(57)【要約】  本発明にかかる磁気探傷装置および磁気探傷方法は、被検査物に磁界を印加し、前記被検査物の外面から互いに異なる複数の第１検出位置で磁気を検出し、これら各検出結果に基づいて、前記被検査物に対し離接する第１方向に沿った、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求める。
2016080229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に磁界を印加する磁界印加部と、
前記被検査物の外面上に、前記被検査物に対し離接する第１方向に沿って、前記外面から互いに異なる距離の複数の第１検出位置に配置され、磁気を検出する複数の第１磁気検出部を備える第１群検出部と、
前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部の各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求める欠陥位置処理部とを備えること
を特徴とする磁気探傷装置。
【請求項２】
前記欠陥位置処理部は、下記条件１および条件２を用いることによって、前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部の各検出結果に基づいて、前記被検査物の前記外面以内であって前記第１方向に沿った前記外面から互いに異なる距離の複数の被観測位置における各磁界強度を求め、前記求めた前記複数の被観測位置における各磁界強度に基づいて、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求めること
を特徴とする請求項１に記載の磁気探傷装置。
条件１；前記第１磁気検出部の検出結果は、前記複数の被観測位置での各磁界が前記複数の被観測位置から当該第１磁気検出部の第１検出位置まで伝播してきた前記各磁界の各磁界強度の和であること
条件２；前記磁界強度は、前記被観測位置および前記第１検出位置間の距離と特定の関係があること
【請求項３】
前記被検査物は、互いに径の異なる複数の筒状体を径方向で複数多重した多重構造管であり、
前記欠陥位置処理部は、前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部のうちの２個の第１磁気検出部を選択し、前記選択した２個の第１磁気検出部のうちの前記第１方向に沿った前記外面からの距離が遠い第１磁気検出部の検出結果から、前記選択した２個の第１磁気検出部のうちの前記第１方向に沿った前記外面からの距離が近い第１磁気検出部の検出結果を前記遠い第１磁気検出部の前記外面からの距離の二乗で除した除算結果を減算し、前記減算した減算結果と所定の判定閾値とを比較することによって、前記複数の筒状体のうちの最外側に位置する筒状体を除く他の筒状体に欠陥があるか否かを、前記被検査物における所定の欠陥の位置として求めること
を特徴とする請求項１に記載の磁気探傷装置。
【請求項４】
前記被検査物の外面上に、前記第１方向に沿って、前記外面から互いに異なる距離の複数の第２検出位置に配置され、磁気を検出する複数の第２磁気検出部を備える第２群検出部をさらに備え、
前記第２群検出部は、前記第１群検出部に対し、前記第１方向に直交する第２方向を軸とする軸回りの周方向に沿って所定の角度間隔を空けて配置され、
前記欠陥位置処理部は、前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部および前記第２群検出部における前記複数の第２磁気検出部の各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った前記被検査物における所定の欠陥の位置であって前記周方向に沿った前記被検査物における所定の欠陥の前記位置を求めること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の磁気探傷装置。
【請求項５】
前記被検査物の外面上に、前記第１方向に沿って、前記外面から互いに異なる距離の複数の第３検出位置に配置され、磁気を検出する複数の第３磁気検出部を備える第３群検出部をさらに備え、
前記第３群検出部は、前記第１群検出部に対し、前記第１方向に直交する第２方向に沿って所定の間隔を空けて配置され、
前記欠陥位置処理部は、前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部および前記第３群検出部における前記複数の第３磁気検出部の各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った前記被検査物における所定の欠陥の位置であって前記第２方向に沿った前記被検査物における所定の欠陥の前記位置を求めること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の磁気探傷装置。
【請求項６】
被検査物に磁界を印加する磁界印加工程と、
前記被検査物の外面上で前記被検査物に対し離接する第１方向に沿って互いに間隔を空けた複数の検出位置それぞれで磁気を検出する磁気検出工程と、
前記磁気検出工程で検出された各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求める欠陥位置演算工程とを備えること
を特徴とする磁気探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気を検出する磁気検出部を用いることによって被検査物における所定の欠陥（異常）を探傷する磁気探傷装置および磁気探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管、鉄管およびアルミ管等の金属管の傷や薄肉化（減肉）等の欠陥（異常）の有無を検査する方法は、目視による外観観察の他、主に、超音波を利用した超音波探傷法や、磁気を利用した磁気探傷法等がある。この磁気探傷法として、一般に、被検査物に直流磁場（直流磁界）または交流磁場（交流磁界）を与え欠陥によって生じた磁束（欠陥漏洩磁束）を検出する漏洩磁束探傷法（例えば特許文献１参照）、および、被検査物に交流磁場で誘起される渦電流における欠陥による変化を検出する渦電流探傷法（例えば特許文献２参照）が知られており、さらに、近年では、空間的に均質な磁場（磁界）を発生させるヘルムホルツコイルを用いた磁気探傷装置（ヘルムホルツ型磁気探傷装置）も提案されている（例えば特許文献３参照）。【０００３】
ところで、磁性体や導体等の材料によって形成された互いに径の異なる複数の筒状体を径方向で複数多重した、例えば断熱管等の多重構造管を被検査物として探傷する場合、前記特許文献１や前記特許文献２に開示された方法では、最も外側に位置する管の方がそれよりも内側に位置する管に較べて著しく磁場変化が大きく、内側の管を探傷することが難しい。一方、前記特許文献３に開示されたヘルムホルツコイル型磁気探傷装置は、二重構造管の断熱管を被検査物として探傷しているが、磁場の変化で欠陥を検出したとしても、断熱管の外周面上に配設された１個の磁気センサではこの欠陥が内側の管に生じているのか外側の管に生じているのかを区別することが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８３８０８号公報
【特許文献２】特開平５−１６４７４５号公報
【特許文献３】特開２０１４−４４０８７号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、被検査物に対し離接する第１方向に沿った、被検査物における所定の欠陥の位置を求めることができる磁気探傷装置および磁気探傷方法を提供することである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にかかる磁気探傷装置および磁気探傷方法は、被検査物に対し離接する第１方向に沿った、被検査物における所定の欠陥の位置を求めることができる。【０００７】
