JPH01318950A - チタン材中の水素の吸蔵量検出方法 - Google Patents
チタン材中の水素の吸蔵量検出方法Info
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- JPH01318950A JPH01318950A JP15000988A JP15000988A JPH01318950A JP H01318950 A JPH01318950 A JP H01318950A JP 15000988 A JP15000988 A JP 15000988A JP 15000988 A JP15000988 A JP 15000988A JP H01318950 A JPH01318950 A JP H01318950A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、チタン材中に吸蔵されている水素量を簡単な
作業で検出し得る水素吸蔵量検出方法に関するものであ
る。
作業で検出し得る水素吸蔵量検出方法に関するものであ
る。
（従来の技術）
チタン材料は、鋼材、ステンレス鋼のような金属材料に
比べて耐食性、゛耐熱性に富むと共に軽量で優れた機械
的強度特性を有しており、各種プラント装置や航空機を
はじめとする各種用途に広く用いられている。一方各種
プラント装置等の安全性を確保するためには各種チタン
製部材の経時的変化を正確に検出し、適切な保守点検を
行なう必要ある。
比べて耐食性、゛耐熱性に富むと共に軽量で優れた機械
的強度特性を有しており、各種プラント装置や航空機を
はじめとする各種用途に広く用いられている。一方各種
プラント装置等の安全性を確保するためには各種チタン
製部材の経時的変化を正確に検出し、適切な保守点検を
行なう必要ある。
純チタン、チタン合金のような各種チタン材の経時的変
化の主たる要因は水素吸蔵量に起因するもと考えられて
おり、例えば水素吸蔵量が増大すると伸び特性や絞り特
性が低下し、さらに大量の水素を吸蔵するとクランク発
生の原因となることが知られている。従って、チタン材
中に吸蔵されている水素量を検出することによりチタン
材の経時的変化を判断することができ、簡単な作業で水
素吸蔵量を検出できる方法の開発が強く要請されている
。
化の主たる要因は水素吸蔵量に起因するもと考えられて
おり、例えば水素吸蔵量が増大すると伸び特性や絞り特
性が低下し、さらに大量の水素を吸蔵するとクランク発
生の原因となることが知られている。従って、チタン材
中に吸蔵されている水素量を検出することによりチタン
材の経時的変化を判断することができ、簡単な作業で水
素吸蔵量を検出できる方法の開発が強く要請されている
。
従来、チタン材中の水素吸蔵量を測定する方法は、破壊
試験が主流であり、金属組織試験法やＸ線回折による測
定方法が採用されていた。また、非破壊試験方法として
、水素吸蔵量が増加すると硬さが高くなる性質を利用し
た硬さ測定法も行なわれていた。
試験が主流であり、金属組織試験法やＸ線回折による測
定方法が採用されていた。また、非破壊試験方法として
、水素吸蔵量が増加すると硬さが高くなる性質を利用し
た硬さ測定法も行なわれていた。
（発明が解決しようとする課題）
上述した金属組織試験法やＸ線回折を利用した測定方法
では、現実に稼働しているプラント装置からチタン製部
材を取はずし、研究所等に設置されている測定装置を用
いて測定しなければならず、現場で簡易に測定すべきと
する要請に反することになる。また、硬さ測定法は非破
壊で測定できる利点があるが、チタン製部材は厚さが薄
いため市販の硬さ計を用いて測定したのでは誤差が大き
すぎ、しかも再現性が劣り、チタン材料の経時的変化を
正確に判断できない不都合があった。
では、現実に稼働しているプラント装置からチタン製部
材を取はずし、研究所等に設置されている測定装置を用
いて測定しなければならず、現場で簡易に測定すべきと
する要請に反することになる。また、硬さ測定法は非破
壊で測定できる利点があるが、チタン製部材は厚さが薄
いため市販の硬さ計を用いて測定したのでは誤差が大き
すぎ、しかも再現性が劣り、チタン材料の経時的変化を
正確に判断できない不都合があった。
従って、本発明の目的は上述した欠点を解消し、現場に
おいて簡単な作業で水素吸蔵量を正確に検出し得るチタ
ン材の水素吸蔵量検出方法を提供するものである。
おいて簡単な作業で水素吸蔵量を正確に検出し得るチタ
ン材の水素吸蔵量検出方法を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明によるチタン材中の水素吸蔵量検出方法は、検出
