特開 2022-133001 配管部材の劣化推定方法及び配管部材劣化推定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022133001

(43)【公開日】2022-09-13

(54)【発明の名称】配管部材の劣化推定方法及び配管部材劣化推定装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/30 20060101AFI20220906BHJP

   G01N 29/04 20060101ALI20220906BHJP

【ＦＩ】

G01N3/30

G01N29/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021031782

(22)【出願日】2021-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】000117102

【氏名又は名称】旭有機材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147599

【弁理士】

【氏名又は名称】丹羽 匡孝

(74)【代理人】

【識別番号】100098589

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 善章

(74)【代理人】

【識別番号】100098062

【弁理士】

【氏名又は名称】梅田 明彦

(72)【発明者】

【氏名】貴島 純次

【テーマコード（参考）】

2G047

2G061

【Ｆターム（参考）】

2G047AA08

2G047AB01

2G047BC01

2G047BC11

2G047CA03

2G047EA12

2G047EA16

2G047GG06

2G047GG14

2G047GG20

2G047GG33

2G061AA13

2G061AB03

2G061BA20

2G061CA10

2G061CB04

2G061EA09

2G061EC02

2G061EC04

(57)【要約】

【課題】簡便且つ安価に合成樹脂製の配管部材の劣化を推定できる非破壊検査方法を提供する。
【解決手段】劣化推定方法では、打撃ハンマ１３と、打撃ハンマ１３に取り付けられた加速度センサ１７とを備える測定装置を用いて、打撃ハンマ１３によって合成樹脂製の配管部材Ｐの表面を叩打し、加速度センサ１７によって打撃ハンマ１３の加速度を経時的に測定し、測定された打撃ハンマ１３の加速度に基づいて、配管部材Ｐの物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定し、配管部材Ｐの劣化を推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

打撃ハンマと、該打撃ハンマに取り付けられた加速度センサとを備える測定装置を用いて、合成樹脂製の配管部材の物性保持率の低下を推定する配管部材の劣化推定方法であって、
前記打撃ハンマによって合成樹脂製の配管部材の表面を叩打し、前記加速度センサによって前記打撃ハンマの加速度を経時的に測定し、
測定された前記打撃ハンマの加速度に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定することを特徴とする配管部材の劣化推定方法。

【請求項2】

測定された前記打撃ハンマの加速度から、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面への衝突時と反対方向に該表面から反発する反発過程における機械インピーダンスＺＲ、及び、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面に衝突するときの衝突速度Ｖａと前記打撃ハンマが前記配管部材の表面から反発するときの反発速度Ｖｒとの比である指標Ｉ、のうちの少なくとも一方を求め、求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉの少なくとも一方に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定し、
前記衝突速度Ｖａが、測定された前記加速度を０から最大値に増加するまでの時間にわたって時間積分することにより算出され、
前記反発速度Ｖｒが、測定された前記加速度を最大値から再び０に減少するまでの時間にわたって時間積分することにより算出され、
前記打撃ハンマが前記配管部材の表面に衝突したときに発生する打撃力の最大値をＦ_ｍａｘとしたときに、前記打撃ハンマの質量と測定された前記打撃ハンマの加速度とからＦ_ｍａｘが算出され、
前記機械インピーダンスＺＲが式ＺＲ＝Ｆ_ｍａｘ／Ｖｒによって求められると共に、前記指標Ｉが前記衝突速度Ｖａと前記反発速度Ｖｒとの比として求められる、請求項１に記載の配管部材の劣化推定方法。

【請求項3】

式Ｉ＝Ｖａ／Ｖｒによって前記指標Ｉを算出し、
前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉについて、それぞれ、閾値を予め定め、
前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値よりも、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉとの少なくとも一方が下回ったときに、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下していると推定する、請求項２に記載の配管部材の劣化推定方法。

【請求項4】

前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値よりも、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉの両方が下回ったときに、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下している確率がより高いと推定する、請求項３に記載の配管部材の劣化推定方法。

【請求項5】

前記機械インピーダンスＺＲと、前記指標Ｉについて、それぞれ、合成樹脂製の配管部材の呼び径と材質ごとに、閾値が予め定められており、測定対象の前記配管部材の呼び径と材質とに対応する前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値と、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉとを比較して、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定する、請求項３又は請求項４に記載の肉厚推定方法。

【請求項6】

温度と前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉとの相関を予め求め、予め求められた相関と測定時の温度とに基づいて、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉを温度補正し、温度補正された機械インピーダンスＺＲ´及び指標Ｉ´の少なくとも一方に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定する、請求項２から請求項５の何れか一項に記載の配管部材の劣化推定方法。

【請求項7】

合成樹脂製の配管部材の物性保持率の低下を推定する配管部材劣化推定装置であって、
合成樹脂製の配管部材の表面を叩打するための打撃ハンマと、
該打撃ハンマに取り付けられた加速度センサと、
該加速度センサによって測定された前記打撃ハンマの加速度を経時的に記憶する測定値記憶部と、
前記測定値記憶部に記憶された前記加速度に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定する劣化推定部と、
を備えることを特徴とする配管部材劣化推定装置。

【請求項8】

前記劣化推定部は、前記測定値記憶部に記憶された前記加速度から、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面への衝突時と反対方向に該表面から反発する反発過程における機械インピーダンスＺＲ、及び、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面に衝突するときの衝突速度Ｖａと前記打撃ハンマが前記配管部材の表面から反発するときの反発速度Ｖｒとの比である指標Ｉ、のうちの少なくとも一方を求め、求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉの少なくとも一方に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定し、
前記衝突速度Ｖａが、前記測定値記憶部に記憶された前記加速度を０から最大値に増加するまでの時間にわたって時間積分することにより算出され、
前記反発速度Ｖｒが、前記測定値記憶部に記憶された前記加速度を最大値から再び０に減少するまでの時間にわたって時間積分することにより算出され、
前記打撃ハンマが前記配管部材の表面に衝突したときに発生する打撃力の最大値をＦ_ｍａｘとしたときに、前記打撃ハンマの質量と前記測定値記憶部に記憶された前記打撃ハンマの加速度とからＦ_ｍａｘが算出され、
前記機械インピーダンスＺＲが、式ＺＲ＝Ｆ_ｍａｘ／Ｖｒによって求められる、請求項７に記載の配管部材劣化推定装置。

