JPH06123730A - 連続消磁・磁気探傷方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性材料の消磁と磁気探傷を連続的に行う。 【構成】 磁気探傷に必要な磁化を行い得る磁場の強さ
以上の磁場から、極性反転磁場による消磁を開始し、消
磁途中で、磁気探傷に必要な磁化を行い得る磁場の強さ
まで低減したところで磁気探傷を行い、磁気探傷終了
後、引き続き極性反転磁場による消磁を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性材料の消磁と磁気
探傷を略同時に行うことが可能な、新規な連続消磁・磁
性探傷方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁性材料、例えば鋼材には、その製造工
程や搬送工程で、リフティングマグネットなどの磁力が
作用したり、電流が流れたり、大電流による磁化の近く
を通ったり、磁気を帯びたものに接触するなどして、残
留磁気が残っていることが多い。この残留磁気が強い
と、その後のアーク溶接による磁気ブローや、加工によ
る切粉の付着等の問題を生じて有害であるため、消磁工
程で有害磁場を軽減している。

【０００３】具体的には、磁場の強さを、残留磁気又は
通常飽和磁場より大とし、そこから極性を反転させつつ
減衰させて、磁性材料に残留する不必要な磁気を除く。
磁場極性反転減衰のためには、電流の極性を正逆させ、
電流値を下げるか、被処理材を漸時、反転している磁場
から遠ざければよい。交流を用いる場合には、被処理材
を、磁場より遠ざける方法が取られ、直流を用いる場合
には、極性を正逆反転させながら電流値を下げていく方
法が取られる。長尺の被処理材を直流電流で消磁する場
合には、上記動作と被処理材漸遠を組合せて消磁する。

【０００４】この消磁技術には、例えば特開昭５９−６
３７０８に記載された、予め鋼板の残留磁気極性を複数
任意箇所において検知し、その結果に応じて前記鋼板に
対する脱磁（消磁）コイルに流れる最初の電流方向を決
定すると共に、誘導電圧調整器駆動用モータを可変速化
し、脱磁電流の大きさ及び脱磁時刻を制御するようにし
た鋼板の脱磁方法や、特開昭４８−６１３１７に記載さ
れた、鋼材の厚み方向又は径方向に対をなす如く、交番
磁極を相対設し、鋼材を該対設間に移動させながら消磁
する鋼材の連続消磁方法がある。

【０００５】一方、鋼材の表面や表面直下の品質を非破
壊的に評価する方法の１つとして、渦流探傷法や磁粉探
傷を含む磁気探傷法（以下、磁気探傷には磁粉探傷は含
む）がある。

【０００６】この磁気探傷とは、一般的に、残留磁気の
高い磁性材料においては、一旦飽和磁場まで磁化し残留
磁気により探傷する。残留磁気の弱い磁性鋼材は、飽和
磁場の約８０％程度の磁場を与えながら探傷する。ここ
で、８０％の磁場が広く適用されているのは、磁気探傷
において、対象となる欠陥が十分に検出される磁場の強
さだからである。飽和磁場を与えると、欠陥ではない磁
気的不連続が出像してノイズとなり、かえって欠陥検出
が困難となる。従って、被処理材の状況や対象とする欠
陥のレベル及び検出手段の組合せによっては、例えば５
０％など他の値を使用することもある。