本発明にかかる磁気探傷装置および磁気探傷方法は、被検査物に磁界を印加し、前記被検査物の外面から互いに異なる複数の第１検出位置で磁気を検出し、これら各検出結果に基づいて、前記被検査物に対し離接する第１方向に沿った、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求める。【０００８】
上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態における磁気探傷装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態の磁気探傷装置で検査される被検査物の外観を示す斜視図である。
【図３】実施形態の磁気探傷装置における欠陥の位置の算出方法を説明するための図である。
【図４】実施形態の磁気探傷装置における第１変形形態の構成を示す図である。
【図５】実施形態の磁気探傷装置における第２変形形態の構成を示す図である。
【図６】実施形態の磁気探傷装置における第３変形形態の構成を示す図である。
【図７】実施形態の磁気探傷装置における第４変形形態の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００１１】
図１は、実施形態における磁気探傷装置の構成を示す図である。図１Ａは、全体構成を示し、図１Ｂは、磁界印加部周辺の断面図である。図２は、実施形態の磁気探傷装置で検査される被検査物の外観を示す斜視図である。図３は、実施形態の磁気探傷装置における欠陥の位置の算出方法を説明するための図である。
【００１２】
実施形態における磁気探傷装置は、検査対象の被検査物に、磁界を印加し、被検査物の所定の欠陥（異常）に起因して生じる磁場の変化を、被検査物に対し離接する第１方向に沿って、被検査物の外面から互いに異なる距離の複数の第１検出位置それぞれで検出し、これら各検出結果に基づいて、第１方向に沿った、被検査物における所定の欠陥の位置を求める装置である。このような実施形態における磁気探傷装置Ｍは、例えば、図１に示すように、磁界印加部１ａと、第１群検出部３ａと、欠陥位置処理部４２を備える制御処理部４と備え、図１に示す例では、さらに、入力部５と、出力部６と、インターフェース部（ＩＦ部）７とを備える。
【００１３】
磁界印加部１ａは、被検査物ＳＰに磁界を印加する装置である。被検査物ＳＰは、好ましくは、鋼管、鉄管およびアルミ管等の金属管ＳＰａであり、より好ましくは、例えば磁性体や導体等の材料によって形成された互いに径の異なる複数の筒状体を径方向で複数多重した多重構造管である。図１に示す例では、被検査物ＳＰは、図２に示す二重構造管の断熱管ＳＰａである。この断熱管ＳＰａは、図２に示すように、例えば、内側に位置する鋼管ＳＰａ１と、前記鋼管ＳＰａ１の外周を所定の厚さで覆う断熱材ＳＰａ２と、前記断熱材ＳＰａ２の外周を覆う、外側に位置する外装板金である溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３とを備えて構成される。磁界印加部１ａは、励磁コイル１１ａと、電源部１２とを備える。
【００１４】
励磁コイル１１ａは、電源部１２から電力の供給を受けることによって、磁場を生成し、この生成した磁場を被検査物ＳＰに与える装置である。励磁コイル１１ａは、漏洩磁束探傷法や渦電流探傷法等の探傷方法に応じて種々の公知の装置を用いることができる。例えば、漏洩磁束探傷法では、励磁コイル１１ａは、直流磁場または交流磁場を与えることによって被検査物ＳＰ内に磁束を生じさせるように構成される。また例えば、渦電流探傷法では、励磁コイル１１ａは、交流磁場を与えることによって被検査物ＳＰに渦電流を生じさせるように構成される。本実施形態では、第１態様としての励磁コイル１１ａは、図１に示す１対の第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２を備える。
【００１５】
これら１対の第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２は、断熱管ＳＰａをその各芯部に挿通させ、断熱管ＳＰａにおける軸方向に沿って所定の間隔で離間して配置される。前記所定の間隔は、適宜に設定され、例えば、ヘルムホルツコイルを構成するために、第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２の半径に略等しい長さである。第１励磁コイル１１ａ−１は、比較的短い高さ（短高）の筒状体である第１コイルボビン１１１ａ−１に、例えば断面丸形や断面角形等の長尺な電気伝導性を持つ線材である第１導体部材１１２ａ−１を、例えば樹脂や油紙等の絶縁材料を介して巻回すことによって形成される。同様に、第２励磁コイル１１ａ−２は、短高の筒状体である第２コイルボビン１１１ａ−２に、例えば断面丸形や断面角形等の長尺な電気伝導性を持つ線材である第２導体部材１１２ａ−２を、例えば樹脂や油紙等の絶縁材料を介して巻回すことによって形成される。第１および第２コイルボビン１１１ａ−１、１１１ａ−２は、例えば樹脂材料等の非磁性絶縁体で形成される。このような第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２のターン数は、第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２によって生成したい所望の磁場の強度等に応じて適宜に設定される。第１および第２導体部材１１２ａ−１、１１２ａ−２それぞれは、例えば、銅やアルミニウム等の比較的高い導電性を持ち、樹脂で絶縁被覆された導体線である。第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２は、互いに直列に接続されている。より具体的には、第１励磁コイル１１ａ−１の一方端は、電源部１２に接続され、その他方端は、第２励磁コイル１１ａ−２の一方端に接続され、その他方端は、電源部１２に接続される。
【００１６】
電源部１２は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、励磁コイル１１ａに電力を給電することによって磁気（磁界）を発生させるための装置である。電源部１２は、直流電流、交流電流およびパルス電流等の、探傷方法に応じた所定の電流を１対の第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２に給電することによって直流磁場、交流磁場およびパルス状の磁場（パルス磁場）等の、前記探傷方法に応じた所定の磁場を発生させる。なお、電源部２は、１対の第１および第２励磁コイル１１ａ−１１ａ−２に、逆相の電流や一方のみに電流を給電するために、第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２への各通電路を適宜に切り換える切替回路を備えて良い。
【００１７】
