JP6798800B2 - Pressure tank inspection method, inspection system and inspection program - Google Patents

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Description

本発明は、圧力タンクの検査方法、検査システム及び検査プログラムに関し、特に圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知して疲労損傷を検査するための検査方法等に関する。 The present invention relates to a pressure tank inspection method, an inspection system, and an inspection program, and more particularly to an inspection method for detecting an acoustic emission wave generated from a pressure tank and inspecting fatigue damage.

近年、地球温暖化及び化石燃料の枯渇といった課題に対し、省エネルギーの抜本的強化、エネルギーセキュリティの向上、及び環境負荷の低減が求められている。燃料電池自動車(FCV)に関する技術と、水素製造、水素輸送及び水素貯蔵に関する技術は、わが国の政策において重要技術と位置づけられ、早期の普及拡大が期待されている。FCV関連産業の競争力向上の為には、水素ステーションの安全性及び信頼性を更に高めることにより、社会受容性の確保に繋げ、水素ステーションの設置を促進する事が不可欠となる。 In recent years, in response to issues such as global warming and fossil fuel depletion, it has been required to drastically strengthen energy saving, improve energy security, and reduce environmental load. Technology related to fuel cell vehicles (FCV) and technology related to hydrogen production, hydrogen transportation, and hydrogen storage are positioned as important technologies in Japan's policy, and their widespread use is expected at an early stage. In order to improve the competitiveness of FCV-related industries, it is indispensable to further enhance the safety and reliability of hydrogen stations, to secure social acceptance, and to promote the installation of hydrogen stations.

この水素ステーションは、水素供給源に接続される高圧圧縮機と、高圧圧縮機に接続される複数の蓄圧器(圧力タンク)と、蓄圧器に接続されFCVに水素を供給するディスペンサーとを有するシステム構成を備える。従来は蓄圧器が鋼製の圧力タンクに限定されていた為に厚肉となり、水素ステーションの設置するための大幅なコストアップを招いていた。そのため、鋼製の圧力タンクに比べて軽量であり、且つコストダウンが期待される複合容器からなる圧力タンクを使用できるように技術基準が整備されつつある。 This hydrogen station is a system having a high-pressure compressor connected to a hydrogen supply source, a plurality of accumulators (pressure tanks) connected to the high-pressure compressor, and a dispenser connected to the accumulator to supply hydrogen to the FCV. It has a configuration. In the past, the accumulator was limited to a steel pressure tank, which made it thicker, which led to a significant cost increase for installing a hydrogen station. Therefore, technical standards are being established so that a pressure tank made of a composite container, which is lighter in weight than a steel pressure tank and is expected to reduce costs, can be used.

主な4種類の圧力タンクの構造を図1A〜Dに示す。なお、図1A〜Dにおいては、各圧力タンクの左側部分が容器外部を示す概略側面図であり、各圧力タンクの右側部分が容器内部を示す概略断面図である。図1Aは金属製の圧力タンクであるタイプ1容器10を示している。また図1Bは、クロモリブデン鋼等の金属製のライナー21と、ライナー21の胴部にフープ巻きされた炭素繊維強化樹脂(CFRP)製のフープ層22とを有する複合容器(圧力タンク)であるタイプ2容器20を示している。 The structures of the four main types of pressure tanks are shown in FIGS. 1A to 1D. In FIGS. 1A to 1D, the left side portion of each pressure tank is a schematic side view showing the outside of the container, and the right side portion of each pressure tank is a schematic cross-sectional view showing the inside of the container. FIG. 1A shows a Type 1 container 10 which is a metal pressure tank. Further, FIG. 1B is a composite container (pressure tank) having a metal liner 21 such as chromolybdenum steel and a hoop layer 22 made of carbon fiber reinforced resin (CFRP) in which a hoop is wound around the body of the liner 21. Shows type 2 container 20.

図1Cは、アルミ合金等の金属製のライナー31と、ライナー31の胴部にフープ巻きされたCFRP製のフープ層32と、ライナー31の鏡部にヘリカル巻きされたCFRP製のヘリカル層33とを有する複合容器であるタイプ3容器30を示している。さらに、図1Dは、熱可塑性樹脂製のライナー41と、ライナー41の胴部にフープ巻きされたCFRP製のフープ層42と、ライナー41の鏡部にヘリカル巻きされたCFRP製のヘリカル層43と、ライナー41に設けられた口金44とを有する複合容器であるタイプ4容器40を示している。 FIG. 1C shows a metal liner 31 such as an aluminum alloy, a CFRP hoop layer 32 hoop-wound around the body of the liner 31, and a CFRP helical layer 33 helically wound around the mirror of the liner 31. A type 3 container 30 which is a composite container having the above is shown. Further, FIG. 1D shows a liner 41 made of a thermoplastic resin, a hoop layer 42 made of CFRP wound around the body of the liner 41, and a helical layer 43 made of CFRP helically wound around the mirror portion of the liner 41. , A type 4 container 40 which is a composite container having a base 44 provided on the liner 41 is shown.

水素ステーションでの圧力タンクの主な劣化現象は、圧力タンクへの水素供給による昇圧とFCVへの水素放出による減圧の繰り返しによるライナーの疲労損傷である。疲労損傷はライナー内面に発生し、内面から進展してライナーを貫通して水素漏洩が発生する。水素漏洩を防止するための保安検査に求められるのは、水素ステーションの運用を大きく妨げることなく、圧力タンクの供用中に疲労損傷の進展状況を把握することである。 The main deterioration phenomenon of the pressure tank at the hydrogen station is fatigue damage of the liner due to repeated pressurization by supplying hydrogen to the pressure tank and depressurization by releasing hydrogen to the FCV. Fatigue damage occurs on the inner surface of the liner, extends from the inner surface, penetrates the liner, and causes hydrogen leakage. What is required for safety inspections to prevent hydrogen leakage is to grasp the progress of fatigue damage during the operation of the pressure tank without significantly hindering the operation of the hydrogen station.

圧力タンクの疲労損傷の検査方法として、目視検査、浸透探傷検査、超音波探傷検査、及び放射線透過検査が検討されている。疲労損傷は、圧力タンクの使用中にライナーの内面から発生し、疲労損傷が進展して、ライナーを貫通することで水素が漏洩する。そのため、漏洩を未然に防ぐために、疲労損傷の進展を検査する検査技術が必要とされている。しかしながら、検討されている上記検査方法はいずれも以下に示すように保安検査として不十分である。 Visual inspection, penetrant inspection, ultrasonic flaw detection inspection, and radiation transmission inspection are being studied as methods for inspecting fatigue damage in pressure tanks. Fatigue damage occurs from the inner surface of the liner during use of the pressure tank, and the fatigue damage progresses and penetrates the liner, causing hydrogen to leak. Therefore, in order to prevent leakage, an inspection technique for inspecting the progress of fatigue damage is required. However, all of the above inspection methods under consideration are insufficient as security inspections as shown below.

外面からの目視検査では、検査員がライナーの内面に発生した疲労損傷を発見することはできない。また、検査員は、圧力タンクの使用を停止して圧力タンク内部を開放し、ファイバースコープでライナーの内面を目視で検査することもできる。しかし、疲労損傷は極めて微細なき裂であるために目視では検出できない。また、圧力タンクを開放する作業は水素ステーションの運用を停止する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。 Visual inspection from the outside does not allow the inspector to detect fatigue damage on the inside of the liner. The inspector can also stop using the pressure tank, open the inside of the pressure tank, and visually inspect the inner surface of the liner with a fiberscope. However, fatigue damage cannot be detected visually because it is an extremely fine crack. In addition, the work of opening the pressure tank requires stopping the operation of the hydrogen station, which cannot be inspected during operation, which may affect the suspension of business.

浸透探傷検査では、圧力タンクの使用を停止して圧力タンク内部を開放し、ライナー内面から疲労損傷による微細なき裂を検知することができる。しかしながら、浸透探傷検査では金属製のライナー内面に浸透液を塗布する為、検査後に完全に浸透液を除去することは困難である。そのため、圧力タンク内が浸透液に汚染され、99.99%以上の水素純度を要求されるFCV用燃料を保管できなくなる可能性がある。また、圧力タンクを開放する作業は水素ステーションの運用を停止する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。 In the penetrant inspection, it is possible to stop the use of the pressure tank, open the inside of the pressure tank, and detect minute cracks due to fatigue damage from the inner surface of the liner. However, in the penetrant inspection, the penetrant is applied to the inner surface of the metal liner, so it is difficult to completely remove the penetrant after the inspection. Therefore, the inside of the pressure tank may be contaminated with the penetrant, and it may not be possible to store the FCV fuel that requires a hydrogen purity of 99.99% or more. In addition, the work of opening the pressure tank requires stopping the operation of the hydrogen station, which cannot be inspected during operation, which may affect the suspension of business.

超音波探傷検査では、圧力タンクを開放せずに圧力タンクの外面から検査員が超音波を入射して疲労損傷からの反射波を検出して分析することで疲労損傷の進展を検査する。例えば、タイプ2容器20の鏡部は、超音波による疲労損傷の検知が可能である。しかし、タイプ2容器20の胴部では、CFRP製のフープ層22に起因して、超音波による疲労損傷の検知は困難である。また、300Lの容量の圧力タンクの胴部は、直径0.5m程度、長さ3〜6m程度と探傷範囲が広いため、検査に時間を要する。さらに、超音波探傷検査では圧力タンク内の水素を排出する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。 In ultrasonic flaw detection inspection, an inspector inspects the progress of fatigue damage by injecting ultrasonic waves from the outer surface of the pressure tank to detect and analyze the reflected wave from the fatigue damage without opening the pressure tank. For example, the mirror portion of the type 2 container 20 can detect fatigue damage by ultrasonic waves. However, in the body of the type 2 container 20, it is difficult to detect fatigue damage by ultrasonic waves due to the hoop layer 22 made of CFRP. Further, since the body of the pressure tank having a capacity of 300 L has a wide flaw detection range of about 0.5 m in diameter and about 3 to 6 m in length, it takes time to inspect. Furthermore, in ultrasonic flaw detection inspection, it is necessary to discharge hydrogen in the pressure tank, which cannot be inspected during operation, which may affect the suspension of work.

また、水素ステーションにおいては、複数の圧力タンクが重なってカードルに搭載されている。そのため、圧力タンクの表面にアクセスできないために、超音波を入射できない圧力タンクがある。カードルから圧力タンクを取り出せば超音波を入射することもできるが、圧力タンクを取り出すために水素ステーションの運用を停止する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。さらに、取り外した圧力タンクをカードルに再搭載するには、搭載後の検査時間を含めて1週間程度の期間を要する。また、タイプ3容器30の金属製のライナー31は、その全面が厚いCFRP製のフープ層32で覆われている。CFRPは超音波の減衰が大きいため、超音波探傷検査による疲労損傷の検出は困難である。 Further, in a hydrogen station, a plurality of pressure tanks are stacked and mounted on a curdle. Therefore, some pressure tanks cannot receive ultrasonic waves because the surface of the pressure tank cannot be accessed. If the pressure tank is taken out from the curdle, ultrasonic waves can be incident, but it is necessary to stop the operation of the hydrogen station in order to take out the pressure tank, and it cannot be inspected during operation, which affects the suspension of work. Further, in order to reload the removed pressure tank on the curdle, it takes about one week including the inspection time after mounting. The entire surface of the metal liner 31 of the type 3 container 30 is covered with a thick CFRP hoop layer 32. Since CFRP has a large ultrasonic attenuation, it is difficult to detect fatigue damage by ultrasonic flaw detection inspection.

放射線透過試験では、水素ステーションのカードルに搭載された圧力タンクを取り外す必要がある。圧力タンクを取り出す作業は水素ステーションの運用を停止する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。さらに、取り外した圧力タンクをカードルに再搭載するには、搭載後の検査時間を含めて1週間程度の期間を要する。 In the radiation transmission test, it is necessary to remove the pressure tank mounted on the curdle of the hydrogen station. The work of taking out the pressure tank requires the operation of the hydrogen station to be stopped, and it cannot be inspected during operation, which may affect the suspension of business. Further, in order to reload the removed pressure tank on the curdle, it takes about one week including the inspection time after mounting.

