JP2001272384A - 外面腐食測定方法 - Google Patents
外面腐食測定方法Info
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- JP2001272384A JP2001272384A JP2000083575A JP2000083575A JP2001272384A JP 2001272384 A JP2001272384 A JP 2001272384A JP 2000083575 A JP2000083575 A JP 2000083575A JP 2000083575 A JP2000083575 A JP 2000083575A JP 2001272384 A JP2001272384 A JP 2001272384A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 棒状部材の局所的な外面腐食の位置と大きさ
を超音波探傷法によって同時に同定することのできる外
面腐食測定方法を提供する。 【解決手段】 探触子（４）から棒状部材（１）の一端
面に超音波を入射し、他端面からの底面波エコー（Ｂ）
の前に棒状部材内部の外周面との界面で反射されて戻っ
てくる反射波エコー（Ａ）を観測する。反射波エコーの
時間軸上の位置情報及び波形分布情報に基づいて棒状部
材の局所的外面腐食（２）の位置と領域を測定する。
を超音波探傷法によって同時に同定することのできる外
面腐食測定方法を提供する。 【解決手段】 探触子（４）から棒状部材（１）の一端
面に超音波を入射し、他端面からの底面波エコー（Ｂ）
の前に棒状部材内部の外周面との界面で反射されて戻っ
てくる反射波エコー（Ａ）を観測する。反射波エコーの
時間軸上の位置情報及び波形分布情報に基づいて棒状部
材の局所的外面腐食（２）の位置と領域を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトやアンカー
ボルトをはじめとする主に金属棒状部材の外面腐食を超
音波探傷法によって測定する方法に関するものである。
ボルトをはじめとする主に金属棒状部材の外面腐食を超
音波探傷法によって測定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、ボルト類やロッド類あるいはパイ
プなど多くの金属棒状部材が種々の構造物に多用されて
いる。これらの棒状部材のうちには、使用環境に応じて
外面腐食を生じるものがあり、定期的に腐食を監視して
交換しなければならないものがある。このような場合、
棒状部材の腐食は、非破壊検査手法の一つである超音波
探傷法を利用して測定するのが一般的である。例えば、
構造物に取り付けられている状態の棒状部材の外面腐食
を測定する場合、従来は以下のような手法で行われてい
る。
プなど多くの金属棒状部材が種々の構造物に多用されて
いる。これらの棒状部材のうちには、使用環境に応じて
外面腐食を生じるものがあり、定期的に腐食を監視して
交換しなければならないものがある。このような場合、
棒状部材の腐食は、非破壊検査手法の一つである超音波
探傷法を利用して測定するのが一般的である。例えば、
構造物に取り付けられている状態の棒状部材の外面腐食
を測定する場合、従来は以下のような手法で行われてい
る。
【０００３】即ち、棒状部材の一端面に当てた探触子か
ら棒状部材内部に超音波パルスを入射すると、棒状部材
内を直進した音波が他端部で反射されて戻ってくる底面
波のエコーの他に、底面波エコーから一定の時間遅れを
伴って戻ってくるモード変換波のエコーが検出される。
このモード変換波エコーは、入射超音波が棒状部材内の
外周面との界面で反射されながら反射のたびに縦波と横
波に交互にモードを変えながら進み、これが棒状部材他
端部で折り返して同様にモードを変えながら戻ってくる
もので、底面波エコーとモード変換波エコーとの間の時
間差は棒状部材の外径の関数であることから、腐食のな
い正常な棒状部材における標準的な時間差を基準値にし
て外径の減少を測定し、この測定結果から外面腐食の程
度を判定する。
ら棒状部材内部に超音波パルスを入射すると、棒状部材
内を直進した音波が他端部で反射されて戻ってくる底面
波のエコーの他に、底面波エコーから一定の時間遅れを
伴って戻ってくるモード変換波のエコーが検出される。
このモード変換波エコーは、入射超音波が棒状部材内の
外周面との界面で反射されながら反射のたびに縦波と横
波に交互にモードを変えながら進み、これが棒状部材他
端部で折り返して同様にモードを変えながら戻ってくる
もので、底面波エコーとモード変換波エコーとの間の時
間差は棒状部材の外径の関数であることから、腐食のな