【請求項9】

前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉについて、それぞれ、前記配管部材の呼び径と材質ごとに、予め定められた閾値を記憶する閾値記憶部をさらに備え、
前記劣化推定部は、式Ｉ＝Ｖａ／Ｖｒによって前記指標Ｉを算出し、測定対象の前記配管部材の呼び径と材質に対応する前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値よりも、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉの少なくとも一方が下回ったときに、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下していると推定する、請求項８に記載の配管部材劣化推定装置。

【請求項10】

前記劣化推定部は、測定対象の前記配管部材の呼び径と材質とに対応する前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値よりも、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉの両方が下回ったときに、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下している確率がより高いと推定する、請求項９に記載の配管部材劣化推定装置。

【請求項11】

温度測定部と、呼び径及び材質ごとに、温度と前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉとの相関データを記憶する補正データ記憶部をさらに備え、前記劣化推定部は、前記補正データ記憶部に記憶される相関データと前記配管部材の呼び径及び材質と測定時の温度とに基づいて、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉを温度補正し、温度補正された機械インピーダンスＺＲ´及び指標Ｉ´に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定する、請求項８から請求項１０の何れか一項に記載の配管部材劣化推定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、合成樹脂製の配管部材の劣化を推定する配管部材の劣化推定方法及び配管部材劣化推定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

配管システムの配管部材の非破壊検査方法として、従来、目的に応じた様々な方法が知られており、例えば、目視調査（目視検査・目視法）や打診調査（打診検査・打診法）などが行われている。目視調査は、配管部材の表面状態や欠陥、例えば亀裂、剥離、接続不良等を目視によって調べる方法である。配管部材の表面に現れた変色等の変化は、使用中の異常を示唆する可能性もあり、配管部材の表面に起こる現象も感度よく検出することができる。しかしながら、目視調査は配管部材の表面上の変化を観察するのみで、非破壊では、配管部材の内部の欠陥まで観察することはできない。また、打診調査は、作業者がハンマによって調査対象に打撃を加え、その時の打音や振動の具合などによって劣化や肉厚の減少（すなわち減肉）などの欠陥の有無を判断する方法である。しかしながら、判定を行うために経験が作業者に必要であることに加え、判定が作業者の感覚に依存するため、定量化が難しく、客観性に欠けるという問題がある。

【0003】

上述のような問題を解決するために、配管部材の欠陥を検査する非破壊検査方法として、超音波探傷試験、放射線透過試験などが従来から実施されている。これらは、配管部材の内部にある欠陥の存在・位置・概略の大きさを知ろうとするものである。また、打撃調査においても、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されているように、ハンマによる打撃の結果を測定し、客観的データとして定量化できるようにした検査装置、診断装置、診断方法などが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７－２８０７７９号公報

【特許文献2】特開２００２－２５７７００号公報

【特許文献3】特開２０００－１３１２９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した超音波探傷試験、放射線透過試験は、劣化の箇所などが予め分かっている場合には問題がない。しかしながら、配管システム全体を検査するような場合には、超音波探傷試験においては検査時間が長くなるだけでなく、多くの検査費用が必要となる。さらに、放射線透過試験については、検査装置が高価であることに加えて、放射線の危険性もあり、長時間の検査が困難であるという問題もある。

【0006】

また、打撃調査において、非破壊検査装置を開示する特許文献１には、建造物の外壁しか被検査体として明記されておらず、特許文献２は、木材劣化診断装置及び木材劣化診断方法に関するものである。また、特許文献３に開示されている配管検査装置は、金属管を用いた配管の腐食状況を検査するものである。このように、特許文献１から特許文献３の何れにも、合成樹脂製配管の欠陥の検査については開示されていない。

【0007】

よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解決するために、簡便且つ安価に合成樹脂製の配管部材の劣化を推定できる非破壊検査方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的に鑑み、本発明は、第１の態様として、打撃ハンマと、該打撃ハンマに取り付けられた加速度センサとを備える測定装置を用いて、合成樹脂製の配管部材の物性保持率の低下を推定する配管部材の劣化推定方法であって、前記打撃ハンマによって合成樹脂製の配管部材の表面を叩打し、前記加速度センサによって前記打撃ハンマの加速度を経時的に測定し、測定された前記打撃ハンマの加速度に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定する配管部材の劣化推定方法を提供する。

【0009】

上記配管部材の劣化推定方法では、加速度センサが取り付けられた打撃ハンマを用いて、合成樹脂製の配管部材の表面を叩打することによって、配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定している。打撃ハンマによる配管部材の表面への叩打は、打撃ハンマが配管部材の表面に衝突して配管部材が打撃ハンマからの力により変形していく貫入過程と、配管部材の変形が最大となって変形からの復元に伴う配管部材からの反発力により打撃ハンマが打撃方向とは反対方向に押し出されて配管部材の表面から離脱する反発過程とに大別される。本発明者は、打撃ハンマによる叩打後の配管部材の変形からの復元の際、すなわち反発過程において、配管部材の物性保持率が打撃ハンマの加速度に影響を与えることを見出した。この知見を利用して、上記配管部材の劣化推定方法では、打撃ハンマの加速度に基づいて、配管部材の物性保持率の低下、すなわち配管部材の劣化を推定している。ここで、配管部材の物性保持率とは、基準となる合成樹脂製の配管部材の評価対象物性の値（例えば、未使用状態の合成樹脂製の配管部材の評価物性の値や規格上の値）に対する測定対象物の配管部材の評価物性の測定値の割合を意味し、評価対象物性としては、例えば、引張伸び率（引張破断伸び率、引張破壊伸び率）、引張強度、耐衝強度（シャルピー衝撃強度、落錘衝撃強度）、扁平率などが挙げられる。

