TW201447290A - 鋼纜品質之檢測方法 - Google Patents

Abstract

一種鋼纜品質之檢測方法，其係先組裝一放射線檢測設備，該放射線檢測設備包含有一發射器及一底片，該底片係位於該發射器的下方處，將該鋼纜放置於該底片上，使發射器位於該鋼纜的上方，並透過一經驗方程式及鋼纜直徑計算出所需照射的時間，由該發射器射出放射線照射該鋼纜，再將經上述放射線照射完成的底片沖洗，可於該底片上形成鋼纜的內部影像，可藉由該影像判斷該鋼纜的內部品質是否有缺陷，藉以提供一可快速篩選及提高檢測準確度的鋼纜品質之檢測方法。

Description

鋼纜品質之檢測方法

本發明係關於一種鋼纜品質之檢測方法，尤指一種可快速篩選及提高檢測準確度的鋼纜品質之檢測方法。

按，目前國內對於鋼纜產品的檢測方式，主要係依據中國國家標準CNS 941之規範，其檢測方式係包括有拉斷、扭轉、捲解、鍍鋅量...等試驗以及外觀、直徑測定等方式，然而，目前對於現場已運行一段時間的鋼纜，除了必須使用破壞性的拉斷進行負載測試外，僅能依外觀目視、直徑量測(利用游標卡尺)和使用期限等方式來汰換品質不佳的鋼纜產品，藉以確保機器或設備能在正常的情況下進行運作及使用，然而，依照時間限制所更換的鋼纜亦常有磨耗甚少，且仍保有足夠拉伸強度的現象，因此，若以使用期限的方式進行汰換，恐將會造成資源上的浪費以及成本上的負擔，因此，目前鋼纜品質的檢測方法，無法提供一可快速檢測且準確度高的鋼纜品質檢測效果，誠有加以改良之處。

因此，本發明有鑑於現有鋼纜品質檢測方法於實際操作時的缺失及不足，特經過不斷的試驗與研究，終於發展出一種能改進現有缺失之本發明，本發明鋼纜品質之檢測方法，係透過目視檢測、磁通漏檢測及放射線檢測等方式，除了可快速地對 於鋼纜進行篩選，且可準確地對於鋼筋進行鑑定，藉以提供一可快速檢測且可提高檢測準確度的鋼纜品質之檢測方法之目的者。

基於上述目的，本發明所運用的技術手段在於提供一鋼纜品質之檢測方法，其係先組裝一放射線檢測設備，該放射線檢測設備包含有一發射器及一底片，該底片係位於該發射器的下方處，將該鋼纜放置於該底片上，使發射器位於該鋼纜的上方，並透過一經驗方程式及鋼纜直徑計算出所需照射的時間，由該發射器射出放射線照射該鋼纜，再將經上述放射線照射完成的底片沖洗，可於該底片上形成鋼纜的內部影像，可藉由該影像判斷該鋼纜的內部品質是否有缺陷。

進一步，在放射線檢測的操作步驟中，該經驗方程式為E=S×T=1378e^0.051D，其中E為射源曝光量，其為射源強度S與曝光時間T的乘積，而D為鋼纜的直徑。

較佳地，在放射線檢測的操作步驟中，為了確認檢測的靈敏度，取兩條與該鋼纜內鋼絲相同直徑的鋼絲，將兩鋼絲分別垂直地放於該鋼纜的頂面及底面，若兩鋼絲可同時與該鋼纜成像於底片上，則表示鋼纜的內部亦可成像於底片上，即具有良好的靈敏度。

較佳地，在進行放射線檢測前，對於一欲檢測的鋼纜進行出部檢測，以目視方式觀察該鋼纜的外觀，觀察其是否有明顯瑕疵或缺陷，並量測該鋼纜的直徑，待檢測出該鋼纜的尺寸後，以一磁通漏檢測法檢測該鋼纜，將一磁力通入該鋼纜，並透過量測該鋼纜磁通量大小的方式檢測該鋼纜的品質，將經磁通漏檢測法檢測後訊號異常或有疑義處的鋼纜進行篩選，對於經過前述的初步檢測後篩選出的鋼纜再進行放射線檢測。

