KR102407565B1

KR102407565B1 - Gravity compensation type non-destructive inspection device for inspection of welds in metal piping

Info

Publication number: KR102407565B1
Application number: KR1020210009690A
Authority: KR
Inventors: 이진이; 최은호
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사; 조선대학교산학협력단
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2022-06-10

Abstract

본 발명은 금속배관의 용접부를 따라 회전 구동하면서 용접부의 결함을 검사하는 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치에 관한 것이다.
본 발명은 금속배관의 원주방향을 따라 진행하는 용접부에 대한 결함 검사를 위한 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치에 있어서, 각각 N극과 S극이 인가되는 두 개의 바퀴형 자화기를 구비하며, 금속배관의 단면 중심을 기준으로 서로 대향되는 위치에 배치되는 제1 자화기 및 제2 자화기, 상기 제1 자화기에 상기 용접부가 자화되는 자화방향을 따라 배열되고 결함 주변에서 발생하는 누설자속의 분포를 측정하기 위한 제1 자기센서, 상기 제2 자화기에 상기 용접부가 자화되는 자화방향을 따라 배열되고 외부자기장과 자속밀도의 기울기가 1에 가까워지도록 만들기 위한 제1 와전류센서, 상기 용접부를 따라 진행하는 일방향 상에서 상기 제1 자화기의 후방에 마련되며 상기 제1 자화기 또는 제2 자화기에 의해 자화된 잔류자속밀도를 측정하는 제2 자기센서가 구비되는 제1 센서대차, 상기 일방향 상에서 상기 제2 자화기의 후방에 마련되며 상기 제2 자기센서와 상기 금속배관의 단면 중심을 기준으로 대향되는 위치에 배치되며 외부 자화가 인가되지 않은 상태에서 와전류분포를 검사하는 제2 와전류센서가 구비되는 제2 센서대차, 상기 일방향 상에서 상기 제1 자화기 및 제2 자화기의 후방에 마련되며 상기 금속배관의 단면 중심을 기준으로 대향되는 위치에 배치되고 상기 제1, 제2 자화기와 제1, 제2 센서대차가 상기 금속배관의 용접부를 따라 회전구동하도록 구동시키는 제1 구동대차 및 제2 구동대차를 포함한다. The present invention relates to a gravity-compensated non-destructive testing apparatus for inspecting welded parts of metal pipes while rotating and driving along welds of metal pipes to inspect defects in welds.
The present invention provides a gravity-compensated non-destructive inspection apparatus for inspecting welds on a metal pipe for defect inspection on welds running along the circumferential direction of a metal pipe, provided with two wheel-type magnetizers to which N poles and S poles are respectively applied. and a first magnetizer and a second magnetizer arranged at positions opposite to each other with respect to the center of the cross-section of the metal pipe, and the first magnetizer arranged along the magnetization direction in which the welding part is magnetized in the first magnetizer, and leakage magnetic flux generated around the defect A first magnetic sensor for measuring the distribution of , a first eddy current sensor arranged along the magnetization direction in which the welding part is magnetized in the second magnetizer and making the slope of the external magnetic field and magnetic flux density close to 1, along the welding part A first sensor bogie provided at the rear of the first magnetizer in a traveling direction and provided with a second magnetic sensor for measuring the residual magnetic flux density magnetized by the first magnetizer or the second magnetizer, the first sensor bogie in the one direction A second eddy current sensor provided at the rear of the second magnetizer and disposed at a position opposite to the center of the cross-section of the second magnetic sensor and the metal pipe for inspecting the eddy current distribution in a state where external magnetization is not applied. 2 sensor bogie, provided at the rear of the first and second magnetizers in the one direction and disposed at positions opposite to the center of the cross-section of the metal pipe, the first and second magnetizers and the first and second magnetizers It includes a first driving bogie and a second driving bogie for driving the sensor bogie to rotate along the welding part of the metal pipe.

Description

{Gravity compensation type non-destructive inspection device for inspection of welds in metal piping}

본 발명은 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속배관의 용접부를 따라 회전 구동하면서 용접부의 결함을 검사할 수 있는 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치에 관한 것이다. The present invention relates to a gravity-compensated non-destructive testing apparatus for inspecting a welded metal pipe, and more particularly, to a gravity-compensated non-destructive testing apparatus for inspecting a welded part of a metal pipe while rotating and driving along a welded part of a metal pipe and inspecting a defect in the welded part. It is about the inspection device.

용접은 접합부에 서로 다른 두 재료를 가열 및 용융시켜 접합하는 방법이다. 용접 과정에서 발생하는 용접균열, 용입불량, 융합부족, 기공과 같은 용접 결함은 최종 제품에서 파손의 원인이 된다. 따라서 제조 과정은 물론 사용 중에도 이들 용접 결함을 검출하고 정량적으로 평가할 필요가 있다. Welding is a method of joining by heating and melting two different materials at the joint. Welding defects such as welding cracks, poor penetration, lack of fusion, and pores occurring during the welding process cause damage to the final product. Therefore, there is a need to detect and quantitatively evaluate these welding defects during manufacturing as well as during use.

그러나 육안으로 이러한 용접부의 결함을 검출하기가 곤란하기 때문에 비파괴 검사를 통해 결함을 검사할 필요가 있다. 한편, 금속성 배관은 유동성 매질을 이송하는 구조물이다. 매질 전송을 위한 부하 압력 및 매질의 중량에 의하여 장시간 사용한 배관에는 변형과 응력이 발생할 수 있다. 또한, 수화학성 매질의 경우에는 배관과의 접촉면에서 부식이 발생할 수 있으며, 고온의 매질의 경우에는 부식의 발생을 가속화할 수 있다. 그리고, 유동성 매질을 전송할 때, 유동 속도에 의하여 배관이 침식될 수 있다. 또한, 배관에서 취약한 부분 중 하나가 용접부로서 재질이 불연속이면서, 용융 과정에서 발생한 열영향부를 포함하고, 용접 과정에서 발생한 잔류응력이 잔재하는 용접부이다. However, since it is difficult to detect such defects with the naked eye, it is necessary to inspect the defects through non-destructive testing. On the other hand, the metallic pipe is a structure for transporting the fluid medium. Deformation and stress may occur in piping used for a long time due to the load pressure for medium transmission and the weight of the medium. In addition, in the case of a water-chemical medium, corrosion may occur on the contact surface with the pipe, and in the case of a high-temperature medium, the occurrence of corrosion may be accelerated. And, when transporting a flowable medium, the flow velocity may erode the piping. In addition, one of the weak points in the pipe is a welding part, which is a welded part in which the material is discontinuous, includes a heat-affected zone generated in the melting process, and residual stress generated in the welding process remains.

