溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置
【課題】腐食層の厚さを決定して溶射部材の健全性を評価する溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置を提供する。
【解決手段】溶射皮膜１と基材２を備えた溶射部材Ａに対して超音波を発振する超音波探触子３と、超音波探触子３からの信号を処理する信号解析部６と、信号解析部６からのデータを処理する厚さ同定部７を備え、溶射皮膜１と基材２の間に生じる腐食層の厚さを同定する溶射部材の腐食評価装置であって、
超音波探触子３は、溶射皮膜側から超音波を発振するように配置され、
信号解析部６は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出する前段処理部６ａを備えて構成され、
厚さ同定部７は、ピーク周波数での信号に基づいて腐食層の厚さを同定する後段処理部７ａを備えて構成される。
【解決手段】溶射皮膜１と基材２を備えた溶射部材Ａに対して超音波を発振する超音波探触子３と、超音波探触子３からの信号を処理する信号解析部６と、信号解析部６からのデータを処理する厚さ同定部７を備え、溶射皮膜１と基材２の間に生じる腐食層の厚さを同定する溶射部材の腐食評価装置であって、
超音波探触子３は、溶射皮膜側から超音波を発振するように配置され、
信号解析部６は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出する前段処理部６ａを備えて構成され、
厚さ同定部７は、ピーク周波数での信号に基づいて腐食層の厚さを同定する後段処理部７ａを備えて構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材と溶射皮膜を備えた溶射部材に対して健全性を評価する溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電用ボイラの火炉壁管には、金属やセラミックス等の溶射材で被覆される数百μｍから数ｍｍの溶射皮膜、好ましくは１００〜３０００μｍの溶射皮膜が形成されており、溶射皮膜は、火炉壁管の耐高温腐食性や耐摩耗性を向上させている。
【０００３】
一方で、火炉壁面の基材と溶射皮膜の間には、硫化ガス等により腐食層を生じ、溶射皮膜を剥離させるという問題があるため、目視や超音波探傷により腐食層の有無を判断し、溶射部材の健全性を評価することが行われている。
【０００４】
尚、溶射部材の腐食評価方法及びその腐食評価装置の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７４８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、腐食層の有無のみでは溶射部材の健全性を適切に評価できないため、非破壊で腐食層の厚さを同定することが求められている。また超音波探傷を行う場合であっても、溶射皮膜は不均一なポーラスの層であるため、超音波を透過させた際に高周波数が減衰し、反射エコー（エコー高さ）により腐食層の厚さを同定することができないという問題があった。更に溶射皮膜の表面は粗く、適切な反射エコー（エコー高さ）を得ることができないため、同様に腐食層の厚さを同定することができないという問題があった。なお腐食層自体でも高い周波数が減衰すると想定されている。
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、腐食層の厚さを決定して溶射部材の健全性を評価する溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の溶射部材の腐食評価方法は、溶射皮膜と基材の間に生じる腐食層の厚さを同定するように、超音波探触子により溶射皮膜側から超音波を発振して腐食層の厚さ同定工程を行う溶射部材の腐食評価方法であって、
腐食層の厚さ同定工程は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出し、該ピーク周波数に基づいて腐食層の厚さを同定する工程であるものである。
【０００９】
本発明の溶射部材の腐食評価方法において、補助厚さ同定工程を備え、
補助厚さ同定工程は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換してスペクトル波形を求め、該スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変化する周波数帯域の比較面積とを求め、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定する工程であることが好ましい。
【００１０】
本発明の溶射部材の腐食評価方法において、連続ウェーブレット変換は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換したスペクトル波形と、マザーウェーブレットをフーリエ変換した波形とを積算し、該積算データを逆フーリエ変換して行うことが好ましい。
【００１１】
本発明の溶射部材の腐食評価方法において、補助厚さ同定工程でフーリエ変換により求めたスペクトル波形を、連続ウェーブレット変換に用いることが好ましい。
【００１２】
本発明の溶射部材の腐食評価装置は、溶射皮膜と基材を備えた溶射部材に対して超音波を発振する超音波探触子と、該超音波探触子からの信号を処理する信号解析部と、該信号解析部からのデータを処理する厚さ同定部とを備え、溶射皮膜と基材の間に生じる腐食層の厚さを同定する溶射部材の腐食評価装置であって、
前記超音波探触子は、溶射皮膜側から超音波を発振するように配置され、
前記信号解析部は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出する前段処理部を備えて構成され、
前記厚さ同定部は、ピーク周波数での信号に基づいて腐食層の厚さを同定する後段処理部を備えて構成されたものである。
【００１３】
本発明の溶射部材の腐食評価装置において、前記信号解析部は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換してスペクトル波形を求め、該スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変動する周波数帯域の比較面積とを求める補助前段処理部を備え、
前記厚さ同定部は、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定する補助後段処理部を備えて構成されたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置によれば、連続ウェーブレット変換によりピーク周波数を抽出して腐食層の厚さを同定するので、腐食層の厚さを適切に決定し、溶射皮膜の健全性を評価することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の溶射部材の腐食評価装置を示す概念図である。
【図２】本発明の溶射部材の腐食評価方法を示すフローである。
