に外面１ｂ
の孔食５ｂを検出することができなかった。したがっ
て、従来装置においては、内面１ａの孔食５ａと外面１
ｂの孔食５ｂとを別々の装置で検出していた。

【００１５】また、鋼管１の磁気的特性が軸方向位置に
おいて例えば局部的に変動した場合、たとえ同一磁界が
印加されていたとしても発生する渦電流値が変動する。
その結果、この磁気特性変動を孔食５ａとして検出して
しまう懸念がある。

【００１６】次に、図１０，図１１の孔食検出装置にお
いて、孔食５ｃを精度よく検出するために、各磁束Φ
ａ，Φｂの極く微細な変化量を検出する必要が有るの
で、外部の浮遊磁束の影響を排除するために図１２に示
すように、各コイル８ａ，８ｂの周囲を共通に覆う磁気
シールド体１０を設けている。

【００１７】しかし、図１２に示すように、磁気シール
ド体１０を各コイル８ａ，８ｂに過度に近接配置する
と、各棒状コア７ａ，７ｂから出力される磁束Φａ，Φ
ｂが被検体６まで達せずに、直ぐに外側に配設された磁
気シールド体１０へ引き込まれる。この状態では孔食５
ｃは検出できない。

【００１８】したがって、各棒状コア７ａ，７ｂと被検
体６までの距離Ｌ，各コイル８ａ，８ｂと外側の磁気シ
ード体１０までの距離Ｗ、および各棒状コア７ａ，７ｂ
の上端と磁気シード体１０までの距離Ｈをある一定以上
に設定する必要が有る。発明者等の実験によると、上側
の距離Ｈを被検体６までの距離Ｌに対して２倍以上に設
定する必要があった。Ｈ≧２Ｌ …(2) より具体的に言えば、例えば、被検体６までの距離Ｌを
３ｍｍに設定すると、Ｗ≧６ｍｍ，Ｈ≧６ｍｍ以上が必
要であった。したがって、装置全体が大型化する懸念が
ある。

【００１９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、予め磁化器でもって被検体を強く磁化して
おくことによって、渦電流検出用プローブコイルにおけ
る渦電流の検出感度を上昇でき、かつ検出される欠陥信
号に含まれる被検体の磁気的特性変動に起因する成分を
除去でき、被検体に存在する孔食の検出精度を大幅に向
上でると共に、被検体の反対表面に存在する孔食も精度
よく検出でき、さらに装置全体を小型化できる鋼体の探
傷方法及び探傷装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明の鋼体の探傷方法においては、磁化器でもって
被検体を磁化し、この被検体に対して、Ｅ型コアの中央
磁極に一次コイルが巻装されかつ両側の各磁極にそれぞ
れ二次コイルが巻装された渦電流検出用プローブコイル
を対向配置し、一次コイルに交流電流を印加して被検体
に渦電流を発生させ、この渦電流によって各二次コイル
に生じる各誘起電圧の差分電圧を抽出し、被検体表面に
存在する孔食をこの抽出された差分電圧でもって検出す
るようにしている。

【００２１】また、本発明の鋼体の探傷装置において
は、被検体に対向する一対の磁極を有し、被検体を磁化
する磁化器と、被検体における磁極相互間に対向配置さ
れると共に、Ｅ型コアの中央磁極に一次コイルが巻装さ
れかつ両側の各磁極にそれぞれ二次コイルが巻装された
渦電流検出用プローブコイルと、この渦電流検出用プロ
ーブコイルの一次コイルに被検体に渦電流を生起させる
交流電流を印加する発振器と、渦電流にて各二次コイル
に誘起される各誘起電圧の差分電圧を、被検体表面に存
在する孔食に対応する欠陥信号として検出する検出回路
とを備えたものである。さらに別の発明の鋼体の探傷装
置においては、渦電流検出用プローブの被検体に対する
対向面以外の外周を磁気シールド体で覆っている。

【００２２】さらに別の発明においては、各誘起電圧の
差分電圧に含まれる交流電流に起因する高周波成分を除
去するとともに被検体に存在する欠陥に起因する漏洩磁
束を抽出するローパスフィルタが設けられている。