따라서 배관의 용접부는 주기적으로 비파괴 검사를 실시하여 건전성 여부를 확인해야 한다. 금속 배관의 비파괴검사는 체적검사와 표면검사가 있다. Therefore, it is necessary to periodically conduct a non-destructive test to check the integrity of the welded part of the pipe. There are two types of non-destructive testing of metal piping: volume testing and surface testing.

체적검사는 방사선검사, 초음파검사, 와전류검사가 포함되며, 표면검사는 자분탐상과 침투탐상이 포함된다. 표면검사 중 자분탐상은 피검사체를 자화시키고, 자분을 도포하여 결함 주변에 모이는 자분을 육안 또는 카메라에 의한 광학 영상을 관찰하여 결함 유무를 판정하고, 결함 길이를 정량적으로 평가한다. 침투탐상은 개구결함에 형광액을 침투시켜 육안 또는 카메라에 의한 광학 영상을 관찰하여 결함 유무를 판정하고, 결함 길이를 정량 평가한다. 한편, 체적검사 중 와전류검사는 피측정체에 교류전원이 인가된 코일을 접근시켜서 와전류를 발생시키고, 결함 유무에 의하여 왜곡되는 와전류의 임피던스와 위상차를 해석하여 결함 유무와 깊이를 판정한다. 최근의 진보된 와전류탐상에서는 공간 좌표상의 와전류분포를 동일한 간격으로 측정하여 영상화함으로서 결함의 형태, 길이, 깊이, 분포 등을 정량 평가하고 있다. Volume inspection includes radiographic inspection, ultrasound inspection, and eddy current inspection, and surface inspection includes magnetic particle inspection and penetrant inspection. Magnetic particle inspection during surface inspection magnetizes the object to be inspected, applies magnetic particles and observes optical images of magnetic particles collected around defects with the naked eye or a camera to determine the presence of defects, and quantitatively evaluates the defect length. Penetration inspection involves penetrating a fluorescent solution into an aperture defect, observing an optical image with the naked eye or a camera to determine the presence or absence of a defect, and quantitatively evaluates the defect length. On the other hand, during volume inspection, eddy current inspection approaches a coil to which AC power is applied to an object to be measured, generates eddy currents, and analyzes the impedance and phase difference of eddy currents distorted by the presence or absence of defects to determine the presence and depth of defects. In recent advanced eddy current detection, the shape, length, depth, and distribution of defects are quantitatively evaluated by measuring and imaging the distribution of eddy currents on spatial coordinates at equal intervals.

이상의 자분탐상, 침투탐상, 진보된 와전류탐상은 동일한 간격의 공간 좌표에서의 자속밀도분포, 삼투압현상분포, 와전류분포를 측정함으로서 결함의 유무 판정은 물론 결함의 형태 및 크기를 정량적으로 평가할 수 있다는 특징을 가지고 있다. The above magnetic particle inspection, penetrant inspection, and advanced eddy current inspection measure the magnetic flux density distribution, the osmotic pressure phenomenon distribution, and the eddy current distribution in spatial coordinates at the same interval. has a

한편, 배관 구조의 피검사체는 일반적인 평면 구조의 피검사체에 비하여 검사가 곤란하다. 한 예로 자분탐상과 침투탐상의 경우에는 스프레이 형태로 분사하는 자분 또는 형광액이 중력의 영향을 받아 배관의 하부 검사에는 부적합하다. 또한, 바람 및 습도와 같은 외부 환경에 의하여 검사가 곤란하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 자분탐상과 침투탐상의 대체기술로서 금속 배관 용접부의 비파괴검사에는 진보된 와전류탐상 또는 누설자속탐상을 적용하는 추세이다. 누설자속탐상은 자화한 피검사체의 결함에서 발생하는 누설자속을 조밀하게 배열한 반도체형 센서에 의하여 자속밀도분포를 측정하여 결함 유무를 판정하고, 형태 및 크기를 평가한다.On the other hand, it is more difficult to inspect an inspected object having a pipe structure compared to an inspection object having a general planar structure. For example, in the case of magnetic particle inspection and penetrant inspection, magnetic particles or fluorescent liquid sprayed in the form of a spray are affected by gravity, making it unsuitable for lower part inspection of pipes. In addition, there is a disadvantage that the inspection is difficult due to the external environment such as wind and humidity. In order to overcome these shortcomings, as an alternative technique for magnetic particle inspection and penetrating inspection, advanced eddy current inspection or leakage magnetic flux inspection is being applied to non-destructive inspection of welded metal pipes. Leakage magnetic flux detection measures the magnetic flux density distribution by means of a semiconductor-type sensor that densely arranges the leakage flux generated from the defects of the magnetized test object to determine the presence or absence of defects, and evaluates the shape and size.

한편, 상자성체 금속재질의 오스테나이트계스테인레스강은 외부하중 또는 불완전한 열처리 등에 의하여 강자성체 재질인 델타페라이트조직이 국부적으로 발생한다. 이러한 국부적인 강자성체 재질은 높은 투자율 때문에 와전류의 침투깊이가 얕고, 결함 신호보다 큰 와전류 신호가 발생하여 결함 유무를 판정하기 곤란하다. 또한, 용접부의 비드와 같은 피검사체의 국부적인 형상 변화는 와전류 신호의 왜곡을 초래하여 결함 유무 판정 및 형태, 크기를 정량 평가에 한계를 유발한다. On the other hand, in the austenitic stainless steel made of a paramagnetic metal material, a delta ferrite structure, which is a ferromagnetic material, is locally generated due to an external load or incomplete heat treatment. Such a local ferromagnetic material has a shallow penetration depth of an eddy current due to high magnetic permeability, and an eddy current signal larger than a defect signal is generated, making it difficult to determine the presence or absence of a defect. In addition, a local shape change of an object to be inspected, such as a bead of a weld, causes distortion of an eddy current signal, thereby limiting the determination of the presence of defects and quantitative evaluation of shape and size.

