JPH1026613A

JPH1026613A - 配管等の疲労劣化監視方法及び監視装置

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Publication number: JPH1026613A
Application number: JP8201102A
Authority: JP
Inventors: Takuichi Imanaka; 拓一今中; Jun Suetsugu; 純末次; Susumu Riyuuou; 晋龍王; Masashi Mori; 雅司森; Tatsuyuki Nagai; 辰之永井; Keisuke Shito; 圭介紫藤; Kozo Hoshikawa; 浩三星川; Masaya Matsumoto; 賢哉松本
Original assignee: HIHAKAI KENSA KK; Shikoku Electric Power Co Inc
Current assignee: HIHAKAI KENSA KK; Shikoku Electric Power Co Inc
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】発電プラントや化学プラントにおける配管等
の疲労による劣化度を、疲労劣化部から得られる疲労に
関する情報に基づいて直接的且つ非破壊的に監視し、評
価することにより、配管等の疲労破壊をより確実に未然
防止する方法及びその監視装置を提供すること。【解決手段】配管等の監視対象系から発生するＡＥ信
号を捉えると共にその周波数スペクトルを求め、当該周
波数スペクトルから最も高強度の周波数を基調波Ｗ１と
して検出する。そして、周波数スペクトルにおける基調
波のｎ次高調波Ｗ２，Ｗ３の強度Ａ２，Ａ３をもって配
管等の疲労による劣化度を監視する。また、基調波Ｗ１
を基準にＡＥ信号をアベレージングすることで、不規則
な環境ノイズを低減させることができる。さらに、監視
対象部の近傍に二つの音響センサを隔てて設け、これら
二つの音響センサによる二つのＡＥ信号の差分を求める
ことで、規則的な環境ノイズをも低減させることが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、発電プラ
ントや化学プラントにおける配管等の疲労による劣化度
を監視する方法及びその監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、種々のプラントの配管等に
は、ポンプ、コンプレッサー又はタービンの回転、水蒸
気の発生や燃焼に伴う轟音、サージング等の種々の要因
によって共振が発生する。かかる共振現象は配管等に繰
り返し疲労を与え、やがては配管等の破損に至るため、
プラントの設計者は配管のスパンを短くしたり適宜ダン
パーを挿入することにより、配管等の共振を防ぐように
苦慮している。また、変位計や動歪計等を用いて配管系
の応力や変位を測定することで応力解析を行い、Ｓ−Ｎ
曲線を参照することにより、疲労劣化の評価を行ってい
る。しかるに、かかる評価方法における応力解析はあく
までも推定に留まり、実際の疲労劣化の程度と推定によ
るものとの相違が問題となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の問題に鑑
みて、本発明は、発電プラントや化学プラントにおける
配管等の疲労による劣化度を、疲労劣化部から得られる
疲労に関する情報に基づいて直接的且つ非破壊的に監視
し、評価することにより、配管等の疲労破壊を未然防止
する方法及びその監視装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の特徴は、配管等の監視対象系から発生する
ＡＥ信号を捉えると共にその周波数スペクトルを求め、
当該周波数スペクトルから最も高強度の周波数を基調波
として検出し、前記周波数スペクトルにおける前記基調
波のｎ次高調波の強度をもって配管等の疲労による劣化
度を監視することにある。

【０００５】ここに、本発明の原理を明らかにするた
め、超音波疲労試験機を用いた加速試験におけるｎ次高
調波発生の現象について、図７を参照しつつ言及する。
図７（ａ）は単純な系である管状の金属試験片に強制振
動として加える超音波振動の正弦波波形を示し、図７
（ｂ）は同強制振動に起因する試験片の振動を音響セン
サにより受信した波形を示している。さらに、図７
（ｃ）は、図７（ｂ）の受信波形をＦＦＴ装置により周
波数スペクトル解析をした結果を示している。

