JPH0727744A - 渦流探傷法におけるノイズ除去方法 - Google Patents

渦流探傷法におけるノイズ除去方法

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JPH0727744A
JPH0727744A JP4117047A JP11704792A JPH0727744A JP H0727744 A JPH0727744 A JP H0727744A JP 4117047 A JP4117047 A JP 4117047A JP 11704792 A JP11704792 A JP 11704792A JP H0727744 A JPH0727744 A JP H0727744A
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axis signal
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Tomonori Masuda
智紀 増田
Toshiya Okamura
俊哉 岡村
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】ノイズ波形が除去されているため、特に薄肉、
小口径銅配管の孔食検査を高精度で行う。 【構成】初期波形から、Y軸信号が一定レベル以下を示
す部分のX軸信号を選別し、この信号をn次曲線式で近
似させてノイズ近似波形をつくり、初期波形からこのノ
イズ近似波形を差し引いて欠陥指示波形のみを取り出す
ことにより、ノイズ波形を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄肉銅配管の孔食を発
見したり、寿命予測等を行う際に適用される渦流探傷法
におけるノイズ除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】公知の渦流探傷法を図4〜図6に基づい
て説明する。
【0003】図4のように、交流を流したコイルを試験
体(導電体)に近づけると、コイルが発生した磁束の作
用によって、試験体の表面にこの磁束と逆向きの磁束を
生成する渦状の電流(渦電流)が生じる。この現象は電
磁誘導現象と呼ばれている。試験体に欠陥が存在すると
この渦電流に乱れが生じるので、これを逆にコイルでイ
ンピーダンスの変化として検出することにより欠陥の検
査に適用する事が出来る。上記電磁誘導現象を検査に利
用できるように作られた装置を渦流探傷器といい、コイ
ルを交流励磁させると同時に、コイルに生じた微小なイ
ンピーダンス変化をオシロスコープ上に表示させる事が
できる。
【0004】図5にコイルを用いて欠陥を検出する場合
の渦流探傷例を示す。(A)(B)は検査コイルの配置
方法を示し、渦流探傷器は健全部(校正コイル)と検査
部分(検査コイル)に設置された2つのコイルのインピ
ーダンスの不平衡分を(C)に示すようにオシロスコー
プ上に表示させる。一般には、(A)に示すように、検
査コイルが試験体から離れる場合の輝点の移動方向(リ
フトオフ方向)をX軸に一致するように渦流探傷器を調
整する。これによって検査コイルを欠陥上で走査させる
場合には、(C)に示す様に、Y軸方向の成分を有する
輝点の移動が得られるようになる。
【0005】ここでは、渦流探傷器オシロスコープの輝
点の位置をX軸(リフトオフ方向に調整=V)、Y軸
信号電圧(=V)で表現し、原点と輝点間の距離を振
れ幅(=V)、原点と輝点を結ぶ線とX軸の成す角度を
位相角(=θ)と呼ぶ。
【0006】この時銅配管内面の孔食の寸法は図6に示
す様に、位相角から残存内厚を評価し、次に振れ幅から
欠陥口径を評価する手法が公知である。しかし、プロー
ブコイルは、微小欠陥の検出には優れているが、生じる
磁束の方向と試験体とが直交しているために、コイルと
試験体の距離や位置関係に非常に敏感で、コイルの振動
や配管の変形・偏心によりノイズが生じ、検査結果に大
きな誤差を及ぼす可能性が指摘されていた。
【0007】このため、上記欠陥寸法評価手法でも示し
た通り、X・Y軸信号電圧が精度良く測定できない場合
には残存肉厚や欠陥口径の評価結果にも大きな誤差が含
まれる事になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】銅配管は、薄肉でその
口径も小さく、更に孔食の大きさ、深さも微小なことが
多いことから、高い感度で検査を行うことが必要で、検
査時に発生する各種外乱要因によってノイズが発生す
る。したがって、高精度探傷のためにはこのノイズの除
去対策は極めて重要である。
【0009】本発明は、斯る点に鑑みて提案されるもの
で、その目的とするところは、渦流探傷法を薄肉、小口
径銅配管に適用した際に、高精度で探傷するために必須
なノイズ除去手段(方法)を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る渦流探傷法
におけるノイズ除去方法の構成は次のとおりである。
【0011】a.検査コイルを配管の軸方向に走査させ
てX軸(リフトオフ方向)とY軸信号を取り出す、 b.取り出した信号の中でY軸信号が一定のレベル以下
を示す部分のX軸信号を選別する、 c.bで選別したX軸信号を例えば4次曲線式で近似さ
せてノイズ近似波形を作る、 d.aで取り出したX軸信号に基づく初期波形からcの
ノイズ近似波形を差し引くことにより、欠陥指示波形の
みを取り出す、 ことを特徴とする渦流探傷法におけるノイズ除去方法。
【0012】
【実施例】以下に、提案するノイズ除去手法の実施例を
詳記する。
【0013】a.ノイズ波形の特徴 図1(A)に示すようなノイズの波形を調べてみると、
以下の事が判明した。 生じるノイズは欠陥指示と同じ周波数帯で生じている
ので電気的ないわゆるバンドパスフィルターは適用でき
ない。 Y軸信号成分にはノイズの混入がないのでX軸信号成
分からのみのノイズを除去すれば良い。 Y軸信号成分の波形を調べてみると、 (1)検査コイルの1回の走査(300mm)中に孔食
は5〜6個程度である。:F個 (2)モーターの振動や検査コイルのガタによるノイズ
は1回の走査中に2〜3個のピークを有している。:N
1個 (3)配管の変形・変芯によるノイズは1回の走査中に
5〜8個のピークを有している。 :N2個 b.ノイズ除去手法の考え方 欠陥信号が1〜2個だけ入るように40mm(=L)
の区間のデータを取り出す。:L=300/(F+1)
上記a.(1)より 取りだしたデータの中でY軸信号が一定レベル以下を
示すいわゆる健全部のX軸信号を選別する。:上記a.
