JPH01202653A - 容器壁における腐食を検出する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電性容器たとえばパイプライン、貯蔵容器
、圧力容器その他における腐食を直接検出するための非
破壊的方法に関する。

〔従来の技術１〕 アラスカのブラッドホー湾（ｐｒｕｄｈｏｅ　Ｂａｙ）
に設置しである石油およびガスパイプラインは。

急激な冷却を防ぎ、石油およびガス流体により良い輸送
適性を与えるために、断熱材の外被で覆っである。断熱
材の外表面は湿気をしゃ断するために金属外被で覆っで
ある。この金属外被は一般に二つの手部分から成ってお
シ、各手部分は金属外被をパイプラインのまわシに保持
するのを容易にするだめのフランジを有している。金属
外被の二つの手部分はフランジで結合されて継目が形成
される。場合によっては、水が外被継目を通って侵入し
て、断熱材を通り抜けてパイプに達し、そこで腐食を生
じる〇 パイプライン腐食を検出する先行技術の方法は十分でな
いということがわかっている。たとえば。

腐食検出装置を備えたビグはアクセス場所を有するパイ
プラインでしか使用することができない。

多くのパイプラインはそのようなアクセス場所を欠いて
いる。超音波検出法では金属外被と断熱材を除去する必
要がある。これは時間と費用のかかる処置である。ラジ
オグラフィー検出法は危険性があって、装置は扱いにく
く、非実用的または不便な隣接の移動式支持体を必要と
する。さらに、ラジオグラフィー法の場合、腐食生成物
で満された腐食孔とパイプ壁の非腐食部分とを区別する
のが難しいことが多い。

〔発明が解決しようとする課題１〕 したがって、必要とされるのは、断熱材および周囲の外
被の上から腐食を検出する方法であシ、かつボータプル
の装置によって実施しうる方法である。

〔課題を解決するための手段〕

電磁検査技術は、断熱材の上から腐食を検出するための
そのような方法を提供する。

〔従来の技術２〕 先行技術においては、航空機燃料タンクにおける腐食を
検出するために１周波数を変数とする電磁検査技術が使
用されている。周波数を変数とする電磁検査技術では、
少数の周波数を使用し、送信信号と受信信号との間で強
さと位相の差を測定する。しかし、実際上の問題として
、周波数を変数とする技術では少数の周波数しか使用し
ないので、得られる情報量が本質的に限られておシ、し
たがってこの技術の正確さを損なっている。

〔発明が解決しようとする課題２〕 本発明の譲受人に譲渡され、本出願と同じ日に提出され
た、Ｂｒ１ａｎ　５ｐｉｅｓ（本発明の発明者）による
出願１導電性容器における腐食を検出する方法”および
Ｐｅｄｒｏ　Ｌａｒａに：よる出願１保護カバー厚が変
動する導電性容器における腐食を検出する方法”では、
導電性容器における腐食の検出に使用するための時間を
変数とする電磁検査法が開示されている。

本出願では、導電性容器における腐食を直接に検出する
方法を開示する。この方法は押出しパイプに関して特に
有効である。押出しパイプにおいては、パイプ押出し製
造工程が圧延・溶接パイプに見られるものよシも大きな
短距離パイプ厚変動をもたらすので、壁厚測定法を用い
て腐食を間接検出するのが難しい。

本発明の目的は、断熱された導電性容器における腐食を
直接検出する方法を提供することである。

〔実施例〕

パ　−　ト　Ａ 第１〜３図には、導電性容器１１における腐食を検出す
る方法が実施できる代表的な状況を１代表的検出装置２
５とともに、模式的に示す。本発明の方法では、腐食の
検出に過渡電磁検査（ＴＥＭＰ）を使用する。

第１〜３図に示す導電性容器はパイプライン１１の一部
であ夛、パイプライン１１はもちろん複数の個別パイプ
１３から成っている。パイプ１３はある大きさの直径を
有し、パイプ壁１５はある大きさの厚さを有している。

パイプ壁１５は、導電性材料たとえば鋼で作られている
。

アラスカのブラッドホー湾地方では１石油およびガス流
体の輸送に断熱材１７で包んだパイプラインが使用され
ている。断熱材１７はパイプライン内の石油およびガス
流体の急激な冷却を防ぎ。

したがってパイプライン内のこれらの流体によシ良い輸
送適性を与えるために備えられている。精油所では、パ
イプラインと容器は、作業員を高温から保護する安全対
策として１通常断熱材で包まれている。パイプライン上
の断熱材１７は一般に熱可塑性フオームたとえばポリス
チレンであシ、ある大きさの半径方向厚さを有している
。断熱材１７を包囲して金属外被１９があシ、この外被
は湿気をしゃ断するために備えである。外被１９はパイ
プ壁の厚さよυもずっと小さい厚さを有する。

