JPH0812179B2 - 超音波を利用した水素侵食度評価方法 - Google Patents
超音波を利用した水素侵食度評価方法Info
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- JPH0812179B2 JPH0812179B2 JP63258126A JP25812688A JPH0812179B2 JP H0812179 B2 JPH0812179 B2 JP H0812179B2 JP 63258126 A JP63258126 A JP 63258126A JP 25812688 A JP25812688 A JP 25812688A JP H0812179 B2 JPH0812179 B2 JP H0812179B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は超音波を利用した水素侵食度の評価方法に
関する。
関する。
（従来の技術及びその問題点） 水素環境下で使用された鋼材の水素侵食に伴う損傷度
を超音波探傷法を利用して評価する場合、損傷度の増大
に伴い超音波の減衰定数が増大することに着目し、周波
数解析を行う方法や減衰定数を調べる方法が提案されて
いる。
を超音波探傷法を利用して評価する場合、損傷度の増大
に伴い超音波の減衰定数が増大することに着目し、周波
数解析を行う方法や減衰定数を調べる方法が提案されて
いる。
しかし、周波数解析を行う方法は、鋼材の種類が異な
ると、損傷度については必ずしも明確に評価できない。
また、減衰定数を調べる方法は、測定結果のバラツキが
大きく、水素侵食に伴う損傷度が小さい場合、たとえば
損傷度が20％以下の場合には水素侵食の有無を明確に判
断できず、損傷度の測定精度は低い。
ると、損傷度については必ずしも明確に評価できない。
また、減衰定数を調べる方法は、測定結果のバラツキが
大きく、水素侵食に伴う損傷度が小さい場合、たとえば
損傷度が20％以下の場合には水素侵食の有無を明確に判
断できず、損傷度の測定精度は低い。
この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、周波
数解析により水素侵食の有無を明確に判定した後、水素
侵食が有る場合に、周波数解析によって得られた周波数
分付の高周波数側成分のみから構成される波を用いて減
衰定数を調べて損傷度を定量的に精度よく評価すること
により、明確な損傷度の評価を行える鋼材における水素
侵食度評価方法を提供することを目的とする。
数解析により水素侵食の有無を明確に判定した後、水素
侵食が有る場合に、周波数解析によって得られた周波数
分付の高周波数側成分のみから構成される波を用いて減
衰定数を調べて損傷度を定量的に精度よく評価すること
により、明確な損傷度の評価を行える鋼材における水素
侵食度評価方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） そこでこの発明の超音波を利用した水素侵食度評価方
法は、被検査物の表面側から底面に向けて超音波を入射
し、底面で反射してきたエコーの周波数分布を測定する
と共に、この測定結果において、健全材で得られる周波
数分布よりも高周波数側の成分の含有比率が少なくなっ
ているときに水素侵食が有ると判断し、次いで上記エコ
ーにおいて分布している周波数の内の特定周波数以上の
高周波数側成分のみから構成される超音波を用い、複数
回にわたる底面エコーを受信し、その受信音圧の低下量
を求めると共に、これを当該超音波が上記被検査物内を
伝播した距離で除すことにより減衰定数を求め、予め把
握してある減衰定数と損傷度との関係に基づき、上記得
られた減衰定数から当該被検査物の損傷度を推定し、こ
れにより損傷度が板厚の４％〜20％の水素侵食を検出す
ることを特徴としている。
法は、被検査物の表面側から底面に向けて超音波を入射
し、底面で反射してきたエコーの周波数分布を測定する
と共に、この測定結果において、健全材で得られる周波
数分布よりも高周波数側の成分の含有比率が少なくなっ
ているときに水素侵食が有ると判断し、次いで上記エコ
ーにおいて分布している周波数の内の特定周波数以上の
高周波数側成分のみから構成される超音波を用い、複数
回にわたる底面エコーを受信し、その受信音圧の低下量
を求めると共に、これを当該超音波が上記被検査物内を
伝播した距離で除すことにより減衰定数を求め、予め把
握してある減衰定数と損傷度との関係に基づき、上記得
られた減衰定数から当該被検査物の損傷度を推定し、こ
れにより損傷度が板厚の４％〜20％の水素侵食を検出す
ることを特徴としている。