【0010】

上記配管部材の劣化推定方法では、測定された前記打撃ハンマの加速度から、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面への衝突時と反対方向に該表面から反発する反発過程における機械インピーダンスＺＲ、及び、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面に衝突するときの衝突速度Ｖａと前記打撃ハンマが前記配管部材の表面から反発するときの反発速度Ｖｒとの比である指標Ｉ、のうちの少なくとも一方を求め、求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉの少なくとも一方に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定し、前記衝突速度Ｖａが、測定された前記加速度を０から最大値に増加するまでの時間にわたって時間積分することにより算出され、前記反発速度Ｖｒが、測定された前記加速度を最大値から再び０に減少するまでの時間にわたって時間積分することにより算出され、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面に衝突したときに発生する打撃力の最大値をＦ_ｍａｘとしたときに、前記打撃ハンマの質量と測定された前記打撃ハンマの加速度とからＦ_ｍａｘが算出され、前記機械インピーダンスＺＲが式ＺＲ＝Ｆ_ｍａｘ／Ｖｒによって求められると共に、前記指標Ｉが前記衝突速度Ｖａと前記反発速度Ｖｒとの比として求められることが好ましい。

【0011】

衝突速度Ｖａは貫入過程において打撃ハンマの加速度を０から最大値に増加するまで積分することによって算出され、反発加速度Ｖｒは反発過程において打撃ハンマの加速度を最大値から０に減少するまで積分することによって算出され、打撃ハンマが配管部材の表面に衝突したときに発生する打撃力の最大値Ｆ_ｍａｘは、打撃ハンマの質量ｍと最大加速度ａ_ｍａｘとの積として算出される。式ＺＲ＝Ｆ_ｍａｘ／Ｖｒによって求められる値を反発過程における機械インピーダンスＺＲとし、衝突速度Ｖａと反発速度Ｖｒとの比を指標Ｉとすると、機械インピーダンスＺＲと指標Ｉには、いずれも反発速度Ｖｒが含まれ、配管部材の物性保持率の低下は機械インピーダンスＺＲと指標Ｉに反映されるはずである。この予測から、本発明者は、予め定められた物性保持率を下回った配管部材の劣化品は、反発過程の機械インピーダンスＺＲと指標Ｉとに基づいて推定できることを見出した。この知見を利用して、上記配管部材の劣化推定方法では、反発過程の機械インピーダンスＺＲと指標Ｉの少なくとも一方に基づいて、配管部材の物性保持率が予め定められた値を下回っているか否か、すなわち配管部材が劣化しているか否かを推定している。

【0012】

一つの実施形態として、式Ｉ＝Ｖａ／Ｖｒによって前記指標Ｉを算出し、前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉについて、それぞれ、閾値を予め定め、前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値よりも、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉとの少なくとも一方が下回ったときに、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下していると推定することができる。

【0013】

この場合、前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値よりも、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉの両方が下回ったときに、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下している確率がより高いと推定するようにしてもよい。

【0014】

また、前記機械インピーダンスＺＲと、前記指標Ｉについて、それぞれ、合成樹脂製の配管部材の呼び径と材質ごとに、閾値が予め定められており、測定対象の前記配管部材の呼び径と材質とに対応する前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値と、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉとを比較して、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定することが好ましい。配管部材の呼び径と材質ごとに機械インピーダンスＺＲ及び指標Ｉの閾値を定めれば、配管部材の物性保持率の低下の推定の精度をより高めることができる。

【0015】

さらに、呼び径及び材質ごとに、温度と前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉとの相関を予め求め、予め求められた相関と前記配管部材の呼び径及び材質と測定時の温度とに基づいて、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉを温度補正し、温度補正された機械インピーダンスＺＲ´及び指標Ｉ´の少なくとも一方に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定することが好ましい。測定時の温度の影響を考慮することで、配管部材の物性保持率の低下の推定の精度をより高めることができる。

【0016】

また、本発明は、第２の態様として、合成樹脂製の配管部材の物性保持率の低下を推定する配管部材劣化推定装置であって、合成樹脂製の配管部材の表面を叩打するための打撃ハンマと、該打撃ハンマに取り付けられた加速度センサと、該加速度センサによって測定された前記打撃ハンマの加速度を経時的に記憶する測定値記憶部と、前記測定値記憶部に記憶された前記加速度に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定する劣化推定部とを備える配管部材劣化推定装置を提供する。

【0017】

上記配管劣化推定装置でも、上記配管部材の劣化推定方法と同様に、打撃ハンマの加速度に基づいて、配管部材の物性保持率が予め定められた値を下回っているか否か、すなわち配管部材が劣化しているか否かを推定することができる。

【0018】

上記配管部材劣化推定装置では、前記劣化推定部は、前記測定値記憶部に記憶された前記加速度から、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面への衝突時と反対方向に該表面から反発する反発過程における機械インピーダンスＺＲ、及び、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面に衝突するときの衝突速度Ｖａと前記打撃ハンマが前記配管部材の表面から反発するときの反発速度Ｖｒとの比である指標Ｉ、のうちの少なくとも一方を求め、求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉの少なくとも一方に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定し、前記衝突速度Ｖａが、前記測定値記憶部に記憶された前記加速度を０から最大値に増加するまでの時間にわたって時間積分することにより算出され、前記反発速度Ｖｒが、前記測定値記憶部に記憶された前記加速度を最大値から再び０に減少するまでの時間にわたって時間積分することにより算出され、前記打撃ハンマが前記配管部材の表面に衝突したときに発生する打撃力の最大値をＦ_ｍａｘとしたときに、前記打撃ハンマの質量と前記測定値記憶部に記憶された前記打撃ハンマの加速度とからＦ_ｍａｘが算出され、前記機械インピーダンスＺＲが、式ＺＲ＝Ｆ_ｍａｘ／Ｖｒによって求められることが好ましい。

