JPS626160A - 浸炭計測用プル−ブ - Google Patents
浸炭計測用プル−ブInfo
- Publication number
- JPS626160A JPS626160A JP14597885A JP14597885A JPS626160A JP S626160 A JPS626160 A JP S626160A JP 14597885 A JP14597885 A JP 14597885A JP 14597885 A JP14597885 A JP 14597885A JP S626160 A JPS626160 A JP S626160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hall element
- magnetic
- carburized
- magnet
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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。
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タラフキング
チューブとしては、＾ＳＴＭ ＨＫ４０（０，４％Ｃ
−２５％Ｃｒ −２０％Ｎｉ） 、ＨＰ４５ （０，４
５％Ｃ−２５％Ｃｒ −３５％Ｎｉ） 、又はＨＰ改良
材（ＨＰ材にＭｏ。
収するための反応管であるエチレン製造用タラフキング
チューブとしては、＾ＳＴＭ ＨＫ４０（０，４％Ｃ
−２５％Ｃｒ −２０％Ｎｉ） 、ＨＰ４５ （０，４
５％Ｃ−２５％Ｃｒ −３５％Ｎｉ） 、又はＨＰ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。
用されている。
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。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。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５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）
一方、電磁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、１１に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、
胛材やＩＩＰ改良材のチューブでは、測定値のバラツキ
が大きく、信顛性に乏しがった。
破壊検査による実測結果とを対比すると、１１に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、
胛材やＩＩＰ改良材のチューブでは、測定値のバラツキ
が大きく、信顛性に乏しがった。
これは、ＨＰ材やＩＩＰ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（層深す約５０〜５００μｍ）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。
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（層深す約５０〜５００μｍ）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。
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。
（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ことを目
的とするものであって、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、磁石の一対の磁極間の
中央部に磁力線と交差する方向の第１ホール素子を設け
、磁石の各磁極近傍に位置して第２ホール素子と第３ホ
ール素子を設け、これら第２ホール素子及び第３ホール
素子の起電圧を相殺するようにしたものである。
的とするものであって、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、磁石の一対の磁極間の
中央部に磁力線と交差する方向の第１ホール素子を設け
、磁石の各磁極近傍に位置して第２ホール素子と第３ホ
ール素子を設け、これら第２ホール素子及び第３ホール
素子の起電圧を相殺するようにしたものである。
（作 用）
浸炭部１９があれば、第１ホール素子１３を通る磁束密
度が低下し、起電圧が下がる。一方、第２ホール素子１
４及び第３ホール素子１５側では浸炭部１９があれば、
磁束密度が大となり、起電圧が上昇する。従って、その
両者の出力を相殺すると、浸炭部１９の両端で信号が現
われるので、この信号間で第１ホール素子１３の出力が
一定以下にあれば、浸炭部１９を判断できる。
度が低下し、起電圧が下がる。一方、第２ホール素子１
４及び第３ホール素子１５側では浸炭部１９があれば、
磁束密度が大となり、起電圧が上昇する。従って、その
両者の出力を相殺すると、浸炭部１９の両端で信号が現
われるので、この信号間で第１ホール素子１３の出力が
一定以下にあれば、浸炭部１９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と、第１乃至第３ホール素子
１３．１４．１５を組込んで構成されている。磁石１２
はコ字状であって、その一対の磁極Ｎ・Ｓが被検材たる
クラッキングチューブ１６に近接しかつ長手方向に位置
するように配置されている。
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と、第１乃至第３ホール素子
１３．１４．１５を組込んで構成されている。磁石１２
はコ字状であって、その一対の磁極Ｎ・Ｓが被検材たる
クラッキングチューブ１６に近接しかつ長手方向に位置
するように配置されている。
