JPS60147648A - 探傷方法及び装置 - Google Patents

探傷方法及び装置

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JPS60147648A
JPS60147648A JP59005409A JP540984A JPS60147648A JP S60147648 A JPS60147648 A JP S60147648A JP 59005409 A JP59005409 A JP 59005409A JP 540984 A JP540984 A JP 540984A JP S60147648 A JPS60147648 A JP S60147648A
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JP
Japan
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magnetic
coil
inspected
magnetic sensor
slab
Prior art date
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Pending
Application number
JP59005409A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Hirota
哲也 廣田
Shigeki Shitama
重喜 師玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP59005409A priority Critical patent/JPS60147648A/ja
Publication of JPS60147648A publication Critical patent/JPS60147648A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9006Details, e.g. in the structure or functioning of sensors

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 。
本発明は鋼管、スラブ等の被検査材の表面に存する割れ
疵の検出を精度よく行なえ、また、縦割れ疵と併せて穴
状のビット疵の検出をも精度よく行なえる探傷方法及び
その実施に使用する装置を提案するものである。
〔従来技術〕
金属材の表面疵の探傷方法としては種々の被破壊検査法
か実用化されており、存在が予想される欠陥に応して一
種若しくは複数種類の方法が適用されでいる。
例えは予想されるhjEの方向かある程度定まっている
割れ疵の検出には主として被検査材の表面からの漏洩磁
束を検出する磁気探傷法が適用され、厚み方向に延びる
だけのピント疵の検出には渦流探傷法が適用されている
前者の磁気探傷法は■鉄61i1祠料等の強磁性体の表
面欠陥の検出に優れている。■割れが開口していない地
きずのような欠陥でも検出できる。■欠陥の位置1表面
上の長さの検出が可能であるという長所を有している。
また、後者の渦流探傷法は■探傷結果が直接的に電気的
出力として得られる。■非接触であるので試験速度が速
い。0表面欠陥の検出に適している。■欠陥、材質2寸
法変化等に対しても追従でき適用範囲が広い。■信号と
欠陥体積とが略比例関係になる、等の長所を有している
、また、上記磁気探傷法では、疵と直角な方向に磁化し
た場合には有効であるが、疵と同方向に磁化した場合に
は、疵部分には磁極か生じないので被検査材表面からの
漏洩磁束が微少であり、探傷が不可能であった。しかし
現在では下記に示す様に、複数の磁場を利用する方法で
疵の方1iiJ lこ関係なく探傷できるようになって
きた。
例えば第1図に示す様に丸棒鋼1に直接軸方向の通電を
行って円周方向に磁化し、また、丸棒鋼lを囲繞するコ
イルに通電して軸方向に磁化し、前者にて周方向の表面
疵1aを、後者にて軸方向の表面疵1bを各検出する方
法が知られている。
また、第2図に示す様に管材1′を囲繞する1対のコイ
ル2.2と、管材1′の直径方向両側に磁極を対向させ
た磁石3とをタンデムに配し、前者にて管材1′の軸方
向に磁化し、その磁場にて円周方向の表面疵1’bを磁
場検出器2aにて検出し、後者にて管材1′の周方向に
磁化し、その磁場にて軸方向の表面疵11aを磁場検出
器3aにて検出する方法も知られている。
しかしながら、金属材の表面に発生する疵は割れ底辺外