【００２３】

【作用】このように構成された鋼体の探傷方法及びその
装置であれば、渦電流検出用プローブにおいては、各磁
極が被検体に対向するＥ型コアの中央磁極に一次コイル
が巻装され、両側の各磁極に二次コイルが巻装されてい
る。そして、一次コイルに交流電流を供給すると、この
一次コイルが巻装された中央磁極から両側に位置する各
磁極向かう磁束が発生する。中央磁極と各磁極とは被検
体に近接配置されているので、この被検体に渦電流が発
生する。そして、両側の磁極に巻装された二次コイルに
前記渦電流に起因する誘起電圧が発生する。

【００２４】両側の各磁極が対向する被検体の表面近傍
に発生する誘起電流は全く等しいので、各二次コイルに
生起される誘起電圧は等しい。しかし、いずれか一方の
対向面に孔食が存在すると、該当対向面の渦電流が乱れ
る。したがって、各二次コイルにて検出される各誘起電
圧に差が生じる。よって差分電圧を検出することによっ
て、孔食の有無と孔食の規模が把握できる。

【００２５】また、被検体は磁化器によって強く磁化さ
れているので、一次コイルによって被検体に生起される
交流磁束の浸透深さが大幅に増加する。この作用によ
り、被検体の渦電流検出用プローブコイル側面（内面）
近傍に発生する渦電流値が増大すると共に、被検体の渦
電流検出用プローブコイル側と反対面（外面）にも一定
量以上の渦電流が形成される。

【００２６】したがって、一方側（内面）に配設された
渦電流検出用プローブコイルでもって、内面の渦電流と
外面の渦電流とを同時に検出できる。なお、中央磁極か
ら出力される磁束は被検体の内を交差する過程で位相遅
れが生じる。したがって、被検体の内面と外面とに存在
する同一形状の孔食を検出すると検出信号波形相互間で
位相差が生じ、ほぼ逆位相関係になる。よって、内面の
孔食と外面の孔食とを区別することが可能である。

【００２７】一方、磁化器でもって被検体を磁化してい
るが、磁化器の各磁極をたとえ被検体に接触するまで近
接させたとしても、被検体の周囲には浮遊磁束が発生す
る。そこで、渦電流検出用プローブコイルの外面を磁気
シールド体で覆うことによって、浮遊磁束が渦電流検出
用プローブコイルの二次コイルに交差して、Ｅ型コアが
磁気飽和するのが防止される。したがって、反対側の孔
食に対する検出感度低下を未然に防止できる。さらに、
二次コイルの出力信号に浮遊磁束に起因する雑音が混入
しないようにしてる。

【００２８】さらに、被検体は磁化器でもって強力に磁
化されている。このため、被検体の表面または内部に欠
陥が存在すると、被検体外に欠陥規模に対応した漏洩磁
束が発生する。二次コイルは磁気センサの機能（差分型
サーチコイル）をも有するので、二次コイルの出力信号
にはこの漏洩磁束に対応する信号成分が含まれる。そこ
で、差分電圧信号をローパスフィルタを用いて発振器の
発振周波数に対応する交流成分を除去すれば、欠陥に対
応する欠陥信号が得られる。

【００２９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例に係わる鋼体
の探傷方法を採用した鋼体の探傷装置の概略構成を示す
模式図である。

【００３０】図１（ａ）において、磁化器１１の磁化鉄
心１１ａの中央部に励磁コイル１１ｂが例えば2000回巻
装されている。この励磁コイル１１ｂに図示しない励磁
電源から直流の励磁電流Ｉが印加されている。したがっ
て、各磁気鉄心１１ａの各磁極１１ｃ，１１ｄは例えば
Ｎ極およびＳ極に磁化される。

【００３１】磁化器１１の各磁極１１ｃ，１１ｄの上側
に例えば鋼板等からなる被検体１２が近接配置される。
被検体１２の上面（内面）１２ａには渦電流検出用プロ
ーブコイル１３が近接配置されている。この渦電流検出
用プローブコイル１３に発振器１９から例えば１０〜１
０００ｋHzの高周波励磁信号ａが印加される。また、渦
電流検出用プローブコイル１３の出力信号ｂは検出回路
１４へ入力される。検出回路１４は、内部に同期検波回
路と増幅器とを内蔵し、入力した高周波の出力信号ｂを
前記高周波励磁信号ａの周波数で同期検波し、出力信号
ｂに含まれる高周波成分を除去する。さらに、検出回路
１４は、高周波成分が除去された出力信号を増幅して、
被検体１２の上面（内面）１２ａまたは下面（外面）１
２ｂに存在する孔食２０ａ，２０ｂを示す欠陥信号ｃへ
変換する。検出回路１４から出力された欠陥信号ｃは記
録計１５にて記録される。

