(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショット粒が供給される主配管とこれに接続するホースおよび棹でショット粒圧送配管系を構成し、被処理管を回転させながら前記棹を管長手方向に移動させる、管内面のショットピーニング処理における磁性体からなるショット粒の流量管理方法であって、
前記ショット粒を通過させる磁界を形成する励磁コイルと、
前記励磁コイルに近接して配置され、当該励磁コイルにより形成される磁界中をショット粒が通過することにより変化する誘起電圧を発生する検出コイルを有し、
前記検出コイルから出力される信号からショット粒の流量を求めるショット粒の流量計測装置を用い、
前記励磁コイルを前記ショット粒圧送配管系の下流である前記棹の直前の部位に設置し、ショット粒の流量変動を計測することを特徴とするショット粒の流量管理方法。
【請求項２】
前記ショット粒の流量計測装置が、
軸心部に、前記ショット粒圧送配管を貫通して設けた貫通型の検出コイルと、
前記検出コイルの外側に同心状に設けて内側に磁界を形成する励磁コイルと、
前記励磁コイルにより配管内に形成された磁界中を通過する前記ショット粒における磁界の浸透深さがショット粒の半径と等しくなる周波数の０．５〜１．５倍の周波数を発信する発信器と、
前記発信器が発信する周波数を持つ交流の定電流を前記励磁コイルに供給する定電流回路と、
前記検出コイルから出力される信号から、前記配管中をショット粒が圧送されていないときの検出コイルからの出力信号を除去して出力するオフセット回路と、
前記オフセット回路から出力される信号をピークホールドして出力するピークホールド回路と、
前記ピークホールド回路から出力される信号をショット粒の流量に関連づけて表示する表示器とを具備するものであることを特徴とする請求項１に記載のショット粒の流量管理方法。
【請求項３】
前記ショット粒圧送配管系が分岐している場合には、前記励磁コイルを各分岐管の下流側に設置し、ショット粒の流量変動を計測することを特徴とする請求項１または２に記載のショット粒の流量管理方法。
【請求項４】
前記流量計測装置による計測で、ショット粒の流量変動が検出された場合には、ショットピーニング処理を中止して当該処理条件を調整し、その後、ショットピーニング処理を再開することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のショット粒の流量管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラチューブの水蒸気に対する耐酸化性（以下、「耐水蒸気酸化性」という）の向上を目的として実施しているショットピーニング処理において、ショット粒の流量変動を計測することによりショット加工層の品質管理を行うショット粒の流量管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼製のボイラチューブ、特に火力発電用ボイラの加熱器管では、管内に高温高圧の水蒸気が流れるため管内面が酸化され厚い酸化スケールが生成する。操業中にこのスケールが剥離すると、剥離片が管内に堆積して管が閉塞され、その部分が局所的に加熱されて、最悪の場合は墳破事故にも繋がる。また、下流側のタービンブレードを損傷させることも懸念される。これらの問題点を解決するために、一部のボイラチューブにおいては、管内面にショットピーニング処理（以下、「ショット加工」ともいう）が行われている。
【０００３】
ショットピーニング処理により管内面に加工歪を付与することができ、金属組織の細粒化が可能である。組織が細粒化されると、高温の水蒸気に接触したときに、極めて薄い保護性に富む酸化被膜（Ｃｒ2Ｏ3）が管内面に均一に形成され、前述の厚い酸化スケールの生成を抑制することができる。
【０００４】
図１は、高温の水蒸気に曝されることにより鋼表面に形成される酸化スケールの生成状態を示す図で、（ａ）は粗粒鋼の場合、（ｂ）は細粒鋼の場合である。同図に示すように、酸化スケールは、主としてＦｅ3Ｏ4からなる外層スケールと、（Ｆｅ，Ｃｒ）3Ｏ4およびＣｒ2Ｏ3からなる内層スケールとで構成されているが、粗粒鋼では、スケールが厚く、Ｃｒ2Ｏ3が粒界近傍のごく一部にしか形成されていない。これに対し、細粒鋼では、極めて薄い保護性に富むＣｒ2Ｏ3が均一に形成されている。
