JP3705327B2 - Metal pipe internal damage inspection method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内面に非磁性体の金属層が形成された強磁性体の金属管、特に、内面に溶融アルミニウムメッキ層が形成された炭素鋼管における内部損傷の検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
冷却水に海水を利用する熱交換器には、一般に銅合金管が使用されているが、プロセス上の理由から銅合金管を使用できない場合には、溶融アルミニウムメッキを施工した炭素鋼管(以下溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管と記述する)を使用することがある。
【0003】
溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管におけるアルミニウムメッキ層は、炭素鋼の被覆材として機能するとともに、アルミニウムと炭素鋼との腐食電位差を利用した防食犠牲材としても機能している。しかし、海水によりアルミニウムメッキ層が一旦消失してしまうと、合金層と炭素鋼との腐食電位差により、今度は、合金層に存在する微細な欠陥等を起点として炭素鋼の局部腐食が急速に進行し、チューブ開口に至って重大な漏洩事故を引き起こす可能性が高い。
【0004】
従って、溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管の使用に際しては、アルミニウムメッキ層の消失した箇所や炭素鋼が局部腐食した箇所を早期にかつ確実に発見することが重要となり、そのために種々の手法が実行及び考案されてきた。
【0005】
まず、最も一般的に行なわれる方法として、ファイバースコープによる目視検査や、水浸超音波探傷試験が挙げられる。しかし、これらの方法は検査速度が遅く、熱交換器のように1単位で数百本もの金属管を有するものを検査するためには多大な労力が必要となる。また、前処理状態や損傷形態によっては必ずしもすべての欠陥を検出することができず、信頼性の面で問題があった。
【0006】
次に、内挿プローブ型渦流探傷装置を使用する方法がある。
この方法は一般的に、プローブを金属管の中に挿入して損傷箇所からの信号を受信するものであるが、その際、一対の試験コイルを並列して配置した自己比較型プローブを用いることが多い。自己比較型プローブは試験体の隣接した2つの部分の差異を検出するものである。従って、ドリルホールのような局部的変化に対しては良く応答し、逆に、組成、形状、寸法の微妙な変化によるなだらかな変化、搬送振動などによる相対位置の変化、周囲の温度変化等、検査目的外の要因による影響は2個のコイルにより相殺され、検査精度の良い点が優れている。
【0007】
しかし、例えばここで検査対象として考える溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管を含めて金属管母材が強磁性体である場合には、透磁率変化によるノイズが発生し、いわゆるS/N比が著しく低下して欠陥信号の検出が困難となる。従って、上記渦流探傷検査は、非磁性体金属管の保守点検検査技術としては一般的であっても、強磁性体金属管に対してはそのまま適用することはできない。
【0008】
そこで、試験コイルに対して複数の周波数の高周波交流を印加して、基本周波数成分を持つ磁場と、より高周波の成分を持つ磁場とを金属管に加え、2種類の磁場から得られる信号のノイズ成分が相殺されるように検出信号を合成処理(ミキシング)する手法が、例えば「非破壊検査第42巻第2号PP86−93」において開示されており、この方法により強磁性体による磁気不均一の影響を除去することが可能とされている。
【0009】
ところで、試験コイルに交流を印加すると励磁コイル周辺には直接磁場と間接磁場とが発生する。上記一般的な渦流探傷検査法は、渦電流の変化を間接磁場の変化として検知する方法であるが、このとき、直接磁場の影響をも受けている。従って、上述のように直接磁場が均一である非磁性体金属管を検査する場合には何ら問題はないが、直接磁場が変動する強磁性体金属管の検査においては大きなノイズが発生し、検査に支障を来してしまう。ところが、管径の2〜3倍の位置には、直接磁場が低下して殆ど間接磁場のみとなるリモートフィールドと呼ばれる領域が存在し、ここでは磁場不均一によるノイズが殆どないことから、この領域において間接磁場を計測する手法(リモートフィールド検査、略称RFT)は、特に強磁性体金属管の検査に有効な方法として知られている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ミキシングにより磁気不均一を解消する方法においては、検査を行うに当って十分な技術や経験を持つ熟練した技術者が必要となる。すなわち、最適な試験周波数の組み合わせやミキシングの条件設定等に対する高い技能が必要であり、簡便な検査方法とはいえなかった。
【0011】
また、RFTにおいては、局部減肉に対して検出できる欠陥寸法に限界があり、また、金属管の支持板近傍において検査不可能な領域すなわち不感帯が存在する。溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管において前述のような局部腐食による漏洩事故を防止するためには、全長検査が要求されることから、この部分に他の検査方法を併用する必要があり、非効率的であった。
【0012】
そこで、この発明の課題は、内面に非磁性体の金属層が形成された強磁性体の金属管、特に溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管に対して、磁気不均一の影響を除去することが可能で、しかも簡便に効率良く全領域について検査可能な内部損傷検査方法を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、この発明の金属管内部損傷検査方法は、内面に非磁性体の金属層が形成された強磁性金属管の複数の異なる損傷段階にある金属管及び未使用金属管に対し内挿プローブ型渦流探傷装置によって探傷試験を行い、この試験によって得られる情報を図形化することによって基準図形を確立し、検査対象となる金属管について同様に内挿プローブ型渦流探傷装置によって探傷試験を行って得られる図形と前記基準図形とを比較することによって検査対象金属管の損傷段階を特定する金属管内部損傷検査方法において、前記内挿プローブ型渦流探傷装置がプローブの試験コイルの両側に弱磁力永久磁石を配した磁気飽和手段を有し、上記弱磁力永久磁石によって渦電流の浸透深さが磁気飽和されている範囲内となるように探傷試験を行い、強磁性金属管及び金属管内面の非磁性体の金属層の探傷試験を行うことを特徴とする。
これにより、この発明の金属管内部損傷検査方法では図形の比較のみで強磁性金属管及び金属管内面の非磁性体の金属層の損傷段階が判別可能となり、簡便である。またこの発明の金属管内部損傷検査方法では、プローブの試験コイルの両側に弱磁力永久磁石を配した渦流探傷装置を用い、かつその弱磁力永久磁石は渦電流の浸透深さが当該弱磁力永久磁石によって磁気飽和されている範囲内となる程度となる磁力を持つものとされるので強磁性体による磁気不均一が解消され、その影響を受けることなく検査を行うことができる。また、走査性に優れ、かつ形状がコンパクトとなる。
【0014】
また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、自己比較型プローブを有する渦流探傷装置を用いることを特徴とする。これにより、試験体における隣接した2つの部分の差異を検出し、金属管の局部腐食による減肉を確実に検知することができる。
【0015】また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、検査対象金属管の検査を必要とする管厚方向深度に応じて、試験コイルに印加する交流の周波数を決定することを特徴とする。これにより、構成材料の種類と周波数によって決定される磁場の浸透深さにより、所望の深さを検査することが可能となる。
【0016】
また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、検査対象金属管の構成材料に応じて、試験コイルに印加する交流の周波数を決定することを特徴とする。これにより、構成材料の種類と周波数によって決定される磁場の浸透深さにより、所望の深さを検査することが可能となる。
【0017】
また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、内面に溶融アルミニウムメッキ層が形成された炭素鋼管において、未使用管と複数の異なる損傷段階にある使用管とを磁気飽和手段を有する内挿プローブ型渦流探傷装置により探傷試験を行い、この試験によって得られる情報を図形化することにより基準図形を確立し、検査対象管について同様に得られる図形と前記基準図形とを比較することにより検査対象管の損傷段階を特定することを特徴とする。これにより、強磁性体である炭素鋼による磁気不均一が解消され、その影響を受けることなく検査を行うことができる。また、図形の比較のみで溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管の損傷段階が判別可能となり、簡便である。