【００３２】図１（ｂ）は渦電流検出用プローブコイル
１３を示す断面図である。強磁性体材料で構成されたＥ
型コア１６の中央磁極１６ａに一次コイル１７が巻装さ
れている。一次コイル１７に発振器１９から前記高周波
励磁信号ａが印加される。また両側の各磁極１６ｂ，１
６ｃにそれぞれ二次コイル１８ａ，１８ｂが巻装されて
いる。二次コイル１８ａ，１８ｂの各巻回方向は互いに
逆方向に設定されている。また、二次コイル１８ａ，１
８ｂは直列接続されている。そして、直列接続された二
次コイル１８ａ，１８ｂの両端端子から出力信号ｂが前
記検出回路１４へ送出される。前記各二次コイル１８
ａ，１８ｂの巻回方向が互いに逆方向であるので、出力
信号ｂは各二次コイル１８ａ，１８ｂでそれぞれ検出さ
れた誘起電圧の差の電圧、すなわち差分電圧信号とな
る。また、Ｅ型コア１６の被検体１２に対向する面以外
の各外面は磁気シールド体２１で覆われている。

【００３３】このように構成された鋼板の探傷装置によ
れば、被検体１２は磁化器１１によって強力に磁化され
ている。そして、被検体１２内に一方の磁極１１ｃと他
方の磁極１１ｄとを結ぶ磁束Φm が発生する。また、一
次コイル１７に高周波励磁信号ａが印加されると、中央
磁極１６ａとそれぞれ外側の磁極１６ｂ，１６ｃとを結
ぶ磁束Φab，Φacが発生する。したがって、被検体１２
における両側の磁極１６ａ，１６ｂに対向する位置に前
記各磁束Φab，Φacが交差する。その結果、被検体１２
の上面（内面）１２ａの該当する位置に渦電流が発生す
る。

【００３４】よって、各二次コイル１８ａ，１８ｂに各
渦電流に対応する誘起電圧が発生する。二次コイル１８
ａ，１８ｂの直列回路の両端から取出される出力信号ｄ
は各渦電流値の差分電圧信号となる。そして、被検体１
２の各面１２ａ，１２ｂに全く孔食２０ａ，２０ｂが存
在しなければ、各磁極１６ａ，１６ｂに対向する位置に
生起される渦電流は全く等しいので、出力信号ｂの信号
レベルは０である。被検体１２の上面（内面）１２ａま
たは下面（外面）１２ｂに孔食２０ａ，２０ｂが存在す
ると、該当位置の渦電流が乱れる。よって、出力信号ｂ
は孔食２０ａ，２０ｂの規模に応じた信号レベルとな
る。

【００３５】次に、このように構成された鋼体の探傷装
置を用いて、予め規模が既知の孔食を人工的に作成した
試験用の被検体に対する探傷実験を実施した。測定結果
を図２乃至図５に示す。

【００３６】厚さｔが６．７ｍｍと１２．７ｍｍとの２
種類の試験用被検体を用い、かつ孔食の外径は１０ｍｍ
であり、孔食の深さｄは厚さｔに対する比率で示し、２
０％，４０％，５０％，６０％の合計４種類の孔食を形
成した。

【００３７】図５は、渦電流検出用プローブコイル１３
を厚さｔ＝１２，７ｍｍの前記人工欠陥が形成された被
検体１２上を一定速度で移動させた場合における検出回
路１４から出力された欠陥信号ｃの信号波形図である。

【００３８】なお、磁化器１１の励磁電流Ｉは１Ａであ
る。また、渦電流検出用プローブコイル１３と被検体１
２との間の距離Ｌは３ｍｍである。さらに、各二次コイ
ル１８ａ，１８ｂと外側の磁気シールド体１２との間の
距離Ｗは１ｍｍである。当然、Ｅ型コア１６の上端は磁
気シールド体２１に固定されているので、Ｅ型コア１６
と磁気シールド体２１との間の距離Ｈは０ｍｍである。

【００３９】この図５からも理解できるように、被検体
１２における渦電流検出用プローブコイル１３側の上面
（内面）１２ａ側に存在する孔食２０ａの信号波形と反
渦電流検出用プローブコイル１３側の下面（外面）１２
ｂ側に存在する孔食２０ｂの信号波形とは位相が大幅に
異なる。すなわち、上面（内面）１２ａ側の孔食２０ａ
においては最初に（＋）極性となり、後から（−）極性
となる。逆に、下面（外面）１２ｂ側の孔食２０ｂにお
いては最初に（−）極性となり、後から（＋）極性とな
る。なお、この極性は二次コイル１８ａ，１８ｂの接続
方法によって反転する。