より 選別したX軸信号を4(=n)次曲線で近似する。:
n=(N1+N2)/300*L+1 上記a.
(1)(2)(3)より 元のX軸信号から4次近似した健全部のノイズ波形を
差し引く事により欠陥波形のみを取り出す事が出来る。
【0014】c.提案するノイズ除去手法の実施例 ノイズ除去手法を図2に示す。図中の(A)に示す区間
L中の元の波形には、ノイズの中に欠陥信号が埋もれて
いる。まず、(B)に示すようにY軸信号の出力が得ら
れていない部分すなわち健全部のX信号を取り出す。次
に(C)に示すように欠損部分も含めてこの信号をn次
曲線式で近似する。これは、本来欠陥がある部分も無欠
陥であるものとして取り扱われているので純粋にノイズ
信号となる。最後に、初期の波形からこのノイズ信号を
引き算する事により、(D)に示すように欠陥指示波形
のみが得られることになる。
【0015】区間L及び次数nは前記bに示す手法によ
り決定する。
【0016】ノイズ除去後の波形を図3(A)に示し、
オシロスコープ波形を(B)に示す。
【0017】上記実施例により、探傷した具体的なデー
タの一例を示すと次のとおりである。
【0018】元肉厚0.81mm V=−1.19(V) V=2.43(V) θ=tan−1(V)=116.1° 残肉率=44.6%(0.36mm残) なお、実測孔食深さ0.51mmであったので残肉率=
37.0%(0.30mm残)であった。
【0019】
【発明の効果】本発明は以上のように、渦流探傷法にお
いて、初期波形から、Y軸信号が一定レベル以下を示す
部分のX軸信号を選別し、この信号をn次曲線式で近似
させてノイズ近似波形をつくり、初期波形からこのノイ
ズ近似波形を差し引いて欠陥指示波形、すなわち孔食波
形のみを取り出すようにした。この結果、ノイズに影響
されないで、薄肉、小口径の銅配管の探傷を高精度で行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)(B)ノイズ波形の説明図。
【図2】(A)(B)(C)(D)ノイズ除去手法の説
明図。
【図3】(A)(B)ノイズ除去後の波形の説明図
【図4】電磁誘導現象の説明図。
【図5】(A)(B)(C)渦流探傷法の説明図。
【図6】(A)(B)(C)(D)欠陥寸法評価法の説
明図。
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】公知の渦流探傷法を図9〜図13に基づい
て説明する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】図9のように、交流を流したコイルを試験
体(導電体)に近づけると、コイルが発生した磁束の作
用によって、試験体の表面にこの磁束と逆向きの磁束を
生成する渦状の電流(渦電流)が生じる。この現象は電
磁誘導現象と呼ばれている。試験体に欠陥が存在すると
この渦電流に乱れが生じるので、これを逆にコイルでイ
ンピーダンスの変化として検出することにより欠陥の検
査に適用する事が出来る。上記電磁誘導現象を検査に利
用できるように作られた装置を渦流探傷器といい、コイ
ルを交流励磁させると同時に、コイルに生じた微小なイ
ンピーダンス変化をオシロスコープ上に表示させる事が
できる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】図10〜図12にコイルを用いて欠陥を検出す
る場合の渦流探傷例を示す。図10及び図11は検査コイル
の配置方法を示し、渦流探傷器は健全部(校正コイル)
と検査部分(検査コイル)に設置された2つのコイルの
インピーダンスの不平衡分を図12に示すようにオシロス
コープ上に表示させる。一般には、図10に示すように、
検査コイルが試験体から離れる場合の輝点の移動方向
(リフトオフ方向)をX軸に一致するように渦流探傷器
を調整する。これによって検査コイルを欠陥上で走査さ
せる場合には、図12に示す様に、Y軸方向の成分を有す
る輝点の移動が得られるようになる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】この時銅配管内面の孔食の寸法は図13に示
す様に、位相角から残存内厚を評価し、次に振れ幅から
欠陥口径を評価する手法が公知である。しかし、プロー
ブコイルは、微小欠陥の検出には優れているが、生じる
磁束の方向と試験体とが直交しているために、コイルと
試験体の距離や位置関係に非常に敏感で、コイルの振動
