渦流探傷方法及びそれに用いられる隙間形成部材
【課題】ＪＩＳやＥＮ、ＡＳＴＭ等の所定の工業規格にしたがった人工きずを利用しなくても、鋼管のきずを検出できる渦流探傷方法を提供する。
【解決手段】本発明による渦流探傷方法では、初めに、互いに同じ公称外径を有する複数の鋼管の中から、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを選択する。次に、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを一列に並べる。次に、一列に並べられた２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの間に剛体の隙間形成部材１０を挟み、鋼管１００Ｆと１００Ｒとの間に、公称外径に対応した大きさの隙間を形成する。次に、隙間形成部材１０を挟んだ鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを貫通コイルに通し、隙間を探傷する。そして、隙間を探傷して生成された探傷信号に基づいて、渦流探傷装置の感度を設定する。
【解決手段】本発明による渦流探傷方法では、初めに、互いに同じ公称外径を有する複数の鋼管の中から、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを選択する。次に、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを一列に並べる。次に、一列に並べられた２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの間に剛体の隙間形成部材１０を挟み、鋼管１００Ｆと１００Ｒとの間に、公称外径に対応した大きさの隙間を形成する。次に、隙間形成部材１０を挟んだ鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを貫通コイルに通し、隙間を探傷する。そして、隙間を探傷して生成された探傷信号に基づいて、渦流探傷装置の感度を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦流探傷方法及びそれに用いられる隙間形成部材に関し、さらに詳しくは、金属管の渦流探傷方法及びそれに用いられる隙間形成部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平２−６６４４７号公報（特許文献１）、特公平６−８７０５１号公報（特許文献２）、特開平２−２０８５５２号公報（特許文献３）及び特開平２−１７３５６１号公報（特許文献４）は、鋼管を探傷する渦流探傷装置及び渦流探傷方法を開示する。これらの文献で開示された渦流探傷装置は、貫通コイルを備える。検査対象である鋼管は、貫通コイルを通過するとき、貫通コイルから磁束を受ける。磁束により、鋼管には渦電流が発生する。鋼管にきずがあると、渦電流は乱れる。渦流探傷装置は、渦電流の乱れを検知して、鋼管に形成されたきずを検出する。
【０００３】
渦流探傷方法では、探傷を開始する前に、人工貫通孔に代表される人工きずを用いて渦流探傷装置の感度が設定される。具体的には、検査対象である鋼管と同じ公称外径の鋼管（以下、対比試験片という）を準備する。準備された対比試験片に人工きずを作製する。ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards：日本工業規格）やＥＮ（European Norm：欧州規格）、ＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials：米国材料試験境界）規格といった工業規格は、人工きずの寸法形状を、鋼管の公称外径に対応して定義する。つまり、これらの工業規格には、鋼管の複数の公称外径に対応した複数の人工きずの寸法形状が定義されている。
【０００４】
渦流探傷装置の感度設定は以下のように行われる。初めに、所定の工業規格に基づいて、鋼管の公称外径に対応した寸法形状の人工きずが特定される。特定された人工きずを対比試験片に作製する。人工きずが作製された対比試験片を貫通コイルに通す。このとき、渦流探傷装置は、人工きずを探傷し、探傷信号を生成する。生成された探傷信号に基づいて、渦流探傷装置の感度が設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−６６４４７号公報
【特許文献２】特公平６−８７０５１号公報
【特許文献３】特開平２−２０８５５２号公報
【特許文献４】特開平２−１７３５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鋼管の通常の製造工程は、製管工程、熱処理工程、矯正工程及び渦流探傷工程を含む。製管工程では、ビレットやスラブを鋼管にする。熱処理工程では、サイジングされた鋼管を熱処理する。矯正工程では、熱処理された鋼管の曲がりを矯正する。渦流探傷工程は、矯正後の鋼管に対して実施される。渦流探傷工程では、人工きずの探傷信号を基準信号とし、基準信号に基づいて、鋼管のきずを検出する。
【０００７】
上述の製造工程は、１つの渦流探傷工程を含む。しかしながら、鋼管の製造工程は、複数の渦流探傷工程を含んでもよい。たとえば、製管工程と熱処理工程との間に、１回目の渦流探傷工程を実施し、矯正工程後に２回目の渦流探傷工程を実施する。この場合、１回目の渦流探傷工程できずが検出された鋼管は、製品対象から除外され、熱処理工程や矯正工程を受けない。そのため、１回のみ渦流探傷工程を実施する場合と比較して、製品対象外となる鋼管に対する余分な工数を削減できる。
【０００８】
しかしながら、各渦流探傷工程ごとに、上述の所定の工業規格にしたがった人工きずを有する対比試験片を準備すれば、作業効率が低下する。そもそも、工業規格にしたがった人工きずを用いた感度設定は、製造工程中の最後の渦流探傷工程で実施すれば足りる。したがって、最後の渦流探傷工程以外の他の渦流探傷工程では、工業規格にしたがった人工きずを用いて感度設定する必要はない。しかしながら、最後の渦流探傷工程よりも前に実行される渦流探傷工程においても、人工きずに基づく感度と同等又は近い感度に設定しておかなければ、きず検出の精度が低下する。
【０００９】
本発明の目的は、ＪＩＳやＥＮ、ＡＳＴＭ規格等の所定の工業規格にしたがった人工きずを利用しなくても、鋼管のきずを検出できる渦流探傷方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
本発明による渦流探傷方法は、貫通コイルを有する渦流探傷装置を用いて複数の金属管を探傷する。本発明による渦流探傷方法は、同じ公称外径を有する複数の金属管の中から、２つの金属管を選択する工程と、２つの金属管を一列に並べる工程と、一列に並べられた２つの金属管の間に剛体の隙間形成部材を挟み、２つの金属管の間に、公称外径に対応した大きさの隙間を形成する工程と、隙間形成部材を挟んだ２つの金属管を貫通コイルに通し、隙間を探傷する工程と、隙間を探傷して生成されたきず信号に基づいて、渦流探傷装置の感度を設定する工程とを備える。ここでいう「剛体の」は、金属管に挟まれたまま搬送されるときに、金属管から受ける力による変形が無視できる程度の剛性を有するという意味である。
【００１１】
本発明による渦流探傷方法では、２つの金属管の間に形成される隙間が人工きずを代替する。そのため、工業規格にしたがった人工きずを用いなくても、感度設定を行うことができ、鋼管のきずを検出できる。
【００１２】
好ましくは、本発明による渦流探傷方法であってさらに、複数の公称外径に対応した複数の隙間形成部材を準備する工程を備える。隙間形成部材は、第１表面及び第２表面を有する。第１表面は、２つの金属管のうちの一方の金属管の端面と接触する。第２表面は、第１表面と反対側に配置され、２つの金属管のうちの他方の金属管の端面と接触する。各隙間形成部材はさらに、厚さを有する。厚さは、第１表面と第２表面との間の距離であって、所定の公称外径に対応する。渦流探傷方法はさらに、複数の隙間形成部材の中から、金属管の公称外径に対応した厚さを有する隙間形成部材を選択する工程を備える。隙間を形成する工程では、選択された隙間形成部材を２つの金属管の間に挟んで前記隙間を形成する。
