(57)【要約】【課題】  渦流探傷を用いてニードルピーニングの施工不良を確実に検出することの可能なニードルピーニング施工部の検査方法及び検査装置を提供すること。【解決手段】ピーニング装置のニードルを溶接止端部に沿って移動させながらニードルで対象部位を繰り返し打撃することで凹状に形成されるニードルピーニング施工部１００に対し、渦電流探傷用センサの検出コイル部２０のコイル径Ｒをニードルピーニング施工部１００の打撃痕間隔Ｃよりも大で且つニードルピーニング施工部１００の幅Ｗよりも小とする。検出コイル部２０の端部をニードルピーニング施工部１００に位置させてその長手方向に走査する。検出した信号に基づいてニードルピーニング施工部１００の施工不良部を検出する。【選択図】    図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピーニング装置のニードルを溶接止端部に沿って移動させながら前記ニードルで対象部位を繰り返し打撃することで凹状に形成されるニードルピーニング施工部に対し、渦電流探傷用センサの検出コイル部のコイル径を前記ニードルピーニング施工部の打撃痕間隔よりも大で且つ前記ニードルピーニング施工部の幅よりも小とし、
前記検出コイル部の端部を前記ニードルピーニング施工部内に位置させてその長手方向に走査し、
検出した信号に基づいて前記ニードルピーニング施工部の施工不良部を検出するニードルピーニング施工部の検査方法。
【請求項２】
前記検出コイル部は、コア及び前記コアに巻設された検出コイルを取り囲む磁束集束部材を備える請求項１記載のニードルピーニング施工部の検査方法。
【請求項３】
前記磁束集束部材の外径を前記ニードルピーニング施工部の幅よりも小とし、前記検出コイル部の端部及び前記磁束集束部材の端部を前記ニードルピーニング施工部内に位置させる請求項２記載のニードルピーニング施工部の検査方法。
【請求項４】
前記コア及び前記検出コイルの端部を前記磁束集束部材の開口端から突出させる請求項２又は３記載のニードルピーニング施工部の検査方法。
【請求項５】
前記検出コイル部の端部は、その周囲を前記保護部材に覆われている請求項１〜４のいずれかに記載のニードルピーニング施工部の検査方法。
【請求項６】
前記検出コイル部は、円柱状のコアにコイルが巻設されている請求項１〜５のいずれかに記載のニードルピーニング施工部の検査方法。
【請求項７】
前記渦電流探傷用センサは、前記検出コイル部及び標準比較用コイル部が内蔵された自己誘導方式標準比較型プローブである請求項６記載のニードルピーニング施工部の検査方法。
【請求項８】
前記標準比較用コイル部は、前記ニードルピーニング施工部と電磁気的に同一又は類似の材料よりなる対比試験片を有する請求項７記載のニードルピーニング施工部の検査方法。
【請求項９】
前記ニードルピーニング施工部は、溶接継手の溶接止端部及びその近傍に形成される請求項１〜８のいずれかに記載のニードルピーニング施工部の検査方法。
【請求項１０】
ニードルピーニング装置のニードルを溶接止端部に沿って移動させながら前記ニードルで対象部位を繰り返し打撃することで凹状に形成されるニードルピーニング施工部に対し、検出コイル部のコイル径が前記ニードルピーニング施工部の打撃痕間隔よりも大で且つ前記ニードルピーニング施工部の幅よりも小である渦電流探傷用センサと、
前記検出コイル部の端部を前記ニードルピーニング施工部内に位置させてその長手方向に走査させて検出した信号に基づいて前記ニードルピーニング施工部の施工不良部を検出する渦電流探傷器を有するニードルピーニング施工部の検査装置。
【請求項１１】
前記渦電流探傷用センサは、筐体の内部に前記検出コイル部及び前記ニードルピーニング施工部と電磁気的に同一又は類似の材料よりなる対比試験片を備える標準比較用コイル部を有し、前記筐体は前記対比試験片を取り出す取出部を有する請求項１０記載のニードルピーニング施工部の検査装置。
【請求項１２】