金属外被１９は二つの手部分を有し、これらの手部分は
パイプラインに沿って長さ方向に延びている。この外被
の各手部分は半径方向外側に延びるフランジ２１の形の
継ぎ合せ装置を有する。この外被の手部分をパイプライ
ンの周囲に組立てると、それぞれのフランジ２１は互い
に接して継目を形成する。これらの手部分は、それぞれ
のフランジを適当な装置で固定して合体させることによ
ってパイプラインの周囲の正しい位置に保持される。

第３図では、パイプ壁１５が断熱材に隣接して腐食孔２
３を有するように示しである。腐食はパイプ壁の厚さを
減少させるように作用し、また腐食孔を形成して腐食孔
を腐食生成物で満す。パイプ壁に腐食孔を形成する腐食
は、外被フランジ２１の間から断熱材に侵入する水によ
って引起される。

検出装置２５は腐食を検査すべきパイプ壁部分の近くに
備えてあシ、アンテナ２７％送信機２９゜受信機および
増幅器３１．およびディジタルコンピュータ３３を有し
ている。

アンテナ２７は送信アンテナコイル３５、受信アンテナ
コイル３７．およびコア３９を含む。この好ましい実施
例において、送信および受信アンテナコイル３５．３７
は同じコア３９上に巻かれている（第３図参照）。以下
、この構成を一致構成ト呼ぶ。コア３９はスプールの形
であり、非磁性かつ非導電性材料たとえばプラスチック
で作っである。送信アンテナコイルの巻き数は、送信ア
ンテナのインダクタンスを最小限におさえて送信アンテ
ナコイルの急激なスイッチ切断を行うために、最小限に
おさえる。この好ましい実施例において、送信アンテナ
コイル３５は２０〜２４番ゲージの線の１２０巻きから
成る。受信アンテナコイル３７は３４〜４０番ゲージの
線の４００巻きから成る。送信および受信アンテナコイ
ル３５゜３７はそれぞれの導線対４１．４３によって送
信機２９および受信機３１に接続しである。

送信機２９は通常のものであシ、１〜５アンペアの強さ
を有するパルス列を生成する。以下により詳しく述べる
ように、アンテナ２７の各位置において、データ強化の
ために複数のパルスを送る。

パルスは１０〜１００ｐａ程度の急激な立下シ時間を有
する。送信機パルス列のパルスは、計装におけるＤＣバ
イアスを避ける六めに極性を交互に変える。各パルスの
持続時間はパルスの強さを安定化させるのに十分な長さ
とし、パルス終了以前にパイプ壁内に誘導電流が生じな
いようにする。送信機２９は、各パルスに対してナベで
の必要データが得られるような繰返し速度でパルスを繰
返す。

たとえば、厚いパイプ壁はデータを得るのに薄いパイプ
壁よシも長い時間を必要とする。誘導電流は厚いパイプ
壁の方が拡散に長い時間を必要とするからである。した
がって、パルスの繰返し速度は一般に厚いパイプ壁の場
合薄いパイプ壁の場合よシも遅くなる。

受信機および増幅器３１は広い（５〜６けたの大きさ）
のダイナミツクルレンジを有する広帯域装置である。受
信機３１はＡ／Ｄコンバータを備えており、一定の速度
で信号をサンプリングし、また信号をある時間ウィンド
ウまたはチャンネルにわたって積分する。時間ウィンド
ウの持続長さは時間とともに増大する。送信機２９と受
信機および増幅器３１とは通常のものである。実際、Ｇ
ｅｏｅｘ　Ｐｔｙ、Ｌｔｄ、社（、ｒ−ｘ）？ｌＪ７．
７　テＬ／−ド）製のＳＩＲＯＴＥＭ送信機、受信機お
よび増幅機ユニットが十分に働くということがわかった
。

バッテリーで動作させるＳＩＲＯＴＥＭ　ユニットはポ
ータプルであシ、これは、現場でパイプラインを検査す
る際、使用を容易にする特性である。

ディジタルコンピュータ３３はデータを記録するのに十
分なメモリ容量を有する通常のボータプルコンピュータ
である。

次Ｋ、導電性容器の腐食を検出する本発明の方法につい
て述べる。前述のように１本発明の方法では過渡電磁検
査（ＴＥＭＰ）を使用する。ＴＥＭＰでは、導体内に電
流を誘導してからその電流の減衰を解析することによっ
て、導体の間接的な検査が可能になる。

まず、アンテナ２７を外被１９上に配置し、検査すべき
パイプライン１１の部分の近い表面４５の近くに来るよ
うにする。適当な装置（図示せず）を用いてアンテナ２
７を正しい位置に固定し、検査されるパイプ壁部分上で
のアンテナの動きを最小限におさえるようにする。次に
、送信機２９からパルスによって送信アンテナコイル３
５にエネルギーを供給する。前述のように％送信アンテ
ナコイル３５にはパルスの強さを安定化させるのに十分
な長さの時間にわたってエネルギーを供給し。