【００１３】
この場合、公称外径に応じて隙間の大きさを変えることができる。したがって、公称外径に応じて、感度を設定できる。
【００１４】
好ましくは、隙間の大きさは、渦流探傷試験に関する所定の規格により定義され複数の公称外径に対応した複数の人工貫通孔のうち、金属管の公称外径に対応した人工貫通孔の体積に基づいて決定される。
【００１５】
この場合、形成さえる隙間が、所定の工業規格により定義される人工貫通孔をより正確に代替できる。
【００１６】
本発明による隙間形成部材は、上述の渦流探傷方法に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態による渦流探傷装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１中の探傷器の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図１に示す渦流探傷装置で生成される探傷信号のベクトル表示を示す図である。
【図４】図１中の鋼管及び隙間形成部材の斜視図である。
【図５】図４中の２つの鋼管及び２つの鋼管に挟まれた隙間形成部材の斜視図である。
【図６】図５中の隙間形成部材の役割を説明するための模式図である。
【図７】本発明の実施の形態による渦流探傷方法のフロー図である。
【図８】２つの鋼管の間に形成される隙間の体積と人工貫通孔の体積との関係を説明するための模式図である。
【図９】図４と異なる他の隙間形成部材の斜視図である。
【図１０】図４及び図９と異なる他の隙間形成部材の斜視図である。
【図１１】図４，図９及び図１０と異なる他の隙間形成部材の斜視図である。
【図１２】図１１に示す隙間形成部材の使用例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１９】
［渦流探傷装置の全体構成］
本実施の形態による渦流探傷方法は、図１に示す渦流探傷装置を用いる。図１を参照して、渦流探傷装置１は、貫通コイル２と、探傷器３と、送り装置４とを備える。
【００２０】
貫通コイル２は、自己誘導自己比較方式の試験コイルである。貫通コイル２は、コイル２１及び２２を備える。コイル２１は、コイル２２と同軸に配置される。貫通コイル２は、自己誘導型であるため、励磁と検出とを兼ねる。貫通コイル２の下方には、図示しないコイル架台が配置される。コイル架台は貫通コイル２を昇降し、コイル２１及び２２の中心軸を検査対象である鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの中心軸に合わせる。貫通コイル２及び探傷器３は、探傷信号を生成する。
【００２１】
送り装置４は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを搬送して貫通コイル２に通す。送り装置４は、複数の搬送ロール５及び６と、一対のガイドロール７Ａ及び７Ｂと、複数のピンチロール８とを備える。
【００２２】
複数の搬送ロール５は貫通コイル２の前方に配置され、複数の搬送ロール６は貫通コイル２の後方に配置される。複数の搬送ロール５及び６は一列に配置される。複数の搬送ロール５及び６は、図示しない駆動源と接続され、駆動源により回転する。そして、搬送ロール５及び６は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを貫通コイル２の前方から後方に搬送する。各搬送ロール５及び６は、中央部がＶ字状にくぼむ、いわゆるＶローラである。
【００２３】
一対のガイドロール７Ａは、貫通コイル２の前方の左右に配置される。同様に、一対のガイドロール７Ｂは、貫通コイル２の後方の左右に配置される。搬送ロール５により搬送される鋼管１００Ｆ及び１００Ｒは、一対のガイドロール７Ａ及び一対のガイドロール７Ｂの間を通過する。ガイドロール７Ａ及び７Ｂは、搬送中の鋼管１００Ｆ及び１００Ｒが左右に振動するのを抑制する。
【００２４】
複数のピンチロール８は貫通コイル２の前方と後方とにそれぞれ配置される。貫通コイル２の複数のピンチロール８は、搬送ロール５の上方に配置される。貫通コイル２の後方の複数のピンチロール８は、搬送ロール６の上方に配置される。各ピンチロール８は、図示しない昇降装置により昇降可能に支持される。鋼管１００Ｆ及び１００Ｒが搬送されるとき、各ピンチロール８は下降して、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒと接触する。ピンチロール８は、搬送中の鋼管１００Ｆ及び１００Ｒが上下に振動するのを抑制する。
【００２５】
［探傷器３の構成］
図２は、図１中の探傷器３の構成を示す機能ブロック図である。図２を参照して、探傷器３は、発信器３０１と、電力増幅器３０２と、ブリッジ回路３０３と、増幅器３０４と、移相器３０５と、同期検波器３０６及び３０７と、フィルタ３０８及び３０９と、ディスプレイ３１０とを備える。
【００２６】
発信器３０１は、正弦波の交流電流を出力する。電力増幅器３０２は、発信器３０１の出力を増幅し、ブリッジ回路３０３を介して貫通コイル２に供給する。貫通コイル２を通過する鋼管にきずがあると、貫通コイル２のインピーダンスが変化する。ブリッジ回路３０３はインピーダンスの変化に応じて探傷信号を出力する。
【００２７】
増幅器３０４は、探傷信号を増幅する。増幅器３０４の増幅度は、通常、渦流探傷を開始する前に、上述の工業規格により定められた人工きずを用いて調整される。増幅器３０４の増幅度の調整は、感度の設定と呼ばれる。本例では、人工きずとして人工貫通孔（いわゆるドリル穴）を利用すると仮定して、説明を進める。
【００２８】
増幅された探傷信号は、２つの同期検波器３０６及び３０７に入力される。同期検波器３０６及び３０７は、移相器３０５から出力される制御信号を受け、探傷信号から、インピーダンス平面上のＸ軸に対応した成分（以下、Ｘ信号という）とＹ軸に対応した成分（以下、Ｙ信号という）とを抽出する。移相器３０５は、発信器３０１から出力された交流信号の位相を適宜シフトして、第１制御信号と、第１制御信号と位相が９０度異なる第２制御信号とを出力する。同期検波器３０６は、第１制御信号で探傷信号を同期検波してＸ信号を出力する。同期検波器３０７は、第２制御信号で探傷信号を同期検波してＹ信号を出力する。
【００２９】
Ｘ信号及びＹ信号は、それぞれ電気ノイズや鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの搬送時の振動等に基づくノイズを含んでいる。フィルタ３０８及び３０９はそれぞれ、対応する信号（Ｘ信号、Ｙ信号）からノイズを除去し、ディスプレイ３１０に出力する。
【００３０】
ディスプレイ３１０は、探傷信号をベクトル表示する。具体的には、ディスプレイ３１０は、Ｘ信号及びＹ信号をインピーダンス平面上に表示する。これにより、探傷信号は二次元的に表示される。図３に、ベクトル表示された探傷信号を示す。このような信号波形はリサージュ波形と呼ばれる。図３を参照して、探傷信号ＥＴの振幅Ａ１は、きずの体積に比例する。振幅Ａ１が小さければ、きずの体積も小さい。振幅Ａ１が大きければ、きずの体積も大きい。
【００３１】
［本実施の形態による渦流探傷方法の概要］
上述のとおり、渦流探傷により検出されたきずの大きさ（体積）は、ベクトル表示された探傷信号の振幅Ａ１により評価される。振幅Ａ１によりきずの大きさを判断するためには、基準となるきずに対する振幅Ａ１を予め知っておく必要がある。そこで、通常、検査対象である複数の鋼管に対して渦流探傷を行う前に、人工貫通孔を用いて渦流探傷装置１の感度、より具体的には、増幅器３０４の増幅度が設定される。
【００３２】
