JPH07286996A - 不定形耐火物ライニングの超音波診断法 - Google Patents
不定形耐火物ライニングの超音波診断法Info
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- JPH07286996A JPH07286996A JP6077630A JP7763094A JPH07286996A JP H07286996 A JPH07286996 A JP H07286996A JP 6077630 A JP6077630 A JP 6077630A JP 7763094 A JP7763094 A JP 7763094A JP H07286996 A JPH07286996 A JP H07286996A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 厚い不定形耐火物ライニングの厚み検出およ
び内部欠陥検出。 【構成】 超音波探傷装置を用いて耐火物ライニングの
診断を行うに際し、送信周波数が80kHz〜130kHz、送信
波数が１波である超音波を用い、動弾性率が60〜100GP
a、嵩密度が2.8〜3.13、音速度が4500〜6000m/sである
不定形耐火物ライニングの厚さを測定し、その内部欠陥
を検出する。 【効果】 再施工あるいは当該部分を集中管理しながら
使用できるため、ライニングの信頼性向上が実現でき
る。その結果、信頼性を維持しつつコスト低減が可能と
なるので、資源の有効利用が実現可能となる。
び内部欠陥検出。 【構成】 超音波探傷装置を用いて耐火物ライニングの
診断を行うに際し、送信周波数が80kHz〜130kHz、送信
波数が１波である超音波を用い、動弾性率が60〜100GP
a、嵩密度が2.8〜3.13、音速度が4500〜6000m/sである
不定形耐火物ライニングの厚さを測定し、その内部欠陥
を検出する。 【効果】 再施工あるいは当該部分を集中管理しながら
使用できるため、ライニングの信頼性向上が実現でき
る。その結果、信頼性を維持しつつコスト低減が可能と
なるので、資源の有効利用が実現可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて鉄鋼製
造用溶湯搬送容器，転炉，脱ガス装置等の工業窯炉の内
面に施工された不定形耐火物ライニングの厚さ測定及び
内部欠陥の検出方法に関する。
造用溶湯搬送容器，転炉，脱ガス装置等の工業窯炉の内
面に施工された不定形耐火物ライニングの厚さ測定及び
内部欠陥の検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐火物あるいは類似の材料であるコンク
リートの厚さおよび内部欠陥の非破壊検査方法の１つに
超音波法がある。超音波法は種々あり、測定対象物への
探触子の接触方法による分類としての反射法，透過法
が、超音波の発信形態により連続法，不連続法（パルス
法）があり、耐火物の種類，測定厚さおよび測定可能部
位に応じて前記方法が適宜組み合わせて使用されてい
る。また、超音波の波長および波形も測定対象物によっ
て選定される。
リートの厚さおよび内部欠陥の非破壊検査方法の１つに
超音波法がある。超音波法は種々あり、測定対象物への
探触子の接触方法による分類としての反射法，透過法
が、超音波の発信形態により連続法，不連続法（パルス
法）があり、耐火物の種類，測定厚さおよび測定可能部
位に応じて前記方法が適宜組み合わせて使用されてい
る。また、超音波の波長および波形も測定対象物によっ
て選定される。
【０００３】耐火物の厚さおよび内部欠陥の判定のた
め、例えば、「耐火物，vol.38,No.12,54〜55ページ（1
986）」には、大型成形品の音速度測定を周波数54kHzの
超音波を用いて透過法により行う方法が述べられてお
り、コンクリート工学年次論文報告集vol.12,No.1,173
〜178ページ(1990)には、コンクリート施工体(2000×30
00×厚さ300mm）の厚さおよび内部欠陥の検出を、周波
数0〜10kHzの超音波を用いて２探触子法で実施する方法
が述べられており、特開昭63-247608号公報にはコンク
リートの厚さおよび内在ひび割れ位置の測定方法とし
て、コンクリートに周波数をかえて超音波を送波し、コ
ンクリートと超音波とが略共振状態となった時の共振波
を受波するようにして、容易に、かつ正確に厚さおよび
内在ひび割れの位置を測定可能にする方法が述べられて
いる。
め、例えば、「耐火物，vol.38,No.12,54〜55ページ（1
986）」には、大型成形品の音速度測定を周波数54kHzの
超音波を用いて透過法により行う方法が述べられてお
り、コンクリート工学年次論文報告集vol.12,No.1,173
〜178ページ(1990)には、コンクリート施工体(2000×30
00×厚さ300mm）の厚さおよび内部欠陥の検出を、周波
数0〜10kHzの超音波を用いて２探触子法で実施する方法
が述べられており、特開昭63-247608号公報にはコンク
リートの厚さおよび内在ひび割れ位置の測定方法とし
