JPS626157A - 浸炭計測用プル−ブ - Google Patents

浸炭計測用プル−ブ

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JPS626157A
JPS626157A JP14597585A JP14597585A JPS626157A JP S626157 A JPS626157 A JP S626157A JP 14597585 A JP14597585 A JP 14597585A JP 14597585 A JP14597585 A JP 14597585A JP S626157 A JPS626157 A JP S626157A
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JP
Japan
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carburized
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誠 高橋
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、石油化学工業におけるエチレン製造用クラン
キングチューブ内面に発生する浸炭部を外表面から非破
壊的に計測する際等に用いる浸炭計測用プルーブに関す
るものである。
(従来の技術) 原料ナフサを高温・高圧下に熱分解してエチレン等を回
収するための反応管であるエチレン製造用クラッキング
チューブとしては、ASTM  HK40(0,4%C
−25%Cr −20%Ni) 、HP45 (0,4
5%C−25%Cr−35%Ni) 、又はIIP改良
材(HP材にMo。
W、Nb等を単独若しくは複合添加したもの)等が使用
されている。
クランキングチューブは、長期間使用されろうちに、チ
ューブ内面に反応に伴って生成される炭り 素が付着し、この付着炭素が高温下において金属   
   1内部に拡散して浸炭が発生する。浸炭により浸
入した炭素は、Cr炭化物を形成し、浸炭が加速された
状態ではCr炭化物が粗大となり、低温域(約800℃
以下)で著しい延性低下を招く。またチ、ユープの浸炭
部の熱膨張係数は、非浸炭部のそれより小さいので、急
激な加熱・冷却を行うと、引張・圧縮応力の発生と、前
記低温域での延性低下とが重畳して、チューブに破壊が
生ずることがあった。
従って、チューブの破壊を未然に防止し、安全で円滑な
操業を維持するには、浸炭検査を定期的に実施し、浸炭
の有無、及びその進行状況を適確に把握することが必要
である。
浸炭深さを非破壊的に測定する方法としては、浸炭部の
組成変化、即ちCrの欠乏と、Pe及びNtの相対的増
量に伴う磁気特性の変化を利用した各種の磁気測定法が
知られている。例えば、電磁誘導によりチューブの浸炭
深さを判定する方法、ホール効果を応用したガウスメー
タを用いる方法等がある。
ガウスメータを用いる測定方法は、第6図に示すように
ガウスメータ本体1に接続されたホール素子2を内蔵す
るプルーブ3を、被検材であるチューブ4の外表面にあ
てがい、その内面に浸炭部5が存在すると、浸炭部5の
残留磁気の磁力線がホール素子2を横切ることにより生
じるホール起電圧を検出して、浸炭部5の深さを測定す
るようにしたものである。しかしながら、浸炭部の残留
磁束密度はあまりにも小さく、(IIP材で2〜3ガウ
ス程度)地磁気よりわずかに大きい程度であり浸炭深さ
を正確に測定するにはいたらない。
(発明が解決しようとする問題点) 一方、電f11誘導法により得られる浸炭深さ測定結果
と、破壊検査による実測結果とを対比すると、HK 4
0材チユーブについては比較的良い反応が得られるもの
の、IP材やIIP改良材のチューブでは、測定値のバ
ラツキが大きく、信顧性に乏しかった。
これは、IP材やIP改良材のチューブ4では、その外
表面に生成した脱炭層(その深さはチューブの使用温度
、使用時間に依存し、高温、長時間となる程、深さが増
す)6に脱炭と共に脱Crが生じ、その部分の透磁率が
高くなることによるものである。即ち、これらのチュー
ブにあうでは、高温下で長時間使用されると、チューブ
4内面に浸炭が生じていなくても、外表面に生じた脱炭
層(層深さ約50〜500μl1l)によりその深さが
大きい場合に高い指示値を示すのでこの指示値部分を浸
炭発生と見誤るためである。
このため従来では、チューブ4の浸炭部5の有無及び深
さを測定する際には、チェープ4外表面の脱炭層6を予
めグラインダ等で研削除去した上で再測定し、評価しな