い正常な棒状部材における標準的な時間差を基準値にし
て外径の減少を測定し、この測定結果から外面腐食の程
度を判定する。
【０００４】しかしながらこの従来の方法は、底面波エ
コーとモード変換波エコーとの間の時間差に基づいてボ
ルト径の減少を求める方式であるため、棒状部材の一端
面で探触子によって得られる測定結果は棒状部材の長手
方向の平均値、即ち棒状部材の外径が腐食によって長手
軸と平行に一様に減少した場合の評価でしかなく、棒状
部材が長手方向の一部の外周面で大きく減径しているよ
うな局所的な腐食に対しては有効な評価を得ることがで
きず、またその位置も特定することができないという不
都合があった。
コーとモード変換波エコーとの間の時間差に基づいてボ
ルト径の減少を求める方式であるため、棒状部材の一端
面で探触子によって得られる測定結果は棒状部材の長手
方向の平均値、即ち棒状部材の外径が腐食によって長手
軸と平行に一様に減少した場合の評価でしかなく、棒状
部材が長手方向の一部の外周面で大きく減径しているよ
うな局所的な腐食に対しては有効な評価を得ることがで
きず、またその位置も特定することができないという不
都合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な課題は、
これら従来技術の難点に鑑み、構造物に取り付けられて
いる状態のまま一端面から探触子によって測定する場合
であっても棒状部材の局所的な外面腐食の位置と大きさ
を超音波探傷法によって同時に同定することのできる外
面腐食測定方法を提供することである。
これら従来技術の難点に鑑み、構造物に取り付けられて
いる状態のまま一端面から探触子によって測定する場合
であっても棒状部材の局所的な外面腐食の位置と大きさ
を超音波探傷法によって同時に同定することのできる外
面腐食測定方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による外面腐食測
定方法では、棒状部材の一端面から棒状部材内部に超音
波を入射し、棒状部材の他端面からの底面波エコーの前
に棒状部材内部の外周面との界面で反射されて戻ってく
る反射波エコーを観測し、観測された反射波エコーの時
間軸上の位置情報及び波形分布情報に基づいて棒状部材
の局所的外面腐食の位置と大きさを測定することにより
上述の課題を解決するものである。
定方法では、棒状部材の一端面から棒状部材内部に超音
波を入射し、棒状部材の他端面からの底面波エコーの前
に棒状部材内部の外周面との界面で反射されて戻ってく
る反射波エコーを観測し、観測された反射波エコーの時
間軸上の位置情報及び波形分布情報に基づいて棒状部材
の局所的外面腐食の位置と大きさを測定することにより
上述の課題を解決するものである。
【０００７】本発明の一態様によれば、局部的外面腐食
の位置は、前記反射波エコーの時間軸上のピーク位置か
ら同定される。また局所的外面腐食の領域の大きさは、
前記反射波エコーの時間軸上の半値幅から同定される。
尚、本発明の方法では局所的外面腐食の腐食量も前記反
射波エコーの波形の時間積分値から測定できるが、これ
はあくまでも棒状部材の周方向の平均値として評価すべ
きである。
の位置は、前記反射波エコーの時間軸上のピーク位置か
ら同定される。また局所的外面腐食の領域の大きさは、
前記反射波エコーの時間軸上の半値幅から同定される。
尚、本発明の方法では局所的外面腐食の腐食量も前記反
射波エコーの波形の時間積分値から測定できるが、これ
はあくまでも棒状部材の周方向の平均値として評価すべ
きである。
【０００８】本発明による外面腐食測定方法の測定対象
となる棒状部材は、例えば各種ボルト、アンカーボル
ト、埋め込みスタッド、ロッドあるいはパイプ類を包含
し、少なくともその一端面が超音波探触子の当接に支障
無い程度に露呈若しくは露呈可能な状態の金属製棒状部
材であって、これらは構造物に取り付けられている状態
のままであっても良い。尚、探触子を当てるべき一端面
に対向する他端面が内部音波の反射面となる形状の棒状
部材の場合、測定システムの分解能は、受信エコー中の
底面波と目的の反射波とを識別するに充分なほど高くし
ておくことが望ましい。
となる棒状部材は、例えば各種ボルト、アンカーボル
ト、埋め込みスタッド、ロッドあるいはパイプ類を包含
し、少なくともその一端面が超音波探触子の当接に支障
無い程度に露呈若しくは露呈可能な状態の金属製棒状部
材であって、これらは構造物に取り付けられている状態
のままであっても良い。尚、探触子を当てるべき一端面
に対向する他端面が内部音波の反射面となる形状の棒状
部材の場合、測定システムの分解能は、受信エコー中の
底面波と目的の反射波とを識別するに充分なほど高くし
