JP2017223564A - Pressure tank inspection method, inspection system and inspection program - Google Patents
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Abstract
【課題】圧力タンクの供用中に、圧力タンクの疲労損傷を検査する。【解決手段】圧力タンクの検査方法において、圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知し、検知されたアコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得し、アコースティックエミッションパラメータに基づいて圧力タンクの損傷を判断する。【選択図】図9An object of the present invention is to inspect a pressure tank for fatigue damage while the pressure tank is in service. [Solution] In a pressure tank inspection method, acoustic emission waves generated from the pressure tank are detected, acoustic emission parameters are acquired based on the detected acoustic emission waves, and damage to the pressure tank is detected based on the acoustic emission parameters. to decide. [Selection diagram] Figure 9
Description
本発明は、圧力タンクの検査方法、検査システム及び検査プログラムに関し、特に圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知して疲労損傷を検査するための検査方法等に関する。 The present invention relates to a pressure tank inspection method, an inspection system, and an inspection program, and more particularly to an inspection method for inspecting fatigue damage by detecting an acoustic emission wave generated from a pressure tank.
近年、地球温暖化及び化石燃料の枯渇といった課題に対し、省エネルギーの抜本的強化、エネルギーセキュリティの向上、及び環境負荷の低減が求められている。燃料電池自動車(FCV)に関する技術と、水素製造、水素輸送及び水素貯蔵に関する技術は、わが国の政策において重要技術と位置づけられ、早期の普及拡大が期待されている。FCV関連産業の競争力向上の為には、水素ステーションの安全性及び信頼性を更に高めることにより、社会受容性の確保に繋げ、水素ステーションの設置を促進する事が不可欠となる。 In recent years, with respect to issues such as global warming and depletion of fossil fuels, drastic enhancement of energy saving, improvement of energy security, and reduction of environmental load are required. Technologies related to fuel cell vehicles (FCV) and technologies related to hydrogen production, hydrogen transport and hydrogen storage are positioned as important technologies in Japan's policy, and are expected to spread quickly. In order to improve the competitiveness of FCV-related industries, it is indispensable to increase the safety and reliability of hydrogen stations, thereby ensuring social acceptance and promoting the installation of hydrogen stations.
この水素ステーションは、水素供給源に接続される高圧圧縮機と、高圧圧縮機に接続される複数の蓄圧器(圧力タンク)と、蓄圧器に接続されFCVに水素を供給するディスペンサーとを有するシステム構成を備える。従来は蓄圧器が鋼製の圧力タンクに限定されていた為に厚肉となり、水素ステーションの設置するための大幅なコストアップを招いていた。そのため、鋼製の圧力タンクに比べて軽量であり、且つコストダウンが期待される複合容器からなる圧力タンクを使用できるように技術基準が整備されつつある。 This hydrogen station has a high pressure compressor connected to a hydrogen supply source, a plurality of pressure accumulators (pressure tanks) connected to the high pressure compressor, and a dispenser connected to the pressure accumulator and supplying hydrogen to the FCV. It has a configuration. In the past, the accumulator was limited to a steel pressure tank, resulting in a thick wall and a significant increase in cost for installing the hydrogen station. Therefore, technical standards are being developed so that a pressure tank made of a composite container that is lighter than a steel pressure tank and is expected to reduce costs can be used.
主な4種類の圧力タンクの構造を図1A〜Dに示す。なお、図1A〜Dにおいては、各圧力タンクの左側部分が容器外部を示す概略側面図であり、各圧力タンクの右側部分が容器内部を示す概略断面図である。図1Aは金属製の圧力タンクであるタイプ1容器10を示している。また図1Bは、クロモリブデン鋼等の金属製のライナー21と、ライナー21の胴部にフープ巻きされた炭素繊維強化樹脂(CFRP)製のフープ層22とを有する複合容器(圧力タンク)であるタイプ2容器20を示している。
The structure of four main types of pressure tanks is shown in FIGS. 1A to 1D, the left side portion of each pressure tank is a schematic side view showing the outside of the container, and the right side portion of each pressure tank is a schematic cross-sectional view showing the inside of the container. FIG. 1A shows a type 1
図1Cは、アルミ合金等の金属製のライナー31と、ライナー31の胴部にフープ巻きされたCFRP製のフープ層32と、ライナー31の鏡部にヘリカル巻きされたCFRP製のヘリカル層33とを有する複合容器であるタイプ3容器30を示している。さらに、図1Dは、熱可塑性樹脂製のライナー41と、ライナー41の胴部にフープ巻きされたCFRP製のフープ層42と、ライナー41の鏡部にヘリカル巻きされたCFRP製のヘリカル層43と、ライナー41に設けられた口金44とを有する複合容器であるタイプ4容器40を示している。
FIG. 1C shows a
水素ステーションでの圧力タンクの主な劣化現象は、圧力タンクへの水素供給による昇圧とFCVへの水素放出による減圧の繰り返しによるライナーの疲労損傷である。疲労損傷はライナー内面に発生し、内面から進展してライナーを貫通して水素漏洩が発生する。水素漏洩を防止するための保安検査に求められるのは、水素ステーションの運用を大きく妨げることなく、圧力タンクの供用中に疲労損傷の進展状況を把握することである。 The main deterioration phenomenon of the pressure tank at the hydrogen station is liner fatigue damage due to repeated pressurization by supplying hydrogen to the pressure tank and depressurization by releasing hydrogen to FCV. Fatigue damage occurs on the inner surface of the liner, progresses from the inner surface, penetrates the liner, and hydrogen leaks. What is required of the safety inspection to prevent hydrogen leakage is to grasp the progress of fatigue damage during the operation of the pressure tank without greatly hindering the operation of the hydrogen station.
圧力タンクの疲労損傷の検査方法として、目視検査、浸透探傷検査、超音波探傷検査、及び放射線透過検査が検討されている。疲労損傷は、圧力タンクの使用中にライナーの内面から発生し、疲労損傷が進展して、ライナーを貫通することで水素が漏洩する。そのため、漏洩を未然に防ぐために、疲労損傷の進展を検査する検査技術が必要とされている。しかしながら、検討されている上記検査方法はいずれも以下に示すように保安検査として不十分である。 As inspection methods for fatigue damage of pressure tanks, visual inspection, penetration inspection, ultrasonic inspection, and radiographic inspection are being studied. Fatigue damage occurs from the inner surface of the liner during use of the pressure tank, fatigue damage develops, and hydrogen leaks through the liner. Therefore, an inspection technique for inspecting the progress of fatigue damage is required in order to prevent leakage. However, any of the above-described inspection methods being considered is insufficient as a security inspection as shown below.
外面からの目視検査では、検査員がライナーの内面に発生した疲労損傷を発見することはできない。また、検査員は、圧力タンクの使用を停止して圧力タンク内部を開放し、ファイバースコープでライナーの内面を目視で検査することもできる。しかし、疲労損傷は極めて微細なき裂であるために目視では検出できない。また、圧力タンクを開放する作業は水素ステーションの運用を停止する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。 Visual inspection from the outside does not allow the inspector to find fatigue damage that has occurred on the inside surface of the liner. The inspector can also stop using the pressure tank, open the inside of the pressure tank, and visually inspect the inner surface of the liner with a fiberscope. However, fatigue damage is an extremely fine crack and cannot be detected visually. In addition, the operation of opening the pressure tank needs to stop the operation of the hydrogen station, and since it cannot be inspected during operation, it has the effect of a loss of work.
浸透探傷検査では、圧力タンクの使用を停止して圧力タンク内部を開放し、ライナー内面から疲労損傷による微細なき裂を検知することができる。しかしながら、浸透探傷検査では金属製のライナー内面に浸透液を塗布する為、検査後に完全に浸透液を除去することは困難である。そのため、圧力タンク内が浸透液に汚染され、99.99%以上の水素純度を要求されるFCV用燃料を保管できなくなる可能性がある。また、圧力タンクを開放する作業は水素ステーションの運用を停止する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。 In the penetrant inspection, the use of the pressure tank is stopped, the inside of the pressure tank is opened, and a fine crack due to fatigue damage can be detected from the inner surface of the liner. However, in the penetrant inspection, since the penetrant is applied to the inner surface of the metal liner, it is difficult to completely remove the penetrant after the inspection. Therefore, the inside of the pressure tank is contaminated with the permeate, and there is a possibility that the fuel for FCV that requires a hydrogen purity of 99.99% or more cannot be stored. In addition, the operation of opening the pressure tank needs to stop the operation of the hydrogen station, and since it cannot be inspected during operation, it has the effect of a loss of work.