【図３】熱処理試験体を測定し、補助厚さ同定工程で処理する場合であって、（ａ）は基材底面からの反射信号を含む全体信号のグラフであり、（ｂ）は反射信号をフーリエ変換した際のスペクトル波形を示すグラフである。
【図４】図３と同じ熱処理試験体を測定し、厚さ同定工程で処理する場合であって、（ａ１）は基材底面からの反射信号を示すグラフであり、（ｂ１）は反射信号を連続ウェーブレット変換したグラフである。
【図５】腐食試験体を測定し、補助厚さ同定工程で処理する場合であって、（Ａ）は基材底面からの反射信号を含む全体信号のグラフであり、（Ｂ）は反射信号をフーリエ変換した際のスペクトル波形を示すグラフである。
【図６】図５と同じ腐食試験体を測定し、厚さ同定工程で処理する場合であって、（Ａ１）は基材底面からの反射信号を示すグラフであり、（Ｂ１）は反射信号を連続ウェーブレット変換したグラフである。
【図７】各熱処理試験体及び腐食試験体の面積比の結果を示すグラフである。
【図８】各熱処理試験体及び腐食試験体のピーク周波数の結果を示すグラフである。
【図９】面積比と腐食層の厚さの相関を示すグラフである。
【図１０】ピーク周波数と腐食層の厚さの相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態例を図１〜図１０を参照して説明する。
【００１７】
実施の形態例の溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置は、溶射皮膜１と基材２を備えた溶射部材Ａに対して配置される超音波探触子３と、超音波探触子３に接続される探傷器（パルサーレシーバ）４と、探傷器４に接続される信号採取部５と、信号採取部５に接続されて信号を処理する信号解析部６と、信号解析部６に接続されてデータを処理する厚さ同定部７と、厚さ同定部７に接続されてデータ等の信号を保存する信号保存部８とを備えている。ここで信号解析部６及び厚さ同定部７は、補助厚さ同定工程及び腐食層の厚さ同定工程を処理するように構成されている。また探傷器４、信号採取部５、信号解析部６、厚さ同定部７、信号保存部８は、ＰＣ等の処理手段により一体的に構成されても良いし、夫々別個に構成されても良い。更に溶射部材Ａの腐食評価装置は、検査結果等を表示する表示部（図示せず）を備えても良い。また溶射皮膜１は、Ｃｒ−Ｎｉ系の金属材料で構成されているが、他の金属やセラミックでも良い。更に基材２は、鋼材で構成されているが、他の金属やセラミックでも良い。
【００１８】
超音波探触子３は、内部に、送信部（図示せず）と受信部（図示せず）とを配し、超音波を発振して基材底面から反射信号（エコー信号）を受けるように構成されている。ここで適用し得る超音波の周波数は数百ｋＨｚから数十ＭＨｚまでが好ましく、特に５００ｋＨｚから２５ＭＨｚまでが好ましい。
【００１９】
探傷器４は、超音波探触子３からの反射信号を波形として受信するように構成されており、信号採取部５は、探傷器４からの波形をデジタル信号に変換するようになっている。
【００２０】
信号解析部６は、信号採取部５からの信号に対して高速フーリエ変換、２つの所定範囲におけるスペクトル波形の面積の計算、２つのスペクトル波形の面積比の計算をし得るように、図２に示すフローの処理（ステップＳ１〜Ｓ４）を行う補助前段処理部６ａを備えていると共に、信号採取部５からの信号に対して連続ウェーブレット変換、ピーク周波数の抽出を為しえるように、図２に示すフローの処理（ステップＳ６〜Ｓ１０）を行う前段処理部６ｂを備えている。
【００２１】
厚さ同定部７は、基材２と溶射皮膜１の間に生じる腐食層の厚さとスペクトル波形の面積比との相関を示す補助相関データを予め準備し、補助前段処理部６ａからのスペクトル波形の面積比を処理する補助後段処理部７ａを備えている。また厚さ同定部７は、基材２と溶射皮膜１の間に生じる腐食層の厚さとピーク周波数での信号との相関を示す相関データを予め準備し、前段処理部６ｂからピーク周波数を処理する後段処理部７ｂを備えている。ここで補助相関データ及び相関データは、準備段階で入力しても良いし、必要に応じて入力しても良い。
【００２２】
信号保存部８は、厚さ同定部７で用いたデータを全て保管するようになっている。ここで保管するデータは、所望のデータのみを保管するようにしても良いし、夫々の処理のデータ値を保管するようにしても良い。
【００２３】
以下、本発明の溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置の形態例の作用を説明する。
【００２４】
腐食層の厚さを評価する際には、最初に、溶射皮膜１の表面に超音波探触子３を配し、超音波探触子３から超音波を発振し、基材底面の反射信号（反射エコー）を受信する（ステップＳ１）。
【００２５】
次に超音波探触子３からの反射信号を探傷器４により波形として受信し、信号採取部５を介してデジタル信号に変換して信号解析部６に送信する。
【００２６】
続いて信号解析部６では、補助前段処理部６ａにより補助厚さ同定工程の前段を為すように、基材底面からの反射信号を高速フーリエ変換してスペクトル波形を求め（ステップＳ２）、スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変動する周波数帯域の比較面積とを計算し（ステップＳ３）、基準面積と比較面積の面積比（スペクトル波形の面積比）を計算する（ステップＳ４）。ここで基準面積の周波数帯域及び比較面積の周波数帯域は、スペクトル波形から設定しても良いし、他の条件に基づいて設定しても良い。
【００２７】
そして、厚さ同定部７では、補助後段処理部７ａにより補助厚さ同定工程の後段を為すように、補助相関データからスペクトル波形の面積比を腐食層の厚さに換算し、腐食層の厚さを同定する（ステップＳ５）。ここで補助厚さ同定工程は、必須の処理にしても良いし、必要に応じて行っても良い。
【００２８】
一方、信号解析部６では、同時に前段処理部６ｂにより腐食層の厚さ同定工程の前段を為すように、連続ウェーブレット変換を行い（ステップＳ６〜Ｓ９の枠の部分）、ピーク周波数を抽出する（ステップＳ１０）。ここで連続ウェーブレット変換は、ウェーブレット関数により、広い周波数領域において時間領域の情報を失うことなく、ピーク周波数を求めるものである。
【００２９】
更に連続ウェーブレット変換を具体的に示すと、信号解析部６では、初めDaubechiesやGaussianの４階微分波形等のマザーウェーブレットを準備し（ステップＳ６）、マザーウェーブレットを高速フーリエ変換して波形を取得し（ステップＳ７）、補助前段処理部６ａ等で高速フーリエ変換されたスペクトル波形と、マザーウェーブレットからのウェーブレットを掛け合わせて積算データを取得し（ステップＳ８）、積算データを逆高速フーリエ変換して連続ウェーブレット変換の結果を算出している（ステップＳ９）。ここで連続ウェーブレット変換では、スケーリング係数（周波数）の変化やウェーブレット係数の計算によりウェーブレット係数の等高線を作成しても良い。またマザーウェーブレットを高速フーリエ変換して波形を取得する処理（ステップＳ７）と、反射信号を高速フーリエ変換してスペクトル波形を取得する処理（ステップＳ２）は、どちらを先に処理しても良いし、同時に処理しても良い。更にマザーウェーブレットは他のものを用いても良い。
