【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は鋳鉄管の探傷方法に関する。
鋳鉄管のクラツクを検査する場合、先づ焼鈍の
際に鋳鉄管表面に発生していた表面スケールをシ
ヨツトブラスト等で除去してからクラツクを目視
で検査していたが、スケールを除去するのに非常
に手間を要していた。そこで鋳鉄管の表面に渦流
を発生させ、この渦流により誘導コイルに発生す
る誘導電流を検知してクラツクを検出する渦流探
傷ヘツドを用いる場合、渦流探傷ヘツドの誘導コ
イルは渦流による誘導電流の外に磁化スケールの
磁力線の変化(第2図のB曲線)による誘導電流
を検知し、誤検出が起る。
本発明は鋳鉄管全体を磁気飽和させるに至らな
い微少の直流磁界によりスケールを磁気飽和さ
せ、磁化スケールの磁力線の変化による悪影響を
避けて探傷する探傷方法を提案するものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第1図において、1は被検査用の鋳鉄管2に
沿い、その軸心方向に移動可能に設けられた装置
本体で、前後端に設けられたガイドローラ3によ
つて鋳鉄管2の表面上を案内される。4は装置本
体1に設けられた渦流探傷ヘツドで、図示されて
いないが、鋳鉄管2の表面に渦流を発生させるた
めの駆動コイルと該渦流による誘導電流を検知す
るための誘導コイルを有している。5,6は渦流
探傷ヘツド4を挟む磁極板である。例えば5,6
を前後の相対向する位置で鋳鉄管2表面との間で
所定のギヤツプをもつて装置本体1に配設し、該
磁極板5,6の上端部間にわたつて設けられた励
磁コイル7で発生する直流磁界の磁路となし、該
磁極板5,6間の鋳鉄管2表面のスケールを磁化
する。そこで励磁コイル7に所定の磁化電流を流
した場合スケールを磁気飽和させることができ、
この時は誘導コイルには磁化スケールの磁力線の
変化による誘導電流は発生せず、これによる誤検
出は避けられる。前記磁化電流の大きさは、それ
により発生する直流磁界が鋳鉄管2全体を磁気飽
和させるに至らないがスケールを磁気飽和させる
程度の微少のものがよい。
一般に鋳鉄およびスケール(酸化鉄)の磁化特
性は第2図に示す曲線AおよびBのようになり、
スケールの磁化特性曲線Bは非常に小さい直流磁
界により磁気飽和を起すことを示しており、具体
的には鋳鉄が8000〜10000ガウスで磁気飽和する
のに対し、スケールは1000〜2500ガウスで磁気飽
和をするので、励磁コイル7に流す磁化電流は僅
かでよい。しかも上記実施例のように磁極板5,
6を鋳鉄管2の軸心方向前後の相対向する位置に
配置すれば、励磁コイル7で発生する直流磁界は
最短的に鋳鉄管2表面を通過することになり、微
少の直流磁界であつても渦流探傷ヘツド4直下の
スケールを有効に磁気飽和可能である。
また磁極板5,6を鋳鉄管2の周方向半周に跨
がるように構成し、複数の渦流探傷ヘツド4を該
半周上にわたつて配置する構成にすれば、装置本
体1を鋳鉄管2の軸心方向に往復移動させかつ復
路において鋳鉄管2を半回転させるだけで鋳鉄管
2の全周を探傷でき、探傷能率を向上できる。
次に100φ×4M管の探傷におけるスケール磁気
飽和の効果を下記の実施例によつて説明する。渦
流探傷ヘツドとして50mm巾×2を用い、その有効
検出巾を約85mmにした。励磁コイルにはDC0〜
5Aの磁化電流を流し、渦流探傷ヘツドの使用周
波数を2KHzにした。第1表からわかるように、
スケール付管の良品部では励磁コイルの磁化電流
によつて誘導コイルからの磁化電流は変化し、
1A付近で最小となる。この事は微少の磁化によ
つてスケールが磁気飽和し、スケールからの雑音
信号が抑えられるが、さらに過大の励磁を行うと
振動によつて検出コイルが磁界中で運動すること
によつて生じる雑音信号が増大する。故にスケー
ル層のみを磁気飽和させるに必要な適度の磁界を
与えて探傷することによつて誤検出の恐れを低減
することが了解出来る。
The present invention relates to a method for detecting flaws in cast iron pipes. When inspecting cracks in cast iron pipes, the surface scale that had formed on the surface of the cast iron pipe during annealing was first removed by shot blasting, etc., and then the cracks were visually inspected. It took a lot of effort. Therefore, when using an eddy current flaw detection head that generates an eddy current on the surface of a cast iron pipe and detects cracks by detecting the induced current generated in the induction coil by this eddy current, the induction coil of the eddy current flaw detection head detects cracks in addition to the induced current caused by the eddy current. An erroneous detection occurs when an induced current is detected due to a change in the magnetic field lines on the magnetization scale (curve B in Figure 2). The present invention proposes a flaw detection method that magnetically saturates the scale with a minute direct current magnetic field that does not reach magnetic saturation of the entire cast iron pipe, avoiding the adverse effects of changes in the magnetic lines of force of the magnetized scale. An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a device main body that is movable in the axial direction along the cast iron pipe 2 to be inspected. will be guided. Reference numeral 4 denotes an eddy current flaw detection head provided in the main body 1 of the apparatus, which, although not shown, has a drive coil for generating an eddy current on the surface of the cast iron pipe 2 and an induction coil for detecting an induced current due to the eddy current. ing. 5 and 6 are magnetic pole plates that sandwich the eddy current flaw detection head 4. For example 5,6
are arranged in the device main body 1 at opposite positions in the front and rear with a predetermined gap between them and the surface of the cast iron pipe 2, and an excitation coil 7 provided across the upper ends of the magnetic pole plates 5 and 6. The generated DC magnetic field forms a magnetic path and magnetizes the scale on the surface of the cast iron pipe 2 between the magnetic pole plates 5 and 6. Therefore, when a predetermined magnetizing current is passed through the excitation coil 7, the scale can be magnetically saturated.