超音波探傷検査では、圧力タンクを開放せずに圧力タンクの外面から検査員が超音波を入射して疲労損傷からの反射波を検出して分析することで疲労損傷の進展を検査する。例えば、タイプ2容器20の鏡部は、超音波による疲労損傷の検知が可能である。しかし、タイプ2容器20の胴部では、CFRP製のフープ層22に起因して、超音波による疲労損傷の検知は困難である。また、300Lの容量の圧力タンクの胴部は、直径0.5m程度、長さ3〜6m程度と探傷範囲が広いため、検査に時間を要する。さらに、超音波探傷検査では圧力タンク内の水素を排出する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。
In the ultrasonic flaw detection inspection, the inspector enters the ultrasonic wave from the outer surface of the pressure tank without opening the pressure tank, and detects and analyzes the reflected wave from the fatigue damage to inspect the progress of the fatigue damage. For example, the mirror part of the type 2
また、水素ステーションにおいては、複数の圧力タンクが重なってカードルに搭載されている。そのため、圧力タンクの表面にアクセスできないために、超音波を入射できない圧力タンクがある。カードルから圧力タンクを取り出せば超音波を入射することもできるが、圧力タンクを取り出すために水素ステーションの運用を停止する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。さらに、取り外した圧力タンクをカードルに再搭載するには、搭載後の検査時間を含めて1週間程度の期間を要する。また、タイプ3容器30の金属製のライナー31は、その全面が厚いCFRP製のフープ層32で覆われている。CFRPは超音波の減衰が大きいため、超音波探傷検査による疲労損傷の検出は困難である。
In the hydrogen station, a plurality of pressure tanks are stacked and mounted on the curdle. For this reason, there is a pressure tank in which ultrasonic waves cannot be incident because the surface of the pressure tank cannot be accessed. If the pressure tank is taken out from the cardle, ultrasonic waves can be incident, but it is necessary to stop the operation of the hydrogen station in order to take out the pressure tank. Furthermore, it takes about one week including the inspection time after mounting to remount the removed pressure tank on the curdle. The
放射線透過試験では、水素ステーションのカードルに搭載された圧力タンクを取り外す必要がある。圧力タンクを取り出す作業は水素ステーションの運用を停止する必要があり、供用中に検査できないため休業等の影響を与える。さらに、取り外した圧力タンクをカードルに再搭載するには、搭載後の検査時間を含めて1週間程度の期間を要する。 In the radiation transmission test, it is necessary to remove the pressure tank mounted on the curdle of the hydrogen station. The work to take out the pressure tank needs to stop the operation of the hydrogen station, and because it cannot be inspected during operation, it will have an impact on business hours off. Furthermore, it takes about one week including the inspection time after mounting to remount the removed pressure tank on the curdle.
そのため、供用中の圧力タンクの疲労損傷に対する実用的な検査方法が必要とされている。特に図1Bに示すタイプ2容器20と、図1Cに示すタイプ3容器30においては、CFRP製のフープ層22,32によって金属製のライナー21,31が強化されている。これにより、フープ層22,32に厚く包まれたライナー21,31の内面の非常に微細なき裂は、ライナー21,31の肉厚方向へと進展する。そして、このような疲労損傷に対する実用的な検査方法は存在していない。
Therefore, there is a need for a practical inspection method for fatigue damage of a pressure tank in service. In particular, in the type 2
この点、非破壊検査技術の一種であるアコースティックエミッション(AE)法を用いて金属材料の疲労損傷の進展状況を検査する事例が多数存在する。AE法では、検査対象にAEセンサーを設置し、試験対象内部のき裂の進展に伴って発生する弾性波(AE波)を受動的に検出して、検査対象の損傷を検知する。例えば、特許文献1は、AE法を用いて回転機械内の軸受の寿命を診断する軸受診断方法を開示している。 In this regard, there are many examples of inspecting the progress of fatigue damage of a metal material using an acoustic emission (AE) method which is a kind of nondestructive inspection technology. In the AE method, an AE sensor is installed on an inspection target, and elastic waves (AE waves) generated with the progress of a crack inside the test target are passively detected to detect damage on the inspection target. For example, Patent Document 1 discloses a bearing diagnosis method for diagnosing the life of a bearing in a rotating machine using the AE method.
しかし、AEパラメータは、検査対象に大きく影響を受けるため、軸受けの寿命診断方法をそのまま圧力タンクの検査方法とすることはできない。 However, since the AE parameter is greatly affected by the inspection target, the bearing life diagnosis method cannot be directly used as the pressure tank inspection method.
上記課題を解決するため、本発明の一例としての圧力タンクの検査方法は、前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知し、検知された前記アコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得し、前記アコースティックエミッションパラメータに基づいて前記圧力タンクの損傷を判断することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a pressure tank inspection method as an example of the present invention detects an acoustic emission wave generated from the pressure tank, acquires an acoustic emission parameter based on the detected acoustic emission wave, and The damage of the pressure tank is determined based on the acoustic emission parameter.
また、本発明の他の例としての圧力タンクの検査システムは、前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知するセンサーと、検知された前記アコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得するパラメータ取得部であって、前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を、前記アコースティックエミッションパラメータとして取得するパラメータ取得部と、を備えることを特徴とする。 According to another embodiment of the present invention, a pressure tank inspection system includes a sensor for detecting an acoustic emission wave generated from the pressure tank, and a parameter acquisition for acquiring an acoustic emission parameter based on the detected acoustic emission wave. An amplitude that is a ratio of a representative value of an amplitude value in a second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave to a representative value in an amplitude value of the first frequency band of the acoustic emission wave And a parameter acquisition unit that acquires a value of the ratio as the acoustic emission parameter.
また、本発明の他の例としての圧力タンクの検査プログラムは、前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得するパラメータ取得部としてコンピューターを機能させ、前記パラメータ取得部は、前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を、前記アコースティックエミッションパラメータとして取得することを特徴とする。 Further, the pressure tank inspection program as another example of the present invention causes a computer to function as a parameter acquisition unit that acquires an acoustic emission parameter based on an acoustic emission wave generated from the pressure tank, and the parameter acquisition unit includes: A value of an amplitude ratio that is a ratio of a representative value of an amplitude value in a second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave to a representative value in an amplitude value of the first frequency band of the acoustic emission wave, Obtained as the acoustic emission parameter.
これにより、圧力タンクの供用中に、圧力タンクの疲労損傷を検査することができる。 Thereby, fatigue damage of the pressure tank can be inspected while the pressure tank is in service.
本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照して例示的に示した以下の実施例の説明から明らかになる。 Further features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments, given by way of example with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, dimensions, materials, shapes, and relative positions of components described in the following embodiments are arbitrary, and can be changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied or various conditions. In addition, unless otherwise specified, the scope of the present invention is not limited to the embodiments specifically described below.
[第1実施形態]
検査対象のアコースティックエミッションパラメータ(AEパラメータ)は、AEセンサーが検知したAE波を信号処理して取得される。具体的に、AEパラメータは、AE発生数、AE振幅、AEエネルギー、AE波形(最大振幅値、立ち上がり時間、及び持続時間等)、AE周波数、AE平均値、AE実効値、AE計数率、及びAE計数総数等を含んでいる。疲労損傷の進展状況を検査する際にAE法を用いる場合、一般的に疲労損傷の進展に伴ってAE発生数、AE振幅及びAEエネルギーの絶対値等のAEパラメータが右肩上がりに増加する。発明者らは、AEパラメータのうち、特にAEの振幅値が、疲労損傷の進展に伴って右肩上がりに増加することを試験片を用いた疲労試験において確認した。そのため、このパラメータを検査指標に用いれば、圧力タンクの疲労損傷の進展状態を把握することができる。
[First Embodiment]
The acoustic emission parameter (AE parameter) to be inspected is acquired by performing signal processing on the AE wave detected by the AE sensor. Specifically, the AE parameters include the number of AE occurrences, AE amplitude, AE energy, AE waveform (maximum amplitude value, rise time, duration, etc.), AE frequency, AE average value, AE effective value, AE count rate, and Includes the total number of AE counts. When the AE method is used when examining the progress of fatigue damage, the AE parameters such as the number of AEs generated, the AE amplitude, and the absolute value of the AE energy generally increase as the fatigue damage progresses. The inventors confirmed in the fatigue test using the test piece that the amplitude value of AE among the AE parameters, in particular, increased to the right as the fatigue damage progressed. Therefore, if this parameter is used as an inspection index, the progress of fatigue damage of the pressure tank can be grasped.