【０００５】
ショットピーニング処理によって加工歪が付与された領域は、「ショット加工層」と称され、ショットピーニング処理後の鋭敏化熱処理による炭化物の析出層（試験片が黒色を呈する部分）として定義されている。また、管内面の著しく細粒化が進んだ領域（鋭敏化熱処理後に濃い黒色を呈している領域）は、「強加工層」と称され、この強加工層の深さが酸化被膜（Ｃｒ2Ｏ3）の生成と強い相関関係があることが近年の調査で分かってきている。ショットピーニング処理後の加工層の品質確保のためには、強加工層の均一な生成が有効である。
【０００６】
ショットピーニング処理による耐水蒸気酸化性の向上は、従来から実施されている。例えば、特許文献１には、炭素鋼、合金鋼あるいはステンレス鋼からなる粒子を、吹き付け圧力４．０ｋｇ／ｃｍ2以上、吹き付け量０．０２３ｋｇ／ｃｍ2／ｍｉｎ以上で吹き付け、ピ−ニング加工を施すオーステナイトステンレス鋼の高温水蒸気による酸化の防止方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、Ｃｒを１５〜２３質量％含有するオーステナイトステンレス鋼からなる鋼管であって、その管内表面に粒子吹き付けピ−ニング加工層（ショットピーニング条件：ショットとして２ｍｍφの鋼球を使用、吹き付け圧１０ｋｇ／ｃｍ2）を有する耐水蒸気酸化性に優れたボイラ用鋼管が開示されている。
【０００８】
しかしながら、従来実施されてきたショットピーニング処理は、あらかじめ設定した条件で行われ、処理中におけるショットピーニング処理の適否判断、すなわち、強加工層の均一な生成が行われているか否かの判断はなされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５２−８９３０号公報
【特許文献２】特開平６−３２２４８９号公報
【特許文献３】特開平６−２２６６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、ボイラチューブの耐水蒸気酸化性向上を目的に実施されているショットピーニング処理において、ショット粒を圧送する配管系に投入するショット粒の流量変動を計測することによりショット加工層の品質管理を行うショット粒の流量管理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明者らは、励磁コイルおよび検出コイルを近接配置し、励磁コイルにより形成される磁界中にショット粒を通過させることにより検出コイルに発生する誘起電圧の変化からショット粒の流量を求める非接触式の流量計測装置（特許文献３参照）を用いて、種々の条件下におけるショット粒の流量を計測した。その結果、以下の（ａ）〜（ｃ）の知見を得ることができた。
【００１２】
（ａ）上記流量計測装置により計測されるショット粒の流量は、励磁コイルをショット粒圧送配管系の上流に設置した場合は安定している。しかし、設置箇所を下流側に移動させると、ショット粒の流量が安定している場合と、不安定になり、脈動が発生するなど、ショット粒の流量に変動が生じる場合とがある。
（ｂ）前記配管系の下流におけるショット粒の流量が安定している場合と不安定な場合とでは、管内面のショット加工層の硬さおよびそのバラツキ度合いが異なり、流量が安定している場合は、ショット加工層が硬く、硬さのバラツキが小さい。これは、耐水蒸気酸化性に対する影響度の高い強加工層の生成状態を反映しているものと推察される。すなわち、計測されるショット粒の流量が安定している場合は、強加工層が均一に生成しており、ショット加工層の品質が良好であるが、流量が不安定な場合は強加工層にバラツキが発生していると考えられる。
（ｃ）ショット粒の圧送配管系が下流で複数の噴射レーンに分岐している場合、噴射レーン毎にショット粒の流量を計測する方が、ショット粒の流量変動をより精密に計測することができる。
【００１３】
本発明はこれらの知見に基づきなされたもので、その要旨は、次のとおりである。
