JPH02236158A - 熱間探傷器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱間圧延工程にふける線材、棒鋼、鋼管等の
強磁性金属および非磁性金属材の探傷を行うための貫通
式熱間探傷器に関し、特に、熱遮蔽のためのスリーブを
設けなくてもよいような熱間探傷器に関するものである
。

従来の技術 熱間圧延される金属線、棒状体の非破壊検査は、要求さ
れる高速性および非接触という初期前提条件にかんがみ
て、電磁誘導（渦流）探傷法が多用されてきた。このよ
うな探傷に用いるセンサ部には、高温の被検査材と常時
対向するので、種々の熱遮蔽、冷却構造が考えられてき
た。

このような被検゛査材から発する高温に対してセンサ部
を保謹するための方式としては、実公昭４　５−２　６
　１　４　３号公報や米国特許第３６９４７３５号明細
書に開示されたような熱遮蔽用薄肉スリーブを用いた渦
流探傷用耐熱コイルが長期に亘り実用化されている。こ
の渦流探傷用耐熱コイルにあっては、遮蔽用薄肉スリー
ブにオーステナイト系ステンレス、あるいはチタニコー
ムの薄肉管を用いたが、導電体であるために渦流損失が
生じる。すなわち、薄肉管外周を取り巻くように巻回さ
れた探傷用励磁あるいは検出コイルの磁力線が薄肉管の
内側を走行する熱間状態の被検査材と往復するときに、
その薄肉管によって減衰してしまうという問題があった
。この薄肉管を非金属、例えば、アルミナ等のセラミッ
ク筒体に置き換えることも試みられたが、機械的および
熱的耐衝撃性に難点があり、実用化には至っていない。

このような問題点を解消すべく、実公昭５４−２６０７
２号公報や特公昭６０−１８９３８号公報に開示される
ように、薄肉金属管を用いた熱遮蔽スリーブに単一ま，
たは複数の長溝を形成することが考案された。しかしな
がら、実公昭５４−２６０７２号公報に開示されたよう
な構造では、その長溝から冷却水が流出してしまう問題
があり、また、特公昭６０−１８９３８号公報に開示さ
れた構造では、その長溝を充填材もしくは接合材で密閉
することで漏水を防止できるとしても、熱遮蔽用スリー
ブと充填材また接合材との熱膨張係数の不一致から、そ
れら充填材または接合材が脱落して、結局、漏水に到る
可能性があり、問題であった。また、米国特許第４０２
４４７０号明細書や米国特許第４１２３７０８号明細書
に開示されたように、探傷コイルを冷却したのちの冷却
水を熱間探傷コイル熱遮蔽体から積極的に噴出して被検
査管外表面を局部的に冷却するような熱間渦流探傷用コ
イルもあった。実公昭５　４−２　６　０　７　２号公
報、特公昭６０−１８９３８号公報、米国特許第４０２
４４７０号明細書および米国特許第４１２３７０８号明
細書に開示されたような構造の如《、水漏れ状態にて渦
流探傷を行うのでは、いずれにしても、被検査材外表面
を局部的に冷却してしまうという問題がある。

そこで、探傷用センサの感度を低下させてしまうような
熱遮蔽導電性のスリーブを使用せず、しかも、被検査材
外表面に冷却水を接触させることなく冷却を行う構造と
して、特開昭６　１−７　４　７号公報に開示されたよ
うな構造のものが開発されている。この特開昭６　１−
７　４　７号公報に開示されたスリーブなし熱間探傷器
は、熱遮蔽金属体等を使用することなく、非金属、例え
ば、ナイロンやテフロン等、有機高分子コイルボビンに
形成した水放出口から放出する水にてそのコイルボビン
内周壁にそう水膜を形成し、その水膜にて熱遮蔽、冷却
するようにしたものであり、探傷感度を向上させること
が可能である。すなわち、この特開昭６　１−７　４　
７号公報に開示された構造においては、従来用いられて
いたステンレス筒体を熱遮蔽用に用いた場合に比べて、
そのようなステンレス筒体を用いていないので、探傷の
ための交番磁界が妨げられることがなく、探傷感度を向
上させることができ、しかも、効果的な冷却をも行うこ
とができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述した特開昭６　１−７　４　７号公
報に開示されたスリーブなし熱間探傷器の構造では、コ
イルボビンに形成した複数個の水放出口から放出された
水が円筒状コイルボビンの内壁，．内周にそって水膜を
形成し且つ出口側に向かって螺旋状に旋回しながら排出
させられるようにするためには、それらの開口間隔幅、
軸方向開口幅および水放出水路のスキニー（ひねり）を
所定の精度で得るように、それら水放出口を加工せねば
ならず、その加工には、特別の経験と熟練とが必要とさ
れる。この加工が拙劣であると、探傷コイル内壁を旋回
する水膜にさざ波を生じ、冷却の不均一を招くことにな
ってしまうという問題を生じてしまう。

