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JP2005345157A - Crack depth inspection method of metallic material - Google Patents

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JP2005345157A
JP2005345157A JP2004162480A JP2004162480A JP2005345157A JP 2005345157 A JP2005345157 A JP 2005345157A JP 2004162480 A JP2004162480 A JP 2004162480A JP 2004162480 A JP2004162480 A JP 2004162480A JP 2005345157 A JP2005345157 A JP 2005345157A
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metal material
crack
crack depth
signal
virtual
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Application number
JP2004162480A
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Japanese (ja)
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Ichiro Furumura
一朗 古村
Taiji Hirasawa
泰治 平澤
Satoshi Nagai
敏 長井
Takahiro Kubo
貴博 久保
Katsuhiko Naruse
克彦 成瀬
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To evaluate the lift amount of a coil without manufacturing a test piece by utilizing an electromagnetic analysis device, and to obtain a material constant directly from the testing material to dealing with the time sequential change of the metallic material or the material difference adjacent to a crack. <P>SOLUTION: Magnetic flux is generated (S1), the eddy current is introduced and the disturbance of eddy current caused by the existence of the crack is detected and measured (S2) as the actual measurement signal, and stored in the computer (S3). The magnetic material constant data base and the virtual crack depth are inputted (S4), and the virtual crack depth signal is calculated (S5) corresponding to the virtual crack depth by performing the electromagnetic analysis from the material constant. Then, the signal level of the actual measurement signal and that of the virtual crack depth are compared (S6), and determined whether the signal level of the former and that of the latter are coincident (S7) or not. If it is No, only the virtual crack depth is changed (S4), and if it is Yes in S7, the virtual crack depth signal used at the time of the calculation of the electromagnetic analysis is made the crack depth to be obtained (S8) and finalized. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は機器・プラント等に使用される金属材料の健全性や寿命評価のための技術に係り、特に金属材料表面の形状に依存せず、検査精度のよい金属材料のき裂深さ検査方法に関する。   The present invention relates to a technique for evaluating the soundness and life of a metal material used in equipment, plants, etc., and in particular, a method for inspecting the crack depth of a metal material with high inspection accuracy without depending on the shape of the surface of the metal material. About.

金属構造部材の定期点検において、直接の目視やCCDカメラ等による間接目視、あるいは液体浸透探傷試験などによってき裂の存在が確認された場合、構造物の強度や運転状態におけるき裂の進展の予測、ひいては当該構造物の残余寿命等を評価することが必要となる。このためには検出されたき裂の深さを正確に計測・評価(検査)することが不可欠となる。   In the periodic inspection of metal structural members, if the presence of a crack is confirmed by direct visual inspection, indirect visual inspection with a CCD camera, etc., or by a liquid penetration test, etc., prediction of crack growth in the strength of the structure and operating conditions Therefore, it is necessary to evaluate the remaining life of the structure. For this purpose, it is essential to accurately measure and evaluate (inspect) the depth of the detected crack.

金属材料のき裂の検査に関しては、従来は主として超音波探傷による検査が行われていたが、従来の超音波探傷法は、き裂が探傷面と反対側(裏側)に存在する場合は有効であるが、き裂が表面側に存在する場合は、金属材料表面に外部磁場を印加し、き裂の有無による実測信号の変化を得る渦流探傷法および漏洩磁束探傷法が有効である。   Conventionally, inspection of metal materials for cracks has been performed mainly by ultrasonic flaw detection, but the conventional ultrasonic flaw detection method is effective when the crack is on the opposite side (back side) of the flaw detection surface. However, when a crack exists on the surface side, an eddy current flaw detection method and a leakage magnetic flux flaw detection method are effective in which an external magnetic field is applied to the surface of the metal material to obtain a change in an actual measurement signal depending on the presence or absence of the crack.

金属材料のき裂の情報を得る方法として、金属材料の中でも非磁性金属材料で構成される場合は渦流探傷法が適用される一方、磁性金属材料の場合は漏洩磁束探傷法が適用される。   As a method for obtaining information on cracks in the metal material, the eddy current flaw detection method is applied when the metal material is made of a nonmagnetic metal material, while the leakage magnetic flux flaw detection method is applied when the magnetic metal material is used.

非磁性金属材料の場合、この非磁性金属材料表面に外部磁場を印加させた場合に発生する漏洩磁束は微小であるから、低いS/N比の情報しか得られないので、漏洩磁束探傷法は適していない。   In the case of a nonmagnetic metal material, the leakage magnetic flux generated when an external magnetic field is applied to the surface of the nonmagnetic metal material is very small. Therefore, only information on a low S / N ratio can be obtained. Not suitable.

一方、強磁性金属材料の場合、磁場印加による透磁率が著しく高いため、透磁率の場所的な変動による出力電圧の変動や、磁場による磁化過程における内部磁化のステップ上の変化のために、渦流探傷法は適していない。   On the other hand, in the case of a ferromagnetic metal material, the magnetic permeability due to the application of a magnetic field is remarkably high, so eddy currents occur due to output voltage fluctuations due to local fluctuations in the magnetic permeability and changes in the internal magnetization step due to the magnetic field. The flaw detection method is not suitable.

渦流探傷法は、例えば、金属表面に磁場を印加させ、この磁場により金属材料表層部に渦電流の乱れを誘起させ、これらをインピーダンスとして検出することによって、金属材料表面に発生するき裂を発見する方法である。この過流探傷法を用いた装置により、金属材料表面のき裂の有無を判断することができる(例えば、「特許文献1」参照)。   In the eddy current flaw detection method, for example, a magnetic field is applied to the metal surface, turbulence of the eddy current is induced on the surface of the metal material by this magnetic field, and these are detected as impedance, thereby detecting a crack generated on the surface of the metal material. It is a method to do. The presence or absence of a crack on the surface of the metal material can be determined by an apparatus using this overflow flaw detection method (see, for example, “Patent Document 1”).

さらに、渦流探傷法および漏洩磁束探傷法において金属材料のき裂の深さを知りたい場合、対比試験片(試験片)に人工的に作製するき裂(人工き裂)を設け、人工き裂深さと実測信号の大きさとの関係の校正曲線を作成し、評価すべき金属材料を探傷して得られる出力信号を人工き裂で作成した校正曲線に照らし合わせて、実際の金属材料のき裂深さを検査している。   In addition, if you want to know the depth of cracks in metallic materials in the eddy current testing method and the magnetic flux leakage testing method, artificially created cracks (artificial cracks) are provided on the contrast specimen (test specimen). Create a calibration curve of the relationship between the depth and the magnitude of the measured signal, and compare the output signal obtained by flaw detection of the metal material to be evaluated with the calibration curve created by the artificial crack, and check the actual metal material crack. The depth is inspected.

また、種々の被検査材(金属材料)における特有の材料定数(導電率・透磁率)、検査体の特性や印加する磁場の大きさ、被検査材と検査体との位置関係(浮き上がり量等)、さらに、き裂深さをパラメータとする入力成分を用いて電磁気解析を行う電磁気解析装置がある。この電磁気解析装置により、出力成分としてインピーダンスおよび出力電圧(仮想信号)を得ることができる。   In addition, specific material constants (conductivity / permeability) of various materials to be inspected (metal materials), the characteristics of the test object, the magnitude of the magnetic field to be applied, and the positional relationship between the test material and the test object (lifting amount, etc.) In addition, there is an electromagnetic analysis apparatus that performs electromagnetic analysis using an input component having a crack depth as a parameter. With this electromagnetic analysis apparatus, impedance and output voltage (virtual signal) can be obtained as output components.

電磁気解析法を用いる電磁気解析装置の代表例として株式会社CRCソリューションズの商品名MAGNA−FIMがある。   A representative example of an electromagnetic analysis apparatus using an electromagnetic analysis method is a trade name MAGNA-FIM of CRC Solutions Co., Ltd.

また、構造物における溶接部は、機械加工やグラインダ仕上げで表面を平坦に加工される場合もあるが、実際は製作コスト低減等の目的で溶接の余盛を残したまま使用される場合も多い。   Further, the welded portion in the structure may be machined or grinded to make the surface flat, but in reality, it is often used with a surplus of welding left for the purpose of reducing manufacturing costs.

最後に、実際に金属材料にき裂が発生し易い場所は溶接部近傍が多く、この溶接部近傍では材質の異なる材料が混在している状態である。この状態の金属表面から外部磁場を印加し、金属表層面に誘起される渦電流・漏洩磁束の乱れを実測信号として得る場合は、材質の異なる材料分の誤差を承知している。   Finally, there are many places where the metal material is prone to crack in the vicinity of the welded portion, and different materials are mixed in the vicinity of the welded portion. When an external magnetic field is applied from the metal surface in this state and turbulence of the eddy current / leakage magnetic flux induced on the surface of the metal is obtained as an actual measurement signal, an error corresponding to different materials is known.

あるいは、時系列変化により、金属材料表面(空気面)の腐食等による材料特性の変化がある場合に関しても、誤差を承知している。
特開2001−349875号公報
Alternatively, even when there is a change in material characteristics due to corrosion of the metal material surface (air surface) due to a time series change, the error is known.
JP 2001-349875 A

従来の超音波探傷法は、き裂が探傷面と反対側(裏側)に存在する場合は有効であるが、探傷面側からき裂が発生する場合のき裂深さの検査は、表面における不感帯の存在が検査精度を悪化させるという問題点や、構造物の形状によっては超音波探傷の探触子走査が行えない場合があるという問題がある。   The conventional ultrasonic flaw detection method is effective when a crack exists on the opposite side (back side) of the flaw detection surface, but the crack depth inspection when a crack occurs from the flaw detection surface side is a dead zone on the surface. There is a problem that the inspection accuracy deteriorates due to the presence of the probe, and there is a problem that the probe scanning of the ultrasonic flaw detection may not be performed depending on the shape of the structure.

従来の渦流探傷法を用いた装置のように、検出用コイルで検出される実測信号の変化を計測するのみの場合であると、金属材料に発生するき裂の有無は判断できても、き裂深さについては検査できない。   As in the case of a device using a conventional eddy current flaw detection method, if only the change in the actual measurement signal detected by the detection coil is measured, the presence or absence of a crack generated in the metal material can be determined. The crack depth cannot be inspected.

また、渦流探傷法、漏洩磁束探傷法によってき裂深さを検査する場合、金属材料と同じ材料で構成される試験片に、種々の深さの人工き裂を設けられた対比試験片を多種類、金属種類毎にそれぞれ製作する必要があり、この試験片の製作誤差による校正曲線の信頼性が低下し、金属材料のき裂深さの検査精度が悪化する。   When the crack depth is inspected by the eddy current flaw detection method or the leakage magnetic flux flaw detection method, a number of comparison test pieces provided with artificial cracks of various depths are provided on the test piece made of the same material as the metal material. It is necessary to manufacture each type and metal type, and the reliability of the calibration curve due to the manufacturing error of the test piece is lowered, and the inspection accuracy of the crack depth of the metal material is deteriorated.

人工き裂は、EDMノッチ等の機械加工で設けられるが、自然に発生するき裂(自然き裂)の幅と比較して、10倍から100倍程度の大きな幅のき裂の試験片しか製作できない。この人工き裂の幅と自然き裂の幅との大きな差の影響により校正曲線の信頼性が低下し、評価すべき金属材料の自然き裂深さの検査精度が悪化する。   An artificial crack is provided by machining such as an EDM notch, but only a specimen with a crack that is 10 to 100 times larger than the width of a naturally occurring crack (natural crack). I can't make it. The reliability of the calibration curve decreases due to the large difference between the width of the artificial crack and the width of the natural crack, and the inspection accuracy of the natural crack depth of the metal material to be evaluated deteriorates.

また、金属材料表面に溶接部の余盛が残されると、溶接部の止端部近傍のき裂深さの検査において、テストコイルがき裂表面に密着しないため、き裂表面からのテストコイルの浮き上がり量(リフトオフ)分の検出誤差が生じる。この浮き上がり量が大きければ大きい程、実測信号の信頼性が低下し、金属材料のき裂深さの検査精度が悪化する。   In addition, if the welded portion is left on the metal material surface, the test coil does not adhere to the crack surface in the inspection of the crack depth near the toe of the welded portion. A detection error corresponding to the amount of lift (lift-off) occurs. The greater the amount of lift, the lower the reliability of the measured signal and the worse the inspection accuracy of the crack depth of the metal material.

最後に、溶接部近傍のように材質の異なる材料が混在していると、き裂表面から外部磁場を印加した時に誘起される渦電流・漏洩磁束の乱れを検出する実測信号の信頼性が低下し、金属材料のき裂深さの検査精度が悪化する。   Finally, if different materials are mixed, such as in the vicinity of the weld, the reliability of the measured signal that detects turbulence in eddy current and leakage flux induced when an external magnetic field is applied from the crack surface is reduced. In addition, the inspection accuracy of the crack depth of the metal material deteriorates.

あるいは、時系列変化により、金属材料表面(空気接触面)の腐食等による材料特性の変化に対しても、き裂表面から外部磁場を印加した時に誘起される渦電流・漏洩磁束の乱れを検出する実測信号の信頼性が低下し、金属材料のき裂深さの検査精度が悪化する。   Alternatively, turbulence of eddy current and leakage magnetic flux induced when an external magnetic field is applied from the crack surface is detected even with changes in material properties due to corrosion of the metal material surface (air contact surface), etc. The reliability of the actual measurement signal is reduced, and the inspection accuracy of the crack depth of the metal material is deteriorated.

