JPH08160020A - 超音波式クリープ損傷評価装置 - Google Patents
超音波式クリープ損傷評価装置Info
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- JPH08160020A JPH08160020A JP6331782A JP33178294A JPH08160020A JP H08160020 A JPH08160020 A JP H08160020A JP 6331782 A JP6331782 A JP 6331782A JP 33178294 A JP33178294 A JP 33178294A JP H08160020 A JPH08160020 A JP H08160020A
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- creep damage
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/12—Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小き裂やボイドが発生しにくい鋼材のクリ
ープ損傷量の評価が可能となるとともに、特性値のバラ
ツキを低減することができ損傷量を正しく評価すること
ができる超音波式クリープ損傷評価装置を提供する。 【構成】 超音波法の周波数特性によりクリープ損傷を
評価する装置において、底面エコーとノイズエコーの周
波数分布を同じ周波数帯域の範囲をそれぞれ積分したノ
イズ値Ｎと底面エコー値Ｂの比Ｎ／Ｂを求めるための除
算器７と、Ｎ／Ｂとクリープ損傷量を対数−対数で表示
した相関関係からクリープ損傷量を評価し表示する表示
器８とを具えている。
ープ損傷量の評価が可能となるとともに、特性値のバラ
ツキを低減することができ損傷量を正しく評価すること
ができる超音波式クリープ損傷評価装置を提供する。 【構成】 超音波法の周波数特性によりクリープ損傷を
評価する装置において、底面エコーとノイズエコーの周
波数分布を同じ周波数帯域の範囲をそれぞれ積分したノ
イズ値Ｎと底面エコー値Ｂの比Ｎ／Ｂを求めるための除
算器７と、Ｎ／Ｂとクリープ損傷量を対数−対数で表示
した相関関係からクリープ損傷量を評価し表示する表示
器８とを具えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、火力発電プラントのタ
ービン部材の劣化度評価装置に好適な超音波式クリープ
損傷評価装置に関する。
ービン部材の劣化度評価装置に好適な超音波式クリープ
損傷評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】火力発電プラントの信頼性確保のため
に、タービン部材等高温高圧の環境下で使用される部材
はクリープ損傷等の劣化度を非破壊的に評価することが
強く望まれ、レプリカ法や超音波法等の方法が提案され
ており、このうち超音波法については、音速測定，減衰
測定，底面エコーの周波数特性及びノイズの周波数特性
等が提案されている。従来の底面エコー及びノイズの周
波数特性は、図４系統図に示す装置により測定され、試
験片１に対向する超音波探触子２はパルサー／レシーバ
ー３によって駆動されて超音波を送，受信し、パルサー
／レシーバー３からの受信信号とパルスジェネレーター
４から発生するゲート信号とはミキサー５に入力され
て、周波数分析を行う信号すなわち底面エコー又はノイ
ズが抽出され、この抽出された信号はスペクトラムアナ
ライザー６により周波数分析される。このような装置で
試験片１の垂直探傷を行うと、図５線図に示すような探
傷波形（ＲＦ波形）が得られる。これにゲート信号Ｇ1
又はＧ2 をかけ、底面エコー分析やノイズ分析に必要な
信号を抽出する。すなわち底面エコー分析では第１底面
エコーＢ1 にゲートＧ2 をかけ、ノイズ分析では送信波
ＴとＢ1 の間に出現するノイズにゲートＧ1 をかけ、ス
ペクトラムアナライザー６により周波数分布を求める。
図６線図はノイズの周波数分布を、図７線図は底面エコ
ーの周波数分布を示したものである。
に、タービン部材等高温高圧の環境下で使用される部材
はクリープ損傷等の劣化度を非破壊的に評価することが
強く望まれ、レプリカ法や超音波法等の方法が提案され
ており、このうち超音波法については、音速測定，減衰
測定，底面エコーの周波数特性及びノイズの周波数特性
等が提案されている。従来の底面エコー及びノイズの周
波数特性は、図４系統図に示す装置により測定され、試
験片１に対向する超音波探触子２はパルサー／レシーバ