【0019】

一つの実施形態として、上記配管部材劣化推定装置は、前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉについて、それぞれ、前記配管部材の呼び径と材質ごとに、予め定められた閾値を記憶する閾値記憶部をさらに備え、前記劣化推定部は、式Ｉ＝Ｖａ／Ｖｒによって前記指標Ｉを算出し、測定対象の前記配管部材の呼び径と材質に対応する前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値よりも、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉの少なくとも一方が下回ったときに、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下していると推定することができる。

【0020】

この場合、前記劣化推定部は、測定対象の前記配管部材の呼び径と材質とに対応する前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉのそれぞれの予め定められた閾値よりも、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲと前記指標Ｉの両方が下回ったときに、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下している確率がより高いと推定するようにしてもよい。

【0021】

また、上記配管部材劣化推定装置は、温度測定部と、呼び径及び材質ごとに、温度と前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉとの相関データを記憶する補正データ記憶部をさらに備え、前記劣化推定部は、前記補正データ記憶部に記憶される相関データと前記配管部材の呼び径及び材質と測定時の温度とに基づいて、測定により求められた前記機械インピーダンスＺＲ及び前記指標Ｉを温度補正し、温度補正された機械インピーダンスＺＲ´及び指標Ｉ´に基づいて、前記配管部材の物性保持率が予め定められた値よりも低下しているか否かを推定することが好ましい。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、打撃ハンマで配管部材の表面を叩打して、打撃ハンマの加速度を測定するだけで、測定された打撃ハンマの加速度に基づいて、配管部材の物性保持率が予め定められた値を下回っている否か、すなわち配管部材が劣化しているか否かを推定することができる。したがって、簡便且つ安価な非破壊検査によって配管部材の劣化を推定できる。また、劣化していると推定された配管部材のみに非破壊検査又は破壊検査を行って劣化を診断することができるので、正確な診断のためのコストを低減させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明による配管部材劣化推定装置の全体構成図である。

【図2】図１に示されている配管部材劣化推定装置の機能ブロック図である。

【図3】図１に示されている配管部材劣化推定装置の打撃ハンマによって配管部材を叩打したときの加速度波形図である。

【図4】第１の配管部材について、健全品と劣化品の機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸの関係を示す相関図である。

【図5】第１の配管部材について、健全品と劣化品とを区分する機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸの閾値を図４に示されてる相関図に重ねて示した図である。

【図6】第２の配管部材について、健全品と劣化品とを区分する機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸの閾値を重ねて示した、機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸの関係を示す相関図である。

【図7】第３の配管部材について、健全品と劣化品とを区分する機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸの閾値を重ねて示した、機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸの関係を示す相関図である。

【図8】同じ材質（管種）で呼び径を変えたときの温度と機械インピーダンスＺＲとの関係を示す相関図である。

【図9】同じ材質（管種）で呼び径を変えたときの温度と劣化指標ＩＮＤＥＸとの関係を示す相関図である。

【図10】同じ呼び径で材質（管種）を変えたときの温度と機械インピーダンスＺＲとの関係を示す相関図である。

【図11】同じ呼び径で材質（管種）を変えたときの温度と劣化指標ＩＮＤＥＸとの関係を示す相関図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照して、本発明による配管部材の劣化推定方法及び配管部材劣化推定装置の実施の形態を説明する。

【0025】

最初に、図１及び図２を参照して、本発明による配管部材Ｐの劣化推定方法を用いた配管部材劣化推定装置１１の全体構成を説明する。

【0026】

配管部材劣化推定装置（以下、単に「劣化推定装置」と記載する。）１１は、パイプ、継手、エルボ、クロス、ソケット、ユニオン、バルブなどの合成樹脂製の配管部材Ｐの表面を打撃を与えて、物性保持率が所定以上である健全品か所定値未満である劣化品かの判定に基づき劣化の程度を推定する。劣化推定装置１１は、合成樹脂製の配管部材Ｐの表面を叩打して衝撃を与えるための打撃ハンマ１３と、打撃ハンマ１３の加速度の測定値の解析を行う測定解析装置１５とを備える。

【0027】

打撃ハンマ１３は、配管部材Ｐの表面を叩打するための打撃部１３ａと、作業者が把持するために打撃部１３ａに接続された把持部１３ｂと、打撃部１３ａの打撃面とは反対側の面に取り付けられた加速度センサ１７とを含んでおり、作業者が把持部１３ｂを把持して打撃部１３ａにより配管部材Ｐの表面を叩打して、叩打の際の打撃部１３ａの加速度を測定できるようになっている。また、加速度センサ１７は、把持部１３ｂ内を通って外部まで延びるケーブル１９を介して測定解析装置１５に接続されており、加速度センサ１７によって測定された測定信号（すなわち、打撃部１３ａの加速度）を測定解析装置１５に伝達可能となっている。

【0028】

打撃部１３ａは、ある程度の質量ｍを有しており、配管部材Ｐの表面を叩打できるものであれば、適宜の形状を採用することができる。また、加速度センサ１７としては、圧電素子タイプ、半導体ゲージタイプ、抵抗線ひずみタイプなど適宜のタイプの加速度センサを用いることができる。

【0029】

測定解析装置１５は、図２に詳細に示されているように、加速度センサ１７からケーブル１９を介して伝達された測定信号（打撃部１３ａの加速度）を記憶する測定値記憶部１５ａと、後述する機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸとについてそれぞれ予め定められた閾値を記憶する閾値記憶部１５ｂと、機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの温度補正を行うためのデータを記憶する補正データ記憶部１５ｃと、加速度センサ１７による測定値に基づいて配管部材Ｐの劣化を推定する劣化推定部１５ｄと、劣化推定部１５ｄによって推定された結果を表示するための表示部１５ｅと、測定環境の温度を測定するための温度測定部１５ｆとを含んでいる。

