(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に非磁性体の金属層が形成された強磁性金属管の複数の異なる損傷段階にある金属管及び未使用金属管に対し内挿プローブ型渦流探傷装置によって探傷試験を行い、この試験によって得られる情報を図形化することによって基準図形を確立し、検査対象となる金属管について同様に内挿プローブ型渦流探傷装置によって探傷試験を行って得られる図形と前記基準図形とを比較することによって検査対象金属管の損傷段階を特定する金属管内部損傷検査方法において、前記内挿プローブ型渦流探傷装置がプローブの試験コイルの両側に金属管内部のごく浅い表面層のみを磁気飽和できる弱磁力永久磁石を配した磁気飽和手段を有し、上記弱磁力永久磁石によって渦電流の浸透深さが磁気飽和されている範囲内となるように探傷試験を行い、強磁性金属管及び金属管内面の非磁性体の金属層の探傷試験を行うことを特徴とする金属管内部損傷検査方法。
【請求項２】
自己比較型プローブを有する渦流探傷装置を用いることを特徴とする請求項１に記載の金属管内部損傷検査方法。
【請求項３】
検査対象金属管の検査を必要とする管厚方向深度に応じて、試験コイルに印加する交流の周波数を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の金属管内部損傷検査方法。
【請求項４】
検査対象金属管の構成材料に応じて、試験コイルに印加する交流の周波数を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の金属管内部損傷検査方法。
【請求項５】
非磁性体の金属層が溶融アルミニウムメッキ層である請求項１〜４のいずれか一に記載の金属管内部損傷検査方法。
【請求項６】
試験コイルに１００〜４００ＫＨｚの交流を印加することを特徴とする請求項５に記載の金属管内部損傷検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内面に非磁性体の金属層が形成された強磁性体の金属管、特に、内面に溶融アルミニウムメッキ層が形成された炭素鋼管における内部損傷の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却水に海水を利用する熱交換器には、一般に銅合金管が使用されているが、プロセス上の理由から銅合金管を使用できない場合には、溶融アルミニウムメッキを施工した炭素鋼管（以下溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管と記述する）を使用することがある。
【０００３】
溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管におけるアルミニウムメッキ層は、炭素鋼の被覆材として機能するとともに、アルミニウムと炭素鋼との腐食電位差を利用した防食犠牲材としても機能している。しかし、海水によりアルミニウムメッキ層が一旦消失してしまうと、合金層と炭素鋼との腐食電位差により、今度は、合金層に存在する微細な欠陥等を起点として炭素鋼の局部腐食が急速に進行し、チューブ開口に至って重大な漏洩事故を引き起こす可能性が高い。
【０００４】
従って、溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管の使用に際しては、アルミニウムメッキ層の消失した箇所や炭素鋼が局部腐食した箇所を早期にかつ確実に発見することが重要となり、そのために種々の手法が実行及び考案されてきた。
【０００５】
まず、最も一般的に行なわれる方法として、ファイバースコープによる目視検査や、水浸超音波探傷試験が挙げられる。しかし、これらの方法は検査速度が遅く、熱交換器のように１単位で数百本もの金属管を有するものを検査するためには多大な労力が必要となる。また、前処理状態や損傷形態によっては必ずしもすべての欠陥を検出することができず、信頼性の面で問題があった。
【０００６】
次に、内挿プローブ型渦流探傷装置を使用する方法がある。
この方法は一般的に、プローブを金属管の中に挿入して損傷箇所からの信号を受信するものであるが、その際、一対の試験コイルを並列して配置した自己比較型プローブを用いることが多い。自己比較型プローブは試験体の隣接した２つの部分の差異を検出するものである。従って、ドリルホールのような局部的変化に対しては良く応答し、逆に、組成、形状、寸法の微妙な変化によるなだらかな変化、搬送振動などによる相対位置の変化、周囲の温度変化等、検査目的外の要因による影響は２個のコイルにより相殺され、検査精度の良い点が優れている。