感度の設定は、一般的に、以下のとおりに実行される。初めに、検査対象である複数の鋼管から任意の鋼管を選択する。選択された鋼管を対比試験片とする。次に、対比試験片に人工貫通孔を作製する。鋼管の渦流探傷における人工貫通孔の寸法形状は、ＪＩＳやＥＮ、ＡＳＴＭ規格等の工業規格により定義されている。たとえば、ＪＩＳでは、ＪＩＳ Ｇ０５８３で規定されている。これらの工業規格では、複数の公称外径に対応した複数の寸法形状の人工貫通孔が定義されている。所定の工業規格に基づいて、検査対象の鋼管の公称外径に対応する形状寸法の人工貫通孔を特定する。そして、特定された人工貫通孔を対比試験片に作製する。作製後、人工貫通孔が形成された対比試験片を探傷し、感度を設定する。
【００３３】
上述のとおり、製造工程中に複数の渦流探傷工程が含まれる場合、人工貫通孔が形成された対比試験片を渦流探傷工程ごとに準備するのは煩雑であり、作業性に劣る。また、製造工程中に複数の渦流探傷工程が含まれる場合、各渦流探傷工程の実施場所が離れている場合もあり、同じ対比試験片を複数の渦流探傷工程で共有することも困難な場合がある。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、人工貫通孔に代えて、図４に示す隙間形成部材１０を用いて、感度の設定を行う。要するに、隙間形成部材１０が人工貫通孔を代替する。
【００３５】
図４を参照して、隙間形成部材１０は、円板状の本体１１と、円環状の挿入部材１２及び１３とを備える。本体１１は、表面１１Ｆと、表面１１Ｆと反対側に配置された表面１１Ｒとを有する。円環状の挿入部材１２は表面１１Ｆに取り付けられ、本体１１と同軸に配置される。円環状の挿入部材１３は表面１１Ｒに取り付けられ、本体１１と同軸に配置される。挿入部材１２及び１３の外径は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの内径よりも若干小さい。挿入部材１２及び１３は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挿入される。
【００３６】
隙間形成部材１０は、図５に示すように、一列に並べられた鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとの間に挟まれる。つまり、隙間形成部材１０は、鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとの間に隙間Ｓ１０を形成する。隙間形成部材１０は剛体であり、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒから受ける力により変形しない程度の剛性を有する。隙間形成部材１０はさらに絶縁体からなる。絶縁体はたとえば、樹脂やセラミックス、木材等である。絶縁体からなる隙間形成部材１０には渦電流が発生しない。そのため、隙間形成部材１０が貫通コイル２を通過するとき、渦流探傷装置１は、隙間形成部材１０をきずとして認識する。つまり、図６に示すように、隙間形成部材１０により形成される隙間Ｓ１０は、鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとを１つの鋼管１２０と仮定したとき、鋼管１２０の中央全周にわたって形成された、仮想的な円環状の貫通孔Ｔ１０に相当する。以下、隙間形成部材１０により形成される仮想的な円環状の貫通孔Ｔ１０を、「仮想貫通孔」と称する。
【００３７】
このように、隙間形成部材１０を用いて鋼管１００Ｆと１００Ｒとの間に隙間Ｓ１０を形成すれば、仮想貫通孔Ｔ１０が形成される。仮想貫通孔Ｔ１０を利用すれば、対比試験片に人工貫通孔を作製することなく、探傷器３の感度を設定できる。以下、本実施の形態による渦流探傷方法の詳細を説明する。
【００３８】
［渦流探傷方法の詳細］
図７に本実施の形態による渦流探傷方法のフロー図を示す。図７を参照して、初めに、検査対象である鋼管の公称外径が特定される（Ｓ１）。次に、特定された公称外径に対応する隙間形成部材１０が選択される（Ｓ２）。
【００３９】
上述のとおり、ＪＩＳ等の工業規格では、複数の公称外径に対応した複数の形状寸法の人工貫通孔が定義されている。同様に、本実施の形態においては、公称外径に対応した複数の隙間形成部材１０が準備されている。以下、工業規格をＪＩＳとして説明を進めるが、ＥＮ及びＡＳＴＭ規格でも同じである。
【００４０】
各隙間形成部材１０が形成する仮想貫通孔Ｔ１０の体積は、対応する公称外径用の人工貫通孔の体積と同じである。図８を参照して、公称外径Ｄ１００を有する鋼管１００において、公称外径Ｄ１００に対応するＪＩＳ規格上の人工貫通孔２００の体積Ｖ２００は、以下の式（１）で定義される。
【００４１】
Ｖ２００＝π×（Ｄ２００／２）２×Ｗ１００ （１）
ここで、Ｄ２００は人工貫通孔の直径であり、Ｗ１００は、鋼管１００の肉厚(Wall Thickness)である。
【００４２】
上述のとおり、ベクトル表示された探傷信号ＥＴの振幅Ａ１はきずの体積に比例する。したがって、隙間形成部材１０により形成された仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００が、上述の体積Ｖ２００と同じであれば、隙間Ｓ１０による探傷信号の振幅が、人工貫通孔２００の探傷信号の振幅と同じになる。
【００４３】
仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの横断面における面積（つまり、外径がＤ１００、内径がＤ１００−２Ｗ１００の円環部分の面積）に隙間Ｓ１０の大きさを乗じて求められる。具体的には、体積Ｖ１００は、以下の式（２）で示される。
【００４４】
体積Ｖ１００＝π×｛（Ｄ１００／２）２−（Ｄ１００／２−Ｗ１００）２｝×Ｌ （２）
ここで、Ｌは、隙間Ｓ１０の大きさであり、鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとの間の距離に相当し、隙間形成部材１０の本体１１の厚さに相当する。
【００４５】
各公称外径の隙間形成部材１０において、仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００が人工貫通孔２００の体積Ｖ２００と同じになるように、本体１１の厚さＬが決定される。具体的には、式（１）及び式（２）から、本体１１の厚さＬは以下の式（３）で示される。
【００４６】
Ｌ＝Ｄ２００２／｛４×（Ｄ１００×Ｗ１００−Ｗ１００２）｝ （３）
上述のとおり、隙間形成部材１０の本体１１の厚さＬは、隙間Ｓ１０の大きさに相当する。そのため、各公称外径に対応する隙間形成部材１０の本体１１は、式（３）を満たす厚さＬを有する。
【００４７】
検査対象である鋼管の公称外径に対応する隙間形成部材１０が選択されたのち、検査対象である複数の鋼管の中から、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを選択する。そして、選択された鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを一列に並べる（Ｓ３）。具体的には、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを複数の搬送ロール５上で一列に配置する。
【００４８】
続いて、図５に示すように、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに、ステップＳ２で選択された隙間形成部材１０を挟む（Ｓ４）。隙間形成部材１０の挿入部材１２及び１３が鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挿入され、隙間形成部材１０が２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挟まれる。好ましくは、挿入部材１２及び１３の外周面に接着剤が塗布される。この場合、隙間形成部材１０が２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの間に固定される。隙間形成部材１０が鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挟まれると、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの公称外径に対応した大きさの隙間Ｓ１０が形成される。