【0030】

打撃ハンマ１３によって配管部材Ｐの表面を叩打すると、配管部材Ｐの表面は、打撃ハンマ１３の打撃によって弾性変形又はこれに加えて僅かな塑性変形を生じ、同時に打撃ハンマ１３は配管部材Ｐの表面から変形による反力を受ける。この結果、打撃ハンマ１３は、時刻ｔ＝Ｔ１に打撃ハンマ１３の打撃部１３ａと衝突した後、配管部材Ｐの表面からの反力によって、打撃部１３ａが配管部材Ｐの表面に衝突した瞬間の衝突初速度（以下、単に「衝突速度」とも記載する。）Ｖａから加速度ａ（ｔ）で減速されて時刻ｔ＝Ｔ２に速度０になり、さらに、衝突時の速度方向とは反対方向へ加速度ａ（ｔ）で加速され、時刻ｔ＝Ｔ３に配管部材Ｐの表面から打撃部１３ａが離れ、その瞬間に加速度ａ（ｔ）が０になると共に反発速度が最大反発速度（以下、単に「反発速度」とも記載する。）Ｖｒとなる。ここで、ｔは時間を意味し、加速度ａ（ｔ）は時刻ｔにおける打撃ハンマ１３の加速度を意味している。したがって、時刻ｔ＝Ｔ１から時刻ｔ＝Ｔ２まで加速度ａ（ｔ）を積分することによって衝突速度Ｖａが算出され、時刻ｔ＝Ｔ２から時刻ｔ＝Ｔ３まで加速度ａ（ｔ）を積分することによって反発速度Ｖｒが算出される。また、打撃ハンマ１３による打撃によって配管部材Ｐの表面に発生した打撃力Ｆ（ｔ）は、打撃ハンマ１３の質量をｍとすると、式Ｆ（ｔ）＝ｍ・ａ（ｔ）によって求められる。

【0031】

配管部材Ｐの変形はほとんどが弾性変形であると仮定すると、配管部材Ｐの表面からの反発力は、打撃ハンマ１３の速度Ｖが０になったときに最大になり、打撃ハンマ１３の速度Ｖが０になったときに加速度ａ（ｔ）が最大になる。したがって、時刻ｔにおける加速度ａ（ｔ）は、図３に示されているように、打撃ハンマ１３の打撃部１３ａが配管部材Ｐの表面に衝突するときの時刻ｔ＝Ｔ１と、打撃ハンマ１３の打撃部１３ａが配管部材Ｐの表面から離れるときの時刻ｔ＝Ｔ３とに、０となり、打撃ハンマ１３の速度Ｖが０となる時刻ｔ＝Ｔ２に最大値ａ_ｍａｘになる。また、打撃力Ｆは、時刻ｔ＝Ｔ２に最大値Ｆ_ｍａｘになり、Ｆ_ｍａｘは式Ｆ_ｍａｘ＝ｍ・ａ_ｍａｘによって求められる。以下の説明では、時刻ｔ＝Ｔ１から時刻ｔ＝Ｔ２までを貫入過程、時刻ｔ＝Ｔ２から時刻ｔ＝Ｔ３までを反発過程と記載する。

【0032】

一方、合成樹脂製の配管部材Ｐの劣化は、一般的に、物性保持率によって診断することが一般的である。配管部材Ｐの物性保持率が低下すると、配管部材Ｐに打撃を与えたときの反発力も低下し、加速度の最大値ａ_ｍａｘすなわち打撃力の最大値Ｆ_ｍａｘ、並びに、最大反発速度Ｖｒに影響があると考えられる。このことから、本発明者は、打撃ハンマ１３による叩打後の配管部材Ｐの変形からの復元の際、すなわち反発過程において、配管部材Ｐの物性保持率が打撃ハンマ１３の加速度に影響を与え、最大打撃力Ｆ_ｍａｘを最大反発速度Ｖｒで除した値である反発過程の機械インピーダンスＺＲ＝Ｆ_ｍａｘ／Ｖｒと、衝突速度Ｖａと反発速度Ｖｒとの比である劣化指標ＩＮＤＥＸ＝Ｖａ／Ｖｒとに基づいて、配管部材Ｐの物性保持率の低下、すなわち配管部材Ｐの劣化を推定できることを見出した。劣化指標ＩＮＤＥＸはＶｒ／Ｖａとしてもよいことは言うまでもない。

【0033】

なお、反発過程の機械インピーダンスＺＲは衝突速度Ｖａに依存するＦ_ｍａｘを衝突速度Ｖａに依存するＶｒで除して得られるので、打撃速度Ｖａに影響されない値となっており、劣化指標ＩＮＤＥＸも衝突速度Ｖａと反発速度Ｖｒとの比であるので、打撃速度Ｖａに影響されない値となっている。したがって、打撃の強さには影響されない。また、配管部材Ｐの物性保持率の低下の影響は、反発過程において現れるので、貫入過程の機械インピーダンスＺＡ＝Ｆ_ｍａｘ／Ｖａではなく、反発過程の機械インピーダンスＺＲ＝Ｆ_ｍａｘ／Ｖｒを劣化の推定の指標として採用している。

【0034】

さらに、本発明者は、合成樹脂製の配管部材Ｐの反発過程の機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸとは、温度に依存することを見出した。したがって、後述する閾値を定めるための測定時の温度を基準にして、物性保持率の低下（すなわち劣化）の推定のための測定時の温度を温度測定部１５ｆによって測定し、測定された温度に基づいて、加速度の測定値から求めた反発過程の機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸを温度補正することによって、より正確に配管部材Ｐの物性保持率の低下（すなわち劣化）を推定することができる。

【0035】

本発明者による上記知見に基づき、劣化推定部１５ｄは、加速度センサ１７による測定値から求めた反発過程の機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸに基づいて、配管部材Ｐの物性保持率が予め定められた値を下回るか否かを推定する。以下に、図示されている配管部材劣化推定装置１１の劣化推定部１５ｄが、加速度センサ１７による打撃ハンマ１３の加速度の測定値に基づいて、配管部材Ｐの物性保持率の低下を推定する方法を例示として詳細に説明する。