At this time, no induced current is generated in the induction coil due to changes in the lines of magnetic force on the magnetization scale, and erroneous detection due to this is avoided. The magnitude of the magnetizing current is preferably so small that the DC magnetic field generated thereby does not magnetically saturate the entire cast iron pipe 2, but magnetically saturates the scale. Generally, the magnetization characteristics of cast iron and scale (iron oxide) are as shown in curves A and B shown in Figure 2.
Magnetization characteristic curve B of the scale shows that magnetic saturation occurs with a very small DC magnetic field. Specifically, cast iron becomes magnetically saturated at 8,000 to 10,000 Gauss, while scale becomes magnetically saturated at 1,000 to 2,500 Gauss. Therefore, only a small amount of magnetizing current is required to be passed through the excitation coil 7. Moreover, as in the above embodiment, the magnetic pole plate 5,
If coils 6 are placed opposite each other in the axial direction of the cast iron pipe 2, the DC magnetic field generated by the excitation coil 7 will pass through the surface of the cast iron pipe 2 in the shortest possible time, and it will be a minute DC magnetic field. It is also possible to effectively magnetically saturate the scale immediately below the eddy current flaw detection head 4. Furthermore, if the magnetic pole plates 5 and 6 are configured to span a half circumference of the cast iron pipe 2, and a plurality of eddy current flaw detection heads 4 are arranged over the half circumference, the device main body 1 can be configured to span a half circumference of the cast iron pipe 2. By simply moving the cast iron pipe 2 back and forth in the axial direction and rotating the cast iron pipe 2 by half a turn on the return trip, the entire circumference of the cast iron pipe 2 can be detected for flaws, and the flaw detection efficiency can be improved. Next, the effect of scale magnetic saturation in flaw detection of a 100φ×4M pipe will be explained using the following example. Two 50 mm wide eddy current flaw detection heads were used, and the effective detection width was approximately 85 mm. DC0~ for excitation coil
A magnetizing current of 5 A was applied, and the operating frequency of the eddy current flaw detection head was set to 2 KHz. As can be seen from Table 1,
In the non-defective part of the scaled tube, the magnetizing current from the induction coil changes depending on the magnetizing current of the excitation coil.
It reaches its minimum around 1A. This is because the scale is magnetically saturated due to a small amount of magnetization, suppressing noise signals from the scale, but if excessive excitation is performed, noise generated by the detection coil moving in the magnetic field due to vibration. The signal increases. Therefore, it can be understood that the risk of false detection can be reduced by applying an appropriate magnetic field necessary to magnetically saturate only the scale layer during flaw detection.
【表】
なお、第3図aは励磁電流が0の時の測定結果
の検出出力図を示し、第3図bは励磁電流が3A
の時の測定結果の検出出力図を示す。ここでcは
クラツクの検出信号である。また第4図aはスケ
ール付管の測定結果の検出出力図を示し、第4図
bはこの管をシヨツトブラストした後の測定結果
の検出出力図を示す。ここでcは第3図と同様ク
ラツクの検出信号である。これらからもスケール
が探傷に与えている妨害の程度を知ることができ
る。
以上本発明によれば、渦流探傷ヘツドにより発
生する渦流による誘導電流以外の、磁化スケール
の磁力線の変化による誘導電流でもつて妨害され
る恐れはなく、確実にクラツクを検出できるもの
である。[Table] Figure 3a shows the detection output diagram of the measurement results when the excitation current is 0, and Figure 3b shows the detection output diagram of the measurement results when the excitation current is 3A.
A detection output diagram of the measurement results is shown. Here, c is a crack detection signal. Further, FIG. 4a shows a detection output diagram of the measurement results of the scaled tube, and FIG. 4b shows a detection output diagram of the measurement results after shot blasting this tube. Here, c is a crack detection signal as in FIG. These can also be used to determine the degree of interference that the scale is having on flaw detection. As described above, according to the present invention, cracks can be reliably detected without the risk of being disturbed by induced currents caused by changes in the magnetic lines of force of the magnetization scale other than the induced currents caused by the eddy currents generated by the eddy current flaw detection head.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第1図は本発明方法を実施するについて使用す
る探傷装置の一実施例を示す斜視図、第2図は鋳
鉄とスケールの磁化特性の比較図、第3図a,b
は磁化電流を0および3Aにした時の測定結果を
示す検出出力図、第4図a,bはスケール付管お
よびこの管のシヨツトブラスト後の測定結果の検
出出力図である。
4……渦流探傷ヘツド、5,6……磁極板、7
……励磁コイル。
Fig. 1 is a perspective view showing one embodiment of the flaw detection device used to carry out the method of the present invention, Fig. 2 is a comparison diagram of the magnetization characteristics of cast iron and scale, Fig. 3 a, b
4A and 4B are detection output diagrams showing the measurement results when the magnetizing current was set to 0 and 3A, and FIGS. 4a and 4b are detection output diagrams of the measurement results of a scaled tube and this tube after shot blasting. 4... Eddy current flaw detection head, 5, 6... Magnetic pole plate, 7
...excitation coil.