JPH0635965U - 磁粉探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁粉ヘッドを小型軽量化し、通常の検査ライ
ンや製造ラインに十分組込める磁粉探傷処理速度の実現
と装置全体の小型化とを図る。 【構成】 各磁粉ヘッド７ａ〜７ｃを、円筒コイル１９
と＃型ツインコイル２０と複数の磁粉散布ノズル２４ａ
〜２４ｅとで構成し、各被探傷鋼管１８の外径，肉厚等
の形状及び鋼種別に対応した磁化時間，磁粉散布時間を
記憶する探傷条件記憶部２７を設け、磁粉ヘッド位置制
御部２５ａでもって磁粉ヘッド支持機構６を制御して各
磁粉ヘッドを自動的に各被探傷鋼管の端部へ外挿し、磁
粉ヘッド制御部２５ｂでもって、記録されている探傷条
件で各被探傷鋼管１８に対する磁界発生と磁粉付着とを
実施させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、鋼管の端部に存在する傷を磁粉を利用して検出する磁粉探傷装置に 係わり、特に検査，製造ラインに簡単に組込可能な磁粉探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

通常、鋼管の端部は、他の鋼管の端部に対して継手となる部分であり、ネジ加 工，溶接加工等の２次元加工を施して、各種用途に使用される。このため、端部 の外面や内面に欠陥があると２次加工によって破損等を生じて、重大事故に続な がる懸念がある。

【０００３】 そこで、この種鋼管の端部についてはその内面及び外面の欠陥を探傷する必要 がある。従来、磁化された被探傷材に磁粉を一様に付着させることによって、欠 陥に起因して生じる磁粉模様を例えば目視で観察することによって、欠陥の有無 及びその規模を判断する磁粉探傷方法が実用化されている。

【０００４】 ところで、磁粉探傷方法を用いる場合には探傷材料、すなわち鋼管の端部を磁 化する必要がある。このような鋼管端部磁化装置としては、従来。特開昭５９− ２２５３４８号公報に記載されているように、被探傷鋼管の端部の外表面と内表 面とを個別の磁化器より磁化していた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、このような手法においては、磁化器によって磁化できる範囲が磁化 ヨークの下方のみに限定されるため、被探傷鋼管又は磁化器を相対的に回転させ て被探傷鋼管の外表面及び内表面の全周に亘って磁化する必要があり、装置全体 が大掛かりになり、設備費が増大する。また、磁化完了までの時間が長くなり、 欠陥探傷作業能率が低下する問題もある。

【０００６】 このように、従来の磁粉探傷装置においては、設備が大掛かりになり、１本の 被探傷管に対する欠陥探傷所要時間が長くなるので、例えば工場の製造ラインや 検査ラインにおいて、一定時間間隔で順次搬入される全ての鋼管に対して探傷を 実施できない。また、このような製造ラインや検査ラインに組込むには装置が大 きすぎて、他の製造装置や検査装置の邪魔になる。 したがって、現在までにおいては、磁粉探傷装置を検査ラインや製造ラインに 組込むことは鋼管の生産性を考慮すると不可能である。

【０００７】 本考案はこのような事情に鑑みてなされたものであり、被探傷鋼管の周囲に＃ 型ツインコイルが組込まれた複数の磁粉ヘッドを同時に移動制御する移動機構を 設けることによって、被探傷鋼管を回転させることなく、複数の被探傷鋼管を同 時に探傷でき、１回の探傷能率を大幅に向上でき、検査．製造ラインに余裕を持 つて組込むことができ、鋼管製品の品質向上を図ることができる磁粉探傷装置を 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】

上記課題を解消するために本考案の磁粉探傷装置においては、軸心に沿って被 探傷鋼管が挿入される円筒コイルの外側に、４個のロ型コイルからなる＃型ツイ ンコイルを配置し、さらに円筒コイル内に複数の磁粉散布ノズを設けてなる複数 の磁粉ヘッドと、この各磁粉ヘッドの各コイルに励磁電流を供給する励磁電源と 、各磁粉ヘッドを互いに平行に配置された各被探傷鋼管の管軸に直交する方向に 移動自在に支持する磁粉ヘッド支持機構と、この磁粉ヘッド支持機構を搭載し、 各被探傷鋼管の管軸に平行する方向に移動する台車と、被探傷鋼管の外径，肉厚 等の形状及び鋼種別に対応した磁化時間，磁粉散布時間を記憶する探傷条件記憶 部と、この探傷条件記憶部に記憶された形状に基づいて磁粉ヘッド支持機構を移 動制御して各磁粉ヘッドの各円筒コイルを各被探傷鋼管の各端面に対向させ、そ の後台車を移動制御して各磁粉ヘッドの各円筒コイルを各被探傷鋼管の各端部に 外挿させる磁粉ヘッド位置制御部と、探傷条件記憶部に記憶された磁化時間，磁 粉散布時間等に基づいて励磁電源及び磁粉散布ノズルの動作を制御する磁粉ヘッ ド制御部とが備えられている。