すべきチタン材に磁束を投射して渦電流を誘起させ、誘
起した渦電流によって生ずる磁束を検出し、検出した磁
束に基いて吸蔵されている水素濃度を求めることを特徴
とする。
すべきチタン材に磁束を投射して渦電流を誘起させ、誘
起した渦電流によって生ずる磁束を検出し、検出した磁
束に基いて吸蔵されている水素濃度を求めることを特徴
とする。
（作 用）
純チタンやチタン合金中に水素が吸蔵されると吸蔵水素
が不純物原子として作用することが考えられる。この不
純物原子の存在によりチタン材料の電気抵抗が増大する
。電気抵抗の変化により、外部から磁束を投射した場合
チタン材中に誘起される渦電流量も水素吸蔵量に応じて
変化することが考えられる。本発明は、このような認識
に基いており、外部磁束によってチタン材中に誘起され
渦電流に起因して発生する磁束をプローブコイルによっ
て電流値として検出する。そして、検出された電流値か
らチタン材中に含まれている水素量を求める。このよう
に構成すれば、検出装置をコンパクトなポータプル型の
装置とすることができ、しかもプローブをチタン材に押
し当てるだけで水素吸蔵量を検出することができる。
が不純物原子として作用することが考えられる。この不
純物原子の存在によりチタン材料の電気抵抗が増大する
。電気抵抗の変化により、外部から磁束を投射した場合
チタン材中に誘起される渦電流量も水素吸蔵量に応じて
変化することが考えられる。本発明は、このような認識
に基いており、外部磁束によってチタン材中に誘起され
渦電流に起因して発生する磁束をプローブコイルによっ
て電流値として検出する。そして、検出された電流値か
らチタン材中に含まれている水素量を求める。このよう
に構成すれば、検出装置をコンパクトなポータプル型の
装置とすることができ、しかもプローブをチタン材に押
し当てるだけで水素吸蔵量を検出することができる。
（実施例）
第１図は本発明によるチタン材中の水素吸蔵量検出方法
を実施するための一例の構成を示す線図である。高周波
電流発生器１から５００ｋＨｚ〜３Ｍ１ｌｚの高周波電
流を発生し、この高周波電流を標準コイル２及びプロー
ブコイル３にそれぞれ供給する。
を実施するための一例の構成を示す線図である。高周波
電流発生器１から５００ｋＨｚ〜３Ｍ１ｌｚの高周波電
流を発生し、この高周波電流を標準コイル２及びプロー
ブコイル３にそれぞれ供給する。
標準コイル２及びプローブコイル３は共に同一のコイル
で構成する。プローブコイルに検知プローブ４を磁気的
に結合し、プローブコイル３で発生した磁束を検知プロ
ーブ４を介して被検体であるチタン材５に向けて投射す
る。チタン材５には、投射磁束によって水素吸蔵量に応
じた渦電流が誘起される。この渦電流により投射磁束を
減少させる向きの磁束が発生し、この逆向きの磁束をプ
ローブフィル３により電流として検出する。従って、プ
ローブコイル３の出力側には高周波電流発生器１から供
給される電流に、チタン材５で発生した渦電流に暴く電
流が重畳された電流が発生することになる。この重畳電
流を差動増幅器６の一方の入力端子に供給すると共に標
準コイル２の出力電流を差動増幅器６の他方の入力端子
に供給する。
で構成する。プローブコイルに検知プローブ４を磁気的
に結合し、プローブコイル３で発生した磁束を検知プロ
ーブ４を介して被検体であるチタン材５に向けて投射す
る。チタン材５には、投射磁束によって水素吸蔵量に応
じた渦電流が誘起される。この渦電流により投射磁束を
減少させる向きの磁束が発生し、この逆向きの磁束をプ
ローブフィル３により電流として検出する。従って、プ
ローブコイル３の出力側には高周波電流発生器１から供
給される電流に、チタン材５で発生した渦電流に暴く電
流が重畳された電流が発生することになる。この重畳電
流を差動増幅器６の一方の入力端子に供給すると共に標
準コイル２の出力電流を差動増幅器６の他方の入力端子
に供給する。
標準コイル２及びプローブコイル３の出力側に可変コン
デンサ７及び固定コンデンサ８をそれぞれ接続し、これ
らコンデンサを高周波電流発生器１に接続して閉回路を
構成する。尚、可変コンデンサ７は、標準コイル２の出
力電流とプローブコイル３の出力電流との間の位相を整
合させるこめのものであり、可変コンデンサ７を適切に
調整することにより両出力電流の位相を一致させる。標
準コイル２の出力電流は高周波電流発生器１からの出力
される電流に等しく、一方ブロープコイル３からの出力
電流は高周波電流発生器１から出力電流にプローブコイ