【０００７】
しかし、例えばここで検査対象として考える溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管を含めて金属管母材が強磁性体である場合には、透磁率変化によるノイズが発生し、いわゆるＳ／Ｎ比が著しく低下して欠陥信号の検出が困難となる。従って、上記渦流探傷検査は、非磁性体金属管の保守点検検査技術としては一般的であっても、強磁性体金属管に対してはそのまま適用することはできない。
【０００８】
そこで、試験コイルに対して複数の周波数の高周波交流を印加して、基本周波数成分を持つ磁場と、より高周波の成分を持つ磁場とを金属管に加え、２種類の磁場から得られる信号のノイズ成分が相殺されるように検出信号を合成処理（ミキシング）する手法が、例えば「非破壊検査第４２巻第２号ＰＰ８６−９３」において開示されており、この方法により強磁性体による磁気不均一の影響を除去することが可能とされている。
【０００９】
ところで、試験コイルに交流を印加すると励磁コイル周辺には直接磁場と間接磁場とが発生する。上記一般的な渦流探傷検査法は、渦電流の変化を間接磁場の変化として検知する方法であるが、このとき、直接磁場の影響をも受けている。従って、上述のように直接磁場が均一である非磁性体金属管を検査する場合には何ら問題はないが、直接磁場が変動する強磁性体金属管の検査においては大きなノイズが発生し、検査に支障を来してしまう。ところが、管径の２〜３倍の位置には、直接磁場が低下して殆ど間接磁場のみとなるリモートフィールドと呼ばれる領域が存在し、ここでは磁場不均一によるノイズが殆どないことから、この領域において間接磁場を計測する手法（リモートフィールド検査、略称ＲＦＴ）は、特に強磁性体金属管の検査に有効な方法として知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ミキシングにより磁気不均一を解消する方法においては、検査を行うに当って十分な技術や経験を持つ熟練した技術者が必要となる。すなわち、最適な試験周波数の組み合わせやミキシングの条件設定等に対する高い技能が必要であり、簡便な検査方法とはいえなかった。
【００１１】
また、ＲＦＴにおいては、局部減肉に対して検出できる欠陥寸法に限界があり、また、金属管の支持板近傍において検査不可能な領域すなわち不感帯が存在する。溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管において前述のような局部腐食による漏洩事故を防止するためには、全長検査が要求されることから、この部分に他の検査方法を併用する必要があり、非効率的であった。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、内面に非磁性体の金属層が形成された強磁性体の金属管、特に溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管に対して、磁気不均一の影響を除去することが可能で、しかも簡便に効率良く全領域について検査可能な内部損傷検査方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、この発明の金属管内部損傷検査方法は、内面に非磁性体の金属層が形成された強磁性金属管の複数の異なる損傷段階にある金属管及び未使用金属管に対し内挿プローブ型渦流探傷装置によって探傷試験を行い、この試験によって得られる情報を図形化することによって基準図形を確立し、検査対象となる金属管について同様に内挿プローブ型渦流探傷装置によって探傷試験を行って得られる図形と前記基準図形とを比較することによって検査対象金属管の損傷段階を特定する金属管内部損傷検査方法において、前記内挿プローブ型渦流探傷装置がプローブの試験コイルの両側に弱磁力永久磁石を配した磁気飽和手段を有し、上記弱磁力永久磁石によって渦電流の浸透深さが磁気飽和されている範囲内となるように探傷試験を行い、強磁性金属管及び金属管内面の非磁性体の金属層の探傷試験を行うことを特徴とする。
これにより、この発明の金属管内部損傷検査方法では図形の比較のみで強磁性金属管及び金属管内面の非磁性体の金属層の損傷段階が判別可能となり、簡便である。またこの発明の金属管内部損傷検査方法では、プローブの試験コイルの両側に弱磁力永久磁石を配した渦流探傷装置を用い、かつその弱磁力永久磁石は渦電流の浸透深さが当該弱磁力永久磁石によって磁気飽和されている範囲内となる程度となる磁力を持つものとされるので強磁性体による磁気不均一が解消され、その影響を受けることなく検査を行うことができる。また、走査性に優れ、かつ形状がコンパクトとなる。
