渦電流試験に関する 5 つの興味深い事実

知っておくべきことと考慮すべき要素

Metal Cutting Corporation は、特殊金属を扱う多くの作業を行う会社として、渦電流試験 (ECT) を使用して、亀裂や空隙などの欠陥がないか材料を検査することがよくあります。この方法は、電磁誘導を利用して、金属を含む導電性材料の表面または表面下の欠陥を検出して特徴付けます。欠陥の検出に加えて、渦電流試験手順を使用して厚さと導電率を測定できます。

以下は、渦電流試験について知っておくべき 5 つの興味深い点です。

渦電流検査は非破壊検査です

渦電流検査は、非破壊検査 (NDT) の重要な方法です。これは、次のことを確認するために検査と測定を行うために科学と産業界で使用される技術の 1 つです。

• 構造コンポーネントとシステムは、信頼性、安全性、費用対効果に優れた性能を発揮します
• テスト自体は、部品や材料を損傷せず、将来の使用や機能に影響を与えない方法で行われます

実際、さまざまな NDT 手法があり、常に新しい手法が開発されています。最も基本的な方法は目視検査です。これは、部品の目に見える表面の欠陥を単純に観察するか、コンピュータ制御の光学システムを使用して部品の特徴を検出および測定することを意味します。

NDT で使用される技術の一部は、ガンマ線や X 線を使用して欠陥を探したり、内部の特徴を確認したりする X 線撮影 (RT) など、医療でも使用されているため、よく知られています。もう 1 つの例は、材料特性の欠陥や変化を検出するために高周波音波を使用する超音波検査 (UT) です。

磁性粒子試験 (MT) は、強磁性材料の磁場と鉄粒子の粉塵を使用して、表面欠陥の目に見える指標を生成します。リーク テスト (LT) では、電子リスニング デバイスから圧力計、簡単なシャボン玉テストまで、さまざまな方法を使用して加圧部品のリークを検出します。

もう 1 つの方法はアコースティック エミッション テスト (AE) で、音響エネルギーのバーストを検出することによって欠陥を検出します。可視または蛍光色素を使用する浸透探傷検査 (PT) を使用するかどうかに関係なく、2 番目に軽い要素を使用して漏れ経路を見つけるヘリウム リーク テストによく遭遇します。

渦電流試験 (金属切削で焦点を当てている NDT 手法) では、電流 (渦電流) は、導電性材料を膨張および崩壊する磁場にさらすことによって生成されます。これらの渦電流の強さは測定できます。材料に欠陥や変化があると、電流の流れが中断され、材料やテスト対象の部品に問題があることがわかります。

日常生活において非常に重要

誰もが渦流探傷法や NDT について聞いたことがあるわけではありませんが、これらの方法は私たちの生活のすべてに、おそらく日常的にも関わっています。これは、これらの手法が幅広い業界で使用されているためです。特に、コンポーネントの故障が壊滅的な損傷や損失を引き起こす可能性がある業界で使用されています.

たとえば、渦電流試験は、石油およびガスのパイプライン、原子炉、化学製品の製造、および地方自治体の水道システムなどの用途向けにチューブやその他の構造を検査するために使用されます。携帯用渦電流探傷装置は、橋梁や翼から着陸装置までの航空機部品の亀裂を探すなど、現場での現場検査に使用されます。そのため、ECT やその他の非破壊検査法は、公共の安全にとって非常に重要であり、パイプラインの破損、橋の崩壊、飛行機の墜落事故などの壊滅的な出来事を防ぐのに役立つ役割を果たしています。

ここMetal Cuttingで製造する金属部品のような小さな部品の世界でも、渦電流試験は目に見えにくいが非常に重要な方法で安全性に影響を与えます。たとえば、この方法を使用して、暗視ゴーグルの部品のガラスと金属のシールを検査します。このゴーグルは、最終的に軍人によって使用されます。軍人は、製造後、自宅から遠く離れた場所でそれらを必要とする可能性があります。

モードごとに異なるプローブがあります

渦電流試験装置には、さまざまな形状、サイズ、および構成で利用できる試験プローブが含まれています。これらのプローブには、テスト コイルの配線方法とテスト サンプルとのインターフェース方法に応じて、さまざまな動作モードもあります。

たとえば、絶対測定プローブは、単一のコイルを使用して渦電流を発生させ、電流場の変化を検出し、テスト サンプル上の 1 点からの読み取り値を提供します。ディファレンシャル プローブは、2 つのコイルを使用して、不一致がある可能性のある材料であっても、欠陥を検出するための比較の基本を提供します。一方のコイルが欠陥の上にあり、もう一方のコイルが良好な材料の上にある場合、差動信号が生成されます。反射モードとハイブリッド プローブ モードもあります。

