JPS60230052A - 探傷方法及び装置 - Google Patents

探傷方法及び装置

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JPS60230052A
JPS60230052A JP8717284A JP8717284A JPS60230052A JP S60230052 A JPS60230052 A JP S60230052A JP 8717284 A JP8717284 A JP 8717284A JP 8717284 A JP8717284 A JP 8717284A JP S60230052 A JPS60230052 A JP S60230052A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inspected
magnetic
coil
steel pipe
flaw detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP8717284A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Hirota
哲也 廣田
Tatsuo Hiroshima
龍夫 廣島
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS60230052A publication Critical patent/JPS60230052A/ja
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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
    • GPHYSICS
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • 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
    • G01N27/904Investigating 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 with two or more sensors

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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、丸棒鋼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非破壊検査法
が実用化されており、存在が予想される欠陥に応して一
種若しくは複数MMの方法が適用されている。
例えば予想される疵の方向が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■鉄鋼材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1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1 化した場合
には、疵部分には磁極が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
で疵の方向に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ml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1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
にピント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。従ってピント疵の検出が必要
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1.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トが高くなるという難点があ
った。また、上記の如くi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、被検
査材を囲繞する様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、ピ・ノド疵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、被検査材を囲繞する様に配し
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鋼管11を囲繞する様にコイ
ル19を鋼管11と同心に配しである。
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の軸心即ち鋼管11の軸心対称のトーラ
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鋼管11の表面に対して直角に入り
、鋼管11の表層部を磁路とし、コイル19の直下部か
ら入側と略同−距離離隔した位置において、該鋼管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。
出側に位置する鋼管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。
この部分の僅かに上方には感磁ダイオード、ホール素子
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、1Bはいず
れも感応方向が鋼管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てあ易− 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、該ピット庇部にて渦電1 流の向き
が乱れ、これが磁気センサ1日にて検出される。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、該割れ庇部にて第3図に示す如く磁束
が漏洩する。この漏洩磁束は磁気センサー6にて検出さ
れることになる。この検出結果は磁気センサー6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Aの要部を略
示する正面図、第5図はその一部破砕側面図、第6図は
1つの探傷ユニットを略示する背面図、第7図は第6図
の■−■線による側断面図である。
白抜矢符方向に移送される鋼管11の移送域にはこれと
同心状にしてコイルボビン19aに巻回してなるコイル
19が鋼管を囲繞すべく配設しである。
コイルボビン19aは図示しない支持機構にて支持され
ている。
コイル19に対する鋼管11の入側のコイルボビン19
a側面の4等配の位置には、側面視で台形をなし、水平
方向或いは垂直方向に適当な長さを有するリンク固定部
4L41・・・がボルト止め等によって固着されており
、各リンク固定部41の側面夫々に各2本枢着した等長
のリンクアーム42.42の先端部を鋼管11又はコイ
ルボビン19aの中心側に位置させて、この先端部に内
周面が鋼管11の曲率と一致する円弧面となった直方体
状のホルダ43を枢着して、リンク固定部41、合計4
本のリンクアーム42及びホルダ43にて平行リンクを
構成している。
リンクアーム42,42の枢着点を結ぶ線は鋼管11の
軸心と平行、つまり水平としてあり、これによりホルダ
43の内周面は鋼管11の周面に対して平行になるよう
に鋼管11の半径方向に、更には軸長方向に移動する。