【００３０】
そしてピーク周波数を抽出した（ステップＳ１０）後、厚さ同定部７では、後段処理部７ｂにより厚さ同定工程の後段を為すように、相関データからピーク周波数での信号を腐食層の厚さに換算し、腐食層の厚さを同定する（ステップＳ１１）。
【００３１】
その後、補助厚さ同定工程で面積比により求めた腐食層の厚さと、厚さ同定工程で連続ウェーブレット変換及びピーク周波数の抽出により求めた腐食層の厚さとを取得し、腐食層の厚さを決定し、溶射部材Ａの健全性、更に具体的には溶射部材１と基材２の境界面の健全性を評価する（ステップＳ１２）。
【００３２】
ここで溶射部材Ａの健全性の評価は、腐食層の厚さ同定工程で計算した腐食層の厚さにより単純に評価しても良いし、補助厚さ同定工程で計算した腐食層の厚さを補助的に利用し、評価しても良い。
【実施例】
【００３３】
［試験１］
以下、溶射皮膜と基材を備えた溶射部材を試験体とし、当該試験体の腐食層の厚さを同定する試験を示す。試験体は、比較用の熱処理試験体と、腐食層を有する腐食試験体とを用いており、熱処理試験体は、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を５５０℃、２００時間熱処理して作成されたものである。また腐食試験体は、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材とを備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で、５５０℃、２００時間熱処理して作成されたものである。なお腐食試験体は、マスキングした後、表面中央部にスリットを入れ、腐食層を生じるようにしている。また熱処理試験体は、熱処理により組織を緻密にして安定な状態にしたものであり、内部には、大気中での熱処理により多少の酸化層を生じている。
【００３４】
初めに熱処理試験体及び腐食試験体を補助厚さ同定工程で面積比を求めるまでの処理を示す。最初に、熱処理試験体に１０ＭＨｚの超音波探触子から超音波を発振し、基材底面の反射信号を含む全体信号を取得し、図３（ａ）のグラフを得た。次に熱処理試験体の反射信号を高速フーリエ変換してスペクトル波形を求め、図３（ｂ）のグラフを得た。ここで図３（ａ）のＸは厚さ同定工程で利用する範囲であり、図３（ｂ）のＹはスペクトル波形が形成される周波数帯域０．５−１５ＭＨｚであり、図３（ｂ）のＺはスペクトル波形（周波数のパラメータ）が大きく変化する周波数帯域５−１２．５ＭＨｚである。続いて熱処理試験体のスペクトル波形から周波数帯域０．５−１５ＭＨｚの基準面積（図３（ｂ）のＹの領域における面積）を計算し、更に熱処理試験体のスペクトル波形から周波数帯域５−１２．５ＭＨｚの比較面積（図３（ｂ）のＺの領域における面積）を計算し、熱処理試験体の面積比（比較面積／基準面積）を求めた。
【００３５】
更に熱処理試験体を厚さ同定工程でピーク周波数を求めるまでの処理を示す。最初に、熱処理試験体に１０ＭＨｚの超音波探触子から超音波を発振し、基材底面の反射信号を含む全体信号を取得し、図３（ａ）のグラフを得た。そしてその図３（ａ）の基材底面の反射信号の範囲（Ｘの範囲）を拡大した図４（ａ１）のグラフを得た。次に熱処理試験体の反射信号を連続ウェーブレット変換した場合には、図４（ｂ１）のグラフになり、当該グラフから約７．５ＭＨｚの前後にピーク周波数を生じることが明らかとなった。
【００３６】
一方、腐食試験体を補助厚さ同定工程で面積比を求めるまでの処理を示す。最初に、腐食試験体に１０ＭＨｚの超音波探触子から超音波を発振し、基材底面の反射信号を含む全体信号を取得し、図５（Ａ）のグラフを得た。なお、この時点では腐食層による反射信号は送信パルスに隠れており、腐食層のピークを認識することはできない。次に腐食試験体の反射信号を高速フーリエ変換してスペクトル波形を求め、図５（Ｂ）のグラフを得た。このことから図３（ｂ）と比較して腐食層の発生に伴って５−１２．５ＭＨｚの周波数帯域で周波数のパラメータが大きく変化していることが明らかである。ここで図５（Ａ）のＸは厚さ同定工程で利用する範囲であり、図５（Ｂ）のＹはスペクトル波形を形成する周波数帯域０．５−１５ＭＨｚであり、図５（Ｂ）のＺはスペクトル波形（周波数のパラメータ）が大きく変化する周波数帯域５−１２．５ＭＨｚである。続いて熱処理試験体のスペクトル波形から周波数帯域０．５−１５ＭＨｚの基準面積（図５（Ｂ）のＹの領域における面積）を計算し、更に熱処理試験体のスペクトル波形から周波数帯域５−１２．５ＭＨｚの比較面積（図５（Ｂ）のＺの領域における面積）を計算し、熱処理試験体の面積比（比較面積／基準面積）を求めた。
【００３７】
更に腐食試験体を厚さ同定工程でピーク周波数を求めるまでの処理を示す。最初に、腐食試験体に１０ＭＨｚの超音波探触子から超音波を発振し、基材底面の反射信号を含む全体信号を取得し、図５（Ａ）のグラフを得た。そしてその図５（Ａ）の基材底面の反射信号の範囲（Ｘの範囲）を拡大した図６（Ａ１）のグラフを得た。次に熱処理試験体の反射信号を連続ウェーブレット変換した場合には、図６（Ｂ１）のグラフになり、当該グラフから約１．５ＭＨｚの前後にピーク周波数を生じることが明らかとなった。
【００３８】
［試験２］
以下、試験１で求めた熱処理試験体及び腐食試験体の面積比と共に、他の条件下で処理した熱処理試験体及び腐食試験体から求めた面積比をプロットし、図７のグラフを得た。ここで他の条件下の熱処理試験体は、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を５５０℃で１００時間熱処理して作成されたものであり、他の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を４５０℃で２０００時間熱処理して形成されたものである。また腐食試験体の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で、５５０℃、１００時間熱処理して作成されたものであり、他の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度７００ｐｐｍの条件下で、４５０℃、２０００時間熱処理して作成されたものである。なおエコー高さは、温度、時間の増加に伴って増大する傾向があることから、図７の横軸では、当該温度の違いを一つのグラフで整理するためにラーソンミラー(C=5)で整理し、４５０℃換算での熱時効時間を表している。
【００３９】
この結果、腐食層の発生等の条件を合わせるように並べると、複数の熱処理試験体の面積比は同程度の値になる一方で、腐食試験体の面積比は、熱処理試験体の面積比に比べて低下し、腐食層の厚さに対応していると想定できた。
【００４０】
［試験３］
