渦電流探傷法およびこれに用いる対比試験片
【課題】マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検を容易にする新たな渦電流探傷法およびこれに用いる対比試験片を提供する。
【解決手段】渦電流探傷法に用いるマルチコイル式プローブの探傷条件の設定等に、複数個のスリットを人工きずとして単一円筒管の全周方向及び軸方向にずらして配置した対比試験片、または螺旋溝を有する対比試験片および軸方向と直交する単一スリットを有する対比試験片を組み合わせて用い、マルチコイル式プルーブの各コイルを容易且つ正確に校正する。
【解決手段】渦電流探傷法に用いるマルチコイル式プローブの探傷条件の設定等に、複数個のスリットを人工きずとして単一円筒管の全周方向及び軸方向にずらして配置した対比試験片、または螺旋溝を有する対比試験片および軸方向と直交する単一スリットを有する対比試験片を組み合わせて用い、マルチコイル式プルーブの各コイルを容易且つ正確に校正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコイル式プローブを用いる渦電流探傷法、および探傷条件の設定、探傷装置の性能の確認及び点検に用いる対比試験片に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
渦電流探傷法では、探傷条件の設定、探傷装置の性能の確認及び点検に対比試験片を利用する。ＪＩＳ Ｚ２３００によれば、対比試験片とは、「試験装置の性能の確認及び試験条件の調整・確認のために用いる人工きずなどをもつ試験片。人工きずには、角溝、やすり溝およびドリル穴などが規定されている。」と定義されている。対比試験片に使用する人工きずの形状としては、非特許文献１ではドリル穴、円周溝、ヤスリきずやスリットの例が示され、試験対象物に発生しやすいきずの形状に近いものが望ましいとされている。
【０００３】
しかしながら、試験対象物に発生しやすいきずの形状の対比試験片だけでは、探傷条件の設定、探傷装置の性能の確認及び点検に不都合な場合もある。例えば、伝熱管などの管検査でマルチコイル式渦電流探傷法を利用する場合、単一の人工きずを持つ対比試験片に対してプローブを走査する作業がコイル数分だけ必要になり、作業工数が増えて現場での対比試験には不適当である。
【０００４】
軽水型原子力発電所用蒸気発生器伝熱管の供用期間中検査における渦電流探傷試験指針（ＪＥＡＧ４２０８）では、マルチコイル式プローブに対して人工きずとして全周方向のスリットや段差形状（拡管境界）の利用が示されているが、例えば特許文献１のようなマルチコイル式プローブでは、このような対比試験片は、軸方向に各検出コイル出力が同時に出力されてしまうため使用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６３９４６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】（社）日本非破壊検査協会 渦電流探傷試験Ｉ ｐ．ｐ．６９−８３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
伝熱管などの管検査でマルチコイル式渦電流探傷法を利用する場合、従来の対比試験片では探傷条件の設定、探傷装置の性能の確認及び点検に不都合な場合がある。そこで、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検を容易にする、渦電流探傷法における試験方法及び対比試験片を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、マルチコイル式プローブを用いた円筒管の渦電流探傷法において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置した対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をすることを特徴とする。
【０００９】
また、渦電流探傷法において、前記複数の人工きずは、前記対比試験片の全周を覆う様に配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、渦電流探傷法において、前記複数の人工きずは、前記対比試験片外周を螺旋状に覆って配置されたことを特徴とする。
【００１１】
また、渦電流探傷法において、探傷前の校正では、前記対比試験片の全周を覆う人工きずを有する対比試験片を用いて探傷し、各コイルで検出した信号を用いて、全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、渦電流探傷法において、前記人工きずを全周方向及び軸方向に等間隔にずらして配置した対比試験片を用いることを特徴とする。
【００１３】
また、渦電流探傷法において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工した対比試験片を用いて、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をすることを特徴とする。
【００１４】
また、渦電流探傷法において、さらに、外周に軸方向と直交する単一のスリットを設けた対比試験片を併用して、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認、及び点検をすることを特徴とする。
【００１５】
また、渦電流探傷法において、前記螺旋溝を有する対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの探傷器感度及び探傷器位相角を設定し、
前記外周に軸方向と直交する単一のスリットを設けた対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの任意のコイルの探傷器感度及び探傷器位相角を設定し、前記単一のスリットを設けた対比試験片により設定された前記マルチコイル式プローブの探傷器感度及び探傷器位相角により、前記マルチコイル式プローブの全コイルの探傷器感度及び探傷器位相角を補正することを特徴とする。
【００１６】
また、渦電流探傷法において、螺旋溝を付与した対比試験片を探傷し、全コイルにおける螺旋溝に起因する信号の振幅値、位相角を所定の値に合わせ、そのときの全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を記録し、スリットを付与した対比試験片を探傷し、スリットに起因する信号を検出した任意のコイルの振幅値や位相角を所定の値に合わせ、同時にそのときの任意のコイルにおける探傷器感度、探傷器位相角を記録し、上記スリットを付与した対比試験片を探傷して記録した任意のコイルの探傷器感度、探傷器位相角と、前記螺旋溝を付与した対比試験片を探傷して記録した前記任意のコイルと同じコイルの探傷器感度、探傷器位相角の差を補正値とし、その補正値を、前記螺旋溝を付与した対比試験片を探傷して記録した全コイルの探傷器感度、探傷器位相角に加算または減算して、探傷時に使用する探傷器感度、探傷器位相角とすることを特徴とする。（探傷器感度はｄＢ表示とする。）
また、渦電流探傷法において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、右回り螺旋及び左回り螺旋の２つを形成した対比試験片を用いたことを特徴とする。
【００１７】
さらに、渦電流探傷法のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検に用いる対比試験片において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置したことを特徴とする。
【００１８】
さらに、渦電流探傷法に用いる対比試験片において、前記人工きずを周方向及び軸方向に等間隔にずらして配置したことを特徴とする。
【００１９】
さらに、渦電流探傷法のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検に用いる対比試験片において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工したことを特徴とする。
【００２０】
さらに、渦電流探傷法に用いる対比試験片において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、少なくとも左回り螺旋溝及び右回り螺旋溝の２つを形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、マルチコイル式プローブを用いた円筒管の渦電流探傷法において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置した対比試験片を用いて、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をするという構成により、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検を容易にする事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の渦電流探傷システムの構成を表すブロック図
【図２】マルチコイル式プローブの模式図
【図３】本発明の実施例１に係る対比試験片の模式図