第１群検出部３ａは、磁気を検出する複数の第１磁気検出部３１ａを備える。これら複数の第１磁気検出部３１ａは、１対の励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２間であって、被検査物ＳＰの外面上（直上および上方を含む。ここで、上方とは、外面から外側へ離れる方向を意味する。）に、被検査物ＳＰに対し離接する第１方向に沿って、前記外面から互いに異なる距離の複数の第１検出位置に配置される。これら複数の第１磁気検出部３１ａそれぞれは、制御処理部４に接続され、探傷方法に応じた磁気を検出し、その検出結果を制御処理部４へ出力する。例えば、漏洩磁束探傷法では、欠陥によって生じた漏洩磁束に起因する磁気が検出される。また例えば、渦電流探傷法では、欠陥によって生じた渦電流の変化に起因する磁気が検出される。図１に示す例では、第１群検出部３ａは、３個の第１磁気検出部３１ａ−１〜３１ａ−３を備えて構成される。これら３個の第１磁気検出部３１ａ−１〜３１ａ−３は、１対の励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２間であって、断熱管ＳＰａの外周面上に、断熱管ＳＰａの径方向に沿って、前記外周面から互いに異なる第１ないし第３距離の３個の第１検出位置に配置されている。
【００１８】
第１磁気検出部３１ａとして、各種の磁気センサが利用可能である。より具体的には、第１磁気検出部３１ａには、磁場により電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗素子(ＭＲ素子)を用いた磁気センサ、高透磁率合金磁性体の表皮効果で磁場によりインピーダンスが変化する磁気インピーダンス効果を利用した磁気インピーダンス素子を用いた磁気センサ、ホール効果を利用したホール素子を用いた磁気センサ、高透磁率材料の磁化飽和性を利用したフラックス・ゲートを用いた磁気センサ、および、２箇所にジョセフソン接合を持つ超伝導体のリングを利用した超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ、Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた磁気センサ素子等が用いられる。
【００１９】
入力部５は、制御処理部４に接続され、例えば、被検査物ＳＰの測定を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば被検査物ＳＰにおける識別子（例えば被検査物の整理番号等）の入力等の測定する上で必要な各種データを磁気探傷装置Ｍに入力する機器であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチや、キーボードや、マウス等である。出力部６は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、入力部５から入力されたコマンドやデータ、および、磁気探傷装置Ｍによって測定された被検査物ＳＰの測定結果（例えば、磁気検出部３の測定データ、欠陥の有無および欠陥の位置）等を出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）および有機ＥＬディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【００２０】
なお、入力部５および出力部６からタッチパネルが構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部５は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部６は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な１または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置を触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として磁気探傷装置Ｍに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易い磁気探傷装置Ｍが提供される。
【００２１】
ＩＦ部７は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ−２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｃｏｉａｔｉｏｎ）規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）規格を用いたインターフェース回路等である。
【００２２】
制御処理部４は、磁気探傷装置Ｍの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するための回路である。制御処理部４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリおよびそれら周辺回路を備えたマイクロコンピュータを備えて構成される。制御処理部４には、プログラムを実行することによって、制御部４１および欠陥位置処理部４２が機能的に構成される。
【００２３】
制御部４１は、磁気探傷装置Ｍの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するためのものである。
【００２４】
欠陥位置処理部４２は、第１群検出部３ａにおける複数の第１磁気検出部３１ａの各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った、被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の位置を求めるものである。上述の例では、欠陥位置処理部４２は、第１群検出部３ａにおける３個の第１磁気検出部３１ａ−１〜３１ａ−３の各検出結果に基づいて、断熱管ＳＰａの径方向に沿った、断熱管ＳＰａにおける所定の欠陥の位置を求めるものである。
【００２５】
そして、好ましくは、欠陥位置処理部４２は、下記条件１および条件２を用いることによって、第１群検出部３ａにおける複数の第１磁気検出部３１ａの各検出結果に基づいて、被検査物ＳＰの外面以内であって前記第１方向に沿った前記外面から互いに異なる距離の複数の被観測位置における各磁界強度を求め、この求めた複数の被観測位置における各磁界強度に基づいて、被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の位置を求めるものである。
条件１；第１磁気検出部３１ａの検出結果は、複数の被観測位置での各磁界が複数の被観測位置から当該第１磁気検出部３１ａの第１検出位置まで伝播してきた各磁界の各磁界強度の和であること
条件２；前記磁界強度は、被観測位置および第１検出位置間の距離と特定の関係があること
【００２６】
より詳しくは、欠陥位置処理部４２は、次のように、欠陥の位置を求めている。一般に、被観測位置の磁界強度をＭＩ０とすると、第１検出位置における磁界強度ＭＩは、上記条件２として、被観測位置および第１検出位置間の距離Ｌの二乗に反比例して減衰する（ＭＩ＝ｋ×（ＭＩ０／Ｌ２）、ｋは比例定数）。このため、断熱管ＳＰａにおいて、図３に示すように、横軸Ｘを、鋼管ＳＰａ１の外周面を座標原点とした、鋼管ＳＰａ１の外周面からの径方向に沿った距離とし、縦軸Ｙを磁界強度ＭＩとし、鋼管ＳＰａ１での磁界強度ＭＩをＭＩ０１とし、外装板金の溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３での磁界強度ＭＩをＭＩ０２とし、鋼管ＳＰａ１の外周面から溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３の外周面までの距離をＸ０とした場合、鋼管ＳＰａ１の外周面からの径方向に沿った距離Ｘ１の第１検出位置に配置された第１磁気検出部３１ａ−１は、上記条件１を満たし、α（Ｘ１）＝ｋ×（ＭＩ０１／Ｘ１２）＋ｋ×（ＭＩ０２／（Ｘ１−Ｘ０）２）を検出する。同様に、鋼管ＳＰａ１の外周面からの径方向に沿った距離Ｘ２の第１検出位置に配置された第１磁気検出部３１ａ−２は、上記条件１を満たし、α（Ｘ２）＝ｋ×（ＭＩ０１／Ｘ２２）＋ｋ×（ＭＩ０２／（Ｘ２−Ｘ０）２）を検出する。