JPH0552815A - 応力腐食割れ深さの測定方法 - Google Patents
応力腐食割れ深さの測定方法Info
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- JPH0552815A JPH0552815A JP21511091A JP21511091A JPH0552815A JP H0552815 A JPH0552815 A JP H0552815A JP 21511091 A JP21511091 A JP 21511091A JP 21511091 A JP21511091 A JP 21511091A JP H0552815 A JPH0552815 A JP H0552815A
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- eddy current
- crack
- corrosion crack
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属材料に生じた応力腐食割れの深さを、そ
の部材を破壊することなく、容易に精度良く測定する方
法を提供することを目的とする。 【構成】 金属材料に生じた応力腐食割れの深さを渦流
探傷法によって測定する方法において、応力腐食割れの
非開口面側からコイルを組み込んだプローブを用いて試
験周波数を変えることにより渦電流の浸透深さを変えて
探傷し、渦電流が応力腐食割れによって遮られることに
よって発生するコイルインピーダンスの変化の有無を検
出することにより非開口面から応力腐食割れ先端までの
距離を測定することを特徴とする。
の部材を破壊することなく、容易に精度良く測定する方
法を提供することを目的とする。 【構成】 金属材料に生じた応力腐食割れの深さを渦流
探傷法によって測定する方法において、応力腐食割れの
非開口面側からコイルを組み込んだプローブを用いて試
験周波数を変えることにより渦電流の浸透深さを変えて
探傷し、渦電流が応力腐食割れによって遮られることに
よって発生するコイルインピーダンスの変化の有無を検
出することにより非開口面から応力腐食割れ先端までの
距離を測定することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は板材、管材等の金属材料
に生じた応力腐食割れの深さを測定する方法に関する。
さらに詳しくは、ステンレス鋼、アルミニウム合金、チ
タン合金、銅合金、マグネシウム合金等の金属材料に生
じた応力腐食割れの深さを渦流探傷法を用いて測定する
方法に関する。
に生じた応力腐食割れの深さを測定する方法に関する。
さらに詳しくは、ステンレス鋼、アルミニウム合金、チ
タン合金、銅合金、マグネシウム合金等の金属材料に生
じた応力腐食割れの深さを渦流探傷法を用いて測定する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼等の金属材料は、その材料
に特有の腐食環境に接すると応力との相乗効果により割
れが生じることがある。この割れの進展によって構造物
や機械類、あるいはその部品等が機能を喪失して危険な
状態を引き起こすため、割れの進展の程度を把握するこ
とは予寿命の推定のために極めて重要である。
に特有の腐食環境に接すると応力との相乗効果により割
れが生じることがある。この割れの進展によって構造物
や機械類、あるいはその部品等が機能を喪失して危険な
状態を引き起こすため、割れの進展の程度を把握するこ
とは予寿命の推定のために極めて重要である。
【０００３】割れの進展の程度を把握する方法として、
材料の表面に開口した割れ長さは、目視観察や浸透深傷
試験、あるいは強磁性材料については磁粉深傷試験等に
よって検査することが可能である。一方、割れの深さを
調べる検査方法としては、超音波法や渦流探傷法等があ
る。
材料の表面に開口した割れ長さは、目視観察や浸透深傷
試験、あるいは強磁性材料については磁粉深傷試験等に
よって検査することが可能である。一方、割れの深さを
調べる検査方法としては、超音波法や渦流探傷法等があ
る。
【０００４】超音波法においては、割れまでの超音波の
伝搬距離や割れからの反射エコー強度によって割れの長
さ、深さあるいは高さを推定している。渦流探傷法にお
いては、板材および管材に一定の試験周波数を用いて、
深傷面からある一定の渦電流を浸透させ、得られる欠陥
信号の振幅値および位相角から欠陥の内外面欠陥の識別
や欠陥体積の大小及び欠陥深さの推定が行われている。