【0018】
また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、試験コイルに100〜400KHzの交流を印加することを特徴とする。これにより、渦電流の浸透深さは弱磁力永久磁石によって磁気飽和されている範囲内に制限され、下層の炭素鋼による磁性ノイズ発生が抑制され、検査を確実に行うことが可能となる。
【0019】
この発明においては、溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管において、未使用管と、複数の異なる損傷段階にある使用管とをモデル管として渦流探傷試験を行い、この試験によって得られる情報を図形化して確立された基準図形を用い、検査対象管について同様に得られる図形との比較を行う。損傷段階は、保守管理目的に応じて適宜決定すれば良く、損傷段階の区分数についても同様である。例えば、図1に示す溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管100において、
(a)アルミニウムメッキ層103が全面に厚く残存している段階
(b)アルミニウムメッキ層103はほぼ全面残存しているが、一部で消失しかけている段階
(c)アルミニウムメッキ層103の消失が進展し、一部で合金層102が露呈している段階
(d)アルミニウムメッキ層103が殆ど消失し、合金層102の大部分が露呈している段階
(e)アルミニウムメッキ層103が完全に消失し、合金層102の全面が露呈している段階
(f)潜在する微細な欠陥を起点とする位置に合金層102と炭素鋼101の局部減肉が発生している段階等を設定すればよい。
【0020】
また、この発明においては内挿プローブ型渦流探傷装置を使用する。このとき、強磁性体による磁気不均一を抑制してS/N比を向上し、精度の高い検査を行うためには磁気飽和手段を具備させることが望ましい。従来の磁気飽和手段においては、強磁力の永久磁石を使用したり、磁気飽和用コイルを使用したりすることが一般的であるが、この発明においては、溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管内面のごく浅い表面層のみを磁気飽和できれば良いので、図2に示すように弱磁力永久磁石202を試験コイル201の両側に配置したプローブ200を使用した。
弱磁力永久磁石202は、従来の強磁力永久磁石やコイルに比較すると薄型・小型であることから、プローブが軽量化・小型化でき、また、磁石吸引が小さいため、走査性が良い。
【0021】
また、このとき使用するプローブは、局部腐食による減肉及びアルミニウムメッキ層の凹凸を確実に検出する目的から、自己比較型プローブとする。
【0022】
上記プローブを、管内部に挿入し、試験コイルに交流を印加しつつ走査する。印加する交流の周波数と磁場の浸透深さとの関係は、材料により固有のものである。従って、周波数の選択は、検査対象金属管の構成材料、及び内面磁気飽和深さ等に応じて行う。
【0023】
溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管に関しては、アルミニウムメッキ層の厚さ及び凹凸高さと、永久磁石の強さに依存する内面磁気飽和深さによって周波数を決定する。炭素鋼及びアルミニウムにおける周波数と浸透深さとの関係は図3に示されるとおりである。合金層の浸透深さについては不明であるが、鋼に近い値であると推定される。一般的にアルミニウムメッキ層の厚さは100μm程度、合金層の厚さも100μm程度であるが、100KHzの交流を印加した場合、図3によれば、アルミニウムメッキ層の浸透深さは数百μmであり、一般的にはこの周波数で十分にアルミニウムメッキ層の凹凸を検出可能である。
一方、炭素鋼の浸透深さは数十μmであるが、前述の弱磁力永久磁石を配した渦流探傷用プローブを用い、溶融アルミニウムメッキを施工していない炭素鋼管について100KHzの交流を印加しつつ試験を行ったところ、炭素鋼の磁気不均一に起因するノイズは殆ど検出されず、合金層及び炭素鋼における数十μmの内面厚さは十分に磁気飽和されていることがわかった。以上のことより、特別にアルミニウムメッキ層の厚さ又は凹凸高さが大きい場合を除き、100KHz以上の周波数の交流を印加すれば、正確な検査が可能となる。
【0024】
一方、あまりに高い周波数を印加すると浸透深さが浅くなり、アルミニウムメッキ層の凹凸高さが大きい場合、リフトオフにより検出感度が低下する。また、合金層への浸透深さが浅くなると、局部腐食による減肉の検出感度も低下する。従って、400KHz以下の周波数を印加することが望ましい。
【0025】
最新の渦流探傷装置は、複数の周波数を同時に試験コイルに印加しつつ記録を行う機能を有している。このような装置を使用すれば、100〜400KHzの周波数を印加し、状況に応じて最も識別が容易な周波数を選択することにより探傷試験を行うことが可能となる。
【0026】
さて、上記の手順により、各種モデル金属管の検査を行い、得られた情報を図形化する。図形は、従来用いられているX−Yチャートへの出力及び、二次元平面で表現したベクトル表示を使用する。この検査で確立された基準図形を、検査対象管について同様に得られる図形と比較することにより、検査対象管の損傷段階を特定する。各損傷段階における基準図形は一瞥で判別できる特有のパターンを有している。従って、検査対象管の図形がどの基準図形に対応しているかを特定することは容易であり、検査に当っては特殊な技能を必要としない。
【0027】
また、RFTのように間接磁場を測定するのではなく直接磁場の測定による検査方法であること、及び通常の渦電流探傷検査と異なり内部表面の浅い層のみを検査対象としていることにより、支持板近傍及び直下においても全く障害を発生することなく全長の検査が可能である。
【0028】
【実施例】
この発明における一実施例について、以下に説明する。本実施例は、冷却水に海水を利用している熱交換器において使用されている溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管について、各損傷段階のモデル管選定、基準図形の確立、及び実施の使用管の探傷試験と損傷段階の特定を行うものである。
【0029】
本実施例において使用した内挿プローブ型渦流探傷装置の構成を図4に示した。プローブ200は、先に図2で示したように、自己比較型の試験コイル201が配置され、さらにその両側に弱磁力永久磁石202が配置されたものを使用した。このプローブ200に対して渦流探傷装置410から高周波の交流を印加しつつ溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管100内の全域を走査させる。このとき得られる信号は、電子記録媒体を有する出力記録装置420によりX−Yチャート及びベクトル表示として記録される。
【0030】
実際に熱交換器に使用されている溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管について探傷試験を行う前に、まず、各損傷段階のモデル金管として図1に示したように、
(a)アルミニウムメッキ層103が全面に厚く残存している段階
(b)アルミニウムメッキ層103はほぼ全面残存しているが、一部で消失しかけている段階
(c)アルミニウムメッキ層103の消失が進展し、一部で合金層102が露呈している段階
(d)アルミニウムメッキ層103が殆ど消失し、合金層102の大部分が露呈している段階
(e)アルミニウムメッキ層103が完全に消失し、合金層102の全面が露呈している段階
(f)潜在する微細な欠陥を起点とする位置に合金層102と炭素鋼101の局部腐食による減肉が発生している段階にある溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管100をそれぞれ用意し、これらについて探傷試験を行い、基準図形を確立する。
【0031】
試験コイル201に対して印加する交流の周波数は、前述のごとく、アルミニウムメッキ層の厚さ及び凹凸高さと、永久磁石の磁力に起因する内面磁気飽和深さとに応じて決定される。一般に、アルミニウムメッキ層の厚さは200μm以下であり、合金層を含むアルミニウム換算厚さ200〜400μmの浸透深さを得ることが要求されるので、図3を参照すれば、周波数は100〜400KHzとなる。
ここでは状況に応じて最も識別に有利な周波数を選択できるように4チャンネルの周波数を使用したが、100KHz単独で十分に識別可能であったため、100KHzの結果のみで表現する。
【0032】