以下、試験１で求めた熱処理試験体及び腐食試験体のピーク周波数と共に、他の条件下で処理した熱処理試験体及び腐食試験体から求めたピーク周波数をプロットし、図８のグラフを得た。ここで試験２と同様に、他の条件下の熱処理試験体は６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を５５０℃で１００時間熱処理して作成されてものであり、他の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を４５０℃で２０００時間熱処理して形成されたものである。また腐食試験体の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で、５５０℃、１００時間熱処理して作成されたものであり、他の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度７００ｐｐｍの条件下で、４５０℃、２０００時間熱処理して作成されたものである。なお図８の横軸では、図７と同様に、当該温度の違いを一つのグラフで整理するためにラーソンミラー(C=5)で整理し、４５０℃換算での熱時効時間を表している。
【００４１】
この結果、腐食層の発生等の条件を合わせるように並べると、複数の熱処理試験体のピーク周波数は同程度の値になる一方で、腐食試験体のピーク周波数は、熱処理試験体のピーク周波数に比べて低下し、腐食層の厚さに対応していると想定できた。
【００４２】
［試験４］
以下、試験１−３で求めた腐食試験体の面積比と、実際の腐食層の厚さの相関を試験した。ここで腐食層の厚さは、電子顕微鏡等の検査手段により実際に測定したものであり、試験１で示すＨ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均１０．７μｍであった。また試験２で示すＨ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均１３．７μｍであり、更に試験２で示すＨ２Ｓ濃度７００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均６．６μｍであった。
【００４３】
この結果、腐食層の厚さと面積比の低下量をプロットすると、図９に示す如く一定の直線性のある相関（補助相関データ）が示された。腐食層の厚さを同定する際には、このような相関のグラフから求めても良いし、グラフの直線の傾きから求めても良い。
【００４４】
［試験５］
以下、試験１−３で求めた腐食試験体のピーク周波数と、実際の腐食層の厚さの相関を試験した。ここで腐食層の厚さは、電子顕微鏡等の検査手段により実際に測定したものである。試験４と同様に、試験１で示すＨ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均１０．７μｍであった。また試験３で示すＨ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均１３．７μｍであり、更に試験３で示すＨ２Ｓ濃度７００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均６．６μｍであった。
【００４５】
この結果、腐食層の厚さとピーク周波数の低下量をプロットすると、図１０に示す如く一定の直線性のある相関（相関データ）が示された。腐食層の厚さを同定する際には、このような相関のグラフから求めても良いし、グラフの直線の傾きから求めても良い。
【００４６】
而して、このように実施の形態例によれば、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定するので、腐食層の厚さを一層適切に決定し、溶射部材Ａの健全性を評価することができる。
【００４７】
実施の形態例において、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定し、当該腐食層の厚さを補助的に利用し得るので、腐食層の厚さを一層適切に決定し、溶射部材Ａの健全性を評価することができる。
【００４８】
実施の形態例において、連続ウェーブレット変換は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換したスペクトル波形と、マザーウェーブレットをフーリエ変換した波形とを積算し、該積算データを逆フーリエ変換して行うので、連続ウェーブレット変換を好適に為し、結果的に腐食層の厚さを一層適切に決定し、溶射部材Ａの健全性を評価することができる。
【００４９】
実施の形態例において、補助厚さ同定工程で、フーリエ変換により求めたスペクトル波形を、連続ウェーブレット変換に用いると、補助厚さ同定工程及び腐食層の厚さ同定工程を、同じ条件のデータを基準にして処理し得るので、腐食層の厚さを一層適切に決定し、溶射部材Ａの健全性を評価することができる。
【００５０】
尚、本発明の溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 溶射皮膜
２ 基材
３ 超音波探触子
６ａ 補助前段処理部
６ｂ 前段処理部
７ 同定部
７ａ 補助後段処理部
７ｂ 後段処理部
Ａ 溶射部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材と溶射皮膜を備えた溶射部材に対して健全性を評価する溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電用ボイラの火炉壁管には、金属やセラミックス等の溶射材で被覆される数百μｍから数ｍｍの溶射皮膜、好ましくは１００〜３０００μｍの溶射皮膜が形成されており、溶射皮膜は、火炉壁管の耐高温腐食性や耐摩耗性を向上させている。
【０００３】
一方で、火炉壁面の基材と溶射皮膜の間には、硫化ガス等により腐食層を生じ、溶射皮膜を剥離させるという問題があるため、目視や超音波探傷により腐食層の有無を判断し、溶射部材の健全性を評価することが行われている。
【０００４】
尚、溶射部材の腐食評価方法及びその腐食評価装置の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７４８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、腐食層の有無のみでは溶射部材の健全性を適切に評価できないため、非破壊で腐食層の厚さを同定することが求められている。また超音波探傷を行う場合であっても、溶射皮膜は不均一なポーラスの層であるため、超音波を透過させた際に高周波数が減衰し、反射エコー（エコー高さ）により腐食層の厚さを同定することができないという問題があった。更に溶射皮膜の表面は粗く、適切な反射エコー（エコー高さ）を得ることができないため、同様に腐食層の厚さを同定することができないという問題があった。なお腐食層自体でも高い周波数が減衰すると想定されている。
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、腐食層の厚さを決定して溶射部材の健全性を評価する溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の溶射部材の腐食評価方法は、溶射皮膜と基材の間に生じる腐食層の厚さを同定するように、超音波探触子により溶射皮膜側から超音波を発振して腐食層の厚さ同定工程を行う溶射部材の腐食評価方法であって、
腐食層の厚さ同定工程は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出し、該ピーク周波数に基づいて腐食層の厚さを同定する工程であるものである。
【０００９】