【図４】マルチコイル式プローブの探傷条件の設定フロー図
【図５】各コイルでのスリットによる検出信号を示す模式図
【図６】特定コイルの取得検出信号のリサージュ波形図
【図７】各コイルでのスリットによる検出信号の測定グラフ
【図８】本発明の実施例２に係る対比試験片の模式図
【図９】本発明の実施例３に係る対比試験片の模式図
【図１０】本発明の実施例４のマルチコイル渦電流探傷方法を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施例４の装置構成を示すブロック図
【図１２】実施例４の表示画面の一例を示す説明図
【図１３】実施例４のマルチコイル式プローブを示す模式図
【図１４】実施例４の螺旋溝を付与した対比試験片の検出方法を示す模式図
【図１５Ａ】実施例４の螺旋溝を検出したときの信号出力結果を示すグラフ
【図１５Ｂ】実施例４の所定値の信号出力結果を示すグラフ
【図１６】実施例４のスリットを付与した対比試験片の検出方法を示す模式図
【図１７Ａ】実施例４のスリットを検出したときの信号出力結果を示すグラフ
【図１７Ｂ】実施例４の所定値の信号出力結果を示すグラフ
【図１８】本発明の実施例４の複数スリットを有した対比試験片を示す模式図
【図１９】実施例５のマルチコイル渦電流探傷方法を示すフローチャート
【図２０】従来例のマルチコイル渦電流探傷法を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施例を図面について説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は本発明の実施例１に係る渦電流探傷システムのブロック図である。図１において、渦電流探傷システムはマルチコイル式プローブ１４の位置制御系と探傷制御系に大別できる。マルチコイル式プローブ１４の位置制御系は、マルチコイル式プローブ１４を保持した巻き取り機１２と位置制御回路１１とコンピュータ１０で構成される。また、探傷制御系は、マルチコイル式プローブ１４と渦電流探傷器１３で構成される。位置制御系と探傷制御系はコンピュータ１０により制御され、その状態はモニタ１５で観測される。
【００２５】
次に、図１の電気的及び機械的な接続関係について述べる。マルチコイル式プローブ１４は巻き取り機１２に機械的に固定され、巻き取り機１２は位置制御回路１１と電気的に接続されている。位置制御回路１１はコンピュータ１０と接続され、コンピュータ１０はさらにモニタ１５と接続されている。探傷制御系では、マルチコイル式プローブ１４の外部入出力端子は渦電流探傷器１３と接続されている。渦電流探傷器１３はコンピュータ１０と接続され、探傷条件等をモニタ１５で確認できる。
【００２６】
図１の渦電流探傷システムの動作について説明する。全てのシステム制御は、モニタ１５で状態を監視しながらコンピュータ１０で設定条件を変更する。位置制御回路１１において、コンピュータ１０での設定情報（移動距離と移動速度等）が位置制御回路１１に送信され、その情報をもとに巻き取り機１２が作動し、マルチコイル式プローブ１４が目的の位置に移動する。次いで、探傷制御系において、コンピュータ１０から設定情報（送信周波数や電圧等）が渦電流探傷器１３に送信される。
【００２７】
渦電流探傷器１３からマルチコイル式プローブ１４の励磁コイル２１の外部入力端子に交流電圧が印加される。一方、マルチコイル式プローブ１４の検出コイル２２の外部出力端子からの検出信号電圧は渦電流探傷器１３に送られる。渦電流探傷器１３内の出力検出信号はデジタル検出信号としてコンピュータ１０に送信され、モニタ１５で観測される。上記の位置制御系及び探傷制御系の制御は時間的に同時に進行し、各移動位置での検出信号がモニタされる。
【００２８】
図２はマルチコイル式プローブ１４の模式図である。マルチコイル式プローブ１４の全周には、励磁コイル２１と検出コイル２２が樹脂製のコイル台座２６の上に配置され、コイル押さえ２３で各コイルの配置が固定されている。マルチコイル式プローブ１４には、中心軸調整機構２５が設置されて、管内の中心に渦電流探傷センサ１４が位置するように調整される。励磁コイル２１および検出コイル２２の末端は、ケーブル２４Ａのリード線と直接結線され、渦電流探傷器１３と電気的に接続されている。ケーブル２４Ｂには、マルチコイル式プローブ１４と同一構成の、図示しないもう一つのマルチコイル式プローブが接続され、このマルチコイル式プローブもケーブル２４Ｂの内部のリード線と結線され、内部のリード線を介して、渦電流探傷器１３と電気的に接続されている。
【００２９】
本実施例の対比試験片を図３に示す。対比試験片３１には、円筒管表面の周方向に長さを持つ短い複数のスリット３２を周方向及び軸方向に等間隔にずらして全周にわたって螺旋状に配置している。本発明の対比試験片では、周方向及び軸方向に等間隔ずらしてスリット３２を配置したが、周方向及び軸方向の間隔は任意であり、いずれかのスリットが各検出コイルに対応していれば良い。またスリットの個数も変更可能である。
【００３０】
図４はマルチコイル式プローブの探傷条件の設定フロー図を表している。各ステップについて以下に説明する。まず、対比試験片３１にマルチコイル式プローブ１４を挿入する（Ｓ４１）。次に、マルチコイル式プローブ１４により対比試験片３１内部を走査してスリット３２による検出信号を取得する（Ｓ４２）。
【００３１】
図５は各コイルでのスリット３２による検出信号５２の例を模式的に表しており、カーソル５１等でスリットによる検出信号のうち試験に用いる範囲を選択する（Ｓ４３）。
【００３２】
図６は図５の特定コイルにおける取得検出信号のＸ振幅とＹ振幅のリサージュ波形図である。実線６１は現在の探傷条件でのスリットによる検出信号のリサージュ波形を表し、丸印６２は自動調整に用いるスリット検出信号の振幅及び位相の目標設定値を表している（Ｓ４４）。最後に、スリットによる検出信号が点線６３のように振幅と位相の目標設置値となる様にプローブの各検出コイルのゲインと位相を自動調整または手動調整して更新する（Ｓ４５）。
【００３３】
本発明の効果を確認するために、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定を実施した。図７はコイルでのスリットによる検出信号の測定例である。図７の上部はコイル１〜８でスリットに対応した検出信号強度が濃淡のグラフで観測される。例えばコイル３における、目標設定値を振幅１Ｖで位相９０度とした場合の、取得検出信号のＸ振幅とＹ振幅の波形は下側のチャート図のようになる。このようなゲインと位相の調整は全コイルで実施され、マルチコイル式プローブのゲインと位相を容易に設定できる。
【００３４】
また、設定した前記設定ゲインと位相により、再度対比試験片を走査して検出信号を確認することで探傷装置の性能の確認及び点検を行う。
【実施例２】
【００３５】
図８は本発明の実施例２に係る対比試験片の模式図である。対比試験片８１は単一の円筒管の全周に一定の幅と深さを持つ連続的な螺旋溝８２が等間隔の軸方向ピッチで加工されている。螺旋溝８２は、実施例１におけるスリットの間隔を無限に短縮したものととらえることもでき、実質的に同一と見なせる。
【００３６】
螺旋溝８２は等ピッチで加工されているため、各検出コイルに対する人工きず密度等の条件を揃える事ができる。螺旋溝８２の幅や深さは任意であり、複数回の巻き数で加工することができる。実施例１の図４のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定フローを利用して、本実施例の対比試験片も実施例１と同様に用いることができる。
【実施例３】
【００３７】
図９は本発明の実施例３に係る対比試験片の模式図である。対比試験片９１は単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、左回り螺旋溝９２及び右回り螺旋溝９３の２つを形成している。螺旋溝の幅や深さは任意であり、複数回の巻き数を与えることができる。このように設定することで、各コイルの検出コイル出力は正負に分布した出力としてチェック可能となる。実施例１の図４のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定フローを利用して、本発明の対比試験片で実施形態１と同様に用いることができる。
【実施例４】
【００３８】
次に、連続的な螺旋溝を有する対比試験片および周方向の単一スリットを有する対比試験片を併用した、より検出精度の高い渦電流探傷法について説明する。
〔基本的手順〕
まず、図１０を使って実施例４の円筒管のマルチコイル渦電流探傷法のフローチャートを説明する。探傷準備Ｓ１０１では、検査機器対象の確認、管列番のマーキング、探傷器の準備、試験条件の設定等を実施する。探傷準備Ｓ１０１を終えた後、探傷前の校正Ｓ１０２を実施する。ここで、全コイルが所定の探傷器感度、探傷器位相角を有していることを確認できれば、実際の探傷Ｓ１０３を開始する。予定の探傷Ｓ１０３が終了次第、探傷後の校正Ｓ１０４でスリット２１０（図１６）に起因する信号の振幅値や位相角が、所定の値であることを確認する。最後にＳ１０５でマルチコイル２０１（図１３）が検出した信号波形を確認して、信号検出箇所の有無を確認し、評価Ｓ１０６、記録作成Ｓ１０７という手順となる。
〔従来の手順〕
