技術紹介

パルス渦流探傷を用いたアルミニウム照明柱腐食検査技術
前角貴弘 *1

Maezumi Takahiro

大森征一 *1

Oomori Seiichi

水上孝一 *2

田中

Mizukami Koichi

孝治 *3

Tanaka Koji

照明柱の埋設部検査に対して、パルス渦流探傷（Pulsed Eddy Current testing、以降 PEC と呼ぶ）を用いた検査手法が注目されている。従来の PEC では、適用範囲は鉄鋼材に限定されていた。本稿では、アルミニ
ウム製の照明柱への適用に向けた、プローブ開発とそれを用いたアルミニウム材の減肉量推定方法の開発について紹介する。
キーワード：パルス渦流探傷、PEC、照明柱、アルミニウム、減肉検査、埋設部

トなどの配管の、保温材上からの減肉検査などへ

1. はじめに（1）の適用が検討されている 。

近年、老朽化による照明柱倒壊の懸念が高まっ

海外では、PEC を用いて、照明柱埋設部のようている。照明柱の点検手法として、目視検査が一なプローブがアクセスできない箇所の離隔探傷技

般的であるが、埋設部に関しては、掘削しなけれ術が実用化されている 。しかしながら、適用対ばならないため、時間も費用もかかる。超音波を象は鉄鋼材のような磁性体に限定され、アルミニ用いた検査手法も開発されているが、超音波探傷ウムのような非磁性体に対する適用例はない。当法を用いるには、探触子の接触性を確保するため

社では愛媛大学と共同で、離れた減肉の検出に特塗装の除去が必要である、埋設環境（土やコンク化したプローブを開発することでアルミニウム照リート）によるノイズの影響を受けるなどの課題

明柱埋設部の減肉量を推定できる技術を開発しがある。渦電流探傷（ET）の一種であるパルス渦流た。

（2）探傷（PEC）は、電磁気現象を利用するため、塗膜

2. PEC による埋設部腐食検査原理や埋設環境の影響を受けずに、減肉の検出が可能

PEC では、検出信号の経時変化を観測する。発である。
PEC は、従来の ET と異なり、励磁電流にパル生した渦電流は、プローブ直下方向だけではなス状の大電流を用い、低周波数の電流を利用する

く、図 1 の t 1 秒後から t 3 秒後に示すように水平方ため、従来の ET よりも深い位置の欠陥を検出す向にも広がる。時間経過とともに、離れた減肉部ることができる。そのため、PEC は、発電プランまで渦電流が伝わるため、適切な時間の検出信号*1：検査事業部 技術部 NDE グループ
*2 : 国立大学法人愛媛大学 理工学研究科*3 : 検査事業部 技術部 部長

機械工学講座生産環境工学専攻

—

3—

講師

博士（工学）IIC REVIEW/2021/10. No.66

図1

渦電流の時間変化に注目することで減肉の検出が可能となる。例え4. 試験体ば、図 1 では、t 3 秒後の検出信号に注目することで、減肉による渦電流の変化を検出することが可

試験には、図 3 に示す 3 種類のアルミニウム合能である。渦電流の変化は、プローブの電圧の変金（A5052）試験体を用いた。
（a）の平板試験体は、化として検出される。以降で、模擬試験体による階段状に腐食を模擬した。減肉量の影響を確認す試験で開発した技術を紹介する。

るため、減肉量（2、3、4、5、6mm）の計 5 体を用意した。
（b）のスロープ試験体は、腐食形状による3. 試験装置影響を確認するため、なだらかな板厚変化とし

PEC の試験装置を図 2 に示す。ファンクション

た。減肉量は 3mm の 1 体を用意した。
（c）の円筒くジェネレータで矩形パルス波を生成し、パワーア試験体は曲面による検出性への影響を確認するた

ンプで増幅したのちプローブに入力する。電磁誘め、円筒形状とした。減肉量は 3mm の 1 体を用意

導現象により試験片に生じた磁場の変化を、プした。また、これらの試験体を用いた際、試験結ローブで検出し、オシロスコープを通して PC に果が、試験体端部の影響を受けないことを確認し出力する。

た。

図2試験装置概要—4—

（a）平板試験体（b）スロープ試験体

図3（c）円筒試験体

試験体

1 体について試験した。円筒試験体は、減肉量5. 各種試験体を用いた試験方法・解析方法

3mm の 1 体について試験した。

図 4 のように、プローブを試験体上に配置し、図 4 のようなプローブ配置のとき、検出信号に減肉までの距離（20、30、40、50mm）を変化させは、図 5 に示すような複数のピークが生じる。こた際の、プローブの検出信号を測定した。平板試

れらのピーク電圧値のうち、第 2 ピークの電圧値

験体では、減肉量 2、3、4、5、6mm の計 5 体につは、減肉までの距離および減肉量と強い相関がみいて試験した。スロープ試験体は、減肉量 3mm のられることから、第 2 ピークの電圧値で減肉量を（a）平板試験体（b）スロープ試験体

