渗碳检测方法
【专利摘要】提供一种用现有的渗碳检测方法也能够检测难以检测的细微的渗碳的渗碳检测方法。本发明的特征在于，在使已知管内面发生渗碳的渗碳管材(P0)内插到励磁线圈(11)和检测线圈(12)中、将对励磁线圈通入的励磁电流的电流值设为I(A)、将励磁线圈的长度设为L(mm)、将励磁线圈的匝数设为N、将对励磁线圈通入的励磁电流的频率设为F(kHz)的情况下，在确定下述式(1)所表示的参数(K)的值使得能够基于来自检测线圈的输出信号来检测渗碳管材中发生的渗碳之后，设定励磁线圈的条件以获得该参数(K)的值，之后检测作为被检查对象的管内面有无渗碳。K＝(I·N/L)·F-3/2…(1)。
【专利说明】渗碳检测方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种通过电磁感应检查法、漏磁通检查法等电磁检查法来检测管内面有无渗碳的方法。
【背景技术】
[0002]已知在各种钢铁材料中奥氏体类不锈钢会发生渗碳。例如，石油化工设备的乙烯制造工序中的热分解反应中所使用的裂解管由奥氏体类不锈钢构成，如果该裂解管长期使用则内面发生渗碳。另外，在裂解管的制造工序中，由于在润滑油脱脂不良的状态下进行热处理而发生渗碳。发生这样的渗碳是裂解管的寿命大幅缩短的主要原因，因此期望高精度地检测有无渗碳。
[0003]因此，以往，对于设置在设备中的裂解管，在进行设备的定期维修时，作为遍及裂解管全长的无损检查进行电磁感应检查等电磁检查，根据其输出值的大小来检测有无渗碳。另外，在裂解管的制造工序中，也通过遍及全长地进行电磁检查或切割两个端部而进行显微组织观察来检测有无渗碳。
[0004]一般地，在无缝管的制造工序中实施拉伸加工的情况下，管的内面粗度变小，因此附着于内面的润滑油的量变少。其结果，由于在脱脂不良的状态下进行热处理而发生细微的渗碳。特别是在高压容器内实施拉伸加工的情况下，管内面接近镜面，因此由脱脂不良导致的渗碳非常细微。
[0005]作为检测有无渗碳的方法，虽然提出了包括没有被实际应用的方法在内的各种方法(例如，参照专利文献I?7)，但并不是任一种方法均能够检测如上所述的细微的渗碳。
[0006]专利文献1:日本特开平3-253555号公报
[0007]专利文献2:日本特开昭62-6153号公报
[0008]专利文献3:日本特开平4-145358号公报
[0009]专利文献4:日本特开平6-88807号公报
[0010]专利文献5:日本特开2000-266727号公报
[0011]专利文献6:日本特开2004-279054号公报
[0012]专利文献7:日本特开2004-279055号公报
【发明内容】
[0013]发明要解决的问题
[0014]本发明是鉴于这样的现有技术而完成的，其目的在于提供一种利用现有的渗碳检测方法也能够检测难以检测的细微的渗碳的渗碳检测方法。
[0015]用于解决问题的方案
[0016]当解决上述问题时，首先如本发明人所提出的日本特开2010-197222号公报所记载那样，本发明人在内面发生细微的渗碳的管的外面相向地配置铁素体仪表(ferritemeter)，利用该铁素体仪表测量出渗碳部位的磁性强度(铁素体量)，但不能获得有效的指示值。具体地说，针对在显微组织观察中确认了内面发生细微的渗碳的管的10处测量出磁性强度，但铁素体仪表的指示值均为0.01Fe%以下。这样，推测为磁性强度之所以小是因为由渗碳产生的磁性氧化物的生成量少。
[0017]基于上述结果，本发明人首先最初尝试了以下方法:不从管的外面检测细微的渗碳，而从内面检测细微的渗碳。具体地说，使用普通的缺陷检查用的内插线圈，在下述的(I)?(3)的条件下进行确认是否能够检测渗碳的实验。在进行评价时，在将从内插线圈输出的检测信号(绝对值信号)放大后进行同步检波，分离并提取出相位互相相差90°的第一信号分量和第二信号分量。然后，使第一信号分量和第二信号分量的相位旋转(移相)互相相同的规定量，将旋转后的第一信号分量作为X信号，将旋转后的第二信号分量作为Y信号。此外，在X-Y向量平面上示出X信号和Y信号时，以使X-Y向量平面的Y轴方向对应于管的剥离变动、X轴方向对应于管的磁性变动的方式来确定上述旋转量(移相量)。
[0018](I)被检查对象:内面具有细微的渗碳的外径为19mm、内径为17mm的钢管13根
[0019](2)内插线圈:外径为16.5mm,长度为2mm,阻抗为50 Ω/IOOkHz