図２０に示すボビンコイル式プローブ等を用いる従来の校正方法では、探傷前の校正Ｓ１０２と探傷後の校正Ｓ１０４の内容が図１０と異なる。探傷前の校正Ｓ１０２において、従来は人工きずとして貫通孔を有する対比試験片を用い、貫通穴を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１１４、貫通穴を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１５を行っていた。また、探傷後の校正Ｓ１０４において、貫通穴を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１６、探傷前後における貫通穴の振幅値、位相角差の確認Ｓ１１７を行っていた。背景技術の欄で述べたように、マルチコイル２０１の各コイル出力は、このような対比試験片に対して原理的に発生しないため、そのまま適用することができない。
〔本発明の手順〕
図１０において、マルチコイル式プローブ３０１（図１３）を使った探傷前の校正Ｓ１０２では、全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を設定するために、人工きずとして螺旋溝２０７（図１４）を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１０８、人工きずとしてスリット２１０（図１６）を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１０９、探傷器感度、探傷器位相角の補正Ｓ１１０および螺旋溝２０７を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１１を実施する。
【００３９】
また、探傷後の校正Ｓ１０４において、対象となる螺旋溝２０７を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１２および探傷前後における螺旋溝２０７の振幅値、位相角差の確認Ｓ１１３を実施する。
〔装置構成〕
実施例４の装置構成について、図１１を用いて説明する。装置はマルチコイル式プローブ３０１、渦電流探傷器３０２、各コイルで検出した信号の振幅値、位相角の計算を行う演算部３０３と演算した信号情報や位置情報を保存するメモリ３０４を含むコンピュータ３０５、コンピュータ３０５の入力部３０６およびモニタ３０７で構成される。
【００４０】
次に、装置の表示画面の一例について、螺旋溝２０７の信号３１１を検出したときの表示を図１２にて説明する。探傷結果の表示は、平面表示（Ｃスコープ表示）３０８、Ｙ振幅チャート３０９、Ｘ振幅チャート３１０から構成される。平面表示３０８は、コイル１〜８まで並べて表示され、平面表示３０８上で指定したカーソル３１２の波形が、随時Ｙ振幅チャート３０９、Ｘ振幅チャート３１０に表示される。また、表示画面上において、校正値の設定ボタン３１３、探傷器感度、探傷器位相角の表示ボタン３１４、振幅値、位相角の表示ボタン３１５等を使って、探傷前後の校正を実施することができる。
【００４１】
円筒管渦電流探傷用のマルチコイル式プローブ３０１の概要を図１３に示す。マルチコイル式プローブ３０１は、マルチコイル２０１、ケーブル２０３、各コイルのリード線とケーブル２０３を直接繋ぐ結線部２０２から構成され、渦電流探傷器３０２と電気的に接続される。また、マルチコイル２０１は、前段、後段の２つのブロック２０１Ａ、２０１Ｂから構成されており、両ブロック２０１Ａ、２０１Ｂは円筒管の内面に沿って各ブロックの不感帯を補完するように、周方向取付け位置がずれた複数の励磁コイル２０４と検出コイル２０５が交互に配置されている。
〔探傷前の校正（Ｓ１０２）〕
実施例４における探傷前の校正Ｓ１０２とその手順について述べる。探傷前の校正Ｓ１０２は、以下の４つの手順により進める。
（１）ステップ１
まず、ステップ１として螺旋溝２０７を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１０８を実施する。この手順は、複数のコイル間における探傷器感度、探傷器位相角のばらつきを押さえることを目的とする。螺旋溝２０７を有した対比試験片２０６の内部へマルチコイル式プローブ３０１を通過させ、各コイルで螺旋溝２０７に起因する信号を取得する。
【００４２】
図１４は、そのときの対比試験片２０６内部における複数の検出コイル２０５のうちの任意のコイル２０８の動きを示している。対象となる人工きずは螺旋溝２０７であり、コイルの進む方向と螺旋溝２０７の進展方向が成す角度は何処でも同じであり、どのコイルも同じ試験条件を有する。全コイルにおいて螺旋溝２０７に起因する信号が検出されるが、各コイル特性の違いにより、振幅値、位相角に多少の違いが出る。したがって、同じ試験条件で検出した信号情報出力が、所定の同一振幅値、同一位相角になるように演算部３０３で補正計算されて、各コイル間における探傷器感度、探傷器位相角のばらつきを押さえることができる。
【００４３】
図１５Ａは、螺旋溝２０７に起因する信号を検出したときの任意のコイル２０８におけるX振幅、Y振幅の一例を示している。上記信号を、例えば図１５Ｂのように振幅値：１．０Ｖ、位相角：９０ｄeｇ等のように所定の振幅値、位相角に設定したときの、各コイルの探傷器感度、探傷器位相角が演算部３０３によって算出され、補正された各コイルの探傷器感度、探傷器位相角が、表１に示す螺旋溝探傷時の各コイルの探傷器感度、探傷器位相角のイメージでモニタ３０７に表示され、各値がメモリ３０４へ保存される。
【００４４】
【表１】
【００４５】
（２）ステップ２
次にステップ２として、外周に軸方向と直交するスリットを設けた円筒状の対比試験片を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１０９を実施する。この手順は、任意のコイルでスリットに起因する信号を取得し、上記手順Ｓ１０８で記録した探傷器感度、探傷器位相角との差を算出する。所定の深さを有するスリット２１０を有した対比試験片２０９の内部へマルチコイル式プローブ３０１を通過させ、スリット２１０に起因する信号を取得する。
【００４６】
図１６は、そのときの対比試験片２０９内部における任意のコイル２０８の動きを示している。その際、複数あるコイルのうち、どのコイルがスリット２１０端部付近を通過して、スリット２１０に起因する信号を取得するのかは予測できない。したがって、探傷結果（探傷波形や平面表示）に基づいて信号を取得した任意のコイル２０８を特定し、その信号を使って、先程と同様に所定の振幅値、位相角に設定する。ここでは、スリット２１０の信号を検出した任意のコイルをコイル３と仮定する。
【００４７】
図１７Ａは、スリット２１０に起因する信号をコイル３で検出したときのX振幅、Y振幅の一例を示している。上記信号を、例えば図１７Ｂのように、振幅値：１．０Ｖ、位相角：９０ｄeｇ等の所定の振幅値、位相角に設定したときの探傷器感度、探傷器位相角が演算部３０３によって算出され、補正されたコイル３の探傷器感度、探傷器位相角が、表２に示すスリット探傷時の各コイルの探傷器感度、探傷器位相角のイメージでモニタ３０７に表示され、各値がメモリ３０４へ保存される。ここで、スリットを有する対比試験片を用いる理由は、対比試験片の周方向に軸方向と直交して設けたスリットを用いると、試験対象物に発生しやすいきずの形状に近く、正確な補正が可能になることによる。なお、スリット２１０の信号を検出した任意のコイルを特定する方法として、スリット２１０に起因する信号の振幅値を所定の値に設定したときの探傷器感度が最小のコイルを、スリット２１０を検出した当該コイルと特定する方法もある。
【００４８】
【表２】
【００４９】
（３）ステップ３
ステップ３として、探傷器感度、探傷器位相角の補正Ｓ１１０を実施する。この手順は、全コイルにおける探傷Ｓ１０３での探傷器感度、探傷器位相角を決定することを目的としている。例えば、手順Ｓ１０８でメモリ３０４に保存したコイル３の探傷器感度（Ａ３）、探傷器位相角（Ｂ３）と、手順Ｓ１０９でメモリ３０４に保存したコイル３の探傷器感度（Ｃ３）、探傷器位相角（Ｄ３）から、コイル３における螺旋溝２０７とスリット２１０を検出したときの探傷器感度の補正値（Δ＝Ｃ３−Ａ３）、探傷器位相角の補正値（δ＝Ｄ３−Ｂ３）を算出することができる。
【００５０】
次に、手順Ｓ１０８でメモリ３０４に保存した全コイルの探傷器感度、探傷器位相角に、上記で求めた補正値を各々のコイルで加算または減算すれば、表３に示す探傷時の探傷器感度、探傷器位相角のイメージのように、探傷時に使用する各コイルの探傷器感度、探傷器位相角を決定することができる。
【００５１】
【表３】
【００５２】
なぜなら、螺旋溝２０７は対比試験片２０６に一様に付与されているため、試験条件は各コイルで同じであり、手順１０９にて代表してコイル３で探傷器感度、探傷器位相角の補正値を求めておけば、他のコイルへの適用が可能だからである。
（４）ステップ４
最後にステップ４として、螺旋溝２０７を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１１を実施する。この手順は、探傷作業の前後で同一探傷条件で探傷を行って、螺旋溝２０７に起因する信号を検出したときの探傷前後における各コイルの信号振幅値、位相角の違いが所定の範囲内に収まっていることを確認するために行う。
【００５３】
先程算出した探傷器感度、探傷器位相で手順Ｓ１０８と同様の探傷を実施し、表４Ａに示す螺旋溝に起因する信号の振幅値、位相角のイメージをモニタ３０７に表示し、螺旋溝２０７に起因する信号の振幅値、位相角をメモリ３０４へ保存する。
