(57)【要約】【課題】鋼管を磁気探傷する場合における出力特性を、磁気探傷装置の入側と出側で可及的に対称とする。【解決手段】鋼管Ｐの磁気探傷装置である。軸方向に移動する鋼管Ｐが貫通する回転可能な回転ドラム２の鋼管Ｐと対向する内面における１８０°離れた位置に対を成す磁極３ａ，３ｂを取り付ける。回転ドラム２の内面における磁極３ａ，３ｂと９０°離れた位置に磁気センサー４ａ，４ｂを取り付ける。前記磁気センサー４ａ，４ｂと磁極３ａ，３ｂ、及び回転ドラム支持材５とを有する。磁気センサー４ａ，４ｂの中心を、磁極３ａ，３ｂの中心から回転ドラム支持材５とは反対方向にずらせて位置させる。【効果】磁気探傷装置の入側と出側における磁気センサーの出力特性を可及的に対称とすることが可能になって、探傷精度の向上が図れる。【選択図】        図１
2004333450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形断面を有する長尺鋼材の磁気探傷装置において、
軸方向に移動する前記長尺鋼材が貫通する回転可能な回転ドラムと、
この回転ドラムの内面における前記長尺鋼材と対向する位置に取り付けられた対を成す磁極と、
前記回転ドラムの内面における、前記対を成す磁極間に取り付けられた磁気センサーと、
前記対を成す磁気センサーと磁極、及び、回転ドラムを支持する回転ドラム支持材とを有し、
前記磁気センサーの中心を、前記磁極の中心から前記回転ドラム支持材とは反対方向にずらせて位置させたことを特徴とする磁気探傷装置。
【請求項２】
前記磁気センサーは、長尺鋼材の軸方向に複数のチャンネルを有するものであることを特徴とする請求項１記載の磁気探傷装置。
【請求項３】
円形断面を有する長尺鋼材を軸方向に移動させつつ、該長尺鋼材の外周に沿って磁気センサーを回転させることで、長尺鋼材を螺旋状に走査し、欠陥を探傷する方法において、対を成す磁極間の磁束密度が最も高くなる前記長尺鋼材の軸方向位置に磁気センサーの中心を配置して、前記長尺鋼材を磁気探傷することを特徴とする磁気探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鋼管のような円形断面の長尺鋼材を磁気探傷する装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管や棒鋼等の円形断面を有する長尺鋼材を非破壊検査するには、その形状から磁気探傷が採用される場合が多い。
鋼管の磁気探傷装置の一例を、図３及び図４に示す。１は床に置かれた例えば側面視Ｌ字状の架台であり、この架台１に回転が可能なように回転ドラム支持材５と回転ドラム２が取り付けられている。
【０００３】
探傷に供される鋼管Ｐは、前記回転ドラム２、回転ドラム支持材５と架台１を貫通し、所定の速度で鋼管Ｐの軸方向（回転ドラムの回転軸方向）に移動される。前記回転ドラム２の鋼管Ｐと対向する内面には、電磁石による磁極（Ｎ極３ａ、Ｓ極３ｂ）が例えば１８０°離れた位置に取り付けられ、これらＮ極３ａ、Ｓ極３ｂの、前記鋼管Ｐと対向しない側の端部を、架台１に取り付けられた一般に磁性材である回転ドラム支持材５で連結している。
【０００４】
また、同様に、前記回転ドラム２の内面における前記Ｎ極３ａ、Ｓ極３ｂと例えば９０°離れた位置には、漏洩磁束を測定する磁気センサー４ａ，４ｂが２組、取り付けられている。これら各磁気センサー４ａ，４ｂは、夫々鋼管Ｐの移動方向に所定の間隔を隔てて複数個、例えば図３の紙面左側から紙面右側へ１チャンネル〜８チャンネルの８チャンネル配置されている。
【０００５】
このような構成の磁気探傷装置を使用した探傷は、通常、軸方向に移動される鋼管Ｐの表面に、前記各磁気センサー４ａ，４ｂを収納したホルダーを当接させて回転することで、鋼管Ｐを螺旋状に走査することによって行われる。そして、鋼管Ｐに疵Ｐａが存在する場合は、図５に示したように、鋼管Ｐに通した磁束Ｂが、欠陥Ｐａの存在により漏洩磁束Ｂａとなって現れるのを、前記磁気センサー４ａ，４ｂで検知する。
【０００６】
磁気センサー４ａ，４ｂにより欠陥ＰａをＳ／Ｎ比よく検出するためには、磁気センサー４ａ，４ｂを欠陥Ｐａのつくる漏洩磁束分布のピーク位置に設置する必要がある。これは、欠陥Ｐａによる磁気センサー４ａ，４ｂの各チャンネルの出力がセンサー中央に対して対称的に出力されるようにすれば良い。
【０００７】
しかしながら、上記のような構成の磁気探傷装置では、回転しながら鋼管Ｐの外周全面を探傷する上、前記回転ドラム支持材５が存在することにより、磁極３ａ，３ｂ間の磁束Ｂが回転ドラム支持材５に引き寄せられることから、図６に示すように、磁気センサー出力は、回転ドラム支持材５に近い入側（１チャンネル側）  の検出信号は低く、回転ドラム支持材５より遠い出側（８チャンネル側）  の検出信号は高いといった、出側に偏った出力特性になっていた。
