JPH05232088A

JPH05232088A - 漏洩磁束探傷法

Info

Publication number: JPH05232088A
Application number: JP7514792A
Authority: JP
Inventors: Katsuhito Itou; 雄人伊藤; Michiaki Ishihara; 道章石原
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-02-24
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1993-09-07
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JP2697467B2

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼材の漏洩磁束探傷法において、脱炭部内欠
陥及び局部的脱炭部をそれぞれ分別して検出できる方法
の提供を目的とする。【構成】鋼材３を磁化させて、発生した漏洩磁場の検
出をセンサ４により行う。センサ４検出信号の検波を同
期検波器５で行い、このときの検波位相を移相器６によ
って脱炭部内欠陥検出に適した位相角に調節し、脱炭部
内欠陥の検出をS/N 比を上げて行う方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼材欠陥を検出する漏洩
磁束探傷法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、鋼材の表面欠陥検出には、表
面肌の影響を受けにくい漏洩磁束探傷法が広く利用され
ている。鋼材を磁化した場合、鋼材にワレ欠陥がある部
分、または局部的な組織変化がある部分では、透磁率が
異なり漏洩磁場が発生する。局部的な組織変化中でも、
特に炭素含有量が多い鋼材では表層部に局部的に発生す
る脱炭部があり、脱炭部はワレ欠陥発生の原因となるこ
とが多い。漏洩磁束探傷法は透磁率の違いを利用し、発
生した漏洩磁場を磁電変換素子を備えたセンサによって
電気信号として検出する方法である。

【０００３】図４は鋼材表面にその表面と平行な磁場を
印加したときの漏洩磁束分布図である。図４(a) は、欠
陥による磁束変化を示し、磁束が欠陥部分で鋼材の外側
に洩れ、盛り上がった磁束分布となっている。図４(b)
は、局部的脱炭部による磁束変化を示し、磁束が図４
(a) とは逆に脱炭部で鋼材の内側に入り込むような磁束
分布となっている。

【０００４】図５は図４の磁束分布において漏洩磁束の
鋼材表面に対して垂直な方向の成分(以下垂直成分とい
う) をセンサ出力の電気信号の大きさとして表したもの
である。図５(a) は欠陥による漏洩磁束のセンサによっ
て検出された垂直成分分布であり、欠陥中央部の一方側
で磁力線の傾きが最大となる所の垂直成分がプラスピー
クとなる。中央部に達すると傾きがゼロとなり、中央部
に対して他方側で傾きが逆になり、逆方向で最大となる
所の垂直成分がマイナスピークとなる。

【０００５】図５(b) は局部的脱炭部による漏洩磁場の
センサによって検出された垂直成分分布であり、欠陥に
よる場合とは逆の分布となっている。図６(a),(b) はこ
の欠陥と局部的脱炭部とが同じ場所に重なって存在した
場合の漏洩磁束分布(a) とその磁場のセンサによって検
出された垂直成分分布(b) とを示している。脱炭部に欠
陥がある場合、欠陥の漏洩磁束分布と、その欠陥付近の
脱炭部の漏洩磁束分布とが干渉して、緩やかな漏洩磁束
の垂直成分分布となる。よって、漏洩磁場の検出によっ
て欠陥探傷を行う漏洩磁束探傷法では、脱炭部内欠陥の
検出は不可能とされていた。しかし、高炭素鋼において
前述したようにワレ欠陥の原因となりやすい多数の局部
的脱炭部が鋼材に存在する。

