JP2018151168A - Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、橋、ビルまたはコンクリートポールなどの、鉄筋コンクリート構造物の体内に設けられている鉄筋等の長尺状鋼材の損傷部の有無を検出する非破壊検査方法および非破壊検査装置に関する。 The present invention relates to a nondestructive inspection method and a nondestructive inspection apparatus for detecting the presence or absence of a damaged portion of a long steel material such as a reinforcing bar provided in the body of a reinforced concrete structure such as a bridge, a building, or a concrete pole.
従来から、コンクリート体内に設けられた長尺状鋼材の破断部を検出する非破壊検査方法が知られている。
例えば、特許第3734822号公報(特許文献1)に記載された非破壊検査方法は、永久磁石を、コンクリートに埋設された検査対象の鉄筋等の長尺状鋼材の長手方向に沿って、コンクリートの表面上を移動させることにより長尺状鋼材を磁化させ、その後、コンクリートの表面から漏れる磁束密度を測定し、さらに得られた測定値の微分値を算出して長尺状鋼材の破断の有無を検出するものである。
Conventionally, a non-destructive inspection method for detecting a fracture portion of a long steel material provided in a concrete body is known.
For example, in the non-destructive inspection method described in Japanese Patent No. 3734822 (Patent Document 1), a permanent magnet is placed along the longitudinal direction of a long steel material such as a reinforcing steel bar to be inspected embedded in concrete. The long steel material is magnetized by moving on the surface, then the magnetic flux density leaking from the surface of the concrete is measured, and the differential value of the measured value obtained is calculated to determine whether the long steel material is broken or not. It is to detect.
しかしながら、一般的に、コンクリート体内には、位置や配置方向の異なる多数の長尺状鋼材が埋設されている。そのため、コンクリート体の外側において検査対象鋼材の磁気を磁気センサにより検出すると、検査対象鋼材以外の長尺状鋼材からの磁気も同時に検出される場合が多い。しかし、特許文献1に記載の非破壊検査方法にあっては、このような検査対象鋼材以外から発せられる磁気の影響を除去または低減する手段が設けられていないため、破断部の検出に正確性を欠くおそれがある。
However, in general, a large number of long steel materials with different positions and arrangement directions are embedded in the concrete body. Therefore, when the magnetism of the steel material to be inspected is detected by the magnetic sensor outside the concrete body, the magnetism from the long steel material other than the steel material to be inspected is often detected at the same time. However, in the non-destructive inspection method described in
また、特開2015−42975号公報(特許文献2)には、磁石を長尺状の検査対象鋼材の長手方向に沿って移動させて検査対象鋼材を磁化させる第1着磁工程と、その後コンクリート体表面上の磁束密度を測定する第1磁束密度測定工程と、第1着磁工程とは逆方向に磁石を移動させて前記検査対象鋼材を磁化させる第2着磁工程と、その後コンクリート体表面上の磁束密度を測定する第2磁束密度測定工程と、第1および第2磁束密度測定工程により測定された磁束密度の両方を足し合わせて両磁束密度の和を求め、非検査対象鋼材からの磁束密度を相殺除去する非検査物磁束除去工程と、非検査物磁束除去工程により得られた前記両磁束密度の和に基づいて検査対象鋼材の破断部の有無を検出する破断部検出工程を含む非破壊検査方法が記載されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2015-42975 (Patent Document 2) discloses a first magnetization step in which a magnet is moved along the longitudinal direction of a long steel material to be inspected to magnetize the steel material to be inspected, and then concrete. A first magnetic flux density measuring step for measuring the magnetic flux density on the surface of the body, a second magnetization step for magnetizing the steel to be inspected by moving the magnet in the opposite direction to the first magnetization step, and then the surface of the concrete body The second magnetic flux density measuring step for measuring the upper magnetic flux density and the magnetic flux density measured by the first and second magnetic flux density measuring steps are added together to obtain the sum of both magnetic flux densities. A non-inspection magnetic flux removal step that cancels and removes the magnetic flux density, and a fracture portion detection step that detects the presence or absence of a fracture portion of the steel to be inspected based on the sum of the two magnetic flux densities obtained by the non-inspection magnetic flux removal step. Non-destructive inspection method There has been described.
そして、かかる非破壊検査方法によれば、検査対象の長尺状鋼に交差して配置された、多数の非検査対象の長尺状鋼材からの磁気の影響を低減でき、検査対象鋼材の破断部の有無を正確に検出することができるとされている。
しかしながら、かかる特許文献2に記載の非破壊検査方法は、2度の着磁工程と2度の磁束密度測定工程が必要であるため、検査対象鋼材の破断部の検出作業に手間と時間を要するという問題がある。
And, according to such a non-destructive inspection method, it is possible to reduce the influence of magnetism from a large number of non-inspection-target long steel materials that are arranged so as to cross the inspection-target long steel material, It is said that the presence or absence of a part can be accurately detected.
However, since the nondestructive inspection method described in
そこで、本発明は、検査対象の長尺状鋼材に交差して配置された、多数の非検査対象の長尺状鋼材からの磁気の影響を容易に低減でき、検査対象鋼材が損傷部を有する場合に特徴的に現れる磁束密度の変化の性質を利用することで、損傷部の有無を極めて正確に検出することができる非破壊検査方法および非破壊検査装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention can easily reduce the influence of magnetism from a large number of non-inspection target long steel materials that are arranged to intersect with the long steel material to be inspected, and the inspection target steel material has a damaged portion. It is an object of the present invention to provide a nondestructive inspection method and a nondestructive inspection apparatus capable of detecting the presence or absence of a damaged portion extremely accurately by utilizing the property of change in magnetic flux density that appears characteristically in some cases.
上記課題は以下の手段により解決された。 The above problems have been solved by the following means.
〔1〕 長尺状の検査対象鋼材と、該検査対象鋼材に交差する複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材とが埋設されたコンクリート体の外側から、磁石によって前記検査対象鋼材および前記非検査対象鋼材を磁化させ、その後磁気センサによって前記コンクリート体の外側の磁束密度を測定することで、前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する非破壊検査方法であって、前記磁石の磁化面を、該磁石の両磁極が前記検査対象鋼材の長手方向に沿うように前記コンクリート体の表面に近づけて配置し、次いで該磁石を前記検査対象鋼材の長手方向に沿って移動させることにより前記検査対象鋼材および前記非検査対象鋼材に着磁した後、該磁石を撤去する着磁工程と、前記磁気センサを前記コンクリート体の表面に近づけて配置した後、適宜移動させることにより、または移動させることなく前記検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を測定する磁束密度測定工程と、磁束密度測定工程により測定された磁束密度から、前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、該抽出された磁束密度について前記検査対象鋼材の長手方向に沿った変化量または変化率を算出する演算工程と、演算工程により得られた前記変化量または前記変化率を予め設けられた閾値と比較することで前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する損傷部検出工程とを備えたことを特徴とする非破壊検査方法。 [1] From the outside of a concrete body in which a long steel material to be inspected and a plurality of long non-inspecting steel materials arranged in parallel intersecting the steel material to be inspected are embedded by a magnet. A non-destructive inspection method for detecting the presence or absence of a damaged portion of the inspection target steel material by magnetizing the inspection target steel material and the non-inspection target steel material and then measuring the magnetic flux density outside the concrete body by a magnetic sensor. The magnetized surface of the magnet is arranged close to the surface of the concrete body so that both magnetic poles of the magnet are along the longitudinal direction of the steel material to be inspected, and then the magnet is disposed along the longitudinal direction of the steel material to be inspected. After magnetizing the steel material to be inspected and the steel material not to be inspected by moving, a magnetizing step of removing the magnet, and placing the magnetic sensor close to the surface of the concrete body Then, the plurality of the magnetic flux density measuring step for measuring the magnetic flux density along the longitudinal direction of the steel material to be inspected by appropriately moving or without moving, and the magnetic flux density measured by the magnetic flux density measuring step. A magnetic flux density at a substantially middle point between adjacent ones of the non-inspection target steel materials, and a calculation step of calculating a change amount or a change rate along the longitudinal direction of the inspection target steel materials for the extracted magnetic flux density; A damaged portion detecting step of detecting the presence or absence of a damaged portion of the steel material to be inspected by comparing the amount of change or the rate of change obtained by the calculation step with a predetermined threshold value. Non-destructive inspection method.
