JIS Z 2342:2003 圧力容器の耐圧試験などにおけるアコースティック・エミッション試験方法及び試験結果の等級分類方法

                                                                                   Z 2342 : 2003

まえがき

  この規格は,工業標準化法第14条によって準用する第12条第1項の規定に基づき,社団法人 日本非
破壊検査協会(JSNDI)/財団法人 日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を改正す
べきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本工業規格(日本産業規格)である。
  これによって,JIS Z 2342:1991は改正され,この規格に置き換えられる。

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Z 2342 : 2003

pdf 目 次

ページ

•  1. 適用範囲・・・・[1]
•  2. 引用規格・・・・[1]
•  3. 定義・・・・[1]
•  4. 試験の準備・・・・[1]
•  4.1 事前調査・・・・[1]
•  4.2 試験装置・・・・[2]
•  4.3 試験装置の校正・・・・[2]
•  4.4 試験体のAE伝搬特性・・・・[2]
•  4.5 AE変換子の配置・・・・[3]
•  4.6 連絡手段・・・・[3]
•  5. 試験の手順・・・・[3]
•  5.1 AE変換子の動作確認・・・・[3]
•  5.2 背景雑音の強度測定・・・・[3]
•  5.3 AEしきい値の調整・・・・[3]
•  5.4 圧力容器の加圧法・・・・[3]
•  5.5 AE計測・・・・[3]
•  5.6 圧力計測・・・・[3]
•  6. 試験結果の等級分類方法・・・・[3]
•  6.1 到達時間差を用いる場合・・・・[3]
•  6.2 ゾーン標定を用いる場合・・・・[4]
•  7. 記録・・・・[5]

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                                                                                 JIS Z2342 : 2003
                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              Z 2342 : 2003

圧力容器の耐圧試験などにおけるアコースティック・エミッション試験方法及び試験結果の等級分類方法

Methods for acoustic emission testing of pressure vessels during pressure tests and classification of test results

1. 適用範囲

 この規格は,金属容器及びその配管系(以下,圧力容器などという。)の耐圧試験,気密試
験などの圧力を負荷して非破壊検査を行う時(以下,耐圧試験という。)のアコースティック・エミッショ
ン(以下,AEという。)試験方法と試験結果の等級分類方法について規定する。

2. 引用規格

 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。この引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS Z 2300 非破壊試験用語

3. 定義

 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS Z 2300によるほか,次による。
a)   E 源(AE source)  AEの発生源。
                                               到達時間差位置標定で求めた突発型AE事象の推定
b)   E相対エネルギー値 (relative AE energy value)
    位置とAE変換子受信点までの伝ぱ距離に伴うAE信号振幅の減衰率を補正し,AE源に換算したAE
    信号振幅の2乗値。

4. 試験の準備

4.1 事前調査

 圧力容器などの所有者は,AE試験の実施者に事前に次の情報を与える。
4.1.1  材料特性及び溶接部特性
a) 母材部及び溶接金属の材料規格,又は化学組成並びに機械的特性
b) 溶接施工条件
c) 溶接後熱処理条件
4.1.2  形状特性
a) 圧力容器などと周辺との位置関係を示す配置図
b) 圧力容器などの形状を示す図面(寸法,板厚,ノズル位置,インターナル部品など)
c) 圧力容器などの溶接線の位置
4.1.3  加圧履歴
4.1.4  加圧条件及び加圧スケジュール
a) 加圧装置の仕様

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b) 加圧スケジュール
4.1.5  雑音状況の確認及びその対策 試験場所において,予想される雑音状況とその対策を,特に次の項
目について重点的に行う。
a) 工場雑音等,空中及び圧力容器支持機構を通じて伝わってくる音響的雑音及び振動的雑音
b) 加圧系の加圧管からの雑音
c) 強力な電磁波
4.1.6  試験実施上必要なその他の諸情報

4.2 試験装置

 試験装置は,圧力容器及び配管系の全部又は特定の領域を監視するのに十分な数のAE
変換子及び計測チャンネルをもつものとする。更に,試験装置は,AEの発生状況を圧力又は時間の関数
として記録でき,かつ,発生状況を少なくとも次の4種類のパラメータで表すことができるものとし,試
験中にリアルタイムで表示されなければならない。
なお,付表1に示す装置の仕様は,あらかじめ協議する。また,試験装置の標準的構成を付図1に示す。
a)   E事象数
b)   E源の位置又はそれに代わる情報
c)   E信号振幅又はそれに代わる量
d)   E相対エネルギー値又はそれに代わる量
4.2.1  AE変換子 AE変換子は表面波絶対感度測定を行い,その表面波感度曲線において最大感度の周
波数が100                          囲にあり,最大感度が0.5kV/(m/s)以上のものを使用する。また,使用する各AE
変換子は同一機種を使用し,その特性のばらつきは,最大感度差3dB以内とする。
4.2.2  擬似AE源 疑似AE源は,その周波数帯域が少なくとも100400kHzの範囲を含み,再現性があ
るものを用いる。シャープペンシルしん圧折などの機械的な方法,電気パルス発生装置とそれに接続され
たAE変換子を用いる方法,又はそれと同じ帯域のパルサーを用いる方法のいずれを用いてもよい。
4.2.3  圧力の連続記録 圧力の連続記録を行う手段を確立し,加圧経過とAE発生状況との関係が把握で
きるようにする。