本発明は、このような問題を解決するために提案されたものであり、試験片を製作する際の検査精度の悪化を回避でき、さらに、電磁気解析装置を利用して、き裂からの実測信号の信号レベルと同等のき裂深さ仮想信号の信号レベルを直接算出することで、き裂深さを精度よく検査できる金属材料のき裂深さ検査方法を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in order to solve such a problem, and it is possible to avoid deterioration of inspection accuracy when manufacturing a test piece. Further, by using an electromagnetic analysis apparatus, actual measurement from a crack is possible. It is an object of the present invention to provide a method for inspecting a crack depth of a metal material that can accurately inspect the crack depth by directly calculating the signal level of a crack depth virtual signal equivalent to the signal level of the signal.

本発明の他の目的は、き裂の発生している金属材料の表面形状によるテストコイルの浮き上がり量を正確に評価することで、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる金属材料のき裂深さ検査方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to accurately evaluate the amount of lift of the test coil due to the surface shape of the metal material on which the crack has occurred, thereby correcting the decrease in the reliability of the measured signal, and An object of the present invention is to provide a method for inspecting the crack depth of a metal material capable of inspecting the depth with high accuracy.

本発明の第3の目的は、き裂近傍の材料の違い、あるいは、時系列での金属材料の材料特性の変化に対応するために、被検査材から直接材料定数を求めることで、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる金属材料のき裂深さ検査方法を提供することにある。   A third object of the present invention is to obtain an actual measurement signal by directly obtaining a material constant from a material to be inspected in order to cope with a difference in material near a crack or a change in material characteristics of a metal material in time series. It is an object of the present invention to provide a method for inspecting a crack depth of a metal material that corrects a decrease in reliability of the metal material and can accurately inspect the crack depth in the metal material.

本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法は、上述した課題を解決するために請求項1に記載したように、非磁性金属材料のき裂深さを検査する際、前記非磁性金属材料のき裂表面から外部磁場を印加させ、き裂表層部に誘起される渦電流の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、前記非磁性金属材料の既知の材料定数を用いた電磁気解析を行って、仮想き裂深さに応じたき裂深さ仮想信号を得る工程と、前記き裂深さ仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想き裂深さを繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記き裂深さ仮想信号から、前記非磁性金属材料のき裂深さを得る工程を有することを特徴とする。   The method for inspecting the crack depth of a metal material according to the present invention provides a method for inspecting the crack depth of a nonmagnetic metal material as described in claim 1 in order to solve the above-described problem. Applying an external magnetic field from the crack surface of the material to obtain an actual measurement signal correlated with the magnitude of the eddy current disturbance induced in the crack surface layer, and using the known material constants of the nonmagnetic metal material Performing an electromagnetic analysis to obtain a crack depth virtual signal corresponding to the virtual crack depth, and a virtual crack so that the signal level of the crack depth virtual signal approaches the signal level of the actual measurement signal. It is characterized by having a step of repetitively scanning the depth to match both signal levels and obtaining the crack depth of the non-magnetic metal material from the crack depth virtual signal when they match.

また、本発明の金属材料のき裂深さ検査方法は、請求項2に記載したように、前記非磁性金属材料のき裂深さを検査する際、き裂表面部の形状が凹凸の場合は、テストコイルが前記非磁性金属材料に対して浮き上がりを持つので、き裂を含まないき裂近傍部分において、任意の高さから磁場を印加させた時に誘起される渦電流出力比を表す校正曲線を作成し、浮き上がり量を前記校正曲線に照らし合わせて渦電流出力比を求めることで、このテストコイルの浮き上がり量分を補正することを特徴とする。   Further, according to the method for inspecting a crack depth of a metal material according to the present invention, when the crack depth of the nonmagnetic metal material is inspected, the shape of the crack surface portion is uneven. Is a calibration that expresses the eddy current output ratio that is induced when a magnetic field is applied from an arbitrary height in the vicinity of a crack that does not include a crack, because the test coil has a lift relative to the nonmagnetic metal material. A curve is created, and the eddy current output ratio is obtained by comparing the lift amount with the calibration curve, thereby correcting the lift amount of the test coil.

さらに、本発明の金属材料のき裂深さ検査方法は、請求項3に記載したように、非磁性金属材料のき裂深さを検査する際、前記非磁性金属材料の材料定数(導電率・透磁率)が未知の場合は、事前に、前記非磁性金属材料のき裂を含まない比較的フラットなき裂近傍部分から外部磁場を印加させて、前記非磁性金属材料表層部に誘起される渦電流の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、き裂深さ=0および透磁率=αを用いた電磁気解析を行って、仮想導電率に応じた導電率仮想信号を得る工程と、前記導電率仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想導電率を繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記導電率仮想信号から、前記非磁性金属材料の材料定数を得る工程と、前記非磁性金属材料のき裂表面から外部磁場を印加させ、き裂表層部に誘起される渦電流の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、前記材料定数を用いた電磁気解析を行って、仮想き裂深さに応じたき裂深さ仮想信号を得る工程と、前記き裂深さ仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想き裂深さを繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記き裂深さ仮想信号から、前記非磁性金属材料のき裂深さを得る工程を有することを特徴とする。   Furthermore, according to the method for inspecting the crack depth of a metal material of the present invention, when inspecting the crack depth of a nonmagnetic metal material, the material constant (conductivity) of the nonmagnetic metal material is defined. When the permeability is unknown, an external magnetic field is applied in advance from a relatively flat crack-proximal portion that does not include a crack of the nonmagnetic metal material, and is induced in the surface layer of the nonmagnetic metal material. Obtaining an actual measurement signal having a correlation with the magnitude of eddy current disturbance and electromagnetic analysis using crack depth = 0 and permeability = α to obtain an electrical conductivity virtual signal corresponding to the virtual electrical conductivity Step, the virtual conductivity is repeatedly scanned so that the signal level of the conductivity virtual signal approaches the signal level of the actual measurement signal to match both signal levels, and from the conductivity virtual signal when they match, The step of obtaining the material constant of the non-magnetic metal material and the previous Applying an external magnetic field from the crack surface of a non-magnetic metal material to obtain an actual measurement signal correlated with the magnitude of the eddy current disturbance induced in the crack surface layer, and electromagnetic analysis using the material constants And obtaining a virtual crack depth signal corresponding to the virtual crack depth, and repeating the virtual crack depth so that the signal level of the virtual crack depth signal approaches the signal level of the actual measurement signal. The method includes a step of scanning and matching both signal levels, and obtaining a crack depth of the nonmagnetic metal material from the virtual crack depth signal when the signal levels match.

加えて、本発明の金属材料のき裂深さ検査方法は、請求項4に記載したように、前記非磁性金属材料のき裂深さを検査する際、き裂表面部の形状が凹凸の場合は、テストコイルが前記非磁性金属材料に対して浮き上がりを持つので、き裂を含まないき裂近傍部分において、任意の高さから磁場を印加させた時に誘起される渦電流出力比を表す校正曲線を作成し、浮き上がり量を前記校正曲線に照らし合わせて渦電流出力比を求めることで、このテストコイルの浮き上がり量分を補正することを特徴とする。   In addition, according to the crack depth inspection method for a metal material of the present invention, when the crack depth of the nonmagnetic metal material is inspected, the shape of the crack surface portion is uneven. In this case, since the test coil has a lift relative to the nonmagnetic metal material, it represents the eddy current output ratio induced when a magnetic field is applied from an arbitrary height in the vicinity of the crack not including the crack. A calibration curve is prepared, and the eddy current output ratio is obtained by comparing the lift amount with the calibration curve, thereby correcting the lift amount of the test coil.

また、本発明の金属材料のき裂深さ検査方法は、請求項5に記載したように、磁性金属材料のき裂深さを検査する際、前記磁性金属材料のき裂表面から外部磁場を印加させて、前記磁性金属材料のき裂表層部に誘起される漏洩磁束の乱れを検出することで実測信号を得る工程と、前記磁性金属材料の材料定数を用いて電磁気解析を行って、仮想き裂深さに応じたき裂深さ仮想信号を得る工程と、前記き裂深さ仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想き裂深さを繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記き裂深さ仮想信号から、前記磁性金属材料のき裂深さを得る工程を有することを特徴とする。   According to the method for inspecting a crack depth of a metal material according to the present invention, when inspecting the crack depth of a magnetic metal material, an external magnetic field is applied from the crack surface of the magnetic metal material. Applying an electromagnetic wave analysis by using the material constants of the magnetic metal material, and obtaining a measured signal by detecting disturbance of leakage magnetic flux induced in the crack surface layer portion of the magnetic metal material A step of obtaining a virtual crack depth signal corresponding to the crack depth, and repeatedly scanning the virtual crack depth so that the signal level of the virtual crack depth signal approaches the signal level of the actual measurement signal. It has the process of making the signal level match and obtaining the crack depth of the magnetic metal material from the crack depth virtual signal when they match.

さらに、本発明の金属材料のき裂深さ検査方法は、請求項6に記載したように、前記磁性金属材料のき裂深さを検査する際、き裂表面部の形状が凹凸の場合は、テストコイルが前記磁性金属材料に対して浮き上がりを持つので、き裂を含まないき裂近傍部分において、任意の高さから磁場を印加させた時に誘起される漏洩磁束出力比を表す校正曲線を作成し、浮き上がり量を前記校正曲線に照らし合わせて漏洩磁束出力比を求めることで、このテストコイルの浮き上がり量分を補正することを特徴とする。   Further, according to the method for inspecting a crack depth of a metal material according to the present invention, when the crack depth of the magnetic metal material is inspected as described in claim 6, Because the test coil has a lift relative to the magnetic metal material, a calibration curve representing the leakage flux output ratio induced when a magnetic field is applied from an arbitrary height in the vicinity of the crack not including the crack is shown. It is characterized in that the amount of lift of the test coil is corrected by calculating the leakage magnetic flux output ratio by comparing the amount of lift with the calibration curve.

加えて、本発明の金属材料のき裂深さ検査方法は、請求項7に記載したように、磁性金属材料のき裂深さを検査する際、前記磁性金属材料の材料定数(導電率・透磁率)が未知の場合は、事前に、前記磁性金属材料のき裂を含まない比較的フラットなき裂近傍部分から外部磁場を印加させて、前記磁性金属材料表層部に誘起される漏洩磁束の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、き裂深さ=0、透磁率=βを用いた電磁気解析を行って、仮想導電率に応じた導電率仮想信号を得る工程と、前記導電率仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想導電率を繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記導電率仮想信号から、前記磁性金属材料の材料定数を得る工程と、前記磁性金属材料のき裂表面から外部磁場を印加させ、き裂表層部に誘起される漏洩磁束の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、前記材料定数を用いた電磁気解析を行って、仮想き裂深さに応じたき裂深さ仮想信号を得る工程と、前記き裂深さ仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想き裂深さを繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記き裂深さ仮想信号から、前記磁性金属材料のき裂深さを得る工程を有することを特徴とする。   In addition, according to the method for inspecting the crack depth of a metal material according to the present invention, when the crack depth of the magnetic metal material is inspected, the material constant (conductivity · If the magnetic permeability is unknown, an external magnetic field is applied in advance from a relatively flat crack-proximal portion that does not include a crack of the magnetic metal material, and the leakage magnetic flux induced in the surface of the magnetic metal material is reduced. A step of obtaining an actual measurement signal having a correlation with the magnitude of disturbance, a step of performing an electromagnetic analysis using crack depth = 0 and permeability = β, and obtaining a conductivity virtual signal corresponding to the virtual conductivity, The virtual conductivity is repeatedly scanned so that the signal level of the conductivity virtual signal approaches the signal level of the actual measurement signal to match both signal levels, and from the conductivity virtual signal when they match, the magnetic metal material And obtaining the material constant of the magnetic metal material An external magnetic field is applied from the crack surface of the crack to obtain a measured signal having a correlation with the magnitude of the leakage magnetic flux disturbance induced in the crack surface layer portion, and an electromagnetic analysis using the material constants is performed. A step of obtaining a virtual crack depth signal corresponding to the crack depth, and repeatedly scanning the virtual crack depth so that the signal level of the virtual crack depth signal approaches the signal level of the actual measurement signal. It has the process of making the signal level match and obtaining the crack depth of the magnetic metal material from the crack depth virtual signal when they match.

また、本発明の金属材料のき裂深さ検査方法は、請求項8に記載したように、前記磁性金属材料のき裂深さを検査する際、き裂表面部の形状が凹凸の場合は、テストコイルが前記磁性金属材料に対して浮き上がりを持つので、き裂を含まないき裂近傍部分において、任意の高さから磁場を印加させた時に誘起される漏洩磁束出力比を表す校正曲線を作成し、浮き上がり量を前記校正曲線に照らし合わせて漏洩磁束出力比を求めることで、このテストコイルの浮き上がり量分を補正することを特徴とする。   Further, according to the method for inspecting a crack depth of a metal material according to the present invention, when the crack depth of the magnetic metal material is inspected as described in claim 8, Because the test coil has a lift relative to the magnetic metal material, a calibration curve representing the leakage flux output ratio induced when a magnetic field is applied from an arbitrary height in the vicinity of the crack not including the crack is shown. It is characterized in that the amount of lift of the test coil is corrected by calculating the leakage magnetic flux output ratio by comparing the amount of lift with the calibration curve.