ここで、長尺状の鋼材とは、一般的な鉄筋コンクリート構造物に多用される鉄筋である断面形状が円形の丸鋼や表面に突起を設けた異形棒鋼に限らず、断面形状が矩形、その他の多角形の鋼材、H形鋼であってもよい。また、通水や通気等に使用する内部が空洞の鋼管であってもよく、さらに、プレストレスト・コンクリート工法に使用するPC鋼棒、PC鋼線またはPC鋼撚線といったPC鋼材、あるいはこれらを内部に通して使用するシース管やシース管内のPC鋼材であってもよい。 Here, the long steel material is not limited to a round steel bar with a round cross-section, which is a reinforcing bar often used in general reinforced concrete structures, or a deformed steel bar with protrusions on the surface, but a rectangular cross-section shape, etc. It may be a polygonal steel material or an H-shaped steel. Moreover, the inside of the pipe used for water flow or ventilation may be a hollow steel pipe, and further, PC steel material such as PC steel rod, PC steel wire or PC steel twisted wire used for prestressed concrete construction method, or these inside It may be a sheath tube used through a PC steel material in the sheath tube.
また、鋼材の損傷部とは、長尺状の鋼材が完全に破断している部位のほか、例えば、PC鋼線やPC鋼撚線のように多数の鋼線の束からなる鋼材の場合は、多数の鋼線の一部が破断している部位も含まれる。 Moreover, in the case of the steel material which consists of a bundle of many steel wires like the part where the long steel material is completely fractured, for example, a PC steel wire or a PC steel twisted wire, the damaged part of the steel material In addition, a part where a part of many steel wires is broken is also included.
前記〔1〕の発明の着磁工程において長尺状鋼材を磁化させる際に、磁石の磁化面をコンクリート体の表面に近づけて配置するには、磁石の磁化面をコンクリート体の表面付近の所定位置に一時的に近づければよく、必ずしも磁石の磁化面を直接コンクリート体の表面に当接させる必要はなく、静止させる必要もない。 In order to arrange the magnetized surface of the magnet close to the surface of the concrete body when magnetizing the long steel material in the magnetizing step of the invention of [1], the magnetized surface of the magnet is a predetermined part near the surface of the concrete body. It is only necessary to temporarily approach the position, and it is not always necessary to bring the magnetized surface of the magnet into direct contact with the surface of the concrete body, and it is not necessary to make it stationary.
ここで、磁石の磁化面とは、鉄筋に着磁する際にコンクリート体に最も近づける磁石の一面を指す。かかる磁化面は、磁石の両磁極を検査対象鋼材の長手方向に沿わせることができれば良く、その形状は単一の平面に限るものではない。 Here, the magnetized surface of the magnet refers to the one surface of the magnet that is closest to the concrete body when the reinforcing bar is magnetized. Such a magnetized surface is not limited to a single plane as long as both magnetic poles of the magnet can be along the longitudinal direction of the steel material to be inspected.
また、磁束密度測定工程において、磁気センサをコンクリート体の表面に近づけて配置するには、前記の磁石の場合と同様に、磁気センサをコンクリート体の表面付近の所定位置に一時的に近づければよく、直接コンクリート体の表面に当接させる必要はなく、静止させる必要もない。 Also, in the magnetic flux density measurement process, in order to place the magnetic sensor close to the surface of the concrete body, as in the case of the magnet, the magnetic sensor may be temporarily brought close to a predetermined position near the surface of the concrete body. Well, it is not necessary to directly contact the surface of the concrete body, and it does not need to be stationary.
但し、検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を求めるには、検査対象鋼材の損傷部の検査範囲と必要に応じてその周辺範囲まで磁束密度を測定する必要がある。
そのためには、1個または複数個の磁気センサを適宜に移動させつつ磁束密度を測定すればよく、例えば、磁気センサを、検査対象鋼材の長手方向に沿ってコンクリート体の表面付近を移動させながら磁束密度を測定することができる。あるいは、コンクリート体の表面に配置された磁気センサを、コンクリート体表面に近接させたまま、検査対象鋼材の長手方向と直交する方向に往復移動させつつ、少しずつ検査対象鋼材の長手方向にずらすことによって、検査対象鋼材の磁束密度を測定し、この測定結果から検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を算出することもできる。
However, in order to obtain the magnetic flux density along the longitudinal direction of the steel material to be inspected, it is necessary to measure the magnetic flux density to the inspection range of the damaged portion of the steel material to be inspected and, if necessary, the peripheral range.
For that purpose, the magnetic flux density may be measured while appropriately moving one or a plurality of magnetic sensors. For example, while moving the magnetic sensor near the surface of the concrete body along the longitudinal direction of the steel material to be inspected. Magnetic flux density can be measured. Alternatively, the magnetic sensor arranged on the surface of the concrete body is moved back and forth in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the steel material to be inspected while being close to the surface of the concrete body, and gradually shifted in the longitudinal direction of the steel material to be inspected. Thus, the magnetic flux density of the steel material to be inspected can be measured, and the magnetic flux density along the longitudinal direction of the steel material to be inspected can be calculated from the measurement result.
また、例えば、多数個の磁気センサを直線状に連設した長尺状の磁気センサユニットを用いる場合には、この磁気センサユニットを、検査対象鋼材の長手方向に沿うようにコンクリート体の表面に近づけて配置するだけで、その後移動させることなく、検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を測定することができる。 For example, when using a long magnetic sensor unit in which a large number of magnetic sensors are connected in a straight line, the magnetic sensor unit is placed on the surface of the concrete body along the longitudinal direction of the steel material to be inspected. The magnetic flux density along the longitudinal direction of the steel material to be inspected can be measured simply by placing them close to each other and without moving them thereafter.
〔2〕 予め調査して得られた非検査対象鋼材の位置情報に基づいて、前記演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うことを特徴とする請求項1に記載の非破壊検査方法。
[2] Based on the position information of the non-inspection target steel material obtained by investigating in advance, the magnetic flux density is extracted at a substantially intermediate point between adjacent ones of the plurality of non-inspection target steel materials in the calculation step. The nondestructive inspection method according to
ここで、予め調査して得られた非検査対象鋼材の位置情報とは、コンクリート体の表面に対して垂直な方向から見て、複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材が、長尺状の検査対象鋼材と交差している各箇所の位置情報であって、予め、一般的なレーダー式または電磁誘導式などの鉄筋探査機で調査し、あるいは、検査している鉄筋コンクリート構造物の設計図面を調査して得られた位置情報である。 Here, the position information of the non-inspection target steel material obtained by investigating in advance is a plurality of long non-inspection targets arranged substantially in parallel when viewed from the direction perpendicular to the surface of the concrete body. The location information of each part where the steel material intersects with the long steel material to be inspected, which is investigated or inspected in advance by a general radar type or electromagnetic induction type reinforcing bar probe This is position information obtained by examining design drawings of reinforced concrete structures.
