JPH10293121A - 微小きずの検出性能に優れた磁気探傷センサ - Google Patents
微小きずの検出性能に優れた磁気探傷センサInfo
- Publication number
- JPH10293121A JPH10293121A JP11644197A JP11644197A JPH10293121A JP H10293121 A JPH10293121 A JP H10293121A JP 11644197 A JP11644197 A JP 11644197A JP 11644197 A JP11644197 A JP 11644197A JP H10293121 A JPH10293121 A JP H10293121A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flaw
- detection
- magnetic
- magneto
- sensitive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 差動検出する感磁素子の隙間をすり抜けさせ
ることなく、微小きずを検出できる磁気探傷センサを提
供すること。 【解決手段】 鋼材表面に当接させる検出素子ホルダー
の底面に、差動検出を行う一対の感磁素子列（ａ1、
ｂ1）〜（ａn、ｂn）と一対の感磁素子列（ｘ1、ｙ1）
〜（ｘn、ｙn）を、検出素子ホルダーの幅方向中心を挟
んで両側に、感磁素子の長手方向寸法より小さい所定の
間隔を設けて千鳥状に平行配列し、ピットきずや長さの
短い微小きずを再現性よく、高能率で検出する。
ることなく、微小きずを検出できる磁気探傷センサを提
供すること。 【解決手段】 鋼材表面に当接させる検出素子ホルダー
の底面に、差動検出を行う一対の感磁素子列（ａ1、
ｂ1）〜（ａn、ｂn）と一対の感磁素子列（ｘ1、ｙ1）
〜（ｘn、ｙn）を、検出素子ホルダーの幅方向中心を挟
んで両側に、感磁素子の長手方向寸法より小さい所定の
間隔を設けて千鳥状に平行配列し、ピットきずや長さの
短い微小きずを再現性よく、高能率で検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材の漏洩磁束探
傷に用いるセンサに関するもので、詳しくは鋼管および
棒鋼などの鋼材の表面に発生する微小なきずの検出性能
に優れた磁気探傷センサに関する。
傷に用いるセンサに関するもので、詳しくは鋼管および
棒鋼などの鋼材の表面に発生する微小なきずの検出性能
に優れた磁気探傷センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】漏洩磁束探傷試験は、被検査鋼材を磁化
したときに、その表面に開口したきず等の不連続部があ
ると磁束方向に乱れが生じ、一部が鋼材の表面近傍に漏
洩するという原理を利用して鋼材表面のきずを判別する
方法である。この漏洩磁束探傷方法は、きず検出信号が
電気信号として取り出せるだけでなく、きず深さに対応
した信号が得られるので、オンラインでの自動探傷が可
能であり、スラブ、丸ビレット、角ビレット、棒鋼なら
びに鋼管の表面きず探傷装置として広く採用されてい
る。棒鋼や鋼管等の表面きずの探傷は、漏洩磁束を検出
する感磁素子を収納した検出素子ホルダーを棒鋼や鋼管
の表面に当接させ、検出素子ホルダーを回転、固定ある
いは直進させ、棒鋼や鋼管を直進、スパイラルあるいは
回転させてスパイラル走査することによって行われる。
したときに、その表面に開口したきず等の不連続部があ
ると磁束方向に乱れが生じ、一部が鋼材の表面近傍に漏
洩するという原理を利用して鋼材表面のきずを判別する
方法である。この漏洩磁束探傷方法は、きず検出信号が
電気信号として取り出せるだけでなく、きず深さに対応
した信号が得られるので、オンラインでの自動探傷が可
能であり、スラブ、丸ビレット、角ビレット、棒鋼なら
びに鋼管の表面きず探傷装置として広く採用されてい
る。棒鋼や鋼管等の表面きずの探傷は、漏洩磁束を検出
する感磁素子を収納した検出素子ホルダーを棒鋼や鋼管
の表面に当接させ、検出素子ホルダーを回転、固定ある
いは直進させ、棒鋼や鋼管を直進、スパイラルあるいは
回転させてスパイラル走査することによって行われる。
【０００３】近年の鋼材加工、特に鋼管の分野において
は、難加工性の特殊鋼や高合金鋼の使用比率の増大に伴
って、最終製品の表面きず保証の要請が強くなってい
る。一般に鋼管の表面に発生するきずは、材料自体に起
因するきずと、圧延中に発生するきずとに区分される
が、これらのきずの延伸方向は圧延方向に支配される場
合が多い。しかし、最近のように高加工度を伴う圧延方
法を採用する場合には、鋼管の表面に発生するきずは多
種多様となっており、そのきず検出も非常に困難となっ
てきている。
は、難加工性の特殊鋼や高合金鋼の使用比率の増大に伴
って、最終製品の表面きず保証の要請が強くなってい
る。一般に鋼管の表面に発生するきずは、材料自体に起
因するきずと、圧延中に発生するきずとに区分される
が、これらのきずの延伸方向は圧延方向に支配される場
合が多い。しかし、最近のように高加工度を伴う圧延方
法を採用する場合には、鋼管の表面に発生するきずは多
種多様となっており、そのきず検出も非常に困難となっ
てきている。
【０００４】前記漏洩磁束探傷装置においては、検出素
子ホルダーは鋼管等の被検査材の振動に追従するように
追従ローラに支持されている。しかし、検出素子ホルダ
ーは、このように被検査材の振動に追従するようにして
も、被検査材の表面粗さ、曲がり、偏径などのため、追
従は完全ではなく、さらに被検査材と被検査材の断面両
側方の励磁マグネットとの間隙が変化する等の原因によ
って、励磁マグネット間の浮遊磁束が変化する。この浮
遊磁束の変化は、感磁素子で検出されたバックグランド
ノイズとなり、Ｓ／Ｎ比を低下させる原因となる。