本発明によれば、試験片を製作する際の検査精度の悪化を回避でき、さらに、電磁気解析装置を利用して、き裂からの実測信号の信号レベルと同等のき裂深さ仮想信号の信号レベルを直接算出することで、き裂深さを精度よく検査できる金属材料のき裂深さ検査方法を提供できる。   According to the present invention, it is possible to avoid deterioration of inspection accuracy when manufacturing a test piece, and further, by using an electromagnetic analysis device, a crack depth virtual signal equivalent to the signal level of an actual measurement signal from a crack is obtained. By directly calculating the signal level, it is possible to provide a crack depth inspection method for a metal material that can accurately inspect the crack depth.

また、き裂の発生している金属材料の表面形状によるテストコイルの浮き上がり量を正確に評価することで、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる金属材料のき裂深さ検査方法を提供できる。   In addition, by accurately evaluating the amount of test coil lift due to the surface shape of the metal material with cracks, the reliability of the measured signal is corrected and the crack depth in the metal material is accurately inspected. It is possible to provide a method for inspecting the crack depth of a metal material.

また、き裂近傍の材料の違い、あるいは、時系列での金属材料の材料特性の変化に対応するために、被検査材から直接材料定数を求めることで、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる金属材料のき裂深さ検査方法を提供できる。   In addition, in order to respond to differences in the material near the crack or changes in the material properties of the metal material in time series, the decrease in the reliability of the measured signal is corrected by obtaining the material constant directly from the material to be inspected. In addition, it is possible to provide a method for inspecting the crack depth of a metal material that can accurately inspect the crack depth in the metal material.

以下、本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a crack depth inspection method for a metal material according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に渦流探傷法を用いて金属材料のき裂深さを検査する、き裂深さ検査装置としての渦流探傷器の概略図を示す。渦流探傷器1は、パソコン等のコンピュータ2と探傷用プローブ3とが、接続ケーブル4を介して接続される構成である。   FIG. 1 shows a schematic view of an eddy current flaw detector as a crack depth inspection apparatus that inspects the crack depth of a metal material using an eddy current flaw detection method. The eddy current flaw detector 1 has a configuration in which a computer 2 such as a personal computer and a flaw detection probe 3 are connected via a connection cable 4.

渦流探傷器1のコンピュータ2には、磁束の発生機能として、発信器、周波数設定器等を有する一方、インピーダンスおよび出力電圧を測定するためのブリッジ回路、交流増幅器、位相検波器、位相推移器等が組み込まれて構成される。   The computer 2 of the eddy current flaw detector 1 has a transmitter, a frequency setter, etc. as a magnetic flux generating function, and a bridge circuit, an AC amplifier, a phase detector, a phase shifter, etc. for measuring impedance and output voltage. Is built in.

さらに、渦流探傷器1のコンピュータ2は、検出したインピーダンス・出力電圧によってき裂深さを検査する材料データベース部、電磁気解析部および比較部がそれぞれ備えられる。   Furthermore, the computer 2 of the eddy current flaw detector 1 includes a material database unit, an electromagnetic analysis unit, and a comparison unit that inspect the crack depth based on the detected impedance / output voltage.

また、渦流探傷器1の探傷用プローブ3は、その先端部にテストコイル5を備え、このテストコイル5には磁束を発生させる励磁コイル(一次コイル)と、渦電流を検出する検出コイル(二次コイル)とがそれぞれ備えられる。加えて、テストコイル5に備えられる検出コイルは、渦流探傷器1のコンピュータ2内部におけるブリッジ回路に電気的に接続され、ブリッジ回路の一部を構成している。   Further, the flaw detection probe 3 of the eddy current flaw detector 1 includes a test coil 5 at the tip thereof. The test coil 5 has an excitation coil (primary coil) for generating magnetic flux and a detection coil (two coils) for detecting eddy current. Secondary coils). In addition, the detection coil provided in the test coil 5 is electrically connected to a bridge circuit inside the computer 2 of the eddy current flaw detector 1 and constitutes a part of the bridge circuit.

さらに、接続ケーブル4は、コンピュータ2と探傷用プローブ3の距離を自在に設定できるものとし、コンピュータ2と探傷用プローブ3を電気的に接続している。   Further, the connection cable 4 can freely set the distance between the computer 2 and the flaw detection probe 3, and electrically connects the computer 2 and the flaw detection probe 3.

図1の渦流探傷器1により、き裂を含む非磁性金属材料表面に磁場を印加した際、き裂の存在によって渦電流が乱れ、これによりコンピュータ2に備えるブリッジ回路にインピーダンスの変化が生じる。ブリッジ回路に電圧計を設けることでき裂の有無や、き裂深さを計測することができる。   When a magnetic field is applied to the surface of a nonmagnetic metal material including a crack by the eddy current flaw detector 1 of FIG. 1, the eddy current is disturbed due to the presence of the crack, thereby causing a change in impedance in a bridge circuit provided in the computer 2. A voltmeter can be provided in the bridge circuit, and the presence or absence of cracks and the crack depth can be measured.

図2は、本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第1例を示すものである。   FIG. 2 shows a first example of a crack depth inspection method for a metal material according to the present invention.

非磁性金属材料11、例えばステンレス鋼、マンガン鋼に、き裂深さDを有するき裂13が発生しており、非磁性金属材料11の金属表面に探傷用プローブ3先端部のテストコイル5をセットする。   A crack 13 having a crack depth D is generated in a nonmagnetic metal material 11 such as stainless steel or manganese steel, and the test coil 5 at the tip of the flaw detection probe 3 is formed on the metal surface of the nonmagnetic metal material 11. set.

ここで、図1のコンピュータ2に備わる電源から電流をブリッジ回路に流す。ブリッジ回路の一部を構成するテストコイル5の励磁コイルから発生する磁束により、非磁性金属材料11表層部に渦電流が誘起され、き裂深さDによる渦電流の乱れをテストコイル5の検出コイルにて検出させる。   Here, a current is supplied to the bridge circuit from the power source provided in the computer 2 of FIG. An eddy current is induced in the surface layer of the nonmagnetic metal material 11 by the magnetic flux generated from the exciting coil of the test coil 5 constituting a part of the bridge circuit, and the eddy current disturbance due to the crack depth D is detected by the test coil 5. Detect with a coil.

図3は、金属材料のき裂深さ検査方法の第1実施形態を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a first embodiment of a crack depth inspection method for a metal material.

図3のフローチャートは、図2に示すように金属材料として非磁性金属材料11を対象とし、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合の金属材料のき裂深さDの検査に適用される。   The flow chart of FIG. 3 applies to the inspection of the crack depth D of the metal material when the material constant (conductivity / permeability) is known for the non-magnetic metal material 11 as the metal material as shown in FIG. Is done.

まず、コンピュータ2内部の電源によりブリッジ回路に電流が供給され、ブリッジ回路の一部を構成するテストコイル5の励磁コイルから磁束が発生する(S1)。   First, a current is supplied to the bridge circuit by the power supply inside the computer 2, and a magnetic flux is generated from the excitation coil of the test coil 5 that constitutes a part of the bridge circuit (S1).

次いで、この磁束により非磁性金属材料11表層部に渦電流が誘起され、き裂13の存在により渦電流に乱れが生じる。この渦電流の乱れをテストコイル5の検出コイルにて検出させ、検出された検出値をブリッジ回路にて実測信号(インピーダンスおよび出力電圧)として計測する(S2)。さらに、得られた実測信号をコンピュータ2内部に保存する(S3)。   Next, an eddy current is induced in the surface layer portion of the nonmagnetic metal material 11 by this magnetic flux, and the eddy current is disturbed due to the presence of the crack 13. This eddy current disturbance is detected by the detection coil of the test coil 5, and the detected value is measured as an actual measurement signal (impedance and output voltage) by the bridge circuit (S2). Further, the obtained actual measurement signal is stored in the computer 2 (S3).

また、電磁気材料定数データベースをコンピュータ2に入力し、加えて、任意に設定するき裂深さ(仮想き裂深さ)を入力する(S4)。   In addition, the electromagnetic material constant database is input to the computer 2, and an arbitrarily set crack depth (virtual crack depth) is input (S4).

ここで、電磁気材料定数データベースとは、被検査材(ここでは非磁性金属材料)の材料定数、検査体(ここではテストコイル)の特性および被検査材と検査体との位置関係(浮き上がり量等)を表し、電磁気解析に必要なパラメータを任意の値に設定するための材料定数の集合体である。   Here, the electromagnetic material constant database refers to the material constant of the material to be inspected (here, nonmagnetic metal material), the characteristics of the inspection object (here, the test coil), and the positional relationship between the inspection material and the inspection object (lifting amount, etc.) ) And a set of material constants for setting parameters necessary for electromagnetic analysis to arbitrary values.

次いで、S4による材料定数から電磁気解析を行うと、仮想き裂深さに対応するき裂深さ仮想信号が算出される(S5)。   Next, when electromagnetic analysis is performed from the material constants in S4, a crack depth virtual signal corresponding to the virtual crack depth is calculated (S5).

次いで、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルがコンピュータ2内部の比較部で比較され(S6)、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致するかを判断する(S7)。   Next, the signal level of the crack depth virtual signal is compared with the signal level of the actually measured signal by a comparison unit inside the computer 2 (S6), and it is determined whether the signal level of the crack depth virtual signal matches the signal level of the actually measured signal. (S7).

S7においてNoの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致しなければ、仮想き裂深さの変更のみを行う(S4)。   In the case of No in S7, that is, if the signal level of the actually measured signal and the signal level of the crack depth virtual signal do not match, only the virtual crack depth is changed (S4).

また、S7においてYesの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致すれば、き裂深さ仮想信号を電磁気解析で求めた際使用した仮想き裂深さを、求めるき裂深さとし(S8)終了する。   In addition, in the case of Yes in S7, that is, if the signal level of the actual measurement signal matches the signal level of the crack depth virtual signal, the virtual crack depth used when the crack depth virtual signal was obtained by electromagnetic analysis, The desired crack depth is determined (S8), and the process ends.

図3のフローチャートによると、非磁性金属材料を対象とし、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合、試験片を製作する際の検査精度の悪化を回避でき、さらに、電磁気解析装置を利用して、き裂からの実測信号の信号レベルと同等のき裂深さ仮想信号の信号レベルを直接算出することで、き裂深さを精度よく検査できる。   According to the flowchart of FIG. 3, when the material constant (conductivity / permeability) is known for a non-magnetic metal material, it is possible to avoid deterioration of inspection accuracy when manufacturing a test piece. The crack depth can be inspected with high accuracy by directly calculating the signal level of the crack virtual signal equivalent to the signal level of the actual measurement signal from the crack.

また、き裂の発生している金属材料の表面形状によるテストコイルの浮き上がり量が存在する場合にも、浮き上がり量を正確に評価することで、浮き上がり量も考慮した電磁気解析を行い、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる。   In addition, even when there is a test coil lift due to the surface shape of the metal material where the crack has occurred, an electromagnetic analysis that takes the lift into account is performed by accurately evaluating the lift, and the measured signal It is possible to correct the decrease in reliability and accurately inspect the crack depth in the metal material.

図4は、本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第2例を示すものである。   FIG. 4 shows a second example of the crack depth inspection method for a metal material according to the present invention.

非磁性金属材料11に溶接部15が存在し、この溶接部15の余盛が原因となって探傷用プローブ3先端部のテストコイル5を非磁性金属材料11表面に密着させることができず、所用の浮き上がり量Hを持つ浮き上がり状態で、テストコイル5が備えられる。   There is a welded portion 15 in the nonmagnetic metal material 11, and the test coil 5 at the tip of the flaw detection probe 3 cannot be brought into close contact with the surface of the nonmagnetic metal material 11 due to the surplus of the welded portion 15, The test coil 5 is provided in a lifted state with a desired lift amount H.

図4について図2に示す部材と同一の部材には、同一符号を付して説明を省略する。   In FIG. 4, the same members as those shown in FIG.

ここで、図1のコンピュータ2に備わる電源から電流をブリッジ回路に流す。ブリッジ回路の一部を構成するテストコイル5の励磁コイルから発生する磁束により、非磁性金属材料11表層部に渦電流が誘起され、き裂深さDによる渦電流の乱れをテストコイル5の検出コイルにて検出させる。   Here, a current is supplied to the bridge circuit from the power source provided in the computer 2 of FIG. An eddy current is induced in the surface layer of the nonmagnetic metal material 11 by the magnetic flux generated from the exciting coil of the test coil 5 constituting a part of the bridge circuit, and the eddy current disturbance due to the crack depth D is detected by the test coil 5. Detect with a coil.

また、テストコイル5に浮き上がり量Hを持たせる原因となるものは、溶接部15の余盛だけに限らない。   Moreover, what causes the test coil 5 to have the lifting amount H is not limited to the surplus of the welded portion 15.