[AEセンサーの設置場所]
AEセンサーを圧力タンクに設置する場合、特に図1Bのタイプ2容器20及び図1Cのタイプ3容器30にAEセンサーを設置する場合には工夫が必要となる。何故ならば、例えば、タイプ2容器20の金属製のライナー21は、その表面がCFRP製のフープ層22で覆われており、ライナー21の外部への露出部がほとんど無い。そのため、AEセンサーをライナー21へ直接設置することができず、感度よくAEを検出することができないからである。また、フープ層22へAEセンサーを設置することはできるが、CFRPは減衰が大きい為、AEの検出感度が低くなってしまって現実的ではない。タイプ3容器30についても、同様にAEの検出感度が低くなってしまう。
[Installation location of AE sensor]
When installing the AE sensor in the pressure tank, in particular, when installing the AE sensor in the type 2
そこで、感度良くAE波を計測するためのAEセンサーの設置場所について、圧力タンク50の端部周辺を拡大して示す図2を参照して説明する。なお、圧力タンク50の両端は同様の構成を備えているので、その一端のみを説明して他端の説明は省略する。
Therefore, the installation location of the AE sensor for measuring the AE wave with high sensitivity will be described with reference to FIG. In addition, since the both ends of the
一般的に圧力タンク50の端部には容器バルブ51が設けられており、当該バルブ51には水素パイプ52を取り付け可能である。そして、バルブ51には、圧力タンク50にバルブ51を固定する工具(レンチ)と当接するための平面部53が設けられている。そこで、AEセンサー54は、バルブ51の平面部53に接着する。これにより、容器バルブ51は、金属製のライナーに金属製の螺子で強固に固定されているため、AEセンサー54は感度良くAE波を計測できる。
Generally, a
バルブ51の平面部53に設置する場合、AEセンサー54は、水素ステーションでの供用中に圧力タンク50を開放せずに設置できる。さらに、バルブ51には一般的に平面部53が設けられているため、AEセンサー54を取り付けるために別途の平面を形成する必要がない。なお、AEセンサー54の取り付けは、一般的な手法によって行う。例えば、AEセンサー54が圧電素子型である場合には、まず容器バルブ51の平面部53に治具(不図示)を固定する。そして、固定された治具に、AEセンサー54を挿入し、AEセンサー54の後方から弾性体を介して螺子等で固定する。さらに、ノイズ対策のための絶縁テープをAEセンサー54のケースに巻きつけてもよい。また、ワセリン等の接触媒質をAEセンサー54の受波面に塗布してもよい。
When installed on the
[振幅比]
AE発生数、AE振幅及びAEエネルギーの絶対値は、検査条件(AEセンサーの設置場所、評価対象、及び圧力変動の範囲等)の影響を大きく受ける。そのため、圧力タンクに常時取り付けられたAEセンサーでモニタリングすれば疲労損傷を検査できるが、定期検査となる供用中の検査には適していない。一方、検査条件に影響を受けないAEパラメータとして、AE周波数がある。そして、発明者らが試験片で疲労試験を行った結果、疲労損傷の進展に伴う圧力タンクのAEは、高周波数(例えば、200kHz〜300kHz)であることが明らかになった。
[Amplitude ratio]
The absolute value of the number of AE occurrences, the AE amplitude, and the AE energy is greatly affected by inspection conditions (AE sensor installation location, evaluation target, pressure fluctuation range, and the like). Therefore, fatigue damage can be inspected by monitoring with an AE sensor that is always attached to the pressure tank, but it is not suitable for in-service inspections, which are regular inspections. On the other hand, there is an AE frequency as an AE parameter which is not affected by the inspection condition. As a result of the inventors conducting a fatigue test with the test piece, it was revealed that the AE of the pressure tank accompanying the progress of fatigue damage is a high frequency (for example, 200 kHz to 300 kHz).
すなわち、フープ層からのAEを除去するために周波数フィルタで低周波数(例えば、100kHz以下)のAEを除去して得られた高周波数の周波数帯域のAEが、疲労損傷の進展に伴う圧力タンクのAEであることが明らかになった。なお、圧力タンクには常用圧力以上の加圧で自緊処理が行われる為、常用圧力で使用していれば、カイザー効果が特に顕著なCFRP製のフープ層は破壊されない。このカイザー効果とは、材料に負荷を加えるとAEが発生するが一度除荷し再び負荷を加えると以前の最大負荷を越えるまでAEが発生しない、というAE特有の不可逆現象である。そのため、圧力タンクの疲労損傷を評価する際には、CFRP製のフープ層の破壊を考慮しないこともできる。 That is, the AE in the high frequency band obtained by removing the low frequency (for example, 100 kHz or less) AE with a frequency filter in order to remove the AE from the hoop layer is the pressure tank accompanying the progress of fatigue damage. It became clear that it was AE. Since the pressure tank is subjected to self-tightening treatment at a pressure higher than the normal pressure, the CFRP hoop layer having a particularly remarkable Kaiser effect is not destroyed if the pressure tank is used at the normal pressure. The Kaiser effect is an irreversible phenomenon peculiar to AE in which AE is generated when a load is applied to the material, but AE is not generated until the previous maximum load is exceeded when the load is unloaded once and the load is applied again. Therefore, when evaluating the fatigue damage of the pressure tank, it is possible not to consider the destruction of the CFRP hoop layer.
しかしながら、圧力タンクの輸送中に生じたフープ層の表面損傷が起点になってフープ層の破壊が起こり、当該破壊に伴ってAEが発生することも考えられる。そのため、フープ層の破壊に伴うAE波を金属製のライナーの疲労損傷に伴うAE波と区別することが望ましい。具体的に、発明者らは、フープ層の破壊に伴うAE波は、200kHz未満の周波数成分からなり、特に70kHzの成分を多く含んでいることを実験結果から確認している。 However, it is also conceivable that the hoop layer is damaged due to the surface damage of the hoop layer that occurs during the transportation of the pressure tank, and the hoop layer is destroyed, and AE is generated along with the destruction. Therefore, it is desirable to distinguish the AE wave accompanying the destruction of the hoop layer from the AE wave accompanying the fatigue damage of the metal liner. Specifically, the inventors have confirmed from experimental results that the AE wave accompanying the destruction of the hoop layer is composed of a frequency component of less than 200 kHz, and particularly includes a large amount of a component of 70 kHz.
しかし、発明者らが、タイプ3容器30を用いた加速疲労試験を行った結果、疲労損傷の進展と高周波数のAE振幅値との間に有意な相関が観察されない場合があった。これを、図3に示す200kHz〜300kHzの周波数帯域のAE振幅値のグラフを参照して説明する。なお、図3においては縦軸が各サイクルにおける最大AE振幅値の絶対値を示し、横軸が疲労試験のサイクル数を示す。この疲労試験においては、圧力タンクとして複合容器のAE発生挙動を調査した。この複合容器の仕様は、設計圧力:45MPa、最小破裂圧力:135MPa(破裂安全率3以上)、内容量:30L、アルミライナー素材:A6061−T6、フープ層素材:PAN系であった。また、この複合容器の製造時には、自緊処理により253MPaの残留圧縮応力が負荷されていた。
However, as a result of the accelerated fatigue test using the type 3
疲労試験の試験条件は、圧力媒体:イオン交換水、圧力範囲:1〜75MPa、繰り返し周波数:0.05Hz、周方向応力範囲:−253〜5MPa、漏洩までの繰り返し数(サイクル数):24,925回であった。また、AEセンサーとしてVS150−RICセンサ(Vallen製)を、複合容器の両端のバルブの平面部に取り付けた。さらに、AEセンサーとしてAE−144Aセンサ(富士セラミック製)を、複合容器の両端のバルブの平面部に取り付けた。また、AE計測装置はAMSY−5(Vallen製)を使用した。 The test conditions of the fatigue test were: pressure medium: ion-exchanged water, pressure range: 1 to 75 MPa, repetition frequency: 0.05 Hz, circumferential stress range: −253 to 5 MPa, number of repetitions until leakage (number of cycles): 24, It was 925 times. Further, a VS150-RIC sensor (manufactured by Vallen) as an AE sensor was attached to the flat portions of the valves at both ends of the composite container. Furthermore, an AE-144A sensor (manufactured by Fuji Ceramics) was attached as an AE sensor to the flat portions of the valves at both ends of the composite container. Moreover, AMSY-5 (made by Vallen) was used for the AE measuring apparatus.
45MPaの設計圧力である複合容器に対し75MPaの内圧を負荷した所、約2万5千回のサイクルで漏洩が確認され、き裂はライナーの胴部からせん断型で貫通していた。このとき、200kHz〜300kHzのAE振幅値の経時変化を観察しても、図3のグラフに示すように、サイクル数と共に上昇して疲労破壊直前で最大となるようなパターンにはならなかった。 When an internal pressure of 75 MPa was applied to the composite container having a design pressure of 45 MPa, leakage was confirmed in about 25,000 cycles, and the crack penetrated from the body of the liner in a shearing manner. At this time, even if the time-dependent change in the AE amplitude value of 200 kHz to 300 kHz was observed, as shown in the graph of FIG.
複合容器には自緊処理が施され、金属製のライナーに塑性変形を引き起こしてライナーの平均応力を圧縮側にシフトする(製造時に大きな残留圧縮応力をライナーに負荷する)ことによって疲労寿命が延命されている。そこで、発明者らは、疲労損傷の進展と高周波数のAE振幅値との間に有意な相関が観察されなかった原因が、自緊処理による以下の3つの影響であると考えた。 The composite container is self-adhesive and causes plastic deformation in the metal liner, shifting the average stress of the liner to the compression side (loading the liner with a large residual compressive stress during manufacturing) and extending the fatigue life. Has been. Therefore, the inventors considered that the following three influences due to the self-tightening treatment were due to the fact that no significant correlation was observed between the progress of fatigue damage and the high-frequency AE amplitude value.
第1に、自緊処理によって金属製のライナーにすべり線が発生するが、すべり線に沿う疲労損傷のAEは振幅値が小さく発生数も少ない。第2に、疲労損傷の進展早期に、自緊処理による応力集中部、又は金属製のライナーを加工する際の微小傷からAEが発生する。第3に、自緊処理によってき裂がせん断方法に進展する現象が観察されていることから、せん断方向へき裂が進展する場合は、AEの放射方向の影響とき裂先端へ負荷する応力が半減してAE振幅値が小さくなる。 First, slip lines are generated in a metal liner by self-tightening treatment, but the AE of fatigue damage along the slip lines has a small amplitude value and a small number of occurrences. Secondly, AE occurs from a stress-concentrated portion due to self-adhesive processing or a micro-scratch when processing a metal liner at an early stage of fatigue damage. Third, since the phenomenon that the crack progresses to the shearing method by self-tightening treatment is observed, when the crack propagates in the shear direction, the stress applied to the crack tip is reduced by half due to the influence of the radial direction of AE. As a result, the AE amplitude value decreases.