にピッ1〜疵と呼ばれるものもあり、上記した磁気探傷
ではビット疵を検出し難い。従ってビット朧の検出が必
要な場合は渦流探傷法に依る必要がある。このために被
検査材、その疵性状によっては複数の探傷法に依らざる
を得ないという煩わしさがあった。
そして、複数の探傷法を適用する場合には、被検査材の
パスラインに割れ疵、ピント疵夫々専用の探傷装置を設
置する必要があり、このため設備が大型化しそのコスト
が高くなり、また、各探傷装置にて独立的に検査を行う
ものであるので検査コス]・が高くなるという難点があ
った。また、上記の如〈従来の磁気探傷法においては被
検査材の磁化手段が大型のものとなり、その検出部の被
検査材への追随性が悪く精度の良い検出が行えないとい
う難点もあった。
〔目 的〕
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その
軸心が被検査材の表面に沿うように配したコイルに交流
電流を通電し、該被検査材の表面を磁化し、磁束が該表
面に対して実質的に直交する部分に臨ませた磁気センサ
にて該部分の磁界変化を検出することとして渦流探傷の
原理によりピント疵の検出が精度よく行なえ、また、こ
れと併せて磁路となる被検査材の表層部に臨ませた磁気
センサにて漏洩磁束を検出することとして、ビット疵1
割れ疵等の疵の種類に関係なく精度の良い検出が行なえ
る探傷方法及びその実施に使用する装置を提供すること
を目的とする。
〔発明の構成〕
本発明に係る探傷方法は、その軸心が被検査材の表面に
沿うように配したコイルに交流電流を通電し、これによ
り得た磁束が被検査材表面にて実質的にこれと直交する
部分に臨ませた磁気セン号にて該部分の磁界変化を検出
し、更にまた、また磁路となる被検査材の表層部に臨ま
せた磁気センサにて漏洩磁束を検出することを特徴とす
る。
〔発明の原理〕
先ず本発明の原理について説明する。第3図に示す様に
白抜矢符方向に移送されるスラブ11の表面から上方に
少し離隔した位置には、コイル19をその軸心19aが
該スラブ11の表面と平行になるように、また、その向
きがスラブ11の移送方向となるように配しである。こ
のようなコイル19に高周波の交流電流を通電すると、
該コイル19の軸心19a対称の1−ラス状の交流磁場
が形成される。図示の鉛直断面についてみると磁束の一
部はスラブ11の表面に対して直角に入り、スラブ11
の表層部を磁路とし、コイル19の直下部がら入側と略
同−距離離隔した位置において、該スラブ11の表面に
対して直角に出るものとなる。そして、この磁束により
その入側、出側に位置するスラブ11の表面部分には該
磁束を中心とする渦電流が発生せしめられることになる
。この部分の僅かに」二方には感磁ダイオード、ボール
素子等からなる磁気センサ18を設けてあり、また、コ
イル19の直下部には磁気センサ18と同高にて同様の
磁気センサ16を設けである。磁気センサ16.18は
いずれも感応方向がスラブ11表面に直交する方向即ち
コイル19の半径方向となるようにしである。
このような構成により、磁気センサ18対向部にピント
疵Pが在る場合は、該ピント底部にて渦電流の向きが乱
れ、これが磁気センサ18に°ζ検出される。そして、
この検出結果は磁気センサ18に接続された同期検波回
路24aにて同期検波される。
これによりピント疵Pの検出が行なえる。一方、割れ疵
Cが在る場合は、該割れ流部にて第3図に示す如く磁束
が漏洩する。この漏洩磁束ば磁気センサ16にて検出さ
れることになる。この検出結果は磁気セン+16に接続
された同期検波回路24bにて同期検波される。これに
より割れ疵Cの検出が行なえる。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第4図は本発明に係る探傷装置の検出部を示す正面断
面図、第5図はその左側断面図である。
図中11はスラブであって、図示しない搬送装置により
白抜矢符で示すその長手方向に移送される。
スラブ11上には外観円筒状の本発明装置の検出部Aが
図示しない走査機構によりスラブ11の全面を探傷ずべ
く該スラブ11の幅方向への移動可能に置かれている。
検出部Aのハウジング12ば上端が閉塞された円筒状に
形成されており、その内部にはステンレス鋼等の非磁性
体からなり、同様に上端が閉塞された円筒状の内ケース
20がその−に端面をハウジング20の上奥面に当接す
るようにして同心的に内嵌されζいる。内ケース20は
次に述べるコイルボビン29を収納し、その空間に充填
される適当な接着剤にてこれを保持するものであり、そ
の軸長寸法はハウジング12のそれよりも短かく選定さ
れている。コイルボビン29はその軸心方向をスラブ用
