JPS60205254A - 管の超音波探傷方法 - Google Patents
管の超音波探傷方法Info
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- JPS60205254A JPS60205254A JP59061095A JP6109584A JPS60205254A JP S60205254 A JPS60205254 A JP S60205254A JP 59061095 A JP59061095 A JP 59061095A JP 6109584 A JP6109584 A JP 6109584A JP S60205254 A JPS60205254 A JP S60205254A
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- Japan
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- tube
- wall
- probe
- ultrasonic
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
- G01B17/02—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の適用分野〕
本発明は、管の超音波探傷方法に係るもので。
特には、多管式熱交換器のチューブの腐食状況等を把握
するための水浸式超音波パルス反射法による探傷方法に
関するものである。
するための水浸式超音波パルス反射法による探傷方法に
関するものである。
石油精製及び化学プラントには、多管式熱交換器が多数
使用されており、これらの熱交換器に用いられている伝
熱管の腐食は、設備保全上重要な問題となっている。こ
のような伝熱管の腐食状態は構造的に目視による検査が
できず。
使用されており、これらの熱交換器に用いられている伝
熱管の腐食は、設備保全上重要な問題となっている。こ
のような伝熱管の腐食状態は構造的に目視による検査が
できず。
又残余寿命の推定等定食的な評価が必要なため。
もっばら熱交換器から伝熱管を抜き出し破壊検査を行っ
ていた。
ていた。
一方、最近になって非破壊検査法として、超音波探傷法
が提案されている。この方法は、第１図に示すような超
音波探傷装置を用いるもので、探触子１から発信された
超音波パルスは。
が提案されている。この方法は、第１図に示すような超
音波探傷装置を用いるもので、探触子１から発信された
超音波パルスは。
管２の軸心と同心的忙回転するミラー６で管壁へ反射し
、管２の内表面及び底面からのエコー波が前述と逆の経
路によシ探触子１で受信される。この超音波パルスのエ
コー波を探傷装置のプラウ／管上に表示すると第２図に
示すような波形が得られる。ここでＴは発信された超音
波パルスで、Ｓ、は受信された表面エコー波、Ｂ、。
、管２の内表面及び底面からのエコー波が前述と逆の経
路によシ探触子１で受信される。この超音波パルスのエ
コー波を探傷装置のプラウ／管上に表示すると第２図に
示すような波形が得られる。ここでＴは発信された超音
波パルスで、Ｓ、は受信された表面エコー波、Ｂ、。
Ｂ、、Ｂ、は受信された底ｍｌエコー波である。
このような超音波探傷法において従来は、Ｂ１とＢ、或
いはＳ□とＢ１との間の時間を測定することにより管の
内表面と底面すなわち肉厚をめ。
いはＳ□とＢ１との間の時間を測定することにより管の
内表面と底面すなわち肉厚をめ。
当該肉厚の変化によシ傷の有無を検査していた。
しかしながら、かかる方法は、新しく製造された管の傷
の検査を行う場合は特に支障を生じないが、腐食が進行
した管では、管表面での超音波の乱反射により底面エコ
ー波が肉厚をめ得る程度に受信できないこと、及び超音
波パルスのエネルギーを大きくすると表面エコー波の残
響幅が広くなり底面エコー波とノイズとの区別ができな
い等の問題があり、腐食状態の検査にほとんど超音波探
傷法は採用されていなかった。
の検査を行う場合は特に支障を生じないが、腐食が進行
した管では、管表面での超音波の乱反射により底面エコ
ー波が肉厚をめ得る程度に受信できないこと、及び超音
波パルスのエネルギーを大きくすると表面エコー波の残
響幅が広くなり底面エコー波とノイズとの区別ができな
い等の問題があり、腐食状態の検査にほとんど超音波探
傷法は採用されていなかった。
本発明者は、かかる問題を解決すべく鋭意検討した結果
、超音波パルスの発信から管内壁表面エコー波の受信時
間がほぼ管軸心からの距離に対応し、連続的かつ多数点