（作用） 水素環境下で使用された鋼材等についての底面反射エ
コーの高周波数側の成分の含有比率が減少していること
を把握し、これにより水素侵食が有ると判定する。具体
的には、例えば平均中心周波数を求めてそれを判定値と
し、その判定値が、既知の標準となる試験片を超音波探
傷することにより得られた波形の平均中心周波数よりも
小さくなっていることを把握し、これにより水素侵食が
有ることを明確に判定することができる。
コーの高周波数側の成分の含有比率が減少していること
を把握し、これにより水素侵食が有ると判定する。具体
的には、例えば平均中心周波数を求めてそれを判定値と
し、その判定値が、既知の標準となる試験片を超音波探
傷することにより得られた波形の平均中心周波数よりも
小さくなっていることを把握し、これにより水素侵食が
有ることを明確に判定することができる。
そして、水素侵食があると判定される場合に、周波数
解析によって得られた周波数分布の高周波数側成分のみ
を周波数フィルターを用いて取り出すか、あるいはその
高周波数側成分に近い成分により構成される波を用い、
超音波の複数回にわたる底面エコーの受信音圧の低下
量、例えば第１回底面エコーと第２回底面エコーとの受
信音圧の低下量を求めると共に、これを板厚の２倍（超
音波の伝播距離）で除して得られる減衰定数を調べる。
そしてその減衰定数を、既知の標準となる試験片につい
ての超音波の減衰定数と比較すると、水素侵食に伴う損
傷度を約４％〜20％の範囲にわたって定量的に評価する
ことができる。水素侵食を起こした場合には、第７図の
ごとく高周波数成分から減衰を起こしていくために、減
衰係数の測定において、第８図に示すような高周波数成
分のみにより構成された波を用いることは、従来の低周
波数成分と高周波数成分が混在する波を用いることによ
って水素侵食度を推定するのに比べて、より明確に損傷
度を知り得る。
解析によって得られた周波数分布の高周波数側成分のみ
を周波数フィルターを用いて取り出すか、あるいはその
高周波数側成分に近い成分により構成される波を用い、
超音波の複数回にわたる底面エコーの受信音圧の低下
量、例えば第１回底面エコーと第２回底面エコーとの受
信音圧の低下量を求めると共に、これを板厚の２倍（超
音波の伝播距離）で除して得られる減衰定数を調べる。
そしてその減衰定数を、既知の標準となる試験片につい
ての超音波の減衰定数と比較すると、水素侵食に伴う損
傷度を約４％〜20％の範囲にわたって定量的に評価する
ことができる。水素侵食を起こした場合には、第７図の
ごとく高周波数成分から減衰を起こしていくために、減
衰係数の測定において、第８図に示すような高周波数成
分のみにより構成された波を用いることは、従来の低周
波数成分と高周波数成分が混在する波を用いることによ
って水素侵食度を推定するのに比べて、より明確に損傷
度を知り得る。
（実施例） 第１図は鋼材１を超音波探傷することにより得られた
波形を周波数解析する方法を説明的に示した図、第２図
は上記波形の平均周波数Pの求め方を説明的に示した
図、第３図は標準となる試験片によって求めた損傷度と
平均中心周波数Pの関係グラフである。
波形を周波数解析する方法を説明的に示した図、第２図
は上記波形の平均周波数Pの求め方を説明的に示した
図、第３図は標準となる試験片によって求めた損傷度と
平均中心周波数Pの関係グラフである。
第１図において、２は超音波探傷器、３は探触子、４
はスペクトラムアナライザーである。探触子３は送受共
用であって、この探触子３から鋼材１中に送られたパル
ス式の超音波の底面エコーB1を同じ探触子３に受け、受
信音圧と伝播時間の関係をCRT5に表示する。Ｇはゲート
マーカーを示す。CRT5に表示された波形はスペクトラム
アナライザー４により周波数解析し、第２図に示した要
領で平均周波数Pを求める。すなわち、波形のピーク
値から一定の音圧（図示例では6dB）を差し引いた音圧
に対応する高低２つの周波数の中点をとり、その中点に
対応する周波数を平均中心周波数Pとする。なお、P
はピーク周波数を示す。
はスペクトラムアナライザーである。探触子３は送受共
用であって、この探触子３から鋼材１中に送られたパル
ス式の超音波の底面エコーB1を同じ探触子３に受け、受
信音圧と伝播時間の関係をCRT5に表示する。Ｇはゲート
マーカーを示す。CRT5に表示された波形はスペクトラム
アナライザー４により周波数解析し、第２図に示した要
領で平均周波数Pを求める。すなわち、波形のピーク
値から一定の音圧（図示例では6dB）を差し引いた音圧
に対応する高低２つの周波数の中点をとり、その中点に
対応する周波数を平均中心周波数Pとする。なお、P
はピーク周波数を示す。
