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侵食・腐食の影響測定

参考とした製品

デフェルスコは、さまざまな基材の侵食や腐食の影響を測定するのに最適な、手持ち式の非破壊型超音波厚さ計を製造しています。

計測の課題

さまざまな基材に対する侵食や腐食の影響を評価する場合、基材の残存厚さを非破壊で測定することが第一の目的です。 アプリケーション(測定領域の大きさなど)によっては、迅速なサンプリングとデータロギングが必要になることもあります。 

また、タンクやパイプのように表面が粗い、あるいは曲面である基板を正確に測定することも第2の課題である。

基板測定に加え、ハンドリングや環境要素から基板を保護するために施されたコーティングの厚みを測定する手段も必要な場合がある。

基板厚み測定ソリューション

超音波 PosiTector UTGは、1~125mm(0.040~5.00インチ)の鋼鉄基板の厚みを非破壊で測定するのに適しています。 図1は、改修されたプロペラ翼の前縁の基板厚を測定しているアプリケーションの写真です。 ブレードの重要な部分を測定することで、著しい浸食や腐食が発生している箇所を特定することができます。

図1- 浸食効果の測定

PosiTector UTG には、1018 鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、アルミニウム、プラスチックなど、一般的な基材用の音速があらかじめプログラムされています。 ユーザーは、ゲージのメニューから特定の基板を選択するか、既知の厚さや音速に簡単に調整することができます。 アプリケーションの数を最大限に増やすために、PosiTector UTG の音速範囲は 0.0492 ~ 0.393 mils/µs (1250 ~ 10000 m/s) です。

複数の測定が必要な場合は、スキャンモードにすることで、プローブをドラッグしながら1秒間に20回の読み取りを行うことができます。 図2に示すように、スキャンモードでは、読み取り値の合計と、最高値と最低値が表示されます。 また、測定値を保存し、オプションのソフトウェアPosiSoftにダウンロードすることも可能です。

粗い表面で測定する前に、錆やスケールのような異物があれば取り除くことをお勧めします。 表面への影響を最小限に抑えながら、表面を引きずることによる摩耗からトランスデューサの表面を保護するために、多量のカプラントを使用することができます。

PosiTector UTG は、半径が50mm(2インチ)以上の表面で最良の結果を得ることができます。 プローブ変換器表面の分割線が曲線に垂直になるようにプローブを配置することで、より小さな半径の表面でも測定が可能です(図3)。 

図3- 小径部でのプローブの向き

乾燥膜厚測定ソリューション

は、金属基板の保護膜の厚さを非破壊で測定するためのゲージです。 PosiTector 6000金属基板上の保護膜の厚さを非破壊で測定する場合に最適なゲージです。 アルミニウムなどの非鉄金属基板には、誘導磁界による渦電流を膜厚に相関させた "N "シリーズを。鉄などの鉄系基板には、プローブを基板に近づけたときの表面の磁束密度の変化を測定するFシリーズがあります。 さまざまな塗膜と基板の組み合わせで、特定の塗膜厚を測定するために最適化されたゲージとプローブが用意されています。

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腐食・侵食の影響測定の背景

アプリケーションとは何ですか?

侵食とは、保護膜や基材が機械的相互作用の繰り返しによる摩擦で摩耗していく過程をいう。 侵食の原因としては、キャビテーション、液体や固体粒子の衝突、固体表面や流体の接触による相対運動などが代表的なものである。

腐食とは、化学的な作用や変化によって、基材やその特性が損傷したり、摩耗したりすることである。 金属の場合、腐食による劣化は、多くの場合、酸化プロセスによって引き起こされる。  

超音波厚さ計は、配管、圧力容器、貯蔵タンク、ボイラーなど、浸食や腐食が起こりやすい装置で、基材の残肉厚さを正確に測定することが可能です。表面温度が150℃(300°F)の範囲内であれば、ほとんどの検査は装置の運転中に行うことができるため、生産の損失を防ぐことができます。  

多くの産業が浸食や腐食の影響を受けていますが、海洋環境は最も過酷な腐食環境の1つです。 腐食速度は、海水、湿度、風、温度、空気中の汚染物質、生物など様々な要素に影響されます。 また、水や汚染物質の粒子による摩耗、高速液体中の乱流による衝突、気泡による圧力波によるキャビテーションなど、海洋環境での腐食は一般的な現象である。腐食は基材そのものに影響を与えるだけでなく、保護膜を傷つけ、基材の腐食を進行させる可能性があります。 船舶、マリーナ、パイプライン、海洋構造物、海水淡水化プラントなどは、さまざまなレベルの海洋侵食と腐食にさらされるシステムです。  

なぜ測るのか?

超音波厚さ計は、さまざまな基板やアプリケーションで、腐食や侵食による厚さの減少を測定するために使用されます。 金属(鋳鉄、鋼、アルミニウム)、非金属(セラミック、プラスチック、ガラス)、その他超音波伝導体の上下面が平行であれば、厚みを測定することが可能です。

超音波厚さ計は、大きな金属構造物の厚さを小さな測定間隔で迅速に検査し、スキャンした表面の高精細な厚さマップを提供することができます。 基板の片側からしかアクセスできない場合、超音波肉厚測定は浸食や腐食の影響を監視する最も効率的な方法です。 

非破壊検査法を利用する企業は、安全上の懸念を最小限に抑え、法令遵守を確保し、大規模な修理の頻度(およびそれに伴うコスト)を削減することができます。 例えば、海洋用途では、検出されない基質の腐食や侵食による致命的な基質破壊のリスクが大きくなります。 しかし、腐食や侵食による損傷に関連するコストは、より微妙なものである場合があります。 例えば、プロペラの翼が摩耗や損傷を受けた場合を考えてみよう。 その影響として考えられるのは、プロペラの効率の低下であり、馬力の低下と乱流(振動)の増加 に直結する。 その結果,最高速度の低下と燃料消費量の増加を招く. さらに、損傷したプロペラによって発生するキャビテーションは、プロペラ自体にさらにダメージを与えるような周辺環境を作り出します。

超音波厚さ計は、腐食や侵食の影響測定のほか、肉厚測定、クラックや傷、孔食の検出、複合材の剥離検査、溶接やろう付け接合部の評価などによく使用されます。

市場はどこにあるのか?

腐食や侵食の影響を受けやすいため、超音波厚さ計はさまざまな産業で役立っています。 例えば、構造用鋼の建設と修復、船舶、輸送、化学生産、パルプと製紙、石油とガスの生産と精製、地上貯蔵と送電線、発電などの産業があります。

超音波厚さ計のユーザーは、主に検査員、測量士、メンテナンス部門、基板改修業者などです。

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