そうすることＫよってパイプライン１１内に過電流が誘
導されないようにする。次に、送信コイル３５は、パル
スを急激に強さＯまで減衰させることにより送信機によ
って急激にエネルギー供給が断たれる。送信アンテナコ
イル３５に対するこの急激なエネルギー供給停止によシ
、コイルの近くにある導体すなわち外被１９およびパイ
プ壁１５内に渦電流が誘導される。渦電流はそれぞれの
導体の内側にアンテナ２７から離れる向きに拡散し、減
衰する。この渦電流は磁場を生成し、この磁場は時間変
化電圧として受信アンテナコイル３７で検出される。送
信アンテナコイルへのエネルギー供給が停止されるとす
ぐに、受信機３１のスイッチが入れられる。受信アンテ
ナコイル３７は導体内の誘導渦電流の存在と減衰を検出
する。渦電流は抵抗発熱損失によシ導体内で徐々に散逸
する。

拡散の速度は導体の導電率と厚さに依存する。受信機３
１は受信アンテナコイル３７によって検出される信号を
サンプリングし、それから適当なレベルまで増幅して、
記憶と処理の穴めにディジタルコンピュータ３３に送゛
る。受信機３１は、渦電流がまず導体内に誘導され虎と
きから信号が雑音と区別できなくなるまで、信号を測定
する。雑音のレベルは導体に対する受信アンテナコイル
３７の動きを最小限におさえるととＫよって低下させら
れる。受信信号は未処理データであって、導体内の誘導
電流の減衰に関するコンピュータ３３の記録を形成する
。送信および受信の手順はアンテナ２７の同じ位置に関
して何回も繰返され、ＳＮ比の向上がはかられる。

次ニ、データは、コンピュータのデータ処理装置によっ
て、解釈のために適当な形式となるように処理される。

データ処理の第１段階は受信信号の正規化と、受信信号
の和をとシ平均することとを含む。この好ましい実施例
における送信機２９はバッテリーで動作するので、送信
機電流の強さが変化する。データにおける強さ変化の影
響は、受信電圧を送信電流に対して正規化することによ
って除去される。それぞれのアンテナ位置において受信
信号の和をとり平均することは、ＳＮ比の向上に寄与す
る。特に雑音の多い環境下では、和をとシ平均すること
の代わシに選択的集積を使用して、雑音の多い過渡電流
を除去することができる。この初期データ処理の結果は
、第４図に示すような時間変化応答曲線である。（第４
図にはいくつかの導体における応答曲線を示す。）この
応答曲線は、第４〜８ｄ図を用いて以下に説明する方法
によって解釈することができる。特に第４図を参照する
と、導体壁における腐食の存在ま六は非存在が１問題の
領域にわたってとられたいくつかの応答曲線の形を調べ
ることによって推論される。各応答曲線の形は、一部、
導体壁の厚さに依存する。六とえば、無限に厚い導体壁
の応答曲線の値の大きさは、かなシ均一な割合で（両対
数グラフ上で）減衰し、かなりまっすぐな応答曲線を生
じるが、一方有限な壁厚を有する導体の応答曲線は、あ
る点で、それまでよシも犬きく下方向に湾曲しはじめ、
大きな割合で減衰する。

この湾曲現象は誘導電流が拡散して導体壁の遠い表面４
７に到達することによる。薄い導体壁の応答曲線は厚い
導体壁の応分曲線よシも早い時点で湾曲する。

腐食によシ導体壁の厚さが減少するので、腐食の存在ま
たは非存在は、検査したパイプ壁部分の応答曲線の形を
、同じ型のパイプの非腐食部分の応答曲線の形と比較す
ることＫよって、推論することができる。念とえば、第
４図において、′腐食”および１腐食なし”と表示し六
二つの応答曲線は同じパイプでとったものである。′腐
食なし”応答゛曲線はパイプの非腐食部分でとったもの
であシ、基準として使用する。一方、′腐食”応答曲線
は同じパイプの別の部分でとつ六ものである。

この別の部分は腐食をシミュレートするビットを有する
。（両応答曲線において、アンテナはパイプ壁から同じ
距離に配置した。）約１７ｒｎｓ（ミリ秒）の点におい
て、“腐食”応答曲線はより大きく下方向に湾曲し、そ
れまでよシも大きな速度で減衰しはじめる。１腐食″湾
曲点は“腐食なし”湾曲点（約２５ｍ５）よりも早い時
点で生じ、“腐食”応答曲線で示される導体壁が１腐負
なし”応答曲線で示される導体壁よりも薄いということ
を示す。

第５図では、第４図の“腐食”および１腐食なし”応答
曲線を、二つの曲線の比をパーセント応答曲線としてプ
ロットすることによシ比較した。

ここで、基準として”腐食なし”応答曲線を用いた。パ
ーセント応答曲線は、′腐食”応答曲線と１腐食なし”
応答曲線との間の相違を強調する。

パーセント応答曲線の末期部分（約１７〜２０ｍ８から
あと、この約１７〜２０ｍ５というのは、大体、第４図
の１腐食”応答曲線が急激に下方に湾曲しはじめる時間
である）を調べることにより、“腐食”応答曲線は１腐
食なし”応答曲線から２０〜３０％ずれているというこ
とがわかる。この２０〜３０％の相違は、パイプの腐食
部分とパイプの非腐食部分との間の壁厚の相違を明瞭に
示すものである。