【０００９】

【作用】

このように構成された磁粉探傷装置であれば、各磁粉ヘッドには円筒コイルと ４個のロ型コイルからなる＃型ツインコイルが組込まれているので、被探傷鋼管 を回転させないで、鋼管の外面，端面，内面を磁化できる。

【００１０】 また、複数の磁粉ヘッドは磁粉ヘッド支持機構および台車によって、各探傷鋼 管の各端部に対して管軸方向及び上下方向に移動自在に支持されている。そして 、磁粉ヘッド位置制御部の制御によって、自動的に各磁粉ヘッドが各被探傷鋼管 の端部における最適位置まで外挿される。そして、磁粉ヘッド制御部によって、 探傷条件記憶部に記憶されている磁化時間，磁粉散布時間等を用いて被探傷鋼管 が自動的に最適値に磁化され最適状態に磁粉が付着される。

【００１１】 したがって、各磁粉ヘッドを構成する各コイルを小型化でき、装置全体が小型 になり、かつ各被探傷鋼管の端部に対する磁粉を散布するまで時間が大幅に短縮 され、探傷作業能率が上昇するので、この磁粉探傷装置を検査ラインや製造ライ ンに十分組込むことが可能となる。

【００１２】

【実施例】

以下本考案の一実施例を図面を用いて説明する。 図１は本考案の一実施例に係わる磁粉探傷装置の概略構成を示す正面図、図２ は同実施例装置の側面図、図３は同実施例装置の上面図である。

【００１３】 建屋の床に固定されたベースフレーム１上に４本のレール２ａ，２ｂ，２ｃ， ２ｄが敷設されている。外側のレール２ａ，２ｄに台車３が４つの車輪４ａ，４ ｂ，４ｃを介して載置されている。この台車３はベースフレーム１内に組込まれ たシリンダーからなる駆動機構５によってレール２ａ，２ｄに敷設方向に移動制 御される。

【００１４】 台車３の上面には３個の磁粉ヘッド７ａ，７ｂ，７ｃを同時に上下方向に移動 自在に支持する磁粉ヘッド支持機構６が搭載されている。この磁粉ヘッド支持機 構６においては、支持板９に前記各磁粉ヘッド７ａ，７ｂ，７ｃが取付けられて おり、支持板９に取付けられたはねじ棒１０ａ．１０ｂは枠フレーム８の天井を 貫通してウオームギア１１ａ，１１ｂに係合している。ウオームギア１１ａ．１ １ｂは駆動モータ１２にて回転制御される。したがって、駆動モータ１２を駆動 することによって各磁粉ヘッド７ａ〜７ｃは上下方向に移動される。

【００１５】 ベースフレーム１上の中央の２本のレール２ｂ，２ｃ上に補助台車１３が載置 されている。この補助台車１３上にはシリンダー１４が固定され、このシリンダ ー１４の先端には回動アーム１５ａが枢支されており、この回動アーム１５ａの 他端は別の回動アーム１５ｂを介して磁粉ヘッド支持機構６の枠フレーム８の側 面に枢支されている。したがって、シリンダー１４を移動させると、各回動アー ム１５ａ，１５ｂが図中矢印方向に回動して、補助台車１３と台車との間の距離 が変化する。通常、補助台車１３は係止部材１６にて前記ベースフレーム１に固 定されているので、シリンダー１４を駆動すると、台車３がレール２ａ．２ｂの 敷設方向に移動する。

【００１６】 なお、図中１７は台車３に搭載されている各磁粉ヘッド７ａ〜７ｂや駆動モー タ１２に対して各種励磁電流や制御信号を送出するためのフレキシブルケーブル である。 さらに、レール２ａ〜２ｄの敷設方向に検査ラインまたは製造ラインから搬入 された３本の被探傷鋼管８を載置するための載置台３０が設けられている。