【００１４】
また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、自己比較型プローブを有する渦流探傷装置を用いることを特徴とする。これにより、試験体における隣接した２つの部分の差異を検出し、金属管の局部腐食による減肉を確実に検知することができる。
【００１５】また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、検査対象金属管の検査を必要とする管厚方向深度に応じて、試験コイルに印加する交流の周波数を決定することを特徴とする。これにより、構成材料の種類と周波数によって決定される磁場の浸透深さにより、所望の深さを検査することが可能となる。
【００１６】
また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、検査対象金属管の構成材料に応じて、試験コイルに印加する交流の周波数を決定することを特徴とする。これにより、構成材料の種類と周波数によって決定される磁場の浸透深さにより、所望の深さを検査することが可能となる。
【００１７】
また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、内面に溶融アルミニウムメッキ層が形成された炭素鋼管において、未使用管と複数の異なる損傷段階にある使用管とを磁気飽和手段を有する内挿プローブ型渦流探傷装置により探傷試験を行い、この試験によって得られる情報を図形化することにより基準図形を確立し、検査対象管について同様に得られる図形と前記基準図形とを比較することにより検査対象管の損傷段階を特定することを特徴とする。これにより、強磁性体である炭素鋼による磁気不均一が解消され、その影響を受けることなく検査を行うことができる。また、図形の比較のみで溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管の損傷段階が判別可能となり、簡便である。
【００１８】
また、この発明の金属管内部損傷検査方法は、試験コイルに１００〜４００ＫＨｚの交流を印加することを特徴とする。これにより、渦電流の浸透深さは弱磁力永久磁石によって磁気飽和されている範囲内に制限され、下層の炭素鋼による磁性ノイズ発生が抑制され、検査を確実に行うことが可能となる。
【００１９】
この発明においては、溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管において、未使用管と、複数の異なる損傷段階にある使用管とをモデル管として渦流探傷試験を行い、この試験によって得られる情報を図形化して確立された基準図形を用い、検査対象管について同様に得られる図形との比較を行う。損傷段階は、保守管理目的に応じて適宜決定すれば良く、損傷段階の区分数についても同様である。例えば、図１に示す溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管１００において、
（ａ）アルミニウムメッキ層１０３が全面に厚く残存している段階
（ｂ）アルミニウムメッキ層１０３はほぼ全面残存しているが、一部で消失しかけている段階
（ｃ）アルミニウムメッキ層１０３の消失が進展し、一部で合金層１０２が露呈している段階
（ｄ）アルミニウムメッキ層１０３が殆ど消失し、合金層１０２の大部分が露呈している段階
（ｅ）アルミニウムメッキ層１０３が完全に消失し、合金層１０２の全面が露呈している段階
（ｆ）潜在する微細な欠陥を起点とする位置に合金層１０２と炭素鋼１０１の局部減肉が発生している段階等を設定すればよい。
【００２０】
また、この発明においては内挿プローブ型渦流探傷装置を使用する。このとき、強磁性体による磁気不均一を抑制してＳ／Ｎ比を向上し、精度の高い検査を行うためには磁気飽和手段を具備させることが望ましい。従来の磁気飽和手段においては、強磁力の永久磁石を使用したり、磁気飽和用コイルを使用したりすることが一般的であるが、この発明においては、溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管内面のごく浅い表面層のみを磁気飽和できれば良いので、図２に示すように弱磁力永久磁石２０２を試験コイル２０１の両側に配置したプローブ２００を使用した。