第４図において％′外被のみ”と表示した応答曲線は、
パイプ１３なしで金属外被１９についてとったものであ
る。′外被のみ”応答曲線は非常に速く減衰するので、
比較的末期の２０ｍ８では既に、外被１９は応答全体に
対して非常に少ししか寄与しない。とれは、外被の壁厚
がパイプ壁の厚さよりもずっと小さいため、外被内では
電流がずっと速く拡散することによる。したがって、腐
食の発見に関して問題となる１外被およびパイプ”応答
曲線の部分（末期の部分である）においては、外被の影
響を無視することができる。

外被フランジの近くで測定される応答は、第７図に示す
ように、全時間にわたって外被フランジによる非常に強
い影響を受ける。外被フランジの近くで測定しな応答は
、影響を受けた応答曲線を外被フランジから離れた所で
得られた基準応答曲線に対して正規化することによって
、外被フランジの影響を除去するための補正を行うこと
ができる。第７図に示すように、外被フランジが応答曲
線におよぼす影響は、中期および末期範囲（約４ｍ８以
後）においては、下方への大体平行なずれである。すな
わち、中期および末期範囲において、影響を受けた応答
曲線は基準応答曲線と大体１千行”である。影響を受け
た応答曲線は、該曲線を中期範囲において基準応答曲線
に対して正規化することによυ補正される。

また、第７図は、パイプ上のある位置におけるアンテナ
とパイプ壁との間の距離と、パイプ上の別の位置におけ
るアンテナとパイプ壁との間の距離との違いが応答に対
しておよぼしうる影響を示すのＫも役立つ。そのような
距離の変動はパイプ壁と外被との間の断熱材の厚さの不
均一によって生じる。アンテナとパイプ壁との間の距離
が大きくなると、中期および末期における応答の強さの
減少が起シ、この強さの減少は大体平行なずれとして現
れる。この応答には、中期範囲において応答曲線をある
既知の距離にあるアンテナに関して得られた基準応答曲
線に対して正規化することによシ、距離変動の影響を除
去するための補正を加えることができる。

アンテナ２７は検査領域全体にわたっての平均導体壁厚
の読みを与える。検査領域の大きさは、アンテナ寸法、
アンテナ構成、および各送信機パルス送信後の受信機測
定時間の持続長さに依存する。アンテナの検査領域は、
アンテナ寸法が大きくなるかまたは測定時間が長くなる
と、太きくなる。好ましい実施例において、アンテナ２
７は約７．５　ｃｍ　（約３インチ）の直径を有する。

２６．３　ｃｍ（１０，５インチ）のパイプの場合、検
査領域は直径的３０ｍ（１２インチ）である。

通常の場合、腐食の検査をすべきパイプライン部分は、
アンテナの検査領域よりもずっと大きい。

したがって、通常のパイプ検査では、検査を完全に行う
ために、アンテナを新しい位置に動かす必要がある。第
８ａ〜８ｄ図には、あるパイプ部分の腐食マツプと該パ
イプ部分のＡ−Ａに沿う対応するＴＥＭＰ検査曲線ま六
は測定曲線を示す。第８ｂ〜８ｄ図のＴＥＭＰ測定曲線
を得るのに、アンテナはＡ−Ａに沿う多くの位置に置い
六。第８＆図において、Ａ−ＡＫ沿う数値は壁厚の超音
波点測定値（ｃｔｎ（インチ）単位）を示し、また陰影
部は、パイプ壁の厚さが非陰影部の厚さよりも小さい。

強く腐食された部分を示す。このマツプによれば。

Ａ−Ａに沿うパイプ壁は１８０°付近でもつとも厚く、
Ｏｏおよび３６０°方向に行くＫつれて薄くなる。

第８ｂ図は金属外被なしの第８ａ図のパイプのＡ−Ａに
沿うＴＥＭＰ測定曲線である。第８ｂ図では、各アンテ
ナ位置に関して、選定し大離散瞬間の応答曲線の値のみ
がプロットしである。次に、等価な瞬間の応答曲線値を
つなぐことＫよシＴＥＭＰ測定曲線が形成されている。

この場合、各アンテナ位置に関して、　８．５ｍｓ、　
　３２．８ｍｓ。

６７ｍｓ、　７９ｍｓ、　９２ｍｓ、および１０５ｍ５
の応答曲線値をプロットして、バイブ壁厚に関するそれ
ぞれのＴＥＭＰ測定曲線が形成されている。各ＴＥＭＰ
測定曲線はパイプのもつとも厚い部分において得られた
ＴＥＭＰ応答に対して正規化しである。第８ｂ図から明
らかなように、ＴＥＭＰ測定曲線は、１８０°からどち
ら（の方向（０°および３６０°に向う方向）に動いて
もパイプ壁厚は小さくなシ、０〜６０°および３２０〜
３６００付近でもつとも薄くなるということを示す。末
期ＴＥＭＰ測定曲線（６７ｍｓ以後）は、特に明瞭に壁
厚の減少を示し、第８ａ図のパイプ腐食マツプに対応し
ている。