この3つの影響により、試験片とは異なって複合容器の疲労試験時には、200kHz〜300kHzの低振幅値の疲労損傷の進展に伴うAEに加えて、局部応力の集中部又は初期き裂が原因の高振幅値の多数のAEが計測されると考えられる。そのため、疲労損傷のAEはその他のAEに紛れてしまい、AE振幅値の経時変化だけでは疲労損傷の進展状況の観察が難しいと考えられる。 Due to these three effects, in contrast to specimens, during fatigue testing of composite containers, in addition to AE associated with the progress of fatigue damage with a low amplitude value of 200 kHz to 300 kHz, it is caused by localized stress concentration or initial cracks. It is thought that many AEs with high amplitude values are measured. For this reason, the AE of fatigue damage is mixed with other AEs, and it is considered difficult to observe the progress of fatigue damage only by a change with time of the AE amplitude value.
しかしながら、振幅値は小さくても、疲労損傷の進展に伴うAEの周波数は200kHz〜300kHzであることは明らかである。そこで、発明者らは、当該周波数を強調することによって疲労損傷の進展状況を観察することを考えた。すなわち、発明者らは、特定周波数帯域におけるAE振幅値を強調するために、圧力タンクのAEのうち疲労損傷に起因する周波数帯域におけるAE振幅値を、検出された全ての周波数帯域におけるAE振幅値で割ることによって「振幅比」を算出した。そして、発明者らは、上記加速疲労試験中の振幅比を検証した結果、疲労損傷が進むに伴って、振幅比が右肩上がりに増加することを確認した。 However, even if the amplitude value is small, it is clear that the frequency of AE accompanying the progress of fatigue damage is 200 kHz to 300 kHz. Therefore, the inventors considered observing the progress of fatigue damage by emphasizing the frequency. That is, in order to emphasize the AE amplitude value in the specific frequency band, the inventors set the AE amplitude value in the frequency band caused by fatigue damage among the AEs of the pressure tank to the AE amplitude value in all detected frequency bands. The “amplitude ratio” was calculated by dividing by. As a result of verifying the amplitude ratio during the accelerated fatigue test, the inventors have confirmed that the amplitude ratio increases upward as fatigue damage progresses.
具体的に、図4は検出された全周波数帯域におけるAE振幅値を示すグラフである。図3と同様に、図4においても縦軸がAE振幅値を示し、横軸が疲労試験のサイクル数を示す。また、各サイクルにおいて、200kHz〜300kHzの周波数帯域におけるAE振幅値の代表値を、全周波数帯域におけるAE振幅値の代表値で割って算出した振幅比(絶対値)を図5のグラフに示す。なお、図5の振幅比の算出には、代表値として各サイクルにおける最大AE振幅値の絶対値を用いた。 Specifically, FIG. 4 is a graph showing AE amplitude values in all detected frequency bands. As in FIG. 3, in FIG. 4, the vertical axis indicates the AE amplitude value, and the horizontal axis indicates the number of cycles of the fatigue test. Further, in each cycle, the amplitude ratio (absolute value) calculated by dividing the representative value of the AE amplitude value in the frequency band of 200 kHz to 300 kHz by the representative value of the AE amplitude value in all frequency bands is shown in the graph of FIG. In the calculation of the amplitude ratio in FIG. 5, the absolute value of the maximum AE amplitude value in each cycle was used as a representative value.
図5に示すように、振幅比が約0.2程度から疲労損傷の進展に伴って右肩上がりに上昇していることがわかる。このことから、水素ステーションの圧力タンクの供用中に定期的にAEを計測し、振幅比の変化を記録して管理する保全検査によって、安全性を担保しつつ合理的な圧力タンクを運用できることがわかった。 As shown in FIG. 5, it can be seen that the amplitude ratio rises from about 0.2 to the right shoulder with the progress of fatigue damage. From this, it is possible to operate a reasonable pressure tank while ensuring safety through maintenance inspections in which the AE is periodically measured during operation of the pressure tank of the hydrogen station, and changes in the amplitude ratio are recorded and managed. all right.
[応力振幅と振幅比]
次に、発明者らは、実際の水素ステーションにおける応力振幅と振幅比の関係を、平板試験片を用いた実験で検討した。この平板試験片の条件は、試験片の形状:長方形、試験片の長さ:250±0.15mm、試験片の幅:30±0.15mm、試験片の厚み:12±0.15mmであった。また、平板試験の試験条件は、負荷変動:0.8MPa〜336MP、繰り返し数(サイクル数):約5万サイクル(破断しない試験片を含む)であり、いずれの試験条件も最大負荷はアルミ合金の耐力以上の塑性応力下とした。
[Stress amplitude and amplitude ratio]
Next, the inventors examined the relationship between the stress amplitude and the amplitude ratio in an actual hydrogen station through an experiment using a flat specimen. The conditions of the flat plate test piece were: test piece shape: rectangular, test piece length: 250 ± 0.15 mm, test piece width: 30 ± 0.15 mm, test piece thickness: 12 ± 0.15 mm. It was. Moreover, the test conditions of the flat plate test are load fluctuation: 0.8 MPa to 336 MP, repetition rate (number of cycles): about 50,000 cycles (including test pieces that do not break), and the maximum load is aluminum alloy in any test conditions It was under a plastic stress exceeding the proof stress.
また、平板試験では、平板試験片の上面四点を加圧する上部治具と、平板試験片の下面四点を支持する下部治具とを備える片振り四点曲げ疲労試験装置を用いた。平板試験片の長さ方向において、下部治具の支持点同士の間隔(70mm)は、上部治具の加圧点同士の間隔(210mm)よりも狭くした。これにより、負荷上昇時には、下部治具の支持点同士の間に位置する平板試験片の略中央部が下から押し上げられるように、上側が凸になって平板試験片が曲がり、平板試験片の上面側に引張力が働く。これにより、平板試験片の略中央部に疲労き裂が発生するようにした。 In the flat plate test, a single swing four-point bending fatigue test apparatus including an upper jig that pressurizes four points on the upper surface of the flat plate test piece and a lower jig that supports the lower four points on the flat plate test piece was used. In the length direction of the flat plate test piece, the distance between the support points of the lower jig (70 mm) was made narrower than the distance between the pressure points of the upper jig (210 mm). As a result, when the load increases, the flat test piece is bent upward so that the substantially central portion of the flat test piece located between the support points of the lower jig is pushed up from below, and the flat test piece is bent. A tensile force acts on the upper surface side. As a result, a fatigue crack was generated at the substantially central portion of the flat plate test piece.
平板試験片の上面には、疲労き裂を検知するために2個のAEセンサーを設置した。2個のAEセンサーは、平板試験片の長さ方向に沿った二等分線上において、それぞれ平板試験片の幅方向に沿った二等分線から50mm離間した位置に設置された。さらに、圧子と平板試験片の接触摩擦に伴うノイズ等の外乱要因を検知するために、参照用のAEセンサーを上部治具及び下部治具にそれぞれ1個ずつ設置した。そして、AEセンサー毎のAE波の到達時間差を用いて、疲労き裂の発生エリアのみのAE波を選択的に抽出し、四点曲げの四つの圧子の接触面でのノイズ信号と区別した。なお、AEセンサーはAE−144A(富士セラミック製)を使用し、AE計測装置はAMSY−5(Vallen製)を使用した。 Two AE sensors were installed on the upper surface of the flat test piece in order to detect fatigue cracks. The two AE sensors were installed on the bisectors along the length direction of the flat plate test piece at positions separated by 50 mm from the bisectors along the width direction of the flat plate test piece. Further, in order to detect disturbance factors such as noise caused by contact friction between the indenter and the flat plate test piece, one AE sensor for reference is installed in each of the upper jig and the lower jig. Then, by using the arrival time difference of the AE wave for each AE sensor, the AE wave only in the fatigue crack generation area was selectively extracted and distinguished from the noise signal on the contact surface of the four indenters of the four-point bending. The AE sensor used was AE-144A (manufactured by Fuji Ceramics), and the AE measuring device used was AMSY-5 (manufactured by Vallen).
複数回行った疲労試験の結果を図6に応力振幅と振幅比で整理した。図6においては、応力振幅の疲労寿命(未破断の場合は試験期間)の初期0〜10%の平均振幅比を丸マークで示し、疲労寿命の後期80%〜100%の平均振幅比を四角マークで示している。さらに、図6中に点線で囲った条件の応力振幅の試験では、2000万サイクルに至っても未破断であったので試験を中止した。図6に示すように、応力振幅が小さいときは、平均振幅比は0.3未満を維持して破断に至らない。しかし、応力振幅が大きいときは、試験開始直後から平均振幅比が大きく(例えば0.3以上)、疲労寿命の後期に平均振幅比が0.5〜0.6に至ると試験片が破断する。 The results of the fatigue test conducted several times are arranged in FIG. 6 by the stress amplitude and the amplitude ratio. In FIG. 6, the average amplitude ratio of the initial 0 to 10% of the fatigue life of the stress amplitude (the test period in the case of unbreakage) is indicated by a circle mark, and the average amplitude ratio of the latter 80% to 100% of the fatigue life is represented by a square. Shown with a mark. Furthermore, in the test of stress amplitude under the conditions surrounded by the dotted line in FIG. 6, the test was stopped because it was not broken even after reaching 20 million cycles. As shown in FIG. 6, when the stress amplitude is small, the average amplitude ratio is kept below 0.3 and does not break. However, when the stress amplitude is large, the average amplitude ratio is large immediately after the start of the test (for example, 0.3 or more), and the specimen breaks when the average amplitude ratio reaches 0.5 to 0.6 later in the fatigue life. .