上記の手順で探傷試験を行って得られる情報すなわち受信信号を図形化するが、それに先立って、まず位相の設定を行う。アルミニウムの表面に凹凸がある場合、その信号位相は図5に示されるように凹凸の高さに応じて変化し、高さが大きくなるほど時計回りに回転することが知られている。また、強磁性体である合金層及び炭素鋼における減肉部の信号位相は、深さに関わらず一定であることも知られている。
そこで、そのように一定である位相信号を90度に設定して探傷試験を行えば、アルミニウムメッキ層の凹凸高さ変化に伴う信号位相の相対的変化が明確となり、基準図形、特にベクトル表示の各損傷段階における特徴を顕在化させることができる。
【0033】
そこで、未使用状態の溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管に対して3、4、6、8mmΦの貫通ドリル穴をあけた試験片を用意し、上記手順と同様に探傷試験を行い、上記各貫通ドリル穴部分により得られる信号の位相を90度となるように設定を行った。このときの受信信号のX−Yチャートと、ベクトル表示を図6に示す。各貫通穴による信号は、多少のばらつきはあるものの、その開口径に関わらず90度を示している。
【0034】
次に、上記設定のもとで、未使用状態の溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管について探傷試験を行った。その結果を図7に示す。X−Yチャートは連続する林状信号を示し、個別の信号分別は困難であるが、ベクトル表示においてその信号位相を読み取ると、50〜70度及び220〜250度の2群に大別される。これは、アルミニウムメッキ層における表面の凹凸に起因する信号と考えられる。すなわち、50〜70度が凹部、220〜250度が凸部による信号に対応するものと考えられる。このことは、図6に示されるように、先に行った貫通ドリル穴試験片の検査においても、貫通ドリル穴からの信号(位相90度)とは別に50〜70度及び位相220〜250度の部分に信号が現れていることによって裏付けられる。
【0035】
未使用状態の溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管について探傷試験を行うに当っては、探傷感度の調整をも同時に行うと良い。すなわち、X−YチャートのYスケールに対して、受信信号が適切な範囲内に描かれるよう感度を調整する。ここでは信号(アルミニウムメッキ層の凹凸による信号)が、フルスケールの30%程度となるように調整を行ったが、その限りではなく、状況により適宜調整すれば良い。なお、記録後に感度設定が自由に変更することが可能な記録媒体を使用すれば、あらゆる状況において調整が簡便となり、好ましい。
【0036】
次に、各損傷段階にあるモデル管について、上記の条件下においてそれぞれ探傷試験を行った。その結果を図8〜12に示し、順に説明する。なお、図1(a)の殆ど損傷を受けていない段階にあるモデル管については、図7の未使用状態の場合と同じであり、重複を避けるために省略した。
【0037】
図8には、図1(b)の「アルミニウムメッキ層がほぼ全面残存しているが、一部で消失しかけている段階」についての探傷試験結果を示した。ベクトル表示を見ると、信号の位相は50〜70度及び230〜250度であり前述の未使用管における信号位相とほぼ一致するものの、若干反時計回りに回転していた(垂直に立っていた)。位相信号が半時計回りに回転する場合には、前述のとおり、アルミニウムメッキ層の凹凸高さが減少していることを示す。すなわち、図8のベクトル表示は、アルミニウムメッキ層の元々の凹凸高さが腐食によって減少したことを示しており、この損傷段階における実際の状況を特徴的によく表わしているがわかった。
【0038】
次に図9に、図1(c)の「アルミニウムメッキ層の消失が進展し、一部で合金層が露呈している段階」についての探傷試験結果を示した。ベクトル表示を見ると、信号の振幅が減少するとともに、位相は60〜80度及び240〜260度を示し、先の段階に比較するとはっきりと反時計回りの方向に回転している。これは、アルミニウムメッキ層の凹凸高さが減少していることを示しており、腐食がさらに進行した状態を特徴的によく表わしていることがわかった。
【0039】
次に図10に、図1(d)の「アルミニウムメッキ層が殆ど消失し、合金層の大部分が露呈している段階」についての探傷試験結果を示した。ベクトル表示を見ると、信号振幅が著しく減少するとともに、位相は85〜90度及び265〜270度を示し、ほぼ垂直となる。また、X−Y拡大チャートを見ると、主な信号はほぼ270度を示すことがわかる。これは、アルミニウムメッキ層がわずかに残存していること、及び残存した部分はその形態が凸状になっていることを示しており、実際の状態をよく表わしていることがわかった。
【0040】
次に図11に、図1(e)の「アルミニウムメッキ層が完全に消失し、合金層の全面が露呈している段階」についての探傷試験結果を示した。X−Yチャート及びベクトル表示上には識別できる信号が殆ど見られない。顕微鏡による微視的観察では、合金層表面、及び合金層と炭素鋼管との境界においてかなりの凹凸が認められるが、これらの凹凸が巨視的には平坦な面及び境界として平均化され、信号として検出されなかったものと考えられる。
【0041】
次に図12に、図1(f)の「潜在する微細な欠陥を起点とする位置に合金層と炭素鋼の局部腐食による減肉が発生している段階」についての探傷試験結果を示した。X−Yチャートは一見、図10のものと差異がないようであるが、ベクトル表示を見ると信号位相はすべて90度を示しており、270度を示した図10とは逆位相となっている。そこで、X−Yチャートを拡大してみると、明瞭な単独信号が散発あるいは群発しており、Yチャートの位相がやはり図10のものと逆位相となっていることがわかった。すなわち、図10における信号がアルミニウムメッキ層の凸状残存部に起因するものであったのに対し、図12における信号は凹部を示す信号であり、合金層が破壊されて合金層及び炭素鋼管の局部腐食による減肉が発生している状態をよく表わしていることがわかった。
【0042】
以上の結果を踏まえ、各損傷段階における基準図形の特徴を列挙すると、
(a)段階:X−Yチャートは全面に林状信号が現れているベクトル表示は位相50〜70度及び220〜250度を示す
(b)段階:X−Yチャートは全面に林状信号が現われ、見かけ上(a)段階と区別不可ベクトル表示は位相50〜70度及び230〜250度を示し、若干反時計回りに回転する
(c)段階:X−Yチャートは林状信号の振幅が減少し、特にX−Yチャートの振幅が小さくなるベクトル表示は位相が60〜80度及び240〜260度を示し、かなり反時計回りに回転し、垂直に近くなる
(d)段階:X−Yチャート林状信号の振幅が非常に小さくなり、特にXチャートはほぼ直線となるベクトル表示は位相が265〜270度を示し、ほぼ垂直となる
(e)段階:X−Yチャート、ベクトル表示ともに信号が現れない
(f)段階:X−Yチャートに振幅が小さく、明瞭な単独信号が散発あるいは群発するベクトル表示は位相が全て90度で垂直である
【0043】
ここで、1機の熱交換器において実際に使用された溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管全数について探傷試験を行い、その損傷段階を判定した。また、それらの実際の損傷段階について、断面を目視観察し、一部代表的なものについては顕微鏡による観察を行った。図13に示す使用管は、下方から順に位相90度の明瞭な単独信号が現われる部分((f)段階)、信号が現れない部分((e)段階)、位相230〜250度及び50〜70度の振幅の大きな林状信号が現れる部分((b)段階)があり、損傷段階はその全長において(b)〜(f)段階にあると判定された。また、図14に示す使用管は、(b)段階に相当する信号は検出されず、(c)段階を示す部分、(f)段階を示す部分が見られた。特に下方の(f)段階を示す部分では、信号振幅が増大していることから、炭素鋼の局部腐食による減肉が進展しているものと判定された。
【0044】
上記の使用管について、その内面を顕微鏡観察した結果を図13及び図14に併せて示した。探傷試験から選られた図形により推定した損傷段階と、顕微鏡観察による損傷段階はほぼ一致しており、この発明による金属管内部損傷検査方法の有効性が実証された。
【0045】
また、上記以外の溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管全数についても、探傷試験による損傷段階の判定結果と、断面の目視観察により確認される損傷段階との間には明らかな相関性が見られた。
【0046】
またこのとき、支持板がある部分を特に着目してみたが、この部分についても上記相関性が見られた。
【0047】