ル３によって検知された渦電流によって発生した磁束に
よる電流が重畳された電流となるから、差動増幅器６に
より高周波電流発生器１からの電流が相殺され、差動増
幅器６から渦電流に基く電流が増幅されて出力されるこ
とになる。二〇差動増幅器の出力電流を信号処理回路９
に供給する。信号処理回路９には、予め求めたプローブ
コイル３の検知電流と吸蔵水素量との関係を記憶してお
き、この関係に基いて水素吸蔵量を表わす信号を発生し
て表示装置１０に供給する。
デンサ７及び固定コンデンサ８をそれぞれ接続し、これ
らコンデンサを高周波電流発生器１に接続して閉回路を
構成する。尚、可変コンデンサ７は、標準コイル２の出
力電流とプローブコイル３の出力電流との間の位相を整
合させるこめのものであり、可変コンデンサ７を適切に
調整することにより両出力電流の位相を一致させる。標
準コイル２の出力電流は高周波電流発生器１からの出力
される電流に等しく、一方ブロープコイル３からの出力
電流は高周波電流発生器１から出力電流にプローブコイ
ル３によって検知された渦電流によって発生した磁束に
よる電流が重畳された電流となるから、差動増幅器６に
より高周波電流発生器１からの電流が相殺され、差動増
幅器６から渦電流に基く電流が増幅されて出力されるこ
とになる。二〇差動増幅器の出力電流を信号処理回路９
に供給する。信号処理回路９には、予め求めたプローブ
コイル３の検知電流と吸蔵水素量との関係を記憶してお
き、この関係に基いて水素吸蔵量を表わす信号を発生し
て表示装置１０に供給する。
表示装置ｌＯはアナログ表示又はデジタル表示とするこ
とができ、吸蔵水素量をそのまま表示したり、或いは限
界値を超えた場合に警報表示として表示することもでき
る。
とができ、吸蔵水素量をそのまま表示したり、或いは限
界値を超えた場合に警報表示として表示することもでき
る。
第２図はセンサ部の構成を示す断面図でる。本例では円
筒状チタン材４の水素吸蔵量を検出するものである。プ
ローブ４にはプローブコイル３（図示せず）が装着され
ているものとし、プローブ４の先端をチタン材５に当接
させる。プローブ４は支持台１１に摺動自在に支持され
、この支持台１１をハウジング１２に装着する。プロー
ブ４の他端をハウジング１２の外部まで突出させると共
にリード線を接続する。プローブ４には止め板１３を取
り付け、ハウジング１２に固着したネジ１４によりプロ
ーブが回転するのを防止する。ハウジング１２と止め板
１３との間にバネ１５を介挿してバネ１５の弾圧力によ
ってプローブ４を常時下向きに押圧する。また、支持台
１１の下端をＶ字状にカットする。検出に際し、支持台
１１のｖ字状部分をチタン材５に当接させると、プロー
ブ４の先端がチタン材５の表面に当接するが、プローブ
４はバネ１５によって下側に向けて押圧されているから
常時一定の圧力でチタン材の表面に当接することになる
。これによりリフトオフによる影響を除去することがで
き、ノイズの発生を防止することができる。尚、本例で
は、プローブの先端をチタン材の表面に当接させる構成
としたが、必ずしも当接させる必要はなく、プローブの
先端とチタン材との間の距離を常時一定に継続すればよ
い。このように構成すれば、検出装置をコンパクトなポ
ータプル型のものとすることができ、しかもセンサ部を
チタン材に押し当てるだけで水素吸蔵量を測定できるの
で、現場において簡単な作業で測定を行なうことができ
る。
筒状チタン材４の水素吸蔵量を検出するものである。プ
ローブ４にはプローブコイル３（図示せず）が装着され
ているものとし、プローブ４の先端をチタン材５に当接
させる。プローブ４は支持台１１に摺動自在に支持され
、この支持台１１をハウジング１２に装着する。プロー
ブ４の他端をハウジング１２の外部まで突出させると共
にリード線を接続する。プローブ４には止め板１３を取
り付け、ハウジング１２に固着したネジ１４によりプロ
ーブが回転するのを防止する。ハウジング１２と止め板
１３との間にバネ１５を介挿してバネ１５の弾圧力によ
ってプローブ４を常時下向きに押圧する。また、支持台
１１の下端をＶ字状にカットする。検出に際し、支持台
１１のｖ字状部分をチタン材５に当接させると、プロー
ブ４の先端がチタン材５の表面に当接するが、プローブ
４はバネ１５によって下側に向けて押圧されているから
常時一定の圧力でチタン材の表面に当接することになる
。これによりリフトオフによる影響を除去することがで
き、ノイズの発生を防止することができる。尚、本例で
は、プローブの先端をチタン材の表面に当接させる構成