ー３によって駆動されて超音波を送，受信し、パルサー
／レシーバー３からの受信信号とパルスジェネレーター
４から発生するゲート信号とはミキサー５に入力され
て、周波数分析を行う信号すなわち底面エコー又はノイ
ズが抽出され、この抽出された信号はスペクトラムアナ
ライザー６により周波数分析される。このような装置で
試験片１の垂直探傷を行うと、図５線図に示すような探
傷波形（ＲＦ波形）が得られる。これにゲート信号Ｇ1
又はＧ2 をかけ、底面エコー分析やノイズ分析に必要な
信号を抽出する。すなわち底面エコー分析では第１底面
エコーＢ1 にゲートＧ2 をかけ、ノイズ分析では送信波
ＴとＢ1 の間に出現するノイズにゲートＧ1 をかけ、ス
ペクトラムアナライザー６により周波数分布を求める。
図６線図はノイズの周波数分布を、図７線図は底面エコ
ーの周波数分布を示したものである。
【０００３】しかして損傷量の評価は、ノイズ分析では
計測されたノイズの周波数分布において、ある一定の周
波数帯域幅で積分し（図６において０から５０ＭＨｚの
帯域で積分する場合は斜線の範囲となる）これをノイズ
値Ｎ（ｄＢ−ＭＨｚ）として図８線図のようにノイズ値
と損傷量；微小き裂面積率との相関関係を求め、これに
より評価する。また底面エコーの周波数特性による損傷
量の評価は、図９線図のように損傷が大きいと高周波域
の減衰が大きくなる等の周波数分布の相違から損傷量
ｌ，ｍ，ｎ（ｌ＜ｍ＜ｎ）を評価する。なお底面エコー
の周波数分布においてノイズ値Ｎと同様の周波数帯域で
積分した特性値を底面エコー値Ｂとするとき、Ｂから損
傷量を評価する方法は提案されていない。
計測されたノイズの周波数分布において、ある一定の周
波数帯域幅で積分し（図６において０から５０ＭＨｚの
帯域で積分する場合は斜線の範囲となる）これをノイズ
値Ｎ（ｄＢ−ＭＨｚ）として図８線図のようにノイズ値
と損傷量；微小き裂面積率との相関関係を求め、これに
より評価する。また底面エコーの周波数特性による損傷
量の評価は、図９線図のように損傷が大きいと高周波域
の減衰が大きくなる等の周波数分布の相違から損傷量
ｌ，ｍ，ｎ（ｌ＜ｍ＜ｎ）を評価する。なお底面エコー
の周波数分布においてノイズ値Ｎと同様の周波数帯域で
積分した特性値を底面エコー値Ｂとするとき、Ｂから損
傷量を評価する方法は提案されていない。
【０００４】しかしながら、このような底面エコーの周
波数特性やノイズ値により評価する方法は、オーステナ
イト系ステンレス鋼のように微小き裂の発生するクリー
プ損傷材に対しては有効であるが、微小き裂やボイドが
発生しにくい鋼材に対しては必ずしも有効ではない。ま
た材料の構造敏感性に起因して各試験片毎によってそれ
らの特性値のバラツキが大きく、このため損傷量を正し
く評価しにくいという問題点がある。
波数特性やノイズ値により評価する方法は、オーステナ
イト系ステンレス鋼のように微小き裂の発生するクリー
プ損傷材に対しては有効であるが、微小き裂やボイドが
発生しにくい鋼材に対しては必ずしも有効ではない。ま
た材料の構造敏感性に起因して各試験片毎によってそれ
らの特性値のバラツキが大きく、このため損傷量を正し
く評価しにくいという問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、微小き裂やボイドが発
生しにくい鋼材のクリープ損傷量の評価が可能となると
ともに、特性値のバラツキを低減することができ損傷量
を正しく評価することができる超音波式クリープ損傷評
価装置を提供することを目的とする。
事情に鑑みて提案されたもので、微小き裂やボイドが発
生しにくい鋼材のクリープ損傷量の評価が可能となると
ともに、特性値のバラツキを低減することができ損傷量
を正しく評価することができる超音波式クリープ損傷評
価装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、超
音波法の周波数特性によりクリープ損傷を評価する装置
において、底面エコーとノイズエコーの周波数分布を同
じ周波数帯域の範囲をそれぞれ積分したノイズ値Ｎと底
面エコー値Ｂの比Ｎ／Ｂを求めるための除算器と、Ｎ／
Ｂとクリープ損傷量を対数−対数で表示した相関関係か
らクリープ損傷量を評価し表示する表示器とを具えたこ
とを特徴とする。
音波法の周波数特性によりクリープ損傷を評価する装置
において、底面エコーとノイズエコーの周波数分布を同
じ周波数帯域の範囲をそれぞれ積分したノイズ値Ｎと底
面エコー値Ｂの比Ｎ／Ｂを求めるための除算器と、Ｎ／
Ｂとクリープ損傷量を対数−対数で表示した相関関係か
らクリープ損傷量を評価し表示する表示器とを具えたこ