【０００６】図７（ｃ）によれば、周波数ｆ＝２０ＫＨ
ｚである基調波Ｗ１が最も高強度で観察され、続けて、
周波数ｆ＝６０ＫＨｚである三次高調波Ｗ３及び周波数
ｆ＝４０ＫＨｚである二次高調波Ｗ２が順次観察され
る。一般的に、転移を内在する材料に振動を与えて転移
を運動させると高次の調和振動を生じることが知られて
いる。そして、振動時におけるバイアス応力が零の場合
は転移が対称的な運動を行うため奇数次のｎ次高調波を
生じ、残留応力等のバイアス応力が存在する場合には転
移運動にずれを生じ、二次の高調波を生じる。

【０００７】一方、発明者らの実験及び考察によれば、
上記ｎ次高調波は材料の内部摩擦が振幅に依存する程度
にまで基調波の振幅が達した場合において発生すること
が確認されている。かかる状況では材料が塑性変形を生
じる領域で振動し、材料の疲労が進行すると考えられる
ため、ｎ次高調波を観察することは試験片の寿命推定に
とって有益である。

【０００８】従来における上記現象の認識は、正弦波を
強制振動として単純な系である単一の試験片に与える状
況下で強制振動のｎ次高調波が観察されているに過ぎな
いものであった。ゆえに、配管等の複雑でそのＡＥ信号
の周波数成分も複雑な系を監視する際には用いられるこ
とはなかった。

【０００９】しかし、本願発明者らは、疲労破壊を起こ
す主原因となるのは、種々の振動の内そのレベルが高強
度な周波数での振動であることに初めて着目した。すな
わち、上記特徴に記載の如く、「周波数スペクトルから
最も高強度の周波数を基調波として検出」することによ
って、かかる高強度な周波数の振動が塑性変形を生じる
領域での材料の振動につながり、疲労破壊の原因となり
うる場合が多いことを前提としている。したがって、複
雑な系の複雑なＡＥ信号であっても、高強度の周波数を
基調波として検出することは信号処理上でかなり確実に
達成可能であり、そのｎ次高調波も観察が容易である。
このような信号検出上の容易さは従来では推察できなか
ったことであり、この点において、上記本発明の特徴
は、従来技術を複雑な系に漫然と用るだけでは決してな
しえない高度な技術思想と言い得る。

【００１０】また、本発明の他の特徴は、上記特徴に加
えて、前記監視対象系における重点監視対象部の近傍に
少なくとも一対の音響センサを互いに隔てて取り付ける
と共に一方の音響センサを前記重点監視対象部により近
接させ、これら両センサにより受信されたＡＥ信号の周
波数スペクトルにおける差分の前記ｎ次高調波の強度を
もって前記重点監視対象部の劣化度を監視することにあ
る。

【００１１】劣化部から発生するｎ次高調波は、一様に
伝達する他の環境ノイズに比較して伝達し難い場合が多
い。したがって、隔てて取り付けられた二つのセンサに
より検出される一対のＡＥ信号のうち、重点監視対象部
により近接させた一方にのみｎ次高調波が多く含まれて
いる場合が多なる。そして、これら一対のＡＥ信号の周
波数スペクトルにおける差分を求めることで一様に伝達
する環境ノイズを除去し、ｎ次高調波のモニターが容易
となる。なお、両ＡＥ信号の差分は、周波数スペクトル
解析や次に述べるアベレージングの前後いずれの状況に
おいて求めるようにしても構わない。

【００１２】一方、本発明の他の特徴は、上記特徴に加
えて、前記監視対象系に少なくとも一対の音響センサを
互いに隔てて取り付け、これら両センサにより受信され
た両ＡＥ信号の位相を調整すると共に両ＡＥ信号の加算
又は差分の信号の周波数スペクトルを求め、これら加算
信号又は差分信号の周波数スペクトルにおける前記基調
波の強度が減少するように前記両ＡＥ信号の位相調整を
行うことでこの周波数スペクトルをノイズスペクトルと
して求め、前記ＡＥ信号の周波数スペクトルからこのノ
イズスペクトルを減じた状態において前記ｎ次高調波の
強度をもって前記監視対象系の劣化度を監視することに
ある。

