(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の表面に形成されている溶射被膜の健全部上にＡＥ装置の受信用探触子を置き、上記溶射被膜の検査個所の上に超音波発振器の送信用探触子を順次当接させて超音波発振器の作動で検査位置の溶射被膜を加振し、そのとき構造物を伝搬する振動を、上記溶射被膜の健全部上に配置した受信用探触子を介してＡＥ装置で受信させてから表示器にその振動波形を表示させて、その波形の周波数をＦＦＴ演算し、ＦＦＴ演算した後の波形のピーク周波数領域の位置から溶射被膜の剥離部と健全部とを区別して、剥離部を検出することを特徴とする構造物表面の溶射被膜剥離検出方法。
【請求項２】
構造物の表面に形成されている溶射被膜の検査個所の上に超音波発振器の送信用探触子を当接させるようにして、該超音波発振器の作動で溶射被膜を加振するようにし、且つ上記超音波発振器の作動により発生して構造物を伝搬される振動を溶射被膜の健全部上に配置した受信用探触子を介してＡＥ装置で受信させるようにし、更に、該ＡＥ装置で受けた振動波形を表示する表示器と、該表示器で表示された振動波形の周波数をＦＦＴ演算する周波数解析装置とを備えてなり、ＦＦＴ演算した後の波形のピーク周波数領域の位置から溶射被膜の剥離部と健全部とを区別して、剥離部を検出するようにした構成を有することを特徴とする構造物表面の溶射被膜剥離検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボイラ火炉壁等の構造物表面に形成されている溶射被膜の剥離を検出するための方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発電用ボイラの火炉壁は、耐摩耗性等を向上させるために、通常、金属による溶射被膜が表面に施工される。
【０００３】
上記溶射被膜には、経年変化により剥離や割れ等の欠陥が発生するので、定期的に検査を行う必要がある。そのため、従来では、カラーチェック（浸色探傷検）や目視による検査が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、溶射被膜の割れはカラーチェックや目視により検出することはできるが、剥離の場合、表面欠陥ではないので、カラーチェックでは検出することはできず、大きな剥離ではその膨らみによってある程度は目視により検出できるものの、小さな剥離の検出は極めて困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、これまで目視でも困難であった溶射被膜の剥離を容易且つ確実に検出することができるような構造物表面の溶射被膜剥離検出方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、構造物の表面に形成されている溶射被膜の健全部上にＡＥ装置の受信用探触子を置き、上記溶射被膜の検査個所の上に超音波発振器の送信用探触子を順次当接させて超音波発振器の作動で検査位置の溶射被膜を加振し、そのとき構造物を伝搬する振動を、上記溶射被膜の健全部上に配置した受信用探触子を介してＡＥ装置で受信させてから表示器にその振動波形を表示させて、その波形の周波数をＦＦＴ演算し、ＦＦＴ演算した後の波形のピーク周波数領域の位置から溶射被膜の剥離部と健全部とを区別して、剥離部を検出する構造物表面の溶射被膜剥離検出方法及び装置とする。
【０００７】
溶射被膜が剥離している個所を加振すると、剥離していない健全部に比して母材まで振動が伝わりにくいので、受信した振動の周波数は高い周波数成分をより多くもっていることになる。したがって、ピーク周波数の位置から健全部と剥離部とを区別することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【０００９】
先ず、本発明の基本原理を説明すると、一般に、構造物（板）を伝搬する波動の固有周期は、板厚が薄いほど高い。したがって、溶射被膜が剥離していなければ母材を含めて振動し、剥離していれば母材まで伝わりにくくなり、その２つを比べると振動周波数に差が出てくる。
【００１０】
図１は上記基本原理を基になした本発明の構造物表面の溶射被膜検出装置の実施の一形態を示すもので、ボイラ火炉壁の如き構造物１の表面に形成されている溶射被膜２の検査位置に送信用探触子３ａを当接させるようにする超音波発振器（パルサー）３と、該超音波発振器３の作動で発生して伝搬される振動を溶射被膜２の健全部上に配置した受信用探触子４ａを介して受けるようにしたＡＥ装置４と、該ＡＥ装置４で受けた振動波形を表示するオシロスコープの如き表示器５と、該表示器５で表示された波形の周波数をＦＦＴ演算するスペクトルラムアナライザ又はパソコンの如き周波数解析装置６とからなる。なお、２ａは溶射被膜２の剥離部を示す。又、７はプリアンプの如きアンプを示す。
【００１１】
構造物１の表面に形成されている溶射被膜２の剥離部２ａの有無を検出する場合には、ＡＥ装置４の受信用探触子４ａを溶射被膜２の健全部上に置き、超音波発振器３の送信用探触子３ａを、検査個所の上に順次当接させて行くようにする。なお、この場合、受信用探触子４ａを置く位置が健全部かどうかは最初は判らないので、数個所の予備検査を行う必要がある。超音波発振器３の作動で溶射被膜２を加振すると、そのとき、構造物１中を伝搬した振動がＡＥ装置４で受信されて表示器５にてその振動波形が表示される。次に、その波形の周波数が周波数解析装置６にてＦＦＴ演算される。かかるＦＦＴ演算した後の波形は、図２（イ）に示す如く、剥離部２ａからのものである場合、図２（ロ）に示す如き健全部からのものである場合に比してピーク周波数領域が高周波数側にシフトしているので、健全部と剥離部２ａとを区別することができる。
【００１２】
このように、これまで、目視では困難であった剥離部２ａの有無を周波数の高低で判別することができ、剥離部２ａの検出を簡単に行うことができる。
【００１３】
なお、上記実施の形態では、構造物表面への加振を超音波発振器３にて、又、振動受信をＡＥ装置４で行うようにした場合を示したが、ハンマーで振動を与えて加速度計で受信するようにしてもよいこと、その他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勿論である。