子ホルダーは鋼管等の被検査材の振動に追従するように
追従ローラに支持されている。しかし、検出素子ホルダ
ーは、このように被検査材の振動に追従するようにして
も、被検査材の表面粗さ、曲がり、偏径などのため、追
従は完全ではなく、さらに被検査材と被検査材の断面両
側方の励磁マグネットとの間隙が変化する等の原因によ
って、励磁マグネット間の浮遊磁束が変化する。この浮
遊磁束の変化は、感磁素子で検出されたバックグランド
ノイズとなり、Ｓ／Ｎ比を低下させる原因となる。
【０００５】上記Ｓ／Ｎ低下の防止策としては、２個の
感磁素子で一対の検出素子を構成させ、この一対の検出
素子で検出した信号を差動増幅器で差動処理して検出信
号の差分を出力する、すなわち、差動信号の処理を行っ
ている。この処理によって、浮遊磁束の変化が相殺さ
れ、Ｓ／Ｎ比が向上する。この差動信号の処理に用いら
れる検出素子としては、通常平行配列した感磁素子が使
用され、検出素子ホルダーで探傷できる範囲を大きく
し、探傷速度を向上させるため、一対の検出素子が被検
査材の軸方向に多数並べて配列されている。
感磁素子で一対の検出素子を構成させ、この一対の検出
素子で検出した信号を差動増幅器で差動処理して検出信
号の差分を出力する、すなわち、差動信号の処理を行っ
ている。この処理によって、浮遊磁束の変化が相殺さ
れ、Ｓ／Ｎ比が向上する。この差動信号の処理に用いら
れる検出素子としては、通常平行配列した感磁素子が使
用され、検出素子ホルダーで探傷できる範囲を大きく
し、探傷速度を向上させるため、一対の検出素子が被検
査材の軸方向に多数並べて配列されている。
【０００６】しかし、平行配列した検出素子を使用した
場合には、単に被検査材の軸方向に延伸したきずの検出
に好適であり、このときのＳ／Ｎ比が良好となるが、被
検査材の軸方向と一定の傾き角を有する斜めきずの検出
精度が著しく低下するばかりでなく、微小なきずを再現
性よく検出することは不可能である。
場合には、単に被検査材の軸方向に延伸したきずの検出
に好適であり、このときのＳ／Ｎ比が良好となるが、被
検査材の軸方向と一定の傾き角を有する斜めきずの検出
精度が著しく低下するばかりでなく、微小なきずを再現
性よく検出することは不可能である。
【０００７】上記斜めきずの検出精度を向上させた漏洩
磁束探傷用センサまたは漏洩磁束探傷方法としては、複
数個の感磁素子をその長手方向の寸法より大きくない一
定の間隔を設けて長手方向に１列配置した素子列２列
を、各素子列における非探傷領域が前記検出素子の横方
向に関して重複しないように、平行形成すべく底面に感
磁素子を配設固着した非磁性ブロック体（複数）を、そ
れぞれの底面に形成した前記平行２列の素子列が非磁性
ブロック体の個数倍だけ延長され、かつ、延長された素
子列における素子間隔がすべて一定であるように組み合
せた状態で、センサホルダー内に嵌入してなる磁気探傷
用センサ（実開昭５３−６５７７８号公報）、鋼材の表
層部を磁化し、表面近傍に発生する漏洩磁束を検出して
表面きずを判別する磁気探傷方法において、鋼材表面に
当接される検出素子ホルダーの底面に、一対の検出素子
を一定の間隔を設けて千鳥状に配列し、検出するきずの
傾き角に応じて差動検出を行う検出素子の組合せを選択
する磁気探傷方法（特開平７−２９４４９０号公報）が
提案されている。
磁束探傷用センサまたは漏洩磁束探傷方法としては、複
数個の感磁素子をその長手方向の寸法より大きくない一
定の間隔を設けて長手方向に１列配置した素子列２列
を、各素子列における非探傷領域が前記検出素子の横方
向に関して重複しないように、平行形成すべく底面に感
磁素子を配設固着した非磁性ブロック体（複数）を、そ
れぞれの底面に形成した前記平行２列の素子列が非磁性
ブロック体の個数倍だけ延長され、かつ、延長された素
子列における素子間隔がすべて一定であるように組み合
せた状態で、センサホルダー内に嵌入してなる磁気探傷
用センサ（実開昭５３−６５７７８号公報）、鋼材の表
層部を磁化し、表面近傍に発生する漏洩磁束を検出して
表面きずを判別する磁気探傷方法において、鋼材表面に
当接される検出素子ホルダーの底面に、一対の検出素子
を一定の間隔を設けて千鳥状に配列し、検出するきずの
傾き角に応じて差動検出を行う検出素子の組合せを選択
する磁気探傷方法（特開平７−２９４４９０号公報）が
提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記実開昭５３−６５
７７８号公報、特開平７−２９４４９０号公報に開示の
磁気探傷用センサは、差動検出をする２つの素子を千鳥
状に配列しているか、あるいは千鳥状に配列した差動検
出の検出素子の組合せを選択することに主眼をおいてい
るため、漏洩磁束量が絶対的に小さい微小きずの検出は
不可能である。
７７８号公報、特開平７−２９４４９０号公報に開示の
磁気探傷用センサは、差動検出をする２つの素子を千鳥
状に配列しているか、あるいは千鳥状に配列した差動検
出の検出素子の組合せを選択することに主眼をおいてい
るため、漏洩磁束量が絶対的に小さい微小きずの検出は
不可能である。
【０００９】ピットきずや長さの短いノッチきずの漏洩
磁束探傷では、図６に示すとおり、きず６１の先後端で
磁束６２が鋼材６３中に吸収されるため、全体の漏洩磁
束量が小さくなり、そのピーク値付近で探傷しなけれ
ば、Ｓ／Ｎ比３以上で検出することができない。図７は
差動検出する検出素子で微小きずを小ピッチで探傷した
ときの信号波形を示すもので、微小きずの場合は、ほぼ
きずの中央付近で探傷しなければ、検出感度が低下して
しまい、Ｓ／Ｎ比３以上で検出することができない。図
８は大きいきずを小ピッチで探傷したときの信号波形を
示すもので、漏洩磁束分布が大きい分、Ｓ／Ｎ比３以上
で検出できる範囲も大きい。
磁束探傷では、図６に示すとおり、きず６１の先後端で
磁束６２が鋼材６３中に吸収されるため、全体の漏洩磁