【0036】

最初に、配管部材Ｐの管種及び呼び径ごとに、予め定められた物性保持率を基準にして、複数の配管部材Ｐを健全品と劣化品とに分け、それぞれについて、打撃ハンマ１３による叩打を行って得た加速度ａ（ｔ）の測定値から、反発過程の機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸを算出して、ＺＲとＩＮＤＥＸについての健全品と劣化品との閾値を予め定め、閾値記憶部１５ｂに記憶しておく。閾値を定めるための測定は、特定の温度条件下で行うことが好ましい。なお、管種によって配管部材Ｐの材質が定まる。また、配管部材Ｐの呼び径は規格に従って定められていることが一般的であることから、呼び径が特定されると、規格に基づいて外径及び厚さ（すなわち内径）が特定される。したがって、配管部材Ｐの管種及び呼び径ごとに、機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸについての健全品と劣化品との閾値を定めるとは、配管部材Ｐの材質、外径及び厚さ（すなわち内径）ごとに、機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸについての健全品と劣化品との閾値を定めることを意味する。

【0037】

また、配管部材Ｐの管種及び呼び径ごとに、温度条件を変えながら打撃ハンマ１３による叩打を行って加速度ａ（ｔ）の測定を行い、加速度ａ（ｔ）の測定値から、反発過程の機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸを算出して、温度と機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸとの相関を予め求めておき、補正データ記憶部１５ｃに予め記憶しておくことが好ましい。配管部材Ｐの管種及び呼び径が定められたとき、温度と機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸとは一次関数で近似できることから、例えば、近似した一次関数を補正データ記憶部１５ｃに記憶しておいてもよい。また、閾値を定めるための測定時の温度条件を基準にして、それぞれの温度に対する温度補正係数を定め、温度補正係数を補正データ記憶部１５ｃに記憶しておいてもよい。

【0038】

次に、打撃ハンマ１３によって、診断の対象となる合成樹脂製の配管部材Ｐの表面を叩打し、加速度センサ１７によって測定された打撃ハンマ１３の加速度ａ（ｔ）を経時的に測定して、測定値記憶部１５ａに記憶する。後述する最大打撃力Ｆ_ｍａｘの上限及び下限を定めておき、最大打撃力がその間の範囲に属する場合の測定値のみを使用するようにすることが好ましい。加速度ａ（ｔ）の経時的な測定値から加速度の最大値ａ_ｍａｘとその値が観測された時刻Ｔ２が分かる。劣化推定部１５ｄでは、測定値記憶部１５ａに記憶された加速度ａ（ｔ）の経時的な測定値から、加速度ａ（ｔ）を０から最大値に増加するまでの時間（すなわち時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで）にわたって時間積分することによって衝突速度Ｖａが算出されると共に、加速度ａ（ｔ）を最大値から再び０に減少するまでの時間（すなわち時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで）にわたって時間積分することによって反発速度Ｖｒが算出される。また、測定値記憶部１５ａに記憶された経時的な加速度ａ（ｔ）の測定値から最大加速度ａ_ｍａｘが分かるので、予め知られている打撃ハンマ１３の質量ｍと測定値記憶部１５ａに記憶された経時的な加速度ａ（ｔ）の測定値とから、式Ｆ_ｍａｘ＝ｍ・ａ_ｍａｘによって、打撃ハンマ１３の打撃部１３ａが配管部材Ｐの表面に衝突したときに発生する打撃力の最大値Ｆ_ｍａｘが算出される。このようにして算出された衝突速度Ｖａ、反発速度Ｖｒ及び打撃力の最大値Ｆ_ｍａｘから、劣化推定部１５ｄは、式ＺＲ＝Ｆ_ｍａｘ／Ｖｒ及び式ＩＮＤＥＸ＝Ｖａ／Ｖｒに基づいて、反発過程における機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸを求める。

【0039】

反発過程における機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸを求めた後、劣化推定部１５ｄは、温度測定部１５ｆによって劣化の推定のための測定時の温度を測定し、補正データ記憶部１５ｃに記憶されている温度補正データに基づいて、測定時の温度条件に応じて、上述のようにして求められた機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸを温度補正することが好ましい。温度補正は、上述したように、例えば、温度に対する機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの近似関数を補正データ記憶部１５ｃに記憶しておき、補正データ記憶部１５ｃに記憶された近似関数を用い行ってもよく、閾値を定めるための測定時の温度条件を基準にした各温度における機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸに対する補正係数を補正データ記憶部１５ｃに記憶しておき、補正データ記憶部１５ｃに記憶された補正係数を用いて行ってもよく、補正の方法は限定されるものではない。このように温度補正を行うことによって、より正確に劣化を推定することが可能となる。

【0040】

劣化推定部１５ｄは、温度補正を行う場合には、診断対象の配管部材Ｐの叩打による加速度の測定値から求められた機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸを上述した方法で温度補正した機械インピーダンスＺＲ´と劣化指標ＩＮＤＥＸ´の値を用いて、温度補正を行わない場合には、診断対象の配管部材Ｐの叩打による加速度の測定値から求められた機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの値を用いて、それぞれ、閾値記憶部１５ｂに予め記憶された機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸのそれぞれの閾値の中において診断対象の配管部材Ｐの管種及び呼び径に対応する閾値と比較する。診断対象の配管部材Ｐの機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの値の少なくとも一方又はその温度補正後の機械インピーダンスＺＲ´と劣化指標ＩＮＤＥＸ´の値の少なくとも一方が、診断対象の配管部材Ｐの管種及び呼び径に対応する閾値記憶部１５ｂに予め記憶された機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの閾値を下回った場合には、劣化推定部１５ｄは、診断対象の配管部材Ｐの物性保持率が予め定められた値を下回った、すなわち劣化品であると推定し、推定結果を表示部１５ｅに表示する。一方、診断対象の配管部材Ｐの機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの値の両方又はそれらの温度補正後の機械インピーダンスＺＲ´と劣化指標ＩＮＤＥＸ´の値の両方が、それぞれ、診断対象の配管部材Ｐの管種及び呼び径に対応する閾値記憶部１５ｂに予め記憶された機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの閾値以上である場合には、劣化推定部１５ｄは、診断対象の配管部材Ｐの物性保持率が予め定められた値以上である、すなわち健全品と推定し、推定結果を表示部１５ｅに表示する。なお、診断対象の配管部材Ｐの機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの値の両方及びその温度補正後の機械インピーダンスＺＲ´と劣化指標ＩＮＤＥＸ´の値の両方が、診断対象の配管部材Ｐの管種及び呼び径に対応する閾値記憶部１５ｂに予め記憶された機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの閾値を下回った場合には、劣化推定部１５ｄは、診断対象の配管部材Ｐの物性保持率が予め定められた値を下回っている確率がより高い、すなわち劣化品である確率がより高いと推定し、その旨を表示部１５ｅに表示するようにしてもよい。