較佳地，在放射線檢測的操作步驟中係以伽瑪射線作為放射線的射源。

較佳地，在放射線檢測的操作步驟中，透過一輻射偵測儀進行輻射偵測，藉以避免輻射外洩，並劃定一輻射管制區且標示警告區域。

藉由上述的技術手段，本發明鋼纜品質之檢測方法，可在初步篩選的操作步驟中透過目視檢測法及磁通漏檢測法快速地篩選出有明顯瑕疵或缺陷的鋼纜，且當發現訊號異常或疑義處，則在透過放射線檢測的方式，作進一步的追蹤及確認鋼纜的缺陷形態(尤其是內部缺陷)，進而有效地提高檢測的準確度，再者，在鋼纜的塗層處(或表面狀況不佳)、束制處(如套管或鋼索夾)或無法使用磁通漏檢測法及目視檢測法等位置時，可透過放射線檢測法進行確認，藉以提供一有效檢測之效果，也可在未使用磁通漏檢測法及目視檢測法時，直接以放射線檢測法進行鋼纜的檢測，有此可知，本發明鋼纜品質之檢測方法，可在不破壞鋼纜的情況下，對於鋼纜進行快速的篩選及準確的檢測，大幅改善現有依照時間限制更換鋼纜而造成資源浪費及成本負擔之缺失及不足，進而提供一可快速篩選及提高檢測準確度的鋼纜品質之檢測方法。

10‧‧‧鋼纜

11‧‧‧鋼絲

20‧‧‧放射線檢測設備

21‧‧‧發射器

22‧‧‧底片

圖1係本發明鋼纜品質之檢測方法的操作流程方塊示意圖。

圖2係本發明鋼纜品質之檢測方法的操作側視示意圖。

圖3係本發明鋼纜品質之檢測方法的局部放大的操作示意圖。

圖4係本發明鋼纜品質之檢測方法的底片成像示意圖(鋼纜直徑 25公厘)。

圖5係本發明鋼纜品質之檢測方法的底片成像示意圖(鋼纜直徑30公厘)。

圖6為本發明鋼纜品質之檢測方法的鋼板曝光係數關係圖。

表1係本發明鋼纜品質之檢測方法的鋼纜直徑、照像時間及強度值之關係表。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，玆進一步以如圖式所示(如圖1至3所示)的較佳實施例，詳細說明如后：本發明所提供的鋼纜品質之檢測方法，主要係以非破壞的方式對於鋼纜進行檢測，其操作流程包含有：(A)、初步篩選：首先對於一欲檢測的鋼纜10，以目視(View Test；VT)方式觀察該鋼纜10的外觀，觀察其是否有明顯瑕疵或缺陷，再用一游標卡尺量測該鋼纜10的直徑，藉以作為後續檢測時選擇與該鋼纜10直徑相對應的儀器，待檢測出該鋼纜10的尺寸後，再以一磁通漏檢測法(Magnetic Flux Leakage；MFL)檢測該鋼纜10，其中在該磁通漏檢測法進行檢測時所使用的磁通漏檢測儀器設有一感測器及一耐磨環，且根據該鋼纜10的直徑大小選擇相對應的感測器及該耐磨環進行檢測，其係將一磁力通入該鋼纜10中，並透過量測該鋼纜10磁通量大小的方式檢測該鋼纜10的品質，其中若該鋼纜10的內部有缺陷存在時，該磁通漏檢測法中的金屬截面積缺損(loss of metallic cross section area；LMA)以及局部缺陷(localized faults；LF)會有所變化，較佳地，可將局部缺陷(LF)定義為斷一根鋼絲11相當於 20mv(會稿時請提供單位)，藉此評估該鋼纜10內部是否有斷絲的情形，並將經磁通漏檢測法檢測後訊號異常或有疑義處的鋼纜10進行篩選，進而提供一可快速篩選鋼纜10的效果；以及(B)、放射線檢測：其中為了提高檢測鋼纜10品質的準確度，對於經過前述的初步檢測後篩選出的鋼纜10，再作進一步的檢測，其係以一放射線照射該鋼纜10的方式取得該鋼纜10的內部品質，藉以確認該鋼纜10的內部是否有缺陷，其中在進行放射線檢測時係如圖2所示，先組裝一放射線檢測設備20，該放射線檢測設備20包含有一發射器21及一底片22，該底片22係位於該發射器21的下方處，將該鋼纜10放置於該底片22上，使發射器21位於該鋼纜10的上方(照相距離為46公分)，並透過一經驗方程式及鋼纜10直徑計算出所需照射的時間，再將經上述放射線照射完成的底片22經過顯影、中和、定影、水洗、濕潤及烘乾等程序沖洗底片，可於該底片22上形成鋼纜10的內部影像，可藉由該鋼纜10的內部影像判斷該鋼纜的品質。