この結果、加速疲労試験のように応力振幅が大きいときには、振幅比が疲労損傷の進展に伴って右肩上がりに増加し、振幅比は疲労寿命の初期から大きい事がわかった。さらに、応力振幅が大きい場合は、水素ステーションでの使用環境のような応力振幅が小さい場合と比較して振幅比が大きい事が分かった。一方、応力振幅が小さいときには、振幅比が小さく、2000万回以上繰り返し負荷を印加しても、疲労損傷によるき裂は試験片を貫通しなかった。 As a result, it was found that when the stress amplitude was large as in the accelerated fatigue test, the amplitude ratio increased to the right as the fatigue damage progressed, and the amplitude ratio was large from the beginning of the fatigue life. Furthermore, it was found that when the stress amplitude is large, the amplitude ratio is large as compared with the case where the stress amplitude is small as in the usage environment at the hydrogen station. On the other hand, when the stress amplitude was small, the amplitude ratio was small, and even when the load was repeatedly applied 20 million times or more, the crack due to fatigue damage did not penetrate the test piece.
加速疲労試験では、試験時間を短縮するために圧力タンクの設計圧力の0〜150%の内圧を繰返し圧力タンクに負荷して、非常に厳しい(応力振幅が大きい)環境で試験する。一方、実際の水素ステーションでの圧力タンクの使用圧力は、最も厳しい条件でも設計圧力の60%〜100%であり、負荷される応力振幅は加速疲労試験に比較して小さい。 In the accelerated fatigue test, in order to shorten the test time, an internal pressure of 0 to 150% of the design pressure of the pressure tank is repeatedly applied to the pressure tank, and the test is performed in a very severe environment (large stress amplitude). On the other hand, the working pressure of the pressure tank at the actual hydrogen station is 60% to 100% of the design pressure even under the strictest conditions, and the stress amplitude to be applied is small compared to the accelerated fatigue test.
図6に示すように、応力振幅が小さい場合は、振幅比が小さく、2000万回以上繰り返し負荷を印加しても疲労損傷によるき裂が試験片を貫通しない。すなわち、圧力タンクの保全検査として振幅比を用いた場合、水素ステーションで通常使用している(応力振幅が小さい)正常な圧力タンクの振幅比は小さい(例えば0.3未満)といえる。そのため、振幅比が管理値(例えば0.3)よりも小さいことを定期的に確認すれば、健全性を担保しつつ圧力タンクを継続的に使用できる。 As shown in FIG. 6, when the stress amplitude is small, the amplitude ratio is small, and a crack due to fatigue damage does not penetrate the test piece even when a load is repeatedly applied 20 million times or more. That is, when the amplitude ratio is used for the maintenance inspection of the pressure tank, it can be said that the amplitude ratio of a normal pressure tank normally used at the hydrogen station (small stress amplitude) is small (for example, less than 0.3). Therefore, if it is regularly confirmed that the amplitude ratio is smaller than the control value (for example, 0.3), the pressure tank can be continuously used while ensuring soundness.
[検査システム]
続いて、図7及び図8を参照して、水素ステーションにおける圧力タンクのAE波を用いた供用中の保安検査について説明する。なお、図7は水素ステーション内の圧力タンクの検査システム100を示す概略ブロック図であり、図8は検査手順を説明するフローチャートである。
[Inspection system]
Subsequently, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, a security check during operation using the AE wave of the pressure tank in the hydrogen station will be described. FIG. 7 is a schematic block diagram showing a pressure
図7に示すように、複数の圧力タンク(第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130)は、水素ステーション内に設置されたカードル140に固縛設置されている。そして、第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130には、高圧圧縮機141によって昇圧された水素が一時的に貯えられている。圧力タンクが固定されたカードル140は、水素ステーションの事務所裏、あるいは水素ステーションの屋根上などに設置される。なお、カードル140には、3本よりも多い(例えば16本)圧力タンクが設置されていてもよい。
As shown in FIG. 7, a plurality of pressure tanks (
第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130に蓄えられた水素は、ディスペンサー142によってFCV143に供給される。この水素の出し入れに伴って、各圧力タンクのライナーに繰返し応力が負荷される。各圧力タンクへの負荷サイクル数は、圧力計等を用いて不図示の記録装置に記録される。また、各圧力タンクの寸法、設計圧力サイクル数、及び使用可能サイクル数等の仕様も不図示の記録装置に記録されている。
The hydrogen stored in the
第1実施形態に係る検査システム100は、第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130から発生するAE波を検知するセンサーとして、防爆型AEセンサー150(FBG型、ドップラー型またはマイケルソン型などの光ファイバー型のAEセンサー)を備えている。このAEセンサー150は、特に圧力タンクに流体が充填された加圧下において発生するAE波を検知し、第1圧力タンク110、第2圧力タンク120及び第3圧力タンク130の両端においてそれぞれのバルブ51の平面部53に接着されている。さらに、検査システム100は、AE分析装置として機能するパーソナルコンピュータ(PC)160と、AE分析装置160に接続されたAE計測装置170とを備えており、AE分析装置160とAE計測装置170とはAE計測車180内に設置されている。
The
AE分析装置160は、CPU(不図示)と、制御プログラム等を記憶した記憶部161とを有している。そして、CPUは、記憶部161に記憶されたプログラム等に基づいて、AE分析装置160の全体を制御すると共に、各種処理についても統括的に制御する。また、記憶部161は、CPUが動作するためのシステムワークメモリであるRAM、プログラム若しくはシステムソフトウェア等を格納するROM、及び/又はハードディスクドライブ等を有する。なお、AE分析装置160及びAE計測装置170は、圧電素子型AEセンサー用のA/D変換手段、光ファイバー型AEセンサー用の光信号処理手段及びA/D変換手段等の他の手段をさらに備えることができる。
The
第1実施形態では、CPUが、ROMやハードディスクドライブに記憶された制御プログラムに従って、種々の演算、制御、及び判別などの処理動作を実行できる。また、AE分析装置160には、所定の指令あるいはデータなどを入力するキーボード又は各種スイッチ等を含む操作部、装置の入力状態、設定状態、計測結果、及び各種情報等を表示する表示部等の外部機器が、有線接続又は無線接続されている。なお、CPUは、CD(Compact Disc)、又はインターネット上のサーバ等の外部記憶媒体に記憶されたプログラムに従って制御することもできる。
In the first embodiment, the CPU can execute various processing operations such as calculation, control, and determination according to a control program stored in a ROM or a hard disk drive. The
記憶部161には検査プログラムが実装されている。そして、検査プログラムに対応してCPUが各種処理を実行することにより、コンピューターのパラメータ取得部162、判断部163、及び出力部164等の各部が各種機能として論理的に実現される。すなわち、検査プログラムは、コンピューターとしてのAE分析装置160を、パラメータ取得部162、判断部163、及び出力部164として機能させて、後述する圧力タンクの検査方法を実行する。なお、検査プログラムは、コンピューター読み取り可能な内部又は外部の記録媒体に記録されている。
An inspection program is installed in the storage unit 161. Then, the CPU executes various processes corresponding to the inspection program, so that each unit such as the
AE分析装置160は、検知されたAE波に基づいてAEパラメータを取得するパラメータ取得部162を備えている。このパラメータ取得部162は、AEセンサー150が検知したAE波を、AE計測装置170を介して信号処理されたAE信号として取得する。そして、パラメータ取得部162は、AE信号を信号処理して、AE波の第1周波数帯域(基準周波数帯域)の振幅値における代表値として、例えば最大AE振幅値の絶対値を取得する。同様に、パラメータ取得部162は、AE信号を信号処理して、AE波の第2周波数帯域(対象周波数帯域)における振幅値の代表値として、例えば最大AE振幅値の絶対値を取得する。