の測定を行うと統計的処理によシ管軸心の補正が可能と
なり管軸心から管内壁表面までの正確な距離がめられ管
内壁表面の腐食状態を検知できることを見い出した。本
発明はかかる知見に基きなされたものである。
、超音波パルスの発信から管内壁表面エコー波の受信時
間がほぼ管軸心からの距離に対応し、連続的かつ多数点
の測定を行うと統計的処理によシ管軸心の補正が可能と
なり管軸心から管内壁表面までの正確な距離がめられ管
内壁表面の腐食状態を検知できることを見い出した。本
発明はかかる知見に基きなされたものである。
本発明は、熱交換器の伝熱管等の管内壁面の腐食状態を
超音波探傷装置によシ非破壊検査を行うことができる管
の超音波探傷方法を提供することを目的とする。
超音波探傷装置によシ非破壊検査を行うことができる管
の超音波探傷方法を提供することを目的とする。
又６本発明の他の目的味、熱交換器の伝熱管等管内壁面
の腐食状態を定量的に把握し、伝熱管の残余寿命の推定
及びそれに伴なう保全計画の立案が可能な管の超音波探
傷方法を提供するととＫある。
の腐食状態を定量的に把握し、伝熱管の残余寿命の推定
及びそれに伴なう保全計画の立案が可能な管の超音波探
傷方法を提供するととＫある。
本発明は、探触子から被検管の管軸方向忙発信された超
音波パルスを管軸心と同心的に回転するミラーによシ前
記被検管の管壁へ反射させ。
音波パルスを管軸心と同心的に回転するミラーによシ前
記被検管の管壁へ反射させ。
次いで絞管壁からのエコー波を前記ミラーで反射させて
前記探触子で受信する管の超音波探傷方法において、前
記超音波パルスの発信から管内壁表面エコー波の受信ま
での時間を測定し。
前記探触子で受信する管の超音波探傷方法において、前
記超音波パルスの発信から管内壁表面エコー波の受信ま
での時間を測定し。
次いで該測定時間を距離に変換するとともに芯修正を行
い管軸心から管内壁までの距離を算出する管の超音波探
傷方法である。
い管軸心から管内壁までの距離を算出する管の超音波探
傷方法である。
以下に本発明について詳細に述べる。
本発明で適用できる超音波の波長は１通常の探傷に使用
されている０、４〜２５ＭＨｓｇであるが。
されている０、４〜２５ＭＨｓｇであるが。
特に小さいピッチング及び薄肉厚を捕えるためには１０
〜２５ＭＨ２の波長を用いることが好ましい・６探触子
中の撮動子は水の流路、圧力を妨げない限υその直径を
大きくすることが好ましく。
〜２５ＭＨ２の波長を用いることが好ましい・６探触子
中の撮動子は水の流路、圧力を妨げない限υその直径を
大きくすることが好ましく。
発信面は指向性を良くシ１反射面での超音波ビーム径を
よシ小さくするために、７オーカス型を用いるのが好ま
しい。尚、この場合、焦点距離はセンサー及び被検管の
太さき等により適宜選定される。
よシ小さくするために、７オーカス型を用いるのが好ま
しい。尚、この場合、焦点距離はセンサー及び被検管の
太さき等により適宜選定される。
超音波パルスの時間当たりの発振数はミラーの回転数、
探触子の管軸方向への移動速度（掃引速度）、超音波ビ
ーム径等を勘案して定められるが、統計的に芯補正がで
きるデータを比較的短時間に採取するためには、１００
０〜３０００サイクル／秒で発振するほうが良い。
探触子の管軸方向への移動速度（掃引速度）、超音波ビ
ーム径等を勘案して定められるが、統計的に芯補正がで
きるデータを比較的短時間に採取するためには、１００
０〜３０００サイクル／秒で発振するほうが良い。
またミラーの回転速度は速ければ速い程、探触子の掃引
速度は遅ければ遅い程、全面探傷に近づけることができ
好ましいが、前者は１５００ＲＰＭ以上、後者は０．５
ｍ ／秒以下であれば十分にその目的を達成し得る。
速度は遅ければ遅い程、全面探傷に近づけることができ
好ましいが、前者は１５００ＲＰＭ以上、後者は０．５
ｍ ／秒以下であれば十分にその目的を達成し得る。
このミラーの回転数はグローブボディ内に供給された水
によシ調節し。
によシ調節し。
この水を超音波の媒体として用いることが好ましい。
超音波パルスの発信から管内壁表面エコー波の受信時間
は、送信部から発信されたパルスを２分割し、一方は直
接受信部へ導入し、他方は探触子から発信し、その管内
壁表面エコー波を探触子を介して受信部で受信し、この
間の時間を測定することＫより行われる。この時間は。
は、送信部から発信されたパルスを２分割し、一方は直
接受信部へ導入し、他方は探触子から発信し、その管内
壁表面エコー波を探触子を介して受信部で受信し、この
間の時間を測定することＫより行われる。この時間は。
ミラーから管内壁表面までの距離に比例するため、あら