一方、最近の熱間圧延作業工程は、省エネルギーと省資
源の観点から、キ二−リーポイント近傍の低温圧延と低
温圧延による被検査材表面酸化（スケール）の低減に留
意して、生産性を向上させることが行われている。例え
ば、添付図面の第５図は、「鉄鋼便覧■」から引用した
炭素鋼の加工温度を示すグラフ図であるが、最近の熱間
加工の領域は、参照符号Ａ２　にて示す領域に及んでい
る。省エネルギー、すなわち熱損失防止を目的に、ロー
ル冷却水が圧延材に接触しないように水切りの強化が実
施されている。この対策で防止できた温度下降分だけ、
素材の加熱温度を下げ燃料原単価低減に寄与している。

そして、熱間圧延中に積極的に局部水冷することは、省
エネルギー作業を妨げることになるのみならず、圧延完
了後における除冷却の目的をも阻害し、精製後の表面硬
度や粒度の不均一を招きかねないので、好ましくないと
されてきている。このような観点からすると、前述した
特開昭６１−７４７号公報に開示されたスリーブなし熱
間探傷器の構造では、水膜状態を形成して冷却を行った
後の排水が完全でなく、すなわち、探傷コイル内壁を旋
回した水は、重力にしたがって任意に落下して被検査材
に接触して被検査材を冷却してしまうので、好ましくな
い。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解消し
うるような熱間探傷器を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明によれば、被検査材を貫通させる円形開口を有し
探傷用センサを保持したセンサ保持部材を備えた熱間探
傷器において、前記センサ保持部材の一端において前記
円形開口の内周壁に隣接した位置に開口した円環状冷却
液噴出口と、前記センサ保持部材の他端において前記円
形開口の内周壁に隣接した位置に開口した円環状冷却液
導入口とを備え、前記円環状冷却液噴出口から噴射され
た冷却液が、前記円形開口の内周壁にそって液膜を形成
しつつ前記円環状冷却液導入口へと回収されるようにす
る。

実施例 次に、添付図面の第１図から第４図に基づいて、本発明
の実施例について本発明をより詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例としての熱間探傷器の概略
縦断面図である。この第１図に概略的に示されるように
、この実施例の熱間探傷器は、探傷コイル２を巻回した
コイルポビンｌと、このコイルボビンｌへの被検査材の
貫通を案内するための入側ガイドフランジ３および出側
ガイドフランジ４と、コイルボビン１、入側ガイド７ラ
ンジ３および出側ガイド７ランジ４を取付け固定する入
側側板５および出側側板６と、入側側板５および出側側
板６とを一体的に結合するフレーム１７とを備えている
。

第３図は、入側ガイドフランジ３のみを示す斜視図であ
り、第４図は、第３図の入側ガイドフランジ３を右側か
ら見た図である。これら第３図および第４図に′よ《示
されているように、入側ガイドフランジ３には、放射状
の複数個の通水路ｌ６が形成されている。なお、参照符
号３１は、この入側ガイドフランジ３を入側側板５に対
して取付け固定するためのボルトを通すためのボルト孔
を示している。

第２図は、このような入側ガイド７ランジ３と出側側板
６との関係を詳細に示すための第１図の部分拡大図であ
り、以下、第１図と第２図とを参照して、この実施例の
熱間探傷器の構成および作用の詳細について説明する。

入側側板５には、冷却水の供給口７が形成されており、
冷却水は、供給口７から入り、入側側板５と入側ガイド
フランジ３との間に設けられた冷却水タンク９に入る。

この冷却水タンク９を満たした冷却水は、入側ガイドフ
ランジ３に形成された放射状の通水路１６を通り、噴射
口１０よりコイルボピン１の内周面ＩＡにそって放出さ
れる。

入側ガイドフランジ３と入側側板５との間に形成された
各噴出口１０から放射された冷却水は、第２図において
参照符号ｌ１で示す飛散旋回開始部から、コイルボビン
ｌの内周面ＩＡにそって噴射方向に旋回させられて螺旋
状の水膜を形成する。

探傷コイル２の内径に合わせてコイルボビン１の内周面
ＩＡ全体に冷却用水膜を効果的に作り出すためには、入
側ガイドフランジ３に形成する放射状の通水路ｌ６の個
数、水路の幅、水路の間隔、通水路の角度等を適当に選
定ればよい。

このようにコイルボビン１の内周面ＩＡにそって水膜を
形成した冷却水を容易に回収し排水するために、出側側
板６と出側ガイドフランジ４との間に、排水路１２およ
び排水タンク１３が同心状に形成されており、また、出
側側板６に排水口８が形成されている。このように、コ
イルボビン１の内周面ＩＡに形成された冷却用水膜を、
排水路１２を通して、排水タンクｌ３に取り入れて、排
水口８より外へ排出する構造としている。