束量が小さくなり、そのピーク値付近で探傷しなけれ
ば、Ｓ／Ｎ比３以上で検出することができない。図７は
差動検出する検出素子で微小きずを小ピッチで探傷した
ときの信号波形を示すもので、微小きずの場合は、ほぼ
きずの中央付近で探傷しなければ、検出感度が低下して
しまい、Ｓ／Ｎ比３以上で検出することができない。図
８は大きいきずを小ピッチで探傷したときの信号波形を
示すもので、漏洩磁束分布が大きい分、Ｓ／Ｎ比３以上
で検出できる範囲も大きい。
【００１０】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消し、微小なきずでＳ／Ｎ比３以上で検出可能な範囲が
小さい場合においても、差動検出する感磁素子対の隙間
をすり抜けさせることなく、かつ、探傷能率を低下させ
ることなく探傷できる微小きずの検出性能に優れた磁気
探傷センサを提供することにある。
消し、微小なきずでＳ／Ｎ比３以上で検出可能な範囲が
小さい場合においても、差動検出する感磁素子対の隙間
をすり抜けさせることなく、かつ、探傷能率を低下させ
ることなく探傷できる微小きずの検出性能に優れた磁気
探傷センサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の微小
きずの検出性能に優れた磁気探傷センサは、鋼材の表層
部を磁化し、表面近傍に発生する漏洩磁束を検出して表
面きずを判別する磁気探傷装置において、鋼材表面に当
接させる検出素子ホルダーの底面に、差動検出を行う一
対の感磁素子を、検出素子ホルダーの幅方向中心を挟ん
で両側それぞれに、感磁素子の長手方向寸法より小さい
所定の間隔を設けて千鳥状に平行配列したことを特徴と
する。
きずの検出性能に優れた磁気探傷センサは、鋼材の表層
部を磁化し、表面近傍に発生する漏洩磁束を検出して表
面きずを判別する磁気探傷装置において、鋼材表面に当
接させる検出素子ホルダーの底面に、差動検出を行う一
対の感磁素子を、検出素子ホルダーの幅方向中心を挟ん
で両側それぞれに、感磁素子の長手方向寸法より小さい
所定の間隔を設けて千鳥状に平行配列したことを特徴と
する。
【００１２】このように、鋼材表面に当接させる検出素
子ホルダーの底面に、差動検出を行う一対の感磁素子
を、検出素子ホルダーの幅方向中心を挟んで両側それぞ
れに、検出素子の長手方向寸法より小さい所定の間隔を
設けて千鳥状に平行配列したことによって、差動検出を
行う一対の感磁素子の隙間により検出できないきずは、
千鳥状に配列した他の差動検出を行う一対の感磁素子に
よって検出されるので、微小きずをも高精度で検出する
ことができる。
子ホルダーの底面に、差動検出を行う一対の感磁素子
を、検出素子ホルダーの幅方向中心を挟んで両側それぞ
れに、検出素子の長手方向寸法より小さい所定の間隔を
設けて千鳥状に平行配列したことによって、差動検出を
行う一対の感磁素子の隙間により検出できないきずは、
千鳥状に配列した他の差動検出を行う一対の感磁素子に
よって検出されるので、微小きずをも高精度で検出する
ことができる。
【００１３】また、本発明の請求項２の微小きずの検出
性能に優れた磁気探傷センサは、鋼材表面に当接させる
検出素子ホルダーの底面に曲率を付与したことを特徴と
する。このように、鋼材表面に当接させる検出素子ホル
ダーの底面に曲率を付与すれば、被検査材表面と検出素
子ホルダーの底面とのリフトオフによる感度低下の影響
を最小限に抑制することができ、微小きずをも高精度で
検出することができる。
性能に優れた磁気探傷センサは、鋼材表面に当接させる
検出素子ホルダーの底面に曲率を付与したことを特徴と
する。このように、鋼材表面に当接させる検出素子ホル
ダーの底面に曲率を付与すれば、被検査材表面と検出素
子ホルダーの底面とのリフトオフによる感度低下の影響
を最小限に抑制することができ、微小きずをも高精度で
検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】微小なきずを検出するためには、
それに見合った微小な感磁素子を用いるのが一般的であ
るが、微小な感磁素子を用いた場合、その感磁面が小さ
くなることから、逆に検出感度が低下する。本発明にお
いては、実験的に検出したい微小きずとほぼ同じ大きさ
の感磁素子を用いるのが望ましいとの結果を得ている。
さらに、感磁素子の中心付近からきずがずれることは、
きずからの漏洩磁束量が大きいきずの中央付近からずれ
ることと同じこととなるので、感磁素子の配列間隔はで
きる限り密にすることが必要である。しかし、感磁素子
の製作上、その間隔をゼロにすることは不可能であり、
ゼロにできない以上、そこには不感帯が発生することは
避けられない。
それに見合った微小な感磁素子を用いるのが一般的であ
るが、微小な感磁素子を用いた場合、その感磁面が小さ
くなることから、逆に検出感度が低下する。本発明にお
いては、実験的に検出したい微小きずとほぼ同じ大きさ
の感磁素子を用いるのが望ましいとの結果を得ている。
さらに、感磁素子の中心付近からきずがずれることは、
きずからの漏洩磁束量が大きいきずの中央付近からずれ
ることと同じこととなるので、感磁素子の配列間隔はで
きる限り密にすることが必要である。しかし、感磁素子
の製作上、その間隔をゼロにすることは不可能であり、
ゼロにできない以上、そこには不感帯が発生することは
避けられない。
【００１５】本発明の微小きずの検出性能に優れた磁気
探傷センサは、感磁素子の配列間隔に起因する不感帯を
なくし、絶対的な漏洩磁束量が少ない微小きずを検出精
度１００％で、効率的にかつ探傷能率を低下させること
なく検出するため、差動検出する一対の感磁素子の配列
を密にすると共に、差動検出する一対の感磁素子を１組
とする２組の感磁素子を幅方向の中心に対し、千鳥状に
配列したもので、被検査材軸方向の感磁素子間の未探傷
域を無くすることを主眼としている。
探傷センサは、感磁素子の配列間隔に起因する不感帯を