図5は、金属材料のき裂深さ検査方法の第2実施形態を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing a second embodiment of a crack depth inspection method for a metal material.

図5のフローチャートは、図4に示すように金属材料として非磁性金属材料11を対象とし、テストコイル5の浮き上がり量が存在する場合、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合の金属材料のき裂深さDの検査に適用される。   The flow chart of FIG. 5 targets the non-magnetic metal material 11 as the metal material as shown in FIG. 4, and the metal in the case where the material constant (conductivity / permeability) is known when the lift amount of the test coil 5 exists. Applies to inspection of crack depth D of material.

まず、非磁性金属材料11のき裂表面の形状を型取り、またはレーザ変位計等により非磁性金属材料11の表面からのテストコイル5の間隔を計測することで、テストコイル5の浮き上がり量Hを計測する(S10)。   First, the shape of the crack surface of the non-magnetic metal material 11 is cast, or the distance of the test coil 5 from the surface of the non-magnetic metal material 11 is measured by a laser displacement meter or the like, whereby the lift amount H of the test coil 5 is measured. Is measured (S10).

次いで、コンピュータ2内部の電源によりブリッジ回路に電流が供給され、ブリッジ回路の一部を構成するテストコイル5の励磁コイルから磁束が発生する(S11)。   Next, a current is supplied to the bridge circuit by the power supply inside the computer 2, and a magnetic flux is generated from the excitation coil of the test coil 5 constituting a part of the bridge circuit (S11).

次いで、この磁束により非磁性金属材料11表層部に渦電流が誘起され、き裂13の存在により渦電流に乱れが生じる。この渦電流の乱れをテストコイル5の検出コイルにて検出させ、検出された検出値をブリッジ回路にて実測信号(インピーダンスおよび出力電圧)として計測する(S12)。さらに、得られた実測信号をコンピュータ2内部に保存する(S13)。   Next, an eddy current is induced in the surface layer portion of the nonmagnetic metal material 11 by this magnetic flux, and the eddy current is disturbed due to the presence of the crack 13. This eddy current disturbance is detected by the detection coil of the test coil 5, and the detected value is measured as an actual measurement signal (impedance and output voltage) by the bridge circuit (S12). Further, the obtained actual measurement signal is stored in the computer 2 (S13).

また、電磁気材料定数データベースをコンピュータ2に入力し、加えて、S10で求めた浮き上がり量Hおよび任意に設定するき裂深さ(仮想き裂深さ)を入力する(S14)。   Further, the electromagnetic material constant database is input to the computer 2, and in addition, the lift amount H obtained in S10 and the arbitrarily set crack depth (virtual crack depth) are input (S14).

ここで、電磁気材料定数データベースとは、被検査材(ここでは非磁性金属材料)の材料定数、検査体(ここではテストコイル)の特性および被検査材と検査体との位置関係(浮き上がり量等)を表し、電磁気解析に必要なパラメータを任意の値に設定するための材料定数の集合体である。   Here, the electromagnetic material constant database refers to the material constant of the material to be inspected (here, nonmagnetic metal material), the characteristics of the inspection object (here, the test coil), and the positional relationship between the inspection material and the inspection object (lifting amount, etc.) ) And a set of material constants for setting parameters necessary for electromagnetic analysis to arbitrary values.

次いで、S14による材料定数から電磁気解析を行うと、仮想き裂深さに対応するき裂深さ仮想信号が算出される(S15)。   Next, when electromagnetic analysis is performed from the material constants in S14, a crack depth virtual signal corresponding to the virtual crack depth is calculated (S15).

次いで、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルがコンピュータ2内部の比較部で比較され(S16)、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致するかを判断する(S17)。   Next, the signal level of the crack depth virtual signal is compared with the signal level of the actually measured signal by a comparison unit in the computer 2 (S16), and it is determined whether the signal level of the crack depth virtual signal matches the signal level of the actually measured signal. (S17).

S17においてNoの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致しなければ、仮想き裂深さの変更のみを行う(S14)。   In the case of No in S17, that is, if the signal level of the actual measurement signal does not match the signal level of the crack depth virtual signal, only the virtual crack depth is changed (S14).

また、S17においてYesの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致すれば、き裂深さ仮想信号を電磁気解析で求めた際使用した仮想き裂深さを、求めるき裂深さとし(S18)終了する。   In addition, in the case of Yes in S17, that is, if the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the crack depth virtual signal match, the virtual crack depth used when the crack depth virtual signal was obtained by electromagnetic analysis, The desired crack depth is determined (S18), and the process ends.

図5のフローチャートによると、非磁性金属材料を対象とし、テストコイルの浮き上がり量が存在し非磁性金属材料と密着できない場合であり、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合、試験片を製作する際の検査精度の悪化を回避でき、さらに、電磁気解析装置を利用して、き裂からの実測信号の信号レベルと同等のき裂深さ仮想信号の信号レベルを直接算出することで、き裂深さを精度よく検査できる。   According to the flowchart of FIG. 5, the test piece is for a non-magnetic metal material, where the test coil is lifted and cannot be in close contact with the non-magnetic metal material, and the material constant (conductivity / permeability) is known. By using an electromagnetic analysis device, the signal level of the virtual crack depth signal can be directly calculated using the electromagnetic analysis device. The crack depth can be inspected with high accuracy.

また、テストコイルの浮き上がり量を正確に評価することで、浮き上がり量も考慮した電磁気解析を行い、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる。   In addition, by accurately evaluating the amount of lift of the test coil, electromagnetic analysis can be performed in consideration of the amount of lift, and the decrease in the reliability of the measured signal can be corrected, and the crack depth in the metal material can be accurately inspected.

図6は、金属材料のき裂深さ検査方法の第3実施形態を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a third embodiment of a crack depth inspection method for a metal material.

図6のフローチャートは、図4に示すように金属材料として非磁性金属材料11を対象とし、テストコイル5の浮き上がりがある場合、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合の金属材料のき裂深さDの検査に適用される。すなわち、図5のフローチャートと同一条件であるが、作用が異なる場合を示す。   The flow chart of FIG. 6 targets the non-magnetic metal material 11 as the metal material as shown in FIG. 4, and when the test coil 5 is lifted up, the metal constant when the material constant (conductivity / permeability) is known is shown. Applies to inspection of crack depth D. That is, the same conditions as in the flowchart of FIG.

まず、非磁性金属材料11のき裂表面の形状を型取り、またはレーザ変位計等により非磁性金属材料11の表面からのテストコイル5の間隔を計測することで、テストコイル5の浮き上がり量Hを計測する(S20)。   First, the shape of the crack surface of the non-magnetic metal material 11 is cast, or the distance of the test coil 5 from the surface of the non-magnetic metal material 11 is measured by a laser displacement meter or the like, whereby the lift amount H of the test coil 5 is measured. Is measured (S20).

次いで、コンピュータ2内部の電源によりブリッジ回路に電流が供給され、ブリッジ回路の一部を構成するテストコイル5の励磁コイルから磁束が発生する(S21)。   Next, a current is supplied to the bridge circuit by the power source inside the computer 2, and a magnetic flux is generated from the excitation coil of the test coil 5 constituting a part of the bridge circuit (S21).

次いで、この磁束により非磁性金属材料11表層部に渦電流が誘起され、き裂13の存在により渦電流に乱れが生じる。この渦電流の乱れをテストコイル5の検出コイルにて検出させ、検出された検出値をブリッジ回路にて実測信号(インピーダンスおよび出力電圧)として計測する(S22)。さらに、得られた実測信号をコンピュータ2内部に保存する(S23)。   Next, an eddy current is induced in the surface layer portion of the nonmagnetic metal material 11 by this magnetic flux, and the eddy current is disturbed due to the presence of the crack 13. This eddy current disturbance is detected by the detection coil of the test coil 5, and the detected value is measured as an actual measurement signal (impedance and output voltage) by the bridge circuit (S22). Further, the obtained actual measurement signal is stored in the computer 2 (S23).

また、電磁気材料定数データベースをコンピュータ2に入力し、加えて、任意に設定するき裂深さ(仮想き裂深さ)を入力する(S24)。   In addition, the electromagnetic material constant database is input to the computer 2, and an arbitrarily set crack depth (virtual crack depth) is input (S24).

ここで、電磁気材料定数データベースとは、被検査材(ここでは非磁性金属材料)の材料定数、検査体(ここではテストコイル)の特性および被検査材と検査体との位置関係(浮き上がり量)を表し、電磁気解析に必要なパラメータを任意の値に設定するための材料定数の集合体である。   Here, the electromagnetic material constant database refers to the material constant of the material to be inspected (here, nonmagnetic metal material), the characteristics of the inspection object (here, test coil), and the positional relationship between the inspection material and the inspection object (lifting amount). This is an aggregate of material constants for setting parameters necessary for electromagnetic analysis to arbitrary values.

次いで、S24による材料定数から電磁気解析を行うと、仮想き裂深さに対応するき裂深さ仮想信号が算出される(S25)。   Next, when electromagnetic analysis is performed from the material constants in S24, a virtual crack depth signal corresponding to the virtual crack depth is calculated (S25).

次いで、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号のレベルがコンピュータ2内部の比較部で比較され(S26)、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致するかを判断する(S27)。   Next, the signal level of the actual measurement signal and the level of the crack depth virtual signal are compared by the comparator in the computer 2 (S26), and it is determined whether the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the crack depth virtual signal match. (S27).

S27においてNoの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致しなければ、仮想き裂深さの変更のみを行う(S24)。   In the case of No in S27, that is, if the signal level of the actual measurement signal does not match the signal level of the crack depth virtual signal, only the virtual crack depth is changed (S24).

また、S27においてYesの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致すれば、き裂深さ仮想信号を電磁気解析で求めた際使用した仮想き裂深さが決定する(S28)。   In the case of Yes in S27, that is, if the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the crack depth virtual signal match, the virtual crack depth used when the crack depth virtual signal is obtained by electromagnetic analysis is determined. (S28).

次いで、非磁性金属材料11のき裂13の近傍で、比較的フラットなき裂13を含まない非磁性金属材料11表面で、故意にテストコイル5に浮き上がり量Hを持たせ、テストコイル5に磁束を発生させ、各々の浮き上がり量Hにおける渦電流出力値を求める。 Then, in the vicinity of the non-magnetic metal material 11 Crack 13, a nonmagnetic metal material 11 surface without the relatively flat Without crack 13, intentionally to have a floating amount H n to the test coil 5, the test coil 5 to generate a magnetic flux, determine the eddy current output value in each of the floating amount H n.

上述で求めた渦電流出力値において、テストコイル5を非磁性金属材料11表面に密着させた浮き上がり量Hの場合に生じる渦電流出力値を渦電流出力比100%とし、それに対し、各々の浮き上がり量Hを持つ場合に生じる渦電流出力値を渦電流出力比(%)として表した、浮き上がり量Hと渦電流出力比の校正曲線を作成する(S29)。 In the eddy current output value obtained above, the eddy current output value generated when the test coil 5 is brought into close contact with the surface of the non-magnetic metal material 11 and the lift amount H 0 is defined as an eddy current output ratio of 100%. It represents the eddy current output value produced when having a floating amount H n eddy current output ratio as (%), to create a calibration curve of the lift amount H n and the eddy current power ratio (S29).

最後に、S29で作成した校正曲線に、S20で求めた浮き上がり量を照らし合わせて渦電流出力比を求め、この渦電流出力比をS28で決定した仮想き裂深さに乗じて、求めるき裂深さとし(S30)終了する。   Finally, the calibration curve created in S29 is compared with the lifting amount obtained in S20 to obtain the eddy current output ratio, and this eddy current output ratio is multiplied by the virtual crack depth determined in S28 to obtain the crack. The depth is finished (S30).

図6のフローチャートによると、非磁性金属材料を対象とし、テストコイルの浮き上がり量が存在し非磁性金属材料と密着できない場合であり、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合、試験片を製作する際の検査精度の悪化を回避でき、さらに、電磁気解析装置を利用して、き裂からの実測信号の信号レベルと同等のき裂深さ仮想信号の信号レベルを直接算出することで、き裂深さを精度よく検査できる。   According to the flowchart of FIG. 6, the test piece is for a non-magnetic metal material, where the test coil is lifted up and cannot be in close contact with the non-magnetic metal material, and the material constant (conductivity / permeability) is known. By using an electromagnetic analysis device, the signal level of the virtual crack depth signal can be directly calculated using the electromagnetic analysis device. The crack depth can be inspected with high accuracy.

また、テストコイルの浮き上がり量を正確に評価することで、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる。   In addition, by accurately evaluating the amount of lift of the test coil, it is possible to correct a decrease in the reliability of the actual measurement signal and accurately inspect the crack depth in the metal material.

図7はテストコイル5の浮き上がり量Hと渦電流出力比との校正曲線の一例を示している。 Figure 7 shows an example of a calibration curve of the lift amount H n and the eddy current power ratio of the test coil 5.