【００４９】
続いて、隙間形成部材１０を挟んだまま、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを搬送し、貫通コイル２内に通す（Ｓ５）。たとえば、搬送ロール５の回転速度を、搬送ロール６の回転速度よりも速くすれば、隙間形成部材１０を挟んだまま、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒが一列に並んで搬送される。この場合、上述の接着剤が塗布されてなくても、隙間形成部材１０は２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挟まれたまま搬送される。搬送時、剛体である隙間形成部材１０は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒから力を受けても変形しない。そのため、隙間Ｓ１０の大きさは一定に保たれる。
【００５０】
隙間形成部材１０を挟んだ２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒは渦流探傷される。このとき、渦流探傷装置１は、隙間形成部材１０により形成された隙間Ｓ１０、つまり、仮想貫通孔Ｔ１０を検出して探傷信号を生成する。生成された探傷信号に基づいて、渦流探傷装置１の感度が設定される（Ｓ５）。具体的には、渦流探傷装置１は、図３に示すように、ディスプレイ３１０に探傷信号をベクトル表示する。作業者は、ベクトル表示された探傷信号の振幅Ａ１を調整して、感度を設定する。ここで、仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００は、対応する人工貫通孔２００の体積Ｖ２００と同じである。したがって、ステップＳ５で生成された探傷信号の振幅Ａ１は、対応する人工貫通孔２００を探傷した場合に生成される探傷信号の振幅と同じ大きさである。そのため、人工貫通孔２００を利用した場合と同等の感度設定を行うことができる。感度が設定された後、検査対象である複数の鋼管に対して渦流探傷を実施する（Ｓ６）。
【００５１】
本実施の形態による渦流探傷方法は、人工貫通孔２００を利用する代わりに、隙間Ｓ１０（仮想貫通孔Ｔ１０）を利用して、感度を設定する。そのため、人工貫通孔２００を作製する手間を省くことができる。仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００は、人工貫通孔２００の体積Ｖ２００と同じである。そのため、隙間Ｓ１０が探傷されれば、対応する人工貫通孔２００と同じ振幅の探傷信号が生成される。そのため、規格で定められた人工貫通孔２００を用いなくても、その人工貫通孔２００に相当する探傷信号を基準として、渦流探傷を行うことができる。
【００５２】
［隙間形成部材の構成例］
隙間形成部材１０の形状は、図４の形状に限定されない。鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとの間に隙間Ｓ１０を形成できる形状であればよい。たとえば、隙間形成部材１０は、図９に示すような円板であってもよいし、図１０に示すような円環であってもよい。これらの形状の隙間形成部材１０も、鋼管１００Ｆの端面と接触する表面と、鋼管１００Ｒと接触する表面とを有し、これら２つの表面間の距離に相当する厚さＬを有する。これらの隙間形成部材１０は、たとえば、鋼管１００Ｆの前端面又は鋼管１００Ｒの後端面に接着剤を用いて接着される。
【００５３】
また、図１１に示すように、板状であってもよい。この場合、図１２に示すように、隙間形成部材１０の両端部が鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの間に挟まり、隙間Ｓ１０を形成する。
【００５４】
好ましくは、隙間形成部材１０が２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挟まれたとき、隙間形成部材１０の端部は鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの外周面よりも外側にはみ出ない。隙間形成部材１０の端部がはみ出れば、貫通コイル２と接触する場合が生じるためである。
【００５５】
［隙間体積の設定例］
上述の実施の形態では、人工貫通孔２００の体積Ｖ２００と仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００とが同じになるように、隙間Ｓ１０の大きさＬ（厚さＬ）を設定する。しかしながら、体積Ｖ１００が体積Ｖ２００と以下の式（４）を満たすように、公称外径ごとに隙間Ｓ１０の大きさＬを設定してもよい。
【００５６】
Ｖ１００＝ｎ×Ｖ２００ （４）
ここで、ｎは自然数である。上述のとおり、渦流探傷装置１で生成される探傷信号の振幅Ａ１は、人工貫通孔２００の体積に比例する。隙間Ｓ１０により形成される仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００が人工貫通孔２００の体積Ｖ２００のｎ倍であれば、隙間Ｓ１０により生成される探傷信号の振幅は、対応する人工貫通孔２００の探傷信号の振幅のｎ倍となる。そのため、隙間Ｓ１０により生成された探傷信号の振幅を１／ｎ倍すれば、対応する人工貫通孔２００の探傷信号と同じ振幅にすることができ、人工貫通孔２００を基準とした感度に設定できる。
【００５７】
さらに、ｎは自然数でなくてもよい。要するに、隙間Ｓ１０による体積Ｖ１００と人工貫通孔２００による体積Ｖ２００の比率が分かっていれば、隙間Ｓ１０を利用して、対応する人工貫通孔２００を基準とした感度に設定できる。換言すれば、所定の規格で定義された所定の公称外径に対応する人工貫通孔２００の体積に基づいて、隙間Ｓ１０の大きさＬが決定されればよい。
【００５８】
上述の実施の形態では、貫通コイル２を自己誘導自己比較方式とする。しかしながら、他の方式の貫通コイルが適用されてもよい。たとえば、貫通コイル２は相互誘導型であってもよいし、単一方式や、標準比較方式であってもよい。
【００５９】
また、図１０及び図１１に示す隙間形成部材１０は、図４に示すような挿入部材１２及び１３を備えてもよい。この場合、隙間形成部材１０が鋼管１００Ｆ及び１００Ｒから外れにくい。
【００６０】
上述の実施の形態では、鋼管を探傷したが、検査対象は鋼管に限られず、鋼材以外の他の金属からなる金属管でもよい。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明による渦流探傷方法は、鋼管の渦流探傷工程に広く利用可能である。特に、製造工程中に複数の渦流探傷工程を含める場合において、最終の渦流探傷工程よりも前に実施される渦流探傷工程に利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 渦流探傷装置
２ 貫通コイル
３ 探傷器
１１ 本体
１１Ｆ 前端面
１１Ｒ 後端面
１００Ｆ，１００Ｒ 鋼管
２００ 人工貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦流探傷方法及びそれに用いられる隙間形成部材に関し、さらに詳しくは、金属管の渦流探傷方法及びそれに用いられる隙間形成部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平２−６６４４７号公報（特許文献１）、特公平６−８７０５１号公報（特許文献２）、特開平２−２０８５５２号公報（特許文献３）及び特開平２−１７３５６１号公報（特許文献４）は、鋼管を探傷する渦流探傷装置及び渦流探傷方法を開示する。これらの文献で開示された渦流探傷装置は、貫通コイルを備える。検査対象である鋼管は、貫通コイルを通過するとき、貫通コイルから磁束を受ける。磁束により、鋼管には渦電流が発生する。鋼管にきずがあると、渦電流は乱れる。渦流探傷装置は、渦電流の乱れを検知して、鋼管に形成されたきずを検出する。
