JPH0545184B2 - - Google Patents

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JPH0545184B2
JPH0545184B2 JP11612686A JP11612686A JPH0545184B2 JP H0545184 B2 JPH0545184 B2 JP H0545184B2 JP 11612686 A JP11612686 A JP 11612686A JP 11612686 A JP11612686 A JP 11612686A JP H0545184 B2 JPH0545184 B2 JP H0545184B2
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JP
Japan
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metal specimen
eddy current
coil
degree
change
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JP11612686A
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Yasuhiko Suesada
Noriaki Nishioka
Takeo Kamimura
Tooru Goto
Hitomi Ito
Yoshikuni Kadoya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Kansai Denryoku KK
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えばタービンプラントにおけるロー
タ、ブレード、ケーシング等の金属材料の材料劣
化度を渦電流探傷法を利用して測定する材料劣化
度測定方法及びその装置に関する。
〔従来の技術〕
第3図を参照して従来の技術について説明す
る。
第3図において、1は金属供試体、2は渦電流
発生用コイル、3は検出用コイル、4は探傷子と
して同軸に配置された渦電流発生用コイル2及び
検出用コイル3に電源を供給すると共に出力の信
号解析をする信号処理装置である。この信号処理
装置4は渦電流発生用コイル2に数10k〜200kHz
の高周波電流を供給する高周波励磁電源41と、
検出用コイル3に誘起される微小電圧を増幅し、
高周波励磁電源41の信号を参照信号として同期
検波し、直交する2成分の直流電圧信号を得るロ
ツクインアンプ42と、このロツクインアンプ4
2の出力電圧を指示する電圧計44とから構成さ
れている。
上記構成にあつて、金属供試体1に近接した渦
電流発生用コイル2に、高周波励磁電源41から
数10k〜200kHzの高周波電流を供給すると、検出
用コイル3に誘起する検出電圧は金属供試体1の
透磁率及び電気伝導度の変化に伴つて変化する。
この場合、金属供試体1の透磁率及び電気伝導
度は、同一の材料(供試体)を対象にした材料が
長期間に亘り高温、高応力負荷状態で用いられて
いる時に変化を生じ、この変化をロツクインアン
プ42及び電圧計44により測定すれば、その材
料の劣化度、又は余寿命が推定されるとしてい
る。この手法は、三菱重工技報21(3)pp1((’84)
に渦電流を応用した材料の劣化度測定方法として
紹介されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の方法及び装置による測定値は、
金属供試体1の透磁率及び電気伝導度の変化の混
合したものとして検出される。これに関しては、
既に土門他『非破壊検査』23−9(’74)pp137
で理論的に説明されている。
一方、金属材料の使用中の劣化度の測定のため
には、電気伝導度を測定することにより高精度の
測定結果が得られるという、結果報告がなされて
いる。これに関しては、例えば、桐原『原子力発
電』35−9(’84)pp75で理論的に説明されてい
る。
しかるに、従来の方法及び装置にあつては、金
属供試体1の透磁率及び電気伝導度の混合した情
報を得ているために、電気伝導度の変化のみを抽
出することによる材料劣化度の測定が不可能であ
り、この種渦電流を用いた非破壊検査装置として
満足のゆくものではなかつた。