【００４０】図３は、磁気シールド体２１が取付けられ
た状態で、同一規模の孔食を測定した場合における欠陥
信号ｃの位相と信号レベルとの関係を示す実測図であ
る。図示するように、上面１２ａ側の孔食２０ａの欠陥
信号ｃは進み位相で最大値を示す。これに対して、下面
１２ｂ側の孔食２０ｂの欠陥信号ｃにおいては、前述し
たように中央磁極１６ａから出力される磁束は被検体１
２の内を交差する過程で位相遅れが生じるので、９０°
遅れで最大値を示す。

【００４１】したがって、この欠陥信号ｃにおける位相
特性を利用することによって欠陥信号ｃに現れた欠陥波
形が上面（内面）１２ａに存在する孔食２０ａに起因す
るものか、下面（外面）１２ｂに存在する孔食２０ｂに
起因するものが判断可能となる。

【００４２】図２は、下面（外面）１２ｂに前述した各
種の人工の孔食２０ｂが形成された被検体１２に対する
試験を実施した場合における磁化器１１の励磁コイル１
１ｂに印加する励磁電流Ｉと検出された欠陥信号ｃの相
対出力との関係を示す実測図である。

【００４３】図示するように、励磁電流Ｉが０の場合、
すなわち、被検体１２に磁界が全く印加されていない状
態においては、下面（外面）１２ｂ、すなわち渦電流検
出用プローブコイル１３の反対側面に存在する孔食２０
ｂは全く検出されない。そして、励磁電流Ｉを増加する
と、欠陥信号ｃの検出レベルが上昇していく、そして、
励磁電流Ｉが０．４Ａ程度（磁化力Ｈ＝2000T ×0.4A）
で検出可能となり、約２Ａ（磁化力Ｈ＝2000T ×2.0A）
以上で検出レベルが一定になる。

【００４４】したがって、被検体１２に予め磁化器１１
でもって磁界を印加し、被検体１２内に一定の磁束Φm
を発生させておけば、中央磁極１８ａから出力された磁
束Φab，Φacが効率よく反対面１２ｂまで届いて渦電流
を形成し、この渦電流が各二次コイル１８ａ，１８ｂに
て検出される。よって、被検体１２の上面（内面）１２
ａに存在する孔食２０ａのみならず、下面（外面）１２
ｂに存在する孔食２０ｂも検出できる。

【００４５】また、図２における、点線で示す特性は、
図１（ｂ）における磁気シールド体２１を除去した場合
における特性である。すなわち、磁気シールド体２１が
存在しないと、磁化器１１にて被検体１２を磁化した場
合における浮遊磁束Φaiが渦電流検出用プローブコイル
１３内の二次コイル１８ａ，１８ｂに交差して、Ｅ型コ
ア１６が磁気飽和する。したがって、Ｅ型コア１６の透
磁率が減少し、下面（外面）１２ｂに存在する孔食２０
ｂに対する検出感度が極端に減少する。そして、励磁電
流Ｉが１Ａ以上になると、検出感度がほぼ０となる。

【００４６】また、被検体１２は磁化器１１でもって強
力に磁化されているので、たとえ被検体１２に磁気的特
性が異なる位置が存在したとしても、その磁気的特性の
変化が渦電流のレベルに大きく影響を与えない。

【００４７】このように、磁化器１１でもって被検体１
２を磁化し、かつ磁気シールド体２１を設けることによ
って、たとえ渦電流検出用プローブコイル１３の反対面
１２ｂに存在する孔食２０ｂであっても、確実にかつ精
度よく検出できる。

【００４８】図４は上面（内面）１２ａおよび下面（外
面）１２ｂに形成された孔食２０ａ，２０ｂの孔深さｄ
と欠陥信号ｃの信号レベルの相対値との関係を示す実測
図である。図示するように、孔深さｄと欠陥信号ｃの信
号レベルとはよい直線関係にある。したがって、孔食２
０ａ，２０ｂの存在のみならず、孔食２０ａ，２０ｂの
規模も確実に検出できる。