とを特徴とする。
【０００７】
【作用】クリープ損傷量の増加に伴い、ボイドで散乱さ
れるノイズ特性値；ノイズ値Ｎが増大するのに対し、逆
に底面エコーの特性値；底面エコー値Ｂは減衰する。本
発明によれば、除算器を用いて両者の比Ｎ／Ｂを求める
ので、クリープ損傷に伴う特性値の変化が一層強調さ
れ、これによりボイドの発生しにくい鋼材に対してもク
リープ損傷の評価が可能となる。また構造敏感性に伴う
特性値のバラツキについては、底面エコー高さが個々の
試験片毎の超音波の透過性の指標となる。本発明によれ
ば、除算器を用いてＮ／Ｂを求めるので、底面エコー値
により各試験片毎の透過性が規準化されることから特性
値のバラツキが低減される。更にＮ／Ｂの対数−対数表
示を行うのでバラツキが実用的な範囲にまで低減される
ことになる。
れるノイズ特性値；ノイズ値Ｎが増大するのに対し、逆
に底面エコーの特性値；底面エコー値Ｂは減衰する。本
発明によれば、除算器を用いて両者の比Ｎ／Ｂを求める
ので、クリープ損傷に伴う特性値の変化が一層強調さ
れ、これによりボイドの発生しにくい鋼材に対してもク
リープ損傷の評価が可能となる。また構造敏感性に伴う
特性値のバラツキについては、底面エコー高さが個々の
試験片毎の超音波の透過性の指標となる。本発明によれ
ば、除算器を用いてＮ／Ｂを求めるので、底面エコー値
により各試験片毎の透過性が規準化されることから特性
値のバラツキが低減される。更にＮ／Ｂの対数−対数表
示を行うのでバラツキが実用的な範囲にまで低減される
ことになる。
【０００８】
【実施例】本発明超音波式クリープ損傷評価装置の一実
施例を図１系統図により説明すると、１は試験片、２は
超音波探触子、３はパルサー／レシーバー、４はパルス
ジェネレーター、５はミキサー、６はスペクトラムアナ
ライザーで、これらは従来装置と同じ構成であり、７，
８は新たに設けたもので、７はＮ／Ｂを求める除算器、
８はＮ／Ｂとクリープ損傷量（相対値）を対数−対数で
表示した相関関係からクリープ損傷量を評価し表示する
表示器である。
施例を図１系統図により説明すると、１は試験片、２は
超音波探触子、３はパルサー／レシーバー、４はパルス
ジェネレーター、５はミキサー、６はスペクトラムアナ
ライザーで、これらは従来装置と同じ構成であり、７，
８は新たに設けたもので、７はＮ／Ｂを求める除算器、
８はＮ／Ｂとクリープ損傷量（相対値）を対数−対数で
表示した相関関係からクリープ損傷量を評価し表示する
表示器である。
【０００９】しかしてクリープ損傷を評価するための特
性値とクリープ損傷量の相関関係及び表示は図２線図の
ように行われる。同図の縦軸には特性値としてノイズ値
Ｎと底面エコー値Ｂとの比Ｎ／Ｂをとり、横軸にはクリ
ープ損傷量の相対値（クリープ破断時を1.0 として規準
化したもの）をとり、縦軸, 横軸ともに対数−対数で表
示したものである。図中ａは複数のクリープ試験のデー
タから予め求めておいた評価曲線である。測定対象の供
試材に対しては、計測した特性値；Ｎ／Ｂから縦軸のｂ
点を求め、この評価曲線との交点から損傷量の相対値ｃ
を求め表示する。特性値のＮとＢは前記のように探傷波
形のノイズ及び底面エコーの周波数分布の積分値から図
６及び図７の斜線部のように求められる。なお積分する
範囲は例えば０から５０ＭＨｚが一般的であるが必要に
応じて任意の範囲に設定してもよい。
性値とクリープ損傷量の相関関係及び表示は図２線図の
ように行われる。同図の縦軸には特性値としてノイズ値
Ｎと底面エコー値Ｂとの比Ｎ／Ｂをとり、横軸にはクリ
ープ損傷量の相対値（クリープ破断時を1.0 として規準
化したもの）をとり、縦軸, 横軸ともに対数−対数で表
示したものである。図中ａは複数のクリープ試験のデー
タから予め求めておいた評価曲線である。測定対象の供
試材に対しては、計測した特性値；Ｎ／Ｂから縦軸のｂ
点を求め、この評価曲線との交点から損傷量の相対値ｃ
を求め表示する。特性値のＮとＢは前記のように探傷波
形のノイズ及び底面エコーの周波数分布の積分値から図
６及び図７の斜線部のように求められる。なお積分する
範囲は例えば０から５０ＭＨｚが一般的であるが必要に
応じて任意の範囲に設定してもよい。
【００１０】図３線図はタービンローター材について複
数の試験体を用いたクリープ試験の結果から求めた評価
曲線の例を示したものであり、ボイドの発生しにくい鋼
材に対してもクリープ損傷の評価曲線が得られている。
数の試験体を用いたクリープ試験の結果から求めた評価
曲線の例を示したものであり、ボイドの発生しにくい鋼
材に対してもクリープ損傷の評価曲線が得られている。
