JP4646835B2 - 渦電流探傷による残存肉厚の評価方法及び評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、構造物に発生したき裂の反開口面側を検査面として渦電流検査を実施し、き裂の先端から検査面側までの残存肉厚を評価する方法及び装置に関する。

構造物のき裂の測定方法としては、測定装置を持ち運びが容易で精度良く測定が出来る超音波探傷や渦電流探傷が用いられることが多い。超音波探傷は、超音波をセンサから発信し、き裂から反射される音波を受信しき裂の有無や形状を測定する手法である。これに対して、渦電流探傷は、センサから交流磁場を発生して導電性材料に渦電流を誘起させ、き裂がある場合に生じる渦電流の乱れをセンサのコイルインピーダンスの変化としてとらえ、き裂の有無や形状を測定する手法である。

渦電流探傷に関する検査では、例えば非特許文献１に示すように、主として伝熱管の検査として自己誘導方式自己比較方式の内挿プローブを利用したものがあり、減肉や割れの定量評価が実施されている。この評価方法は、減肉の程度によって変化する渦電流の位相情報を利用したもので、位相法と呼ばれる。この位相法を利用した渦電流探傷としては、鋼管内部の局部腐食の検査に適用するもの（例えば、特許文献１参照。）、電縫鋼管の欠陥検査に適用するもの（例えば、特許文献２参照。）、ガスタービン翼などの構造物の検査に適用するもの（例えば、特許文献３参照。）などが従来より提案されている。
社団法人日本非破壊検査協会編「新非破壊検査便覧」、Ｐ４２５−４２７ 特開２０００−６５８０１号公報 特開２００２−３５０４０６号公報 特開２００３−４３０１６号公報

しかしながら、内装プローブは伝熱管以外の例えば平板に近いような部位には利用できない。このような部位には、一般に上置きタイプのプローブが利用される。本発明は、上置きタイプのプローブで、特に、検査面の裏面側から進展するき裂に対して、検査面からき裂までの残存肉厚を評価する手法に関するものである。例えば、上置きタイプの相互誘導型標準比較方式のプローブでは、残存肉厚が同じ場合であってもき裂の長さにより渦電流探傷による信号や位相が異なる特性がある。このため、伝熱管検査に利用される位相法のようにき裂深さと位相が１対１に対応せず評価できない課題がある。

そこで本発明は、き裂長さの影響を受けにくい残存肉厚の評価方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、渦電流探傷を利用して検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価する方法において、残存する肉厚が異なる複数のスリットを設けた対比試験体に対して渦電流の水平方向の分布が同様となる２つの試験周波数による渦電流探傷を実施し、前記複数のスリットのそれぞれについての前記２つの異なる試験周波数間のＥＣＴ信号の位相差と残存する肉厚との相関を示す校正曲線群を得ると共に、被検査体に対して前記２つの試験周波数による渦電流探傷を実施して前記２つの異なる試験周波数間のＥＣＴ信号の位相差を算出し、算出された位相差と前記校正曲線群の位相差とを対比することにより被検査体の検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記対比試験体に対する渦電流探傷を実施する際、各スリットごとに前記複数の試験周波数を切り替えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記対比試験体に対する渦電流探傷を実施する際、前記試験周波数を第１の試験周波数に切り替えて前記複数のスリットの全てについての渦電流探傷を実施し、全てのスリットに対する第１の試験周波数による渦電流探傷が終了した後、試験周波数を第２の試験周波数に切り替えて再度前記複数のスリットの全てについての渦電流探傷を実施することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記被検査体に対する渦電流探傷を実施する際、前記２つの試験周波数のうちの周波数が低い方の試験周波数又はそれとは別の前記２つの試験周波数のうちの周波数が高い方の試験周波数よりも周波数が低い試験周波数で前記被検査体に対する渦電流探傷を実施し、き裂信号が得られない場合にはき裂なしと判断して試験を終了し、き裂信号が得られた場合には前記２つの試験周波数による渦電流探傷を実施することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記対比試験体に対する渦電流探傷を実施する際及び前記被検査体に対する渦電流探傷を実施する際、前記２つの試験周波数が重畳された多重周波数による渦電流探傷を実施することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記対比試験体として、肉厚方向に貫通したスリット及び残存する肉厚の大きさが異なる複数のスリットを設けた対比試験体を用い、貫通したスリットのＥＣＴ信号を基準にして、前記校正曲線群を得る際の各試験周波数ごとのＥＣＴ信号の位相を定めることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、渦電流探傷を利用して検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価する装置において、プローブと、残存肉厚が異なる複数のスリットを設けた対比試験体と、対比試験体に設けた残存肉厚値の入力部と、対比試験体に発生する渦電流の水平方向の分布が同様となる２つの試験周波数による測定が可能な渦電流探傷器と、前記２つの試験周波数のＥＣＴ信号の位相差を算出する演算部と、該位相差と対比試験体の残存肉厚値の記憶部と、被検査体の測定結果から求めた位相差の記憶部と、表示装置を備えたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、渦電流探傷を利用して検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価する装置において、プローブと、肉厚方向に貫通したスリット及び残存肉厚の異なる複数スリットを設けた対比試験体と、対比試験体に設けた残存肉厚値の入力部と、対比試験体に発生する渦電流の水平方向の分布が同様となる２つの試験周波数による測定が可能な渦電流探傷器と、前記２つの試験周波数のＥＣＴ信号の位相差を算出する演算部と、該位相差と対比試験体の残存肉厚値の記憶部と、被検査体の測定結果から求めた位相差の記憶部と、表示装置を備えたことを特徴とする。