前記渦電流探傷用センサは、前記施工不良部の検出を知らせる警報手段をさらに備える請求項１０又は１１記載のニードルピーニング施工部の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニードルピーニング施工部の検査方法及び検査装置に関する。さらに詳しくは、ピーニング装置のニードルを溶接止端部に沿って移動させながら前記ニードルで対象部位を繰り返し打撃することで凹状に形成されるニードルピーニング施工部の検査方法及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、溶接部に生じる疲労き裂を防止する目的で、溶接止端部に対し圧縮残留応力を付与するためにピーニング処理が行われている。ピーニング処理として、例えば特許文献１に示す如き、針状の金属棒を溶接金属止端部に衝突させてピーニング効果を起こさせるニードルピーニングが知られている。この手法は、溶接止端部等の応力集中が起こりやすく疲労き裂の起点となりやすい箇所に対し、選択的にピーニング施工できるので、周辺部位への不要なピーニング施工が発生しない。一方で、ピーニングの施工不良が生じると、疲労強度に及ぼすピーニング効果が不足し、十分な疲労強度の向上が得られず、供用期間中に破壊に至る虞が生じる。そのため、施工不良を施工時に管理することは、ピーニング施工の品質管理上、重要である。
【０００３】
ニードルピーニングの施工不良を検査する方法は、主に目視検査で行われている。目視検査では、検査員の技量に依存するため、検査員によって結果にばらつきが大きく、肉眼では検知できないような微小きずや、施工部を目視することが構造上困難な個所や部位において、不良部の見落としや誤判定が生じる恐れもあった。例えば、谷線残りと呼ばれる微小な溝状きずは、目視での検出が困難であり、これに対する有効な検査手法が確立されていなかった。また、検査効率も低いものとなっていた。
【０００４】
一方、従来から、溶接部の割れなどの検査として渦電流探傷試験が実施されている。一般の渦電流探傷に用いられるセンサを上述の如きピーニング施工部に用いると、センサの径がピーニング幅よりも大きいと、ピーニング施工部の周囲の溶接形状による雑音の影響を受け、さらにセンサのコイルとピーニング施工部の最深部との距離(リフトオフ)が大きくなることによる検出感度の低下の影響を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−８５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、渦電流探傷を用いてニードルピーニングの施工不良を確実に検出することの可能なニードルピーニング施工部の検査方法及び検査装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るニードルピーニング施工部の検査方法の特徴は、ピーニング装置のニードルを溶接止端部に沿って移動させながら前記ニードルで対象部位を繰り返し打撃することで凹状に形成されるニードルピーニング施工部に対し、渦電流探傷用センサの検出コイル部のコイル径を前記ニードルピーニング施工部の打撃痕間隔よりも大で且つ前記ニードルピーニング施工部の幅よりも小とし、前記検出コイル部の端部を前記ニードルピーニング施工部に位置させてその長手方向に走査し、検出した信号に基づいて前記ニードルピーニング施工部の施工不良部を検出することにある。
【０００８】
上記構成によれば、コイル径をニードルピーニング施工部の打撃痕間隔よりも大とすることで、励磁範囲を大きくしてニードルピーニング施工部内に形成されるニードルの打撃による打撃痕の凹凸形状による雑音信号の影響を平均化して、相対的に小さくすることができる。しかも、コイル径をニードルピーニング施工部の幅よりも小とすることで、検出コイル部の端部をニードルピーニング施工部内に位置させることができ、リフトオフの影響による感度低下を小さくすることができる。このように、ニードルピーニング施工部特有の形状に起因する雑音信号の影響を小さくすることでき、且つリフトオフによる感度低下の影響を小さくすることで施工不良部の信号を明瞭に検出できる。従って、高い検出感度での検査が可能となり、微小な施工不良部（キズ）の検出もでき、検出性能が向上する。