【００１４】
【実施例】
次に、擬似ＡＥ法による剥離検出を試験片を用いて行った結果について説明する。
【００１５】
先ず、本発明者は、予備試験として、板厚の変化による板を伝わる波の周波数の特長をつかむために、ＳＵＳ３０４鋼板を用い、板厚をそれぞれ５mm、３mm、２mm、１mm、０．６mm、０．１mmと変えたときの擬似ＡＥ波形を測定した。得られた波形は図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）に示す如くであった。次に、これらにＦＦＴをかけたグラフを図４（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）に示す。これらから、図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）では板厚による差異は見られなかったが、周波数解析を行った後の図４（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）では、板厚が薄くなるにつれて、ピーク周波数領域が高周波数側にシフトしているということが確認された。
【００１６】
次に、上記結果を踏まえて、板材に金属を溶射し、且つ人工的に剥離部を作った試験片を用いて擬似波形を測定した結果を図５（イ）（ロ）（ハ）及び図６（イ）（ロ）（ハ）に示す。この場合、受信用探触子は剥離部のない健全部に固定し、送信用探触子からの送信パルスは１５MHz と５００KHz との２種類を用いて、図５（イ）（ロ）及び図６（イ）（ロ）に示す如く、異なる２個所の健全部から送信したときと、図５（ハ）及び図６（ハ）に示す如く、剥離部から送信したときの結果を示すものである。次に、これら各波形をＦＦＴにかけて周波数解析を行ったところ、図７（イ）（ロ）（ハ）及び図８（イ）（ロ）（ハ）に示す如き結果が得られた。図５（イ）（ロ）（ハ）及び図６（イ）（ロ）（ハ）と、図７（イ）（ロ）（ハ）及び図８（イ）（ロ）（ハ）との比較から、剥離部から送信した場合の振動数が高くなっていることがわかる。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、構造物の表面に形成されている溶射被膜の健全部上にＡＥ装置の受信用探触子を置き、上記溶射被膜の検査個所の上に超音波発振器の送信用探触子を順次当接させて超音波発振器の作動で検査位置の溶射被膜を加振し、そのとき構造物を伝搬する振動を、上記溶射被膜の健全部上に配置した受信用探触子を介してＡＥ装置で受信させてから表示器にその振動波形を表示させて、その波形の周波数をＦＦＴ演算し、ＦＦＴ演算した後の波形のピーク周波数領域の位置から溶射被膜の剥離部と健全部とを区別して、剥離部を検出する構造物表面の溶射被膜剥離検出方法と、構造物の表面に形成されている溶射被膜の検査個所の上に超音波発振器の送信用探触子を当接させるようにして、該超音波発振器の作動で溶射被膜を加振するようにし、且つ上記超音波発振器の作動により発生して構造物を伝搬される振動を溶射被膜の健全部上に配置した受信用探触子を介してＡＥ装置で受信させるようにし、更に、該ＡＥ装置で受けた振動波形を表示する表示器と、該表示器で表示された振動波形の周波数をＦＦＴ演算する周波数解析装置とを備えてなり、ＦＦＴ演算した後の波形のピーク周波数領域の位置から溶射被膜の剥離部と健全部とを区別して、剥離部を検出するようにした構成を有する構造物表面の溶射被膜剥離検出装置としてあるので、従来では、目視でも困難であった剥離の有無を周波数の高低で判別することができ、剥離部の検出作業を簡単に行うことができる、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構造物表面の溶射被膜剥離検出装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】受信波をＦＦＴ演算した後の状態を模式的に示すもので、（イ）は剥離部から送信した場合の結果を示す図、（ロ）は健全部から送信した場合の結果を示す図である。
【図３】板厚の変化による周波数の特長をつかむために行った予備試験の結果を示すもので、（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）は板厚を５mm、３mm、２mm、１mm、０．６mm、０．１mmと変化させたときの擬似ＡＥ波形図である。
【図４】擬似ＡＥ波形の周波数スペクトルを示すもので、（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）はそれぞれ図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）に示す波形の解析結果を示す図である。
【図５】送信パルスを１５MHz として試験片を用いて測定した擬似ＡＥ波形を示すもので、（イ）は健全部から送信した場合の波形を示す図、（ロ）は（イ）とは異なる位置の健全部から送信した場合の波形を示す図、（ハ）は剥離部から送信した場合の波形を示す図である。
【図６】送信パルスを５００KHz として試験片を用いて測定した擬似ＡＥ波形を示すもので、（イ）は健全部から送信した場合の波形を示す図、（ロ）は（イ）とは異なる位置の健全部から送信した場合の波形を示す図、（ハ）は剥離部から送信した場合の波形を示す図である。
【図７】擬似ＡＥ波形の周波数スペクトルを示すもので、（イ）（ロ）（ハ）はそれぞれ図５（イ）（ロ）（ハ）に示す波形の解析結果を示す図である。
【図８】擬似ＡＥ波形の周波数スペクトルを示すもので、（イ）（ロ）（ハ）はそれぞれ図６（イ）（ロ）（ハ）に示す波形の解析結果を示す図である。
【符号の説明】
１  構造物
２  溶射被膜
２ａ  剥離部
３  超音波発振器
３ａ  送信用探触子
４  ＡＥ装置
４ａ  受信用探触子
６  周波数解析装置
【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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