本発明の溶射部材の腐食評価方法において、補助厚さ同定工程を備え、
補助厚さ同定工程は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換してスペクトル波形を求め、該スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変化する周波数帯域の比較面積とを求め、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定する工程であることが好ましい。
【００１０】
本発明の溶射部材の腐食評価方法において、連続ウェーブレット変換は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換したスペクトル波形と、マザーウェーブレットをフーリエ変換した波形とを積算し、該積算データを逆フーリエ変換して行うことが好ましい。
【００１１】
本発明の溶射部材の腐食評価方法において、補助厚さ同定工程でフーリエ変換により求めたスペクトル波形を、連続ウェーブレット変換に用いることが好ましい。
【００１２】
本発明の溶射部材の腐食評価装置は、溶射皮膜と基材を備えた溶射部材に対して超音波を発振する超音波探触子と、該超音波探触子からの信号を処理する信号解析部と、該信号解析部からのデータを処理する厚さ同定部とを備え、溶射皮膜と基材の間に生じる腐食層の厚さを同定する溶射部材の腐食評価装置であって、
前記超音波探触子は、溶射皮膜側から超音波を発振するように配置され、
前記信号解析部は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出する前段処理部を備えて構成され、
前記厚さ同定部は、ピーク周波数での信号に基づいて腐食層の厚さを同定する後段処理部を備えて構成されたものである。
【００１３】
本発明の溶射部材の腐食評価装置において、前記信号解析部は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換してスペクトル波形を求め、該スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変動する周波数帯域の比較面積とを求める補助前段処理部を備え、
前記厚さ同定部は、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定する補助後段処理部を備えて構成されたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置によれば、連続ウェーブレット変換によりピーク周波数を抽出して腐食層の厚さを同定するので、腐食層の厚さを適切に決定し、溶射皮膜の健全性を評価することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の溶射部材の腐食評価装置を示す概念図である。
【図２】本発明の溶射部材の腐食評価方法を示すフローである。
【図３】熱処理試験体を測定し、補助厚さ同定工程で処理する場合であって、（ａ）は基材底面からの反射信号を含む全体信号のグラフであり、（ｂ）は反射信号をフーリエ変換した際のスペクトル波形を示すグラフである。
【図４】図３と同じ熱処理試験体を測定し、厚さ同定工程で処理する場合であって、（ａ１）は基材底面からの反射信号を示すグラフであり、（ｂ１）は反射信号を連続ウェーブレット変換したグラフである。
【図５】腐食試験体を測定し、補助厚さ同定工程で処理する場合であって、（Ａ）は基材底面からの反射信号を含む全体信号のグラフであり、（Ｂ）は反射信号をフーリエ変換した際のスペクトル波形を示すグラフである。
【図６】図５と同じ腐食試験体を測定し、厚さ同定工程で処理する場合であって、（Ａ１）は基材底面からの反射信号を示すグラフであり、（Ｂ１）は反射信号を連続ウェーブレット変換したグラフである。
【図７】各熱処理試験体及び腐食試験体の面積比の結果を示すグラフである。
【図８】各熱処理試験体及び腐食試験体のピーク周波数の結果を示すグラフである。
【図９】面積比と腐食層の厚さの相関を示すグラフである。
【図１０】ピーク周波数と腐食層の厚さの相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態例を図１〜図１０を参照して説明する。
【００１７】
実施の形態例の溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置は、溶射皮膜１と基材２を備えた溶射部材Ａに対して配置される超音波探触子３と、超音波探触子３に接続される探傷器（パルサーレシーバ）４と、探傷器４に接続される信号採取部５と、信号採取部５に接続されて信号を処理する信号解析部６と、信号解析部６に接続されてデータを処理する厚さ同定部７と、厚さ同定部７に接続されてデータ等の信号を保存する信号保存部８とを備えている。ここで信号解析部６及び厚さ同定部７は、補助厚さ同定工程及び腐食層の厚さ同定工程を処理するように構成されている。また探傷器４、信号採取部５、信号解析部６、厚さ同定部７、信号保存部８は、ＰＣ等の処理手段により一体的に構成されても良いし、夫々別個に構成されても良い。更に溶射部材Ａの腐食評価装置は、検査結果等を表示する表示部（図示せず）を備えても良い。また溶射皮膜１は、Ｃｒ−Ｎｉ系の金属材料で構成されているが、他の金属やセラミックでも良い。更に基材２は、鋼材で構成されているが、他の金属やセラミックでも良い。
【００１８】
超音波探触子３は、内部に、送信部（図示せず）と受信部（図示せず）とを配し、超音波を発振して基材底面から反射信号（エコー信号）を受けるように構成されている。ここで適用し得る超音波の周波数は数百ｋＨｚから数十ＭＨｚまでが好ましく、特に５００ｋＨｚから２５ＭＨｚまでが好ましい。
【００１９】
探傷器４は、超音波探触子３からの反射信号を波形として受信するように構成されており、信号採取部５は、探傷器４からの波形をデジタル信号に変換するようになっている。
【００２０】
信号解析部６は、信号採取部５からの信号に対して高速フーリエ変換、２つの所定範囲におけるスペクトル波形の面積の計算、２つのスペクトル波形の面積比の計算をし得るように、図２に示すフローの処理（ステップＳ１〜Ｓ４）を行う補助前段処理部６ａを備えていると共に、信号採取部５からの信号に対して連続ウェーブレット変換、ピーク周波数の抽出を為しえるように、図２に示すフローの処理（ステップＳ６〜Ｓ１０）を行う前段処理部６ｂを備えている。
【００２１】
厚さ同定部７は、基材２と溶射皮膜１の間に生じる腐食層の厚さとスペクトル波形の面積比との相関を示す補助相関データを予め準備し、補助前段処理部６ａからのスペクトル波形の面積比を処理する補助後段処理部７ａを備えている。また厚さ同定部７は、基材２と溶射皮膜１の間に生じる腐食層の厚さとピーク周波数での信号との相関を示す相関データを予め準備し、前段処理部６ｂからピーク周波数を処理する後段処理部７ｂを備えている。ここで補助相関データ及び相関データは、準備段階で入力しても良いし、必要に応じて入力しても良い。
【００２２】
信号保存部８は、厚さ同定部７で用いたデータを全て保管するようになっている。ここで保管するデータは、所望のデータのみを保管するようにしても良いし、夫々の処理のデータ値を保管するようにしても良い。