なくし、絶対的な漏洩磁束量が少ない微小きずを検出精
度１００％で、効率的にかつ探傷能率を低下させること
なく検出するため、差動検出する一対の感磁素子の配列
を密にすると共に、差動検出する一対の感磁素子を１組
とする２組の感磁素子を幅方向の中心に対し、千鳥状に
配列したもので、被検査材軸方向の感磁素子間の未探傷
域を無くすることを主眼としている。
【００１６】本発明の微小きずの検出性能に優れた磁気
探傷センサは、図１に示すとおり、差動検出を行う一対
の感磁素子（ａ1、ｂ1）を１組のセンサとし、被検査材
軸方向にその間隔をできる限り密にして各組のセンサ
（ａ２、ｂ２）、（ａ３、ｂ３）、…、（ａn、ｂn）を
非磁性体からなるブロック体１の底面に直線的に配列す
る。この感磁素子列（ａ1、ｂ1）〜（ａn、ｂn）に対
し、幅方向の間隔をできる限り密にして他の感磁素子列
（ｘ1、ｙ1）〜（ｘn、ｙn）を非磁性体からなるブロッ
ク体２の底面に直線的に配列する。そして、各ブロック
体１、２は、前記感磁素子列（ａ1、ｂ1）〜（ａn、
ｂn）の隔間中央に、感磁素子列（ｘ1、ｙ1）〜（ｘn、
ｙn）が位置するよう千鳥状に検出素子ホルダーに平行
配列した構造とする。各列の感磁素子の配列個数につい
ては、探傷ピッチにより決定すればよい。特に、鋼管等
の磁気探傷の場合は、スパイラル状に探傷するため、ス
パイラルピッチにバラツキが発生したとしても、被検査
材軸方向への感磁素子の配列個数を若干多めとすること
によって、スパイラルピッチのバラツキに関係なく、１
００％の精密な探傷が可能となる。
探傷センサは、図１に示すとおり、差動検出を行う一対
の感磁素子（ａ1、ｂ1）を１組のセンサとし、被検査材
軸方向にその間隔をできる限り密にして各組のセンサ
（ａ２、ｂ２）、（ａ３、ｂ３）、…、（ａn、ｂn）を
非磁性体からなるブロック体１の底面に直線的に配列す
る。この感磁素子列（ａ1、ｂ1）〜（ａn、ｂn）に対
し、幅方向の間隔をできる限り密にして他の感磁素子列
（ｘ1、ｙ1）〜（ｘn、ｙn）を非磁性体からなるブロッ
ク体２の底面に直線的に配列する。そして、各ブロック
体１、２は、前記感磁素子列（ａ1、ｂ1）〜（ａn、
ｂn）の隔間中央に、感磁素子列（ｘ1、ｙ1）〜（ｘn、
ｙn）が位置するよう千鳥状に検出素子ホルダーに平行
配列した構造とする。各列の感磁素子の配列個数につい
ては、探傷ピッチにより決定すればよい。特に、鋼管等
の磁気探傷の場合は、スパイラル状に探傷するため、ス
パイラルピッチにバラツキが発生したとしても、被検査
材軸方向への感磁素子の配列個数を若干多めとすること
によって、スパイラルピッチのバラツキに関係なく、１
００％の精密な探傷が可能となる。
【００１７】さらに、探傷対象が鋼管の場合は、図２
（ａ）に示すとおり、探傷ヘッド１１を鋼管１２の上面
に設置して探傷するため、図１のように配列した磁気探
傷センサでは、鋼管１２中心から幅方向に各組の感磁素
子（ａ、ｂ）、（ｘ、ｙ）が遠ざかり、リフトオフによ
る検出能低下の影響を受ける。このため、本発明の請求
項１では、図２（ｂ）に示すとおり、幅方向の各組の感
磁素子（ａ、ｂ）、（ｘ、ｙ）の距離をできる限り小さ
くし、リフトオフによる感度低下の影響を最小限に抑制
する。さらに、本発明の請求項２では、探傷ヘッド１
は、図２（ｃ）に示すとおり、鋼管１２の外径に合わせ
て曲率を付与することによって、各組の感磁素子（ａ、
ｂ）、（ｘ、ｙ）と鋼管１２表面との距離を小さくで
き、リフトオフ１３による感度低下の影響を最小限に抑
制することができる。
（ａ）に示すとおり、探傷ヘッド１１を鋼管１２の上面
に設置して探傷するため、図１のように配列した磁気探
傷センサでは、鋼管１２中心から幅方向に各組の感磁素
子（ａ、ｂ）、（ｘ、ｙ）が遠ざかり、リフトオフによ
る検出能低下の影響を受ける。このため、本発明の請求
項１では、図２（ｂ）に示すとおり、幅方向の各組の感
磁素子（ａ、ｂ）、（ｘ、ｙ）の距離をできる限り小さ
くし、リフトオフによる感度低下の影響を最小限に抑制
する。さらに、本発明の請求項２では、探傷ヘッド１
は、図２（ｃ）に示すとおり、鋼管１２の外径に合わせ
て曲率を付与することによって、各組の感磁素子（ａ、
ｂ）、（ｘ、ｙ）と鋼管１２表面との距離を小さくで
き、リフトオフ１３による感度低下の影響を最小限に抑
制することができる。
【００１８】従来の磁気探傷センサによる差動処理した
信号波形と本発明の磁気探傷センサによる差動処理した
信号波形とを対比して示すと、図３に示す従来の磁気探
傷センサでは、図３（ａ）に示すとおり、差動検出を行
う一対の感磁素子（ａ1、ｂ1）を１組のセンサとし、被
検査材軸方向にその間隔をできる限り密にして各組のセ
ンサ（ａ2、ｂ2）、（ａ3、ｂ3）、…、（ａn、ｂn）を
非磁性体からなるブロック体３１の底面に直線的に平行
に配列した構造である。このため、きず３２が感磁素子
（ａ2、ｂ2）の中央部近傍に位置している場合は、図３
（ｂ）に示すとおり、差動処理した信号波形のピーク３
４が破線で示すＳ／Ｎ比判定レベル３５を上回ってお
り、良好に検出できるが、きず３３のように感磁素子
（ａ3、ｂ3）と感磁素子（ａ4、ｂ4）との間の隙間に位
置している場合は、図３（ｃ）に示すとおり、差動処理
した信号波形のピーク３６が破線で示すＳ／Ｎ比判定レ
ベル３５を大きく下回っており、検出不可能である。
信号波形と本発明の磁気探傷センサによる差動処理した
信号波形とを対比して示すと、図３に示す従来の磁気探
傷センサでは、図３（ａ）に示すとおり、差動検出を行
う一対の感磁素子（ａ1、ｂ1）を１組のセンサとし、被
検査材軸方向にその間隔をできる限り密にして各組のセ
ンサ（ａ2、ｂ2）、（ａ3、ｂ3）、…、（ａn、ｂn）を
非磁性体からなるブロック体３１の底面に直線的に平行
に配列した構造である。このため、きず３２が感磁素子
（ａ2、ｂ2）の中央部近傍に位置している場合は、図３