【０００９】
前記検出コイル部は、コア及び前記コアに巻設された検出コイルを取り囲む磁束集束部材を備えることが望ましい。これにより、磁束集束部材が検出コイル部から生じる磁束を分散させることなく集束させて渦電流の広がりを抑制する。よって、ニードルピーニング施工部に磁束を集束させることでき、ピーニング形状の凹凸の影響による雑音信号や、ピーニング施工部周囲の形状変化による雑音信号を低減できる。しかも、磁束集束部材が磁束を分散させずに集束させるので、走査の際にセンサがピーニング施工部底部より垂直線上から３０°程度傾いたとしても、その傾斜によるリフトオフの影響を抑制することができる。
【００１０】
係る場合、前記磁束集束部材の外径を前記ニードルピーニング施工部の幅よりも小とし、前記検出コイル部の端部及び前記磁束集束部材の端部を前記ニードルピーニング施工部内に位置させるとよい。これにより、ニードルピーニング施工部の幅内へ磁束を集束させることができるので、ニードルピーニング施工部のエッジ部の凸形状の変化による雑音信号の影響を排除でき、ニードルピーニング施工部特有の打撃痕の形状に起因する雑音信号の影響をさらに小さくすることできる。よって、施工不良部の検出性能をさらに向上させることができる。
【００１１】
さらに、前記コア及び前記検出コイルの端部を前記磁束集束部材の開口端から突出させるとよい。これにより、磁束集束部材に阻害されることなく、コア及びコイルの端部を湾曲するニードルピーニング施工部の底部により近接させることができ、リフトオフの影響をさらに抑制することができ、施工不良部の検出性能がさらに向上する。
【００１２】
前記検出コイル部の端部は、その周囲を前記保護部材に覆われているとよい。これにより、走査の際のニードルピーニング施工部との接触から保護するので、検出コイル部の耐久性が向上する。
【００１３】
前記検出コイル部は、円柱状のコアにコイルが巻設されている。発明者らの実験によれば、図１４に示すように、円柱状のコアにコイルが巻設された検出コイル部（Ｉ型センサ）が、ニードルピーニング施工部の底部に磁束を集束させやすく、小さい施工不良も明瞭に検出できる。
【００１４】
係る場合、前記過電流探傷用センサは、前記検出コイル部及び標準比較用コイル部が内蔵された自己誘導方式標準比較型プローブであるとよい。これにより、１つの渦流探傷用センサで自己誘導方式標準比較を実現でき、作業性が向上する。さらに、前記標準比較用コイル部は、前記ニードルピーニング施工部と電磁気的に同一又は類似の材料よりなる対比試験片を有することが望ましい。これにより、ブリッジバランスの調整をより精密に行うことが可能となり、感度レベルを上げるときに検出信号が飽和することなく、最大感度まで上げることが可能となる。例えば施工不良部としての谷線残りのような微小なきずの検出に必要な感度レベルを確保できる。
【００１５】
上記いずれかに記載の方法は、例えば、溶接継手の溶接止端部近傍に形成されるニードルピーニング施工部に適用される。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係るニードルピーニング施工部の検査装置の特徴は、ニードルピーニング装置のニードルを溶接止端部に沿って移動させながら前記ニードルで対象部位を繰り返し打撃することで凹状に形成されるニードルピーニング施工部に対し、検出コイル部のコイル径が前記ニードルピーニング施工部の打撃痕間隔よりも大で且つ前記ニードルピーニング施工部の幅よりも小である渦電流探傷用センサと、前記検出コイル部の端部を前記ニードルピーニング施工部内に位置させてその長手方向に走査させて検出した信号に基づいて前記ニードルピーニング施工部の施工不良部を検出する渦電流探傷器を有することにある。
【００１７】
前記渦電流探傷用センサは、筐体の内部に前記検出コイル部及び前記ニードルピーニング施工部と電磁気的に同一又は類似の材料よりなる対比試験片を備える標準比較用コイル部を有し、前記筐体は前記対比試験片を取り出す取出部を有するとよい。これにより、ニードルピーニング施工部の材料に応じて対比試験片を交換することができるので、材料の相違によるインピーダンスの差異を排除でき、ブリッジバランスの調整がより精密に行うことが可能となり、感度レベルを上げるときに検出信号が飽和することなく、最大感度まで上げることが可能となる。