4.3 試験装置の校正

 試験装置の校正は,疑似AE源によって行う。AEしきい値及びAE位置標定精度
は,既知のAE源の特性を元にあらかじめ協議した値を満足するものとする。
4.3.1  AE変換子の取り付け状態 試験体が取り付けられた各AE変換子において,最大感度差は3dB以
内とすることが望ましい。
4.3.2  試験装置の許容感度差 同一の疑似AE源を入力したとき,試験装置の各測定チャンネルにおける
パラメータ測定量のばらつきは,3dB以内とすることが望ましい。ばらつきが3dBを超えた場合の補正方
法については,予め協議しておくこと。

4.4 試験体のAE伝搬特性

 AE変換子の配置間隔などを決定するために,疑似AE源を用いて,圧力容
器などの表面におけるAE波減衰特性の調査を行う。この調査は,圧力容器を流体で満たした状態で行う
ことが望ましい。
4.4.1  AE弾性波の速度 試験体の代表的な部位の0度45度及び90度の3方向において,溶接線がない
場合及びある場合の速度を測定する(m/s)。
4.4.2  減衰特性 試験体の代表的な部位の0度,45度及び90度の3方向において,溶接線がない場合及
びある場合の減衰特性を距離における減衰量(各パラメータ/距離)として測定する(-dB/m)。
4.4.3  AE源特性 圧力容器などの材質における次のAE源の特性を調べる。
a) 負荷応力又はき裂進展量及びAE事象数

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                                                                                   Z 2342 : 2003
b) 負荷応力又はき裂進展量及びAE発生源の位置又はそれに代わる情報
c) 負荷応力又はき裂進展量及びAE信号振幅又はそれに代わる量
d) 負荷応力又はき裂進展量及びAE相対エネルギー値又はそれに代わる量

4.5 AE変換子の配置

 AE変換子は,試験対象領域からのAE波を,少なくともAE源の位置標定計算
に最低限必要な数の変換子で検出できるようにする。

4.6 連絡手段

 試験装置の設置場所と加圧装置の設置場所との間には,通常,連絡の取れるような方法
が確立しているようにする。

5. 試験の手順

5.1 AE変換子の動作確認

 AE変換子の音響結合状態及び接続の確認は,AE変換子の取付け及び試験
装置の組立てに引き続いて行い,更に試験の終了直後にも行う。

5.2 背景雑音の強度測定

 試験に使用する全チャンネルについて,背景雑音の強度(ピーク電圧値)を
測定し,記録する。強力な雑音源があるときには,遮断措置を講じなければならない。

5.3 AEしきい値の調整

 試験に使用するすべてのチャンネルのAEしきい値は,背景雑音で作動しない
ように調整する。この場合,圧力容器の内部には,耐圧試験時と同様の内容物が充満した状態で試験を行
う。

5.4 圧力容器の加圧法

 圧力容器の加圧方法は,最大加圧における圧力を容器の耐圧試験等の保安に関
する規定による圧力以下とし、他は次による。
a) 予圧 予圧は,最大試験圧力の20%以下とし,加圧に伴う雑音の影響を確認し,雑音レベルがしきい
    値の1/2以上ならば雑音低減の処置を取るようにすることが望ましい。
b) 加圧速度 加圧に用いる流体,安全装置などは,規定されたものを使用する。加圧速度は,最小の雑
    音条件でAE試験が行えるような速度とする。
c) 加圧手段 加圧のステップは,一般的には最大試験圧力の50%から100%の間で数回行う。各ステッ
    プにおける圧力保持時間は10分間とし,最終保持時間は少なくとも30分とする。このため加圧装置
    は,指定された圧力値で圧力を保持する機能をもつものとする。
d) 加圧の停止 付表4に示す危険状態継続警報または危険状態開始警報を観測した場合は,加圧スケジ
    ュールになくても,圧力を保持,又は低下させて,速やかに耐圧試験の責任者に通告して,加圧を継
    続するか,又は中止するかのいずれかを,決定してもらわなければならない。
     加圧を中止した場合は,AEが異常に発生した箇所を,他の試験法で調査する。

5.5 AE計測

 AE計測は,4.2で示した少なくとも4種類のパラメータを計測するため,加圧の少なくと
も30秒前から開始し,試験終了まで行う。

5.6 圧力計測

 圧力値は,連続計測するとともに,個々のAE信号の記録との対応がとれるように記録
する。
6.試験結果の等級分類方法 AE源の等級分類は,位置標定法によって次の2種類の分類方法で行う。い
ずれの方法を用いるかは使用者が選択することができる。
6.1到達時間差を用いる場合
 6.1.1到達時間差位置標定 各AE変換子におけるAE波の到達時間差を用いて,AE源の位置標定を行う。
6.1.2相対エネルギー値の計算 まず,AE源の位置と検出されたAE変換子までの距離をAE伝ぱ距離と
して求める。次に,このAE変換子において検出されたAEエネルギー値を、4.4.2で測定した減衰量によ
り補正することで、相対エネルギー値を求める。

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