JP2001141698A

JP2001141698A - 水素脆化判定方法

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Publication number: JP2001141698A
Application number: JP31873699A
Authority: JP
Inventors: Shuji Yamada; 修二山田; Yasushi Torii; 康司鳥井; Kazutoshi Shimogoori; 一利下郡; Akio Suzuki; 紀生鈴木
Original assignee: Shinko Inspection & Service Co; Cosmo Oil Co Ltd; Kobelco Research Institute Inc; Kobelco Inspection and Service Co Ltd
Current assignee: Shinko Inspection & Service Co; Cosmo Oil Co Ltd; Kobelco Research Institute Inc; Kobelco Inspection and Service Co Ltd
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2001-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-09
Also published as: JP4171147B2

Abstract

(57)【要約】【課題】チタン管の水素脆化の程度を正確に判定する
ことができる水素脆化判定方法を提供する。【解決手段】参照コイル２ａ及び検出コイル２ｂを備
えた渦流センサ２を被測定管としてのチタン管６内に挿
入し、所定周波数の交流電流を参照コイル２ａに印加し
てチタン管６に渦電流を流し、検出コイル２ｂによって
チタン管６のインピーダンス変化を測定し、測定結果か
らチタン管６の内径変動成分、外部導電体影響成分及び
温度による比抵抗変化成分をノイズとして排除し、ノイ
ズが排除されたインピーダンス変化量に基づいてチタン
管６の水素吸収量を求めることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦流センサを用い
てチタン管に生じた水素脆化の程度を判定する水素脆化
判定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より渦流センサを用いて管体の層厚
を測定する方法が知られており、例えば、特公平6−872
3号公報に記載の“ライナ被覆管の厚み測定方法”で
は、核燃料被覆用等に用いられるライナ被覆管のライナ
層厚を、渦流法を用いて測定することが行われている。

【０００３】上記測定方法は、ジルカロイ管の内面にラ
イニングされたライナ層を測定するものであり、核燃料
被覆管の耐食性を管理することを目的としている。ま
た、この測定方法は、ライナ層とジルカロイ層とで電気
抵抗が明確に異なる性質を利用してライナ層の厚みを測
定しており、測定に使用する周波数としてライナ層の厚
さと渦流の浸透深さが近い周波数を用いることにより測
定精度を高めている。

【０００４】一方、チタン管は耐食性に優れていること
から、発電設備、化学プラント等における熱交換器の伝
熱管として利用されることが多くなっている。その化学
プラントで使用される熱交換器には、硫化水素等の水素
を発生させる不純物を含んだ熱媒体を導入することがあ
り、この状態で長時間運転されると、熱媒体中の水素が
チタン管に拡散し、拡散した水素量がチタンの固溶限
（約100ppm）を超えると、チタンの結晶粒界等に水素化
物が析出する。この水素化物が大量に析出すると、チタ
ンが脆化（水素脆化）し最終的に破壊に至る虞れがあ
る。そこで、その水素脆化の程度を把握し、熱交換器の
寿命を知ることのできる判定方法が要望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、測定対
象が熱交換器のチタン管である場合には、上記したジル
カロイ管におけるライナ層測定方法のように渦流法を応
用することができない。なぜなら、水素化物の比抵抗は
チタンのそれと比較的近い値を示すため、水素化物が析
出しても物性の変化量として捉えることが困難であるか
らである。

【０００６】しかも、チタン管温度に起因するインピー
ダンス変化、チタン管に存在する不純物（管素材中に存
在する酸素、窒素等の不純物がチタン管の比抵抗を変化
させる）、チタン管の内径変動（管製造時において管を
支持しているローラの偏心が原因で生じる）及びバッフ
ルプレートの存在がノイズとなり、測定を困難にする要
因となっている。なお、バッフルプレートは多数の伝熱
管を貫通させた状態で熱交換器内に配設されるものであ
る。

【０００７】本発明は以上のような従来の渦流法による
層厚さ測定方法における課題を考慮してなされたもので
あり、チタン管の水素脆化を正確に判定することができ
る水素脆化判定方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、参
照コイル及び検出コイルを備えた渦流センサを被測定管
としてのチタン管内に挿入し、所定周波数の交流電流を
参照コイルに印加して被チタン管のインピーダンス変化
を検出コイルで測定し、測定結果からチタン管の内径変
動成分、外部導電体影響成分及び温度による比抵抗変化
成分をノイズとして排除し、ノイズが排除されたインピ
ーダンス変化量に基づいて前記チタン管の水素吸収量を
求める水素脆化判定方法である。