伝搬距離や割れからの反射エコー強度によって割れの長
さ、深さあるいは高さを推定している。渦流探傷法にお
いては、板材および管材に一定の試験周波数を用いて、
深傷面からある一定の渦電流を浸透させ、得られる欠陥
信号の振幅値および位相角から欠陥の内外面欠陥の識別
や欠陥体積の大小及び欠陥深さの推定が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の方法は、亀裂や割れの進展状況が単純なものについ
ては適用可能であるが、多くの応力腐食割れは割れ形状
が複雑であり、割れが分岐状に進展し、深さや長さの異
なる多数の割れが共存しており、割れの有無の確認は出
来ても深さの推定は困難である。
来の方法は、亀裂や割れの進展状況が単純なものについ
ては適用可能であるが、多くの応力腐食割れは割れ形状
が複雑であり、割れが分岐状に進展し、深さや長さの異
なる多数の割れが共存しており、割れの有無の確認は出
来ても深さの推定は困難である。
【０００６】超音波法ではこれらの複数の割れからの超
音波反射エコーを同時に検出するためにどの割れからの
超音波反射エコーであるのか特定できず、欠陥の有無の
確認は可能であっても、その深さの推定は困難である。
また渦流探傷法においてもプローブが検知する割れから
の位相信号や振幅信号は、多数の割れ信号が影響しあっ
たものとなるため、欠陥の有無確認は可能であるもの
の、その信号から読取る情報から深さの推定を行うこと
は困難であった。そこで本発明者は、応力腐食割れの深
さ測定を精度良く行う方法について、鋭意検討した結
果、本発明を完成するに至った。
音波反射エコーを同時に検出するためにどの割れからの
超音波反射エコーであるのか特定できず、欠陥の有無の
確認は可能であっても、その深さの推定は困難である。
また渦流探傷法においてもプローブが検知する割れから
の位相信号や振幅信号は、多数の割れ信号が影響しあっ
たものとなるため、欠陥の有無確認は可能であるもの
の、その信号から読取る情報から深さの推定を行うこと
は困難であった。そこで本発明者は、応力腐食割れの深
さ測定を精度良く行う方法について、鋭意検討した結
果、本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、金属
材料に生じた応力腐食割れの深さを渦流探傷法によって
測定する方法において、応力腐食割れの非開口面側から
コイルを組み込んだプローブを用いて試験周波数を変え
ることにより渦電流の浸透深さを変えて深傷し、渦電流
が応力腐食割れによって遮られることによって発生する
コイルインピーダンスの変化の有無を検出することによ
り非開口面から応力腐食割れ先端までの距離を測定する
ことを特徴とする応力腐食割れ深さの測定方法である。
材料に生じた応力腐食割れの深さを渦流探傷法によって
測定する方法において、応力腐食割れの非開口面側から
コイルを組み込んだプローブを用いて試験周波数を変え
ることにより渦電流の浸透深さを変えて深傷し、渦電流
が応力腐食割れによって遮られることによって発生する
コイルインピーダンスの変化の有無を検出することによ
り非開口面から応力腐食割れ先端までの距離を測定する
ことを特徴とする応力腐食割れ深さの測定方法である。
【０００８】渦流探傷法において渦電流の浸透深さδ
（ｍ）は、
（ｍ）は、
【式１】 であらわされ、渦電流の浸透深さは交流磁界の周波数と
試験体の導電率および透磁率に支配される。
試験体の導電率および透磁率に支配される。
【０００９】応力腐食割れ深さを測定する場合、測定対
象となる金属材料の組成が決まると導電率と透磁率は一
定の値となるため、測定時の渦電流の浸透深さは交流磁
界の周波数の１／２乗に反比例する。また、渦流探傷法
ではコイルで形成された磁束によって生じる渦電流を割
れ等の欠陥が遮らない限りコイルインピーダンスに変化
は生じない。そこで、本発明における割れ深さの測定
は、渦電流が金属材料中に存在する割れによって遮られ
るかどうかをコイルインピーダンスの変化を検出するこ
とによって行うものである。
象となる金属材料の組成が決まると導電率と透磁率は一
定の値となるため、測定時の渦電流の浸透深さは交流磁
界の周波数の１／２乗に反比例する。また、渦流探傷法
ではコイルで形成された磁束によって生じる渦電流を割
れ等の欠陥が遮らない限りコイルインピーダンスに変化
は生じない。そこで、本発明における割れ深さの測定
は、渦電流が金属材料中に存在する割れによって遮られ
るかどうかをコイルインピーダンスの変化を検出するこ