【０００３】
渦流探傷方法では、探傷を開始する前に、人工貫通孔に代表される人工きずを用いて渦流探傷装置の感度が設定される。具体的には、検査対象である鋼管と同じ公称外径の鋼管（以下、対比試験片という）を準備する。準備された対比試験片に人工きずを作製する。ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards：日本工業規格）やＥＮ（European Norm：欧州規格）、ＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials：米国材料試験境界）規格といった工業規格は、人工きずの寸法形状を、鋼管の公称外径に対応して定義する。つまり、これらの工業規格には、鋼管の複数の公称外径に対応した複数の人工きずの寸法形状が定義されている。
【０００４】
渦流探傷装置の感度設定は以下のように行われる。初めに、所定の工業規格に基づいて、鋼管の公称外径に対応した寸法形状の人工きずが特定される。特定された人工きずを対比試験片に作製する。人工きずが作製された対比試験片を貫通コイルに通す。このとき、渦流探傷装置は、人工きずを探傷し、探傷信号を生成する。生成された探傷信号に基づいて、渦流探傷装置の感度が設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−６６４４７号公報
【特許文献２】特公平６−８７０５１号公報
【特許文献３】特開平２−２０８５５２号公報
【特許文献４】特開平２−１７３５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鋼管の通常の製造工程は、製管工程、熱処理工程、矯正工程及び渦流探傷工程を含む。製管工程では、ビレットやスラブを鋼管にする。熱処理工程では、サイジングされた鋼管を熱処理する。矯正工程では、熱処理された鋼管の曲がりを矯正する。渦流探傷工程は、矯正後の鋼管に対して実施される。渦流探傷工程では、人工きずの探傷信号を基準信号とし、基準信号に基づいて、鋼管のきずを検出する。
【０００７】
上述の製造工程は、１つの渦流探傷工程を含む。しかしながら、鋼管の製造工程は、複数の渦流探傷工程を含んでもよい。たとえば、製管工程と熱処理工程との間に、１回目の渦流探傷工程を実施し、矯正工程後に２回目の渦流探傷工程を実施する。この場合、１回目の渦流探傷工程できずが検出された鋼管は、製品対象から除外され、熱処理工程や矯正工程を受けない。そのため、１回のみ渦流探傷工程を実施する場合と比較して、製品対象外となる鋼管に対する余分な工数を削減できる。
【０００８】
しかしながら、各渦流探傷工程ごとに、上述の所定の工業規格にしたがった人工きずを有する対比試験片を準備すれば、作業効率が低下する。そもそも、工業規格にしたがった人工きずを用いた感度設定は、製造工程中の最後の渦流探傷工程で実施すれば足りる。したがって、最後の渦流探傷工程以外の他の渦流探傷工程では、工業規格にしたがった人工きずを用いて感度設定する必要はない。しかしながら、最後の渦流探傷工程よりも前に実行される渦流探傷工程においても、人工きずに基づく感度と同等又は近い感度に設定しておかなければ、きず検出の精度が低下する。
【０００９】
本発明の目的は、ＪＩＳやＥＮ、ＡＳＴＭ規格等の所定の工業規格にしたがった人工きずを利用しなくても、鋼管のきずを検出できる渦流探傷方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
本発明による渦流探傷方法は、貫通コイルを有する渦流探傷装置を用いて複数の金属管を探傷する。本発明による渦流探傷方法は、同じ公称外径を有する複数の金属管の中から、２つの金属管を選択する工程と、２つの金属管を一列に並べる工程と、一列に並べられた２つの金属管の間に剛体の隙間形成部材を挟み、２つの金属管の間に、公称外径に対応した大きさの隙間を形成する工程と、隙間形成部材を挟んだ２つの金属管を貫通コイルに通し、隙間を探傷する工程と、隙間を探傷して生成されたきず信号に基づいて、渦流探傷装置の感度を設定する工程とを備える。ここでいう「剛体の」は、金属管に挟まれたまま搬送されるときに、金属管から受ける力による変形が無視できる程度の剛性を有するという意味である。
【００１１】
本発明による渦流探傷方法では、２つの金属管の間に形成される隙間が人工きずを代替する。そのため、工業規格にしたがった人工きずを用いなくても、感度設定を行うことができ、鋼管のきずを検出できる。
【００１２】
好ましくは、本発明による渦流探傷方法であってさらに、複数の公称外径に対応した複数の隙間形成部材を準備する工程を備える。隙間形成部材は、第１表面及び第２表面を有する。第１表面は、２つの金属管のうちの一方の金属管の端面と接触する。第２表面は、第１表面と反対側に配置され、２つの金属管のうちの他方の金属管の端面と接触する。各隙間形成部材はさらに、厚さを有する。厚さは、第１表面と第２表面との間の距離であって、所定の公称外径に対応する。渦流探傷方法はさらに、複数の隙間形成部材の中から、金属管の公称外径に対応した厚さを有する隙間形成部材を選択する工程を備える。隙間を形成する工程では、選択された隙間形成部材を２つの金属管の間に挟んで前記隙間を形成する。
【００１３】
この場合、公称外径に応じて隙間の大きさを変えることができる。したがって、公称外径に応じて、感度を設定できる。
【００１４】
好ましくは、隙間の大きさは、渦流探傷試験に関する所定の規格により定義され複数の公称外径に対応した複数の人工貫通孔のうち、金属管の公称外径に対応した人工貫通孔の体積に基づいて決定される。
【００１５】
この場合、形成さえる隙間が、所定の工業規格により定義される人工貫通孔をより正確に代替できる。
【００１６】
本発明による隙間形成部材は、上述の渦流探傷方法に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態による渦流探傷装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１中の探傷器の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図１に示す渦流探傷装置で生成される探傷信号のベクトル表示を示す図である。
【図４】図１中の鋼管及び隙間形成部材の斜視図である。
【図５】図４中の２つの鋼管及び２つの鋼管に挟まれた隙間形成部材の斜視図である。
【図６】図５中の隙間形成部材の役割を説明するための模式図である。
【図７】本発明の実施の形態による渦流探傷方法のフロー図である。
【図８】２つの鋼管の間に形成される隙間の体積と人工貫通孔の体積との関係を説明するための模式図である。
【図９】図４と異なる他の隙間形成部材の斜視図である。
【図１０】図４及び図９と異なる他の隙間形成部材の斜視図である。
【図１１】図４，図９及び図１０と異なる他の隙間形成部材の斜視図である。
【図１２】図１１に示す隙間形成部材の使用例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１９】
［渦流探傷装置の全体構成］
本実施の形態による渦流探傷方法は、図１に示す渦流探傷装置を用いる。図１を参照して、渦流探傷装置１は、貫通コイル２と、探傷器３と、送り装置４とを備える。
【００２０】
貫通コイル２は、自己誘導自己比較方式の試験コイルである。貫通コイル２は、コイル２１及び２２を備える。コイル２１は、コイル２２と同軸に配置される。貫通コイル２は、自己誘導型であるため、励磁と検出とを兼ねる。貫通コイル２の下方には、図示しないコイル架台が配置される。コイル架台は貫通コイル２を昇降し、コイル２１及び２２の中心軸を検査対象である鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの中心軸に合わせる。貫通コイル２及び探傷器３は、探傷信号を生成する。
【００２１】