또한, 강자성체 금속재질의 경우에는 피검사체를 강력한 자화력으로 자화하고, 결함 주변에서 발생하는 누설자속을 측정한다. 이때 피검사체를 강력하게 자화하기 위한 자화장치의 자화력은 코일 권수와 높은 투자율의 코어를 사용해야 하기 때문에 무겁다. 또한, 자화기와 자기센서를 피검사체 위에서 스캔할 때, 높은 자화력에 의하여 피검사체에 부착되어서 스캔할 때 리프트오프 유지 수단, 부착력 극복 수단, 이송 수단이 별도로 구비되어야 한다. In addition, in the case of a ferromagnetic metal material, the test object is magnetized with a strong magnetizing force, and leakage magnetic flux generated around the defect is measured. At this time, the magnetizing force of the magnetizing device to strongly magnetize the subject is heavy because the number of coil turns and a core with high magnetic permeability must be used. In addition, when the magnetizer and the magnetic sensor are scanned on the subject, a lift-off maintaining means, an adhesive force overcoming means, and a transfer means should be separately provided when the magnetizer and the magnetic sensor are attached to the test object by high magnetization force to scan.

한편, 무거운 자화기를 금속 배관의 용접부를 따라서 360° 회전시키기 위한 이송수단은 자화기 자체의 중량을 극복해야 하기 때문에 큰 동력을 필요로 한다. On the other hand, the transport means for rotating the heavy magnetizer by 360° along the welding part of the metal pipe requires large power because it has to overcome the weight of the magnetizer itself.

한국 등록특허 제10-1045524호 : 이종금속 용접부 초음파 검사용 자동스캐너Korean Patent Registration No. 10-1045524: Automatic scanner for ultrasonic inspection of dissimilar metal welds 한국 등록특허 제10-1516150호 : 배관 용접부 검사장치Korean Patent Registration No. 10-1516150: Pipe Welding Inspection Device

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 금속 배관의 용접부위를 따라 회전 구동하면서 용접 부위에서 발생하는 결함을 검사할 수 있으며, 특히 피검사체에서 강자성체와 상자성체가 혼재되어 있는 경우 각각의 위치를 파악하고, 상자성체 금속 뿐 아니라 강자성체 또는 강자성체와 상자성체가 혼재된 배관의 비투자율을 1에 가깝게 인위적으로 변화시켜 와전류의 침투깊이가 깊어질 수 있도록 유도하여 결함의 형태와 크기 및 분포를 정량적으로 평가할 수 있는 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was created to solve the above problems, and while rotating along the welding part of the metal pipe, it is possible to inspect the defects occurring in the welding part, especially when the ferromagnetic material and the paramagnetic substance are mixed in the object to be inspected. It is possible to quantitatively evaluate the shape, size, and distribution of defects by artificially changing the relative permeability of a pipe with paramagnetic metal as well as a ferromagnetic material or a mixture of ferromagnetic and paramagnetic material close to 1 to increase the penetration depth of the eddy current. An object of the present invention is to provide a gravity-compensated non-destructive testing device for the inspection of weldable metal pipe welds.

본 발명은 금속배관의 원주방향을 따라 진행하는 용접부에 대한 결함 검사를 위한 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치에 있어서, 각각 N극과 S극이 인가되는 두 개의 바퀴형 자화기를 구비하며, 금속배관의 단면 중심을 기준으로 서로 대향되는 위치에 배치되는 제1 자화기 및 제2 자화기, 상기 제1 자화기에 상기 용접부가 자화되는 자화방향을 따라 배열되고 결함 주변에서 발생하는 누설자속의 분포를 측정하기 위한 제1 자기센서, 상기 제2 자화기에 상기 용접부가 자화되는 자화방향을 따라 배열되고 외부자기장과 자속밀도의 기울기가 1에 가까워지도록 만들기 위한 제1 와전류센서, 상기 용접부를 따라 진행하는 일방향 상에서 상기 제1 자화기의 후방에 마련되며 상기 제1 자화기 또는 제2 자화기에 의해 자화된 잔류자속밀도를 측정하는 제2 자기센서가 구비되는 제1 센서대차, 상기 일방향 상에서 상기 제2 자화기의 후방에 마련되며 상기 제2 자기센서와 상기 금속배관의 단면 중심을 기준으로 대향되는 위치에 배치되며 외부 자화가 인가되지 않은 상태에서 와전류분포를 검사하는 제2 와전류센서가 구비되는 제2 센서대차, 상기 일방향 상에서 상기 제1 자화기 및 제2 자화기의 후방에 마련되며 상기 금속배관의 단면 중심을 기준으로 대향되는 위치에 배치되고 상기 제1, 제2 자화기와 제1, 제2 센서대차가 상기 금속배관의 용접부를 따라 회전구동하도록 구동시키는 제1 구동대차 및 제2 구동대차를 포함한다. The present invention relates to a gravity-compensated non-destructive inspection apparatus for inspecting welds on a metal pipe for defect inspection for welds running along the circumferential direction of a metal pipe. and a first magnetizer and a second magnetizer disposed at opposite positions with respect to the center of the cross-section of the metal pipe, and the first magnetizer arranged along the magnetization direction in which the welding part is magnetized in the first magnetizer, and leakage magnetic flux generated around the defect A first magnetic sensor for measuring the distribution of, a first eddy current sensor arranged along the magnetization direction in which the welding part is magnetized in the second magnetizer and making the slope of the external magnetic field and magnetic flux density close to 1, along the welding part A first sensor bogie provided at the rear of the first magnetizer in a traveling direction and provided with a second magnetic sensor for measuring the residual magnetic flux density magnetized by the first magnetizer or the second magnetizer, the first sensor bogie in the one direction A second eddy current sensor provided at the rear of the second magnetizer and disposed at a position opposite to the center of the cross-section of the second magnetic sensor and the metal pipe for inspecting the eddy current distribution in a state in which external magnetization is not applied. 2 sensor bogie, provided at the rear of the first and second magnetizers in the one direction and disposed at positions opposite to the center of the cross-section of the metal pipe, the first and second magnetizers and the first and second magnetizers It includes a first driving bogie and a second driving bogie for driving the sensor bogie to rotate along the welding part of the metal pipe.

상기 제1 자화기와 제2 자화기의 N극과 S극은 각각 상기 금속배관의 외주면을 따라 주행하는 바퀴형태로 형성되며, 상기 N극 바퀴와 S극 바퀴는 상기 용접부를 중심으로 양측에 각각 배치되도록 형성되는 것이 바람직하다.The N pole and S pole of the first magnetizer and the second magnetizer are each formed in the shape of a wheel running along the outer circumferential surface of the metal pipe, and the N pole wheel and the S pole wheel are respectively disposed on both sides around the welding part It is preferable to be formed so as to be possible.