【０００９】請求項２の本発明は、所定周波数が多重化
された周波数からなり、各周波数毎に測定されたインピ
ーダンスの水平及び垂直成分に基づいて、内径変動成分
及び比抵抗変化成分を抽出する水素脆化判定方法であ
る。

【００１０】請求項３の本発明は、多重化周波数が、チ
タン管外部の導電体に磁力線が漏れることのない浸透深
さで渦電流を発生させる主周波数と、その主周波数の倍
の副周波数とを重畳したものからなる水素脆化判定方法
である。

【００１１】請求項４の本発明は、チタン管において最
も温度の低い部位を水素非吸収部位とみなし、渦流測定
器のヌルを取る水素脆化判定方法である。

【００１２】請求項５の本発明は、被測定管と同一寸法
からなる別の基準管を準備し、双方のチタン管に温度差
を与えたときの両管のインピーダンス差を求めておき、
水素を吸収したチタン管のインピーダンス変化量を求め
る場合に、そのインピーダンス差に基づいて渦流測定器
の校正を行う水素脆化判定方法である。

【００１３】請求項１の本発明に従えば、水素化物の比
抵抗と近い比抵抗を有するチタン管について内径変動、
外部導電体の影響及び温度の影響を排除することができ
るため、水素脆化の程度を判定することが可能になる。

【００１４】請求項２の本発明に従えば、測定信号に重
畳されるノイズを効果的に排除してインピーダンス変化
の測定精度を高めることができる。

【００１５】請求項３の本発明に従えば、チタン管の外
部に例えばバッフルプレート等の導電体が存在する場合
であっても水素脆化の程度を正確に判定することができ
る。

【００１６】請求項４の本発明に従えば、水素の拡散は
温度依存性が極めて高くチタン管低温部では水素吸収が
極めて小さいことを利用し、その低温部で渦流測定器の
ヌルを取ることにより温度影響を排除することができ
る。

【００１７】請求項５の本発明に従えば、別のチタン管
を基準管として用い校正を行うことにより測定感度を設
定することが可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した一実施形態に
基づいて本発明を詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明に係る水素脆化判定方法に
使用する判定装置の基本構成を示したものである。

【００２０】同図において判定装置１は、渦流センサ２
と、その渦流センサ２に接続される渦流測定部３と、そ
の渦流測定部３から出力される測定データに基づいて水
素脆化判定に必要な計算を実行する演算部４ａを備えた
コントローラ４と、そのコントローラ４から出力される
指令を受けて渦流センサ２を被測定管としてのチタン管
内で移動させる駆動機構５から主として構成されてい
る。

【００２１】渦流測定部３は渦流センサ２の参照コイル
２ａを励磁するとともに、検出コイル２ｂから出力され
る検出信号をインピーダンス値に変換して演算部４ａに
与えるようになっている。コントローラ４は、例えばパ
ーソナルコンピュータから構成することができ、図示し
ないＲＯＭに予め記憶されているプログラムに従って水
素脆化判定処理を実行する。

【００２２】図２はチタン管６内に挿入された渦流セン
サ２を示している。この渦流センサ２は駆動機構５によ
ってチタン管６内を軸方向に移動することができるよう
になっている。なお、本実施形態におけるチタン管６
は、具体的には熱交換器の伝熱管である。

【００２３】参照コイル２ａとその参照コイル２ａの近
傍に配置された検出コイル２ｂとはインピーダンスが同
じになるように調整され、参照コイル２ａの周囲をダミ
ー管２ｃでカバーすることにより、検出コイル２ｂのみ
がチタン管の水素吸収について測定信号を検出できるよ
うにしている。なお、ダミー管付きの参照コイル２ａ及
び検出コイル２ｂは管状のプローブ内に収納されている
ものとする。

【００２４】本発明では、参照コイル２ａに流れる電流
を打ち消す渦電流をチタン管６に流し、その渦電流の大
きさがチタン管の比抵抗に依存することを利用して水素
脆化判定を行っている。