非磁性金属材料11として例えばステンレス304のステンレス鋼の場合には、図7に示すように、テストコイルの浮き上がり量Hと渦電流出力比とには強い相関関係がある。この校正曲線を用いれば、任意のテストコイルの浮き上がり量H(mm)から信頼性の高い渦電流出力比(%)を容易に求めることができる。 In the case of stainless steel non-magnetic metal material 11 and to, for example, stainless 304, as shown in FIG. 7, there is a strong correlation and lift amount H n and the eddy current power ratio of the test coil. By using this calibration curve, it is possible to easily obtain a highly reliable eddy current output ratio (%) from the lift amount H n (mm) of an arbitrary test coil.

図8は、本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第3例を示すものである。   FIG. 8 shows a third example of the crack depth inspection method for a metal material according to the present invention.

非磁性金属材料11のき裂13の近傍で、比較的フラットなき裂13を含まない非磁性金属材料11表面上にテストコイル5が密着される。   In the vicinity of the crack 13 of the nonmagnetic metal material 11, the test coil 5 is brought into close contact with the surface of the nonmagnetic metal material 11 that does not include the relatively flat crack 13.

図8について図2に付される部材と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。   In FIG. 8, the same members as those shown in FIG.

図9は、金属材料のき裂深さ検査方法の第4実施形態を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing a fourth embodiment of the method for inspecting the crack depth of a metal material.

図9のフローチャートは、図8に示すように金属材料として非磁性金属材料11を対象とし、未知である材料定数(導電率・透磁率)を決定するためのフローチャートである。被検査材である非磁性金属材料の材料定数が未知の場合に適用され、図3、図5または図6のいずれか一フローチャートに先立って行われる。   The flowchart of FIG. 9 is a flowchart for determining an unknown material constant (conductivity / magnetic permeability) for a non-magnetic metal material 11 as a metal material as shown in FIG. This is applied when the material constant of the nonmagnetic metal material to be inspected is unknown, and is performed prior to any one of the flowcharts of FIGS.

まず、コンピュータ2内部の電源によりブリッジ回路に電流が供給され、ブリッジ回路の一部を構成するテストコイル5の励磁コイルから磁束が発生する(S31)。   First, a current is supplied to the bridge circuit by the power supply inside the computer 2, and a magnetic flux is generated from the excitation coil of the test coil 5 constituting a part of the bridge circuit (S31).

次いで、この磁束により非磁性金属材料11表層部に渦電流が誘起され、き裂13の存在により渦電流に乱れが生じる。この渦電流の乱れをテストコイル5の検出コイルにて検出させ、検出された検出値をブリッジ回路にて実測信号(インピーダンスおよび出力電圧)として計測する(S32)。さらに、得られた実測信号をコンピュータ2内部に保存する(S33)。   Next, an eddy current is induced in the surface layer portion of the nonmagnetic metal material 11 by this magnetic flux, and the eddy current is disturbed due to the presence of the crack 13. This eddy current disturbance is detected by the detection coil of the test coil 5, and the detected value is measured as an actual measurement signal (impedance and output voltage) by the bridge circuit (S32). Further, the obtained actual measurement signal is stored in the computer 2 (S33).

また、電磁気材料定数データベースをコンピュータ2に入力し、加えて、透磁率=α(例えばα=1)、任意に設定する導電率(仮想導電率)を入力する(S34)。   In addition, an electromagnetic material constant database is input to the computer 2, and in addition, magnetic permeability = α (for example, α = 1) and arbitrarily set conductivity (virtual conductivity) are input (S34).

ここで、電磁気材料定数データベースとは、被検査材(ここでは非磁性金属材料)の材料定数、検査体(ここではテストコイル)の特性および被検査材と検査体との位置関係(浮き上がり量)を表し、電磁気解析に必要なパラメータを任意の値に設定するための材料定数の集合体である。   Here, the electromagnetic material constant database is the material constant of the material to be inspected (here, non-magnetic metal material), the characteristics of the inspection object (here, the test coil), and the positional relationship between the inspection material and the inspection object (lifting amount). This is an aggregate of material constants for setting parameters necessary for electromagnetic analysis to arbitrary values.

次いで、S34による材料定数から電磁気解析を行うと、仮想導電率に対応する導電率仮想信号が算出される(S35)。   Next, when electromagnetic analysis is performed from the material constants in S34, a conductivity virtual signal corresponding to the virtual conductivity is calculated (S35).

次いで、実測信号の信号レベルと導電率仮想信号の信号レベルがコンピュータ2内部の比較部で比較され(S36)、実測信号の信号レベルと導電率仮想信号の信号レベルが一致するかを判断する(S37)。   Next, the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the electrical conductivity virtual signal are compared with each other in the comparison unit inside the computer 2 (S36), and it is determined whether the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the electrical conductivity virtual signal match (S36). S37).

S37においてNoの場合、すなわち実測信号の信号レベルと導電率仮想信号の信号レベルが一致しなければ、仮想き裂深さの変更のみを行う(S34)。   In the case of No in S37, that is, if the signal level of the actual measurement signal does not match the signal level of the conductivity virtual signal, only the virtual crack depth is changed (S34).

また、S37においてYesの場合、すなわち実測信号の信号レベルと導電率仮想信号の信号レベルが一致すれば、導電率仮想信号を電磁気解析で求めた際使用した仮想導電率を、求める導電率とする(S38)。   In the case of Yes in S37, that is, if the signal level of the actual measurement signal matches the signal level of the conductivity virtual signal, the virtual conductivity used when the conductivity virtual signal is obtained by electromagnetic analysis is set as the obtained conductivity. (S38).

次いで、S38を求めた際、非磁性金属材料11およびテストコイル5との間に浮き上がり量Hが存在したか否かを判断する(S39)。   Next, when obtaining S38, it is determined whether or not there is a lifting amount H between the nonmagnetic metal material 11 and the test coil 5 (S39).

S39においてNoの場合、すなわち非磁性金属材料11およびテストコイル5との間に浮き上がり量Hが存在しなかった場合、S38で求めた材料定数を用いて、図3のS1から非磁性金属材料11のき裂深さDを求める。   In the case of No in S39, that is, when there is no lifting amount H between the nonmagnetic metal material 11 and the test coil 5, the material constant obtained in S38 is used to start the nonmagnetic metal material 11 from S1 in FIG. The crack depth D is determined.

一方、S39においてYesの場合、すなわち非磁性金属材料11およびテストコイル5との間に浮き上がり量Hが存在した場合、S38で求めた材料定数を用いて、図5のS10から、あるいは図6のS20から非磁性金属材料11のき裂深さDを求める。   On the other hand, in the case of Yes in S39, that is, when there is a lifting amount H between the non-magnetic metal material 11 and the test coil 5, the material constant obtained in S38 is used from S10 in FIG. 5 or in FIG. The crack depth D of the nonmagnetic metal material 11 is obtained from S20.

図9のフローチャートによると、非磁性金属材料を対象とし、材料定数(導電率・透磁率)が未知の場合、き裂近傍の材料の違い、あるいは、時系列での金属材料の材料特性の変化に対応するために、被検査材から直接材料定数を求めることで、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる。   According to the flowchart of FIG. 9, when the material constant (conductivity / permeability) is unknown for a non-magnetic metal material, the difference in the material near the crack or the change in the material characteristics of the metal material in time series In order to cope with this, by obtaining the material constant directly from the material to be inspected, it is possible to correct the decrease in the reliability of the measured signal and to accurately inspect the crack depth in the metal material.

加えて、図9で求めた被検査材の材料定数から、図3、図5または図6で示す処理を続けて行うことで、非磁性金属材料のき裂深さを精度よく検査できる。   In addition, the crack depth of the nonmagnetic metal material can be accurately inspected by continuously performing the processing shown in FIG. 3, FIG. 5 or FIG. 6 from the material constant of the material to be inspected obtained in FIG.

図10に漏洩磁束探傷法を用いて金属材料のき裂深さを検査するき裂解析装置としての漏洩磁束探傷器の概略図を示す。漏洩磁束探傷器21は、パソコン等のコンピュータ22と探傷用プローブ23とが、接続ケーブル24を介して接続される。   FIG. 10 shows a schematic view of a leakage flux flaw detector as a crack analysis device for inspecting the crack depth of a metal material using a leakage flux flaw detection method. In the leakage flux flaw detector 21, a computer 22 such as a personal computer and a flaw detection probe 23 are connected via a connection cable 24.

漏洩磁束探傷器21のコンピュータ22は、磁束の発生機能として、発信器、周波数設定器等を有する一方、インピーダンスおよび出力電圧を測定するための交流増幅器、位相検波器、位相推移器等が組み込まれて構成される。   The computer 22 of the leakage flux flaw detector 21 has a transmitter, a frequency setter, etc. as a magnetic flux generation function, and an AC amplifier, a phase detector, a phase shifter, etc. for measuring impedance and output voltage are incorporated. Configured.

さらに、漏洩磁束探傷器21のコンピュータ22は、検出したインピーダンス・出力電圧によってき裂深さを検査する材料データベース部、電磁気解析部および比較部がそれぞれ備えられる。   Furthermore, the computer 22 of the leakage flux flaw detector 21 includes a material database unit, an electromagnetic analysis unit, and a comparison unit that inspect the crack depth based on the detected impedance / output voltage.

また、漏洩磁束探傷器21の探傷用プローブ23は、その先端部にテストコイル25を備え、このテストコイル25には磁束を発生させる励磁コイルと、漏洩磁束を検出する検出器とがそれぞれ備えられる。   Further, the flaw detection probe 23 of the leakage flux flaw detector 21 is provided with a test coil 25 at its tip, and the test coil 25 is provided with an excitation coil for generating magnetic flux and a detector for detecting leakage flux. .

さらに、接続ケーブル24は、コンピュータ22と探傷用プローブ23の距離を自在に設定できるものとし、コンピュータ22と探傷用プローブ23を電気的に接続している。   Further, the connection cable 24 can freely set the distance between the computer 22 and the flaw detection probe 23 and electrically connects the computer 22 and the flaw detection probe 23.

図10の漏洩磁束探傷器21により、き裂を含む磁性金属材料表面に磁場を印加した際、き裂の存在によって漏洩磁束が乱れ、これによりインピーダンスの変化が生じる。コンピュータ22に電圧計を備えることでき裂の有無やき裂の深さを計測することができる。   When a magnetic field is applied to the surface of the magnetic metal material including the crack by the leakage flux flaw detector 21 of FIG. 10, the leakage flux is disturbed due to the presence of the crack, thereby causing a change in impedance. The computer 22 can be provided with a voltmeter, and the presence or absence of a crack and the depth of the crack can be measured.

図11は、本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第4例を示すものである。   FIG. 11 shows a fourth example of the crack depth inspection method for a metal material according to the present invention.

磁性金属材料31、例えば鉄、コバルト、ニッケルに、き裂深さDを有するき裂33が発生しており、磁性金属材料31の金属表面に探傷用プローブ23先端部のテストコイル25をセットする。   A crack 33 having a crack depth D is generated in the magnetic metal material 31, for example, iron, cobalt, or nickel, and the test coil 25 at the tip of the flaw detection probe 23 is set on the metal surface of the magnetic metal material 31. .

ここで、図10のコンピュータ22に備わる電源から電流を流す。テストコイル25の励磁コイルから発生する磁束により、磁性金属材料31表層部に漏洩磁束が誘起され、き裂深さDによる漏洩磁束の乱れをテストコイル25の検出器にて検出させる。   Here, a current is supplied from the power source provided in the computer 22 of FIG. The magnetic flux generated from the exciting coil of the test coil 25 induces a leakage magnetic flux in the surface layer portion of the magnetic metal material 31, and the disturbance of the leakage magnetic flux due to the crack depth D is detected by the detector of the test coil 25.

図12は、金属材料のき裂深さ検査方法の第5実施形態を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart showing a fifth embodiment of a crack depth inspection method for a metal material.

図12のフローチャートは、図11に示すように金属材料として磁性金属材料31を対象とし、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合の金属材料のき裂深さDの検査に適用される。   The flowchart of FIG. 12 is applied to the inspection of the crack depth D of the metal material when the magnetic material 31 is a target metal material as shown in FIG. 11 and the material constant (conductivity / permeability) is known. The

まず、コンピュータ22内部の電源により電流が供給され、テストコイル25の励磁コイルから磁束が発生する(S41)。   First, a current is supplied from the power source inside the computer 22 and a magnetic flux is generated from the exciting coil of the test coil 25 (S41).

次いで、この磁束により磁性金属材料31表層部に漏洩磁束が誘起され、き裂33の存在により漏洩磁束に乱れが生じる。この漏洩磁束の乱れをテストコイル25の検出器にて検出させ、検出された検出値を実測信号(インピーダンスおよび出力電圧)として計測する(S42)。さらに、得られた実測信号をコンピュータ22内部に保存する(S43)。   Next, a leakage magnetic flux is induced in the surface layer portion of the magnetic metal material 31 by this magnetic flux, and the leakage magnetic flux is disturbed by the presence of the crack 33. The disturbance of the leakage magnetic flux is detected by the detector of the test coil 25, and the detected value is measured as an actual measurement signal (impedance and output voltage) (S42). Further, the obtained actual measurement signal is stored in the computer 22 (S43).

また、電磁気材料定数データベースをコンピュータ22に入力し、加えて、任意に設定するき裂深さ(仮想き裂深さ)を入力する(S44)。   In addition, the electromagnetic material constant database is input to the computer 22, and an arbitrarily set crack depth (virtual crack depth) is input (S44).