【００５４】
【表４】
【００５５】
〔探傷後の補正（Ｓ１０４）〕
最後に、実施例４における、探傷後の校正Ｓ１０４の手順について述べる。まず、螺旋溝２０７を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１２を実施する。探傷Ｓ１０３で使用した探傷器感度、探傷器位相のままで手順Ｓ１０８と同様の探傷を実施し、表４Ｂのようにモニタ３０７に表示された螺旋溝２０７に起因する信号の振幅値、位相角の記録をメモリ３０４へ保存する。
【００５６】
【表５】
【００５７】
次に、探傷前後における螺旋溝２０７の振幅値、位相角差の確認Ｓ１１３として、手順Ｓ１１１とＳ１１２で記録した螺旋溝２０７に起因する信号の振幅値、位相角の記録を使って、表５に示すように、探傷前後の校正での各コイルの振幅値の差、位相角の差を算出し、それらが所定の違い以内に収まっていることを確認する。
【００５８】
【表６】
【００５９】
探傷前の校正Ｓ１０２における実施例１０の探傷器感度、探傷器位相角の設定において、螺旋溝２０７を使った設定と、スリット２１０を使った設定の順序を入れ替えて実施することも可能であり、同等の結果を得ることができる。
【００６０】
実施例４は、上記のようにマルチコイルの各コイル間の探傷器感度、探傷器位相角のばらつきが少ない校正が実現可能となり、信頼性の高い円筒管マルチコイル渦電流探傷が可能となる。
【実施例５】
【００６１】
図１８は、実施例５で用いる対比試験片３１６を示している。対比試験片３１６は、軸方向へ位置をずらして複数の短いスリット３１７が付与されている。また、短いスリット３１７は、すべてを足し合わせると、軸方向から見て円筒管の全周を覆うように設けられている。なお、短いスリット３１７は、円周方向に足し合わせて円筒管の全周を覆っていれば良く、軸方向、円周方向の配置位置は任意である。また、特に螺旋状配置でなくてもよい。
【００６２】
図１９は、実施例５における円筒管マルチコイル渦電流探傷のフローチャートを示している。対比試験片３１６に付与した短いスリット３１７は短く、各コイルで短いスリット３１７に起因する信号を検出できるため、実施例４で必要な螺旋溝２０７を付与した対比試験片２０６が不要になり、１本の対比試験片３１６のみで校正が可能となる。その結果、探傷器感度、探傷器位相角の補正が不要になり、各手順における探傷器感度、探傷器位相角の一時記録がなくなるので、作業効率が向上するという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、原子力発電プラント等の円筒管を有するシステムにおける、マルチコイル渦電流探傷検査に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０、３０５ コンピュータ
１１ 位置制御回路
１２ 巻き取り機
１３ 渦電流探傷器
１４ 渦電流探傷プローブ
１５、３０７ モニタ
２１、２０４ 励磁コイル
２２。２０５ 検出コイル
３１、８１、９１ 対比試験片
３２ スリット
５２ スリットによる検出信号
８２、２０７ 螺旋溝
９２ 左回り螺旋溝
９３ 右回り螺旋溝
Ｓ１０２ 探傷前の校正
Ｓ１０８ 螺旋溝を使った探傷器感度、探傷器位相の設定
Ｓ１０９ スリットを使った探傷器感度、探傷器位相角の設定
Ｓ１１０ 探傷器感度、探傷器位相角の補正
２０６ 螺旋溝を付与した対比試験片
２０８ 任意のコイル
２０９ スリットを付与した対比試験片
２１０ スリット
３０１ マルチコイル式プローブ
３０２ 渦電流探傷器
３０３ 演算部
３０４ メモリ
３１１ 螺旋溝の信号
３１６ 対比試験片（複数の短いスリット）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコイル式プローブを用いる渦電流探傷法、および探傷条件の設定、探傷装置の性能の確認及び点検に用いる対比試験片に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
渦電流探傷法では、探傷条件の設定、探傷装置の性能の確認及び点検に対比試験片を利用する。ＪＩＳ Ｚ２３００によれば、対比試験片とは、「試験装置の性能の確認及び試験条件の調整・確認のために用いる人工きずなどをもつ試験片。人工きずには、角溝、やすり溝およびドリル穴などが規定されている。」と定義されている。対比試験片に使用する人工きずの形状としては、非特許文献１ではドリル穴、円周溝、ヤスリきずやスリットの例が示され、試験対象物に発生しやすいきずの形状に近いものが望ましいとされている。
【０００３】
しかしながら、試験対象物に発生しやすいきずの形状の対比試験片だけでは、探傷条件の設定、探傷装置の性能の確認及び点検に不都合な場合もある。例えば、伝熱管などの管検査でマルチコイル式渦電流探傷法を利用する場合、単一の人工きずを持つ対比試験片に対してプローブを走査する作業がコイル数分だけ必要になり、作業工数が増えて現場での対比試験には不適当である。
【０００４】
軽水型原子力発電所用蒸気発生器伝熱管の供用期間中検査における渦電流探傷試験指針（ＪＥＡＧ４２０８）では、マルチコイル式プローブに対して人工きずとして全周方向のスリットや段差形状（拡管境界）の利用が示されているが、例えば特許文献１のようなマルチコイル式プローブでは、このような対比試験片は、軸方向に各検出コイル出力が同時に出力されてしまうため使用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６３９４６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】（社）日本非破壊検査協会 渦電流探傷試験Ｉ ｐ．ｐ．６９−８３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
伝熱管などの管検査でマルチコイル式渦電流探傷法を利用する場合、従来の対比試験片では探傷条件の設定、探傷装置の性能の確認及び点検に不都合な場合がある。そこで、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検を容易にする、渦電流探傷法における試験方法及び対比試験片を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、マルチコイル式プローブを用いた円筒管の渦電流探傷法において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置した対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をすることを特徴とする。
【０００９】
また、渦電流探傷法において、前記複数の人工きずは、前記対比試験片の全周を覆う様に配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、渦電流探傷法において、前記複数の人工きずは、前記対比試験片外周を螺旋状に覆って配置されたことを特徴とする。
【００１１】
また、渦電流探傷法において、探傷前の校正では、前記対比試験片の全周を覆う人工きずを有する対比試験片を用いて探傷し、各コイルで検出した信号を用いて、全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、渦電流探傷法において、前記人工きずを全周方向及び軸方向に等間隔にずらして配置した対比試験片を用いることを特徴とする。
【００１３】
また、渦電流探傷法において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工した対比試験片を用いて、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をすることを特徴とする。
【００１４】
また、渦電流探傷法において、さらに、外周に軸方向と直交する単一のスリットを設けた対比試験片を併用して、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認、及び点検をすることを特徴とする。
【００１５】
また、渦電流探傷法において、前記螺旋溝を有する対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの探傷器感度及び探傷器位相角を設定し、
前記外周に軸方向と直交する単一のスリットを設けた対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの任意のコイルの探傷器感度及び探傷器位相角を設定し、前記単一のスリットを設けた対比試験片により設定された前記マルチコイル式プローブの探傷器感度及び探傷器位相角により、前記マルチコイル式プローブの全コイルの探傷器感度及び探傷器位相角を補正することを特徴とする。
【００１６】
また、渦電流探傷法において、螺旋溝を付与した対比試験片を探傷し、全コイルにおける螺旋溝に起因する信号の振幅値、位相角を所定の値に合わせ、そのときの全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を記録し、スリットを付与した対比試験片を探傷し、スリットに起因する信号を検出した任意のコイルの振幅値や位相角を所定の値に合わせ、同時にそのときの任意のコイルにおける探傷器感度、探傷器位相角を記録し、上記スリットを付与した対比試験片を探傷して記録した任意のコイルの探傷器感度、探傷器位相角と、前記螺旋溝を付与した対比試験片を探傷して記録した前記任意のコイルと同じコイルの探傷器感度、探傷器位相角の差を補正値とし、その補正値を、前記螺旋溝を付与した対比試験片を探傷して記録した全コイルの探傷器感度、探傷器位相角に加算または減算して、探傷時に使用する探傷器感度、探傷器位相角とすることを特徴とする。（探傷器感度はｄＢ表示とする。）