第８Ｃ図にも第８ａ図のパイプのＡ−Ａに沿うＴＥＭＰ
測定曲線を示すが、これは金属外被がついている場合で
ある。第８Ｃ図のＴＥＭＰ測定曲線は第８ｂ図のＴＥＭ
Ｐ測定曲線と同じゃシ方で得られたものである。９５°
および２７０°付近にある外被フランジは、該フランジ
近くのＴＥＭＰ測定曲線部分の値、の大きさを低下させ
る。第８Ｃ図のＴＥＭＰ測定曲線は、外被フランジ近く
で測定された応答を外被フランジから離れたところで測
定された応答に対して正規化することＫよって、外被フ
ランジの影響を小さくするための補正を加え穴ものであ
る。これらの応答は中期範囲（３〜６　ｍｌ）で正規化
し、次に末期（３２ｍｓ以後）を解析する。

（第８ｄ図には、外被フランジの影響を補正する前の第
８Ｃ図のＴＥＭＰ測定曲線を示す。）第８Ｃ図のＴＥＭ
Ｐ測定曲線と第８ａ図の腐食マツプ七の間には良い相関
関係が存在する。第８Ｃ図のＴＥＭＰ測定曲線はパイプ
壁の厚さが０〜６０°および３２０〜３６０°付近で小
さくなることを示し、したがってこれらの位置の腐食が
推論される。

第８＆〜８ｄ図はＴＥＭＰ法が超音波法よシも有利な相
違点を示している。超音波法では点測定を行うので、多
数の測定が必要となるが、ＴＥＭＰ法のアンテナは大き
な検査領域を持つのでよシ少い測定ですむ。第８＆図の
超音波測定は本質的にＡ−Ａの線上に限られているが、
ＴＥＭＰ測定はＡ−Ａの両側に約１０　ｃｍ　（数イン
チ）程度床がるパイプ部分を包含する。さらに、超音波
測定は裸のパイプに関して実施しなければならないが、
ＴＥＭＰ測定は外被の上から実施することができる。

第８ｂ〜８ｄ図に示すよりなＴＥＭＰ測定曲線の場合、
アンテナをパイプ上のある位置から別の位置に動かすこ
とによって生じる、アンテナとパイプ壁との間の距離変
動が、応答におよぼす影響は、パイプ壁からいくつかの
既知の距離に配置したアンテナによって基準応答曲線を
作成することによシ補正することができる。その場合、
距離誤差を有する応答曲線の中期部分は、それぞれの基
準応答曲線の中期部分に対して正規化される。

第６図には、第５図の腐食孔のＴＥＭＰ測定曲線を示す
。このＴＥＭＰ測定曲線はアンテナを複数の位置に動か
し、かつ各アンテナ位置で２５〜５２ｍ１時間ウィンド
ウにわなって応答を平均することによって得たものであ
る。腐食孔の実際の範囲をグラフの左下に示す。それＫ
よれば、腐食孔は約２０　ｃｒｒｔ　（約８インチ）の
半径を有する。第６図のＴＥＭＰ測定曲線は実際の断面
形と良い相関関係を示している。約４２．５ＣＭ（約工
フイ／テ）以上では。

とのＴＥＭＰ測定曲線は、近くのパイプ端との誘導電流
の相互作用のために、値のわずかな低下を示している。

第４図の応答曲線を解釈するもう一つの方法は。

パイプ壁の遠い表面４７が応答曲線に最初に現れる時間
を調べることを含む。この時間を１臨界時間”と呼ぶこ
とにする。この時間は、前述のように、応答曲線がそれ
までよりも大きく下方向に湾曲しはじめる点のことであ
る（第４図参照）。パイプの壁厚は臨界時間の平方根に
比例する。比例定数または比例因子はパイプの形状およ
び導電率に依存し、パイプの特定厚に関して臨界時間を
決定することによって決定するととができる。

本発明の方法は、装置とデータを既知の厚さと導電率の
パイプに関して較正したならば、壁厚の定量的測定に使
用することができる。検査されるパイプの実際の壁厚が
知られたならば、製造壁厚との比較によシ、検査される
パイプの腐食による壁損失の決定がなされる。

パ　−　ト　Ｂ 次に、パイプに沿う一つの位置から別の位置に移るとき
のアンテナとパイプ壁との間の距離変動による応答の誤
差を補正するもう一つの方法を。

第９および１０図を用いて述べる。

第９図には、アンテナとパイプ壁との間の距離変動によ
る影響を補正した複数のＴＥＭＰ応答曲線（連続値でな
く離散値でプロット）を示す。第９図は、直径１０５α
（４２インチ）のパイプ（パイプ壁厚１．１１３ｃｍ（
０，４３８インチ））、直径３０σ（１２インチ）のパ
イプ（パイプ壁厚１．０３１ｃｎ１（０，４０６答曲線
を示す。各パイプに関して、パイプに沿う数多くの位置
で非常に多くのＴＥＭＰ検査を実施し喪。ＴＥＭＰ検査
は断熱材１７および金属外被１９の上から行った。各パ
イプに沿う断熱材の厚さは５０ｑ６も変化するので、ア
ンテナとパイプ壁との間の距離も同じ量だけ変化する。