ければならないと言うのが実惰である。従つて、測定個
所が僅かである場合はともかく、多数の個所を測定しよ
うとすれば、多大の時間を費やさなければならず、実用
性の点で問題が多い。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、このような従来の問題点を解決するためのも
のであって、そのための具体的手段として、磁石と、該
磁石の磁場内に配置されたホール素子とを備え、外表面
に脱炭層を有する被検材内部の浸炭部を、ホール素子を
通る磁力線の変化によって計測するようにした浸炭計測
用プルーブにおいて、磁石に対して被検材側に、浸炭部
計測用の第1ホール素子を設けると共に、これと反対側
に補償用の第2ホール素子を設け、この第2ホール素子
側の磁場が、被検材の浸炭部のない部分での第1ホール
素子側の磁場と略等価となるように該第2ホール素子近
傍にダミー片を設けたものである。
(作  用) 浸炭部18のない部分では、第1ホール素子13及び第
2ホール素子14の起電圧を相殺した出力は、零若しく
はそれに近い値を示す、浸炭部18に接近すると、それ
によって磁石12の磁力線が強く引きつけられるため、
第1ホール素子13の出力は大きく減少し、また第2ホ
ール素子14の出力も僅かに減少する。そして端子から
の出力は大となるため、浸炭部18の存在を判断できる
(実施例) 以下、図示の実施例について本発明を詳述すると、第1
図に示すように、この浸炭計測用プルーブIOは、保護
容器11内に永久磁石12、浸炭部計測用の第1ホール
素子13、補償用の第2ホール素子14を設けると共に
、この保護容器11上にダミー片15を設けて成る。磁
石12は中実の棒状であって、その一対の磁極N−3間
の中央部両側に、磁石12の長手方向に対して直角方向
とされた第1ホール素子13及び第2ホール素子14が
対称に配置されている。第1ホール素子13は被検材た
るクラッキングチューブ16側に配置され、第2ホール
素子14はこれと反対側にある。第1ホール素子13及
び第2ホール素子14は磁石12の磁場内にあり、板厚
方向に横切る磁力線に対して直角方向に電流を流した時
に、その磁力線及び電流に直角方向に起電圧が生じるよ
うに構成されている0元お、チューブ16は外表面の全
域に脱炭層17を有し、また内部側に浸炭部18が発生
している。ダミー片15はチューブ16の浸炭部18以
外の部分と略同等の透磁率を有するものであり、例えば
脱炭層19を有するクランキングチューブの一部を切断
して使用することも可能であるし、また全くの別部材を
使用しても良い。
ダミー片15は、磁石12に対してチューブ16と略対
称になる位置で第2ホール素子14の近傍に配置され、
かつ保護容器11に取付けられている。従って、第2ホ
ール素子14側の磁場は、ダミー片15があるため、チ
ューブ16の浸炭部18のない部分での第1ホール素子
13側の磁場と略等価であり、第1ホール素子13と第
2ホール素子14は、通常時には略同レベルの起電圧を
発生するようになっている。そして、第1ホール素子1
3と第2ホール素子14は、その起電圧が互いに相殺す
るように逆方向に接続されている。保護容器11は非磁
性材料によって構成されている。
上記構成のプルーブ10を用いて、クラッキングチュー
ブ16の浸炭部18の有無の計測を行う際には、プルー
プ10をチューブ16外表面にあてがい、チューブ16
の軸心方向及び周方向にプループlOを走査する。
チューブ16に浸炭部18がない場合には、磁石12の
両側に略同等のi3磁率を持ったチューブIGとダミー
片15とが対称にあり、第1ホール素子13及び第2ホ
ール素子14部分での磁場が略等価であるため、磁力線
の一部は脱炭層17.19を通るものの、全体的な磁場
が乱れることはなく、第1ホール素子13及び第2ホー
ル素子14には−N−S極間の磁力線が直角方向に横切
り、しかもその磁束密度は略同じである。従って、第1
ホール素子13及び第2ホール素子14の起電圧は、第
3図(A) (B)に示すよう略同レベルを示し、それ
を相殺して端子20から得られる出力は第3図(C)の
如く零若しくは低レベルとなり、チューブ16に浸炭部
18が存在しないことを判断できる。
浸炭部18が存在する場合には、その透磁率が大であり
、しかも断面積が大であるから、磁石12のN極から出
た磁力線は第2図に示すように浸炭部18側に強く引き
つけられて、この浸炭部18を介してS極側に入るため
、第1ホール素子13を通る磁力線の磁束密汝は著しく
減少し、その出力する起電圧は低下する。一方、第2ホ
ール素子14側でも、浸炭部18の影響を受けて磁力線
の磁束密度が僅かに減少し、その出力が下がる。従って