【００１３】さらに、本発明の他の特徴は、上記両特徴
に加えて、前記基調波を基準に前記ＡＥ信号をアベレー
ジングし、当該アベレージングされたＡＥ信号の周波数
スペクトルにおける前記ｎ次高調波の強度をもって配管
等の劣化度を監視することにある。

【００１４】配管等の複雑な系においては多様な環境ノ
イズが受信ＡＥ波に含まれて、単に周波数スペクトル解
析を行っただけでは、環境ノイズにｎ次高調波が埋没す
るおそれもある。しかるに、ｎ次高調波は基調波に同調
しているため、基調波を基準にＡＥ信号をアベレージン
グすることで、不規則な環境ノイズを低減させることが
可能となる。ここに「前記基調波を基準に前記ＡＥ信号
をアベレージング」する場合には、基調波の一周期を基
準にアベレージングを行う場合と、基調波の整数倍周期
を基準にアベレージングを行う場合とが含まれる。

【００１５】なお、上記各特徴方法に使用する配管等の
疲労劣化監視装置を構成するに当たっては、前記監視対
象系から発生する前記ＡＥ信号を捉える音響センサと、
当該音響センサにより検出されたＡＥ信号の周波数スペ
クトルを求めるスペクトル解析手段と、前記周波数スペ
クトルの表示装置とを備えるとよい。例えば、「スペク
トル解析手段」にはパーソナルコンピュータ内のＦＦＴ
部が該当し、「周波数スペクトルの表示装置」にはＣＲ
Ｔモニターや同じくパーソナルコンピュータ内の処理手
段が該当する。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、図１〜図５を参照しなが
ら、本発明の第一の実施形態について説明する。図１に
示す火力発電プラント１は、符号２〜７の機材間を各種
配管Ｐにより接続することで構成されている。この火力
発電プラント１において、給水ポンプ２から供給される
水は、ボイラ３により過熱器４内において加熱されて水
蒸気となり、タービン５を回転させる。タービン５から
出た蒸気は、ボイラ３により再び加熱されてタービン５
を回転させ、復水器７を通過して再び給水ポンプ２に戻
る。タービン５の回転により発電機５ａを駆動し、発電
が行われる。配管Ｐの随所には音響センサＳが複数設け
られており、給水ポンプ２のモーターやタービン５の回
転振動、配管内の水の流動に伴うサージング等による配
管Ｐの共振による種々のＡＥ信号（アコースティックエ
ミッション信号）を各音響センサＳにより受信する。

【００１７】図２に示すように、本発明にかかる監視装
置１０は、大略、監視対象系である配管Ｐに設けられた
複数の音響センサＳとソフトウェアの組み込みにより各
種信号処理を実現するパーソナルコンピュータ２０と、
パーソナルコンピュータ２０による処理結果を表示する
表示装置たるＣＲＴモニター３０とよりなる。本実施形
態では、配管Ｐのうち、本管Ｐとして枝管Ｐ１との接合
部における疲労劣化を主として監視しようとするもので
ある。図３はこの接合部の拡大切断端面図であり、枝管
Ｐ１が本管Ｐ２に対し接合部材Ｊを介して接合されてい
る。本管Ｐ２及び接合部材Ｊの間は完全溶込の溶接部Ｍ
２により接合されている。これに対し、枝管Ｐ１は接合
部材Ｊに対し嵌合されると共に、ソケット溶接部Ｍ１に
より接合されている。ソケット溶接部Ｍ１は前者の溶接
部Ｍ２に比較して符号Ｄに示すような亀裂が生じ易い傾
向にある。本実施形態では、このような管の接合部等の
重点監視対象部ＭＰにおける亀裂Ｄの発生を未然防止す
ることが目的である。