そのため、供用中の圧力タンクの疲労損傷に対する実用的な検査方法が必要とされている。特に図1Bに示すタイプ2容器20と、図1Cに示すタイプ3容器30においては、CFRP製のフープ層22,32によって金属製のライナー21,31が強化されている。これにより、フープ層22,32に厚く包まれたライナー21,31の内面の非常に微細なき裂は、ライナー21,31の肉厚方向へと進展する。そして、このような疲労損傷に対する実用的な検査方法は存在していない。 Therefore, there is a need for a practical inspection method for fatigue damage to pressure tanks in service. In particular, in the type 2 container 20 shown in FIG. 1B and the type 3 container 30 shown in FIG. 1C, the metal liners 21 and 31 are reinforced by the hoop layers 22 and 32 made of CFRP. As a result, very fine cracks on the inner surface of the liners 21 and 31 thickly wrapped in the hoop layers 22 and 32 grow in the thickness direction of the liners 21 and 31. And there is no practical inspection method for such fatigue damage.

この点、非破壊検査技術の一種であるアコースティックエミッション(AE)法を用いて金属材料の疲労損傷の進展状況を検査する事例が多数存在する。AE法では、検査対象にAEセンサーを設置し、試験対象内部のき裂の進展に伴って発生する弾性波(AE波)を受動的に検出して、検査対象の損傷を検知する。例えば、特許文献1は、AE法を用いて回転機械内の軸受の寿命を診断する軸受診断方法を開示している。 In this regard, there are many cases in which the progress of fatigue damage of metallic materials is inspected using the acoustic emission (AE) method, which is a kind of non-destructive inspection technology. In the AE method, an AE sensor is installed in the inspection target, and elastic waves (AE waves) generated by the growth of cracks inside the inspection target are passively detected to detect damage to the inspection target. For example, Patent Document 1 discloses a bearing diagnosis method for diagnosing the life of a bearing in a rotating machine by using the AE method.

特開2012−242336号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-242336

しかし、AEパラメータは、検査対象に大きく影響を受けるため、軸受けの寿命診断方法をそのまま圧力タンクの検査方法とすることはできない。 However, since the AE parameter is greatly affected by the inspection target, the bearing life diagnosis method cannot be used as it is for the pressure tank inspection method.

上記課題を解決するため、本発明の一例としての圧力タンクの検査方法は、前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知し、検知された前記アコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得し、前記アコースティックエミッションパラメータに基づいて前記圧力タンクの損傷を判断することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the pressure tank inspection method as an example of the present invention detects an acoustic emission wave generated from the pressure tank, acquires an acoustic emission parameter based on the detected acoustic emission wave, and obtains an acoustic emission parameter. It is characterized in that damage to the pressure tank is determined based on the acoustic emission parameters.

また、本発明の他の例としての圧力タンクの検査システムは、前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知するセンサーと、検知された前記アコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得するパラメータ取得部であって、前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を、前記アコースティックエミッションパラメータとして取得するパラメータ取得部と、を備えることを特徴とする。 Further, in the pressure tank inspection system as another example of the present invention, a sensor that detects an acoustic emission wave generated from the pressure tank and a parameter acquisition that acquires an acoustic emission parameter based on the detected acoustic emission wave. Amplitude, which is the ratio of the representative value of the amplitude value in the second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave to the representative value in the amplitude value of the first frequency band of the acoustic emission wave. It is characterized by including a parameter acquisition unit that acquires the value of the ratio as the acoustic emission parameter.

また、本発明の他の例としての圧力タンクの検査プログラムは、前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得するパラメータ取得部としてコンピューターを機能させ、前記パラメータ取得部は、前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を、前記アコースティックエミッションパラメータとして取得することを特徴とする。 Further, in the pressure tank inspection program as another example of the present invention, the computer functions as a parameter acquisition unit for acquiring acoustic emission parameters based on the acoustic emission wave generated from the pressure tank, and the parameter acquisition unit may be used. The value of the amplitude ratio, which is the ratio of the representative value of the amplitude value in the second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave, to the representative value in the amplitude value of the first frequency band of the acoustic emission wave. It is characterized in that it is acquired as the acoustic emission parameter.

これにより、圧力タンクの供用中に、圧力タンクの疲労損傷を検査することができる。 As a result, fatigue damage of the pressure tank can be inspected during the operation of the pressure tank.

本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照して例示的に示した以下の実施例の説明から明らかになる。 Further features of the present invention will become apparent from the description of the following examples exemplified by reference to the accompanying drawings.

容器外部の概略側面図と、容器中央を長手方向に沿って切断した概略断面図とを示し、Aはタイプ1容器を示し、Bはタイプ2容器を示し、Cはタイプ3容器を示し、Dはタイプ4容器を示している。A schematic side view of the outside of the container and a schematic cross-sectional view of the center of the container cut along the longitudinal direction are shown, where A indicates a type 1 container, B indicates a type 2 container, C indicates a type 3 container, and D. Indicates a type 4 container. 圧力タンクの端部周辺の概略斜視図である。It is a schematic perspective view around the end of a pressure tank. 200kHz〜300kHzの周波数帯域のAE振幅値と、漏洩までのサイクル数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the AE amplitude value of the frequency band of 200kHz to 300kHz, and the number of cycles until leakage. 全周波数帯域のAE振幅値と、漏洩までのサイクル数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the AE amplitude value of all frequency bands, and the number of cycles until leakage. AE振幅比と、漏洩までのサイクル数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the AE amplitude ratio and the number of cycles until leakage. AE振幅比と、応力振幅との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the AE amplitude ratio and the stress amplitude. 第1実施形態に係る検査システムを示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the inspection system which concerns on 1st Embodiment. 検査手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an inspection procedure. 第2実施形態に係る検査システムを示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the inspection system which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions of the components, etc. described in the following embodiments are arbitrary and can be changed according to the configuration of the device to which the present invention is applied or various conditions. Further, unless otherwise specified, the scope of the present invention is not limited to the embodiments specifically described below.

[第1実施形態]
検査対象のアコースティックエミッションパラメータ(AEパラメータ)は、AEセンサーが検知したAE波を信号処理して取得される。具体的に、AEパラメータは、AE発生数、AE振幅、AEエネルギー、AE波形(最大振幅値、立ち上がり時間、及び持続時間等)、AE周波数、AE平均値、AE実効値、AE計数率、及びAE計数総数等を含んでいる。疲労損傷の進展状況を検査する際にAE法を用いる場合、一般的に疲労損傷の進展に伴ってAE発生数、AE振幅及びAEエネルギーの絶対値等のAEパラメータが右肩上がりに増加する。発明者らは、AEパラメータのうち、特にAEの振幅値が、疲労損傷の進展に伴って右肩上がりに増加することを試験片を用いた疲労試験において確認した。そのため、このパラメータを検査指標に用いれば、圧力タンクの疲労損傷の進展状態を把握することができる。
[First Embodiment]
The acoustic emission parameter (AE parameter) to be inspected is acquired by signal processing the AE wave detected by the AE sensor. Specifically, the AE parameters include the number of AEs generated, the AE amplitude, the AE energy, the AE waveform (maximum amplitude value, rise time, duration, etc.), AE frequency, AE mean value, AE effective value, AE count rate, and. Includes the total number of AE counts. When the AE method is used when inspecting the progress of fatigue damage, AE parameters such as the number of AE occurrences, AE amplitude, and absolute value of AE energy generally increase with the progress of fatigue damage. The inventors confirmed in a fatigue test using a test piece that among the AE parameters, in particular, the amplitude value of AE increased upward with the progress of fatigue damage. Therefore, if this parameter is used as an inspection index, it is possible to grasp the progress state of fatigue damage in the pressure tank.

[AEセンサーの設置場所]
AEセンサーを圧力タンクに設置する場合、特に図1Bのタイプ2容器20及び図1Cのタイプ3容器30にAEセンサーを設置する場合には工夫が必要となる。何故ならば、例えば、タイプ2容器20の金属製のライナー21は、その表面がCFRP製のフープ層22で覆われており、ライナー21の外部への露出部がほとんど無い。そのため、AEセンサーをライナー21へ直接設置することができず、感度よくAEを検出することができないからである。また、フープ層22へAEセンサーを設置することはできるが、CFRPは減衰が大きい為、AEの検出感度が低くなってしまって現実的ではない。タイプ3容器30についても、同様にAEの検出感度が低くなってしまう。
[Installation location of AE sensor]
When the AE sensor is installed in the pressure tank, in particular, when the AE sensor is installed in the type 2 container 20 of FIG. 1B and the type 3 container 30 of FIG. 1C, some ingenuity is required. This is because, for example, the surface of the metal liner 21 of the type 2 container 20 is covered with the hoop layer 22 made of CFRP, and there is almost no exposed portion of the liner 21 to the outside. Therefore, the AE sensor cannot be directly installed on the liner 21, and the AE cannot be detected with high sensitivity. Further, although the AE sensor can be installed on the hoop layer 22, it is not realistic because the CFRP has a large attenuation and the AE detection sensitivity becomes low. Similarly, the AE detection sensitivity of the type 3 container 30 is lowered.

そこで、感度良くAE波を計測するためのAEセンサーの設置場所について、圧力タンク50の端部周辺を拡大して示す図2を参照して説明する。なお、圧力タンク50の両端は同様の構成を備えているので、その一端のみを説明して他端の説明は省略する。 Therefore, the installation location of the AE sensor for measuring the AE wave with high sensitivity will be described with reference to FIG. 2, which shows an enlarged view of the periphery of the end of the pressure tank 50. Since both ends of the pressure tank 50 have the same configuration, only one end thereof will be described and the other end will be omitted.

一般的に圧力タンク50の端部には容器バルブ51が設けられており、当該バルブ51には水素パイプ52を取り付け可能である。そして、バルブ51には、圧力タンク50にバルブ51を固定する工具(レンチ)と当接するための平面部53が設けられている。そこで、AEセンサー54は、バルブ51の平面部53に接着する。これにより、容器バルブ51は、金属製のライナーに金属製の螺子で強固に固定されているため、AEセンサー54は感度良くAE波を計測できる。 Generally, a container valve 51 is provided at the end of the pressure tank 50, and a hydrogen pipe 52 can be attached to the valve 51. The valve 51 is provided with a flat surface portion 53 for contacting the pressure tank 50 with a tool (wrench) for fixing the valve 51. Therefore, the AE sensor 54 is adhered to the flat surface portion 53 of the valve 51. As a result, since the container valve 51 is firmly fixed to the metal liner with the metal screw, the AE sensor 54 can measure the AE wave with high sensitivity.

バルブ51の平面部53に設置する場合、AEセンサー54は、水素ステーションでの供用中に圧力タンク50を開放せずに設置できる。さらに、バルブ51には一般的に平面部53が設けられているため、AEセンサー54を取り付けるために別途の平面を形成する必要がない。なお、AEセンサー54の取り付けは、一般的な手法によって行う。例えば、AEセンサー54が圧電素子型である場合には、まず容器バルブ51の平面部53に治具(不図示)を固定する。そして、固定された治具に、AEセンサー54を挿入し、AEセンサー54の後方から弾性体を介して螺子等で固定する。さらに、ノイズ対策のための絶縁テープをAEセンサー54のケースに巻きつけてもよい。また、ワセリン等の接触媒質をAEセンサー54の受波面に塗布してもよい。 When installed on the flat surface 53 of the valve 51, the AE sensor 54 can be installed without opening the pressure tank 50 during service at the hydrogen station. Further, since the valve 51 is generally provided with a flat surface portion 53, it is not necessary to form a separate flat surface in order to attach the AE sensor 54. The AE sensor 54 is attached by a general method. For example, when the AE sensor 54 is a piezoelectric element type, a jig (not shown) is first fixed to the flat surface portion 53 of the container valve 51. Then, the AE sensor 54 is inserted into the fixed jig, and the AE sensor 54 is fixed from behind the AE sensor 54 with a screw or the like via an elastic body. Further, an insulating tape for noise suppression may be wrapped around the case of the AE sensor 54. Further, a contact medium such as petrolatum may be applied to the receiving surface of the AE sensor 54.