また、渦電流探傷法において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、右回り螺旋及び左回り螺旋の２つを形成した対比試験片を用いたことを特徴とする。
【００１７】
さらに、渦電流探傷法のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検に用いる対比試験片において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置したことを特徴とする。
【００１８】
さらに、渦電流探傷法に用いる対比試験片において、前記人工きずを周方向及び軸方向に等間隔にずらして配置したことを特徴とする。
【００１９】
さらに、渦電流探傷法のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検に用いる対比試験片において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工したことを特徴とする。
【００２０】
さらに、渦電流探傷法に用いる対比試験片において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、少なくとも左回り螺旋溝及び右回り螺旋溝の２つを形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、マルチコイル式プローブを用いた円筒管の渦電流探傷法において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置した対比試験片を用いて、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をするという構成により、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検を容易にする事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の渦電流探傷システムの構成を表すブロック図
【図２】マルチコイル式プローブの模式図
【図３】本発明の実施例１に係る対比試験片の模式図
【図４】マルチコイル式プローブの探傷条件の設定フロー図
【図５】各コイルでのスリットによる検出信号を示す模式図
【図６】特定コイルの取得検出信号のリサージュ波形図
【図７】各コイルでのスリットによる検出信号の測定グラフ
【図８】本発明の実施例２に係る対比試験片の模式図
【図９】本発明の実施例３に係る対比試験片の模式図
【図１０】本発明の実施例４のマルチコイル渦電流探傷方法を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施例４の装置構成を示すブロック図
【図１２】実施例４の表示画面の一例を示す説明図
【図１３】実施例４のマルチコイル式プローブを示す模式図
【図１４】実施例４の螺旋溝を付与した対比試験片の検出方法を示す模式図
【図１５Ａ】実施例４の螺旋溝を検出したときの信号出力結果を示すグラフ
【図１５Ｂ】実施例４の所定値の信号出力結果を示すグラフ
【図１６】実施例４のスリットを付与した対比試験片の検出方法を示す模式図
【図１７Ａ】実施例４のスリットを検出したときの信号出力結果を示すグラフ
【図１７Ｂ】実施例４の所定値の信号出力結果を示すグラフ
【図１８】本発明の実施例４の複数スリットを有した対比試験片を示す模式図
【図１９】実施例５のマルチコイル渦電流探傷方法を示すフローチャート
【図２０】従来例のマルチコイル渦電流探傷法を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施例を図面について説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は本発明の実施例１に係る渦電流探傷システムのブロック図である。図１において、渦電流探傷システムはマルチコイル式プローブ１４の位置制御系と探傷制御系に大別できる。マルチコイル式プローブ１４の位置制御系は、マルチコイル式プローブ１４を保持した巻き取り機１２と位置制御回路１１とコンピュータ１０で構成される。また、探傷制御系は、マルチコイル式プローブ１４と渦電流探傷器１３で構成される。位置制御系と探傷制御系はコンピュータ１０により制御され、その状態はモニタ１５で観測される。
【００２５】
次に、図１の電気的及び機械的な接続関係について述べる。マルチコイル式プローブ１４は巻き取り機１２に機械的に固定され、巻き取り機１２は位置制御回路１１と電気的に接続されている。位置制御回路１１はコンピュータ１０と接続され、コンピュータ１０はさらにモニタ１５と接続されている。探傷制御系では、マルチコイル式プローブ１４の外部入出力端子は渦電流探傷器１３と接続されている。渦電流探傷器１３はコンピュータ１０と接続され、探傷条件等をモニタ１５で確認できる。
【００２６】
図１の渦電流探傷システムの動作について説明する。全てのシステム制御は、モニタ１５で状態を監視しながらコンピュータ１０で設定条件を変更する。位置制御回路１１において、コンピュータ１０での設定情報（移動距離と移動速度等）が位置制御回路１１に送信され、その情報をもとに巻き取り機１２が作動し、マルチコイル式プローブ１４が目的の位置に移動する。次いで、探傷制御系において、コンピュータ１０から設定情報（送信周波数や電圧等）が渦電流探傷器１３に送信される。
【００２７】
渦電流探傷器１３からマルチコイル式プローブ１４の励磁コイル２１の外部入力端子に交流電圧が印加される。一方、マルチコイル式プローブ１４の検出コイル２２の外部出力端子からの検出信号電圧は渦電流探傷器１３に送られる。渦電流探傷器１３内の出力検出信号はデジタル検出信号としてコンピュータ１０に送信され、モニタ１５で観測される。上記の位置制御系及び探傷制御系の制御は時間的に同時に進行し、各移動位置での検出信号がモニタされる。
【００２８】
図２はマルチコイル式プローブ１４の模式図である。マルチコイル式プローブ１４の全周には、励磁コイル２１と検出コイル２２が樹脂製のコイル台座２６の上に配置され、コイル押さえ２３で各コイルの配置が固定されている。マルチコイル式プローブ１４には、中心軸調整機構２５が設置されて、管内の中心に渦電流探傷センサ１４が位置するように調整される。励磁コイル２１および検出コイル２２の末端は、ケーブル２４Ａのリード線と直接結線され、渦電流探傷器１３と電気的に接続されている。ケーブル２４Ｂには、マルチコイル式プローブ１４と同一構成の、図示しないもう一つのマルチコイル式プローブが接続され、このマルチコイル式プローブもケーブル２４Ｂの内部のリード線と結線され、内部のリード線を介して、渦電流探傷器１３と電気的に接続されている。
【００２９】
本実施例の対比試験片を図３に示す。対比試験片３１には、円筒管表面の周方向に長さを持つ短い複数のスリット３２を周方向及び軸方向に等間隔にずらして全周にわたって螺旋状に配置している。本発明の対比試験片では、周方向及び軸方向に等間隔ずらしてスリット３２を配置したが、周方向及び軸方向の間隔は任意であり、いずれかのスリットが各検出コイルに対応していれば良い。またスリットの個数も変更可能である。
【００３０】
図４はマルチコイル式プローブの探傷条件の設定フロー図を表している。各ステップについて以下に説明する。まず、対比試験片３１にマルチコイル式プローブ１４を挿入する（Ｓ４１）。次に、マルチコイル式プローブ１４により対比試験片３１内部を走査してスリット３２による検出信号を取得する（Ｓ４２）。
【００３１】
図５は各コイルでのスリット３２による検出信号５２の例を模式的に表しており、カーソル５１等でスリットによる検出信号のうち試験に用いる範囲を選択する（Ｓ４３）。
【００３２】
図６は図５の特定コイルにおける取得検出信号のＸ振幅とＹ振幅のリサージュ波形図である。実線６１は現在の探傷条件でのスリットによる検出信号のリサージュ波形を表し、丸印６２は自動調整に用いるスリット検出信号の振幅及び位相の目標設定値を表している（Ｓ４４）。最後に、スリットによる検出信号が点線６３のように振幅と位相の目標設置値となる様にプローブの各検出コイルのゲインと位相を自動調整または手動調整して更新する（Ｓ４５）。
【００３３】
本発明の効果を確認するために、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定を実施した。図７はコイルでのスリットによる検出信号の測定例である。図７の上部はコイル１〜８でスリットに対応した検出信号強度が濃淡のグラフで観測される。例えばコイル３における、目標設定値を振幅１Ｖで位相９０度とした場合の、取得検出信号のＸ振幅とＹ振幅の波形は下側のチャート図のようになる。このようなゲインと位相の調整は全コイルで実施され、マルチコイル式プローブのゲインと位相を容易に設定できる。
【００３４】
また、設定した前記設定ゲインと位相により、再度対比試験片を走査して検出信号を確認することで探傷装置の性能の確認及び点検を行う。
【実施例２】