以上のように、溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管の内部について渦流探傷装置のプローブを走査し、内部損傷箇所から得られた情報を図形化し、基準図形との形状を比較するだけで、簡便に効率よくかつ全領域についてその損傷段階を正確に特定することが可能であった。従って、損傷段階(e)の「アルミニウムメッキ層が完全に消失し、合金層の全面が露呈している段階」、又は損傷段階(f)の「潜在する微細な欠陥を起点とする位置に合金層と炭素鋼の局部腐食による減肉が発生している段階」に達したものについて、開放周期を考慮した上で順次交換作業を行うことにより、チューブ開口及び漏洩等の重大事故を防止することが可能となる。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内面に非磁性体の金属層を形成した強磁性体の金属管、特に溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管において、強磁性体による磁気不均一の影響を除去しつつ、しかも簡便に効率良く全領域について内部損傷検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶融アルミニウムメッキ鋼管の損傷段階を説明する図である。
【図2】渦電流探傷装置のプローブの構成概略図である。
【図3】炭素鋼及びアルミニウムにおける交流周波数と磁場浸透深さとの関係を示す図である。
【図4】この発明の実施例における装置構成図である。
【図5】アルミニウム表面の凹凸と信号位相との関係を示す図である。
【図6】ドリル穴試験片における探傷試験結果を示す図である。
【図7】未使用管における探傷試験結果を示す図である。
【図8】損傷段階(b)モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図9】損傷段階(c)モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図10】損傷段階(d)モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図11】損傷段階(e)モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図12】損傷段階(f)モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図13】熱交換器における使用管についての検査結果を示す図である。
【図14】熱交換器における使用管についての検査結果を示す図である。
【符号の説明】
100 溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管
101 炭素鋼
102 合金層
103 アルミニウムメッキ層
200 プローブ
201 試験コイル
202 弱磁力永久磁石
210 プローブケーブル
400 熱交換器
410 渦流探傷装置
420 出力記録装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for inspecting internal damage in a ferromagnetic metal tube having a nonmagnetic metal layer formed on the inner surface, and particularly in a carbon steel tube having a molten aluminum plating layer formed on the inner surface.
[0002]
[Prior art]
Copper alloy pipes are generally used for heat exchangers that use seawater for cooling water. However, when copper alloy pipes cannot be used for process reasons, carbon steel pipes with molten aluminum plating (hereinafter melted) are used. Aluminium-plated carbon steel pipe).
[0003]
The aluminum plating layer in the hot-dip aluminum-plated carbon steel tube functions as a coating material for carbon steel, and also functions as a corrosion-proof sacrificial material that utilizes the difference in corrosion potential between aluminum and carbon steel. However, once the aluminum plating layer disappears due to seawater, due to the difference in corrosion potential between the alloy layer and the carbon steel, the local corrosion of the carbon steel rapidly proceeds, starting from fine defects that exist in the alloy layer. However, there is a high possibility of causing a serious leakage accident by reaching the tube opening.
[0004]
Therefore, when using a hot-dip aluminized carbon steel pipe, it is important to quickly and reliably find the location where the aluminum plating layer has disappeared or the location where the carbon steel has been locally corroded, and various techniques have been implemented and devised for that purpose. I came.
[0005]
First, the most commonly performed method includes a visual inspection using a fiberscope and a water immersion ultrasonic flaw detection test. However, these methods have a low inspection speed, and a great deal of labor is required to inspect a unit having several hundreds of metal tubes such as a heat exchanger. Further, depending on the pretreatment state and the damage form, not all defects can be detected, and there is a problem in terms of reliability.
[0006]
Next, there is a method using an insertion probe type eddy current flaw detector.
In this method, a probe is generally inserted into a metal tube to receive a signal from a damaged portion. At this time, a self-comparison probe in which a pair of test coils are arranged in parallel is used. There are many. The self-comparison probe detects a difference between two adjacent portions of the specimen. Therefore, it responds well to local changes such as drill holes, conversely, gentle changes due to subtle changes in composition, shape, dimensions, relative position changes due to carrier vibration, ambient temperature changes, etc. The influence of factors other than the inspection purpose is offset by the two coils, and the inspection accuracy is excellent.