鋼管ＳＰａ１の外周面からの径方向に沿った距離Ｘ３の第１検出位置に配置された第１磁気検出部３１ａ−３は、上記条件１を満たし、α（Ｘ３）＝ｋ×（ＭＩ０１／Ｘ３２）＋ｋ×（ＭＩ０２／（Ｘ３−Ｘ０）２）を検出する。ここで、比例定数ｋおよび距離Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は、既知であり、各検出結果α（Ｘ）は、第１磁気検出部３１ａ−１〜３１ａ−３の測定で測定値として得られるので、上記３個の式のうちの２個の式を用いることで、鋼管ＳＰａ１での磁界強度ＭＩ０１および溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３での磁界強度ＭＩ０２が求められる。あるいは、第１磁気検出部３１ａ−１〜３１ａ−３の各検出結果に、最も合う（フィットする）曲線α（Ｘ）が例えば最小二乗法等によって求められ、この求めた曲線α（Ｘ）から、予め設定された互いに異なる所定の２箇所の位置ＸＡ、ＸＢ（ＸＡ、ＸＢ＞０）で、２個の式、α（ＸＡ）＝ｋ×（ＭＩ０１／ＸＡ２）＋ｋ×（ＭＩ０２／（ＸＡ−Ｘ０）２）、α（ＸＢ）＝ｋ×（ＭＩ０１／ＸＢ２）＋ｋ×（ＭＩ０２／（ＸＢ−Ｘ０）２）が生成され、これら２個の式を用いることで、鋼管ＳＰａ１での磁界強度ＭＩ０１および溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３での磁界強度ＭＩ０２が求められてもよい。なお、図３に示す曲線β１（Ｘ）は、被観測位置を鋼管ＳＰａ１の外周面とした場合、その磁場における磁界強度β１（Ｘ）と外周面からの距離Ｘとの関係を示し、曲線β２（Ｘ）は、被観測位置を溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３の外周面とした場合、その磁場における磁界強度β２（Ｘ）と外周面からの距離Ｘとの関係を示し、曲線α（Ｘ）は、外周面からの距離Ｘの位置に位置する第１磁気検出部３ａで検出される磁界強度α（Ｘ）、すなわち、α（Ｘ）＝β１（Ｘ）＋β２（Ｘ）を示す。
【００２７】
そして、断熱管ＳＰａに欠陥の無い状態で、予め求められた鋼管ＳＰａ１での磁界強度ＭＩｒｅｆ１とこの求めた鋼管ＳＰａ１での磁界強度ＭＩ０１とが比較され、欠陥の有無が判定される。この判定の結果、鋼管ＳＰａ１での磁界強度ＭＩｒｅｆ１と磁界強度ＭＩ０１との差異が、ノイズを考慮した所定の第１範囲ｔｈ１内である場合には、欠陥が無いと判定され、鋼管ＳＰａ１での磁界強度ＭＩｒｅｆ１と磁界強度ＭＩ０１との差異が、前記所定の第１範囲ｔｈ１を越えている場合には、欠陥が有ると判定され、相対的に径方向内側に位置する内管の鋼管ＳＰａ１に欠陥があると判定される。断熱管ＳＰａに欠陥の無い状態で、予め求められた溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３での磁界強度ＭＩｒｅｆ２とこの求めた溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３での磁界強度ＭＩ０２とが比較され、欠陥の有無が判定される。この判定の結果、溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３での磁界強度ＭＩｒｅｆ２と磁界強度ＭＩ０２との差異が、ノイズを考慮した所定の第２範囲ｔｈ２内である場合には、欠陥が無いと判定され、溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３での磁界強度ＭＩｒｅｆ２と磁界強度ＭＩ０２との差異が、前記所定の第２範囲ｔｈ２を越えている場合には、欠陥が有ると判定され、相対的に径方向外側に位置する外管の溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３に欠陥があると判定される。すなわち、径方向に沿った欠陥の位置が判定できる。あるいは、後述するように、周方向に複数の第２群検出部３ｂ（図４参照）を備える場合では、欠陥の有無の判定は、周方向の各位置で求められた鋼管ＳＰａ１での各磁界強度ＭＩ０１を相互に比較することによって、実施されても良く、相違する場合に、その位置で鋼管ＳＰａ１に欠陥があると判定され、そして、周方向の各位置で求められた溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３での各磁界強度ＭＩ０２を相互に比較することによって、実施されても良く、相違する場合に、その位置で溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３に欠陥があると判定される。また、後述するように、軸方向に複数の第３群検出部３ｃ（図５参照）を備える場合では、欠陥の有無の判定は、軸方向の各位置で求められた鋼管ＳＰａ１での各磁界強度ＭＩ０１を相互に比較することによって、実施されても良く、相違する場合に、その位置で鋼管ＳＰａ１に欠陥があると判定され、そして、軸方向の各位置で求められた溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３での各磁界強度ＭＩ０２を相互に比較することによって、実施されても良く、相違する場合に、その位置で溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３に欠陥があると判定される。予め求められた欠陥のない状態の断熱管ＳＰａのデータが存在する場合は、前述の実測データαに測定値そのものではなく上記欠陥のない状態との差分を用いても良い。この場合は、そのまま磁界強度ＭＩ０１と磁界強度ＭＩｒｅ１、磁界強度ＭＩ０２と磁界強度ＭＩｒｅｆ２を比較することができる。
【００２８】
このように磁気探傷装置Ｍは、これら求めた複数の被観測位置における各磁界強度と、欠陥の無い正常状態の磁界強度と比較することで、欠陥の有無を判定でき、その結果、欠陥の位置を求めることができる。
【００２９】
また好ましくは、被検査物ＳＰは、互いに径の異なる複数の筒状体を径方向で複数多重した多重構造管であり、欠陥位置処理部４２は、第１群検出部３ａにおける複数の第１磁気検出部３１ａのうちの２個の第１磁気検出部３１ａを選択し、この選択した２個の第１磁気検出部３１ａのうちの第１方向に沿った前記外面からの距離が遠い第１磁気検出部３１ａの検出結果から、前記選択した２個の第１磁気検出部３１ａのうちの第１方向に沿った前記外面からの距離が近い第１磁気検出部３１ａの検出結果を前記遠い第１磁気検出部３１ａの前記外面からの距離の二乗で除した除算結果を減算し、この減算した減算結果と所定の判定閾値とを比較することによって、被検出物ＳＰにおける複数の筒状体のうちの最外側に位置する筒状体を除く他の筒状体に欠陥があるか否かを、被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の位置として求めるものである。
【００３０】