【０００７】この磁気探傷を自動的に行う技術には、特
開平３−２４６４６３に記載された、強磁性体コアに巻
き回されたコイルと、該コイルに固定インピーダンスを
介して一定周波数、一定電圧の交流電力を供給する交流
電力供給手段と、上記コイルの両端から出力する電圧の
正側電圧と負側電圧をそれぞれ検出する直流電圧検出手
段と、該直流電圧検出手段で検出した正側電圧と負側電
圧の差を演算し磁界の強さを検出する磁気検出手段とか
らなる磁気センサを、複数個有する鋼板の疵検出装置
や、特開昭５１−１３１６８５に記載された、被探傷材
の移送位置を検知するタイミング発生装置により被探傷
材の移送長さを検知し、後続して設けられている変位検
出器、側縁部探傷器及び中間部探傷器に作動タイミング
信号を伝達し、更に、被探傷材の幅方向に分割配置され
た変位検出器により被探傷材の離隔変位状態を絶えず検
出し、その検出量と探傷器の特性によって定まる設定許
容変位量とを比較し、検出量が許容変位内の場合には、
探傷器を探傷位置に配置して探傷し、許容変位外である
場合には、探傷位置から退避するようにした移動物体の
探傷装置がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、いずれも、消磁と磁気探傷を別々な設備あるいは別
の時期に行っていた。従って、消磁と磁気探傷は、いず
れも被処理材に磁場を与えることは同一動作であるにも
拘らず、作業そのものも２回に分けて実施され、経済的
なロスも大きかった。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
く成されたもので、消磁と磁気探傷を連続的に行うこと
が可能な、連続消磁・磁気探傷方法及び装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を達成するための手段】本発明は、磁性材料の消
磁と磁気探傷を行うに際して、磁気探傷に必要な磁化を
行い得る磁場の強さ以上の磁場から、直流又は交流の極
性反転磁場による消磁を開始し、消磁途中で、磁気探傷
に必要な磁化を行い得る磁場の強さまで逓減したところ
で、磁気探傷を行い、磁気探傷終了後、引き続き直流又
は交流の極性反転磁場による消磁を行うようにして、前
記目的を達成したものである。

【００１１】又、前記磁場が、磁気探傷適合磁場となっ
たところで、磁場の反転を中止し、その時の直流又は交
流磁界を、磁気探傷の所要時間だけ維持するようにした
ものである。

【００１２】又、前記消磁を、飽和磁化の磁場の強さか
ら開始し、その略８０％の磁化を与える磁場の強さで磁
気探傷を行うようにしたものである。

【００１３】本発明は、又、磁性材料の消磁と磁気探傷
を行うに際して、被処理材に飽和磁場を与えた後、磁場
を切って、残留磁気による磁気探傷を行い、磁気探傷終
了後、再び被処理材に飽和磁場を与え、そこから磁場の
極性を反転しつつ消磁するようにして、前記課題を達成
したものである。

【００１４】本発明は、又、磁性材料の消磁と磁気探傷
を行う装置において、強さ一定の直流又は交流の極性反
転磁場を形成する磁場形成手段と、被処理材を、前記磁
場形成手段の場所から、磁気探傷に必要な磁化を与える
磁気探傷適合磁場の場所を経て、徐々に遠ざける搬送手
段と、前記磁気探傷適合磁場の場所で磁気探傷を行う手
段とを備えることにより、前記目的を達成したものであ
る。

【００１５】本発明は、又、同じく磁性材料の消磁と磁
気探傷を行う装置において、強さ一定の直流又は交流の
極性反転磁場を形成する貫通型磁化コイル及びその磁化
電源と、被処理材を、該貫通型磁化コイル内を通る搬送
路上で搬送する搬送装置と、前記貫通型磁化コイルから
所定距離隔てた位置に、搬送路を横切って配設された、
磁気探傷用の漏洩磁束検出手段と、被処理材の搬送量を
検出する搬送量センサと、該搬送量センサ出力と同期し
て、前記漏洩磁束検出手段による被処理材の幅方向探傷
結果を記録する記録装置と、前記各構成要素を制御する
制御装置とを備えることにより、前記目的を達成したも
のである。

【００１６】又、前記漏洩磁束検出手段を、被処理材の
全幅に亘って多数の素子が並設されてなるアレイ型と
し、前記貫通型磁化コイルによる消磁作業を中断するこ
となく、磁気探傷を可能としたものである。