〔3〕 前記磁束密度測定工程により測定された磁束密度を、横軸が検査対象鋼材の長手方向位置を示し縦軸が磁束密度を示すグラフに表した場合に現われる局所的な凸形状部の頂点の位置に非検査対象鋼材が存在すると推定して、前記演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うことを特徴とする請求項1に記載の非破壊検査方法。 [3] Local convex shape apex that appears when the magnetic flux density measured by the magnetic flux density measurement step is represented in a graph in which the horizontal axis indicates the longitudinal position of the steel material to be inspected and the vertical axis indicates the magnetic flux density It is estimated that a non-inspection target steel material exists at the position of the magnetic field, and the magnetic flux density is extracted at a substantially middle point between the adjacent non-inspection target steel materials in the calculation step. The nondestructive inspection method according to 1.
図3の曲線S1と図6の曲線D1は、前記磁束密度工程により測定された磁束密度の垂直方向成分を、横軸が検査対象鋼材の長手方向位置を示し縦軸が磁束密度を示すグラフに表した例であり、曲線S1と曲線D1のいずれにも、グラフの下方に向かって多数の局所的な凸形状部が現れている。かかる下向きの凸形状部の頂点(最下点)は、コンクリート体の表面に対して垂直な方向から見て、複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材が、長尺状の検査対象鋼材と交差している各箇所に現われることが解っている。そのため、かかる凸形状部の頂点(最下点)の位置に非検査対象鋼材が存在すると推定することができる。 A curve S1 in FIG. 3 and a curve D1 in FIG. 6 are graphs showing the vertical direction component of the magnetic flux density measured by the magnetic flux density process, the horizontal axis showing the longitudinal position of the steel material to be inspected, and the vertical axis showing the magnetic flux density. In this example, both the curved line S1 and the curved line D1 have a large number of local convex portions toward the bottom of the graph. The apex (lowermost point) of the downward convex portion is a plurality of long, non-inspected steel materials arranged in parallel when viewed from the direction perpendicular to the surface of the concrete body. It is known that it appears at each location that intersects the steel material to be inspected. Therefore, it can be estimated that the non-inspection target steel material exists at the position of the apex (lowermost point) of the convex portion.
〔4〕 長尺状の検査対象鋼材と、該検査対象鋼材に交差する複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材とが埋設されたコンクリート体の外側から、磁石によって前記検査対象鉄筋および前記非検査対象鋼材を磁化させ、その後磁気センサによって前記コンクリート体の外側の磁束密度を測定することで、前記検査対象鉄筋の損傷部の有無を検出する非破壊検査装置であって、両磁極が前記検査対象鉄筋の長手方向に沿うようにして、磁化面を前記コンクリート体の表面に近づけて配置し、前記検査対象鉄筋の長手方向に沿って移動させることで、前記検査対象鉄筋および前記非検査対象鋼材を磁化させる磁石と、前記コンクリート体の表面に近づけて配置して、適宜移動させることにより、または移動させることなく前記コンクリート体の表面上における前記検査対象鉄筋の長手方向に沿った磁束密度を測定する磁気センサと、前記磁気センサにより測定された磁束密度から、予め設定された前記複数本の非検査対象鋼材の位置情報に基づいて、各非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、該抽出された磁束密度について前記検査対象鋼材の長手方向に沿った変化量または変化率を算出する演算手段と、
演算手段により得られた前記変化量または前記変化率を予め設定された閾値と比較することで前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する損傷部検出手段とを備えたことを特徴とする非破壊検査装置。
[4] From the outside of the concrete body in which a long steel material to be inspected and a plurality of substantially non-inspecting steel materials arranged in parallel intersecting the steel material to be inspected are embedded by a magnet. A non-destructive inspection device that detects the presence or absence of a damaged portion of the inspection target reinforcing bar by magnetizing the inspection target reinforcing bar and the non-inspecting target steel, and then measuring the magnetic flux density outside the concrete body by a magnetic sensor. The magnetic poles are arranged close to the surface of the concrete body so that both magnetic poles are along the longitudinal direction of the inspection object rebar, and are moved along the longitudinal direction of the inspection object rebar, so that the inspection object rebar is moved. And a magnet for magnetizing the non-inspection target steel material, and the concrete member disposed close to the surface of the concrete body and moved appropriately or without moving. A magnetic sensor for measuring the magnetic flux density along the longitudinal direction of the inspection target reinforcing bar on the surface of the steel body, and a plurality of non-inspection target steel materials set in advance from the magnetic flux density measured by the magnetic sensor. Based on the position information, the magnetic flux density at a substantially intermediate point between adjacent ones of each non-inspection steel material is extracted, and the amount of change or rate of change along the longitudinal direction of the inspected steel material for the extracted magnetic flux density Computing means for calculating
And a damaged portion detecting means for detecting the presence or absence of a damaged portion of the steel material to be inspected by comparing the amount of change or the change rate obtained by the calculating means with a preset threshold value. Destructive inspection equipment.
ここで、予め調査して得られた非検査対象鋼材の位置情報とは、上述のとおり、コンクリート体の表面に対して垂直な方向から見て、複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材が、長尺状の検査対象鋼材と交差している各箇所の位置情報であって、予め、一般的な鉄筋探査機で調査したり、鉄筋コンクリート構造物の設計図面を調査したりして得られた位置情報である。 Here, the position information of the non-inspection target steel material obtained by investigating in advance is, as described above, a plurality of elongated shapes arranged substantially in parallel when viewed from the direction perpendicular to the surface of the concrete body. The non-inspected steel material is the location information of each part intersecting with the long inspected steel material, and it is investigated in advance with a general rebar probe or the design drawing of the reinforced concrete structure It is the positional information obtained by doing.
前記〔1〕の発明にかかる非破壊検査方法によれば、その演算工程において、磁束密度測定工程により測定された磁束密度から、複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出することにより、結果として、非検査対象鋼材が存在することで生ずる磁束密度の局所的な大きな変化部分を除くことができる。したがって、検査対象鋼材から生ずる磁束の磁束密度の変化状態を正確に判別することが可能になり、損傷部の有無の検出を高い精度で行うことができる。 According to the nondestructive inspection method according to the invention of [1], in the calculation process, from the magnetic flux density measured by the magnetic flux density measurement process, a substantially intermediate point between adjacent ones of the plurality of non-inspection steel materials. As a result, it is possible to remove a locally large change portion of the magnetic flux density caused by the presence of the non-inspection target steel material. Therefore, it becomes possible to accurately determine the change state of the magnetic flux density of the magnetic flux generated from the steel material to be inspected, and the presence / absence of the damaged portion can be detected with high accuracy.