パイプ壁内の誘導電流の減衰の記録（第４図のそれぞれ
測定対象を表示した応答曲線によって示されるようなも
の）を、誘導電流の減衰率を時間に対して決定すること
によシ、距離変動に関して補正した。誘導電流の減衰率
の決定によって距離変動を補正することにより、アンテ
ナとパイプ壁との間の距離変動は応答の強さに影響する
が、応答の減衰率には影響しないという現象が明らかに
なつ六。第９図に示される補正応答曲線は、各パイプか
ら得られた未補正ＴＥＭＰ検査応答それぞれの減衰率を
示す。減衰率は未補正ＴＥＭＰ検査応答の対数導関数（
ｄ（１ｎＶ）／ｄ（Ｉｎ　ｔ　）。ここでＶは受信電圧
、ｔは時間）をとることによって得られる。

（第９および１０図のグラフを得るのに、中心差分数値
法を使用しな。）図かられかるように、断熱材の厚さの
変動にもかかわらず、各パイプの補正ＴＥＭＰ検査応答
の縦方向ばらつきは小さく、事実上パイプ壁厚の変動に
よって決定される。し念がって、応答の減衰率を決定す
ることによ）、アンテナとパイプ壁との間の距離変動の
影響が補正される。パイプ壁の腐食の存在または非存在
は、前述の解釈法によって推論される。

減衰率補正法も壁厚の定食的決定を可能とする。

誘導電流が近い表面４５（第３図参照）から導体壁を通
って拡散するとき、応答は一定の対数減衰率約−１，５
で減衰する。次に、誘導電流が導体壁の遠い表面４７と
相互作用しはじめると、応答の減衰率はだんだん大きく
なる。応答減衰率が約−１、５の一定対数減衰率からず
れはじめる時間は、バイブ壁厚とパイプ直径との関数で
ある。薄いパイプ壁の補正応答は厚いパイプ壁の補正応
答よシも早い時点で下方に湾曲する。パイプ直径の増大
により、応答の下方湾曲は遅くなる。誘導電流がパイプ
壁の遠い表面に達したあと、応答の減衰率の傾きは一定
の値に漸近する。応答の減衰率のとの漸近部分はパイプ
壁の厚さまたはパイプ直径には依存せず、経験的に次の
ように決定された。

ｄ（Ｉｎ　Ｖ）／ｄ（Ｉｎ　ｔ）：　Ａ−２，１７ｔｎ
　ｔここで、Ａはパイプ壁厚、パイプ直径、およびパイ
プの金属学的加工、処理の関数である。応答の減衰率の
漸近特性は、パイプ壁厚に依存する応答減衰率がずれる
時間と組合わせて、補正応答曲線の上に重ねることので
きるノモダラムの構成ｔ＝可能とする。ノモグラムは、
既知の厚さで事実上同じ直径のパイプの壁内に電流を誘
導することによって作成される多数の基準記録から構成
される。

第１０図には、腐食し六直径２０　ｃｍ　（８インチ）
のパイプに沿う多数の位置から得られた補正応答面ｉ（
ＴＥＭＰ検査曲線Ａ、　Ｂ、およびＣ）上に重ね六直線
から成るノモグラムを示す。この場合、それぞれのＴＥ
ＭＰ検査曲線とノモグラムとの外挿比較かられかるよう
に、ＴＥＭＰ検査曲線Ａで検査されたパイプ壁部分は約
１．１７ｃｆｎ（約０．４６インチ）の厚さを有し、Ｔ
ＥＭＰ検査曲線Ｂで検査された部分は約１．０９　ｃｍ
　（約０９４３インチ）の厚さを有し、さらにＴＥＭＰ
検査曲線Ｃで検査された部分は約１．０４個（約０．４
１インチ）の厚さを有する。これらの定量的なパイプ壁
厚測定から、パイプ壁の腐食の存在または非存在を推論
することができる。

バートＣ 次ニ、第１１〜１４図を用いて、パイプ壁の腐食を直接
に検出する方法を説明する。そのような方法は押出しパ
イプの壁の腐食を検出するのに特に有効である。製造時
に使用される押出し工程の六め−１押出しパイプのパイ
プ壁厚は割合に大きな許容差にわたって変化し、したが
って腐食の存在を直接推論するのにいつでも使用できる
とは限らないＯ 腐食を直接検出するこの方法では、鋼パイプ上の腐食ス
ケールまたは腐食生成物が超常磁性を示すという本件発
明者の発見を用いる。超常磁性は。