としたが、必ずしも当接させる必要はなく、プローブの
先端とチタン材との間の距離を常時一定に継続すればよ
い。このように構成すれば、検出装置をコンパクトなポ
ータプル型のものとすることができ、しかもセンサ部を
チタン材に押し当てるだけで水素吸蔵量を測定できるの
で、現場において簡単な作業で測定を行なうことができ
る。
次に、本発明による水素吸蔵量検出方法によって得られ
た実験結果について説明する。５Ｍ厚の純チタン板を用
い、５００°Ｃに加熱して水素を吸蔵させた後、７００
°Ｃで１時間拡散処理を行なって標準試料を得た。標準
試料の水素吸蔵量は、２７．３１８゜１２００、１４０
０．３８００．２０１００ｐｐｍの６種類である。この
測定結果を第３図に示す。第３図において、横軸は標準
試料の吸蔵水素量を示し、縦軸は出力値を示す。第３図
から明らかなように、水素吸蔵量が１１０００ｐｐをこ
えるあたりから、吸蔵量に応じて出力値が上昇している
。この実験結果より、約１１０００ｐｐ以上の水素吸蔵
量を正確に検出できることは明らかである。尚、チタン
材の経時変化による水素吸蔵量は、表面領域が高く内部
になるに従って低くなる分布を呈しており、経時変化に
よって劣化したチタン材の表面領域の吸蔵水素量は１１
０００ｐｐ以上の大きな値になっているため、本発明に
よる検出方法は十分に実用化可能である。
た実験結果について説明する。５Ｍ厚の純チタン板を用
い、５００°Ｃに加熱して水素を吸蔵させた後、７００
°Ｃで１時間拡散処理を行なって標準試料を得た。標準
試料の水素吸蔵量は、２７．３１８゜１２００、１４０
０．３８００．２０１００ｐｐｍの６種類である。この
測定結果を第３図に示す。第３図において、横軸は標準
試料の吸蔵水素量を示し、縦軸は出力値を示す。第３図
から明らかなように、水素吸蔵量が１１０００ｐｐをこ
えるあたりから、吸蔵量に応じて出力値が上昇している
。この実験結果より、約１１０００ｐｐ以上の水素吸蔵
量を正確に検出できることは明らかである。尚、チタン
材の経時変化による水素吸蔵量は、表面領域が高く内部
になるに従って低くなる分布を呈しており、経時変化に
よって劣化したチタン材の表面領域の吸蔵水素量は１１
０００ｐｐ以上の大きな値になっているため、本発明に
よる検出方法は十分に実用化可能である。
第４図は本発明の変形例の構成を示す線図である。被検
体であるチタン材２０で発生した渦電流に基く磁束をセ
ンサ２１で検知し、この検知電流を増幅器２２で増巾し
た後位相弁別器２３に供給する。位相弁別器２３におい
て、発振器２４からの信号を用いて位相検波して渦電流
に基く電流量を発生させる。
体であるチタン材２０で発生した渦電流に基く磁束をセ
ンサ２１で検知し、この検知電流を増幅器２２で増巾し
た後位相弁別器２３に供給する。位相弁別器２３におい
て、発振器２４からの信号を用いて位相検波して渦電流
に基く電流量を発生させる。
この出力信号を増幅器２５により増幅し、フィルタ２６
で濾波してから表示装置２７に供給し、吸蔵水素量に応
じた出力値を表示することができる。
で濾波してから表示装置２７に供給し、吸蔵水素量に応
じた出力値を表示することができる。
尚、使用する高周波電流の周波数によって浸透深さが変
化するが、検査すべきチタン材の厚さ、用途、使用状況
等を考慮して周波数を調整し、適切な浸透深さに設定す
ることができる。
化するが、検査すべきチタン材の厚さ、用途、使用状況
等を考慮して周波数を調整し、適切な浸透深さに設定す
ることができる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば検出装置を持ち運
び可能なポータプル型の装置とすることができ、しかも
センサ部をチタン材に押し当てるだけで水素吸蔵量を正
確に検出することができる。
び可能なポータプル型の装置とすることができ、しかも
センサ部をチタン材に押し当てるだけで水素吸蔵量を正
確に検出することができる。
この結果、現場において簡単な作業で水素吸蔵量を検出
することができ、チタン材が用いられているプラント装
置等の保守点検作業を一層効率よく行なうことができる
。
することができ、チタン材が用いられているプラント装
置等の保守点検作業を一層効率よく行なうことができる
。
第１図は本発明によるチタン材中の水素吸蔵量検出方法
を実施するための構成を示す線図、第２図はセンサ部の
構成を示す断面図、第３図は本発明による検出方法の実
験結果を示すグラフ、 第４図は検出装置の変形例の構成を示す線図である。
を実施するための構成を示す線図、第２図はセンサ部の