また、前記〔2〕の発明にかかる非破壊検査方法によれば、予め調査して得られた非検査対象鋼材の位置情報に基づいて、演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うので、非検査対象鋼材が存在することで生ずる磁束密度の局所的な大きな変化部分を確実に除くことができる。
したがって、複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を、例えば、CPUによるデータ処理等によって自動的かつ確実に行うことができる。
Moreover, according to the nondestructive inspection method according to the invention of [2], each of the plurality of non-inspection target steel materials in the calculation step is adjacent to each other on the basis of the positional information of the non-inspection target steel materials obtained in advance by investigation. Since the magnetic flux density is extracted at a substantially middle point between the matching pieces, a locally large change portion of the magnetic flux density caused by the presence of the non-inspection steel material can be surely removed.
Therefore, the magnetic flux density can be automatically and reliably extracted at a substantially intermediate point between adjacent ones of the plurality of non-inspection steel materials by, for example, data processing by the CPU.
また、前記〔3〕の発明にかかる非破壊検査方法によれば、磁束密度測定工程により測定された磁束密度を、横軸が検査対象鋼材の長手方向位置を示し縦軸が磁束密度を示すグラフに表した場合に現われる局所的な凸形状部の頂点の位置に非検査対象鋼材が存在すると推定して、演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うので、非検査対象鋼材の位置情報を別途に調査する必要がなく便宜である。 Further, according to the nondestructive inspection method according to the invention of [3], the magnetic flux density measured by the magnetic flux density measurement process is shown, the horizontal axis indicates the longitudinal position of the steel material to be inspected, and the vertical axis indicates the magnetic flux density. It is estimated that there is a non-inspection target steel material at the position of the apex of the local convex shape portion that appears in the case of, and at a substantially intermediate point between each of the plurality of non-inspection target steel materials in the calculation process Since the magnetic flux density is extracted, there is no need to separately investigate the position information of the non-inspected steel material, which is convenient.
さらに、前記〔4〕の発明にかかる非破壊検査装置によれば、前記〔2〕の発明にかかる非破壊検査方法を、自動的かつ確実に実施することができ、極めて正確に損傷部の有無を検出することが可能である。 Further, according to the nondestructive inspection apparatus according to the invention of [4], the nondestructive inspection method according to the invention of [2] can be automatically and reliably carried out, and the presence or absence of a damaged portion is very accurately detected. Can be detected.
以下、本願発明にかかる非破壊検査方法および非破壊検査装置の実施形態を説明する。 Embodiments of a nondestructive inspection method and a nondestructive inspection apparatus according to the present invention will be described below.
A:本発明の非破壊検査方法の原理
A−a:検査対象鉄筋および交差鉄筋
図1および図2は、破断部がない検査対象鉄筋2が埋設されたコンクリート体1のX方向断面を示している。また、図3および図4は、破断部Hのある検査対象鉄筋2(2N、2P)が埋設されたコンクリート体1のX方向断面を示している。
これらの図において、コンクリート体1内には検査対象鉄筋2と、この検査対象鉄筋2に対して略直交するように交差して配置された非検査対象物である交差鉄筋3が埋設されている。
A: Principle of the nondestructive inspection method of the present invention
Aa: Inspected reinforcing bar and crossed reinforcing bar FIGS. 1 and 2 show a cross section in the X direction of the
In these drawings, in a
A−b:検査対象鉄筋に破断部がない場合
検査対象鉄筋2に破断部がない場合について説明する。
図1に示すように、磁石5を、その両磁極を検査対象鉄筋2の長手方向に沿わせ、N極が図左側にS極が図右側になるように、コンクリート体1の表面1Aに磁石5の磁化面5Aを近接させて配置すると、磁石5からの磁力線51の影響で、検査対象鉄筋2はその図左側がS極に、図右側がN極に磁化されるため、検査対象鉄筋2の内部にはX方向を向いた磁束2Aが生ずる。
また、図左側の交差鉄筋3Lの磁石5に近い部分は、磁力線51の影響でS極に磁化されるため、コンクリート体表面1A上にはZ方向を向いた磁束3LAが生じ、図右側の交差鉄筋3Rの磁石5に近い部分はN極に磁化されるため、コンクリート体1A上には−Z方向を向いた磁束3RAが生ずる。
Ab: When the inspection target reinforcing bar does not have a broken portion The case where the inspection
As shown in FIG. 1, a
Further, the portion near the
ここで、磁石5を配置する位置は、検査対象である検査対象鉄筋2を十分に磁化させるために、磁石5の磁化面5Aと検査対象鉄筋2との離隔距離が最短となる位置が好ましく、図1のような例であれば、磁石5を、コンクリート体1の表面1Aにおける検査対象鉄筋2の真上位置(すなわち、磁石5のY方向における位置と検査対象鉄筋2のY方向における位置とが同じ場合)に配置することが好ましい。
但し、磁石5と検査対象鉄筋2との距離が近過ぎると、検査の障害となる余分な磁気が生ずる場合があるため、そのような恐れがあれば、磁石5をコンクリート体表面1Aから少し上方に離した位置に配置すればよい。
また、配置する磁石5の両磁極の向きは、本実施形態とは逆にS極を図左側としN極を図右側としてもよい。
Here, the position where the
However, if the distance between the
Further, the orientations of the two magnetic poles of the
本実施形態における磁石5は、Nd系のような希土類金属からなる直方体形状(長さ100mm、幅100mm、高さ60mm)の永久磁石であるが、これに限られず、例えば永久磁石ではなく電磁石であってもよく、形状は直方体に限られず、コ字形またはU字形などであってもよい。また、磁石5は、そのまま剥き出しの状態でもよいが、コンクリート体の表面に近づけたまま移動させ易くするための機能を有するケース等に収容し、または複数の磁石を組み合わせるなど、ユニット化したものであってもよい。
The
次に、図2に示すように、コンクリート体表面1A上における検査対象鉄筋2の略真上に配置した磁石5を、検査対象鉄筋2の長手方向に沿ったX方向側に移動させることにより着磁を行う。なお、図2は、コンクリート体1の、検査対象鉄筋2の長手方向であるX方向断面を示している。
このとき、検査対象鉄筋2は磁化されて、その内部にX方向の磁束2Aが生ずる。また、交差鉄筋3のうち、磁石5が移動した軌道の真下に位置する部分は、その近傍を最後に通過した磁石5のN極の影響を受けてS極に磁化される。したがって、かかる交差鉄筋3のS極に磁化された部分(交差鉄筋3のうち検査対象鉄筋2の真上に位置する部分)の上方のコンクリート体表面1A上には、磁束密度が比較的大きなZ方向の磁束3Aが生ずる。
Next, as shown in FIG. 2, the
At this time, the reinforcing
なお、図2では本発明を理解し易くするために、磁束3Aと交差鉄筋3とが重なり合うように表してあるが、正確には磁束3Aは、例えば図1に示す磁束3LAのように、コンクリート体表面1A上に生ずるZ方向の磁束である。
同様に、図4および図20においても、交差鉄筋3と重なり合うように表された磁束3Aは、正確には交差鉄筋3の上方のコンクリート体表面1A上に生ずる磁束である。
なお、各磁束を表す矢印の向きは、各磁束の向きを示している。
In FIG. 2, in order to facilitate understanding of the present invention, the
Similarly, in FIG. 4 and FIG. 20, the
In addition, the direction of the arrow showing each magnetic flux has shown the direction of each magnetic flux.