粘磁化とも呼ばれ、物質の透磁率が事実上時間依存を示
す性質のことである。大部分の物質は超常磁性ではなく
、磁束密度Ｂは加えられる磁場Ｈの変化に対してほぼ即
時に反応する。しかし、超常磁性の物質の場合、磁束密
度Ｂは磁場の変化に対してやや緩慢に反応する。超常磁
性は磁鉄鉱、磁赤鉄鉱、および赤鉄鉱で観察されている
。ＮＧＩガスパイプラインからとった腐食スケールの分
析によれば、スケールは主として磁鉄鉱と赤鉄鉱から成
シ、少量の磁赤鉄鉱と二酸化マンガンとを含み、超常磁
性を示すＴＥＭＰ挙動をとる。

超常磁性を有する腐食スケールの検出は、前述のＴＥＭ
Ｐ法の使用から始まる。第１１および１２図には、パイ
プおよび大量の腐食生成物のそれぞれに関するＴＥＭＰ
応答曲線を示す。パイプの応答曲線は前述のような挙動
を示す。腐食生成物の応答曲線は、置時間関係（両対数
目盛上で−１の傾き）で記述される一定の割合で減衰す
る。腐食生成物の応答曲線の一定（１／ｌ）減衰率は、
腐食生成物の超常磁性によってもたらされる。比較的初
期および中期では、腐食生成物の応答曲線の値は、パイ
プの応答曲線の値よシもずっと小さい。比較的末期では
、パイプの応答曲線は腐食生成物の応答曲線よりもずっ
と大きな割合で減衰し、そのなめ、パイプ応答曲線の値
はまず腐食生成物応答曲線の値に近づき、次に腐食生成
物応答曲線の値を下回る。し大がって、パイプの腐食部
分において、該パイプ部分のＴＥＭＰ応答はパイプ壁に
よる応答成分と腐食による応答成分とを有し、比較的初
期および中期においてはパイプ壁成分が圧倒的に優勢で
あり、比較的末期において腐食成分が検出可能となる。

第１３および１４図は、好ましい実施例に従う本発明の
方法の応用を説明するものである。第１３および１４図
は直径２６．３　ｃｐｎ　（１０，５イ／テ）のＮＧＩ
パイプから得られたそれぞれのＴＥＭＰ応答曲線を示す
。′腐食”応答曲線は厚さ約３．１８■（約μインチ）
（約３％の壁厚損失に相当する）のパイプ上の小領域腐
食スケール上に配置したアンテナを用いて得たものであ
る。”腐食なし”応答曲線はパイプの非腐食部分上に配
置したアンテナを用いて得たものである。特に第１４図
は二つの応答曲線の違いをはっきりと示している。第１
４図では、第１３図の各応答曲線の減衰率を決定する仁
とによシ腐食成分の存在または非存在を強調する処理を
行った。比較的末期（約８０ｍ１１以後）において、“
腐食”応答曲線は、該曲線の上向き傾斜として示される
。減衰率の値の減少を示すが、一方１腐食なし”応答曲
線はますます大きな割合で減衰しつづける。比較的末期
における１腐食”応答曲線の減衰率のこの低下は、該応
答曲線の腐食スケール成分によって引起され、この低下
はパイプ腐食部分の応答を最後までとることによって検
出可能となる。比較的末期において。

“腐食２応答曲線のパイプ壁成分の大きさはまず腐食ス
ケール成分の大きさに近づき、次に腐食スケール成分の
大きさを下回る。パイプ壁成分の大きさは減衰率を増し
ながら減少するからである。

ＴＥＭＰ装置のＳＮ比が十分に大きい場合、パイプのＴ
ＥＭＰ応答は、腐食スケール成分がパイプ壁成分を上回
るのに十分な長さの時間にわたって検出することができ
る。

前述の方法は断熱および非断熱パイプまたは容器に対し
て使用することができる。

本発明の方法の一つの重要な側面は、容器壁厚の厚さ変
動に関係なく、容器壁の腐食が直接検出できるというこ
とである。この方法は、鋼パイプ上の腐食スケールが超
常磁性を有するという本件発明者の発見を使用するもの
である。

本発明の方法をパイプラインの腐食の検出における使用
に関して説明したが、この方法は他のタイプの容器たと
えば貯蔵容器および圧力容器の導電性壁における腐食の
検出にも使用することができる。さらに１本発明の方法
は非断熱容器にも断熱容器に対してと同様に使用するこ
とができる。

アンテナは前述の一致構成とは異なる構成に構成された
送信アンテナと受信アンテナを有することがてきる。そ
のような構成の一つは受信アンテナと分離しているが共
面の送信アンテナを有するものである。もう一つの構成
は大きな送信アンテナループ内に配置された複数の受信
アンテナを有するものである。