【００１８】
前記渦電流探傷用センサは、前記施工不良部の検出を知らせる警報手段をさらに備えるとよい。これにより、リアルタイムで且つ迅速に施工不良部を確認することができる。
【発明の効果】
【００１９】
上記本発明に係るニードルピーニング施工部の検査方法及び検査装置の特徴によれば、渦電流探傷を用いてニードルピーニングの施工不良を確実に検出することが可能となった。
【００２０】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る検査装置を示すブロック図である。
【図２】渦電流探傷装置のブロック図である。
【図３】検査対象となる溶接継手を示す図である。
【図４】ニードルピーニングの施工処理を説明する図である。
【図５】ニードルピーニング施工部の施工不良部を示す図であり、（ａ）は施工飛び部、（ｂ）は谷線残り部を示す。
【図６】ニードルピーニング施工部の施工不良部を示す探傷波形の一例を示す図であり、（ａ）は施工飛び部、（ｂ）は谷線残り部を示す。
【図７】渦電流探傷用センサの概略図であり、（ａ）はセンサの全体断面、（ｂ）は検出用コイル部の拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）の正面図、（ｄ）は比較用コイル部の拡大断面図である。
【図８】ニードルピーニング施工部に対するセンサの配置を示す図であり、（ａ）はニードルピーニング施工部の側面視面、（ｂ）はニードルピーニング施工部の端面図である。
【図９】ニードルピーニング施工部に対するコイル径の影響を示す図であり、（ａ）はコイル径１．０ｍｍ、（ｂ）はコイル径２．０ｍｍ、（ｃ）はコイル径３．０ｍｍの結果を示す。
【図１０】図９の磁場解析結果を示す図である。
【図１１】磁束集束部材と磁界の関係を模式的に示す図である。
【図１２】ニードルピーニング施工部に対する磁束集束部材の影響を示す図であり、（ａ）は磁束集束部材なし、（ｂ）は磁束集束部材の外径３．０ｍｍ、（ｃ）は磁束集束部材の外径２．５ｍｍの結果を示す。
【図１３】本発明の他の実施形態に係るセンサを模式的に示す図である。
【図１４】各センサにおけるＳ／Ｎ結果を示す図であり、（ａ）は施工飛び部、（ｂ）は谷線残り部を示す。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、図１〜１２を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に係るニードルピーニング施工部の検査方法は、図１，３に示すように、例えば、鋼材１０１，１０２が溶接金属１０４により溶接された溶接継手１０３に対し施工されたニードルピーニング施工部１００（以下、単に「施工部」と略する。）を検査対象とする。施工部１００は、鋼材１０１，１０２と溶接金属１０４との境界となる溶接止端部１０５及びその近傍の溶接金属１０４及び熱影響部１０６にピーニング装置のニードルＰを打撃することで形成される。
【００２３】
ニードルＰの打撃は、まず、図４（ａ）に示すように、ニードルＰの先端面が、鋼材１０２と溶接金属１０４との２点で接触する。そして、ニードルＰがピーニング装置によって押圧されると、同図（ｂ）に示すように、鋼材１０２及び溶接金属１０４に微小な凹部１００’が形成されるが、溶接止端部１０５にニードルＰは接触していない。さらに、押圧が続くと、同図（ｃ）に示すように、溶接止端部１０５とその近傍の溶接金属１０４及び熱影響部１０６に湾曲する凹部が形成される。
【００２４】
施工部１００は、溶接線方向Ｘに沿って移動させながら上述のニードルＰによる打撃を繰り返し行うことで形成される。図３，５に示すように、施工部１００は、溶接止端部１０５近傍に幅Ｗ（溶接線方向Ｘに直交する直交方向Ｙの幅）、深さＤ、曲率半径ｒの曲面を有する凹部として形成され、その内部に線状の打撃痕部１００ａが溶接線方向Ｘに沿って打撃痕間隔Ｃをおいて形成される。なお、これらの寸法は、ピーニング処理の条件（ニードルＰの寸法や先端形状、移動速度、打撃強さ等の打撃条件等）に応じて変化する。
