JP2006510892A - 壁厚の監視 - Google Patents
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Abstract
Description
る。また、この公知の方法は、例えばパイプラインに沿って又はパイプラインの周囲にて異なる場所で物体を検査して、腐食が生じている箇所を特定するのに用いられる。
この目的のため、本発明により、
送信器手段と受信器手段とを含むパルス渦電流プローブを用いた導電性の壁をもった物体の壁厚の監視方法であって、
- 前記壁上の検査場所を選択するステップ、
- 複数の検査時間θm(m=1,...,M;M≧2)にて、検査場所に対して所定の位置にプローブを配置し、送信器手段を作動させることにより前記物体中に過渡的な渦電流を誘導し、受信器手段により信号Vmを記録するステップ、及び
- 信号Vmの各々から検査時間θmに関係する壁厚dmを求めるステップであって、検査時間θmにおける前記検査場所での物体の温度を考慮に入れる前記ステップ、
を含む監視方法、が提供される。
精度が達成されるということである。
- 基準厚さをもった導電性基準物体を、プローブと検査物体の間に検査物体と熱的接触させて配置するステップ;
- 送信器手段を作動させることにより、検査物体中及び基準物体中に過渡的な渦電流を誘導するステップ;
- 受信器手段により信号を記録するステップであって、該信号は、基準物体中の渦電流に関係する成分と、検査物体中の渦電流に関係する成分とを有する前記ステップ;及び
- 前記信号を処理して検査物体の特性の示度を得るステップであって、該信号についての温度の影響は、基準物体中の渦電流に関係する信号成分を用いることにより考慮される前記ステップ、
を含む。適切には、この基準物体は、基準厚さを有するプレートであり、検査物体は壁であり、検査物体の特性は該壁厚であり、また、基準厚さは壁厚より小さい。
図面において同じ参照番号は、同一又は類似の部分を示すのに用いられる。
図1を参照する。図1は、導電性の壁2をもった物体1を示す。送信器手段7及び受信器手段8を備えたパルス渦電流プローブ5が、物体のプローブに最も近い表面(近接表面
)15上の検査場所12の上方の位置10に配置される。送信器及び受信器手段は各々、コイルとして示されており、同じ1つのコイルを有することもできる。送信器手段と受信器手段は共に、1つの送信器及び受信器手段を形成する。位置10は、離間高さL、並びに他の次元におけるプローブ5の平行移動及び回転の方向パラメータ(図示せず)により特徴付けられる。検査場所12での近接表面15と反対表面16の厚さが、時間をかけて監視される。この物体は、例えば、その壁厚よりも十分に大きな半径をもったパイプとし得る。パイプラインを検査する場合には、しばしば、腐食はパイプラインの内側に生じている。この場合、パイプラインの外側から腐食を監視するとき、プローブ5と近接表面15の距離は相対的に一定のままであるが、プローブ5と検査場所12の下の反対表面16の距離は長い間に減少する(図示の通り)。腐食生成物が反対表面16上に形成される場合には(図示せず)、本方法による壁厚には寄与しない。
S0は正規化ファクターであり、
τCはいわゆる臨界時間である。
τC=σμd2 (2)
ここで、σは物体の電気伝導率(単位:Ω-1m-1)であり、
μは物体の透磁率(V.s/A.m)であり、
dは物体の金属厚さ(m)である。
Φ(τ)=F(d,T,Pi) (3)
すなわち、特性時間τの関数である特性値Φは、厚さd、温度T、及び他のパラメータPi(例として離間高さやプローブの特性が挙げられる)の関数Fである。式(3)は、温度が一定の場合には特性値と壁厚の第1の所定の関係、又は壁厚が一定の場合には特性値と温度の第2の所定の関係を表す特別の形式をとり得る。
第1の場合は、温度が一定に保たれる、すなわち、Tm=T1である。したがって、σ1μ1=σmμmであり、式(4)は厚さdmと特性値Φm=τC,mの関係を表す。多くの場合、厚さd1は、例えば超音波測定などの独立した絶対測定技術を用いて絶対的に明確に知られる。この場合、dmもまた絶対的に求めることができる。もしd1が絶対的に明確に知られないならば、dm/d1の比、すなわち相対的な厚さを求めることができる。別法として、d1は100%などの任意の値に設定できる。本明細書及び特許請求の範囲において用いられている壁厚なる用語は、絶対的な壁厚、又は所定の基準壁厚に対する相対的な壁厚のどちらかをいうと理解されたい。