送り装置４は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを搬送して貫通コイル２に通す。送り装置４は、複数の搬送ロール５及び６と、一対のガイドロール７Ａ及び７Ｂと、複数のピンチロール８とを備える。
【００２２】
複数の搬送ロール５は貫通コイル２の前方に配置され、複数の搬送ロール６は貫通コイル２の後方に配置される。複数の搬送ロール５及び６は一列に配置される。複数の搬送ロール５及び６は、図示しない駆動源と接続され、駆動源により回転する。そして、搬送ロール５及び６は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを貫通コイル２の前方から後方に搬送する。各搬送ロール５及び６は、中央部がＶ字状にくぼむ、いわゆるＶローラである。
【００２３】
一対のガイドロール７Ａは、貫通コイル２の前方の左右に配置される。同様に、一対のガイドロール７Ｂは、貫通コイル２の後方の左右に配置される。搬送ロール５により搬送される鋼管１００Ｆ及び１００Ｒは、一対のガイドロール７Ａ及び一対のガイドロール７Ｂの間を通過する。ガイドロール７Ａ及び７Ｂは、搬送中の鋼管１００Ｆ及び１００Ｒが左右に振動するのを抑制する。
【００２４】
複数のピンチロール８は貫通コイル２の前方と後方とにそれぞれ配置される。貫通コイル２の複数のピンチロール８は、搬送ロール５の上方に配置される。貫通コイル２の後方の複数のピンチロール８は、搬送ロール６の上方に配置される。各ピンチロール８は、図示しない昇降装置により昇降可能に支持される。鋼管１００Ｆ及び１００Ｒが搬送されるとき、各ピンチロール８は下降して、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒと接触する。ピンチロール８は、搬送中の鋼管１００Ｆ及び１００Ｒが上下に振動するのを抑制する。
【００２５】
［探傷器３の構成］
図２は、図１中の探傷器３の構成を示す機能ブロック図である。図２を参照して、探傷器３は、発信器３０１と、電力増幅器３０２と、ブリッジ回路３０３と、増幅器３０４と、移相器３０５と、同期検波器３０６及び３０７と、フィルタ３０８及び３０９と、ディスプレイ３１０とを備える。
【００２６】
発信器３０１は、正弦波の交流電流を出力する。電力増幅器３０２は、発信器３０１の出力を増幅し、ブリッジ回路３０３を介して貫通コイル２に供給する。貫通コイル２を通過する鋼管にきずがあると、貫通コイル２のインピーダンスが変化する。ブリッジ回路３０３はインピーダンスの変化に応じて探傷信号を出力する。
【００２７】
増幅器３０４は、探傷信号を増幅する。増幅器３０４の増幅度は、通常、渦流探傷を開始する前に、上述の工業規格により定められた人工きずを用いて調整される。増幅器３０４の増幅度の調整は、感度の設定と呼ばれる。本例では、人工きずとして人工貫通孔（いわゆるドリル穴）を利用すると仮定して、説明を進める。
【００２８】
増幅された探傷信号は、２つの同期検波器３０６及び３０７に入力される。同期検波器３０６及び３０７は、移相器３０５から出力される制御信号を受け、探傷信号から、インピーダンス平面上のＸ軸に対応した成分（以下、Ｘ信号という）とＹ軸に対応した成分（以下、Ｙ信号という）とを抽出する。移相器３０５は、発信器３０１から出力された交流信号の位相を適宜シフトして、第１制御信号と、第１制御信号と位相が９０度異なる第２制御信号とを出力する。同期検波器３０６は、第１制御信号で探傷信号を同期検波してＸ信号を出力する。同期検波器３０７は、第２制御信号で探傷信号を同期検波してＹ信号を出力する。
【００２９】
Ｘ信号及びＹ信号は、それぞれ電気ノイズや鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの搬送時の振動等に基づくノイズを含んでいる。フィルタ３０８及び３０９はそれぞれ、対応する信号（Ｘ信号、Ｙ信号）からノイズを除去し、ディスプレイ３１０に出力する。
【００３０】
ディスプレイ３１０は、探傷信号をベクトル表示する。具体的には、ディスプレイ３１０は、Ｘ信号及びＹ信号をインピーダンス平面上に表示する。これにより、探傷信号は二次元的に表示される。図３に、ベクトル表示された探傷信号を示す。このような信号波形はリサージュ波形と呼ばれる。図３を参照して、探傷信号ＥＴの振幅Ａ１は、きずの体積に比例する。振幅Ａ１が小さければ、きずの体積も小さい。振幅Ａ１が大きければ、きずの体積も大きい。
【００３１】
［本実施の形態による渦流探傷方法の概要］
上述のとおり、渦流探傷により検出されたきずの大きさ（体積）は、ベクトル表示された探傷信号の振幅Ａ１により評価される。振幅Ａ１によりきずの大きさを判断するためには、基準となるきずに対する振幅Ａ１を予め知っておく必要がある。そこで、通常、検査対象である複数の鋼管に対して渦流探傷を行う前に、人工貫通孔を用いて渦流探傷装置１の感度、より具体的には、増幅器３０４の増幅度が設定される。
【００３２】
感度の設定は、一般的に、以下のとおりに実行される。初めに、検査対象である複数の鋼管から任意の鋼管を選択する。選択された鋼管を対比試験片とする。次に、対比試験片に人工貫通孔を作製する。鋼管の渦流探傷における人工貫通孔の寸法形状は、ＪＩＳやＥＮ、ＡＳＴＭ規格等の工業規格により定義されている。たとえば、ＪＩＳでは、ＪＩＳ Ｇ０５８３で規定されている。これらの工業規格では、複数の公称外径に対応した複数の寸法形状の人工貫通孔が定義されている。所定の工業規格に基づいて、検査対象の鋼管の公称外径に対応する形状寸法の人工貫通孔を特定する。そして、特定された人工貫通孔を対比試験片に作製する。作製後、人工貫通孔が形成された対比試験片を探傷し、感度を設定する。
【００３３】
上述のとおり、製造工程中に複数の渦流探傷工程が含まれる場合、人工貫通孔が形成された対比試験片を渦流探傷工程ごとに準備するのは煩雑であり、作業性に劣る。また、製造工程中に複数の渦流探傷工程が含まれる場合、各渦流探傷工程の実施場所が離れている場合もあり、同じ対比試験片を複数の渦流探傷工程で共有することも困難な場合がある。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、人工貫通孔に代えて、図４に示す隙間形成部材１０を用いて、感度の設定を行う。要するに、隙間形成部材１０が人工貫通孔を代替する。
【００３５】
図４を参照して、隙間形成部材１０は、円板状の本体１１と、円環状の挿入部材１２及び１３とを備える。本体１１は、表面１１Ｆと、表面１１Ｆと反対側に配置された表面１１Ｒとを有する。円環状の挿入部材１２は表面１１Ｆに取り付けられ、本体１１と同軸に配置される。円環状の挿入部材１３は表面１１Ｒに取り付けられ、本体１１と同軸に配置される。挿入部材１２及び１３の外径は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの内径よりも若干小さい。挿入部材１２及び１３は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挿入される。
【００３６】
隙間形成部材１０は、図５に示すように、一列に並べられた鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとの間に挟まれる。つまり、隙間形成部材１０は、鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとの間に隙間Ｓ１０を形成する。隙間形成部材１０は剛体であり、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒから受ける力により変形しない程度の剛性を有する。隙間形成部材１０はさらに絶縁体からなる。絶縁体はたとえば、樹脂やセラミックス、木材等である。絶縁体からなる隙間形成部材１０には渦電流が発生しない。そのため、隙間形成部材１０が貫通コイル２を通過するとき、渦流探傷装置１は、隙間形成部材１０をきずとして認識する。つまり、図６に示すように、隙間形成部材１０により形成される隙間Ｓ１０は、鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとを１つの鋼管１２０と仮定したとき、鋼管１２０の中央全周にわたって形成された、仮想的な円環状の貫通孔Ｔ１０に相当する。以下、隙間形成部材１０により形成される仮想的な円環状の貫通孔Ｔ１０を、「仮想貫通孔」と称する。