【０００８】
ところで、薄鋼帯の磁気探傷に関してではあるが、磁化強度と薄鋼帯の保磁力に対応した磁束が薄鋼帯に残留することに起因して、垂直磁界分布特性が０ラインを横切る位置が磁極間距離の中央位置から走行方向側に移動するという問題を解決可能な磁気探傷装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平４−７６４５３号公報（第２頁、第６図）
【００１０】
この特許文献１では、図７に示したように、磁気センサー４の設置位置を、磁極３ａ，３ｂ間の中央位置から走行方向下流側に微小距離ｄ（ｄ＝１±０．５ｍｍ）  だけ移動した位置に設定することで、欠陥がないときの浮遊磁束を最小に抑制でき、前記問題を解決できるとしている。なお、図７中の６は薄鋼帯を示す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明の磁気探傷装置は、対象とする例えば鋼管Ｐの移動方向が、対を成す両磁極３ａ，３ｂを含む平面と直角の方向であり、上記特許文献１に記載された磁気探傷装置のような、対を成す両磁極３ａ，３ｂを含む平面と同一の方向に移動するのではないことから、上記特許文献１に記載された技術を適用しても、磁気探傷装置の入側と出側で磁気センサー４ａ，４ｂの出力特性を対称とすることができなかった。
【００１２】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、鋼管のような円形断面を有する長尺鋼材を磁気探傷する場合における出力特性を、磁気探傷装置の入側と出側で可及的に対称とすることが可能な磁気探傷装置及び方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る磁気探傷装置は、軸方向に移動する前記長尺鋼材が貫通する回転可能な回転ドラムと、この回転ドラムの内面における前記長尺鋼材と対向する位置に取り付けられた対を成す磁極と、前記回転ドラムの内面における、前記対を成す磁極間に取り付けられた磁気センサーと、前記対を成す磁気センサーと磁極、及び、回転ドラムを支持する回転ドラム支持材とを有し、前記磁気センサーの中心を、前記磁極の中心から前記回転ドラム支持材とは反対方向にずらせて位置させたこととしている。
【００１４】
そして、このようにすることで、長尺鋼材を軸方向に移動させつつ、該長尺鋼材の外周に沿って磁気センサーを回転させることで、長尺鋼材を螺旋状に走査して欠陥を探傷すれば、磁気探傷装置の入側と出側における磁気センサーの出力特性を可及的に対称とすることが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る磁気探傷装置は、円形断面を有する長尺鋼材の磁気探傷装置において、
軸方向に移動する前記長尺鋼材が貫通する回転可能な回転ドラムと、
この回転ドラムの内面における前記長尺鋼材と対向する位置に取り付けられた対を成す磁極と、
前記回転ドラムの内面における、前記対を成す磁極間に取り付けられた磁気センサーと、
前記対を成す磁気センサーと磁極、及び、回転ドラムを支持する回転ドラム支持材とを有し、
前記磁気センサーの中心を、前記磁極の中心から前記回転ドラム支持材とは反対方向にずらせて位置させたことを要旨とするものであり、
前記磁気センサーは、長尺鋼材の軸方向に複数のチャンネルを有するものであることが望ましい。
【００１６】
また、本発明に係る磁気探傷方法は、円形断面を有する長尺鋼材を軸方向に移動させつつ、該長尺鋼材の外周に沿って磁気センサーを回転させることで、長尺鋼材を螺旋状に走査し、欠陥を探傷する方法において、磁極間の磁束密度が最も高くなる前記長尺鋼材の軸方向位置に磁気センサーの中心を配置して、前記長尺鋼材を磁気探傷するものである。
【００１７】
この本発明に係る磁気探傷方法における磁気センサーの配置位置の決定は、磁気探傷する長尺鋼材について磁気探傷して予め求めておいても良いし、また、長尺鋼材の種類が変わる毎に、最初に磁気探傷した長尺鋼材について得た磁気センサーの出力に基づき、以降の長尺鋼材の磁気探傷にフィードバックしても良い。
【００１８】
上記の本発明では、磁気センサーの中心を、磁極の中心から回転ドラム支持材とは反対方向にずれた位置、すなわち、磁極間の磁束密度が最も高くなる長尺鋼材の軸方向位置に位置させることで、磁気探傷装置の入側と出側における磁気センサーの出力特性を可及的に対称とすることが可能になる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を図１に示す１実施例に基づいて説明する。