상기 제1 구동대차와 제2 구동대차는 각각 구동본체와, 상기 구동본체에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터에 의해 회전하도록 상기 구동본체에 설치되고 상기 금속배관의 외주면을 따라 주행하는 구동캐터필러를 포함하는 것이 바람직하다.The first driving bogie and the second driving bogie are respectively a driving body, a driving motor installed in the driving body, and a driving caterpillar installed in the driving body to rotate by the driving motor and running along the outer circumferential surface of the metal pipe It is preferable to include

상기 제1 자화기와 제1 구동대차, 제1 센서대차, 제2 자화기, 제2 구동대차, 제2 센서대차는 상기 금속배관의 외주면을 감싸도록 환형으로 연결되며, 상기 자화기와 대차들의 사이에 설치되고 상기 금속배관의 외경에 따라 연결길이를 조절하기 위한 제1 거리조정부 및 제2 거리조정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The first magnetizer, the first driving bogie, the first sensor bogie, the second magnetizer, the second driving bogie, and the second sensor bogie are connected in an annular shape to surround the outer circumferential surface of the metal pipe, and between the magnetizer and the bogies It is preferable to further include a first distance adjusting unit and a second distance adjusting unit for adjusting the connection length according to the outer diameter of the metal pipe.

상기 제1 거리조정부 및 제2 거리조정부는 상기 일방향을 따라 전단부가 상기 자화기 또는 대차들에 연결되는 전방연결부재와, 상기 전방연결부재의 후방에 연결되고 후단부가 상기 자화기 또는 대차들에 연결되는 후방연결부재와, 상기 전방연결부재와 후방연결부재를 고정하는 고정핀을 포함하되, 상기 전방연결부재는 자화기 또는 대차에 연결되는 제1 연결부와, 상기 제1 연결부의 후방에서 폭방향을 따라 상호 소정간격 이격되어 길이방향을 따라 소정길이 연장되고, 측면에 내주면과 외주면을 관통하는 장공이 길이방향을 따라 연장되도록 형성된 제2 연결부를 포함하고, 상기 후방연결부재는 상기 전방연결부재의 제2 연결부들 사이로 진입할 수 있도록 상기 제2 연결부들의 이격거리에 대응하는 폭을 가지며 폭방향을 따라 연장되는 핀체결홀이 형성되어 있는 제3 연결부와, 상기 제3 연결부의 후방에 형성되어 자화기 또는 대차에 연결되는 제4 연결부를 포함하고, 상기 고정핀은 상기 제2 연결부의 장공과 제3 연결부의 핀체결홀을 관통해 연장되며 상기 제3 연결부가 상기 제2 연결부의 소정의 위치에서 고정되도록 형성되는 것이 바람직하다.The first distance adjusting unit and the second distance adjusting unit include a front connecting member having a front end connected to the magnetizer or bogies along the one direction, a rear end connected to the rear of the front connecting member, and a rear end connected to the magnetizer or bogies and a fixing pin for fixing the front connection member and the rear connection member, wherein the front connection member includes a first connection part connected to a magnetizer or a cart, and a width direction at the rear of the first connection part and a second connection part spaced apart from each other by a predetermined distance to extend a predetermined length in the longitudinal direction, and a long hole penetrating the inner peripheral surface and the outer peripheral surface on the side surface is formed to extend in the longitudinal direction, the rear connection member is the first of the front connection member A third connection part having a width corresponding to the separation distance of the second connection parts and having a pin fastening hole extending in the width direction so as to be able to enter between the two connection parts, and a magnetizer formed at the rear of the third connection part or a fourth connection part connected to the bogie, wherein the fixing pin extends through the long hole of the second connection part and the pin fastening hole of the third connection part, and the third connection part is fixed at a predetermined position of the second connection part It is preferable to be formed so as to be possible.

상기 제1, 제2 자화기와 제1, 제2 센서대차가 이동하는 이동거리를 측정하기 위한 엔코더를 더 구비할 수 있다. The first and second magnetizers and the first and second sensor bogies may further include an encoder for measuring a moving distance.

본 발명의 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치는 자화기를 금속 배관의 용접부를 따라서 자동으로 회전시키면서 용접부에서의 결함유무를 검사할 수 있다. The gravity-compensated non-destructive testing apparatus for inspecting a welded part of a metal pipe of the present invention can inspect the presence or absence of a defect in the welded part while automatically rotating the magnetizer along the welded part of the metal pipe.

특히 본 발명은 피검사체의 비투자율을 1에 가깝게 인위적으로 변화시킴으로써 피검사체가 상자성체 금속으로 이루어진 경우 외에도, 강자성체 또는 강자성체와 상자성체가 혼재되어 있는 경우에도 결함의 형태와 크기 및 분포를 정량적으로 평가할 수 있는 이점이 있다. In particular, the present invention artificially changes the relative magnetic permeability of an object to be inspected close to 1, so that the shape, size and distribution of defects can be quantitatively evaluated not only when the object is made of a paramagnetic metal, but also when a ferromagnetic material or a ferromagnetic material and a paramagnetic material are mixed. there is an advantage

도 1은 본 발명에 따른 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1의 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치가 금속배관에 설치된 상태의 정면도,
도 3은 도 1의 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치의 구성을 개략적으로 표시한 블럭도,
도 4는 도 1의 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치 중 제1 자화기를 발췌 도시한 측면도,
도 5는 제1 또는 제2 거리조정부를 도시한 분리사시도,
도 6은 제2 자화기의 자화영역에서 발생하는 B-H 곡선을 표시한 그래프이다.1 is a perspective view of an embodiment of a gravity-compensated non-destructive testing apparatus for inspecting a weld metal pipe according to the present invention;
Figure 2 is a front view of a state in which the gravity-compensated non-destructive testing device for the inspection of the metal pipe welding part of Figure 1 is installed on the metal pipe;
3 is a block diagram schematically showing the configuration of a gravity-compensated non-destructive testing apparatus for inspecting the weld metal pipe of FIG. 1;
4 is a side view showing an excerpt of the first magnetizer among the gravity-compensated non-destructive inspection apparatus for inspecting the welded part of the metal pipe of FIG. 1;
5 is an exploded perspective view showing a first or second distance adjusting unit;
6 is a graph showing a BH curve generated in the magnetization region of the second magnetizer.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a gravity-compensated non-destructive inspection apparatus for inspecting a weld metal pipe according to an embodiment of the present invention will be described in detail. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치(100)를 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a gravity-compensated non-destructive inspection apparatus 100 for inspecting a welded metal pipe according to the present invention will be described in more detail.