ショット粒が供給される主配管とこれに接続するホースおよび棹でショット粒圧送配管系を構成し、被処理管を回転させながら前記棹を管長手方向に移動させる、管内面のショットピーニング処理における磁性体からなるショット粒の流量管理方法であって、前記ショット粒を通過させる磁界を形成する励磁コイルと、前記励磁コイルに近接して配置され、当該励磁コイルにより形成される磁界中をショット粒が通過することにより変化する誘起電圧を発生する検出コイルを有し、前記検出コイルから出力される信号からショット粒の流量を求めるショット粒の流量計測装置を用い、前記励磁コイルを前記ショット粒圧送配管系の下流である前記棹の直前の部位に設置し、ショット粒の流量変動を計測することを特徴とするショット粒の流量管理方法。
【００１４】
本発明のショット粒の流量管理方法において、前記ショット粒の流量計測装置が、軸心部に、前記ショット粒圧送配管を貫通して設けた貫通型の検出コイルと、前記検出コイルの外側に同心状に設けて内側に磁界を形成する励磁コイルと、前記励磁コイルにより配管内に形成された磁界中を通過する前記ショット粒における磁界の浸透深さがショット粒の半径と等しくなる周波数の０．５〜１．５倍の周波数を発信する発信器と、前記発信器が発信する周波数を持つ交流の定電流を前記励磁コイルに供給する定電流回路と、前記検出コイルから出力される信号から、前記配管中をショット粒が圧送されていないときの検出コイルからの出力信号を除去して出力するオフセット回路と、前記オフセット回路から出力される信号をピークホールドして出力するピークホールド回路と、前記ピークホールド回路から出力される信号をショット粒の流量に関連づけて表示する表示器とを具備するものであれば、ショット粒の流量変動を感度よく高精度で捉えることができるので望ましい。
【００１５】
本発明のショット粒の流量管理方法において、ショット粒圧送配管系が分岐している場合には、前記励磁コイルを各分岐管の下流側に設置し、ショット粒の流量変動を計測することとする実施の形態を採ることが望ましい。
【００１６】
本発明のショット粒の流量管理方法において、前記流量計測装置による計測で、ショット粒の流量変動が検出された場合には、ショットピーニング処理を中止して当該処理条件を調整し、その後、ショットピーニング処理を再開することとする実施の形態を採ることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のショット粒の流量管理方法によれば、ショット粒の流量変動（特に、脈動の有無）を計測することにより、ショットピーニング処理中におけるショット加工の適否の判断が可能となり、ショット加工層の品質管理に有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】高温の水蒸気に曝されることにより鋼表面に形成される酸化スケールの生成状態を示す図で、（ａ）は粗粒鋼の場合、（ｂ）は細粒鋼の場合である。
【図２】ショット粒の流量変動の計測に好適な装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】ショット粒を圧送する配管系のホースおよび棹の内径がホース内および棹内のエア流速に及ぼす影響を示す図である。
【図４】ショット粒を圧送する配管系のホースの内径が棹内のエア流速に及ぼす影響を示す図である。
【図５】ショット粒を圧送する配管系のホースの内径がショット加工層深さに及ぼす影響を示す図である。
【図６】実施例の結果で、表２に示した各条件でショットピーニング処理を行ったときのショット加工層内４０μｍ深さ位置におけるビッカース硬さを示す図である。
【図７】実施例の結果で、ショット粒の流量変動の計測結果を例示する図であり、（ａ）はショット粒圧送配管系におけるホースの内径が３２ｍｍの場合、（ｂ）は内径が２５ｍｍの場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、前記のとおり、ショットピーニング処理における磁性体からなるショット粒の流量管理方法であって、ショット粒を通過させる磁界を形成する励磁コイルと、前記励磁コイルに近接して配置され、当該励磁コイルにより形成される磁界中をショット粒が通過することにより変化する誘起電圧を発生する検出コイルを有する流量計測装置を用い、ショット粒を通過させる磁界を形成するための励磁コイルを、ショット粒圧送配管系の下流に設置して、ショット粒の流量変動を計測することを特徴とするショット粒の流量管理方法である。
【００２０】