本発明の残存肉厚の評価方法及び評価装置は、異なる２つの試験周波数のＥＣＴ信号の位相差を利用して校正曲線を作成し、この校正曲線に基づいて検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価するので、き裂長さの影響を受けにくく、渦電流探傷により残存肉厚の評価を高精度に行うことができる。

まず、本発明の実施形態を説明するに先立ち、被検査体に発生する渦電流の特徴及びき裂長さが位相に影響を与える理由を図７乃至図２０に基づいて説明する。

一般的に、半無限空間に拡がる導体面に平行な一様交流磁界が入射した場合の導体に発生する渦電流は、振幅が（１）式、位相が（２）式となる。これより、渦電流は表層から導体の深さ方向に向かって減少していくことが分かる。また（２）式より、位相は表層から深さ方向むかって遅れ位相（−位相）として変化することが分かる。

渦電流探傷は、き裂により渦電流が妨げられることに起因するインピーダンスの変化分を測定するものである。このため、渦電流の位相と裏面き裂の残存肉厚変化によるＥＣＴ信号の位相は、同じ傾向を示す。例えば、き裂の残存肉厚が深くなるに従い、ＥＣＴ信号は遅れ位相で変化する。図７は励磁コイル１１と検出コイル１２を持つ相互誘導方式標準比較プローブでＳＵＳ３１６Ｌ材１３に設けた十分長いスリット１４を測定した結果を示しており、位相遅れの様子を観察できる。

上記した１、２式は半無限空間に拡がる導体面に平行な一様交流磁界が入射した場合を示すが、実際の探傷では、コイルにより被検査体の限られた領域に渦電流を誘起する。この場合、深さ方向に渦電流が減少し、位相が遅れる現象は同様であるが、被検査体の水平方向にも渦電流の大きさと位相が変化することになる。このような渦電流の分布は、測定で直接観察することは困難である。そこで、一般的に、有限要素法による３次元数値計算を利用して導出することが出来る。

図８は被検査体として工業材料として利用されるＳＵＳ３１６材平板１３を対象として、平板の上にコイル１５を配置した時の渦電流の流れを示している。渦電流はコイル１５の近傍に、還流するように発生する。この渦電流の表面分布を図９に示す。図９は図８の黒線で示した表面の渦電流の大きさをプロットした結果である。これより、コイルの中心から離れるに従い渦電流の振幅が減少する傾向を示すことが分かる。また、図１０は図９に示した渦電流の位相を示している。この結果から、水平方向に位相遅れが生じることが分かる。図１１はコイル１５の直下での被検査体断面の渦電流の様子を示した模式図である。被検査体に生じた渦電流は、深さ方向に振幅が減少し、遅れ位相が生じるだけでなく、水平方向にも同様の傾向を示す。この結果の定性的な妥当性を検証するため、次の測定を実施した。被検査体として検査面の逆方向から（裏面から）スリット１４を表面から１ｍｍ部分まで施したＳＵＳ３１６Ｌ１３を用いて、プローブをスリットの真上まで走査した場合、スリットの真上の手前５ｍｍまで走査した場合、スリットの真上の手前１０ｍｍまで走査した場合でＥＣＴ信号の位相を比較した。図１２は渦電流探傷結果のリサージュ波形を示す。リサージュ波形は、Ｘ軸正側から反時計回りの角度が位相に対応する。上述したように渦電流は水平方向にも位相遅れを示すため、０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍと走査した順にリサージュ波形から読み取った位相がθ_Ｂ，θ_Ｃ，θ_Ｄと徐々に遅れる傾向を示す。この結果から、渦電流の水平方向の分布に位相遅れが生じていることが検証できる。

