浸炭検知方法
【課題】浸炭の有無を精度良く検知可能な浸炭検知方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る浸炭検知方法は、被検査材と電磁気的な特性が同等で浸炭していない基準材に磁性材を取り付ける第１手順と、各磁性材の磁性強度を測定すると共に、各磁性材の電磁気検査出力値を取得する第２手順と、磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係を算出する第３手順と、複数の浸炭材について磁性強度を測定する第４手順と、浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する第５手順と、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２を決定する第６手順と、磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する電磁気検査出力値のしきい値Ｔｈ３を決定する第７手順と、被検査材の電磁気検査出力値と、電磁気検査出力値のしきい値Ｔｈ３との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知する第８手順とを含む。
【解決手段】本発明に係る浸炭検知方法は、被検査材と電磁気的な特性が同等で浸炭していない基準材に磁性材を取り付ける第１手順と、各磁性材の磁性強度を測定すると共に、各磁性材の電磁気検査出力値を取得する第２手順と、磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係を算出する第３手順と、複数の浸炭材について磁性強度を測定する第４手順と、浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する第５手順と、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２を決定する第６手順と、磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する電磁気検査出力値のしきい値Ｔｈ３を決定する第７手順と、被検査材の電磁気検査出力値と、電磁気検査出力値のしきい値Ｔｈ３との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知する第８手順とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導検査法や漏洩磁束検査法などの電磁気検査法によって、鋼管などの被検査材における浸炭の有無を検知する方法に関する。特に、本発明は、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定することができ、これにより浸炭の有無を精度良く検知可能な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の鉄鋼材料のうち、オーステナイト系ステンレス鋼には浸炭が生じることが知られている。例えば、石油化学プラントのエチレン製造工程での熱分解反応に用いられるクラッキングチューブは、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、長時間使用されると内面に浸炭が生じる。また、クラッキングチューブの製造工程では、脱脂不良の状態で熱処理を行うことにより浸炭が生じる。斯かる浸炭の発生は、クラッキングチューブの寿命を大きく低減する要因となるため、浸炭の有無を精度良く検知することが望まれている。
【０００３】
このため、従来より、プラントに設置されたクラッキングチューブについては、プラントの定期修理の際に、クラッキングチューブの全長に亘る非破壊検査として、電磁誘導検査等の電磁気検査を行い、その出力値の大小により浸炭の有無を検知している。また、クラッキングチューブの製造工程においても、全長に亘る電磁気検査を行ったり、或いは、両端部を切断してミクロ組織観察を行うことにより、浸炭の有無を検知している。
【０００４】
上記の電磁気検査においては、浸炭深さと電磁気検査出力値との対応関係（校正曲線）を予め算出しておき、この算出した校正曲線を用いて、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を予め決定するのが一般的である。そして、被検査材に電磁気検査を行うことにより得られた電磁気検査出力値と、上記のようにして予め決定された電磁気検査出力値のしきい値との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知している。
【０００５】
一般的に、前記校正曲線を算出するに際しては、まず、浸炭深さがそれぞれ異なると予想される複数の浸炭材を用意し、各浸炭材に電磁気検査を行うことにより、電磁気検査出力値を取得する。その後、各浸炭材を切断してミクロ組織観察を行うことにより、電磁気検査出力値を取得した各浸炭材の実際の浸炭深さを測定する。これにより、浸炭深さと電磁気検査出力値との対応関係である校正曲線を算出することができる。
【０００６】
ここで、浸炭深さはクラッキングチューブの製造履歴や使用履歴の影響を受けるため、同じ履歴である１本のクラッキングチューブから採取した複数の浸炭材の浸炭深さは同等となる虞がある。つまり、前記校正曲線を算出するために、１本のクラッキングチューブから浸炭深さがそれぞれ異なる複数の浸炭材を都合良く採取できるとは限らない。このため、浸炭深さが異なる浸炭材を採取できる可能性を高めるため、製造ロットや使用時間などの履歴が異なる複数のクラッキングチューブから、それぞれ浸炭材を採取して、校正曲線の算出に供しているのが一般的である。
【０００７】
上記のように、校正曲線の算出に供する各浸炭材は、履歴が異なる複数のクラッキングチューブからそれぞれ採取している。このため、たとえ設計仕様上は含有成分や寸法（外径、内径）が同一である複数のクラッキングチューブを選択し、それぞれから各浸炭材を採取したとしても、各浸炭材の母材の含有成分や寸法に差異が生じる虞がある。これにより、各浸炭材の母材の電磁気的な特性（電気抵抗等）が異なる虞がある。
【０００８】
電磁誘導検査法等の電磁気検査法では、交流電流の浸透深さが肉厚の数倍となるように、被測定材の肉厚に応じて、数百Ｈｚ〜数十ｋＨｚの交流磁界を作用させるのが一般的である。このため、各浸炭材の母材の電磁気的な特性が異なると、たとえ各浸炭材に浸炭が生じていないと仮定しても、各浸炭材の電磁気検査出力値が異なることになる。つまり、浸炭深さが０μｍの場合の電磁気検査出力値（基準点）が、各浸炭材毎に異なることになる。そして、この各浸炭材毎に基準点が異なるような電磁気検査出力値を用いて算出した校正曲線は、各基準点のズレ量に応じて精度が低下することになる。この結果、この校正曲線を用いて前述のように予め決定する電磁気検査出力値のしきい値の精度も低下し、ひいては浸炭の有無の検知精度が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
浸炭の有無を検知する方法としては、実用化されていないものを含めて各種の方法（例えば、特許文献１〜７参照）が提案されているものの、何れの方法も上述した問題を解決し得るものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−２５３５５５号公報
【特許文献２】特開昭６２−６１５３号公報
【特許文献３】特開平４−１４５３５８号公報
【特許文献４】特開平６−８８８０７号公報
【特許文献５】特開２０００−２６６７２７号公報
【特許文献６】特開２００４−２７９０５４号公報
【特許文献７】特開２００４−２７９０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定することができ、これにより浸炭の有無を精度良く検知可能な浸炭検知方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、電磁気検査によって被検査材における浸炭の有無を検知する方法であって、以下の第１〜第８手順を含むことを特徴とする。
（１）第１手順
被検査材と電磁気的な特性が同等で浸炭していないものを基準材として選択し、該基準材の浸炭検知対象面に、磁性強度がそれぞれ異なる少なくとも３つの磁性材を取り付ける。
（２）第２手順
前記第１手順によって前記基準材に取り付けられた各磁性材の磁性強度を測定すると共に、前記各磁性材に電磁気検査を行ってその出力値を取得する。
（３）第３手順
前記第２手順によって得られた前記各磁性材の磁性強度測定値及び電磁気検査出力値に基づき、磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係を算出する。
（４）第４手順
浸炭深さがそれぞれ異なる複数の浸炭材について磁性強度を測定する。
（５）第５手順
前記第４手順によって得られた前記各浸炭材の浸炭深さ及び磁性強度測定値に基づき、浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する。
（６）第６手順
前記第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値を決定する。
（７）第７手順
前記第３手順によって得られた磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係に基づき、前記第６手順によって決定された磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を決定する。
（８）第８手順
被検査材に電磁気検査を行うことにより得られた電磁気検査出力値と、前記第７手順によって決定された電磁気検査出力値のしきい値との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知する。
【００１３】
本発明によれば、第１手順〜第３手順を実行することにより、磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係が算出される。ここで、本発明における「磁性強度」は、フェライト量（フェライト組織の面積率）と正の相関を有し、その測定には、一般にフェライトメータが用いられる。このフェライトメータは、被測定材に極低周波（１００Ｈｚ以下）の交流磁界を作用させ、被測定材に含まれているフェライトにより磁気誘導が増加することを利用してフェライト量を測定する機器である。従って、第２手順において、基準材に取り付けられた各磁性材の磁性強度を測定する際に、極低周波の交流磁界を作用させるフェライトメータを用いれば、その磁性強度測定値は、各磁性材が取り付けられている基準材の部位の電磁気的な特性の影響を受け難い。