交流電流 (AC) がコイルまたはコイルを通過して、コイル内およびコイルの周囲に拡大および崩壊する磁場を生成します。プローブが導電性材料 (テスト サンプル) の隣に配置されると、この変化する磁場によってサンプル内に渦電流が発生します。コイルの磁場と渦電流の相互作用により、周波数、振幅、感度、インピーダンス、およびその他の特性の変化を観察および測定できます。これらの特性は、試験サンプルの亀裂、ボイド、またはその他の欠陥の存在を示します。

渦電流試験に影響を与える多くの要因

渦電流試験の「レシピ」を構成する周波数、振幅、感度などの設定に加えて、考慮すべき要素が他にもあります。テストされている材料または部品。有益なものもあれば、効果を補うために設定を調整したり、他の技術を使用したりする必要があるものもあります.

明らかに、テストされる材料の電気伝導率、または材料内の電子の流れやすさと考えることができるものは、透磁率と同様に、生成される渦電流の流れに影響を与えます。透過率の測定は材料の分類に役立ちますが、この特性は問題を引き起こす可能性があります。たとえば、鉄系材料を試験する際の透磁率の変化によって生じるいわゆる「ノイズ」により、炭素鋼溶接部で渦電流試験を使用することが困難になります。ただし、磁気飽和、多周波検査、差動コイル配置を使用することで問題を解決できる場合があります。

騒音といえば、実際の部屋の騒音は、渦電流試験に影響を与える可能性のある物理的な環境要因です。ただし、多くの場合、ノイズを除去して、よりクリアな信号を生成できます。試験サンプルが形状のエッジまたは急激な変化を伴う部品である場合、渦電流に「エッジ効果」と呼ばれるものが存在する可能性があります。プローブをエッジの近くに配置してバランスを取り、その距離でスキャンすると、この影響を回避できます。同様に、複雑な形状を持つサンプルは、材料自体の欠陥ではなく、形状の変化によって引き起こされる誤った信号を生成する可能性があります.

もう 1 つの重要な考慮事項は、コイルのフィル ファクターです。これは、検査対象のチューブまたはロッドが検査コイル内で占めるスペースの量を確立するために使用されます。コイルとテスト サンプルの間の適切な許容値を決定することで、スキャン中にサンプルが自由に移動できることを確認しながら、渦電流を生成して検査を正しく実行できるようにコイルがサンプルに十分接近していることを確認できます。

渦電流試験コイルを通過する AC の周波数は、試験材料の渦電流場の浸透の深さに影響を与えます。材料への深さが増すにつれて、渦電流の流れの強度が減少します。渦電流探傷法では、き裂の深さを正確に測定することはできず、渦電流の流れと平行に走る積層などの欠陥も検出できません。ただし、亀裂、溶接融合の欠如、および渦電流の流れに垂直なその他の平面的な不連続性は検出されます。

金属切削は ECT が得意

ここMetal Cuttingでは、渦電流試験手順を頻繁に使用して、タングステンやモリブデンの棒やその他の金属部品を検査し、亀裂、孔食、骨折などの潜在的な問題を調べています。また、ECT を使用して、ガラスと金属のシールに使用される丸棒、平リボン、キャピラリー チューブの表面の傷を探します。 (詳細については、ブログ電子機器のガラスと金属のシールに関する問題をご覧ください。 .)

顧客に代わって材料を購入した場合でも、顧客が処理する材料を提供した場合でも、ベンダーまたは顧客と話し合って、彼らが独自の渦電流試験装置で使用している設定を確認します。これにより、ECT を成功させるための相互の共有レシピを作成し、必要に応じて設定を調整し、絶対測定または差動測定を使用して、コイル サイズとツール オプションの配列から選択することができます。ロッドを ECT コイルに通す場合、充填率にも細心の注意を払い、ブッシングを使用してロッドを配置し、コイルの中心に配置されますが、コイルには決して触れないようにします。

さらに、特に目に見えない内部欠陥を検査する場合は、比較の基礎として参照サンプルを探すことがよくあります。参照サンプルにより、確立された ECT 設定を使用して、探している欠陥を見つける可能性が高いかどうかを確認できます。既知の欠陥のあるサンプルを使用して、必要に応じて機器の設定を調整し、特定の検証済みの欠陥を見つけることができます。

適切な参照サンプルを見つけるのは難しい場合があります。結局のところ、内部欠陥を検証するためにサンプルを切り開いて、将来の ECT 使用のためにサンプルを破棄したくはありません。ただし、ベンダーまたは顧客がテストに基づいて表面下の欠陥があると考え、以前の失敗した ECT 検査によって裏付けられたサンプルを使用することはできます。外部の欠陥については、ベンダーまたは顧客と協力して部品に特定の表面欠陥を作成することを試み、両者がそれを参照サンプルとして使用できます。