とによって行うものである。
【００１０】具体的には、コイルが組み込まれたプロー
ブを被検体表面に接触または近接して移動させながら、
被検体の厚さ方向全域に渦電流が浸透する試験周波数で
深傷を行い、割れの有無の確認を行う。その後、コイル
に印加する試験周波数を順次高くして渦電流の浸透深さ
を小さくしていく。渦電流の浸透深さがプローブで探傷
した表面（非開口面と称する。）の反対側の開口表面か
ら発生した割れの先端までにある間は、渦電流が割れで
遮られるため、コイルインピーダンスが変化するが、試
験周波数を高くして渦電流の浸透深さが一番深い割れの
先端に達しなくなると、渦電流を割れが遮らなくなるた
めにコイルインピーダンスの変化が検出されなくなる。
ブを被検体表面に接触または近接して移動させながら、
被検体の厚さ方向全域に渦電流が浸透する試験周波数で
深傷を行い、割れの有無の確認を行う。その後、コイル
に印加する試験周波数を順次高くして渦電流の浸透深さ
を小さくしていく。渦電流の浸透深さがプローブで探傷
した表面（非開口面と称する。）の反対側の開口表面か
ら発生した割れの先端までにある間は、渦電流が割れで
遮られるため、コイルインピーダンスが変化するが、試
験周波数を高くして渦電流の浸透深さが一番深い割れの
先端に達しなくなると、渦電流を割れが遮らなくなるた
めにコイルインピーダンスの変化が検出されなくなる。
【００１１】更に図１で本発明を説明する。図１の
（１）に示すように応力腐食割れの存在する被検体を３
０ＫＨｚで深傷すると、図のように磁場が形成され、渦
電流は被検体の厚さ方向全域に浸透する。割れがこの渦
電流を遮るためにコイルインピーダンスが変化し、割れ
が存在することがわかる。
（１）に示すように応力腐食割れの存在する被検体を３
０ＫＨｚで深傷すると、図のように磁場が形成され、渦
電流は被検体の厚さ方向全域に浸透する。割れがこの渦
電流を遮るためにコイルインピーダンスが変化し、割れ
が存在することがわかる。
【００１２】この位置で試験周波数を１００ＫＨｚにし
て深傷すると図１の（２）のように（１）よりは浅く渦
電流が浸透する。この位置でも渦電流を割れが遮るため
にコイルインピーダンスが変化する。しかし、試験周波
数３０ＫＨｚの時よりは割れによる渦電流の遮断量が減
少するため、コイルインピーダンスの変化は小さくな
る。
て深傷すると図１の（２）のように（１）よりは浅く渦
電流が浸透する。この位置でも渦電流を割れが遮るため
にコイルインピーダンスが変化する。しかし、試験周波
数３０ＫＨｚの時よりは割れによる渦電流の遮断量が減
少するため、コイルインピーダンスの変化は小さくな
る。
【００１３】更に試験周波数を２００ＫＨｚにして深傷
すると、図１の（３）のように渦電流の浸透が浅くな
り、割れによる渦電流の遮断がなくなり、コイルインピ
ーダンスに変化が起こらない。このコイルインピーダン
スの変化が検出されなくなる試験周波数と非開口面から
割れ先端までの距離との相関をあらかじめ求めておけ
ば、次に被検体を探傷してコイルインピーダンスの変化
として検出されなくなる周波数を求めることにより割れ
先端までの距離を求めることができる。
すると、図１の（３）のように渦電流の浸透が浅くな
り、割れによる渦電流の遮断がなくなり、コイルインピ
ーダンスに変化が起こらない。このコイルインピーダン
スの変化が検出されなくなる試験周波数と非開口面から
割れ先端までの距離との相関をあらかじめ求めておけ
ば、次に被検体を探傷してコイルインピーダンスの変化
として検出されなくなる周波数を求めることにより割れ
先端までの距離を求めることができる。
【００１４】被検体の厚さから上記の方法で求めた割れ
先端までの距離を差し引くことにより応力腐食割れの深
さが求められる。なお、この試験周波数と非開口面から
割れ先端までの距離との相関は金属材料組成によって異
なるので、被検体の材料組成毎にあらかじめ求めておく
必要がある。
先端までの距離を差し引くことにより応力腐食割れの深
さが求められる。なお、この試験周波数と非開口面から
割れ先端までの距離との相関は金属材料組成によって異
なるので、被検体の材料組成毎にあらかじめ求めておく
必要がある。
【００１５】
【実施例】まず、試験周波数と非開口面から割れ先端ま
での距離との相関を求める。ＳＵＳ３０４Ｌ製の平板に
０．３ｍｍ巾×１０ｍｍ長さのスリットを非開口面から
スリット端までの距離が４、３、２、１．６、１．２、
０．８ｍｍとなるように人工欠陥を付与し、この平板の
非開口面からプローブを接触させながらプローブに印加