（ｂ）に示すとおり、差動処理した信号波形のピーク３
４が破線で示すＳ／Ｎ比判定レベル３５を上回ってお
り、良好に検出できるが、きず３３のように感磁素子
（ａ3、ｂ3）と感磁素子（ａ4、ｂ4）との間の隙間に位
置している場合は、図３（ｃ）に示すとおり、差動処理
した信号波形のピーク３６が破線で示すＳ／Ｎ比判定レ
ベル３５を大きく下回っており、検出不可能である。
【００１９】これに対し、図４に示す本発明の磁気探傷
センサの場合は、図４（ａ）に示すとおり、差動検出を
行う一対の感磁素子（ａ1、ｂ1）を１組のセンサとし、
被検査材軸方向にその間隔をできる限り密にして各組の
センサ（ａ２、ｂ２）、（ａ３、ｂ３）、…、（ａn、
ｂn）を非磁性体からなるブロック体４１の底面に直線
的に配列する。この感磁素子列（ａ1、ｂ1）〜（ａn、
ｂn）に対し、幅方向の間隔をできる限り密にして他の
感磁素子列（ｘ1、ｙ1）〜（ｘn、ｙn）を非磁性体から
なるブロック体４２の底面に直線的に配列すし、各ブロ
ック体４１、４２を前記感磁素子列（ａ1、ｂ1）〜（ａ
n、ｂn）の隔間中央に、感磁素子列（ｘ1、ｙ1）〜（ｘ
n、ｙn）が位置するよう千鳥状に検出素子ホルダーに平
行配列した構造である。
センサの場合は、図４（ａ）に示すとおり、差動検出を
行う一対の感磁素子（ａ1、ｂ1）を１組のセンサとし、
被検査材軸方向にその間隔をできる限り密にして各組の
センサ（ａ２、ｂ２）、（ａ３、ｂ３）、…、（ａn、
ｂn）を非磁性体からなるブロック体４１の底面に直線
的に配列する。この感磁素子列（ａ1、ｂ1）〜（ａn、
ｂn）に対し、幅方向の間隔をできる限り密にして他の
感磁素子列（ｘ1、ｙ1）〜（ｘn、ｙn）を非磁性体から
なるブロック体４２の底面に直線的に配列すし、各ブロ
ック体４１、４２を前記感磁素子列（ａ1、ｂ1）〜（ａ
n、ｂn）の隔間中央に、感磁素子列（ｘ1、ｙ1）〜（ｘ
n、ｙn）が位置するよう千鳥状に検出素子ホルダーに平
行配列した構造である。
【００２０】このため、本発明の磁気探傷センサでは、
きず４３のように中心がブロック体４１の感磁素子（ａ
2、ｂ2）と感磁素子（ａ3、ｂ3）との間の隙間に位置す
る場合、ブロック体４２の感磁素子（ｘ2、ｙ2）の中央
部近傍に位置し、図４（ｂ）に示すとおり、差動処理し
た信号波形のピーク４５が破線で示すＳ／Ｎ比判定レベ
ル３５を上回っており、良好に検出することができる。
また、きず４４のように中心がブロック体４２の感磁素
子（ｘ3、ｙ3）と感磁素子（ｘ4、ｙ4）との間の隙間に
位置する場合、ブロック体４１の感磁素子（ａ4、ｂ4）
の中央部近傍に位置し、図４（ｃ）に示すとおり、差動
処理した信号波形のピーク４５が破線で示すＳ／Ｎ判定
レベル３５を上回っており、良好に検出することができ
る。
きず４３のように中心がブロック体４１の感磁素子（ａ
2、ｂ2）と感磁素子（ａ3、ｂ3）との間の隙間に位置す
る場合、ブロック体４２の感磁素子（ｘ2、ｙ2）の中央
部近傍に位置し、図４（ｂ）に示すとおり、差動処理し
た信号波形のピーク４５が破線で示すＳ／Ｎ比判定レベ
ル３５を上回っており、良好に検出することができる。
また、きず４４のように中心がブロック体４２の感磁素
子（ｘ3、ｙ3）と感磁素子（ｘ4、ｙ4）との間の隙間に
位置する場合、ブロック体４１の感磁素子（ａ4、ｂ4）
の中央部近傍に位置し、図４（ｃ）に示すとおり、差動
処理した信号波形のピーク４５が破線で示すＳ／Ｎ判定
レベル３５を上回っており、良好に検出することができ
る。
【００２１】したがって、本発明の磁気探傷センサで
は、被検査材のきずは差動検出を行う一対の感磁素子列
（ａ1、ｂ1）〜（ａn、ｂn）か、感磁素子列（ｘ1、
ｙ1）〜（ｘn、ｙn）かのいずれかの感磁素子列の差動
処理した信号波形のピークが破線で示すＳ／Ｎ比判定レ
ベルを上回ることとなり、殆ど全ての表面きずを検出す
ることができる。
は、被検査材のきずは差動検出を行う一対の感磁素子列
（ａ1、ｂ1）〜（ａn、ｂn）か、感磁素子列（ｘ1、
ｙ1）〜（ｘn、ｙn）かのいずれかの感磁素子列の差動
処理した信号波形のピークが破線で示すＳ／Ｎ比判定レ
ベルを上回ることとなり、殆ど全ての表面きずを検出す
ることができる。
【００２２】
【実施例】被検査材としてＣ：１．０％、Ｓｉ：０．２
５％、Ｍｎ：０．３５％、Ｃｒ：１．４５％を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼から製造し
た外径３１．８ｍｍ、肉厚７．５ｍｍ、長さ６．０ｍの
継目無鋼管を使用し、図５（ｂ）に示すとおり、深さ
０．５ｍｍ、長さ１ｍｍ〜１０ｍｍのノッチきず５１と
深さ０．５ｍｍ、直径１ｍｍ〜１０ｍｍのピットきず５
２の人口きずを付加した鋼管５３を使用し、本発明の磁
気探傷センサとしては、幅４ｍｍ、長さ６０ｍｍの非磁
性体からなるブロック体の底面に、長さ３ｍｍ、幅０．
５ｍｍの感磁素子を幅方向および長手方向にそれぞれ１
ｍｍの間隔で対向させて差動検出する１５対の感磁素子
を配置した非磁性体からなるブロック体２組を、各組の
感磁素子対が長手方向の他組の感磁素子の隙間の中心に
それぞれ位置するよう千鳥状に配置した磁気探傷センサ
を使用し、数回の漏洩磁束探傷を行ってきず検出能の再
現性を求めた。また、比較のため、特開平７−２９４４
９０号に開示の磁気探傷センサを使用し、同条件で数回
の漏洩磁束探傷を行ってきず検出能の再現性を求めた。
その結果を図５（ａ）に示す。
５％、Ｍｎ：０．３５％、Ｃｒ：１．４５％を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼から製造し
た外径３１．８ｍｍ、肉厚７．５ｍｍ、長さ６．０ｍの
継目無鋼管を使用し、図５（ｂ）に示すとおり、深さ
０．５ｍｍ、長さ１ｍｍ〜１０ｍｍのノッチきず５１と
深さ０．５ｍｍ、直径１ｍｍ〜１０ｍｍのピットきず５
２の人口きずを付加した鋼管５３を使用し、本発明の磁