【００２５】なお、チタン管６が溶接管であると、溶接
ビードの盛り方が部位によって異なっていることで肉厚
が均一でないために渦電流の大きさが変化する。ビード
部の肉厚の変動周期が１０mm程度であることから、コイ
ル長さがその周期よりも短い励磁コイル２ａを用いると
溶接ビード部の肉厚変化によるインピーダンス変化も抽
出してしまい、水素吸収量の判定を困難にする。

【００２６】また、水素の吸収は、管径の数倍以上の領
域に広がって発生するため、管径と同程度のコイル長さ
を採用しても領域の分解能の低下につながらない。従っ
て管の内径と同程度の長さの内挿型励磁コイルを渦流セ
ンサとして用いる。

【００２７】また、参照コイル２ａに流す交流電流の周
波数としては、熱交換器のバッフルプレートの影響が及
ばない限界近傍の周波数、例えば１MHzを選択する。低
い周波数を選択しない理由については後述する。

【００２８】図３のインピーダンス図表は、周波数１MH
zでのチタン管のインピーダンス平面を示したものであ
り、横軸は実数軸ｕ、縦軸は虚数軸ｖを示している。図
３中の半円の軌跡Ａ₁は所定の内径を有し肉厚が無限大
に想定された基準の仮想管であり、Ａ₂は所定の内径よ
りも数１０μｍ程度内径が拡大された場合の、肉厚が無
限大に想定された仮想管である。一方、Ｂ₁は薄肉管に
おける軌跡Ａ₁に相当する軌跡であり、Ｂ₂は軌跡Ａ₂に
相当する軌跡である。

【００２９】上記の軌跡Ａ₁及びＡ₂は、比透磁率が１で
あり肉厚無限大の仮想管に励磁コイルを挿入した場合の
インピーダンス変化を表しており、周波数、比抵抗が増
加すると、インピーダンスはその半円の軌跡Ａ₁または
Ａ₂上を原点（ｕ＝０，ｖ＝０）に向かって移動する。
また、仮想管の内径が大きくなると、半円の上端は同じ
であり下端が上方向に移動して半円の半径が小さくなる
（図表中Ａ₁→Ａ₂）。

【００３０】これに対し肉厚が有限の管、すなわち現実
の薄肉管ではその半円の軌跡が外側に広がり、Ｂ₁，Ｂ₂
となる。図表中では周波数１MHzで、水素を吸収してい
ない場合における肉厚変化時の軌跡をＢ₁→Ｂ₂で併せて
示しているが、これらの軌跡は、比抵抗が同じ無限大肉
厚の管のインピーダンス点に対し螺旋状の軌跡を描きな
がら収斂する。

【００３１】従って、浸透深さに比較して肉厚が十分厚
い条件、すなわち、原点（ｕ＝０，ｖ＝０）近傍の点か
ら、軌跡Ａ₁において角周波数ωを減少させるとインピ
ーダンスは矢印Ｍ方向に移動し、薄肉管の螺旋状の軌跡
Ｂ₁に乗り移って矢印Ｎ方向に移動する。この螺旋状の
軌跡Ｂ₁上の各点は肉厚と対応関係がある。そして、上
記無限大肉厚の管の軌跡Ａ₁と、中空管の肉厚を厚くし
て得られた螺旋状の軌跡Ｂ₁とが最初に交差する点Ｐの
肉厚は、渦電流の浸透深さが板厚に一致した時に相当す
る。

【００３２】チタン管に水素が吸収され、水素化物が析
出し比抵抗が変化すると、具体的には軌跡Ｂ₁上で比抵
抗が大きくなると、インピーダンスが上方に（肉厚がゼ
ロになる方向に）、また、比抵抗が小さくなるとインピ
ーダンスが下方にそれぞれ変化する。基本的にはこのイ
ンピーダンス変化に基づいて水素化物の析出量を評価
し、脆化の程度を把握している。

【００３３】次に、バッフルプレートの影響について説
明する。

【００３４】渦電流浸透深さよりも肉厚の薄い管を測定
すると、参照コイル２ａで誘起された磁力線はその肉厚
を通過して管外に漏れる。そのため、チタン管６の外側
に金属製バッフルプレートが存在すると、そのバッフル
プレートにも渦電流が流れてしまい検出コイル２ｂで検
出されるインピーダンスに変化が生じることになる。従
って選択する周波数を低くするほどバッフルプレート等
のチタン管６外部に存在する導電体に渦電流が漏れやす
くなり測定信号に悪影響を及ぼすことになる。このこと
から、渦電流の浸透深さが管肉厚の半分程度となるよう
な周波数を主周波数として選択することが好ましい。