【００１７】

【作用】本発明は、消磁と磁気探傷に共通な初期磁化を
利用して、消磁初期又は途中で磁気探傷し、引続き消磁
することで、消磁と磁気探傷を連続的に達成する。即
ち、磁性材料、例えば鋼材の飽和磁化値まで磁場を与え
て、その後極性を反転しながら、磁場の強さを減衰可能
な消磁機能を有する磁化装置を用いて、残留磁気の強い
被処理材については、飽和磁場を与えた後、磁気探傷
し、一般普通材料においては、飽和磁化の約８０％程度
で磁気探傷の間、磁場の強さを保持し、磁気探傷完了
後、引き続き極性反転をしながら消磁を達成させる。

【００１８】これらの概念を図によって説明する。

【００１９】図１は、鋼材の磁気ヒステリシス曲線を示
し、図２は消磁曲線を示す。図３（Ａ）は、交流電流に
よる消磁電流の減衰例を示し、図３（Ｂ）は、直流電流
による消磁電流の減衰例を示す。図３（Ａ）（Ｂ）は、
電流を極性反転させながら下げていくか、又は、一定値
の極性反転電流値の磁場から、被処理材を徐々に遠ざけ
ていくかのいずれかで達成可能である。

【００２０】図４及び図５は、本発明の連続磁化による
直流電流による磁気探傷と消磁を組合せたもので、消磁
は、飽和磁場より極性反転させ、電流値を下げるか、又
は、被処理材を磁場から遠ざけることにより達成され
る。このとき、飽和磁場の約８０％前後で磁気探傷に必
要な時間Ｔ１だけ電流を一定にする。なお、磁気探傷を
行うための漏洩磁束センサとして、被処理材の幅方向の
漏洩磁束を同時に検出することが可能なアレイ型のセン
サを使用すれば、通常の消磁工程における磁場保持時間
t の間に漏洩磁束検出を完了して、消磁作業を中断する
ことなく磁気探傷することができる。交流電流による場
合も同様である。

【００２１】又、被処理材を磁場より遠ざけていく消磁
の場合には、飽和磁場の約８０％の場所で磁気探傷を行
う。

【００２２】図６及び図７は、残留法による磁気探傷と
消磁を組合せた方法を示したもので、飽和磁場を与えた
後、その位置で時間Ｔ２だけ電流を切って磁気探傷を行
い、その後再度飽和電流に戻して極性反転し、消磁する
方法であり、被処理材は、磁気探傷と消磁幅分ずつピッ
チ送りとなる。

【００２３】本発明を実施するための、直流極性反転減
衰磁場の測定結果を図８に示す。この測定結果によれ
ば、磁場形成手段である貫通型磁化コイル２０の中央の
磁場を１００とした場合、磁気探傷に適合した連続磁化
に必要な磁場（飽和磁場の約８０％）の位置Ｌに磁気探
傷センサを設ければよい。図８において、１０は被処理
材、１２は被処理材の搬送ローラである。

【００２４】

【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２５】本発明の第１実施例は、図９及び図１０に
示す如く、強さ一定の直流極性反転磁場を形成する消磁
用の貫通型磁化コイル２０、その磁化用直流電源（以下
磁化電源と称する）２２及びその制御器２３と、被処理
材である厚板１４を、該貫通型磁化コイル２０内を通る
搬送路上に搬送するための、駆動ローラ２４、該駆動ロ
ーラ２４を駆動するためのモータ２５、その制御装置
（搬送制御装置）２６及びアイドルローラ２８からなる
搬送装置と、前記貫通型磁化コイル２０から所定距離隔
てた位置に、搬送路を横切って配設されたアレイ型の漏
洩磁束センサ３０と、前記搬送ローラ駆動モータ２５の
回転量から厚板１４の搬送量Ｘを検出するための、該駆
動モータ２５に内蔵されたエンコーダ（図示省略）と、
該エンコーダ出力と同期して、前記漏洩磁束センサ３０
による厚板１４の幅方向（Ｙ方向）探傷結果を記録する
記録装置３２と、前記各構成要素を制御する制御装置３
４とから構成されている。

