JPS626158A - 浸炭計測用プル−ブ - Google Patents
浸炭計測用プル−ブInfo
- Publication number
- JPS626158A JPS626158A JP14597685A JP14597685A JPS626158A JP S626158 A JPS626158 A JP S626158A JP 14597685 A JP14597685 A JP 14597685A JP 14597685 A JP14597685 A JP 14597685A JP S626158 A JPS626158 A JP S626158A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hall element
- magnetic
- carburized
- magnet
- tube
- Prior art date
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- Pending
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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。
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タラソ
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。
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ンキング
チューブとしては、＾ＳＴＭ ＨＫ４０（０，４％℃
−２５％Ｃｒ −２０％Ｎｉ） 、ＨＰ４５ （０，４
５％Ｃ−２５％Ｃｒ−３５％Ｎｉ） 、又はＩＩＰ改良
材（ＩＰ材にＭｏ。
収するための反応管であるエチレン製造用クランキング
チューブとしては、＾ＳＴＭ ＨＫ４０（０，４％℃
−２５％Ｃｒ −２０％Ｎｉ） 、ＨＰ４５ （０，４
５％Ｃ−２５％Ｃｒ−３５％Ｎｉ） 、又はＩＩＰ改良
材（ＩＰ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。
されている。
クランキングチューブは、長期間使用されるうちに、チ
ューブ内面に反応に伴って生成される炭素が付着し、こ
の付着炭素が高温下において金属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
。またチューブ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。
ューブ内面に反応に伴って生成される炭素が付着し、こ
の付着炭素が高温下において金属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
。またチューブ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。
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、Ｆｅ及びＮｉ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０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。
組成変化、即ちＣｒの欠乏と、Ｆｅ及びＮｉ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０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４図に示すように
ガウスメータ本体ｌ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、浸炭部の磁束
密度はあまりにも小さく、（ＨＰ材で２〜３ガウス程度
）地磁気よりわずかに大きい程度では浸炭深さを正確に
測定するにはいたらない。
ガウスメータ本体ｌ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、浸炭部の磁束
密度はあまりにも小さく、（ＨＰ材で２〜３ガウス程度
）地磁気よりわずかに大きい程度では浸炭深さを正確に
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）
しかし、このような磁気測定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 ４０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、ｕｐ材やｉｐ改良材のチューブでは、測定
値のバラツキが大きく、信鯨性に乏しかった。
測定結果と、破壊検査による実測結果とを対比すると、
ＨＫ ４０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、ｕｐ材やｉｐ改良材のチューブでは、測定
値のバラツキが大きく、信鯨性に乏しかった。
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
ブにあっては、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５０〜５００μｓ＋）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。
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
ブにあっては、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５０〜５００μｓ＋）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、チューブ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情である。従って
、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。
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情である。従って
、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
に脱炭層を存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、一対の磁極が被検材に対して遠近
方向となるように磁石を設け、この磁石の被検材側の磁
極近傍に計測用の第１ホール素子を、反対側の磁極近傍
に補償用の第２ホール素子を夫々設け、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。
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
に脱炭層を存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、一対の磁極が被検材に対して遠近
方向となるように磁石を設け、この磁石の被検材側の磁
極近傍に計測用の第１ホール素子を、反対側の磁極近傍
に補償用の第２ホール素子を夫々設け、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１Ｂ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を通る磁力線の磁束密度が増大し、
その起電圧が大となるが、第２ホール素子１４側は略一
定である。従って、それらの起電圧を相殺して端子２０
から得られる出力は大となり、浸炭部１８の存在を判断
できる。
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を通る磁力線の磁束密度が増大し、
その起電圧が大となるが、第２ホール素子１４側は略一
定である。従って、それらの起電圧を相殺して端子２０
から得られる出力は大となり、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１０は、保護
容器１１内に永久磁石１２、計測用の第１ホール素子１
３、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ｌｌ上にダミー片１５を取付けて成る。ｍ石１
２は中実の棒状であって、一対の磁極Ｎ−５が被検材た
るクランキングチューブ１６の遠近方向となるように、
チューブ１６と直角方向に配置されている。第１ホール
素子１３は磁石１２とチューブ１６との間でその一方の
磁極近傍に、チューブ１６と平行に配置され、また第２
ホール素子１４は磁石１２の他方の磁極近傍に配置され
ており、これら第１ホール素子１３及び第２ホール素子
１４は磁石１２を中心として略対称な関係にある。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。
図に示すように、この浸炭計測用プルーブ１０は、保護
容器１１内に永久磁石１２、計測用の第１ホール素子１
３、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ｌｌ上にダミー片１５を取付けて成る。ｍ石１
２は中実の棒状であって、一対の磁極Ｎ−５が被検材た
るクランキングチューブ１６の遠近方向となるように、
チューブ１６と直角方向に配置されている。第１ホール
素子１３は磁石１２とチューブ１６との間でその一方の
磁極近傍に、チューブ１６と平行に配置され、また第２
ホール素子１４は磁石１２の他方の磁極近傍に配置され
ており、これら第１ホール素子１３及び第２ホール素子
１４は磁石１２を中心として略対称な関係にある。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。
なお、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１
５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