[振幅比]
AE発生数、AE振幅及びAEエネルギーの絶対値は、検査条件(AEセンサーの設置場所、評価対象、及び圧力変動の範囲等)の影響を大きく受ける。そのため、圧力タンクに常時取り付けられたAEセンサーでモニタリングすれば疲労損傷を検査できるが、定期検査となる供用中の検査には適していない。一方、検査条件に影響を受けないAEパラメータとして、AE周波数がある。そして、発明者らが試験片で疲労試験を行った結果、疲労損傷の進展に伴う圧力タンクのAEは、高周波数(例えば、200kHz〜300kHz)であることが明らかになった。
[Amplitude ratio]
The absolute value of the number of AEs generated, the AE amplitude, and the AE energy is greatly affected by the inspection conditions (the installation location of the AE sensor, the evaluation target, the range of pressure fluctuation, etc.). Therefore, fatigue damage can be inspected by monitoring with an AE sensor always attached to the pressure tank, but it is not suitable for in-service inspection, which is a regular inspection. On the other hand, there is an AE frequency as an AE parameter that is not affected by the inspection conditions. Then, as a result of the fatigue test conducted by the inventors with the test piece, it became clear that the AE of the pressure tank accompanying the progress of fatigue damage has a high frequency (for example, 200 kHz to 300 kHz).

すなわち、フープ層からのAEを除去するために周波数フィルタで低周波数(例えば、100kHz以下)のAEを除去して得られた高周波数の周波数帯域のAEが、疲労損傷の進展に伴う圧力タンクのAEであることが明らかになった。なお、圧力タンクには常用圧力以上の加圧で自緊処理が行われる為、常用圧力で使用していれば、カイザー効果が特に顕著なCFRP製のフープ層は破壊されない。このカイザー効果とは、材料に負荷を加えるとAEが発生するが一度除荷し再び負荷を加えると以前の最大負荷を越えるまでAEが発生しない、というAE特有の不可逆現象である。そのため、圧力タンクの疲労損傷を評価する際には、CFRP製のフープ層の破壊を考慮しないこともできる。 That is, the AE in the high frequency band obtained by removing the low frequency (for example, 100 kHz or less) AE with a frequency filter in order to remove the AE from the hoop layer is the AE of the pressure tank accompanying the progress of fatigue damage. It became clear that it was AE. Since the pressure tank is subjected to autofrettage treatment at a pressure higher than the normal pressure, the CFRP hoop layer, which has a particularly remarkable Kaiser effect, is not destroyed if it is used at the normal pressure. This Kaiser effect is an irreversible phenomenon peculiar to AE that AE is generated when a load is applied to a material, but AE is not generated until the previous maximum load is exceeded when the load is once removed and the load is applied again. Therefore, when evaluating the fatigue damage of the pressure tank, it is possible not to consider the fracture of the hoop layer made of CFRP.

しかしながら、圧力タンクの輸送中に生じたフープ層の表面損傷が起点になってフープ層の破壊が起こり、当該破壊に伴ってAEが発生することも考えられる。そのため、フープ層の破壊に伴うAE波を金属製のライナーの疲労損傷に伴うAE波と区別することが望ましい。具体的に、発明者らは、フープ層の破壊に伴うAE波は、200kHz未満の周波数成分からなり、特に70kHzの成分を多く含んでいることを実験結果から確認している。 However, it is also conceivable that the hoop layer is destroyed due to the surface damage of the hoop layer generated during the transportation of the pressure tank, and AE is generated along with the destruction. Therefore, it is desirable to distinguish the AE wave associated with the fracture of the hoop layer from the AE wave associated with fatigue damage of the metal liner. Specifically, the inventors have confirmed from the experimental results that the AE wave accompanying the destruction of the hoop layer is composed of a frequency component of less than 200 kHz, and particularly contains a large amount of a component of 70 kHz.

しかし、発明者らが、タイプ3容器30を用いた加速疲労試験を行った結果、疲労損傷の進展と高周波数のAE振幅値との間に有意な相関が観察されない場合があった。これを、図3に示す200kHz〜300kHzの周波数帯域のAE振幅値のグラフを参照して説明する。なお、図3においては縦軸が各サイクルにおける最大AE振幅値の絶対値を示し、横軸が疲労試験のサイクル数を示す。この疲労試験においては、圧力タンクとして複合容器のAE発生挙動を調査した。この複合容器の仕様は、設計圧力:45MPa、最小破裂圧力:135MPa(破裂安全率3以上)、内容量:30L、アルミライナー素材:A6061−T6、フープ層素材:PAN系であった。また、この複合容器の製造時には、自緊処理により253MPaの残留圧縮応力が負荷されていた。 However, as a result of the accelerated fatigue test using the type 3 container 30, the inventors may not observe a significant correlation between the progress of fatigue damage and the high frequency AE amplitude value. This will be described with reference to the graph of the AE amplitude value in the frequency band of 200 kHz to 300 kHz shown in FIG. In FIG. 3, the vertical axis shows the absolute value of the maximum AE amplitude value in each cycle, and the horizontal axis shows the number of fatigue test cycles. In this fatigue test, the AE generation behavior of the composite container as a pressure tank was investigated. The specifications of this composite container were design pressure: 45 MPa, minimum burst pressure: 135 MPa (burst safety factor 3 or more), content capacity: 30 L, aluminum liner material: A6061-T6, hoop layer material: PAN type. Further, at the time of manufacturing this composite container, a residual compressive stress of 253 MPa was applied by the autofrettage treatment.

疲労試験の試験条件は、圧力媒体:イオン交換水、圧力範囲:1〜75MPa、繰り返し周波数:0.05Hz、周方向応力範囲:−253〜5MPa、漏洩までの繰り返し数(サイクル数):24,925回であった。また、AEセンサーとしてVS150−RICセンサ(Vallen製)を、複合容器の両端のバルブの平面部に取り付けた。さらに、AEセンサーとしてAE−144Aセンサ(富士セラミック製)を、複合容器の両端のバルブの平面部に取り付けた。また、AE計測装置はAMSY−5(Vallen製)を使用した。 The test conditions for the fatigue test are: pressure medium: ion-exchanged water, pressure range: 1 to 75 MPa, repetition frequency: 0.05 Hz, circumferential stress range: -253 to 5 MPa, number of repetitions until leakage (number of cycles): 24, It was 925 times. Further, VS150-RIC sensors (manufactured by Vallen) as AE sensors were attached to the flat surfaces of the valves at both ends of the composite container. Further, as an AE sensor, an AE-144A sensor (manufactured by Fuji Ceramic) was attached to the flat surfaces of the valves at both ends of the composite container. Moreover, AMSY-5 (manufactured by Vallen) was used as the AE measuring device.

45MPaの設計圧力である複合容器に対し75MPaの内圧を負荷した所、約2万5千回のサイクルで漏洩が確認され、き裂はライナーの胴部からせん断型で貫通していた。このとき、200kHz〜300kHzのAE振幅値の経時変化を観察しても、図3のグラフに示すように、サイクル数と共に上昇して疲労破壊直前で最大となるようなパターンにはならなかった。 When an internal pressure of 75 MPa was applied to the composite container having a design pressure of 45 MPa, leakage was confirmed in about 25,000 cycles, and the crack penetrated from the body of the liner with a shear type. At this time, even when observing the time course of the AE amplitude value from 200 kHz to 300 kHz, as shown in the graph of FIG. 3, the pattern did not increase with the number of cycles and became the maximum immediately before fatigue fracture.

複合容器には自緊処理が施され、金属製のライナーに塑性変形を引き起こしてライナーの平均応力を圧縮側にシフトする(製造時に大きな残留圧縮応力をライナーに負荷する)ことによって疲労寿命が延命されている。そこで、発明者らは、疲労損傷の進展と高周波数のAE振幅値との間に有意な相関が観察されなかった原因が、自緊処理による以下の3つの影響であると考えた。 The composite vessel is autofrettage-treated to cause plastic deformation of the metal liner and shift the average stress of the liner to the compression side (a large residual compressive stress is applied to the liner during manufacturing) to extend the fatigue life. Has been done. Therefore, the inventors considered that the reason why no significant correlation was observed between the progress of fatigue damage and the high frequency AE amplitude value was the following three effects due to the autofrettage treatment.

第1に、自緊処理によって金属製のライナーにすべり線が発生するが、すべり線に沿う疲労損傷のAEは振幅値が小さく発生数も少ない。第2に、疲労損傷の進展早期に、自緊処理による応力集中部、又は金属製のライナーを加工する際の微小傷からAEが発生する。第3に、自緊処理によってき裂がせん断方法に進展する現象が観察されていることから、せん断方向へき裂が進展する場合は、AEの放射方向の影響とき裂先端へ負荷する応力が半減してAE振幅値が小さくなる。 First, the self-tightening process causes slip lines on the metal liner, but the AE of fatigue damage along the slip lines has a small amplitude value and a small number of occurrences. Secondly, AE is generated from a stress concentration portion by autofrettage treatment or a minute scratch when processing a metal liner at an early stage of fatigue damage. Thirdly, since the phenomenon that the crack grows in the shearing method due to the autofrettage treatment is observed, when the crack grows in the shearing direction, the stress applied to the crack tip is halved due to the influence of the AE radiation direction. Then, the AE amplitude value becomes smaller.

この3つの影響により、試験片とは異なって複合容器の疲労試験時には、200kHz〜300kHzの低振幅値の疲労損傷の進展に伴うAEに加えて、局部応力の集中部又は初期き裂が原因の高振幅値の多数のAEが計測されると考えられる。そのため、疲労損傷のAEはその他のAEに紛れてしまい、AE振幅値の経時変化だけでは疲労損傷の進展状況の観察が難しいと考えられる。 Due to these three effects, unlike the test piece, during the fatigue test of the composite container, in addition to the AE associated with the progress of fatigue damage with a low amplitude value of 200 kHz to 300 kHz, the cause is the local stress concentration part or the initial crack. It is considered that a large number of AEs with high amplitude values are measured. Therefore, the AE of fatigue damage is mixed with other AEs, and it is considered difficult to observe the progress of fatigue damage only by the time course of the AE amplitude value.

しかしながら、振幅値は小さくても、疲労損傷の進展に伴うAEの周波数は200kHz〜300kHzであることは明らかである。そこで、発明者らは、当該周波数を強調することによって疲労損傷の進展状況を観察することを考えた。すなわち、発明者らは、特定周波数帯域におけるAE振幅値を強調するために、圧力タンクのAEのうち疲労損傷に起因する周波数帯域におけるAE振幅値を、検出された全ての周波数帯域におけるAE振幅値で割ることによって「振幅比」を算出した。そして、発明者らは、上記加速疲労試験中の振幅比を検証した結果、疲労損傷が進むに伴って、振幅比が右肩上がりに増加することを確認した。 However, even if the amplitude value is small, it is clear that the frequency of AE accompanying the progress of fatigue damage is 200 kHz to 300 kHz. Therefore, the inventors considered observing the progress of fatigue damage by emphasizing the frequency. That is, in order to emphasize the AE amplitude value in a specific frequency band, the inventors set the AE amplitude value in the frequency band caused by fatigue damage among the AEs of the pressure tank, and the AE amplitude value in all the detected frequency bands. The "amplitude ratio" was calculated by dividing by. Then, as a result of verifying the amplitude ratio during the accelerated fatigue test, the inventors confirmed that the amplitude ratio increases upward as the fatigue damage progresses.

具体的に、図4は検出された全周波数帯域におけるAE振幅値を示すグラフである。図3と同様に、図4においても縦軸がAE振幅値を示し、横軸が疲労試験のサイクル数を示す。また、各サイクルにおいて、200kHz〜300kHzの周波数帯域におけるAE振幅値の代表値を、全周波数帯域におけるAE振幅値の代表値で割って算出した振幅比(絶対値)を図5のグラフに示す。なお、図5の振幅比の算出には、代表値として各サイクルにおける最大AE振幅値の絶対値を用いた。 Specifically, FIG. 4 is a graph showing AE amplitude values in all detected frequency bands. Similar to FIG. 3, in FIG. 4, the vertical axis shows the AE amplitude value, and the horizontal axis shows the number of fatigue test cycles. Further, in each cycle, the amplitude ratio (absolute value) calculated by dividing the representative value of the AE amplitude value in the frequency band of 200 kHz to 300 kHz by the representative value of the AE amplitude value in the entire frequency band is shown in the graph of FIG. The absolute value of the maximum AE amplitude value in each cycle was used as a representative value for calculating the amplitude ratio in FIG.