도면을 참조하면, 본 발명의 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치(100)는 금속배관(10)의 용접부(20)를 따라 환형으로 연결되도록 설치되며, 용접부(20)를 자화하고 결함이 있는 부분에서 누설되는 누설자속을 측정하여 결함을 탐지하는 누설자속탐상법을 이용한다. Referring to the drawings, the gravity-compensated non-destructive inspection device 100 for inspecting the welded part of the metal pipe of the present invention is installed to be connected in an annular shape along the welded part 20 of the metal pipe 10, and the welded part 20 is magnetized and The leakage magnetic flux detection method is used to detect the defect by measuring the leakage flux from the defective part.

본 실시예의 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치(100)는 제1 자화기(110a)와 제2 자화기(110b), 제1 자기센서(120), 제1 와전류센서(130), 제1 센서대차(140a), 제2 센서대차(140b), 제1 구동대차(170a), 제2 구동대차(170b), 제1 거리조정부(180a)와 제2 거리조정부(180b)를 포함한다. The gravity-compensated non-destructive testing apparatus 100 for inspecting the weld metal pipe of this embodiment includes a first magnetizer 110a and a second magnetizer 110b, a first magnetic sensor 120, and a first eddy current sensor 130. , including a first sensor bogie 140a, a second sensor bogie 140b, a first driving bogie 170a, a second driving bogie 170b, a first distance adjusting unit 180a and a second distance adjusting unit 180b do.

상기 제1 자화기(110a)와 제2 자화기(110b)는 각각 두 개의 바퀴형 자화기를 구비하고 있는데, 하나는 N극 바퀴(111)이고 다른 하나는 S극 바퀴(112)이다. 도 3에 도시되어 있는 것처럼 상기 N극 바퀴(111)와 S극 바퀴(112)는 각각 용접부(20)를 중심으로 일측과 타측으로 이격되도록 배치되어 있으며 이 N극 바퀴(111)와 S극 바퀴(112)에 의해 용접부(20)는 용접부(20)가 연장되는 연장방향에 대하여 교차하는 방향으로 자화가 이루어진다. Each of the first magnetizer 110a and the second magnetizer 110b includes two wheel-type magnetizers, one is an N-pole wheel 111 and the other is an S-pole wheel 112 . As shown in FIG. 3, the N-pole wheel 111 and the S-pole wheel 112 are respectively disposed to be spaced apart from one side and the other side around the welding part 20, and the N-pole wheel 111 and the S-pole wheel By (112), the welding portion 20 is magnetized in a direction intersecting with the extending direction in which the welding portion 20 is extended.

상기 제1 자화기(110a)와 제2 자화기(110b)는 금속배관(10)의 단면 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치된다. The first magnetizer 110a and the second magnetizer 110b are disposed at positions symmetrical to each other with respect to the center of the cross-section of the metal pipe 10 .

상기 제1 자기센서(120)는 제1 자화기(110a)의 일측에 마련되며 용접부(20)의 자화 후 결함 주변에서 발생하는 누설자속의 분포를 측정한다. 제1 자기센서(120)는 도 3에 도시되어 있는 것처럼 제1 자화기(110a)의 하부에 설치되며, 용접부(20)가 제1 자화기(110a) 또는 제2 자화기(110b)에 의해 자화되는 자화방향을 따라 연장되도록 배치된다. The first magnetic sensor 120 is provided on one side of the first magnetizer 110a and measures the distribution of leakage magnetic flux generated around the defect after magnetization of the welding part 20 . The first magnetic sensor 120 is installed under the first magnetizer 110a as shown in FIG. 3 , and the welding part 20 is formed by the first magnetizer 110a or the second magnetizer 110b. It is arranged to extend along the magnetization direction to be magnetized.

상기 제1 와전류센서(130)는 제2 자화기(110b)의 일측에 마련되며, 도시되지는 않았으나 제1 자기센서(120)와 마찬가지로 제2 자화기(110b)의 하부에서 자화방향을 따라 연장되도록 배치된다. The first eddy current sensor 130 is provided on one side of the second magnetizer 110b, and although not shown, extends along the magnetization direction from the lower portion of the second magnetizer 110b like the first magnetic sensor 120 . placed so as to

제2자화기와 제1와전류센서에 의하여 축방향으로 자화함으로써 도 6에 참조된 도면에서와 같이 비투자율(B-H곡선에서 외부자기장(H)과 자속밀도(B)의 기울기)이 1에 가깝게 만들 수 있다. 비투자율이 1에 가까우면 상자성체 금속으로 취급되고, 보다 넓은 폭의 주파수 즉, 높은 주파수와 낮은 주파수의 와전류를 각각 인가할 수 있어서 보다 효율적인 결함 정보를 취득할 수 있다. 결과적으로, 강자성체, 상자성체 또는 강자성체와 상자성체가 혼재된 금속에서도 결함의 존재에 기인한 와전류 분포를 측정할 수 있다.By magnetizing in the axial direction by the second magnetizer and the first eddy current sensor, the relative magnetic permeability (the slope of the external magnetic field (H) and magnetic flux density (B) in the B-H curve) can be made close to 1 as shown in the drawing referenced in FIG. have. When the relative magnetic permeability is close to 1, it is treated as a paramagnetic metal, and it is possible to apply eddy currents of a wider frequency, that is, a high frequency and a low frequency, respectively, so that more efficient defect information can be obtained. As a result, it is possible to measure the eddy current distribution due to the presence of defects even in a ferromagnetic material, a paramagnetic material, or a metal in which a ferromagnetic material and a paramagnetic material are mixed.

상기 제1 센서대차(140a)와 제2 센서대차(140b)는 각각 제1 자화기(110a)와 제2 자화기(110b)의 후방에 설치되며 각각 제2 자기센서(150)와 제2 와전류센서(160)가 구비된다. The first sensor bogie 140a and the second sensor bogie 140b are installed at the rear of the first magnetizer 110a and the second magnetizer 110b, respectively, and the second magnetic sensor 150 and the second eddy current respectively A sensor 160 is provided.

