JPH06249836A - 二重管の内挿渦流探傷方法 - Google Patents

二重管の内挿渦流探傷方法

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JPH06249836A
JPH06249836A JP5038371A JP3837193A JPH06249836A JP H06249836 A JPH06249836 A JP H06249836A JP 5038371 A JP5038371 A JP 5038371A JP 3837193 A JP3837193 A JP 3837193A JP H06249836 A JPH06249836 A JP H06249836A
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JP
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pipe
eddy current
double
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current flaw
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JP5038371A
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Shinichi Fukuda
真一 福田
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 二重管内管の内表面きずを渦流探傷により検
出すること。 【構成】 外管が強磁性材で内管が非磁性材の二重管の
内挿渦流探傷方法において、円柱状のボビンの外周にコ
イル長が70mm以下に巻装した一対の検出コイルの端部
を円周方向に重複して複数対千鳥に配置した内挿プロー
ブを用いて、40kHz 以上500kHz 以下の範囲の周波
数域で内管内壁全面を探傷する。 【効果】 外管が強磁性材で内管が非磁性材が使用され
ている大径二重管を、内挿渦流探傷法により磁気飽和状
態にしなくてもμノイズの影響を受けずに、二重管の内
管内表面きずを確実に検出することができ、産業上の効
果が大である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、腐食性物質を含有する
石油、天然ガスを輸送するラインパイプ及び油井管、あ
るいは化学工業における配管等に使用される耐食性二重
管(以下単に二重管という)において、二重管内管の内
表面きずを検出するための内挿渦流探傷方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】二重管は耐食性および低コスト化を目的
に開発された管材であり、一般的には内管は耐食性の優
れた非磁性の材料(例えばインコネル625(商品
名))、外管には炭素鋼が使用される。二重管は特公昭
56−46451号公報に示されているように、別々の
製管ラインで造られた成分および材質の異なる内管およ
び外管を用い、加熱膨張させた外管内に内管を挿入し、
内管内に圧力を加えて内管を拡管させた後、外管の熱収
縮によって内管と外管を機械的に嵌合して造られる。こ
のようにして造られた二重管は内管内表面きず等の表面
性状が耐食性に大きく影響する。また、腐食性物質を含
有する石油等の流体を輸送する二重管のラインパイプ等
において、途中の破損、漏洩等はプラント全体に重大な
影響を及ぼすために、内管の品質保証が重要である。こ
の種の二重管の内管内表面の検査法としては、外管側か
らの超音波探傷や渦流探傷試験では探傷不能であり、二
重管内面側からの高精度非破壊検査技術が望まれてい
た。
【0003】一般に、熱交換器に使用されている伝熱管
の供用期間中の検査は、例えば住友軽金属(株)発行
(1978年1月)の住友軽金属技報(Vol.19、
No.1,No.2)の文献中の21〜34頁において
示されているように、内挿渦流探傷法が用いられてい
る。伝熱管の外径はほとんど1インチ以下であり、材質
が非磁性の場合には円柱状のボビンの全周に検出コイル
が巻かれた内挿プローブを使用し探傷している。このよ
うな内挿渦流探傷法は被検査材が強磁性材の場合、探傷
困難である。この理由は、強磁性材の透磁率が大きく、
且つばらつきをもっていることにあり、材料のノイズ
(以下、μノイズと記す)の影響が大きくなるためであ
るとされている。強磁性材の貫通コイル形渦流探傷法と
しては、被検査材を外側から磁化コイルにより磁気飽和
することによって、どの部分においても透磁率は一様に
μ0 (空気中の透磁率)となり、磁気的性質の不均一に
よって生ずるノイズの影響を受けずに探傷することが可
能である。
【0004】内挿渦流探傷法の場合、例えば川崎重工業
(株)発行(1986年12月)の川崎重工技報(N
o.94)の文献中の29〜35頁において示されてい
るように、内挿プローブの検出コイルの近傍に磁化コイ
ルを巻いた電磁石や永久磁石を取り付け、局部的に磁気
飽和し探傷することが提案されている。しかし、内挿プ
ローブに取り付けられる程度の電磁石や永久磁石では、
磁化力が弱く磁気飽和状態にすることが困難であり、μ
ノイズを十分に抑制できない。電磁石の磁化力を大きく
するとコイルが加熱したり、電磁石により作業性が悪