かじめめられた比例式により距離に変換する。
かじめめられた比例式により距離に変換する。
芯修正は、得られた上記距離データを時系列分析し、傾
向を調べて前記距離データを修正することにより行うこ
とができる。時系列分析としては例えば、多項式回帰、
移動平均法、指数平滑法、最小二乗法等から適宜選定し
て用いられる。
向を調べて前記距離データを修正することにより行うこ
とができる。時系列分析としては例えば、多項式回帰、
移動平均法、指数平滑法、最小二乗法等から適宜選定し
て用いられる。
芯修正後の距離データは、管の軸心から管内壁膜面１で
の距離を正羅に示すため、管内壁面の朽食状況を知るこ
とができる。又、この距離データを統計的に処理するこ
とＫより伝熱管および管束の余命を推定することができ
る。
の距離を正羅に示すため、管内壁面の朽食状況を知るこ
とができる。又、この距離データを統計的に処理するこ
とＫより伝熱管および管束の余命を推定することができ
る。
本発明の一４Ｑ様を第３図に基いて説明する。
図中１は探助子、３はミラーでハウジング７内に収容さ
れ、ミラー５けベアリング１４及び軸受１５を介してハ
ウジング７に回転自在に固定されている。ミラー３の一
端には、ハウジング７内に導入された水８によりミラー
３を１５０ＯＲＰＭ以上の所定の回転載で回転させる回
転Ｒ１６が設けらｉｌている。一方ハウジング７の外壁
には、伝熱管２の内壁が腐食により多少凸凹であっても
滑らかに移動できるようにバネ式の軸受１３が取付けら
れており、該ハウジング部は管内を毎秒０．５ｍ以下の
所定の速度で掃引される。
れ、ミラー５けベアリング１４及び軸受１５を介してハ
ウジング７に回転自在に固定されている。ミラー３の一
端には、ハウジング７内に導入された水８によりミラー
３を１５０ＯＲＰＭ以上の所定の回転載で回転させる回
転Ｒ１６が設けらｉｌている。一方ハウジング７の外壁
には、伝熱管２の内壁が腐食により多少凸凹であっても
滑らかに移動できるようにバネ式の軸受１３が取付けら
れており、該ハウジング部は管内を毎秒０．５ｍ以下の
所定の速度で掃引される。
送信部４け１０−２５ＭＨｚで１０００−！５０００サ
イクル／秒の範囲の所定の高周波パルスを発振するパル
ス発振回路及び各回路の時間的規制を与える信号電圧を
発生する同期回路等を含んでいる。この送信部４で発信
された高周波パルスは大部がケルプル５を介して探触子
１に、他部が受信部６忙送られる。探触子１に送信され
た高周波パルスは、ハウジング７内及び管２内に導入さ
れた水を媒体として管軸方向に超音波パルスとして発信
され、ミラー５により胃壁方向に反射され、管壁に照射
される。管内壁表面及び微弱ではあるが管外壁表面から
のエコー波は。
イクル／秒の範囲の所定の高周波パルスを発振するパル
ス発振回路及び各回路の時間的規制を与える信号電圧を
発生する同期回路等を含んでいる。この送信部４で発信
された高周波パルスは大部がケルプル５を介して探触子
１に、他部が受信部６忙送られる。探触子１に送信され
た高周波パルスは、ハウジング７内及び管２内に導入さ
れた水を媒体として管軸方向に超音波パルスとして発信
され、ミラー５により胃壁方向に反射され、管壁に照射
される。管内壁表面及び微弱ではあるが管外壁表面から
のエコー波は。
前記ミラー５により管軸方向に反射され、探触子１で受
信される。探触子１で受信されたエコー波は、高周波パ
ルスとなってケーブル５を介して受信部６へ送られる。
信される。探触子１で受信されたエコー波は、高周波パ
ルスとなってケーブル５を介して受信部６へ送られる。
該受信部６には、減衰器及び増幅回路等が含まれてお沙
、前記受信部６へ送信された発信高周波パルス及びエコ
ー波の高周波パルスは減衰、増幅等が行われ２時間軸部
９Ｖｃより時間軸に対して展開され、第２図に示すよう
な波形がオシロスコープ１［ＩＫ表示さり、るとともに
演算入力処理部１１に増込゛まれる。
、前記受信部６へ送信された発信高周波パルス及びエコ
ー波の高周波パルスは減衰、増幅等が行われ２時間軸部
９Ｖｃより時間軸に対して展開され、第２図に示すよう
な波形がオシロスコープ１［ＩＫ表示さり、るとともに
演算入力処理部１１に増込゛まれる。
該演算入力処理部１１において、前記高周波パルスデー
タは、リジエクンン操作によりノイズが除かれ、ゲート
処理によねパルスの撰択が行われ９次いで演豹、可能な
データに処理加工される。
タは、リジエクンン操作によりノイズが除かれ、ゲート
処理によねパルスの撰択が行われ９次いで演豹、可能な
データに処理加工される。
この処理加工された演算データは演算処理部１２におい