[0007]
However, for example, when a metal pipe base material including a hot-dip aluminized carbon steel pipe considered as an inspection target is a ferromagnetic material, noise due to a change in magnetic permeability is generated, and so-called S / N ratio is remarkably lowered. It becomes difficult to detect a defect signal. Therefore, even if the eddy current flaw inspection is general as a maintenance inspection inspection technique for a non-magnetic metal tube, it cannot be applied to a ferromagnetic metal tube as it is.
[0008]
Therefore, by applying high-frequency alternating current of multiple frequencies to the test coil, adding a magnetic field having a fundamental frequency component and a magnetic field having a higher-frequency component to the metal tube, noise of signals obtained from two types of magnetic fields For example, “Non-destructive inspection Vol. 42, No. 2, PP 86-93” discloses a technique for synthesizing detection signals so that components are canceled out. It is possible to eliminate the influence of.
[0009]
By the way, when an alternating current is applied to the test coil, a direct magnetic field and an indirect magnetic field are generated around the excitation coil. The general eddy current flaw detection method is a method of detecting a change in eddy current as a change in an indirect magnetic field, but at this time, it is also directly influenced by a magnetic field. Therefore, there is no problem when inspecting a non-magnetic metal tube having a uniform direct magnetic field as described above, but a large noise is generated in the inspection of a ferromagnetic metal tube whose direct magnetic field fluctuates. Will cause trouble. However, at a position 2 to 3 times the tube diameter, there is a region called a remote field where the direct magnetic field is reduced and almost only an indirect magnetic field exists. Here, there is almost no noise due to magnetic field inhomogeneity. A method for measuring an indirect magnetic field (remote field inspection, abbreviated as RFT) is known as an effective method particularly for inspection of a ferromagnetic metal tube.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of eliminating magnetic non-uniformity by mixing, a skilled engineer having sufficient technology and experience is required for performing the inspection. That is, a high level of skill is required for optimum test frequency combinations, mixing condition settings, and the like, and it has not been a simple inspection method.
[0011]
Further, in RFT, there is a limit to the size of a defect that can be detected for local thinning, and there is a region that cannot be inspected, that is, a dead zone in the vicinity of the support plate of the metal tube. In order to prevent leakage accidents due to local corrosion as described above in hot-dip aluminum-plated carbon steel pipes, full length inspection is required, so it is necessary to use other inspection methods in combination with this part, which is inefficient. It was.
[0012]
Therefore, the problem of the present invention is that it is possible to remove the influence of magnetic non-uniformity on a ferromagnetic metal tube having a nonmagnetic metal layer formed on its inner surface, particularly a hot-dip aluminized carbon steel tube, In addition, an internal damage inspection method capable of inspecting the entire region simply and efficiently is provided.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a metal tube internal damage inspection method according to the present invention includes a metal tube in a plurality of different damage stages and an unused metal tube in a ferromagnetic metal tube having a nonmagnetic metal layer formed on the inner surface. A flaw detection test is conducted with an interpolated probe type eddy current flaw detector, and a reference figure is established by graphicizing the information obtained by this test. In the metal pipe internal damage inspection method for identifying a damage stage of a metal pipe to be inspected by comparing a figure obtained by performing a flaw detection test and the reference figure, the interpolated probe type eddy current flaw detection apparatus has a test coil of a probe. It has magnetic saturation means with weak magnetic permanent magnets on both sides, so that the penetration depth of eddy currents is within the magnetic saturation range by the weak magnetic permanent magnets. Line the scratch test Flaw detection of ferromagnetic metal tubes and non-magnetic metal layers on the inner surface of metal tubes It is characterized by performing.
As a result, the metal pipe internal damage inspection method of the present invention can only compare figures. Ferromagnetic metal tube and non-magnetic metal layer inside the metal tube The damage stage can be identified, which is convenient. In the metal tube internal damage inspection method according to the present invention, an eddy current flaw detection device in which weak magnetic permanent magnets are arranged on both sides of the test coil of the probe is used, and the weak magnetic permanent magnet has a penetration depth of eddy current in the weak magnetic permanent. Since the magnetic force is such that it is within the range of being magnetically saturated by the magnet, the magnetic non-uniformity due to the ferromagnetic material is eliminated, and the inspection can be performed without being affected by it. In addition, the scanning property is excellent and the shape is compact.
[0014]
The metal tube internal damage inspection method of the present invention is characterized by using an eddy current flaw detector having a self-comparing probe. Thereby, the difference of two adjacent parts in a test object can be detected, and the thinning by the local corrosion of a metal tube can be detected reliably.
According to the metal tube internal damage inspection method of the present invention, the frequency of the alternating current applied to the test coil is determined according to the depth in the tube thickness direction that requires inspection of the metal tube to be inspected. . Thereby, a desired depth can be inspected by the penetration depth of the magnetic field determined by the type and frequency of the constituent material.
[0016]
Moreover, the metal pipe internal damage inspection method of this invention is characterized by determining the frequency of the alternating current applied to a test coil according to the constituent material of a test object metal pipe. Thereby, a desired depth can be inspected by the penetration depth of the magnetic field determined by the type and frequency of the constituent material.
[0017]
Further, the metal pipe internal damage inspection method according to the present invention is an interpolation probe having a magnetic saturation means for an unused pipe and a plurality of used pipes in different damage stages in a carbon steel pipe having a molten aluminum plating layer formed on the inner surface. A flaw detection test is performed using a eddy current flaw detector, a reference graphic is established by converting the information obtained by the test into a graphic, and the inspection target pipe is compared with the reference graphic similarly obtained for the inspection target pipe. It is characterized by specifying the damage stage. Thereby, the magnetic nonuniformity by the carbon steel which is a ferromagnetic body is eliminated, and it can test | inspect, without receiving the influence. In addition, the damage stage of the hot-dip aluminized carbon steel pipe can be identified only by comparing the figures, which is convenient.
[0018]
Moreover, the metal pipe internal damage inspection method of this invention is characterized by applying an alternating current of 100 to 400 KHz to the test coil. Thereby, the penetration depth of the eddy current is limited to a range where the magnetic saturation is caused by the weak magnetic permanent magnet, and magnetic noise generation by the lower carbon steel is suppressed, and the inspection can be surely performed.
[0019]
In the present invention, in a hot dip aluminized carbon steel pipe, an eddy current flaw detection test was conducted using an unused pipe and a used pipe at a plurality of different damage stages as model pipes, and the information obtained by this test was figured out and established. The reference figure is used and compared with the figure obtained in the same manner for the inspection target tube. The damage stage may be appropriately determined according to the maintenance management purpose, and the same applies to the number of damage stages. For example, in the hot-dip aluminized carbon steel pipe 100 shown in FIG.
(A) Stage in which aluminum plating layer 103 remains thick on the entire surface
(B) The aluminum plating layer 103 remains on the almost entire surface, but is partially disappearing.
(C) The stage where the disappearance of the aluminum plating layer 103 progresses and the alloy layer 102 is partially exposed.