【００４９】また、中央磁極１６ａと外側の各磁極１６
ｂ，１６ｃとを結ぶ磁束Φab，Φacは外側に配設されて
いる磁気シールド体２１にほとんど影響されないので、
磁気シールド体２１と各二次コイル１８ａ，１８ｂとの
間の距離Ｗを図１２で示した従来装置に比較して大幅に
短縮できる。実施例装置においては、前述したようにＷ
＝１ｍｍに設定している。さらに、Ｅ型コア１６と磁気
シールド体２１との間の距離Ｈも設ける必要がない。よ
って、従来装置に比較して、装置全体を大幅に小型化で
きる。

【００５０】図６（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施例に
係わる鋼体の探傷装置の概略構成を示す断面図である。
この鋼体の探傷装置は鋼管の内面および外面に存在する
孔食を検出する。

【００５１】厚肉の鋼管３１内に測定ヘッド３２が挿入
されている。この測定ヘッド３２内には、筒状の永久磁
石からなる磁化器３３が組込まれている。磁化器３３の
外周面の両端には鋼管３１の内面３１ａに接触する環状
のワイヤブラシ３３ａ，３３ｂが取付けられている。し
たがって、各ワイヤブラシ３３ａ，３３ｂは磁化器３３
の各磁極を構成する。よって、鋼管３１は磁化器３３で
もって磁化される。磁化器３３の各ワイヤブラシ３３
ａ，３３ｂの中間位置に多数の渦電流検出用プローブコ
イル３４が配設されている。具体的には、図６（ｂ）に
示すように、鋼管３１の内面３１ａに対向するように、
周上に等間隔で配設されている。各渦電流検出用プロー
ブコイル３４は図１（ｂ）に示した渦電流検出用プロー
ブコイル１３と同一構成を有する。図７は、図６に示す
鋼体の探傷装置の電気的構成を示すブロック図である。

【００５２】発振器１９から出力された高周波励磁信号
ａは各渦電流検出用プローブコイル３４の各一次コイル
１７へ印加される。各渦電流検出用プローブコイル３４
の各二次コイル１８ａ，１８ｂは互いに巻回方向が逆向
きになるように直列接続されている。そして、各渦電流
検出用プローブコイル３４の出力信号ｄがマルチプレク
サ回路３５へ入力される。マルチプレクサ回路３５は各
出力信号ｂを順番に選択し、検出回路１４内の同期検波
回路１４ａへ送出する。同期検波回路１４ａにて高周波
信号成分が除去された出力信号はデータ処理部１４ｂで
各渦電流検出用プローブコイル３４毎の欠陥信号ｃに分
解されて記録計１５へ入力される。

【００５３】このような構成の鋼体の探傷装置におい
て、測定ヘッド３２を鋼管３１の軸方向に一定速度で移
動させると、鋼管３１の内面３１ａおよび外面３１ｂに
孔食が存在すると、記録計１５に孔食の周上の発生位置
と、内面か外面可の区別と、その規模とが記録される。
図８は本発明の他の実施例に係わる鋼体の探傷装置の電
気的構成を示すブロック図である。図７に示す実施例と
同一部分には同一符号が付してある。したがって、重複
する部分の詳細説明は省略されている。

【００５４】この実施例においては、各渦電流検出用プ
ローブコイル３４から出力される各出力信号ｂは前記マ
ルチプレクサ回路３５へ入力されると共に、それぞれロ
ーパスフィルタ３６を介して別のマルチプレクサ３７へ
入力される。このマルチプレクサ回路３７から出力され
た欠陥信号ｅは図示しないデータ処理部へ入力される。

【００５５】一般に、磁界内に配設されたコイルにおい
て、この磁界による磁束がコイルに交差するとコイルに
誘導電流が流れる。したがって、各渦電流検出用プロー
ブコイル３４の各二次コイル１８ａ，１８ｂは前述した
ように渦電流を検出する機能の他に、磁気を検出する磁
気センサ（差動型サーチコイル）の機能を有する。

【００５６】そして、被検体１２内には磁化器１１によ
って磁束Φが形成されているが、鋼管３１の表面または
内部に欠陥が存在すると、鋼管３１の外部に磁束が漏洩
する。したがって、前記各二次コイル１８ａ，１８ｂに
よって欠陥に起因する漏洩磁束が検出される。そして、
この検出信号ｂに含まれる欠陥に起因するろ漏洩磁束の
周波数成分を前記渦電流の成分と区別して検出するため
に、ローパスフィルタ３６でもって、発振器１９に起因
する高周波成分を除去している。そして、マルチプレク
サ回路３７およびデータ処理部でもって、鋼管３１の各
渦電流検出用プローブコイル３４の対向位置毎の欠陥信
号が取出されて、記録計に記録される。