て１発（Ｕ高周波パルスとエコー波の高周波パルスとの
間の時間が各パルス毎にめられ。
て１発（Ｕ高周波パルスとエコー波の高周波パルスとの
間の時間が各パルス毎にめられ。
管材質及び水温を考慮した比例式により距離に換算され
る。次いで、このデータを基九時系列分析を行い掃引に
よる探触子の軸心からのズレをめて芯修正し、真の軸心
から管内壁表面までの距離をｐ出する。
る。次いで、このデータを基九時系列分析を行い掃引に
よる探触子の軸心からのズレをめて芯修正し、真の軸心
から管内壁表面までの距離をｐ出する。
このよう忙して得られたデータを伝熱管単位又は、伝熱
管束単位で抜取サンプリングし、極値統計等の手法を採
用することにより、伝熱管毎の余命或いは熱交換器自体
の余命を推定することができる。
管束単位で抜取サンプリングし、極値統計等の手法を採
用することにより、伝熱管毎の余命或いは熱交換器自体
の余命を推定することができる。
以上のような本発明の方法は、長期間使用しだ熱交換器
の伝熱管等の管内壁面の腐食状態を非破壊的、定量的に
探傷することができ、伝熱管の残余寿命の推定及び保全
１画の立案が可能となる等、工業上格別の効果を奏する
ものである。
の伝熱管等の管内壁面の腐食状態を非破壊的、定量的に
探傷することができ、伝熱管の残余寿命の推定及び保全
１画の立案が可能となる等、工業上格別の効果を奏する
ものである。
実施例
２．５年間使用した石油精製装置に用いられていた熱交
換器の管外径２５．４ｍ、肉厚２．４■。
換器の管外径２５．４ｍ、肉厚２．４■。
長さ６ｍの伝熱管（サイズは未使用時のもの）を第３図
に示した超音波探傷装置によシ検査した。この時に用い
た装置の超音波の周波数は１５ ＭＨｚ 、ミラーの回
転数２００ Ｏｒｐｍ 、掃引速度０．４ ｍ ／ Ｓ
であった。得られた２５００点の距離データを先ず平均
移動法によシ処理してピッチング腐食によるピッチング
深さをめて管内壁面までの距離を補正し２次いで多項式
回帰により探触子の偏心によって生じたデータの偏りを
修正した。
に示した超音波探傷装置によシ検査した。この時に用い
た装置の超音波の周波数は１５ ＭＨｚ 、ミラーの回
転数２００ Ｏｒｐｍ 、掃引速度０．４ ｍ ／ Ｓ
であった。得られた２５００点の距離データを先ず平均
移動法によシ処理してピッチング腐食によるピッチング
深さをめて管内壁面までの距離を補正し２次いで多項式
回帰により探触子の偏心によって生じたデータの偏りを
修正した。
この結果、最小肉厚２．２■、平均肉厚２．２５調、最
大ピッチング深さ１．４３＋ｍで破壊検査で行った場合
とほぼ一致した。
大ピッチング深さ１．４３＋ｍで破壊検査で行った場合
とほぼ一致した。
また、上記で得られたデータを極値統計の手法で残余寿
命を推定したところ約８年という値がイｑられた。
命を推定したところ約８年という値がイｑられた。
第１図は超音波探傷装置のプローブ部を示す図面、第２
図はオシロスコープ上に表示される超音波発信パルス及
びエコー波を示す図である。 第５図は本発明に適用される超音波装置の一例を示す図
で、第１図及び第３図において１は探触子、３はミラー
、また、第３図において４は発信部、６け受信部、１２
は演算処理部を示す。 特Ｒ′「出願人 日本鉱業株式会社 代理人 弁理士（７５６９）並用啓志 第１図 第２図
図はオシロスコープ上に表示される超音波発信パルス及
びエコー波を示す図である。 第５図は本発明に適用される超音波装置の一例を示す図
で、第１図及び第３図において１は探触子、３はミラー
、また、第３図において４は発信部、６け受信部、１２
は演算処理部を示す。 特Ｒ′「出願人 日本鉱業株式会社 代理人 弁理士（７５６９）並用啓志 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 探触子から被検管の管軸方向九発信された超音波パルス
を管軸心と同心的に回転するミラー忙より前記被検管の
管壁へ反射させ９次いで。 該管壁からのエコー波を前記ミラーで反射させて前記探
触子で受信する管の超音波探傷方法において、前記超音
波パルスの発信から管内壁表面エコー波の受信までの時
間を測定し１次いで該測定時間を距＃に変換するととも
に芯修正を行い、管軸心から管内壁までの距離を算出す