次に、き裂長さと位相の関係について説明する。上述したように被検査体に発生する渦電流には水平方向にも位相遅れが生じる。これに起因して渦電流が分布する範囲よりき裂長さが短くなると、位相に影響を与えることになる。この理由を、図１３に示す模式図で説明する。図１３は同図上のように被検査体にコイル１５を配置し被検査体１３に渦電流を発生させた状態で、断面１６の渦電流分布を同図下に示している。図はき裂長さが長いスリット１８の模式図である。き裂長さが長い場合、コイルにより誘発する渦電流の全ての領域が影響を受けるため、水平方向に変化する位相の全ての影響を受ける。これに対して、図１４にはき裂長さが短いスリット１９の模式図を示す。この場合、渦電流の位相遅れの程度が少ない領域の影響を受ける。このため、ＥＣＴ信号はき裂長さが長い場合と異なる位相を示す。き裂長さが長い場合を基準とすると、き裂長さが短くなると位相が進む方向に変化する。この位相変化の特性は、残存肉厚を定量評価する際の問題点となる。

図１５は、き裂長さをパラメータとして位相と残存肉厚の関係を数値計算により検討した結果である。図中の残存肉厚０ｍｍはき裂が進展して貫通した場合を模擬している。基準となる位相は渦電流の分布より長いき裂長さ７０ｍｍの貫通き裂を測定したＥＣＴ信号の位相を、０度としてまとめている。グラフは縦軸に位相、横軸に残存肉厚を示す。横軸の残存肉厚が等しい場合で比較すると、き裂長さが短くなるほど位相が＋側に、つまり進むように変化することが分かる。このため、位相と残存肉厚の特性曲線はき裂長さにより、幅を持つ特性を示すため、位相値から残存肉厚を推定することは不可能となる。

本発明は、き裂長さの影響を受けにくい残存肉厚評価方法として、２つの試験周波数で測定した結果の位相差を利用することが特徴である。以下、この原理について説明する。

上述したように、図１３及び図１４で説明した現象により、き裂長さの影響はＥＣＴ信号の位相変化として得られるが、渦電流の発生する領域と密接に関係することが分かる。例えば、試験周波数が異なる場合でも、渦電流の水平方向の分布が同じであれば、き裂長さの影響を同じように受けることになる。

図１６は数値計算により、試験周波数３ｋＨｚと約３倍である１０ｋＨｚでの被検査体表面に発生する渦電流の水平方向分布を比較したものである。この結果から分かるように１０ｋＨｚの方が渦電流の分布が狭くなるものの、ほぼ同様の水平方向の分布を示すことが分かる。つまり、き裂長さの影響を受け始める様子も、３ｋＨｚと同様の傾向を示すと考えられる。

図１７は試験周波数３ｋＨｚと１０ｋＨｚのき裂長さの影響を数値計算により検討した結果である。グラフは縦軸に位相、横軸にき裂長さを示し、残存肉厚１ｍｍと３ｍｍのき裂についてプロットしている。基準となる位相は、図１５と同様に試験周波数３ｋＨｚ、き裂長さ７０ｍｍの貫通き裂を測定したＥＣＴ信号の位相を０度としている。試験周波数３ｋＨの残存肉厚１ｍｍ及び１０ｋＨｚの残存肉厚１ｍｍ、試験周波数３ｋＨの残存肉厚３ｍｍ及び１０ｋＨｚの残存肉厚３ｍｍのき裂長さ特性を比較するとほぼ同様の特性を示すことがわかる。これは上述したように渦電流の水平方向の分布がほぼ同様であることによる。