【００２５】
ところで、ニードルＰの打撃が不十分であると、施工部１００に施工飛び部Ｂ１や谷線残り部Ｂ２といった施工不良部が生じる場合がある。施工飛び部Ｂ１は、図５（ａ）に示すように、ニードルＰの打撃がなされず施工部１００が非連続となって欠落した部分である。また、谷線残り部Ｂ２は、図５（ｂ）に示すように、ニードルＰの打撃による塑性変形が十分でなく、施工部１００内で溶接止端部１０５が残存した部分である。谷線残り部Ｂ２は、先の図４（ｂ）の如き打撃が途中の状態で不完全に終わった場合に施工部１００の中央部（底部）に形成される。特に、谷線残り部Ｂ２は施工部１００の底部に形成される微小なきずであり、目視での検知が困難である。本発明は、これら施工不良部Ｂ１，Ｂ２を渦電流探傷によって検出するものである。これらの施工不良部Ｂ１，Ｂ２は、例えば図６（ａ）（ｂ）に示す如き探傷波形の信号Ｓ１，Ｓ２として検出される。
【００２６】
本発明に係るニードルピーニング施工部の検査装置１は、図１に示すように、大略、渦電流探傷用センサ１０（以下、単に「センサ」と略する。）と、センサ１０からの信号を処理し出力する渦電流探傷装置５０と、出力された信号の解析等を行う信号処理装置６０と、検査結果等を表示する表示器７０とからなる。
【００２７】
図２に示すように、渦電流探傷装置５０は、大略、発振器５１、ブリッジ５２、移相器５３、自動平衡器５４、増幅器５５、同期検波器５６を備える。ブリッジ５２は、センサ１０に内蔵された検出コイル２２及び比較コイル３２と図示しない可変抵抗器により構成されるブリッジ回路である。
【００２８】
発振器５１からの交流出力は、ブリッジ５２を介して検出コイル２２及び比較コイル３２に加えられて施工部１００及びその近傍を励磁し、渦電流の変化を検出する。自動平衡器５４はブリッジ５２出力を健全部において零とするものである。検出コイル２２及び比較コイル３２間の不平衡出力が増幅器５５で増幅され、同期検波器５６に送られて、移相器５３の出力とあいまって検波される。そして、渦流信号をフィルタ５７やＡ／Ｄ変換器５８を介して信号処理装置６０に取り込み、測定結果等を表示器７０に表示する。信号処理装置６０としては、例えば渦電流探傷装置５０に接続されたパーソナルコンピューター（ＰＣ）で構成される。
【００２９】
本実施形態におけるセンサ１０は、図７（ａ）に示すように、検査対象部からの渦電流信号を検出する検出コイル部２０と標準比較コイル部３０とがペン型の筐体１１に内蔵された自己誘導方式標準比較型プローブである。このセンサ１０の後端には、施工不良部Ｂ１，Ｂ２を検出した場合に点灯するＬＥＤ等の警報手段１２が設けられている。警報手段１２は、ＬＥＤ等の光によるものに限らず、アラーム等の音であってもよく、その双方でもよい。
【００３０】
図７（ｂ）（ｃ）に示すように、検出コイル部２０は、大略、円柱状のコア２１と、そのコア２１に巻設される検出コイル２２と、コア２１及び検出コイル２２の大部分を取り囲む円筒状の磁束集束部材２３と、コア２１及び検出コイル２２の端部を覆う半球状のカバー部材２４とからなる。
【００３１】
このカバー部材２４は、例えばフッ素樹脂よりなり、センサ１０を走査する際に生じる施工部１００との接触や摩擦に対するコア２１及び検出コイル２２の耐久性を向上させる。また、施工部１００の湾曲面に沿った形状とすることで走査性も向上する。
【００３２】
検出コイル部２０のコイル径Ｒ（コア２１に巻設される検出コイル２２の外径）は、且つ打撃痕部１００ａの打撃痕間隔Ｃよりも大で且つ幅Ｗよりも小に設定されている（Ｃ＜Ｒ＜Ｗ）。ここで、発明者らは、コイル径Ｒを異ならせて施工部１００の形状とコイル径Ｒとの影響を調査した。図９は、施工部１００と検出コイル２０との位置関係を示す。図９（ａ）はコイル径１．０ｍｍ、（ｂ）はコイル径２．０ｍｍ、（ｃ）はコイル径３．０ｍｍの結果を示す。図１０は、図９（ａ）〜（ｃ）の磁場解析結果を示す。なお、この例での施工部１００は、打撃痕間隔Ｃを１．０ｍｍ、深さＤを１．０ｍｍとした。
【００３３】