そこで、本発明は、電気伝導度の変化を抽出で
きるようにして材料の劣化度を測定可能とした材
料劣化度測定方法及びその装置を得供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を解決し目的を達成するた
めに次ぎのような手段を講じたことを特徴として
いる。すなわち、材料劣化度測定方法としては、
金属供試体に近接した探傷子に交番電流を通電す
ることにより渦電流を生じせしめ、この渦電流に
より変化する上記探傷子のインピーダンスを測定
することにより上記金属供試体の電気伝導度の変
化及び透磁率の変化が混在した情報を検知すると
共に上記金属供試体を低い周波数で磁化すること
により上記金属供試体に透磁率変化を生じさせ、
上記交番電流を参照することにより上記金属供試
体の電気伝導度の変化を示す情報のみを検知し
て、上記金属供試体の材料劣化度を測定すること
を特徴としている。
一方、材料劣化度測定装置としては、互いに近
接し且つ金属供試体に夫々近接して配置される探
傷子として渦電流発生用コイル及び検出用コイ
ル、磁化用コイルと、上記渦電流発生用コイルに
交番電流を供給する渦電流発生用電源と、上記磁
化用コイルに低い周波数の電流を供給する励磁用
電源と、上記渦電流発生用コイル及び磁化用コイ
ルに所定の電流を供給したときに上記検出用コイ
ルにより検出した出力に基づき上記渦電流発生用
電源の出力電流を参照することにより上記金属供
試体の電気伝導度の変化を示す情報のみを検知し
て上記金属供試体の材料劣化度を検出する信号処
理手段とを具備したことを特徴としている。
〔作用〕
このような手段を講じた本発明方法及びその装
置によれば、金属供試体の電気伝導度の変化及び
透磁率の変化が混在した情報から電気伝導度の変
化を示す情報のみが抽出され、この電気伝導度の
変化を示す情報により金属供試体の材料劣化度が
測定可能となる。
〔実施例〕
第1図は本発明方法及びその装置を適用した一
実施例を示す構成図であり、第3図と同一部分に
は同一符号を付してその説明は省略する。
第1図において、探触子として渦電流発生用コ
イル2及び検出用コイル3と、磁化用コイル5と
は互いに近接して同心配置され且つ金属供試体1
に夫々近接して配置されている。信号処理装置4
は、渦電流発生用コイル2に、0.05〜5kHzの交番
電流を供給する渦電流発生用として高周波励磁電
源41と、検出用コイル3に誘起される微小電圧
を増幅し、高周波励磁電源41の信号を参照信号
として同期検波し、直交する2成分の直流電圧信
号を得るロツクインアンプ42と、このロツクイ
ンアンプ42の出力電圧をX−Y表示するオシロ
スコープ43と、オシロスコープ43のY入力の
電圧を指示する電圧計44と、磁化用コイル5に
低周波の例えば数Hzの電流を供給する励磁用とし
て低周波電源45とから構成されている。
上記構成にあつて、コイル2,3,5が金属供
試体1から離れた位置にあり、磁化用コイル5へ
の入力が零であると、検出用コイル3は渦電流発
生用コイル2と空間中で結合して誘起電圧を得、
オシロスコープ43に出力を得る。この状態を第
2図aに示す。
次ぎにコイル2,3,5を金属供試体1上に配
置すると、検出用コイル3と渦電流発生用コイル
2は金属供試体1を経て結合され、オシロスコー
プ43に表示された出力が変化する。この状態を
第2図bに示す。
ここで、金属供試体1は材質劣化を伴うもので
あり、従つて、実際には第2図cに示す如く変化
する。この場合、上記出力変化は金属供試体1の
透磁率、電気伝導度の変化の混在したものであ
り、第2図cからは透磁率の変化と電気伝導度の
変化とは分離識別することができない。この状態
で磁化用コイル5へ電流を供給すると、金属供試
体1は磁化されて透磁率の変化を生じ、第2図d
に示す如くの変化を生じる。この変動する出力は
透磁率変化に起因するものである。しかるに、ロ
ツクインアンプ42はこの出力を座標変換し、第
2図eに示す如きの出力を得ることができる。こ
こで、第2図eの*で示した出力は透磁率の影響
を含まない、言換えると電気伝導度の成分をのみ
を示すことになり、この大きさは電圧計44に示
される。また、ここで、磁化用コイル5への入力
を零とすれば、出力は第2図fに示す如くとな
り、透磁率変化も知ることが可能となる。
以上の如く本実施例によれば、次ぎのような作
用効果を奏する。すなわち、金属供試体1の透磁
率の変化は、材料の組織、残留応力等の冶金的な