て、コンクリートに周波数をかえて超音波を送波し、コ
ンクリートと超音波とが略共振状態となった時の共振波
を受波するようにして、容易に、かつ正確に厚さおよび
内在ひび割れの位置を測定可能にする方法が述べられて
いる。
【０００４】更に、特開平3-12509号公報には、コンク
リートの内部空隙の測定方法および装置として、超音波
パルスの発信周波数を可変とし、探触子として高ダンピ
ングの低周波，縦波探触子を用い、更に発信パルスを変
調パルスとすることにより、コンクリート試験体の厚み
および内部空隙の位置の測定精度向上を可能にする方法
が述べられている。また、特開平3-13810号公報には、
超音波パルス反射法によるコンクリート構造物の盤厚の
測定方法として、発信パルスの周波数が可変である探傷
器本体および高ダンピング性能を有する縦波垂直探触子
１個を組み合わせて使用しすることにより、測定方法を
単純化し、測定精度を向上する方法が述べられている。
更に、材料の特性に応じて、超音波探傷装置の送信周波
数等の調整を行うことが述べられている。
リートの内部空隙の測定方法および装置として、超音波
パルスの発信周波数を可変とし、探触子として高ダンピ
ングの低周波，縦波探触子を用い、更に発信パルスを変
調パルスとすることにより、コンクリート試験体の厚み
および内部空隙の位置の測定精度向上を可能にする方法
が述べられている。また、特開平3-13810号公報には、
超音波パルス反射法によるコンクリート構造物の盤厚の
測定方法として、発信パルスの周波数が可変である探傷
器本体および高ダンピング性能を有する縦波垂直探触子
１個を組み合わせて使用しすることにより、測定方法を
単純化し、測定精度を向上する方法が述べられている。
更に、材料の特性に応じて、超音波探傷装置の送信周波
数等の調整を行うことが述べられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の測定方
法には以下のような問題がある。即ち、特開昭63-24760
8号公報に示す方法では、反射波に含まれる音波の内、
何れの周波数を有する音波が底面エコーあるいは内部欠
陥に相当する音波であるかは、オペレータの主観による
ところが大きく、１箇所あたりの測定が比較的煩雑であ
り、測定に要する時間も比較的長くなる。また、測定に
用いる音波の周波数は特に特定しない。
法には以下のような問題がある。即ち、特開昭63-24760
8号公報に示す方法では、反射波に含まれる音波の内、
何れの周波数を有する音波が底面エコーあるいは内部欠
陥に相当する音波であるかは、オペレータの主観による
ところが大きく、１箇所あたりの測定が比較的煩雑であ
り、測定に要する時間も比較的長くなる。また、測定に
用いる音波の周波数は特に特定しない。
【０００６】特開平3-12509号公報に述べられている方
法で測定した場合、超音波測定の対象とする不定形耐火
物の動弾性率が60〜100GPa、嵩密度が2.8〜3.1g/cm3、
音速度が4500〜6000ｍ／ｓである不定形耐火物施工体で
は、検知可能な施工体厚さが約100mmであった。これに
対し、本発明が対象とする設備の不定形耐火物ライニン
グの厚さは、150mm〜400mmであり、前記方法では施工体
の厚さを測定できない。また、内部欠陥の有無も評価で
きない。
法で測定した場合、超音波測定の対象とする不定形耐火
物の動弾性率が60〜100GPa、嵩密度が2.8〜3.1g/cm3、
音速度が4500〜6000ｍ／ｓである不定形耐火物施工体で
は、検知可能な施工体厚さが約100mmであった。これに
対し、本発明が対象とする設備の不定形耐火物ライニン
グの厚さは、150mm〜400mmであり、前記方法では施工体
の厚さを測定できない。また、内部欠陥の有無も評価で
きない。
【０００７】また、前記の特開平3-13810号公報につい
ても測定に用いる音波の周波数について、および超音波
測定対象物の材料特性との関係については規定していな
い。本発明の目的は、従来の超音波探傷器では測定でき
なかった特定の不定形耐火物ライニングについて、不定
形材料の特性および超音波探傷器の測定条件を限定する
ことにより、ライニング厚みの測定及び内部欠陥の検出
が可能な超音波診断方法を提供することである。
ても測定に用いる音波の周波数について、および超音波
測定対象物の材料特性との関係については規定していな
い。本発明の目的は、従来の超音波探傷器では測定でき
なかった特定の不定形耐火物ライニングについて、不定
形材料の特性および超音波探傷器の測定条件を限定する
ことにより、ライニング厚みの測定及び内部欠陥の検出
が可能な超音波診断方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、超音波探傷装
置を用いて耐火物ライニングの診断を行うに際し、送信
周波数が80〜130kHz、送信波数が１波である超音波を用
い、動弾性率が60〜100GPa、嵩密度が2.8〜3.1g/cm3、
音速度が4500〜6000m/sである不定形耐火物のライニン
グ厚さを得、あるいは内部欠陥を検出ことを特徴とす
