JPH0481652A

JPH0481652A - 浸炭測定装置

Info

Publication number: JPH0481652A
Application number: JP19659790A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takahashi; 誠高橋
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1992-03-16
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH07117529B2

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、金属材料表面に発生する浸炭部の浸炭深さを
非破壊的に計測する浸炭測定装置に関する。

（従来の技術及びその問題点）例えば石油化学工業におけるエチレン製造工程では、ク
ラッキングチューブ中に原料ナフサを通過させ、チュー
ブ中にて原料ナフサを高温高圧下に熱分解してエチレン
等を回収している。

このクラッキングチューブに使われている材料として、
例えばＨＰ材料（Ｆｅ−２５Ｃｒ−３５Ｎｉ）が挙げら
れる。

クラッキングチューブは、長時間使用されるうちに、反
応に伴って生成されたカーボンがチューブ内面に付着し
、これか金属内部に拡散して浸炭が発生する。

この浸炭部はチューブの延性低下等を招来するため、安
全で円滑な操業を維持するには浸炭検査を定期的に実施
し、チューブ内面部の浸炭の有無及びその進行状況を的
確に把握することか必要である。

クラッキングチューブの管内面に発生した浸炭部を測定
する装置として、これまでに磁気を利用した種々の装置
が案出されている。これらの装置は、チューブ本体は非
磁性であるのに対し、浸炭部は磁性であることを利用す
るもので、磁石から発せられた磁力線か浸炭部によって
変化する量を検出するものである。

ところで、クラッキングチューブの場合、チューブ全体
が高温に曝されるため、管の外表面が脱炭、酸化等によ
って変質する。しかし、これらの変質層は磁性を有し、
検出部の近傍に存在するため、磁力線の変化を受けやす
く、管内面の浸炭によるものと誤認する虞れかある。

従来の浸炭測定装置は、第７図に示す様に、アルミニウ
ム等の非磁性材料によって形成されたケース（３３）内
に永久磁石（１０）を配備し、該磁石（１０）のＮ極と
Ｓ極との中間部の磁場内に、磁石（１０）から放射され
る磁力線（１２）の方向と平行になる様にホール素子（
１１）を配置［７た。

しかし、ホール素子（１１）を磁石（１０）と平行に配
置し、該ホール素子が浸炭部（９）の長さ方向の前端（
９１）或は後端（９２）に対応したとき、磁力線（１２
）に傾きが生じ、ホール素子（１１）を貫通してホール
起電力を発生するが、浸炭部（９）の中に入った位置に
おいては、磁力線（１２）はホール素子（１１）を平行
に通過するためホール起電力の変化が現われず、浸炭深
さを捉えることができない。

第５図に示す様に、ホール素子（１１）を磁石（１０）
から放射される磁力線（１２）と交叉する様に配置すれ
ば、磁力線（１２）が、チューブ内の浸炭部（９）によ
って引き寄せられ、ホール素子（１１）を貫通している
磁力線は弱まる。

従って、そのとき減少する磁力線（１２）の量を測定す
ることにより浸炭部（９）の測定ができる。

但し、第５図に示す装置の場合、磁力線（１２）の減少
による変化量は浸炭深さに対応するか、その減少量には
、外表面の変質層（８）による磁力線（１２）の変化量
も含まれるため、測定結果に信頼性が欠ける。

そこで出願人は以前、第３図に示す如く、被検材内面の
浸炭部を測定する第１検出手段（１）と、被検材の表面
近傍の磁性部を測定する第２検出手段（２）と、第１、
第２検出手段（１）（２）の出力の差を計算し、その差
を出力する情報処理回路（５）とから構成される浸炭測
定装置を提案した（実願平１−４０２５０号）。

上記装置の第１検出手段（１）は、前記第５図に示す如
く、磁石（１０）の両磁極間の中央部にて、磁石から放
射される磁力線（１２）の方向と交叉する様にホール素
子（１１）を配置し７て構成される。

第２検出手段（２）は第４図の如く、磁石（２０）の一
方の磁極前方にて磁石（２０）から放射される磁力線（
２２）の方向と交叉する様にホール素子（２１）を配置
して構成される。