【００１１】かくして本装置によれば次の作用効果が達
成できる。すなわちクリープ損傷量の増加に伴いボイド
が増えこれにより散乱されるノイズの特性値；ノイズ値
Ｎが増大する。これに対しボイドで散乱された分だけ逆
に底面エコーの特性値；底面エコー値Ｂが減少する。そ
して両者の比Ｎ／Ｂをとることにより特性値の変化が一
層強調されることから、ボイドの発生しにくい鋼材に対
してもクリープ損傷の評価が可能となる。また構造敏感
性に伴う特性値のバラツキは試験片毎の超音波の透過性
の差異に起因し、超音波の透過性は試験片の板厚が同じ
であれば底面エコーの強度；エコー高さがその指標とし
て用いられる。従ってノイズ値と底面エコー値の比をと
ることによって各試験片毎の透過性が規準化されること
になり、特性値のバラツキが低減されることになる。更
に対数−対数表示を行うことにより特性値のバラツキが
実用的な範囲にまで低減されることになる。
成できる。すなわちクリープ損傷量の増加に伴いボイド
が増えこれにより散乱されるノイズの特性値；ノイズ値
Ｎが増大する。これに対しボイドで散乱された分だけ逆
に底面エコーの特性値；底面エコー値Ｂが減少する。そ
して両者の比Ｎ／Ｂをとることにより特性値の変化が一
層強調されることから、ボイドの発生しにくい鋼材に対
してもクリープ損傷の評価が可能となる。また構造敏感
性に伴う特性値のバラツキは試験片毎の超音波の透過性
の差異に起因し、超音波の透過性は試験片の板厚が同じ
であれば底面エコーの強度；エコー高さがその指標とし
て用いられる。従ってノイズ値と底面エコー値の比をと
ることによって各試験片毎の透過性が規準化されること
になり、特性値のバラツキが低減されることになる。更
に対数−対数表示を行うことにより特性値のバラツキが
実用的な範囲にまで低減されることになる。
【００１２】
【発明の効果】要するに本発明によれば、超音波法の周
波数特性によりクリープ損傷を評価する装置において、
底面エコーとノイズエコーの周波数分布を同じ周波数帯
域の範囲をそれぞれ積分したノイズ値Ｎと底面エコー値
Ｂの比Ｎ／Ｂを求めるための除算器と、Ｎ／Ｂとクリー
プ損傷量を対数−対数で表示した相関関係からクリープ
損傷量を評価し表示する表示器とを具えたことにより、
微小き裂やボイドが発生しにくい鋼材のクリープ損傷量
の評価が可能となるとともに、特性値のバラツキを低減
することができ損傷量を正しく評価することができる超
音波式クリープ損傷評価装置を得るから、本発明は産業
上極めて有益なものである。
波数特性によりクリープ損傷を評価する装置において、
底面エコーとノイズエコーの周波数分布を同じ周波数帯
域の範囲をそれぞれ積分したノイズ値Ｎと底面エコー値
Ｂの比Ｎ／Ｂを求めるための除算器と、Ｎ／Ｂとクリー
プ損傷量を対数−対数で表示した相関関係からクリープ
損傷量を評価し表示する表示器とを具えたことにより、
微小き裂やボイドが発生しにくい鋼材のクリープ損傷量
の評価が可能となるとともに、特性値のバラツキを低減
することができ損傷量を正しく評価することができる超
音波式クリープ損傷評価装置を得るから、本発明は産業
上極めて有益なものである。
【図１】本発明超音波式クリープ損傷評価装置の一実施
例の系統図である。
例の系統図である。
【図２】同上におけるクリープ損傷評価曲線を示す線図
である。
である。
【図３】実験例におけるクリープ損傷評価曲線を示す線
図である。
図である。
【図４】従来の超音波式クリープ損傷評価装置の系統図
である。
である。
【図５】従来の探傷波形の線図である。
【図６】ノイズ分析の線図である。
【図７】底面エコー分析の線図である。
【図８】従来の劣化度評価の線図である。
【図９】従来の劣化度評価の線図である。
１ 試験片 ２ 超音波探触子 ３ パルサー／レシーバー ４ パルスジェネレーター ５ ミキサー ６ スペクトラムアナライザー ７ 除算器 ８ 表示器 Ｎ ノイズ値 Ｂ 底面エコー値
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波法の周波数特性によりクリープ損
傷を評価する装置において、底面エコーとノイズエコー
の周波数分布を同じ周波数帯域の範囲をそれぞれ積分し
たノイズ値Ｎと底面エコー値Ｂの比Ｎ／Ｂを求めるため
の除算器と、Ｎ／Ｂとクリープ損傷量を対数−対数で表
示した相関関係からクリープ損傷量を評価し表示する表
示器とを具えたことを特徴とする超音波式クリープ損傷