【００１８】本実施形態では、図２に示すように、複数
の音響センサＳの一部に該当する第一、第二音響センサ
Ｓ１，Ｓ２を接合部材Ｊの近傍に隔てて取り付ける。そ
して、第一音響センサＳ１を重点監視対象部ＭＰである
ソケット溶接部Ｍ１に特に近接させ、両センサＳ１、Ｓ
２によるＡＥ信号の周波数スペクトルの差分を求めるこ
とで、ソケット溶接部Ｍ１等から生じるであろう高調波
を観測する。両音響センサＳ１，Ｓ２より別々に受信さ
れたＡＥ波形は入力アンプ１４，１６により増幅され、
入力Ａ／Ｄコンバータ１５，１７によりデジタル信号に
変換された後、パーソナルコンピュータ２０におけるハ
ードディスク等のメモリ２１に蓄積される。入力アンプ
１４，１６にはノイズ等を除去するための図示省略する
ハイパスフィルターやローパスフィルターが内蔵されて
いる。なお、これら両音響センサＳ１，Ｓ２からメモリ
２１に至るまでのＡＥ信号は、各音響センサＳ１，Ｓ２
に対応して複数チャンネル設けられているが、その状況
は図示省略する。以下に示す各種信号の処理も、各音響
センサＳ１，Ｓ２に対応する複数のチャンネル毎に行わ
れる。

【００１９】メモリ２１に蓄積されたＡＥ信号は処理手
段２２により処理され、図４（ａ）に示すように、時間
と強度との関係を表すグラフとしてＣＲＴモニター３０
に表示される。また、操作部２３の操作により、メモリ
２１に蓄積されたＡＥ信号は、適宜時間サンプリングを
行ってＦＥＴ部２５による周波数スペクトル解析の後、
処理手段２２を介して信号処理がなされ、ＣＲＴモニタ
ーに図４（ｂ）の如く周波数スペクトルのグラフが表示
される。さらに、この操作部２３を操作し、メモリ２１
のＡＥ信号をアベレージング手段２４により適宜アベレ
ージングした後に同じく周波数スペクトル解析を行い、
その結果を処理手段２２を介してＣＲＴモニター３０に
表示する。

【００２０】枝管Ｐ１に設けた第一音響センサＳ１によ
り受信されたＡＥ波形は、図４（ａ）の如きものであ
る。この波形をそのまま先のＦＦＴ部２５により周波数
スペクトル解析をすると、図４（ｂ）の如くタービンの
回転数近傍である２ｋＨｚ付近における基調波Ｗ１のピ
ークが検出される。なお、本実施形態においては、基調
波Ｗ１の周波数が２ｋＨｚとなっているが、この基調波
の周波数は環境によって２ｋＨｚとは異なる様々な値を
とる。但し、二次高調波及び三次高調波に相当する４ｋ
Ｈｚ及び６ｋＨｚ付近におけるピークの有無は、環境ノ
イズに埋没して不明瞭となっている。

【００２１】そこで、基調波Ｗ１の観測により、この基
調波Ｗ１の周波数ｆ＝２ｋＨｚに相当する一周期分のゲ
ート基準時間Ｇを基準にＦＦＴ部でアベレージングを行
う。このアベレージングは、ゲート基準時間Ｇの整数倍
を基準とすれば足りる。第一音響センサＳ１による受信
ＡＥ信号にアベレージングを行った後の周波数スペクト
ルを図５（ａ）のグラフに示す。また、本管Ｐ２に設け
た第二音響センサＳ２の受信ＡＥ信号をアベレージング
した後の周波数スペクトルのグラフを図５（ｂ）に示
す。突発的な環境ノイズはアベレージングにより低減さ
れてはいるが、周波数ｆ＝４ｋＨｚ及び６ｋＨｚの位置
における二次高調波Ｗ２及び三次高調波Ｗ３は他の定常
的なノイズに未だ埋没しており、これらは観測し難い。
そこで、第一、第二音響センサＳ１，Ｓ２のアベレージ
ング後のＡＥ信号の周波数スペクトルにおける差分を処
理手段２２で求めたものが図５（ｃ）である。ｎ次高調
波は劣化部の近傍で発生し、他の定常的環境ノイズのご
とく一様には伝達し難い。よって、ｎ次高調波は第一音
響センサＳ１側で主として受信され、図５（ａ）と
（ｂ）との差分のＡＥ信号として図５（ｃ）のごとくｎ
次高調波を顕著に観測することが可能となる。この結
果、例えば、図５（ａ）又は（ｂ）のグラフにおける基
調波Ｗ１の基調波強度Ａ１と図５（ｃ）のグラフにおけ
る三次高調波Ｗ３の三次高調波強度Ａ３とを比較するこ
とにより先の配管Ｐの劣化度を監視し及び評価すること
が可能となる。もちろん、二次高調波Ｗ２の強度Ａ２を
併用して参照してもよい。