く、また探傷後の脱磁が必要等の問題があり、磁化せず
に探傷する方法が強く求められている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来方法の欠点をなくすためになされたもので、外管が
強磁性材で内管が非磁性材が使用されている大径二重管
の内挿渦流探傷における検出コイルを分割化し検出感度
を高め、周波数を高めることによって渦電流の浸透深さ
を少なくし、強磁性材である外管によるμノイズの影響
を少なくして二重管の内管内表面の表面きずを高SN比
で検出することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、外管が強磁性
材で内管が非磁性材の二重管の内部に内挿プローブを挿
入し渦電流を発生させて非破壊検査を行う渦流探傷方法
において、円柱状のボビンの外周にコイル長が70mm以
下に巻装した一対の検出コイルの端部を円周方向に重複
して複数対千鳥状に配置した内挿プローブを用いて、4
0kHz 以上500kHz 以下の範囲の周波数域で内管内壁
全面を探傷して、内表面きずを検出することを特徴とす
る二重管の内挿渦流探傷方法である。
【0007】以下、本発明の詳細を図面により説明す
る。本発明者は種々の実験を重ね、内挿プローブの検出
コイルのコイル幅と検出特性の関係及び周波数と外管に
よるμノイズの関係を解析し、探傷条件の最適化によっ
て高SN比探傷できることを見出した。従って、周波数
と検出コイル幅の最適化により欠陥からの信号レベルを
向上させ、且つμノイズを抑制できる確信を得た。図1
は本発明の渦流探傷用内挿プローブの側面図及び渦流探
傷システム構成を示すブロック図である。図2は図1の
A−A′断面図である。被検査材1の外管2は外径
O :50〜500mmφ、肉厚TO :5〜30mm、内管
3は肉厚TI :1.5〜3.0mmであり、従来の内挿渦
流探傷の対象材に比べて外径が約2〜20倍と非常に大
きい管材である。
【0008】二重管製造時における製造条件が不安定な
場合、該内管3の内表面に表面きず4が発生することが
ある。該被検査材1内にはローラ5により内管3の中心
に保持された内挿プローブ6を送り・巻取り装置(図示
せず)により挿入し、矢印Sの方向に移動中に探傷され
る。該表面きず4を検出するために、円柱状のボビン7
の周囲を円周方向に所定のコイル長Wとなるように一対
の検出コイル8a及び8bが芯材9に巻装されボビン7
に装着されている。該検出コイル8は渦電流を発生する
ための励磁と、渦電流によって生ずる反作用の検出とを
兼ねて行う自己誘導形検出コイルであり、また一対の検
出コイル8a及び8bをボビン7の軸方向に併置し、被
検査材1における隣接した2つの部位の差異を検出する
自己比較方式の検出コイルである。該検出コイル8はボ
ビン7の円周方向に所定の間隔Xをおいて複数個配置
し、更に検出コイル間での検出感度低下を防止するため
に、前記検出コイル8と軸方向に距離Kを隔てた別断面
位置にボビン7の周方向に隣接する検出コイル8の端部
が重複代Mで重複するように千鳥状に配置し、被検査材
1の内表面全域を1回の走査により探傷できる。
【0009】各検出コイル8の導線(図示せず)は、ケ
ーブル10を通じて外部に引き出されており、各検出コ
イル8は渦流探傷装置11に接続される。被検査材1の
内表面及び内表面近傍に表面きず4が存在する場合、渦
電流の変化に応じて誘起される信号を検出信号として渦
流探傷装置探傷11により検出する。検出信号はフィル
ター12によりノイズ信号を除去後、記録計13に検出
信号を記録する。
【0010】図3は各種探傷条件により1.6mmφドリ
ル穴を探傷した結果を示す。被検査材としては外管2の
外径DO :145.6mmφ、肉厚TO :15.8mm、内
管3の肉厚TI :1.0mm、外管2の鋼種:炭素鋼、内
管3の鋼種:インコネル625の二重管を使用し、AP
I(アメリカ石油協会)規格で定められている1.6mm
φドリル穴を加工し、検出コイルのコイル長W及び周波
数fを変えて探傷し検出能をSN比(安定探傷のために
はSN比は10dB以上必要)により評価した。図3中の
○印は1.6mmφドリル穴をSN比10dB以上で検出で
き、×印はSN比10dB以下で検出困難であることを示
す。その結果、1.6mmφドリル穴をSN比は良く検出
するためには検出コイル8のコイル長Wは70mm以下、
周波数fは40kHz 以上500kHz 以下の範囲にする必
要があることが判明した。
【0011】図4は検出コイルの周方向のコイル長とS
N比の関係の一例を示す。被検査材1は図3と同じもの
を用い、周波数fは40kHz とした。その結果、SN比
10dB以上を得るためのコイル長Wの限界は70mmであ
り、コイル長Wを短くする程SN比は良くなるが、検出
コイル数及び渦流探傷装置数が多くなり設備費用が高く
なる。図5は周波数とSN比の関係の一例を示す。被検
査材1は図3と同じものを用い、検出コイル8のコイル
長Wは70mmとした。その結果、SN比が10dB以上の
周波数範囲は40kHz 以上500kHz 以下であり、周波
数fが100kHz 近傍で最大値を示すことが判明した。
これは周波数fが40kHz 未満の場合には渦電流の浸透
深さが深くなることにより磁性材である外管2のμノイ
ズの影響を受けるためにSN比が小さくなり、また周波