進一步，為了確認檢測的靈敏度，其中靈敏度為可檢測最小缺陷尺寸與鋼纜10檢測直徑之百分比值，以利判讀底片22上的曝光影像，其係從該鋼纜10中取出兩條鋼絲11或者另取兩條與該鋼纜10內鋼絲11直徑相同的鋼絲11，且如3圖所示將兩鋼絲11分別垂直地放於該鋼纜10的頂面及底面，若兩鋼絲11可同時與該鋼纜10成像於底片22上，則表示鋼纜10的內部亦可成像於該底片22上，亦即具有良好的靈敏度，較佳地，在進行靈敏度的確認時，亦可使用其他線條形的物件進行使用。

較佳地，本發明在放射線檢測時所使用的放射線射源包含X射線或伽瑪(γ)射線，其中兩種射源所產生的放射線均 以直線方式照射該鋼纜10，當射線到達該鋼纜10時，部分的射線會穿透該鋼纜10，而部分的射線則被鋼纜10所吸收，而吸收量的大小則會隨著鋼纜10的密度、厚度和原子序等因素而有所不同，假若射線穿透至該底片的量越多時，則該底片22經顯影作用後會呈現較黑的黑度，進一步，由於γ射線的能量較X射線的能量為高，因此可用以檢測較厚的物體，且無須考慮電力及冷卻水等的問題，所以適用於現場檢測，因此，本發明係以γ射線作為放射線的射源。

再者，在進行放射線檢測時，若γ射線的射源能量不變，則決定底片22曝光的主要參數包含γ射線的射源強度、時間及距離，上述三個參數中任一變動，可藉由下列方程式計算得之：強度與距離的關係：一定曝光量所需強度(M)與射源至底片22之間的距離(D)平方成正比，因此當射源強度越強，則照相距離可縮短，如方程式(1)所示： 其中M₁及M₂為射源照射之強度，D₁及D₂為射源至底片22之間的距離；時間與距離之關係：一定曝光量所需曝光時間(T)與射源至底片22之距離(D)平方成正比，因此照射曝光時間越長，則照相距離可縮短，如方程式(2)所示： 其中T₁及T₂為射源照射之曝光時間，D₁及D₂為射源至底片22 之間的距離；以及強度與時間之關係：一定曝光量所需之強度(M)與曝光時間(T)成反比，因此射源強度越強，則照射曝光時間可縮短，如方程式(3)所示：M₁×T₁=M₂×T₂=C (constant) (3)其中M₁及M₂為射源照射之強度，T₁及T₂為射源照射之曝光時間，C為常數。

然而，由於γ射線的射源會隨時間衰變(如銥Ir-192的半衰期為75天)，因此在進行放射線檢測鋼纜10時，需適當調整放射線的射源強度、時間及距離等參數，藉以取得清晰的鋼纜10底片成像。

另外，放射線檢測所需之曝光時間，會根據射源種類及底片22形式而有不同，目前，一般鋼板曝光時間(T)之計算公式如方程式(4)所示： 其中T為曝光時間，單位為分鐘，S為射源強度，單位為居禮，F為曝光係數(查圖)，D為距離，單位為吋，其中曝光係數(F)係可根據圖6之鋼板曝光係數關係圖求得；由於上述方程式(4)係為一般鋼板的曝光時間計算式，因此本發明以試驗方式求得與鋼纜曝光係數相關的曝光公式，其係分別取五條不同直徑(18、20、25、30及45公厘)的鋼纜10，並透過前述的放射線檢測的方式如圖4及5所示，取得各直徑鋼纜10的底片影像，查核該底片影像的鋼纜10及鋼絲11清晰度，藉以判定底片22品質合格與否，其中當底片22的品質判定 合格時，則紀錄上述合格底片22的照射時間，以確認該鋼纜10的最佳曝光時間，並依據所使用的射源強度、照射時間與鋼纜10直徑間的關係繪製出一與鋼纜10相對應的曝光曲線(如表一所示)：

而由該曝光曲線可求出一經驗方程式(5)：E=S×T=1378e^0.051D (5)

其中E為射源曝光量，其為射源強度(S)與曝光時間(T)的乘積，而D為鋼纜10的直徑(厚度)，因此，本發明在進行鋼纜10的放射線檢測時，僅需量測出鋼纜10的直徑以及取得放射線的射源強度後，將其帶入經驗方程式(5)中，即可取得所需照射的時間值。