図5に示すように、振幅比が約0.2程度から疲労損傷の進展に伴って右肩上がりに上昇していることがわかる。このことから、水素ステーションの圧力タンクの供用中に定期的にAEを計測し、振幅比の変化を記録して管理する保全検査によって、安全性を担保しつつ合理的な圧力タンクを運用できることがわかった。 As shown in FIG. 5, it can be seen that the amplitude ratio increases from about 0.2 to the right as the fatigue damage progresses. From this, it is possible to operate a rational pressure tank while ensuring safety by performing maintenance inspections that regularly measure AE during operation of the pressure tank of the hydrogen station and record and manage changes in the amplitude ratio. all right.

[応力振幅と振幅比]
次に、発明者らは、実際の水素ステーションにおける応力振幅と振幅比の関係を、平板試験片を用いた実験で検討した。この平板試験片の条件は、試験片の形状:長方形、試験片の長さ:250±0.15mm、試験片の幅:30±0.15mm、試験片の厚み:12±0.15mmであった。また、平板試験の試験条件は、負荷変動:0.8MPa〜336MP、繰り返し数(サイクル数):約5万サイクル(破断しない試験片を含む)であり、いずれの試験条件も最大負荷はアルミ合金の耐力以上の塑性応力下とした。
[Stress amplitude and amplitude ratio]
Next, the inventors examined the relationship between the stress amplitude and the amplitude ratio in an actual hydrogen station by an experiment using a flat plate test piece. The conditions of this flat plate test piece are: shape of test piece: rectangular, length of test piece: 250 ± 0.15 mm, width of test piece: 30 ± 0.15 mm, thickness of test piece: 12 ± 0.15 mm. It was. The test conditions for the flat plate test are load fluctuation: 0.8 MPa to 336 MP, number of repetitions (number of cycles): about 50,000 cycles (including test pieces that do not break), and the maximum load is aluminum alloy in all test conditions. Under plastic stress equal to or greater than the proof stress of.

また、平板試験では、平板試験片の上面四点を加圧する上部治具と、平板試験片の下面四点を支持する下部治具とを備える片振り四点曲げ疲労試験装置を用いた。平板試験片の長さ方向において、下部治具の支持点同士の間隔(70mm)は、上部治具の加圧点同士の間隔(210mm)よりも狭くした。これにより、負荷上昇時には、下部治具の支持点同士の間に位置する平板試験片の略中央部が下から押し上げられるように、上側が凸になって平板試験片が曲がり、平板試験片の上面側に引張力が働く。これにより、平板試験片の略中央部に疲労き裂が発生するようにした。 Further, in the flat plate test, a single swing four-point bending fatigue test apparatus including an upper jig for pressurizing four points on the upper surface of the flat plate test piece and a lower jig for supporting four points on the lower surface of the flat plate test piece was used. In the length direction of the flat plate test piece, the distance between the support points of the lower jig (70 mm) was narrower than the distance between the pressure points of the upper jig (210 mm). As a result, when the load is increased, the upper side is convex and the flat plate test piece is bent so that the substantially central portion of the flat plate test piece located between the support points of the lower jig is pushed up from below. Tensile force acts on the upper surface side. As a result, fatigue cracks are generated in the substantially central portion of the flat plate test piece.

平板試験片の上面には、疲労き裂を検知するために2個のAEセンサーを設置した。2個のAEセンサーは、平板試験片の長さ方向に沿った二等分線上において、それぞれ平板試験片の幅方向に沿った二等分線から50mm離間した位置に設置された。さらに、圧子と平板試験片の接触摩擦に伴うノイズ等の外乱要因を検知するために、参照用のAEセンサーを上部治具及び下部治具にそれぞれ1個ずつ設置した。そして、AEセンサー毎のAE波の到達時間差を用いて、疲労き裂の発生エリアのみのAE波を選択的に抽出し、四点曲げの四つの圧子の接触面でのノイズ信号と区別した。なお、AEセンサーはAE−144A(富士セラミック製)を使用し、AE計測装置はAMSY−5(Vallen製)を使用した。 Two AE sensors were installed on the upper surface of the flat plate test piece to detect fatigue cracks. The two AE sensors were installed on the bisector along the length direction of the flat plate test piece at a position 50 mm apart from the bisector along the width direction of the flat plate test piece. Further, in order to detect disturbance factors such as noise due to contact friction between the indenter and the flat plate test piece, one reference AE sensor was installed on each of the upper jig and the lower jig. Then, using the arrival time difference of the AE wave for each AE sensor, the AE wave only in the area where the fatigue crack was generated was selectively extracted and distinguished from the noise signal at the contact surface of the four indenters of the four-point bending. The AE sensor used was AE-144A (manufactured by Fuji Ceramic), and the AE measuring device used was AMSY-5 (manufactured by Vallen).

複数回行った疲労試験の結果を図6に応力振幅と振幅比で整理した。図6においては、応力振幅の疲労寿命(未破断の場合は試験期間)の初期0〜10%の平均振幅比を丸マークで示し、疲労寿命の後期80%〜100%の平均振幅比を四角マークで示している。さらに、図6中に点線で囲った条件の応力振幅の試験では、2000万サイクルに至っても未破断であったので試験を中止した。図6に示すように、応力振幅が小さいときは、平均振幅比は0.3未満を維持して破断に至らない。しかし、応力振幅が大きいときは、試験開始直後から平均振幅比が大きく(例えば0.3以上)、疲労寿命の後期に平均振幅比が0.5〜0.6に至ると試験片が破断する。 The results of the fatigue tests performed multiple times are summarized in FIG. 6 by stress amplitude and amplitude ratio. In FIG. 6, the average amplitude ratio of the initial 0 to 10% of the stress amplitude fatigue life (test period if unbroken) is indicated by a circle mark, and the average amplitude ratio of the late 80% to 100% of the fatigue life is squared. It is indicated by a mark. Further, in the stress amplitude test under the condition surrounded by the dotted line in FIG. 6, the test was stopped because it was not broken even after reaching 20 million cycles. As shown in FIG. 6, when the stress amplitude is small, the average amplitude ratio is maintained at less than 0.3 and fracture does not occur. However, when the stress amplitude is large, the average amplitude ratio is large immediately after the start of the test (for example, 0.3 or more), and the test piece breaks when the average amplitude ratio reaches 0.5 to 0.6 in the latter half of the fatigue life. ..

この結果、加速疲労試験のように応力振幅が大きいときには、振幅比が疲労損傷の進展に伴って右肩上がりに増加し、振幅比は疲労寿命の初期から大きい事がわかった。さらに、応力振幅が大きい場合は、水素ステーションでの使用環境のような応力振幅が小さい場合と比較して振幅比が大きい事が分かった。一方、応力振幅が小さいときには、振幅比が小さく、2000万回以上繰り返し負荷を印加しても、疲労損傷によるき裂は試験片を貫通しなかった。 As a result, it was found that when the stress amplitude was large as in the accelerated fatigue test, the amplitude ratio increased upward with the progress of fatigue damage, and the amplitude ratio was large from the beginning of the fatigue life. Furthermore, it was found that when the stress amplitude is large, the amplitude ratio is large as compared with the case where the stress amplitude is small as in the usage environment at a hydrogen station. On the other hand, when the stress amplitude was small, the amplitude ratio was small, and even if the load was repeatedly applied 20 million times or more, the crack due to fatigue damage did not penetrate the test piece.

加速疲労試験では、試験時間を短縮するために圧力タンクの設計圧力の0〜150%の内圧を繰返し圧力タンクに負荷して、非常に厳しい(応力振幅が大きい)環境で試験する。一方、実際の水素ステーションでの圧力タンクの使用圧力は、最も厳しい条件でも設計圧力の60%〜100%であり、負荷される応力振幅は加速疲労試験に比較して小さい。 In the accelerated fatigue test, an internal pressure of 0 to 150% of the design pressure of the pressure tank is repeatedly applied to the pressure tank in order to shorten the test time, and the test is performed in a very severe environment (with a large stress amplitude). On the other hand, the working pressure of the pressure tank in the actual hydrogen station is 60% to 100% of the design pressure even under the harshest conditions, and the stress amplitude applied is smaller than that in the accelerated fatigue test.

図6に示すように、応力振幅が小さい場合は、振幅比が小さく、2000万回以上繰り返し負荷を印加しても疲労損傷によるき裂が試験片を貫通しない。すなわち、圧力タンクの保全検査として振幅比を用いた場合、水素ステーションで通常使用している(応力振幅が小さい)正常な圧力タンクの振幅比は小さい(例えば0.3未満)といえる。そのため、振幅比が管理値(例えば0.3)よりも小さいことを定期的に確認すれば、健全性を担保しつつ圧力タンクを継続的に使用できる。 As shown in FIG. 6, when the stress amplitude is small, the amplitude ratio is small, and even if a load is repeatedly applied 20 million times or more, cracks due to fatigue damage do not penetrate the test piece. That is, when the amplitude ratio is used as the maintenance inspection of the pressure tank, it can be said that the amplitude ratio of the normal pressure tank normally used in the hydrogen station (the stress amplitude is small) is small (for example, less than 0.3). Therefore, if it is periodically confirmed that the amplitude ratio is smaller than the control value (for example, 0.3), the pressure tank can be continuously used while ensuring the soundness.

[検査システム]
続いて、図7及び図8を参照して、水素ステーションにおける圧力タンクのAE波を用いた供用中の保安検査について説明する。なお、図7は水素ステーション内の圧力タンクの検査システム100を示す概略ブロック図であり、図8は検査手順を説明するフローチャートである。
[Inspection system]
Subsequently, with reference to FIGS. 7 and 8, a safety inspection in service using the AE wave of the pressure tank at the hydrogen station will be described. Note that FIG. 7 is a schematic block diagram showing an inspection system 100 for a pressure tank in a hydrogen station, and FIG. 8 is a flowchart illustrating an inspection procedure.

図7に示すように、複数の圧力タンク(第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130)は、水素ステーション内に設置されたカードル140に固縛設置されている。そして、第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130には、高圧圧縮機141によって昇圧された水素が一時的に貯えられている。圧力タンクが固定されたカードル140は、水素ステーションの事務所裏、あるいは水素ステーションの屋根上などに設置される。なお、カードル140には、3本よりも多い(例えば16本)圧力タンクが設置されていてもよい。 As shown in FIG. 7, a plurality of pressure tanks (first pressure tank 110, second pressure tank 120, and third pressure tank 130) are fixedly installed on a curdle 140 installed in a hydrogen station. Then, hydrogen boosted by the high-pressure compressor 141 is temporarily stored in the first pressure tank 110, the second pressure tank 120, and the third pressure tank 130. The curdle 140 to which the pressure tank is fixed is installed behind the office of the hydrogen station or on the roof of the hydrogen station. The curdle 140 may be equipped with more than three (for example, 16) pressure tanks.

第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130に蓄えられた水素は、ディスペンサー142によってFCV143に供給される。この水素の出し入れに伴って、各圧力タンクのライナーに繰返し応力が負荷される。各圧力タンクへの負荷サイクル数は、圧力計等を用いて不図示の記録装置に記録される。また、各圧力タンクの寸法、設計圧力サイクル数、及び使用可能サイクル数等の仕様も不図示の記録装置に記録されている。 The hydrogen stored in the first pressure tank 110, the second pressure tank 120, and the third pressure tank 130 is supplied to the FCV 143 by the dispenser 142. Repeated stress is applied to the liner of each pressure tank as hydrogen is taken in and out. The number of load cycles to each pressure tank is recorded in a recording device (not shown) using a pressure gauge or the like. In addition, specifications such as the dimensions of each pressure tank, the number of design pressure cycles, and the number of usable cycles are also recorded in a recording device (not shown).

