(57)【要約】【課題】  現場に設置された碍子の端部に生ずる吸湿変化部を、その深さが小さい場合にも正確に検出することができる碍子端部の吸湿変化部の検査方法を提供する。【解決手段】  碍子１の端部に近い碍子外側面の同一位置に探傷子６を当て、周波数の異なる２種類の超音波を碍子端部に向けて斜めに入射し、２種類の端面反射波の差を取ることにより碍子端面の寸法・形状のバラツキによる影響をキャンセルしながら、吸湿変化部５の深さを測定する。実施形態では周波数の差を３ＭＨｚとし、２ＭＨｚと５ＭＨｚの超音波を用いたが、超音波の到達距離の関係から、検査対象に応じ他の周波数を用いてもよい。【選択図】    図４
2005181030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
碍子端部に近い碍子外側面の同一位置から周波数の異なる２種類の超音波を碍子端部に向けて入射させ、２種類の端面反射波の差を取ることにより碍子端面の寸法・形状のバラツキによる影響をキャンセルしながら、吸湿変化部の深さを検出することを特徴とする碍子端部の吸湿変化部の検査方法。
【請求項２】
周波数の差が１ＭＨｚ以上である２種類の超音波を用いることを特徴とする請求項１記載の碍子端部の吸湿変化部の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、碍子端部に生ずる吸湿変化部の深さを正確に検査することができる碍子端部の吸湿変化部の検査方法に関するものである。なお本明細書において「碍子」の語は中実碍子のみならず「碍管」をも含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
ガスブッシング用の碍管のように屋外機器に設置される碍子においては、その頂部端面付近に吸湿変化をまれに生ずることがある。図１は頂部部分の拡大図であり、１は磁器製の碍子、２はその外周に形成された笠、３はフランジ金具、４はセメント充填部である。このセメント充填部４の上部は碍子端面よりもわずかに窪んでいるため、何らかの原因でこの部分に水分が溜まると長期間に磁器の内部に徐々に水分が侵入し、ミクロなクラックの集合体である吸湿変化部５を発生させることがある。この吸湿変化部５の深さが拡大するとマクロなクラック（いわゆる亀裂）を発生させることがあり、ブッシング内部からのガス洩れなどの事故につながるため、早期段階における発見が望まれている。
【０００３】
碍子内部の欠陥を非破壊検査する方法としては、特許文献１に示すように碍子の端面に探触子を当てて超音波を入射し、反射波形から欠陥を検出する超音波探傷法が一般的である。しかしこの方法は碍子製造工場における検査には適しているものの、現場に設置済みの碍子については端面に探触子を当てることができないため、この方法で検査することは不可能である。
【０００４】
また特許文献２には、碍管の端面及び内面に複数の探触子を当てて反射波形の比較を行い、欠陥を検査する超音波探傷法が記載されている。しかし現場に設置済みの碍子については端面や内面に探触子を当てることができないため、この方法で検査することも不可能である。
【０００５】
このため現場に設置済みの碍子端部に生ずる吸湿変化部の深さを検出するには、図２に示す斜角超音波探傷法によらざるを得ない。この方法は碍子端部に近い碍子側面に探触子６を当てて超音波を端部に向けて斜めに入射し、端部からの反射波形により吸湿変化部を検出する方法である。すなわち、碍子１が健全である場合には図３ａのような反射波形が検出されるが、碍子１に吸湿変化部５があるとその部分で超音波が減衰するため、図３bのように端面反射波が検出されなくなる。また図３のグラフの横軸は探触子６からの距離（路程）を示すもので、反射信号の強度が急激に減衰する位置により、吸湿変化部５の深さが推定できる。
【０００６】
ところが吸湿変化部５が浅い場合には、反射信号は吸湿変化部５による減衰の他に反射面である碍子端面の寸法・形状のバラツキによる影響を強く受けるため、反射波形のみから吸湿変化部５の影響を読み取り、吸湿変化部５の深さを正確に評価することは不可能であった。発明者は超音波の周波数や探触子の斜角角度を変えて実験を行ったが、深さが約２５ｍｍ以下の吸湿変化部５を検出することは困難であった。
【特許文献１】特許第２５３３１９０号公報
【特許文献２】特開平５−５７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、現場に設置された碍子の端部に生ずる吸湿変化部を、その深さが小さい場合にも正確に検出することができる碍子端部の吸湿変化部の検査方法を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、碍子端部に近い碍子外側面の同一位置から周波数の異なる２種類の超音波を碍子端部に向けて斜めに入射し、２種類の端面反射波の差を取ることにより碍子端面の寸法・形状のバラツキによる影響をキャンセルしながら、吸湿変化部の深さを検出することを特徴とするものである。なお、本発明では周波数の差が１ＭＨｚ以上である２種類の超音波を用いることが好ましく、後記する実施形態では、周波数の差が３ＭＨｚである２ＭＨｚと５ＭＨｚの超音波探触子を用いた。しかし、超音波の周波数と到達距離の関係から、他の周波数の超音波を用いることもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の碍子端部の吸湿変化部の検査方法によれば、２種類の端面反射波の差を取ることにより碍子端面の寸法・形状のバラツキによる影響をキャンセルしながら、吸湿変化部の深さを検出するので、吸湿変化部の深さが浅い段階においても正確な検査が可能である。また、碍子端部に近い碍子外側面の同一位置から超音波を碍子端部に向けて斜めに入射する斜角超音波探傷法を取るため、現場に設置済みの碍子についても検査が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図４に示すように、本発明では碍子端部に近い碍子外側面に探触子６を当て、超音波を碍子端部に向けて斜めに入射して斜角超音波探傷を行う。端面からの反射波には図４に示すように、碍子１の内面で１回反射して端面に到達する反射波Ｗ１．０と、直接端面に到達する反射波Ｗ０.５との２種類がある。