第１ホール素子１３は磁石１２の一対の磁極Ｎ−５間の
中央部にあり、Ｎ極からＳ極への磁力線と直角に交差す
るように設けられている。第２ホール素子１４は磁石１
２の一方の磁極の近傍で、第３ホール素子１５は他方の
磁極の近傍で夫々磁極とチューブエ６との間に配置され
ており、しかもチューブ１６と平行とされている。なお
、第１乃至第３ホール素子１３．１４．１５は、何れも
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。第
２ホール素子１４と第３ホール素子１５とは逆方向に接
続されており、従って、端子１７からは両者の起電圧を
相殺した出力が出るようになっている。チューブ１６は
外表面の全域に脱炭層１８を有し、また内部側に浸炭部
１９が発生している。
中央部にあり、Ｎ極からＳ極への磁力線と直角に交差す
るように設けられている。第２ホール素子１４は磁石１
２の一方の磁極の近傍で、第３ホール素子１５は他方の
磁極の近傍で夫々磁極とチューブエ６との間に配置され
ており、しかもチューブ１６と平行とされている。なお
、第１乃至第３ホール素子１３．１４．１５は、何れも
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。第
２ホール素子１４と第３ホール素子１５とは逆方向に接
続されており、従って、端子１７からは両者の起電圧を
相殺した出力が出るようになっている。チューブ１６は
外表面の全域に脱炭層１８を有し、また内部側に浸炭部
１９が発生している。
上記構成のプルーブ１０を用いて、チューブ１６内部の
浸炭部１９の有無の計測を行う際には、プルーブｌＯを
チューブ１６の外表面にあてがい、第２図（＾）〜（Ｄ
）の如くチューブ１６長手方向に順次走査する。
浸炭部１９の有無の計測を行う際には、プルーブｌＯを
チューブ１６の外表面にあてがい、第２図（＾）〜（Ｄ
）の如くチューブ１６長手方向に順次走査する。
チューブ１６に浸炭部１９がない場合には、磁石１２の
Ｎ極から出た磁力線は、第１図に点線で示すようにＳ極
に入っており、第１ホール素子１３を横切る磁力線の磁
束密度は大であり、第１ホール素子１３の起電圧は第３
図（Ａ）の如く高レベルを示す。
Ｎ極から出た磁力線は、第１図に点線で示すようにＳ極
に入っており、第１ホール素子１３を横切る磁力線の磁
束密度は大であり、第１ホール素子１３の起電圧は第３
図（Ａ）の如く高レベルを示す。
また各磁極に対向して設けられた第２ホール素子Ｉ４及
び第３ホール素子１５を通る磁力線の磁束密度は共に大
であるため、その起電圧は第３図（Ｂ） （Ｃ）のよう
に略同程度の高レベルである。従って、その両者起電圧
を相殺して得られる端子１７の出力は、第３図（Ｄ）の
ように零若しくはそれに近い値を示し、第１ホール素子
１３の出力（高レベル）と合わせて、チューブ１６に浸
炭部１９の存在しないことが判る。
び第３ホール素子１５を通る磁力線の磁束密度は共に大
であるため、その起電圧は第３図（Ｂ） （Ｃ）のよう
に略同程度の高レベルである。従って、その両者起電圧
を相殺して得られる端子１７の出力は、第３図（Ｄ）の
ように零若しくはそれに近い値を示し、第１ホール素子
１３の出力（高レベル）と合わせて、チューブ１６に浸
炭部１９の存在しないことが判る。
浸炭部１９が存在する場合には、その透磁率が大であり
ζしかも断面積が大であるから、Ｎ極から出た磁力線は
浸炭部１９側に強（引きつけられて、この浸炭部１９を
経てＳ極側に入るため、第１ホール素子１３を通る磁力
線の磁束密度は著しく減少し、その起電圧は第３図（八
）のように低下する。
ζしかも断面積が大であるから、Ｎ極から出た磁力線は
浸炭部１９側に強（引きつけられて、この浸炭部１９を
経てＳ極側に入るため、第１ホール素子１３を通る磁力
線の磁束密度は著しく減少し、その起電圧は第３図（八
）のように低下する。
一方、磁石１２の各磁極側においては、それが浸炭部１
９に対向している間は、磁力線が浸炭部１９に強く引き
つけられているため、各磁極とチューブ１６との間の磁
束密度が増大し、第２ホール素子１４及び第３ホール素
子１５を通る磁束密度の増大によって各起電圧が大とな
る。例えば、プルーブ１０が第２図（Ｂ）の位置にある
時には、第２ホール素子１４の起電圧が上昇し、第２図
（Ｃ）の位置にある時には、第２及び第３ホール素子１
４．１５の起電圧が共に上昇し、第２図（Ｄ）の位置に
ある時には、第３ホール素子１５の起電圧が上昇する。
９に対向している間は、磁力線が浸炭部１９に強く引き
つけられているため、各磁極とチューブ１６との間の磁
束密度が増大し、第２ホール素子１４及び第３ホール素
子１５を通る磁束密度の増大によって各起電圧が大とな
る。例えば、プルーブ１０が第２図（Ｂ）の位置にある
時には、第２ホール素子１４の起電圧が上昇し、第２図
（Ｃ）の位置にある時には、第２及び第３ホール素子１
４．１５の起電圧が共に上昇し、第２図（Ｄ）の位置に
ある時には、第３ホール素子１５の起電圧が上昇する。
つまり、第２及び第３ホール素子１４．１５の起電圧は
、チューブ１６長手方向の位置に応じて第３図（Ｂ）
（Ｃ）に示すような変化をする。そして、これら起電圧
を相殺すると、端子１７からは第３図（Ｄ）に示すよう
に浸炭部１９の両端部において上昇する信号が得られる
。
、チューブ１６長手方向の位置に応じて第３図（Ｂ）
（Ｃ）に示すような変化をする。そして、これら起電圧
を相殺すると、端子１７からは第３図（Ｄ）に示すよう
に浸炭部１９の両端部において上昇する信号が得られる
。
従って、この２つの信号間において第１ホール素子１３
の起電圧が一定以下に低下していれば、その位置に浸炭
部１９が存在するものと判断でき、またその範囲は２つ
の信号間に相当するものであることが判る。
の起電圧が一定以下に低下していれば、その位置に浸炭
部１９が存在するものと判断でき、またその範囲は２つ
の信号間に相当するものであることが判る。
なお、第２ホール素子１４と第３ホール素子１５は実施