【００２２】次に、図６を参照しながら、本発明の第二
の実施形態について説明する。上記第一実施形態では、
第一、第二音響センサＳ１，Ｓ２のＡＥ信号のうちの一
方に高調波成分が多く、高調波成分を強調すべくこれら
両ＡＥ信号の周波数スペクトルの差分を求めた。本実施
形態では、第一実施形態同様の装置を用い、第一、第二
音響センサＳ１，Ｓ２による受信ＡＥ信号の位相を調整
し、これら両ＡＥ信号の差分の信号を求めた後に、それ
らの周波数スペクトルを求めることで、ノイズをキャン
セルするためのノイズスペクトルを検出している。位相
調整及び信号の加算は先の操作部２３及び処理手段２２
により行われる。

【００２３】第一、第二音響センサＳ１，Ｓ２による受
信ＡＥ信号の時間と強度の関係を示すグラフは、それぞ
れ図６（ａ），（ｂ）に該当する。各信号には上述の基
調波・高調波の他にノイズが含まれている。本例では、
２つの信号間の基調波のピークの位相差ｄ１だけ第一音
響センサＳ１のＡＥ信号を遅延させ、第二音響センサＳ
１のＡＥ信号との差分を求めるように、前記位相差ｄ１
を調整する。この位相差ｄ１の調整は、これら両ＡＥ信
号の差分の周波数スペクトルにおける基調波の値が結果
として減少し、最低の値をとるように行う。両ＡＥ信号
の差分の周波数スペクトルのうち、基調波の値が十分に
減少し又は最低の値となるものをノイズスペクトルとす
る。ノイズスペクトルを生成する基となるＡＥ信号は、
基調波の値が最低の値をとるように前記位相差ｄ１の調
整が行われて両ＡＥ信号の差分を求められた図６（ｃ）
の如き信号である。

【００２４】前記処理手段２２は、第一、第二音響セン
サＳ１、Ｓ２による受信ＡＥ信号の周波数スペクトルか
らこのノイズスペクトルを減じる。そして、ノイズスペ
クトルの減じられた状態において前記ｎ次高調波Ｗ２，
Ｗ３の強度をもって、監視対象系の劣化度を監視する。

【００２５】次に、本発明のさらに他の実施の形態の可
能性について説明する。上記実施形態においては、二次
高調波Ｗ２及び三次高調波Ｗ３のみを観察したが四次以
降の高調波をモニターすることも可能である。また、本
発明の監視対象は、火力発電プラントに限らず原子力発
電プラント、水力発電プラント、化学プラント等のあら
ゆる配管系や配管以外の複雑な系に対しても適用の余地
がある。

【００２６】上記実施形態では、基調波を最も高強度の
周波数のものとしたが、それは監視対象となる配管等に
おける機械的共振による波形の内、最も高強度となるも
のを選択することを意味し、機械的共振に基づくＡＥ信
号以外の周期的な電気的ノイズ等は、請求範囲にいう
「最も高強度の周波数」には該当しないものとする。