弱磁力永久磁石２０２は、従来の強磁力永久磁石やコイルに比較すると薄型・小型であることから、プローブが軽量化・小型化でき、また、磁石吸引が小さいため、走査性が良い。
【００２１】
また、このとき使用するプローブは、局部腐食による減肉及びアルミニウムメッキ層の凹凸を確実に検出する目的から、自己比較型プローブとする。
【００２２】
上記プローブを、管内部に挿入し、試験コイルに交流を印加しつつ走査する。印加する交流の周波数と磁場の浸透深さとの関係は、材料により固有のものである。従って、周波数の選択は、検査対象金属管の構成材料、及び内面磁気飽和深さ等に応じて行う。
【００２３】
溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管に関しては、アルミニウムメッキ層の厚さ及び凹凸高さと、永久磁石の強さに依存する内面磁気飽和深さによって周波数を決定する。炭素鋼及びアルミニウムにおける周波数と浸透深さとの関係は図３に示されるとおりである。合金層の浸透深さについては不明であるが、鋼に近い値であると推定される。一般的にアルミニウムメッキ層の厚さは１００μｍ程度、合金層の厚さも１００μｍ程度であるが、１００ＫＨｚの交流を印加した場合、図３によれば、アルミニウムメッキ層の浸透深さは数百μｍであり、一般的にはこの周波数で十分にアルミニウムメッキ層の凹凸を検出可能である。
一方、炭素鋼の浸透深さは数十μｍであるが、前述の弱磁力永久磁石を配した渦流探傷用プローブを用い、溶融アルミニウムメッキを施工していない炭素鋼管について１００ＫＨｚの交流を印加しつつ試験を行ったところ、炭素鋼の磁気不均一に起因するノイズは殆ど検出されず、合金層及び炭素鋼における数十μｍの内面厚さは十分に磁気飽和されていることがわかった。以上のことより、特別にアルミニウムメッキ層の厚さ又は凹凸高さが大きい場合を除き、１００ＫＨｚ以上の周波数の交流を印加すれば、正確な検査が可能となる。
【００２４】
一方、あまりに高い周波数を印加すると浸透深さが浅くなり、アルミニウムメッキ層の凹凸高さが大きい場合、リフトオフにより検出感度が低下する。また、合金層への浸透深さが浅くなると、局部腐食による減肉の検出感度も低下する。従って、４００ＫＨｚ以下の周波数を印加することが望ましい。
【００２５】
最新の渦流探傷装置は、複数の周波数を同時に試験コイルに印加しつつ記録を行う機能を有している。このような装置を使用すれば、１００〜４００ＫＨｚの周波数を印加し、状況に応じて最も識別が容易な周波数を選択することにより探傷試験を行うことが可能となる。
【００２６】
さて、上記の手順により、各種モデル金属管の検査を行い、得られた情報を図形化する。図形は、従来用いられているＸ−Ｙチャートへの出力及び、二次元平面で表現したベクトル表示を使用する。この検査で確立された基準図形を、検査対象管について同様に得られる図形と比較することにより、検査対象管の損傷段階を特定する。各損傷段階における基準図形は一瞥で判別できる特有のパターンを有している。従って、検査対象管の図形がどの基準図形に対応しているかを特定することは容易であり、検査に当っては特殊な技能を必要としない。
【００２７】
また、ＲＦＴのように間接磁場を測定するのではなく直接磁場の測定による検査方法であること、及び通常の渦電流探傷検査と異なり内部表面の浅い層のみを検査対象としていることにより、支持板近傍及び直下においても全く障害を発生することなく全長の検査が可能である。
【００２８】
【実施例】
この発明における一実施例について、以下に説明する。本実施例は、冷却水に海水を利用している熱交換器において使用されている溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管について、各損傷段階のモデル管選定、基準図形の確立、及び実施の使用管の探傷試験と損傷段階の特定を行うものである。
【００２９】
本実施例において使用した内挿プローブ型渦流探傷装置の構成を図４に示した。プローブ２００は、先に図２で示したように、自己比較型の試験コイル２０１が配置され、さらにその両側に弱磁力永久磁石２０２が配置されたものを使用した。このプローブ２００に対して渦流探傷装置４１０から高周波の交流を印加しつつ溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管１００内の全域を走査させる。このとき得られる信号は、電子記録媒体を有する出力記録装置４２０によりＸ−Ｙチャート及びベクトル表示として記録される。
【００３０】
