JPS6156963A

JPS6156963A - 電磁誘導探傷試験装置

Info

Publication number: JPS6156963A
Application number: JP17900184A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Hyodo; 繁俊兵藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1984-08-28
Filing date: 1984-08-28
Publication date: 1986-03-22

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、スパイラル搬送される鋼管の前進。

後退時にそれぞれ内面又は外面の探傷を行う電磁誘導法
を利用した欠陥の探傷試験装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、鋼管に対する品質保証の強化は、客先の要求がレ
ベルアップされるに相俟って著しいものがある。品質保
証の手段として一般的には超音波探傷法が用いられてい
る。ところが、単一の探傷法では前記客先の要求を満足
すべき品質保証が得られず、２種以上の非破壊検査を適
用するいわゆる検査複合化の傾向が次第に高まっている
。すなわち、超音波探傷法で・は疵の方向による影響を
太き（受は易く、例えば管軸方向に対して傾いた人工欠
陥をつくってその検出限界を調べてみると、−５ｄ・ｂ
での許容角度は±５°である。このため、製管の特質上
傾き率が・発生する製造プロセスにおいては、超音波探
傷法のみでは欠陥の方向性によってその検出ができない
場合があった。それで、検査の複合化が行われるように
なった□次第である。

検査の複合化にあたっては、外面疵のみならず、内面疵
についても同様レベルで被検材料の全面・全長検査を行
うことが必要である。そのための技術として、従来にあ
っては超音波探傷法の他に電磁誘導探傷法が用いられて
いる。この電磁誘導探傷法は、被検材料の近くに検査用
コイルを置き、そのコイルに交流を通じ、コイルの電磁
気的反応を確かめることで、欠陥の検出を行うものであ
る。

欠陥が存在する場合には、被検材料に発生する渦電流が
変化し、該渦電流の変化がコイルの電磁気的反応を変化
させるため、該電磁気的反応を検出することで被検材料
の欠陥検出が可能となるものである。

従来の電磁誘導探傷法は、外面検査の場合、外：；　　
　　　　　　面疵検出センサー及び検出スタンドを固定
式とし、材料をスパイラルに搬送することで被検材料の
外面を全面・全長にわたって検査している。これに対し
て内面検査の場合には、被検材料をターニングローラー
で回転させ、内面疵検出センサーを被゛　検材料の全長
にわたって直進往復動させることで、内面の全面・全長
を検査している。すなわち、この内面検査の場合、被検
材料のスパイラル搬送は行っていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前記従来の電磁誘導探傷法にあっては、被検
材料の搬送方法及び内外面疵検出センサーの走査方法が
全く異なるため、完全に分離された設備を必要としてい
た。それで、設備コストが非常に高くなり、また多大の
設置スペースを必要とする欠点があった。

それに、内面検査の場合の検出センサーは、竿状の支持
部材先端に支持されている。支持部材は片持支持である
。それで、被検材料が長尺の場合膚には、支持部材も被検材料に応じて長尺になり、その支
持が困難であった。つまり、支持部材が長尺になる程そ
れ自体の強度を大きくしないと途中で屈曲することにな
り、支持部材の径を大きくする必要があった。従って、
従来の内面検査の場合は、設備上の制約を受け、大径で
短尺のものにしか適用できないでいた。

このため、従来の内面検査にあって、長尺の被検材料を
検査する場合には、２台の内面検査装置を併設し、一方
側の装置で被検材料の一端側から中央部までを検査し、
その後、他方側の装置で被検材料の他端側から中央部ま
でを検査していた。

