(57)【要約】【課題】Ｕ字管のＵ字部のような曲管部の探傷にも使用出来る渦流探傷用プローブの提供。【解決手段】検査対象物Ｐを磁気飽和させる為の１つの永久磁石３と、永久磁石３が形成する磁束の変化を検出する１又は複数の検出コイル２，２とを備える渦流探傷用プローブ。永久磁石３は、筒状に成形され、軸方向に分極しており、検出コイル２，２は、永久磁石３に永久磁石３の周方向に巻着してある構成である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物を磁気飽和させる為の１つの永久磁石と、該永久磁石が形成する磁束の変化を検出する１又は複数の検出コイルとを備える渦流探傷用プローブであって、
前記永久磁石は、筒状に成形され、軸方向に分極しており、前記検出コイルは、前記永久磁石に該永久磁石の周方向に巻着してあることを特徴とする渦流探傷用プローブ。
【請求項２】
前記永久磁石の両端部をそれぞれ覆う２つのヨークを更に備える請求項１記載の渦流探傷用プローブ。
【請求項３】
前記永久磁石は、外周面に周設された１又は複数の凹溝を有し、前記検出コイルは、該凹溝内に巻着してある請求項１又は２記載の渦流探傷用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、コンデンサ等に組み込まれている鋼管等の磁性体製の管の探傷に用いられる渦流探傷用プローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器に用いられる管は、その組み込み前にあっては、外面から超音波等を利用して探傷検査を行う為、管自体が磁性であるか、非磁性であるかは問題とされない。管を組み込んだ後は、定期点検を行う際にも、外面からの探傷検査は難しく、通常は、内挿プローブを用いて、管内面から渦流探傷法等を適用して探傷検査を行う。その為、管が非磁性である場合は、特別の不都合を生じないが、管が磁性である場合は、その材質等のばらつきに起因する透磁率の局部変動を避けることが出来ない為、検出信号に混入するノイズが大きく、そのままでは正確な探傷を行うことが出来ない。
【０００３】
そこで、従来から、透磁率の局部変動による影響を解消する為に、磁気飽和用の永久磁石又はコイルを付設した内挿プローブを用いている。
【０００４】
図４は、特許文献１に記載された渦流探傷用プローブの使用状況を模式的に示す縦断面図であり、図５は、図４のII−II線における断面図である。この渦流探傷用プローブは、検査対象である管Ｐの内径より適宜小さい径を有する円柱形状であり、その中心部には、鉄心１１を備えている。鉄心１１の両端部には、円筒形状の永久磁石１３，１４がそれぞれ外嵌固定され、中央部には、絶縁材１５が周設されている。絶縁材１５の外周には２本の凹溝が設けられ、２本の凹溝内は、それぞれ検査コイル１２，１２が巻着されている。
【０００５】
鉄心１１の一端部の永久磁石１３は、内周部がＮ極、外周部がＳ極であり、他端部の永久磁石１４は、内周部がＳ極、外周部がＮ極であり、両永久磁石１３，１４は、径方向に互いに逆極性となるようにしてある。永久磁石１３，１４には、残留磁束密度及び保持力が比較的大きい、例えば、サマリウム・コバルト等を用いる。
【０００６】
永久磁石１３，１４による磁束は、図４に示すように形成され、管Ｐの検査コイル１２，１２に対向する部分の磁束密度が最も高くなるようになっている。永久磁石１３，１４の軸方向の長さは、管Ｐの内径及び肉厚等に応じて、これを飽和磁化し得るように適宜設定される。
【０００７】
例えば、外径２７．２ｍｍ、肉厚３．０ｍｍ、材質Ｓ２０Ｃの管を検査対象物とした場合、その磁化レベルは、図６に示すようになる。図６は、横軸に永久磁石の軸方向の長さ（幅）を、縦軸に管の磁束密度（Ｔ；テスラ）を取って示してある。これによれば、永久磁石１３，１４の軸方向の長さを所定長以上（ｄ以上）に設定すれば、磁束密度は１．８Ｔとなり、管を磁気飽和させることが出来る。
【０００８】
鉄心１１の他端部には、検査コイル１２，１２の各検出信号をそれぞれ取り出すケーブル１６が接続され、検査コイル１２，１２により検出された起電力変化又はインピーダンス変化を、図示しない記録装置に伝達するようになっている。ケーブル１６は、探傷時にこの渦流探傷用プローブを引張して移動させる為のワイヤを兼ねている。
【０００９】
このような構成の渦流探傷用プローブでは、探傷時には、例えば、検査対象の管の両端を開放しておき、その一端からこの渦流探傷用プローブを挿入し、圧縮空気により他端迄圧送する。次いで、ケーブル１６を引張して、渦流探傷用プローブを略等速度で管の一端まで引き戻し、その間の検査コイルの出力を記録する。又は、渦流探傷用プローブを圧縮空気により他端迄圧送する間に、検査コイルの出力を記録する。