【0041】

このように、配管部材劣化推定装置１１を用いれば、本発明による配管部材Ｐの劣化推定方法を実施することができ、診断対象の配管部材Ｐを叩打したときの打撃ハンマ１３の加速度を単に測定することによって、配管部材Ｐの物性保持率の低下すなわち劣化を推定することができる。したがって、配管システム全体に検査を行っても、短い時間で且つ安価な費用で劣化した箇所を推定することが可能となる。また、より正確な診断を要望する場合には、劣化品と推定された配管部材Ｐに対して、改めて、非破壊検査方法として従来から実施されている超音波探傷試験、放射線透過試験などや、破壊検査を行ってもよい。本発明による配管部材劣化推定装置１１や配管部材Ｐの劣化推定方法により劣化品と推定された配管部材Ｐのみに、従来から行われている非破壊検査を行えば、配管システム全体に従来の非破壊検査を行う場合よりも、検査時間を大幅に短縮できると共に、費用を大きく削減することが可能となる。また、本発明による配管部材劣化推定装置１１や配管部材Ｐの劣化推定方法を用いれば、配管部材Ｐの物性保持率が低下している可能性が高い箇所（すなわち劣化の可能性が高い箇所）を絞ることができるので、放射線透過試験の適用もしやすくなる。さらに、本発明による配管部材劣化推定装置１１や配管部材Ｐの劣化推定方法により劣化品と推定された配管部材Ｐのみに、破壊検査を行えば、必要最小限の部品交換で済むので、運転停止時間を短縮することも可能となる。

【実施例0042】

図４は、ＪＩＳ Ｋ６７４１：２０１６の規格に従った様々な状態の呼び径２００ｍｍの硬質塩化ビニル製の直管（旭有機材製、管種：ＶＰ２００Ａ）を試験体とし、各試験体に対して打撃ハンマ１３による叩打を行ったときに測定した打撃ハンマ１３の加速度ａ（ｔ）から、反発過程における機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸを求める実験を行い、求められた機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの関係を示した相関図である。実験に当たっては、各試験体について、伸び率保持率、衝撃強度保持率のような物性保持率を予め測定し、全ての物性保持率が５０％以上のものを健全品、何れか一つの物性保持率が５０％未満のものを劣化品と分類し、図４では、健全品から求められた結果が「○」で、劣化品から求められた結果が「×」で示されている。図４から、例えば、図５に示されているように、機械インピーダンスＺＲ＝１．１２、劣化指標ＩＮＤＥＸ＝０．６９をそれぞれの閾値とし、診断対象の配管部材Ｐで測定された機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸがそれぞれの閾値を下回るか否かによって、物性保持率が５０％未満か否か、すなわち劣化品か健全品かを推定できることが分かる。なお、規格に従っている場合、呼び径が定められれば、外径、内径、厚さなどが特定される。

【0043】

図６は、ＪＩＳ Ｋ６７７６：２０１６の規格に従った様々な状態の呼び径１００ｍｍの耐熱性硬質塩化ビニル製の直管（旭有機材株式会社製、管種：ＨＴ１００Ａ）を試験体とし、各試験体に対して打撃ハンマ１３による叩打を行ったときに測定した打撃ハンマ１３の加速度ａ（ｔ）から、反発過程における機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸを求める実験を行い、求められた機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの関係を示した相関図である。実験に当たっては、図４及び図５に示されている場合と同様に、各試験体について、伸び率保持率、衝撃強度保持率のような物性保持率を予め測定し、全ての物性保持率が５０％以上のものを健全品、何れか一つの物性保持率が５０％未満のものを劣化品と分類し、図６では、健全品から求められた結果が「○」で、劣化品から求められた結果が「×」で示されている。図６から、例えば、機械インピーダンスＺＲ＝０．７７、劣化指標ＩＮＤＥＸ＝０．６０をそれぞれの閾値とし、診断対象の配管部材Ｐで測定された機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸがそれぞれの閾値を下回るか否かによって、物性保持率が５０％未満か否か、すなわち劣化品か健全品かを推定できることが分かる。

【0044】

図７は、ＪＩＳ Ｋ６７４１：２０１６の規格に従っているが、上述のＶＰ２００Ａとは異なる配合の硬質塩化ビニルから形成された様々な状態の呼び径１５０ｍｍの直管（旭有機材株式会社製、管種：趙純１５０Ａ）を試験体とし、各試験体に対して打撃ハンマ１３による叩打を行ったときに測定した打撃ハンマ１３の加速度ａ（ｔ）から、反発過程における機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸを求める実験を行い、求められた機械インピーダンスＺＲと劣化指標ＩＮＤＥＸの関係を示した相関図である。実験に当たっては、図４及び図５に示されている場合と同様に、各試験体について、伸び率保持率、衝撃強度保持率のような物性保持率を予め測定し、全ての物性保持率が５０％以上のものを健全品、何れか一つの物性保持率が５０％未満のものを劣化品と分類し、図７では、健全品から求められた結果が「○」で、劣化品から求められた結果が「×」で示されている。図７から、例えば、機械インピーダンスＺＲ＝１．０、劣化指標ＩＮＤＥＸ＝０．６５をそれぞれの閾値とし、診断対象の配管部材Ｐで測定された機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸがそれぞれの閾値を下回るか否かによって、物性保持率が５０％未満か否か、すなわち劣化品か健全品を推定できることが分かる。