一方、第２手順において、基準材に取り付けられた各磁性材に電磁気検査を行うことによって得られる電磁気検査出力値は、前述のように、電磁気検査では高周波の交流磁界を作用させるため、各磁性材が取り付けられている基準材の部位の電磁気的な特性の影響を受け易い。しかしながら、各磁性材は単一の基準材に取り付けられているため、各磁性材の電磁気検査出力値は、各磁性材が取り付けられている基準材の部位の電磁気的な特性の影響を受けるものの、その影響は画一的であって各磁性材の電磁気検査出力値の間で差異が生じ難い。また、基準材は、被検査材（被検査材の母材）と電磁気的な特性が同等であるため、各磁性材の電磁気検査出力値は、被検査材に電磁気検査を行った場合と同等の影響を受ける。すなわち、各磁性材の電磁気検査出力値の基準点は、互いに略同一になると共に、被検査材の電磁気検査出力値の基準点とも略一致する。
従って、第１手順〜第３手順を実行することにより得られる磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係は、電磁気検査出力値が基準材の電磁気的な特性（被検査材の電磁気的な特性）の影響を受けるものの、その基準点は略一定である。
【００１４】
また、本発明によれば、第４手順及び第５手順を実行することにより、浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係が算出される。ここで、本発明における「浸炭深さ」は、例えば、磁性強度を測定した後に、各浸炭材を切断してミクロ組織観察を行うことにより測定可能であり、各浸炭材の母材の電磁気的な特性の影響は受けない。
一方、第４手順において、各浸炭材の磁性強度を測定する際に、極低周波の交流磁界を作用させるフェライトメータを用いれば、その磁性強度測定値は、各浸炭材の母材の電磁気的な特性の影響を受け難い。
従って、第４手順及び第５手順を実行することにより得られる浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係は、各浸炭材の母材の電磁気的な特性の影響、ひいては被検査材（被検査材の母材）の電磁気的な特性の影響を受け難い。
【００１５】
さらに、本発明によれば、第６手順を実行することにより、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値が決定され、第７手順を実行することにより、前記決定された磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値が決定される。すなわち、第６手順及び第７手順を実行することにより、従来技術と同様に、結果的には、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値が決定されることになる。
しかしながら、本発明は、従来技術と異なり、まず第６手順において、第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値が決定される。第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係は、前述のように、被検査材の電磁気的な特性の影響を受け難いため、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値を精度良く決定可能である。そして、第７手順において、第３手順によって得られた磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係に基づき、第６手順によって決定された磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値が決定される。第３手順によって得られた磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係は、前述のように、電磁気検査出力値が被検査材の電磁気的な特性の影響を受けるものの、その基準点は略一定であるため、磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定可能である。
従って、本発明では、第６手順及び第７手順を実行することにより、従来技術と異なり、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定することが可能である。
【００１６】
以上の第１〜第７手順を予め実行した後、第８手順において、被検査材に電磁気検査を行うことにより得られた電磁気検査出力値と、第７手順によって決定された電磁気検査出力値のしきい値との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知すれば、検知精度を高めることが可能である。
【００１７】
なお、本発明では、第１手順〜第８手順を必ずしもこの順番で実行する必要はなく、例えば、第４手順及び第５手順を先に実行した後、第１手順〜第３手順を実行することも可能である。
【００１８】
前記第１手順においては、例えば、磁性材として、磁気テープ、電子部品やきず検査に用いられるソレノイドコイルに内挿されるフェライトコア、鉄等の磁性金属材料の切り出し試片のうち何れか１つを前記基準材に取り付ければよい。
【００１９】
また、前記第２手順及び前記第８手順においては、絶対値信号を出力するセンサ又は差動信号を出力するセンサを用いて電磁気検査を行うことが可能である。
絶対値信号を出力するセンサとしては、例えば、被検査材近傍に配置された単一の検出コイルを具備し、当該検出コイルでの検出信号を出力する構成や、一方が被検査材近傍に配置され、他方が標準となるもの近傍に配置された一対の検出コイルを具備し、各検出コイルでの検出信号の差を出力する構成を例示することができる。また、差動信号を出力するセンサとしては、例えば、被検査材近傍に配置された一対の検出コイルを具備し、各検出コイルでの検出信号の差を出力する構成を例示することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る浸炭検知方法によれば、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定することができ、これにより浸炭の有無を精度良く検知可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る浸炭検知方法に用いる渦流検査装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、磁性材が取り付けられた基準材の一例を概略的に示す模式図である。
【図３】図３は、図１に示す渦流検査装置が備える位相回転器から出力されるＸ信号及びＹ信号をＸ−Ｙベクトル平面上に表した模式図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態において算出される磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係の一例を示す。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態において算出される浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係の一例を示す。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る浸炭検知方法によって浸炭の有無を検知した結果の一例を示す。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る浸炭検知方法に用いる渦流検査装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】図８は、図７に示す渦流検査装置が備える位相回転器から出力されるＸ信号及びＹ信号をＸ−Ｙベクトル平面上に表した模式図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態において算出される磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係の一例を示す。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態に係る浸炭検知方法によって浸炭の有無を検知した結果の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について、被検査材が鋼管であり、電磁気検査として渦流検査を行う場合を例に挙げて説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る浸炭検知方法に用いる渦流検査装置の概略構成を示す模式図である。
図１に示すように本実施形態の渦流検査装置１００は、検出センサ１と、信号処理部２とを備えている。
【００２４】
検出センサ１は、鋼管Ｐに交流磁界を作用させて渦電流を誘起すると共に、鋼管Ｐに誘起された渦電流を検出するように構成されている。具体的には、本実施形態の検出センサ１は、内挿された鋼管Ｐに交流磁界を作用させる励磁コイルと、内挿された鋼管Ｐに誘起された渦電流を検出する単一の検出コイル１１とを備える。励磁コイルと検出コイル１１とは、別体に設けても良いし、或いは、検出コイル１１が励磁コイルの機能を兼ね備えることも可能である。
【００２５】
信号処理部２は、検出センサ１に交流電流を通電すると共に、検出センサ１から出力された検出信号（絶対値信号）に基づいて、鋼管Ｐ（鋼管Ｐの内面）における浸炭の有無を検知するように構成されている。具体的には、本実施形態の信号処理部２は、発振器２１、増幅器２２、同期検波器２３、位相回転器２４、Ａ／Ｄ変換器２６及び判定部２７を備える。
【００２６】
発振器２１は、検出センサ１（具体的には、検出センサ１の励磁コイル）に高周波の交流電流を供給する。これにより、前述のように、鋼管Ｐに交流磁界が作用し、鋼管Ｐに渦電流が誘起される。
【００２７】
検出センサ１（具体的には、検出センサ１の検出コイル１１）から出力された絶対値信号は、増幅器２２によって増幅された後、同期検波器２３に出力される。
【００２８】
同期検波器２３は、発振器２１から出力される参照信号に基づき、増幅器２２の出力信号を同期検波する。具体的に説明すれば、発振器２１から同期検波器２３に向けて、検出センサ１に供給する交流電流と同一の周波数で同一の位相を有する第１参照信号と、該第１参照信号の位相を９０°だけ移相した第２参照信号とが出力される。そして、同期検波器２３は、増幅器２２の出力信号から、第１参照信号の位相と同位相の信号成分（第１信号成分）及び第２参照信号の位相と同位相の信号成分（第２信号成分）を分離・抽出する。分離・抽出された第１信号成分及び第２信号成分は、それぞれ位相回転器２４に出力される。
【００２９】
位相回転器２４は、同期検波器２３から出力された第１信号成分及び第２信号成分の位相を互いに同一の所定量だけ回転（移相）し、例えば、第１信号成分をＸ信号、第２信号成分をＹ信号として、Ａ／Ｄ変換器２６に出力する。なお、位相回転器２４から出力されるＸ信号及びＹ信号は、互いに直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）で表されるＸ−Ｙベクトル平面において、きず検査等で用いるいわゆるリサージュ波形と称される信号波形（すなわち、振幅をＺ、位相をθとして極座標（Ｚ、θ）で表した検出センサ１の絶対値信号波形（正確には、増幅器２２によって増幅した後の絶対値信号波形））を、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ投影した成分に相当することになる。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器２６は、位相回転器２４の出力信号をＡ／Ｄ変換し、判定部２７に出力する。