実際に熱交換器に使用されている溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管について探傷試験を行う前に、まず、各損傷段階のモデル金管として図１に示したように、
（ａ）アルミニウムメッキ層１０３が全面に厚く残存している段階
（ｂ）アルミニウムメッキ層１０３はほぼ全面残存しているが、一部で消失しかけている段階
（ｃ）アルミニウムメッキ層１０３の消失が進展し、一部で合金層１０２が露呈している段階
（ｄ）アルミニウムメッキ層１０３が殆ど消失し、合金層１０２の大部分が露呈している段階
（ｅ）アルミニウムメッキ層１０３が完全に消失し、合金層１０２の全面が露呈している段階
（ｆ）潜在する微細な欠陥を起点とする位置に合金層１０２と炭素鋼１０１の局部腐食による減肉が発生している段階にある溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管１００をそれぞれ用意し、これらについて探傷試験を行い、基準図形を確立する。
【００３１】
試験コイル２０１に対して印加する交流の周波数は、前述のごとく、アルミニウムメッキ層の厚さ及び凹凸高さと、永久磁石の磁力に起因する内面磁気飽和深さとに応じて決定される。一般に、アルミニウムメッキ層の厚さは２００μｍ以下であり、合金層を含むアルミニウム換算厚さ２００〜４００μｍの浸透深さを得ることが要求されるので、図３を参照すれば、周波数は１００〜４００ＫＨｚとなる。
ここでは状況に応じて最も識別に有利な周波数を選択できるように４チャンネルの周波数を使用したが、１００ＫＨｚ単独で十分に識別可能であったため、１００ＫＨｚの結果のみで表現する。
【００３２】
上記の手順で探傷試験を行って得られる情報すなわち受信信号を図形化するが、それに先立って、まず位相の設定を行う。アルミニウムの表面に凹凸がある場合、その信号位相は図５に示されるように凹凸の高さに応じて変化し、高さが大きくなるほど時計回りに回転することが知られている。また、強磁性体である合金層及び炭素鋼における減肉部の信号位相は、深さに関わらず一定であることも知られている。
そこで、そのように一定である位相信号を９０度に設定して探傷試験を行えば、アルミニウムメッキ層の凹凸高さ変化に伴う信号位相の相対的変化が明確となり、基準図形、特にベクトル表示の各損傷段階における特徴を顕在化させることができる。
【００３３】
そこで、未使用状態の溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管に対して３、４、６、８ｍｍΦの貫通ドリル穴をあけた試験片を用意し、上記手順と同様に探傷試験を行い、上記各貫通ドリル穴部分により得られる信号の位相を９０度となるように設定を行った。このときの受信信号のＸ−Ｙチャートと、ベクトル表示を図６に示す。各貫通穴による信号は、多少のばらつきはあるものの、その開口径に関わらず９０度を示している。
【００３４】
次に、上記設定のもとで、未使用状態の溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管について探傷試験を行った。その結果を図７に示す。Ｘ−Ｙチャートは連続する林状信号を示し、個別の信号分別は困難であるが、ベクトル表示においてその信号位相を読み取ると、５０〜７０度及び２２０〜２５０度の２群に大別される。これは、アルミニウムメッキ層における表面の凹凸に起因する信号と考えられる。すなわち、５０〜７０度が凹部、２２０〜２５０度が凸部による信号に対応するものと考えられる。このことは、図６に示されるように、先に行った貫通ドリル穴試験片の検査においても、貫通ドリル穴からの信号（位相９０度）とは別に５０〜７０度及び位相２２０〜２５０度の部分に信号が現れていることによって裏付けられる。
【００３５】
未使用状態の溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管について探傷試験を行うに当っては、探傷感度の調整をも同時に行うと良い。すなわち、Ｘ−ＹチャートのＹスケールに対して、受信信号が適切な範囲内に描かれるよう感度を調整する。ここでは信号（アルミニウムメッキ層の凹凸による信号）が、フルスケールの３０％程度となるように調整を行ったが、その限りではなく、状況により適宜調整すれば良い。なお、記録後に感度設定が自由に変更することが可能な記録媒体を使用すれば、あらゆる状況において調整が簡便となり、好ましい。
【００３６】