【００３５】逆に、主周波数を浸透深さ程度の低い値に
選定すると、インピーダンスに対してチタン管の肉厚変
動が鋭敏に重畳してしまい、水素吸収量の測定を困難に
する。

【００３６】上記理由から主周波数を選択すると、選択
した主周波数の交流電流を参照コイル２ａに印加する限
り、バッフルプレートの影響を受けることがほとんどな
い。

【００３７】しかしながら主周波数のみの測定では、例
えばチタン管６の内径変動や僅かに残存するバッフルプ
レートの影響が観測されることになる。そこで、それら
のノイズを防止して水素吸収量の判定精度を向上させる
ために副周波数を選択する。

【００３８】この副周波数は、主周波数の倍の周波数
（２MHz）を選択し、その副周波数との多重周波数処理
を行うことにより、チタン管６におけるノイズの影響を
除去する。

【００３９】以下、ノイズの排除方法について説明す
る。 (ａ)管の温度・微量不純物成分に起因するノイズの排除水素脆化有無の判断に必要な比抵抗の変化を測定する際
に得られる信号変化は微小であるのに対し、チタン管６
の比抵抗の絶対値は、管製造時において素材中に含まれ
る酸素、窒素等の量で変化し、また、測定時の管温度に
よっても変化する。そして管温度を一定に制御すること
は不可能である。従って計測された信号の絶対値で単純
に水素の吸収量を判断することはできない。

【００４０】また、チタン管６中での水素の拡散は、温
度の３乗に比例するほどの大きな温度依存性がある。し
かも、熱交換器の運転時の流体温度は、熱交換器の構造
でも変化するが、具体的にはチタン管６の長手方向に数
１０℃程度の範囲で分布する。しかしながら、このこと
は、チタン管６の長手方向に均一して水素の吸収が生じ
ることは稀であることを示している。

【００４１】本発明では上記性質を利用して熱交換器の
運転時に最も低温になる部位で渦流測定部３のＮＵＬＬ
（ヌル）を取り、すなわち、参照コイル２ａと検出コイ
ル２ｂとのインピーダンスの差分を強制的にゼロにし、
次いでその部位を基準として判定を開始することでチタ
ン管の製造時における不純物の影響を排除し、水素吸収
量を正確に判定できるようにしている。 (b）ノイズ及び水素吸収量の定量化熱交換器運転時におけるチタン管６低温部における実測
では、(b-1）管の熱膨張や製造誤差による内径変動、(b
-2）バッフルプレートの有無、(b-3）管の温度変化によ
る比抵抗の変化によって測定信号にノイズが重畳され
る。そこで、そのノイズを排除するにあたり個々のノイ
ズ源に対して以下の処理を行う。なお、これらの処理は
信号の発生方向を抽出して位相弁別を行うことにより実
施する。

【００４２】(b-1）管の内径変動（以下、係数ｒとす
る）水素を吸収せずに内径変動のみ存在するチタン管を測定
し、内径変動に起因する出力信号の変化方向を把握す
る。

【００４３】(b-2）バッフルプレートの影響（以下、係
数ｂとする）バッフルプレートで発生する信号の方向を測定し、バッ
フルプレートによる出力信号の変化方向を調べる。

【００４４】(b-3）管の比抵抗による影響（以下、係数
ρとする）個々の周波数での出力信号が、水素吸収量ｈと上記した
(b-1）〜(b-3）の各要因によって変化するが、その信号
Ｖが下式で表現されることを利用して個々の要因の大き
さを定量化する。

【００４５】信号Ｖ＝ａ１＊ρ＋ａ２＊ｒ＋ａ３＊ｂ ……式(1）測定される出力は、インピーダンスがベクトル量である
ことを考慮すると、各周波数毎にＸ成分、Ｙ成分の値が
存在するため、主周波数と副周波数とで合計４個の測定
値が得られる。

【００４６】そこで、(b-1）チタン管６の内径について
検討すると、図４に示すように、周波数で決まる一定方
向に信号が変化し、変化量が管の内径に比例することが
わかる。同図の直線Ｃ₁は周波数1MHzの交流電流をコイ
ルに印加した場合、実線で示される直線Ｃ₂は周波数2MH
zで内径が変化した時のインピーダンスの変化に対応す
る。