図4

図5（c）円筒試験体

試験方法

検出信号の時間変化—

5—

IIC REVIEW/2021/10. No.66あらかじめ各減肉量の検量線を作成し、測定した評価することとした。

第 2 ピーク電圧値と各検量線とを比較すること
5.1 平板試験体における減肉検出試験

で、おおよその減肉の程度を推定することができ減肉量の異なる平板試験体における、減肉までる。例えば、第 2 ピークの電圧値が 2mV であればの距離を 20、30、40、50mm と変化させ、第 2 ピー減肉量は 6mm、第 2 ピークの電圧値が 1mV であク電圧値を採取した。試験は 3 回実施し、いずれれば、減肉量は 5mm もしくは 6mm と推定するこも高い再現性がみられた。試験結果を図 6 に示とができる。

す。減肉量が大きいほど、電圧値が大きい傾向がまた、図 7（a）に示すように、1 回目の測定からみられた。実際の検査の場合は、図 6 のように、減肉までの距離を変えて、2 回目の測定を行うこ

図6

減肉距離と第 2 ピーク電圧値との減肉量のカーブ（a）距離の異なる 2 点での測定方法

図7（b）2 点での測定結果から減肉量を推定する方法

2 点での測定による減肉の推定方法 （測定間隔 10mm の場合）
—6—

5.2 スロープ試験体における減肉検出試験とで減肉量の候補を絞ることができる。ここでは、1 回目と 2 回目の減肉までの距離の差を測定試験結果を図 8 に示す。スロープ状に腐食を模間隔とする。一例として、測定間隔 10mm の場合擬した試験体（減肉量 3mm）でも、階段状に腐食をについて説明する。図 7（b）のように、測定 1 回模擬した平板試験体と同じような曲線（黒線）が得目、2 回目の第 2 ピークの電圧値（1.2mV、0.7mV）られ、なだらかな板厚変化でも検出できることがわと検量線との交点を求める。交点間の距離は、減かる。また、同じ 3mm の減肉量の試験体では、ス

肉量 6mm の検量線では 8mm、減肉量 5mm の検量ロープ試験体（黒線）の方が平板試験体（緑線）より線では 10mm となり、実際の測定間隔の 10mm とも、第 2 ピークの電圧値が小さい傾向がみられた。

近いのは、減肉量 5mm であるので、減肉量は 5mm

この変化について、減肉量（厚さ）ではなく減肉部の体積が電圧の大小に影響していると考え、平と推定することができる。

板試験体とスロープ試験体における減肉部の体積を比較した。一例として、図 9 のように、減肉ま図8

減肉部形状による第 2 ピーク電圧値の違い（a）平板試験体

図9（b）スロープ試験体



減肉部の体積の概略図（減肉までの距離が 30mm の場合）—

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IIC REVIEW/2021/10. No.66

での距離が 30mm のときの減肉部の体積を考え平板（減肉 2mm）の順に大きくなることがわかる。

る。プローブから 100mm 離れた位置まで渦電流渦電流が伝搬する距離について更なる検討を要すが伝搬していると仮定し、プローブから 100mmるが、第 2 ピーク電圧値は減肉部の体積に影響をまでの距離にある減肉部について考える。また、受けている可能性があると考えられる。

図 9 の奥行方向は、平板試験体、スロープ試験体ともに図 3 の試験体寸法より 200mm である。そ

5.3 円筒試験体における減肉検出試験

れぞれの試験体の第 2 ピーク電圧値、減肉部の体試験結果を図 10 に示す。円筒状の試験体に対積と図 8 のプロットを表 1 にまとめる。第 2 ピー

しても、平板と同様に減肉を検出できることがわ

ク電圧値および減肉部の体積両方とも、平板（減かる。

肉 4mm）、平板（減肉 3mm）、スロープ（減肉 3mm）、
表1

第 2 ピーク電圧値と減肉部の体積の関係

図 10平面、曲面による第 2 ピーク電圧値の違い—8—6. まとめ参考文献

今回、PEC のアルミニウムへの適用を検討し、（1） 程衛英、比翼賢、古川敬、加古晃弘、池堂和

アルミニウム照明柱へ適用できる PEC 技術を開

仁：パルス渦電流試験法による保温材上から発した。現状、照明柱埋設部の非破壊検査では、の配管減肉計測、平成 26 年度火力原子力発電

超音波探傷が一般的ではあるが、事前の処理（接大会論文集、pp.40-45

触面の処理、接触媒質の使用）が不要、埋設環境（2） Laboratories for Materials Advanced Testing Services

によるノイズの影響がないなど PEC の有効性がホームページ：https://lmats.com.au/resource-centre/ある。今回開発した技術では、減肉までの距離がadvanced-ndt-testing-solutions/pulsed-eddy-current-

未知の場合でも、水平方向に 40mm まで離れたtesting-pect/pole-testing

50％以上の減肉について検出可能である。また、
腐食形状、曲面による検出結果への影響が少なく、減肉を検出可能である。今後の課題として、実機の照明柱に近い試験体での検出性についても確認していく必要がある。

検査事業部
技術部
NDE グループ

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NDE グループ

前角 貴弘

大森 征一

TEL. 045-791-3523
FAX. 045-791-3547

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国立大学法人愛媛大学
理工学研究科 生産環境工学専攻
機械工学講座 講師 博士（工学）

検査事業部
技術部
部長

水上 孝一

田中 孝治

TEL. 089-927-9729
FAX. 089-927-9729

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