第1実施形態に係る検査システム100は、第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130から発生するAE波を検知するセンサーとして、防爆型AEセンサー150(FBG型、ドップラー型またはマイケルソン型などの光ファイバー型のAEセンサー)を備えている。このAEセンサー150は、特に圧力タンクに流体が充填された加圧下において発生するAE波を検知し、第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130の両端においてそれぞれのバルブ51の平面部53に接着されている。さらに、検査システム100は、AE分析装置として機能するパーソナルコンピュータ(PC)160と、AE分析装置160に接続されたAE計測装置170とを備えており、AE分析装置160とAE計測装置170とはAE計測車180内に設置されている。 The inspection system 100 according to the first embodiment is an explosion-proof AE sensor 150 (FBG type, Doppler type) as a sensor for detecting AE waves generated from the first pressure tank 110, the second pressure tank 120, and the third pressure tank 130. Or it is equipped with an optical fiber type AE sensor such as Michaelson type). The AE sensor 150 detects an AE wave generated under pressure in which a pressure tank is filled with a fluid, and valves 51 at both ends of the first pressure tank 110, the second pressure tank 120, and the third pressure tank 130, respectively. It is adhered to the flat surface portion 53 of. Further, the inspection system 100 includes a personal computer (PC) 160 functioning as an AE analyzer and an AE measuring device 170 connected to the AE analyzer 160. What are the AE analyzer 160 and the AE measuring device 170? It is installed in the AE measurement vehicle 180.

AE分析装置160は、CPU(不図示)と、制御プログラム等を記憶した記憶部161とを有している。そして、CPUは、記憶部161に記憶されたプログラム等に基づいて、AE分析装置160の全体を制御すると共に、各種処理についても統括的に制御する。また、記憶部161は、CPUが動作するためのシステムワークメモリであるRAM、プログラム若しくはシステムソフトウェア等を格納するROM、及び/又はハードディスクドライブ等を有する。なお、AE分析装置160及びAE計測装置170は、圧電素子型AEセンサー用のA/D変換手段、光ファイバー型AEセンサー用の光信号処理手段及びA/D変換手段等の他の手段をさらに備えることができる。 The AE analyzer 160 has a CPU (not shown) and a storage unit 161 that stores a control program and the like. Then, the CPU controls the entire AE analyzer 160 based on the program or the like stored in the storage unit 161 and also comprehensively controls various processes. Further, the storage unit 161 has a RAM, which is a system work memory for operating the CPU, a ROM for storing a program, system software, and the like, and / or a hard disk drive and the like. The AE analyzer 160 and the AE measuring device 170 further include other means such as an A / D conversion means for a piezoelectric element type AE sensor, an optical signal processing means for an optical fiber type AE sensor, and an A / D conversion means. be able to.

第1実施形態では、CPUが、ROMやハードディスクドライブに記憶された制御プログラムに従って、種々の演算、制御、及び判別などの処理動作を実行できる。また、AE分析装置160には、所定の指令あるいはデータなどを入力するキーボード又は各種スイッチ等を含む操作部、装置の入力状態、設定状態、計測結果、及び各種情報等を表示する表示部等の外部機器が、有線接続又は無線接続されている。なお、CPUは、CD(Compact Disc)、又はインターネット上のサーバ等の外部記憶媒体に記憶されたプログラムに従って制御することもできる。 In the first embodiment, the CPU can execute various processing operations such as calculation, control, and determination according to a control program stored in the ROM or the hard disk drive. Further, the AE analyzer 160 includes an operation unit including a keyboard or various switches for inputting predetermined commands or data, a display unit for displaying the input state, setting state, measurement result, various information, etc. of the device. The external device is wired or wirelessly connected. The CPU can also be controlled according to a program stored in an external storage medium such as a CD (Compact Disc) or a server on the Internet.

記憶部161には検査プログラムが実装されている。そして、検査プログラムに対応してCPUが各種処理を実行することにより、コンピューターのパラメータ取得部162、判断部163、及び出力部164等の各部が各種機能として論理的に実現される。すなわち、検査プログラムは、コンピューターとしてのAE分析装置160を、パラメータ取得部162、判断部163、及び出力部164として機能させて、後述する圧力タンクの検査方法を実行する。なお、検査プログラムは、コンピューター読み取り可能な内部又は外部の記録媒体に記録されている。 An inspection program is implemented in the storage unit 161. Then, when the CPU executes various processes in response to the inspection program, each unit such as the parameter acquisition unit 162, the determination unit 163, and the output unit 164 of the computer is logically realized as various functions. That is, the inspection program causes the AE analyzer 160 as a computer to function as the parameter acquisition unit 162, the determination unit 163, and the output unit 164, and executes the pressure tank inspection method described later. The inspection program is recorded on a computer-readable internal or external recording medium.

AE分析装置160は、検知されたAE波に基づいてAEパラメータを取得するパラメータ取得部162を備えている。このパラメータ取得部162は、AEセンサー150が検知したAE波を、AE計測装置170を介して信号処理されたAE信号として取得する。そして、パラメータ取得部162は、AE信号を信号処理して、AE波の第1周波数帯域(基準周波数帯域)の振幅値における代表値として、例えば最大AE振幅値の絶対値を取得する。同様に、パラメータ取得部162は、AE信号を信号処理して、AE波の第2周波数帯域(対象周波数帯域)における振幅値の代表値として、例えば最大AE振幅値の絶対値を取得する。 The AE analyzer 160 includes a parameter acquisition unit 162 that acquires AE parameters based on the detected AE wave. The parameter acquisition unit 162 acquires the AE wave detected by the AE sensor 150 as an AE signal that has been signal-processed via the AE measuring device 170. Then, the parameter acquisition unit 162 processes the AE signal and acquires, for example, the absolute value of the maximum AE amplitude value as a representative value in the amplitude value of the first frequency band (reference frequency band) of the AE wave. Similarly, the parameter acquisition unit 162 processes the AE signal and acquires, for example, the absolute value of the maximum AE amplitude value as a representative value of the amplitude value in the second frequency band (target frequency band) of the AE wave.

パラメータ取得部162は、第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合を算出する。これにより、パラメータ取得部162は、AEパラメータとして振幅比の値を取得する。また、パラメータ取得部162は、AEの計測結果として振幅比の値を記憶部161に送り、記憶部161は受け取った計測結果を記憶する。なお、第2周波数帯域とは、疲労損傷の進展に起因して発生したAE周波数であり、例えば200kHz〜300kHzの周波数帯域である。また、第1周波数帯域とは、第2周波数帯域とは異なる周波数帯域であり、例えば第2周波数帯域を含む全周波数帯域である。ただし、第1周波数帯域及び第2周波数帯域は検査対象によって異なるため、上記例示の範囲に限定されない。なお、第2周波数帯域は、好ましくは第1周波数帯域よりも狭い周波数帯域である。 The parameter acquisition unit 162 calculates the ratio of the representative value of the amplitude value in the second frequency band to the representative value in the amplitude value of the first frequency band. As a result, the parameter acquisition unit 162 acquires the value of the amplitude ratio as the AE parameter. Further, the parameter acquisition unit 162 sends the value of the amplitude ratio to the storage unit 161 as the measurement result of the AE, and the storage unit 161 stores the received measurement result. The second frequency band is an AE frequency generated due to the progress of fatigue damage, and is, for example, a frequency band of 200 kHz to 300 kHz. Further, the first frequency band is a frequency band different from the second frequency band, and is, for example, the entire frequency band including the second frequency band. However, since the first frequency band and the second frequency band differ depending on the inspection target, they are not limited to the above-exemplified range. The second frequency band is preferably a frequency band narrower than the first frequency band.

AE分析装置160は、各圧力タンクが正常であるか異常であるかを判断する判断部163を備えている。この判断部163は、パラメータ取得部162が取得した振幅比の値を所定の管理値と比較し、振幅比の値が管理値未満の場合には各圧力タンクが正常であると判断する。また、判断部163は、振幅比の値が管理値以上の場合には各圧力タンクが異常であると判断する。そして、判断部163は、各圧力タンクが正常であること又は異常であることを示す情報を検査結果として記憶部161に送り、記憶部161は受け取った検査結果を記憶する。 The AE analyzer 160 includes a determination unit 163 that determines whether each pressure tank is normal or abnormal. The determination unit 163 compares the value of the amplitude ratio acquired by the parameter acquisition unit 162 with a predetermined control value, and determines that each pressure tank is normal when the value of the amplitude ratio is less than the control value. Further, the determination unit 163 determines that each pressure tank is abnormal when the value of the amplitude ratio is equal to or greater than the control value. Then, the determination unit 163 sends information indicating that each pressure tank is normal or abnormal to the storage unit 161 as an inspection result, and the storage unit 161 stores the received inspection result.

また、AE分析装置160は、パラメータ取得部162が取得した振幅比の値を出力する出力部164を備えている。この出力部164は、記憶部161に記憶された計測結果及び検査結果を出力する。すなわち、出力部164は、パラメータ取得部162が取得して記憶部161に記憶された振幅比の値を、AE分析装置160に接続される外部機器(不図示)に出力する。なお、AE分析装置160には、外部機器として、外部記憶装置、外部サーバ、ディスプレイ、印刷装置、又は通信機器等が有線接続又は無線接続される。また、出力部164は、外部機器のデータフォーマットに適応する形態で各種情報を出力する。 Further, the AE analyzer 160 includes an output unit 164 that outputs the value of the amplitude ratio acquired by the parameter acquisition unit 162. The output unit 164 outputs the measurement result and the inspection result stored in the storage unit 161. That is, the output unit 164 outputs the value of the amplitude ratio acquired by the parameter acquisition unit 162 and stored in the storage unit 161 to an external device (not shown) connected to the AE analyzer 160. An external storage device, an external server, a display, a printing device, a communication device, or the like is connected to the AE analyzer 160 by wire or wirelessly as an external device. Further, the output unit 164 outputs various information in a form adapted to the data format of the external device.

[検査方法]
図8のフローチャートに示すように、保安検査を行う際に検査員は、まず水素ステーションの運用中にAE計測車180を駐車して、水素ステーションの非防爆エリアにAE分析装置160とAE計測装置170を設置する(S101)。なお、非防爆エリアは、例えば、水素ステーションの管理事務所の内部エリア、又は水素ステーションに駐車したAE計測車180の内部エリアである。
[Inspection method]
As shown in the flowchart of FIG. 8, when performing a security inspection, the inspector first parks the AE measuring vehicle 180 during the operation of the hydrogen station, and then parks the AE analyzer 160 and the AE measuring device in the non-explosion-proof area of the hydrogen station. 170 is installed (S101). The non-explosion-proof area is, for example, the internal area of the management office of the hydrogen station or the internal area of the AE measuring vehicle 180 parked at the hydrogen station.

そして、検査員は、AE波を検知するセンサーとして、防爆型AEセンサー150を各圧力タンクのバルブ51に取り付ける(S102)。このとき、AEセンサー150は、各圧力タンクの片端のバルブ51の平面部53、あるいは各圧力タンクの両端のバルブ51の平面部53に瞬間接着剤で取り付けられる。その後、検査員は、取り付けたAEセンサー150とAE計測装置170を信号ケーブルで接続する(S103)。接続が終了すると、AE計測装置170の初期設定と、環境ノイズ等の条件設定とを行って(S104)、AE計測の準備が完了する。 Then, the inspector attaches an explosion-proof AE sensor 150 to the valve 51 of each pressure tank as a sensor for detecting the AE wave (S102). At this time, the AE sensor 150 is attached to the flat surface portion 53 of the valve 51 at one end of each pressure tank or the flat surface portion 53 of the valve 51 at both ends of each pressure tank with an instant adhesive. After that, the inspector connects the attached AE sensor 150 and the AE measuring device 170 with a signal cable (S103). When the connection is completed, the initial setting of the AE measuring device 170 and the condition setting such as environmental noise are performed (S104), and the preparation for the AE measurement is completed.