【００４７】この時、チタン管６の内径変動による信号
変化の比が各周波数毎に一定であることが重要である。
すなわち、周波数毎に出力信号の比が求まっていれば、
式(1）を用い、各周波数の測定値からチタン管６内径の
変動量を知ることができる。

【００４８】一方、(b-2）バッフルプレートによる信号
は、図５に示すように、周波数で決まる一定方向に信号
が変化し、その変化量はバッフルプレートの影響度に比
例することがわかる。直線Ｄ₁は1MHz、直線Ｄ₂は2MHzで
ある。この場合も上記と同様に周波数毎に出力信号の比
が求まることになり、バッフルプレートの影響量を定量
化することができる。

【００４９】また、(b-3）チタン管６の比抵抗が変化し
た場合の信号についても、図６に示すように、周波数で
決まる一定方向に信号が変化する。この影響についても
周波数毎に影響度の比を求めることが重要であり、内挿
コイルのインピーダンスをシュミレーションで求めた結
果から、この方向と周波数毎による振幅の比を求めてい
る。

【００５０】上記の関係を利用して、２つの周波数での
渦流測定器３の実測値Ｖを用い、既知の係数ａ１，ａ
２，ａ３を式(1）に代入してｒ，ｂ，ρを決定する。

【００５１】チタン管６で水素の吸収が生じると、上述
したように内径ｒと比抵抗ρとが変化する。ただし、内
径ｒの変化量には、先に説明した通り製造誤差が含まれ
るため、その変化量から水素吸収量を一義的に判定する
ことはできない。ところが、温度と管素材中の不純物成
分が一定であるという条件下では、比抵抗ρの変化が水
素吸収量を反映していると言える。従って比抵抗ρから
水素脆化の程度を判定することができる。

【００５２】図７は測定された内径変化成分（グラフｒ
₁参照）、比抵抗成分（グラフρ₁参照）、バッフルプレ
ート成分（グラフｂ₁参照）の管軸方向依存性を図表に
表したものである。ただし横軸は測定点の管軸方向の位
置、縦軸は各成分の大きさを示す。

【００５３】同図において横軸右端部分に水素吸収量の
ピーク、具体的にはその位置で5,000ppm程度吸収された
部分があるが、そのピーク部分で内径ｒの信号と比抵抗
ρの信号がそれぞれ大きくなっていることがわかる。こ
のように内径変動の要因を抽出する必要性及び効果は、
図８に示す新管を測定した結果と比較することにより説
明できる。

【００５４】図８はバッフルプレートを取り付けた新し
いチタン管に対して測定を行った結果を示したものであ
る。同図から、内径ｒの変動に起因する信号が大きく観
察されるが（図中ｒ₂参照）、比抵抗ρの信号はそれに
比較して変動が小さい（グラフρ₂参照）。

【００５５】なお、図７において、水素を吸収していな
い部分の内径変動は小さいが、これはたまたま製造時の
条件が図８の被測定管に対して良好であったためであ
り、通常は図８に示すような内径変動が現れる。従って
水素吸収量を判定するには比抵抗成分の抽出を行う必要
がある。

【００５６】そしてその比抵抗成分が、温度と管素材中
の不純物量が一定の条件下では水素量のみによって一義
的に決まることを利用して水素の吸収量を評価すること
が可能になる。

【００５７】図９は渦流測定部３で抽出した内径変動量
と比抵抗判定値との関係を、水素を吸収した管（グラフ
Ｆ参照）と、新管（グラフＧ参照）についてそれぞれ図
表に表したものである。

【００５８】同図のにおいて、単に内径のみが変化した
場合はグラフＧで示したように内径成分に大きな変化が
現れる。このときの垂直方向の変動範囲は、±２Ｖであ
り計４Ｖ変化する。これに対し、グラフＦに示したよう
に水素を吸収したチタン管６における内径成分の変化は
約６Ｖである。従って内径成分だけを見る限りは水素吸
収によるインピーダンスの変化かどうかは判断しにく
い。

【００５９】ところが、比抵抗成分を考慮すると、グラ
フＧにおいてチタン管６の内径変化による比抵抗成分の
変動は３Ｖ程度であるが、水素を吸収した管としてのグ
ラフＦでは比抵抗成分の変化は８Ｖと大きく現れる。そ
れにより水素を吸収したことによって内径変化したチタ
ン管６と、例えば製造誤差によって内径が変化している
だけのチタン管とを正確に識別することができる。