ておくことが望ましい。
【０００９】本発明による外面腐食測定方法の基本原理
を説明するために、棒状部材の外周面の一部に鼓状の減
径腐食部が存在する場合を想定する。棒状部材の一端面
に超音波探触子を当てて内部に非収束超音波を入射する
と、棒状部材内部の腐食部の界面から何回かの反射を経
て反射波エコーが探触子に戻ってくる。
を説明するために、棒状部材の外周面の一部に鼓状の減
径腐食部が存在する場合を想定する。棒状部材の一端面
に超音波探触子を当てて内部に非収束超音波を入射する
と、棒状部材内部の腐食部の界面から何回かの反射を経
て反射波エコーが探触子に戻ってくる。
【００１０】この場合、一般的には腐食部が棒状部材の
他端面よりも探触子に近い位置にあるので、腐食部から
の反射波エコーは、棒状部材の他端面から反射される底
面波エコーよりも時間的に前に観測される。腐食部から
の反射波エコーは、減径腐食部の界面の形状によって直
接反射波の他にも様々な向きの反射波成分を含んでいる
ので複数の時間遅延成分からなり、結果として観測され
る反射波エコーの波形は、棒状部材長手方向の腐食部の
減径プロフィルに応じて時間軸上に広がった山なりの分
布波形となる。これに対して棒状部材の他端面が一般的
な軸心に直交する平面である場合の他端面からの底面波
エコーは時間軸上の拡がりの狭い比較的先鋭なパルス状
の波形であり、従って、腐食部が棒状部材の他端面に近
接していても、受信エコーの波形の違いから両者を見分
けることが可能である。
他端面よりも探触子に近い位置にあるので、腐食部から
の反射波エコーは、棒状部材の他端面から反射される底
面波エコーよりも時間的に前に観測される。腐食部から
の反射波エコーは、減径腐食部の界面の形状によって直
接反射波の他にも様々な向きの反射波成分を含んでいる
ので複数の時間遅延成分からなり、結果として観測され
る反射波エコーの波形は、棒状部材長手方向の腐食部の
減径プロフィルに応じて時間軸上に広がった山なりの分
布波形となる。これに対して棒状部材の他端面が一般的
な軸心に直交する平面である場合の他端面からの底面波
エコーは時間軸上の拡がりの狭い比較的先鋭なパルス状
の波形であり、従って、腐食部が棒状部材の他端面に近
接していても、受信エコーの波形の違いから両者を見分
けることが可能である。
【００１１】本発明では、このようにして観測された反
射波エコーの時間軸上の位置情報及び波形分布情報に基
づいて棒状部材の局所的外面腐食の位置と大きさを測定
するが、これは超音波計測システムの受信エコーの波形
表示装置の画面若しくはプリント出力上で目視により読
みとった数値から求めてもよく、或いは計測システムに
連携したコンピュータによる演算処理によって自動的に
求めてもよい。
射波エコーの時間軸上の位置情報及び波形分布情報に基
づいて棒状部材の局所的外面腐食の位置と大きさを測定
するが、これは超音波計測システムの受信エコーの波形
表示装置の画面若しくはプリント出力上で目視により読
みとった数値から求めてもよく、或いは計測システムに
連携したコンピュータによる演算処理によって自動的に
求めてもよい。
【００１２】即ち、局部的外面腐食の位置は、探触子か
らの超音波の送信時点から計時して棒状部材の材質に応
じた既知の媒質内音速から、反射波エコーの時間軸上の
ピーク位置を求めることにより同定する。同様にして局
所的外面腐食の領域の大きさ（棒状部材の長手方向の腐
食の広がり）は前記反射波エコーの時間軸上の半値幅か
ら同定する。
らの超音波の送信時点から計時して棒状部材の材質に応
じた既知の媒質内音速から、反射波エコーの時間軸上の
ピーク位置を求めることにより同定する。同様にして局
所的外面腐食の領域の大きさ（棒状部材の長手方向の腐
食の広がり）は前記反射波エコーの時間軸上の半値幅か
ら同定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態を図面と
共に説明すると、図１において、棒状部材１には外周面
の一部に鼓状の減径腐食部２が存在する。超音波探傷装
置３に接続された探触子４を棒状部材１の一端面に当て
て内部に非収束超音波を入射し、超音波探傷装置３でそ
の受信エコーを測定する。
共に説明すると、図１において、棒状部材１には外周面
の一部に鼓状の減径腐食部２が存在する。超音波探傷装
置３に接続された探触子４を棒状部材１の一端面に当て
て内部に非収束超音波を入射し、超音波探傷装置３でそ
の受信エコーを測定する。
【００１４】図２に示すように、探傷装置３の観測画面
上で底面波エコーＢの前に現れる山なり波形の反射波エ
コーＡのピーク位置は腐食部２の位置と相関があり、そ
の半値幅は腐食部２の長手方向領域の広がりと相関があ