、両者の起電圧を相殺した出力は、浸炭部18において
は第3図(C)に示すようになり、これから浸炭部18
の存在及びその範囲を判断できる。またこの時第2ホー
ル素子14側の磁束密度は減少するが、その近傍にはチ
ューブ16の脱炭層17に相当分の透磁率を持ったダミ
ー片15があるため、端子20から得られる出力からは
、脱炭層17による影響を殆んど除去した起電圧が得ら
れている。つまり、端子20の出力は浸炭部18の深さ
に依存し゛た値となっており、この出力の波高値から浸
炭部18の深さも判断できる。
なお第1ホール素子13及び第2ホール素子14は、磁
石12の長手方向の中央部に限らず、例えば第4図に示
すように一方の磁極の端部外方に配置しても良い。また
この第4図の場合は、浸炭部18がある時に磁束密度が
減少するようにしているが、第5図に示すように磁石近
傍で磁石12と平行に設ければ、磁束密度が増加するよ
うになり、何れの場合には、十分実施可能である。
ダミー片15は、計測すべき被検材の条件、例えば加熱
温度が高くて脱炭深さが大となる場合には、それに応じ
た透磁率のダミーに変更する必要がある。従って、保護
容器11に対して着脱自在にダミー片15を設けておけ
ば、プルーブIOの汎用性が得られる。
また、第1ホール素子13と第2ホール素子14は逆方
向に接続する他、夫々の起電圧の出力を減算器等に入れ
て電気的に相殺するようにしても良い。
磁石は永久磁石■2に代替して電磁石を利用しても良い
。また磁石12の形状、構造等は、特に限定されるもの
でなく、被検材等に応じて任意に設計変更可能である。
プルーブ10はチューブ15の周方向に複数個設けてお
いても良い。
(発明の効果) 本発明によ名ば、計測用の第1ホール素子とは別に補償
用の第2ホール素子を設け、かつ第2ホール素子側の磁
場が、被検材の浸炭部のない部分での第1ホール素子側
での磁場と略等価となるようにダミー片を設けているの
で、第1ホール素子による浸炭部の計測時に、浸炭部以
外の部分による影響を除去することが可能であり、例え
ば、クランキングチューブ等の場合、その外表面の脱炭
層の除去が不要となり、信頼性のある計測を容易、迅速
に行い得る利点がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の第1実施例を示゛す構成図、第2図は
同作用説明図、第3図は同波形図、第4図及び第5図は
本発明の他の実施例を示す構成図、第6図は従来例を示
す構成図である。 10・・・プルーブ、12・・・永久磁石、13・・・
第1ホール素子、14・・・第2ホール素子、15・・
・ダミー片、16・・・クラッキングチューブ、17・
・・脱炭層、18・・・浸炭部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、磁石と、該磁石の磁場内に配置されたホール素子と
    を備え、外表面に脱炭層を有する被検材内部の浸炭部を
    、ホール素子を通る磁力線の変化によって計測するよう
    にした浸炭計測用プルーブにおいて、磁石に対して被検
    材側に、浸炭部計測用の第1ホール素子を設けると共に
    、これと反対側に補償用の第2ホール素子を設け、この
    第2ホール素子側の磁場が、被検材の浸炭部のない部分
    での第1ホール素子側の磁場と略等価となるように該第
    2ホール素子近傍にダミー片を設けたことを特徴とする
    浸炭計測用プルーブ。
JP14597585A 1985-02-25 1985-07-02 浸炭計測用プル−ブ Granted JPS626157A (ja)

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US07/785,197 US5128613A (en) 1985-02-25 1991-11-01 Method of inspecting magnetic carburization in a non-permeable material and probe therefore

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63246653A (ja) * 1987-04-01 1988-10-13 Kubota Ltd 非破壊式浸炭深さ測定装置
WO2021251129A1 (ja) * 2020-06-09 2021-12-16 国立大学法人大阪大学 磁性体検査装置、及び、磁性体検査方法

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