【００６０】そこで、図７で得られた比抵抗成分の大き
さを下記式を用いて水素吸収量に変化する。

【００６１】Ｖρ＝ｃ＊Ｈ ……(2）Ｖρ：抵抗変化成分の値ｃ：定数Ｈ：水素吸収量ただし、定数ｃは測定位置での渦電流出力と水素分析結
果との関係を先に実測しておくことによって決めるもの
とする。

【００６２】なお、図中、グラフＫは、管温度の上昇に
よって内径と比抵抗の変化が共存したときの測定値であ
り、比較のために示したものである。 (c）校正方法金属では、比抵抗が温度に比例して変化する現象を利用
し、被測定管と同一寸法からなる標準管を準備し、その
標準管に所定の温度差を付け、温度の低い管と高い管と
の出力信号の差が所定の値になるような感度で測定を行
う。そのように測定部３を調整した時のインピーダンス
変化を図１０に示す。ただし、比抵抗は温度変化だけで
なく内径変動によっても生じるが、その内径の変化量に
ついても温度を決定すれば求められる量である。また、
比抵抗の変化量と内径の変動の比は材料固有の値である
ため、その校正を行うことで測定条件を一定にすること
ができる。

【００６３】図１２は、水素脆化判定装置１におけるコ
ントローラ４の制御動作を示したものである。

【００６４】まず、上記(c）の校正方法に基づいて感度
校正を行い（ステップＳ１）、被測定管としてのチタン
管６内にプローブを挿入する（ステップＳ２）。

【００６５】次いで熱交換器使用時の低温部でＮＵＬＬ
を取り（ステップＳ３）、測定開始位置にプローブを移
動させる（ステップＳ４）。すなわち、引き抜き方向に
移動させながら測定を行うためにプローブを一旦、伝熱
管の奥部に挿入する。

【００６６】次いでプローブを移動させながら測定を開
始する（ステップＳ５）。なお、測定は一定時間間隔で
行う。

【００６７】主周波数、副周波数からなる交流電流を参
照コイル２ａに印加し、チタン管６に発生するインピー
ダンスを抽出する（ステップＳ６）。

【００６８】図４〜図６に示すように、内径変動量、バ
ッフル成分、比抵抗の変化量を分離する（ステップＳ
７）。分離された各測定値を管軸方向にグラフ化したも
のが図７に示される。

【００６９】抵抗変化量から水素量を推定し（ステップ
Ｓ８）、軸方向分布の描画を行う（ステップＳ９）。同
時にバッフル成分を抽出し（ステップＳ１０）、管のリ
サージュ波形を描画する（ステップＳ１１）。

【００７０】次いで測定位置が管端に到達したかどうか
を判断し（ステップＳ１２）、ＹＥＳであればチタン管
６における最大水素量を算出し（ステップＳ１３）、測
定結果をコントローラ４のメモリに記憶する（ステップ
Ｓ１４）。なお、管端でなければステップＳ５に戻り測
定を繰り返す。

【００７１】次いで測定対象が測定最終管かどうかを判
断し（ステップＳ１５）、ＹＥＳであれば測定を終了
し、ＮＯであればステップＳ２に戻り、次の被測定管に
ついて測定を行う。

【００７２】なお、本発明の周波数は上記実施形態では
２周波での測定例を示したが、これに限らず２周波以上
の周波数の測定データを用いて判定を行うこともでき
る。

【００７３】また、上記実施形態では肉厚方向に水素の
吸収量が一定であることを前提としたが、水素吸収量が
肉厚方向に異なると、例えば図１１に示すように、水素
の吸収量の分布で内径側に水素分布が多いと、相対的に
高周波側での出力信号が大きく現れる。この関係を利用
して水素吸収量の肉厚方向の分布も考慮した判定が可能
になる。

【００７４】なお、化学プラントの運転時において熱交
換器が振動するとバッフルプレートとそのバッフルプレ
ートを貫通している伝熱管とが接触する可能性が高い。
伝熱管の表面には通常、水素の拡散を防止するための表
面処理が施されているが、その表面処理層が繰り返し振
動を受けてバッフルプレートと接触すると、部分的に表
面処理層が剥離し、局部的に水素を吸収する虞れがあ
る。従って水素吸収部位がバッフル部近傍にあるかどう
かについて調査することも水素吸収の原因を特定する上
で重要である。