したがって、同一き裂長さの試験周波数３及び１０ｋＨｚの位相の差は、き裂長さによらず概ね等しくなることが分かる。つまり、試験周波数の異なる２つの測定結果を位相差で整理すると、き裂長さの影響を受けにくい残存肉厚特性を得ることができる。

実際に位相差で整理するためには、２つの試験周波数をもちいるためそれぞれ基準となる位相を設定する必要がある。一例として、図１８に示すように探傷面の裏側から進展した貫通き裂を想定し、このき裂のＥＣＴ信号の位相と０度とする。この設定により、残存肉厚０ｍｍ（貫通き裂）の位相差を０度とすることができる。このようにして図１５に示す試験周波数３ｋＨｚと１０ｋＨｚの結果から得られる位相差と残存肉厚の特性を図１９に示す。この結果より、図１５でき裂長さによる巾をもつ特性が、ほぼ１つの特性に集約され、残存肉厚の評価が可能となる。

図２０は試験周波数３ｋＨｚと５ｋＨｚ、３ｋＨｚと１０ｋＨｚ、３ｋＨｚと２０ｋＨｚの位相差による特性をしめす。この結果より、より離れた２つの試験周波数を利用することで、残存肉厚に対する位相差が大きく変化する傾向を示し評価精度が向上するものの、一方で、どうしても水平方向の渦電流分布が高周波でより狭くなるためき裂長さの影響を受け特性曲線がばらつく傾向があるものの単純に位相を利用した場合より、き裂長さの影響を受けにくい。

以下、本発明に係る渦電流探傷による残存肉厚の評価方法の第１例を図１により説明する。本発明の評価方法では、貫通スリット及び残存肉厚が異なる複数のスリットを設けた対比試験体を利用する。ここでは残存肉厚が異なるスリットをｎ個設けた対比試験体を考える。

対比試験体の検査面側にプローブを設置し、異なる２つの試験周波数により測定を開始する（手順Ｓ１）。最初に対比試験体に設けた貫通スリットで基準位相を設定する（手順Ｓ２）。貫通スリットのＥＣＴ信号は、異なる試験周波数で同じ位相になるように探傷器の位相調整機能を利用して設定する。基準位相の設定後、試験周波数Ａでスリット１の測定Ａを実施（手順Ｓ３）し、ＥＣＴ信号から位相θ_{Ａ ｋ＝１}を求める。次に、試験周波数Ｂでスリット１の測定Ｂを実施（手順Ｓ４）し、ＥＣＴ信号から位相θ_{Ｂ ｋ＝１}を求める。ここで、θ_{Ａ ｋ＝１}は試験周波数Ａで対比試験体のＫ＝１番目のスリットから得られるＥＣＴ信号の位相を示し、θ_{Ｂ ｋ＝１}は試験周波数Ｂで対比試験体のＫ＝１番目のスリットから得られるＥＣＴ信号の位相を示す。次に、処理１を実施する（手順Ｓ５）。ここで、試験周波数ＡとＢの位相差θ_{Ｂ ｋ＝１}−θ_{Ａ ｋ＝１}の演算を実施し、Δθ_ｋ＝１を求める。この手順Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を対比試験体に設けた残存肉厚が異なるスリットｎ個に全てに対して繰り返し実施する。スリットｎ個に対して終了した時点（手順Ｓ６）で、Δθ_ｋ＝１、・・・、Δθ_ｋ＝ｎのデータが蓄積される。次に処理２として、スリット１の残存肉厚値と位相差Δθ_ｋ＝１、スリット２の残存肉厚値とΔθ_ｋ＝２、・・、スリットｎの残存肉厚値と位相差Δθ_ｋ＝ｎのデータを縦軸に位相差Δθと横軸に残存肉厚として校正曲線を作成する（手順Ｓ７）。これが、図１９に示すき裂長さを受けにくい校正曲線となる。次に、被検査体の測定Ａを実施する（手順Ｓ８）。この測定は試験周波数Ａで行い、ＥＣＴ信号の位相θ‘_Ａを求める。次に、被検査体の測定Ｂを実施する（手順Ｓ９）。この測定は試験周波数Ｂで行い、ＥＣＴ信号の位相θ‘_Ｂを求める。ここで、θ‘_Ａ及びθ‘_Ｂは試験周波数Ａ及びＢによる被検査体を探傷して得られるＥＣＴ信号の位相を示す。次に、処理３として、位相差Δθ’＝θ’_Ｂ−θ’_Ａを求める（手順Ｓ１０）。次に、処理４として、このΔθ’と処理２で作成した校正曲線と対応させることで、残存肉厚を評価する（手順Ｓ４０）。