気探傷センサとしては、幅４ｍｍ、長さ６０ｍｍの非磁
性体からなるブロック体の底面に、長さ３ｍｍ、幅０．
５ｍｍの感磁素子を幅方向および長手方向にそれぞれ１
ｍｍの間隔で対向させて差動検出する１５対の感磁素子
を配置した非磁性体からなるブロック体２組を、各組の
感磁素子対が長手方向の他組の感磁素子の隙間の中心に
それぞれ位置するよう千鳥状に配置した磁気探傷センサ
を使用し、数回の漏洩磁束探傷を行ってきず検出能の再
現性を求めた。また、比較のため、特開平７−２９４４
９０号に開示の磁気探傷センサを使用し、同条件で数回
の漏洩磁束探傷を行ってきず検出能の再現性を求めた。
その結果を図５（ａ）に示す。
【００２３】図５（ａ）に示すとおり、実操業での探傷
可能な再現性の許容レベルを８０％として判断したとこ
ろ、イで示す従来の特開平７−２９４４９０号に開示の
磁気探傷センサでは、ノッチきず５１では長さ７ｍｍが
限界であり、ピットきず５２では直径１０ｍｍが限界で
あった。これに対し、ロで示す本発明の磁気探傷センサ
では、ノッチきず５１について１ｍｍの長さも検出可能
であり、ピットきず５２においても直径３ｍｍまで検出
可能であった。なお、本実施例では、継目無鋼管の場合
を示したが、棒鋼においても同様の結果が得られること
を確認している。
可能な再現性の許容レベルを８０％として判断したとこ
ろ、イで示す従来の特開平７−２９４４９０号に開示の
磁気探傷センサでは、ノッチきず５１では長さ７ｍｍが
限界であり、ピットきず５２では直径１０ｍｍが限界で
あった。これに対し、ロで示す本発明の磁気探傷センサ
では、ノッチきず５１について１ｍｍの長さも検出可能
であり、ピットきず５２においても直径３ｍｍまで検出
可能であった。なお、本実施例では、継目無鋼管の場合
を示したが、棒鋼においても同様の結果が得られること
を確認している。
【００２４】
【発明の効果】本発明の請求項１の磁気探傷センサは、
検出素子ホルダーの底面に、差動検出を行う一対の感磁
素子を１組とし、検出素子ホルダーの幅方向中心に対
し、前記感磁素子の各組を検出素子の長手方向寸法より
小さい一定の間隔を設けて千鳥状に配列したことによっ
て、差動検出を行う一対の感磁素子の１組の間隔により
検出できないきずは、千鳥状に配列した他の差動検出を
行う一対の感磁素子によって検出されるので、ピットき
ずや長さの短いノイズきずを再現性よく、高能率で検出
することができ、製品表面の品質管理をより一層強化す
ることができる。
検出素子ホルダーの底面に、差動検出を行う一対の感磁
素子を１組とし、検出素子ホルダーの幅方向中心に対
し、前記感磁素子の各組を検出素子の長手方向寸法より
小さい一定の間隔を設けて千鳥状に配列したことによっ
て、差動検出を行う一対の感磁素子の１組の間隔により
検出できないきずは、千鳥状に配列した他の差動検出を
行う一対の感磁素子によって検出されるので、ピットき
ずや長さの短いノイズきずを再現性よく、高能率で検出
することができ、製品表面の品質管理をより一層強化す
ることができる。
【００２５】また、本発明の請求項２の磁気探傷センサ
は、鋼材表面に当接させる検出素子ホルダーの底面に曲
率を付与したので、被検査材表面と検出素子ホルダーの
底面とのリフトオフによる感度低下の影響を最小限に抑
制することができ、微小きずをも高精度で検出すること
ができる。
は、鋼材表面に当接させる検出素子ホルダーの底面に曲
率を付与したので、被検査材表面と検出素子ホルダーの
底面とのリフトオフによる感度低下の影響を最小限に抑
制することができ、微小きずをも高精度で検出すること
ができる。
【図１】本発明の磁気探傷センサの感磁素子対の配置の
説明図である。
説明図である。
【図２】本発明の磁気探傷センサを鋼管に適用した場合
を示すもので、（ａ）図は全体正面図、（ｂ）図は
（ａ）図の部分拡大図、（ｃ）図は請求項２の磁気探傷
センサを鋼管に適用した場合の部分拡大図である。
を示すもので、（ａ）図は全体正面図、（ｂ）図は
（ａ）図の部分拡大図、（ｃ）図は請求項２の磁気探傷
センサを鋼管に適用した場合の部分拡大図である。
【図３】従来の磁気探傷センサを用いた場合のきず位置
と差動処理した信号波形との関係を示すもので、（ａ）
図は感磁素子対ときず位置の説明図、（ｂ）図はきず中
心位置が感磁素子対の中央部近傍に位置した場合の信号
波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関係図、（ｃ）図はきず
中心位置が感磁素子対と感磁素子対との隙間に位置した
場合の信号波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関係図であ
る。
と差動処理した信号波形との関係を示すもので、（ａ）
図は感磁素子対ときず位置の説明図、（ｂ）図はきず中
心位置が感磁素子対の中央部近傍に位置した場合の信号
波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関係図、（ｃ）図はきず
中心位置が感磁素子対と感磁素子対との隙間に位置した
場合の信号波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関係図であ
る。
【図４】本発明の磁気探傷センサを用いた場合のきず位
置と差動処理した信号波形との関係を示すもので、
（ａ）図は感磁素子対ときず位置の説明図、（ｂ）図は
きず中心位置が一方の感磁素子対と感磁素子対との隙間
に位置した場合の信号波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関
係図、（ｃ）図はきず中心位置が他方の感磁素子対と感
磁素子対との隙間に位置した場合の信号波形とＳ／Ｎ比
判定レベルとの関係図である。
置と差動処理した信号波形との関係を示すもので、
（ａ）図は感磁素子対ときず位置の説明図、（ｂ）図は