AEは、圧力タンクの内圧が一定の昇圧速度で昇圧中に計測することが望ましい。そこで、流体が充填されている加圧下において、各圧力タンクに取り付けたAEセンサー150によって、各圧力タンクから発生するAE波を検知する(S105)。すなわち、水素ステーションでFCV143へ水素を供給し、各圧力タンクの使用最低圧力の状態から高圧圧縮機141によって各圧力タンクに水素を充填しているときのAEを計測する。このとき、水素充填による昇圧速度は一定とし、所定の計測期間(例えば10サイクル程度の圧力変動中)のAE波を計測する。そして、複数の圧力タンクに対して、同様の計測をそれぞれ実施する。なお、1回の保安検査で昇圧時のAE計測を2〜3回実施することが好ましい。ただし、FCV143への供給タイミングに依存するため、1回の保安検査におけるAE計測は1回であってもよい。また、昇圧タイミングが合えば、一度に複数の圧力タンクのAEを計測することもできる。 It is desirable that the AE is measured while the internal pressure of the pressure tank is being boosted at a constant boosting speed. Therefore, under pressure filled with fluid, the AE sensor 150 attached to each pressure tank detects the AE wave generated from each pressure tank (S105). That is, hydrogen is supplied to the FCV 143 at the hydrogen station, and the AE when each pressure tank is filled with hydrogen by the high pressure compressor 141 is measured from the state of the minimum working pressure of each pressure tank. At this time, the boosting speed due to hydrogen filling is constant, and the AE wave is measured during a predetermined measurement period (for example, during a pressure fluctuation of about 10 cycles). Then, the same measurement is performed for each of the plurality of pressure tanks. In addition, it is preferable to carry out AE measurement at the time of boosting 2-3 times in one security inspection. However, since it depends on the supply timing to the FCV 143, the AE measurement in one security inspection may be one time. Further, if the boost timing is matched, the AEs of a plurality of pressure tanks can be measured at one time.

複数回の計測を行って計測されたAE振幅値等は、AE計測装置170を介してAE分析装置160内の記憶部161に記録される。また、AE計測装置170は検知されたAE波を信号処理してAE信号を生成し、AE分析装置160のパラメータ取得部162はAE計測装置170を介して取得したAE信号に基づいてAEパラメータを取得する(S106)。具体的にパラメータ取得部162は、AE波の第1周波数帯域における振幅値の代表値に対する、AE波の第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値をAEパラメータとして取得する。そして、取得したAEパラメータは、AE分析装置160内の記憶部161に記録される。 The AE amplitude value or the like measured by performing the measurement a plurality of times is recorded in the storage unit 161 in the AE analyzer 160 via the AE measuring device 170. Further, the AE measuring device 170 processes the detected AE wave into a signal to generate an AE signal, and the parameter acquisition unit 162 of the AE analyzer 160 obtains the AE parameter based on the AE signal acquired via the AE measuring device 170. Acquire (S106). Specifically, the parameter acquisition unit 162 acquires, as an AE parameter, a value of the amplitude ratio, which is the ratio of the representative value of the amplitude value in the second frequency band of the AE wave to the representative value of the amplitude value in the first frequency band of the AE wave. To do. Then, the acquired AE parameters are recorded in the storage unit 161 in the AE analyzer 160.

その後、AE分析装置160内の判断部163は、AEパラメータに基づいて圧力タンクの疲労損傷を判断する(S107)。具体的に判断部163は、記憶部161に記憶された振幅比の値を、予め設定された管理値と比較する。そして、振幅比の値が管理値未満の場合、判断部163は、圧力タンクが正常であると判断し、正常であるとの検査結果を記憶部161に記憶させる。一方、振幅比の値が管理値以上の場合、判断部163は、圧力タンクが異常であると判断し、異常であるとの検査結果を記憶部161に記憶させる。なお、管理値は、水素の漏洩が生じたときの振幅比の値に達しない範囲で設定されており、実験によって求めることができる。 After that, the determination unit 163 in the AE analyzer 160 determines the fatigue damage of the pressure tank based on the AE parameters (S107). Specifically, the determination unit 163 compares the value of the amplitude ratio stored in the storage unit 161 with the preset control value. Then, when the value of the amplitude ratio is less than the control value, the determination unit 163 determines that the pressure tank is normal, and stores the inspection result that the pressure tank is normal in the storage unit 161. On the other hand, when the value of the amplitude ratio is equal to or larger than the control value, the determination unit 163 determines that the pressure tank is abnormal, and stores the inspection result that the pressure tank is abnormal in the storage unit 161. The control value is set within a range that does not reach the value of the amplitude ratio when hydrogen leaks, and can be obtained by experiment.

また、判断部163は、取得した振幅比の値から予め計測された振幅比の初期値を減じて増加量を算出し、当該増加量に基づいて圧力タンクの損傷を判断することもできる。この場合、判断部163は、増加量が管理値未満の場合に正常であると判断し、増加量が管理値以上の場合に異常であると判断する。増加量が管理値を超えているか否かを検査することにより、異なる自緊処理が施された複数の圧力タンクについて、自緊処理の相違に起因して振幅比の初期値が大きく異なっていても、振幅比の増加量を基準に圧力タンクを管理できる。 Further, the determination unit 163 can calculate the increase amount by subtracting the initial value of the amplitude ratio measured in advance from the acquired amplitude ratio value, and determine the damage of the pressure tank based on the increase amount. In this case, the determination unit 163 determines that the increase amount is normal when it is less than the control value, and determines that it is abnormal when the increase amount is greater than or equal to the control value. By inspecting whether the amount of increase exceeds the control value, the initial value of the amplitude ratio is significantly different for multiple pressure tanks that have undergone different autofrettage treatments due to the difference in autofrettage treatment. However, the pressure tank can be managed based on the amount of increase in the amplitude ratio.

また、判断部163は、取得した振幅比の値と振幅比の初期値との比較結果に基づいて、振幅比の値の変動を予測することもできる。この場合、パラメータ取得部162は、初期状態における各圧力タンクから発生するAE波を検知して振幅比の初期値を予め取得しておく。そして、判断部163は、過去の初期値から将来の振幅比の値を予測し、振幅比の予測値が予め設定された管理値(しきい値)を超えているか否かを判断する。これにより、振幅比の予測値が管理値よりも小さいことを定期的に確認すれば、健全性を担保しつつ圧力タンクを継続的に運用できる。なお、次回の計測サイクル数(例えば5000サイクル)に達する時の振幅比の予測値は、例えば、過去に取得された複数の振幅比の値から求めた近似直線に基づいて算出できる。ここで計測サイクル数はFCV143への充填回数と等しい。 Further, the determination unit 163 can also predict the fluctuation of the amplitude ratio value based on the comparison result between the acquired amplitude ratio value and the initial value of the amplitude ratio. In this case, the parameter acquisition unit 162 detects the AE wave generated from each pressure tank in the initial state and acquires the initial value of the amplitude ratio in advance. Then, the determination unit 163 predicts the value of the future amplitude ratio from the initial value in the past, and determines whether or not the predicted value of the amplitude ratio exceeds the preset control value (threshold value). As a result, if it is regularly confirmed that the predicted value of the amplitude ratio is smaller than the control value, the pressure tank can be continuously operated while ensuring the soundness. The predicted value of the amplitude ratio when the next number of measurement cycles (for example, 5000 cycles) is reached can be calculated based on, for example, an approximate straight line obtained from a plurality of amplitude ratio values acquired in the past. Here, the number of measurement cycles is equal to the number of times the FCV 143 is filled.

さらに、AE分析装置160は、複数回計測して得られたAE周波数スペクトラムを重ね合わせて記憶部161に記憶させてもよい。重ね合わせたAE周波数スペクトラムを比較することによって、例えば200kHz〜300kHz帯域のAE振幅値の増減を記憶部161に記録できる。なお、圧力タンクの仕様によっては、200kHz〜300kHz帯域以外にも顕著な増減を示す周波数シフトが発生する可能性もある。そのため、顕著な増減を示す周波数帯域のAE振幅値も併せて記憶部161に記憶させる。 Further, the AE analyzer 160 may superimpose the AE frequency spectra obtained by measuring a plurality of times and store them in the storage unit 161. By comparing the superimposed AE frequency spectra, for example, an increase or decrease in the AE amplitude value in the 200 kHz to 300 kHz band can be recorded in the storage unit 161. Depending on the specifications of the pressure tank, there is a possibility that a frequency shift showing a remarkable increase / decrease may occur in addition to the 200 kHz to 300 kHz band. Therefore, the AE amplitude value of the frequency band showing a remarkable increase / decrease is also stored in the storage unit 161.

その後、検査員は、計測結果及び検査結果をAE分析装置160の出力部164によって出力し(S108)、水素ステーションの管理者に報告する。報告が終了すると、検査員は、水素ステーションから検査システム100を撤収して保安検査が終了する。この保安検査は1年に1回〜数回定期的に実施でき、振幅比とAE周波数帯域が記録される。また、新品の圧力タンクを水素ステーションに設置する際(初期時点)、及び設置から所定期間(例えば1年)経過したときには、振幅比の値を計測して記録しておくと共に、管理値以下であることを確認することが望ましい。さらに、保安検査は、圧力タンクの使用可能回数を超えたときに実施してもよい。 After that, the inspector outputs the measurement result and the inspection result by the output unit 164 of the AE analyzer 160 (S108), and reports to the manager of the hydrogen station. When the report is completed, the inspector withdraws the inspection system 100 from the hydrogen station and the security inspection is completed. This security check can be performed on a regular basis once to several times a year, and the amplitude ratio and AE frequency band are recorded. In addition, when installing a new pressure tank at a hydrogen station (initial time) and when a predetermined period (for example, one year) has passed since the installation, the value of the amplitude ratio is measured and recorded, and it is below the control value. It is desirable to confirm that there is. Further, the security inspection may be carried out when the number of times the pressure tank can be used is exceeded.

水素ステーションの普及と運用には、圧力タンクの耐圧性能と強度を確認するために供用中の保安検査が不可欠であるが、実用的で有効な保安検査は存在していなかった。この点、第1実施形態によれば、圧力タンクの供用中に圧力タンクの疲労損傷を検査することができる。また、圧力タンクの金属製のライナーの疲労損傷の進展状況を、振幅比によって強調して検査できる。そのため、本発明によれば、圧力タンク、特に金属製のライナーを備えるタイプ1容器、タイプ2容器、及びタイプ3容器の疲労損傷の進展状況を検査できる。 For the spread and operation of hydrogen stations, safety inspections in service are indispensable for confirming the pressure resistance performance and strength of pressure tanks, but there has been no practical and effective safety inspection. In this regard, according to the first embodiment, fatigue damage of the pressure tank can be inspected during the operation of the pressure tank. In addition, the progress of fatigue damage of the metal liner of the pressure tank can be emphasized by the amplitude ratio and inspected. Therefore, according to the present invention, it is possible to inspect the progress of fatigue damage in the pressure tank, particularly the type 1 container, the type 2 container, and the type 3 container provided with the metal liner.

圧力タンクの使用可能回数は、設計圧力サイクル数を疲労設計安全率Knで除した回数と規定されている。例えば、10万回の設計圧力サイクル数の圧力タンクの場合、疲労設計安全率Kn=4.0の時は約2万5千回が使用可能回数である。そのため、現行の圧力タンクの使用可能回数は、圧力タンクの設計圧力サイクル数の50%にも達しない。この点、第1実施形態によれば、使用可能回数を超えても疲労損傷の進展の兆候(振幅比の増加)が観察されなければ使用を延長できる。これにより、使用可能回数までは安全を確認しながら圧力タンクを運用でき、使用可能回数を超えても安全を確認しながら圧力タンクの使用を継続できる。そのため、安全安心な水素ステーションの普及に寄与することができる。 The number of times the pressure tank can be used is defined as the number of times the design pressure cycle is divided by the fatigue design safety factor Kn. For example, in the case of a pressure tank having a design pressure cycle of 100,000 times, when the fatigue design safety factor Kn = 4.0, about 25,000 times can be used. Therefore, the number of times the current pressure tank can be used does not reach 50% of the design pressure cycle number of the pressure tank. In this regard, according to the first embodiment, the use can be extended if no sign of the progress of fatigue damage (increase in the amplitude ratio) is observed even if the number of times of use is exceeded. As a result, the pressure tank can be operated while confirming safety up to the number of times it can be used, and the use of the pressure tank can be continued while confirming safety even after the number of times it can be used. Therefore, it can contribute to the spread of safe and secure hydrogen stations.

さらに、使用可能回数を超えた複合容器は廃棄処分となるが、炭素繊維を大量に使用した複合容器の廃棄処分は容易ではない。そのため、水素ステーションが普及するに伴って廃棄処分の回数が今後の社会問題となる可能性もある。この点、第1実施形態によって複合容器の使用回数が増えれば、廃棄処分の回数低減にも貢献できる。 Further, the composite container that exceeds the usable number of times is disposed of, but it is not easy to dispose of the composite container that uses a large amount of carbon fiber. Therefore, as hydrogen stations become more widespread, the number of disposals may become a social issue in the future. In this respect, if the number of times the composite container is used increases according to the first embodiment, it can contribute to reducing the number of times of disposal.