図９（ａ），図１０（ａ）に示すように、検出コイル部２０Ａのコイル径ＲＡが１．０ｍｍの場合、コイル径ＲＡが小さいので局所的に励磁され、励磁範囲ＭＡは狭い。励磁範囲ＭＡが狭いので、施工部１００内で突出する打撃痕部１００ａの影響を受けやすい。すなわち、コイル径Ｒと打撃痕間隔Ｃが等しいので、狭い励磁範囲ＭＡ内に１つの凸状の打撃痕部１００ａが含まれることとなり、渦電流信号における打撃痕部１００ａの影響が相対的に大きくなる。従って、コイル径Ｒが打撃痕間隔Ｃ以下の寸法では、施工部１００内の打撃痕部１００ａの凹凸形状の影響を受けやすくなり、施工不良部Ｂ１，Ｂ２の検出精度が低下する。
【００３４】
他方、図９（ｃ），図１０（ｃ）に示すように、検出コイル部２０Ｃのコイル径ＲＣが３．０ｍｍの場合、コイル径ＲＣが大きいので励磁範囲ＭＣは広い。励磁範囲ＭＣが広いので、施工部１００内に数多くの打撃痕部１００ａが含まれることとなり、上記と異なり渦電流信号における打撃痕部１００ａによる影響は相対的に小さくなる。しかし、コイル径Ｒと幅Ｗが等しいので、施工部１００内に検出コイル部２０を配置（嵌入）させることができない。よって、施工部１００の底部に近接させることができず、リフトオフが大きくなり、その影響が相対的に大きくなる。すなわち、コイル径Ｒが幅Ｗ以上の寸法では、リフトオフの影響によって、施工不良部Ｂ１，Ｂ２の検出精度が低下する。
【００３５】
従って、図９（ｂ），図１０（ｂ）に示す如き、検出コイル部２０Ｂのコイル径ＲＢが打撃痕間隔Ｃよりも大で且つピーニングの幅Ｗよりも小であれば、励磁範囲ＭＢは比較的大きいので、多数の打撃痕部１００ａが含まれることとなり、凸形状の信号が平均化されて、渦電流信号に対する打撃痕部１００ａによる影響は相対的に小さくなる。しかも、施工部１００底部に検出コイル部２０を近接配置できるので、リフトオフの影響をも抑制することができる。よって、施工不良部Ｂ１，Ｂ２の信号を明瞭に検出でき、高感度の検査が可能となる。
【００３６】
さらに、上述したように、本実施形態では、図７，８に示すように、コア２１及び検出コイル２２の大部分を取り囲む円筒状の磁束集束部材２３を設けている。磁束集束部材２３は、例えばコア２１と同材料のフェライト材により構成されるが、他の磁性材料で構成しても構わない。また、コア２１及び検出コイル２２の先端は、磁束集束部材２３の一端から突出している。これにより、磁束集束部材２３が、コア２１及び検出コイル２２の先端の施工部１００底部への近接を阻害することがない。
【００３７】
磁束集束部材２３を設けない場合、図１１の一点鎖線で示すように、検出コイル部２０により生じる磁束Ｆ’は拡散するため、広範囲で渦電流Ｅ’が発生する。他方、磁束集束部材２３を設けると、同図の実線で示すように、磁束Ｆの拡散が防止され集束するので、センサ１０の直下（コイル径の内側）に渦電流Ｅを集中して発生させることができる。すなわち、センサ１０（検出コイル部２０）直下に位置する施工部１００に磁束Ｆを集中させることができ、検出精度が向上する。さらに、磁束Ｆを施工部１００に集中させるので、センサ１０が走査の際に施工部１００の底部の垂直線から長手方向に交差する方向へ３０°傾いたとしても、それに起因するリフトオフへの影響を抑制することができる。よって、手動走査であっても、施工不良部Ｂ１，Ｂ２の信号を明瞭に検出できる。
【００３８】
ここで、図１２に、磁束集束部材２３の有無の影響を示す磁場解析結果を示す。
この例での施工部１００は、幅Ｗを３．０ｍｍ、深さＤを１．０ｍｍとした。同図（ａ）に示すように、磁束集束部材２３を設けない場合、検出コイル部２０から生じる磁束は拡散するため、施工部１００のエッジ部１００ｂ及びその外側部分にも磁場が作用している。そのため、施工部１００以外の部分（外部）の影響を受けやすくなり、検出感度が低下する。
【００３９】
図１２（ｂ）に示すように、外径Ｒ１を３．０ｍｍとした磁束集束部材２３を設けた場合、磁束集束部材２３によって磁束が集束されるので、施工部１００のエッジ部１００ｂの外側部分の影響を排除することができる。しかし、同図に示すように、磁束集束部材２３の外径Ｒ１が幅Ｗと等しいので、磁束集束部材２３を施工部１００の内部に位置させることができないため、施工部１００のエッジ部１００ｂの形状の影響を受けやすい。