本例の評価方法は、試験周波数Ａ，ＢのＥＣＴ信号の位相差を利用して校正曲線を作成し、この校正曲線に基づいて検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価するので、き裂長さの影響を受けにくく、渦電流探傷により残存肉厚の評価を高精度に行うことができる。

被検査体からき裂信号が得られない場合にはき裂なしと判断して試験終了するので、所要の検査を高能率に行うことができる。

次に、本発明に係る渦電流探傷による残存肉厚の評価方法の第２例を図２により説明する。本例の評価方法は、各スリットごとに試験周波数を試験周波数Ａと試験周波数Ｂとに交互に切り替えるのではなく、全てのスリットを試験周波数Ａで連続的に渦電流探傷した後、試験周波数を試験周波数Ｂに切り替えて再度各スリットについての渦電流探傷を繰り返すことを特徴とする。

これを実現するために、スリット１〜ｎの測定Ａでは、試験周波数Ａで、対比試験体に設けた残存肉厚が異なる複数のスリットに対してプローブを走査して、残存肉厚が異なるｎ個のＥＣＴ信号が得られるように測定し、スリット１からｎまでの位相θ_{Ａ ｋ＝１}、・・・、θ_{Ａ ｋ＝ｎ} を求める（手順Ｓ４１）。次に、スリット１〜ｎの測定Ａで、試験周波数Ｂとして同様に測定し、スリット１からｎまでの位相θ_{Ｂ ｋ＝１}、・・・、θ_{Ｂ ｋ＝ｎ} を求める（手順Ｓ４２）。その後、処理１で、位相差Δθ_ｋ＝１＝θ_{Ｂ ｋ＝１}−θ_{Ａ ｋ＝１}、・・・、Δθ_ｋ＝ｎ＝θ_{Ｂ ｋ＝ｎ}−θ_{Ａ ｋ＝ｎ}を算出し、位相差Δθ_ｋ＝１、・・・、Δθ_ｋ＝ｎのデータを縦軸に残存肉厚を横軸として校正曲線を作成する（手順Ｓ４３）。次に、被検査体の測定Ａを実施する（手順Ｓ８）。この測定は試験周波数Ａで行い、ＥＣＴ信号の位相θ‘_Ａを求める。次に、被検査体の測定Ｂを実施する（手順Ｓ９）。この測定は試験周波数Ｂで行い、ＥＣＴ信号の位相θ‘_Ｂを求める。次に、処理２として、位相差Δθ’＝θ’_Ｂ−θ’_Ａを求める（手順Ｓ４４）。次に、処理３として、このΔθ’と処理１：４３で作成した校正曲線と対応させることで、残存肉厚を評価する（手順Ｓ４５）。本例の評価方法は、各スリットごとに試験周波数を切り替える必要がないので、所要の検査を高能率に行うことができる。

次に、本発明に係る渦電流探傷による残存肉厚の評価方法の第３例を図３により説明する。本例の評価方法は、被検査体の測定として広域の探傷を実施し、き裂信号が得られた場合にのみ複数試験周波数による測定を行うことを特徴とする。

図３に示したスリット１〜ｎの測定Ａ（手順Ｓ４１）、スリット１〜ｎの測定Ａ（手順Ｓ４２）、処理１（手順Ｓ４３）で校正曲線を作成する。次の被検査体の測定（手順Ｓ４６）では、試験周波数ＡとＢで周波数が低い方、又はそれとは別の試験周波数ＡとＢで周波数が高い方の試験周波数よりも周波数が低い周波数で被検査体の測定を行う。ここでき裂信号が得られない場合はき裂なしと判断（手順Ｓ４７）し、試験終了となる。一方、き裂信号が得られた場合は、き裂信号部の測定として、試験周波数Ａの測定により位相θ’_Ａ、試験周波数Ｂの測定により位相θ’_Ｂを測定する（手順Ｓ４８）。その後、処理２で位相差Δθ’＝θ’_Ｂ−θ’_Ａを求める（手順Ｓ４９）。最後に、処理３として、このΔθ’と処理１：４３で作成した校正曲線と対応させることで、残存肉厚を評価する（手順Ｓ５０）。本例の評価方法は、被検査体からき裂信号が得られない場合にはき裂なしと判断して試験終了するので、所要の検査を高能率に行うことができる。