次に、各損傷段階にあるモデル管について、上記の条件下においてそれぞれ探傷試験を行った。その結果を図８〜１２に示し、順に説明する。なお、図１（ａ）の殆ど損傷を受けていない段階にあるモデル管については、図７の未使用状態の場合と同じであり、重複を避けるために省略した。
【００３７】
図８には、図１（ｂ）の「アルミニウムメッキ層がほぼ全面残存しているが、一部で消失しかけている段階」についての探傷試験結果を示した。ベクトル表示を見ると、信号の位相は５０〜７０度及び２３０〜２５０度であり前述の未使用管における信号位相とほぼ一致するものの、若干反時計回りに回転していた（垂直に立っていた）。位相信号が半時計回りに回転する場合には、前述のとおり、アルミニウムメッキ層の凹凸高さが減少していることを示す。すなわち、図８のベクトル表示は、アルミニウムメッキ層の元々の凹凸高さが腐食によって減少したことを示しており、この損傷段階における実際の状況を特徴的によく表わしているがわかった。
【００３８】
次に図９に、図１（ｃ）の「アルミニウムメッキ層の消失が進展し、一部で合金層が露呈している段階」についての探傷試験結果を示した。ベクトル表示を見ると、信号の振幅が減少するとともに、位相は６０〜８０度及び２４０〜２６０度を示し、先の段階に比較するとはっきりと反時計回りの方向に回転している。これは、アルミニウムメッキ層の凹凸高さが減少していることを示しており、腐食がさらに進行した状態を特徴的によく表わしていることがわかった。
【００３９】
次に図１０に、図１（ｄ）の「アルミニウムメッキ層が殆ど消失し、合金層の大部分が露呈している段階」についての探傷試験結果を示した。ベクトル表示を見ると、信号振幅が著しく減少するとともに、位相は８５〜９０度及び２６５〜２７０度を示し、ほぼ垂直となる。また、Ｘ−Ｙ拡大チャートを見ると、主な信号はほぼ２７０度を示すことがわかる。これは、アルミニウムメッキ層がわずかに残存していること、及び残存した部分はその形態が凸状になっていることを示しており、実際の状態をよく表わしていることがわかった。
【００４０】
次に図１１に、図１（ｅ）の「アルミニウムメッキ層が完全に消失し、合金層の全面が露呈している段階」についての探傷試験結果を示した。Ｘ−Ｙチャート及びベクトル表示上には識別できる信号が殆ど見られない。顕微鏡による微視的観察では、合金層表面、及び合金層と炭素鋼管との境界においてかなりの凹凸が認められるが、これらの凹凸が巨視的には平坦な面及び境界として平均化され、信号として検出されなかったものと考えられる。
【００４１】
次に図１２に、図１（ｆ）の「潜在する微細な欠陥を起点とする位置に合金層と炭素鋼の局部腐食による減肉が発生している段階」についての探傷試験結果を示した。Ｘ−Ｙチャートは一見、図１０のものと差異がないようであるが、ベクトル表示を見ると信号位相はすべて９０度を示しており、２７０度を示した図１０とは逆位相となっている。そこで、Ｘ−Ｙチャートを拡大してみると、明瞭な単独信号が散発あるいは群発しており、Ｙチャートの位相がやはり図１０のものと逆位相となっていることがわかった。すなわち、図１０における信号がアルミニウムメッキ層の凸状残存部に起因するものであったのに対し、図１２における信号は凹部を示す信号であり、合金層が破壊されて合金層及び炭素鋼管の局部腐食による減肉が発生している状態をよく表わしていることがわかった。
【００４２】
以上の結果を踏まえ、各損傷段階における基準図形の特徴を列挙すると、
（ａ）段階：Ｘ−Ｙチャートは全面に林状信号が現れているベクトル表示は位相５０〜７０度及び２２０〜２５０度を示す
（ｂ）段階：Ｘ−Ｙチャートは全面に林状信号が現われ、見かけ上（ａ）段階と区別不可ベクトル表示は位相５０〜７０度及び２３０〜２５０度を示し、若干反時計回りに回転する
（ｃ）段階：Ｘ−Ｙチャートは林状信号の振幅が減少し、特にＸ−Ｙチャートの振幅が小さくなるベクトル表示は位相が６０〜８０度及び２４０〜２６０度を示し、かなり反時計回りに回転し、垂直に近くなる
（ｄ）段階：Ｘ−Ｙチャート林状信号の振幅が非常に小さくなり、特にＸチャートはほぼ直線となるベクトル表示は位相が２６５〜２７０度を示し、ほぼ垂直となる
（ｅ）段階：Ｘ−Ｙチャート、ベクトル表示ともに信号が現れない
（ｆ）段階：Ｘ−Ｙチャートに振幅が小さく、明瞭な単独信号が散発あるいは群発するベクトル表示は位相が全て９０度で垂直である
【００４３】