例のように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。
例のように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、第４図の如く鉄心１９
にコイル２０を巻付けた電磁石２１を利用しても良い。
にコイル２０を巻付けた電磁石２１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。
なく、被検材等に応じて任意に設計変更可能である。
（発明の効果）
本発明によれば、第２ホール素子と第３ホール素子との
出力を相殺することにより浸炭部の両端が判かるので、
第１ホール素子と併用することに □よって、
広がりを持つ浸炭部を精度良く判断でき、特に表面に存
在する脱炭層等によって浸炭部を誤認することがなく、
その効果は極めて大である。
出力を相殺することにより浸炭部の両端が判かるので、
第１ホール素子と併用することに □よって、
広がりを持つ浸炭部を精度良く判断でき、特に表面に存
在する脱炭層等によって浸炭部を誤認することがなく、
その効果は極めて大である。
また第１ホール素子は浸炭部があれば、磁束密度の減少
を検出するようにしているため、増加を検出するものに
比較してその変化が大であることから、信頼性も向上す
る。
を検出するようにしているため、増加を検出するものに
比較してその変化が大であることから、信頼性も向上す
る。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図（八）
〜（Ｄ）は同作用説明図、第３図（Ａ）〜（Ｄ）は波形
図、第４図は他の実施例を示す構成図、第５図は従来例
を示す図である。 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・・
・第３ホール素子、１６・・・クラッキングチューブ。 特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社第１図 第３図 （Ａ） Ｌ じ−−
〜（Ｄ）は同作用説明図、第３図（Ａ）〜（Ｄ）は波形
図、第４図は他の実施例を示す構成図、第５図は従来例
を示す図である。 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・・
・第３ホール素子、１６・・・クラッキングチューブ。 特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社第１図 第３図 （Ａ） Ｌ じ−−
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、磁石の一対の磁極
間の中央部に磁力線と交差する方向の第１ホール素子を
設け、磁石の各磁極近傍に位置して第２ホール素子と第
３ホール素子を設け、これら第２ホール素子及び第３ホ
ール素子の起電圧を相殺するようにしたことを特徴とす
る浸炭計測用プルーブ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14597885A JPS626160A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 浸炭計測用プル−ブ |
| EP86102443A EP0193168A3 (en) | 1985-02-25 | 1986-02-25 | Method of inspecting carburization and probe therefor |
| US07/785,197 US5128613A (en) | 1985-02-25 | 1991-11-01 | Method of inspecting magnetic carburization in a non-permeable material and probe therefore |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14597885A JPS626160A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 浸炭計測用プル−ブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS626160A true JPS626160A (ja) | 1987-01-13 |
Family
ID=15397367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14597885A Pending JPS626160A (ja) | 1985-02-25 | 1985-07-02 | 浸炭計測用プル−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS626160A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10456302B2 (en) | 2006-05-18 | 2019-10-29 | Curt G. Joa, Inc. | Methods and apparatus for application of nested zero waste ear to traveling web |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP14597885A patent/JPS626160A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10456302B2 (en) | 2006-05-18 | 2019-10-29 | Curt G. Joa, Inc. | Methods and apparatus for application of nested zero waste ear to traveling web |
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