ここで、磁石5を移動させる軌道は、必ずしも検査対象鉄筋2の直上である必要はない。また、「鉄筋の長手方向に沿う」との記載も同様に、必ずしも鉄筋の真上に沿うべきことを意味するものではない。しかし、検査対象物の検査対象鉄筋2を十分に磁化させるためには、磁石5と検査対象鉄筋2との離隔距離が最短となる移動軌道であることが望ましく、図2の例であれば、磁石5の磁化面5Aをコンクリート体表面1Aに近接させて、検査対象鉄筋2の真上をその長手方向に沿って移動させることが望ましい。
Here, the trajectory for moving the
破断部がない検査対象鉄筋2と7本の交差鉄筋3が埋設されたコンクリート体1において、図2のように、検査対象鉄筋2の長手方向に沿ったコンクリート体表面1A上において、N極を図左側にS極を図右側にした磁石5を、X方向に移動させて着磁を行って鉄筋2および交差鉄筋3を磁化させた場合に、磁気センサを用いてコンクリート体表面1A上における検査対象鉄筋2の真上の長手方向に沿った磁束密度の垂直成分(Z方向または−Z方向の成分)を測定すると、図3の曲線S1が得られる。
かかる曲線S1は、着磁後における検査対象鉄筋2の真上の長手方向に沿ったコンクリート体表面1A上における磁束密度の垂直成分のX方向位置に応じた変化を表している。
In the
Such a curve S1 represents a change according to the X-direction position of the vertical component of the magnetic flux density on the
なお、図3のグラフの横軸は、コンクリート体表面1A上におけるX方向の位置(単位:mm)を表しており、縦軸は、かかる位置における磁束密度の垂直成分(単位:μT)を表している。
The horizontal axis of the graph in FIG. 3 represents the position in the X direction (unit: mm) on the
図3のグラフ横軸の−750mm、−500mm、−250mm、0mm、250mm、500mm、750mmの各位置に、1本ずつ計7本の交差鉄筋3が埋設されているため、その各位置において、曲線S1には下向きの凸形状部の頂点(最下点)が現われている。
Since a total of seven
なお、この図3の例では、検査対象鉄筋2は直径16mmの鉄筋(異形棒鋼)であり、コンクリートのかぶり厚は100mmである。また、交差鉄筋3は、検査対象鉄筋2と略直交するように埋設された直径13mmの鉄筋(異形棒鋼)であり、コンクリートのかぶり厚は62mmである。また、コンクリートのかぶり厚とは、コンクリート体の表面から埋設された鉄筋の表面までの最短距離である。
In the example of FIG. 3, the
次に、上記の方法によって測定された磁束密度から、前記7本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出する。つまり、−750mmと−500mmの中間点である−625mm、−500mmと−250mmの中間点である−375mm、−250と0mmの中間点である−125、0mmと250mmの中間点である125mm、250mmと500mmの中間点である375mm、500mmと750mmの中間点である625mmの各位置における磁束密度(垂直成分)を抽出する。
図3のグラフの曲線S2は、上記の各中間点における磁束密度(垂直成分)を直線で繋いだものである。かかる曲線S2は、曲線S1に比べて大きな凸形状部がなく、緩やかな右上がりの形状を示している。
Next, from the magnetic flux density measured by the above method, the magnetic flux density at a substantially intermediate point between the seven non-inspection steel materials adjacent to each other is extracted. That is, -625 mm which is an intermediate point between -750 mm and -500 mm, -375 mm which is an intermediate point between -500 mm and -250 mm, -125 which is an intermediate point between -250 and 0 mm, 125 mm which is an intermediate point between 0 mm and 250 mm, The magnetic flux density (vertical component) is extracted at each position of 375 mm, which is an intermediate point between 250 mm and 500 mm, and 625 mm, which is an intermediate point between 500 mm and 750 mm.
A curve S2 in the graph of FIG. 3 is obtained by connecting the magnetic flux densities (vertical components) at the respective intermediate points with straight lines. The curve S2 does not have a large convex portion as compared with the curve S1, and shows a gentle upward shape.
A−c:主鉄筋に破断部がある場合
次に、検査対象鉄筋2に破断部がある場合について説明する。
図4は、検査対象鉄筋2に破断部Hがある場合のコンクリート体1のX方向断面を示している。
Ac: When the main reinforcing bar has a broken part Next, a case where the inspection
FIG. 4 shows a cross section in the X direction of the
まず、図4のように、検査対象鉄筋2(2Nおよび2P)の長手方向に沿ったコンクリート体表面1A上において、N極を図左側にS極を図右側にした磁石5を、検査対象鉄筋2Nの略真上位置に配置した後、X方向に移動させて着磁を行い、検査対象鉄筋2Nおよび2Pと、交差鉄筋3を磁化させる。すると、検査対象鉄筋2の破断部H以外の箇所は磁化されるが、破断部Hは磁化されず、破断部Hを原点位置として、X方向負側に位置する検査対象鉄筋2Nの内部には、X方向の磁束2ANが発生し、X方向正側に位置する検査対象鉄筋2Pの内部には、同じくX方向の磁束2APが発生する。
また、交差鉄筋3のうち、磁石5が移動した軌道の真下に位置する部分は、その近傍を最後に通過した磁石5のN極の影響を受けてS極に磁化される。したがって、かかる交差鉄筋3のS極に磁化された部分(交差鉄筋3のうち検査対象鉄筋2の真上に位置する部分)の上方のコンクリート体表面1A上には、Z方向の磁束3Aが生ずる。
First, as shown in FIG. 4, on the
Further, a portion of the
なお、図4では本願発明を理解し易くするために、磁束3Aと交差鉄筋3とが重なり合うように表してあるが、正確には磁束3Aはコンクリート体表面1A上に生ずるZ方向の磁束である。
In FIG. 4, in order to facilitate understanding of the present invention, the
図5は、着磁後の検査対象鉄筋2N及び2Pから生じる磁力線の状態を示している。磁力線61は検査対象鉄筋2Nから生じたものであり、磁力線62は検査対象鉄筋2Pから生じたものである。
この場合、検査対象鉄筋2Nの左端上方のコンクリート体表面1A上には、Z方向の磁束6N1が生じる一方、検査対象鉄筋2Nの右端上方では、6N1とは逆向きの磁束6N2が生じる。また、検査対象鉄筋2Pの左端上方では、Z方向の磁束6P1が生じる一方、検査対象鉄筋2Pの右端上方では、6P1とは逆向きの磁束6P2が生じる。
そのため、検査対象鉄筋2N上方におけるコンクリート体表面1A上での磁束密度の垂直成分には、破断部Hから離れた、磁石5の移動範囲の端部付近では6N1のようなZ方向の磁束の影響が強く現れ、破断部Hに近い位置では6N2のような−Z方向の磁束の影響が強く現れる。同様に、検査対象鉄筋2P上方におけるコンクリート体表面1A上での磁束密度の垂直成分は、破断部Hから離れた、磁石5の移動範囲の端部付近では6P2のような−Z方向の磁束の影響が強く現れ、破断部Hに近い位置では6P1のようなZ方向の磁束の影響が強く現れる。
FIG. 5 shows the state of the lines of magnetic force generated from the
In this case, a magnetic flux 6N1 in the Z direction is generated on the
Therefore, the vertical component of the magnetic flux density on the
したがって、検査対象鉄筋2Nおよび2Pを含む検査対象鉄筋2全体に沿ったコンクリート体表面1A上での磁束密度の垂直成分を測定すると、図6のグラフに示すように、破断部Hの位置(グラフ横軸の0mm位置)の左右において、磁束密度の変化による上向きの凸形状部と下向きの凸形状部を有する曲線が得られる。また、これら2つの凸形状部を結ぶ線分の傾きは非常に急峻である。すなわち、破断部Hの位置付近では、上向きの凸形状部から下向きの凸形状部にかけて現れる略S字形の大きな磁束密度の変化が生じる。
このように、検査対象鉄筋2に破断部Hがあると、コンクリート体表面1A上での磁束密度の垂直成分が急激に変化するため、この特徴的な急激変化を検出することにより、破断部Hの有無を判断することができる。
Therefore, when the vertical component of the magnetic flux density on the
As described above, when the inspection
この図6の例は、グラフ横軸の0mm位置において検査対象鉄筋2に破断部Hがあること以外は図3の例と同条件である。すなわち、検査対象鉄筋2は直径16mmの鉄筋(異形棒鋼)で、そのコンクリートのかぶり厚は100mmであり、交差鉄筋3は直径13mmの鉄筋(異形棒鋼)で、そのコンクリートのかぶり厚は62mmである。また交差鉄筋3は、グラフ横軸の−750mm、−500mm、−250mm、0mm、250mm、500mm、750mmの各位置に、1本ずつ計7本が検査対象鉄筋2と略直交するように埋設されている。