第３図の損傷度と平均中心周波数Pの関係グラフ
は、人工的に水素侵食に伴う損傷を起こさせてその損傷
度を顕微鏡観察した複数の標準となる試験片と水素侵食
を起こしていない健全材よりなる複数の標準となる試験
片について、スペクトラムアナライザーによる周波数解
析により得られた波形の平均中心周波数Pをプロット
し、損傷が有る領域と損傷がない領域との境界線を表し
たものである。標準試験片の損傷度は400倍の顕微鏡観
察により試験片の全肉厚に占めるミクロ割れの発生領域
をとったものであり、ミクロ割れが４％以上発生してい
る標準試験片についてはすべて平均中心周波数Pが6MH
z以下の値であった。同図において、斜線で示した平均
中心周波数Pが6MHzより小さい範囲は水素侵食に伴う
損傷の有る範囲（水素侵食域）を示し、平均中心周波数
Pが6MHzより大きい範囲は水素侵食に伴う損傷の無い
範囲（健全域）を示している。
は、人工的に水素侵食に伴う損傷を起こさせてその損傷
度を顕微鏡観察した複数の標準となる試験片と水素侵食
を起こしていない健全材よりなる複数の標準となる試験
片について、スペクトラムアナライザーによる周波数解
析により得られた波形の平均中心周波数Pをプロット
し、損傷が有る領域と損傷がない領域との境界線を表し
たものである。標準試験片の損傷度は400倍の顕微鏡観
察により試験片の全肉厚に占めるミクロ割れの発生領域
をとったものであり、ミクロ割れが４％以上発生してい
る標準試験片についてはすべて平均中心周波数Pが6MH
z以下の値であった。同図において、斜線で示した平均
中心周波数Pが6MHzより小さい範囲は水素侵食に伴う
損傷の有る範囲（水素侵食域）を示し、平均中心周波数
Pが6MHzより大きい範囲は水素侵食に伴う損傷の無い
範囲（健全域）を示している。
したがって、第２図で求めた平均中心周波数Pを判
定値として、その値が第３図の水素侵食域にあるか健全
域にあるかを判断することにより鋼材１の水素侵食に伴
う損傷の有無を直ちに定性的に明確に判定できる。
定値として、その値が第３図の水素侵食域にあるか健全
域にあるかを判断することにより鋼材１の水素侵食に伴
う損傷の有無を直ちに定性的に明確に判定できる。
第6a図は健全材についてスペクトラムアナライザーに
よる周波数解析を行ったときの実際の波形をスケッチし
たものであり、第6b図は水素環境下で使用した鋼材（損
傷材）について同様の周波数解析を行ったときの実際の
波形のスケッチしたものである。これらの波形を比べる
と、損傷材は健全材に比べて高周波領域の減衰が著しい
ことがわかり、健全材の平均中心周波数Pは8.5MHz、
損傷材の平均中心周波数Pは4MHzであった。
よる周波数解析を行ったときの実際の波形をスケッチし
たものであり、第6b図は水素環境下で使用した鋼材（損
傷材）について同様の周波数解析を行ったときの実際の
波形のスケッチしたものである。これらの波形を比べる
と、損傷材は健全材に比べて高周波領域の減衰が著しい
ことがわかり、健全材の平均中心周波数Pは8.5MHz、
損傷材の平均中心周波数Pは4MHzであった。
次に、第４図は減衰定数の測定方法を説明的に示した
図、第５図は標準試験片により求めた損傷度と減衰定数
の関係グラフである。
図、第５図は標準試験片により求めた損傷度と減衰定数
の関係グラフである。
第４図は探触子３から鋼材１中に送られたパルス式の
超音波の第１回底面エコーB1と第２回底面エコーB2を同
じ探触子３に受け、受信音圧と伝播時間の関係をCRT5に
表示した様子を示している。減衰定数αは の値からビームの拡がりによる値を差し引くことにより
求められる。なお、ｔは鋼材の全肉厚である。ここで、
測定するB1、B2のエコーは、第８図の高周波数成分の領
域のみを周波数フィルターにより取り出す。
超音波の第１回底面エコーB1と第２回底面エコーB2を同
じ探触子３に受け、受信音圧と伝播時間の関係をCRT5に
表示した様子を示している。減衰定数αは の値からビームの拡がりによる値を差し引くことにより
求められる。なお、ｔは鋼材の全肉厚である。ここで、
測定するB1、B2のエコーは、第８図の高周波数成分の領
域のみを周波数フィルターにより取り出す。
第５図の損傷度と減衰定数の関係グラフは、人工的に
水素侵食に伴う損傷を起こさせてその損傷度を顕微鏡観
察した複数の標準試験片について、第４図の要領で調べ
た波形から減衰定数αを求め、その値を損傷度に対応さ
せてプロットし、そのプロット群の並び方を直線的に表
したものである。
水素侵食に伴う損傷を起こさせてその損傷度を顕微鏡観
察した複数の標準試験片について、第４図の要領で調べ
た波形から減衰定数αを求め、その値を損傷度に対応さ
