JP6124191B1

JP6124191B1 - 腐食部評価方法

Info

Publication number: JP6124191B1
Application number: JP2016161372A
Authority: JP
Inventors: 久仁彦新美
Original assignee: NSKENSA CO.,LTD
Current assignee: NSKENSA CO.,LTD
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2036-08-19
Also published as: JP2018028509A

Abstract

【課題】腐食部で反射した波形部分のみを特定し、それを評価することができる腐食部評価方法を提供する。【解決手段】発信部２を金属管６０の表面上で動かして腐食部５と発信部２との離間距離を変更すると、腐食部５で反射した超音波の波形部分ＡのみがＸ軸に沿って左右方向に移動すると共に、受信波に含まれるノイズ波形部分Ｂの強度のみがＹ軸に沿って上下方向に変化するため、腐食部５で反射した縦波表面波の波形部分Ａと、ノイズ波形部分Ｂとを分離して、波形部分Ａについて詳細に評価することが可能となる。【選択図】図２

Description

本発明は、金属部材に含まれる腐食部を、超音波を用いて評価する腐食部評価方法に関する。

従来から、超音波を利用して、金属部材に含まれる腐食部を特定する方法はよく知られている。例えば、特許文献１には、ＳＨ波を用いて金属筒体の欠陥を評価する構成が開示されている。また、特許文献２には、ＳＨ波又はＳＶ波を用いて支柱路面境界部の調査を行う構成が開示されている。いずれも、腐食部のエコーに基づいて評価する手法である。

特開２００４−３６１３２１号公報実用新案登録第３１９８８４０号公報

しかしながら、表示部に表示された受信波の波形図には、ノイズが含まれており、ノイズを除去する手法が確立していないためノイズを含む状態で波形図を評価しているのが現状である。このため、評価精度を高めるには限界が生じており、かかる問題を解決することのできる手法が提案されることが望まれている。例えば、特許文献１，２にも、かかる課題の対処法は開示されていない。

そこで本発明は、表示部で表示された受信波の波形図において、腐食部で反射した波形部分のみを特定し、それを評価することができる腐食部評価方法を提供することを目的とする。

本発明は、発信部と受信部とを用いた２探触子で、柱である金属部材に含まれる腐食部を評価するために、前記金属部材の表面に配置した発信部から超音波を発信し、前記腐食部で反射した前記超音波を、前記金属部材の表面に配置した受信部で受信し、受信した受信波の波形図を、所定のエコー表示部で、時間軸と受信波の強度を示す強度軸とに基づいて表示する腐食部評価方法であって、前記発信部及び前記受信部のうち少なくともいずれか一方と前記腐食部との離間距離を変化させながら、時間経過に伴う前記受信波の波形図の変化を前記エコー表示部で動的に表示するものであり、前記発信部及び前記受信部のうち少なくともいずれか一方と前記腐食部との離間距離を変化させながら、前記受信波の波形図において、前記腐食部で反射した超音波の波形部分のみを前記時間軸に沿って移動させると共に、前記受信部が受信したノイズ波形部分の強度のみを、前記強度軸に沿って所定の周期で強度が増減する態様の変化をさせて該変化態様を表示させることで、前記腐食部で反射した超音波の波形部分と、前記ノイズ波形部分とを分離し、前記エコー表示部にあっては、前記時間軸を横軸とし、前記強度軸を縦軸とし、前記超音波が、１ＭＨｚ以下の縦波表面波であり、前記波形図は、前記受信波の整流されていない、正波部分及び負波部分を共に有する交流波の波形図であることを特徴とする腐食部評価方法である。

ここで、上記構成にあっては、前記発信部及び前記受信部のうち少なくともいずれか一方と前記腐食部との離間距離を変化させながら、前記受信波の波形図において、前記腐食部で反射した超音波の波形部分のみを前記時間軸に沿って移動させることができる。

このように、前記腐食部で反射した超音波の波形部分のみが前記時間軸に沿って移動することで、評価対象の波形部分とノイズ部分とを共に含む波形図から、腐食部で反射した超音波の波形部分のみを分離し、そしてその波形部分について詳細に評価することが可能となる。