【００３５】
図８は本発明の実施例２に係る対比試験片の模式図である。対比試験片８１は単一の円筒管の全周に一定の幅と深さを持つ連続的な螺旋溝８２が等間隔の軸方向ピッチで加工されている。螺旋溝８２は、実施例１におけるスリットの間隔を無限に短縮したものととらえることもでき、実質的に同一と見なせる。
【００３６】
螺旋溝８２は等ピッチで加工されているため、各検出コイルに対する人工きず密度等の条件を揃える事ができる。螺旋溝８２の幅や深さは任意であり、複数回の巻き数で加工することができる。実施例１の図４のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定フローを利用して、本実施例の対比試験片も実施例１と同様に用いることができる。
【実施例３】
【００３７】
図９は本発明の実施例３に係る対比試験片の模式図である。対比試験片９１は単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、左回り螺旋溝９２及び右回り螺旋溝９３の２つを形成している。螺旋溝の幅や深さは任意であり、複数回の巻き数を与えることができる。このように設定することで、各コイルの検出コイル出力は正負に分布した出力としてチェック可能となる。実施例１の図４のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定フローを利用して、本発明の対比試験片で実施形態１と同様に用いることができる。
【実施例４】
【００３８】
次に、連続的な螺旋溝を有する対比試験片および周方向の単一スリットを有する対比試験片を併用した、より検出精度の高い渦電流探傷法について説明する。
〔基本的手順〕
まず、図１０を使って実施例４の円筒管のマルチコイル渦電流探傷法のフローチャートを説明する。探傷準備Ｓ１０１では、検査機器対象の確認、管列番のマーキング、探傷器の準備、試験条件の設定等を実施する。探傷準備Ｓ１０１を終えた後、探傷前の校正Ｓ１０２を実施する。ここで、全コイルが所定の探傷器感度、探傷器位相角を有していることを確認できれば、実際の探傷Ｓ１０３を開始する。予定の探傷Ｓ１０３が終了次第、探傷後の校正Ｓ１０４でスリット２１０（図１６）に起因する信号の振幅値や位相角が、所定の値であることを確認する。最後にＳ１０５でマルチコイル２０１（図１３）が検出した信号波形を確認して、信号検出箇所の有無を確認し、評価Ｓ１０６、記録作成Ｓ１０７という手順となる。
〔従来の手順〕
図２０に示すボビンコイル式プローブ等を用いる従来の校正方法では、探傷前の校正Ｓ１０２と探傷後の校正Ｓ１０４の内容が図１０と異なる。探傷前の校正Ｓ１０２において、従来は人工きずとして貫通孔を有する対比試験片を用い、貫通穴を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１１４、貫通穴を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１５を行っていた。また、探傷後の校正Ｓ１０４において、貫通穴を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１６、探傷前後における貫通穴の振幅値、位相角差の確認Ｓ１１７を行っていた。背景技術の欄で述べたように、マルチコイル２０１の各コイル出力は、このような対比試験片に対して原理的に発生しないため、そのまま適用することができない。
〔本発明の手順〕
図１０において、マルチコイル式プローブ３０１（図１３）を使った探傷前の校正Ｓ１０２では、全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を設定するために、人工きずとして螺旋溝２０７（図１４）を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１０８、人工きずとしてスリット２１０（図１６）を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１０９、探傷器感度、探傷器位相角の補正Ｓ１１０および螺旋溝２０７を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１１を実施する。
【００３９】
また、探傷後の校正Ｓ１０４において、対象となる螺旋溝２０７を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１２および探傷前後における螺旋溝２０７の振幅値、位相角差の確認Ｓ１１３を実施する。
〔装置構成〕
実施例４の装置構成について、図１１を用いて説明する。装置はマルチコイル式プローブ３０１、渦電流探傷器３０２、各コイルで検出した信号の振幅値、位相角の計算を行う演算部３０３と演算した信号情報や位置情報を保存するメモリ３０４を含むコンピュータ３０５、コンピュータ３０５の入力部３０６およびモニタ３０７で構成される。
【００４０】
次に、装置の表示画面の一例について、螺旋溝２０７の信号３１１を検出したときの表示を図１２にて説明する。探傷結果の表示は、平面表示（Ｃスコープ表示）３０８、Ｙ振幅チャート３０９、Ｘ振幅チャート３１０から構成される。平面表示３０８は、コイル１〜８まで並べて表示され、平面表示３０８上で指定したカーソル３１２の波形が、随時Ｙ振幅チャート３０９、Ｘ振幅チャート３１０に表示される。また、表示画面上において、校正値の設定ボタン３１３、探傷器感度、探傷器位相角の表示ボタン３１４、振幅値、位相角の表示ボタン３１５等を使って、探傷前後の校正を実施することができる。
【００４１】
円筒管渦電流探傷用のマルチコイル式プローブ３０１の概要を図１３に示す。マルチコイル式プローブ３０１は、マルチコイル２０１、ケーブル２０３、各コイルのリード線とケーブル２０３を直接繋ぐ結線部２０２から構成され、渦電流探傷器３０２と電気的に接続される。また、マルチコイル２０１は、前段、後段の２つのブロック２０１Ａ、２０１Ｂから構成されており、両ブロック２０１Ａ、２０１Ｂは円筒管の内面に沿って各ブロックの不感帯を補完するように、周方向取付け位置がずれた複数の励磁コイル２０４と検出コイル２０５が交互に配置されている。
〔探傷前の校正（Ｓ１０２）〕
実施例４における探傷前の校正Ｓ１０２とその手順について述べる。探傷前の校正Ｓ１０２は、以下の４つの手順により進める。
（１）ステップ１
まず、ステップ１として螺旋溝２０７を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１０８を実施する。この手順は、複数のコイル間における探傷器感度、探傷器位相角のばらつきを押さえることを目的とする。螺旋溝２０７を有した対比試験片２０６の内部へマルチコイル式プローブ３０１を通過させ、各コイルで螺旋溝２０７に起因する信号を取得する。
【００４２】
図１４は、そのときの対比試験片２０６内部における複数の検出コイル２０５のうちの任意のコイル２０８の動きを示している。対象となる人工きずは螺旋溝２０７であり、コイルの進む方向と螺旋溝２０７の進展方向が成す角度は何処でも同じであり、どのコイルも同じ試験条件を有する。全コイルにおいて螺旋溝２０７に起因する信号が検出されるが、各コイル特性の違いにより、振幅値、位相角に多少の違いが出る。したがって、同じ試験条件で検出した信号情報出力が、所定の同一振幅値、同一位相角になるように演算部３０３で補正計算されて、各コイル間における探傷器感度、探傷器位相角のばらつきを押さえることができる。
【００４３】
図１５Ａは、螺旋溝２０７に起因する信号を検出したときの任意のコイル２０８におけるX振幅、Y振幅の一例を示している。上記信号を、例えば図１５Ｂのように振幅値：１．０Ｖ、位相角：９０ｄeｇ等のように所定の振幅値、位相角に設定したときの、各コイルの探傷器感度、探傷器位相角が演算部３０３によって算出され、補正された各コイルの探傷器感度、探傷器位相角が、表１に示す螺旋溝探傷時の各コイルの探傷器感度、探傷器位相角のイメージでモニタ３０７に表示され、各値がメモリ３０４へ保存される。
【００４４】
【表１】
【００４５】
（２）ステップ２
次にステップ２として、外周に軸方向と直交するスリットを設けた円筒状の対比試験片を使った探傷器感度、探傷器位相角の設定Ｓ１０９を実施する。この手順は、任意のコイルでスリットに起因する信号を取得し、上記手順Ｓ１０８で記録した探傷器感度、探傷器位相角との差を算出する。所定の深さを有するスリット２１０を有した対比試験片２０９の内部へマルチコイル式プローブ３０１を通過させ、スリット２１０に起因する信号を取得する。
【００４６】
図１６は、そのときの対比試験片２０９内部における任意のコイル２０８の動きを示している。その際、複数あるコイルのうち、どのコイルがスリット２１０端部付近を通過して、スリット２１０に起因する信号を取得するのかは予測できない。したがって、探傷結果（探傷波形や平面表示）に基づいて信号を取得した任意のコイル２０８を特定し、その信号を使って、先程と同様に所定の振幅値、位相角に設定する。ここでは、スリット２１０の信号を検出した任意のコイルをコイル３と仮定する。
【００４７】