【0045】

図４～図７に示されている結果から、材質（管種）及び呼び径（外径、内径又は厚さ）ごとに反発過程における機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸについてそれぞれ閾値を予め定めておくことによって、材質（管種）及び呼び径（外径、内径又は厚さ）が特定されれば、診断対象の配管部材Ｐの劣化を推定することができることが分かる。

【0046】

図８及び図９は、異なる呼び径の硬質塩化ビニル製の直管（旭有機材株式会社製、管種ＶＰ）を試験体とし、温度条件を変えながら、各温度条件下で、各試験体に対して打撃ハンマ１３による叩打を行ったときに測定した打撃ハンマ１３の加速度ａ（ｔ）から、反発過程における機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸを求める実験を行い、その実験結果から得られた温度と機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸとの関係を示した相関図である。図８が温度と反発過程における機械インピーダンスＺＲとの相関を示しており、図９が温度と劣化指標ＩＮＤＥＸとの相関を示している。実験では、試験体として、未使用の直管を使用している。図８及び図９では、呼び径２５ｍｍの直管から得られた結果が「○」で、呼び径１００ｍｍの直管から得られた結果が「×」で、呼び径１５０ｍｍの直管から得られた結果が「△」で、呼び径２００ｍｍの直管から得られた結果が「□」で示されている。図８から、管種すなわち材質が特定されていれば、各呼び径の直管について、反発過程における機械インピーダンスＺＲは、温度の上昇に対してほぼ直線的に減少し、温度に関し、負の勾配の一次関数で近似できることが分かる。同様に、図９から、管種すなわち材質が特定されていれば、各呼び径の直管について、劣化指標ＩＮＤＥＸは、温度の上昇に対してほぼ直線的に減少し、温度に関し、負の勾配の一次関数で近似できることが分かる。

【0047】

図１０及び図１１は、同じ呼び径で管種を変えた直管（旭有機材株式会社製、管種ＶＰ、ＨＩ、ＨＴ）を試験体とし、温度条件を変えながら、各温度条件下で、各試験体に対して打撃ハンマ１３による叩打を行ったときに測定した打撃ハンマ１３の加速度ａ（ｔ）から、反発過程における機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸを求める実験を行い、その実験結果から得られた温度と機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸとの関係を示した相関図である。管種ＶＰの材質は硬質ポリ塩化ビニルであり、ＨＩの材質は耐衝撃性硬質ポリ塩化ビニルであり、ＨＴの材質は耐熱性硬質ポリ塩化ビニルである。図１０が温度と反発過程における機械インピーダンスＺＲとの相関を示しており、図１１が温度と劣化指標ＩＮＤＥＸとの相関を示している。実験では、試験体として、未使用の直管を使用している。図１０及び図１１では、呼び径１００ｍｍの硬質ポリ塩化ビニル製の直管から得られた結果が「×」で、呼び径１００ｍｍの耐衝撃性硬質ポリ塩化ビニル製の直管から得られた結果が「△」で、呼び径１００ｍｍの耐熱性硬質ポリ塩化ビニル製の直管から得られた結果が「□」で示されている。図１０から、呼び径が特定されていれば、材質の直管について、反発過程における機械インピーダンスＺＲは、温度の上昇に対してほぼ直線的に減少し、温度に関し、負の勾配の一次関数で近似できることが分かる。同様に、図９から、管種すなわち材質が特定されていれば、各呼び径の直管について、劣化指標ＩＮＤＥＸは、温度の上昇に対してほぼ直線的に減少し、温度に関し、負の勾配の一次関数で近似できることが分かる。

【0048】

図８～図１１に示されている結果から、材質（管種）及び呼び径（外径、内径又は厚さ）が特定されれば、材質（管種）及び外径（外径、内径又は厚さ）ごとに反発過程における機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸは、温度に関し、概略、一次関数に従って変化することが分かる。したがって、材質（管種）及び外径（外径、内径又は厚さ）ごとに、温度に関する反発過程における機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸの変化を近似する一次関数を予め求めておいて、測定時の温度に基づいて、測定から得られた反発過程における機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸを温度補正すれば、温度の影響を抑制することが可能になる。上記一次関数から、材質（管種）及び外径（外径、内径又は厚さ）ごとに、反発過程における機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸの閾値を定めるための測定時の温度を基準にした各温度における機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸの補正係数を予め求めておいて、測定時の温度に基づいて、補正係数を用いて、測定から得られた反発過程における機械インピーダンスＺＲ及び劣化指標ＩＮＤＥＸを温度補正するようにしても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。温度補正した機械インピーダンスＺＲ´及び劣化指標ＩＮＤＥＸ´に基づいて、上述の配管部材Ｐの劣化推定方法を行えば、温度の影響を抑えて、より正確に配管部材Ｐの物性保持率の低下すなわち劣化を推定することができる。

【0049】

以上、図示されている実施形態を参照して、本発明による配管部材Ｐの劣化推定方法及び配管部材劣化推定装置を説明したが、本発明は図示されている実施形態に限定されるものではない。例えば、図示されている実施形態の配管部材劣化推定装置１１では、測定解析装置１５に表示部１５ｅが備えられており、劣化に関する推定結果が表示部１５ｅに表示されるようになっているが、測定解析装置１５が警報部を備え、劣化と推定されたときに警報部から警報音を発するようにすることも可能である。また、図示される配管部材劣化推定装置１１では、打撃ハンマ１３と測定解析装置１５が別体として構成されているが、測定解析装置１５を打撃ハンマ１３と一体的に形成してもよい。

【符号の説明】

【0050】

１１ 配管部材劣化推定装置
１３ 打撃ハンマ
１３ａ 打撃部
１３ｂ 把持部
１５ 測定解析装置
１５ａ 測定値記憶部
１５ｂ 閾値記憶部
１５ｃ 補正データ記憶部
１５ｄ 劣化推定部
１５ｅ 表示部
１７ 加速度センサ
１９ ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】