The
パラメータ取得部162は、第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合を算出する。これにより、パラメータ取得部162は、AEパラメータとして振幅比の値を取得する。また、パラメータ取得部162は、AEの計測結果として振幅比の値を記憶部161に送り、記憶部161は受け取った計測結果を記憶する。なお、第2周波数帯域とは、疲労損傷の進展に起因して発生したAE周波数であり、例えば200kHz〜300kHzの周波数帯域である。また、第1周波数帯域とは、第2周波数帯域とは異なる周波数帯域であり、例えば第2周波数帯域を含む全周波数帯域である。ただし、第1周波数帯域及び第2周波数帯域は検査対象によって異なるため、上記例示の範囲に限定されない。なお、第2周波数帯域は、好ましくは第1周波数帯域よりも狭い周波数帯域である。
The
AE分析装置160は、各圧力タンクが正常であるか異常であるかを判断する判断部163を備えている。この判断部163は、パラメータ取得部162が取得した振幅比の値を所定の管理値と比較し、振幅比の値が管理値未満の場合には各圧力タンクが正常であると判断する。また、判断部163は、振幅比の値が管理値以上の場合には各圧力タンクが異常であると判断する。そして、判断部163は、各圧力タンクが正常であること又は異常であることを示す情報を検査結果として記憶部161に送り、記憶部161は受け取った検査結果を記憶する。
The
また、AE分析装置160は、パラメータ取得部162が取得した振幅比の値を出力する出力部164を備えている。この出力部164は、記憶部161に記憶された計測結果及び検査結果を出力する。すなわち、出力部164は、パラメータ取得部162が取得して記憶部161に記憶された振幅比の値を、AE分析装置160に接続される外部機器(不図示)に出力する。なお、AE分析装置160には、外部機器として、外部記憶装置、外部サーバ、ディスプレイ、印刷装置、又は通信機器等が有線接続又は無線接続される。また、出力部164は、外部機器のデータフォーマットに適応する形態で各種情報を出力する。
In addition, the
[検査方法]
図8のフローチャートに示すように、保安検査を行う際に検査員は、まず水素ステーションの運用中にAE計測車180を駐車して、水素ステーションの非防爆エリアにAE分析装置160とAE計測装置170を設置する(S101)。なお、非防爆エリアは、例えば、水素ステーションの管理事務所の内部エリア、又は水素ステーションに駐車したAE計測車180の内部エリアである。
[Inspection method]
As shown in the flowchart of FIG. 8, when performing the security inspection, the inspector first parks the
そして、検査員は、AE波を検知するセンサーとして、防爆型AEセンサー150を各圧力タンクのバルブ51に取り付ける(S102)。このとき、AEセンサー150は、各圧力タンクの片端のバルブ51の平面部53、あるいは各圧力タンクの両端のバルブ51の平面部53に瞬間接着剤で取り付けられる。その後、検査員は、取り付けたAEセンサー150とAE計測装置170を信号ケーブルで接続する(S103)。接続が終了すると、AE計測装置170の初期設定と、環境ノイズ等の条件設定とを行って(S104)、AE計測の準備が完了する。
Then, the inspector attaches the explosion-
AEは、圧力タンクの内圧が一定の昇圧速度で昇圧中に計測することが望ましい。そこで、流体が充填されている加圧下において、各圧力タンクに取り付けたAEセンサー150によって、各圧力タンクから発生するAE波を検知する(S105)。すなわち、水素ステーションでFCV143へ水素を供給し、各圧力タンクの使用最低圧力の状態から高圧圧縮機141によって各圧力タンクに水素を充填しているときのAEを計測する。このとき、水素充填による昇圧速度は一定とし、所定の計測期間(例えば10サイクル程度の圧力変動中)のAE波を計測する。そして、複数の圧力タンクに対して、同様の計測をそれぞれ実施する。なお、1回の保安検査で昇圧時のAE計測を2〜3回実施することが好ましい。ただし、FCV143への供給タイミングに依存するため、1回の保安検査におけるAE計測は1回であってもよい。また、昇圧タイミングが合えば、一度に複数の圧力タンクのAEを計測することもできる。
The AE is desirably measured while the internal pressure of the pressure tank is increased at a constant pressure increase rate. In view of this, AE waves generated from each pressure tank are detected by the
複数回の計測を行って計測されたAE振幅値等は、AE計測装置170を介してAE分析装置160内の記憶部161に記録される。また、AE計測装置170は検知されたAE波を信号処理してAE信号を生成し、AE分析装置160のパラメータ取得部162はAE計測装置170を介して取得したAE信号に基づいてAEパラメータを取得する(S106)。具体的にパラメータ取得部162は、AE波の第1周波数帯域における振幅値の代表値に対する、AE波の第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値をAEパラメータとして取得する。そして、取得したAEパラメータは、AE分析装置160内の記憶部161に記録される。
The AE amplitude value and the like measured by performing measurement a plurality of times are recorded in the storage unit 161 in the
その後、AE分析装置160内の判断部163は、AEパラメータに基づいて圧力タンクの疲労損傷を判断する(S107)。具体的に判断部163は、記憶部161に記憶された振幅比の値を、予め設定された管理値と比較する。そして、振幅比の値が管理値未満の場合、判断部163は、圧力タンクが正常であると判断し、正常であるとの検査結果を記憶部161に記憶させる。一方、振幅比の値が管理値以上の場合、判断部163は、圧力タンクが異常であると判断し、異常であるとの検査結果を記憶部161に記憶させる。なお、管理値は、水素の漏洩が生じたときの振幅比の値に達しない範囲で設定されており、実験によって求めることができる。
Thereafter, the
また、判断部163は、取得した振幅比の値から予め計測された振幅比の初期値を減じて増加量を算出し、当該増加量に基づいて圧力タンクの損傷を判断することもできる。この場合、判断部163は、増加量が管理値未満の場合に正常であると判断し、増加量が管理値以上の場合に異常であると判断する。増加量が管理値を超えているか否かを検査することにより、異なる自緊処理が施された複数の圧力タンクについて、自緊処理の相違に起因して振幅比の初期値が大きく異なっていても、振幅比の増加量を基準に圧力タンクを管理できる。
The
また、判断部163は、取得した振幅比の値と振幅比の初期値との比較結果に基づいて、振幅比の値の変動を予測することもできる。この場合、パラメータ取得部162は、初期状態における各圧力タンクから発生するAE波を検知して振幅比の初期値を予め取得しておく。そして、判断部163は、過去の初期値から将来の振幅比の値を予測し、振幅比の予測値が予め設定された管理値(しきい値)を超えているか否かを判断する。これにより、振幅比の予測値が管理値よりも小さいことを定期的に確認すれば、健全性を担保しつつ圧力タンクを継続的に運用できる。なお、次回の計測サイクル数(例えば5000サイクル)に達する時の振幅比の予測値は、例えば、過去に取得された複数の振幅比の値から求めた近似直線に基づいて算出できる。ここで計測サイクル数はFCV143への充填回数と等しい。
The
さらに、AE分析装置160は、複数回計測して得られたAE周波数スペクトラムを重ね合わせて記憶部161に記憶させてもよい。重ね合わせたAE周波数スペクトラムを比較することによって、例えば200kHz〜300kHz帯域のAE振幅値の増減を記憶部161に記録できる。なお、圧力タンクの仕様によっては、200kHz〜300kHz帯域以外にも顕著な増減を示す周波数シフトが発生する可能性もある。そのため、顕著な増減を示す周波数帯域のAE振幅値も併せて記憶部161に記憶させる。
Further, the
その後、検査員は、計測結果及び検査結果をAE分析装置160の出力部164によって出力し(S108)、水素ステーションの管理者に報告する。報告が終了すると、検査員は、水素ステーションから検査システム100を撤収して保安検査が終了する。この保安検査は1年に1回〜数回定期的に実施でき、振幅比とAE周波数帯域が記録される。また、新品の圧力タンクを水素ステーションに設置する際(初期時点)、及び設置から所定期間(例えば1年)経過したときには、振幅比の値を計測して記録しておくと共に、管理値以下であることを確認することが望ましい。さらに、保安検査は、圧力タンクの使用可能回数を超えたときに実施してもよい。
Thereafter, the inspector outputs the measurement result and the inspection result by the
水素ステーションの普及と運用には、圧力タンクの耐圧性能と強度を確認するために供用中の保安検査が不可欠であるが、実用的で有効な保安検査は存在していなかった。この点、第1実施形態によれば、圧力タンクの供用中に圧力タンクの疲労損傷を検査することができる。また、圧力タンクの金属製のライナーの疲労損傷の進展状況を、振幅比によって強調して検査できる。そのため、本発明によれば、圧力タンク、特に金属製のライナーを備えるタイプ1容器、タイプ2容器、及びタイプ3容器の疲労損傷の進展状況を検査できる。 For the spread and operation of hydrogen stations, in-service security inspections are indispensable to confirm the pressure performance and strength of pressure tanks, but no practical and effective security inspections existed. In this regard, according to the first embodiment, fatigue damage of the pressure tank can be inspected during use of the pressure tank. In addition, the progress of fatigue damage of the metal liner of the pressure tank can be inspected with an amplitude ratio emphasized. Therefore, according to the present invention, it is possible to inspect the progress of fatigue damage of a pressure tank, particularly a type 1 container, a type 2 container, and a type 3 container having a metal liner.