それで、設備コストが更に高くなり、設置スペースも多
く必要とするなどの欠点があった。

要するに、従来の電磁誘導探傷法にあっては、内面と外
面の探傷設備を完全に分離して行わなければならないと
いう・ことと、長尺材料の検査にあっては更に内面の探
傷設備を２台併設しなければないないという欠点があっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は従来の電磁誘導探傷法の上記欠点に鑑みてこれ
を改良除去したものである。その要旨とするところは、
スパイラル搬送される鋼管の内外′面を内面探傷装置と
外面探傷装置とで探傷する電磁誘導法による探傷試験装
置であって、前記外面探傷装置は、外面疵検出センサー
を保持する外面ヘラ・ドと、該外面ヘッドの材料に対す
る退避昇降及び追従機構を備えた外面スタンドとよりな
り、前記内面探傷装置は、内面疵検出セン号−を保持し
且つ材料に対する退避昇降及・び追従機構を備えた内面
ヘッドと、該内面ヘッドを支える支持部材と、該支持部
材を材料中心高さに調節する支えローラと、材料内にあ
って前記支持部材を材料中心に支持する内面支持ガイド
と、前記゛支持部材及び内面ヘッドを支える支持部材の
ストッパー機構とよりなることを特徴とする電磁誘導探
傷試験装置である。

本発明は上記電磁誘導探傷試験装置を提供することによ
り、１ラインにて内外面の欠陥検出を可能“とじ、設備
コストの著しい低下及び設備スペースを節約せんとする
ものである。　・以下に本発明装置の構成を図面に示す実施例に基づいて
更に詳細に説明すると次の通りである。

〔実施例〕

第１図は実施例装置の全体的な配置を示す平面図、第２
図は同装置の主要部分を示す概略側面図である。同図に
おいて、１は搬入用テーブル、２は搬出用テーブルであ
る。この搬入用及び搬出用テーブル１と２の間には、被
検材料（この実施例装置では１００〜２８０ｆｉ”の継
目無鋼管）３を搬送するための搬送テーブル４が設置さ
れている。該搬送テーブル４は、被検材料３の２倍以上
の長さを有し、所定間隔毎に被検材料３をスパイラル搬
送するためのローラ５が設置されている。６は搬送テー
ブル４の途中に配設された外面探傷装置であり、第２図
に示す如く、スタンド７から支持さＨ，ｔｌＪ：１ｉ−
ＷＪ″′ｙ　Ｆ　８　’ｌｒ＊　ｂ　”’ＣパＺ・００
１〜″８は、テーブル４上を搬送される被検材料３の上
方に位置しており、被検材料３に対して退避昇降及び追
従自在である。このことについては後述する。

また搬送テーブル３の前端（第１図の右端）側には、内
面探傷装置９の内面ヘッド１０を支持する支持部材１１
のスタンドエ２が設置されている。内面ヘッド１０及び
支持部材１１は、その中心が搬送テーブル４上を搬送さ
れる被検材料３の中心と一致するように取付られている
。

前記支持部材１１の途中には、内面支持ガイド１３と、
支えローラ１４が取り付けられている。内面支持ガイド
１３は、被検材料３内にあって支持部材１１を材料中心
に支持するためのものであり、また支えローラ１４は、
被検材料３のない時に支持部材１１を材料中心に支持す
るためのものである。

次に、上記の各部材の構成を更に詳細に説明する。

先ず、外面探傷装置６の説明をする。この装置６は、第
３図に示すように、搬送テーブル４の近傍に立設された
外面スタンド７を有し、外面ヘラ　　　　　　　　ｉド
８を退避昇降自在に取り付けてあり、材料外径に応じて
高さ調整が可能となっている。外面ヘッド８の退避昇降
は、スクリュー螺子杆１５に外面へラド８を螺合させ、
昇降用モーター６０回転を傘歯車１７．１８を介してス
クリュー蝮子杆１５伝達することで行っている。

第４図は外面へラド８のセンサ一部及び退避追従部を示
す半断面図である。１９は箱状に形成されたヘッド本体
である。このヘッド本体１９内には、マグネット２０が
固定されており、その上部にムービングコイル２１が配
置されている。２２はマグネット２０及びムービングコ
イル２１の中心空洞を貫通してヘッド本体１９の下方へ
突出するガイドパイプである。このガイドパイプ２２の
下端側には距離センサー２３及び外面疵検出センサー２
４等を保持するセンサーホルダー２５が取り付・けられ
ている。またガイドパイプ２２の上端側には前記ムービ
ングコイル２１が取り付けられている。２６はセンサー
ホルダー２５の案内ガイドであり、ヘッド本体１９内に
おいてマグネットボックス２７に外嵌するスライドユニ
ット２８を有している。２９は中立点保持バネ、３０は
センサーホルダー２５の水平保持バネである。水平保持
バネ３０は、被検材料３が太き（変形している場合には
、この変形分だけ上下動するいわゆる衝突防止用のもの
である。

