Inspection & Measurement Systems

用途/事例

アプリケーションノート

塗装のある金属厚さ測定

用途: 金属パイプ、タンク、ビーム、船体及びその他の構造物の塗装や類似のコーティングを通じての残存厚さの高精度の測定。

背景: 多くの工業、石油化学での保守現場で、塗装もしくは非金属コーティングの一層以上の膜を通じて、腐食に曝される金属の残存厚さを測定することが求められています。従来型の超音波厚さ計では、塗装又は類似のコーティングが存在すると、塗装部での低い音速が原因で測定誤差、一般的には塗装の厚さの倍以上に金属の見かけの厚さが増加する誤差が生じる事になります。この問題には次の2種類の解決策があります:エコーtoエコー測定、およびTHRU-COAT(スルーコート機能)測定。

機器: エコーtoエコーおよびTHRU-COAT(スルーコート機能)は、次の三種類のオリンパスNDT腐食厚さ計で使用が可能です:38DL PLUSMG2-XTMG2-DL。エコーto-エコー測定は、通常は次の分割型トランスデューサーのいずれかで実施します:D790、D791、D797、D798。THRU-COAT測定は、D7906-SM、D7908の二種類の特殊分割型トランスデューサーのいずれかを必要とします。

分割型トランスデューサーは、粗い表面とピットの状況に対する優れた反応によって、腐食検査用途において長期間業界の標準となっています。そのため、全ての一般腐食測定用途に対して通常推奨されます。一体型遅延トランスデューサーは、高い測定精度が求められる滑らかな塗装を施した金属を対象とする特定の用途に推奨されます。

動作原理: 鉄の中の縦波音速は一般的に約5,900m/s(0.2320インチ/us)であり、一方で塗装および類似のコーティング内の音速は2,500m/s(0.1000インチ/us)未満です。塗装を施した金属の総厚さを測定する従来型の超音波厚さ計では、塗装層を鉄における速度で誤測定し、それは実際よりも2.35倍厚く(2つの音速の比率)示していました。厚い塗装や公差が厳しい場合は、塗装層によって引き起こされる誤差は全体の測定のうちの大部分となりかねません。この問題の解決策は、塗装部を測定から除いた方法で厚さを測定または計算する事です。
エコーtoエコー測定は、試験材質内の塗装またはコーティングを除いた2つの底面エコー間の時間間隔を測定するという、十分に確立した手法です。塗装した金属を対象とする場合、複数の底面エコーは金属内のみで発生し、コーティング内では発生しないため、いずれかの対(底面エコー1から2、そのエコー 2から3等)の間の間隔は、コーティングの厚さをキャンセルして金属の厚さのみを表します。

THRU-COAT機能は、1つの底面エコーのみを使用して金属母材の厚さを測定します。金属とコーティングのそれぞれの材料音速を正しく調整し、両方の厚さを表示します。金属母材の厚さ測定のために、表面から塗装やコーティングを除去する必要がありません。
これらの手法は用途によって、どちらが最良かを選択する際、考慮すべき長所と短所が有ります。

エコーtoエコーの長所:
• 様々な一般的なトランスデューサーが使えます。
• 粗い表面のコーティングで多くの場合使えます。
•約500゜C(930゜F)までの高温で、適切なトランスデューサーと共に使えます。

エコーtoエコーの短所:
• 複数の底面エコーが必要で、それは腐食がひどい金属では取得できません。
• 厚さの幅はTHRU-COATに比較して限られます。

THRU-COATの長所:
• 一般的に、鉄で1mm(0.040インチ)から50mm(2インチ)以上が測定範囲として、幅広い金属の厚さで使えます。
• 底面エコーは1つのみで済みます。
• ピットの状況で、最小の残存金属の厚さをより正確に測定することが可能です。

THRU-COATの短所:
• コーティングは非金属で、少なくとも0.125mm(0.005インチ)の厚さである必要があります。
• コーティングの表面は比較的滑らかである必要があります。
• 1、2種類の限られたトランスデューサーの使用が必要となります。
• 最大表面温度は、約50゜C(125゜F)です。

­手順: エコーtoエコー測定およびTHRU-COAT測定を38DLMG2-XTMG2-DL厚さ計および適切なトランスデューサーで起動、実施する手順は、それぞれの機器の操作マニュアルに詳述されています。速度校正、および必要に応じてゲインとブランクの最適化に関する推奨される手順などについては、機器のマニュアルを参照してください。

THRU-COAT測定の範囲: D7906-SMまたはD7908トランスデューサーを使用するTHRU-COAT機能は、0.12mm(0.005インチ)以上の非金属製コーティングのみの測定が可能です。コーティングを施した鉄を測定し、コーティングの厚さが表示されない場合は、コーティングの厚さがTHRU-COAT機能の最小厚さ読み取り能力未満であるか、その機能では対応できないことになります。そうした場合では、コーティングの厚さが鉄の厚さに加えられ誤差を生じます。エコーtoエコー測定機能を使用して測定を試みるか、コーティングを除去する必要があることがあります。
THRU-COATモードで測定可能な金属の厚さは、金属の音響特性と内部表面の条件により、一般的に約1mm(0.040インチ)から50mm(2インチ)以上です。
エコーtoエコー測定: エコーtoエコーモードでは、厚さの範囲はトランスデューサーの選定と使用する測定機器のタイプ、並びに測定される金属の音響特性と表面の条件に依存します。エコーtoエコー測定は、その定義から、2つの底面エコーを必要とするため、腐食が激しい、極めて粗い、極めて分散している、または第二の複数反対面エコーを得ることが出来ない減衰性の高い材質などを含む特殊な状況下では機能しません。こうした場合では、THRU-COAT機能を使用する必要があります。
38DL厚さ計では、一般的なエコーtoエコー測定の厚さの範囲は以下の通りです

MG2-XTおよびMG2-DL厚さ計では、一般的なエコーtoエコー測定の厚さの範囲は、D790およびD791タイプのトランスデューサーを使用し、2.5mm(0.1インチ)から12.5mm(0.5インチ)です。

この用途に使用される製品

38DL PLUS

航空機エンジン検査認承:GE DFO P3TF22, P3TF30, P3TF31, P3TF35

MG2-DL

ハンディータイプMG2超音波厚さ計は、二振動子型探触子を使用して腐食減肉部位の測定を行います。MG2-DLはオリンパスのPanametrics MG2シリーズの中で、最も多機能な厚さ計です。 MG2-XTのすべての機能に加え、多目的なファイルベースの英数字データロガー機能を搭載しています。

MG2-XT

ハンディータイプMG2超音波厚さ計は、二振動子型探触子を使用して腐食減肉部位の測定を行います。MG2-XTは、MG2のすべての機能に加え、より多くの機能を搭載しています。Bスキャン、 感度調整、自動最適感度設定、エコーtoエコー測定、Thru-Coat(スルーコート機能)、ディファレンシャルモード、Hi-Lowアラーム機能、およびオプションでライブAスキャン機能を装備しています。

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