【００３１】
判定部２７は、Ａ／Ｄ変換器２６の出力データ（すなわち、Ｘ信号及びＹ信号をＡ／Ｄ変換したデジタルデータ。以下、Ｘ信号データ及びＹ信号データという）に基づいて、鋼管Ｐの内面における浸炭の有無を検知する。具体的には、本実施形態の判定部２７は、入力されたＸ信号データと、後述するように予め決定され記憶されたしきい値Ｔｈ３とを比較し、Ｘ信号データがしきい値Ｔｈ３を越えていれば、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていると判定し、Ｘ信号データがしきい値Ｔｈ３以内であれば、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていないと判定する。
【００３２】
以下、上記のしきい値Ｔｈ３の決定方法について説明する。
上記のしきい値Ｔｈ３の決定に際しては、以下に説明する第１手順〜第７手順を実行する。
【００３３】
（１）第１手順
被検査材である鋼管Ｐ（鋼管Ｐの母材）と電磁気的な特性が同等で浸炭していないものを基準材Ｐ０として選択する。具体的には、基準材Ｐ０として、設計仕様上の含有成分や寸法（外径、内径）が被検査材と同一である鋼管を選択する。そして、この基準材Ｐ０の浸炭検知対象面（本実施形態では内面）に、磁性強度が異なる少なくとも３つの磁性材を取り付ける。
【００３４】
図２は、磁性材が取り付けられた基準材Ｐ０の一例を概略的に示す模式図である。図２に示す例では、磁性材として、互いに巻き数の異なる磁気テープＭ１〜Ｍ４を用いている。そして、各磁気テープＭ１〜Ｍ４を基準材Ｐ０の内面の異なる位置に挿入し、取り付けている。
【００３５】
（２）第２手順
（２−１）磁性材の磁性強度の測定
次に、前記第１手順によって基準材Ｐ０に取り付けられた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度を測定する。具体的には、各磁気テープＭ１〜Ｍ４が内挿された部位に対応する基準材Ｐ０の外面にフェライトメータを対向配置し、このフェライトメータによって各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度（フェライト量）を測定する。
【００３６】
表１は、上記のようにして、基準材Ｐ０に取り付けられた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度を測定した結果の一例を示す。なお、表１に示す例では、基準材Ｐ０に１０Ｈｚの交流磁界を作用させるフェライトメータを用いて、磁性強度を測定した。
【表１】
【００３７】
（２−２）磁性材の渦流検査出力値の取得
一方、前述した渦流検査装置１００を用いて、磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けた基準材Ｐ０に渦流検査を行い、これにより各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する。以下、この手順について、図１及び図３を参照しつつ説明する。
【００３８】
図３は、図１に示す渦流検査装置１００が備える位相回転器２４から出力されるＸ信号及びＹ信号をＸ−Ｙベクトル平面上に表した模式図である。
各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する際には、まず、基準材Ｐ０を検出センサ１に挿入しない状態で、Ｘ信号及びＹ信号が０となるように（Ｘ信号及びＹ信号をそれぞれＸ軸成分及びＹ軸成分とするベクトルの先端に相当するスポットが図３に示すバランス点（原点）に位置するように）、増幅器２２の前段に配置されたバランス回路（図示せず）のバランス量を調整して、同期検波器２３から出力される第１信号成分及び第２信号成分をそれぞれ０とする。
【００３９】
次に、基準材Ｐ０の磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けていない部位を検出センサ１に挿入し停止させて、Ｘ信号が０で、Ｙ信号が所定の電圧（例えば、５Ｖ）となるように（ベクトルの先端が図３に示す基準点に位置するように）、増幅器２２の増幅率及び位相回転器２４の位相回転量を調整する。
【００４０】
以上の調整を事前に行った後、基準材Ｐ０を軸方向に移動させて、磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けた基準材Ｐ０の各部位を検出センサ１に順次挿入し、各部位が検出センサ１に挿入された状態で順次停止させて、各部位に対応するＸ信号データ及びＹ信号データを取得する。なお、図３に示すように、各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度に応じて、ベクトルの先端位置は変動するが、その変動量はＹ軸方向よりもＸ軸方向に大きい。このため、本実施形態では、上記のようにして取得したＸ信号データ及びＹ信号データのうち、Ｘ信号データを各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値として用いている。
【００４１】
（３）第３手順
次に、前記第２手順によって得られた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度測定値（表１参照）及び渦流検査出力値に基づき、図４に示すような磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係を算出する。なお、図４に示す例の渦流検査出力値は、検出センサ１に１ｋＨｚの交流電流を供給して渦流検査を行うことにより得られた値である。
【００４２】
以上に説明した第１手順〜第３手順を実行することにより得られる磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係（図４参照）は、渦流検査出力値が基準材Ｐ０の電磁気的な特性（被検査材である鋼管Ｐの電磁気的な特性）の影響を受けるものの、その基準点（図３参照）は略一定である。
【００４３】
（４）第４手順
一方、浸炭深さがそれぞれ異なる複数の浸炭材について磁性強度を測定する。具体的には、内面の浸炭深さがそれぞれ異なると予想される複数の鋼管（浸炭材）を用意する。そして、前述した第２手順において基準材Ｐ０に取り付けられた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度を測定した場合と同様に、浸炭材の外面にフェライトメータを対向配置し、このフェライトメータによって各浸炭材の磁性強度（フェライト値）を測定する。なお、浸炭材としては、設計仕様上の寸法（外径、内径）が基準材Ｐ０と同一である鋼管を選択することが望ましい。これにより、フェライトメータと浸炭材の内面との距離を、第２手順におけるフェライトメートと基準材Ｐ０の内面との距離に合致させ易くなるため、第２手順及び第４手順における磁性強度の測定条件が一定になり易く、良好な測定精度を得ることが期待できる。
【００４４】
そして、磁性強度を測定し終えた各浸炭材を切断してミクロ組織観察を行うことにより、各浸炭材の実際の浸炭深さを測定する。
【００４５】
表２は、上記のようにして、各浸炭材の浸炭深さ及び磁性強度を測定した結果の一例を示す。なお、表２に示す磁性強度は、前述した表１に示す例で測定に供したものと同じフェライトメータを用いて測定した。
【表２】
【００４６】
（５）第５手順
次に、前記第４手順によって得られた各浸炭材の浸炭深さ及び磁性強度測定値（表２参照）に基づき、図５に示すような浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する。
【００４７】
以上に説明した第４手順及び第５手順を実行することにより得られる浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係（図５参照）は、各浸炭材の母材の電磁気的な特性の影響、ひいては被検査材である鋼管Ｐ（鋼管Ｐの母材）の電磁気的な特性の影響を受け難い。
【００４８】
（６）第６手順
次に、前記第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係（図５参照）に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２を決定する。図５に示す例では、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１＝０（μｍ）とすると、これに対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２＝０．０５（Ｆｅ％）となる。
【００４９】
（７）第７手順
最後に、前記第３手順によって得られた磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係（図４参照）に基づき、前記第６手順によって決定された磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３を決定する。図４に示す例では、前述のようにして決定された磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２＝０．０５（Ｆｅ％）に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３＝−１（Ｖ）となる。
【００５０】
以上のようにして、しきい値Ｔｈ３は決定され、前述のように、判定部２７に予め記憶される。
【００５１】
なお、第６手順及び第７手順を実行することにより、従来技術と同様に、結果的には、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３が決定されることになる。
しかしながら、本実施形態に係る方法によれば、まず第６手順において、図５に示すような浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２が決定される。図５に示すような浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係は、前述のように、被検査材である鋼管Ｐの電磁気的な特性の影響を受け難いため、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２を精度良く決定可能である。そして、第７手順において、図４に示すような磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係に基づき、磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３が決定される。図４に示すような磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係は、前述のように、渦流検査出力値が被検査材である鋼管Ｐの電磁気的な特性の影響を受けるものの、その基準点は略一定であるため、磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３を精度良く決定可能である。
