JPS629203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、鋼材の残留磁気を消去する脱磁方
法に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

表面傷等の欠陥が問題とされる鋼材の探傷は、
一般に磁気探傷によつて行なわれているが、この
磁気探傷によつて探傷された鋼材には磁気が残つ
ていることが多く、鋼材に残留磁気があると、鋼
材に鉄粉等が付着して鋼材の加工等に悪影響を及
ぼすために、磁気探傷によつて探傷された鋼材
は、通常その残留磁気を消去する脱磁を行なつて
から使用されている。

この鋼材の脱磁方法としては、交流減衰法と直
流反転法とがあるが、交流減衰法は、比較的短時
間で脱磁が行なえる反面、被脱磁材の肉厚が大き
いと、交流電流の表皮効果により被脱磁材の内部
に磁気が残つてしまうという問題があるので、内
部の残留磁気が問題となる場合には直流反転法が
採用されている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、直流反転法は、被脱磁材をその
磁気探傷時の磁化電流値より若干大きい電流値の
電流で磁化し、次いでこの最初の磁化電流値より
わずかに小さくかつ極性を反転させた電流により
被脱磁材を逆極性に磁化し、以下同様に磁化電流
の極性を交互に反転させるとともに電流値を段階
的に減少させて被脱磁材の磁化の度合いを徐々に
小さくして行くことで被脱磁材の残留磁気を減少
させる方法であり、一般には磁化電流の転極回数
は数十回程度必要であるとされているために、１
つの被脱磁材の脱磁にかなりの時間（30秒程度）
を要するという問題をもつていた。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような事情にかんがみてなさ
れたものであつて、その目的とするところは、被
脱磁材を直流電流により磁化して被脱磁材の脱磁
を行なう方法でありながら、被脱磁材に対して２
回の磁化を行なうだけでその磁気を消去できるよ
うにした、被脱磁材の脱磁を短時間で能率よく行
なうことができる脱磁方法を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明は、被脱磁材のサンプルを
飽和磁化させた後にこのサンプルを二次磁化電流
によりその残留磁気と逆極性に磁化させてその残
留磁束密度を測定する試験を前記二次磁化電流を
種々の値に選んで行なつてその残留磁束密度が最
も０に近くなる二次磁化電流値を求めておき、被
脱磁材を一旦飽和磁化させた後に、この飽和磁化
電流と極性を反転させた前記二次磁化電流値の電
流により被脱磁材を逆極性に二次磁化して被脱磁
材の脱磁を行なうことにより、上記飽和磁化とそ
の後の二次磁化との２回の磁化だけで被脱磁材の
磁気を消去させるようにしてものである。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

この脱磁方法は、周知の磁化装置を用い、被脱
磁材を直流電流によりその磁速密度Ｂの変化が第
１図に示すような変化となるように磁化して被脱
磁材の脱磁を行なうもので、まず、あらかじめ求
めておいた飽和磁化電流を磁化装置に通電するこ
とにより被脱磁材にこれを飽和磁化させる磁界を
作用させて被脱磁材を一旦飽和磁化させ、その後
に、飽和磁化電流と極性を反転させた所定値の磁
化電流を前記磁化装置に通電して、被脱磁材をそ
の残留磁束密度Ｂが最も０に近くなるような強さ
の磁界で逆極性に磁化することにより被脱磁材の
脱磁を行なうものである。なお、この実施例では
飽和磁化電流として正の直流電流を用いて被脱磁
材を正極性に飽和磁化させ、次の磁化電流として
負の直流電流を用いて被脱磁材を負極性に磁化さ
せている。

前記被脱磁材を飽和磁化させるための飽和磁化
電流と、被脱磁材の飽和磁化後にこの被脱磁材を
逆極性に磁化するための電流（以下二次磁化電流
という）について説明すると、第２図は前記磁化
装置に通電する磁化電流の波形を示したもので、
Ｉ１は被脱磁材を飽和磁化させるための飽和磁化
電流値、Ｉ２は被脱磁材の飽和磁化後にこの被脱
磁材を逆極性に磁化するための二次磁化電流値を
示している。

この飽和磁化電流値Ｉ１と二次磁化電流値Ｉ２
は、被脱磁材のサンプルを磁化試験して決定され
るもので、サンプルの磁化試験は、被脱磁材の脱
磁を行なう磁化装置により次のようにして行なわ
れる。