【００１７】 前記磁粉ヘッド７ａは図４に示すように構成されている。被探傷鋼管１８の菅 軸方向に沿ってスパイラル状に円筒コイル１９が巻回されている。当然、被探傷 鋼管１８は円筒コイル１９に対して挿脱自在である。被探傷鋼管１８の管表面に 平行に巻回された４個のロ型コイル２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが＃型に配 設されている。そして、この＃型状に配設された４個のロ型コイル２０ａ〜２０ ｄでもって１個の＃型ツインコイル２０を構成する。

【００１８】 図５に示すように、円筒コイル１９は直流電源２３にて直流励磁される。また 、＃型ツインコイル２０の互いに対向する各ロ型コイル２０ａ，２０ｃ及び２９ ｂ，２９ｄ間には互いに１２０°位相がずれた三相交流電源２２ａ，２２ｂが接 続されている。したがって、４つのロ型コイル２０ａ〜２０ｄからなる＃型ツイ ンコイル２０でもって回転磁界が生起される。

【００１９】 円筒コイル１９により直流磁界が印加された被探傷鋼管１８の透磁率が低下し 、かつ＃型ツインコイル２０ににて回転磁界か印加されるので、被探傷鋼管１８ の外面，内面に縦磁界と横磁界とが発生し、被探傷鋼管１８の外表面，内表面及 び端面１８ａにおいて、全方向に亘って均一に磁化される。

【００２０】 さらに、磁粉ヘッド７ａの円筒コイル１９の内側には、図２に示すように、４ 個の磁粉散布ノズル２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが先端を内側に向けて配設 されている。さらに、円筒コイル１９の軸心に１個の磁粉散布ノズル２４ｅが設 けられている。すなわち、周上に配設された４個の磁粉散布ノズル２４ａ〜２４ ｄで被探傷鋼管１８の外面に液状の磁粉が散布され、中央の磁粉散布ノズル２４ ｅで被探傷鋼管１８の内面に液状の磁粉が散布される。なお、被探傷鋼管１８の 端面１８ａが磁粉散布ノズル２４ａ〜２４ｅの近傍に位置した場合には、この端 面１８ａにも磁粉が散布される。 なお、他の磁粉ヘッド７ｂ，７ｃも前述した磁粉ヘッド７ａと同一構成である 。

【００２１】 図６は図１〜図５に示す駆動機構５，駆動モータ１２．シリンダー１４を駆動 制御し。各磁粉ヘッド７ａ〜７ｃを動作させる制御装置の概略構成を示すブロッ ク図である。

【００２２】 この制御装置は一種のコンピュータで構成されており、制御部２５には、検査 ライン又は製造ラインを制御するプロセスコントローラ２６から現在ラインに流 れている鋼管の種類情報が入力される。

【００２３】 制御部２５には、探傷条件記憶部２７，前記各電源２２ａ〜２３，表示器２８ ａ，キーボード２８ｂ，鋼管搬送機構２９等が接続されている。さらに、制御部 ２５内には、プログラム手法で構成される磁粉ヘッド位置制御部２５ａ及び磁粉 ヘッド制御部２５ｂが収納されている。この制御部２５から各磁粉ヘッド７ａ〜 ７ｃ及び駆動モータ１２，シリンダー１４に対する励磁電流及び制御信号は前述 したようにフレキシブルケーブル１７を介して伝送される。

【００２４】 前記、探傷条件記憶部２７内には、この磁粉探傷装置が組込まれた検査ライン 又は製造ラインを流れる各被探傷鋼管１８の種類毎に、外径，肉厚等の形状及び 鋼種と形状とで定まる磁化時間，磁粉散布時間等の各探傷条件が予め記憶されて いる。 次に、このように構成された磁粉探傷装置の動作を説明する。 最初は保持台車１３の係止部１６が解除されており、台車３及び補助台車１３ は図１の左端の待機位置（メンテナンス位置）にいる。

【００２５】 (1) 実際にラインが稼働開始すると、プロセスコンピュータ２６から稼働開 始情報が入力する。磁粉ヘッド位置制御部２５ａが起動して、キーボード２８ｂ からの起動指令に応動して、駆動機構５を駆動して、台車３を図１に示す載置台 ３０近傍の規定位置まで前進させる。なお、補助台車１３も台車に回動アーム１ ５ａ，１５ｂを介して連結されているので、台車３に追従する。