より詳しくは、欠陥位置処理部４２は、次のように、欠陥の位置を求めている。例えば、第１磁気検出部３１ａ−１が溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３の外周面から距離１ｍｍの第１検出位置に位置し、第１磁気検出部３１ａ−２が溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３の外周面から距離５ｍｍの第１検出位置に位置する場合、欠陥位置処理部４２は、これら２個の第１磁気検出部３１ａ−１、３１ａ−２のうちの径方向に沿った前記外周面からの距離Ｘが遠い第１磁気検出部３１ａ−２の検出結果α（５ｍｍ）から、これら２個の第１磁気検出部３１ａ−１、３１ａ−２のうちの径方向に沿った前記外周面からの距離Ｘが近い第１磁気検出部３１ａ−１の検出結果α（１ｍｍ）を前記遠い第１磁気検出部３１ａ−２の前記外周面からの距離５ｍｍの二乗で除した除算結果α（１ｍｍ）／２５を減算し（α（５ｍｍ）−α（１ｍｍ）／２５＝αｓｕｂ）、この減算した減算結果αｓｕｂと所定の判定閾値ｔｈ３とを比較することによって、断熱管ＳＰａにおける相対的に外側に位置する外管の溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３を除く他の管、すなわち、相対的に内側に位置する内管の鋼管ＳＰａ１に欠陥があるか否かを、被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の位置として求める。磁界強度が距離の二乗に反比例して減衰するので、内管の鋼管ＳＰａ１に欠陥がなく外管の鋼管ＳＰａ３に欠陥があれば、第１磁気検出部３１ａ−１の検出結果α（１ｍｍ）と第１磁気検出部３１ａ−２の検出結果α（５ｍｍ）との差が相対的に大きく、内管の鋼管ＳＰａ１に欠陥があり外管の鋼管ＳＰａ３に欠陥がなければ、第１磁気検出部３１ａ−１の検出結果α（１ｍｍ）と第１磁気検出部３１ａ−２の検出結果α（５ｍｍ）との差が相対的に小さいとの考えから、前記判定閾値ｔｈ３は、磁界印加部１ａで印加される磁界の磁界強度に応じて適宜な値（例えば０に近い値等）に設定される。したがって、欠陥位置処理部４２は、減算結果αｓｕｂが判定閾値ｔｈ３以上である場合には、内管の鋼管ＳＰａ１に欠陥があると判定し、減算結果αｓｕｂが判定閾値ｔｈ３未満である場合には、内管の鋼管ＳＰａ１に欠陥が無いと判定し、欠陥の位置を求める。なお、好ましくは、第１磁気検出部３１ａ−１〜３１ａ−３の各検出結果に、最も合う（フィットする）曲線α（Ｘ）が例えば最小二乗法等によって求められ、この求めた曲線α（Ｘ）から、第１磁気検出部３１ａ−１の検出結果α（１ｍｍ）および第１磁気検出部３１ａ−２の検出結果α（５ｍｍ）は、求められる。また、最外側に位置する溶融亜鉛鉄板ＳＰａの外周面からの距離は、検出結果α（Ｘ）に強く影響し、溶融亜鉛鉄板ＳＰａが変形している場合もあるので、各第１磁気検出部３１ａ−１〜３１ａ−３における溶融亜鉛鉄板ＳＰａの外周面からの距離Ｘは、距離計等によって実測されても良い。
【００３１】
このような磁気探傷装置ＣＭは、磁界強度が距離の二乗に反比例して減衰することを利用することによって、最外側の筒状体よりも内側の筒状体での欠陥の有無を、被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の位置として簡易に求めることができる。特に、上述したように、断熱管ＳＰａのように二重構造管の場合、相対的に外側に位置する外管（この例では溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３）での欠陥か、相対的に内側に位置する内管（この例では鋼管ＳＰａ１）での欠陥かを判別すれば足りるので、上記磁気探傷装置ＣＭは、被検査物ＳＰが二重構造管である場合に、好適である。
【００３２】
このような磁気探傷装置Ｍでは、断熱管ＳＰａ等の被検査物ＳＰを探傷する場合、まず、ユーザ（オペレータ）によって被検査物ＳＰの１対の第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２が所定の間隔を空けて配置される。そして、ユーザによって図略の電源スイッチがオンされると、制御処理部４は、必要な各部の初期化を実行し、プログラムの実行によって、制御処理部４には、制御部４１および欠陥位置処理部４２が機能的に構成される。
【００３３】
ユーザによる探傷開始の指示を入力部５を介して受け付けると、制御部４１は、電源部２によって１対の第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２に探傷方法に応じた電流を給電する。これによって１対の第１および第２励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２は、探傷方法に応じた磁界（磁場）を生成し、被検査物ＳＰに磁界を印加する。この磁界は、被検査物ＳＰを伝わり、この磁界に起因する磁界が第１群検出部３ａの複数の第１磁気検出部３１ａによって検出され、複数の第１磁気検出部３１ａは、各検出結果を制御処理部４へ出力する。そして、欠陥位置処理部４２は、複数の第１磁気検出部３１ａの各検出結果に基づいて被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の有無を判定し、第１方向に沿った欠陥の位置を判定する。制御部４１は、複数の第１磁気検出部３１ａの各検出結果、欠陥の有無および第１方向に沿った欠陥の位置を出力部６へ出力する。なお、制御部４１は、必要に応じて、複数の第１磁気検出部３１ａの各検出結果、欠陥の有無および第１方向に沿った欠陥の位置をＩＦ部７を介して図略の外部機器へ出力しても良い。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態における磁気探傷装置Ｍおよびこれに実装された磁気探傷方法は、被検査物ＳＰの外面から互いに異なる複数の第１検出位置で第１群検出部３ａにおける複数の第１磁気検出部３１ａによって磁気を検出できるから、欠陥位置処理部４２によって、この各検出結果に基づいて、被検査物ＳＰに対し離接する第１方向（上述の例では径方向）に沿った、被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の位置を求めることができる。上述の例では、径方向の内側に位置する鋼管ＳＰａ１に欠陥が有るのか、径方向の外側に位置する溶融亜鉛鉄板ＳＰａ３に欠陥が有るのかが求められる。
【００３５】
図４は、実施形態の磁気探傷装置における第１変形形態の構成を示す図である。図５は、実施形態の磁気探傷装置における第２変形形態の構成を示す図である。
【００３６】
なお、上述の磁気探傷装置Ｍにおいて、磁気探傷装置Ｍは、図４に示すように、被検査物ＳＰの外面上に、第１方向に沿って、前記外面から互いに異なる距離の複数の第２検出位置に配置され、磁気を検出する複数の第２磁気検出部３１ｂを備える第２群検出部３ｂをさらに備えてもよい。この第２群検出部３ｂは、第１群検出部３ａに対し、前記第１方向に直交する第２方向を軸とする軸回りの周方向に沿って所定の角度間隔を空けて配置されている。そして、この場合では、欠陥位置処理部４２は、第１群検出部３ａにおける複数の第１磁気検出部３１ａおよび第２群検出部３ｂにおける複数の第２磁気検出部３１ｂの各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の位置であって前記周方向に沿った被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の前記位置を求める。より具体的には、第２群検出部３ｂは、１個でも良いが、断熱管ＳＰａの全周に亘って所定の欠陥を探傷するために、図４に示す例では、第２群検出部３ｂは、１１個の第２群検出部３ｂ−１〜３ｂ−１１を備えて構成されている。これら１１個の第２群検出部３ｂ−１〜３ｂ−１１それぞれは、断熱管ＳＰａの外面上に、径方向に沿って、断熱管ＳＰａの外面から互いに異なる距離の３箇所の第２検出位置に配置された、３個の磁気検出部３１ｂ−１〜３１ｂ−３を備える。これら第２磁気検出部３１ｂ−１〜３１ｂ−３は、上述の第１磁気検出部３１ａと同様であるので、その説明を省略する。そして、第２群検出部３ｂ−１は、第１群検出部３ａに対し、径方向に直交する断熱管ＳＰの中心軸ＡＸ周りに周方向に沿って約３０度の角度間隔を空けて配置され、これら１１個の第２群検出部３ｂ−１〜３ｂ−１１は、順次に、断熱管ＳＰａの中心軸ＡＸ周りに周方向に沿って約３０度の角度間隔を空けて配置されている。すなわち、第１群検出部３ａおよび１１個の第２群検出部３ｂ−１〜３ｂ−１１は、順次に、断熱管ＳＰａの中心軸ＡＸ周りに周方向に沿って約３０度の角度間隔を空けて（つまり等間隔で）配置されている。このような第１変形形態における磁気探傷装置ＣＭは、第１群検出部３ａに対し、周方向に沿って配置された第２群検出部３ｂを備えるので、周方向に亘って欠陥の位置を求めることができる。特に、図４に示す例の磁気探傷装置ＣＭは、断熱管ＳＰａの全周に亘って欠陥の位置を求めることができる。