また、上記構成は、前記発信部及び前記受信部のうち少なくともいずれか一方と前記腐食部との離間距離を変化させながら、前記受信波の波形図において、前記受信部が受信したノイズ波形部分の強度のみを前記強度軸に沿って変化させることができる。

このように、前記受信部が受信したノイズ波形部分の強度のみが前記強度軸に沿って変化することで、評価対象の波形部分とノイズ部分とを共に含む波形図から、腐食部で反射した超音波の波形部分のみを分離し、そしてその波形部分について詳細に評価することが可能となる。

なお、前記エコー表示部にあって、前記時間軸を横軸とし、前記強度軸を縦軸とする構成が望ましい。

かかる構成とすることにより、受信波の波形図を例えばＸＹ座標で表示することが可能となる。

また、前記超音波が、１ＭＨｚ以下の縦波表面波であることが望ましい。

かかる構成とすることにより、拘束により生ずるノイズを低減することが可能となる。

本発明の腐食部評価方法は、受信波のノイズ部分と腐食部を反射した超音波の波形部分とを分離して判別することができるため、精度の高い腐食部の評価が可能となる。

評価装置を示す説明図である。エコー表示部を示す説明図である。

本発明の腐食部評価方法を、信号柱、標識柱、又は照明柱等のような金属管（金属部材）６０に適用した場合を例にして、添付図面に従って説明する。なお、以下の説明において、便宜上、前後左右及び上下方向を規定して説明する場合があるが、このことは、本発明が下記説明に記載された方向にのみ限定されて使用されることを示すものではない。

前記金属管６０に含まれる腐食部５を検知するために使用される評価装置１は、図１に示すように、１ＭＨｚ以下の縦波表面波（超音波）を発信する発信部２と、該超音波を受信するセンサーとしての受信部３と、受信した受信波の波形図を表示する図２に示すエコー表示部４１を具備する波形表示装置４とを備えている。

また、図２に示すように、前記エコー表示部４１では、Ｘ軸（横軸）を時間軸とし、Ｙ軸（縦軸）を受信波の強度を示す強度軸として、前記受信波の波形図が二次元表示される。なお、前記エコー表示部４１では、受信した波形図を動画として表示することが可能であり、時間経過に伴う波形の変化を動的に把握することが可能となっている。

次に、金属管６０に含まれる腐食部５の検知手順について説明する。
まず、金属管６０における表面の所要部位に発信部２を配置すると共に受信部３を配置する。そして、発信部２から縦波表面波を発信して受信部３で受信波を受信し、反射波を用いて腐食部５の位置を特定する。このとき受信された受信波の波形図は、エコー表示部４１で確認することができる（図２（ａ）参照）。

ここで、受信部３を金属管６０の表面上で動かして腐食部５と受信部３との離間距離を変更すると、受信波の波形図において図２（ｂ），（ｃ）に示すように、腐食部５で反射した超音波の波形部分ＡのみがＸ軸に沿って左右方向に移動する。具体的には、受信部３を腐食部５に近づけると、図２（ｂ）に示すように、波形部分Ａは左方向に移動する。一方、受信部３を腐食部５から遠ざけると、図２（ｃ）に示すように、波形部分Ａは右方向に移動する。

また、受信部３を金属管６０の表面上で動かして腐食部５と受信部３との離間距離を変更すると、受信波に含まれるノイズ波形部分Ｂの強度のみがＹ軸に沿って上下方向に変化する。具体的には、受信部３を腐食部５に近づけたり遠ざけたりすると、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、波形部分Ｂの強度が所定の周期で増減する。

このように、腐食部５で反射した超音波の波形部分ＡのみがＸ軸に沿って移動することで、腐食部５で反射した縦波表面波の波形部分Ａと、ノイズ波形部分Ｂとを分離し、そして波形部分Ａについて定量的に評価することが可能となる。

また、同様に、受信部３が受信した受信波のノイズ波形部分Ｂの強度のみがＹ軸に沿って変化することで、腐食部５で反射した縦波表面波の波形部分Ａと、ノイズ波形部分Ｂとを分離し、そして波形部分Ａについて定量的に評価することが可能となる。