る。
置を用いて耐火物ライニングの診断を行うに際し、送信
周波数が80〜130kHz、送信波数が１波である超音波を用
い、動弾性率が60〜100GPa、嵩密度が2.8〜3.1g/cm3、
音速度が4500〜6000m/sである不定形耐火物のライニン
グ厚さを得、あるいは内部欠陥を検出ことを特徴とす
る。
【０００９】
【作用】以下、本発明について詳細に述べる。図１に示
すように、１探触子−パルス法で測定する方法におい
て、超音波測定対象である耐火物施工体１に縦波垂直探
触子２を圧力媒質３を介して接触させ、電気パルスを接
続ケーブル４を介して超音波探傷器５から縦波垂直探触
子２に伝えることにより、所定の超音波が耐火物施工体
１に送波される。超音波探傷器５は、超音波出力部６，
超音波制御部７および波形表示部８からなり、出力部６
で発生した電気信号の周波数および波数は、制御部７
で、その測定対象に応じた条件に制御された後、接続ケ
ーブル４を介して縦波探触子２に送信され超音波に変換
される。耐火物施工体１内を伝播した音波は底面で反射
され、また欠陥でも音波の一部または全てが反射し、こ
れらの反射波は縦波垂直探触子２により受渡される。
すように、１探触子−パルス法で測定する方法におい
て、超音波測定対象である耐火物施工体１に縦波垂直探
触子２を圧力媒質３を介して接触させ、電気パルスを接
続ケーブル４を介して超音波探傷器５から縦波垂直探触
子２に伝えることにより、所定の超音波が耐火物施工体
１に送波される。超音波探傷器５は、超音波出力部６，
超音波制御部７および波形表示部８からなり、出力部６
で発生した電気信号の周波数および波数は、制御部７
で、その測定対象に応じた条件に制御された後、接続ケ
ーブル４を介して縦波探触子２に送信され超音波に変換
される。耐火物施工体１内を伝播した音波は底面で反射
され、また欠陥でも音波の一部または全てが反射し、こ
れらの反射波は縦波垂直探触子２により受渡される。
【００１０】受信された音波は、縦波垂直探触子２で電
気信号に変換されたのち、波形表示部８で波形が表示さ
れる。その際、発信する超音波の周波数が低くなると音
波の減衰は低減するが、位置検出精度は低下する。これ
に対し、周波数が低い場合は前記と逆の傾向を示す。ま
た、発信する超音波の波数を増加させると超音波の残響
により、超音波の周波数，エネルギー，波数に応じて、
施工体１の表面から前記エネルギーに応じた深さまで、
探傷出来なくなる傾向を示す。従って、発信する超音波
の波数は出来るだけ少なくすることが望ましい。測定に
用いた施工体の特徴を表１に示す。
気信号に変換されたのち、波形表示部８で波形が表示さ
れる。その際、発信する超音波の周波数が低くなると音
波の減衰は低減するが、位置検出精度は低下する。これ
に対し、周波数が低い場合は前記と逆の傾向を示す。ま
た、発信する超音波の波数を増加させると超音波の残響
により、超音波の周波数，エネルギー，波数に応じて、
施工体１の表面から前記エネルギーに応じた深さまで、
探傷出来なくなる傾向を示す。従って、発信する超音波
の波数は出来るだけ少なくすることが望ましい。測定に
用いた施工体の特徴を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１の材料Ａは、ＭｇＯ ８２重量％、Ａ
１2Ｏ3 ２重量％、ＺｒＯ2 ６重量％を主成分とする
材料、材料Ｂは材料Ａに、そのサイズが0.5×1×30mm程
度のステンレス・ファイバーを３重量％配合した材料、
材料ＣはＭｇＯ ８６重量％、ＳｉＯ2 ６重量％、Ｚ
ｒＯ2 ６重量％を主成分とする材料、材料ＤはＡ１2Ｏ
3８０重量％、ＳｉＯ2 １０重量％、ＺｒＯ2 ３重量
％を主成分とする材料、材料ＥはＡ１2Ｏ3 ９０重量
％、ＳｉＯ2 ５重量％を主成分とする材料である。こ
れらの材料は、何れもその殆どの構成粒子が破砕粒子か
らなり、粒子の相当直径は10mm以下である。
１2Ｏ3 ２重量％、ＺｒＯ2 ６重量％を主成分とする
材料、材料Ｂは材料Ａに、そのサイズが0.5×1×30mm程
度のステンレス・ファイバーを３重量％配合した材料、
材料ＣはＭｇＯ ８６重量％、ＳｉＯ2 ６重量％、Ｚ
ｒＯ2 ６重量％を主成分とする材料、材料ＤはＡ１2Ｏ
3８０重量％、ＳｉＯ2 １０重量％、ＺｒＯ2 ３重量
％を主成分とする材料、材料ＥはＡ１2Ｏ3 ９０重量
％、ＳｉＯ2 ５重量％を主成分とする材料である。こ
れらの材料は、何れもその殆どの構成粒子が破砕粒子か
らなり、粒子の相当直径は10mm以下である。
【００１３】表１に示したように、各施工体は添加水分
を４〜５ｗｔ％添加し、型枠中で３Ｇの振動加速度で６
分間振動成形を行ったものである。
を４〜５ｗｔ％添加し、型枠中で３Ｇの振動加速度で６
分間振動成形を行ったものである。
【００１４】本発明者は、測定対象となる種々の不定形
施工体を用いて、送信する超音波の周波数および送信波
数を変えて、施工体の超音波特性を調査した結果、測定
に用いる超音波の送信周波数を80〜130kHz特に好ましく
は90〜110kHzに、前記超音波の波数を１波に限定するこ