【００２７】上記実施形態では、一方の音響センサＳ１
を重点監視対象部ＭＰに距離的により近接させたが、
「一方の音響センサを重点監視対象部に近接させる」と
は、「劣化部から生じるであろう高調波を音響的に拾い
易い部分に近接させる」ことを意味する。よって、かか
る条件を充足するには、距離的に両センサが重点監視対
象部と当距離となる場合も存在しうるし、一方のセンサ
Ｓ１を接合部材Ｊ上に設けたり、両センサＳ１、Ｓ２を
双方とも枝管側Ｓ１、Ｓ２に設ける場合もあり得る。も
ちろん、本発明では、配管の接合部以外の部分をも監視
対象部とすることが可能であるし、重点監視対象部を特
に設定しない場合には、一対のセンサを互いに対に用い
なくても構わない。

【００２８】上記第一実施形態では、２つの音響センサ
Ｓ１、Ｓ２により受信されたＡＥ信号の周波数スペクト
ルの差分を求めることでノイズをキャンセルし、ｎ次高
調波の評価を行ったが、当該差分の信号が未だ多くのノ
イズを含む場合には、この差分の信号分をさらに相殺
し、ｎ次高調波の増大のみを重点的に観測できるように
しても構わない。

【００２９】上記第二の実施形態では、図６（ａ），
（ｂ）に示すように、第一、第二音響センサＳ１、Ｓ２
による受信ＡＥ信号の位相調整を、両ＡＥ信号の基調波
ピークどうしの位相差ｄ１だけ行うと共に、両ＡＥ信号
の差分を求めた。しかし、両受信ＡＥ信号の位相調整
を、両ＡＥ信号の基調波ピークと谷底の位相差ｄ２だけ
行うと共に、両ＡＥ信号を加算して、ノイズスペクトル
を求めても構わない。

【００３０】

【発明の効果】このように、上記本発明の特徴方法及び
特徴構成によれば、最も強度の高い周波数の基調波を基
準に疲労劣化部から発生するであろうｎ次高調波を監視
することで、プラント配管等の複雑な系であっても、そ
の疲労による劣化度を非破壊的に監視してより直接的に
評価できるようになり、配管等の疲労破壊をより確実に
未然防止することが可能となった。

【００３１】また、二つのセンサによるＡＥ信号の差分
を求めたり、ノイズスペクトル分を減じたり、ＡＥ信号
のアベレージングを行うことで、環境ノイズに埋没しや
すい小さなｎ次高調波をより的確に検出し、劣化度の評
価精度を向上させ得るに至った。

【００３２】なお、特許請求の範囲の項に記入した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の監視対象となる火力発電プラントの概
略図である。

【図２】本発明にかかる監視装置の論理ブロック図であ
る。

【図３】枝管接合部における縦断面の拡大端面図であ
る。

【図４】発電プラントから発生するＡＥ波形の受信結果
を示し、（ａ）はＡＥ波形、（ｂ）は（ａ）の波形の周
波数スペクトルを示すグラフである。

【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ第一、第二音響セン
サにより検出されたＡＥ信号のうちアベレージングされ
たＡＥ信号の周波数スペクトルを示すグラフであり、
（ｃ）は（ａ），（ｂ）のグラフの差分を示すグラフで
ある。

【図６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ第一、第二音響セン
サにより検出されたＡＥ信号の時間と強度の関係を示す
グラフであり、（ｃ）は、上記（ａ）の信号を位相差ｄ
１だけ遅延させて（ｂ）の信号との差分を求めたグラフ
である。

【図７】試験片による超音波加速試験の測定結果を示
し、（ａ）は試験片に与える共振周波数の波形を示し、
（ｂ）は音響センサにより試験片から受信されたＡＥ波
形を示し、（ｃ）は（ｂ）のＡＥ波形の周波数スペクト
ルを示すグラフである。