なお、エコー表示部４１は、必ずしも動画表示機能を有している必要はなく、時間経過に伴う受信波の波形図の変化態様が所定の時間間隔をおいて動的に把握できる機能を有していればよい。一方、本発明は、静止画による波形図によって受信波を評価する手法とは相違する。

また、受信部３に代えて、発信部２の位置を変化させて腐食部５との離間距離を変更するようにしてもよい。また、発信部２及び受信部３の両方の位置を変化させて前記離間距離を変更するようにしてもよい。

なお、縦波を使用した理由は、以下の通りである。第一に拘束ノイズの出方が少ない。第二に音速が最も早いため、反射等によるモード変換があり横波に変わったとしても最も早い反射波を見れば特定が可能となる。第三にエコー高さの変化が少なく安定している。例えば、センサーを測定面に押さえるときの押さえ方にばらつきが生じても、これに関わらずエコー高さの変化が少ない利点がある。したがって、センサーを移動させてもエコー高さが安定する。具体的には、一般的に高さの誤差が±２ｄＢ（約１．３〜０．８倍）となり、センサーを移動させながらエコーを観察できる。

また、上記送信周波数（１ＭＨｚ）の範囲とした利点として、第一にノイズの低減ができる、第二に反射指向性の低減ができるという点が挙げられる。

また、上記のようにいわゆる２探触子を使用した利点として、第一に送信パルスの影響がない、第二に最もエコーが良く帰ってくる位置は送信位置とは限らず、前記の様に方向性不明である場合にも対応でき、多方向からの探傷が可能となる点が挙げられる。

また、上記実施例は、測定支柱透過パルスをエコー高さの基準としている。この利点としては、第一に表面状態の影響を受けない、第二に同一地点の為、温度変化の影響を受けない、第三に曲面の影響を受けないという点が挙げられる。また、上記構成は、感度調整として最も適している。

また、上記構成は超音波のエコー高さが評価対象となるが、高さはあくまでも比であり、所定のエコー高さ（基準）に対して「高い」又は「低い」の評価を行うのが望ましい。一般的には、いわゆる底面エコー、あるいは基準傷（標準試験片）等が基準となりうるが、本実施例では、底面エコーは出現しない場合が多く、基準傷では表面状態、温度、又は曲率の影響が大きすぎて感度補正が非常に難しくなるおそれがある。そこで、透過波を採用することにより、個別に測定をすれば基準傷の場合の不利な点を問題解決することができる。なお、腐食部５の表面は一般に凸凹があり、複数の反射波で表わされる為、エコー高さのみでなく面積を考慮して評価することもできる。

２発信部
３受信部
５腐食部
４１エコー表示部
６０金属管（金属部材）

Claims

発信部と受信部とを用いた２探触子で、柱である金属部材に含まれる腐食部を評価するために、前記金属部材の表面に配置した発信部から超音波を発信し、前記腐食部で反射した前記超音波を、前記金属部材の表面に配置した受信部で受信し、受信した受信波の波形図を、所定のエコー表示部で、時間軸と受信波の強度を示す強度軸とに基づいて表示する腐食部評価方法であって、
前記発信部及び前記受信部のうち少なくともいずれか一方と前記腐食部との離間距離を変化させながら、時間経過に伴う前記受信波の波形図の変化を前記エコー表示部で動的に表示するものであり、
前記発信部及び前記受信部のうち少なくともいずれか一方と前記腐食部との離間距離を変化させながら、前記受信波の波形図において、前記腐食部で反射した超音波の波形部分のみを前記時間軸に沿って移動させると共に、
前記受信部が受信したノイズ波形部分の強度のみを、前記強度軸に沿って所定の周期で強度が増減する態様の変化をさせて該変化態様を表示させることで、前記腐食部で反射した超音波の波形部分と、前記ノイズ波形部分とを分離し、
前記エコー表示部にあっては、前記時間軸を横軸とし、前記強度軸を縦軸とし、
前記超音波が、１ＭＨｚ以下の縦波表面波であり、
前記波形図は、前記受信波の整流されていない、正波部分及び負波部分を共に有する交流波の波形図である
ことを特徴とする腐食部評価方法。