【００１０】
管に傷（不連続部）が有る場合は、その近傍を渦流探傷用プローブが通過したときに、磁束が変化して検査コイルの出力（起電力又はインピーダンス）が変化し、その傷を検出することが出来る。
【００１１】
特許文献２には、円柱状継鉄と、円柱状継鉄の一部に対称に接合した扇形状断面からなる一組の永久磁石と、この永久磁石と直交方向をなし、円柱状継鉄の他の一部に対称に配設した一組の検査コイルとからなり、永久磁石の扇形部の上面及び下面にそれぞれ両磁極が着磁され、永久磁石及び継鉄の径方向断面並びに管断面周方向に磁束の流れを形成させた渦流探傷用プローブが開示されている。
【００１２】
特許文献３には、プローブの試験コイルの両側に弱磁力永久磁石を配した渦流探傷装置を用いることにより、強磁性体による磁気不均一が解消され、その影響を受けることなく検査を行うことが出来る金属管内部損傷検査方法が開示されている。
【特許文献１】実開昭５８−９１１５５号公報
【特許文献２】特公平６−８４９５４号公報
【特許文献３】特開２０００−６５８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した渦流探傷用プローブでは、永久磁石１３，１４に、残留磁束密度及び保持力が比較的大きい、例えば、サマリウム・コバルト等を用いているが、残留磁束密度及び保持力には限界があるので、所望の磁化力を得る為に軸方向に長くせざるを得ない。上述したような探傷条件では、永久磁石１３，１４の軸方向の長さはそれぞれ約３０ｍｍ必要であり、永久磁石１３，１４及び絶縁材１５を含む検出部で約７０ｍｍ、渦流探傷用プローブ全体では約１７５ｍｍの長さとなる。その為、熱交換器で多用されるＵ字管のＵ字部のような曲管部の探傷には使用出来ないという問題があった。
【００１４】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、Ｕ字管のＵ字部のような曲管部の探傷にも使用出来る渦流探傷用プローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
近時、上述したサマリウム・コバルト等より更に残留磁束密度及び保持力が強力な永久磁石ＮＥＯＭＡＸ（登録商標）が開発され、このＮＥＯＭＡＸを用いることにより、渦流探傷用プローブの磁気飽和用の永久磁石は、磁化力を減じることなく、より小形軽量化が可能になった。そこで、本発明では、使用する磁気飽和用の永久磁石を１つにすることにより、より小形軽量で曲管部の探傷にも使用出来る渦流探傷用プローブを実現する。
【００１６】
第１発明に係る渦流探傷用プローブは、検査対象物を磁気飽和させる為の１つの永久磁石と、該永久磁石が形成する磁束の変化を検出する１又は複数の検出コイルとを備える渦流探傷用プローブであって、前記永久磁石は、筒状に成形され、軸方向に分極しており、前記検出コイルは、前記永久磁石に該永久磁石の周方向に巻着してあることを特徴とする。
【００１７】
この渦流探傷用プローブでは、１つの永久磁石が、検査対象物を磁気飽和させ、１又は複数の検出コイルが、永久磁石が形成する磁束の変化を検出する。永久磁石は、筒状に成形され、軸方向に分極しており、検出コイルは、永久磁石に永久磁石の周方向に巻着してある。
【００１８】
第２発明に係る渦流探傷用プローブは、前記永久磁石の両端部をそれぞれ覆う２つのヨークを更に備えることを特徴とする。
【００１９】
この渦流探傷用プローブでは、２つのヨークが、永久磁石の両端部をそれぞれ覆っている。
【００２０】
第３発明に係る渦流探傷用プローブは、前記永久磁石は、外周面に周設された１又は複数の凹溝を有し、前記検出コイルは、該凹溝内に巻着してあることを特徴とする。
【００２１】
この渦流探傷用プローブでは、永久磁石は、外周面に周設された１又は複数の凹溝を有し、検出コイルは、その凹溝内に巻着してある。
【発明の効果】
【００２２】
第１発明に係る渦流探傷用プローブによれば、検査対象物を磁気飽和させる為の永久磁石を１つにし、より小型化したので、Ｕ字管のＵ字部のような曲管部の探傷にも使用出来る渦流探傷用プローブを実現することが出来る。
【００２３】
第２発明に係る渦流探傷用プローブによれば、検査対象物を磁気飽和させる為の永久磁石の磁化力を更に強化することが出来、Ｕ字管のＵ字部のような曲管部の探傷にも使用出来る渦流探傷用プローブを実現することが出来る。
【００２４】