【００４０】
他方、図１２（ｃ）に示すように、外径Ｒ１を２．５ｍｍとした磁束集束部材２３を設けた場合、磁束集束部材２３の先端を施工部１００に位置させることができるので、施工部１００底部を中心に磁場を発生させることができ、施工部１００のエッジ部１００ｂの影響を排除することができる。よって、磁束集束部材２３の外径Ｒ１を幅Ｗよりも小とすることで、磁束集束部材２３を含めた検出コイル部２０の先端を施工部１００内に位置させることができるので、さらに感度が向上する。さらに、発明者らの実験によれば、磁束集束部材２３を設けた場合、Ｓ／Ｎが改善され、特に０．１ｍｍ幅の谷線残り部Ｂ２では約Ｓ／Ｎが約３０％向上し、検出感度が向上していることが分かった。
【００４１】
標準比較コイル部３０は、図７（ｄ）に示すように、検出コイル部２０と同様の構成であるが、磁束集束部材３３から突出するコア３１及び比較コイル３２の先端を対比試験片３４に接触させている。この対比試験片３４は、施工部１００の材料と電磁気的に同一又は類似となる材料により構成され、筐体１１内に着脱可能に収納されている。これにより、ブリッジバランスの調整がより精密に行えることが可能となり、感度レベルを上げるときに検出信号が飽和することなく、最大感度まで上げることが可能となる。また、同等の材料であるので、健全部の信号との差異がより明確となり、施工不良部Ｂ１，Ｂ２の信号が明瞭に識別できる。さらに、センサ１０の内部に検出コイル部２０と共に比較用コイル部３０を配置しているので、作業性もよい。なお、対比試験片３４の着脱（交換）は、例えば筐体１１に設けた窓部３５を介して行われる。
【００４２】
次に、検査方法について以下に説明する。
まず、測定する渦電流信号の位相及び感度を調整する。センサ１０で施工不良部Ｂ１，Ｂ２のない健全ピーニング施工部（健全試験体）を走査し、その出力信号に対して位相調整を行う。また、適切な模擬不良部（キズ）を有する対比試験片で渦流探傷器５０の感度を調整する。そして、模擬不良部に対する信号検出レベルを設定する。また、設定した検出レベルに対して閾値を設定し、その閾値を超えた場合にセンサ１０の警報手段１２を作動させるように設定する。これらの設定は、例えば信号処理装置６０を介して行われる。
【００４３】
そして、検査対象となる施工部１００に例えばフッ素樹脂シート等の保護シートを貼着させてその上を走査させる。これにより、走査におけるセンサ１０の損傷を防止すると共にリフトオフを安定させる。走査の際、検出コイル部２０の先端を図８に示す如く施工部１００内に位置させる。検出された渦電流信号、探傷波形等のデータは渦電流探傷装置５０を介して信号処理装置６０に入力され記録されると共に、その結果が表示器７０に表示される。また、信号処理装置６０は、閾値を超えた渦電流信号を検出した場合に警報手段１２としてのＬＥＤを発光、点滅させる。
【００４４】
最後に、本発明の他の実施形態の可能性について言及する。なお、以下の実施形態において、上記実施形態と同様の部材には同一の符号を附してある。
上記実施形態において、センサ１０に検出コイル部２０及び比較用コイル部３０を内蔵させて自己誘導方式標準比較型プローブとした。しかし、これに限られず、例えば図１３（ａ）に示すように、検出コイル部２０を設けた検出用センサ１０ａと、比較用コイル部３０’を設けた比較用センサ１０ｂに分離することも可能である。但し、センサが２本となるので、作業性が低下する。また、コイルの構成も上記実施形態の如き標準比較型に限らず、同図（ｂ）に示す如き自己比較型の上置コイル２０’や、同図（ｃ）に示す如きクロスコイル２０’’であっても構わない。
【００４５】
ここで、発明者らは、上述の各センサについてＳ／Ｎを測定した。その結果を図１４に示す。センサＡは上記実施形態に相当する標準比較型のコイル（Ｉ型コイル）で、センサＢは図１３（ａ）に相当するセンサである。センサＣ，Ｄは図１３（ｂ）に示す自己比較型コイル（Ｄ型コイル）であり、センサＣは低周波数用、センサＤは高周波数用である。センサＥ，Ｆは図１３（ｃ）に示すクロスコイル（Ｘ型コイル）であり、センサＥは低周波数用、センサＦは高周波数用である。