前記ムービングコイル２１はいわゆる電磁石である。こ
れを励磁させるとマグネット２ｏとマグネットポック２
７によって生じる磁束との相互作用によって、センサー
ホルダー２５を移動させる。移動方向は、励磁の電流方
向によって制御される。第４図はこの状態を示すもので
ある。ムービングコイル２１を非励磁状態にすると、セ
ンサーホルダー２５は中立点保持バネ２９の引張力とホ
ルダー重量の釣り合い点に停止している。今、上方への
最大電流を加えると、案内ガイド２６及びセンサーホル
ダー２５が上方へ引き寄せられる。つまり、非検査状態
となる。スライドユニット２８は、この昇降動作が安定
して行えるようにするためのものである。検査中には、
距離セシサー２３の距離信号をフィードバックして一定
ギャップを保ちながら追従制御が行われる。

次に第５図及び第６図を参照して内面探傷装置９の内面
ヘッド１０について説明する。

この内面ヘッド１０は、枠組み形成されたフレーム３１
の両端上下にそれぞれ半円筒状のシュー３２が取り付け
られ、被検材料３の内周面を摺動自在である。シュー３
２は、被検材料３の上端内周面との間に所定のクリアラ
ンスが形成されるようになっている。これは被検材料３
が屈曲等していると内面ヘッド１０の直進動作が行えな
いので、これを逃げるためのものである。フレーム３１
内には、ソレノイドボックス３３が固定されている。３
４はソレノイド３５の作動杆であり、ソレノイドボック
ス３３の下方へ昇降自在に突出している。３６は作動杆
３４の下端側に取り付けられたセンサーホルダー、３７
はソレノイドボックス３３に摺動自在に外嵌するスライ
ドユニットである。センサーホルダー３６内には内面疵
検出センサー（図示せず）が内蔵されていることは当然
である。センサーボックス３３とセン：；　　　　　　
　　　サーホルダー３６との間には、センサーホルダー
３６を被検材料３の内周面形状に追従させるためのバネ
３８が取り付けられている。

ソレノイド３５が非励磁状態のときは、バネ３８により
センサーホルダー３６が下方へ付勢され、被検材料３の
内周面と接触している。すなわち、検査状態となる。第
５図及び第６図はこの状態を示すものである。またソレ
ノイド３６が励磁状態のときは、作動杆３４が上方へ引
き寄せられ、センサーホルダー３６は被検材料３の内周
面から離れて退避状態となる。

第７図及び第８図は、内面探傷装置９のスタンド１２及
び支持部材１１のストッパー機構３９を示すものである
。スタンド１２は、２本のポスト４０．４１を有し、該
ポスｌ−４０，４１間に前記支持部材１１が昇降自在に
貫通支持されている。ストッパー機構３９は、ポスト４
０゜４１に固定されたガイドロッド４２．４３ヲ有して
いる。４４はガイドロッド４２．４３間に跨って取り付
けられた固定フレームである。この固定フレー、ム４４
には、パン１ル４５を備えた螺子杆４６が蜆着貫通して
いる。４７はこの甥子杆４６の下端側に取り付けられた
可動台で、その両端側には前記ガイドロッド４２．４３
が貫通している。前記支持部材１１は、この可動台４７
に貫通して固定支持されている。

従って、ハンドル４５を回転させることにより、甥子杆
４６が固定フレーム４４に対して上下動し、可動台４７
を昇降させる。つまり、支持部材１１を昇降させる。４
８は、この昇降動作時にあって支持部材１１の高さ位置
を示す目盛板である。

第９図は、支持部材１１の途中に取付固定された内面支
持ガイド１３を示すものである。この内面支持ガイド１
３は、被検材料３の内径と略々同一の外径を有しており
、内面の欠陥検出時にあって、被検材料３の内周面と接
触し、支持部材１１を支持する。この実施例では、内面
支持ガイド１３を半割状にして支持部材１１の上下から
取り付けるようにしている。