従って、本実施形態に係る方法では、第６手順及び第７手順を実行することにより、従来技術と異なり、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３を精度良く決定することが可能である。
【００５２】
判定部２７は、前述のように、Ａ／Ｄ変換器２６から入力された渦流検査出力値（Ｘ信号データ）と、しきい値Ｔｈ３とを比較し、渦流検査出力値がしきい値Ｔｈ３を越えていれば（図４に示す例では、−１Ｖ未満であれば）、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていると判定する。一方、判定部２７は、渦流検査出力値がしきい値Ｔｈ３以内であれば（図４に示す例では、−１Ｖ以上であれば）、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていないと判定する。前述のように、本実施形態に係る方法では、この浸炭の有無の判定基準となる渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３が従来技術に比べて精度良く決定されているため、浸炭の有無を精度良く検知可能である。
【００５３】
図６は、上記のようにして決定したしきい値Ｔｈ３を用いて、被検査材である鋼管Ｐの浸炭の有無を検知した結果の一例を示す。図６に示すように、しきい値Ｔｈ３を判定基準とすることにより、浸炭の有無を精度良く検知できることが分かった。
【００５４】
＜第２実施形態＞
本実施形態に係る浸炭検知方法では、用いる渦流検査装置の構成が第１実施形態と異なる。これにより、磁性材の渦流検査出力値の取得手順が第１実施形態と異なるものになるが、その他の手順は第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点を主として説明する。
【００５５】
図７は、本発明の第２実施形態に係る浸炭検知方法に用いる渦流検査装置の概略構成を示す模式図である。
図７に示すように本実施形態の渦流検査装置１００Ａも、第１実施形態の渦流検査装置１００と同様に、検出センサ１Ａと、信号処理部２Ａとを備えている。
【００５６】
本実施形態の検出センサ１Ａも、鋼管Ｐに交流磁界を作用させて渦電流を誘起すると共に、鋼管Ｐに誘起された渦電流を検出するように構成されている。ただし、具体的な構成が第１実施形態の検出センサ１と異なる。本実施形態の検出センサ１Ａは、内挿された鋼管Ｐに交流磁界を作用させる励磁コイルと、内挿された鋼管Ｐに誘起された渦電流を検出する一対の検出コイル１１ａ、１１ｂとを備える。検出センサ１Ａは、各検出コイル１１ａ、１１ｂでの検出信号の差（差動信号）を出力するように構成されている。励磁コイルと検出コイル１１ａ、１１ｂとは、別体に設けても良いし、或いは、検出コイル１１ａ、１１ｂが励磁コイルの機能を兼ね備えることも可能である。
【００５７】
信号処理部２Ａは、検出センサ１Ａに交流電流を通電すると共に、検出センサ１Ａから出力された差動信号に基づいて、鋼管Ｐ（鋼管Ｐの内面）における浸炭の有無を検知するように構成されている。具体的には、本実施形態の信号処理部２Ａは、位相回転器２４から出力されたＸ信号及びＹ信号から所定の低周波数成分を除去して、Ａ／Ｄ変換器２６に出力するハイパスフィルタ２５を備える。本実施形態の信号処理部２Ａは、このハイパスフィルタ２５を備える点を除き、第１実施形態の信号処理部２と同様の構成を有するため、ここではその構成の詳細な説明を省略する。
【００５８】
本実施形態の信号処理部２Ａが備える判定部２７も、第１実施形態と同様に、Ａ／Ｄ変換器２６から入力されたＸ信号データと、予め決定され記憶されたしきい値Ｔｈ３とを比較し、Ｘ信号データがしきい値Ｔｈ３を越えていれば、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていると判定し、Ｘ信号データがしきい値Ｔｈ３以内であれば、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていないと判定する。
【００５９】
以下、本実施形態におけるしきい値Ｔｈ３の決定方法について説明する。
上記のしきい値Ｔｈ３の決定に際して、前述した第１手順（基準材Ｐ０に磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付ける手順）を実行する点は、第１実施形態と同じである。また、前述した第２手順のうち、基準材Ｐ０に取り付けた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度をフェライトメータで測定する手順を実行する点も、第１実施形態と同じである。以上の手順を実行することにより、前述した表１に示すような結果を得ることができる。
【００６０】
しかしながら、本実施形態では、前述した第２手順のうち、基準材Ｐ０に取り付けた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する手順の内容が第１実施形態と異なる。以下、この異なる手順について、図７及び図８を参照しつつ説明する。
【００６１】
図８は、図７に示す渦流検査装置１００Ａが備える位相回転器２４から出力されるＸ信号及びＹ信号をＸ−Ｙベクトル平面上に表した模式図である。
各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する際には、まず、基準材Ｐ０の磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けていない部位が検出センサ１の検出コイル１１ａ、１１ｂの双方に挿入されている状態で停止させて、Ｘ信号及びＹ信号が０となるように（Ｘ信号及びＹ信号をそれぞれＸ軸成分及びＹ軸成分とするベクトルの先端に相当するスポットが図８に示すバランス点（原点）に位置するように）、増幅器２２の前段に配置されたバランス回路（図示せず）のバランス量を調整して、同期検波器２３から出力される第１信号成分及び第２信号成分をそれぞれ０とする。
【００６２】
次に、基準材Ｐ０を検出コイル１１ａ、１１ｂから抜き取った後、再び基準材Ｐ０を軸方向に移動させて、基準材Ｐ０の端部が検出コイル１１ａ、１１ｂを順次通過する過程で得られる前記スポットの軌跡である信号波形（図８に示す端部信号）が、Ｙ軸に対して略対称で且つＹ軸成分が所定の電圧（例えば、５Ｖ）となるように、増幅器２２の増幅率及び位相回転器２４の位相回転量を調整する。
【００６３】
以上の調整を事前に行った後、基準材Ｐ０を軸方向に移動させて、磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けた基準材Ｐ０の各部位を検出センサ１に順次挿入し、各部位に対応するＸ信号データ及びＹ信号データを取得する。なお、図８に示すように、各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度に応じて、ベクトルの先端位置はバランス点を基準点として変動するが、その変動量はＹ軸方向よりもＸ軸方向に大きい。このため、本実施形態でも、上記のようにして取得したＸ信号データ及びＹ信号データのうち、Ｘ信号データを各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値として用いている。
【００６４】
以上のようにして基準材Ｐ０に取り付けた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する手順を実行した後、前述した第３手順（磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係を算出する手順）を実行する点は、第１実施形態と同じである。図９は、本実施形態において算出される磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係の一例を示す。なお、図９に示す例の渦流検査出力値は、検出センサ１Ａに１０ｋＨｚの交流電流を供給して渦流検査を行うことにより得られた値である。
【００６５】
本実施形態のしきい値Ｔｈ３の決定に際して、以上に説明した手順の他、前述した第４手順（複数の浸炭材について磁性強度を測定する手順）、第５手順（浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する手順）、第６手順（検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２を決定する手順）、第７手順（磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３を決定する手順）を実行する点は、第１実施形態と同じである。図９に示す例では磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２＝０．０５（Ｆｅ％）に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３＝２．５（Ｖ）となる。
【００６６】
図１０は、上記のようにして決定したしきい値Ｔｈ３を用いて、被検査材である鋼管Ｐの浸炭の有無を検知した結果の一例を示す。図１０に示すように、しきい値Ｔｈ３を判定基準とすることにより、浸炭の有無を精度良く検知できることが分かった。
【符号の説明】
【００６７】
１、１Ａ・・・検出センサ
２・・・信号処理部
１１、１１ａ、１１ｂ・・・検出コイル
２１・・・発振器
２２・・・増幅器
２３・・・同期検波器
２４・・・位相回転器
２５・・・ハイパスフィルタ
２６・・・Ａ／Ｄ変換器
２７・・・判定部
１００、１００Ａ・・・渦流検査装置
Ｐ・・・被検査材
Ｐ０・・・基準材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導検査法や漏洩磁束検査法などの電磁気検査法によって、鋼管などの被検査材における浸炭の有無を検知する方法に関する。特に、本発明は、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定することができ、これにより浸炭の有無を精度良く検知可能な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の鉄鋼材料のうち、オーステナイト系ステンレス鋼には浸炭が生じることが知られている。例えば、石油化学プラントのエチレン製造工程での熱分解反応に用いられるクラッキングチューブは、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、長時間使用されると内面に浸炭が生じる。また、クラッキングチューブの製造工程では、脱脂不良の状態で熱処理を行うことにより浸炭が生じる。斯かる浸炭の発生は、クラッキングチューブの寿命を大きく低減する要因となるため、浸炭の有無を精度良く検知することが望まれている。