【０００６】この問題の解決策としてその鋼材表面に対
して平行方向の磁場と鋼材表面に対して垂直方向の磁場
とを印加し、それぞれ印加した場合に発生する漏洩磁束
分布を鋼材表面に垂直な成分と鋼材表面に平行な成分と
に分離し、センサ検出の２種の信号振幅比を求めること
によってS/N 比を上げて欠陥検出の能力を上げる提案が
ある（特開昭63-221239 号) 。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した提案により脱
炭部内欠陥を探傷することが可能となった。しかし、こ
の方法では水平磁場印加装置と垂直磁場印加装置とを必
要とし、装置として大がかりなものとなりコストも高く
なる。本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであ
り、上記のような２つの磁場印加装置を必要とせず、セ
ンサ検出信号の処理方法を変化させることで脱炭部内欠
陥の検出を可能とした漏洩磁束探傷法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る漏洩磁束探
傷法は、鋼材表層部を磁化し、表面近傍に生じた漏洩磁
場の鋼材表面に垂直な方向の成分を磁場検出センサによ
り電気信号として検出し、検出した電気信号を同期検波
器によって検波し、該鋼材の表面欠陥を検出する漏洩磁
束探傷法において、検波する際の位相角を局部的脱炭部
の欠陥に関連づけて設定することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の漏洩磁束探傷法では、予め検査対象と
同じ材質で局部的脱炭部及び脱炭部内欠陥を人工的に作
成しておいた鋼材に磁場をかけて磁化させ、発生した漏
洩磁場の検出をセンサによって行う。検出した電気信号
の検波を同期検波器で行い、このとき移相器の調節によ
って検波位相を種々に変化させ、位相の相違による出力
信号レベルの相違を調べ、脱炭部内欠陥の出力信号レベ
ルが最大となる位相角を見つけだす。見つけだした位相
角に移相器を使用して設定した上で、検査鋼材の漏洩磁
場探傷を行うことによって脱炭部内欠陥をS/N 比を上げ
て検出することが可能となる。

【００１０】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図１は本発明の漏洩磁束探傷装置の
信号処理系の構成を示すブロック図である。磁化器２
は、コの字型のヨーク2bにコイル2aを巻装したものであ
る。磁化器２はコの字の対辺が検査する鋼材３表面に対
して垂直な方向になるように設置されている。交流電源
１より電流をコイル2aへ通流すると鋼材３表面に対して
平行な方向の水平磁場が発生する。この水平磁場が鋼材
３に印加され、鋼材３表層部は磁化される。

【００１１】鋼材３の表層部近傍には、検出磁場の垂直
成分を電気信号に変換する磁電変換素子を備えたセンサ
４が設置されている。センサ４で検出された電気信号は
同期検波器５へ入力される。同期検波器５は移相器６に
よって検波位相を設定されるように接続されており、移
相器６には基準電圧として電源１の電圧が与えられてい
る。

【００１２】図２は検波器５による位相角の変化に対す
る脱炭部内欠陥及び局部的脱炭部のセンサ出力信号レベ
ルの変化を示したものである。横軸は位相角度、縦軸は
出力信号レベルを表している。●印は脱炭部内欠陥があ
る場合の出力、○印は局部的脱炭部がある場合の出力を
それぞれ示している。これらの出力結果は脱炭部内欠陥
がある場合と局部的脱炭部がある場合とでは、位相角度
の相違によって出力信号レベルがそれぞれ異なった値に
なることを表している。

【００１３】例えば位相角が０°の場合、局部的脱炭部
の出力信号レベルは最大であり、位相角が20°付近では
脱炭部内欠陥の出力信号レベルは最大となる。よって位
相角を20°に設定することにより脱炭部内欠陥の検出能
力は向上する。また、位相角を90°に設定した場合に局
部的脱炭部の出力信号はゼロとなる。よって位相角を90
°に設定すると、脱炭部内欠陥の出力信号だけを検出す
ることができることになるが、出力信号レベルが小さい
ので検出感度を上げる必要がある。