(D) The stage in which the aluminum plating layer 103 has almost disappeared and most of the alloy layer 102 is exposed.
(E) The stage in which the aluminum plating layer 103 has completely disappeared and the entire surface of the alloy layer 102 is exposed.
(F) What is necessary is just to set the stage etc. which the local thinning of the alloy layer 102 and the carbon steel 101 has generate | occur | produced in the position which makes the starting minute defect a starting point.
[0020]
Moreover, in this invention, an insertion probe type eddy current flaw detector is used. At this time, it is desirable to provide a magnetic saturation means in order to improve the S / N ratio by suppressing magnetic nonuniformity due to the ferromagnetic material and to perform a highly accurate inspection. In the conventional magnetic saturation means, it is common to use a strong magnetic permanent magnet or a magnetic saturation coil. However, in the present invention, a very shallow surface of the inner surface of a hot-dip aluminized carbon steel pipe Since it is sufficient that only the layer can be magnetically saturated, the probe 200 in which the weak magnetic permanent magnets 202 are arranged on both sides of the test coil 201 is used as shown in FIG.
Since the weak magnetic permanent magnet 202 is thinner and smaller than conventional strong magnetic permanent magnets and coils, the probe can be reduced in weight and size, and the magnetic attraction is small, so the scanning performance is good.
[0021]
In addition, the probe used at this time is a self-comparison probe for the purpose of reliably detecting thinning due to local corrosion and unevenness of the aluminum plating layer.
[0022]
The probe is inserted into the tube and scanned while applying an alternating current to the test coil. The relationship between the frequency of the alternating current applied and the penetration depth of the magnetic field is specific to the material. Accordingly, the frequency is selected according to the constituent material of the metal pipe to be inspected, the inner surface magnetic saturation depth, and the like.
[0023]
Regarding the hot-dip aluminized carbon steel pipe, the frequency is determined by the thickness and uneven height of the aluminum plating layer and the inner surface magnetic saturation depth depending on the strength of the permanent magnet. The relationship between the frequency and the penetration depth in carbon steel and aluminum is as shown in FIG. The penetration depth of the alloy layer is unknown, but is estimated to be close to steel. Generally, the thickness of the aluminum plating layer is about 100 μm, and the thickness of the alloy layer is also about 100 μm. However, when an alternating current of 100 KHz is applied, the penetration depth of the aluminum plating layer is several hundred μm according to FIG. In general, the unevenness of the aluminum plating layer can be sufficiently detected at this frequency.
On the other hand, the penetration depth of carbon steel is several tens of μm. While using the above-described eddy current flaw detection probe provided with the weak magnetic permanent magnet, an alternating current of 100 KHz is applied to a carbon steel pipe not subjected to hot dip aluminum plating. As a result of testing, almost no noise due to magnetic nonuniformity of carbon steel was detected, and it was found that the inner surface thickness of several tens of μm in the alloy layer and carbon steel was sufficiently magnetically saturated. From the above, except when the thickness of the aluminum plating layer or the height of the unevenness is particularly large, an accurate inspection can be performed by applying an alternating current having a frequency of 100 KHz or more.
[0024]
On the other hand, when a too high frequency is applied, the penetration depth becomes shallow, and when the unevenness of the aluminum plating layer is large, the detection sensitivity is lowered by lift-off. Moreover, when the penetration depth into the alloy layer becomes shallower, the detection sensitivity of thinning due to local corrosion also decreases. Therefore, it is desirable to apply a frequency of 400 KHz or less.
[0025]
The latest eddy current flaw detector has a function of recording while simultaneously applying a plurality of frequencies to the test coil. If such an apparatus is used, a flaw detection test can be performed by applying a frequency of 100 to 400 KHz and selecting a frequency that is most easily identified depending on the situation.
[0026]
Now, various model metal pipes are inspected by the above procedure, and the obtained information is made into a graphic. As the figure, an output to a conventionally used XY chart and a vector display expressed by a two-dimensional plane are used. By comparing the reference graphic established in this inspection with the graphic similarly obtained for the inspection target pipe, the damage stage of the inspection target pipe is specified. The reference graphic at each stage of damage has a unique pattern that can be distinguished at a glance. Therefore, it is easy to specify which reference graphic corresponds to the figure of the inspection target pipe, and no special skill is required for the inspection.
[0027]
In addition, since the indirect magnetic field is not measured as in RFT, the inspection method is based on the direct magnetic field measurement, and unlike the normal eddy current flaw detection inspection, only the shallow layer on the inner surface is inspected. The entire length can be inspected in the vicinity and directly below without causing any trouble.
[0028]
【Example】
One embodiment of the present invention will be described below. In this example, for hot-dip aluminized carbon steel pipes used in heat exchangers that use seawater for cooling water, model pipe selection at each stage of damage, establishment of reference figures, and flaw detection tests for the pipes used And the stage of damage.
[0029]
The configuration of the interpolating probe type eddy current flaw detector used in this example is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the probe 200 was used in which a self-comparison type test coil 201 was disposed and a weak magnetic permanent magnet 202 was disposed on both sides thereof. The probe 200 is scanned over the entire area of the hot-dip aluminized carbon steel pipe 100 while applying high-frequency alternating current from the eddy current flaw detector 410. The signal obtained at this time is recorded as an XY chart and a vector display by an output recording device 420 having an electronic recording medium.
[0030]
Before conducting a flaw detection test on a hot-dip aluminized carbon steel pipe that is actually used in a heat exchanger, first, as shown in FIG.
(A) Stage in which aluminum plating layer 103 remains thick on the entire surface
(B) The aluminum plating layer 103 remains on the almost entire surface, but is partially disappearing.
(C) The stage where the disappearance of the aluminum plating layer 103 progresses and the alloy layer 102 is partially exposed.
(D) The stage in which the aluminum plating layer 103 has almost disappeared and most of the alloy layer 102 is exposed.
(E) The stage in which the aluminum plating layer 103 has completely disappeared and the entire surface of the alloy layer 102 is exposed.
(F) Prepared are hot-dip aluminized carbon steel pipes 100 in a stage where thinning due to local corrosion of the alloy layer 102 and the carbon steel 101 occurs at a position starting from a latent fine defect. To establish a reference figure.
[0031]
As described above, the frequency of the alternating current applied to the test coil 201 is determined according to the thickness and uneven height of the aluminum plating layer and the inner surface magnetic saturation depth caused by the magnetic force of the permanent magnet. Generally, the thickness of the aluminum plating layer is 200 μm or less, and it is required to obtain a penetration depth of 200 to 400 μm in terms of aluminum including the alloy layer. Therefore, referring to FIG. 3, the frequency is 100 to 400 KHz. It becomes.
Here, the frequency of 4 channels is used so that the most advantageous frequency for identification can be selected according to the situation. However, since the frequency can be sufficiently identified by 100 KHz alone, it is expressed only by the result of 100 KHz.