【０００３】
このため、従来より、プラントに設置されたクラッキングチューブについては、プラントの定期修理の際に、クラッキングチューブの全長に亘る非破壊検査として、電磁誘導検査等の電磁気検査を行い、その出力値の大小により浸炭の有無を検知している。また、クラッキングチューブの製造工程においても、全長に亘る電磁気検査を行ったり、或いは、両端部を切断してミクロ組織観察を行うことにより、浸炭の有無を検知している。
【０００４】
上記の電磁気検査においては、浸炭深さと電磁気検査出力値との対応関係（校正曲線）を予め算出しておき、この算出した校正曲線を用いて、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を予め決定するのが一般的である。そして、被検査材に電磁気検査を行うことにより得られた電磁気検査出力値と、上記のようにして予め決定された電磁気検査出力値のしきい値との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知している。
【０００５】
一般的に、前記校正曲線を算出するに際しては、まず、浸炭深さがそれぞれ異なると予想される複数の浸炭材を用意し、各浸炭材に電磁気検査を行うことにより、電磁気検査出力値を取得する。その後、各浸炭材を切断してミクロ組織観察を行うことにより、電磁気検査出力値を取得した各浸炭材の実際の浸炭深さを測定する。これにより、浸炭深さと電磁気検査出力値との対応関係である校正曲線を算出することができる。
【０００６】
ここで、浸炭深さはクラッキングチューブの製造履歴や使用履歴の影響を受けるため、同じ履歴である１本のクラッキングチューブから採取した複数の浸炭材の浸炭深さは同等となる虞がある。つまり、前記校正曲線を算出するために、１本のクラッキングチューブから浸炭深さがそれぞれ異なる複数の浸炭材を都合良く採取できるとは限らない。このため、浸炭深さが異なる浸炭材を採取できる可能性を高めるため、製造ロットや使用時間などの履歴が異なる複数のクラッキングチューブから、それぞれ浸炭材を採取して、校正曲線の算出に供しているのが一般的である。
【０００７】
上記のように、校正曲線の算出に供する各浸炭材は、履歴が異なる複数のクラッキングチューブからそれぞれ採取している。このため、たとえ設計仕様上は含有成分や寸法（外径、内径）が同一である複数のクラッキングチューブを選択し、それぞれから各浸炭材を採取したとしても、各浸炭材の母材の含有成分や寸法に差異が生じる虞がある。これにより、各浸炭材の母材の電磁気的な特性（電気抵抗等）が異なる虞がある。
【０００８】
電磁誘導検査法等の電磁気検査法では、交流電流の浸透深さが肉厚の数倍となるように、被測定材の肉厚に応じて、数百Ｈｚ〜数十ｋＨｚの交流磁界を作用させるのが一般的である。このため、各浸炭材の母材の電磁気的な特性が異なると、たとえ各浸炭材に浸炭が生じていないと仮定しても、各浸炭材の電磁気検査出力値が異なることになる。つまり、浸炭深さが０μｍの場合の電磁気検査出力値（基準点）が、各浸炭材毎に異なることになる。そして、この各浸炭材毎に基準点が異なるような電磁気検査出力値を用いて算出した校正曲線は、各基準点のズレ量に応じて精度が低下することになる。この結果、この校正曲線を用いて前述のように予め決定する電磁気検査出力値のしきい値の精度も低下し、ひいては浸炭の有無の検知精度が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
浸炭の有無を検知する方法としては、実用化されていないものを含めて各種の方法（例えば、特許文献１〜７参照）が提案されているものの、何れの方法も上述した問題を解決し得るものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−２５３５５５号公報
【特許文献２】特開昭６２−６１５３号公報
【特許文献３】特開平４−１４５３５８号公報
【特許文献４】特開平６−８８８０７号公報
【特許文献５】特開２０００−２６６７２７号公報
【特許文献６】特開２００４−２７９０５４号公報
【特許文献７】特開２００４−２７９０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定することができ、これにより浸炭の有無を精度良く検知可能な浸炭検知方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、電磁気検査によって被検査材における浸炭の有無を検知する方法であって、以下の第１〜第８手順を含むことを特徴とする。
（１）第１手順
被検査材と電磁気的な特性が同等で浸炭していないものを基準材として選択し、該基準材の浸炭検知対象面に、磁性強度がそれぞれ異なる少なくとも３つの磁性材を取り付ける。
（２）第２手順
前記第１手順によって前記基準材に取り付けられた各磁性材の磁性強度を測定すると共に、前記各磁性材に電磁気検査を行ってその出力値を取得する。
（３）第３手順
前記第２手順によって得られた前記各磁性材の磁性強度測定値及び電磁気検査出力値に基づき、磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係を算出する。
（４）第４手順
浸炭深さがそれぞれ異なる複数の浸炭材について磁性強度を測定する。
（５）第５手順
前記第４手順によって得られた前記各浸炭材の浸炭深さ及び磁性強度測定値に基づき、浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する。
（６）第６手順
前記第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値を決定する。
（７）第７手順
前記第３手順によって得られた磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係に基づき、前記第６手順によって決定された磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を決定する。
（８）第８手順
被検査材に電磁気検査を行うことにより得られた電磁気検査出力値と、前記第７手順によって決定された電磁気検査出力値のしきい値との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知する。
【００１３】
本発明によれば、第１手順〜第３手順を実行することにより、磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係が算出される。ここで、本発明における「磁性強度」は、フェライト量（フェライト組織の面積率）と正の相関を有し、その測定には、一般にフェライトメータが用いられる。このフェライトメータは、被測定材に極低周波（１００Ｈｚ以下）の交流磁界を作用させ、被測定材に含まれているフェライトにより磁気誘導が増加することを利用してフェライト量を測定する機器である。従って、第２手順において、基準材に取り付けられた各磁性材の磁性強度を測定する際に、極低周波の交流磁界を作用させるフェライトメータを用いれば、その磁性強度測定値は、各磁性材が取り付けられている基準材の部位の電磁気的な特性の影響を受け難い。
一方、第２手順において、基準材に取り付けられた各磁性材に電磁気検査を行うことによって得られる電磁気検査出力値は、前述のように、電磁気検査では高周波の交流磁界を作用させるため、各磁性材が取り付けられている基準材の部位の電磁気的な特性の影響を受け易い。しかしながら、各磁性材は単一の基準材に取り付けられているため、各磁性材の電磁気検査出力値は、各磁性材が取り付けられている基準材の部位の電磁気的な特性の影響を受けるものの、その影響は画一的であって各磁性材の電磁気検査出力値の間で差異が生じ難い。また、基準材は、被検査材（被検査材の母材）と電磁気的な特性が同等であるため、各磁性材の電磁気検査出力値は、被検査材に電磁気検査を行った場合と同等の影響を受ける。すなわち、各磁性材の電磁気検査出力値の基準点は、互いに略同一になると共に、被検査材の電磁気検査出力値の基準点とも略一致する。
従って、第１手順〜第３手順を実行することにより得られる磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係は、電磁気検査出力値が基準材の電磁気的な特性（被検査材の電磁気的な特性）の影響を受けるものの、その基準点は略一定である。
【００１４】
また、本発明によれば、第４手順及び第５手順を実行することにより、浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係が算出される。ここで、本発明における「浸炭深さ」は、例えば、磁性強度を測定した後に、各浸炭材を切断してミクロ組織観察を行うことにより測定可能であり、各浸炭材の母材の電磁気的な特性の影響は受けない。
一方、第４手順において、各浸炭材の磁性強度を測定する際に、極低周波の交流磁界を作用させるフェライトメータを用いれば、その磁性強度測定値は、各浸炭材の母材の電磁気的な特性の影響を受け難い。
従って、第４手順及び第５手順を実行することにより得られる浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係は、各浸炭材の母材の電磁気的な特性の影響、ひいては被検査材（被検査材の母材）の電磁気的な特性の影響を受け難い。
【００１５】
さらに、本発明によれば、第６手順を実行することにより、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値が決定され、第７手順を実行することにより、前記決定された磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値が決定される。すなわち、第６手順及び第７手順を実行することにより、従来技術と同様に、結果的には、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値が決定されることになる。
しかしながら、本発明は、従来技術と異なり、まず第６手順において、第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値が決定される。第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係は、前述のように、被検査材の電磁気的な特性の影響を受け難いため、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値を精度良く決定可能である。そして、第７手順において、第３手順によって得られた磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係に基づき、第６手順によって決定された磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値が決定される。第３手順によって得られた磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係は、前述のように、電磁気検査出力値が被検査材の電磁気的な特性の影響を受けるものの、その基準点は略一定であるため、磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定可能である。