【００２６】 (2) 同時に、鋼管搬送機構２９が起動して、ラインに流れる３つの被探傷鋼 管１８を磁粉ヘッド支持機構６に対向する載置３０台上へ搬入する。この状態に おいては、各被探傷鋼管１８の端面１８ａは図１に示すように、磁粉ヘッド支持 機構６に対向する。

【００２７】 (3) 補助台車１３の係止部１６をベースフレーム１に固定する。そして、プ ロセスコンピュータ２６からラインを流れる鋼管の種類情報が制御部２５へ入力 されると、探傷条件記憶部２７から該当鋼管種類に対応する外径及び磁化時間， 磁粉散布時を読出す。

【００２８】 (4) 磁粉ヘッド位置制御部２５ａを再度起動して、先に読出した外径から各 磁粉ヘッド７ａ〜７ｃの円筒コイル１９の中心（軸心）が被探傷鋼管１８の軸心 に一致するように駆動モータ１２を駆動制御する。なお、３本の各被探傷鋼管１ ８は載置台３０に横１列に配列されているので、外径が決まると、円筒コイル１ ９の軸心の高さ位置が定まる。

【００２９】 (5) 補助台車１３上のシリンダー１４を起動して、各回動アーム１５ａ，１ ５ｂを所定量だけ回動させる。各回動アーム１５ａ，１５ｂが回動すると、補助 台車１３は固定されているので、台車３のみが被探傷鋼管１８方向へ所定量前進 する。なお、この時点では、台車３は駆動機構５の規制を外れて自由に移動可能 状態である。その結果、各磁粉ヘッド７ａ〜７ｃの各円筒コイル１９内へ各被探 傷鋼管１８の端部が挿入される。

【００３０】 (6) 次に、磁粉ヘッド制御部２５ｂを起動して、直流電源２３及び三相交流 電源２２ａ，２２ｂを起動して、各円筒コイル１９及び各＃型ツインコイル２０ に励磁電流を、先に探傷条件記憶部２７から読出した磁化時間だけ供給する。そ の結果、各被探傷鋼管１８の端部の外面，内面，端面１８ａは均一に磁化される 。

【００３１】 (7) 各被探傷鋼管１８の端部が均一に磁化された時点で、各磁粉ヘッド７ａ 〜７ｃの各５個の磁粉散布ノズル２４ａ〜２４ｅを起動して、先に探傷条件記憶 部２７から読出した磁粉散布時間だけ磁粉液を噴射させる。その結果、各被探傷 鋼管１８の端部の外面，内面，端面１８ａには均一に磁粉が付着する。

【００３２】 (8) 磁粉液の噴射が終了すると、励磁電流を遮断して、補助台車１３のシリ ンダー１４を逆方向に移動させて、各磁粉ヘッド７ａ〜７ｂを搭載した台車３を 後退させて、鋼管搬送機構２９へ終了指令を送出する。

【００３３】 (9) 鋼管搬送機構２９は端部に磁粉が付着した被探傷鋼管１８をラインにお ける次のステージへ移動させて、次の３本の被探傷鋼管１８を、図１に示すよう に、磁粉ヘッド支持機構６のの対向位置に配設された載置台３０上に搬入する。

【００３４】 (10) 次のステージへ移動された各被探傷鋼管１８の端部の外面，内面，端面 １８ａに付着した磁粉の模様を監視者が目視で観察して、欠陥の有無及び欠陥規 模を読取る。

【００３５】 このように構成された磁粉探傷装置であれば、被探傷鋼管１８の端部に回転磁 界を発生させて磁粉を付着させる磁粉ヘッド７ａ〜７ｃにおいては、図４に示す ように、被探傷鋼管１８の軸心と共通する軸心を有した円筒コイル１９と４個の ロ型コイル２０ａ〜２０ｄからなる＃型ツインコイル２０を採用している。

【００３６】 したがって、被探傷鋼管１８の端部に均一に磁界を発生させるために、被探傷 鋼管１８自体を回転させる必要はない。また、磁化器を被探傷鋼管１８の回りに 回転させる必要もない。このように、回転機構を設ける必要がないので、各磁粉 ヘッド７ａ〜７ｃ自体を小型軽量に構成できる。

【００３７】 各磁粉ヘッド７ａ〜７ｃを小型に構成できるので、図１〜図３に示すようよう に、複数個の磁粉ヘッド７ａ〜７ｃを一つの磁気ヘッド支持機構６内に組込むこ とができる。よって、磁粉探傷装置全体を小型に構成できる。