とにより、動弾性率が60〜100GPa、嵩密度が2.8〜3.1g/
cm3、音速度が4500〜6000m/sの不定形材料のライニング
厚さ100〜400mmの底面エコーの検出が可能であり、この
範囲を越えた場合には、本発明を適用してもライニング
厚みや内部欠陥の状況について正確なデータは得られな
い。
施工体を用いて、送信する超音波の周波数および送信波
数を変えて、施工体の超音波特性を調査した結果、測定
に用いる超音波の送信周波数を80〜130kHz特に好ましく
は90〜110kHzに、前記超音波の波数を１波に限定するこ
とにより、動弾性率が60〜100GPa、嵩密度が2.8〜3.1g/
cm3、音速度が4500〜6000m/sの不定形材料のライニング
厚さ100〜400mmの底面エコーの検出が可能であり、この
範囲を越えた場合には、本発明を適用してもライニング
厚みや内部欠陥の状況について正確なデータは得られな
い。
【００１５】図２に、表１の材料Ａからなり、500×500
×厚さ150mmの施工体を用いて測定した例を示す。図２
の横軸は超音波の送信周波数を、縦軸は、送信波の波数
を１波とし、送信周波数を変更して得られた音波のＳ／
Ｎ比、即ち底面位置に相当する反射エコーＳと測定表面
付近から底面までの後方散乱波Ｎの強度比を、相対値と
して表す。
×厚さ150mmの施工体を用いて測定した例を示す。図２
の横軸は超音波の送信周波数を、縦軸は、送信波の波数
を１波とし、送信周波数を変更して得られた音波のＳ／
Ｎ比、即ち底面位置に相当する反射エコーＳと測定表面
付近から底面までの後方散乱波Ｎの強度比を、相対値と
して表す。
【００１６】図２から明かなように、送信周波数が80kH
z未満ではＳ／Ｎ比が悪化し、また、130kHzを越えると
音波の減衰によって、やはりＳ／Ｎ比が低下する。
z未満ではＳ／Ｎ比が悪化し、また、130kHzを越えると
音波の減衰によって、やはりＳ／Ｎ比が低下する。
【００１７】その他の材料を用いた施工体について、送
信周波数および送信波数も変えて測定した結果、動弾性
率が60GPa未満では、音波の減衰が激しくなりＳ／Ｎ比
が悪く、底面エコーの判別が出来ない。動弾性率が100G
Paを越える施工体では、本発明の条件で測定可能である
が、250kHz以上の周波数で測定するほうがＳ／Ｎ比が一
層良くなる。また、直径60mmの振動子からなる縦波垂直
探触子２を用いて測定した場合、深さ100〜300mmに存在
する探傷面に投影面積としてφ80mm以上の内部欠陥の検
知が可能となった。
信周波数および送信波数も変えて測定した結果、動弾性
率が60GPa未満では、音波の減衰が激しくなりＳ／Ｎ比
が悪く、底面エコーの判別が出来ない。動弾性率が100G
Paを越える施工体では、本発明の条件で測定可能である
が、250kHz以上の周波数で測定するほうがＳ／Ｎ比が一
層良くなる。また、直径60mmの振動子からなる縦波垂直
探触子２を用いて測定した場合、深さ100〜300mmに存在
する探傷面に投影面積としてφ80mm以上の内部欠陥の検
知が可能となった。
【００１８】以上述べたように、従来は、音波の減衰が
大きいため、厚さ100mm以上の検出が困難であったライ
ニングについても、そのライニング厚が検出可能であ
り、また内部欠陥の検出が可能である。
大きいため、厚さ100mm以上の検出が困難であったライ
ニングについても、そのライニング厚が検出可能であ
り、また内部欠陥の検出が可能である。
【００１９】
−実施例１− 表２に、本発明の実施例および比較例の施工体厚さおよ
び測定条件としての周波数および波数と、測定結果であ
るＳ／Ｎ比をＳ／Ｎ相対値として示す。
び測定条件としての周波数および波数と、測定結果であ
るＳ／Ｎ比をＳ／Ｎ相対値として示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】本発明の実施例として、表１に示した材料
Ａからなる500×500×厚さ150mmの施工体を用い、図１
に示した装置を用いて、超音波の送信周波数と送信波数
をそれぞれ変えて送信し、底面エコーの測定を行った。
得られた音波のＳ／Ｎ比、即ち底面位置に相当する反射
エコーＳと測定表面付近から底面までの後方散乱波Ｎの
強度比で比較した。また、その他の実施例として材料Ａ
からなる500×500×厚さ100mmおよび厚さ150mmの施工体
を用い、実施例と同様に測定した。その結果を表２に示
す。また、従来法として材料Ｃからなる500×500×厚さ
150mmの施工体および、材料Ｄからなる５００×５００
×厚さ４００ｍｍの施工体を用いて送信周波数２５０ｋ
Ｈｚ、送信波数１波で測定した。その結果も表２に示
す。
Ａからなる500×500×厚さ150mmの施工体を用い、図１
に示した装置を用いて、超音波の送信周波数と送信波数
をそれぞれ変えて送信し、底面エコーの測定を行った。
得られた音波のＳ／Ｎ比、即ち底面位置に相当する反射
エコーＳと測定表面付近から底面までの後方散乱波Ｎの
強度比で比較した。また、その他の実施例として材料Ａ
からなる500×500×厚さ100mmおよび厚さ150mmの施工体