【００１１】
碍子１が健全品である場合には、図５ａに示すように反射波Ｗ１．０と反射波Ｗ０.５との２つの波形が検出されるが、碍子１に軽微な吸湿変化部５が存在すると、図５ｂに示すようにその深さに応じて反射波Ｗ１．０の強度が減衰する。このため理論的には反射波Ｗ１．０の減衰程度により吸湿変化部５の深さを検出することが可能である。しかし碍子１の寸法・形状のバラツキの影響を受けるため、現実にはこの方法で精度良く検査を行えないことは前述した通りである。
【００１２】
そこで本発明では、碍子外側面の同一位置から周波数の異なる２種類の超音波を碍子端部に向けて入射する。探触子６は周波数毎に異なるのが普通であるから、２種類の探触子６を順次同一位置に当てて、斜角超音波探傷を行う。この結果、周波数の異なる２種類の端面反射波が得られるが、いずれの端面反射波も碍子１の寸法・形状のバラツキの影響を同様に含むものである。そこで２種類の端面反射波の差を取ることにより、碍子端面の寸法・形状のバラツキによる影響をキャンセルする。
【００１３】
また、周波数の高低により超音波が吸湿変化部５によって減衰される程度が異なるのであるが、吸湿変化部５が浅い場合には周波数の差による減衰量の差は小さく、逆に吸湿変化部５が深い場合には周波数の差による減衰量の差が大きくなる。このため、２種類の端面反射波の差を取ることにより、碍子端面の寸法・形状のバラツキによる影響をキャンセルし、差の大小によって吸湿変化部５の深さを正確に測定することができる。ただし、周波数の差により健全な磁器内においても減衰量の差が生ずるため、前もって検査対象品と同等レベルの碍子を用いて周波数の差の影響を求めておき、較正することが必要である。
【００１４】
このように本発明では周波数により、超音波が吸湿変化部５によって減衰される程度が異なることを利用しているので、２種類の超音波の周波数が接近していると好ましい結果が得られない。このため本実施形態では周波数の差を３ＭＨｚとし、２ＭＨｚと５ＭＨｚの超音波を用いた。しかし、超音波は周波数により到達距離が異なるため、検査対象に応じ他の周波数を用いてもよい。
【００１５】
以下に実際の検査手順の一例を示す。
まず５ＭＨｚ用の探触子を用いて５ＭＨｚの超音波の反射波形を検出し、図６に示すように端面反射波Ｗ１．０の画面上の高さがフルスケールの８０％になるように感度を調整する。このときの感度をＡｄＢとする。次に探触子を２ＭＨｚ用に取り替えて同一位置に当て、かつ同一感度ＡｄＢで探傷する。そのときの反射波形は図７に示すとおりであり、２ＭＨｚの超音波は５ＭＨｚの超音波よりも減衰しにくいため、端面反射波Ｗ１．０の高さはフルスケールを越えている。
【００１６】
そこで感度を徐々に下げて行き、図８に示すように端面反射波Ｗ１．０の画面上の高さがフルスケールの８０％になるように調整する。このときの感度をBｄＢとする。そして感度差A−B（ｄB)を求めれば、端面反射波Ｗ１．０の高さの差が得られる。この方法を取れば、画面上で直接に端面反射波Ｗ１．０の高さの差を読み取るよりも、正確な値を得ることができる。
【００１７】
図９は較正用に、このようにして求めた５ＭＨｚと２ＭＨｚとの感度差と吸湿変化部５の深さとの相関関係をグラフ化したもので、５ＭＨｚの周波数の超音波だけでは検出ができなかった約２５ｍｍ以下の吸湿変化部５も、本発明の方法によれば正確に検出できることが分かる。なお図９のグラフは吸湿変化部５のある碍子の端部を順次切断することにより吸湿変化部５の深さを変えたサンプルを作成し、測定したものである。
【００１８】
以上に説明したように、本発明によれば碍子端部に生ずる吸湿変化部を、その深さが小さい場合にも正確に検出することができる。また本発明は碍子端部に近い碍子外側面の同一位置から超音波を碍子端部に向けて斜めに入射する斜角超音波探傷法であるから、碍子の端面や内面に探傷子を当てる必要が無く、現場に設置された碍子についても容易に検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】碍子の頂部部分の拡大断面図である。
【図２】斜角超音波探傷法の説明図である。
【図３】斜角超音波探傷法の反射波形のグラフである。
【図４】本発明の実施形態の説明図である。
【図５】本発明の反射波形のグラフである。
【図６】実際の検査手順例における５ＭＨｚの反射波形である。
【図７】実際の検査手順例における２ＭＨｚの反射波形である。
【図８】端面反射波Ｗ１．０の画面上の高さを調整した状態の反射波形である。
【図９】５ＭＨｚと２ＭＨｚとの感度差と吸湿変化部の深さとの相関関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１  碍子
２  笠
３  フランジ金具
４  セメント充填部
５  吸湿変化部
６  探触子
【図１】
2005181030.tif 000003
【図２】
2005181030.tif 000004
【図３】
2005181030.tif 000005
【図４】
2005181030.tif 000006
【図５】
2005181030.tif 000007
【図６】
2005181030.tif 000008
【図７】
2005181030.tif 000009
【図８】
2005181030.tif 000010
【図９】
2005181030.tif 000011