る。この場合、腐食部２の領域が広くなればなるほど半
値幅が大きくなり、波形が一層ブロードなエコーになる
ので、例えばそのピーク位置から腐食部の位置を知ると
共に半値幅から腐食領域の広がりを知り、測定対象の棒
状部材が健全であるか否かの判定などに利用することが
できる。
上で底面波エコーＢの前に現れる山なり波形の反射波エ
コーＡのピーク位置は腐食部２の位置と相関があり、そ
の半値幅は腐食部２の長手方向領域の広がりと相関があ
る。この場合、腐食部２の領域が広くなればなるほど半
値幅が大きくなり、波形が一層ブロードなエコーになる
ので、例えばそのピーク位置から腐食部の位置を知ると
共に半値幅から腐食領域の広がりを知り、測定対象の棒
状部材が健全であるか否かの判定などに利用することが
できる。
【００１５】腐食部２の位置の同定は、例えば棒状部材
が金属材である場合、金属中の音速をｖとし、腐食部２
が棒状部材１の一端面から距離Ｄの位置に最大減径部を
持つものとすると、棒状部材１の内部で腐食部２の界面
から返ってくる反射波エコーは、直接反射波エコー、
及び界面で様々に反射を繰り返した反射波成分、の２
通りの成分を含んでいる。前者のエコーは、送信時点か
ら戻ってくるまでの時間ｔがｔ＝２Ｄ／ｖであり、これ
は山なり波形のピークよりも前半の部分を主に形成す
る。後半部分は主に後者の作用によるものであり、両者
併せて大きな山なりピーク波形が観測されることにな
る。
が金属材である場合、金属中の音速をｖとし、腐食部２
が棒状部材１の一端面から距離Ｄの位置に最大減径部を
持つものとすると、棒状部材１の内部で腐食部２の界面
から返ってくる反射波エコーは、直接反射波エコー、
及び界面で様々に反射を繰り返した反射波成分、の２
通りの成分を含んでいる。前者のエコーは、送信時点か
ら戻ってくるまでの時間ｔがｔ＝２Ｄ／ｖであり、これ
は山なり波形のピークよりも前半の部分を主に形成す
る。後半部分は主に後者の作用によるものであり、両者
併せて大きな山なりピーク波形が観測されることにな
る。
【００１６】このようにして観測された反射波エコーの
時間軸上の位置情報及び波形分布情報に基づいて棒状部
材１の局所的外面腐食部２の位置と大きさが測定され
る。本実施形態では、超音波探傷装置３の受信エコー波
形表示から目視で読みとった数値から求めているが、探
傷装置３に連携したコンピュータによる演算処理によっ
て自動的に求めてもよいことは先に述べた通りである。
時間軸上の位置情報及び波形分布情報に基づいて棒状部
材１の局所的外面腐食部２の位置と大きさが測定され
る。本実施形態では、超音波探傷装置３の受信エコー波
形表示から目視で読みとった数値から求めているが、探
傷装置３に連携したコンピュータによる演算処理によっ
て自動的に求めてもよいことは先に述べた通りである。
【００１７】尚、以上の実施例は本発明の典型的な実施
形態を示すに過ぎず、これ以外の当業者に自明な変形は
本発明の技術的範疇に属するものと理解すべきである。
形態を示すに過ぎず、これ以外の当業者に自明な変形は
本発明の技術的範疇に属するものと理解すべきである。
【００１８】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明による外面
腐食測定方法では、棒状部材の一端面から棒状部材内部
に超音波を入射し、棒状部材の他端面からの底面波エコ
ーの前に棒状部材内部の外周面との界面で反射されて戻
ってくる反射波エコーを観測して反射波エコーの時間軸
上の位置情報及び波形分布情報に基づいて棒状部材の局
所的外面腐食の位置と大きさを測定するので、従来の超
音波測定法では困難であった局所的な外面腐食の位置と
腐食領域の大きさの同定が同時に測定でき、例えば各種
機械設備や土木構造物におけるボルト等の検査をはじめ
として、種々の棒状部材の局部的外面腐食の測定に有用
である。
腐食測定方法では、棒状部材の一端面から棒状部材内部
に超音波を入射し、棒状部材の他端面からの底面波エコ
ーの前に棒状部材内部の外周面との界面で反射されて戻
ってくる反射波エコーを観測して反射波エコーの時間軸
上の位置情報及び波形分布情報に基づいて棒状部材の局
所的外面腐食の位置と大きさを測定するので、従来の超
音波測定法では困難であった局所的な外面腐食の位置と
腐食領域の大きさの同定が同時に測定でき、例えば各種
機械設備や土木構造物におけるボルト等の検査をはじめ
として、種々の棒状部材の局部的外面腐食の測定に有用
である。
【図１】本発明による外面腐食測定方法の一実施形態に
よる測定系の構成を示す説明図である。
よる測定系の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示した測定系で観測される受信エコーの