きず中心位置が一方の感磁素子対と感磁素子対との隙間
に位置した場合の信号波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関
係図、（ｃ）図はきず中心位置が他方の感磁素子対と感
磁素子対との隙間に位置した場合の信号波形とＳ／Ｎ比
判定レベルとの関係図である。
【図５】実施例におけるきずの大きさときず検出能の再
現性との関係を示すもので、（ａ）図はノッチきず長さ
およびピットきず直径ときず検出能の再現性との関係を
示すグラフ、（ｂ）図は人工的に付与したノッチきずと
ピットきずを示す平面図である。
現性との関係を示すもので、（ａ）図はノッチきず長さ
およびピットきず直径ときず検出能の再現性との関係を
示すグラフ、（ｂ）図は人工的に付与したノッチきずと
ピットきずを示す平面図である。
【図６】長さの短いノッチきずでの漏洩磁束の状況説明
図である。
図である。
【図７】長さの短いきずを低ピッチで検出時の長さ方向
の信号波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関係図である。
の信号波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関係図である。
【図８】長さの長いきずを低ピッチで検出時の長さ方向
の信号波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関係図である。
の信号波形とＳ／Ｎ比判定レベルとの関係図である。
１、２、３１、４１、４２ ブロック体 （ａ1、ｂ1）〜（ａn、ｂn）、（ｘ1、ｙ1）〜（ｘn、
ｙn） 感磁素子 １１ 探傷ヘッド １２、５３ 鋼管 １３ リフトオフ ３２、３３、４３、４４ きず ３４、３６、４５ ピーク ３５ Ｓ／Ｎ比判定レベル ５１ ノッチきず ５２ ピットきず ６１ きず ６２ 磁束 ６３ 鋼材
ｙn） 感磁素子 １１ 探傷ヘッド １２、５３ 鋼管 １３ リフトオフ ３２、３３、４３、４４ きず ３４、３６、４５ ピーク ３５ Ｓ／Ｎ比判定レベル ５１ ノッチきず ５２ ピットきず ６１ きず ６２ 磁束 ６３ 鋼材
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼材の表層部を磁化し、表面近傍に発生
する漏洩磁束を検出して表面きずを判別する磁気探傷装
置において、鋼材表面に当接させる検出素子ホルダーの
底面に、差動検出を行う一対の感磁素子を、検出素子ホ
ルダーの幅方向中心を挟んで両側それぞれに、感磁素子
の長手方向寸法より小さい所定の間隔を設けて千鳥状に
平行配列したことを特徴とする微小きずの検出性能に優
れた磁気探傷センサ。 - 【請求項２】 鋼材表面に当接させる検出素子ホルダー
の底面に曲率を付与したことを特徴とする請求項１記載
の微小きずの検出性能に優れた磁気探傷センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11644197A JPH10293121A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 微小きずの検出性能に優れた磁気探傷センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11644197A JPH10293121A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 微小きずの検出性能に優れた磁気探傷センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10293121A true JPH10293121A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14687191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11644197A Pending JPH10293121A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 微小きずの検出性能に優れた磁気探傷センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10293121A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6774627B2 (en) * | 2000-10-18 | 2004-08-10 | Kawasaki Steel Corporation | Leak magnetism detection sensor for magnetic flaw detection system |
| JP2005164593A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | General Electric Co <Ge> | パルス渦電流センサプローブ及び検査方法 |
| JP2009068857A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Jfe Steel Kk | 磁気探傷装置 |
| KR101085563B1 (ko) * | 2009-09-04 | 2011-11-25 | 조선대학교산학협력단 | 자기센서를 이용한 냉연강판의 개재물 탐상 장치 |
| JP2012110470A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Kobe Univ | 磁場分布取得装置 |
| WO2018198627A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | Tdk株式会社 | 磁界センサ |