まず、磁化装置に正の極性の磁化電流を通電
し、この磁化電流値を徐々に増加させてやる。こ
の磁化電流値を増加させて行くと、サンプルに作
用する磁界の強さＨが大きくなつて行き、これに
ともなつてサンプルの残留磁束密度Ｂが第１図に
示すようにａ点（サンプルに最初からあつた残留
磁束密度Ｂ０）からｂ点に向かつて徐々に増加し
て行くが、磁界の強さＨがある値Hmを越える
と、磁束密度Ｂが飽和して、磁界の強さＨをそれ
以上大きくしても磁束密度Ｂは変わらなくなる。
このときの磁気電流値を測定してこの電流値を飽
和磁化電流値Ｉ１とする。この飽和磁化電流値Ｉ
１は被脱磁材の材質および寸法等によつて異なる
が、例えば長さ43mm、巾20mm、板厚1.0mmのチタ
ン鋼製タービンブレードの場合は100Aである。

この後、飽和磁化電流を遮断すると、サンプル
に作用する磁界Ｈの消去によりサンプルの磁束密
度Ｂは、ｂ点での飽和磁束密度Bmから減少して
行くが、磁界の強さＨが０となつてもサンプルに
はある程度の磁束が残つている。この残つた磁束
の密度つまりｃ点の磁束密度Bcを飽和磁化後の
残留磁束密度という。この飽和磁化後の残留磁束
密度Bcは被脱磁材の材質および寸法によつて決
まつており、従つてサンプルの最初の残留磁束密
度Ｂ０がどのような値であつても、前記飽和磁化
を行なえばサンプルの残留磁束密度は一定の値
Bcとなる。これは、サンプル最初の残留磁束密
度が負の極性である場合も同様であり、この場合
も、残留磁束密度−Ｂ０がどのような値であつて
も、サンプルを飽和磁化させれば、その磁束密度
Ｂが第１図に破線で示すように−ａ点から飽和点
ｂまで増加し、この後磁界Ｈの消去によりｃ点ま
で減少して残留磁束密度が一定の値Bcとなる。

次に、この飽和磁化後のサンプルを飽和磁化電
流と極性を反転させた二次磁化電流によりその残
留磁気と逆極性に磁化させてその後の残留磁束密
度を測定する試験を、、前記二次磁化電流の値を
種々の値に選んで実施する。なお、この二次磁化
試験は、飽和磁化させたサンプルを複数個用意し
ておいて各サンプルについて二次磁化電流の値を
変えて行なつてもよいし、１つのサンプルについ
て飽和磁化と二次磁化試験を繰返すことによつて
行なつてもよい。

このように、飽和磁化後のサンプルを飽和磁化
電流と極性を反転させた二次磁化電流によりその
残留磁気と逆極性に磁化させると、サンプルの残
留磁束密度は、第１図に示すようにｃ点から徐々
に減少して逆に負極性側に増加して行き、この後
二次磁化電流を遮断して磁界を消去すると、サン
プルの残留磁束密度が正極性側に減少して行く。
このときの磁界が０となつた点におけるサンプル
の残留磁束密度Ｂは、二次磁化時の磁界の強さつ
まり二次磁化電流の値によつて種々の値となるか
ら、そのうちから残留磁束密度が最も０に近くな
る二次磁化電流の値つまりサンプルを第１図に示
すｄ点まで磁化させた二次磁化電流の値を選ん
で、これを被脱磁材の脱磁に際して磁化装置に通
電する二次磁化電流値Ｉ２とする。

第３図は、前記チタン鋼製タービンブレードの
サンプルを飽和磁化（飽和磁化電流値Ｉ１は
10A）させた後に、このサンプルについて上記二
次磁化試験を磁化電流値を種々の値に選んで行な
つてこのサンプルの磁磁気分布を測定した結果を
示したもので、二次磁化電流値Ｉ２を−8.5Aに
したときのサンプル１ａの残留磁気の分布はサン
プルの全長にわたつてこほぼ約一な直線的分布と
なり、また最大残留磁気も約±3.1G（ガウス）
であつて許容値内（通常は磁気量が±３〜5G以
下であればよいとされている）にあるから、前記
タービンブレードの脱磁に際しては、二次磁化電
流値を−8.5Aとすればよい。