ることを特徴とする管の超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59061095A JPS60205254A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 管の超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59061095A JPS60205254A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 管の超音波探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60205254A true JPS60205254A (ja) | 1985-10-16 |
| JPH0376417B2 JPH0376417B2 (ja) | 1991-12-05 |
Family
ID=13161176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59061095A Granted JPS60205254A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 管の超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60205254A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62284258A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-10 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 管内面形状異常計測方法 |
| JPS62195762U (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | ||
| JPS62195761U (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | ||
| JPS63120251A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波送受波器 |
| JPH01140056A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-01 | Nippon Mining Co Ltd | 管の超音波探傷装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3922521B2 (ja) * | 2001-03-06 | 2007-05-30 | 住友化学株式会社 | 軸受損傷評価装置及び軸受損傷評価方法及び軸受損傷評価プログラム及びこのプログラムを記録した記憶媒体 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56117359U (ja) * | 1980-02-08 | 1981-09-08 | ||
| JPS58112959U (ja) * | 1982-01-28 | 1983-08-02 | 三菱重工業株式会社 | 細管探傷用超音波センサ |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59061095A patent/JPS60205254A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56117359U (ja) * | 1980-02-08 | 1981-09-08 | ||
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| JPS62195762U (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | ||
| JPS62195761U (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | ||
| JPS63120251A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波送受波器 |
| JPH01140056A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-01 | Nippon Mining Co Ltd | 管の超音波探傷装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0376417B2 (ja) | 1991-12-05 |
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