| KR20210086383A (ko) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | 주식회사 포스코아이씨티 | 터널자기저항센서를 이용한 강판 결함 검사 시스템 |
-
1997
- 1997-04-17 JP JP11644197A patent/JPH10293121A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6774627B2 (en) * | 2000-10-18 | 2004-08-10 | Kawasaki Steel Corporation | Leak magnetism detection sensor for magnetic flaw detection system |
| JP2005164593A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | General Electric Co <Ge> | パルス渦電流センサプローブ及び検査方法 |
| JP2009068857A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Jfe Steel Kk | 磁気探傷装置 |
| KR101085563B1 (ko) * | 2009-09-04 | 2011-11-25 | 조선대학교산학협력단 | 자기센서를 이용한 냉연강판의 개재물 탐상 장치 |
| JP2012110470A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Kobe Univ | 磁場分布取得装置 |
| WO2018198627A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | Tdk株式会社 | 磁界センサ |
| JP2018189388A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | Tdk株式会社 | 磁界センサ |
| CN110546524A (zh) * | 2017-04-28 | 2019-12-06 | Tdk株式会社 | 磁场传感器 |
| KR20210086383A (ko) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | 주식회사 포스코아이씨티 | 터널자기저항센서를 이용한 강판 결함 검사 시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101288734B1 (ko) | 주기성 결함 검출 장치 및 그 방법 | |
| US6479992B2 (en) | Leakage flux flaw detecting method and method for manufacturing hot rolled steel sheet using the same | |
| EP0125064B1 (en) | Method for detecting stress and defect in a metal piece | |
| KR100671630B1 (ko) | 자기 탐상 장치의 누설 자기 검출 센서 및 스트립의온라인 탐상 방법 | |
| US3670239A (en) | Method and apparatus for magnetic flaw detection by using magneto-sensitive diodes | |
| CN101688851A (zh) | 凹凸表面缺陷的检测方法及装置 | |
| JP3276295B2 (ja) | 渦電流探傷装置 | |
| Kim et al. | Eddy current probes of inclined coils for increased detectability of circumferential cracks in tubing | |
| EP0523249B1 (en) | Magnetic inspecting method and device therefor | |
| JPH10293121A (ja) | 微小きずの検出性能に優れた磁気探傷センサ | |
| JPH07294490A (ja) | 斜めきずの検出性能に優れる磁気探傷方法 | |
| JP3709930B2 (ja) | 表層又は表面欠陥の検出方法、表層又は表面欠陥の検出装置、及び冷延又は鍍金用鋼帯製造用鋼帯の製造方法 | |
| JPH1183808A (ja) | 漏洩磁束探傷方法 | |
| KR101116422B1 (ko) | 부분적으로 경화된 공작물의 연화 존 영역의 폭을정량적으로 결정하기 위한 방법 | |
| JP2003322640A (ja) | 鋼材の表面疵検出装置 | |
| JPS62185162A (ja) | 漏洩磁束探傷法による表面欠陥の非破壊計測法 | |
| JPS59188508A (ja) | 鋼材の変態量及び平坦性のオンライン検出装置 | |
| JP2013224916A (ja) | 研削焼け判定装置および研削焼け判定方法 | |
| JP2001194344A (ja) | 漏洩磁束探傷方法 | |
| JP3606438B2 (ja) | 漏洩磁束探傷方法 | |
| JP2770612B2 (ja) | 渦流探傷装置 | |
| JP2769534B2 (ja) | 薄鋼帯磁気探傷装置における磁気センサー群配列構造 | |
| JPH11271278A (ja) | 鋼材の欠陥検出方法 | |
| JPH09166582A (ja) | 電磁気探傷法 | |
| JP3286549B2 (ja) | 長尺鋼材の表面疵検出方法 |