【００２６】前記漏洩磁束センサ３０には、板厚１４の
全幅に亘って多数のホール素子が並設されている。

【００２７】以下、実施例の作用を説明する。

【００２８】厚板１４は、例えば非磁性材であるステン
レス製の駆動ローラ２４及びアイドルローラ２８により
通板される。厚板１４は、磁化コイル２０が配置された
消磁場所を通過するとき、極性を反転させることによっ
て、消磁場所から遠ざかりながら消磁が行われる。

【００２９】厚板１４は、飽和磁場の約８０％の位置に
設けられた磁気探傷場所で、漏洩磁束センサ３０によ
り、厚板１４の欠陥部からの漏洩磁束が検出され、磁気
探傷が行われる。

【００３０】更に、厚板１４の消磁部分が十分遠方に達
した時、例えばガウスメータ（図示省略）によって、消
磁効果を確認することができる。

【００３１】これらの結果は、記憶装置３２に記録され
る。

【００３２】本実施例においては、漏洩磁束センサ３０
としてアレイ型センサを用いているので、磁化コイル２
０の極性反転周期の間（図４のt ）で厚板１４の幅方向
漏洩磁束を検出できる。従って、磁気探傷のために磁化
コイル２０を特別に制御することなく、通常の消磁動作
に合せて、磁気探傷も行うことができる。

【００３３】この第１実施例において、消磁のための磁
化コイル２０を６０巻とし、初期通電電流を５６０Ａと
した。磁気探傷は、約２mmのＳＭＤ素子を幅方向上下に
配置した。厚板１４を４m ／分で通板し、直流電流を上
記電流値で極性反転させながら通板した。その結果、１
８×４０００×１００００mmの厚板１４の初期残留磁気
が８０ガウスであったのが３５ガウスに下がり、漏洩磁
束センサ３０により、厚板の表裏面から、幅方向に延び
た長さ３mm以上の表面及び表面直下の欠陥を検出でき
た。

【００３４】なお、漏洩磁束センサの種類はアレイ型に
限定されず、例えば図１１に示す第２実施例のように、
機械的走査機構４０によって単一の漏洩磁束センサ４２
を厚板１４の幅方向に走査する幅方向走査型の漏洩磁束
センサを用いてもよい。

【００３５】この第２実施例においては、必要に応じ
て、図４に示した如く、幅方向走査が終了するまでの間
（図４のＴ）、厚板１４の搬送を停止し、磁化コイル２
０の磁場の反転を停止する必要がある。

【００３６】なお、前記実施例においては、いずれも、
磁気探傷センサとして漏洩磁束センサが用いられていた
が、磁気探傷センサの種類は、これに限定されず、例え
ば磁粉を用いる場合には、欠陥による磁粉指示模様を撮
像する撮像センサを用いることができる。

【００３７】又、前記実施例においては、いずれも、本
発明が厚板の処理に適用されていたが、本発明の適用範
囲はこれに限定されず、他の鋼材や一般の磁性材料にも
同様に適用できることは明らかである。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、消
磁及び磁粉探傷を含む磁気探傷が、被処理材の１回の通
板で処理でき、両者の効果が十分達成されるので、経済
的な効果は計り知れない。

【００３９】更に、本発明の装置によれば、消磁又は磁
気探傷を独立して行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼材の磁気ヒステリシス曲線を示す線図