なお、第1実施形態においては、光ファイバー型のAEセンサーについて説明したが、圧電素子型のAEセンサーを用いることもできる。ただし、光ファイバー型のAEセンサーであれば、防爆エリア内に設置された圧力タンクのAE波を計測することができる。また、振幅比を算出する基準となるAE振幅値の代表値は、最大AE振幅値には限定されない。例えば、複数の周波数帯域の最大AE振幅値の平均値、又は周波数帯域のAE振幅値の中央値であってよい。 Although the optical fiber type AE sensor has been described in the first embodiment, the piezoelectric element type AE sensor can also be used. However, if it is an optical fiber type AE sensor, it can measure the AE wave of the pressure tank installed in the explosion-proof area. Further, the representative value of the AE amplitude value as a reference for calculating the amplitude ratio is not limited to the maximum AE amplitude value. For example, it may be the average value of the maximum AE amplitude values of a plurality of frequency bands, or the median value of the AE amplitude values of the frequency bands.

[第2実施形態]
一般的に普及されると予想されている差圧充填式水素ステーションでは、高圧バンク(高圧力タンク:例えば82〜80MPa)と、中圧バンク(中圧力タンク:例えば82〜70MPa)と、低圧バンク(低圧力タンク:例えば82〜50MPa)との組み合わせによる3バンク切替方式が効率的である。この3バンク切替方式では、各圧力バンク同士の間で圧力変動の小さい充填を繰返し行うことが想定される。そのため、各圧力バンクの圧力変動が異なる結果、応力振幅が異なることにより、各圧力バンク毎に振幅比の値も異なる。
[Second Embodiment]
In the differential pressure filling type hydrogen station which is expected to be widely used, a high pressure bank (high pressure tank: for example 82 to 80 MPa), a medium pressure bank (medium pressure tank: for example 82 to 70 MPa), and a low pressure bank A 3-bank switching method in combination with (low pressure tank: for example, 82 to 50 MPa) is efficient. In this three-bank switching method, it is assumed that filling with a small pressure fluctuation is repeatedly performed between the pressure banks. Therefore, as a result of the pressure fluctuation of each pressure bank being different, the stress amplitude is different, so that the value of the amplitude ratio is also different for each pressure bank.

そこで、第2実施形態においては、各圧力バンク毎に異なる管理値を設定して、計測した振幅比の値と比較する。具体的に図8に示す検査システム200を参照して第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態の説明においては、第1実施形態との相違点について説明し、第1実施形態で説明した構成要素については説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。 Therefore, in the second embodiment, a different control value is set for each pressure bank and compared with the measured amplitude ratio value. Specifically, the second embodiment will be described with reference to the inspection system 200 shown in FIG. In the description of the second embodiment, the differences from the first embodiment will be described, and the description of the components described in the first embodiment will be omitted. Unless otherwise specified, the components with the same reference numerals perform substantially the same operations and functions, and the effects thereof are also substantially the same.

第2実施形態においては、第2圧力タンク(中圧力タンク)220よりも内圧の変動範囲が広い第1圧力タンク(低圧力タンク)210から発生するアコースティックエミッション波をさらに検知すると共に、第2圧力タンク220よりも内圧の変動範囲が狭い第3圧力タンク(高圧力タンク)230から発生するアコースティックエミッション波をさらに検知する。そして、第2圧力タンク220と、第1圧力タンク210と第3圧力タンク230とのそれぞれについて予め異なる管理値を設定する。 In the second embodiment, the acoustic emission wave generated from the first pressure tank (low pressure tank) 210 having a wider fluctuation range of the internal pressure than the second pressure tank (medium pressure tank) 220 is further detected, and the second pressure is further detected. Further, the acoustic emission wave generated from the third pressure tank (high pressure tank) 230 whose internal pressure fluctuation range is narrower than that of the tank 220 is further detected. Then, different control values are set in advance for each of the second pressure tank 220, the first pressure tank 210, and the third pressure tank 230.

また、第1圧力タンク210、第2圧力タンク220及び第3圧力タンク230には、それぞれ第1バルブ291、第2バルブ292及び第3バルブ293が付設されている。そして、第1バルブ291、第2バルブ292及び第3バルブ293が開閉することによって、FCV143に対して差圧充填を行う圧力タンクが適宜切り替えられる。なお、3本よりも多い圧力タンク、例えば1バンクにつき3本の圧力タンクからなる合計9本の圧力タンクがカードル140に設置されていてもよい。 Further, the first pressure tank 210, the second pressure tank 220, and the third pressure tank 230 are provided with a first valve 291 and a second valve 292 and a third valve 293, respectively. Then, by opening and closing the first valve 291 and the second valve 292 and the third valve 293, the pressure tank for performing differential pressure filling with the FCV 143 is appropriately switched. A total of nine pressure tanks consisting of more than three pressure tanks, for example, three pressure tanks per bank, may be installed in the cardle 140.

FCV143に充填する場合、まず、第2バルブ292及び第3バルブ293が閉じて、第1バルブ291のみが開くことにより第1圧力タンク210からディスペンサー142を介してFCV143に対して差圧充填を行う。その後、第1圧力タンク210の内圧が所定の変動範囲(例えば82MPaから50MPaの変動範囲)内に維持されるように、第1圧力タンク(低圧バンク)210からの流路が第2圧力タンク(中圧バンク)220からの流路に切り替えられる。そのために、第1バルブ291及び第3バルブ293が閉じて、第2バルブ292のみが開くことにより第2圧力タンク220からディスペンサー142を介してFCV143に対して差圧充填を行う。 When filling FCV 143, first, the second valve 292 and the third valve 293 are closed, and only the first valve 291 is opened to perform differential pressure filling from the first pressure tank 210 to the FCV 143 via the dispenser 142. .. After that, the flow path from the first pressure tank (low pressure bank) 210 is the second pressure tank (for example, so that the internal pressure of the first pressure tank 210 is maintained within a predetermined fluctuation range (for example, a fluctuation range of 82 MPa to 50 MPa). It is switched to the flow path from the medium pressure bank) 220. Therefore, the first valve 291 and the third valve 293 are closed, and only the second valve 292 is opened to perform differential pressure filling from the second pressure tank 220 to the FCV 143 via the dispenser 142.

その後、第2圧力タンク220の内圧が所定の変動範囲(例えば82MPaから70MPaの変動範囲)内に維持されるように、第2圧力タンク(中圧バンク)220からの流路が第3圧力タンク(高圧バンク)230からの流路に切り替えられる。そのために、第1バルブ291及び第2バルブ292が閉じて、第3バルブ293のみが開くことにより第3圧力タンク230からディスペンサー142を介してFCV143に対して差圧充填を行う。そして、第3圧力タンク230の内圧が所定の変動範囲(例えば82MPaから80MPaの変動範囲)内に維持されるように差圧充填を行う。 After that, the flow path from the second pressure tank (medium pressure bank) 220 is the third pressure tank so that the internal pressure of the second pressure tank 220 is maintained within a predetermined fluctuation range (for example, a fluctuation range of 82 MPa to 70 MPa). (High pressure bank) Switch to the flow path from 230. Therefore, the first valve 291 and the second valve 292 are closed, and only the third valve 293 is opened to perform differential pressure filling from the third pressure tank 230 to the FCV 143 via the dispenser 142. Then, differential pressure filling is performed so that the internal pressure of the third pressure tank 230 is maintained within a predetermined fluctuation range (for example, a fluctuation range of 82 MPa to 80 MPa).

これにより、第1圧力タンク210のみからFCV143に対して差圧充填を行うと、例えば82MPaから40MPaまで内圧が低下する場合に、第1圧力タンク210の応力振幅をより小さく(例えば32MPa)抑えることができる。同様に、第2圧力タンク220の応力振幅をより小さく(例えば12MPa)抑え、第3圧力タンク230の応力振幅をより小さく(例えば2MPa)抑えることができる。 As a result, when differential pressure filling is performed on the FCV 143 from only the first pressure tank 210, the stress amplitude of the first pressure tank 210 can be suppressed to be smaller (for example, 32 MPa) when the internal pressure drops from 82 MPa to 40 MPa, for example. Can be done. Similarly, the stress amplitude of the second pressure tank 220 can be suppressed to be smaller (for example, 12 MPa), and the stress amplitude of the third pressure tank 230 can be suppressed to be smaller (for example, 2 MPa).

このように各圧力バンクの圧力変動が異なる結果、応力振幅が異なることより、各圧力バンク毎に振幅比の値も異なる。そこで、第2実施形態においては、第2圧力タンク220の管理値と、第1圧力タンク210の管理値と、第3圧力タンク230の管理値とが互いに異なるように設定されており、AE分析装置160の判断部163は、各振幅比の値を各管理値と比較する。 As a result of the pressure fluctuation of each pressure bank being different, the stress amplitude is different, so that the value of the amplitude ratio is also different for each pressure bank. Therefore, in the second embodiment, the control value of the second pressure tank 220, the control value of the first pressure tank 210, and the control value of the third pressure tank 230 are set to be different from each other, and the AE analysis is performed. The determination unit 163 of the device 160 compares the value of each amplitude ratio with each control value.

以上説明した第2実施形態によれば、圧力タンクの供用中に圧力タンクの疲労損傷を検査することができる。また、使用可能回数までは安全を確認しながら圧力タンクを運用でき、使用可能回数を超えても安全を確認しながら圧力タンクの使用を延長できる。さらに、第2実施形態によれば、3バンク切替方式を採用する場合であっても、圧力タンクの疲労損傷を圧力変動に応じて正確に検査することができる。 According to the second embodiment described above, fatigue damage of the pressure tank can be inspected during the operation of the pressure tank. In addition, the pressure tank can be operated while checking the safety up to the number of times it can be used, and the use of the pressure tank can be extended while checking the safety even if the number of times it can be used is exceeded. Further, according to the second embodiment, even when the three-bank switching method is adopted, the fatigue damage of the pressure tank can be accurately inspected according to the pressure fluctuation.

以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。 Although the present invention has been described above with reference to each embodiment, the present invention is not limited to the above embodiments. The present invention also includes inventions modified to the extent not contrary to the present invention, and inventions equivalent to the present invention. In addition, each embodiment and each modification can be appropriately combined within a range not contrary to the present invention.

例えば、本発明は、水素ステーション以外の場所に設置された圧力タンク、例えば車両に搭載された圧力タンクに適用することもできる。この場合、例えば車検時に圧力タンクのAEを計測するか、又はAE計測装置170及びAE分析装置160を車両に搭載して常時AEを計測する。また、本発明は、流体が充填される前の空の圧力タンクに適用してもよい。 For example, the present invention can also be applied to a pressure tank installed at a place other than a hydrogen station, for example, a pressure tank mounted on a vehicle. In this case, for example, the AE of the pressure tank is measured at the time of vehicle inspection, or the AE measuring device 170 and the AE analyzer 160 are mounted on the vehicle to constantly measure the AE. The present invention may also be applied to an empty pressure tank before it is filled with fluid.

また、AEの計測結果及び検査結果は、AE分析装置160内の記憶部161に記憶することに代えて、又はこれに加えて外部記憶装置に記憶してもよい。例えば、AE分析装置160は、外部記憶装置とデータの送受信を行う通信部を備え、当該通信部を介して外部記憶装置にAEの計測結果及び検査結果を送信してもよい。 Further, the AE measurement result and the inspection result may be stored in the external storage device instead of or in addition to being stored in the storage unit 161 in the AE analyzer 160. For example, the AE analyzer 160 may include a communication unit that transmits / receives data to / from an external storage device, and may transmit an AE measurement result and an inspection result to the external storage device via the communication unit.