せてプロットし、そのプロット群の並び方を直線的に表
したものである。
したがって、鋼材１についての減衰定数αを第５図の
グラフに対応させることにより水素侵食に伴う約４％〜
20％の範囲の損傷度が大きい場合は勿論、20％以下の小
さい場合であっても定量的に評価することができる。こ
の場合、低周波数成分と高周波数成分が混在した波によ
って得られる直線の勾配より、高周波数成分のみにより
構成させた波によって得られる直線の勾配の方が大きく
なっており、そのため高周波数成分のみによって構成さ
れた波によれば、損傷度の変化に対して、減衰定数がよ
り大きく変化することになり、この結果、より精度よく
損傷度を決定し得る。
グラフに対応させることにより水素侵食に伴う約４％〜
20％の範囲の損傷度が大きい場合は勿論、20％以下の小
さい場合であっても定量的に評価することができる。こ
の場合、低周波数成分と高周波数成分が混在した波によ
って得られる直線の勾配より、高周波数成分のみにより
構成させた波によって得られる直線の勾配の方が大きく
なっており、そのため高周波数成分のみによって構成さ
れた波によれば、損傷度の変化に対して、減衰定数がよ
り大きく変化することになり、この結果、より精度よく
損傷度を決定し得る。
（発明の効果） 以上のようにこの発明方法においては、水素侵食の判
定に際しては、周波数解析は、水素侵食の有無判定には
好適であるものの損傷度判定には不向きであり、その一
方で減衰判定は損傷度判定には好適であるものの有無判
定には不向きであるとの新しい知見に基づき、両者の特
性を充分に生かした手法、すなわち水素侵食の有無の判
定を行った後、損傷度を判定するという手法を採用して
いるのであり、そのためこの発明方法によると、水素侵
食に伴う損傷の有無を早期にしかも明確に判定でき、約
４％〜20％の範囲の損傷度についても高精度で評価する
ことが可能になる。
定に際しては、周波数解析は、水素侵食の有無判定には
好適であるものの損傷度判定には不向きであり、その一
方で減衰判定は損傷度判定には好適であるものの有無判
定には不向きであるとの新しい知見に基づき、両者の特
性を充分に生かした手法、すなわち水素侵食の有無の判
定を行った後、損傷度を判定するという手法を採用して
いるのであり、そのためこの発明方法によると、水素侵
食に伴う損傷の有無を早期にしかも明確に判定でき、約
４％〜20％の範囲の損傷度についても高精度で評価する
ことが可能になる。
第１図は超音波探傷により得られた波形の周波数解析方
法を示す説明図、第２図は平均周波数の求め方の説明
図、第３図は損傷度と平均中心周波数の関係を示す図面
代用グラフ、第４図は減衰定数測定方法の説明図、第５
図は損傷度と減衰定数の関係を示す図面代用グラフ、第
6a図は健全材についての周波数解析により得られた波形
のスケッチ図、第6b図は損傷材についての周波数解析に
より得られた波形のスケッチ図、第７図は周波数と音圧
との関係を損傷度に応じて示す説明図、第８図は取り出
すべき高周波数側成分を示す説明図である。 １……鋼材、３……探触子、P……平均中心周波数、
α……減衰定数。
法を示す説明図、第２図は平均周波数の求め方の説明
図、第３図は損傷度と平均中心周波数の関係を示す図面
代用グラフ、第４図は減衰定数測定方法の説明図、第５
図は損傷度と減衰定数の関係を示す図面代用グラフ、第
6a図は健全材についての周波数解析により得られた波形
のスケッチ図、第6b図は損傷材についての周波数解析に
より得られた波形のスケッチ図、第７図は周波数と音圧
との関係を損傷度に応じて示す説明図、第８図は取り出
すべき高周波数側成分を示す説明図である。 １……鋼材、３……探触子、P……平均中心周波数、
α……減衰定数。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 義彦 千葉県市原市姉崎海岸２―１ 出光エンジ ニアリング株式会社内 (72)発明者 高見 勝治 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川重検査サービス株式会社内 (72)発明者 田上 秀史 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川重検査サービス株式会社内 (72)発明者 大友 裕 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川重検査サービス株式会社内 (72)発明者 糸賀 興右 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 緒方 隆昌 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭60−228912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−26260（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−179660（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】被検査物の表面側から底面に向けて超音波