【００３７】
このように、隙間形成部材１０を用いて鋼管１００Ｆと１００Ｒとの間に隙間Ｓ１０を形成すれば、仮想貫通孔Ｔ１０が形成される。仮想貫通孔Ｔ１０を利用すれば、対比試験片に人工貫通孔を作製することなく、探傷器３の感度を設定できる。以下、本実施の形態による渦流探傷方法の詳細を説明する。
【００３８】
［渦流探傷方法の詳細］
図７に本実施の形態による渦流探傷方法のフロー図を示す。図７を参照して、初めに、検査対象である鋼管の公称外径が特定される（Ｓ１）。次に、特定された公称外径に対応する隙間形成部材１０が選択される（Ｓ２）。
【００３９】
上述のとおり、ＪＩＳ等の工業規格では、複数の公称外径に対応した複数の形状寸法の人工貫通孔が定義されている。同様に、本実施の形態においては、公称外径に対応した複数の隙間形成部材１０が準備されている。以下、工業規格をＪＩＳとして説明を進めるが、ＥＮ及びＡＳＴＭ規格でも同じである。
【００４０】
各隙間形成部材１０が形成する仮想貫通孔Ｔ１０の体積は、対応する公称外径用の人工貫通孔の体積と同じである。図８を参照して、公称外径Ｄ１００を有する鋼管１００において、公称外径Ｄ１００に対応するＪＩＳ規格上の人工貫通孔２００の体積Ｖ２００は、以下の式（１）で定義される。
【００４１】
Ｖ２００＝π×（Ｄ２００／２）２×Ｗ１００ （１）
ここで、Ｄ２００は人工貫通孔の直径であり、Ｗ１００は、鋼管１００の肉厚(Wall Thickness)である。
【００４２】
上述のとおり、ベクトル表示された探傷信号ＥＴの振幅Ａ１はきずの体積に比例する。したがって、隙間形成部材１０により形成された仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００が、上述の体積Ｖ２００と同じであれば、隙間Ｓ１０による探傷信号の振幅が、人工貫通孔２００の探傷信号の振幅と同じになる。
【００４３】
仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの横断面における面積（つまり、外径がＤ１００、内径がＤ１００−２Ｗ１００の円環部分の面積）に隙間Ｓ１０の大きさを乗じて求められる。具体的には、体積Ｖ１００は、以下の式（２）で示される。
【００４４】
体積Ｖ１００＝π×｛（Ｄ１００／２）２−（Ｄ１００／２−Ｗ１００）２｝×Ｌ （２）
ここで、Ｌは、隙間Ｓ１０の大きさであり、鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとの間の距離に相当し、隙間形成部材１０の本体１１の厚さに相当する。
【００４５】
各公称外径の隙間形成部材１０において、仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００が人工貫通孔２００の体積Ｖ２００と同じになるように、本体１１の厚さＬが決定される。具体的には、式（１）及び式（２）から、本体１１の厚さＬは以下の式（３）で示される。
【００４６】
Ｌ＝Ｄ２００２／｛４×（Ｄ１００×Ｗ１００−Ｗ１００２）｝ （３）
上述のとおり、隙間形成部材１０の本体１１の厚さＬは、隙間Ｓ１０の大きさに相当する。そのため、各公称外径に対応する隙間形成部材１０の本体１１は、式（３）を満たす厚さＬを有する。
【００４７】
検査対象である鋼管の公称外径に対応する隙間形成部材１０が選択されたのち、検査対象である複数の鋼管の中から、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを選択する。そして、選択された鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを一列に並べる（Ｓ３）。具体的には、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを複数の搬送ロール５上で一列に配置する。
【００４８】
続いて、図５に示すように、２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに、ステップＳ２で選択された隙間形成部材１０を挟む（Ｓ４）。隙間形成部材１０の挿入部材１２及び１３が鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挿入され、隙間形成部材１０が２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挟まれる。好ましくは、挿入部材１２及び１３の外周面に接着剤が塗布される。この場合、隙間形成部材１０が２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの間に固定される。隙間形成部材１０が鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挟まれると、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの公称外径に対応した大きさの隙間Ｓ１０が形成される。
【００４９】
続いて、隙間形成部材１０を挟んだまま、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒを搬送し、貫通コイル２内に通す（Ｓ５）。たとえば、搬送ロール５の回転速度を、搬送ロール６の回転速度よりも速くすれば、隙間形成部材１０を挟んだまま、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒが一列に並んで搬送される。この場合、上述の接着剤が塗布されてなくても、隙間形成部材１０は２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挟まれたまま搬送される。搬送時、剛体である隙間形成部材１０は、鋼管１００Ｆ及び１００Ｒから力を受けても変形しない。そのため、隙間Ｓ１０の大きさは一定に保たれる。
【００５０】
隙間形成部材１０を挟んだ２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒは渦流探傷される。このとき、渦流探傷装置１は、隙間形成部材１０により形成された隙間Ｓ１０、つまり、仮想貫通孔Ｔ１０を検出して探傷信号を生成する。生成された探傷信号に基づいて、渦流探傷装置１の感度が設定される（Ｓ５）。具体的には、渦流探傷装置１は、図３に示すように、ディスプレイ３１０に探傷信号をベクトル表示する。作業者は、ベクトル表示された探傷信号の振幅Ａ１を調整して、感度を設定する。ここで、仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００は、対応する人工貫通孔２００の体積Ｖ２００と同じである。したがって、ステップＳ５で生成された探傷信号の振幅Ａ１は、対応する人工貫通孔２００を探傷した場合に生成される探傷信号の振幅と同じ大きさである。そのため、人工貫通孔２００を利用した場合と同等の感度設定を行うことができる。感度が設定された後、検査対象である複数の鋼管に対して渦流探傷を実施する（Ｓ６）。
【００５１】
本実施の形態による渦流探傷方法は、人工貫通孔２００を利用する代わりに、隙間Ｓ１０（仮想貫通孔Ｔ１０）を利用して、感度を設定する。そのため、人工貫通孔２００を作製する手間を省くことができる。仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００は、人工貫通孔２００の体積Ｖ２００と同じである。そのため、隙間Ｓ１０が探傷されれば、対応する人工貫通孔２００と同じ振幅の探傷信号が生成される。そのため、規格で定められた人工貫通孔２００を用いなくても、その人工貫通孔２００に相当する探傷信号を基準として、渦流探傷を行うことができる。
【００５２】
［隙間形成部材の構成例］