被検材（７）の表面に形成された変質部（８）に接近す
ると、第２検出手段（２）のホール素子（２１）を貫通
する磁束密度は増加し、内面に形成された浸炭部（９）
に接近すると、第２検出手段（１）のホール素子（２１
）を貫通する磁束密度の増加による変化量と、第１検出
手段（１）から出力される磁束密度の減少による変化量
の差が情報処理回路（５）によ−）で計算される。

第１検出手段（１）の出力には、外表面の変質部と内面
の浸炭部による磁力線（１２）変化量が含まれているが
、情報処理回路（５）によって表面の変質部（８）によ
る変化量が差し引かれるため、内面の浸炭部（９）によ
る変化量だけが得られる。

（発明が解決しようとする課題）上記第３図の浸炭測定装置は、第６図に示す如く、被検
材（７）上を移動する台車（３０）に搭載されて移動す
るが、被検材（７）に溶接ビード（７１）が存在すると
、台車（３０）の前輪（３１）或は後輪（３１ａ）が溶
接ビー）”（７１）に乗り上げたとき、雨検出手段（１
）（２）は、被検材（７）から遠去かる。

第２検出手段（２）は第１検出手段（１）よりも検出感
度は敏感であり、上記の如く、第２検出手段（２）が被
検材（７）から局部的に遠去かった位置で検出した数値
は信頼性に欠ける。

本発明は、被検材に溶接ビードが存在していても、第２
検出手段を被検材の表面から一定の高さを維持して移動
させることができ、信頼性の高い測定を行なうことかで
きる浸炭測定装置を明らかにするものである。

（課題を解決する手段）本発明の浸炭測定装置は、被検材（７）上を移動する主
台車（３）に搭載され、被検材内面の浸炭部（９）を測
定する第１検出手段（１）と、主台車（３）の側方にて
該主台車（３）と一体に移動可能に設けられた保持部材
（４０）と、被検材（７）の表面に対して接近離間可能
に保持部材（４０）に保持されると共に被検材（７）上
を転動する車輪（４１）を具え、被検材（７）の外表面
近傍の変質部（８）を測定する第２検出手段（２）と、第２検出手段（２）を被検材（７）側に押圧付勢するバ
ネ（３４）と、第１検出手段（１）の出力と第２検出手段（２）の出力
を処理して検出信号を出力する情報処理回路（５）とか
ら構成され、第１検出手段（１）は、両磁極が被検材表面と平行とな
る様に配備された磁石（１０）を具え、該磁石の両磁極
間の中央部にて磁石（ｌＯ）から放射される磁力線（１
２）の方向と交叉する様にホール素子（１１）を配置し
、第２検出手段（２）は、両磁極が被検材表面と直交する
様に配置された磁石（２０）を具え、該磁石の一方の磁
極前方にて磁石（２０）から放射される磁力線（２２）
の方向と交叉する様にホール素子（２１）を配置してい
る。

（作用及び効果）浸炭部を測定できる原理については、第３図に於て、説
明済みであるから省略する。

本発明の装置は、第１検出手段（１）を搭載した主台車
（３）の側方に、該台車と一体に移動可能に保持部材（
４０）を連結し、保持部材（４０）に、被検材表面に対
して接近離間可能に第２検出手段（２）を配備すると共
に、第２検出手段（２）をバネ（３４）にて被検出材に
押圧付勢しているため、主台車（３）が被検材（７）の
溶接ビード（７１）に乗り上げても、第２検出手段（２
）の車輪（４１）は被検材（７）に接地したままである
。

このため、第２検出手段（２）は、被検材（７）に対し
て一定の距離を維持して移動でき、第２検出手段（２）
の出力は信頼性が高まり、正しい測定が可能となる。

（実施例）第１図に示す如く、第１検出手段（１）を搭載した主台
車（３）に、第２検出手段（２）を保持した保持部材（
４０）を連結杆（３６）にて連結固定する。

保持部材（４０）は上面が閉塞し、下面が開口した角筒
状に形成され、内部に筒状ケース（３３）をスライド可
能に配備している。

筒状ケース（３３）は車輪（４１）を具え、内部に第２
検出手段（２）を配備している。

筒状ケース（３３）の上端と保持部材（４０）の天井壁
との間にバネ（３４）を介装して、保持部材（４０）従
って第２検出手段（２）を常時下向きに付勢する。

第１検出手段（１）と、第２検出手段（２）は、情報処
理回路（５）に接続され、該回路には出力を表示する出
力表示計器（６）が必要に応じて接続される。

第１検出手段（１）は被検材内部の浸炭部（９）を測定
対象とするものである。

非磁性材料にて形成された主台車（３）内に永久磁石（
１０）を横向きに配備し、該磁石（１０）のＮ極とＳ極
との中間部の磁場内に、磁石（１０）がら放射される磁
力線（１２）の方向と交叉する様にホール素子（１１）
を配置している。