入側ガイドフランジ３、出側ガイドフランジ４の内径は
、コイルボビンｌの内径より多少小さくして、被検査材
ｌ８の通材時、コイルボビンｌの内周面ＩＡに被検査材
１８の外表面が接触しない構造としている。また、入側
ガイドフランジ３、出側ガイドフランジ４には、テーバ
ー１４、ｌ５を設け、被検査材ｌ８の通材を容易にする
構造としている。

このような構造であるから、冷却水供給口７より入った
冷却水は、冷却水タンク９を通り、通水路１６へ送られ
る。通水路ｌ６は、コイルボビン１の内周面ＩＡの接線
方向に冷却水が放出させられるような角度で放射状に形
成されているから、各噴射口１０から放出された冷却水
は、各飛散旋回開始部１１に始まる螺旋状の水膜をコイ
ルボビン１の内周面ＩＡにそって作り出す。このように
水膜を形成して冷却効果を果たした冷却水は、排水路１
２に入り、排水タンク１３に回収されて、排水口８より
外へ排出されることになる。

なお、参照符号ｌ９は、入側ガイドフランジ３と入側側
板５との間に設けられ水密とするｏリング、出側ガイド
フランジ４と出側側板６との間に設けられ水蜜とするＯ
　ＩＪング、入側側板５とコイルボビンｌとの間に設け
られて水蜜とする０リング、および出側側板６とコイル
ボビンｌとの間に設けられて水蜜とするＯリングを示し
ている。

発明の効果 前述したように、本発明の熱間探傷器の構成によれば、
渦流探傷用コイル等の探傷用センサを保持したセンサ保
持部材の内周面は、そのセンサ保持部材の一端側に設け
た噴出口から噴射される水等の冷却液によって形成され
る液膜によって効果的に冷却され、その冷却作用を果た
した後の液膜は、そのセンサ保持部材の他端側に設けら
れた冷却液導入口によって回収されるので、非常に効果
的な冷却を行え、且つ冷却液を被検査材に滴下飛散させ
ることなく回収でき、従って、省エネルギー作業に寄与
できる。また、探傷用センサとして渦流探傷用コイルを
使用しているような場合には、渦流損失を招き検出感度
を低下させる要因となる金属性スリーブが不要であるこ
とから、検出感度を上げることができ、しかも、渦流探
傷用コイルの内径をそれだけ小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例としての熱間探傷器の概略
縦断面図、第２図は、第１図の熱間探傷器における入側
ガイドフランジと出側側板との関係を詳細に示すための
第１図の部分拡大図、第３図は、入側ガイドフランジの
みを示す斜視図、第４図は、第３図の入側ガイドフラン
ジを右側から見た図、第５図は、炭素鋼の加工温度を示
すグラフ図である。 ｌ・・・・・・コイルボビン、ＩＡ・旧・・内周面、２
・・・・・・探傷コイル、３・・・・・・入側ガイドフ
ランジ、４・・・・・・出側ガイドフランジ、５・旧・
・入側側板、６・・・・・・出側側板、７・・・・・・
供給口、８・・団・排水口、９・・・・・・冷却水タン
ク、１０・・・・・・噴射口、１１・・・・・・飛散旋
回開始部、１２・・・・・・排水路、１３・・・・・・
排水タンク、１６・・・・・・通水路、１７・・・・・
・フレーム、ｌ８・・・・・・被検査材。 ３Ｃ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査材を貫通させる円形開口を有し探傷用セン
   サを保持したセンサ保持部材を備えた熱間探傷器におい
   て、前記センサ保持部材の一端において前記円形開口の
   内周壁に隣接した位置に開口した円環状冷却液噴出口と
   、前記センサ保持部材の他端において前記円形開口の内
   周壁に隣接した位置に開口した円環状冷却液導入口とを
   備えており、前記円環状冷却液噴出口から噴射された冷
   却液は、前記円形開口の内周壁にそって液膜を形成しつ
   つ前記円環状冷却液導入口へと回収されることを特徴と
   する熱間探傷器。
2. （２）前記円環状冷却液噴出口は、前記円形開口の中心
   に対して放射状に形成された複数の溝によって構成され
   、該各溝を通して噴射された冷却液は、前記円形開口の
   内周壁にそって所定方向に旋回する液流となって前記液
   膜の一部を構成する請求項（１）記載の熱間探傷器。
3. （３）前記探傷用センサは、渦流探傷用コイルであり、
   前記センサ保持部材は、探傷コイルボビンである請求項
   （１）または（２）記載の熱間探傷器。
4. （４）前記冷却液は、水である請求項（１）または（２
   ）または（３）記載の熱間探傷器。