隙間形成部材１０の形状は、図４の形状に限定されない。鋼管１００Ｆと鋼管１００Ｒとの間に隙間Ｓ１０を形成できる形状であればよい。たとえば、隙間形成部材１０は、図９に示すような円板であってもよいし、図１０に示すような円環であってもよい。これらの形状の隙間形成部材１０も、鋼管１００Ｆの端面と接触する表面と、鋼管１００Ｒと接触する表面とを有し、これら２つの表面間の距離に相当する厚さＬを有する。これらの隙間形成部材１０は、たとえば、鋼管１００Ｆの前端面又は鋼管１００Ｒの後端面に接着剤を用いて接着される。
【００５３】
また、図１１に示すように、板状であってもよい。この場合、図１２に示すように、隙間形成部材１０の両端部が鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの間に挟まり、隙間Ｓ１０を形成する。
【００５４】
好ましくは、隙間形成部材１０が２つの鋼管１００Ｆ及び１００Ｒに挟まれたとき、隙間形成部材１０の端部は鋼管１００Ｆ及び１００Ｒの外周面よりも外側にはみ出ない。隙間形成部材１０の端部がはみ出れば、貫通コイル２と接触する場合が生じるためである。
【００５５】
［隙間体積の設定例］
上述の実施の形態では、人工貫通孔２００の体積Ｖ２００と仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００とが同じになるように、隙間Ｓ１０の大きさＬ（厚さＬ）を設定する。しかしながら、体積Ｖ１００が体積Ｖ２００と以下の式（４）を満たすように、公称外径ごとに隙間Ｓ１０の大きさＬを設定してもよい。
【００５６】
Ｖ１００＝ｎ×Ｖ２００ （４）
ここで、ｎは自然数である。上述のとおり、渦流探傷装置１で生成される探傷信号の振幅Ａ１は、人工貫通孔２００の体積に比例する。隙間Ｓ１０により形成される仮想貫通孔Ｔ１０の体積Ｖ１００が人工貫通孔２００の体積Ｖ２００のｎ倍であれば、隙間Ｓ１０により生成される探傷信号の振幅は、対応する人工貫通孔２００の探傷信号の振幅のｎ倍となる。そのため、隙間Ｓ１０により生成された探傷信号の振幅を１／ｎ倍すれば、対応する人工貫通孔２００の探傷信号と同じ振幅にすることができ、人工貫通孔２００を基準とした感度に設定できる。
【００５７】
さらに、ｎは自然数でなくてもよい。要するに、隙間Ｓ１０による体積Ｖ１００と人工貫通孔２００による体積Ｖ２００の比率が分かっていれば、隙間Ｓ１０を利用して、対応する人工貫通孔２００を基準とした感度に設定できる。換言すれば、所定の規格で定義された所定の公称外径に対応する人工貫通孔２００の体積に基づいて、隙間Ｓ１０の大きさＬが決定されればよい。
【００５８】
上述の実施の形態では、貫通コイル２を自己誘導自己比較方式とする。しかしながら、他の方式の貫通コイルが適用されてもよい。たとえば、貫通コイル２は相互誘導型であってもよいし、単一方式や、標準比較方式であってもよい。
【００５９】
また、図１０及び図１１に示す隙間形成部材１０は、図４に示すような挿入部材１２及び１３を備えてもよい。この場合、隙間形成部材１０が鋼管１００Ｆ及び１００Ｒから外れにくい。
【００６０】
上述の実施の形態では、鋼管を探傷したが、検査対象は鋼管に限られず、鋼材以外の他の金属からなる金属管でもよい。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明による渦流探傷方法は、鋼管の渦流探傷工程に広く利用可能である。特に、製造工程中に複数の渦流探傷工程を含める場合において、最終の渦流探傷工程よりも前に実施される渦流探傷工程に利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 渦流探傷装置
２ 貫通コイル
３ 探傷器
１１ 本体
１１Ｆ 前端面
１１Ｒ 後端面
１００Ｆ，１００Ｒ 鋼管
２００ 人工貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通コイルを有する渦流探傷装置を用いて複数の金属管を探傷する渦流探傷方法であって、
同じ公称外径を有する前記複数の金属管の中から、２つの前記金属管を選択する工程と、
前記２つの金属管を一列に並べる工程と、
一列に並べられた前記２つの金属管の間に剛体の隙間形成部材を挟み、前記２つの金属管の間に、前記公称外径に対応した大きさの隙間を形成する工程と、
前記隙間形成部材を挟んだ前記２つの金属管を前記貫通コイルに通し、前記隙間を探傷する工程と、
前記隙間を探傷して生成された探傷信号に基づいて、前記渦流探傷装置の感度を設定する工程とを備える、渦流探傷方法。
【請求項２】
請求項１に記載の渦流探傷方法であってさらに、
複数の前記公称外径に対応した複数の隙間形成部材を準備する工程を備え、
前記隙間形成部材は、
前記２つの金属管のうちの一方の金属管の端面と接触する第１表面と、
前記第１表面と反対側に配置され、前記２つの金属管のうちの他方の金属管の端面と接触する第２表面と、
前記第１表面と第２表面との間の距離であって、所定の前記公称外径に対応した厚さとを有し、
前記渦流探傷方法はさらに、
前記複数の隙間形成部材の中から、前記金属管の公称外径に対応した厚さを有する隙間形成部材を選択する工程を備え、
前記隙間を形成する工程では、選択された前記隙間形成部材を前記２つの金属管の間に挟む、渦流探傷方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の渦流探傷方法であって、
前記隙間の大きさは、渦流探傷試験に関する所定の規格により定義され複数の公称外径に対応した複数の人工貫通孔のうち、前記金属管の公称外径に対応した前記人工貫通孔の体積に基づいて決定される、渦流探傷方法。
【請求項４】
請求項２に記載の渦流探傷方法で利用される、隙間形成部材。
【請求項１】
貫通コイルを有する渦流探傷装置を用いて複数の金属管を探傷する渦流探傷方法であって、
同じ公称外径を有する前記複数の金属管の中から、２つの前記金属管を選択する工程と、
前記２つの金属管を一列に並べる工程と、
一列に並べられた前記２つの金属管の間に剛体の隙間形成部材を挟み、前記２つの金属管の間に、前記公称外径に対応した大きさの隙間を形成する工程と、
前記隙間形成部材を挟んだ前記２つの金属管を前記貫通コイルに通し、前記隙間を探傷する工程と、
前記隙間を探傷して生成された探傷信号に基づいて、前記渦流探傷装置の感度を設定する工程とを備える、渦流探傷方法。
【請求項２】
請求項１に記載の渦流探傷方法であってさらに、
複数の前記公称外径に対応した複数の隙間形成部材を準備する工程を備え、
前記隙間形成部材は、
前記２つの金属管のうちの一方の金属管の端面と接触する第１表面と、
前記第１表面と反対側に配置され、前記２つの金属管のうちの他方の金属管の端面と接触する第２表面と、
前記第１表面と第２表面との間の距離であって、所定の前記公称外径に対応した厚さとを有し、
前記渦流探傷方法はさらに、
前記複数の隙間形成部材の中から、前記金属管の公称外径に対応した厚さを有する隙間形成部材を選択する工程を備え、
前記隙間を形成する工程では、選択された前記隙間形成部材を前記２つの金属管の間に挟む、渦流探傷方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の渦流探傷方法であって、
前記隙間の大きさは、渦流探傷試験に関する所定の規格により定義され複数の公称外径に対応した複数の人工貫通孔のうち、前記金属管の公称外径に対応した前記人工貫通孔の体積に基づいて決定される、渦流探傷方法。
【請求項４】
請求項２に記載の渦流探傷方法で利用される、隙間形成部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１２７９２２（Ｐ２０１１−１２７９２２Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４２４３（Ｐ２００９−２８４２４３）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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