The example of FIG. 6 is the same as the example of FIG. 3 except that the inspection
図6の曲線D1は、図4のように、検査対象鉄筋2(2Nおよび2P)の略真上の長手方向に沿ったコンクリート体表面1A上において、N極を図左側にS極を図右側にした磁石5を、X方向に移動させて検査対象鉄筋2および交差鉄筋3を磁化させた場合の、コンクリート体表面1A上における検査対象鉄筋2の真上の長手方向に沿った磁束密度(垂直成分)を示している。
The curve D1 in FIG. 6 shows the N pole on the left side of the figure and the S pole on the right side of the
次に、検査対象鉄筋2の真上の長手方向に沿った磁束密度(垂直成分)から、前記7本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出する。つまり、−750mmと−500mmの中間点である−625mm、−500mmと−250mmの中間点である−375mm、−250と0mmの中間点である−125、0mmと250mmの中間点である125mm、250mmと500mmの中間点である375mm、500mmと750mmの中間点である625mmの各位置における磁束密度(垂直成分)を抽出する。
Next, from the magnetic flux density (vertical component) along the longitudinal direction directly above the
図6のグラフの曲線D2は、上記の各中間点における磁束密度(垂直成分)を直線で繋いだものである。かかる曲線D2は、曲線D1に比べて局所的な凸形状部は少なくなり、グラフ横軸の0mm位置から少し負側に大きな上向きの凸形状部が1つ存在し、横軸の0mm位置から少し正側に大きな下向きの凸形状部が存在するだけである。
このことから、曲線D2の上向きの凸形状部と下向きの凸形状部およびこれらを結ぶ急峻な線分は、検査対象鉄筋2に破断部Hがあることが原因で現われたものであることが分かる。
A curve D2 in the graph of FIG. 6 is obtained by connecting the magnetic flux densities (vertical components) at the respective intermediate points with straight lines. The curve D2 has fewer local convex portions than the curve D1, has one large upward convex portion slightly on the negative side from the 0 mm position on the horizontal axis of the graph, and slightly from the 0 mm position on the horizontal axis. There is only a large downward convex part on the positive side.
From this, it can be seen that the upward convex portion and the downward convex portion of the curve D2 and the steep line segment connecting these appear due to the presence of the fracture portion H in the
B:本発明の非破壊検査方法の実施形態
本発明の非破壊検査方法によって、コンクリート体内の長尺状の非検査対象鋼材の奥側に配置された長尺状鋼材であるPC鋼材を検査対象として、調査を行った結果を図7及び図8に示す。
着磁は、磁石ユニットのS極を図7及び図8のグラフの右側に向けて0〜4600mmの範囲で、整磁を含めて実施した。磁束密度のコンクリート体表面に垂直な成分の測定結果が図7及び図8のグラフの曲線である。また、別途に調査した非検査対象鋼材の位置を、図7及び図8のグラフに多数の縦線として示す。非検査対象鋼材の位置の調査は、一般的な市販の鉄筋探査器(レーダー式や電磁誘導式など)で容易に行うことができる。非検査対象鋼材の位置の調査は、概ね正確な位置がわかれば、設計図面からの情報でもよい。
B: Embodiment of nondestructive inspection method of the present invention By the nondestructive inspection method of the present invention, a PC steel material which is a long steel material arranged on the back side of a long non-inspected steel material in a concrete body is inspected. The results of the investigation are shown in FIGS.
Magnetization was carried out in the range of 0 to 4600 mm with the S pole of the magnet unit facing the right side of the graphs of FIGS. 7 and 8, including magnetizing. The measurement result of the component perpendicular to the concrete body surface of the magnetic flux density is the curve of the graphs of FIGS. Moreover, the position of the non-inspection target steel material investigated separately is shown as many vertical lines in the graph of FIG.7 and FIG.8. The investigation of the position of the non-inspected steel material can be easily performed with a general commercially available reinforcing bar probe (radar type, electromagnetic induction type, etc.). The investigation of the position of the non-inspection target steel material may be information from the design drawing as long as an accurate position is known.
ここで、「PC鋼材」は、PC鋼棒、PC鋼線、PC鋼撚線があり、単数や複数が束になって配置されているものがある。シース(鋼製やポリエチレン製)内に配置されているもの(ポストテンション)もある。また、検査対象鋼材の損傷は、完全な破断のみならず、素線切れや腐食等による著しい断面欠損も含むものとする。 Here, the “PC steel material” includes a PC steel bar, a PC steel wire, and a PC steel stranded wire, and there are those in which one or a plurality are arranged in a bundle. Some (post-tension) are arranged in a sheath (made of steel or polyethylene). In addition, damage to the steel material to be inspected includes not only complete fracture but also severe cross-sectional defects due to wire breakage or corrosion.
図7及び図8において、磁束密度の測定結果には、検査対象鋼材による成分のほかに、表面側で対象鋼材を跨ぐ長尺状の非検査対象鋼材(以下、交差鉄筋という。)の影響成分も含まれている。前者は検査対象鋼材に損傷がなければ、グラフの曲線は、右上がりの滑らかな分布になり、損傷があればその損傷箇所付近で右下がりの分布を示す。後者は非検査対象鋼材と検査対象鋼材とが交差する位置で凸形状(上に凸、あるいは下に凸)の分布を示す。
本発明は、磁束密度の測定結果から、検査対象鋼材の損傷検査の支障となる交差鉄筋の影響成分を除いてデータ処理、判定する手法である。
7 and 8, in the measurement result of the magnetic flux density, in addition to the component due to the steel material to be inspected, the influence component of the long non-inspection steel material (hereinafter referred to as crossed reinforcing bars) straddling the steel material on the surface side. Is also included. In the former case, if the steel material to be inspected is not damaged, the curve of the graph has a smooth distribution that rises to the right, and if there is damage, it shows a distribution that falls to the right near the damaged portion. The latter shows the distribution of convex shape (convex upward or convex downward) at the position where the non-inspection target steel material and the inspection target steel material intersect.