ここで、電磁気材料定数データベースとは、被検査材(ここでは磁性金属材料)の材料定数、検査体(ここではテストコイル)の特性および被検査材と検査体との位置関係(浮き上がり量等)を表し、電磁気解析に必要なパラメータを任意の値に設定するための材料定数の集合体である。   Here, the electromagnetic material constant database is a material constant of a material to be inspected (here, a magnetic metal material), characteristics of an inspection object (here, a test coil), and a positional relationship between the inspection material and the inspection object (lifting amount, etc.) This is an aggregate of material constants for setting parameters necessary for electromagnetic analysis to arbitrary values.

次いで、S44による材料定数から電磁気解析を行うと、仮想き裂深さに対応するき裂深さ仮想信号が算出される(S45)。   Next, when electromagnetic analysis is performed from the material constants in S44, a virtual crack depth signal corresponding to the virtual crack depth is calculated (S45).

次いで、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルがコンピュータ22内部の比較部で比較され(S46)、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致するかを判断する(S47)。   Next, the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the virtual crack depth signal are compared by a comparison unit inside the computer 22 (S46), and it is determined whether the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the virtual crack depth signal match. (S47).

S47においてNoの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致しなければ、仮想き裂深さの変更のみを行う(S44)。   In the case of No in S47, that is, if the signal level of the actual measurement signal does not match the signal level of the crack depth virtual signal, only the virtual crack depth is changed (S44).

また、S47においてYesの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致すれば、き裂深さ仮想信号を電磁気解析で求めた際使用した仮想き裂深さを、求めるき裂深さとし(S48)終了する。   In addition, in the case of Yes in S47, that is, if the signal level of the actual measurement signal matches the signal level of the crack depth virtual signal, the virtual crack depth used when the crack depth virtual signal was obtained by electromagnetic analysis, The desired crack depth is determined (S48), and the process ends.

図12のフローチャートによると、磁性金属材料を対象とし、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合、試験片を製作する際の検査精度の悪化を回避でき、さらに、電磁気解析装置を利用して、き裂からの実測信号の信号レベルと同等のき裂深さ仮想信号の信号レベルを直接算出することで、き裂深さを精度よく検査できる。   According to the flowchart of FIG. 12, when a magnetic metal material is a target and the material constants (conductivity / permeability) are known, it is possible to avoid deterioration of inspection accuracy when manufacturing a test piece, and further use an electromagnetic analysis device. Then, by directly calculating the signal level of the crack depth virtual signal equivalent to the signal level of the actual measurement signal from the crack, the crack depth can be inspected with high accuracy.

また、き裂の発生している金属材料の表面形状によるテストコイルの浮き上がり量が存在する場合にも、浮き上がり量を正確に評価することで、浮き上がり量も考慮した電磁気解析を行い、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる。   In addition, even when there is a test coil lift amount due to the surface shape of the metal material where the crack has occurred, an electromagnetic analysis that takes the lift amount into account is performed by accurately evaluating the lift amount. It is possible to correct the decrease in reliability and accurately inspect the crack depth in the metal material.

図13は、本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第5例を示すものである。   FIG. 13 shows a fifth example of the crack depth inspection method for a metal material according to the present invention.

磁性金属材料31に溶接部35が存在し、この溶接部35の余盛が原因となって探傷用プローブ23先端部のテストコイル25を非磁性金属材料31表面に密着させることができず、所用の浮き上がり量Hを持つ浮き上がり状態で、テストコイル25が備えられる。   There is a welded portion 35 in the magnetic metal material 31, and the test coil 25 at the tip of the flaw detection probe 23 cannot be brought into close contact with the surface of the nonmagnetic metal material 31 due to the surplus of the welded portion 35. The test coil 25 is provided in a lifted state having a lift amount H of.

図13について図11に示す部材と同一の部材には、同一符号を付して説明を省略する。   In FIG. 13, the same members as those shown in FIG.

ここで、図10のコンピュータ22に備わる電源から電流を流す。テストコイル25の励磁コイルから発生する磁束により、磁性金属材料31表層部に漏洩磁束が誘起され、き裂深さDによる漏洩磁束の乱れをテストコイル25の検出器にて検出させる。   Here, a current is supplied from the power source provided in the computer 22 of FIG. The magnetic flux generated from the exciting coil of the test coil 25 induces a leakage magnetic flux in the surface layer portion of the magnetic metal material 31, and the disturbance of the leakage magnetic flux due to the crack depth D is detected by the detector of the test coil 25.

また、テストコイル25に浮き上がり量Hを持たせる原因となるものは、溶接部35の余盛だけに限らない。   Further, what causes the test coil 25 to have the lifting amount H is not limited to the extra welding of the welded portion 35.

図14は、金属材料のき裂深さ検査方法の第6実施形態を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a flowchart showing a sixth embodiment of the crack depth inspection method for a metal material.

図14のフローチャートは、図13に示すように金属材料として磁性金属材料31を対象とし、テストコイル25の浮き上がり量がある場合、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合の金属材料のき裂深さDの検査に適用される。   The flow chart of FIG. 14 targets the magnetic metal material 31 as the metal material as shown in FIG. 13, and when the test coil 25 has a lift amount, the metal constant when the material constant (conductivity / permeability) is known is shown in FIG. Applies to inspection of crack depth D.

まず、磁性金属材料31のき裂表面の形状を型取り、またはレーザ変位計等により磁性金属材料31の表面からのテストコイル25の間隔を計測することで、テストコイル25の浮き上がり量Hを計測する(S50)。   First, the shape of the crack surface of the magnetic metal material 31 is formed, or the distance H of the test coil 25 from the surface of the magnetic metal material 31 is measured by a laser displacement meter or the like, thereby measuring the lift amount H of the test coil 25. (S50).

次いで、コンピュータ22内部の電源により電流が供給され、テストコイル25の励磁コイルから磁束が発生する(S51)。   Next, a current is supplied from the power supply inside the computer 22 and a magnetic flux is generated from the exciting coil of the test coil 25 (S51).

次いで、この磁束により磁性金属材料31表層部に漏洩磁束が誘起され、き裂33の存在により漏洩磁束に乱れが生じる。この漏洩磁束の乱れをテストコイル25の検出コイルにて検出させ、検出された検出値を実測信号(インピーダンスおよび出力電圧)として計測する(S52)。さらに、得られた実測信号をコンピュータ22内部に保存する(S53)。   Next, a leakage magnetic flux is induced in the surface layer portion of the magnetic metal material 31 by this magnetic flux, and the leakage magnetic flux is disturbed by the presence of the crack 33. The disturbance of the leakage magnetic flux is detected by the detection coil of the test coil 25, and the detected value is measured as an actual measurement signal (impedance and output voltage) (S52). Further, the obtained actual measurement signal is stored in the computer 22 (S53).

また、電磁気材料定数データベースをコンピュータ22に入力し、加えて、S50で求めた浮き上がり量Hおよび任意に設定するき裂深さ(仮想き裂深さ)を入力する(S54)。   Further, the electromagnetic material constant database is input to the computer 22 and, in addition, the lifting amount H obtained in S50 and the arbitrarily set crack depth (virtual crack depth) are input (S54).

ここで、電磁気材料定数データベースとは、被検査材(ここでは磁性金属材料)の材料定数、検査体(ここではテストコイル)の特性および被検査材と検査体との位置関係(浮き上がり量等)を表し、電磁気解析に必要なパラメータを任意の値に設定するための材料定数の集合体である。   Here, the electromagnetic material constant database is a material constant of a material to be inspected (here, a magnetic metal material), characteristics of an inspection object (here, a test coil), and a positional relationship between the inspection material and the inspection object (lifting amount, etc.) This is an aggregate of material constants for setting parameters necessary for electromagnetic analysis to arbitrary values.

次いで、S54による材料定数から電磁気解析を行うと、仮想き裂深さに対応するき裂深さ仮想信号が算出される(S55)。   Next, when electromagnetic analysis is performed from the material constants in S54, a virtual crack depth signal corresponding to the virtual crack depth is calculated (S55).

次いで、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルがコンピュータ2内部の比較部で比較され(S56)、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致するかを判断する(S57)。   Next, the signal level of the crack depth virtual signal is compared with the signal level of the actually measured signal by the comparison unit inside the computer 2 (S56), and it is determined whether the signal level of the crack depth virtual signal matches the signal level of the actually measured signal. (S57).

S57においてNoの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致しなければ、仮想き裂深さの変更のみを行う(S54)。   In the case of No in S57, that is, if the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the crack depth virtual signal do not match, only the virtual crack depth is changed (S54).

また、S57においてYesの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致すれば、き裂深さ仮想信号を電磁気解析で求めた際使用した仮想き裂深さを、求めるき裂深さとし(S58)終了する。   In addition, in the case of Yes in S57, that is, if the signal level of the actual measurement signal matches the signal level of the crack depth virtual signal, the virtual crack depth used when the crack depth virtual signal was obtained by electromagnetic analysis, The desired crack depth is determined (S58), and the process ends.

図14のフローチャートによると、磁性金属材料を対象とし、テストコイルの浮き上がり量が存在し磁性金属材料と密着できない場合であり、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合、試験片を製作する際の検査精度の悪化を回避でき、さらに、電磁気解析装置を利用して、き裂からの実測信号の信号レベルと同等のき裂深さ仮想信号の信号レベルを直接算出することで、き裂深さを精度よく検査できる。   According to the flowchart of FIG. 14, a test piece is manufactured when a magnetic metal material is the target and the test coil is lifted up and cannot be in close contact with the magnetic metal material, and the material constant (conductivity / permeability) is known. In addition, it is possible to avoid deterioration of the inspection accuracy when performing the inspection, and by directly calculating the signal level of the virtual crack depth signal equivalent to the signal level of the actual measurement signal from the crack using an electromagnetic analyzer. The crack depth can be accurately inspected.

また、テストコイルの浮き上がり量を正確に評価することで、浮き上がり量も考慮した電磁気解析を行い、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる。   In addition, by accurately evaluating the amount of lift of the test coil, electromagnetic analysis can be performed in consideration of the amount of lift, and the decrease in the reliability of the measured signal can be corrected, and the crack depth in the metal material can be accurately inspected.

図15は、金属材料のき裂深さ検査方法の第7実施形態を示すフローチャートである。   FIG. 15 is a flowchart showing a seventh embodiment of the method for inspecting the crack depth of a metal material.

図15のフローチャートは、図14に示すように金属材料として磁性金属材料31を対象とし、テストコイル25の浮き上がり量が存在する場合、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合の金属材料のき裂深さDの検査に適用される。すなわち、図14のフローチャートと同一条件であるが、作用が異なる場合を示す。   The flow chart of FIG. 15 targets the magnetic metal material 31 as the metal material as shown in FIG. 14, and when the lifting amount of the test coil 25 exists, the metal material when the material constant (conductivity / magnetic permeability) is known It is applied to the inspection of crack depth D. That is, the same conditions as in the flowchart of FIG. 14 are shown, but the operation is different.

まず、磁性金属材料31のき裂表面の形状を型取り、またはレーザ変位計等により磁性金属材料31の表面からのテストコイル25の間隔を計測することで、テストコイル25の浮き上がり量Hを計測する(S60)。   First, the shape of the crack surface of the magnetic metal material 31 is formed, or the distance H of the test coil 25 from the surface of the magnetic metal material 31 is measured by a laser displacement meter or the like, thereby measuring the lift amount H of the test coil 25. (S60).

次いで、コンピュータ22内部の電源により電流が供給され、テストコイル25の励磁コイルから磁束が発生する(S61)。   Next, a current is supplied from the power source inside the computer 22 and a magnetic flux is generated from the exciting coil of the test coil 25 (S61).

次いで、この磁束により磁性金属材料31表層部に漏洩磁束が誘起され、き裂33の存在により漏洩磁束に乱れが生じる。この漏洩磁束の乱れをテストコイル25の検出器にて検出させ、検出された検出値を実測信号(インピーダンスおよび出力電圧)として計測する(S62)。さらに、得られた実測信号をコンピュータ22内部に保存する(S63)。   Next, a leakage magnetic flux is induced in the surface layer portion of the magnetic metal material 31 by this magnetic flux, and the leakage magnetic flux is disturbed by the presence of the crack 33. The disturbance of the leakage magnetic flux is detected by the detector of the test coil 25, and the detected value is measured as an actual measurement signal (impedance and output voltage) (S62). Furthermore, the obtained actual measurement signal is stored in the computer 22 (S63).

また、電磁気材料定数データベースをコンピュータ22に入力し、加えて、任意に設定するき裂深さ(仮想き裂深さ)を入力する(S64)。   In addition, the electromagnetic material constant database is input to the computer 22, and in addition, an arbitrarily set crack depth (virtual crack depth) is input (S64).

ここで、電磁気材料定数データベースとは、被検査材(ここでは磁性金属材料)の材料定数、検査体(ここではテストコイル)の特性および被検査材と検査体との位置関係(浮き上がり量)を表し、電磁気解析に必要なパラメータを任意の値に設定するための材料定数の集合体である。   Here, the electromagnetic material constant database refers to the material constant of the material to be inspected (here, a magnetic metal material), the characteristics of the inspection object (here, the test coil), and the positional relationship between the inspection material and the inspection object (lifting amount). This is an aggregate of material constants for setting parameters necessary for electromagnetic analysis to arbitrary values.