【００４６】
図１４（ａ）に示すように、施工飛び部Ｂ１はその長さが３ｍｍ以上であれば、Ｓ／Ｎが２以上の検出レベルにあるので、いずれのセンサも適用可能である。しかし、３ｍｍ未満となると、自己比較型コイル及びクロスコイルではＳ／Ｎが２未満となり、施工飛び部Ｂ１の信号を明瞭に検出することが困難であることが分かった。他方、標準比較型のセンサでは、１ｍｍの長さの施工飛び部Ｂ１の検出も可能である。
【００４７】
また、図１４（ｂ）に示すように、谷線残り部Ｂ２の場合、いずれの形状（寸法）においても、標準比較型のセンサだけでＳ／Ｎが２以上の検出レベルとなり、他のセンサではＳ／Ｎが２未満となり、検出することが困難であることが分かった。すなわち、谷線残り部Ｂ２の如き微小なきずに対する検出性能の面で標準比較型のコイルが優れているといえる。
【００４８】
上記実施形態において、例えば図１５に示す如く、走査治具８０を用いることも可能である。この走査治具８０は、大略、車輪８２を設けた台車８１と、センサ１０を保持する保持部材８３と、センサ１０の施工部１００に対する接触角度を調整する角度調整部材８４と、センサ１０を施工部１００へ押圧する押圧部材８５とからなる。これにより、センサ１０の角度及び接触を保持できるので、角度変化や接触距離の変動による信号変化を抑制できる。
【００４９】
上記実施形態において、検査対象として、溶接継手１０３の溶接止端部１０５近傍に形成されるピーニング施工部１００を例に説明した。しかし、検査対象は突合せ溶接に限られるものではなく、十字継手、回し継手等の各種溶接継手や、他の溶接部でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、各種建造物、各種産業機械、船、自動車等における各種溶接部においてニードルピーニング施工が適切に施されているか否かを検査する検査方法及び検査装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１：検査装置、１０：渦電流探傷用センサ、１０ａ：検出用センサ、１０ｂ：標準比較用センサ、１１：筐体、１２：警報手段、２０：検出コイル部、２１：コア、２２：試験コイル、２３：磁束集束部材、２４：カバー部材、３０：標準比較コイル部、３１：コア、３２：比較コイル、３３：磁束集束部材、３４：対比試験片、３５：窓部、５０：渦電流探傷装置、５１：発振器、５２：ブリッジ、５３：移相器、５４：自動平衡器、５５：増幅器、５６：同期検波器、５７：フィルタ、５８：Ａ／Ｄ変換器、６０：信号処理装置（パーソナルコンピューター）、７０：表示器、８０：走査用治具、８１：台車、８２：車輪、８３：保持部材、８４：角度調整部材、８５：押圧部材、１００：ニードルピーニング施工部（施工部）、１００ａ：打撃痕部、１００ｂ：エッジ部、１０１：鋼材、１０２：鋼材、１０３：溶接継手、１０４：溶接金属、１０５：溶接止端部、１０６：熱影響部、Ｂ１：施工飛び部（施工不良部）、Ｂ２：谷線残り部（施工不良部）、Ｃ：打撃痕間隔、Ｄ：ピーニングの深さ、Ｅ，Ｅ’：渦電流、Ｆ，Ｆ’：磁束、ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ：励磁範囲、Ｐ：ニードル、Ｒ：コイル径、Ｒ１：磁束集束部材の外径、ｒ：曲率半径、Ｗ：ピーニングの幅、Ｘ：溶接線方向、Ｙ：直交方向
【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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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１０】
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【図１２】
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