や配管の変形・偏心によりノイズが生じ、検査結果に大
きな誤差を及ぼす可能性が指摘されていた。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】a.ノイズ波形の特徴図1 に示すようなノイズの波形を調べてみると、以下の
事が判明した。 生じるノイズは欠陥指示と同じ周波数帯で生じている
ので電気的ないわゆるバンドパスフィルターは適用でき
ない。 Y軸信号成分にはノイズの混入がないのでX軸信号成
分からのみのノイズを除去すれば良い。 Y軸信号成分の波形を調べてみると、 (1)検査コイルの1回の走査(300mm)中に孔食
は5〜6個程度である。:F個 (2)モーターの振動や検査コイルのガタによるノイズ
は1回の走査中に2〜3個のピークを有している。:N
1個 (3)配管の変形・変芯によるノイズは1回の走査中に
5〜8個のピークを有している。 :N2個 b.ノイズ除去手法の考え方 欠陥信号が1〜2個だけ入るように40mm(=L)
の区間のデータを取り出す。:L=300/(F+1)
上記a.(1)より 取りだしたデータの中でY軸信号が一定レベル以下を
示すいわゆる健全部のX軸信号を選別する。:上記a.
より 選別したX軸信号を4(=n)次曲線で近似する。:
n=(N1+N2)/300*L+1 上記a.
(1)(2)(3)より 元のX軸信号から4次近似した健全部のノイズ波形を
差し引く事により欠陥波形のみを取り出す事が出来る。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】c.提案するノイズ除去手法の実施例 ノイズ除去手法を図3〜図6に示す。図3に示す区間L
中の元の波形には、ノイズの中に欠陥信号が埋もれてい
る。まず、図4に示すようにY軸信号の出力が得られて
いない部分すなわち健全部のX信号を取り出す。次に
に示すように欠損部分も含めてこの信号をn次曲線式
で近似する。これは、本来欠陥がある部分も無欠陥であ
るものとして取り扱われているので純粋にノイズ信号と
なる。最後に、初期の波形からこのノイズ信号を引き算
する事により、図6に示すように欠陥指示波形のみが得
られることになる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】ノイズ除去後の波形を図7に示し、オシロ
スコープ波形を図8に示す。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】ノイズ波形の説明図。
【図2】ノイズ波形の説明図。
【図3】ノイズ除去手法の説明図。
【図4】ノイズ除去手法の説明図。
【図5】ノイズ除去手法の説明図。
【図6】ノイズ除去手法の説明図。
【図7】ノイズ除去後の波形の説明図。
【図8】ノイズ除去後の波形の説明図。
【図9】電磁誘導現象の説明図。
【図10】渦流探傷法の説明図。
【図11】渦流探傷法の説明図。
【図12】渦流探傷法の説明図。
【図13】欠陥寸法評価法の説明図。
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図8】
【図10】
【図11】
【図7】
【図9】
【図12】
【図13】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a.検査コイルを配管の軸方向に走査さ
    せてX軸とY軸信号を取り出す、 b.取り出した信号の中でY軸信号が一定のレベル以下
    を示す部分のX軸信号を選別する、 c.bで選別したX軸信号をn次曲線式で近似させてノ
    イズ近似波形を作る、 d.aで取り出したX軸信号に基づく初期波形からcの
    ノイズ近似波形を差し引くことにより、欠陥指示波形の
    みを取り出す、 ことを特徴とする渦流探傷法におけるノイズ除去方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007132923A (ja) * 2005-10-11 2007-05-31 Osaka Univ 非破壊検査装置および非破壊検査装置のコイルの設計方法
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KR20160031050A (ko) 2010-08-09 2016-03-21 신토고교 가부시키가이샤 블라스트 가공장치

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