を用い、実施例と同様に測定した。その結果を表２に示
す。また、従来法として材料Ｃからなる500×500×厚さ
150mmの施工体および、材料Ｄからなる５００×５００
×厚さ４００ｍｍの施工体を用いて送信周波数２５０ｋ
Ｈｚ、送信波数１波で測定した。その結果も表２に示
す。
【００２２】表２の記号１，２，３の測定結果の欄を参
照すれば明らかなように、材料Ａからなる施工体を本発
明である送信周波数が80〜130kHz、送信波数が１波で測
定すればＳ／Ｎ相対値は8〜10あり、底面エコーが容易
に判定できる。一方、送信波数を２波にした場合には、
Ｓ／Ｎ比が低下し（表２の記号６）、また表面近傍の超
音波の残響による不感帯が厚くなり、好ましくない。従
来法では材料Ａからなる厚さ100mmの施工体の底面エコ
ーが判別出来ない（表２の記号８）。従って、本発明の
測定条件は優れた方法である。
照すれば明らかなように、材料Ａからなる施工体を本発
明である送信周波数が80〜130kHz、送信波数が１波で測
定すればＳ／Ｎ相対値は8〜10あり、底面エコーが容易
に判定できる。一方、送信波数を２波にした場合には、
Ｓ／Ｎ比が低下し（表２の記号６）、また表面近傍の超
音波の残響による不感帯が厚くなり、好ましくない。従
来法では材料Ａからなる厚さ100mmの施工体の底面エコ
ーが判別出来ない（表２の記号８）。従って、本発明の
測定条件は優れた方法である。
【００２３】また、表２の記号４，５，６，７に示すよ
うに、本発明の材料に関する要件を満たす材料Ａを用い
ても、測定条件が本発明の要件を満たさない場合は、Ｓ
／Ｎ相対値が低下しており、測定精度が劣っている。
うに、本発明の材料に関する要件を満たす材料Ａを用い
ても、測定条件が本発明の要件を満たさない場合は、Ｓ
／Ｎ相対値が低下しており、測定精度が劣っている。
【００２４】−実施例２− 表３に本発明の実施例および比較例の施工体厚さおよび
測定条件としての周波数および波数と、測定結果である
Ｓ／Ｎ比をＳ／Ｎ相対値として示す。
測定条件としての周波数および波数と、測定結果である
Ｓ／Ｎ比をＳ／Ｎ相対値として示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】本発明の実施例として、材料Ａからなる50
0×500×厚さ150mmの施工体（記号１２）を用い、図１
に示した装置を用いて、超音波の送信周波数を100kHz、
送信周波数を１波で送信し、底面エコーの測定を行っ
た。測定結果を実施例１と同様に表３に示し、得られた
音波のＳ／Ｎ比をＳ／Ｎ相対値として表した。
0×500×厚さ150mmの施工体（記号１２）を用い、図１
に示した装置を用いて、超音波の送信周波数を100kHz、
送信周波数を１波で送信し、底面エコーの測定を行っ
た。測定結果を実施例１と同様に表３に示し、得られた
音波のＳ／Ｎ比をＳ／Ｎ相対値として表した。
【００２７】また、その他の実施例として、厚さの異な
る材料Ａを用いた施工体について、送信周波数を変えて
前記と同様に測定した（表３、記号１１，１３〜１
８）。更に、本発明が対象としている施工体厚さの上限
付近である400および450mmの場合に、材料特性の底面エ
コーの検知への影響を調査するため、材料Ｂ，Ｄについ
ても、前記と同様に測定した（表３、記号１９〜２
２）。
る材料Ａを用いた施工体について、送信周波数を変えて
前記と同様に測定した（表３、記号１１，１３〜１
８）。更に、本発明が対象としている施工体厚さの上限
付近である400および450mmの場合に、材料特性の底面エ
コーの検知への影響を調査するため、材料Ｂ，Ｄについ
ても、前記と同様に測定した（表３、記号１９〜２
２）。
【００２８】以上の結果から明かなように、本発明の要
件である送信周波数100kHz、送信波数１波で測定すれ
ば、動弾性率が60〜100GPa、嵩密度が2.8〜3.1g/cm3、
音速度が4500〜6000m/sの不定形材料のライニング厚さ
が100〜450mmの底面エコーの検出が可能である。
件である送信周波数100kHz、送信波数１波で測定すれ
ば、動弾性率が60〜100GPa、嵩密度が2.8〜3.1g/cm3、
音速度が4500〜6000m/sの不定形材料のライニング厚さ
が100〜450mmの底面エコーの検出が可能である。
【００２９】しかし、表３の記号２４に示すように、本
発明の測定条件を満たしても、材料の特性が本発明の条
件を満たさない場合は、Ｓ／Ｎ相対値が全く評価でき
ず、測定精度が劣っている。また、表３の記号２３に示
すように、本発明の要件を満たしても、施工体の厚さが
薄く１波長に相当するライニング厚さの場合は、残響の
影響で底面エコーを測定できなかった。
発明の測定条件を満たしても、材料の特性が本発明の条
件を満たさない場合は、Ｓ／Ｎ相対値が全く評価でき
ず、測定精度が劣っている。また、表３の記号２３に示
すように、本発明の要件を満たしても、施工体の厚さが
薄く１波長に相当するライニング厚さの場合は、残響の
影響で底面エコーを測定できなかった。
【００３０】−実施例３− 表４に本発明の実施例および比較例として、内部欠陥の