すなわち、この脱磁方法は、被脱磁材の脱磁に
先だつて、まず被脱磁材のサンプルについて上記
のような試験を行なうことにより被脱磁材の飽和
磁化電流値Ｉ１と二次磁化電流値Ｉ２とを求めて
おき、被脱磁材脱磁を、前記飽和磁化電流値Ｉ１
により被脱磁材を一旦飽和磁化させてその残留磁
束密度を一定にした後に、前記二次磁化電流値Ｉ
２により逆極性に磁化してやることで行なうもの
で、このように被脱磁材を一旦飽和磁化させて被
脱磁材の残留磁束密度を一定にし、その後に前記
二次磁化電流値Ｉ２により逆極性に磁化してやれ
ば、被脱磁材の残留磁束密度が第１図に示すよう
に最終的にほとんど０となるから、この脱磁方法
によれば、前記飽和磁化と二次磁化との２回の磁
化を行なうだけで被脱磁材の脱磁を完了すること
ができる。

次に、上記脱磁を行なうたの装置について説明
すると、第４図は脱磁装置の回路構成を示したも
ので、この脱磁装置は、磁化電源部と、制御部
と、磁化装置２（図では極間法による磁化装置を
示しているが、この磁化装置２は、コイル法によ
るものでも、直接通電法によるものでもよい）と
からなつている。

前記磁化電源部は、磁化装置２に磁化電流を供
給するもので、この磁化電源部は、３相200V電
源に電源電圧を低電圧（例えば10〜20V）に変圧
する主変圧器（３相複巻形の特殊変圧器）３を接
続して大電流回路を構成するとともに、前記主変
圧器３の出力側に正極用３相サイリスタ４ａと負
極用３相サイリスタ４ｂとを並列に接続したもの
で、この各サイリスタ４ａ，４ｂは、ゲートユニ
ツト５からの信号によりON―OFFされるように
なつており、また、このサイリスタ４ａ，４ｂか
らなる整流回路の出力は分流器６を介して磁化装
置２に供給されるようになつている。なお、７は
前記分流器６に接続された電流計である。

一方、前記制御部は、マイクロコンピユータ
（以下マイコンと略称する）８を利用して磁化装
置２に供給する磁化電流の極性および電流値と通
電時間等を制御するもので、マイコン８には磁化
装置２への通電回数（飽和磁化時と二次磁化時と
の２回）と、各通電時の電流値（前述したサンプ
ルの磁化試験により求めた飽和磁化電流値Ｉ１と
二次磁化電流値Ｉ２と、通電時間ｔ１，ｔ２およ
び飽和磁化電流を通電した後の休止時間ta（第２
図参照）等の脱磁モードが設定されている。

このマイコン８には、前記分流器６から取出さ
れた磁化電流がプリアンプ９およびＡ／Ｄコンバ
ータ１０を介して磁化電流値信号として入力され
るようになつており、マイコン８は、入力された
磁化電流値信号と、プログラミングにより設定さ
れた磁化電流値とを比較し、その出力をＤ／Ａコ
ンバータ１１および出力アンプ１２を介してゲー
トユニツト５に与えて磁化装置２に供給する磁化
電流値を制御する。

１３はシーケンス制御を行なうためのプログラ
マブルコントローラ（シーケンサ）であり、この
プログラマブルコントローラ１３は、マイコン８
からデイジタルＩ／Ｏ（アウトプツト／インプツ
ト１４およびアイソレータ１５を介して入力され
る転極指令によりゲートユニツト５に転極信号を
与えるようになつており、さらにゲートユニツト
５には、マイコン８からデイジタルＩ／Ｏ１４お
よびアイソレータ１５を介して通電の開始および
遮断を制御するゲートON―OFF信号が与えられ
るようになつている。

この脱磁装置による被脱磁材の脱磁を前記マイ
コン８の動作を示した第５図のフローチヤートを
参照して説明すると、マイコン８は脱磁開始指令
により最初に磁化装置２に通電する磁化電流の極
性（例えば正極性）を選択し、その極性の初期通
電電流値を電圧値に変換して出力する。この信号
はＤ／Ａコンバータ１１および出力アンプ１２を
介してゲートユニツト５に送られる。

次いでマイコン８はゲートON信号を出力する
このゲートON信号は、デイジタルＩ／Ｏ１４お
よびアイソレータ１５を介してゲートユニツト５
に与えられ、ゲートユニツト５は、正極用３相サ
イリスタ４ａのゲートにマイコン８から入力され
る電圧（初期通電電流に対応する電圧）を印加し
てこの正極用３相サイリスタ４ａをONさせる。
これにより、磁化装置２に正極用３相サイリスタ
４ａで整流された正極磁化電流が通電され、被脱
磁材１の磁化が開始される。