従って、本発明では、第６手順及び第７手順を実行することにより、従来技術と異なり、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定することが可能である。
【００１６】
以上の第１〜第７手順を予め実行した後、第８手順において、被検査材に電磁気検査を行うことにより得られた電磁気検査出力値と、第７手順によって決定された電磁気検査出力値のしきい値との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知すれば、検知精度を高めることが可能である。
【００１７】
なお、本発明では、第１手順〜第８手順を必ずしもこの順番で実行する必要はなく、例えば、第４手順及び第５手順を先に実行した後、第１手順〜第３手順を実行することも可能である。
【００１８】
前記第１手順においては、例えば、磁性材として、磁気テープ、電子部品やきず検査に用いられるソレノイドコイルに内挿されるフェライトコア、鉄等の磁性金属材料の切り出し試片のうち何れか１つを前記基準材に取り付ければよい。
【００１９】
また、前記第２手順及び前記第８手順においては、絶対値信号を出力するセンサ又は差動信号を出力するセンサを用いて電磁気検査を行うことが可能である。
絶対値信号を出力するセンサとしては、例えば、被検査材近傍に配置された単一の検出コイルを具備し、当該検出コイルでの検出信号を出力する構成や、一方が被検査材近傍に配置され、他方が標準となるもの近傍に配置された一対の検出コイルを具備し、各検出コイルでの検出信号の差を出力する構成を例示することができる。また、差動信号を出力するセンサとしては、例えば、被検査材近傍に配置された一対の検出コイルを具備し、各検出コイルでの検出信号の差を出力する構成を例示することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る浸炭検知方法によれば、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を精度良く決定することができ、これにより浸炭の有無を精度良く検知可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る浸炭検知方法に用いる渦流検査装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、磁性材が取り付けられた基準材の一例を概略的に示す模式図である。
【図３】図３は、図１に示す渦流検査装置が備える位相回転器から出力されるＸ信号及びＹ信号をＸ−Ｙベクトル平面上に表した模式図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態において算出される磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係の一例を示す。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態において算出される浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係の一例を示す。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る浸炭検知方法によって浸炭の有無を検知した結果の一例を示す。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る浸炭検知方法に用いる渦流検査装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】図８は、図７に示す渦流検査装置が備える位相回転器から出力されるＸ信号及びＹ信号をＸ−Ｙベクトル平面上に表した模式図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態において算出される磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係の一例を示す。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態に係る浸炭検知方法によって浸炭の有無を検知した結果の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について、被検査材が鋼管であり、電磁気検査として渦流検査を行う場合を例に挙げて説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る浸炭検知方法に用いる渦流検査装置の概略構成を示す模式図である。
図１に示すように本実施形態の渦流検査装置１００は、検出センサ１と、信号処理部２とを備えている。
【００２４】
検出センサ１は、鋼管Ｐに交流磁界を作用させて渦電流を誘起すると共に、鋼管Ｐに誘起された渦電流を検出するように構成されている。具体的には、本実施形態の検出センサ１は、内挿された鋼管Ｐに交流磁界を作用させる励磁コイルと、内挿された鋼管Ｐに誘起された渦電流を検出する単一の検出コイル１１とを備える。励磁コイルと検出コイル１１とは、別体に設けても良いし、或いは、検出コイル１１が励磁コイルの機能を兼ね備えることも可能である。
【００２５】
信号処理部２は、検出センサ１に交流電流を通電すると共に、検出センサ１から出力された検出信号（絶対値信号）に基づいて、鋼管Ｐ（鋼管Ｐの内面）における浸炭の有無を検知するように構成されている。具体的には、本実施形態の信号処理部２は、発振器２１、増幅器２２、同期検波器２３、位相回転器２４、Ａ／Ｄ変換器２６及び判定部２７を備える。
【００２６】
発振器２１は、検出センサ１（具体的には、検出センサ１の励磁コイル）に高周波の交流電流を供給する。これにより、前述のように、鋼管Ｐに交流磁界が作用し、鋼管Ｐに渦電流が誘起される。
【００２７】
検出センサ１（具体的には、検出センサ１の検出コイル１１）から出力された絶対値信号は、増幅器２２によって増幅された後、同期検波器２３に出力される。
【００２８】
同期検波器２３は、発振器２１から出力される参照信号に基づき、増幅器２２の出力信号を同期検波する。具体的に説明すれば、発振器２１から同期検波器２３に向けて、検出センサ１に供給する交流電流と同一の周波数で同一の位相を有する第１参照信号と、該第１参照信号の位相を９０°だけ移相した第２参照信号とが出力される。そして、同期検波器２３は、増幅器２２の出力信号から、第１参照信号の位相と同位相の信号成分（第１信号成分）及び第２参照信号の位相と同位相の信号成分（第２信号成分）を分離・抽出する。分離・抽出された第１信号成分及び第２信号成分は、それぞれ位相回転器２４に出力される。
【００２９】
位相回転器２４は、同期検波器２３から出力された第１信号成分及び第２信号成分の位相を互いに同一の所定量だけ回転（移相）し、例えば、第１信号成分をＸ信号、第２信号成分をＹ信号として、Ａ／Ｄ変換器２６に出力する。なお、位相回転器２４から出力されるＸ信号及びＹ信号は、互いに直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）で表されるＸ−Ｙベクトル平面において、きず検査等で用いるいわゆるリサージュ波形と称される信号波形（すなわち、振幅をＺ、位相をθとして極座標（Ｚ、θ）で表した検出センサ１の絶対値信号波形（正確には、増幅器２２によって増幅した後の絶対値信号波形））を、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ投影した成分に相当することになる。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器２６は、位相回転器２４の出力信号をＡ／Ｄ変換し、判定部２７に出力する。
【００３１】
判定部２７は、Ａ／Ｄ変換器２６の出力データ（すなわち、Ｘ信号及びＹ信号をＡ／Ｄ変換したデジタルデータ。以下、Ｘ信号データ及びＹ信号データという）に基づいて、鋼管Ｐの内面における浸炭の有無を検知する。具体的には、本実施形態の判定部２７は、入力されたＸ信号データと、後述するように予め決定され記憶されたしきい値Ｔｈ３とを比較し、Ｘ信号データがしきい値Ｔｈ３を越えていれば、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていると判定し、Ｘ信号データがしきい値Ｔｈ３以内であれば、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていないと判定する。
【００３２】
以下、上記のしきい値Ｔｈ３の決定方法について説明する。
上記のしきい値Ｔｈ３の決定に際しては、以下に説明する第１手順〜第７手順を実行する。
【００３３】
（１）第１手順
被検査材である鋼管Ｐ（鋼管Ｐの母材）と電磁気的な特性が同等で浸炭していないものを基準材Ｐ０として選択する。具体的には、基準材Ｐ０として、設計仕様上の含有成分や寸法（外径、内径）が被検査材と同一である鋼管を選択する。そして、この基準材Ｐ０の浸炭検知対象面（本実施形態では内面）に、磁性強度が異なる少なくとも３つの磁性材を取り付ける。
【００３４】
図２は、磁性材が取り付けられた基準材Ｐ０の一例を概略的に示す模式図である。図２に示す例では、磁性材として、互いに巻き数の異なる磁気テープＭ１〜Ｍ４を用いている。そして、各磁気テープＭ１〜Ｍ４を基準材Ｐ０の内面の異なる位置に挿入し、取り付けている。
【００３５】
（２）第２手順
（２−１）磁性材の磁性強度の測定
次に、前記第１手順によって基準材Ｐ０に取り付けられた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度を測定する。具体的には、各磁気テープＭ１〜Ｍ４が内挿された部位に対応する基準材Ｐ０の外面にフェライトメータを対向配置し、このフェライトメータによって各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度（フェライト量）を測定する。
【００３６】
表１は、上記のようにして、基準材Ｐ０に取り付けられた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度を測定した結果の一例を示す。なお、表１に示す例では、基準材Ｐ０に１０Ｈｚの交流磁界を作用させるフェライトメータを用いて、磁性強度を測定した。
【表１】
【００３７】
（２−２）磁性材の渦流検査出力値の取得
一方、前述した渦流検査装置１００を用いて、磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けた基準材Ｐ０に渦流検査を行い、これにより各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する。以下、この手順について、図１及び図３を参照しつつ説明する。
【００３８】
図３は、図１に示す渦流検査装置１００が備える位相回転器２４から出力されるＸ信号及びＹ信号をＸ−Ｙベクトル平面上に表した模式図である。