ここで、１機の熱交換器において実際に使用された溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管全数について探傷試験を行い、その損傷段階を判定した。また、それらの実際の損傷段階について、断面を目視観察し、一部代表的なものについては顕微鏡による観察を行った。図１３に示す使用管は、下方から順に位相９０度の明瞭な単独信号が現われる部分（（ｆ）段階）、信号が現れない部分（（ｅ）段階）、位相２３０〜２５０度及び５０〜７０度の振幅の大きな林状信号が現れる部分（（ｂ）段階）があり、損傷段階はその全長において（ｂ）〜（ｆ）段階にあると判定された。また、図１４に示す使用管は、（ｂ）段階に相当する信号は検出されず、（ｃ）段階を示す部分、（ｆ）段階を示す部分が見られた。特に下方の（ｆ）段階を示す部分では、信号振幅が増大していることから、炭素鋼の局部腐食による減肉が進展しているものと判定された。
【００４４】
上記の使用管について、その内面を顕微鏡観察した結果を図１３及び図１４に併せて示した。探傷試験から選られた図形により推定した損傷段階と、顕微鏡観察による損傷段階はほぼ一致しており、この発明による金属管内部損傷検査方法の有効性が実証された。
【００４５】
また、上記以外の溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管全数についても、探傷試験による損傷段階の判定結果と、断面の目視観察により確認される損傷段階との間には明らかな相関性が見られた。
【００４６】
またこのとき、支持板がある部分を特に着目してみたが、この部分についても上記相関性が見られた。
【００４７】
以上のように、溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管の内部について渦流探傷装置のプローブを走査し、内部損傷箇所から得られた情報を図形化し、基準図形との形状を比較するだけで、簡便に効率よくかつ全領域についてその損傷段階を正確に特定することが可能であった。従って、損傷段階（ｅ）の「アルミニウムメッキ層が完全に消失し、合金層の全面が露呈している段階」、又は損傷段階（ｆ）の「潜在する微細な欠陥を起点とする位置に合金層と炭素鋼の局部腐食による減肉が発生している段階」に達したものについて、開放周期を考慮した上で順次交換作業を行うことにより、チューブ開口及び漏洩等の重大事故を防止することが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内面に非磁性体の金属層を形成した強磁性体の金属管、特に溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管において、強磁性体による磁気不均一の影響を除去しつつ、しかも簡便に効率良く全領域について内部損傷検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融アルミニウムメッキ鋼管の損傷段階を説明する図である。
【図２】渦電流探傷装置のプローブの構成概略図である。
【図３】炭素鋼及びアルミニウムにおける交流周波数と磁場浸透深さとの関係を示す図である。
【図４】この発明の実施例における装置構成図である。
【図５】アルミニウム表面の凹凸と信号位相との関係を示す図である。
【図６】ドリル穴試験片における探傷試験結果を示す図である。
【図７】未使用管における探傷試験結果を示す図である。
【図８】損傷段階（ｂ）モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図９】損傷段階（ｃ）モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図１０】損傷段階（ｄ）モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図１１】損傷段階（ｅ）モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図１２】損傷段階（ｆ）モデル管における探傷試験結果を示す図である。
【図１３】熱交換器における使用管についての検査結果を示す図である。
【図１４】熱交換器における使用管についての検査結果を示す図である。
【符号の説明】
１００ 溶融アルミニウムメッキ炭素鋼管
１０１ 炭素鋼
１０２ 合金層
１０３ アルミニウムメッキ層
２００ プローブ
２０１ 試験コイル
２０２ 弱磁力永久磁石
２１０ プローブケーブル
４００ 熱交換器
４１０ 渦流探傷装置
４２０ 出力記録装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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