サイズおよび埋設位置を変えた施工体と、測定条件とし
ての周波数および波数ならびに測定結果であるＳ／Ｎ比
をＳ／Ｎ相対値として示す。
サイズおよび埋設位置を変えた施工体と、測定条件とし
ての周波数および波数ならびに測定結果であるＳ／Ｎ比
をＳ／Ｎ相対値として示す。
【００３１】
【表４】
【００３２】本発明の実施例として、表１に示した材料
Ａからなる500×500×厚さ400mmの施工体を用い、図１
に示した装置を用いて、超音波の送信周波数と送信波数
をそれぞれ変えて送信し、内部欠陥エコーの測定を行っ
た。得られた音波のＳ／Ｎ比、即ち内部欠陥位置に相当
する反射エコーＳと測定表面付近から内部欠陥までの後
方散乱波Ｎの強度比で比較した。その結果を表４に示
す。また、その他の実施例として材料Ｃからなる500×5
00×厚さ400mmの施工体を用いて送信周波数250kHz、送
信波数１波で測定した例を表４に示した。
Ａからなる500×500×厚さ400mmの施工体を用い、図１
に示した装置を用いて、超音波の送信周波数と送信波数
をそれぞれ変えて送信し、内部欠陥エコーの測定を行っ
た。得られた音波のＳ／Ｎ比、即ち内部欠陥位置に相当
する反射エコーＳと測定表面付近から内部欠陥までの後
方散乱波Ｎの強度比で比較した。その結果を表４に示
す。また、その他の実施例として材料Ｃからなる500×5
00×厚さ400mmの施工体を用いて送信周波数250kHz、送
信波数１波で測定した例を表４に示した。
【００３３】図３に示すように施工体は、その内部に測
定面と平行に円盤状の欠陥を設けたものを用いた。な
お、内部欠陥の埋設は、不定型材料を型枠内に流し込み
振動成形する途中で材料の投入および振動を中断し、予
め準備した発泡スチロール製で、厚さが１ｍｍ、直径が
50，80および150mmの円盤の何れか１個を施工上面中央
部に固定した後、振動成形を再開することにより行っ
た。
定面と平行に円盤状の欠陥を設けたものを用いた。な
お、内部欠陥の埋設は、不定型材料を型枠内に流し込み
振動成形する途中で材料の投入および振動を中断し、予
め準備した発泡スチロール製で、厚さが１ｍｍ、直径が
50，80および150mmの円盤の何れか１個を施工上面中央
部に固定した後、振動成形を再開することにより行っ
た。
【００３４】表４の記号２５〜２８の測定結果の欄を参
照すれば明らかなように、材料Ａからなる施工体を本発
明である送信周波数が80〜130kHz、送信波数が１波で測
定すればＳ／Ｎ相対値は４〜７であり、欠陥エコーが比
較的容易に判定できる。
照すれば明らかなように、材料Ａからなる施工体を本発
明である送信周波数が80〜130kHz、送信波数が１波で測
定すればＳ／Ｎ相対値は４〜７であり、欠陥エコーが比
較的容易に判定できる。
【００３５】しかし、表４の記号２９のように、本発明
の要件を満たしても内部欠陥のサイズが小さくなると検
出できなくなる。また、表４の記号３０〜３２に示すよ
うに、本発明の材料に関する要件を満たす材料Ａまたは
材料Ｃを用いても、測定条件が本発明の要件を満たさな
い場合は、Ｓ／Ｎ相対値が悪化し、測定出来ない。従っ
て、本発明の測定条件は優れた方法である。
の要件を満たしても内部欠陥のサイズが小さくなると検
出できなくなる。また、表４の記号３０〜３２に示すよ
うに、本発明の材料に関する要件を満たす材料Ａまたは
材料Ｃを用いても、測定条件が本発明の要件を満たさな
い場合は、Ｓ／Ｎ相対値が悪化し、測定出来ない。従っ
て、本発明の測定条件は優れた方法である。
【００３６】−実施例４− 脱ガス設備の不定形耐火物ライニングの診断例を図４お
よび図５に示す。図４は不定形材料Ａをライニングし、
乾燥後の下部槽ライニング厚さを測定した例であり、本
発明の要件である送信周波数100kHz、送信波数１波で測
定した結果、ライニング厚さが300mmである部位におい
て、底面エコーのＳ／Ｎ相対値が６であり、底面エコー
位置から算出したライニング厚さの推定値は320mmであ
り、実測値との差は７％であり実用可能である。
よび図５に示す。図４は不定形材料Ａをライニングし、
乾燥後の下部槽ライニング厚さを測定した例であり、本
発明の要件である送信周波数100kHz、送信波数１波で測
定した結果、ライニング厚さが300mmである部位におい
て、底面エコーのＳ／Ｎ相対値が６であり、底面エコー
位置から算出したライニング厚さの推定値は320mmであ
り、実測値との差は７％であり実用可能である。
【００３７】また、図４と同様の条件で内部欠陥を測定
した例を図５に示した。２箇所について測定した結果、
超音波診断により得られた内部欠陥の深さは120mmまた
は220mmであり、コアボーリングによる実測値との差は
６〜１０％で実用可能である。
した例を図５に示した。２箇所について測定した結果、
超音波診断により得られた内部欠陥の深さは120mmまた
は220mmであり、コアボーリングによる実測値との差は
６〜１０％で実用可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明のライニングの内部欠陥検知法
