JPH0894592A - 脆性材料の検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】内圧を加えて中空の脆性材料に引張り応力を繰
り返し印加し、応力の印加毎に引張り応力の立ち上がり
後に被検査物から発生するアコースティックエミッショ
ンの発生頻度の変化を測定する。この発生頻度の時間積
分値をアコースティックエミッションの強度とすると
き、応力を所定回数印加する間にこの強度が増加したと
き、被検査物に遅れ破壊が生じると判断する。 【効果】脆性材料からなる被検査物の破壊応力と遅れ破
壊の有無を非破壊で検査できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスなどの脆
性材料の検査方法および検査装置に関し、特に多孔質脆
性材料（例えば高温ガス脱塵浄化装置に用いられるフィ
ルタ管）の検査方法および検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高温の含塵ガスを清浄化するための装置
として、多孔質セラミックスからなる管やハニカムなど
のフィルタ体を濾過材とする脱塵装置が提案されてい
る。この種の脱塵装置は、例えば図１２に示すように、
通気性を有する多孔質セラミックス管１１の内側に含塵
ガスを送入し、セラミックス管１１の濾壁を通過させて
清浄ガスを取り出すように構成されている。また、含塵
ガス中のダストがセラミックス管の内側の濾壁に堆積し
て通気圧損が過度に大きくならないように、圧縮空気ボ
ンベ１２から高圧の逆洗気流をパルス状に流し、濾壁に
堆積したダストをホッパーへ払い落として再生するよう
にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、多孔質セラ
ミックスからなるフィルタ管の製造過程において、傷や
巣などの材料欠陥を生じることがあり、このような材料
欠陥を有するフィルタ管を脱塵装置に用いると含塵ガス
の温度変化や逆洗再生に伴う熱的衝撃によって時にはフ
ィルタ管が破損する現象が起きている。このため、従来
より、フィルタ管の製品に対し、非破壊の全数検査が行
われている。

【０００４】しかしながら、フィルタ管が不透明な多孔
質材料であるため、目視による検査や光学的検査では評
価することができない。また、多孔質材料であることか
ら、鉄などの緻密な材料の検査に使用される超音波探傷
法や浸透探傷法などの検査方法も適用することができな
い。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、不透明でしかも多孔質の材
料からなる被検査物であっても破壊することなく破壊特
性を評価できる脆性材料の検査方法と検査装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、セラミックスのフ
ィルタ管に引張り応力を印加するとき、引張り応力の立
ち上がり後にセラミックス管から発生するアコースティ
ックエミッションの発生頻度の減衰特性を調べれば、こ
のセラミックス管の遅れ破壊や疲労による破壊特性を非
破壊でしかも精度良く評価できることを見出し、本発明
を完成するに至った。すなわち、本発明者らが探求した
ところによれば、脆性材料（以下、単に材料という）に
引張り応力を印加した場合、この材料から発生するアコ
ースティックエミッションの発生頻度は、引張り応力の
立ち上がり時にピーク値を示し、その後引張り応力が一
定になると減衰する（以下、引張り応力が一定に保持さ
れる範囲を「引張り応力の立ち上がり後」という）。ま
た、破壊に至る被検査物については、引張り応力の立ち
上がり後に発生するアコースティックエミッションの発
生頻度は一旦減衰するが、時間の経過とともに再増加す
る。さらに、引張り応力の立ち上がり後に発生するアコ
ースティックエミッションの発生頻度は、材料の破壊応
力に近い引張り応力を印加すればするほど多くなり、発
生頻度の減衰曲線の勾配も緩くなる。これは、印加され
る引張り応力が材料の破壊応力に近づくと、引張り応力
の立ち上がり後でも材料の内部で遅れ破壊的なクラック
の伸展が生じていると考えられるからである。