する試験周波数を種々変化させてコイルインピーダンス
の変化を調べ、試験周波数と非開口面からスリット端ま
での距離の相関を求めた。結果を図２に示した。
での距離との相関を求める。ＳＵＳ３０４Ｌ製の平板に
０．３ｍｍ巾×１０ｍｍ長さのスリットを非開口面から
スリット端までの距離が４、３、２、１．６、１．２、
０．８ｍｍとなるように人工欠陥を付与し、この平板の
非開口面からプローブを接触させながらプローブに印加
する試験周波数を種々変化させてコイルインピーダンス
の変化を調べ、試験周波数と非開口面からスリット端ま
での距離の相関を求めた。結果を図２に示した。
【００１６】次に応力腐食割れを有する平板について応
力腐食割れ深さの測定を行った。なお、応力腐食割れ試
験片は厚さ４ｍｍのＳＵＳ３０４Ｌ製の平板に強制的に
応力を付加した状態で、沸騰４２％塩化マグネシウム溶
液に浸し、人工的に応力腐食割れを起こさせたものであ
る。この試験片の種々の割れについてコイルインピーダ
ンスの変化が検出されなくなる試験周波数を求めた。そ
の試験周波数と図２から非開口面からスリット端までの
距離を求めた。
力腐食割れ深さの測定を行った。なお、応力腐食割れ試
験片は厚さ４ｍｍのＳＵＳ３０４Ｌ製の平板に強制的に
応力を付加した状態で、沸騰４２％塩化マグネシウム溶
液に浸し、人工的に応力腐食割れを起こさせたものであ
る。この試験片の種々の割れについてコイルインピーダ
ンスの変化が検出されなくなる試験周波数を求めた。そ
の試験周波数と図２から非開口面からスリット端までの
距離を求めた。
【００１７】その後、その部位を切断し、非開口面から
の応力腐食割れ先端までの距離を測定した。図２は幾何
学的なスリットを有する材料について測定したものであ
り、実際の応力腐食割れは、割れの先端形状が複雑かつ
幅の狭いために生じたと考えられるが、図２を用いて求
めた推定値と部位を切断し測定した実測値の間に多少の
誤差が生じた。推定値と実測値の関係を図３に示した。
の応力腐食割れ先端までの距離を測定した。図２は幾何
学的なスリットを有する材料について測定したものであ
り、実際の応力腐食割れは、割れの先端形状が複雑かつ
幅の狭いために生じたと考えられるが、図２を用いて求
めた推定値と部位を切断し測定した実測値の間に多少の
誤差が生じた。推定値と実測値の関係を図３に示した。
【００１８】この誤差を補正した応力腐食割れ先端まで
の距離と試験周波数の関係を図４に示した。ＳＵＳ３０
４Ｌ材については図４を用いて応力腐食割れ先端までの
距離が求められる。通常、被検体の厚さが既知であるの
で、その厚さから深傷面から応力腐食割れ先端までの距
離を差し引くことにより応力腐食割れ深さを求めること
ができる。
の距離と試験周波数の関係を図４に示した。ＳＵＳ３０
４Ｌ材については図４を用いて応力腐食割れ先端までの
距離が求められる。通常、被検体の厚さが既知であるの
で、その厚さから深傷面から応力腐食割れ先端までの距
離を差し引くことにより応力腐食割れ深さを求めること
ができる。
【００１９】なお、仮に図１に示したような２００ＫＨ
ｚでコイルインピーダンスに変化が起こらなくなった場
合、図２から求めた値は０．９５ｍｍであるが、補正し
た図４から求めた値は０．８５ｍｍとなる。
ｚでコイルインピーダンスに変化が起こらなくなった場
合、図２から求めた値は０．９５ｍｍであるが、補正し
た図４から求めた値は０．８５ｍｍとなる。
【００２０】
【発明の効果】本発明の方法により、板材、管材等の金
属材料に生じた応力腐食割れ深さを、その複雑な亀裂形
態に影響されることなく精度良く、容易に測定すること
ができる。
属材料に生じた応力腐食割れ深さを、その複雑な亀裂形
態に影響されることなく精度良く、容易に測定すること
ができる。
【図１】本発明の測定概念を示す図である。
【図２】非開口面からスリット端までの距離と試験周波
数の関係を示す図である。
数の関係を示す図である。
【図３】割れ深さの推定値と実測値の関係を示す図であ
る。
る。
【図４】応力腐食割れ先端までの距離と試験周波数の関
係を示す図である。
係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 金属材料に生じた応力腐食割れの深さを
渦流探傷法によって測定する方法において、応力腐食割
れの非開口面側からコイルを組み込んだプローブを用い
て試験周波数を変えることにより渦電流の浸透深さを変
えて深傷し、渦電流が応力腐食割れによって遮られるこ
とによって発生するコイルインピーダンスの変化の有無