【００３７】
また、これら上述の磁気探傷装置Ｍにおいて、磁気探傷装置Ｍは、図５に示すように、被検査物ＳＰの外面上に、第１方向に沿って、前記外面から互いに異なる距離の複数の第３検出位置に配置され、磁気を検出する複数の第３磁気検出部３１ｃを備える第３群検出部３ｃをさらに備えてもよい。この第３群検出部３ｃは、第１群検出部３ａに対し、前記第１方向に直交する第２方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。そして、この場合では、欠陥位置処理部４２は、第１群検出部３ａにおける複数の第１磁気検出部３１ａおよび第３群検出部３ｃにおける複数の第３磁気検出部３１ｃの各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の位置であって前記第２方向に沿った被検査物ＳＰにおける所定の欠陥の前記位置を求める。第３群検出部３ｃは、１個でも良いが、断熱管ＳＰにおける軸方向に沿った所定の範囲に亘って所定の欠陥を探傷するために、図５に示す例では、第３群検出部３ｃは、４個の第３群検出部３ｃ−１〜３ｂ−４を備えて構成されている。これら４個の第３群検出部３ｃ−１〜３ｂ−４それぞれは、断熱管ＳＰａの外面上に、径方向に沿って、断熱管ＳＰａの外面から互いに異なる距離の３箇所の第３検出位置に配置された、３個の第３磁気検出部３１ｃ−１〜３１ｃ−３を備える。これら第３磁気検出部３１ｃ−１〜３１ｃ−３は、第１磁気検出部３１ａと同様であるので、その説明を省略する。そして、第３群検出部３ｃ−１は、第１群検出部３ａに対し、径方向に直交する断熱管ＳＰａの中心軸ＡＸの軸方向に沿って所定の間隔を空けて配置され、これら４個の第３群検出部３ｃ−１〜３ｂ−４は、順次に、断熱管ＳＰａの中心軸ＡＸの軸方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。すなわち、第１群検出部３ａおよび４個の第３群検出部３ｃ−１〜３ｃ−４は、順次に、断熱管ＳＰａの中心軸ＡＸの軸方向に沿って所定の間隔を空けて（つまり等間隔で）配置されている。このような第２変形形態における磁気探傷装置ＣＭは、第１群検出部３ａに対し、第２方向（図５に示す例では軸方向）に沿って配置された第３群検出部３ｃを備えるので、第２方向に亘って欠陥の位置を求めることができる。特に、図５に示す例の磁気探傷装置ＣＭは、断熱管ＳＰａの軸方向に沿った所定の範囲に亘って欠陥の位置を求めることができる。
【００３８】
磁気探傷装置ＣＭは、第１態様の群検出部３ａに代え、第２態様の群検出部３Ｂと第３態様の群検出部３Ｃとを組み合わせた群検出部を備えて構成されても良い。このような磁気探傷装置Ｍは、径方向にも軸方向にも亘って欠陥の位置を求めることができる。
【００３９】
上述の磁気探傷装置Ｍにおける磁界印加部１は、１対の励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２を備えた第１態様の磁界印加部１ａが用いられたが、これに代え、第２態様の磁界印加部１ｂまたは第３態様の磁界印加部１ｃが用いられても良い。
【００４０】
図６は、実施形態の磁気探傷装置における第３変形形態の構成を示す図である。図６Ａは、全体構成を示し、図６Ｂは、励磁コイル周辺の断面図である。図７は、実施形態の磁気探傷装置における第４変形形態の構成を示す図である。図７Ａは、励磁コイル周辺の正面図を示し、図７Ｂは、励磁コイル周辺の断面図である。
【００４１】
第２態様の磁界印加部１ｂは、第１態様の磁界印加部１ａと同様に、被検査物ＳＰに磁界を印加する装置であり、図６に示すように、励磁コイル１１ｂと、電源部１２とを備える。第２態様の磁界印加部１ｂにおける電源部１２は、第１態様の磁界印加部１ａにおける電源部１２と同様であるので、その説明を省略する。
【００４２】
励磁コイル１１ｂは、第１態様の励磁コイル１１ａと同様に、電源部１２から電力の供給を受けることによって、磁場を生成し、この生成した磁場を被検査物ＳＰに与える装置である。本第２態様では、励磁コイル１１ｂは、図６に示す１対の第１および第２励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２を備える。
【００４３】
第１および第２励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２は、それぞれ、磁気遮蔽部１１１ｂ−１、１１１ｂ−２と、導体部材１１２ｂ−１、１１２ｂ−２とを備える。第１および第２励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２は、互いに同形であるため、磁気遮蔽部１１１ｂ、導体部材１１２ｂおよび励磁コイル１１ｂと総称して以下に説明する。
【００４４】
磁気遮蔽部１１１ｂは、磁気を遮蔽するための部材であり、湾曲した板状に形成されている。磁気遮蔽部１１１ｂは、好ましくは、断熱管ＳＰａの形状に応じて湾曲している。より具体的には、磁気遮蔽部１１１ｂは、例えば、軸方向に沿って切断した円筒（中空な円柱）の一部であり、軸方向に直交するその断面が弧状（環の一部の形状）となっている。磁気遮蔽部１１１ｂは、断熱管ＳＰａの外周面に沿うように、その弧状の断面は、断熱管ＳＰａにおける断面の一部と相似形である。磁気遮蔽部１１１ｂの中心角は、断熱管ＳＰａの外周面上（直上（外周面に当接配置）および上方（外周面から離間配置）を含む）に配置可能とするために、１８０度以下であることが好ましい。なお、その弾性変形によって配置可能であるため、磁気遮蔽部１１１ｂの中心角は、１８０度を若干超えることも可能である。図６に示す例では、断熱管ＳＰの外周を無理なく最大限に覆うことができるように、１８０度になっている。なお、磁気遮蔽部１１１ｂの中心角は、１２０度、９０度および６０度のうちのいずれかであっても良い。このような中心角を持つ磁気遮蔽部１１１ｂは、１８０度の場合も含めて、後述するように断熱管ＳＰの全周を囲む場合、同じ形状の複数の励磁コイル１１ｂで実行できる。したがって、同じ形状の励磁コイル１１ｂを量産すれば良いので、量産効果によって励磁コイル１１ｂの低コスト化を図ることができる。
【００４５】
このような磁気遮蔽部１１１ｂは、例えば、電磁鋼板、好ましくは、積層した複数の電磁鋼板で形成される。また例えば、磁気遮蔽部１１１ｂは、絶縁皮膜を持つ軟磁性粉末を圧縮形成することによって形成される。
【００４６】
導体部材１１２ｂは、断面丸形や断面角形等の長尺な電気伝導性を持つ線材であり、例えば樹脂や油紙等の絶縁材料を介して磁気遮蔽部１１１ｂの外周面に沿って巻回され、コイルを形成する。導体部材１１２ｂは、例えば銅やアルミニウム等の比較的高い導電性を持ち、樹脂で絶縁被覆された導体線である。
【００４７】
このような第１励磁コイル１１ｂ−１は、湾曲板状の第１磁気遮蔽部１１１ｂ−１に長尺な第１導体部材１１２ｂ−１を巻回して形成されるので、第１導体部材１１２ｂ−１の一部が径方向で第１磁気遮蔽部１１１ｂ−１を介して重なる重畳部分を持つ。同様に、第２励磁コイル１１ｂ−２は、湾曲板状の第２磁気遮蔽部１１１ｂ−２に長尺な第２導体部材１１２ｂ−２を巻回して形成されるので、第２導体部材１１２ｂ−１の一部が径方向で第２磁気遮蔽部１１１ｂ−２を介して重なる重畳部分を持つ。