[0032]
The information obtained by performing the flaw detection test according to the above procedure, that is, the received signal is graphed, and prior to that, the phase is set first. It is known that when the surface of aluminum has irregularities, its signal phase changes according to the height of the irregularities as shown in FIG. 5 and rotates clockwise as the height increases. It is also known that the signal phase of the thinned portion in the alloy layer which is a ferromagnetic material and carbon steel is constant regardless of the depth.
Therefore, if a flaw detection test is performed with such a constant phase signal set to 90 degrees, the relative change in the signal phase accompanying the change in the unevenness of the aluminum plating layer becomes clear, and the reference graphic, particularly the vector display, is displayed. Features at each stage of damage can be revealed.
[0033]
Therefore, a test piece in which a 3, 4, 6, 8 mmφ through-drilled hole was drilled was prepared for an unused hot-dip aluminized carbon steel pipe, and a flaw detection test was performed in the same manner as in the above procedure. Is set so that the phase of the signal obtained by the above is 90 degrees. The XY chart and vector display of the received signal at this time are shown in FIG. The signal from each through hole shows 90 degrees regardless of the opening diameter, although there is some variation.
[0034]
Next, under the above settings, a flaw detection test was performed on the unused hot-dip aluminized carbon steel pipe. The result is shown in FIG. The XY chart shows continuous forest-like signals, and individual signal separation is difficult, but when the signal phase is read in vector display, it is roughly divided into two groups of 50 to 70 degrees and 220 to 250 degrees. . This is considered to be a signal due to surface irregularities in the aluminum plating layer. That is, it is considered that 50 to 70 degrees corresponds to a signal by a concave portion and 220 to 250 degrees corresponds to a signal by a convex portion. As shown in FIG. 6, this is also the case of 50 to 70 degrees and the phase 220 to 250 degrees separately from the signal from the through drill hole (phase 90 degrees) in the previous inspection of the through drill hole specimen. This is supported by the signal appearing in
[0035]
When performing a flaw detection test on an unused aluminum-plated carbon steel pipe, it is preferable to adjust the flaw detection sensitivity at the same time. That is, the sensitivity is adjusted so that the received signal is drawn within an appropriate range with respect to the Y scale of the XY chart. Here, the signal (the signal due to the unevenness of the aluminum plating layer) is adjusted so as to be about 30% of the full scale. However, the adjustment is not limited to this, and may be appropriately adjusted according to the situation. Note that it is preferable to use a recording medium in which the sensitivity setting can be freely changed after recording because adjustment is easy in all situations.
[0036]
Next, a flaw detection test was performed on each model tube at each damage stage under the above-described conditions. The results are shown in FIGS. Note that the model tube in FIG. 1 (a) that is not damaged is the same as in the unused state in FIG. 7, and is omitted to avoid duplication.
[0037]
FIG. 8 shows the flaw detection test results for “the stage in which the aluminum plating layer remains almost entirely but is partially disappearing” in FIG. Looking at the vector display, the phase of the signal was 50 to 70 degrees and 230 to 250 degrees, which almost coincided with the signal phase in the unused pipe described above, but was slightly rotated counterclockwise (standing vertically) ). When the phase signal rotates counterclockwise, it indicates that the unevenness height of the aluminum plating layer is reduced as described above. That is, the vector display of FIG. 8 shows that the original unevenness height of the aluminum plating layer was reduced by corrosion, and it was found that the actual situation at this damage stage was well expressed characteristically.
[0038]
Next, FIG. 9 shows the flaw detection test results for “the stage in which the disappearance of the aluminum plating layer has progressed and the alloy layer is partially exposed” in FIG. Looking at the vector display, the amplitude of the signal decreases and the phases show 60-80 degrees and 240-260 degrees, which are clearly counterclockwise compared to the previous stage. This indicates that the unevenness height of the aluminum plating layer is reduced, and it was found that the state in which corrosion further progressed characteristically well.
[0039]
Next, FIG. 10 shows the flaw detection test results for the “stage where the aluminum plating layer is almost disappeared and most of the alloy layer is exposed” in FIG. Looking at the vector display, the signal amplitude is significantly reduced and the phases are 85-90 degrees and 265-270 degrees, almost vertical. Moreover, when the XY enlarged chart is seen, it turns out that the main signal shows about 270 degree | times. This indicates that a slight amount of the aluminum plating layer remains and that the remaining portion has a convex shape, which clearly shows the actual state.
[0040]
Next, FIG. 11 shows the flaw detection test results for “the stage in which the aluminum plating layer has completely disappeared and the entire surface of the alloy layer is exposed” in FIG. There are almost no discernible signals on the XY chart and the vector display. In microscopic observation with a microscope, considerable irregularities are observed on the surface of the alloy layer and the boundary between the alloy layer and the carbon steel pipe, but these irregularities are macroscopically averaged as flat surfaces and boundaries as signals. It is thought that it was not detected.
[0041]
Next, FIG. 12 shows the flaw detection test results for FIG. 1 (f), “the stage in which thinning due to local corrosion of the alloy layer and carbon steel occurs at a position starting from a potential fine defect”. . At first glance, the XY chart does not seem to be different from that of FIG. 10, but when the vector display is viewed, the signal phases all show 90 degrees, which is opposite to that of FIG. 10 showing 270 degrees. Yes. Therefore, when the XY chart was enlarged, it was found that clear single signals were scattered or swept, and the phase of the Y chart was also opposite to that of FIG. That is, the signal in FIG. 10 is due to the convex remaining portion of the aluminum plating layer, whereas the signal in FIG. 12 is a signal indicating a concave portion, and the alloy layer is destroyed and the alloy layer and the carbon steel pipe It was found that the thinning due to local corrosion was well represented.
[0042]
Based on the above results, enumerating the features of the reference figures at each damage stage,
(A) Stage: The XY chart shows a vector signal in which forest-like signals appear on the entire surface, and the phase display is 50 to 70 degrees and 220 to 250 degrees.
(B) Stage: A forest-like signal appears on the entire surface of the XY chart, and apparently indistinguishable from the stage (a), the vector display shows phases of 50 to 70 degrees and 230 to 250 degrees, and rotates slightly counterclockwise.
(C) Stage: The amplitude of the forest signal decreases in the XY chart, and especially the vector display in which the amplitude of the XY chart decreases shows a phase of 60 to 80 degrees and 240 to 260 degrees, which is quite counterclockwise. Rotate to and close to vertical
(D) Stage: XY chart The amplitude of the forest signal is very small, and in particular, the vector display in which the X chart is almost a straight line shows a phase of 265 to 270 degrees and is almost vertical.
(E) Stage: No signal appears in XY chart and vector display
Step (f): The vector display in which the amplitude is small on the XY chart and clear single signals are scattered or swarmed is 90 degrees in phase and vertical.