【００７５】なお、本発明は上記実施形態に示したチタ
ン管の水素脆化判定に好適であるが、水素化物の比抵抗
と近い比抵抗を有する測定対象であれば、チタン管以外
の管についても適用することができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
請求項１の本発明によれば、チタン管に生じる水素脆化
の程度を判定する場合に、チタン管の比抵抗が水素化物
の比抵抗と近い値を示すにも拘わらず渦流センサを用い
て水素脆化の程度を正確に判定することができる。

【００７７】請求項２の本発明によれば、測定信号に重
畳されるノイズを効果的に排除してインピーダンス変化
量の測定精度を高めることができる。

【００７８】請求項３の本発明によれば、チタン管の外
部に例えばバッフルプレート等の導電体が存在する場合
であっても水素脆化の程度を正確に判定することができ
る。

【００７９】請求項４の本発明によれば、チタン管の低
温部でヌルを取り測定の基準値とすることができる。

【００８０】請求項５の本発明によれば、別のチタン管
を基準管として用い校正を行うことにより測定感度を設
定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水素脆化測定方法に使用する装置の構
成図である。

【図２】被測定管に挿入された渦流センサの構成を示す
説明図である。

【図３】水素脆化測定におけるインピーダンス変化を示
す概念図である。

【図４】内径変動による信号出力を示す図表である。

【図５】バッフルによる信号出力を示す図表である。

【図６】比抵抗の変化による信号出力を示す図表であ
る。

【図７】チタン管における軸方向演算結果を示す図表で
ある。

【図８】新管における軸方向演算結果を示す図７相当図
である。

【図９】内径変動量と比抵抗評価値の関係を示す図表で
ある。

【図１０】温度変化による信号出力を示す図表である。

【図１１】水素分布によるインピーダンス変化を示す図
表である。

【図１２】水素脆化判定処理を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１判定装置２渦流センサ２ａ参照コイル２ｂ検出コイル３渦流測定部４コントローラ５駆動機構６チタン管

フロントページの続き (72)発明者山田修二千葉県市原市五井海岸２番地コスモ石油株式会社千葉製油所内 (72)発明者鳥井康司兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社コベルコ科研内 (72)発明者下郡一利兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社コベルコ科研内 (72)発明者鈴木紀生兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号神鋼検査サービス株式会社内Ｆターム(参考） 2F063 AA50 BA30 BB05 BB10 BC02 BD12 BD13 CA08 CB01 CB20 DA01 DB04 DD03 GA08 GA29 GA38 LA01 LA29 2G053 AA14 AB21 AB26 BA12 BC02 BC07 CA03 CA17 CB03 CC04 DA06 DB27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】参照コイル及び検出コイルを備えた渦流
センサを被測定管としてのチタン管内に挿入し、所定周
波数の交流電流を前記参照コイルに印加して前記チタン
管のインピーダンス変化を検出コイルで測定し、測定結
果から前記チタン管の内径変動成分、外部導電体影響成
分及び温度による比抵抗変化成分をノイズとして排除
し、ノイズが排除された前記インピーダンス変化量に基
づいて前記チタン管の水素吸収量を求めることを特徴と
する水素脆化判定方法。
【請求項２】前記所定周波数が多重化された周波数か
らなり、各周波数毎に測定されたインピーダンスの水平
及び垂直成分に基づいて、内径変動成分及び比抵抗変化
成分を抽出する請求項１記載の水素脆化判定方法。
【請求項３】前記多重化周波数が、前記チタン管外部
の導電体に磁力線が漏れることのない浸透深さで渦電流
を発生させる主周波数と、その主周波数の倍の副周波数
とを重畳したものからなる請求項２記載の水素脆化判定
方法。
【請求項４】前記チタン管において最も温度の低い部
位を水素非吸収部位とみなし、渦流測定器のヌルを取る
請求項１〜３のいずれかに記載の水素脆化判定方法。
【請求項５】前記被測定管と同一寸法からなる別の基
準管を準備し、双方のチタン管に温度差を与えたときの
両管のインピーダンス差を求めておき、水素を吸収した
前記チタン管のインピーダンス変化量を求める場合に、
前記インピーダンス差に基づいて前記渦流測定器の校正
を行う請求項１〜４のいずれかに記載の水素脆化判定方
法。