【００４８】
第１励磁コイル１１ｂ−１における第１導体部材１１２ｂ−１の一方端は、電源部１２に接続され、前記第１導体部材１１２ｂ−１の他方端は、第２励磁コイル１１ｂ−２における第２導体部材１１２ｂ−２の一方端に接続され、そして、前記第２導体部材１１２ｂ−２の他方端は、電源部１２に接続される。このように第１および第２励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２は、直列に接続される。なお、第１および第２励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２に互いに逆方向の電流（逆相の電流）を通電可能とするために、また、第１および第２励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２のうちの一方のみに電流を通電可能とするために、図６に破線で示すように、第１励磁コイル１１ｂ−１における第１導体部材１１２ｂ−１の一方端および他方端は、それぞれ、電源部１２に接続され、第２励磁コイル１１ｂ−２における第２導体部材１１２ｂ−２の一方端および他方端は、それぞれ、電源部１２に接続されてもよい。
【００４９】
このような第２態様の磁界印加部１ｂを備える磁気探傷装置ＣＭは、湾曲した板状の磁気遮蔽部１１１ｂ−１、１１１ｂ−２に絶縁材料を介して長尺な導体部材１１２ｂ−１、１１２ｂ−２を巻回すことによって形成された１対の励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２を備えている。このため、１対の励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２それぞれにおける各断面形状は、それぞれ、弧状となる。したがって、検査のために、例えば管等の被検査物ＳＰの外面上に、各励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２の凹んだ各曲面を沿わせて１対の励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２を配置できる。一般に、配管は、比較的長尺であり、検査箇所が配管の中央付近にあると、第１態様の磁界印加部１ａでは、配管の端部から検査箇所まで前記１対の励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２を移動しなければならず、煩わしく、手間がかかる。また、実際に配設されている配管を検査する場合、配管の固定具や支持具によって前記１対の励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２が検査箇所まで移動できないことも生じ得る。このため、第１態様の磁界印加部１ａでは、各励磁コイル１１ａ−１、１１ａ−２を開環可能するために、電気的なコネクタが導体部材１１２ａ−１、１１２ａ−２に設けられても良いが、前記電気的なコネクタで不具合が生じることも考えられる。しかしながら、第２態様の磁界印加部１ｂは、上述したように、断熱管ＳＰａ等の配管に配置できるため、前記事情を回避できる。
【００５０】
上述の第２態様の磁界印加部１ｂは、１対の励磁コイル１を１組備えて構成されたが、これに限定されず、１対の励磁コイル１１ｂを複数組備えて構成されても良い。このような磁気探傷装置Ｍは、１対の励磁コイル１１ｂを複数組備えるので、複数組の１対の励磁コイル１１ｂを、被検査物ＳＰの長さ方向に沿って配置でき、これによって長さ方向で被検査物ＳＰのより広い範囲を探傷できる。また、上記磁気探傷装置Ｍは、複数組の１対の励磁コイル１１ｂを、被検査物ＳＰの周方向に沿って配置でき、これによって周方向で被検査物ＳＰのより広い範囲を探傷できる。
【００５１】
そして、磁気探傷装置Ｍが複数組の１対の励磁コイル１１ｂを備えて構成される場合に、前記複数組の１対の励磁コイル１１ｂは、円筒状となるように配置されることが好ましい。このような磁気探傷装置Ｍは、円筒状となるように周方向に順次に隣接させて配置された複数組の１対の励磁コイル１１ｂを備えるので、上記磁気探傷装置Ｍは、前記複数組の１対の励磁コイル１１ｂで略ヘルムホルツコイルを構成でき、ヘルムホルツコイルのように前記１対の励磁コイル１１ｂ間であって周方向全体に亘ってより均一な磁場を形成できる。
【００５２】
第３態様の磁界印加部１１ｃは、円筒状となるように配置された２組の１対の励磁コイル１１ｂと、図略の電源部１２とを備えたものである。第３態様の磁界印加部１ｃにおける前記図略の電源部１２は、第１態様の磁界印加部１ａにおける電源部１２と同様であるので、その説明を省略する。より具体的には、第３態様の磁界印加部１１ｃは、図７に示すように、１対の第１および第２励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２および１対の第３および第４励磁コイル１１ｂ−３、１１ｂ−４からなる２組の１対の励磁コイル１１ｂを備えて構成される。この図７に示す例では、１対の第１および第２励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２は、直列に接続され、図略の電源部１２に接続される。同様に、１対の第３および第４励磁コイル１１ｂ−３、１１ｂ−４は、直列に接続され、図略の電源部１２に接続される。そして、周方向で互いに隣接する励磁コイル１１ｂ同士における各導体部材１１２ｂの隣接部分は、好ましくは、径方向に沿って互いに平行となるように配置される。図７に示す例では、周方向で互いに隣接する第１励磁コイル１１ｂ−１と第３励磁コイル１１ｂ−３における各導体部材１１２ｂ−１、１１２ｂ−３の隣接部分Ｐ１、Ｐ２は、径方向に沿って互いに平行となるように配置されている。同様に、周方向で互いに隣接する第２励磁コイル１１ｂ−２と第４励磁コイル１１ｂ−４における各導体部材１１２ｂ−２、１１２ｂ−４の図略の隣接部分Ｐ３、Ｐ４は、径方向に沿って互いに平行となるように配置されている。より具体的には、中心角１８０度の半円筒形状である第１および第３磁気遮蔽部１１１ｂ−１、１１１ｂ−３における軸方向に平行な各端面は、径方向に沿うように平坦に形成される。このような形状の第１および第３磁気遮蔽部１１１ｂ−１、１１１ｂ−３に第１および第３導体部材１１２ｂ−１、１１２ｂ−３を巻回すことによって、前記隣接部分Ｐ１、Ｐ２では、第１および第３導体部材１１２ｂ−１、１１２ｂ−３は、互いに略平行となる。同様に、中心角１８０度の半円筒形状である第２および第４磁気遮蔽材１１１ｂ−２、１１１ｂ−４における軸方向に平行な各端面は、径方向に沿うように平坦に形成される。このような形状の第２および第４磁気遮蔽部１１１ｂ−２、１１１ｂ−４に第２および第４導体部材１１２ｂ−２、１１２ｂ−４を巻回すことによって、前記隣接部分Ｐ３、Ｐ４では、第２および第４導体部材１１２ｂ−２、１１２ｂ−４は、互いに略平行となる。このような磁気探傷装置Ｍでは、周方向で互いに隣接する励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−３；１１ｂ−２、１１ｂ−４同士における各導体部材１１２ｂ−１、１１２ｂ−３；１１２ｂ−２、１１２ｂ−４に互いに逆方向に流れる電流を通電することによって、これら各導体部材１１２ｂ−１、１１２ｂ−３；１１２ｂ−２、１１２ｂ−４の隣接部分Ｐ１、Ｐ２；Ｐ３、Ｐ４が径方向に沿って互いに平行となるように配置されているので、その電流によって誘起される前記隣接部分Ｐ１、Ｐ２；Ｐ３、Ｐ４の磁場は、互いに逆方向となり、打ち消し合う（キャンセルされる）。このため、上記磁気探傷装置Ｍは、前記２組の１対の励磁コイル１１ｂ−１、１１ｂ−２；１１ｂ−３、１１ｂ−４を用いてより均一な磁場を形成できる。