圧力タンクの使用可能回数は、設計圧力サイクル数を疲労設計安全率Knで除した回数と規定されている。例えば、10万回の設計圧力サイクル数の圧力タンクの場合、疲労設計安全率Kn=4.0の時は約2万5千回が使用可能回数である。そのため、現行の圧力タンクの使用可能回数は、圧力タンクの設計圧力サイクル数の50%にも達しない。この点、第1実施形態によれば、使用可能回数を超えても疲労損傷の進展の兆候(振幅比の増加)が観察されなければ使用を延長できる。これにより、使用可能回数までは安全を確認しながら圧力タンクを運用でき、使用可能回数を超えても安全を確認しながら圧力タンクの使用を継続できる。そのため、安全安心な水素ステーションの普及に寄与することができる。 The number of times the pressure tank can be used is defined as the number of times the design pressure cycle number is divided by the fatigue design safety factor Kn. For example, in the case of a pressure tank having a design pressure cycle number of 100,000 times, when the fatigue design safety factor Kn = 4.0, about 25,000 times can be used. Therefore, the number of times the current pressure tank can be used does not reach 50% of the number of pressure tank design pressure cycles. In this regard, according to the first embodiment, the use can be extended if the signs of fatigue damage progress (increase in the amplitude ratio) are not observed even after the usable number of times is exceeded. Thus, the pressure tank can be operated while confirming safety up to the number of usable times, and the use of the pressure tank can be continued while confirming safety even when the number of usable times is exceeded. Therefore, it can contribute to the spread of safe and secure hydrogen stations.
さらに、使用可能回数を超えた複合容器は廃棄処分となるが、炭素繊維を大量に使用した複合容器の廃棄処分は容易ではない。そのため、水素ステーションが普及するに伴って廃棄処分の回数が今後の社会問題となる可能性もある。この点、第1実施形態によって複合容器の使用回数が増えれば、廃棄処分の回数低減にも貢献できる。 Furthermore, composite containers that exceed the number of times that they can be used are disposed of, but disposal of composite containers that use a large amount of carbon fiber is not easy. For this reason, as the hydrogen stations become widespread, the number of disposals may become a future social problem. In this regard, if the number of times of use of the composite container is increased according to the first embodiment, it can also contribute to a reduction in the number of times of disposal.
なお、第1実施形態においては、光ファイバー型のAEセンサーについて説明したが、圧電素子型のAEセンサーを用いることもできる。ただし、光ファイバー型のAEセンサーであれば、防爆エリア内に設置された圧力タンクのAE波を計測することができる。また、振幅比を算出する基準となるAE振幅値の代表値は、最大AE振幅値には限定されない。例えば、複数の周波数帯域の最大AE振幅値の平均値、又は周波数帯域のAE振幅値の中央値であってよい。 Although the optical fiber type AE sensor has been described in the first embodiment, a piezoelectric element type AE sensor can also be used. However, if it is an optical fiber type AE sensor, the AE wave of the pressure tank installed in the explosion-proof area can be measured. Further, the representative value of the AE amplitude value serving as a reference for calculating the amplitude ratio is not limited to the maximum AE amplitude value. For example, it may be an average value of maximum AE amplitude values in a plurality of frequency bands, or a median value of AE amplitude values in frequency bands.
[第2実施形態]
一般的に普及されると予想されている差圧充填式水素ステーションでは、高圧バンク(高圧力タンク:例えば82〜80MPa)と、中圧バンク(中圧力タンク:例えば82〜70MPa)と、低圧バンク(低圧力タンク:例えば82〜50MPa)との組み合わせによる3バンク切替方式が効率的である。この3バンク切替方式では、各圧力バンク同士の間で圧力変動の小さい充填を繰返し行うことが想定される。そのため、各圧力バンクの圧力変動が異なる結果、応力振幅が異なることにより、各圧力バンク毎に振幅比の値も異なる。
[Second Embodiment]
In the differential pressure filling type hydrogen station that is generally expected to be widely used, a high pressure bank (high pressure tank: for example, 82 to 80 MPa), a medium pressure bank (medium pressure tank: for example, 82 to 70 MPa), and a low pressure bank A three-bank switching system by combination with (low pressure tank: for example, 82 to 50 MPa) is efficient. In this three-bank switching method, it is assumed that filling with small pressure fluctuation is repeatedly performed between the pressure banks. Therefore, as a result of the pressure fluctuation of each pressure bank being different, the stress amplitude is different, so that the value of the amplitude ratio is different for each pressure bank.
そこで、第2実施形態においては、各圧力バンク毎に異なる管理値を設定して、計測した振幅比の値と比較する。具体的に図8に示す検査システム200を参照して第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態の説明においては、第1実施形態との相違点について説明し、第1実施形態で説明した構成要素については説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。
Therefore, in the second embodiment, a different management value is set for each pressure bank and compared with the measured amplitude ratio value. Specifically, the second embodiment will be described with reference to the
第2実施形態においては、第2圧力タンク(中圧力タンク)220よりも内圧の変動範囲が広い第1圧力タンク(低圧力タンク)210から発生するアコースティックエミッション波をさらに検知すると共に、第2圧力タンク220よりも内圧の変動範囲が狭い第3圧力タンク(高圧力タンク)230から発生するアコースティックエミッション波をさらに検知する。そして、第2圧力タンク220と、第1圧力タンク210と第3圧力タンク230とのそれぞれについて予め異なる管理値を設定する。
In the second embodiment, an acoustic emission wave generated from the first pressure tank (low pressure tank) 210 having a wider range of internal pressure than the second pressure tank (medium pressure tank) 220 is further detected, and the second pressure The acoustic emission wave generated from the third pressure tank (high pressure tank) 230 whose internal pressure fluctuation range is narrower than that of the
また、第1圧力タンク210、第2圧力タンク220及び第3圧力タンク230には、それぞれ第1バルブ291、第2バルブ292及び第3バルブ293が付設されている。そして、第1バルブ291、第2バルブ292及び第3バルブ293が開閉することによって、FCV143に対して差圧充填を行う圧力タンクが適宜切り替えられる。なお、3本よりも多い圧力タンク、例えば1バンクにつき3本の圧力タンクからなる合計9本の圧力タンクがカードル140に設置されていてもよい。
The
FCV143に充填する場合、まず、第2バルブ292及び第3バルブ293が閉じて、第1バルブ291のみが開くことにより第1圧力タンク210からディスペンサー142を介してFCV143に対して差圧充填を行う。その後、第1圧力タンク210の内圧が所定の変動範囲(例えば82MPaから50MPaの変動範囲)内に維持されるように、第1圧力タンク(低圧バンク)210からの流路が第2圧力タンク(中圧バンク)220からの流路に切り替えられる。そのために、第1バルブ291及び第3バルブ293が閉じて、第2バルブ292のみが開くことにより第2圧力タンク220からディスペンサー142を介してFCV143に対して差圧充填を行う。
When filling the
その後、第2圧力タンク220の内圧が所定の変動範囲(例えば82MPaから70MPaの変動範囲)内に維持されるように、第2圧力タンク(中圧バンク)220からの流路が第3圧力タンク(高圧バンク)230からの流路に切り替えられる。そのために、第1バルブ291及び第2バルブ292が閉じて、第3バルブ293のみが開くことにより第3圧力タンク230からディスペンサー142を介してFCV143に対して差圧充填を行う。そして、第3圧力タンク230の内圧が所定の変動範囲(例えば82MPaから80MPaの変動範囲)内に維持されるように差圧充填を行う。
Thereafter, the flow path from the second pressure tank (intermediate pressure bank) 220 becomes the third pressure tank so that the internal pressure of the
これにより、第1圧力タンク210のみからFCV143に対して差圧充填を行うと、例えば82MPaから40MPaまで内圧が低下する場合に、第1圧力タンク210の応力振幅をより小さく(例えば32MPa)抑えることができる。同様に、第2圧力タンク220の応力振幅をより小さく(例えば12MPa)抑え、第3圧力タンク230の応力振幅をより小さく(例えば2MPa)抑えることができる。
Accordingly, when the differential pressure filling is performed on the
このように各圧力バンクの圧力変動が異なる結果、応力振幅が異なることより、各圧力バンク毎に振幅比の値も異なる。そこで、第2実施形態においては、第2圧力タンク220の管理値と、第1圧力タンク210の管理値と、第3圧力タンク230の管理値とが互いに異なるように設定されており、AE分析装置160の判断部163は、各振幅比の値を各管理値と比較する。
As a result of the pressure fluctuation of each pressure bank being different in this manner, the amplitude of the amplitude is different for each pressure bank because the stress amplitude is different. Therefore, in the second embodiment, the management value of the
以上説明した第2実施形態によれば、圧力タンクの供用中に圧力タンクの疲労損傷を検査することができる。また、使用可能回数までは安全を確認しながら圧力タンクを運用でき、使用可能回数を超えても安全を確認しながら圧力タンクの使用を延長できる。さらに、第2実施形態によれば、3バンク切替方式を採用する場合であっても、圧力タンクの疲労損傷を圧力変動に応じて正確に検査することができる。 According to the second embodiment described above, fatigue damage of the pressure tank can be inspected during use of the pressure tank. In addition, the pressure tank can be operated while confirming safety up to the number of usable times, and the use of the pressure tank can be extended while confirming safety even when the number of usable times is exceeded. Furthermore, according to the second embodiment, even when the three-bank switching method is employed, the fatigue damage of the pressure tank can be accurately inspected according to the pressure fluctuation.
以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。 The present invention has been described above with reference to each embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. Inventions modified within the scope not departing from the present invention and inventions equivalent to the present invention are also included in the present invention. Moreover, each embodiment and each modification can be combined suitably in the range which is not contrary to this invention.