The present invention is a method of data processing and determination from the measurement result of the magnetic flux density, excluding the influence component of the crossed reinforcing bar that hinders the damage inspection of the steel material to be inspected.
(1)交差鉄筋の影響成分を除くデータ処理
交差鉄筋が存在する位置で、凸形状の分布を示すこと、さらに、磁束密度は距離に伴い減衰することから、測定の結果得られた磁束密度分布から、別途に調査した交差鉄筋の位置の中間点のみを抽出し、近似値とする(図9及び図10のグラフの曲線上の黒丸とそれを結んだ線)。かかる中間点は、厳密な中間点でなくてもよく、機械的(自動的)に算出した位置でなくて、グラフの目測から求めた概ね中間的な位置であってもよい。また、磁束密度の測定結果から、明らかなノイズや局所的な変化(数十mmの範囲内の変化)を除いた後、中間点及びその値を抽出することが望ましい。機械的(自動的)に抽出する方法としては、例えば10mmの範囲内に10μTの変化がある箇所を除き、最も中間点に近い測定結果とする。
(1) Data processing excluding influence components of crossed reinforcing bars Since the distribution of convex shape is shown at the position where the crossing reinforcing bars exist, and the magnetic flux density attenuates with distance, the magnetic flux density distribution obtained as a result of the measurement From this, only the middle point of the position of the crossed reinforcing bar separately investigated is extracted and used as an approximate value (black circle on the curve in the graphs of FIGS. 9 and 10 and a line connecting them). Such an intermediate point does not have to be a strict intermediate point, and may not be a mechanically (automatically) calculated position, but may be an approximately intermediate position obtained from a visual measurement of the graph. Further, it is desirable to extract an intermediate point and its value after removing obvious noise and local change (change within a range of several tens of mm) from the measurement result of magnetic flux density. As a method of extracting mechanically (automatically), for example, a measurement result closest to the intermediate point is obtained except a portion where there is a change of 10 μT within a range of 10 mm.
(2)データ処理、判定手法1
磁束密度分布の近似値から、140〜400mm程度の範囲に対する変化量を算出する。例えば、図9及び図10の例では、交差鉄筋位置のピッチ(間隔)が平均190mmであったため、その1区間(190mm)毎および2区間(380mm)毎の変化量を算出する(図11及び図12、図13及び図14)。
(2) Data processing and
From the approximate value of the magnetic flux density distribution, the amount of change for a range of about 140 to 400 mm is calculated. For example, in the example of FIG. 9 and FIG. 10, since the pitch (interval) of the crossed reinforcing bar positions is 190 mm on average, the amount of change for each 1 section (190 mm) and 2 sections (380 mm) is calculated (FIG. 11 and FIG. FIG. 12, FIG. 13 and FIG. 14).
PC鋼材の素線切れの実験結果では、切れた素線の破断の幅が1〜300mmの場合に検査対象鋼材の損傷を示す右下がりの分布の範囲は、約140〜400mmの範囲であった。ここで、変化量は右位置の値から左位置の値を引いたものであるから、検査対象鋼材の損傷を示す右下がりの分布であれば、変化量は負の値を示す。
図11及び図12、図13及び図4に共通の閾値を設け、この閾値以下の場合に、素線切れを疑うものである。
損傷部検出の判断基準の例としては、検査対象のPC鋼材のかぶりが150mmの場合に、−40μT以下で「素線切れの疑いを否定できない」、−80μT以下で「素線切れの可能性あり」、−160μT以下で「破断の可能性あり」とすることができる。
In the experimental result of the strand breakage of the PC steel material, the range of the downward-sloping distribution indicating the damage of the steel material to be inspected when the break width of the broken strand is 1 to 300 mm was in the range of about 140 to 400 mm. . Here, since the amount of change is a value obtained by subtracting the value of the left position from the value of the right position, the amount of change indicates a negative value if the distribution is a downward-sloping distribution indicating damage to the steel material to be inspected.
A common threshold value is provided in FIGS. 11, 12, 13, and 4, and when the threshold value is less than or equal to this threshold value, the strand break is suspected.
As an example of the criteria for determining the damaged part, when the cover of the PC steel material to be inspected is 150 mm, “possibility of wire breakage cannot be denied” at −40 μT or less, “possibility of wire breakage” at −80 μT or less “Yes”, and “−Possible to break” at −160 μT or less.
(3)データ処理、判定手法2、3
同様に、変化率を算出する方法(図15及び図16)、変化率の負値の積分値を算出する方法(図17及び図18)、又は、それらの閾値を設けて判定基準とする方法を採用することができる。なお、積分値は、簡易計算で算出できる近似積分値でもよい。
(3) Data processing and
Similarly, a method of calculating the rate of change (FIGS. 15 and 16), a method of calculating an integral value of the negative value of the rate of change (FIGS. 17 and 18), or a method of providing a threshold value for these criteria Can be adopted. The integral value may be an approximate integral value that can be calculated by simple calculation.
C:非破壊検査装置
図20は、本願発明の非破壊検査装置の概略構成図である。
非破壊検査装置は、その本体20とは別体の磁石であって、両磁極を検査対象鉄筋2の長手方向に沿わせて、磁化面5Aをコンクリート体表面1Aに近づけて配置し、検査対象鉄筋2の長手方向に沿って移動させることで検査対象鉄筋2などを磁化させる磁石5(図2および図4参照)を備える。
C: Nondestructive inspection apparatus FIG. 20 is a schematic configuration diagram of the nondestructive inspection apparatus of the present invention.
The nondestructive inspection apparatus is a magnet separate from the
非破壊検査装置(本体)20は、磁気検出部210を備え、この磁気検出部210には、コンクリート体表面1A上の磁束密度の垂直成分を測定する磁気センサ211が設けられている。磁気センサ211は、高感度のMIセンサ、フラックスゲート型センサ、ホール素子または超伝導量子干渉素子等を好適に使用することができる。
また、磁気検出部210に距離センサ212を組み込むことで、磁気検出部210の移動距離を測定することができるため、磁気検出部210の位置と、その位置における磁束密度を算出することができる。
なお、本願発明に係る非破壊検査装置(本体)20が、高精度の位置決め機構を有する場合には、距離センサ212を備えなくても、磁気検出部210の位置およびその位置における磁束密度を検出することができる。
The nondestructive inspection apparatus (main body) 20 includes a
Further, since the distance traveled by the
When the nondestructive inspection apparatus (main body) 20 according to the present invention has a high-precision positioning mechanism, the position of the
また、非破壊検査装置(本体)20は、磁気センサ211によって測定された磁束密度の垂直成分から、予め設定された複数本の交差鉄筋3(非検査対象鋼材)の位置情報に基づいて、各交差鉄筋3のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、抽出された磁束密度について検査対象鉄筋2の長手方向に沿った変化量又は変化率を算出する演算部220(前記発明〔4〕の演算手段に該当する。)を備える。
Further, the nondestructive inspection device (main body) 20 is configured based on the position information of a plurality of cross reinforcing bars 3 (non-inspection steel materials) set in advance from the vertical component of the magnetic flux density measured by the
さらに、非破壊検査装置(本体)20は、演算部220により得られた磁束密度の変化量又は変化率を予め設定された閾値と比較することで検査対象鉄筋2の損傷部の有無を検出する破断判定部230(前記発明〔4〕の損傷部検出手段に該当する。)を備える。
また、非破壊検査装置(本体)20は、損傷部検出の際に用いられる各種データの保持および読み書きが行われるメモリ250を備えることが好ましい。
Further, the nondestructive inspection apparatus (main body) 20 detects the presence or absence of a damaged portion of the inspection
In addition, the nondestructive inspection device (main body) 20 preferably includes a
さらに、表示部240は、演算部220によって生成された各種のグラフやデータを表示するものである。
なお、上述の非破壊検査装置の実施形態は、磁束密度の垂直成分を算出するものであるが、磁束密度の他の方向成分、例えば水平成分を算出するものであってもよい。
また、本願発明は、上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容されるものである。
Furthermore, the
In addition, although embodiment of the above-mentioned nondestructive inspection apparatus calculates the vertical component of magnetic flux density, you may calculate the other direction component of magnetic flux density, for example, a horizontal component.