【００３８】 また、鋼管搬送機構２９によってラインからこの磁粉探傷装置に搬入される各 被探傷鋼管１８の外径，肉厚等の形状及び磁化時間，磁粉散布時間は予め探傷条 件記憶部２７に記憶されている。したがって、磁粉ヘッド位置制御部２５ａ，磁 粉ヘッド制御部２５ｂによって、磁粉ヘッド７ａ〜７ｃが自動的に最適位置に移 動され、かつ最適条件で磁粉が各被探傷鋼管１８の端部に付着される。さらに、 前述したように、各被探傷鋼管１８を回転させる必要もない。

【００３９】 したがって、１つの被探傷鋼管１８に対する磁粉探傷装置への搬入から、検査 員による別のステージにおける欠陥観察終了までの所要時間を大幅に短縮できる 。その結果、この磁粉探傷装置を鋼管の製造ラインや検査ラインに組込んでも、 各ラインにおける生産性が疎外されることはない。

【００４０】 よって、この磁粉探傷装置をラインに組込むことによって、ラインを流れる全 部の鋼管に対する探傷検査を実施でき、最終的に出荷される鋼管や継手部の品質 を向上できる。

【００４１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の磁粉探傷装置によれば、被探傷鋼管の周囲に＃型 ツインコイルが組込まれた複数の磁粉ヘッドを採用し、かつこれらの磁粉ヘッド を同時に移動制御する移動機構を設けている。したがって、鋼管を回転させるこ となく、複数の被探鋼管を同時に探傷でき、１回の探傷能率を大幅に上昇でき、 検査．製造ラインに余裕を持つて組込むことができ、最終的な鋼管製品の品質向 上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例に係わる磁粉探傷装置の概
略構成を示す正面図、

【図２】 同実施例装置の側面図、

【図３】 同実施例装置の上面図、

【図４】 同実施例装置に組込まれた磁粉ヘッドの概略
構成を示す斜視図、

【図５】 同磁粉ヘッドの励磁回路図、

【図６】 同実施例装置の電気的構成を示すブロック
図。

【符号の説明】

１…ベースフレーム、２ａ〜２ｄ…レール、３…台車，
５…駆動機構、６…磁粉ヘッド支持機構、７ａ〜７ｃ…
磁粉ヘッド、８…枠フレーム、１２…駆動モータ、１３
…補助台車、１４…シリンダー、１５ａ，１５ｂ…回動
アーム、１８…被探傷鋼管、１９…円筒コイル、２０…
＃型ツインコイル、２０ａ〜２０ｄ…ロ型コイル、２２
ａ，２２ｂ…三相交流電源、２３…直流電源、２５ａ…
磁粉ヘッド位置制御部、２５ｂ…磁粉ヘッド制御部、２
６…プロセスコンピュータ、２７…探傷条件記憶部、２
９…鋼管搬送機構、３０…載置台。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 沼口 満千雄 神奈川県横浜市泉区和泉町7315の１グリー ンハイム日向山３棟307号

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸心に沿って被探傷鋼管が挿入される円
   筒コイルの外側に、４個のロ型コイルからなる＃型ツイ
   ンコイルを配置し、さらに前記円筒コイル内に複数の磁
   粉散布ノズを設けてなる複数の磁粉ヘッドと、この各磁
   粉ヘッドの各コイルに励磁電流を供給する励磁電源と、
   前記各磁粉ヘッドを互いに平行に配置された各被探傷鋼
   管の管軸に直交する方向に移動自在に支持する磁粉ヘッ
   ド支持機構と、この磁粉ヘッド支持機構を搭載し、前記
   各被探傷鋼管の管軸に平行する方向に移動する台車と、
   前記被探傷鋼管の種類毎に外径，肉厚等の形状及び鋼種
   に対応した磁化時間，磁粉散布時間を記憶する探傷条件
   記憶部と、この探傷条件記憶部に記憶された形状に基づ
   いて前記磁粉ヘッド支持機構を移動制御して前記各磁粉
   ヘッドの各円筒コイルを前記各被探傷鋼管の各端面に対
   向させ、その後前記台車を移動制御して前記各磁粉ヘッ
   ドの各円筒コイルを前記各被探傷鋼管の各端部に外挿さ
   せる磁粉ヘッド位置制御部と、前記探傷条件記憶部に記
   憶された前記磁化時間，磁粉散布時間等に基づいて前記
   励磁電源及び前記磁粉散布ノズルの動作を制御する磁粉
   ヘッド制御部とを備えた磁粉探傷装置。