を検出することにより非開口面から応力腐食割れ先端ま
での距離を測定することを特徴とする応力腐食割れ深さ
の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21511091A JPH0552815A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 応力腐食割れ深さの測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21511091A JPH0552815A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 応力腐食割れ深さの測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552815A true JPH0552815A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16666923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21511091A Pending JPH0552815A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 応力腐食割れ深さの測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552815A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000131287A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Japan Science & Technology Corp | 磁気計測による探傷方法及び装置 |
| JP2003149208A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-21 | Japan Science & Technology Corp | 非破壊検査装置 |
| JP2003315173A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 渦電流を利用した渦流探傷機による加工品の残留応力の検出方法 |
| JP2007240427A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金用渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 |
| JP2012068061A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 非破壊検査装置、非破壊検査方法 |
| WO2013061667A1 (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-02 | 新日鐵住金株式会社 | 浸炭検知方法 |
| CN111443128A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-24 | 海南师范大学 | 一种可变深度金属裂纹检测系统 |
| CN114229384A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 深圳市翌日科技有限公司 | 一种刮板运输机生命周期预测判别方法、分析设备及系统 |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP21511091A patent/JPH0552815A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114229384A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 深圳市翌日科技有限公司 | 一种刮板运输机生命周期预测判别方法、分析设备及系统 |
| CN114229384B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-05-03 | 深圳市翌日科技有限公司 | 一种刮板运输机生命周期预测判别方法、分析设备及系统 |
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