【０００７】一方、材料に、この材料の破壊応力に近い
レベルの引張り応力を繰り返し印加すると、遅れ破壊が
生じることがある。このような繰り返し引張り応力を印
加した場合、遅れ破壊が生じない材料について、引張り
応力立ち上がり後に発生するアコースティックエミッシ
ョンの発生頻度の減衰曲線をみると、材料に引張り応力
を繰り返し印加すればするほど大きい勾配で減衰する。
これに対して、遅れ破壊が生じる材料のアコースティッ
クエミッションの発生頻度の減衰曲線では、材料に引張
り応力を繰り返し印加すると、あるとき減衰勾配が前回
に比べて緩くなる。これは、破壊に至る材料について
は、引張り応力の立ち上がり後に発生するアコースティ
ックエミッションの発生頻度は一旦減衰するが、時間の
経過とともに再増加という上述の現象が加速的に実現さ
れたものである。上述したように、１回の引張り応力の
印加によってこの現象を予測することは可能であるが、
この方法で遅れ破壊が生じるかどうかの判断は、アコー
スティックエミッションの発生頻度の絶対値が小さくな
るときであるため、勾配が小さいと外部から僅かなノイ
ズが入っただけでも判別精度に大きな影響を受ける。

【０００８】本発明では、このような知見に基づき、ア
コースティックエミッションの発生頻度のうち、引張り
応力の立ち上がり後に生じるアコースティックエミッシ
ョンの発生頻度の減衰特性に着目し、同じ引張り応力を
印加したときの減衰特性を被検査物間で比較することに
より、各被検査物の破壊応力の大小を判断する。すなわ
ち、本発明によれば、被検査物に引張り応力を印加し、
このとき前記被検査物から発生するアコースティックエ
ミッションの発生頻度を測定し、この発生頻度の減衰特
性に基づいて前記被検査物の破壊特性を評価することを
特徴とする脆性材料の検査方法が提供される。

【０００９】このように、引張り応力の立ち上がり後に
生じるアコースティックエミッションの発生頻度の減衰
特性を調べることで、外部からのノイズの混入が相対的
に少なくなり、また引張り応力の印加速度、センサの感
度差、センサの被検査物との密着の程度などの検査条件
の影響も少なくなり、破壊特性の評価精度が向上する。

【００１０】この場合、引張り応力の立ち上がり後にお
けるアコースティックエミッション発生頻度の減衰の急
峻性、換言すれば、アコースティックエミッションの発
生頻度の減衰曲線において、引張り応力の立ち上がり後
から所定時間を経過した時に、発生頻度がどの程度の割
合で減衰したか（以下、減衰率ともいう）で被検査物の
破壊特性を検査することが好ましい。このような減衰率
を用いる場合、減衰率が小さい（すなわち、発生頻度の
減衰曲線の勾配が緩い）被検査物の方が破壊応力が小さ
いと判断する。また、引張り応力の立ち上がり後のアコ
ースティックエミッションの発生頻度が、最大値から、
前記最大値に所定比率を乗じた発生頻度に減少するまで
の減衰時間に基づいて被検査物の破壊特性を評価するこ
ともできる。この減衰時間を用いる場合、同じ引張り応
力を印加したときの減衰時間が長い被検査物の方が、破
壊応力が小さいと判断する。このように定義した減衰率
または減衰時間に基づいて検査することで、アコーステ
ィックエミッションの発生頻度の絶対値に殆ど影響を受
けることなく、被検査物の破壊応力の大小を判断でき
る。

【００１１】これに対して、被検査物から発生するアコ
ースティックエミッションの発生頻度の絶対値やピーク
値をアコースティックエミッションの発生頻度とする
と、これらはクラック発生位置とアコースティックエミ
ッションを検出するためのセンサとの距離、および被検
査物と前記センサとの距離または密着度によって影響を
受けるので、多数の被検査物に対して破壊特性を一律に
評価することが難しい。また、アコースティックエミッ
ションの絶対値やピーク値は、引張り応力の立ち上がり
時におけるアコースティックエミッションの発生頻度が
重要となるが、印加応力の立ち上がり時には外部装置か
らの機械的振動が伝わり、この振動を前記センサがノイ
ズとして受波してしまうので、これら絶対値やピーク値
をアコースティックエミッションの発生頻度として採用
することは好ましくない。

【００１２】また、別の本発明では、被検査物に引張り
応力を繰り返し印加し、この繰り返し印加によって引張
り応力の立ち上がり後に発生するアコースティックエミ
ッションの発生頻度の減衰特性を加速して出現せしめ、
この減衰特性を比較することで被検査物に遅れ破壊が生
じるか否かが評価できる。すなわち、本発明によれば、
被検査物に引張り応力を繰り返し印加し、前記引張り応
力を印加する度に、引張り応力の立ち上がり後に被検査
物から発生する引張り応力印加後のアコースティックエ
ミッションの発生頻度を測定し、引張り応力印加毎のア
コースティックエミッションの発生頻度の減衰特性の変
化に基づいて前記被検査物の破壊特性を評価することを
特徴とする脆性材料の検査方法が提供される。

【００１３】ここで、引張り応力の立ち上がり後のアコ
ースティックエミッションの強度を、アコースティック
エミッションの発生頻度の関数ｆ（ｔ）を所定時間積分
した値と定義し、前記アコースティックエミッションの
強度が引張り応力印加の繰り返し回数に対してどのよう
に変化するかで被検査物に遅れ破壊が生じるかどうかを
予測することが好ましい。つまり、１回目の引張り応力
の立ち上がり後に発生するアコースティックエミッショ
ンの強度が最も大きな値を示し、その後引張り応力の印
加回数を重ねる度に強度が小さくなれば、その被検査物
には遅れ破壊が生じないと予測する。これに対して、あ
る繰り返し回数でアコースティックエミッションの強度
が前回よりも大きくなれば、その被検査物に遅れ破壊が
生じると予測する。このようなアコースティックエミッ
ションの強度の変化により遅れ破壊の検査を行うこと
で、外部からのノイズの影響を相対的に小さくすること
ができ、評価精度を高めることができる。この場合、引
張り応力を少なくとも４回繰り返し印加すれば遅れ破壊
を予測することができ、評価に要する時間も短縮でき
る。

【００１４】本発明の対象となる被検査物には、セラミ
ックス、ガラス、複合材料などの脆性材料があり、特に
各種セラミック焼結体や結晶化ガラスなどの多結晶体に
好ましく適用され、なかでも多孔質の多結晶体の検査に
好ましく用いられる。このような被検査物として多孔質
フィルタ管、熱交換器のパイプ、煉瓦、ＳｉＣ，Ｓｉ₃
Ｎ₄からなる半導体のプロセスチューブなどが挙げられ
る。

【００１５】多孔質材料からなる被検査物に対して繰り
返し印加される引張り応力は、被検査物の疲労限界応力
の２０％以上で７０％以下であることが好ましい。疲労
限界応力の７０％より大きな引張り応力を繰り返し印加
すると多くの被検査物に遅れ破壊が生じるため、非破壊
検査として好ましくない。また、疲労限界応力の２０％
より小さい引張り応力を繰り返し印加してもクラックの
伸展が発生し難いため、遅れ破壊が生じる被検査物と遅
れ破壊が生じない被検査物とを判別することができな
い。

【００１６】また、本発明によれば、被検査物が中空体
である場合、中空体の内側に配置した内部に加圧用流体
が導入される伸縮可能な袋体の膨張によって被検査物に
引張り応力を印加する手段と、前記被検査物から発生す
るアコースティックエミッションを検出するセンサとを
備えたことを特徴とする脆性材料の検査装置が提供され
る。

【００１７】このような袋体を用いて被検査物に引張り
応力を印加すれば、被検査物に概ね均等な引張り応力を
印加することができる。また、内部に導入される加圧用
流体は水、油など種々の流体を印加応力の大きさ等に応
じて選択することができ、これによって検査装置の取り
扱いが容易になり、高圧を印加することが可能となる。
さらに、加圧用流体は被検査物に直接接触しないので、
特に多孔質の被検査物に対して用いれば、被検査物の表
面が汚染されたり表面状態を損なったり、あるいは被検
査物の内部に流体が侵入して濾過性能を損なうことが防
止されるので好適である。

【００１８】多孔質の管状体である被検査物に対して
は、伸縮可能な袋体を被検査物の内部に挿入し、袋体の
内部に加圧用流体を導入、膨張せしめることにより、被
検査物に内圧による引張り応力を印加することが好まし
い。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 実施例１ まず、被検査物の破壊応力に近い引張り応力を１回印加
し、引張り応力の立ち上がり後に被検査物から発生する
アコースティックエミッションの発生頻度の減衰特性か
ら被検査物の破壊応力の大小を判別できるかどうかを検
証した。

【００２０】内径１４０ｍｍ，外径１７０ｍｍ，長さ７
００ｍｍのコーディエライト質セラミックス（２ＭｇＯ
・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂ ）からなる一つのセラミック
ス管から、８０ｍｍ×２０ｍｍ×１１．５ｍｍのテスト
ピースＴＰを４０個切り出し、このうち１０個のテスト
ピースで曲げ強度を測定し、平均曲げ強度を求めた。次
に、図１に示したように、このテストピースのそれぞれ
にアコースティックエミッションセンサ１（以下、ＡＥ
センサという）を２個取り付けたのち、３点曲げにて破
壊試験を行った。そして、図２に示すように１ステップ
毎に被検査物に平均曲げ強度の２０％、４０％、６０
％、８０％、…の応力を立ち上がり速度０．１ｍｍ／ｍ
ｉｎで負荷し、例えば各２分間この応力を一定に保持し
た。これと同時にテストピースＴＰから発生するアコー
スティックエミッションを検出した。ＡＥセンサ１は、
ピエゾ効果を利用した圧電素子であり、アコースティッ
クエミッションは、このＡＥセンサ１を備えたアコース
ティックエミッション測定機を用いて測定した。

【００２１】この結果を図３に示す。なお、図３の縦軸
に示す「ＡＥイベント数」は、発生するアコースティッ
クエミッション波を計数したときの１秒間あたりの個
数、すなわち発生頻度である。また、テストピースに負
荷される荷重Ｗと発生する応力σとの関係は、σ＝２．
２７Ｗにて表される。この結果によれば、ある引張り応
力を印加したとき（引張り応力が一定になるまでの立ち
上がり時）にＡＥイベント数がピーク値を示し、このピ
ーク値は、印加される引張り応力がテストピースの破壊
応力に近づくにしたがい大きな値となる。これは引張り
応力が大きくなるとテストピースの内部や表面で生じる
クラックが伸展し、これによってクラックの断面積が大
きくなるからである。

【００２２】また、この結果によれば、引張り応力の立
ち上がり後にはＡＥイベント数が減衰し、この引張り応
力がテストピースの破壊応力に近づくにつれＡＥイベン
ト数の減衰曲線の勾配が緩くなっていく。また、ＡＥイ
ベント数の「減衰時間」をＡＥイベント数がピーク値を
示してから、ＡＥイベント数が引張り応力の立ち上がり
後のＡＥイベント数の例えば１５％に減少するまでの時
間と定義すれば、引張り応力がテストピースの破壊応力
に近づくにつれＡＥイベント数の減衰時間が長くなる。
これは、引張り応力が大きくなると、引張り応力が一定
に印加されていてもテストピースの内部や表面で遅れ破
壊的なクラックの伸展が生じていると考えられるからで
ある。したがって、多数の被検査物に対して一定の引張
り応力を印加し、ある被検査物では発生するＡＥイベン
ト数の減衰曲線の勾配が緩ければ、またはＡＥイベント
数の減衰時間が長ければ、その被検査物の破壊応力は小
さいと判断できる。

【００２３】なお、材料の破壊過程で生じるアコーステ
ィックエミッションの発生頻度としては、ＡＥイベント
数のピーク値および絶対値も考えられる。ここで、ＡＥ
イベント数のピーク値や絶対値は、図３に示す結果から
も解るように、テストピースに印加する引張り応力が増
加しているとき（立ち上がり時）に出現する値である。
ところが、引張り応力の立ち上がり時にあっては試験装
置など外部からの機械的振動が伝わり、この振動をＡＥ
センサ１がノイズとして受波するため、ＡＥイベント数
のピーク値や絶対値をアコースティックエミッションの
発生頻度として採用しても材料の破壊特性を検査するこ
とは困難である。しかも、ＡＥイベント数のピーク値や
絶対値は、テストピースに発生するクラックとＡＥセン
サとの距離や、テストピースとＡＥセンサとの密着度に
より大きく変化するため、多数の被検査物に対して一律
に評価することが極めて困難である。

【００２４】これに対して、引張り応力の立ち上がり後
のＡＥイベント数の減衰曲線の勾配やＡＥイベント数の
減衰時間は、図３に示す結果からも解るように、引張り
応力を一定に保持しているときに生じる発生頻度である
ことから、試験装置などから伝わる機械的振動なども相
対的に少なく、ノイズの混入が少ない。また、この引張
り応力立ち上がり後のＡＥイベント数の減衰時間を、
「ＡＥイベント数がピーク値を示してから、ＡＥイベン
ト数が引張り応力の立ち上がり後の最大値の例えば１５
％に減少するまでの時間」と定義すれば、ＡＥイベント
数の絶対値は問題にならない。したがって、テストピー
スＴＰに発生するクラックとＡＥセンサ１との距離や、
テストピースＴＰとＡＥセンサ１との密着度など、検査
条件に影響を受けることなく多数の被検査物を一律に評
価することができる。

【００２５】実施例２ 次に、被検査物の破壊応力に近い引張り応力を繰り返し
印加し、引張り応力の立ち上がり後に被検査物から発生
するアコースティックエミッションの減衰特性の変化か
ら被検査物の遅れ破壊の有無を評価できるかどうかを検
証した。

【００２６】上述した実施例１と同様に、内径１４０ｍ
ｍ，外径１７０ｍｍ，長さ７００ｍｍのコーディエライ
ト質セラミックスからなる一つのセラミックス管から、
８０ｍｍ×２０ｍｍ×１１．５ｍｍのテストピースＴＰ
を４０個切り出し、このうち１０個のテストピースを用
いて平均曲げ強度を求めた。次に、このテストピースの
それぞれにＡＥセンサ１を２個取り付けたのち、実施例
１と同じ図１に示す要領で破壊試験を行った。そして、
テストピースＴＰに遅れ破壊が生じるように、これらの
テストピースの平均曲げ強度の約７５％と８５％の高い
引張り応力を図４に示すように、５回、各々２分間繰り
返し負荷した。また、これと同時にアコースティックエ
ミッションを検出した。

【００２７】この結果を図５〜８に示す。平均破壊応力
の８５％の高い応力を負荷すると６個のテストピースの
全てが遅れ破壊を示し、また、平均破壊応力の７５％の
曲げ応力を負荷すると２４個のテストピースのうち６個
のテストピースに遅れ破壊が生じた。図５〜図７には、
この繰り返し引張り応力の印加によるＡＥイベント数が
示されており、図５は２回目の引張り応力の印加で遅れ
破壊したテストピースＡ、図６は５回目の引張り応力の
印加で遅れ破壊したテストピースＢ、図７は遅れ破壊が
生じなかったテストピースＣに関する結果を示してい
る。

【００２８】この結果によれば、遅れ破壊が生じなかっ
たテストピースのクラック伸展波（クラックが伸展する
際に生じるアコースティックエミッションをいう）の減
衰曲線において、図７に示すように引張り応力を繰り返
し印加する度に勾配が急激になっていくことが解る。こ
れに対して図６の遅れ破壊が生じたテストピースのクラ
ック伸展波の減衰曲線においては、１回目と２回目の引
張り応力では減衰曲線に殆ど変化が観察されず、３回目
の引張り応力で減衰曲線の勾配が一旦大きくなるもの
の、４回目の引張り応力が印加されたときの減衰曲線の
勾配は緩くなっている。

【００２９】図８は、図６及び図７に示すテストピース
Ｂ，Ｃにつき、引張り応力の繰り返し印加回数に対する
クラック伸展波、すなわちアコースティックエミッショ
ンの強度比をプロットしたグラフである。ここでクラッ
ク伸展波の強度とは、ＡＥイベント数（発生頻度）を時
間の関数ｆ（ｔ）としたときの関数ｆ（ｔ）の時間ｔに
よる積分値をいい、クラック伸展波の強度比とは、１回
目の引張り応力によるクラック伸展波の強度を「１」と
したときの、２回目以降の引張り応力によるクラック伸
展波の強度の比率をいう。遅れ破壊が生じなかったテス
トピースＣでは、繰り返し引張り応力を印加する度にク
ラック伸展波の強度比が減少しており、これに対して、
遅れ破壊が生じたテストピースＢでは、一旦減少したの
ち増加している。これらの結果より、ｎ回の繰り返し引
張り応力を与えたときのアコースティックエミッション
を検出して、そのクラック伸展波の発生頻度の強度比の
各回毎の減衰率α_n が全て例えば７０％以下に減衰しな
い材料については遅れ破壊が生じる不良品であると判断
する。

【００３０】実施例３ 次に、多孔質セラミックスのフィルタ管を被検査物とし
て、上述した本発明の検査方法を適用するための検査装
置の一実施例を説明する。図９は本発明の実施例に係る
材料の検査装置を示す外観斜視図、図１０は多孔質セラ
ミックスのフィルタ管中に挿入された加圧用ゴムスリー
ブ内に注水する工程を説明するための要部断面図、図１
１はアコースティックエミッションの測定位置を示す要
部断面図である。

【００３１】本実施例で用いられる多孔質セラミックス
のフィルタ管２は、図９から図１１に示すように４本の
フィルタエレメント２ａを環状継手２ｂを用いて接続す
ることにより組み立てられるが、１本のエレメント２ａ
のみを被検査物としてもよい。このフィルタ管２は検査
装置の防音ケース３内に保持され、図１１に示すよう
に、各エレメント２ａの略中央にＡＥセンサ１が設けら
れている。ＡＥセンサ１には、上述した実施例１および
２で用いられたものと同じ圧電素子が用いられた。ま
た、図９に示すように、多数のフィルタ管を順次検査す
るために、ＡＥセンサ１はフィルタ管２に直接取り付け
るのではなく、環状のブラケット４に取り付けられてい
る。

【００３２】フィルタ管２への引張り応力の印加は、フ
ィルタ管の内部に伸縮可能な加圧用ゴムスリーブ（袋
体）５を挿入し、この加圧用ゴムスリーブ５に注水する
ことにより行われ、これによりフィルタ管２の壁に概ね
均一な引張り応力を印加することができる。加圧用ゴム
スリーブ内に導入する流体としては、水の他、油も用い
ることができる。水を加圧用流体とすれば後処理などの
取り扱いが容易である。

【００３３】本実施例の加圧用ゴムスリーブ５の一端に
は、図１０および図１１に示すように、エアー抜き用お
よび排水用の管６が取り付けられており、この管６に開
閉弁７が設けられている。また、加圧用ゴムスリーブ５
の他端には注水用の管８が取り付けられ、例えば水道水
が電動ポンプ９や手動ポンプ１０によりゴムスリーブ５
内へ供給される。

【００３４】本実施例の検査装置は、フィルタ管２を防
音ケース３内にセットした後、フィルタ管２の内部へ加
圧用ゴムスリーブ５を挿入するために、図９に示すよう
に固定フレーム１１と可動フレーム１２を有している。
同図に示すように、加圧用ゴムスリーブ５が固定された
固定フレーム１１に対して、防音ケース３が固定された
可動フレーム１２がフィルタ管２の長手方向へ移動可能
に設けられ、この可動フレーム１２を移動させることに
より加圧用ゴムスリーブ５はフィルタ管２の内部へ迅速
かつ円滑に挿入される。

【００３５】次に、本実施例の検査装置を用いてフィル
タ管の欠陥検査を行う場合の手順について説明する。ま
ず、環状継手２ｂを用いて４本のフィルタエレメント２
ａを接続して作製したフィルタ管２を防音ケース３内に
セットする。この場合、防音ケース３内に設けられたＡ
Ｅセンサ１がフィルタ管２の各エレメント２ａの略中央
に位置するようにＡＥセンサ１のブラケット４の配置を
考慮する。また、脱塵装置に用いられるフィルタ管２に
あっては、両端に位置するエレメントが破損しやすいと
いう経験則から、これら両端のエレメント２ａのアコー
スティックエミッションを検出するＡＥセンサが取り付
けられるブラケット４には、ＡＥセンサを複数個取り付
けておくのが好ましい。本実施例では、両端のブラケッ
トに各３個のＡＥセンサを円周方向等配（１２０゜間
隔）に取り付ける一方で、中間に位置するブラケットに
は各１個のＡＥセンサのみを取り付けた。

【００３６】可動フレーム１２を移動させることによ
り、防音ケース３にセットされたフィルタ管２に対し加
圧用ゴムスリーブ５を移動させ、フィルタ管２の内部へ
加圧用ゴムスリーブ５を挿入する。このとき、挿入作業
を円滑に行うために予め加圧用ゴムスリーブ５内の水を
排水しておくことが好ましい。

【００３７】萎んだ状態の加圧用ゴムスリーブ５がフィ
ルタ管２の内部へ挿入されると、図１０に示すように、
加圧用ゴムスリーブ５の下端に設けられた管８から加圧
用の水を供給する。この工程においては、加圧用ゴムス
リーブ５内のエアー抜きを行うために防音ケース３等を
直立させておくとよい。この水の供給によって加圧用ゴ
ムスリーブ５内の空気は加圧用ゴムスリーブ５の上部へ
移動するため、加圧用ゴムスリーブ５内に水が満たされ
るまでの間、加圧用ゴムスリーブ５の上端に設けられた
開閉弁７を開きエアー抜きを行う。

【００３８】このエアー抜きが十分に行われたら、開閉
弁７を閉じ、さらに水の供給を継続する。ある程度加圧
用ゴムスリーブ５内に水が満たされると、図１１に示す
ように防音ケース３を水平に置き、水圧計１３を見なが
ら手動ポンプ１０を用いてフィルタ管２に内圧を印加す
る。そして、この内圧の印加によりフィルタ管２から発
生するアコースティックエミッションをＡＥセンサ１で
検出する。図示されていないが、ＡＥ信号解析システム
では、ＡＥセンサ１の出力信号から単位時間あたりに生
じたアコースティックエミッションの数（発生頻度）を
計測する。そして、遅れ破壊の有無を評価する場合に
は、ｎ回の繰り返し引張り応力を与えたときの引張り応
力の立ち上がり後のＡＥイベント数の総和（強度）を各
回毎にｎ回まで求めたのち、引張り応力の立ち上がり後
の各回毎のＡＥイベント数の総和の減衰率を求め、この
減衰率が全て規定値（例えば７０％）より小さい場合は
遅れ破壊が生じない良品と判断する。このように、多孔
質セラミックスからなるフィルタ管に引張り応力を印加
するにあたり、本実施例では内部に加圧用流体が導入さ
れる袋体を用いているので、加圧用流体が直接多孔質フ
ィルタ管に接触することがなく、その結果、多孔質フィ
ルタ管に損傷を与えたり、目詰まりを生じせしめること
もない。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように本発明の脆性材料の検
査方法によれば、引張り応力を印加したときに発生する
アコースティックエミッションの発生頻度の減衰特性を
利用しているので、不透明でしかも多孔質の材料からな
る被検査物であっても、破壊することなく、破壊特性を
精度良く評価できる。また、引張り応力の立ち上がり後
の引張り応力が一定になったときのアコースティックエ
ミッションの発生頻度の減衰特性を用いるので、外部か
らのノイズの混入が相対的に少なく、引張り応力の印加
速度などの検査条件の影響を受けることも少ない。ま
た、本発明の他の検査方法によれば、引張り応力を繰り
返し印加したときの引張り応力の立ち上がり後のアコー
スティックエミッションの発生頻度の減衰特性を利用し
ているので、遅れ破壊が生じるおそれがある被検査物の
評価を、加速して短時間で、しかも精度良く行うことが
できる。さらに、本発明の脆性材料の検査装置によれ
ば、中空体の内側に配置され内部に加圧用流体が導入さ
れる伸縮可能な袋体を用いているので、流体が被検査物
と接触して被検査物の性能が損なわれたり汚染されたり
することがなく、しかも被検査物に印加される引張り応
力が概ね均等となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１および２で用いられた曲げ
試験機の一例を示す概念図である。

【図２】 本発明の実施例１における引張り応力の印加
パターンを示すグラフである。

【図３】 本発明の実施例１の結果を示すグラフであ
る。

【図４】 本発明の実施例２における引張り応力の印加
パターンを示すグラフである。

【図５】 本発明の実施例２において繰り返し引張り応
力の印加が２回で破壊に至ったテストピースのＡＥイベ
ント数と時間との関係を示すグラフである。

【図６】 本発明の実施例２において繰り返し引張り応
力の印加が５回で破壊に至ったテストピースのＡＥイベ
ント数と時間との関係を示すグラフである。

【図７】 本発明の実施例２において破壊に至らなかっ
たテストピースのＡＥイベント数と時間との関係を示す
グラフである。

【図８】 本発明の実施例２におけるクラック伸展波の
強度比と引張り応力の繰り返し回数との関係を示すグラ
フである。

【図９】 本発明の脆性材料の検査装置の一実施例の要
部を示す外観斜視図である。

【図１０】 図９に示す検査装置において、フィルタ管
内に挿入された加圧用ゴムスリーブ内に注水する工程を
説明するための要部断面図である。

【図１１】 図９に示す検査装置において、アコーステ
ィックエミッションの測定工程を説明するための要部断
面図である。

【図１２】 従来の脱塵装置の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ＡＥセンサ ２…フィルタ管（被検査物） ２ａ…フィルタエレメント ２ｂ…環状継手 ５…加圧用ゴムスリーブ（袋体）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査物に引張り応力を印加し、引張り応
   力の立ち上がり後に前記被検査物から発生するアコース
   ティックエミッションの発生頻度を測定し、この発生頻
   度の減衰特性に基づいて前記被検査物の破壊特性を評価
   することを特徴とする脆性材料の検査方法。
2. 【請求項２】前記被検査物の破壊特性を、前記アコース
   ティックエミッションの発生頻度が、最大値から、前記
   最大値に所定比率を乗じた発生頻度に減少するまでの減
   衰時間に基づいて評価する請求項１に記載の脆性材料の
   検査方法。
3. 【請求項３】被検査物に引張り応力を繰り返し印加し、
   前記引張り応力の印加毎に引張り応力の立ち上がり後に
   前記被検査物から発生するアコースティックエミッショ
   ンの発生頻度を測定し、その発生頻度の減衰特性の変化
   に基づいて前記被検査物の破壊特性を評価することを特
   徴とする脆性材料の検査方法。
4. 【請求項４】前記アコースティックエミッションの発生
   頻度の時間による積分値をアコースティックエミッショ
   ンの強度とし、前記引張り応力を所定回数印加する間
   に、前記引張り応力の印加毎に発生する前記アコーステ
   ィックエミッションの強度が増加した場合に、前記被検
   査物に遅れ破壊が生じると判断する請求項３に記載の脆
   性材料の検査方法。
5. 【請求項５】前記被検査物が多孔質多結晶材料である請
   求項１〜４の何れか１つに記載の脆性材料の検査方法。
6. 【請求項６】被検査物が中空体である場合、中空体の内
   側に配置した内部に加圧用流体が導入される伸縮可能な
   袋体の膨張によって被検査物に引張り応力を印加する手
   段と、前記被検査物から発生するアコースティックエミ
   ッションを検出するセンサとを備えたことを特徴とする
   脆性材料の検査装置。
7. 【請求項７】前記被検査物が多孔質の管状体である請求
   項６に記載の脆性材料の検査装置。