第１０図及び第１１図は、被検材料３のない時に支持部
材１１の、途中下方を支えて、その中心を材料中心に一
致させる支えローラ１４を示すものである。

この支えローラ１４は、ポスト５０．５１の上端に跨っ
て回動自在に取り付けられている。回動は、エアーシリ
ンダー５２により行っている。５３は支えローう１４の
回動軸５４に固定された係止部材であり、５５は支えロ
ーラ１４の回動ストロークを決定するためのストッパー
である。エアーシリンダー５２を係止部材５３がストッ
パー５５に当接する位置まで突出動作させると、支えロ
ーラ１４は第１０図の鎖線で示す位置まで回動し、支持
部材１１の下方を支持する。

つまり、該支えローラ１４で支持部材１１の途中を支持
することができ、支持部材ｌｌが途中で湾曲する等のこ
とがない。。

次に上述の如く構成された電磁誘導探傷試験装置の動作
態様を説明する。

探傷開始前の状態では、外面ヘッド８は中立点保持バネ
２９の引張力により上方位置で待機している。また支え
ローラ１４は支持部材１１の中間部を下方から支持して
いる。

このような状態から搬入テーブル１より図示しないキツ
カーで搬送テーブル４に被検材料３が供給されると、被
検材料３はスキューローラ５によりスパイラル状に回転
しながら第１図の左側から右側へ向けて前進を始める。

そして、その被検材料３の先端が外面スタンド７に至る
と、外面ヘッド８のムービングコイル２１が励磁され、
センサーホルダー２５が被検材料３の外周面に一定ギャ
ップ（本実施例では０．３ｍ）にて追従を開始し、電磁
誘導法による欠陥の探傷を開始する。この場合にあって
、センサーホルダー２５は被検材料３の外周面に高さの
変動があると、これを距離センサー２３にて検出して追
従する。本実施例における追従ストロークは、中立点よ
り±１０ｗｍの範囲である。被検材料外面の探傷が進み
、材料先端が支えローラ１４の位置に来ると、第１０図
に示すエアーシリンダー５２が退入復帰し、支えローラ
１４は同図の実線で示す位置へ回動する。すなわち、被
検材料３と干渉しない位置へ退避する。そして、被検材
料３の先端が内面支持ガイド１３の位置へ達すると、該
ガイド１３は被検材料３内へ内装され、材料内において
支持部材１１の中間部を支持する。

１！　　　　　　　このようにして被検材料外面の探傷
が完了すると、外面ヘッド８のムービングコイル２１が
上方退避励磁状態となり、センサーホルダー２５は上昇
して待機する。また同時にスキューローラ５が逆転を開
始し、被検材料３をスパイラル状に回転させながら今度
は第１図の右側から左側へ後退搬送する。

これと同時に内面ヘッド】０による内部疵の電磁誘導探
傷が行われる。この内面の探傷は、ソレノイド３５を非
励磁状態にし、センサーホルダー３６をバネ３８の付勢
力により被検材料３の内周面へ当接させて行う。この内
面探傷用のセンサーホルダー３６の場合も、材料内周面
に多少の凹凸があると、これを回避して追従するようバ
ネ３８の弾性範囲内で上下動する。そして、被検材料３
の管端が支えローラ１４の位置を通過すると、第１０図
に示すエアーシリンダー５２が突出動作をし、支えロー
ラ１４を鎖線で示す位置へ回動させて支持部材１１の中
間部下方を支持する。これにより、支持部材１１は常に
その中心を材料中心に一致させることが可能である。被
検材料３の管端が内面ヘッド１０を通過し、内面の探傷
が完了した後は、第５図に示すソレノイド３５が励磁さ
れ、センサーホルダー３６を上方へ引き上げて待機させ
る。

内面及び外面の探傷が終了した被検材料３は、図示しな
いキツカーにより搬出テーブル２へ蹴り出される。

然る後、上述の動作を反復することで順次被検材料３の
外面及び内面の欠陥探傷を行う。参考までに、本実施例
装置にあっては、直径１８０ｍ、長さ１４ｍの熱間加工
継目無鋼管の内外面をおのおの４センサーを用いて探傷
した。探傷に要した時間は、５分である。