次いで、S64による材料定数から電磁気解析を行うと、仮想き裂深さに対応するき裂深さ仮想信号が算出される(S65)。   Next, when electromagnetic analysis is performed from the material constants in S64, a crack depth virtual signal corresponding to the virtual crack depth is calculated (S65).

次いで、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルがコンピュータ2内部の比較部で比較され(S66)、実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致するかを判断する(S67)。   Next, the signal level of the crack depth virtual signal is compared with the signal level of the actually measured signal by a comparison unit inside the computer 2 (S66), and it is determined whether the signal level of the crack depth virtual signal matches the signal level of the actually measured signal. (S67).

S67においてNoの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致しなければ、仮想き裂深さの変更のみを行う(S64)。   In the case of No in S67, that is, if the signal level of the actual measurement signal does not match the signal level of the crack depth virtual signal, only the virtual crack depth is changed (S64).

また、S67においてYesの場合、すなわち実測信号の信号レベルとき裂深さ仮想信号の信号レベルが一致すれば、き裂深さ仮想信号を電磁気解析で求めた際使用した仮想き裂深さが決定する(S68)。   Further, in the case of Yes in S67, that is, if the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the crack depth virtual signal match, the virtual crack depth used when the crack depth virtual signal is obtained by electromagnetic analysis is determined. (S68).

次いで、磁性金属材料31のき裂33の近傍で、比較的フラットなき裂33を含まない磁性金属材料31表面で、故意にテストコイル25に浮き上がり量Hを持たせ、テストコイル25に磁束を発生させ、各々の浮き上がり量Hにおける漏洩磁束出力値を求める。 Next, on the surface of the magnetic metal material 31 that does not include the relatively flat crack 33 in the vicinity of the crack 33 of the magnetic metal material 31, the test coil 25 is intentionally given a lift amount H n , and a magnetic flux is applied to the test coil 25. It is generated, determining the leakage flux output value in each of the floating amount H n.

上述で求めた漏洩磁束出力値において、テストコイル25を磁性金属材料31表面に密着させた浮き上がり量Hの場合に生じる漏洩磁束出力値を漏洩磁束出力比100%とし、それに対し、各々の浮き上がり量Hを持つ場合に生じる漏洩磁束出力値を漏洩磁束出力比(%)として表した、浮き上がり量Hと漏洩磁束出力比の校正曲線を作成する(S69)。 In the leakage magnetic flux output value obtained above, the leakage magnetic flux output value generated when the test coil 25 is brought into close contact with the surface of the magnetic metal material 31 and the floating amount H 0 is defined as a leakage magnetic flux output ratio of 100%. leakage flux output value produced when having a quantity H n expressed as leakage flux output ratio (%), to create a calibration curve of the lift amount H n leakage flux output ratio (S69).

最後に、S69で作成した校正曲線に、S60で求めた浮き上がり量Hを照らし合わせて漏洩磁束出力比を求め、この漏洩磁束出力比をS68で決定した仮想き裂深さに乗じて、求めるき裂深さとし(S70)終了する。 Finally, the calibration curve prepared in S69, obtains a leakage flux output ratio against the floating amount H n determined at S60, by multiplying the leakage flux output ratio in Virtual Crack裂深is determined in S68, obtains Finish the crack depth (S70).

図15のフローチャートによると、磁性金属材料を対象とし、テストコイルの浮き上がり量が存在し磁性金属材料と密着できない場合であり、材料定数(導電率・透磁率)が既知の場合、試験片を製作する際の検査精度の悪化を回避でき、さらに、電磁気解析装置を利用して、き裂からの実測信号の信号レベルと同等のき裂深さ仮想信号の信号レベルを直接算出することで、き裂深さを精度よく検査できる。   According to the flowchart of FIG. 15, a test piece is manufactured for a magnetic metal material, where the test coil is lifted up and cannot be in close contact with the magnetic metal material, and the material constant (conductivity / permeability) is known. In addition, it is possible to avoid deterioration of the inspection accuracy when performing the inspection, and by directly calculating the signal level of the virtual crack depth signal equivalent to the signal level of the actual measurement signal from the crack using an electromagnetic analyzer. The crack depth can be accurately inspected.

また、テストコイルの浮き上がり量を正確に評価することで、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる。   In addition, by accurately evaluating the amount of lift of the test coil, it is possible to correct a decrease in the reliability of the actual measurement signal and accurately inspect the crack depth in the metal material.

図16は、本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第6例を示すものである。   FIG. 16 shows a sixth example of the crack depth inspection method for a metal material according to the present invention.

磁性金属材料31のき裂33の近傍で、比較的フラットなき裂33を含まない磁性金属材料31表面上にテストコイル5が密着される。   The test coil 5 is in close contact with the surface of the magnetic metal material 31 that does not include the relatively flat crack 33 in the vicinity of the crack 33 of the magnetic metal material 31.

図16について図11に付される部材と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。   In FIG. 16, the same members as those shown in FIG.

図17は、金属材料のき裂深さ検査方法の第8実施形態を示すフローチャートである。   FIG. 17 is a flowchart showing an eighth embodiment of a crack depth inspection method for a metal material.

図17のフローチャートは、図16に示すように金属材料として磁性金属材料31を対象とし、未知である材料定数(導電率・透磁率)を決定するためのフローチャートである。被検査材である磁性材料の材料定数が未知の場合に適用され、図12、図14または図15のいずれか一フローチャートに先立って行われる。   The flowchart in FIG. 17 is a flowchart for determining an unknown material constant (conductivity / magnetic permeability) for the magnetic metal material 31 as a metal material as shown in FIG. This is applied when the material constant of the magnetic material to be inspected is unknown, and is performed prior to any one of the flowcharts of FIGS.

まず、コンピュータ22内部の電源により電流が供給され、テストコイル25の励磁コイルから磁束が発生する(S71)。   First, a current is supplied from the power source inside the computer 22, and a magnetic flux is generated from the exciting coil of the test coil 25 (S71).

次いで、この磁束により磁性金属材料31表層部に漏洩磁束が誘起され、き裂33の存在により漏洩磁束に乱れが生じる。この漏洩磁束の乱れをテストコイル25の検出器にて検出させ、検出された検出値を実測信号(インピーダンスおよび出力電圧)として計測する(S72)。さらに、得られた実測信号をコンピュータ22内部に保存する(S73)。   Next, a leakage magnetic flux is induced in the surface layer portion of the magnetic metal material 31 by this magnetic flux, and the leakage magnetic flux is disturbed by the presence of the crack 33. The disturbance of the leakage magnetic flux is detected by the detector of the test coil 25, and the detected value is measured as an actual measurement signal (impedance and output voltage) (S72). Further, the obtained actual measurement signal is stored in the computer 22 (S73).

また、電磁気材料定数データベースをコンピュータ22に入力し、加えて、透磁率=β(例えばβ=1)、任意に設定する導電率(仮想導電率)を入力する(S74)。   Further, an electromagnetic material constant database is input to the computer 22 and, in addition, magnetic permeability = β (for example, β = 1) and arbitrarily set conductivity (virtual conductivity) are input (S74).

ここで、電磁気材料定数データベースとは、被検査材(ここでは磁性金属材料)の材料定数、検査体(ここではテストコイル)の特性および被検査材と検査体との位置関係(浮き上がり量等)を表し、電磁気解析に必要なパラメータを任意の値に設定するための材料定数の集合体である。   Here, the electromagnetic material constant database is a material constant of a material to be inspected (here, a magnetic metal material), characteristics of an inspection object (here, a test coil), and a positional relationship between the inspection material and the inspection object (lifting amount, etc.) This is an aggregate of material constants for setting parameters necessary for electromagnetic analysis to arbitrary values.

次いで、S74による材料定数から電磁気解析を行うと、仮想導電率に対応する導電率仮想信号が算出される(S75)。   Next, when electromagnetic analysis is performed from the material constants in S74, a conductivity virtual signal corresponding to the virtual conductivity is calculated (S75).

次いで、実測信号の信号レベルと導電率仮想信号の信号レベルがコンピュータ22内部の比較部で比較され(S76)、実測信号の信号レベルと導電率仮想信号の信号レベルが一致するかを判断する(S77)。   Next, the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the electrical conductivity virtual signal are compared with each other in the comparison unit inside the computer 22 (S76), and it is determined whether the signal level of the actual measurement signal and the signal level of the electrical conductivity virtual signal match (S76). S77).

S77においてNoの場合、すなわち実測信号の信号レベルと導電率仮想信号の信号レベルが一致しなければ、仮想き裂深さの変更のみを行う(S74)。   In the case of No in S77, that is, if the signal level of the actual measurement signal does not match the signal level of the conductivity virtual signal, only the virtual crack depth is changed (S74).

また、S77においてYesの場合、すなわち実測信号の信号レベルと導電率仮想信号の信号レベルが一致すれば、導電率仮想信号を電磁気解析で求めた際使用した仮想導電率を、求める導電率とする(S78)。   In the case of Yes in S77, that is, if the signal level of the actual measurement signal matches the signal level of the conductivity virtual signal, the virtual conductivity used when the conductivity virtual signal is obtained by electromagnetic analysis is set as the obtained conductivity. (S78).

次いで、S78を求めた際、磁性金属材料31およびテストコイル25との間に浮き上がり量Hが存在したか否かを判断する(S79)。   Next, when S78 is obtained, it is determined whether or not there is a lifting amount H between the magnetic metal material 31 and the test coil 25 (S79).

S79においてNoの場合、すなわち磁性金属材料31およびテストコイル25との間に浮き上がり量Hが存在しなかった場合、S78で求めた材料定数を用いて、図12のS41から磁性金属材料31のき裂深さDを求める。   In the case of No in S79, that is, when the lifting amount H does not exist between the magnetic metal material 31 and the test coil 25, the material constant obtained in S78 is used to start the magnetic metal material 31 from S41 in FIG. The crack depth D is obtained.

一方、S79においてYesの場合、すなわち磁性金属材料31およびテストコイル25との間に浮き上がり量Hが存在した場合、S78で求めた材料定数を用いて、図14のS50から、あるいは図15のS60から磁性金属材料31のき裂深さDを求める。   On the other hand, in the case of Yes in S79, that is, when the lifting amount H exists between the magnetic metal material 31 and the test coil 25, the material constant obtained in S78 is used to start from S50 of FIG. 14 or S60 of FIG. From this, the crack depth D of the magnetic metal material 31 is obtained.

図17のフローチャートによると、磁性金属材料を対象とし、材料定数(導電率・透磁率)が未知の場合、き裂近傍の材料の違い、あるいは、時系列での金属材料の材料特性の変化に対応するために、被検査材から直接材料定数を求めることで、実測信号の信頼性の低下を補正し、金属材料におけるき裂深さを精度よく検査できる。   According to the flowchart of FIG. 17, when the material constant (conductivity / permeability) is unknown for the magnetic metal material, the difference in the material near the crack or the change in the material characteristics of the metal material in time series In order to cope with this, by obtaining the material constant directly from the material to be inspected, it is possible to correct the decrease in the reliability of the measured signal and to accurately inspect the crack depth in the metal material.

加えて、図17で求めた被検査材の材料定数から、図12、図14または図15を続けて行うことで、金属材料のき裂深さを精度よく検査できる。   In addition, the crack depth of the metal material can be accurately inspected by continuously performing FIG. 12, FIG. 14 or FIG. 15 from the material constant of the material to be inspected obtained in FIG.