本発明のショット粒の流量管理方法で前記の励磁コイルと検出コイルを有する流量計測装置を用いるのは、この装置が圧送中のショット粒の流量を非接触状態で計測することができ、しかも、計測感度および精度を高めてショット粒の流量変動を計測することが可能な方式の流量計測装置だからである。
【００２１】
本発明のショット粒の流量管理方法において、ショット粒の流量計測装置が前記の構成を有するものであれば、以下に述べるように、ショット粒の流量変動を感度よく高精度で捉えることができるので望ましい。
【００２２】
図２は、ショット粒の流量変動の計測に好適な装置の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、ショット粒１（スチール粒）が、回収ホッパー２内からスクリューフィーダ３により切り出されて主配管５ａ内に供給される。主配管５ａ内に供給されたショット粒１は、圧空４により加速されて主配管５ａ内を進行し、主配管５ａに接続された可撓性の大きいホース５ｂを経て棹５ｃ内を通過し、その先端に取り付けられたＪ型ノズル７から噴出される。
【００２３】
棹５ｃは被加工物である鋼管６の一端側からその内部に挿入されており、鋼管６を回転させながら、棹５ｃを管長手方向に移動させることにより、鋼管６の内面にショットピーニング処理が施され、加工層が形成される。
【００２４】
流量計測装置は、ショット粒が圧送される主配管５ａを軸心部に貫通して設けた貫通型の検出コイル１１を有し、検出コイル１１の外側には、励磁コイル１２が同心状に設けられている。その励磁コイル１２には、検出コイル１１の内側に磁界を形成するために、定電流回路１４を介して発振器１３が接続されている。その磁界中をショット粒が通過することにより、検出コイル１１に通過するショット粒の流量に対応する誘導起電力が生じる。
【００２５】
発振器１３は、検出コイル１１の内側を通過するショット粒に対する磁界の浸透深さがショット粒の半径と等しくなる周波数ｆ0の０．５倍〜１．５倍の周波数ｆを発振する。ｆ＜０．５ｆ0、ｆ＞１．５ｆ0のいずれの場合も、ショット粒圧送時に検出コイル１１から出力される信号ｖから非圧送時の出力信号ｖ1を除去した出力Δｖの非圧送時の出力信号ｖ1に対する比率（Δｖ／ｖ）が低下するので、計測精度が低下する。
【００２６】
例えば周波数が５ＫＨｚの場合、鋼への浸透深さ（但しμｒ＝１７５）は２．２ｍｍであるが、弱磁場での鋼のμｒは１０程度であるので、実際には２．２ｍｍ×（１０÷１７５）1/2＝０．５２ｍｍとなる。従って、直径が１ｍｍ程度のショット粒に対しては５ＫＨｚ近傍が好適な周波数となる。
【００２７】
定電流回路１４は、励磁コイル１２の温度変動の影響を排除するためのもので、前記発振器１３が発振する周波数の交流定電流を励磁コイル１２に供給する。励磁コイル１２の励磁力は、流れる電流とコイルの巻数の積で決まり、コイルの巻数は一定であるため、流れる電流を一定とする定電流回路１４を採用すれば、励磁力はコイルの温度変動に関係なく一定となる。これにより、コイルの温度変動の影響を排除することができる。
【００２８】
一方、検出コイル１１には、一次増幅器１５、オフセット回路１６、ピークホールド回路１７、二次増幅器１８、表示器１９がこの順番に接続されている。一次増幅器１５は、検出コイル１１の出力信号を処理し易い大きさの信号に増幅するためのものであり、省略してもよい。
【００２９】
オフセット回路１６は、一次増幅器１５から出力される信号から、前記主配管５ａ内をショット粒が流れていないときの一次増幅器１５からの出力信号を除去して次のピークホールド回路１７に出力するものである。
【００３０】
ピークホールド回路１７は、オフセット回路１６から出力される信号が間欠的な信号であるため、これをピークホールドして連続的な信号にする。
【００３１】
二次増幅器１８は、ピークホールド回路１７から出力される信号を、次の表示器１９の指示を変化させるのに必要な電圧に増幅して出力する。表示器１９は、例えば電圧計であり、二次増幅器１８の出力信号を表示する。
【００３２】
この流量計測装置を用い、電圧計の指示値とショット粒の流量との関係を予め求めておくことにより、本発明で意図するショット粒の流量変動を高い感度で精度よく計測することができる。
【００３３】