各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する際には、まず、基準材Ｐ０を検出センサ１に挿入しない状態で、Ｘ信号及びＹ信号が０となるように（Ｘ信号及びＹ信号をそれぞれＸ軸成分及びＹ軸成分とするベクトルの先端に相当するスポットが図３に示すバランス点（原点）に位置するように）、増幅器２２の前段に配置されたバランス回路（図示せず）のバランス量を調整して、同期検波器２３から出力される第１信号成分及び第２信号成分をそれぞれ０とする。
【００３９】
次に、基準材Ｐ０の磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けていない部位を検出センサ１に挿入し停止させて、Ｘ信号が０で、Ｙ信号が所定の電圧（例えば、５Ｖ）となるように（ベクトルの先端が図３に示す基準点に位置するように）、増幅器２２の増幅率及び位相回転器２４の位相回転量を調整する。
【００４０】
以上の調整を事前に行った後、基準材Ｐ０を軸方向に移動させて、磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けた基準材Ｐ０の各部位を検出センサ１に順次挿入し、各部位が検出センサ１に挿入された状態で順次停止させて、各部位に対応するＸ信号データ及びＹ信号データを取得する。なお、図３に示すように、各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度に応じて、ベクトルの先端位置は変動するが、その変動量はＹ軸方向よりもＸ軸方向に大きい。このため、本実施形態では、上記のようにして取得したＸ信号データ及びＹ信号データのうち、Ｘ信号データを各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値として用いている。
【００４１】
（３）第３手順
次に、前記第２手順によって得られた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度測定値（表１参照）及び渦流検査出力値に基づき、図４に示すような磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係を算出する。なお、図４に示す例の渦流検査出力値は、検出センサ１に１ｋＨｚの交流電流を供給して渦流検査を行うことにより得られた値である。
【００４２】
以上に説明した第１手順〜第３手順を実行することにより得られる磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係（図４参照）は、渦流検査出力値が基準材Ｐ０の電磁気的な特性（被検査材である鋼管Ｐの電磁気的な特性）の影響を受けるものの、その基準点（図３参照）は略一定である。
【００４３】
（４）第４手順
一方、浸炭深さがそれぞれ異なる複数の浸炭材について磁性強度を測定する。具体的には、内面の浸炭深さがそれぞれ異なると予想される複数の鋼管（浸炭材）を用意する。そして、前述した第２手順において基準材Ｐ０に取り付けられた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度を測定した場合と同様に、浸炭材の外面にフェライトメータを対向配置し、このフェライトメータによって各浸炭材の磁性強度（フェライト値）を測定する。なお、浸炭材としては、設計仕様上の寸法（外径、内径）が基準材Ｐ０と同一である鋼管を選択することが望ましい。これにより、フェライトメータと浸炭材の内面との距離を、第２手順におけるフェライトメートと基準材Ｐ０の内面との距離に合致させ易くなるため、第２手順及び第４手順における磁性強度の測定条件が一定になり易く、良好な測定精度を得ることが期待できる。
【００４４】
そして、磁性強度を測定し終えた各浸炭材を切断してミクロ組織観察を行うことにより、各浸炭材の実際の浸炭深さを測定する。
【００４５】
表２は、上記のようにして、各浸炭材の浸炭深さ及び磁性強度を測定した結果の一例を示す。なお、表２に示す磁性強度は、前述した表１に示す例で測定に供したものと同じフェライトメータを用いて測定した。
【表２】
【００４６】
（５）第５手順
次に、前記第４手順によって得られた各浸炭材の浸炭深さ及び磁性強度測定値（表２参照）に基づき、図５に示すような浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する。
【００４７】
以上に説明した第４手順及び第５手順を実行することにより得られる浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係（図５参照）は、各浸炭材の母材の電磁気的な特性の影響、ひいては被検査材である鋼管Ｐ（鋼管Ｐの母材）の電磁気的な特性の影響を受け難い。
【００４８】
（６）第６手順
次に、前記第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係（図５参照）に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２を決定する。図５に示す例では、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１＝０（μｍ）とすると、これに対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２＝０．０５（Ｆｅ％）となる。
【００４９】
（７）第７手順
最後に、前記第３手順によって得られた磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係（図４参照）に基づき、前記第６手順によって決定された磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３を決定する。図４に示す例では、前述のようにして決定された磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２＝０．０５（Ｆｅ％）に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３＝−１（Ｖ）となる。
【００５０】
以上のようにして、しきい値Ｔｈ３は決定され、前述のように、判定部２７に予め記憶される。
【００５１】
なお、第６手順及び第７手順を実行することにより、従来技術と同様に、結果的には、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３が決定されることになる。
しかしながら、本実施形態に係る方法によれば、まず第６手順において、図５に示すような浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２が決定される。図５に示すような浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係は、前述のように、被検査材である鋼管Ｐの電磁気的な特性の影響を受け難いため、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２を精度良く決定可能である。そして、第７手順において、図４に示すような磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係に基づき、磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３が決定される。図４に示すような磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係は、前述のように、渦流検査出力値が被検査材である鋼管Ｐの電磁気的な特性の影響を受けるものの、その基準点は略一定であるため、磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３を精度良く決定可能である。
従って、本実施形態に係る方法では、第６手順及び第７手順を実行することにより、従来技術と異なり、検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３を精度良く決定することが可能である。
【００５２】
判定部２７は、前述のように、Ａ／Ｄ変換器２６から入力された渦流検査出力値（Ｘ信号データ）と、しきい値Ｔｈ３とを比較し、渦流検査出力値がしきい値Ｔｈ３を越えていれば（図４に示す例では、−１Ｖ未満であれば）、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていると判定する。一方、判定部２７は、渦流検査出力値がしきい値Ｔｈ３以内であれば（図４に示す例では、−１Ｖ以上であれば）、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていないと判定する。前述のように、本実施形態に係る方法では、この浸炭の有無の判定基準となる渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３が従来技術に比べて精度良く決定されているため、浸炭の有無を精度良く検知可能である。
【００５３】
図６は、上記のようにして決定したしきい値Ｔｈ３を用いて、被検査材である鋼管Ｐの浸炭の有無を検知した結果の一例を示す。図６に示すように、しきい値Ｔｈ３を判定基準とすることにより、浸炭の有無を精度良く検知できることが分かった。
【００５４】
＜第２実施形態＞
本実施形態に係る浸炭検知方法では、用いる渦流検査装置の構成が第１実施形態と異なる。これにより、磁性材の渦流検査出力値の取得手順が第１実施形態と異なるものになるが、その他の手順は第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点を主として説明する。
【００５５】
図７は、本発明の第２実施形態に係る浸炭検知方法に用いる渦流検査装置の概略構成を示す模式図である。
図７に示すように本実施形態の渦流検査装置１００Ａも、第１実施形態の渦流検査装置１００と同様に、検出センサ１Ａと、信号処理部２Ａとを備えている。
【００５６】
本実施形態の検出センサ１Ａも、鋼管Ｐに交流磁界を作用させて渦電流を誘起すると共に、鋼管Ｐに誘起された渦電流を検出するように構成されている。ただし、具体的な構成が第１実施形態の検出センサ１と異なる。本実施形態の検出センサ１Ａは、内挿された鋼管Ｐに交流磁界を作用させる励磁コイルと、内挿された鋼管Ｐに誘起された渦電流を検出する一対の検出コイル１１ａ、１１ｂとを備える。検出センサ１Ａは、各検出コイル１１ａ、１１ｂでの検出信号の差（差動信号）を出力するように構成されている。励磁コイルと検出コイル１１ａ、１１ｂとは、別体に設けても良いし、或いは、検出コイル１１ａ、１１ｂが励磁コイルの機能を兼ね備えることも可能である。
【００５７】