図１７Ａは、スリット２１０に起因する信号をコイル３で検出したときのX振幅、Y振幅の一例を示している。上記信号を、例えば図１７Ｂのように、振幅値：１．０Ｖ、位相角：９０ｄeｇ等の所定の振幅値、位相角に設定したときの探傷器感度、探傷器位相角が演算部３０３によって算出され、補正されたコイル３の探傷器感度、探傷器位相角が、表２に示すスリット探傷時の各コイルの探傷器感度、探傷器位相角のイメージでモニタ３０７に表示され、各値がメモリ３０４へ保存される。ここで、スリットを有する対比試験片を用いる理由は、対比試験片の周方向に軸方向と直交して設けたスリットを用いると、試験対象物に発生しやすいきずの形状に近く、正確な補正が可能になることによる。なお、スリット２１０の信号を検出した任意のコイルを特定する方法として、スリット２１０に起因する信号の振幅値を所定の値に設定したときの探傷器感度が最小のコイルを、スリット２１０を検出した当該コイルと特定する方法もある。
【００４８】
【表２】
【００４９】
（３）ステップ３
ステップ３として、探傷器感度、探傷器位相角の補正Ｓ１１０を実施する。この手順は、全コイルにおける探傷Ｓ１０３での探傷器感度、探傷器位相角を決定することを目的としている。例えば、手順Ｓ１０８でメモリ３０４に保存したコイル３の探傷器感度（Ａ３）、探傷器位相角（Ｂ３）と、手順Ｓ１０９でメモリ３０４に保存したコイル３の探傷器感度（Ｃ３）、探傷器位相角（Ｄ３）から、コイル３における螺旋溝２０７とスリット２１０を検出したときの探傷器感度の補正値（Δ＝Ｃ３−Ａ３）、探傷器位相角の補正値（δ＝Ｄ３−Ｂ３）を算出することができる。
【００５０】
次に、手順Ｓ１０８でメモリ３０４に保存した全コイルの探傷器感度、探傷器位相角に、上記で求めた補正値を各々のコイルで加算または減算すれば、表３に示す探傷時の探傷器感度、探傷器位相角のイメージのように、探傷時に使用する各コイルの探傷器感度、探傷器位相角を決定することができる。
【００５１】
【表３】
【００５２】
なぜなら、螺旋溝２０７は対比試験片２０６に一様に付与されているため、試験条件は各コイルで同じであり、手順１０９にて代表してコイル３で探傷器感度、探傷器位相角の補正値を求めておけば、他のコイルへの適用が可能だからである。
（４）ステップ４
最後にステップ４として、螺旋溝２０７を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１１を実施する。この手順は、探傷作業の前後で同一探傷条件で探傷を行って、螺旋溝２０７に起因する信号を検出したときの探傷前後における各コイルの信号振幅値、位相角の違いが所定の範囲内に収まっていることを確認するために行う。
【００５３】
先程算出した探傷器感度、探傷器位相で手順Ｓ１０８と同様の探傷を実施し、表４Ａに示す螺旋溝に起因する信号の振幅値、位相角のイメージをモニタ３０７に表示し、螺旋溝２０７に起因する信号の振幅値、位相角をメモリ３０４へ保存する。
【００５４】
【表４】
【００５５】
〔探傷後の補正（Ｓ１０４）〕
最後に、実施例４における、探傷後の校正Ｓ１０４の手順について述べる。まず、螺旋溝２０７を検出したときの振幅値、位相角の記録Ｓ１１２を実施する。探傷Ｓ１０３で使用した探傷器感度、探傷器位相のままで手順Ｓ１０８と同様の探傷を実施し、表４Ｂのようにモニタ３０７に表示された螺旋溝２０７に起因する信号の振幅値、位相角の記録をメモリ３０４へ保存する。
【００５６】
【表５】
【００５７】
次に、探傷前後における螺旋溝２０７の振幅値、位相角差の確認Ｓ１１３として、手順Ｓ１１１とＳ１１２で記録した螺旋溝２０７に起因する信号の振幅値、位相角の記録を使って、表５に示すように、探傷前後の校正での各コイルの振幅値の差、位相角の差を算出し、それらが所定の違い以内に収まっていることを確認する。
【００５８】
【表６】
【００５９】
探傷前の校正Ｓ１０２における実施例１０の探傷器感度、探傷器位相角の設定において、螺旋溝２０７を使った設定と、スリット２１０を使った設定の順序を入れ替えて実施することも可能であり、同等の結果を得ることができる。
【００６０】
実施例４は、上記のようにマルチコイルの各コイル間の探傷器感度、探傷器位相角のばらつきが少ない校正が実現可能となり、信頼性の高い円筒管マルチコイル渦電流探傷が可能となる。
【実施例５】
【００６１】
図１８は、実施例５で用いる対比試験片３１６を示している。対比試験片３１６は、軸方向へ位置をずらして複数の短いスリット３１７が付与されている。また、短いスリット３１７は、すべてを足し合わせると、軸方向から見て円筒管の全周を覆うように設けられている。なお、短いスリット３１７は、円周方向に足し合わせて円筒管の全周を覆っていれば良く、軸方向、円周方向の配置位置は任意である。また、特に螺旋状配置でなくてもよい。
【００６２】
図１９は、実施例５における円筒管マルチコイル渦電流探傷のフローチャートを示している。対比試験片３１６に付与した短いスリット３１７は短く、各コイルで短いスリット３１７に起因する信号を検出できるため、実施例４で必要な螺旋溝２０７を付与した対比試験片２０６が不要になり、１本の対比試験片３１６のみで校正が可能となる。その結果、探傷器感度、探傷器位相角の補正が不要になり、各手順における探傷器感度、探傷器位相角の一時記録がなくなるので、作業効率が向上するという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、原子力発電プラント等の円筒管を有するシステムにおける、マルチコイル渦電流探傷検査に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０、３０５ コンピュータ
１１ 位置制御回路
１２ 巻き取り機
１３ 渦電流探傷器
１４ 渦電流探傷プローブ
１５、３０７ モニタ
２１、２０４ 励磁コイル
２２。２０５ 検出コイル
３１、８１、９１ 対比試験片
３２ スリット
５２ スリットによる検出信号
８２、２０７ 螺旋溝
９２ 左回り螺旋溝
９３ 右回り螺旋溝
Ｓ１０２ 探傷前の校正
Ｓ１０８ 螺旋溝を使った探傷器感度、探傷器位相の設定
Ｓ１０９ スリットを使った探傷器感度、探傷器位相角の設定
Ｓ１１０ 探傷器感度、探傷器位相角の補正
２０６ 螺旋溝を付与した対比試験片
２０８ 任意のコイル
２０９ スリットを付与した対比試験片
２１０ スリット
３０１ マルチコイル式プローブ
３０２ 渦電流探傷器
３０３ 演算部
３０４ メモリ
３１１ 螺旋溝の信号
３１６ 対比試験片（複数の短いスリット）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチコイル式プローブを用いた円筒管の渦電流探傷法において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置した対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をすることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項２】
請求項１に記載された渦電流探傷法において、前記複数の人工きずは、前記対比試験片の全周を覆う様に配置したことを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項３】
請求項１または２に記載された渦電流探傷法において、前記複数の人工きずは、前記対比試験片外周を螺旋状に覆って配置されたことを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項４】
請求項２または３に記載された渦電流探傷法において、探傷前の校正では、前記対比試験片の全周を覆う人工きずを有する対比試験片を用いて探傷し、各コイルで検出した信号を用いて、全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を算出することを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項５】
請求項１の渦電流探傷法において、前記人工きずを全周方向及び軸方向に等間隔にずらして配置した対比試験片を用いることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項６】
マルチコイル式プローブを用いた円筒管の渦電流探傷法において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工した対比試験片を用いて、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をすることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項７】
請求項６に記載された渦電流探傷法において、さらに、外周に軸方向と直交する単一のスリットを設けた対比試験片を併用して、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認、及び点検をすることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項８】
請求項７に記載された渦電流探傷法において、
前記螺旋溝を有する対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの探傷器感度及び探傷器位相角を設定し、
前記外周に軸方向と直交する単一のスリットを設けた対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの任意のコイルの探傷器感度及び探傷器位相角を設定し、