本発明のショット粒の流量管理方法で、前記の励磁コイルを、ショット粒を圧送する配管系の下流に設置するのは、ショット粒の流量の変動を捉え計測するためである。励磁コイルを上流に設置すると、後述する実施例に示すように、ノズルからのショット粒の噴射状態に例えば脈動などの変動が生じても、それをショット粒の流量変動として捉えることができず、ショット加工層の品質管理に有効活用できないからである。
【００３４】
前記のショット粒圧送配管系の「下流」とは、ショット粒の流量変動を捉えることができる部位である。図２を参照すると、励磁コイル１２の通常の配置位置（図２中に符号Ａを付した位置）よりも下流側、例えば、棹５ｃの直前の部位（つまり、ホース５ｂの終端；図２中に符号Ｂを付した位置）である。
【００３５】
本発明のショット粒の流量管理方法において、ショット粒の流量変動を計測するのは、この計測される流量変動がショット粒のノズルからの噴射状態を表しており、ショット加工層の硬さと相関性があるからである。さらに言えば、ショット粒の流量変動は、耐水蒸気酸化性に対する影響度の高い強加工層の生成状態を反映しているものと推察される。したがって、ショット粒の流量変動の計測結果をショット加工層の品質管理に有効に活用することが可能である。
【００３６】
前記の「ショット粒の流量変動」は、主として流量計測値における微細な脈動、もしくは周期の大きな脈動として観測される。さらには、流量の経時的な不安定性として観測される場合もある。この経時的な不安定性は、例えば、棹内のショット粒の入側（ＴＯＰ）および出側（ＢＯＴＴＯＭ；以下、「ＢＯＴ部」と記す）におけるエア（圧空）流速の変動（棹内の出側でショット粒の流速が低下する）が生じている場合に起こる。
【００３７】
このようなショット粒の流量変動は、調査の結果、ホース内におけるショット粒の滞留によるものであることが判明した。そこで、ホース内におけるショット粒の滞留を抑制するためにホースの内径を縮小してホース内のエア流速を高める方法を試みたところ、ホース内におけるショット粒の滞留を抑制し、噴射の脈動の抑制が可能であることを確認した。これにより、棹内のＴＯＰ部およびＢＯＴ部流速の変動も抑制される。
【００３８】
図３は、ショット粒を圧送する配管系のホースおよび棹の内径がホース内および棹内のエア流速に及ぼす影響を示す図である。これは、ホースおよび棹の内径を表１の条件１〜５に示す範囲内で変化させてノズルからショット粒を噴射させ、そのときのホース内および棹内のエア流速を計測した結果である。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
図３および表１の条件４（ホース内径：３２ｍｍ）および条件５（ホース内径：２５ｍｍ）の比較から明らかなように、ホースの内径を縮小することによりホース内エア流速を８０％程度高めることができた。これは、ホース内エア流速が上昇して、ホース内におけるショット粒の滞留が抑制されたことによるものである。なお、ホース内径が３２ｍｍで、棹の内径が２３ｍｍ（表１の条件１）および１８ｍｍ（表１の条件２）のときは、棹内の断面積が比較的広く、棹内エア流速が低いためショット加工層の品質（硬さ）が不十分である。
【００４１】
図４は、ホースの内径が棹内のエア流速に及ぼす影響を示す図である。図４に示したように、ホースの内径を３２ｍｍから２５ｍｍに変更することにより、棹内エア流速が１５％程度上昇している。これは、ホース内におけるショット粒の滞留が抑制されたことによるもので、それに伴い棹内のエア流速の変動が抑制される。
【００４２】
図５は、ホースの内径がショット加工層深さに及ぼす影響を示す図である。図５において、◆印はショットピーニング処理を１回（１パス）行った場合、□印は２回（２パス）行った場合である。処理のｎ数は、ホースの内径が３２ｍｍの場合は１８２であり、ホースの内径が２５ｍｍの場合は８である。なお、ショット加工層深さの測定は、ショットピーニング処理後の試験片に鋭敏化熱処理（７００℃×１．０Ｈｒ）を施した後、断面の顕微鏡観察下で炭化物の析出深さ（試験片が黒色を呈している部分の厚さ）を求めることにより行った。
【００４３】
図５に示したように、ホースの内径を３２ｍｍから２５ｍｍに変更することにより、ショット粒の流量変動（この場合は、流量計測値における微細な脈動）が見られなくなり、１パス、２パスのいずれにおいても、ショット加工層深さが１５％程度増大している。これは、ホースの内径を縮小することによりホース内エア流速が上昇して、ホース内におけるショット粒の滞留が抑制され、噴射のバラツキが抑えられたことによるものと考えられる。