第１２図は本実施例装置の信号処理方法を示す、ブロッ
ク図である。外面ヘッド８より出力される　。

外面探傷信号ａは、外面疵弁別回路Ａにより欠陥信号と
ノイズ等の判別がなされ、次の疵判定及びマーキングコ
ントロール回路りへ送られる。そして、許容できない疵
にあっては、外面疵マーカ−５８にマーキング信号Ｃが
出力され、被検材料３の外周面にマーキングが行われる
。内面探傷の場合にあっては、切換スイッチ５８．５７
が自動的に第１２図の反対側へ切換られる。内面ヘッド
１０より出カフされる内面探傷信号すは、内部疵弁別回路Ｂにより欠陥
とノイズ等の判別がなされる。そして、許容できない疵
は回路りから内面疵マーカ−５９にマーキング信号ｄが
送られ、被検材料３の外周面にマーキングが行われる。

次にロフト変えの場合を説明する。この場合は、先ず、
内面ヘッド１０のシュー３２を被検材料３の内径に応じ
たものに取り替える。そして、第７図及び第８図に示す
ハンドル４５を操作して可動台４７を昇降させ、該可動
台４７に固定支持された支持部材１１の中心を材料中心
に一致させる。また支持部材１１の途中に固定した内面
支持ガイド１３を被検材料の内径に応じたものに取り替
える。最後に第１０図及び第１１図に示すストッパー５
５の螺合状態を調節して支えローラ１４の回動ストロー
クを調節し、支えローラ１４がロット変えした被検材料
３の下方に当接するようにすればよい。外面ヘッド８は
、昇降用モーターＩ６によってセンサーホルダー２５の
高さを被検材料上面一に合わせればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明にあっては、１ラインで被検
材料の内面及び外面の電磁誘導法による欠陥探傷を行う
ことができ、従来のように内面と外面それぞれについて
ラインを設ける必要がないので、設備コストの大幅なコ
ストダウンが図れる。

また設備スペースも少なくて済み、有効なスペースの利
用が図れる。それに、内面及び外面の探傷を被検材料が
往復動作する間で行えるので、探傷時間の大幅な短縮が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置の全体配置を示す平面図、第２図は
同装置の主要部を示す概略側面図、第３図は外面探傷装
置の一部縦断面図、第４図は外面ヘッドの半断面図、第
５図は内面ヘッドを拡大して示した図面、第６図は管軸
方向と直交する方向；、　　　　　　　　　で断面した
内面ヘッドの半断面図、第７図は支持部材のストッパー
機構を示す側面図、第８図は同機構の背面図、第９図は
内面支持ガイドを示す樅断面図、第１０図は支えローラ
を示す側面図、第１１図は支えローラの背面図、第１２
図は実施例装置の信号処理例を示すブロック図である。３・・・被検材料　　　　６・・・外面探傷装置９・・
・内面探傷装置　　８・・・外面へラド７・・・外面ス
タンド　　１０・・・内面ヘッド１１・・・支持部材　
　　　１４・・・支えローラ１３・・・内面支持ガイド
　３９・・・ストッパー機構特許出願人　　　住友金属
工業株式会社代　理　人　　　弁理士　内田敏彦第３図第４図第１０図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

１、スパイラル搬送される鋼管の内外面を内面探傷装置
と外面探傷装置とで探傷する電磁誘導法による探傷試験
装置であって、前記外面探傷装置は、外面疵検出センサ
ーを保持する外面ヘッドと、該外面ヘッドの材料に対す
る退避昇降及び追従機構を備えた外面スタンドとよりな
り、前記内面探傷装置は、内面疵検出センサーを保持し
且つ材料に対する退避昇降及び追従機構を備えた内面ヘ
ッドと、該内面ヘッドを支える支持部材と、該支持部材
を材料中心高さに調節する支えローラと、材料内にあっ
て前記支持部材を材料中心に支持する内面支持ガイドと
、前記支持部材及び内面ヘッドを支える支持部材のスト
ッパー機構とよりなることを特徴とする電磁誘導探傷試
験装置。