[0043]
Here, a flaw detection test was conducted on the total number of hot-dip aluminized carbon steel tubes actually used in one heat exchanger, and the damage stage was determined. Moreover, about the actual damage stage, the cross section was visually observed, and some typical things were observed with the microscope. The use tube shown in FIG. 13 has a portion where a clear single signal having a phase of 90 degrees appears in order from the bottom (step (f)), a portion where no signal appears (step (e)), a phase of 230 to 250 degrees, and a phase of 50 to 70. There was a portion (stage (b)) where a forest-like signal with a large amplitude appeared, and the damage stage was determined to be in stages (b) to (f) over the entire length. Further, in the use tube shown in FIG. 14, a signal corresponding to the stage (b) was not detected, and a part showing the stage (c) and a part showing the stage (f) were seen. In particular, in the portion showing the lower stage (f), the signal amplitude is increased, so it was determined that the thinning due to local corrosion of the carbon steel was progressing.
[0044]
About the said use pipe | tube, the result of having observed the inner surface under the microscope was combined with FIG.13 and FIG.14. The damage stage estimated by the figure selected from the flaw detection test and the damage stage by microscopic observation almost coincided, and the effectiveness of the metal pipe internal damage inspection method according to the present invention was proved.
[0045]
Further, for all the hot-dip aluminized carbon steel pipes other than the above, a clear correlation was found between the determination result of the damage stage by the flaw detection test and the damage stage confirmed by visual observation of the cross section.
[0046]
At this time, the portion where the support plate is present was particularly paid attention to, but the above correlation was also observed for this portion.
[0047]
As described above, the probe of the eddy current flaw detector is scanned about the inside of the hot-dip aluminized carbon steel pipe, the information obtained from the internal damage location is figured out, and the shape with the reference figure is simply compared and efficiently and It was possible to accurately identify the damage stage for all areas. Therefore, in the damage stage (e), the “aluminum plating layer has completely disappeared and the entire surface of the alloy layer is exposed”, or in the damage stage (f), the alloy is positioned at a position starting from a potential fine defect. To prevent serious accidents such as tube opening and leakage, etc. by sequentially performing replacement work after considering the open cycle for those that have reached the stage where thinning due to local corrosion of the layer and carbon steel has occurred. Is possible.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a ferromagnetic metal tube having a nonmagnetic metal layer formed on the inner surface, particularly in a hot-dip aluminized carbon steel tube, the influence of magnetic nonuniformity due to the ferromagnetic material is removed. In addition, the internal damage inspection can be performed on the entire area simply and efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a damage stage of a hot-dip aluminized steel pipe.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a probe of an eddy current flaw detector.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an AC frequency and a magnetic field penetration depth in carbon steel and aluminum.
FIG. 4 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the unevenness of the aluminum surface and the signal phase.
FIG. 6 is a diagram showing a flaw detection test result in a drill hole test piece.
FIG. 7 is a diagram showing a flaw detection test result in an unused pipe.
FIG. 8 is a diagram showing a flaw detection test result in a damage stage (b) model tube.
FIG. 9 is a diagram showing a flaw detection test result in a damage stage (c) model tube.
FIG. 10 is a diagram showing a flaw detection test result in a damage stage (d) model tube;
FIG. 11 is a diagram showing a flaw detection test result in a damage stage (e) model tube;
FIG. 12 is a diagram showing a flaw detection test result in a damage stage (f) model tube;
FIG. 13 is a diagram showing a test result of a pipe used in a heat exchanger.
FIG. 14 is a diagram showing a test result of a pipe used in a heat exchanger.
[Explanation of symbols]
100 Hot-dip aluminized carbon steel pipe
101 carbon steel
102 Alloy layer
103 Aluminum plating layer
200 probes
201 test coil
202 Weak magnetic permanent magnet
210 Probe cable
400 heat exchanger
410 Eddy current flaw detector
420 Output recording device

Claims (6)

内面に非磁性体の金属層が形成された強磁性金属管の複数の異なる損傷段階にある金属管及び未使用金属管に対し内挿プローブ型渦流探傷装置によって探傷試験を行い、この試験によって得られる情報を図形化することによって基準図形を確立し、検査対象となる金属管について同様に内挿プローブ型渦流探傷装置によって探傷試験を行って得られる図形と前記基準図形とを比較することによって検査対象金属管の損傷段階を特定する金属管内部損傷検査方法において、前記内挿プローブ型渦流探傷装置がプローブの試験コイルの両側に金属管内部のごく浅い表面層のみを磁気飽和できる弱磁力永久磁石を配した磁気飽和手段を有し、上記弱磁力永久磁石によって渦電流の浸透深さが磁気飽和されている範囲内となるように探傷試験を行い、強磁性金属管及び金属管内面の非磁性体の金属層の探傷試験を行うことを特徴とする金属管内部損傷検査方法。A flaw detection test was conducted on a metal tube at different stages of damage of a ferromagnetic metal tube with a nonmagnetic metal layer formed on the inner surface and an unused metal tube using an interpolated probe type eddy current flaw detector. The reference figure is established by making the information obtained into a figure, and the inspection is performed by comparing the reference figure with the figure obtained by conducting the flaw detection test on the metal pipe to be inspected by the interpolated probe type eddy current flaw detector. In the metal pipe internal damage inspection method for identifying the damage stage of the target metal pipe, the interferometric probe type eddy current flaw detector can weakly magnetize only a very shallow surface layer inside the metal pipe on both sides of the test coil of the probe. has a magnetic saturation means arranged, performs flaw detection test to the penetration depth of the eddy current by the weak force permanent magnet is in the range that is magnetically saturated, Metal pipe internal damage inspection method characterized by performing flaw detection of the magnetic metal tube and the metal layer of the nonmagnetic metal pipe surface. 自己比較型プローブを有する渦流探傷装置を用いることを特徴とする請求項1に記載の金属管内部損傷検査方法。 The eddy current flaw detection apparatus having a self-comparison probe is used. 検査対象金属管の検査を必要とする管厚方向深度に応じて、試験コイルに印加する交流の周波数を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の金属管内部損傷検査方法。 The method for inspecting a metal pipe internal damage according to claim 1 or 2, wherein the frequency of the alternating current applied to the test coil is determined according to a depth in the tube thickness direction that requires an inspection of the metal pipe to be inspected. 検査対象金属管の構成材料に応じて、試験コイルに印加する交流の周波数を決定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に記載の金属管内部損傷検査方法。 The method for inspecting a metal pipe internal damage according to any one of claims 1 to 3, wherein an AC frequency applied to the test coil is determined according to a constituent material of the metal pipe to be inspected. 非磁性体の金属層が溶融アルミニウムメッキ層である請求項1〜4のいずれか一に記載の金属管内部損傷検査方法。 The metal pipe internal damage inspection method according to any one of claims 1 to 4, wherein the nonmagnetic metal layer is a molten aluminum plating layer. 試験コイルに100〜400KHzの交流を印加することを特徴とする請求項5に記載の金属管内部損傷検査方法。 6. The method for inspecting a metal pipe internal damage according to claim 5, wherein an alternating current of 100 to 400 KHz is applied to the test coil.
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