この後、マイコン８は、正極用３相サイリスタ
４ａのゲートに入力する電圧をあらかじめ設定さ
れた漸増カーブにもとづいて小刻みに増加させる
ゲート位相漸増を行ない、１段階のゲート位相漸
増を行なうごとに、分流器６からプリアンプ９お
よびＡ／Ｄコンバータ１０を介して入力される磁
化電流値を読み込んであらかじめ設定された飽和
磁化電流値Ｉ１と比較し、磁化電流値が設定飽和
磁化電流値Ｉ１になるまでゲート位相漸増を繰返
す。

そして、磁化電流値が設定飽和磁化電流値Ｉ１
になると、マイコン８はゲート位相をその値にホ
ールドして通電タイムカウントを開始し、タイマ
タイムアツプ後直ちにゲートOFF信号をゲート
ユニツト５に与えて正極用３相サイリスタ４ａを
OFFさせる。従つて、磁化装置２により磁化さ
れる被脱磁材１は、その磁化電流値が飽和磁化電
流値Ｉ１となつてから、あらかじめ設定された時
間ｔ１つまり被脱磁材１を完全に飽和磁化させる
のに必要な時間だけ磁化される。なお、この被脱
磁材１の磁化に要する時間は被脱磁材１の材質お
よび寸法等によつて異なるが、前述したタービン
ブレード等の場合は0.5秒程度で十分である。

また、マイコン８は前記ゲートOFF信号の出
力後直ちに休止タイムカウントを開始し、タイマ
タイムアツプ後（休止時間Taは0.01秒程度に設
定しておけば十分でである）後、所定の通電回数
の通電を完了したかを判断して、所定回数の通電
を完了していない場合には、次に磁化装置２に通
電する磁化電流の極性を最初に磁化装置２に通電
した磁化電流と逆極性（負極性）に選択（極性反
転）し、以下前記と同様にして磁化装置２への通
電を制御する。なお、この二次磁化電流の通電
は、負極用３相サイリスタ４ｂのゲートにマイコ
ン８から入力される電圧（初期通電電流に対応す
る電圧）を印加してこの負極用３相サイリスタ４
ｂをONさせることによつて行なわれ、また磁化
電流値はあらかじめ設定された二次磁化電流値Ｉ
２となるように制御される（通電時間ｔ２は飽和
磁化時の通電時間Ｉ１と同じでよい）。

すなわち、この脱磁装置は、上記のようなマイ
コン８を利用して、あらかじめ設定したプログラ
ムにもとづいて被脱磁材１の脱磁を行なうもの
で、この脱磁装置によれば被脱磁材の脱磁を自動
的にかつ短時間（数秒程度）で行なうことができ
る。

なお、上記実施例では被脱磁材の飽和磁化を正
極性の磁化電流で行ない、二次磁化を負極性の磁
化電流で行なつているが、これと逆に被脱磁材の
飽和磁化を負極性の磁化電流で行ない、二次磁化
を正極性の磁化電流で行なつてもよいし、また脱
磁の制御は手動で磁化電流値および通電時間をコ
ントロールして行なつてもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、被脱磁材を直流電流により
磁化して被脱磁材の脱磁を行なう方法でありなが
ら、被脱磁材に対して２回の磁化を行なうだけで
その磁気を消去することができ、従つて被脱磁材
の脱磁を短時間で能率よく行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示したもので、第
１図はこの発明の脱磁方法による被脱磁材の磁束
密度の変化を示す磁化曲線図、第２図は磁化電流
の波形図、第３図は飽和磁化後の被脱磁材を種々
の電流値の二次磁化電流で二次磁化した後の被脱
磁材の残留磁気分布図、第４図および第５図はこ
の発明の脱磁方法を実施するための脱磁装置の一
例を示す脱磁装置の回路図およびその動作のフロ
ーチヤートである。 ｂ……飽和点、Ｉ１……飽和磁化電流値、Ｉ２
……二次磁化電流値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被脱磁材を直流電流により磁化して被脱磁材
   の脱磁を行なう方法であつて、被脱磁材のサンプ
   ルを飽和磁化させた後にこのサンプルを二次磁化
   電流によりその残留磁気と逆極性に磁化させてそ
   の残留磁束密度を測定する試験を前記二次磁化電
   流を種々の値に選んで行なつてその残留磁速密度
   が最も０に近くなる二次磁化電流値を求めてお
   き、被脱磁材を一旦飽和磁化させた後に、この飽
   和磁化電流と極性を反転させた前記二次磁化電流
   値の電流により被脱磁材を逆極性に磁化して被脱
   磁材の脱磁を行なうことを特徴とする脱磁方法。