상기 제2 자기센서(150)는 제1 자화기(110a) 또는 제2 자화기(110b)에 의해 자화된 용접부(20)의 잔류자속밀도(Br)를 측정하며, 제2 자기세서에 의해 국부적인 강자성체의 존재 또는 강자성체 재질의 결함에서 발생한 잔류자속밀도를 검출할 수 있다.The second magnetic sensor 150 measures the residual magnetic flux density (Br) of the welding part 20 magnetized by the first magnetizer 110a or the second magnetizer 110b, and is localized by the second magnetizer. It is possible to detect the residual magnetic flux density caused by the presence of phosphorus ferromagnetic material or defects in the ferromagnetic material.

상기 제2 와전류센서(160)는 외부자화기가 인가되지 않은 상태에서 와전류분포를 검사하도록 마련되며, 이를 통해 제2 자화기(110b)와 제1 와전류센서(130)에 의해 측정된 데이터와 비교함으로써 강자성체 재질이 포함된 상태에서도 결함신호를 더욱 용이하게 구분할 수 있다. The second eddy current sensor 160 is provided to inspect the eddy current distribution in a state in which an external magnetizer is not applied, and through this, by comparing the data measured by the second magnetizer 110b and the first eddy current sensor 130 with the data Even in a state where a ferromagnetic material is included, the defect signal can be more easily distinguished.

상기 제1 센서대차(140a)와 제2 센서대차(140b)는 중력보상을 위해 금속배관(10)의 단면 중심을 기준으로 상호 대칭이 되는 위치에 마련된다. The first sensor bogie 140a and the second sensor bogie 140b are provided at positions symmetrical to each other with respect to the center of the cross-section of the metal pipe 10 for gravity compensation.

상기 제1 구동대차(170a)와 제2 구동대차(170b)는 상기 제1 센서대차(140a) 및 제2 센서대차(140b)의 후방에 위치하며 상기 금속배관(10)의 단면 중심을 기준으로 대칭되도록 배치된다. The first driving bogie 170a and the second driving bogie 170b are located at the rear of the first sensor bogie 140a and the second sensor bogie 140b, and based on the center of the cross-section of the metal pipe 10 arranged to be symmetrical.

상기 제1 구동대차(170a)와 제2 구동대차(170b)는 각각 구동본체(171)와, 상기 구동본체(171)에 설치되는 구동모터(172)와, 상기 구동모터(172)에 의해 회전하도록 상기 구동본체(171)에 설치되고 상기 금속배관(10)의 외주면을 따라 주행하는 구동캐터필러(173)를 포함한다. 따라서 상기 제1 구동대차(170a)와 제2 구동대차(170b)에 의해 상기 제1 자화기(110a)와 제2 자화기(110b) 및 제1 센서대차(140a)와 제2 센서대차(140b)가 금속배관(10)의 외주면에서 상기 용접부(20)를 따라 주행한다. The first driving bogie 170a and the second driving bogie 170b are respectively rotated by a driving body 171 , a driving motor 172 installed on the driving body 171 , and the driving motor 172 . and a driving caterpillar 173 installed on the driving body 171 and running along the outer circumferential surface of the metal pipe 10 to do so. Accordingly, the first magnetizer 110a and the second magnetizer 110b, and the first sensor bogie 140a and the second sensor bogie 140b by the first driving bogie 170a and the second driving bogie 170b ) travels along the welding portion 20 on the outer circumferential surface of the metal pipe 10 .

상기 제1 거리조정부(180a)는 상기 제1 자화기(110a)와 제1 센서대차(140a)의 사이에 설치되고, 상기 제2 거리조정부(180b)는 상기 제2 자화기(110b)와 제2 센서대차(140b)의 사이에 설치된다. The first distance adjusting unit 180a is installed between the first magnetizer 110a and the first sensor bogie 140a, and the second distance adjusting unit 180b is connected to the second magnetizer 110b and the second magnetizer 110b. It is installed between the two sensor bogies (140b).

상기 제1 거리조정부(180a)와 제2 거리조정부(180b)는 금속배관(10)의 직경에 따라 본 발명의 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치(100)의 전체적인 길이를 조절하기 위한 것이다. The first distance adjusting unit 180a and the second distance adjusting unit 180b adjust the overall length of the gravity-compensated non-destructive inspection device 100 for inspecting the metal pipe welding part of the present invention according to the diameter of the metal pipe 10. it is for

상기 제1 거리조정부(180a) 및 제2 거리조정부(180b)는 상기 일방향을 따라 전단부가 상기 자화기 또는 대차들에 연결되는 전방연결부재(181)와, 상기 전방연결부재(181)의 후방에 연결되고 후단부가 상기 자화기 또는 대차들에 연결되는 후방연결부재(185)와, 상기 전방연결부재(181)와 후방연결부재(185)를 고정하는 고정핀(189)을 포함한다. The first distance adjusting unit 180a and the second distance adjusting unit 180b include a front connecting member 181 having a front end connected to the magnetizer or bogies along the one direction, and a rear of the front connecting member 181 . It includes a rear connection member 185 that is connected and the rear end is connected to the magnetizer or the bogies, and a fixing pin 189 for fixing the front connection member 181 and the rear connection member 185 .

상기 전방연결부재(181)는 제1 자화기(110a) 또는 제2 자화기(110b)에 연결되는 제1 연결부(182)와, 상기 제1 연결부(182)의 후방에서 폭방향을 따라 상호 소정간격 이격되어 길이방향을 따라 소정길이 연장되고, 측면에 내주면과 외주면을 관통하는 장공(184)이 길이방향을 따라 연장되도록 형성된 제2 연결부(183)를 포함한다. The front connection member 181 includes a first connection part 182 connected to the first magnetizer 110a or the second magnetizer 110b, and a predetermined mutually predetermined position at the rear of the first connection part 182 along the width direction. It is spaced apart from each other and extends a predetermined length along the longitudinal direction, and includes a second connection portion 183 formed so that a long hole 184 penetrating the inner and outer circumferential surfaces on the side surface extends in the longitudinal direction.