コイルボビン19aの材料は電気絶縁物、またリンク固
定部41.ホルダ43の材料は非磁性体とする。
ホルダ43の鋼管11の入側は適当なテーパをとっであ
るが、このテーパ面及び内周面の適所には鋼管11との
摺接による摩耗を防止するために超硬材料による保護板
44をロー付は等により貼着している。
ホルダ43の鋼管11の入側、出側の2位置であって、
鋼管11の周方向の中心、及び中心か゛ら適当な角度離
隔した3位置の合計6位置には磁気センサ取付のための
孔43a、43a・・・が穿設されており、鋼管11の
出側であってコイル19と鋼管11の軸方向位置を同じ
くする孔43aには前述の磁気センサ16が各1個、合
計3個(装置全体では12個)嵌着されており、鋼管1
1の入側の孔43aには前述の磁気センサ18が各1個
、合計3個(同じり12個)嵌着されている。ホルダ4
3とコイルボビン19aとの間には複数の押バネ45が
介装してあり、ホルダ43を鋼管11に向けて付勢して
、磁気センサ16.18のリフトオフが安定になるよう
にしている。以上のような構成の探傷ユニットが鋼管周
方向の4位置に設けられて検出部Aが構成されている。
このような構成としたことにより鋼管11がコイル19
配設位置に向けて移送されてくると、先端部の到来によ
りホルダ43のテーパ面がこれを迎え入れて管周面に乗
り上げる。そして鋼管11が通過する間押しバネ45と
平行リンク機構との働きにより磁気センサ16.18は
管周面に略一定のリフトオフで追従する。
次に信号処理回路Bについて説明する。第8図は信号処
理回路Bのブロック図である。励磁コイル19には発振
器27から第9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
れにより鋼管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16.1B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′a23b、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9図Tb)に示すように第9
図(a)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1 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10図(al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
10図fa)に二点鎖線で示す如くピント疵Pの有害、
無害の判断基準となる闇値が設定されそおり、同期検波
回路24aからの入力信号の極小値が該閾値よりも小さ
い場合は有害IM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、鋼管11の
磁気センサ−8直下部にマーキングが施される。
一方、同期検波回路24bにも発振器27から同様の同
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ー6からの入力信号を同期
検波し、割れIMCが存する場合に発生する漏洩磁束を
検出する。この検波結果は第10図fbl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10図(bl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閾値が設定され
ており、同期検波回路24bからの入力信号の極大値が
該閾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、
鋼管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1
1図はピント疵P〔第11図ta>〕、割れ疵C〔第1
1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ント疵1割れ疵を同時に探傷
する場合について述べたが、割れ底深傷用の磁気センサ
を設けず、ビット疵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ピント疵の検出が行なえる
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、被検査材を
囲繞する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ビット疵9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図は検出部要部の略示正面図、
第5図はその一部破砕側面図、第6図は1つの探傷ユニ
ットを略示する背面図、第7図は第6図の■−■線によ
る側断面図、第8図は信号処理回路のブロック図、第9
図はその動作°説明のための信号波形図、第10図は同
期検波回路の検出結果を示すグラフ、第11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・・・鋼管 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 t (支) 禎 2 回 第 5 図 Nπ 第 9 図 喘10 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 被検査材を囲繞する様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、被検査材を囲繞する様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
    気セン号にて漏洩磁束を検出することを特徴とする探傷
    方法。 3、 被検査材を囲繞する様に配したコイルと、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、被検査材表面に垂直の
    磁界に感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。 4、被検査材を囲繞する様に配したコイルと、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た磁気センサと、磁路とな
    る被検査材の表層部に臨ませた磁気センサとを備え、被
    検査材表面の垂直の磁場変化を検出して欠陥情報を得る
    べくなしたことを特徴とする探傷装置。
JP8717284A 1984-04-27 1984-04-27 探傷方法及び装置 Pending JPS60230052A (ja)

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JP (1) JPS60230052A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106645389A (zh) * 2015-11-04 2017-05-10 江苏爱福特科技开发有限公司 一种液压支架顶梁销轴裂纹检测装置
CN106645390A (zh) * 2015-11-04 2017-05-10 江苏爱福特科技开发有限公司 一种销轴裂纹检测设备

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CN106645389A (zh) * 2015-11-04 2017-05-10 江苏爱福特科技开发有限公司 一种液压支架顶梁销轴裂纹检测装置
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