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Aug 01, 2023

銅管の渦電流試験戦略

固定型センサー（スルーコイル型、左）と走査型センサー（回転型、上）では動作モードや検出する傷が異なります。 スルーコイルセンサーは、小型の検出に適しています。

固定型センサー（スルーコイル型、左）と走査型センサー（回転型、上）では動作モードや検出する傷が異なります。 スルーコイルセンサーは、小さくて深い欠陥の発見に適しています。 回転センサーは長くて浅い傷を見つけるように設計されています。

非鉄管はさまざまな用途に合わせて製造されるため、適切な規格や要件を満たす必要があります。 これらの要件には、漏れのテストに関連するものと、品質の検証に関連するものがあります。 非破壊検査技術である渦電流検査は、このような用途に適しています。

銅管のほとんどは空調および冷凍 (ACR) 用途や熱交換器などに使用されているため、銅管のテストは特に重要です。 たとえば、ACR チューブに穴があると、冷媒の損失、システム効率の低下、トラブルシューティングの頭痛など、いくつかの問題が発生します。

製造規格には最低要件が規定されており、その多くは貫通型コイルを備えた渦電流装置を使用することで満たすことができます。 ただし、一部のメーカーは公表されている基準を超える必要があります。 原材料のコストが上昇するにつれて、メーカーはコストを削減するために肉厚を薄くするため、ますます厳格なテスト要件を適用する必要があります。 多くの場合、回転式走査プローブが使用され、貫通型コイルよりも高い欠陥分解能が得られます。

最も一般的な銅管の製造方法は、押出、棒材からのクロス圧延、および連続中空鋳造です。 チューブは、冷間ピルジャー圧延、遊星圧延、および引抜きによってさらに加工されます。 最終的なサイズを達成するためのステップには、通常、絞り加工が含まれます。 最終製品は、所定の長さにカットされるか、コイル状に巻かれた状態で提供されます。

一方、管製造業者は管に成形する前に平らなストリップにさまざまな表面構造を形成できるため、溶接銅管の生産量は増加しています。

チューブがシームレスであるか溶接されているかにかかわらず、一般的に使用される 2 つの試験方法は、スルーコイルと回転走査プローブです。 これら 2 つの方法は、動作方法と検出する欠陥が異なります。

スルーコイル。 スルーコイルセットアップは、チューブが移動する固定誘導コイルです（「図1 ）。 これは最も頻繁に使用される渦電流試験方法です。 直径 0.3 mm ～ 240 mm (0.12 インチ～9.47 インチ) の製品に適しています。

回転走査プローブ。 回転走査プローブは、回転走査ヘッドに 2 つまたは 4 つのプローブが取り付けられたデバイスです。 チューブがリングを通過します。 走査プローブは、チューブの周囲の螺旋パターンを追跡します (「図2 ）。 これらのユニットは長くて浅い傷に敏感です。

毎分最大 18,000 回転のモーターで駆動される回転プローブは、チューブミルの速度で移動するチューブ上の 30 μm ほどの浅い傷の検出に適しています。 一般的なスキャン機能は次のとおりです。

テストヘッドと試験対象のチューブの間の隙間は、数十分の 1 ミリメートルから約 2 mm の範囲です。 物理的な理由により、探傷感度を上げるには、より小型の回転プローブを使用し、プローブと材料表面の間のエアギャップを小さくする必要があります。 エアギャップのわずかな変動は、一定のテスト感度を維持する自動補償回路を使用して電子的に処理できます。

図 1 欠陥のあるチューブがスルーコイル センサーを通過する

検出ユニットは、テスト信号とバックグラウンド ノイズ (管製造装置によって引き起こされる振動によって生成される) の 2 種類の情報を取得します。 有効なテスト結果は、バックグラウンド ノイズによってかき消されない強力なテスト信号に依存します。 これら 2 種類の情報の差は、信号対雑音比として表されます。 渦電流センサーの理想的な設置場所は、ノイズが最小限から中程度の場所です。

チューブ製造業者は、母材から最終製品に至るまで、どの段階でも材料をテストできます。 母材をテストすることでコストが削減され、欠陥のある材料の加工が防止されます。 さらに、ISO 9000 に基づく管理された生産の要件を満たすには、この段階で実行されるテストが必要になる場合があります。一方、完成品のテストは一般に銅管の場合必須です (「