상기 후방연결부재(185)는 상기 전방연결부재(181)의 제2 연결부(183)들 사이로 진입할 수 있도록 상기 제2 연결부(183)들의 이격거리에 대응하는 폭을 가지며 폭방향을 따라 연장되는 핀체결홀(187)이 형성되어 있는 제3 연결부(186)와, 상기 제3 연결부(186)의 후방에 형성되어 제1 센서대차(140a) 또는 제2 센서대차(140b)에 연결되는 제4 연결부(188)를 포함한다.The rear connection member 185 has a width corresponding to the separation distance of the second connection parts 183 so as to be able to enter between the second connection parts 183 of the front connection member 181 and extends along the width direction. The third connecting portion 186 having the pin fastening hole 187 formed therein, and the fourth connecting portion 186 formed behind the third connecting portion 186 and connected to the first sensor bogie 140a or the second sensor bogie 140b connection 188 .

상기 고정핀(189)은 상기 제2 연결부(183)의 장공(184)과 제3 연결부(186)의 핀체결홀(187)을 관통해 연장되며 상기 제3 연결부(186)가 상기 제2 연결부(183)의 소정의 위치에서 고정되게 한다. The fixing pin 189 extends through the long hole 184 of the second connection part 183 and the pin fastening hole 187 of the third connection part 186, and the third connection part 186 is the second connection part. (183) to be fixed at a predetermined position.

본 실시예에서는 상기 제1 거리조정부(180a)와 제2 거리조정부(180b)가 각각 제1 자화기(110a)와 제1 센서대차(140a)의 사이, 그리고 제2 자화기(110b)와 제2 센서대차(140b)의 사이에 설치되어 있으나 제1 거리조정부(180a)와 제2 거리조정부(180b)의 설치 위치는 이에 한정되지 않으며, 금속배관(10)의 단면 중심을 기준으로 대칭되기만 하면 어느 위치에나 설치될 수 있다. In this embodiment, the first distance adjusting unit 180a and the second distance adjusting unit 180b are respectively disposed between the first magnetizer 110a and the first sensor bogie 140a, and between the second magnetizer 110b and the second magnetizer 110b. Although installed between the two sensor bogies 140b, the installation positions of the first distance adjusting unit 180a and the second distance adjusting unit 180b are not limited thereto, and as long as they are symmetrical with respect to the center of the cross-section of the metal pipe 10 , It can be installed in any location.

아울러 상기 제1 구동대차(170a)에는 상기 금속배관(10)을 따라 이동하는 대차의 이동거리를 측정할 수 있는 엔코더(190)가 구비되어 있어서, 상기 자화기와 센서들의 이동거리를 정량적으로 측정할 수 있다. In addition, the first driving bogie 170a is provided with an encoder 190 capable of measuring the moving distance of the bogie moving along the metal pipe 10, so as to quantitatively measure the moving distance of the magnetizer and the sensors. can

상기 엔코더(190)는 제2 구동대차(170b)나 제1, 제2 자화기(110a, 110b), 제1, 제2 센서대차(140a, 140b) 등 어디에든 마련될 수 있다. The encoder 190 may be provided anywhere, such as the second driving bogie 170b, the first and second magnetizers 110a and 110b, and the first and second sensor bogies 140a and 140b.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치(100)를 통한 용접부(20)의 결함 검사 과정을 설명하면 다음과 같다. The defect inspection process of the welded portion 20 through the gravity-compensated non-destructive inspection apparatus 100 for inspecting the welded portion of the metal pipe according to the present invention described above will be described as follows.

검사대상의 금속배관(10)에 용접부(20)를 따라 연장되도록 본 발명의 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치(100)를 설치한다. A gravity-compensated non-destructive testing apparatus 100 for inspecting a metal pipe weld of the present invention is installed to extend along the weld 20 to the metal pipe 10 to be inspected.

상기 제1 구동대차(170a)와 제2 구동대차(170b)가 구동하면 전체 대차와 자화기들이 용접부(20)를 따라 금속배관(10)의 외주면을 주행한다. When the first driving bogie 170a and the second driving bogie 170b are driven, the entire bogie and the magnetizer run along the welding part 20 along the outer peripheral surface of the metal pipe 10 .

제1 자화기(110a)와 제2 자화기(110b)에 의해 용접부(20)의 연장방향에 대하여 교차하는 방향으로 자화가 이루어진다. 특히 상기 제2 자화기(110b)와 제1 와전류센서(130)에 의해 비투자율을 1에 가깝게 한다. Magnetization is performed in a direction crossing the extending direction of the welding part 20 by the first magnetizer 110a and the second magnetizer 110b. In particular, the relative magnetic permeability is close to 1 by the second magnetizer 110b and the first eddy current sensor 130 .

상기 제1 자기센서(120)를 통해 상기 결함이 발생한 지점에서 발생하는 누설자속을 측정하여 결함여부를 검사한다. The first magnetic sensor 120 measures the leakage magnetic flux generated at the point where the defect occurs to check whether there is a defect.

상기 제2 자기센서(150)는 제1 자화기(110a) 또는 제2 자화기(110b)에 의해 자화된 후 잔류하는 자속밀도를 측정하여 상자성체 금속재질과 강자성체 금속재질의 위치, 분포 크기를 정량적으로 측정할 수 있다. The second magnetic sensor 150 measures the magnetic flux density remaining after being magnetized by the first magnetizer 110a or the second magnetizer 110b to quantitatively measure the position and distribution size of the paramagnetic metal material and the ferromagnetic metal material. can be measured with

상기 제2 와전류센서(160)는 상기 제1자화기 또는 상기 제2자화기에 의하여 자화된 후, 외부자계가 소거된 상태, 즉 잔류자속밀도가 있는 상태에서 와전류분포를 측정함으로서 비투자율이 1에 가까운 상태에서의 와전류분포와 비교할 수 있다. After the second eddy current sensor 160 is magnetized by the first magnetizer or the second magnetizer, the relative magnetic permeability is 1 It can be compared with the eddy current distribution in the near state.

이처럼 본 발명의 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치(100)는 비교적 작은 동력으로도 무거운 자화기를 금속 배관의 용접부(20)를 따라서 360° 자동으로 회전시키면서, 피검사체에 혼재된 강자성체와 상자성체의 위치를 파악하고, 상자성체 금속 뿐 아니라 강자성체, 또는 강자성체와 상자성체가 혼재된 피검사체의 비투자율을 1에 가깝게 인위적으로 변화시켜서 와전류의 침투깊이를 비교적 깊게 인가하고, 한 개의 비파괴검사장치에 의하여 결함 주변에서 발생하는 누설자속과 와전류분포를 정량적으로 측정하여 결함 유무를 판정하고, 결함의 형태, 크기 및 분포를 정량적으로 평가하기 위한 수단을 제공할 수 있다.As such, the gravity-compensated non-destructive inspection apparatus 100 for inspecting the welded part of the metal pipe of the present invention automatically rotates the heavy magnetizer by 360° along the weld 20 of the metal pipe even with a relatively small power, while the ferromagnetic material mixed in the inspected object and the location of the paramagnetic material, and artificially change the relative permeability of the test object in which not only the paramagnetic metal but also the ferromagnetic material or the ferromagnetic and paramagnetic material is mixed to 1, so that the penetration depth of the eddy current is relatively deep, Accordingly, it is possible to quantitatively measure the leakage magnetic flux and eddy current distribution generated around the defect to determine the presence or absence of the defect, and to provide a means for quantitatively evaluating the shape, size and distribution of the defect.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최 광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

10: 금속배관 20: 용접부
100: 금속배관 용접부 검사를 위한 중력보상형 비파괴검사장치
110a: 제1 자화기 110b: 제2 자화기
111: N극 바퀴 112: S극 바퀴
120: 제1 자기센서 130: 제1 와전류센서
140a: 제1 센서대차 140b: 제2 센서대차
150: 제2 자기센서 160: 제2 와전류센서
170a: 제1 구동대차 170b: 제2 구동대차
171: 구동본체 172: 구동모터
173: 구동캐터필러
180a: 제1 거리조정부 180b: 제2 거리조정부
181: 전방연결부재 182: 제1 연결부
183: 제2 연결부 184: 장공
185: 후방연결부재 186: 제3 연결부
187: 핀체결홀 188: 제4 연결부
189: 고정핀
190: 엔코더10: metal pipe 20: welding part
100: Gravity-compensated non-destructive testing device for metal pipe welding inspection
110a: first magnetizer 110b: second magnetizer
111: N pole wheel 112: S pole wheel
120: first magnetic sensor 130: first eddy current sensor
140a: first sensor bogie 140b: second sensor bogie
150: second magnetic sensor 160: second eddy current sensor
170a: first driving bogie 170b: second driving bogie
171: drive body 172: drive motor
173: drive caterpillar
180a: first distance adjusting unit 180b: second distance adjusting unit
181: front connection member 182: first connection part
183: second connection 184: long hole
185: rear connection member 186: third connection part
187: pin fastening hole 188: fourth connection part
189: fixing pin
190: encoder

Claims

In the gravity-compensated non-destructive inspection device for inspection of welds on metal pipes for defect inspection on welds running along the circumferential direction of metal pipes,
a first magnetizer and a second magnetizer each having two wheel-type magnetizers to which an N pole and an S pole are applied, the first and second magnetizers being disposed at positions opposite to each other with respect to the center of the cross-section of the metal pipe;
a first magnetic sensor arranged along a magnetization direction in which the welding part is magnetized in the first magnetizer and measuring a distribution of leakage magnetic flux generated around a defect;
a first eddy current sensor arranged in the second magnetizer along a magnetization direction in which the welding part is magnetized and for making a gradient of an external magnetic field and magnetic flux density approach 1;
a first sensor bogie provided at the rear of the first magnetizer in one direction traveling along the welding portion and provided with a second magnetic sensor for measuring the residual magnetic flux density magnetized by the first magnetizer or the second magnetizer;
A second eddy current provided at the rear of the second magnetizer in the one direction and disposed at a position opposite to the center of the cross-section of the second magnetic sensor and the metal pipe to inspect the eddy current distribution in a state in which external magnetization is not applied a second sensor bogie equipped with a sensor;
The first and second magnetizers are provided at the rear of the first and second magnetizers in the one direction, are disposed at positions opposite to the center of the cross-section of the metal pipe, and the first and second magnetizers and the first and second sensor bogies are Comprising a first driving bogie and a second driving bogie driven to rotate along the welding part of the metal pipe
Gravity-compensated non-destructive testing device for metal pipe welding inspection.

The method of claim 1,
The N pole and the S pole of the first magnetizer and the second magnetizer are respectively formed in the form of wheels running along the outer circumferential surface of the metal pipe,
The N-pole wheel and the S-pole wheel are formed to be respectively disposed on both sides around the welding part.
Gravity-compensated non-destructive testing device for metal pipe welding inspection.

The method of claim 1,
The first driving bogie and the second driving bogie are respectively a driving body, a driving motor installed in the driving body, and a driving caterpillar installed in the driving body to rotate by the driving motor and running along the outer circumferential surface of the metal pipe characterized in that it comprises
Gravity-compensated non-destructive testing device for metal pipe welding inspection.

The method of claim 1,
The first magnetizer, the first driving bogie, the first sensor bogie, the second magnetizer, the second driving bogie, and the second sensor bogie are connected in an annular shape to surround the outer circumferential surface of the metal pipe,
It is installed between the magnetizer and the bogie, characterized in that it further comprises a first distance adjusting part and a second distance adjusting part for adjusting the connection length according to the outer diameter of the metal pipe.
Gravity-compensated non-destructive testing device for metal pipe welding inspection.

5. The method of claim 4,
The first distance adjusting unit and the second distance adjusting unit include a front connecting member in which a front end is connected to the magnetizer or the bogies along the one direction;
a rear connecting member connected to the rear of the front connecting member and having a rear end connected to the magnetizer or bogies;
Comprising a fixing pin for fixing the front connecting member and the rear connecting member,
The front connecting member includes a first connecting portion connected to the magnetizer or the bogie;
A second connection portion formed so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance along the width direction from the rear of the first connection portion and extend a predetermined length along the longitudinal direction, and a long hole penetrating the inner and outer peripheral surfaces on the side surface to extend in the longitudinal direction,
The rear connection member has a third connection portion having a width corresponding to the separation distance of the second connection portions so as to be able to enter between the second connection portions of the front connection member and having a pin fastening hole extending in the width direction formed therein;
and a fourth connection part formed behind the third connection part and connected to a magnetizer or a cart;
The fixing pin extends through the long hole of the second connection part and the pin fastening hole of the third connection part, and the third connection part is formed to be fixed at a predetermined position of the second connection part.
Gravity-compensated non-destructive testing device for metal pipe welding inspection.

The method of claim 1,
The first and second magnetizers and the first and second sensor bogies, characterized in that it further comprises an encoder for measuring the moving distances
Gravity-compensated non-destructive testing device for metal pipe welding inspection.