dm=d1(1-Ψ(θm-θ1)) (7)
ここで、Ψは、初期の壁厚のわずかな減損についての時間単位当たりの相対的な腐食速度(一般には未知)である。
算する。次に、Ψの値を、式(7)を用いたdmの直線回帰により求める。次に、温度係数λを、式(7)を用いた直線回帰が最適になるまで変える。これは、次式を最小化することに等しい。
式(6)は、式(4)の特別の形式である。式(4)又は(6)に関して説明したように壁厚dmを求めることにより、温度が一定の場合(この場合には上記第1の特別の場合での式(4)又は(6))には特性値と壁厚の第1の所定の関係が利用され、壁厚が一定の場合(上記第2の特別の場合での式(4)又は(6))には特性値と温度の第2の所定の関係が利用される。式(6)は、信号Vmから壁厚を求める際に、基準温度との温度差((Tm-T1)又はもっと一般に(Tm-Tref))を考慮することにより、温度補正した壁厚dmを適切に求めることができることを示している。好ましくは、すべての信号Vmを評価するのに同じ基準温度が使用される。
できる。また、腐食速度の測定により、過度の腐食速度が再び生じるのに備えて、早期の警告が与えられる。
減少することと矛盾しない。直線回帰により、1.1mm/年の腐食速度が得られる。これは、検査場所でのパイプの残留サービス時間がほぼ1.5mm/(1.1mm/年)、すなわち約1.4年であることを意味する。さらに、この壁厚データは、過度の腐食速度を有する期間がないことを示す。
その信号43の尾部が検出できるならば十分である。
2 壁
5 パルス渦電流プローブ
7 送信器手段
8 受信器手段
10 上方位置
12 検査場所
15 近接表面
16 反対表面
31 基準物体
35 隙間
38 断熱手段
Claims (9)
- 送信器手段と受信器手段とを含むパルス渦電流プローブを用いた導電性の壁をもった物体の壁厚の監視方法であって、
- 前記壁上の検査場所を選択するステップ、
- 複数の検査時間θm(m=1,...,M;M≧2)にて、検査場所に対して所定の位置にプローブを配置し、送信器手段を作動させることにより前記物体中に過渡的な渦電流を誘導し、受信器手段により信号Vmを記録するステップ、及び
- 信号Vmの各々から検査時間θmに関係する壁厚dmを求めるステップであって、検査時間θmにおける前記検査場所での物体の温度を考慮に入れる前記ステップ、
を含む監視方法。 - 各信号Vmを時間tの関数として記録し、この各信号Vmは特性時間τmで特性変化を示し、壁厚dmを求める前記ステップが、前記信号Vmから特性時間τmの尺度である特性値Φmを求め、該特性値Φmから壁厚dmを求めることを含み、その際、温度が一定の場合には特性値と壁厚の第1の所定の関係を使用し、壁厚が一定の場合には特性値と温度の第2の所定の関係を使用する、請求項1に記載の方法。
- 前記壁厚値dmから単位時間当たりの壁厚の変化速度を概算することをさらに含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記壁厚の変化が腐食に起因するものであり、腐食速度を求める、請求項3に記載の方法。
- 絶対的な壁厚を監視する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 基準壁厚を選択し、基準壁厚に対する相対的な壁厚を監視する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記検査時間θmが少なくとも2週間、好ましくは少なくとも1ヶ月の期間に及ぶ、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記壁厚を少なくとも3つの検査時間θmにて監視する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 各信号Vmが基準物体中の渦電流に関係する成分と被監視物体中の渦電流に関係する成分とを有するように、送信器手段を作動させる前に、基準厚さを有する導電性基準物体をプローブと検査物体の間で且つ検査物体に熱的接触させて配置することにより、検査場所での物体の温度を考慮に入れる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法であって、基準物体中の渦電流に関係する信号成分を用いることにより、信号Vmに対する温度の影響を考慮に入れる前記方法。
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