は、必要に応じ、ライニングの再施工あるいは該当部分
を集中管理しながら実施できるため、ライニングの信頼
性向上が実現できる。その結果、従来に比較しライニン
グがより薄くなるまで使用出来るため、信頼性を維持し
つつ、コスト低減が実現し、更には、資源の有効利用が
実現可能となる。
は、必要に応じ、ライニングの再施工あるいは該当部分
を集中管理しながら実施できるため、ライニングの信頼
性向上が実現できる。その結果、従来に比較しライニン
グがより薄くなるまで使用出来るため、信頼性を維持し
つつ、コスト低減が実現し、更には、資源の有効利用が
実現可能となる。
【図１】 超音波探傷器を用いる不定形耐火物ライニン
グの超音波診断態様を示すブロック図である。
グの超音波診断態様を示すブロック図である。
【図２】 不定形耐火物ライニングの超音波診断におけ
る、送信周波数とＳ／Ｎ相対値の関係を示すグラフであ
る。
る、送信周波数とＳ／Ｎ相対値の関係を示すグラフであ
る。
【図３】 施工体内の内部欠陥を模型化して示す斜視図
である。
である。
【図４】 （ａ）は不定形耐火物ライニングを施した脱
ガス設備の縦断面図、（ｂ）はその一部を示す拡大縦断
面図である。
ガス設備の縦断面図、（ｂ）はその一部を示す拡大縦断
面図である。
【図５】 図４の（ｂ）に示す図面と同等の、拡大縦断
面図である。
面図である。
１：耐火物施工体 ２：縦波垂直探触
子 ３：圧力媒質 ４：接続ケーブル ５：超音波探傷器 ６：出力部 ７：制御部 ８：波形表示部 ９：施工体 １０：内部欠陥（人
工欠陥） １１：測定面 １２：脱ガス設備の不定形耐火物ライニング １３：内部欠陥 １４：鉄皮
子 ３：圧力媒質 ４：接続ケーブル ５：超音波探傷器 ６：出力部 ７：制御部 ８：波形表示部 ９：施工体 １０：内部欠陥（人
工欠陥） １１：測定面 １２：脱ガス設備の不定形耐火物ライニング １３：内部欠陥 １４：鉄皮
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年５月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】受信された音波は、縦波垂直探触子２で電
気信号に変換されたのち、波形表示部８で波形が表示さ
れる。その際、発信する超音波の周波数が低くなると音
波の減衰は低減するが、位置検出精度は低下する。これ
に対し、周波数が高い場合は前記と逆の傾向を示す。ま
た、発信する超音波の波数を増加させると超音波の残響
により、超音波の周波数，エネルギー，波数に応じて、
施工体１の表面から前記エネルギーに応じた深さまで、
探傷出来なくなる傾向を示す。従って、発信する超音波
の波数は出来るだけ少なくすることが望ましい。測定に
用いた施工体の特徴を表１に示す。
気信号に変換されたのち、波形表示部８で波形が表示さ
れる。その際、発信する超音波の周波数が低くなると音
波の減衰は低減するが、位置検出精度は低下する。これ
に対し、周波数が高い場合は前記と逆の傾向を示す。ま
た、発信する超音波の波数を増加させると超音波の残響
により、超音波の周波数，エネルギー，波数に応じて、
施工体１の表面から前記エネルギーに応じた深さまで、
探傷出来なくなる傾向を示す。従って、発信する超音波
の波数は出来るだけ少なくすることが望ましい。測定に
用いた施工体の特徴を表１に示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】表１の材料Ａは、ＭｇＯ ８０重量％、Ａ
１2Ｏ3 １０重量％、ＺｒＯ2 ５重量％を主成分とす
る材料、材料Ｂは材料Ａに、そのサイズが0.5×1×30mm
程度のステンレス・ファイバーを３重量％配合した材
料、材料ＣはＭｇＯ ８５重量％、Ａ１2Ｏ3 １０重量
％を主成分とする材料、材料ＤはＡ１2Ｏ3 ８０重量
％、ＳｉＯ2 １０重量％、ＺｒＯ2 ３重量％を主成分
とする材料、材料ＥはＡ１2Ｏ3 ９０重量％、ＳｉＯ2
１重量％、ＭｇＯ ３重量％を主成分とする材料であ
る。これらの材料は、何れもその殆どの構成粒子が破砕
粒子からなり、粒子の相当直径は10mm以下である。
１2Ｏ3 １０重量％、ＺｒＯ2 ５重量％を主成分とす
る材料、材料Ｂは材料Ａに、そのサイズが0.5×1×30mm
程度のステンレス・ファイバーを３重量％配合した材
料、材料ＣはＭｇＯ ８５重量％、Ａ１2Ｏ3 １０重量
％を主成分とする材料、材料ＤはＡ１2Ｏ3 ８０重量
％、ＳｉＯ2 １０重量％、ＺｒＯ2 ３重量％を主成分
とする材料、材料ＥはＡ１2Ｏ3 ９０重量％、ＳｉＯ2
１重量％、ＭｇＯ ３重量％を主成分とする材料であ
る。これらの材料は、何れもその殆どの構成粒子が破砕
粒子からなり、粒子の相当直径は10mm以下である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】
【表４】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (3)
- 【請求項１】 超音波探傷装置を用いて、耐火物ライニ
ングの診断を行うに際し、送信周波数が80〜130kHzの超