画面表示を模式的に示すグラフである。
画面表示を模式的に示すグラフである。
１：棒状部材 ２：局部的外面腐食部 ３：超音波探傷装置 ４：探触子 Ａ：反射波エコー Ｂ：底面波エコー
Claims (3)
- 【請求項１】 棒状部材の一端面から棒状部材内部に超
音波を入射し、棒状部材の他端面からの底面波エコーの
前に棒状部材内部の外周面との界面で反射されて戻って
くる反射波エコーを観測し、観測された反射波エコーの
時間軸上の位置情報及び波形分布情報に基づいて棒状部
材の局所的外面腐食の位置と大きさを測定することを特
徴とする外面腐食測定方法。 - 【請求項２】 前記反射波エコーの時間軸上のピーク位
置から局部的外面腐食の位置を同定する請求項１に記載
の外面腐食測定方法。 - 【請求項３】 前記反射波エコーの時間軸上の半値幅か
ら局所的外面腐食の領域の大きさを同定する請求項１に
記載の外面腐食測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000083575A JP2001272384A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 外面腐食測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000083575A JP2001272384A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 外面腐食測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001272384A true JP2001272384A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18600189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000083575A Withdrawn JP2001272384A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 外面腐食測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001272384A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004077234A (ja) * | 2002-08-14 | 2004-03-11 | Nichizou Tec:Kk | アンカーボルト腐食診断方法及びその装置 |
| JP2010025555A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Daikure Co Ltd | 高温槽の壁厚を測定する方法及び装置 |
| JP2011158415A (ja) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 超音波検査方法 |
| JP2019117078A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-18 | 非破壊検査株式会社 | 検査対象物の非露出部の腐食検査方法及び腐食検査装置 |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000083575A patent/JP2001272384A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004077234A (ja) * | 2002-08-14 | 2004-03-11 | Nichizou Tec:Kk | アンカーボルト腐食診断方法及びその装置 |
| JP2010025555A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Daikure Co Ltd | 高温槽の壁厚を測定する方法及び装置 |
| JP2011158415A (ja) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 超音波検査方法 |
| JP2019117078A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-18 | 非破壊検査株式会社 | 検査対象物の非露出部の腐食検査方法及び腐食検査装置 |
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