【００５３】
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
【００５４】
一態様にかかる磁気探傷装置は、被検査物に磁界を印加する磁界印加部と、前記被検査物の外面上に、前記被検査物に対し離接する第１方向に沿って、前記外面から互いに異なる距離の複数の第１検出位置に配置され、磁気を検出する複数の第１磁気検出部を備える第１群検出部と、前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部の各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求める欠陥位置処理部とを備える。
【００５５】
このような磁気探傷装置は、被検査物の外面から互いに異なる複数の第１検出位置で前記第１群検出部における複数の第１磁気検出部によって磁気を検出できるから、前記欠陥位置処理部によって、この各検出結果に基づいて、前記被検査物に対し離接する第１方向に沿った、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求めることができる。
【００５６】
他の一態様では、上述の磁気探傷装置において、前記欠陥位置処理部は、下記条件１および条件２を用いることによって、前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部の各検出結果に基づいて、前記被検査物の前記外面以内であって前記第１方向に沿った前記外面から互いに異なる距離の複数の被観測位置における各磁界強度を求め、この求めた前記複数の被観測位置における各磁界強度に基づいて、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求める。
条件１；前記第１磁気検出部の検出結果は、前記複数の被観測位置での各磁界が前記複数の被観測位置から当該第１磁気検出部の第１検出位置まで伝播してきた前記各磁界の各磁界強度の和であること
条件２；前記磁界強度は、前記被観測位置および前記第１検出位置間の距離と特定の関係があること
【００５７】
このような磁気探傷装置は、複数の第１磁気検出部の各検出結果に、前記条件１および条件２を用いることによって、複数の被観測位置での磁界強度（磁場強度）に関する複数の関係式を生成でき、これを解析することによって、前記複数の被観測位置における各磁界強度を求めることができる。したがって、上記磁気探傷装置は、これら求めた複数の被観測位置における各磁界強度と、欠陥の無い正常状態の磁界強度と比較することで、欠陥の有無を判定でき、その結果、欠陥の位置を求めることができる。
【００５８】
他の一態様では、上述の磁気探傷装置において、前記被検査物は、互いに径の異なる複数の筒状体を径方向で複数多重した多重構造管であり、前記欠陥位置処理部は、前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部のうちの２個の第１磁気検出部を選択し、前記選択した２個の第１磁気検出部のうちの前記第１方向に沿った前記外面からの距離が遠い第１磁気検出部の検出結果から、前記選択した２個の第１磁気検出部のうちの前記第１方向に沿った前記外面からの距離が近い第１磁気検出部の検出結果を前記遠い第１磁気検出部の前記外面からの距離の二乗で除した除算結果を減算し、前記減算した減算結果と所定の判定閾値とを比較することによって、前記複数の筒状体のうちの最外側に位置する筒状体を除く他の筒状体に欠陥があるか否かを、前記被検査物における所定の欠陥の位置として求める。
【００５９】
このような磁気探傷装置は、磁界強度が距離の二乗に反比例して減衰することを利用することによって、最外側の筒状体よりも内側の筒状体での欠陥の有無を、前記被検査物における所定の欠陥の位置として簡易に求めることができる。特に、二重構造管の場合、相対的に外側に位置する外管での欠陥か、相対的に内側に位置する内管での欠陥かを判別すれば足りるので、上記磁気探傷装置は、被検査物が二重構造管である場合に、好適である。
【００６０】
他の一態様では、これら上述の磁気探傷装置において、前記被検査物の外面上に、前記第１方向に沿って、前記外面から互いに異なる距離の複数の第２検出位置に配置され、磁気を検出する複数の第２磁気検出部を備える第２群検出部をさらに備え、前記第２群検出部は、前記第１群検出部に対し、前記第１方向に直交する第２方向を軸とする軸回りの周方向に沿って所定の角度間隔を空けて配置され、前記欠陥位置処理部は、前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部および前記第２群検出部における前記複数の第２磁気検出部の各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った前記被検査物における所定の欠陥の位置であって前記周方向に沿った前記被検査物における所定の欠陥の前記位置を求める。
【００６１】
このような磁気探傷装置は、第１群検出部に対し、周方向に沿って配置された第２群検出部を備えるので、周方向に亘って欠陥の位置を求めることができる。
【００６２】
他の一態様では、これら上述の磁気探傷装置において、前記被検査物の外面上に、前記第１方向に沿って、前記外面から互いに異なる距離の複数の第３検出位置に配置され、磁気を検出する複数の第３磁気検出部を備える第３群検出部をさらに備え、前記第３群検出部は、前記第１群検出部に対し、前記第１方向に直交する第２方向に沿って所定の間隔を空けて配置され、前記欠陥位置処理部は、前記第１群検出部における前記複数の第１磁気検出部および前記第３群検出部における前記複数の第３磁気検出部の各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った前記被検査物における所定の欠陥の位置であって前記第２方向に沿った前記被検査物における所定の欠陥の前記位置を求める。
【００６３】
このような磁気探傷装置は、第１群検出部に対し、第２方向に沿って配置された第３群検出部を備えるので、第２方向に亘って欠陥の位置を求めることができる。
【００６４】
他の一態様にかかる磁気探傷方法は、被検査物に磁界を印加する磁界印加工程と、前記被検査物の外面上で前記被検査物に対し離接する第１方向に沿って互いに間隔を空けた複数の検出位置それぞれで磁気を検出する磁気検出工程と、前記磁気検出工程で検出された各検出結果に基づいて、前記第１方向に沿った、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求める欠陥位置演算工程とを備える。
【００６５】
このような磁気探傷方法は、被検査物の外面から互いに異なる複数の検出位置で磁気検出工程によって磁気を検出できるから、前記欠陥位置処理工程によって、この各検出結果に基づいて、前記被検査物に対し離接する第１方向に沿った、前記被検査物における所定の欠陥の位置を求めることができる。
【００６６】
この出願は、２０１４年１１月２１日に出願された日本国特許出願特願２０１４−２３６３３５を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
【００６７】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、磁気探傷装置および磁気探傷方法を提供できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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