【００２３】
以下、本発明の溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置の形態例の作用を説明する。
【００２４】
腐食層の厚さを評価する際には、最初に、溶射皮膜１の表面に超音波探触子３を配し、超音波探触子３から超音波を発振し、基材底面の反射信号（反射エコー）を受信する（ステップＳ１）。
【００２５】
次に超音波探触子３からの反射信号を探傷器４により波形として受信し、信号採取部５を介してデジタル信号に変換して信号解析部６に送信する。
【００２６】
続いて信号解析部６では、補助前段処理部６ａにより補助厚さ同定工程の前段を為すように、基材底面からの反射信号を高速フーリエ変換してスペクトル波形を求め（ステップＳ２）、スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変動する周波数帯域の比較面積とを計算し（ステップＳ３）、基準面積と比較面積の面積比（スペクトル波形の面積比）を計算する（ステップＳ４）。ここで基準面積の周波数帯域及び比較面積の周波数帯域は、スペクトル波形から設定しても良いし、他の条件に基づいて設定しても良い。
【００２７】
そして、厚さ同定部７では、補助後段処理部７ａにより補助厚さ同定工程の後段を為すように、補助相関データからスペクトル波形の面積比を腐食層の厚さに換算し、腐食層の厚さを同定する（ステップＳ５）。ここで補助厚さ同定工程は、必須の処理にしても良いし、必要に応じて行っても良い。
【００２８】
一方、信号解析部６では、同時に前段処理部６ｂにより腐食層の厚さ同定工程の前段を為すように、連続ウェーブレット変換を行い（ステップＳ６〜Ｓ９の枠の部分）、ピーク周波数を抽出する（ステップＳ１０）。ここで連続ウェーブレット変換は、ウェーブレット関数により、広い周波数領域において時間領域の情報を失うことなく、ピーク周波数を求めるものである。
【００２９】
更に連続ウェーブレット変換を具体的に示すと、信号解析部６では、初めDaubechiesやGaussianの４階微分波形等のマザーウェーブレットを準備し（ステップＳ６）、マザーウェーブレットを高速フーリエ変換して波形を取得し（ステップＳ７）、補助前段処理部６ａ等で高速フーリエ変換されたスペクトル波形と、マザーウェーブレットからのウェーブレットを掛け合わせて積算データを取得し（ステップＳ８）、積算データを逆高速フーリエ変換して連続ウェーブレット変換の結果を算出している（ステップＳ９）。ここで連続ウェーブレット変換では、スケーリング係数（周波数）の変化やウェーブレット係数の計算によりウェーブレット係数の等高線を作成しても良い。またマザーウェーブレットを高速フーリエ変換して波形を取得する処理（ステップＳ７）と、反射信号を高速フーリエ変換してスペクトル波形を取得する処理（ステップＳ２）は、どちらを先に処理しても良いし、同時に処理しても良い。更にマザーウェーブレットは他のものを用いても良い。
【００３０】
そしてピーク周波数を抽出した（ステップＳ１０）後、厚さ同定部７では、後段処理部７ｂにより厚さ同定工程の後段を為すように、相関データからピーク周波数での信号を腐食層の厚さに換算し、腐食層の厚さを同定する（ステップＳ１１）。
【００３１】
その後、補助厚さ同定工程で面積比により求めた腐食層の厚さと、厚さ同定工程で連続ウェーブレット変換及びピーク周波数の抽出により求めた腐食層の厚さとを取得し、腐食層の厚さを決定し、溶射部材Ａの健全性、更に具体的には溶射部材１と基材２の境界面の健全性を評価する（ステップＳ１２）。
【００３２】
ここで溶射部材Ａの健全性の評価は、腐食層の厚さ同定工程で計算した腐食層の厚さにより単純に評価しても良いし、補助厚さ同定工程で計算した腐食層の厚さを補助的に利用し、評価しても良い。
【実施例】
【００３３】
［試験１］
以下、溶射皮膜と基材を備えた溶射部材を試験体とし、当該試験体の腐食層の厚さを同定する試験を示す。試験体は、比較用の熱処理試験体と、腐食層を有する腐食試験体とを用いており、熱処理試験体は、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を５５０℃、２００時間熱処理して作成されたものである。また腐食試験体は、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材とを備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で、５５０℃、２００時間熱処理して作成されたものである。なお腐食試験体は、マスキングした後、表面中央部にスリットを入れ、腐食層を生じるようにしている。また熱処理試験体は、熱処理により組織を緻密にして安定な状態にしたものであり、内部には、大気中での熱処理により多少の酸化層を生じている。
【００３４】
初めに熱処理試験体及び腐食試験体を補助厚さ同定工程で面積比を求めるまでの処理を示す。最初に、熱処理試験体に１０ＭＨｚの超音波探触子から超音波を発振し、基材底面の反射信号を含む全体信号を取得し、図３（ａ）のグラフを得た。次に熱処理試験体の反射信号を高速フーリエ変換してスペクトル波形を求め、図３（ｂ）のグラフを得た。ここで図３（ａ）のＸは厚さ同定工程で利用する範囲であり、図３（ｂ）のＹはスペクトル波形が形成される周波数帯域０．５−１５ＭＨｚであり、図３（ｂ）のＺはスペクトル波形（周波数のパラメータ）が大きく変化する周波数帯域５−１２．５ＭＨｚである。続いて熱処理試験体のスペクトル波形から周波数帯域０．５−１５ＭＨｚの基準面積（図３（ｂ）のＹの領域における面積）を計算し、更に熱処理試験体のスペクトル波形から周波数帯域５−１２．５ＭＨｚの比較面積（図３（ｂ）のＺの領域における面積）を計算し、熱処理試験体の面積比（比較面積／基準面積）を求めた。
【００３５】
更に熱処理試験体を厚さ同定工程でピーク周波数を求めるまでの処理を示す。最初に、熱処理試験体に１０ＭＨｚの超音波探触子から超音波を発振し、基材底面の反射信号を含む全体信号を取得し、図３（ａ）のグラフを得た。そしてその図３（ａ）の基材底面の反射信号の範囲（Ｘの範囲）を拡大した図４（ａ１）のグラフを得た。次に熱処理試験体の反射信号を連続ウェーブレット変換した場合には、図４（ｂ１）のグラフになり、当該グラフから約７．５ＭＨｚの前後にピーク周波数を生じることが明らかとなった。
【００３６】
一方、腐食試験体を補助厚さ同定工程で面積比を求めるまでの処理を示す。最初に、腐食試験体に１０ＭＨｚの超音波探触子から超音波を発振し、基材底面の反射信号を含む全体信号を取得し、図５（Ａ）のグラフを得た。なお、この時点では腐食層による反射信号は送信パルスに隠れており、腐食層のピークを認識することはできない。次に腐食試験体の反射信号を高速フーリエ変換してスペクトル波形を求め、図５（Ｂ）のグラフを得た。このことから図３（ｂ）と比較して腐食層の発生に伴って５−１２．５ＭＨｚの周波数帯域で周波数のパラメータが大きく変化していることが明らかである。ここで図５（Ａ）のＸは厚さ同定工程で利用する範囲であり、図５（Ｂ）のＹはスペクトル波形を形成する周波数帯域０．５−１５ＭＨｚであり、図５（Ｂ）のＺはスペクトル波形（周波数のパラメータ）が大きく変化する周波数帯域５−１２．５ＭＨｚである。続いて熱処理試験体のスペクトル波形から周波数帯域０．５−１５ＭＨｚの基準面積（図５（Ｂ）のＹの領域における面積）を計算し、更に熱処理試験体のスペクトル波形から周波数帯域５−１２．５ＭＨｚの比較面積（図５（Ｂ）のＺの領域における面積）を計算し、熱処理試験体の面積比（比較面積／基準面積）を求めた。