前記単一のスリットを設けた対比試験片により設定された前記マルチコイル式プローブの探傷器感度及び探傷器位相角により、前記マルチコイル式プローブの全コイルの探傷器感度及び探傷器位相角を補正することを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項９】
請求項７に記載された渦電流探傷法において、
螺旋溝を付与した対比試験片を探傷し、全コイルにおける螺旋溝に起因する信号の振幅値、位相角を所定の値に合わせ、そのときの全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を記録し、
スリットを付与した対比試験片を探傷し、スリットに起因する信号を検出した任意のコイルの振幅値や位相角を所定の値に合わせ、同時にそのときの任意のコイルにおける探傷器感度、探傷器位相角を記録し、
上記スリットを付与した対比試験片を探傷して記録した任意のコイルの探傷器感度、探傷器位相角と、前記螺旋溝を付与した対比試験片を探傷して記録した前記任意のコイルと同じコイルの探傷器感度、探傷器位相角の差を補正値とし、その補正値を、前記螺旋溝を付与した対比試験片を探傷して記録した全コイルの探傷器感度、探傷器位相角に加算または減算して、探傷時に使用する探傷器感度、探傷器位相角とすることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項１０】
請求項６の渦電流探傷法において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、右回り螺旋及び左回り螺旋の２つを形成した対比試験片を用いたことを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項１１】
渦電流探傷法のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検に用いる対比試験片において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置したことを特徴とする渦電流探傷法に用いる対比試験片。
【請求項１２】
請求項１１の渦電流探傷法に用いる対比試験片において、前記人工きずを周方向及び軸方向に等間隔にずらして配置したことを特徴とする渦電流探傷法に用いる対比試験片。
【請求項１３】
渦電流探傷法のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検に用いる対比試験片において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工したことを特徴とする渦電流探傷法に用いる対比試験片。
【請求項１４】
請求項１３の渦電流探傷法に用いる対比試験片において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、少なくとも左回り螺旋溝及び右回り螺旋溝の２つを形成したことを特徴とする渦電流探傷法に用いる対比試験片。
【請求項１】
マルチコイル式プローブを用いた円筒管の渦電流探傷法において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置した対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をすることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項２】
請求項１に記載された渦電流探傷法において、前記複数の人工きずは、前記対比試験片の全周を覆う様に配置したことを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項３】
請求項１または２に記載された渦電流探傷法において、前記複数の人工きずは、前記対比試験片外周を螺旋状に覆って配置されたことを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項４】
請求項２または３に記載された渦電流探傷法において、探傷前の校正では、前記対比試験片の全周を覆う人工きずを有する対比試験片を用いて探傷し、各コイルで検出した信号を用いて、全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を算出することを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項５】
請求項１の渦電流探傷法において、前記人工きずを全周方向及び軸方向に等間隔にずらして配置した対比試験片を用いることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項６】
マルチコイル式プローブを用いた円筒管の渦電流探傷法において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工した対比試験片を用いて、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検をすることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項７】
請求項６に記載された渦電流探傷法において、さらに、外周に軸方向と直交する単一のスリットを設けた対比試験片を併用して、マルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認、及び点検をすることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項８】
請求項７に記載された渦電流探傷法において、
前記螺旋溝を有する対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの探傷器感度及び探傷器位相角を設定し、
前記外周に軸方向と直交する単一のスリットを設けた対比試験片を用いてマルチコイル式プローブの任意のコイルの探傷器感度及び探傷器位相角を設定し、
前記単一のスリットを設けた対比試験片により設定された前記マルチコイル式プローブの探傷器感度及び探傷器位相角により、前記マルチコイル式プローブの全コイルの探傷器感度及び探傷器位相角を補正することを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項９】
請求項７に記載された渦電流探傷法において、
螺旋溝を付与した対比試験片を探傷し、全コイルにおける螺旋溝に起因する信号の振幅値、位相角を所定の値に合わせ、そのときの全コイルの探傷器感度、探傷器位相角を記録し、
スリットを付与した対比試験片を探傷し、スリットに起因する信号を検出した任意のコイルの振幅値や位相角を所定の値に合わせ、同時にそのときの任意のコイルにおける探傷器感度、探傷器位相角を記録し、
上記スリットを付与した対比試験片を探傷して記録した任意のコイルの探傷器感度、探傷器位相角と、前記螺旋溝を付与した対比試験片を探傷して記録した前記任意のコイルと同じコイルの探傷器感度、探傷器位相角の差を補正値とし、その補正値を、前記螺旋溝を付与した対比試験片を探傷して記録した全コイルの探傷器感度、探傷器位相角に加算または減算して、探傷時に使用する探傷器感度、探傷器位相角とすることを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項１０】
請求項６の渦電流探傷法において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、右回り螺旋及び左回り螺旋の２つを形成した対比試験片を用いたことを特徴とする渦電流探傷法。
【請求項１１】
渦電流探傷法のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検に用いる対比試験片において、単一の円筒管に複数個の同一形状の人工きずを全周方向及び軸方向にずらして配置したことを特徴とする渦電流探傷法に用いる対比試験片。
【請求項１２】
請求項１１の渦電流探傷法に用いる対比試験片において、前記人工きずを周方向及び軸方向に等間隔にずらして配置したことを特徴とする渦電流探傷法に用いる対比試験片。
【請求項１３】
渦電流探傷法のマルチコイル式プローブの探傷条件の設定、探傷装置の性能確認及び点検に用いる対比試験片において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工したことを特徴とする渦電流探傷法に用いる対比試験片。
【請求項１４】
請求項１３の渦電流探傷法に用いる対比試験片において、単一の円筒管に一定の幅と深さを持つ連続的な溝を、人工きずとして等間隔の軸方向ピッチで螺旋状に加工し、少なくとも左回り螺旋溝及び右回り螺旋溝の２つを形成したことを特徴とする渦電流探傷法に用いる対比試験片。
【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１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−７５５４０（Ｐ２０１１−７５５４０Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２２６５６（Ｐ２０１０−１２２６５６）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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