【００４４】
なお、図５中に太実線の矢印を付して示した範囲（凡そ７０μｍ以上）は、一般的に、ショット加工層深さの望ましいとされている範囲であるが、ホースの内径を縮小することにより、１パスで縮小前の２パス後の加工層深さを超えており、１パスで十分なショット加工層の形成が可能であると考えられる。
【００４５】
本発明のショット粒の流量管理方法において、ショット粒を圧送する配管系が分岐している場合には、流量測定装置の励磁コイルを各分岐管の下流側に設置してショット粒の流量変動を計測することが望ましい。例えば、各分岐管の棹の内径を同一にしても、ショット粒の吹き付け量や、吹き付け圧、分岐管の曲がり具合等の僅かの違いによりショット粒の流量変動に差が生じ、ショット粒の噴射状態が異なる場合があるからである。
【００４６】
本発明のショット粒の流量管理方法においては、流量計測装置による計測で、ショット粒の流量変動が検出された場合には、ショットピーニング処理を中止して当該処理条件を調整し、その後、ショットピーニング処理を再開することが望ましい。
【００４７】
前記の「ショット粒の流量変動」とは、例えば、流量計測値における微細な脈動もしくは周期の大きな脈動、さらには、流量の経時的な不安定性である。
【００４８】
前記の「処理条件を調整する」ことの具体的な手段としては、例えば、ホース内径の縮小などがあげられる。前述したように、ホースの内径を３２ｍｍから２５ｍｍに変更することにより、ホース内におけるショット粒の滞留を抑制してショット粒の流量を安定化させ、噴射の脈動を抑えることが可能である。また、棹内エア流速の変動を抑制してショット加工層の品質（硬さ）を高めることが可能となる。
【００４９】
以上説明したように、本発明のショット粒の流量管理方法によれば、ショット粒の流量変動（特に、脈動の有無）を計測することにより、ショットピーニング処理中におけるショット加工の適否の判断が可能となる。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
前記図２に示したショット粒の流量計測装置を用い、ＣＳ３ＣＵ（材質：ＳＵＳ３０４ＴＰ相当材、形状：３８．０φ×２６．８φi×５．６ｔ×７０００Ｌ（単位：ｍｍ））を対象材としてショット粒の流量変動を計測することによりショット加工層の品質を調査した。
【００５１】
励磁コイルの取り付け位置は、ショット粒圧送配管系の二箇所（図２に示したＡ部およびＢ部）である。
ショットピーニング処理条件は次のとおりである。
ショット粒径：０．６ｍｍ
ショット流量：５ｋｇ／ｍｉｎ
棹送り速度  ：２００ｍｍ／ｍｉｎ
ショット粒圧送配管系の寸法
主配管：内径５２．９ｍｍ
ホース：内径３２ｍｍ
棹    ：内径１２ｍｍ
【００５２】
ショット加工層の品質調査は、ショット加工層内４０μｍ深さ位置におけるビッカース硬さを測定することにより行った。
【００５３】
調査結果を表２に示す。表２において、条件１は比較例で、励磁コイルをＡ部（前記図２参照）にのみ取り付けた場合であり、条件２および３は本発明例で、励磁コイルをＢ部（前記図２参照）に取り付けた場合である（但し、この例では、調査のためＡ部にも取り付けている）。「ショット粒流量安定性」の欄の○印は、計測されたショット粒の流量変動がなく、ショット粒の噴射状態が安定していることを表し、×印は計測されたショット粒の流量が不安定であることを表す。また、「ショット加工層品質」の欄の「品質」とは、ここでは、ビッカース硬さを意味する。
【００５４】
【表２】
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【００５５】
図６は、前記表２に示した各条件でショットピーニング処理を行ったときのショット加工層内４０μｍ深さ位置におけるビッカース硬さを示す図である。同図には、測定したビッカース硬さの平均値（◆印）およびバラツキの範囲を示している。
【００５６】
表２および図６に示したように、条件１（比較例）では、励磁コイルをＡ部に取り付けて行ったショット粒の流量計測結果は○印（噴射状態が安定）であったが、ショット加工層の品質（ビッカース硬さ）はバラツキが大きく、良好ではなかった。