図１は本発明に係る磁気探傷装置の要部構成を説明する図である。なお、図１において、図３及び図４と同一符号は同一部分或いは相当部分を示し、詳細な説明を省略する。
【００２０】
すなわち、本発明に係る磁気探傷装置は、回転ドラム２の内面に取り付けられた磁極３ａ，３ｂ間の磁束Ｂが回転ドラム支持材５に引き寄せられ、回転ドラム支持材５に近い磁気探傷装置の入側と回転ドラム支持材５より遠い出側における磁気センサー４ａ，４ｂの出力特性が、図６に示したように、出側に偏った出力特性になることを抑制するために、磁極３ａ，３ｂと例えば９０°離れて取り付けられた例えば８チャンネルの磁気センサー４ａ，４ｂの中心Ｃ２  を、磁極３ａ，３ｂの中心Ｃ１  から回転ドラム支持材５とは反対方向に、例えば４０ｍｍずらせて位置させるのである。
【００２１】
この回転ドラム支持材５と反対方向にずらせる磁気センサー４ａ，４ｂの中心Ｃ２  位置は、磁極３ａ，３ｂ間の磁束密度が最も高くなる位置と一致させることが望ましい。例えば磁気センサー４ａ，４ｂが図６の結果を得た鋼管Ｐの軸方向に８チャンネルを有するものであれば、図６の結果を得た磁気探傷装置における、第６チャンネルの磁気センサーが配置されている位置を、磁気センサー４ａ，４ｂの中心Ｃ２  位置と成すのである。
【００２２】
この図６における第６チャンネルの磁気センサーが配置されている位置（図６における磁気センサー４ａ，４ｂの中心Ｃ２  から回転ドラム支持材５とは反対方向に４０ｍｍずらせた位置）を、磁気センサー４ａ，４ｂの中心Ｃ２  位置と成した本発明に係る磁気探傷装置を使用し、外径が４０６ｍｍで、肉厚が２０ｍｍの鋼管Ｐを軸方向に移動させつつ、該鋼管Ｐの外周に沿って磁気センサー４ａ，４ｂを回転させることで、鋼管Ｐを螺旋状に走査して欠陥を探傷した場合の磁気センサー４ａ，４ｂの出力を図２に示す。
【００２３】
図２に示したように、本発明によれば、磁気センサー４ａ，４ｂの出力を可及的に対称にでき、鋼管Ｐの探傷精度を向上させることができる。
【００２４】
本発明において、磁極３ａ，３ｂの中心Ｃ１  から回転ドラム支持材５とは反対方向にずらせる、磁気センサー４ａ，４ｂの中心Ｃ２  は、磁極３ａ，３ｂ間の磁束密度が最も高くなる位置と一致させることが望ましいことは先に説明したとおりであるが、本発明者の各種の実験によれば、探傷に供する例えば鋼管の材質、大きさ、肉厚や、鋼管の移動速度等によっても変化するものの、概ね４０ｍｍ±２０ｍｍ程度ずらせば、良好な結果が得られた。
【００２５】
本実施例では鋼管Ｐの軸方向に８チャンネルの磁気センサー４ａ，４ｂを使用したものについて説明したが、チャンネル数は８チャンネルに限るものではないことは言うまでもない。また、本実施例では磁極３ａ，３ｂによって直流磁場を加える場合について示したが、交流磁場を加える場合の探傷も同じである。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気探傷装置の入側と出側における磁気センサーの出力特性を可及的に対称とすることが可能になって、探傷精度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気探傷装置の要部構成を説明する図であり、（ａ）は側面から見た概略構成図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は磁極と磁気センサーと鋼管との関係を説明する図である。
【図２】本発明における入側から出側に至る磁気センサーのチャンネルとその出力との関係を示した図である。
【図３】従来の鋼管の磁気探傷装置の概略構成を示した側面図である。
【図４】図３を出側から見た図である。
【図５】磁気探傷の原理を説明する図である。
【図６】従来の磁気探傷における入側から出側に至る磁気センサーのチャンネルとその出力との関係を示した図である。
【図７】特許文献１に記載された技術を説明する図であり、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は上面から見た図である。
【符号の説明】
１    架台
２    回転ドラム
３ａ  磁極
３ｂ  磁極
４ａ  磁気センサー
４ｂ  磁気センサー
５    回転ドラム支持材
Ｐ    鋼管
Ｂ    磁束
Ｃ１    磁極の中心
Ｃ２    磁気センサーの中心
【図１】
2004333450.tif 000003
【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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