の移送方向の前後方向とする中空矩形状に形成されてお
り、その周縁の溝に励磁コイル19を巻回しである。コ
イルボビン29の下部は、ステンレス鋼等の非磁性体か
らなる厚肉円板状のセンサ支持部材14の上面の前後方
向中央に取付けられている。支持部材14は内ケース2
0の下面に当接するようにしてハウジング12の開口部
に同心的に内嵌された円環状の摺動部材13に、コイル
ホビン29を内外−ス20内に挿入するようにして同心
的に内嵌され仝いお。支持部材14om、>=r−ゆ、
よ1−81□オ、3のそれよりも薄く選定されており、
その下面がスラブ11に摺接することがないよ・うにし
である。支持部材14の中央からスラブ用の移送方向の
上流側に適長離隔した位置にはセンサ収納穴17を形成
してあり、該センサ収納穴I7には磁気センサ18を収
納しである。センサ収納穴形成位置は磁束がスラブll
の表面に直交する位置となるように選定されている。ま
た、磁気センサ18とスラブ11表面との離隔寸法は既
述した如き渦電流の検出感度に応して選定されている。
支持部材14の中央、つまりコイル19の直下にも同様
のセンサ収納穴15を形成してあり、該センサ収納穴1
5には同様の磁気センサ16を収納しである。該磁気セ
ンサ16とスラブ11の表面との離隔寸法は既述した如
き漏洩磁束の検出感度に応して選定されている。
摺動部材13の下面はハウジング12の下面から僅かに
下方に突出しスラブ11の表面に当接している。
摺動部材13はセラミックス製であって、検出部Aをス
ラブ11上にて走査せしめる場合の摩耗を防止する。
ハウジング12の上面中央にはコイル19.磁気センサ
16.1Bに連なる導体を有するケーブル22を挿通し
てあり、該ケーブル22の他端は信号処理回路B(第6
図参照)に接続されている。
次に信号処理回路Bについて説明する。第6図は信号処
理回路Bのプロ・ツク図である。励磁コイル19にば発
振器27から第7図(a)に示す如き2 kHz程度の
高周波の交流電流がケーブル22を介して通電される。
これによりスラブ11表面の検出部Aと対向する部分に
は既述した如き磁場が形成される。
磁気センサ16.18はこの磁場変化を検出し、検出結
果に応じた電気信号を増幅器23b、23aに夫々出力
する。増幅器23b、 23aはこの電気信号を所要レ
ベル迄増幅した後同期検波回路24b、 24aに夫々
出力する。
同期検波回路24aには第7図(blに示すように第7
図(alに示す交流電流の波形に同期した同期パルスが
入力されるようになっており、該同期パルスが入力され
る都度磁気センサ18からの入力信号を同期検波し、ピ
ント疵Pが在る場合の渦電流の乱れを検出する。この検
波結果は第8図ta+に示す様に極小値のみを有する渦
流探傷型の信号波形として得られる。この検波結果は比
較器25aに入力される。比較器25aには第8図(a
lに二点鎖線で示す如くピット疵Pの有害、無害の判断
基準となる闇値が設定されており、同期検波回路24a
からの入力信号の極小値が該闇値よりも小さい場合は有
害疵検出信号として図示しないマーキング装置の警報ラ
ンプを点灯せしめる。而して、スラブ11の磁気センサ
18直下部にマーキングが施される。
一方、同期検波l路24bにも発振器27がら同様の同
期パルスが入力されるようになっており、該同期パルス
が入力される都度磁気センサ16がらの8図(blに示
すような極大値及び極小値を有する磁気探傷型の信号波
形として得られる。この検波結果は比較器25bに入力
される。比較器25bには第8図fblに二点鎖線で示
す如く割れ疵Cの有害、無害の判断基準となる闇値が設
定されており、同期検波回路24bからの入力信号の極
大値が該闇値よりも大なる場合は有害疵検出信号として
マーキング装置の警報ランプ26bを点灯せしめる。而
して、スラブ11の磁気センサ16の直下部にマーキン
グが施される。
〔効 果〕
次に本発明の効果を実施例に基づき明らかにする。第9
図はピント疵P〔第9図fa))、割れ疵C〔第9図(
b)〕に相応する人工欠陥を本発明により検出した結果
を示すグラフであり、縦軸は夫々出力レベルを、横軸は
夫々深さの異なるピント疵。
割れ疵に相応する信号を示している。グラフから明らか
なように双方共に良好な検出信号が得られ、しかも疵深
さと検出レベルとが比例関係にあるので、疵深さが定量
的にまる。
なお、上述の実施例ではピット班1割れ疵を同時に探傷
する場合につい”ζ述べたが、割れ底深傷用の磁気セン
サを設けず、ピッ1−7iのみを探傷するものとしても
よい。この場合には簡潔な構成にてビット朧の検出が行
なえる。