を入射し、底面で反射してきたエコーの周波数分布を測
定すると共に、この測定結果において、健全材で得られ
る周波数分布よりも高周波数側の成分の含有比率が少な
くなっているときに水素侵食が有ると判断し、次いで上
記エコーにおいて分布している周波数の内の特定周波数
以上の高周波数側成分のみから構成される超音波を用
い、複数回にわたる底面エコーを受信し、その受信音圧
の低下量を求めると共に、これを当該超音波が上記被検
査物内を伝播した距離で除すことにより減衰定数を求
め、予め把握してある減衰定数と損傷度との関係に基づ
き、上記得られた減衰定数から当該被検査物の損傷度を
推定し、これにより損傷度が板厚の４％〜20％の水素侵
食を検出することを特徴とする超音波を利用した水素侵
食度評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258126A JPH0812179B2 (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 超音波を利用した水素侵食度評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258126A JPH0812179B2 (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 超音波を利用した水素侵食度評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105055A JPH02105055A (ja) | 1990-04-17 |
| JPH0812179B2 true JPH0812179B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=17315872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63258126A Expired - Fee Related JPH0812179B2 (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 超音波を利用した水素侵食度評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812179B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4753241B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2011-08-24 | 日本電信電話株式会社 | 超音波法によるコンクリート構造物内の鉄筋腐食程度の非破壊検査方法及び検査装置 |
| JP4919396B2 (ja) * | 2006-06-22 | 2012-04-18 | 日本電信電話株式会社 | コンクリート構造物内の鉄筋腐食程度の非破壊検査方法 |
| JP5651434B2 (ja) * | 2010-11-11 | 2015-01-14 | 株式会社アルバック | スパッタリング用ターゲット材料の検査方法及びスパッタリングターゲットの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5826260A (ja) * | 1981-08-10 | 1983-02-16 | Toshiba Corp | 被検査物の疲労監視装置 |
| JPS60228912A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 配管・容器等の腐食監視方法 |
-
1988
- 1988-10-13 JP JP63258126A patent/JPH0812179B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02105055A (ja) | 1990-04-17 |
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