【００３７】
更に腐食試験体を厚さ同定工程でピーク周波数を求めるまでの処理を示す。最初に、腐食試験体に１０ＭＨｚの超音波探触子から超音波を発振し、基材底面の反射信号を含む全体信号を取得し、図５（Ａ）のグラフを得た。そしてその図５（Ａ）の基材底面の反射信号の範囲（Ｘの範囲）を拡大した図６（Ａ１）のグラフを得た。次に熱処理試験体の反射信号を連続ウェーブレット変換した場合には、図６（Ｂ１）のグラフになり、当該グラフから約１．５ＭＨｚの前後にピーク周波数を生じることが明らかとなった。
【００３８】
［試験２］
以下、試験１で求めた熱処理試験体及び腐食試験体の面積比と共に、他の条件下で処理した熱処理試験体及び腐食試験体から求めた面積比をプロットし、図７のグラフを得た。ここで他の条件下の熱処理試験体は、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を５５０℃で１００時間熱処理して作成されたものであり、他の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を４５０℃で２０００時間熱処理して形成されたものである。また腐食試験体の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で、５５０℃、１００時間熱処理して作成されたものであり、他の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度７００ｐｐｍの条件下で、４５０℃、２０００時間熱処理して作成されたものである。なおエコー高さは、温度、時間の増加に伴って増大する傾向があることから、図７の横軸では、当該温度の違いを一つのグラフで整理するためにラーソンミラー(C=5)で整理し、４５０℃換算での熱時効時間を表している。
【００３９】
この結果、腐食層の発生等の条件を合わせるように並べると、複数の熱処理試験体の面積比は同程度の値になる一方で、腐食試験体の面積比は、熱処理試験体の面積比に比べて低下し、腐食層の厚さに対応していると想定できた。
【００４０】
［試験３］
以下、試験１で求めた熱処理試験体及び腐食試験体のピーク周波数と共に、他の条件下で処理した熱処理試験体及び腐食試験体から求めたピーク周波数をプロットし、図８のグラフを得た。ここで試験２と同様に、他の条件下の熱処理試験体は６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を５５０℃で１００時間熱処理して作成されてものであり、他の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を４５０℃で２０００時間熱処理して形成されたものである。また腐食試験体の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で、５５０℃、１００時間熱処理して作成されたものであり、他の１つは、６００μｍの溶射皮膜と６ｍｍの基材を備えた溶射部材を、Ｈ２Ｓ濃度７００ｐｐｍの条件下で、４５０℃、２０００時間熱処理して作成されたものである。なお図８の横軸では、図７と同様に、当該温度の違いを一つのグラフで整理するためにラーソンミラー(C=5)で整理し、４５０℃換算での熱時効時間を表している。
【００４１】
この結果、腐食層の発生等の条件を合わせるように並べると、複数の熱処理試験体のピーク周波数は同程度の値になる一方で、腐食試験体のピーク周波数は、熱処理試験体のピーク周波数に比べて低下し、腐食層の厚さに対応していると想定できた。
【００４２】
［試験４］
以下、試験１−３で求めた腐食試験体の面積比と、実際の腐食層の厚さの相関を試験した。ここで腐食層の厚さは、電子顕微鏡等の検査手段により実際に測定したものであり、試験１で示すＨ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均１０．７μｍであった。また試験２で示すＨ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均１３．７μｍであり、更に試験２で示すＨ２Ｓ濃度７００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均６．６μｍであった。
【００４３】
この結果、腐食層の厚さと面積比の低下量をプロットすると、図９に示す如く一定の直線性のある相関（補助相関データ）が示された。腐食層の厚さを同定する際には、このような相関のグラフから求めても良いし、グラフの直線の傾きから求めても良い。
【００４４】
［試験５］
以下、試験１−３で求めた腐食試験体のピーク周波数と、実際の腐食層の厚さの相関を試験した。ここで腐食層の厚さは、電子顕微鏡等の検査手段により実際に測定したものである。試験４と同様に、試験１で示すＨ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均１０．７μｍであった。また試験３で示すＨ２Ｓ濃度４０００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均１３．７μｍであり、更に試験３で示すＨ２Ｓ濃度７００ｐｐｍの条件下で作成された腐食試験体の腐食層は平均６．６μｍであった。
【００４５】
この結果、腐食層の厚さとピーク周波数の低下量をプロットすると、図１０に示す如く一定の直線性のある相関（相関データ）が示された。腐食層の厚さを同定する際には、このような相関のグラフから求めても良いし、グラフの直線の傾きから求めても良い。
【００４６】
而して、このように実施の形態例によれば、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定するので、腐食層の厚さを一層適切に決定し、溶射部材Ａの健全性を評価することができる。
【００４７】
実施の形態例において、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定し、当該腐食層の厚さを補助的に利用し得るので、腐食層の厚さを一層適切に決定し、溶射部材Ａの健全性を評価することができる。
【００４８】
実施の形態例において、連続ウェーブレット変換は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換したスペクトル波形と、マザーウェーブレットをフーリエ変換した波形とを積算し、該積算データを逆フーリエ変換して行うので、連続ウェーブレット変換を好適に為し、結果的に腐食層の厚さを一層適切に決定し、溶射部材Ａの健全性を評価することができる。
【００４９】
実施の形態例において、補助厚さ同定工程で、フーリエ変換により求めたスペクトル波形を、連続ウェーブレット変換に用いると、補助厚さ同定工程及び腐食層の厚さ同定工程を、同じ条件のデータを基準にして処理し得るので、腐食層の厚さを一層適切に決定し、溶射部材Ａの健全性を評価することができる。