【００１４】従って、検査前に予め検査対象と同じ材質
で脱炭部内欠陥及び局部的脱炭部を人工的に作成してお
いた鋼材の漏洩磁場をセンサ４で検出し、検出された電
気信号を同期検波器５により検出し出力させる。このと
き同期検波を移相器６により位相角を種々に変化させて
出力しておく。この出力信号レベルと位相角の関係を図
２の様にグラフ化し、脱炭部内欠陥及び局部的脱炭部の
出力信号がそれぞれ最大となる位相角、また脱炭部内欠
陥の出力信号のみとなる位相角を調べる。その結果より
脱炭部内欠陥の出力信号が最大となる位相角に移相器６
を使用して設定し、その位相角で検査鋼材の漏洩磁場探
傷を行うことによって脱炭部内欠陥をS/N 比を上げて検
出ができる。

【００１５】また、上記より図１の装置を使用し、先ず
位相角を脱炭部内欠陥の出力が最大となる位相角に設定
した上で検査鋼材の漏洩磁場探傷を行い、次に位相角を
脱炭部内欠陥のみの出力となる位相角に設定した上でそ
の探傷を行うことにより、脱炭部内欠陥を局部的脱炭部
と弁別して検出可能となる。

【００１６】図６は信号処理系統を２系統もつ漏洩磁束
探傷装置の構成を示すブロック図である。センサ４で検
出された電気信号は同期検波器５，７へ入力される。同
期検波器５，７はそれぞれ移相器６，８によって検波位
相を設定されるように接続されており、移相器６，８に
は基準電圧として電源１の電圧が与えられている。その
他同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

【００１７】このような装置で例えば脱炭部内欠陥の検
出を行う場合、移相器６の調節によって位相角を、脱炭
部内欠陥を最大出力で検出可能な例えば、20°に設定
し、センサ４出力信号の検波を同期検波器５で行い、脱
炭部内欠陥のセンサ出力信号をS/N 比を上げて出力させ
る。そして移相器８の調節によって位相角を脱炭部内欠
陥のみの出力となる90°に設定し、センサ４出力信号の
検波を同期検波器７によって行い、脱炭部内欠陥のみの
センサ出力信号を出力させる。

【００１８】また、位相角をそれぞれ20°と90°とに設
定した場合に、20°のときに出力信号が検出され、90°
のときに出力信号が検出されないときには、この検出信
号を局部的脱炭部のみの出力信号と断定できる。そして
移相器、同期検波器を２個ずつ備えることにより、同時
に局部的脱炭部、脱炭部内欠陥を分別して検出可能とな
る。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明の漏洩磁束探傷法に
あっては、予め移相器を使用して位相角を種々に変化さ
せた上で、脱炭部内欠陥の出力信号が最大となる位相角
を調べ、その位相角に調節することによって高炭素鋼等
で見られる脱炭部内欠陥をS/N比を上げて検出できる。
また、脱炭部内欠陥の出力信号のみとなる位相角を調
べ、その位相角に調節し、検出感度を上げることによっ
て脱炭部内欠陥のみを検出できる。従って、２つの相異
なる位相角で同期検波を行うことにより、同時に局部的
脱炭部と脱炭部内欠陥とを分別して検出可能とする等、
本発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための信号処理系の構成
を示すブロック図である。

【図２】位相角の相違による出力信号レベルの変化を表
すグラフである。

【図３】本発明方法を実施するための２信号処理系の構
成を示すブロック図である。

【図４】鋼材表面を磁化させたときの漏洩磁束分布図で
ある。

【図５】欠陥または局部的脱炭部による漏洩磁束の垂直
方向成分分布図である。

【図６】局部的脱炭部内欠陥の漏洩磁束分布と垂直方向
成分分布図である。

【符号の説明】

２磁化器 2a コイル 2b ヨーク３鋼材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼材表層部を磁化し、表面近傍に生じた
漏洩磁場の鋼材表面に垂直な方向の成分を磁場検出セン
サにより電気信号として検出し、検出した電気信号を同
期検波器によって検波し、該鋼材の表面欠陥を検出する
漏洩磁束探傷法において、検波する際の位相角を局部的
脱炭部の欠陥に関連づけて設定することを特徴とする漏
洩磁束探傷法。