渦流探傷法を用いてき裂深さを検査する渦流探傷器の概略図。The schematic of the eddy current flaw detector which inspects the crack depth using the eddy current flaw detection method. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第1例を示す図。The figure which shows the 1st example of the crack depth inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第1実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 1st Embodiment of the crack depth inspection method of the metallic material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the crack depth test | inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第2実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 2nd Embodiment of the crack depth inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第3実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 3rd Embodiment of the crack depth inspection method of the metal material which concerns on this invention. テストコイルの浮き上がり量と渦電流出力比との関係の一例を示す相関図。The correlation diagram which shows an example of the relationship between the amount of lifting of a test coil, and an eddy current output ratio. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第3例を示す図。The figure which shows the 3rd example of the crack depth test | inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第4実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 4th Embodiment of the crack depth inspection method of the metal material which concerns on this invention. 漏洩磁束探傷法を用いてき裂深さを検査する漏洩磁束探傷器の概略図。Schematic diagram of a leakage flux flaw detector that uses a leakage flux flaw detection method to inspect the crack depth. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第4例を示す図。The figure which shows the 4th example of the crack depth test | inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第5実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 5th Embodiment of the crack depth inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第5例を示す図。The figure which shows the 5th example of the crack depth test | inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第6実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 6th Embodiment of the crack depth inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第7実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 7th Embodiment of the crack depth inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第6例を示す図。The figure which shows the 6th example of the crack depth inspection method of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料のき裂深さ検査方法の第8実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 8th Embodiment of the crack depth inspection method of the metal material which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…渦流探傷器、2…コンピュータ、3…探傷用プローブ、4…接続ケーブル、11…非磁性金属材料、13…き裂、15…溶接部、21…漏洩磁束探傷器、22…コンピュータ、23…探傷用プローブ、24…接続ケーブル、25…テストコイル、31…磁性金属材料、33…き裂、35…溶接部、D…き裂深さ、H…浮き上がり量、S1、S11、S21、S31、S41、S51、S61、S71…磁束の発生S2、S12、S22、S32、S42、S52、S62、S72…実測信号の計測、S3、S13、S23、S33、S43、S53、S63、S73…コンピュータへ保存、S4、S14、S24、S34、S44、S54、S64、S74…電磁気解析、S5、S15、S25、S35、S45、S55、S65、S75…比較、S6、S16、S26、S36、S46、S56、S66、S76…判断、S8、S18、S48、S58…き裂深さの決定、S39、S79…判断、S10、S20、S50、S60…浮き上がり量の計測、S30、S70…校正曲線の作成。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Eddy current flaw detector, 2 ... Computer, 3 ... Probe for flaw detection, 4 ... Connection cable, 11 ... Nonmagnetic metal material, 13 ... Crack, 15 ... Welding part, 21 ... Leakage magnetic flux flaw detector, 22 ... Computer, 23 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Probe for flaw detection, 24 ... Connection cable, 25 ... Test coil, 31 ... Magnetic metal material, 33 ... Crack, 35 ... Welded part, D ... Crack depth, H ... Lifting amount, S1, S11, S21, S31 , S41, S51, S61, S71 ... Magnetic flux generation S2, S12, S22, S32, S42, S52, S62, S72 ... Measurement of measured signals, S3, S13, S23, S33, S43, S53, S63, S73 ... Computer S4, S14, S24, S34, S44, S54, S64, S74 ... Electromagnetic analysis, S5, S15, S25, S35, S45, S55, S65, S7 ... Comparison, S6, S16, S26, S36, S46, S56, S66, S76 ... Judgment, S8, S18, S48, S58 ... Determination of crack depth, S39, S79 ... Judgment, S10, S20, S50, S60 ... Measurement of lifting amount, S30, S70 ... Creation of calibration curve.

Claims (8)

非磁性金属材料のき裂深さを検査する際、前記非磁性金属材料のき裂表面から外部磁場を印加させ、き裂表層部に誘起される渦電流の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、
前記非磁性金属材料の既知の材料定数を用いた電磁気解析を行って、仮想き裂深さに応じたき裂深さ仮想信号を得る工程と、
前記き裂深さ仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想き裂深さを繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記き裂深さ仮想信号から、前記非磁性金属材料のき裂深さを得る工程を有することを特徴とする金属材料のき裂深さ検査方法。
When inspecting the crack depth of a nonmagnetic metal material, an external magnetic field is applied from the crack surface of the nonmagnetic metal material, and the measurement is correlated with the magnitude of the eddy current disturbance induced in the crack surface layer. Obtaining a signal;
Performing electromagnetic analysis using known material constants of the non-magnetic metal material to obtain a crack depth virtual signal corresponding to the virtual crack depth;
The virtual crack depth is repeatedly scanned so that the signal level of the crack depth virtual signal approaches the signal level of the actual measurement signal to match both signal levels. A method for inspecting a crack depth of a metal material, comprising: obtaining a crack depth of the nonmagnetic metal material.
前記非磁性金属材料のき裂深さを検査する際、き裂表面部の形状が凹凸の場合は、テストコイルが前記非磁性金属材料に対して浮き上がりを持つので、き裂を含まないき裂近傍部分において、任意の高さから磁場を印加させた時に誘起される渦電流出力比を表す校正曲線を作成し、浮き上がり量を前記校正曲線に照らし合わせて渦電流出力比を求めることで、このテストコイルの浮き上がり量分を補正することを特徴とする請求項1に記載の金属材料のき裂深さ検査方法。 When inspecting the crack depth of the non-magnetic metal material, if the shape of the crack surface is uneven, the test coil has a lift relative to the non-magnetic metal material. By creating a calibration curve that represents the eddy current output ratio induced when a magnetic field is applied from an arbitrary height in the vicinity, and calculating the eddy current output ratio by comparing the amount of lift with the calibration curve. The method for inspecting a crack depth of a metal material according to claim 1, wherein the amount of lift of the test coil is corrected. 非磁性金属材料のき裂深さを検査する際、前記非磁性金属材料の材料定数(導電率・透磁率)が未知の場合は、事前に、前記非磁性金属材料のき裂を含まない比較的フラットなき裂近傍部分から外部磁場を印加させて、前記非磁性金属材料表層部に誘起される渦電流の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、
き裂深さ=0および透磁率=αを用いた電磁気解析を行って、仮想導電率に応じた導電率仮想信号を得る工程と、
前記導電率仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想導電率を繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記導電率仮想信号から、前記非磁性金属材料の材料定数を得る工程と、
前記非磁性金属材料のき裂表面から外部磁場を印加させ、き裂表層部に誘起される渦電流の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、
前記材料定数を用いた電磁気解析を行って、仮想き裂深さに応じたき裂深さ仮想信号を得る工程と、
前記き裂深さ仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想き裂深さを繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記き裂深さ仮想信号から、前記非磁性金属材料のき裂深さを得る工程を有することを特徴とする金属材料のき裂深さ検査方法。
When inspecting the crack depth of a nonmagnetic metal material, if the material constant (conductivity / permeability) of the nonmagnetic metal material is unknown, a comparison that does not include a crack of the nonmagnetic metal material is required in advance. A step of applying an external magnetic field from a portion near the target flat crack to obtain an actual measurement signal having a correlation with the magnitude of eddy current disturbance induced in the surface portion of the nonmagnetic metal material;
Performing electromagnetic analysis using crack depth = 0 and permeability = α to obtain a conductivity virtual signal according to the virtual conductivity;
The virtual conductivity is repeatedly scanned so that the signal level of the electrical conductivity virtual signal approaches the signal level of the actual measurement signal to match both signal levels, and from the electrical conductivity virtual signal when they match, the nonmagnetic metal Obtaining a material constant of the material;
Applying an external magnetic field from the crack surface of the nonmagnetic metal material to obtain an actual measurement signal having a correlation with the magnitude of eddy current disturbance induced in the crack surface layer portion;
Performing electromagnetic analysis using the material constants to obtain a crack depth virtual signal corresponding to the virtual crack depth;
The virtual crack depth is repeatedly scanned so that the signal level of the crack depth virtual signal approaches the signal level of the actual measurement signal to match both signal levels. A method for inspecting a crack depth of a metal material, comprising: obtaining a crack depth of the nonmagnetic metal material.
前記非磁性金属材料のき裂深さを検査する際、き裂表面部の形状が凹凸の場合は、テストコイルが前記非磁性金属材料に対して浮き上がりを持つので、き裂を含まないき裂近傍部分において、任意の高さから磁場を印加させた時に誘起される渦電流出力比を表す校正曲線を作成し、浮き上がり量を前記校正曲線に照らし合わせて渦電流出力比を求めることで、このテストコイルの浮き上がり量分を補正することを特徴とする請求項3に記載の金属材料のき裂深さ検査方法。 When inspecting the crack depth of the non-magnetic metal material, if the shape of the crack surface is uneven, the test coil has a lift relative to the non-magnetic metal material. By creating a calibration curve that represents the eddy current output ratio induced when a magnetic field is applied from an arbitrary height in the vicinity, and calculating the eddy current output ratio by comparing the amount of lift with the calibration curve. 4. The method for inspecting a crack depth of a metal material according to claim 3, wherein the amount of lift of the test coil is corrected. 磁性金属材料のき裂深さを検査する際、前記磁性金属材料のき裂表面から外部磁場を印加させて、前記磁性金属材料のき裂表層部に誘起される漏洩磁束の乱れを検出することで実測信号を得る工程と、
前記磁性金属材料の材料定数を用いて電磁気解析を行って、仮想き裂深さに応じたき裂深さ仮想信号を得る工程と、
前記き裂深さ仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想き裂深さを繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記き裂深さ仮想信号から、前記磁性金属材料のき裂深さを得る工程を有することを特徴とする金属材料のき裂深さ検査方法。
When inspecting the crack depth of the magnetic metal material, an external magnetic field is applied from the crack surface of the magnetic metal material to detect the leakage magnetic flux disturbance induced in the crack surface layer of the magnetic metal material. Obtaining an actual measurement signal with
Performing electromagnetic analysis using material constants of the magnetic metal material to obtain a crack depth virtual signal corresponding to the virtual crack depth;
The virtual crack depth is repeatedly scanned so that the signal level of the crack depth virtual signal approaches the signal level of the actual measurement signal to match both signal levels. A method for inspecting the crack depth of a metal material, comprising: obtaining a crack depth of the magnetic metal material.
前記磁性金属材料のき裂深さを検査する際、き裂表面部の形状が凹凸の場合は、テストコイルが前記磁性金属材料に対して浮き上がりを持つので、き裂を含まないき裂近傍部分において、任意の高さから磁場を印加させた時に誘起される漏洩磁束出力比を表す校正曲線を作成し、浮き上がり量を前記校正曲線に照らし合わせて漏洩磁束出力比を求めることで、このテストコイルの浮き上がり量分を補正することを特徴とする請求項5に記載の金属材料のき裂深さ検査方法。 When inspecting the crack depth of the magnetic metal material, if the shape of the crack surface is uneven, the test coil has a lift relative to the magnetic metal material, so the crack vicinity does not include a crack. In this test coil, a calibration curve representing the leakage flux output ratio induced when a magnetic field is applied from an arbitrary height is created, and the leakage flux output ratio is obtained by comparing the amount of lifting with the calibration curve. 6. The method for inspecting a crack depth of a metal material according to claim 5, wherein an amount of the lift of the metal material is corrected. 磁性金属材料のき裂深さを検査する際、前記磁性金属材料の材料定数(導電率・透磁率)が未知の場合は、事前に、前記磁性金属材料のき裂を含まない比較的フラットなき裂近傍部分から外部磁場を印加させて、前記磁性金属材料表層部に誘起される漏洩磁束の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、
き裂深さ=0、透磁率=βを用いた電磁気解析を行って、仮想導電率に応じた導電率仮想信号を得る工程と、
前記導電率仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想導電率を繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記導電率仮想信号から、前記磁性金属材料の材料定数を得る工程と、
前記磁性金属材料のき裂表面から外部磁場を印加させ、き裂表層部に誘起される漏洩磁束の乱れの大きさと相関性を持つ実測信号を得る工程と、
前記材料定数を用いた電磁気解析を行って、仮想き裂深さに応じたき裂深さ仮想信号を得る工程と、
前記き裂深さ仮想信号の信号レベルを前記実測信号の信号レベルに近づくように、仮想き裂深さを繰り返し走査して両信号レベルを一致させ、一致した時の前記き裂深さ仮想信号から、前記磁性金属材料のき裂深さを得る工程を有することを特徴とする金属材料のき裂深さ検査方法。
When inspecting the crack depth of a magnetic metal material, if the material constant (conductivity / permeability) of the magnetic metal material is unknown, it should be a relatively flat plate that does not contain a crack of the magnetic metal material. Applying an external magnetic field from a portion near the crack to obtain an actual measurement signal having a correlation with the magnitude of the leakage magnetic flux disturbance induced in the magnetic metal material surface layer portion;
Performing an electromagnetic analysis using crack depth = 0 and permeability = β to obtain a conductivity virtual signal according to the virtual conductivity;
The virtual conductivity is repeatedly scanned so that the signal level of the conductivity virtual signal approaches the signal level of the actual measurement signal to match both signal levels, and from the conductivity virtual signal when they match, the magnetic metal material Obtaining a material constant of
Applying an external magnetic field from the crack surface of the magnetic metal material to obtain an actual measurement signal having a correlation with the magnitude of disturbance of leakage magnetic flux induced in the crack surface layer portion;
Performing electromagnetic analysis using the material constants to obtain a crack depth virtual signal corresponding to the virtual crack depth;
The virtual crack depth is repeatedly scanned so that the signal level of the crack depth virtual signal approaches the signal level of the actual measurement signal to match both signal levels. A method for inspecting a crack depth of a metal material, comprising: obtaining a crack depth of the magnetic metal material.
前記磁性金属材料のき裂深さを検査する際、き裂表面部の形状が凹凸の場合は、テストコイルが前記磁性金属材料に対して浮き上がりを持つので、き裂を含まないき裂近傍部分において、任意の高さから磁場を印加させた時に誘起される漏洩磁束出力比を表す校正曲線を作成し、浮き上がり量を前記校正曲線に照らし合わせて漏洩磁束出力比を求めることで、このテストコイルの浮き上がり量分を補正することを特徴とする請求項7に記載の金属材料のき裂深さ検査方法。 When inspecting the crack depth of the magnetic metal material, if the shape of the crack surface is uneven, the test coil has a lift relative to the magnetic metal material, so the crack vicinity does not include a crack. In this test coil, a calibration curve representing the leakage flux output ratio induced when a magnetic field is applied from an arbitrary height is created, and the leakage flux output ratio is obtained by comparing the amount of lifting with the calibration curve. The method for inspecting the crack depth of a metal material according to claim 7, wherein the amount of lifting is corrected.
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