【符号の説明】

１火力発電プラント２給水ポンプ３ボイラ４過熱器５タービン５ａ発電機６再熱器７復水器１０監視装置１４入力アンプ１５入力Ａ／Ｄコンバータ１６入力アンプ１７入力Ａ／Ｄコンバーター２０パーソナルコンピュータ２１メモリ２２処理手段２３操作部２４アベレージング手段２５ＦＦＴ部３０ＣＲＴモニターＧゲート基準時間Ｓ音響センサＳ１第一音響センサＳ２第二音響センサＰ配管Ｐ１枝管Ｐ２本管Ｄ亀裂Ｗ１基調波Ｗ２二次高調波Ｗ３三次高調波Ａ１基調波強度Ａ２，Ａ３二次・三次高調波強度Ｍ１ソケット溶接部Ｍ２溶接部Ｊ接合部材ＭＰ監視対象部ｄ１，ｄ２位相差。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者龍王晋大阪市西区北堀江１丁目18番14号非破壊検査株式会社内 (72)発明者森雅司大阪市西区北堀江１丁目18番14号非破壊検査株式会社内 (72)発明者永井辰之大阪市西区北堀江１丁目18番14号非破壊検査株式会社内 (72)発明者紫藤圭介大阪市西区北堀江１丁目18番14号非破壊検査株式会社内 (72)発明者星川浩三愛媛県松山市湊町６丁目１−２四国電力株式会社原子力保安研修所内 (72)発明者松本賢哉愛媛県松山市湊町６丁目１−２四国電力株式会社原子力保安研修所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管（Ｐ）等の監視対象系から発生する
ＡＥ信号を捉えると共にその周波数スペクトルを求め、
当該周波数スペクトルから最も高強度の周波数を基調波
（Ｗ１）として検出し、前記周波数スペクトルにおける
前記基調波のｎ次高調波（Ｗ２，Ｗ３）の強度をもって
配管（Ｐ）等の疲労による劣化度を監視することを特徴
とする配管等の疲労劣化監視方法。
【請求項２】前記監視対象系における重点監視対象部
（ＭＰ）の近傍に少なくとも一対の音響センサ（Ｓ１，
Ｓ２）を互いに隔てて取り付けると共に一方の音響セン
サ（Ｓ１）を前記重点監視対象部（ＭＰ）により近接さ
せ、これら両センサ（Ｓ１，Ｓ２）により受信されたＡ
Ｅ信号の周波数スペクトルにおける差分の前記ｎ次高調
波（Ｗ２，Ｗ３）の強度をもって前記重点監視対象部
（ＭＰ）の劣化度を監視する請求項１に記載の配管等の
疲労劣化監視方法。
【請求項３】前記監視対象系に少なくとも一対の音響
センサ（Ｓ１，Ｓ２）を互いに隔てて取り付け、これら
両センサ（Ｓ１，Ｓ２）により受信された両ＡＥ信号の
位相を調整すると共に両ＡＥ信号の加算又は差分の信号
の周波数スペクトルを求め、これら加算信号又は差分信
号の周波数スペクトルにおける前記基調波の強度が減少
するように前記両ＡＥ信号の位相調整を行うことでこの
周波数スペクトルをノイズスペクトルとして求め、前記
ＡＥ信号の周波数スペクトルからこのノイズスペクトル
を減じた状態において前記ｎ次高調波（Ｗ２，Ｗ３）の
強度をもって前記監視対象系の劣化度を監視する請求項
１に記載の配管等の疲労劣化監視方法。
【請求項４】前記基調波（Ｗ１）を基準に前記ＡＥ信
号をアベレージングし、当該アベレージングされたＡＥ
信号の周波数スペクトルにおける前記ｎ次高調波（Ｗ
２，Ｗ３）の強度をもって前記監視対象系の劣化度を監
視する請求項１〜３のいずれかに記載の配管等の疲労劣
化監視方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の配管等
の疲労劣化監視方法に用いる配管等の疲労劣化監視装置
であって、前記監視対象系から発生する前記ＡＥ信号を
捉える音響センサ（Ｓ１）と、当該音響センサ（Ｓ１）
により検出されたＡＥ信号の周波数スペクトルを求める
スペクトル解析手段（２４）と、前記周波数スペクトル
の表示装置（２２，３０）とを備えた配管等の疲労劣化
監視装置。