較佳地，本發明在進行放射線檢測時，另透過一輻射偵測儀進行輻射偵測，藉以避免輻射外洩，並劃定一輻射管制區且標示警告區域。

藉由上述的技術手段，本發明鋼纜品質之檢測方法，除了可在初步篩選的操作步驟中透過目視檢測法及磁通漏檢測法快速地篩選出有明顯瑕疵或缺陷的鋼纜10，且當發現訊號異常或疑義處，則在透過放射線檢測的方式，作進一步的追蹤及確認 鋼纜的缺陷形態(尤其是內部缺陷)，進而有效地提高檢測的準確度，再者，在鋼纜10的塗層處(或表面狀況不佳)、束制處(如套管或鋼索夾)或無法使用磁通漏檢測法及目視檢測法等位置時，亦可透過放射線檢測法進行確認，藉以提供一有效檢測之效果，也可在未使用磁通漏檢測法及目視檢測法時，直接以放射線檢測法進行鋼纜10的檢測，有此可知，本發明鋼纜品質之檢測方法，可在不破壞鋼纜10的情況下，對於鋼纜10進行快速的篩選及準確的檢測，大幅改善現有依照時間限制更換鋼纜10而造成資源浪費及成本負擔之缺失及不足，進而提供一可快速篩選及提高檢測準確度的鋼纜品質之檢測方法。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術方案的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本發明的技術方案內容，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

Claims (9)

1. 一種鋼纜品質之檢測方法，其係先組裝一放射線檢測設備，該放射線檢測設備包含有一發射器及一底片，該底片係位於該發射器的下方處，將該鋼纜放置於該底片上，使發射器位於該鋼纜的上方，並透過一經驗方程式及鋼纜直徑計算出所需照射的時間，由該發射器射出放射線照射該鋼纜，再將經上述放射線照射完成的底片沖洗，可於該底片上形成鋼纜的內部影像，可藉由該影像判斷該鋼纜的內部品質是否有缺陷。
2. 如請求項1所述之鋼纜品質之檢測方法，其中在放射線檢測的操作步驟中，該經驗方程式為E=S×T=1378e^0.051D，其中E為射源曝光量，其為射源強度S與曝光時間T的乘積，而D為鋼纜的直徑。
3. 如請求項1或2所述之鋼纜品質之檢測方法，其中在放射線檢測的操作步驟中，為了確認檢測的靈敏度，取兩條與該鋼纜內鋼絲相同直徑的鋼絲，將兩鋼絲分別垂直地放於該鋼纜的頂面及底面，若兩鋼絲可同時與該鋼纜成像於底片上，則表示鋼纜的內部亦可成像於底片上，即具有良好的靈敏度。
4. 如請求項3所述之鋼纜品質之檢測方法，其中在進行放射線檢測前，對於一欲檢測的鋼纜進行出部檢測，以目視方式觀察該鋼纜的外觀，觀察其是否有明顯瑕疵或缺陷，並量測該鋼纜的直徑，待檢測出該鋼纜的尺寸後，以一磁通漏檢測法檢測該鋼纜，將一磁力通入該鋼纜，並透過量測該鋼纜磁通量大小的方式檢測該鋼纜的品質，將經 磁通漏檢測法檢測後訊號異常或有疑義處的鋼纜進行篩選，對於經過前述的初步檢測後篩選出的鋼纜再進行放射線檢測。
5. 如請求項4所述之鋼纜品質之檢測方法，其中在放射線檢測的操作步驟中係以伽瑪射線作為放射線的射源。
6. 如請求項5所述之鋼纜品質之檢測方法，其中在放射線檢測的操作步驟中，透過一輻射偵測儀進行輻射偵測，藉以避免輻射外洩，並劃定一輻射管制區且標示警告區域。
7. 如請求項1所述之鋼纜品質之檢測方法，其中在進行放射線檢測前，對於一欲檢測的鋼纜進行出部檢測，以目視方式觀察該鋼纜的外觀，觀察其是否有明顯瑕疵或缺陷，並量測該鋼纜的直徑，待檢測出該鋼纜的尺寸後，以一磁通漏檢測法檢測該鋼纜，將一磁力通入該鋼纜，並透過量測該鋼纜磁通量大小的方式檢測該鋼纜的品質，將經磁通漏檢測法檢測後訊號異常或有疑義處的鋼纜進行篩選，對於經過前述的初步檢測後篩選出的鋼纜再進行放射線檢測。
8. 如請求項1或7所述之鋼纜品質之檢測方法，其中在放射線檢測的操作步驟中係以伽瑪射線作為放射線的射源。
9. 如請求項1或7所述之鋼纜品質之檢測方法，其中在放射線檢測的操作步驟中，透過一輻射偵測儀進行輻射偵測，藉以避免輻射外洩，並劃定一輻射管制區且標示警告區域。