【００５７】
但し、この例（条件１）では、「バラツキ大」という結果であったが、条件２のように、ショット加工層品質が「良好」という場合もある。つまり、条件１での結果は、条件２での結果を勘案すると、励磁コイルをＡ部に取り付けてショット粒の流量計測を行っても、ショット粒の流量の変動を捉えることができておらず（ショット加工層の品質に関係なく評価が○印である）、ショット加工層の品質管理への活用はできないということを意味している。
【００５８】
これに対し、条件２および３（いずれも本発明例）では、励磁コイルをＢ部に取り付けてショット粒の流量計測を行っており、Ｂ部でのショット粒の流量計測結果が○印のときは、ショット加工層の品質（ビッカース硬さ）は「良好」であり、Ｂ部でのショット粒の流量計測結果が×印のときは、ショット加工層の品質は「不芳」となっている。図６でも、条件２の場合、ビッカース硬さ値が高く、且つバラツキが小さく、条件３の場合は、ビッカース硬さ値が低く、バラツキも若干大きい。つまり、ショット粒の流量の安定性とショット加工層の品質（ビッカース硬さ）とは対応しており、ショット粒の流量計測を行うことにより、ショット粒の流量の変動を捉え、ショット加工層の品質管理に有効に活用できることが確認できた。
【００５９】
（実施例２）
前記図２に示したショット粒の流量計測装置を用い、ＣＳ３ＣＵ（材質：ＳＵＳ３０４ＴＰ相当材、形状：３８．０φ×２６．８φi×５．６ｔ×７０００Ｌ（単位：ｍｍ））を対象材としてショット粒の流量変動を計測した。
【００６０】
励磁コイルの取り付け位置は、ショット粒圧送配管系の一箇所（図２に示したＢ部）とした。
【００６１】
ショットピーニング処理条件およびショット粒圧送配管系の寸法は、実施例１の場合と同じである。但し、ショット粒圧送配管系におけるホースの寸法は、ショット粒の流量変動が検出されたので、途中でショットピーニング処理を中止し、ホースの内径を３２ｍｍから２５ｍｍへ変更した後、ショットピーニング処理を再開した。
【００６２】
図７は、ショット粒の流量変動の計測結果を例示する図で、（ａ）はショット粒圧送配管系におけるホースの内径が３２ｍｍの場合、（ｂ）は内径が２５ｍｍの場合である。図７（ａ）に示したように、ホースの内径が３２ｍｍの場合は、周期の小さい微細な脈動が観測された（楕円で囲んだ部分）。ショット粒のノズルからの噴射状態が不安定であると考えられる。そこで、ショットピーニング処理を中止して当該処理条件を調整（ホースの内径を２５ｍｍに変更）した後、ショットピーニング処理を再開した。
【００６３】
再開後は、図７（ｂ）に示したように、ショット粒の流量変動の計測結果は安定し、処理後の材料のショット加工層内４０μｍ深さ位置におけるビッカース硬さは、実施例１の条件２の場合と同等であった。
【００６４】
この結果から、ショット粒の流量変動を計測することにより、ショットピーニング処理中に処理条件の適否を判断し、当該処理条件を調整して、ショット加工層の品質（ビッカース硬さ）を確保することが可能であることを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のショット粒の流量管理方法によれば、ショットピーニング処理中におけるショット加工条件の適否の判断が可能である。したがって、本発明は、管内面に加工歪を付与するショットピーニング処理、特に、ボイラチューブの耐水蒸気酸化性向上を目的に実施されているショットピーニング処理において、有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１：ショット粒、  ２：回収ホッパー、  ３：スクリューフィーダ、  
４：圧空、  ５ａ：主配管、  ５ｂ：ホース、  ５ｃ：棹、  
６：鋼管、  ７：ノズル、  １１：検出コイル、  １２：励磁コイル、  
１３：発振器、  １４：定電流回路、  １５：一次増幅器、  
１６：オフセット回路、  １７：ピークホールド回路、  １８：二次増幅器、  
１９：表示器
【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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