評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6331782A JPH08160020A (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 超音波式クリープ損傷評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6331782A JPH08160020A (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 超音波式クリープ損傷評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08160020A true JPH08160020A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=18247580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6331782A Withdrawn JPH08160020A (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 超音波式クリープ損傷評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08160020A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007121123A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 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 |
| JP2008002923A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 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 |
| JP2011128055A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属部材の欠陥検査方法及び欠陥検査装置 |
| JP2017211394A (ja) * | 2017-08-22 | 2017-11-30 | 原子燃料工業株式会社 | 材料診断方法 |
| JP2019138922A (ja) * | 2019-06-04 | 2019-08-22 | 原子燃料工業株式会社 | 材料診断方法 |
| CN112362746A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-02-12 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 一种基于超声波的蠕变损伤程度快速评估方法 |
-
1994
- 1994-12-09 JP JP6331782A patent/JPH08160020A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007121123A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 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 |
| JP2008002923A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 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 |
| JP2011128055A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属部材の欠陥検査方法及び欠陥検査装置 |
| JP2017211394A (ja) * | 2017-08-22 | 2017-11-30 | 原子燃料工業株式会社 | 材料診断方法 |
| JP2019138922A (ja) * | 2019-06-04 | 2019-08-22 | 原子燃料工業株式会社 | 材料診断方法 |
| CN112362746A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-02-12 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 一种基于超声波的蠕变损伤程度快速评估方法 |
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