音波を用いることを特徴とした、不定形耐火物ライニン
グの超音波診断法。 - 【請求項２】 送信周波数の波数が１波である超音波を
用いることを特徴とした、請求項１記載の不定形耐火物
ライニングの超音波診断法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の超音波
診断法を用いて不定形耐火物ライニングの診断を行うの
に際し、動弾性率が60〜100GPa、嵩密度が2.8〜3.1g/cm
3、音速度が4500〜6000m/sである不定形耐火物ラインニ
ングの厚さ測定または／及び内部欠陥の検出を行うこと
を特徴とする、不定形耐火物ライニングの超音波診断
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6077630A JPH07286996A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 不定形耐火物ライニングの超音波診断法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6077630A JPH07286996A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 不定形耐火物ライニングの超音波診断法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286996A true JPH07286996A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13639228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6077630A Withdrawn JPH07286996A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 不定形耐火物ライニングの超音波診断法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07286996A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310996A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-23 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 金属溶湯貯留容器の充填層の充填状況測定方法およびこれに使用する装置 |
| JP2002340864A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 流し込み材料層の硬化状況測定方法 |
| JP2009047553A (ja) * | 2007-08-20 | 2009-03-05 | National Maritime Research Institute | 超音波による劣化損傷評価システム、超音波による劣化損傷評価装置、および、超音波による劣化損傷評価方法、超音波による劣化損傷評価プログラム |
| JP2012159400A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Nippon Telegraph & Telephone East Corp | 診断装置及び診断方法 |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP6077630A patent/JPH07286996A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310996A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-23 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 金属溶湯貯留容器の充填層の充填状況測定方法およびこれに使用する装置 |
| JP2002340864A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 流し込み材料層の硬化状況測定方法 |
| JP2009047553A (ja) * | 2007-08-20 | 2009-03-05 | National Maritime Research Institute | 超音波による劣化損傷評価システム、超音波による劣化損傷評価装置、および、超音波による劣化損傷評価方法、超音波による劣化損傷評価プログラム |
| JP2012159400A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Nippon Telegraph & Telephone East Corp | 診断装置及び診断方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |