JPS61296253A - 電位差法による非破壊検査方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３．１　概要 電位差法を用いてデータを収集し、金属を代表とする導
電体からなる構造物中に存在する各種欠陥の位置、外表
面から欠陥までの深さ、欠陥寸法。

欠陥の傾き角などの欠陥に関するすべての情報を筒便か
つ定量的に評価する非破壊検査方法である。

３．２　産業上の利用分野 本発明は、金属円管等の構造物の非破壊検査方法に関す
るものであり、特に電位差法を用いて埋没欠陥や内外表
面に露れた欠陥を検出し、欠陥の状態を定量化する非破
壊検査方法に関する。

３．３　従来の技術 原子力、火力発電設備、あるいは化学プラント。

石油プラント等における圧力容器ならびに配管等の重要
機器について破壊力学に基づく健全性評価を行うには、
欠陥の非破壊検査が不可欠である。

この他にも製鉄ならびに各種機械の製造においては２品
質管理上欠陥の非破壊検査が重要である。

これらの産業上１　とりわけ評価のむずかしい埋没欠陥
の筒便な定量的評価手法の開発が切に望まれている。

非破壊検査のために従来から広く用いられている手法と
して、放射線（Ｘ線およびγ線など）による方法と超音
波法がある。このうち放射線による方法は、以下に示す
問題点に起因して取扱いに熟練を要するという短所があ
る。

すなわち被検査物の種類、厚さによって放射線のエネル
ギーまたは種類を変えなければならない。

またフィルムの種類によって放射線に対する感度が異な
り、さらにフィルムの感度を上げるために用いる増悪紙
の種類によっても感度が異なる。

また、感度がよくなる程、フィルムの解像力が低下する
ので、使用する目的によって、線源の種類、エネルギー
、フィルムおよび増感紙を選択しなければならない。

さらに欠陥寸法の評価精度に影響を与えるものとして、
欠陥の端における散乱線およびフィルムの現像による濃
度の流れ等、一般にボケと呼ばれる現象がある。

また欠陥の奥行き寸法は、欠陥のフィルム上の濃度差に
よって測定しようとされるが、濃度はフィルムの種類、
増感紙の種類および現像条件によって異なる。そのため
ペネトラメータなどを用いた較正が不可欠である。

次に超音波法について考える。産業上、広く使用されて
いる部材の１つにオーステナイト系ステンレス鋼があり
、木材の溶接部の非破壊検査は。

実際上特に重要なものとなっている。

これに対する超音波法の適用は種々試みられているが、
同調の溶接部では結晶粒が粗大化しており、そのために
顕著な音響異方性を示し、減衰が大きくなるなど測定上
問題点が多い。

また超音波法深傷器や探触子は、一般にほぼ一１０°Ｃ
〜＋４０°Ｃの範囲で使用される。１００゜Ｃ前後で超
音波法を適用しようとする場合には。

温度と共に超音波の音速と減衰量が変化することに注意
しなければならない。

したがってこの温度範囲での超音波法の使用に際しては
、感度の調整ならびに探触子の較正が不可欠である。

さらにこれ以上の高温領域での超音波法の適用は、探触
子の特性、すなわち媒体（アクリ゛ルなど）と被検査物
の間に接触媒！（水、オイル、グリス、グリセリンなど
）を使用するという条件により困難である。

この他に超音波法は９表面の曲率半径が約１２５１Ｉ１
１以下の被検査物へ適用した場合には、欠陥の評価精度
が低下するという短所を有する。これは被検査物表面の
曲率半径が小さい場合には、媒体と被検査物表面との境
界上で、場所により入射角と反射角の関係が異なること
による。

また超音波法は雑音をきらうために、負荷が作用してい
る実稼動状態に省けるオンラインでの使用に適さないと
いう、現場での適用上１重大な短所も有する。さらに被
検査物の表面が粗い場合（粗さが６μｍを越える場合）
には、音波の透過を減少させるだけでなく、音波の回折
や音束のゆがみを生じさせ、ビームの方向が大きく変わ
り、欠陥位置決めを正確に行うことが困難となる。

これらに対し、電位差法は、被検査物中に一定電流を流
したとき、欠陥が存在する部位において表面電位分布に
乱れが生じることを利用するもので、原理が簡単である
こと、計測装置が低価格であること、環境（温度、腐食
流体・ガスなど）に対して鈍感であること、直接電気信
号で出力が得られるためデータ処理が容易であることな
どの長所を有する。

また高温における欠陥寸法の測定についても。

たとえば破壊靭性試験片を用いた高温疲労試験（５５０
″Ｃ）に電位差法を適用した報告がある。

従来の典型的な電位差法による欠陥検出方法は。

予め何らかの手法で欠陥位置が同定されている構遺物表
面に突き出た欠陥（表面欠陥）、中でも構造物表面に対
し垂直に突き出た表面欠陥のみを評価の対象としている
。

この場合には、非破壊検査により評価されるべき欠陥の
情報は、欠陥寸法のみである。そこで従来の電位差法で
は３表面欠陥の寸法を評価するために、構造物に直流電
流を流し２表面欠陥をはさんで特定距離だけ離れて位置
する構造物表面上の２点間の電位差が計測される。そし
て予め用意される任意寸法の表面欠陥に対する構造物表
面上の特定の２点間の電位差を算出する解析手段を用い
。

上記測定電位差をもたらす表面欠陥の寸法を評価する。

第１表に、従来の主な非破壊検査技術である放射線法お
よび超音波法と比較した従来の電位差法の特徴を示す。

同表より電位差法の長所が容易に理解できよう。しかし
ながら非破壊検査への電位差法の適用は、従来２表面欠
陥に限られており。

埋没欠陥の位置、深さ１寸法、傾き角などの定量的評価
への電位差法の適用手法は未だ開発されていない。

３．４　発明が解決しようとする問題点従来の電位差法
に基づく非破壊検査法では、構造物の表面、特に外表面
に欠陥の一部が垂直に突き出している表面欠陥が対象と
なっており、外部から直接観察することが不可能な埋没
欠陥を代表とする外表面に突き出ていない欠陥について
は。

位置や外表面から欠陥までの深さ９寸法、傾き角などの
定量的評価を行うことができなかった。

このため、構造物に関する健全性評価は限定されたもの
となり、十分に信頼性のあるしかも定量的な評価ができ
ないという問題があった。

３．５　問題点を解決するための手段 電位差法を用いて埋没欠陥の評価を行う場合。

評価されるべき欠陥の情報は、構造物内に存在する埋没
欠陥の位置、外表面から欠陥までの深さ。

欠陥寸法、欠陥の傾き角など１表面欠陥の場合に比べて
はるかに多くなる。

したがって表面欠陥の場合のように、構造物表面上で表
面欠陥をはさんで特定距離だけ離れて位置する２点間の
電位差を計測するのみでは、埋没欠陥に関する全ての情
報を引き出すことはできない。

そこで本発明の方法では、構造物表面上で表面欠陥をは
さんで特定距離だけ離れて位置する２点間の電位差を計
測するのではなく、予め評価される埋没欠陥の概略位置
の近傍における構造物外表面上の電位分布に埋没欠陥に
関する全ての情報が含まれていることを有効に利用し、
同近傍における数箇所の電位差を計測する。

解析手段についても表面欠陥の場合とは異なり。

外表面から欠陥までの深さ、欠陥寸法、欠陥の傾き角な
どが任意の埋没欠陥に対する構造物外表面上の電位分布
を簡便にかつ精度よく算出する解析手段を予め用意して
おき、これを用いて上記数個の計測電位差をもたらす埋
没欠陥を定量的に評価する。

第１図は１本発明の原理を示す概念図である。

図中、Ｉは検査対象の構造物であり、１例として金属円
管の断面を示したものである。

２は埋没欠陥（埋没き裂）を示す。

３は定電流発生装置、そして４および５はその電流入出
力端子で多り、構造物１の外表面上の任意の位置に設置
される。

６および７は電位差測定端子であり、電流入出力端子４
および５と組になって使用される。なお電位差測定端子
６，７は、電流入出力端子４および５間の任意の位置に
設置可能にされる。また電位差測定端子６．７は、多数
の端子の中から２個の端子を適当に選択可能にしてもよ
い。

８は電位差計測装置であり、電位差測定端子６および７
により順次検出される所定の位置の電位差を計測し、デ
ジタルデータ化して収集する。

９はデータ解析装置であり、電位差計測装置８により収
集された電位差データを所定の演算式に基づいて解析し
、欠陥２の位置、深さ２寸法、　１ｌＪ１き角などを求
め、出力する。

３．６　作用 第１図に示すように、構造物１内に欠陥２が存在すると
き、外表面上の２点間で直流電流を流せば、欠陥の存在
により電位基が乱される。このとき外表面上の電位分布
は、第２図に示す構造物内の欠陥の位置、外表面から欠
陥までの深さ、欠陥寸法、欠陥の傾き角などの埋没欠陥
に関するすべての情報と一対一の対応関係にある。以下
、第３図にしたがって本発明による非破壊検査方法の手
順を説明する。

はじめに第３図（ａｌに例示するように、電流入出力端
子４，５および電位差測定端子６．７を組にして、構造
物ｌの外表面の検査対象領域における任意複数の位置で
２点間の電位差Δφを計測すれば、第３図（ｂ）に示す
ような電位差分布曲線が得られる。この分布曲線の矢印
で示す極大値Δφｍの位置は、欠陥２の外表面側の先端
の外表面に沿う位置にほぼ一致する。

次に第３図（Ｃ）に示すように、外表面に沿う上記極大
値の位置を中心にはさんで電流入出力端子４゜５を設定
し、同端子位置を固定した状態で、外表面上の上記極大
値Δφｍの位置の近傍における複数の位置）’ｚ　　（
ｉ＝１．　２．・・・）で、端子間隔を固定した電位差
測定端子６．７を介して、電位差（Δφｍｉで表す）を
電位差計測装置８で計測する。

次に第３図１ｄｌに示すように、得られた計測値をデー
タ解析装置９へ入力する。データ解析装置９では、対象
とする被検査構造物の形状・寸法に応じた解析処理プロ
グラムを選択し、入力された計測値、すなわち測定電位
差データに基づいて、たとえば最適化手法を適用した数
値計算により、入力した数個の計測電位差に最も近い電
位差を生み出す埋没欠陥の理論探索を行い、その結果を
出力する。なお、値が収束しない場合には、測定電位差
数を増やして再実行する。

これにより構造物内の欠陥の位置のより正確な評価およ
び外表面から欠陥までの深さ、欠陥寸法。

欠陥の傾き角などの埋没欠陥に関するすべての情報の定
量的な評価を行うことができる。

第４図は上述した手順における評価処理をフローで示し
たものである。

３．７　実施例 ３．７．１　　非破壊検査システムの実施例構成第５図
は２本発明による非破壊検査システムの１実施例構成を
示す図である。

図において、１１は検査対象の構造物、１２は欠陥（き
裂）、１３はセンサ、１４．１５は電流入出力端子、１
６は電位差測定端子列、１７はセレクタ、１８はセンサ
制御装置、１９は定電流回路、２０は測定端子選択制御
回路、２１は増幅器。

２２はＡ／Ｄ変換器、２３はデータ解析装置、２４はキ
ー人力装置、２５は表示装置、２６はデータ入力制御部
、２７は電位差データ記憶部、２８は概略見積り処理部
、２９は欠陥評価処理部、３０は評価データ記憶部、３
１はデータ出力制御部。

３２はキー人力制御部を表す。

はじめに全体の概略的な動作機能を説明する。

センサ１３は構造物１１から電位差データを収集するた
めのプローブ機構である。゛本実施例では。

１対の電流入出力端子１−４．１５の間に１列に電位差
測定端子列１６を配設し、セレクタ１７を制御すること
により、任意の２個の電位差測定端子を選択している。

しかし、これらの端子を複数列。

すなわちマトリクス状に配列し、各列をセレクタにより
順次指定するようにして、検査能率を一層高めることも
できる。

また、他の実施例として、電流入出力端子間に直線状の
案内みぞを設け、その中へ２個の電位差測定端子を移動
可能に挿入した構造のセンサを用いてもよい（第３図（
ａｌはセンサに案内みぞを設けた例である）。同様な方
法であるが逆に構造物に案内みぞを設ける方法もある。

さらに特別なセンサを用いずに、予め構造物自体に多数
の端子を直接取り付けておき、それぞれ引き出し線を用
いて装置と接続し、セレクタにより任意の端子を選択し
、使用することも可能である。

センサ制御装置１８は、センサ１３を制御して電位差を
測定するための機構であり、第１図に示されている定電
流発生装置３および電位差計測装Ｗ８を包含したもので
ある。

定電流回路１９は、センサ１３の電流入出力端子１４．
１５に対して適当な大きさの定電流を供給する。

測定端子選択制御回路２０は、センサ１３のセレクタ１
７に制御信号を送り、電位差測定端子列１６の中から指
定した１対の電位差測定端子を選択させる。

測定端子選択制御回路２０は、データ解析装置２３から
の指示にしたがって動作する。

センサ１３の選択された電位差測定端子から取り出され
た電位差Δφ（第３図ｆｂｌ参照）は、増幅器２１で増
幅され、Ａ／Ｄ変換器２２でアナログ・デジタル変換さ
れ、データ解析装置２３に送られる。なおＡ／Ｄ変換器
２２は、オフセラＩ−調整機能を有しているものが便利
であり、その場合には、電位差間の偏差量を取り出すこ
とができる。

データ解析装置２３は、構造物１１内に存在する埋没欠
陥等の概略的な位置を検出する概略見積り処理部２８と
、さらに欠陥の具体的な状態を評価する欠陥評価処理部
２９とをそなえている。

センサ制御装置１８から順次出力される電位差データは
、データ入力制御部２６により電位差データ記憶部２７
に格納される。

概略見積り処理部２８あるいは欠陥評価処理部２９は、
それぞれの動作時に電位差データ記憶部２７に格納され
ているデータに基づいて所定の処理を行い、結果を評価
データ記憶部３０に格納する。

評価データ記憶部３０に格納されたデータは。

次にデータ出力制御部３１により読み出され、所定の形
式で表示装置２５に出力表示される。

各処理の操作に必要な指示や制御データは、キー人力装
置２４からキー人力制御部３２を介して与えられる。

３．７．２　　非破壊検査の処理方法 衣に、第５図に示された実施例システムによる非破壊検
査の処理方法を、埋没欠陥の例を用いて詳しく説明する
。

第６図（Ａ）および第６図（Ｂ）はその処理フローであ
り、■ないし■は手順を示す。

■　まず、第５図の概略見積り処理部２８を起動し９円
管あるいは平板などの検査対象の構造物１１の外表面上
でセンサ１３を自由に移動させる。ただし、センサ１３
の電流入出力端子１４゜１５と選択された電位差測定端
子との位置関係は固定したままとする。このとき得られ
る電位差データを１位置情報に対応させて電位差データ
記憶部２７に格納する。

概略見積り処理部２８は、電位差データ記憶部２７の電
位差データを調べ、極大値へφｍをもつ位置を埋没欠陥
位置の概略値αｍと見積り。

評価データ記憶部３０に格納するとともに、データ出力
制御部３１を介して表示装置２５に表示させる。

■　作業者は、埋没欠陥の概略位置αｍの表示から、埋
没欠陥の存在を仮定し、欠陥評価処理部２９を起動する
。

欠陥評価処理部２９は、欠陥の種別、たとえば外表面欠
陥、埋没欠陥、内表面欠陥などの別にしたがってそれぞ
れ−の評価を行う解析処理プログラムをそなえており、
この場合は、埋没欠陥処理プログラムが作業者により実
行を指示される。

■　作業者は、センサ１３をその電流入出力端子１４．
１５の中央に概略位置αｍがくるように。

構造物１１の外表面上に固定し、また電位差測定端子間
隔を一定に保って、電流入出力端子１４．１５を結ぶ線
上のαｍの近傍における複数の位置で、電位差を計測す
る。

１例として第７図の場合には２概略位置αｍを中心に９
個の位置Ｙ１．Ｙｚ、・・・、Ｙｑをとり、　　（ｙ＋
　、ｙｓ　）、　　（ｙｚ　、）’４）、　　・・・（
ｙ？、ｙ９）のように、２つの点（ｙ＝、、ｙ□。２）
の７つの組合わせ位置で電位差Δφ’ｎ　ｌ　＋　Δφ
ｍＺ＋・・・、Δφｍ７を計測している。

このようにして収集された複数個の電位差データΔφｍ
ｉは１位置情ｆｉｌ　ｙ　＝　と対応づけて、データ解
析装置の電位差データ記憶部２７に格納される。

■　欠陥評価処理部２９は、収集された電位差データに
基づいて、より正確な埋没欠陥の位置。

深さ、傾き角２寸法等を評価する解析処理を実行する。

本実施例では、解析手段として１位置、構造物の外表面
からの深さ、傾き角５寸法等が任意の埋没欠陥（き裂）
を、電位のくい違いの連続分布で表現する。いわゆる特
異点を分布させる方法を一例として採用している。なお
従来の電位差法では解析手段として有限要素法がよく用
いられている。

本実施例では、上記した特異点分布法に最適化手法を適
用して、埋没欠陥の状態を表す位置。

深さ、傾き角１寸法などの各パラメータを定量化する理
論探索処理を行っている。すなわちに：電位差の総測定
数 α京：（理論探索の途中で仮定される埋没欠陥位置の値
）−αｍ β：理論探索の途中で仮定される埋没欠陥の傾き角 ｄ：被検査構造物外表面から理論探索の途中で仮定され
る埋没欠陥までの深さ ２１：理論探索の途中で仮定される埋没欠陥の長さ Δφ　ｉ　（α本、　β、　　ｄ、　　２　ｆｆ）：特
異点分布法などの適用により被検査構造物の形状９寸法
、電流入出力端子の位置および理論探索の途中で仮定さ
れる埋没欠陥の情報の関数として与えられる被検査構造
物外表面上の位置Ｖ＋における理論電位差 としたとき９次の間数Ｆを最小にするような（α京３　
β、ｄ、　　２１）の値の組合わせを求めるものである
。

■　■で行った理論探索の結果の評価値の収束判定を行
い、収束しなければ■を実行し、収束すれば■を実行す
る。

■　測定電位差数ｋを増やし、■からやり直す。

■　得られた埋没欠陥の評価値に基づいて埋没欠陥の二
次元情報（断面像）を作成し、評価データ記憶部３０お
よびデータ出力制御部３１を介して表示装置２５へ出力
表示する。

■　埋没欠陥の三次元情報を得るために、新しい検査対
象断面を現在の検査対象断面の近傍に設定して、■から
の処理を繰り返す。

検査対象構造物に関する以上の処理を欠陥の状態に応じ
た必要な範囲の領域上で実行し、終了する。

３．７．３　　欠陥の評価処理方式 本実施例で欠陥の評価処理に用いられている特異点分布
法は、有限要素法に比べより精度良くかつ少ない計算量
で任意の埋没欠陥に対し所要の構造物の外表面上の電位
分布を得ることができる。

これは以下の理由による。

まず計算精度については、有限要素法では対象となる構
造物領域を有限個の要素に分割近似し。

これらの要素内における電位分布を各要素の節点座標の
特定な関数形で近似するのに対し、特異点を分布させる
方法ではこのような近似を使用しないことによる。

さらに計算量については、構造物の外表面上の電位分布
を得るために有限要素法では欠陥の理論探索の途中で埋
没欠陥の情報（位置、深さ、傾き角２寸法等）が変わる
たびに、基礎式となるラプラスの方程式を構造物の外表
面上のみではなく構造物の全域にわたり解かなければな
らない。これに対し、特異点を分布させる方法では構造
物の外表面上の電位分布と埋没欠陥の情報（位置、構造
物の外表面からの深さ、傾き角１寸法等）、構造物形状
および構造物の外表面上の電流入出力端子位置との関係
式が予め与えられるために、埋没欠陥の情報が変化して
も構造物全域にわたる計算をすることなくこの関係式に
より所要の構造物外表面上の電位分布を得ることができ
る。そのために計算時間が短くてすむ。

以上の理由により、特異点を分布させる方法は。

表面欠陥に比べ未知量の多い埋没欠陥の理論探索に特に
有用である。また実施例で採用している解析手段は、任
意の内外径比を有する円管および任意の肉厚の平板を対
象としたものである。したがって産業上、圧力容器なら
びに配管等の重要機器において多くみられる円管（円筒
）あるいは平板とみなされる箇所の非破壊検査に直接適
用できる。

なお形状が複雑であり円管あるいは平板とはみなし難い
箇所への本発明の方法の適用にあたっては、解析手段と
して有限要素法を用いる。この場合には埋没欠陥の理論
探索の途中で仮定される任意の埋没欠陥に対する有限要
素分割の際のデータ作成の省力化のために、自動要素分
割の機能を導入する。また計算精度を上げるために要素
分割を細かくすればよい。

次に２本実施例の特異点分布法による埋没欠陥評価の解
析処理で使用される特異積分方程式の１例について説明
する。

第８図に示す円管内埋没き裂において１円管外壁上の電
位φ（γ＝１０．θ）は次式により求められる。

φ　（γ＝γ。、θ）　　−ｆ、（θ、θ２．ζ、ρ、
ｍ）＋ｆ　　　ｇ（ｓ）・ｆｚ（θ、ｒ（ｓ）＋（ｒ、
　　θ）：円管の中心に原点を有する極座標系γ、　　
　：円管内壁の半径 γ。　　　二円管外壁の半径 ρ　　　：抵抗率 ｍ　　　：入出力される電流量 θｔ　　　：電流入力位置の角度 （なお電流出力位置の角度は一θ、） ζ　　　：γ、／γ。

ｈ　　　：　（γ、θ）座標で表されたき裂上任意点の
極座標 η　　　：ｈ／γ。

τ　　　：ηの絶対値 λ　　　：ηの偏角 ！！＝き裂半長 ｒ＋（θ、θ２．ζ、ρ、ｍ） ：外壁上で電流の入出力を受ける円 管にき裂が存在しない場合の外壁 上の電位分布 ｇ　（ｓ）　　：き裂を表現する電位のくい違いの連続
分布密度関数 Ｓ　：き裂の中心を原点としき裂に沿ってとった座標を
ｌで規格化した値 ｆ　　ｇ（ｓ）・ｆｚ（θ、ｒ（ｓ）、λ（Ｓ）、η（
Ｓ）、ζ、ρ、ｍ）ｄ３：外壁上で電流の入出力がない
円管 内のき裂を電位のくい違いの連続 分布で表現することにより外壁上 に現れる電位分布 なおｇ　（ｓ）は次の特異積分方程式を数値計算で解く
ことにより定まる。

ζ、ξ（Ｘ）、　Ｒ，β。）　ｄｓ ＋「４（θ２．ζ、ξ（Ｘ）、　Ｒ，β。）＝０ただし
補足の条件として ｆ　’ｇＣｓ）ｄｓ＝Ｑ ここに Ｘ：ｘ／Ｊ Ｒ：γｏ／ｉ ｘ　　ニーｅ≦Ｘ≦ｌを満たすき裂上の任意点の位置を
表す座標 Ｚ　：ｃｒ、　　θ）座標で表されたき裂中心の極座標 β０　：き裂とθ＝０なる直線とのなす角Ｏ ｆ　ｇ（Ｓ）ｆ：＋　（７７（ｓ）、ζ、ξ（Ｘ）、Ｒ
，βｏ）　ｄｓ：外壁上で電流の入出力がない円管内の
き裂を電位のくい違いの連続分布で表 現するとき１円管内外壁で電流の入出 力がないという条件を満足させること によりき裂に垂直方向に生じる電流密 度分布 ｆ４（θ１．ζ、ξ（Ｘ）、　Ｒ，β。）：外壁上で電
流の入出力を受ける円管にき裂が存在しない場合、仮想
き裂位置 に生じる垂直方向の電流密度分布 以上に基づき本実施例では１円管外壁上の電位φ（γ＝
γ。、θ）として次式を導き、埋没き裂の評価処理を行
っている。

ここで、ｇ（ｓ）は次式を解くことにより求める。

３．７．４　　検査通用例 次に本発明の方法により円管内埋没き裂に関する４個の
未知量、すなわちき裂先端の周方向位置。

き裂長さ１円管外壁からき裂先端までの距離およびき裂
の傾き角を評価した例を示す。

使用した金属円管は、抵抗率−１，３７Ｘ　１０−’Ω
ｍなる熱間圧延鋼（ＪＩＳ　ＳＣＨ３）であり、内半径
＝４２ｍｍ、外半径＝　９０ｍｍを有する。

ここでは本評価手法の有効性を確認するため。

欠陥として第９図（イ）、（ロ）に示す２種類のスリッ
トを放電加工により人工的に導入している。

また、電流は４８Ａを流している。

第９図（イ）、（ロ）の埋没き裂に対し、外壁側のき裂
先端の周方向位置の概略値を見積もった電位差計測結果
をそれぞれ第１０図（イ）、（ロ）に示す。同図より電
位差曲線の極大値の位置は。

き裂先端の周方向位置にほぼ対応していることがわかる
。

またこの結果に基づき、最適化手法の適用により周方向
位置のより正確な評価ならびに残り３個の未知量を決定
した結果を第１１図に示す。

第１１図において実線が実際のき裂を、また１点鎖線が
測定電位差数を７として、２点鎖線が測定電位差数を９
として評価されたき裂を表している。同図より第９図（
イ）に示したき裂では測定電位差数＝７で、また第一９
図（ロ）に示したき裂では測定電位差数＝９で埋没き裂
を十分精度良く評価できていることがわかる。

なお測定電位差数を効率的に決定するには、測定電位差
数を小さい数より徐々に増やし、き裂の評価値の収束を
みるという方法を採用すればよい。

３．８　発明の効果 本発明の方法によると、対象となる構造物に負荷が作用
している実稼動状態においてもオンラインで簡便に非破
壊検査ができ、埋没欠陥の定量的評価が可能である。こ
れにより構造物の健全性評価に資する。すなわち現状態
の構造物が最終破断に敗るまでの安全率の破壊力学に基
づく評価に有用である。

この他２本発明は導電体からなる各種機械部材の品質管
理においても有用である。

第　　１　　表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成を示す図。 第２図は埋没欠陥の情報を示す図。 第３図は本発明による非破壊検査方法の手順概要を示す
図。 第４図は本発明による非破壊検査の評価処理フロー図。 第５図は本発明による非破壊検査システムの１実施例構
成を示す図。 第６図（Ａ）および第６図（Ｂ）は実施例システムの評
価処理フローを示す図。 第７図は埋没欠陥の概略位置と電位差測定点を示す図。 第８図は円管内埋没き裂に関する諸量を示す図。 第９図（イ）、（ロ）は１円管内埋没き裂の実際例を示
す図。 第１０図（イ）、（ロ）は第９図（イ）、（ロ）の例に
ついての電位差計測結果を示す図。 第１１図（イ）、（ロ）は第９図（イ）、（ロ）の電位
差計測結果に基づいて評価された結果と実際例との比較
を示す図である。 第１図において。 １：構造物 ２：欠陥 ３：定°電流発生装置 ４．５：電流入出力端子 ６．７：電位差測定端子 ８：電位差計測装置 ９：データ解析装置 特許出願人　　　新技術開発事業団 代理人弁理士　　　長谷用　文　廣 ｉ％ｅＭ＋＝よｔ、、ｌｌ、＋／）−＋’ｌＬ諌１：方
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 定電流源と、電流入出力端子と、電位差計測装置と、電
   位差測定端子と、データ解析装置とをそなえ、電位差法
   を用いて検査対象の構造物からデータを収集する際、 第１の段階として、電流入出力端子と電位差測定端子と
   の間の位置関係を定め構造物の外表面上の複数の位置で
   電位差を計測し、電位差計測装置により表面電位分布の
   異常部位を探索し、 電位分布の異常部位が検出されたとき、第２の段階とし
   て、その部位の近傍に電流入出力端子の位置を定め、か
   つ位置を定められた電流入出力端子間の複数の位置で、
   電位差測定端子を介し、電位差計測装置により電位差を
   計測し、 第３の段階として、第２の段階で得られた複数位置の電
   位差データを、データ解析装置により解析し、構造物中
   に存在するき裂き等の欠陥の位置、深さ、寸法、傾き角
   などを定量的に評価することを特徴とする電位差法によ
   る非破壊検査法法。