材料劣化以外の要因でも大きく変化する。このた
め、従来のように透磁率の変化の要因をも同時に
検出してしまう手法では、劣化度の評価精度が低
いものになつていたが、本実施例のように金属供
試体1の電気伝導度の変化を透磁率変化と分離し
て測定し、電気伝導度の変化のみに基づいて劣化
度を評価する手法にしているので、高精度の劣化
度評価が行なえ、また、通常の渦電流探傷も行な
えることから、実用性の高い非破壊検査が実施で
きることになる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明は、材料劣化度測定
方法としては、金属供試体に近接した探傷子に交
番電流を通電することにより渦電流を生じせし
め、この渦電流により変化する上記探傷子のイン
ピーダンスを測定することにより上記金属供試体
の電気伝導度の変化及び透磁率の変化が混在した
情報を検知すると共に上記金属供試体を低い周波
数で磁化することにより上記金属供試体に透磁率
変化を生じさせ、上記交番電流を参照することに
より上記金属供試体の電気伝導度の変化を示す情
報のみを検知して、上記金属供試体の材料劣化度
を測定することを特徴としている。
また、材料劣化度測定装置としては、互いに近
接し且つ金属供試体に夫々近接して配置される探
傷子として渦電流発生用コイル及び検出用コイ
ル、磁化用コイルと、上記渦電流発生用コイルに
交番電流を供給する渦電流発生用電源と、上記磁
化用コイルに低い周波数の電流を供給する励磁用
電源と、上記渦電流発生用コイル及び磁化用コイ
ルに所定の電流を供給したときに上記検出用コイ
ルにより検出した出力に基づき上記渦電流発生用
電源の出力電流を参照することにより上記金属供
試体の電気伝導度の変化を示す情報のみを検知し
て上記金属供試体の材料劣化度を検出する信号処
理手段とを具備したことを特徴としている。
上記によれば、金属供試体の電気伝導度の変化
及び透磁率の変化が混在した情報から電気伝導度
の変化を示す情報のみが抽出され、この電気伝導
度の変化を示す情報により金属供試体の材料劣化
度が測定可能とした材料劣化度測定方法及びその
装置が提供できることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2
図は同実施例の作用を示す出力特性図、第3図は
従来例を示す構成図である。 1…金属供試体、2…渦電流発生用コイル、3
…検出用コイル、4…信号処理装置、高周波励磁
電源、42…ロツクインアンプ、43…オシロス
コープ、44…電圧計、45…低周波電源、5…
磁化用コイル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属供試材に近接した探傷子に交番電流を通
    電することにより渦電流を生じせしめ、この渦電
    流により変化する上記探傷子のインピーダンスを
    測定することにより上記金属供試体の電気伝導度
    の変化及び透磁率の変化が混在した情報を検知す
    ると共に上記金属供試体を低い周波数で磁化する
    ことにより上記金属供試体に透磁率変化を生じさ
    せ、上記交番電流を参照することにより上記金属
    供試体の電気伝導度の変化を示す情報のみを検知
    して、上記金属供試体の材料劣化度を測定する材
    料劣化度測定方法。 2 互いに近接し且つ金属供試体に夫々近接して
    配置される探傷子として渦電流発生用コイル及び
    検出用コイル、磁化用コイルと、上記渦電流発生
    用コイルに交番電流を供給する渦電流発生用電源
    と、上記磁化用コイルに低い周波数の電流を供給
    する励磁用電源と、上記渦電流発生用コイル及び
    磁化用コイルに所定の電流を供給したときに上記
    検出用コイルにより検出した出力に基づき上記渦
    電流発生用電源の出力電流を参照することにより
    上記金属供試体の電気伝導度の変化を示す情報の
    みを検知して上記金属供試体の材料劣化度を検出
    する信号処理手段とを具備してなる材料劣化度測
    定装置。
JP11612686A 1986-05-22 1986-05-22 材料劣化度測定方法及びその装置 Granted JPS62273447A (ja)

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