また、上述の実施例では本発明をスラブに適用した場合
について述べたが、鋼管等の他の鋼材についても適用で
きることは勿論である。
以上詳述した如く本発明に係る探傷方法は、その軸心が
被検査材の表面に沿うように配したコイルに交流電流を
通電し、該被検査材の表面を磁化し、磁束が該表面に対
して直交する部分に磁気センサを臨ませ、更にまた、磁
路となる部分に磁気センサを臨ませ、被検査材の表面に
疵がある場合の磁場変化を検出するものであるので、従
来同時に検出することができなかったピット疵2割れ疵
を同時に検出することができ、能率の良い探傷が行なえ
、検査コストの大幅な低減が図れる。また、検出部の小
型、軽量化が図れるので、被検査材への追随性を向上せ
しめることができ精度の良い探傷が可能となる等、本発
明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1,2図は従来の探傷方法を示す模式図、第3図は本
発明の原理説明図、第4図(ま検出部の正面断面図、第
5図はその左側断面図、第6図は信号処理回路の)Uツ
ク図、第7図はその動作説明のための信号波形図、第8
図は同期検波回路の検出結果を示すグラフ、第9図は本
発明により割れ疵、ピント疵に相応する人工欠陥を検出
した場合の検出結果を示すグラフである。 11・・・スラブ 16.18・・・磁気センサ 19
・・・励磁コイル 24a、24b・・・同期検波回路
 27・・・発振器A・・・検出部 B・・・信号処理
回路時 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁
理士 河 野 登 夫 第 1 図 第 2 図 第 4 図 第 5 図 (a) (b) 9 凹 手続補正書(自発) 1、事件の表示 昭和59年特許願第5409号 2、発明の名称 探傷方法及び装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 所在地 大阪市東区北浜5丁目15番地名 称 (21
1)住友金属工業株式会社代表者 熊谷典文 4、代理人 住 所 ■543大阪市天王寺区四天王寺1丁目14番
22号 日進ヒル207号明細書の「特許請求の範囲」
の欄 6、補正の内容 「特許請求の範囲」の欄 別紙のとおり 7、−添付書類の目録 (11補正後の特許請求の範囲の全文を記載した書面 
1通 補正後の特許請求の範囲の全文を記載した書面2、特許
請求の範囲 1、 その軸心が被検査材の表面に沿うように配したコ
イルに交流電流を通電し、これにより得た磁束が被検査
材表面にて実質的にこれと直交する部分に臨ませた磁気
センサにて該部分の磁界変化を検出することを特徴とす
る探傷方法。 2、 その軸心が被検査材の表面に沿うように配したコ
イルに交流電流を通電し、磁束が被検査材の表面にて実
質的にこれと直交する部分に臨ませた磁気センサにて該
部分の磁界変化を検出し、また磁路となる被検査祠の表
層部に臨ませた磁気センサにて漏洩磁束を検出すること
を特徴とする探傷方法。 3、 その軸心が被検査材の表面に沿うように配したコ
イルと、これに交流電流を通電して得た磁束が被検査材
表面にて実質的にこれと直交する部分に臨ませ、コイル
半径方向の磁界に8応すべく配した磁気センサとを具備
することを特徴とする探傷装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 その軸心が被検査材の表面に沿うように配したコ
    イルに交流電流を通電し、これにより1#た磁束が被検
    査材表面にて実質的にこれと直交する部分に臨ませた磁
    気セン力′にて該部分の磁界変化を検出することを特徴
    とする探傷方法。 2、 その軸心が被検査材の表面に沿うように配したコ
    イルに交流電流を通電し、磁束が被検査材の表面にて実
    質的にこれと直交する部分に臨ませた磁気センサにて該
    部分の磁界変化を検出し、また磁路となる被検査材の表
    層部に臨ませた磁気センサにて漏洩磁束を検出すること
    を特徴とする探傷方法。 3、 その軸心が被検査材の表面に沿うように配したコ
    イルと、これに交流電流を通電して得た磁束が被検査材
    表面にて実質的にこれと直交する部分に臨ませ、コイル
    半径Jj向の磁界に反応すべく配した磁気センサとを具
    備することを特徴とする探傷装置。
JP59005409A 1984-01-13 1984-01-13 探傷方法及び装置 Pending JPS60147648A (ja)

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