次に、本発明に係る渦電流探傷による残存肉厚の評価方法の第４例を図４により説明する。本例の評価方法は、通常、渦電流探傷器に備わっている多重周波測定の機能を利用することで、試験周波数Ａと試験周波数Ｂとで同時に測定することを特徴とする。

本例においては、図４のスリットＫの測定（手順Ｓ４０）及び被検査体の測定（手順Ｓ４２）を実行する際、試験周波数Ａと試験周波数Ｂとが重畳された多重周波数による渦電流探傷を実施する。本例の評価方法は、試験周波数を切り替えて複数回の渦電流探傷を行う必要がないので、所要の検査を高能率に行うことができる。

次に、本発明に係る渦電流探傷による残存肉厚の評価方法の第５例を図５により説明する。本例の評価方法は、３周波数以上の試験周波数で渦電流探傷を行うことを特徴とする。

本例においては、図５のスリット１〜ｎの測定（手順Ｓ５０）及び被検査体の測定（手順Ｓ５２）を実行する際、渦電流探傷器に備わっている多重周波測定の機能を利用することで、３周波数以上の試験周波数で渦電流探傷を実行する。本例の評価方法は、３周波数以上の試験周波数で渦電流探傷を実行するので、 複数のマスタカーブを作成でき残肉厚さの程度によりマスタカーブを使い分けることが可能となる。

以下、本発明に係る渦電流探傷による残存肉厚の評価方法を実現する装置につき、図６を用いて説明する。

渦電流探傷プローブ３０を渦電流探傷器３３と結線する。対比試験体３１には貫通スリットと複数の残存肉厚の異なるスリットを設けている。最初に対比試験体を用いて校正曲線を作成するため、対比試験体の貫通スリットを異なる２つの試験周波数で測定し、それぞれの試験周波数におけるＥＣＴ信号の位相を同じ値になるように探傷器の設定を行う。その後、異なる２つの試験周波数で残存肉厚の異なるスリットの測定を行い、スリットごとにＥＣＴ信号の位相の差を演算部３４で求め、スリット番号と位相差及び入力部３２から入力するスリット番号に対応した残存肉厚値をメモリ３５に記憶する。これにより、メモリ３５には１対１に対応した残存肉厚値と位相差のデータベースが構築される。次にプローブを実際の被検査体に設置して、対比試験体の測定と同様に異なる２つの試験周波数でＥＣＴ信号を測定し、演算部３４で位相差Δθ’を算出する。その後、演算部３４にメモリ３５にデータベースを読み出し、位相差Δθ’に対応する残存肉厚値を算出する。この残存肉厚値を表示部３６に表示することで、残存肉厚の評価を実施できる。

本発明は被検査体が導電性材料で、検査面の裏面から進展するき裂の先端から検査面までの残存肉厚を評価する用途に利用できる。

第１実施形態に係る残存肉厚の評価方法を示すフロー図である。 第２実施形態に係る残存肉厚の評価方法を示すフロー図である。 第３実施形態に係る残存肉厚の評価方法を示すフロー図である。 第４実施形態に係る残存肉厚の評価方法を示すフロー図である。 第５実施形態に係る残存肉厚の評価方法を示すフロー図である。 本発明に係る残存肉厚の評価装置を示すブロック図である。 残存肉厚と位相との関係を示す図である。 コイルが作る渦電流を模式的に示す図である。 コイルが作る渦電流の被検査体表面の振幅分布を示す図である。 コイルが作る渦電流の被検査体表面の位相分布を示す図である。 平面にコイルが作る渦電流の説明図である。 被検査体の表面方向の位相変化を示す図である。 き裂長さが長い場合のき裂長さと位相変化との関係を示す図である。 き裂長さが短い場合のき裂長さと位相変化との関係を示す図である。 き裂長さをパラメータとした残存肉厚特性を示すグラフ図である。 異なる試験周波数での被検査体表面の振幅分布を示すグラフ図である。 異なる試験周波数での欠陥長さと位相との関係を示すグラフ図である。 対比試験体を用いた校正曲線の作成方法を示す説明図である。 異なる２つの試験周波数による校正曲線を示すグラフ図である。 異なる４つの試験周波数による校正曲線を示すグラフ図である。