【００５７】なお、磁気シールド体２１が設けてあるの
で、磁気センサとして機能する各二次コイル１８ａ，１
８ｂに浮遊磁束が交差しないので、欠陥信号のＳ／Ｎを
大幅に向上できる。このように、鋼管３１の内面３１
ａ，外面３１ｂに存在する孔食の他に、鋼管３１内部に
存在する欠陥も検出することが可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の鋼体の探
傷方法及びその装置によれば、磁化器でもって被検体を
強く磁化しておき、被検体に対向配置された渦電流検出
用プローブコイルを、Ｅ型コアの中央磁極に巻装された
一次コイルと両側の各磁極に巻装された二次コイルとで
構成している。したがって、渦電流検出用プローブコイ
ルにおける渦電流の検出感度を上昇でき、かつ検出され
る欠陥信号に含まれる被検体の磁気的特性変動に起因す
る成分を除去でき、被検体に存在する孔食の検出精度を
大幅に向上でると共に、被検体の反対表面に存在する孔
食も高い検出精度で検出できる。さらに装置全体を小型
化ではる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる鋼体の探傷装置の
概略構成図、

【図２】同実施例装置を用いて測定された励磁電流と
反対面に存在する孔食の検出レベルとの関係を示す図、

【図３】同実施例装置を用いて測定された上面および
下面に存在する孔食の検出信号の位相関係を示す図、

【図４】同実施例装置を用いて測定された孔食の深さ
と検出レベルとの関係を示す図、

【図５】同実施例装置を用いて測定された孔食の検出
信号波形図、

【図６】本発明の他の実施例の鋼体の探傷装置の概略
構成図、

【図７】同実施例装置の電気的構成を示す回路図、

【図８】本発明のさらに別の実施例の鋼体の探傷装置
の電気的構成を示す回路図、

【図９】従来の孔食検出装置を示す概略構成図、

【図１０】他の従来孔食検出装置を示す概略構成図、

【図１１】同孔食検出装置の電気回路図、

【図１２】同孔食検出装置の問題点を説明するための
図。

【符号の説明】

１１，３３…磁化器、１２…被検体，１３，３４…渦電
流検出用プローブコイル、１４…検出回路、１６…Ｅ型
コア、１７…一次コイル、１８ａ，１８ｂ…二次コイ
ル、１９…発振器、２０ａ，２０ｂ…孔食、２１…磁気
シールド体、３５，３７…マルチプレクサ回路、３６…
ローパスフィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁化器でもって被検体を磁化し、この被
検体に対して、Ｅ型コアの中央磁極に一次コイルが巻装
されかつ両側の各磁極にそれぞれ二次コイルが巻装され
た渦電流検出用プローブコイルを対向配置し、前記一次
コイルに交流電流を印加して前記被検体に渦電流を発生
させ、この渦電流によって前記各二次コイルに生じる各
誘起電圧の差分電圧を抽出し、前記被検体表面に存在す
る孔食を前記抽出された差分電圧でもって検出する鋼体
の探傷方法。
【請求項２】被検体に対向する一対の磁極を有し、前
記被検体を磁化する磁化器と、前記被検体における前記
磁極相互間に対向配置されると共に、Ｅ型コアの中央磁
極に一次コイルが巻装されかつ両側の各磁極にそれぞれ
二次コイルが巻装された渦電流検出用プローブコイル
と、この渦電流検出用プローブコイルの一次コイルに前
記被検体に渦電流を生起させる交流電流を印加する発振
器と、前記渦電流にて前記各二次コイルに誘起される各
誘起電圧の差分電圧を、前記被検体表面に存在する孔食
に対応する欠陥信号として検出する検出回路とを備えた
鋼体の探傷装置。
【請求項３】前記渦電流検出用プローブコイルの被検
体に対向する面以外の外周面を覆う磁気シールド体を設
けたこと特徴とする請求項２記載の鋼体の探傷装置。
【請求項４】前記各誘起電圧の差分電圧に含まれる前
記交流電流に起因する高周波成分を除去するとともに前
記被検体に存在する欠陥に起因する漏洩磁束を抽出する
ローパスフィルタを設けたこと特徴とする請求項２記載
の鋼体の探傷装置。