Further, the invention of the present application is not limited to the above-described embodiment, and design changes and additions are permitted without departing from the gist of the invention according to each claim of the claims.
本願発明の非破壊検査方法および非破壊検査装置は、橋、ビルまたはコンクリートポールなどの、コンクリート体内に設けられている長尺状鋼材の損傷部の有無を検出する非破壊検査に利用できるものである。 The nondestructive inspection method and nondestructive inspection apparatus of the present invention can be used for nondestructive inspection for detecting the presence or absence of a damaged portion of a long steel material provided in a concrete body such as a bridge, a building, or a concrete pole. is there.
1 コンクリート体
1A コンクリート体表面
2 主鉄筋
2A 磁化された主鉄筋の内部に生じる磁束
3 交差鉄筋
3A 磁化された交差鉄筋から生じる磁束
4A 磁石の移動軌道
5 磁石
5A 磁化面
20 非破壊検査装置(本体)
210 磁気検出部
211 磁気センサ
220 演算部(演算手段)
230 破断判定部(破断判定手段)
240 表示部
250 メモリ
C 両磁極中心線
H 破断部
DESCRIPTION OF
210
230 Break determination unit (break determination means)
240
Claims (4)
前記磁石の磁化面を、該磁石の両磁極が前記検査対象鋼材の長手方向に沿うように前記コンクリート体の表面に近づけて配置し、次いで該磁石を前記検査対象鋼材の長手方向に沿って移動させることにより前記検査対象鋼材および前記非検査対象鋼材に着磁した後、該磁石を撤去する着磁工程と、
前記磁気センサを前記コンクリート体の表面に近づけて配置した後、適宜移動させることにより、または移動させることなく前記検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を測定する磁束密度測定工程と、
磁束密度測定工程により測定された磁束密度から、前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、該抽出された磁束密度について前記検査対象鋼材の長手方向に沿った変化量または変化率を算出する演算工程と、
演算工程により得られた前記変化量または前記変化率を予め設けられた閾値と比較することで前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する損傷部検出工程とを備えたことを特徴とする非破壊検査方法。 From the outside of a concrete body in which a long steel material to be inspected and a plurality of substantially non-inspecting steel materials arranged in parallel intersecting the steel material to be inspected are embedded by a magnet, the steel material to be inspected And non-destructive inspection method for detecting the presence or absence of a damaged portion of the inspection target steel by magnetizing the non-inspection target steel, and then measuring the magnetic flux density outside the concrete body by a magnetic sensor,
The magnetized surface of the magnet is arranged close to the surface of the concrete body so that both magnetic poles of the magnet are along the longitudinal direction of the steel to be inspected, and then the magnet is moved along the longitudinal direction of the steel to be inspected After magnetizing the steel material to be inspected and the non-inspection steel material by allowing the magnet to be removed,
After arranging the magnetic sensor close to the surface of the concrete body, by appropriately moving or measuring the magnetic flux density along the longitudinal direction of the steel material to be inspected without moving, a magnetic flux density measuring step;
From the magnetic flux density measured by the magnetic flux density measuring step, extract the magnetic flux density at a substantially intermediate point between adjacent ones of the plurality of non-inspection steel materials, and the length of the inspected steel material for the extracted magnetic flux density A calculation process for calculating a change amount or a change rate along the direction;
And a damaged portion detecting step of detecting presence or absence of a damaged portion of the steel material to be inspected by comparing the amount of change or the rate of change obtained by the calculation step with a predetermined threshold value. Destructive inspection method.
両磁極が前記検査対象鉄筋の長手方向に沿うようにして、磁化面を前記コンクリート体の表面に近づけて配置し、前記検査対象鉄筋の長手方向に沿って移動させることで、前記検査対象鉄筋および前記非検査対象鋼材を磁化させる磁石と、
前記コンクリート体の表面に近づけて配置して、適宜移動させることにより、または移動させることなく前記コンクリート体の表面上における前記検査対象鉄筋の長手方向に沿った磁束密度を測定する磁気センサと、
前記磁気センサにより測定された磁束密度から、予め設定された前記複数本の非検査対象鋼材の位置情報に基づいて、各非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、該抽出された磁束密度について前記検査対象鋼材の長手方向に沿った変化量または変化率を算出する演算手段と、
演算手段により得られた前記変化量または前記変化率を予め設定された閾値と比較することで前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する損傷部検出手段とを備えたことを特徴とする非破壊検査装置。
From the outside of a concrete body in which a long steel material to be inspected and a plurality of substantially non-inspected steel materials that are arranged in parallel to intersect with the steel material to be inspected are magnetized from the outside of the concrete object. And non-destructive inspection apparatus for detecting the presence or absence of a damaged portion of the inspection target reinforcing bar by magnetizing the non-inspection target steel material and then measuring the magnetic flux density outside the concrete body by a magnetic sensor,
Both magnetic poles are along the longitudinal direction of the inspection object rebar, the magnetized surface is arranged close to the surface of the concrete body, and moved along the longitudinal direction of the inspection object rebar, so that the inspection object rebar and A magnet for magnetizing the non-inspected steel material;
A magnetic sensor for measuring the magnetic flux density along the longitudinal direction of the rebar to be inspected on the surface of the concrete body, without being moved, by being arranged close to the surface of the concrete body, or moving appropriately;
From the magnetic flux density measured by the magnetic sensor, based on the preset position information of the plurality of non-inspection target steel materials, the magnetic flux density at a substantially intermediate point between the adjacent non-inspection target steel materials is extracted. And calculating means for calculating the amount of change or rate of change along the longitudinal direction of the steel material to be inspected for the extracted magnetic flux density,
And a damaged portion detecting means for detecting the presence or absence of a damaged portion of the steel material to be inspected by comparing the amount of change or the change rate obtained by the calculating means with a preset threshold value. Destructive inspection equipment.
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| JP2017045498A JP2018151168A (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device |
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|---|---|---|---|---|
| CN112858462A (en) * | 2021-04-12 | 2021-05-28 | 浙江捷安工程有限公司 | Rapid nondestructive testing method applied to standard reaching of carbon content of steel bar in concrete member |
| CN114113299A (en) * | 2021-09-28 | 2022-03-01 | 南京音飞储存设备(集团)股份有限公司 | Logistics system cargo elevator steel wire rope flaw detection remote maintenance system and maintenance method |
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2017
- 2017-03-09 JP JP2017045498A patent/JP2018151168A/en active Pending
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