[0020](3)励磁频率(检查频率):25kHz
[0021]另外，在与上述被检查对象相同种类的没有发生渗碳的钢管的内面粘贴有匝数分别为2.5匝、6匝的磁带，还与上述同样地评价了从这些磁带获得的检测信号。
[0022]图1是表示上述实验的结果的图(在X-Y向量平面上示出X信号和Y信号的图)。在图1中用空心的菱形标绘的数据表示从被检查对象的渗碳部位得到的数据，用黑色的菱形标绘的数据表示从磁带得到的数据。
[0023]使用了上述实验那样的内插线圈的缺陷检查对由缺陷导致的电阻变化进行检测，一般进行高灵敏度的检查，因此对磁性变动敏感。而且，在发生磁性变动的情况下，X信号成为与磁性变动的大小相应的负值(在X轴的负方向上标绘数据)。然而，在图1中除了用箭头A、B、C表示的数据以外，从被检查对象的渗碳部位得到的数据为正值，结果为不能检测渗碳。在图1中，虽然用箭头A、B、C表示的数据是负值，但即使是表示绝对值最大的负值的数据(用箭头A表示的数据)，从匝数为6匝的磁带获得的数据与X信号的大小为相同程度，仅发生非常微弱的磁性变动。
[0024]之所以难以使用普通的缺陷检查用的内插线圈来检测细微的渗碳，是由于所使用的励磁能力(磁场强度)微弱。也就是说，磁性材料的磁化特性用B-H曲线表示，表示以下特性:磁场强度小的情况下的初始磁导率非常小，随着磁场强度的增加而磁导率变大。因此，明确了利用在普通的缺陷检查中使用的内插线圈不能检测仅发生微弱的磁性变动的细微的渗碳。
[0025]为了检测细微的磁性变动，优选采用将励磁线圈和检测线圈分开设置的互感法，但在使用内插线圈的情况下，由于插入管内的线圈尺寸的制约，难以采用使用大的励磁线圈的互感法。另外，为了提高磁场强度而通入大的励磁电流，因此需要将励磁线圈的绕组直径和对励磁线圈提供励磁电流的具有几十m左右的长度的电缆的直径变大，但受到管的内径的制约。另外，即使将电缆的直径变大，也由于当使励磁电流增加时励磁线圈自身的发热变大，因此检测线圈发生温度变动，还有可能难以获得稳定的检测信号(绝对值信号)。
[0026]并且，由于会使内插线圈在管内移动，因此难以高速移动，并且需要拉回插入到管内的内插线圈，因此不适合在管的制造线上进行自动检查。[0027]本发明人基于上述实验的结果再次研究了以下方法:从作为被检查对象的管的外面检测该管的内面有无渗碳。具体地说，首先，使用本发明人所提出的日本特开2010-197222号公报的图1所示的方法(以下，称为现有方法)，在下述条件下研究是否能够检测粘贴于管的内面的磁带。此外，由实际要检测的细微的渗碳导致的磁性变动微弱，因此作为磁带，使用了匝数为I匝、3匝、5匝的磁带。另外，利用铁素体仪表测量了粘贴于管内面的磁带的磁性强度(铁素体量)。
[0028](I)励磁频率(检查频率):500Hz
[0029](2)励磁电流:0.01A
[0030](3)励磁线圈的匝数:200匝
[0031](4)励磁线圈的长度:70mm
[0032]将上述实验的结果在表1中示出。
[0033][表 I]
[0034]
【权利要求】
1.一种管内面的渗碳检测方法，通过电磁检查来检测管内面有无渗碳，该方法的特征在于，包括以下步骤: 第一步骤，在使已知管内面发生渗碳的渗碳管材内插到励磁线圈和检测线圈中、将对上述励磁线圈通入的励磁电流的电流值设为I安、将上述励磁线圈的长度设为L毫米、将上述励磁线圈的匝数设为N、将对上述励磁线圈通入的励磁电流的频率设为F千赫兹的情况下，确定下述式(I)所表示的参数K的值，使得能够基于来自上述检测线圈的输出信号来检测上述渗碳管材中发生的渗碳；以及 第二步骤，在设定上述励磁线圈的条件以获得所确定的上述参数K的值之后，使作为被检查对象的管内插到上述励磁线圈和上述检测线圈中，基于来自上述检测线圈的输出信号来检测上述管内面有无渗碳，
K = (I.N/L).f3/2…(I)。
2.根据权利要求1所述的管内面的渗碳检测方法，其特征在于， 在上述第二步骤中，设定上述励磁线圈的条件使得上述参数K的值满足4≤ K ≤ 8。
【文档编号】G01B7/06GK103907019SQ201280052866
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年8月8日 优先权日:2011年10月25日
【发明者】兵藤繁俊, 滝本义一 申请人:新日铁住金株式会社