信号処理部２Ａは、検出センサ１Ａに交流電流を通電すると共に、検出センサ１Ａから出力された差動信号に基づいて、鋼管Ｐ（鋼管Ｐの内面）における浸炭の有無を検知するように構成されている。具体的には、本実施形態の信号処理部２Ａは、位相回転器２４から出力されたＸ信号及びＹ信号から所定の低周波数成分を除去して、Ａ／Ｄ変換器２６に出力するハイパスフィルタ２５を備える。本実施形態の信号処理部２Ａは、このハイパスフィルタ２５を備える点を除き、第１実施形態の信号処理部２と同様の構成を有するため、ここではその構成の詳細な説明を省略する。
【００５８】
本実施形態の信号処理部２Ａが備える判定部２７も、第１実施形態と同様に、Ａ／Ｄ変換器２６から入力されたＸ信号データと、予め決定され記憶されたしきい値Ｔｈ３とを比較し、Ｘ信号データがしきい値Ｔｈ３を越えていれば、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていると判定し、Ｘ信号データがしきい値Ｔｈ３以内であれば、鋼管Ｐの内面に浸炭が生じていないと判定する。
【００５９】
以下、本実施形態におけるしきい値Ｔｈ３の決定方法について説明する。
上記のしきい値Ｔｈ３の決定に際して、前述した第１手順（基準材Ｐ０に磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付ける手順）を実行する点は、第１実施形態と同じである。また、前述した第２手順のうち、基準材Ｐ０に取り付けた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度をフェライトメータで測定する手順を実行する点も、第１実施形態と同じである。以上の手順を実行することにより、前述した表１に示すような結果を得ることができる。
【００６０】
しかしながら、本実施形態では、前述した第２手順のうち、基準材Ｐ０に取り付けた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する手順の内容が第１実施形態と異なる。以下、この異なる手順について、図７及び図８を参照しつつ説明する。
【００６１】
図８は、図７に示す渦流検査装置１００Ａが備える位相回転器２４から出力されるＸ信号及びＹ信号をＸ−Ｙベクトル平面上に表した模式図である。
各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する際には、まず、基準材Ｐ０の磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けていない部位が検出センサ１の検出コイル１１ａ、１１ｂの双方に挿入されている状態で停止させて、Ｘ信号及びＹ信号が０となるように（Ｘ信号及びＹ信号をそれぞれＸ軸成分及びＹ軸成分とするベクトルの先端に相当するスポットが図８に示すバランス点（原点）に位置するように）、増幅器２２の前段に配置されたバランス回路（図示せず）のバランス量を調整して、同期検波器２３から出力される第１信号成分及び第２信号成分をそれぞれ０とする。
【００６２】
次に、基準材Ｐ０を検出コイル１１ａ、１１ｂから抜き取った後、再び基準材Ｐ０を軸方向に移動させて、基準材Ｐ０の端部が検出コイル１１ａ、１１ｂを順次通過する過程で得られる前記スポットの軌跡である信号波形（図８に示す端部信号）が、Ｙ軸に対して略対称で且つＹ軸成分が所定の電圧（例えば、５Ｖ）となるように、増幅器２２の増幅率及び位相回転器２４の位相回転量を調整する。
【００６３】
以上の調整を事前に行った後、基準材Ｐ０を軸方向に移動させて、磁気テープＭ１〜Ｍ４を取り付けた基準材Ｐ０の各部位を検出センサ１に順次挿入し、各部位に対応するＸ信号データ及びＹ信号データを取得する。なお、図８に示すように、各磁気テープＭ１〜Ｍ４の磁性強度に応じて、ベクトルの先端位置はバランス点を基準点として変動するが、その変動量はＹ軸方向よりもＸ軸方向に大きい。このため、本実施形態でも、上記のようにして取得したＸ信号データ及びＹ信号データのうち、Ｘ信号データを各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値として用いている。
【００６４】
以上のようにして基準材Ｐ０に取り付けた各磁気テープＭ１〜Ｍ４の渦流検査出力値を取得する手順を実行した後、前述した第３手順（磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係を算出する手順）を実行する点は、第１実施形態と同じである。図９は、本実施形態において算出される磁性強度測定値と渦流検査出力値との対応関係の一例を示す。なお、図９に示す例の渦流検査出力値は、検出センサ１Ａに１０ｋＨｚの交流電流を供給して渦流検査を行うことにより得られた値である。
【００６５】
本実施形態のしきい値Ｔｈ３の決定に際して、以上に説明した手順の他、前述した第４手順（複数の浸炭材について磁性強度を測定する手順）、第５手順（浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する手順）、第６手順（検知すべき浸炭深さのしきい値Ｔｈ１に対応する磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２を決定する手順）、第７手順（磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３を決定する手順）を実行する点は、第１実施形態と同じである。図９に示す例では磁性強度測定値のしきい値Ｔｈ２＝０．０５（Ｆｅ％）に対応する渦流検査出力値のしきい値Ｔｈ３＝２．５（Ｖ）となる。
【００６６】
図１０は、上記のようにして決定したしきい値Ｔｈ３を用いて、被検査材である鋼管Ｐの浸炭の有無を検知した結果の一例を示す。図１０に示すように、しきい値Ｔｈ３を判定基準とすることにより、浸炭の有無を精度良く検知できることが分かった。
【符号の説明】
【００６７】
１、１Ａ・・・検出センサ
２・・・信号処理部
１１、１１ａ、１１ｂ・・・検出コイル
２１・・・発振器
２２・・・増幅器
２３・・・同期検波器
２４・・・位相回転器
２５・・・ハイパスフィルタ
２６・・・Ａ／Ｄ変換器
２７・・・判定部
１００、１００Ａ・・・渦流検査装置
Ｐ・・・被検査材
Ｐ０・・・基準材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁気検査によって被検査材における浸炭の有無を検知する方法であって、
被検査材と電磁気的な特性が同等で浸炭していないものを基準材として選択し、該基準材の浸炭検知対象面に、磁性強度がそれぞれ異なる少なくとも３つの磁性材を取り付ける第１手順と、
前記第１手順によって前記基準材に取り付けられた各磁性材の磁性強度を測定すると共に、前記各磁性材に電磁気検査を行ってその出力値を取得する第２手順と、
前記第２手順によって得られた前記各磁性材の磁性強度測定値及び電磁気検査出力値に基づき、磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係を算出する第３手順と、
浸炭深さがそれぞれ異なる複数の浸炭材について磁性強度を測定する第４手順と、
前記第４手順によって得られた前記各浸炭材の浸炭深さ及び磁性強度測定値に基づき、浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する第５手順と、
前記第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値を決定する第６手順と、
前記第３手順によって得られた磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係に基づき、前記第６手順によって決定された磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を決定する第７手順と、
被検査材に電磁気検査を行うことにより得られた電磁気検査出力値と、前記第７手順によって決定された電磁気検査出力値のしきい値との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知する第８手順と
を含むことを特徴とする浸炭検知方法。
【請求項２】
前記第１手順において、磁性材として、磁気テープ、フェライトコア及び磁性金属材料の試片のうち何れか１つを前記基準材に取り付けることを特徴とする請求項１に記載の浸炭検知方法。
【請求項３】
前記第２手順及び前記第８手順において、絶対値信号を出力するセンサ又は差動信号を出力するセンサを用いて電磁気検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の浸炭検知方法。
【請求項１】
電磁気検査によって被検査材における浸炭の有無を検知する方法であって、
被検査材と電磁気的な特性が同等で浸炭していないものを基準材として選択し、該基準材の浸炭検知対象面に、磁性強度がそれぞれ異なる少なくとも３つの磁性材を取り付ける第１手順と、
前記第１手順によって前記基準材に取り付けられた各磁性材の磁性強度を測定すると共に、前記各磁性材に電磁気検査を行ってその出力値を取得する第２手順と、
前記第２手順によって得られた前記各磁性材の磁性強度測定値及び電磁気検査出力値に基づき、磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係を算出する第３手順と、
浸炭深さがそれぞれ異なる複数の浸炭材について磁性強度を測定する第４手順と、
前記第４手順によって得られた前記各浸炭材の浸炭深さ及び磁性強度測定値に基づき、浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係を算出する第５手順と、
前記第５手順によって得られた浸炭深さと磁性強度測定値との対応関係に基づき、検知すべき浸炭深さのしきい値に対応する磁性強度測定値のしきい値を決定する第６手順と、
前記第３手順によって得られた磁性強度測定値と電磁気検査出力値との対応関係に基づき、前記第６手順によって決定された磁性強度測定値のしきい値に対応する電磁気検査出力値のしきい値を決定する第７手順と、
被検査材に電磁気検査を行うことにより得られた電磁気検査出力値と、前記第７手順によって決定された電磁気検査出力値のしきい値との大小関係に基づき、被検査材における浸炭の有無を検知する第８手順と
を含むことを特徴とする浸炭検知方法。
【請求項２】
前記第１手順において、磁性材として、磁気テープ、フェライトコア及び磁性金属材料の試片のうち何れか１つを前記基準材に取り付けることを特徴とする請求項１に記載の浸炭検知方法。
【請求項３】
前記第２手順及び前記第８手順において、絶対値信号を出力するセンサ又は差動信号を出力するセンサを用いて電磁気検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の浸炭検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１９７２２２（Ｐ２０１０−１９７２２２Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４２５３５（Ｐ２００９−４２５３５）
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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