ホール素子（１１）は増幅器（図示せず）を通して情報
処理回路（５）に接続される。

第２検出手段（２）は、被検材の外表面の近傍（約１　
ｍｍ前後）を測定対象とするものである。

第１図に於て、非磁性材料にて形成したケース（３３）
に永久磁石（２０）を配備する。該磁石（２０）は被検
材（７）の検査面と略直交する方向に向けて磁力線（１
２）　（２２）が放射される様に縦向きに取付けられる
。ホール素子（２１）は磁石（２０）の一方の磁極前方
にて検査面と略平行に配備する。

ホール素子（２１）は増幅器を通じて情報処理回路に接
続される。

第１検出手段（１）の場合と同じ様に、ホール素子（２
１）は増幅器（図示せず）を通じて情報処理回路（５）
に接続される。

装置の検査面を、被検材（７）であるクラッキングチュ
ーブの表面に当て、磁力線（１２）（２２）の変化を検
知することにより、被検材の内部に存在する浸炭部を前
述の如く測定する。

尚、第１検出手段（１）及び第２検出手段（２）におい
て、磁石（１０）　（２０）は永久磁石に代えて電磁石
を使用してもよい。

情報処理回路（５）は、減算器を含んでおり、第１検出
手段（１）の出ツノと第２検出手段（２）の出力との差
が計算され、その差を表す出力か計器に表示される。

（発明の効果）本発明の測定装置は、被検材の外表面と内表面に形成さ
れた磁性部を夫々測定できるから、クラッキングチュー
ブの様に、外表面に酸化、脱炭等による磁性変質部、内
面に浸炭部が形成された被検材を外表面から非破壊的に
測定するのに適している。

本発明の装置は、保持部材（４０）を介して第２検出手
段（２）をバネ（３４）にて被検出材に押圧付勢してい
るため、主台車（３）か被検材の溶接ビードに乗り上げ
ても、第２検出手段（２）は被検材の表面から一定の高
さを維持して移動する。

このため、第２検出手段（２）の出力は信頼性が高まり
、正しい測定が可能となる。

本発明は上記実施例の構成に限定されることなく、特許
請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の断面図、第２図は同上の平面図、
第３図は装置のフローチャート、第４図は第２検出手段
の説明図、第５図は第１検出手段の説明図、第６図は出
願人が以前提案した測定装置の断面図、第７図は従来例
の説明図である。（１）・・・第１検出手段　（２）・・・第２検出手段
（３）・・・主台車　　　　（４）・・・補助台車（４
０）・・・保持部材　　　（５）・・・情報処理回路蓼
４１！１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検材（７）上を移動する主台車（３）に搭載さ
れ、被検材内面の浸炭部（９）を測定する第１検出手段
（１）と、主台車（３）の側方にて該主台車（３）と一体に移動可
能に設けられた保持部材（４０）と、被検材（７）の表
面に対して接近離間可能に保持部材（４０）に保持され
ると共に被検材（７）上を転動する車輪（４１）を具え
、被検材（７）の外表面近傍の変質部（８）を測定する
第２検出手段（２）と、第２検出手段（２）を被検材（７）側に押圧付勢するバ
ネ（３４）と、第１検出手段（１）の出力と第２検出手段（２）の出力
を処理して検出信号を出力する情報処理回路（５）とか
ら構成され、第１検出手段（１）は、両磁極が被検材表面と平行とな
る様に配備された磁石（１０）を具え、該磁石の両磁極
間の中央部にて磁石（１０）から放射される磁力線（１
２）の方向と交叉する様にホール素子（１１）を配置し
、第２検出手段（２）は、両磁極が被検材表面と直交する
様に配置された磁石（２０）を具え、該磁石の一方の磁
極前方にて磁石（２０）から放射される磁力線（２２）
の方向と交叉する様にホール素子（２１）を配置してい
る浸炭測定装置。