符号の説明

１１ 検出コイル
１２ 励磁コイル
１３ ＳＵＳ３１６Ｌ試験体
１４ スリット
１５ 励磁コイル
３０ 渦電流探傷プローブ
３１ 対比試験体
３２ 入力部
３３ 渦電流探傷器
３４ 演算部
３５ メモリ
３６ 表示部

Claims (8)

1. 渦電流探傷を利用して検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価する方法において、残存する肉厚が異なる複数のスリットを設けた対比試験体に対して渦電流の水平方向の分布が同様となる２つの試験周波数による渦電流探傷を実施し、前記複数のスリットのそれぞれについての前記２つの異なる試験周波数間のＥＣＴ信号の位相差と残存する肉厚との相関を示す校正曲線群を得ると共に、被検査体に対して前記２つの試験周波数による渦電流探傷を実施して前記２つの異なる試験周波数間のＥＣＴ信号の位相差を算出し、算出された位相差と前記校正曲線群の位相差とを対比することにより被検査体の検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価することを特徴とする渦電流探傷による残存肉厚の評価方法。
2. 前記対比試験体に対する渦電流探傷を実施する際、各スリットごとに前記複数の試験周波数を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の渦電流探傷による残存肉厚の評価方法。
3. 前記対比試験体に対する渦電流探傷を実施する際、前記試験周波数を第１の試験周波数に切り替えて前記複数のスリットの全てについての渦電流探傷を実施し、全てのスリットに対する第１の試験周波数による渦電流探傷が終了した後、試験周波数を第２の試験周波数に切り替えて再度前記複数のスリットの全てについての渦電流探傷を実施することを特徴とする請求項１に記載の渦電流探傷による残存肉厚の評価方法。
4. 前記被検査体に対する渦電流探傷を実施する際、前記２つの試験周波数のうちの周波数が低い方の試験周波数又はそれとは別の前記２つの試験周波数のうちの周波数が高い方の試験周波数よりも周波数が低い試験周波数で前記被検査体に対する渦電流探傷を実施し、き裂信号が得られない場合にはき裂なしと判断して試験を終了し、き裂信号が得られた場合には前記２つの試験周波数による渦電流探傷を実施することを特徴とする請求項１に記載の渦電流探傷による残存肉厚の評価方法。
5. 前記対比試験体に対する渦電流探傷を実施する際及び前記被検査体に対する渦電流探傷を実施する際、前記２つの試験周波数が重畳された多重周波数による渦電流探傷を実施することを特徴とする請求項１に記載の渦電流探傷による残存肉厚の評価方法。
6. 前記対比試験体として、肉厚方向に貫通したスリット及び残存する肉厚の大きさが異なる複数のスリットを設けた対比試験体を用い、貫通したスリットのＥＣＴ信号を基準にして、前記校正曲線群を得る際の各試験周波数ごとのＥＣＴ信号の位相を定めることを特徴とする請求項１に記載の渦電流探傷による残存肉厚の評価方法。
7. 渦電流探傷を利用して検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価する装置において、プローブと、残存肉厚が異なる複数のスリットを設けた対比試験体と、対比試験体に設けた残存肉厚値の入力部と、対比試験体に発生する渦電流の水平方向の分布が同様となる２つの試験周波数による測定が可能な渦電流探傷器と、前記２つの試験周波数のＥＣＴ信号の位相差を算出する演算部と、該位相差と対比試験体の残存肉厚値の記憶部と、被検査体の測定結果から求めた位相差の記憶部と、表示装置を備えたことを特徴とする渦電流探傷による残存肉厚の評価装置。
8. 渦電流探傷を利用して検査面から内部き裂までの残存する肉厚を評価する装置において、プローブと、肉厚方向に貫通したスリット及び残存肉厚の異なる複数スリットを設けた対比試験体と、対比試験体に設けた残存肉厚値の入力部と、対比試験体に発生する渦電流の水平方向の分布が同様となる２つの試験周波数による測定が可能な渦電流探傷器と、前記２つの試験周波数のＥＣＴ信号の位相差を算出する演算部と、該位相差と対比試験体の残存肉厚値の記憶部と、被検査体の測定結果から求めた位相差の記憶部と、表示装置を備えたことを特徴とする渦電流探傷による残存肉厚の評価装置。

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