以上、本発明を特定のものＫついて説明したが、ここで
開示した事柄は単なる例であって、構造の細部と部品の
組合せおよび構成とにおいては１本発明の意図と範囲を
逸脱することなく、数多くの変形が可能であると理解す
べきである。本発明の意図と範囲は、特許請求の範囲に
示される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施例によって容器の腐食
を検出する方法が実施できる代表的な状況を、代表的な
試験装置とともに示す模式図、第２図は、第１図のパイ
プラインの横断面を示す模式図、 第３図は、第２図のアンテナを詳細に示す模式第４図は
１本発明の過渡電磁検査（ＴＥＭＰ）法によって得られ
た、いくつかの導体の時間を変数とする応答曲線を示す
グラフ、 第５図は、第４図の１腐食”応答曲線と１腐食なし”応
答曲線との比を計算することによって得られた、パイプ
壁の腐食孔の応答曲線のグラフ、第６図は、各アンテナ
位置における末期応答を平均することによって得られた
、第５図の腐食孔の縦断面ＴＥＭＰ測定曲線を示すグラ
フ。 第７図は、外被７ランジとアンテナ高さの変化とがパイ
プ壁の時間変数応答におよぼす影響を示すグラフ、 第８ａ図は、腐食の位置と超音波壁厚測定値とを示す、
パイプ部分の円周マツプ、 第８ｂ図は、第８ａ図のパイプのＡ−Ａに沿ってとった
外被なしパイプの横方向ＴＥＭＰ測定曲線を示すグラフ
、 第８Ｃ図は、第８＆図のパイプのＡ−Ａに沿ってとった
。外被付きパイプの、外被フランジの影響を補正した横
方向ＴＥＭＰ測定曲線を示すグラフ、第８ｄ図は、外被
フランジの影響を補正していない、第８Ｃ図の場合と同
じ場合のＴＥＭＰ測定曲線を示すグラフ、 第９図は、いくつかのパイプに関する複数の時間変数応
答曲線を示すグラフであって、アンテナとパイプ壁との
間の距離変動に関する補正をした、各パイプ上の数多く
の位置でとった各パイプに対する複数の応答曲線を含む
グラフ、 第１０図は％あるパイプ上の数多くの位置でとつた、該
パイプに関する、アンテナとパイプ壁との間の距離変動
を補正した複数の応答曲線と、該応答曲線上に重ねて示
すノモグラムとを含むグラフ、 第１１図は、本発明の過渡電磁検査（ＴＥＭＰ’）法に
よって得られた、導体と腐食生成物に関する時間変数応
答曲線を示すグラフ、 第１２図は、第１１図の応答曲線の減衰率を決定するこ
とによって処理した、処理応答曲線を示すグラフ、 第１３図は、あるパイプ壁部分に関する時間変数応答曲
線を示すグラフ、 第１４図は、第１３図の応答曲線の減衰率を決定するこ
とによって処理した、処理応答曲線を示すグラフである
。 図中、１１は導電性容器（パイプライン）、１３は個別
パイプ、１５はパイプ壁、１７は断熱材。 １９は金属外被、２１はフランジ、２３は腐食孔、２５
は検出装置％２７はアンテナ、２９は送信機、３１は受
信機および増幅器、３３はディジタルコンピュータ、３
５は送信アンテナコイル％３７は受信アンテナコイル％
３９はコア、４１．４３は導線対、４５はパイプの近い
表面、４７はパイプの遠い表面。 代理人　弁理士　　秋　沢　政　光 信　　１　　名 ロ１ 第４図 時間（ｍｓ） ％応答 ％応答 ｄ（Ｉｎ　ｖ）／ｄ（Ｉｎ　ｔ） ｄ（Ｉｎ　ｖ）／ｄ（Ｉｎ　ｔ） 以Ｖ／ＡＸＩ ｄ（Ｉｎ　ｖ）／ｄ　（！ｎ　ｔ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性で、近い表面と遠い表面とを有する、容器
   壁における腐食を検出する方法であつて、（イ）送信ア
   ンテナと受信アンテナを、腐食を検査すべき容器壁部分
   の近い表面に近接させて配置し、 （ロ）送信アンテナに電流によつてエネルギーを供給し
   、 （ハ）送信アンテナへのエネルギー供給を急激に断つて
   、容器壁部分内に電流を誘導し、 （ニ）前記容器壁部分における前記誘導電流の存在と減
   衰を受信アンテナによつて検出し、 （ホ）前記容器壁部分における前記誘導電流の減衰の記
   録を、ある時間にわたつてとり、 （ヘ）前記誘導電流の減衰に関する前記記録において、
   超常磁性を有する腐食生成物の存在にもとづく腐食成分
   の存在または非存在を決定し、前記記録における腐食成
   分の存在が前記容器壁部分における腐食の存在を示す 各ステップから成ることを特徴とする容器壁における腐
   食を検出する方法。
2. （２）前記誘導電流の減衰の前記記録を、前記誘導電流
   の減衰率を時間に対して決定することによつて処理し、
   該処理記録を、前記腐食成分の存在または非存在を決定
   するために使用する請求項１記載の方法。
3. （３）割合に末期において前記腐食成分が前記誘導電流
   の減衰率の大きさを減少させる前記記録において、割合
   に末期の記録を調べることにより前記腐食成分の存在ま
   たは非存在を決定する請求項２記載の方法。