数fが500kHz 以上になると渦電流の浸透深さが浅く
なり、外管2のμノイズの影響は少なくなるが検出感度
が低下しSN比が小さくなるためである。
【0012】
【実施例】貫通コイル型渦流探傷試験において1.6mm
φドリル穴を基準欠陥とし、周波数32kHz で探傷し、
インディケーションが得られたアンダーカット、溶け込
み不足、割れ、凹みきず、かききず等の各種自然きずを
含む内管を用いて二重管を製造し検出能を評価した。
【0013】内管は外径DI :107.1mm、肉厚
I :1.0mm、長さL:12m、鋼種:インコネル6
25と外管は外径DO :145.6mmφ、肉厚TO :1
5.8mm、長さL:12m、鋼種:炭素鋼により製造し
た二重管を被検査材として用いた。検出コイル8は巻き
幅Z:3mm、間隔Y:1mm、コイル長W:70mmとなる
ように芯材9に巻装した。ボビン7の外径P:110mm
φとし、検出コイル8はボビン7の周方向の間隔X:4
5mmピッチで周方向に1断面当たり3個配置し、更に検
出コイル間の検出感度低下を防止するために、ボビン7
の軸方向に距離K:20mm隔てた別断面位置に、ボビン
7の周方向に隣接する検出コイル8の端部の重複代M:
12.5mmとなるように検出コイル8を千鳥に配置し
た。周波数fは40kHz 及び500kHz とし、1.6mm
φドリル穴を基準欠陥とし、内挿プローブ6を移動速度
V:500mm/secで探傷した。
【0014】表1は各種自然きずを含む管材及び健全管
の探傷結果を示す。1.6mmφドリル穴を基準欠陥と
し、それを判定レベルとした場合に、表中の○印のきず
は検出でき(不合格)、×印のきずは検出不能(合格)
であることを示す。なお探傷後、切断試験を行い欠陥深
さを測定した。その結果、二重管製造前の貫通コイル形
渦流探傷において不合格と判断された内管素管は、二重
管製造後の本発明法による内挿渦流探傷においても不合
格と判断でき、素管と同様に二重管においても探傷可能
であることが判明した。また、二重管においても内管肉
厚の5%深さ以上の表面きずが検出できることが確認で
きた。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、外管が強磁性材で内管
が非磁性材が使用されている大径二重管を、内挿渦流探
傷法により磁気飽和状態にしなくてもμノイズの影響を
受けずに、二重管の内管内表面の表面きずを確実に検出
することができ、産業上の効果が大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の渦流探傷用内挿プローブの側面図及び
渦流探傷システム構成を示すブロック図。
【図2】図1のA−A′断面図。
【図3】各種探傷条件により1.6mmφドリル穴を探傷
した結果を示す図。
【図4】検出コイルの周方向のコイル長とSN比の関係
を示す図。
【図5】周波数とSN比の関係を示す図。
【符号の説明】
1 被検査材 2 外管 3 内管 4 表面きず 5 ローラ 6 内挿プローブ 7 ボビン 8 検出コイル 9 芯材 10 ケーブル 11 渦流探傷装置 12 フィルター 13 記録計

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外管が強磁性材で内管が非磁性材の二重
    管の内部に内挿プローブを挿入して渦電流を発生させて
    非破壊検査を行う渦流探傷方法において、円柱状のボビ
    ンの外周にコイル長が70mm以下に巻装した一対の検出
    コイルの端部を円周方向に重複して複数対千鳥状に配置
    した内挿プローブを用いて、40kHz以上500kHz 以
    下の範囲の周波数域で内管内壁全面を探傷することを特
    徴とする二重管の内挿渦流探傷方法。
JP5038371A 1993-02-26 1993-02-26 二重管の内挿渦流探傷方法 Withdrawn JPH06249836A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100395205B1 (ko) * 2001-06-01 2003-08-21 사단법인 고등기술연구원 연구조합 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치
JP2004251839A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Jfe Steel Kk 管内表面傷検査装置
JP2009198314A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 渦電流探傷方法および渦電流探傷装置

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KR100395205B1 (ko) * 2001-06-01 2003-08-21 사단법인 고등기술연구원 연구조합 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치
JP2004251839A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Jfe Steel Kk 管内表面傷検査装置
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