また、第1周波数帯域(基準周波数帯域)は全周波数帯域でなくともよい。例えば、第1周波数帯域は、全周波数帯域からノイズフィルターによって不要な周波数帯域を除いた残りの周波数帯域であってもよい。また、第1周波数帯域は、第2周波数帯域(対象周波数帯域)を含んでいなくともよい。 Further, the first frequency band (reference frequency band) does not have to be the entire frequency band. For example, the first frequency band may be the remaining frequency band obtained by removing unnecessary frequency bands from all frequency bands by a noise filter. Further, the first frequency band does not have to include the second frequency band (target frequency band).

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 Some or all of the above embodiments may also be described, but not limited to:

(付記1)
圧力タンクの検査方法であって、
前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知し、
前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域における振幅値の代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を算出し、
前記振幅比の値を所定の管理値と比較し、前記振幅比の値が前記管理値未満の場合には前記圧力タンクが正常であると判断し、前記振幅比の値が前記管理値以上の場合には前記圧力タンクが異常であると判断する検査方法。
(Appendix 1)
It ’s a pressure tank inspection method.
Detects the acoustic emission wave generated from the pressure tank and
Calculate the value of the amplitude ratio, which is the ratio of the representative value of the amplitude value in the second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave to the representative value of the amplitude value in the first frequency band of the acoustic emission wave. And
The value of the amplitude ratio is compared with a predetermined control value, and when the value of the amplitude ratio is less than the control value, it is determined that the pressure tank is normal, and the value of the amplitude ratio is equal to or more than the control value. In this case, an inspection method for determining that the pressure tank is abnormal.

(付記2)
前記第2周波数帯域は、200kHz〜300kHzである付記1に記載の検査方法。
(Appendix 2)
The inspection method according to Appendix 1, wherein the second frequency band is 200 kHz to 300 kHz.

(付記3)
前記第1周波数帯域は、前記アコースティックエミッション波の全周波数帯域である付記1に記載の検査方法。
(Appendix 3)
The inspection method according to Appendix 1, wherein the first frequency band is the entire frequency band of the acoustic emission wave.

(付記4)
前記圧力タンクは、金属製のライナーとCFRP製のフープ層とを有する付記1に記載の検査方法。
(Appendix 4)
The inspection method according to Appendix 1, wherein the pressure tank has a metal liner and a CFRP hoop layer.

(付記5)
前記アコースティックエミッション波を検知する光ファイバー型のセンサーを前記圧力タンクのバルブに取り付ける付記1に記載の検査方法。
(Appendix 5)
The inspection method according to Appendix 1, wherein an optical fiber type sensor for detecting an acoustic emission wave is attached to a valve of the pressure tank.

(付記6)
前記代表値は、所定の計測期間内における最大振幅値である付記1に記載の検査方法。
(Appendix 6)
The inspection method according to Appendix 1, wherein the representative value is the maximum amplitude value within a predetermined measurement period.

(付記7)
圧力タンクの検査方法であって、
前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知し、
初期時点において、前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域における振幅値の代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の初期値を算出し、
前記初期時点よりも後に、前記振幅比の値を再度算出し、
前記再度算出した振幅比の値と前記初期値との差分を所定の管理値と比較し、前記差分が前記管理値未満の場合には前記圧力タンクが正常であると判断し、前記差分が前記管理値以上の場合には前記圧力タンクが異常であると判断する検査方法。
(Appendix 7)
It ’s a pressure tank inspection method.
Detects the acoustic emission wave generated from the pressure tank and
At the initial time point, the amplitude ratio which is the ratio of the representative value of the amplitude value in the second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave to the representative value of the amplitude value in the first frequency band of the acoustic emission wave. Calculate the initial value of
After the initial time point, the value of the amplitude ratio is calculated again.
The difference between the recalculated amplitude ratio value and the initial value is compared with a predetermined control value, and if the difference is less than the control value, it is determined that the pressure tank is normal, and the difference is said. An inspection method for determining that the pressure tank is abnormal when the value is equal to or higher than the control value.

50:圧力タンク、51:バルブ、54:センサー、100:検査システム、162:パラメータ取得部、163:判断部、164:出力部、210:低圧力タンク、220:中圧力タンク、230:高圧力タンク 50: Pressure tank, 51: Valve, 54: Sensor, 100: Inspection system, 162: Parameter acquisition unit, 163: Judgment unit, 164: Output unit, 210: Low pressure tank, 220: Medium pressure tank, 230: High pressure tank

Claims (7)

力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知し、
検知された前記アコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得し、
前記アコースティックエミッションパラメータに基づいて前記圧力タンクの損傷を判断する圧力タンクの検査方法において、
前記圧力タンクが、中圧力タンクと、該中圧力タンクよりも内圧の変動範囲が広い低圧力タンクと、該中圧力タンクよりも内圧の変動範囲が狭い高圧力タンクを含み、前記中圧力タンク、前記低圧力タンク及び前記高圧力タンクのそれぞれから発生するアコースティックエミッション波を検知し、
前記中圧力タンクと前記低圧力タンクと前記高圧力タンクのそれぞれについて、前記アコースティックエミッション波のうち当該圧力タンクの疲労損傷の進展に起因する第2周波数帯域における振幅値の代表値の、前記アコースティックエミッション波の前記第2周波数帯域とは異なる第1周波数帯域における振幅値の代表値に対する割合である振幅比の値を、前記アコースティックエミッションパラメータとして取得し、
前記中圧力タンクと前記低圧力タンクと前記高圧力タンクのそれぞれについて、前記振幅比の値を個別に所定の管理値と比較し、各振幅比の値の全てが前記管理値未満の場合には前記圧力タンクが正常であると判断し、各振幅比の値の何れかが前記管理値以上の場合には前記圧力タンクが異常であると判断する方法であって、
前記中圧力タンクの前記管理値と、前記低圧力タンクの前記管理値と、前記高圧力タンクの前記管理値とが互いに異なるように設定されていることを特徴とする方法。
Detecting the acoustic emission wave generated from pressure tank,
Acquire the acoustic emission parameter based on the detected acoustic emission wave, and
In the pressure tank inspection method for determining damage to the pressure tank based on the acoustic emission parameters ,
The medium pressure tank includes a medium pressure tank, a low pressure tank having a wider internal pressure fluctuation range than the medium pressure tank, and a high pressure tank having a narrower internal pressure fluctuation range than the medium pressure tank. Detecting acoustic emission waves generated from each of the low pressure tank and the high pressure tank,
For each of the medium pressure tank, the low pressure tank, and the high pressure tank, the acoustic emission is a representative value of the amplitude value in the second frequency band caused by the progress of fatigue damage of the pressure tank in the acoustic emission wave. The value of the amplitude ratio, which is the ratio of the amplitude value in the first frequency band different from the second frequency band of the wave to the representative value, is acquired as the acoustic emission parameter.
For each of the medium pressure tank, the low pressure tank, and the high pressure tank, the values of the amplitude ratios are individually compared with predetermined control values, and when all the values of each amplitude ratio are less than the control values, It is a method of determining that the pressure tank is normal, and when any of the values of each amplitude ratio is equal to or greater than the control value, it is determined that the pressure tank is abnormal.
A method characterized in that the control value of the medium pressure tank, the control value of the low pressure tank, and the control value of the high pressure tank are set to be different from each other.
前記中圧力タンクと前記低圧力タンクと前記高圧力タンクのそれぞれについて、前記第2周波数帯域は、前記第1周波数帯域よりも狭い周波数帯域である請求項に記載の検査方法。 For each of the high pressure tank and the low-pressure tank and the in pressure tank, the second frequency band, the inspection method according to claim 1 is a narrow frequency band than the first frequency band. 前記中圧力タンクと前記低圧力タンクと前記高圧力タンクのそれぞれについて、前記アコースティックエミッション波を検知するセンサーを当該圧力タンクのバルブに取り付ける請求項1または2に記載の検査方法。 For each of the high pressure tank and the low-pressure tank and the in pressure tank, the inspection method according to claim 1 or 2 mounting a sensor for detecting the acoustic emission wave to the valve of the pressure tank. 前記中圧力タンクと前記低圧力タンクと前記高圧力タンクのそれぞれについて、初期時点における前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知して振幅比の初期値を予め取得し、
前記振幅比の値と前記初期値との比較結果に基づいて、前記振幅比の値の変動を予測する請求項1から3のいずれか1項に記載の検査方法。
For each of the medium pressure tank, the low pressure tank, and the high pressure tank, the acoustic emission wave generated from the pressure tank at the initial time point is detected and the initial value of the amplitude ratio is acquired in advance.
The inspection method according to any one of claims 1 to 3 , which predicts fluctuations in the amplitude ratio value based on a comparison result between the amplitude ratio value and the initial value.
請求項1に記載の圧力タンクの検査方法を実施するための圧力タンクの検査システムであって、
前記圧力タンクと前記低圧力タンクと前記高圧力タンクからそれぞれ発生するアコースティックエミッション波を検知するセンサーと、
検知されたアコースティックエミッション波に基づいてそれぞれアコースティックエミッションパラメータを取得するパラメータ取得部であって、アコースティックエミッション波の第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を、当該圧力タンクの前記アコースティックエミッションパラメータとして取得するパラメータ取得部と、
取得した各振幅比の値をそれぞれ個別に所定の管理値と比較し、各振幅比の値の全てが当該圧力タンクについての前記所定の管理値未満の場合には圧力タンクが正常であると判断し、各振幅比の値の何れかが当該圧力タンクについての前記所定の管理値以上の場合には圧力タンクが異常であると判断する判断部と、を備える検査システム。
A pressure tank inspection system for carrying out the pressure tank inspection method according to claim 1 .
Sensors that detect acoustic emission waves generated from the medium pressure tank , the low pressure tank, and the high pressure tank , respectively .
Respectively based on each acoustic emission wave sensed a parameter acquisition unit for acquiring acoustic emission parameters, the representative value of the amplitude value of the first frequency band of the acoustic emission wave, said first frequency of said acoustic emission wave A parameter acquisition unit that acquires an amplitude ratio value, which is a ratio of representative values of amplitude values in a second frequency band different from the band, as the acoustic emission parameter of the pressure tank .
The acquired values of each amplitude ratio are individually compared with the predetermined control values, and if all the values of each amplitude ratio are less than the predetermined control values for the pressure tank, it is determined that the pressure tank is normal. An inspection system including a determination unit for determining that the pressure tank is abnormal when any of the values of each amplitude ratio is equal to or greater than the predetermined control value for the pressure tank .
前記パラメータ取得部が取得した振幅比の値を出力する出力部を備える請求項に記載の検査システム。 The inspection system according to claim 5 , further comprising an output unit that outputs the value of each amplitude ratio acquired by the parameter acquisition unit. 請求項5に記載の圧力タンクの検査システムで用いる検査プログラムであって、
前記圧力タンクと前記低圧力タンクと前記高圧力タンクからそれぞれ発生するアコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得するパラメータ取得部として機能するコンピューターに搭載されることにより、
前記コンピューターが、パラメータ取得部としてアコースティックエミッション波の第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を、当該圧力タンクの前記アコースティックエミッションパラメータとして取得するとともに、
取得した各振幅比の値をそれぞれ個別に所定の管理値と比較し、各振幅比の値の全てが当該圧力タンクについての前記所定の管理値未満の場合には圧力タンクが正常であると判断し、各振幅比の値の何れかが当該圧力タンクについての前記所定の管理値以上の場合には圧力タンクが異常であると判断する判断部としてもさらに機能するように、前記コンピューターを動作させる検査プログラム。
An inspection program used in the pressure tank inspection system according to claim 5 .
By being mounted on a computer that functions as a parameter acquisition unit that acquires acoustic emission parameters based on the acoustic emission waves generated from the medium pressure tank , the low pressure tank, and the high pressure tank , respectively .
The computer, as the parameter acquiring unit, the representative value of the amplitude value of the first frequency band of the acoustic emission wave, the representative value of the amplitude value in a different second frequency band than the first frequency band of the acoustic emission wave The value of the amplitude ratio, which is a ratio, is acquired as the acoustic emission parameter of the pressure tank, and is also obtained .
The acquired values of each amplitude ratio are individually compared with the predetermined control values, and if all the values of each amplitude ratio are less than the predetermined control values for the pressure tank, it is determined that the pressure tank is normal. Then, when any of the values of each amplitude ratio is equal to or higher than the predetermined control value for the pressure tank, the computer is operated so as to further function as a determination unit for determining that the pressure tank is abnormal. Inspection program.
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