ラッ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、通常時には略同等の高レベルの起電圧
を発生するようになっている。そして、第１ホール素子
１３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。
、また内部側に浸炭部１８が発生している。ダミー片１
５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
ラッ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、通常時には略同等の高レベルの起電圧
を発生するようになっている。そして、第１ホール素子
１３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
ブ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ブｌＯを走査する。
ブ１６の浸炭部１８の有無の計測を行う際には、プルー
ブ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ブ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
両側に略同等の透磁率を持ったチューブ１６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。
両側に略同等の透磁率を持ったチューブ１６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。
このため、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、磁石１２のＮ極
を出た磁力線は第１ホール素子１３を直角に横切り、ま
た磁石１２のＳ極に入る磁力線は第２ホール素子１４を
直角方向に横切ることになり、しかもその磁束密度は両
者とも略同じである。従うで、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）
に示すよう略同等の高レベルを示し、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（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。
の、全体的な磁場が乱れることはなく、磁石１２のＮ極
を出た磁力線は第１ホール素子１３を直角に横切り、ま
た磁石１２のＳ極に入る磁力線は第２ホール素子１４を
直角方向に横切ることになり、しかもその磁束密度は両
者とも略同じである。従うで、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）
に示すよう略同等の高レベルを示し、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（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度は増加し
、その出力する起電圧は磁束密度の増加分だけ上昇する
。一方、第２ホール素子１４側では、浸炭部１８の影響
が少なく、それを横切る磁力線の磁束密度は略一定であ
る。従って、両者の起電圧を相殺した出力は、浸炭部１
８において°は第３図（Ｃ）に示すように高くなり、こ
れから浸炭部１８の存在及びその範囲を判断できる。
、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度は増加し
、その出力する起電圧は磁束密度の増加分だけ上昇する
。一方、第２ホール素子１４側では、浸炭部１８の影響
が少なく、それを横切る磁力線の磁束密度は略一定であ
る。従って、両者の起電圧を相殺した出力は、浸炭部１
８において°は第３図（Ｃ）に示すように高くなり、こ
れから浸炭部１８の存在及びその範囲を判断できる。
またこの時の出力には、両者ホール素子１３．１４の磁
場が浸炭部１８のない部分では等価となっているため、
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。
場が浸炭部１８のない部分では等価となっているため、
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。
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１０の汎用性が得られる。
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１０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
１２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。
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
１２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。
いても良い。
（発明の効果）
本発明によれば、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、信顧性のある計測を容易、迅速
に行い得る利点がある。
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、信顧性のある計測を容易、迅速
に行い得る利点がある。
第１図は本発明の第１実施例を示す構成図、第２図はそ
の作用説明図、第３図は出力波形図、第４図は従来例を
示す構成図である。 １０・・・プループ、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、１８・
・・浸炭部。 特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社第１ｖ！Ｊ 第３図 １１２図 第４図
の作用説明図、第３図は出力波形図、第４図は従来例を
示す構成図である。 １０・・・プループ、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、１８・
・・浸炭部。 特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社第１ｖ！Ｊ 第３図 １１２図 第４図
Claims (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、一対の磁極が被検
材に対して遠近方向となるように磁石を設け、この磁石
の被検材側の磁極近傍に計測用の第１ホール素子を、反
対側の磁極近傍に補償用の第２ホール素子を夫々設け、
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14597685A JPS626158A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 浸炭計測用プル−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14597685A JPS626158A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 浸炭計測用プル−ブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS626158A true JPS626158A (ja) | 1987-01-13 |
Family
ID=15397328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14597685A Pending JPS626158A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 浸炭計測用プル−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS626158A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02131656U (ja) * | 1989-04-04 | 1990-11-01 | ||
| JPWO2021251129A1 (ja) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | ||
| JP2024018348A (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-08 | 国立大学法人 大分大学 | 焼入れ深さ評価方法および焼入れ深さ評価装置 |
| JP2024018347A (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-08 | 国立大学法人 大分大学 | 焼入れ深さ評価方法及び焼入れ深さ評価装置 |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP14597685A patent/JPS626158A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02131656U (ja) * | 1989-04-04 | 1990-11-01 | ||
| JPWO2021251129A1 (ja) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | ||
| JP2024018348A (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-08 | 国立大学法人 大分大学 | 焼入れ深さ評価方法および焼入れ深さ評価装置 |
| JP2024018347A (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-08 | 国立大学法人 大分大学 | 焼入れ深さ評価方法及び焼入れ深さ評価装置 |
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