例えば、本発明は、水素ステーション以外の場所に設置された圧力タンク、例えば車両に搭載された圧力タンクに適用することもできる。この場合、例えば車検時に圧力タンクのAEを計測するか、又はAE計測装置170及びAE分析装置160を車両に搭載して常時AEを計測する。また、本発明は、流体が充填される前の空の圧力タンクに適用してもよい。
For example, the present invention can also be applied to a pressure tank installed at a place other than the hydrogen station, for example, a pressure tank mounted on a vehicle. In this case, for example, the AE of the pressure tank is measured at the time of vehicle inspection, or the
また、AEの計測結果及び検査結果は、AE分析装置160内の記憶部161に記憶することに代えて、又はこれに加えて外部記憶装置に記憶してもよい。例えば、AE分析装置160は、外部記憶装置とデータの送受信を行う通信部を備え、当該通信部を介して外部記憶装置にAEの計測結果及び検査結果を送信してもよい。
Further, the AE measurement result and the inspection result may be stored in an external storage device instead of or in addition to the storage unit 161 in the
また、第1周波数帯域(基準周波数帯域)は全周波数帯域でなくともよい。例えば、第1周波数帯域は、全周波数帯域からノイズフィルターによって不要な周波数帯域を除いた残りの周波数帯域であってもよい。また、第1周波数帯域は、第2周波数帯域(対象周波数帯域)を含んでいなくともよい。 Further, the first frequency band (reference frequency band) may not be the entire frequency band. For example, the first frequency band may be the remaining frequency band obtained by removing unnecessary frequency bands from the entire frequency band by a noise filter. Further, the first frequency band may not include the second frequency band (target frequency band).
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(付記1)
圧力タンクの検査方法であって、
前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知し、
前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域における振幅値の代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を算出し、
前記振幅比の値を所定の管理値と比較し、前記振幅比の値が前記管理値未満の場合には前記圧力タンクが正常であると判断し、前記振幅比の値が前記管理値以上の場合には前記圧力タンクが異常であると判断する検査方法。
(Appendix 1)
A pressure tank inspection method,
Detecting acoustic emission waves generated from the pressure tank,
A value of an amplitude ratio that is a ratio of a representative value of an amplitude value in a second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave to a representative value of an amplitude value in the first frequency band of the acoustic emission wave is calculated. And
The value of the amplitude ratio is compared with a predetermined management value, and if the value of the amplitude ratio is less than the management value, it is determined that the pressure tank is normal, and the value of the amplitude ratio is greater than or equal to the management value An inspection method for determining that the pressure tank is abnormal in some cases.
(付記2)
前記第2周波数帯域は、200kHz〜300kHzである付記1に記載の検査方法。
(Appendix 2)
The inspection method according to attachment 1, wherein the second frequency band is 200 kHz to 300 kHz.
(付記3)
前記第1周波数帯域は、前記アコースティックエミッション波の全周波数帯域である付記1に記載の検査方法。
(Appendix 3)
The inspection method according to appendix 1, wherein the first frequency band is the entire frequency band of the acoustic emission wave.
(付記4)
前記圧力タンクは、金属製のライナーとCFRP製のフープ層とを有する付記1に記載の検査方法。
(Appendix 4)
The inspection method according to appendix 1, wherein the pressure tank includes a metal liner and a CFRP hoop layer.
(付記5)
前記アコースティックエミッション波を検知する光ファイバー型のセンサーを前記圧力タンクのバルブに取り付ける付記1に記載の検査方法。
(Appendix 5)
The inspection method according to appendix 1, wherein an optical fiber type sensor that detects the acoustic emission wave is attached to a valve of the pressure tank.
(付記6)
前記代表値は、所定の計測期間内における最大振幅値である付記1に記載の検査方法。
(Appendix 6)
The inspection method according to appendix 1, wherein the representative value is a maximum amplitude value within a predetermined measurement period.
(付記7)
圧力タンクの検査方法であって、
前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知し、
初期時点において、前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域における振幅値の代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の初期値を算出し、
前記初期時点よりも後に、前記振幅比の値を再度算出し、
前記再度算出した振幅比の値と前記初期値との差分を所定の管理値と比較し、前記差分が前記管理値未満の場合には前記圧力タンクが正常であると判断し、前記差分が前記管理値以上の場合には前記圧力タンクが異常であると判断する検査方法。
(Appendix 7)
A pressure tank inspection method,
Detecting acoustic emission waves generated from the pressure tank,
An amplitude ratio that is a ratio of a representative value of an amplitude value in a second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave to a representative value of an amplitude value in the first frequency band of the acoustic emission wave at an initial time point Calculate the initial value of
Calculate the amplitude ratio value again after the initial time point,
The difference between the value of the amplitude ratio calculated again and the initial value is compared with a predetermined management value, and when the difference is less than the management value, it is determined that the pressure tank is normal, and the difference is An inspection method for determining that the pressure tank is abnormal when the control value is exceeded.
50:圧力タンク、51:バルブ、54:センサー、100:検査システム、162:パラメータ取得部、163:判断部、164:出力部、210:低圧力タンク、220:中圧力タンク、230:高圧力タンク 50: Pressure tank, 51: Valve, 54: Sensor, 100: Inspection system, 162: Parameter acquisition unit, 163: Judgment unit, 164: Output unit, 210: Low pressure tank, 220: Medium pressure tank, 230: High pressure tank
Claims (11)
前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知し、
検知された前記アコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得し、
前記アコースティックエミッションパラメータに基づいて前記圧力タンクの損傷を判断する検査方法。 A pressure tank inspection method,
Detecting acoustic emission waves generated from the pressure tank,
Obtaining an acoustic emission parameter based on the detected acoustic emission wave;
An inspection method for judging damage of the pressure tank based on the acoustic emission parameter.
前記振幅比の値を所定の管理値と比較し、前記振幅比の値が前記管理値未満の場合には前記圧力タンクが正常であると判断し、前記振幅比の値が前記管理値以上の場合には前記圧力タンクが異常であると判断する請求項1に記載の検査方法。 A value of an amplitude ratio that is a ratio of a representative value of an amplitude value in a second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave to a representative value of an amplitude value in the first frequency band of the acoustic emission wave; Acquired as the acoustic emission parameter,
The value of the amplitude ratio is compared with a predetermined management value, and if the value of the amplitude ratio is less than the management value, it is determined that the pressure tank is normal, and the value of the amplitude ratio is greater than or equal to the management value The inspection method according to claim 1, wherein in this case, it is determined that the pressure tank is abnormal.
前記低圧力タンクと前記高圧力タンクとのそれぞれについて前記振幅比の値を取得し、
前記圧力タンクの前記管理値と、前記低圧力タンクの管理値と、前記高圧力タンクの管理値とが互いに異なるように設定されており、前記振幅比の値を前記管理値と比較する際には各振幅比の値を各管理値と比較する請求項2から4のいずれか1項に記載の検査方法。 Further detecting acoustic emission waves generated from a low pressure tank having a wider internal pressure fluctuation range than the pressure tank, and further detecting acoustic emission waves generated from a high pressure tank having a narrower internal pressure fluctuation range than the pressure tank. ,
Obtaining a value of the amplitude ratio for each of the low pressure tank and the high pressure tank;
The management value of the pressure tank, the management value of the low pressure tank, and the management value of the high pressure tank are set to be different from each other, and when comparing the value of the amplitude ratio with the management value 5. The inspection method according to claim 2, wherein each amplitude ratio value is compared with each control value.
前記振幅比の値と前記初期値との比較結果に基づいて、前記振幅比の値の変動を予測する請求項2から5のいずれか1項に記載の検査方法。 An acoustic emission wave generated from the pressure tank at the initial time point is detected to obtain an initial value of the amplitude ratio in advance,
The inspection method according to any one of claims 2 to 5, wherein a fluctuation in the value of the amplitude ratio is predicted based on a comparison result between the value of the amplitude ratio and the initial value.
前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波を検知するセンサーと、
検知された前記アコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得するパラメータ取得部であって、前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を、前記アコースティックエミッションパラメータとして取得するパラメータ取得部と、を備える検査システム。 A pressure tank inspection system,
A sensor for detecting an acoustic emission wave generated from the pressure tank;
A parameter acquisition unit that acquires an acoustic emission parameter based on the detected acoustic emission wave, the first frequency band of the acoustic emission wave with respect to a representative value in an amplitude value of the first frequency band of the acoustic emission wave And a parameter acquisition unit that acquires, as the acoustic emission parameter, an amplitude ratio value that is a ratio of representative values of amplitude values in a second frequency band different from the above.
前記圧力タンクから発生するアコースティックエミッション波に基づいてアコースティックエミッションパラメータを取得するパラメータ取得部としてコンピューターを機能させ、
前記パラメータ取得部は、前記アコースティックエミッション波の第1周波数帯域の振幅値における代表値に対する、前記アコースティックエミッション波の前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域における振幅値の代表値の割合である振幅比の値を、前記アコースティックエミッションパラメータとして取得する検査プログラム。 A pressure tank inspection program,
The computer functions as a parameter acquisition unit that acquires an acoustic emission parameter based on an acoustic emission wave generated from the pressure tank,
The parameter acquisition unit is a ratio of a representative value of an amplitude value in a second frequency band different from the first frequency band of the acoustic emission wave to a representative value in an amplitude value of the first frequency band of the acoustic emission wave. An inspection program for acquiring an amplitude ratio value as the acoustic emission parameter.
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