構成を示す断面図、第３図は本発明による検出方法の実
験結果を示すグラフ、 第４図は検出装置の変形例の構成を示す線図である。
Claims (1)
- １、チタン材中の水素吸蔵量を検出するにあたり、検出
すべきチタン材に磁束を投射して渦電流を誘起させ、誘
起した渦電流によって生ずる磁束を検出し、検出した磁
束に基いて吸蔵されている水素濃度を求めることを特徴
とするチタン材中の水素吸蔵量検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15000988A JPH01318950A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | チタン材中の水素の吸蔵量検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15000988A JPH01318950A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | チタン材中の水素の吸蔵量検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01318950A true JPH01318950A (ja) | 1989-12-25 |
Family
ID=15487482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15000988A Pending JPH01318950A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | チタン材中の水素の吸蔵量検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01318950A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006509163A (ja) * | 2002-12-04 | 2006-03-16 | フューエルセル・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 水素の貯蔵、配達、回収システム |
| JP2009243973A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 非破壊検査用標準サンプルの作製方法、非破壊検査用標準サンプルおよびこれを用いた非破壊検査方法 |
| JP2010054414A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 水素脆化の検査方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62142258A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Hitachi Ltd | ジルコニウム合金材の非破壊測定方法 |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP15000988A patent/JPH01318950A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62142258A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Hitachi Ltd | ジルコニウム合金材の非破壊測定方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006509163A (ja) * | 2002-12-04 | 2006-03-16 | フューエルセル・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 水素の貯蔵、配達、回収システム |
| JP2009243973A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 非破壊検査用標準サンプルの作製方法、非破壊検査用標準サンプルおよびこれを用いた非破壊検査方法 |
| JP2010054414A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 水素脆化の検査方法 |
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