第３発明に係る渦流探傷用プローブによれば、外径をより小さく成形することが出来、Ｕ字管のＵ字部のような曲管部の探傷にも使用出来る渦流探傷用プローブを実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る渦流探傷用プローブの使用状況を模式的に示す縦断面図であり、図２は、図１のＩ−Ｉ線における断面図である。この渦流探傷用プローブは、検査対象物である管Ｐの内径より適宜小さい外径を有する短い円筒形状の永久磁石３と、永久磁石３の両端部をほぼ覆うように固設され、例えばＳＵＳ４３０からなるヨーク４，５と、永久磁石３の外周面に周設された２本の凹溝内に、それぞれ絶縁材７を介して巻着された２つの検査コイル２，２（検出コイル）とを備えている。
【００２７】
永久磁石３は、一端部側をＮ極に、他端部側をＳ極に着磁してある。永久磁石３には、残留磁束密度及び保持力が大きい、例えば、ＮＥＯＭＡＸ（登録商標）等を用いる。
【００２８】
永久磁石３による磁束は、図１に示すように形成され、管Ｐの検査コイル２，２に対向する部分の磁束密度が最も高くなるようになっている。永久磁石３の軸方向の長さは、管Ｐの内径及び肉厚等に応じて、これを飽和磁化し得るように適宜設定される。
【００２９】
例えば、永久磁石３の外径２０．６ｍｍ、内径６．５ｍｍ、幅（軸方向の長さ）８．５ｍｍ、ヨークの厚さ（軸方向の長さ）２．５ｍｍとし、外径２７．０ｍｍ、肉厚２．０ｍｍ、材質ＳＳ４００の管を検査対象物とした場合、その磁化レベルは、図３（ａ）に示すようになる。図３（ａ）は、管に対向するヨーク４、永久磁石３、ヨーク５の各位置を横軸に、縦軸に管の磁束密度（Ｔ；テスラ）を取って示してある。これによれば、検査コイル２，２（凹溝）に対向する位置では、磁束密度は約２．０Ｔとなり、管を磁気飽和させることが出来る。
【００３０】
また、同様の条件で、外径２７．０ｍｍ、肉厚２．５ｍｍ、材質ＳＳ４００の管を検査対象物とした場合、その磁化レベルは、図３（ｂ）に示すようになる。これによれば、検査コイル２，２に対向する位置では、磁束密度は約１．８Ｔとなり、管を磁気飽和させることが出来る。
【００３１】
永久磁石３の他端部には、検査コイル２，２の各検出信号をそれぞれ取り出すケーブル６が接続され、検査コイル２，２により検出された起電力変化又はインピーダンス変化を、図示しない記録装置に伝達するようになっている。ケーブル６は、探傷時にこの渦流探傷用プローブを引張して移動させる為のワイヤを兼ねている。
【００３２】
実際には、この渦流探傷用プローブは、全体を合成樹脂による被覆又はモールドにより一体（弾丸状）に成形し、その先端部に例えばステンレス製の図示しないガイドを取付けて使用する。
【００３３】
このような構成の渦流探傷用プローブでは、探傷時には、例えば、検査対象の管の両端を開放しておき、その一端からこの渦流探傷用プローブを挿入し、圧縮空気により他端迄圧送する。その際、Ｕ字管のＵ字部のような曲管部でも、この渦流探傷用プローブは、例えば、検出部全長が１３．５ｍｍ（上述した従来例では７０ｍｍ）と短いので小回りがきき、問題無く通過することが出来る。
【００３４】
次いで、ケーブル１６を引張して、渦流探傷用プローブを略等速度で管の一端まで引き戻し、その間の検査コイルの出力を記録する。又は、渦流探傷用プローブを圧縮空気により他端迄圧送する間に、検査コイルの出力を記録する。
【００３５】
管に傷（不連続部）が有る場合は、その近傍を渦流探傷用プローブが通過したときに、磁束が変化して検査コイルの出力（起電力又はインピーダンス）が変化し、その傷を検出することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る渦流探傷用プローブの使用状況を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図３】本発明に係る渦流探傷用プローブの永久磁石による磁化レベルを示すグラフである。
【図４】従来の渦流探傷用プローブの使用状況を模式的に示す縦断面図である。
【図５】図４のII−II線における断面図である。
【図６】従来の渦流探傷用プローブの永久磁石による磁化レベルを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
２  検査コイル（検出コイル）
３  永久磁石
４，５  ヨーク
６  ケーブル
７  絶縁材
Ｐ  管（検査対象物）
【図１】
2005055325.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005055325.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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