【図２】同じく消磁曲線を示す線図

【図３】交流消磁の場合と直流消磁の場合の消磁電流の
減衰例を比較して示す線図

【図４】本発明の原理を説明するための、連続磁化によ
る磁気探傷と消磁を組合せた場合の消磁電流の減衰例を
示す線図

【図５】同じく消磁パターンを示す線図

【図６】本発明により、残留法による磁気探傷と消磁を
組合せた場合の消磁電流の減衰例を示す線図

【図７】同じく消磁パターンを示す線図

【図８】本発明による磁化コイルの位置と磁気探傷適合
磁場の関係の例を示す線図

【図９】本発明に係る連続消磁・磁気探傷装置の第１実
施例の構成を示す、一部ブロック線図を含む平面図

【図１０】同じく正面図

【図１１】本発明の第２実施例で用いられている幅方向
走査型の漏洩磁束センサを示す平面図

【符号の説明】

１４…厚板（被処理材） ２０…貫通型磁化コイル ２２…磁化電源 ２４…駆動ローラ ２６…搬送制御装置 ３０…アレイ型漏洩磁束センサ Ｘ…搬送量 Ｙ…幅方向位置 ３２…記録装置 ３４…制御装置 ４０…機械的走査機構 ４２…漏洩磁束センサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性材料の消磁と磁気探傷を連続的に行う
   方法であって、 磁気探傷に必要な磁化を行い得る磁場の強さ以上の磁場
   から、極性反転磁場による消磁を開始し、 消磁途中で、磁気探傷に必要な磁化を行い得る磁場の強
   さまで逓減したところで、磁気探傷を行い、 磁気探傷終了後、引き続き極性反転磁場による消磁を行
   うことを特徴とする連続消磁・磁気探傷方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記磁場が、磁気探傷
   適合磁場となったところで、磁場の反転を中止し、その
   時の磁界を、磁気探傷の所要時間だけ維持するようにし
   たことを特徴とする連続消磁・磁気探傷方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記消磁を、飽
   和磁化の磁場の強さから開始し、その略８０％の磁化を
   与える磁場の強さで磁気探傷を行うことを特徴とする連
   続消磁・磁気探傷方法。
4. 【請求項４】磁性材料の消磁と磁気探傷を連続的に行う
   方法であって、 被処理材に飽和磁場を与えた後、磁場を切って、残留磁
   気による磁気探傷を行い、 磁気探傷終了後、再び被処理材に飽和磁場を与え、そこ
   から磁場の極性を反転しつつ消磁することを特徴とする
   連続消磁・磁気探傷方法。
5. 【請求項５】磁性材料の消磁と磁気探傷を連続的に行う
   装置であって、 強さ一定の極性反転磁場を形成する磁場形成手段と、 被処理材を、前記磁場形成手段の場所から、磁気探傷に
   必要な磁化を与える磁気探傷適合磁場の場所を経て、徐
   々に遠ざける搬送手段と、 前記磁気探傷適合磁場の場所で磁気探傷を行う手段と、 を備えたことを特徴とする連続消磁・磁気探傷装置。
6. 【請求項６】磁性材料の消磁と磁気探傷を連続的に行う
   装置であって、 強さ一定の極性反転磁場を形成する貫通型磁化コイル及
   びその磁化電源と、 被処理材を、該貫通型磁化コイル内を通る搬送路上で搬
   送する搬送装置と、 前記貫通型磁化コイルから所定距離隔てた位置に、搬送
   路を横切って配設された、磁気探傷用の漏洩磁束検出手
   段と、 被処理材の搬送量を検出する搬送量センサと、 該搬送量センサ出力と同期して、前記漏洩磁束検出手段
   による被処理材の幅方向探傷結果を記録する記録装置
   と、 前記各構成要素を制御する制御装置と、 を備えたことを特徴とする連続消磁・磁気探傷装置。
7. 【請求項７】請求項６において、前記漏洩磁束検出手段
   が、被処理材の全幅に亘って多数の素子が並設されてな
   るアレイ型とされ、前記貫通型磁化コイルによる消磁作
   業を中断することなく、磁気探傷が可能とされているこ
   とを特徴とする連続消磁・磁気探傷装置。