【００５０】
尚、本発明の溶射部材の腐食評価方法及び腐食評価装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 溶射皮膜
２ 基材
３ 超音波探触子
６ａ 補助前段処理部
６ｂ 前段処理部
７ 同定部
７ａ 補助後段処理部
７ｂ 後段処理部
Ａ 溶射部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射皮膜と基材の間に生じる腐食層の厚さを同定するように、超音波探触子により溶射皮膜側から超音波を発振して腐食層の厚さ同定工程を行う溶射部材の腐食評価方法であって、
腐食層の厚さ同定工程は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出し、該ピーク周波数に基づいて腐食層の厚さを同定する工程であることを特徴とする溶射部材の腐食評価方法。
【請求項２】
補助厚さ同定工程を備え、
補助厚さ同定工程は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換してスペクトル波形を求め、該スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変化する周波数帯域の比較面積とを求め、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定する工程であることを特徴とする請求項１に記載の溶射部材の腐食評価方法。
【請求項３】
連続ウェーブレット変換は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換したスペクトル波形と、マザーウェーブレットをフーリエ変換した波形とを積算し、該積算データを逆フーリエ変換して行うことを特徴とする請求項１に記載の溶射部材の腐食評価方法。
【請求項４】
補助厚さ同定工程でフーリエ変換により求めたスペクトル波形を、連続ウェーブレット変換に用いることを特徴とする請求項２又は３に記載の溶射部材の腐食評価方法。
【請求項５】
溶射皮膜と基材を備えた溶射部材に対して超音波を発振する超音波探触子と、該超音波探触子からの信号を処理する信号解析部と、該信号解析部からのデータを処理する厚さ同定部とを備え、溶射皮膜と基材の間に生じる腐食層の厚さを同定する溶射部材の腐食評価装置であって、
前記超音波探触子は、溶射皮膜側から超音波を発振するように配置され、
前記信号解析部は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出する前段処理部を備えて構成され、
前記厚さ同定部は、ピーク周波数での信号に基づいて腐食層の厚さを同定する後段処理部を備えて構成されたことを特徴とする溶射部材の腐食評価装置。
【請求項６】
前記信号解析部は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換してスペクトル波形を求め、該スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変動する周波数帯域の比較面積とを求める補助前段処理部を備え、
前記厚さ同定部は、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定する補助後段処理部を備えて構成されたことを特徴とする請求項５に記載の溶射部材の腐食評価装置。
【請求項１】
溶射皮膜と基材の間に生じる腐食層の厚さを同定するように、超音波探触子により溶射皮膜側から超音波を発振して腐食層の厚さ同定工程を行う溶射部材の腐食評価方法であって、
腐食層の厚さ同定工程は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出し、該ピーク周波数に基づいて腐食層の厚さを同定する工程であることを特徴とする溶射部材の腐食評価方法。
【請求項２】
補助厚さ同定工程を備え、
補助厚さ同定工程は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換してスペクトル波形を求め、該スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変化する周波数帯域の比較面積とを求め、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定する工程であることを特徴とする請求項１に記載の溶射部材の腐食評価方法。
【請求項３】
連続ウェーブレット変換は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換したスペクトル波形と、マザーウェーブレットをフーリエ変換した波形とを積算し、該積算データを逆フーリエ変換して行うことを特徴とする請求項１に記載の溶射部材の腐食評価方法。
【請求項４】
補助厚さ同定工程でフーリエ変換により求めたスペクトル波形を、連続ウェーブレット変換に用いることを特徴とする請求項２又は３に記載の溶射部材の腐食評価方法。
【請求項５】
溶射皮膜と基材を備えた溶射部材に対して超音波を発振する超音波探触子と、該超音波探触子からの信号を処理する信号解析部と、該信号解析部からのデータを処理する厚さ同定部とを備え、溶射皮膜と基材の間に生じる腐食層の厚さを同定する溶射部材の腐食評価装置であって、
前記超音波探触子は、溶射皮膜側から超音波を発振するように配置され、
前記信号解析部は、基材底面の反射信号を連続ウェーブレット変換してピーク周波数を抽出する前段処理部を備えて構成され、
前記厚さ同定部は、ピーク周波数での信号に基づいて腐食層の厚さを同定する後段処理部を備えて構成されたことを特徴とする溶射部材の腐食評価装置。
【請求項６】
前記信号解析部は、基材底面からの反射信号をフーリエ変換してスペクトル波形を求め、該スペクトル波形が形成される周波数帯域の基準面積と、腐食層の増加によってスペクトル波形が変動する周波数帯域の比較面積とを求める補助前段処理部を備え、
前記厚さ同定部は、基準面積と比較面積の面積比に基づいて腐食層の厚さを同定する補助後段処理部を備えて構成されたことを特徴とする請求項５に記載の溶射部材の腐食評価装置。
【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２０１２−５２８２０（Ｐ２０１２−５２８２０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３２１１（Ｐ２０１０−１９３２１１）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００１９８３１８）株式会社ＩＨＩ検査計測 (132)
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００１９８３１８）株式会社ＩＨＩ検査計測 (132)
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
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