JP2000121611A

JP2000121611A - 腐食損傷検出装置

Info

Publication number: JP2000121611A
Application number: JP10292278A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Hashimoto; 義之橋本; Yoshihide Ishikawa; 喜秀石川; Naoki Watase; 直樹渡瀬
Original assignee: Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】バーレルケーシング等のケーシング本体を吊
り上げることやケーシングの水を抜くこと等の付帯工事
を伴わず、ケーシング表面の状態が悪い場合やケーシン
グ外周部にスペースがなくてもケーシング表面の腐食損
傷や劣化状態を容易に検出できる腐食損傷検出装置を提
供する。【解決手段】ケーシング外面の腐食損傷を検出する腐
食損傷検出装置において、検査する範囲に水が満たされ
たケーシングの上方よりケーシング縦内側面に台車を昇
降および停止可能に吊下げ、該台車には該ケーシング縦
内側面に該台車を密着走行させる手段と、該ケーシング
縦内側面に対し任意の距離を持って超音波を発し、その
反射波を受ける探触子を設け、該ケーシング内に満たさ
れた水を介して該探触子が得た該ケーシング縦内側面の
任意の位置における反射波から該ケーシングの外側面に
おける腐食損傷程度を判定する手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシング外面の
腐食損傷を検出する腐食損傷検出装置に係り、特に発電
プラントの補機である復水ポンプやドレンポンプのバー
レルケーシングなどの外面の腐食検出損傷を検出し評価
できる腐食損傷検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントに納入されている経年した
復水用やドレン用のバーレル型縦軸多段ポンプのバーレ
ルケーシングは、径で１〜２ｍ、深さで２〜６ｍのもの
で、基礎コンクリート内に埋設されており、基礎コンク
リートの劣化に伴い、海水や汚水が基礎コンクリート内
に浸透し、バーレルケーシングと基礎コンクリート間の
隙間にこれらの水が溜り、没水部のバーレルケーシング
外面が腐食浸食され、後に貫通し、ポンプ性能低下や復
水器の真空度低下に至ることがある。

【０００３】このような場合に備えて、機械構造物とし
て定期的な検査(不具合兆候の早期発見)を実施しない場
合、発電プラントの機能停止等によって電力の安定供給
に支障が生じる。そのため、バーレルケーシングの腐食
損傷の度合を定期的かつ定量的に把握するために検査を
行うことが要求されている。

【０００４】一般的な検査手段としては、バーレルケー
シング内の使用水を抜いた状態でバーレルケーシング本
体を吊り上げ、外面の目視観察で腐食状況の確認を行う
手段や、染色液を被検査物であるバーレルケーシングの
内表面に吹き付け、その表面を拭き取ると、バーレルケ
ーシングに貫通孔が生じている場合には、孔部分に染み
込んだ染色液を確認できることにより、貫通孔等の損傷
を認識する染色探傷法(ＰＴ)を行う手段(以下、第一の
従来技術という)や、接触型の探触子と計測器からなる
超音波厚さ計を用いて、厚さ見本(試験片)との比較から
その被検査物の肉厚量を計測する肉厚測定手段（以下、
第二の従来技術という）や、機械構造物の腐食損傷や劣
化状態を機械構造物の外部表面より超音波パルスを入射
し、その多次反射エコーのピーク減衰率を測定すること
により検出する、特開昭６３−２５０５６２号公報や特
開平２−２３１５６２公報に記載されている手段（以
下、第三の従来技術という）などがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第一の
従来技術では作業に大きな付帯工事を伴い、更に検査者
の目で腐食損傷の状態を確認することになり、腐食損傷
の有無のみならず、その程度を正確に判定することが難
しいという問題がある。

【０００６】また、第二の従来技術では、バーレルケー
シング表面の凹凸が大きかったり、曲率半径が小さかっ
た場合は接触型探触子を表面に十分に接触できず、測定
誤差が生じたり、超小型の特殊な探触子が必要となる。

【０００７】さらに、第三の従来技術では、被検出物の
外側に測定のためのスペースがなければ、検出不可能と
なる。

【０００８】それゆえ、本発明の目的は、バーレルケー
シング等のケーシング本体を吊り上げることやケーシン
グの水を抜くこと等の付帯工事を伴わず、ケーシング表
面の状態が悪い場合やケーシング外側に測定のスペース
がなくてもケーシング表面の腐食損傷や劣化状態を容易
に検出できる、腐食損傷検出装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、ケーシング外面の腐食損傷を検出する腐食
損傷検出装置において、検査する範囲に水が満たされる
前記ケーシングの上方より該ケーシングの縦内側面に昇
降および停止可能に吊下げられた台車と、該台車に設け
られ該ケーシング縦内側面に該台車を密着走行させる走
行手段及び該ケーシング縦内側面に対し任意の距離を持
って超音波を発しその反射波を受ける探触子と、該ケー
シング内に満たされた水を介して該探触子が得る該ケー
シング縦内側面の任意の位置における反射波から該ケー
シングの外側面における腐食損傷程度を判定する判定手
段とを設けたことにある。

【００１０】本発明の他の特徴は、前記台車が前記探触
子の向きをケーシング内底面に変更る向き変更手段を有
することにある。

【００１１】本発明の他の特徴は、前記走行手段が磁石
であり、該磁石は前記ケーシング縦内側面との距離を調
整し得る調整手段を有することにある。

【００１２】本発明によれば、ケーシング内に満たされ
た水を介して該探触子が得た該ケーシング縦内側面の任
意の位置における反射波から該ケーシングの外側面にお
ける腐食損傷程度を判定するため、バーレルケーシング
等のケーシング本体を吊り上げることやケーシングの水
を抜くこと等の付帯工事を伴わず、ケーシング表面の状
態が悪い場合やケーシング外周部にスペースがなくても
ケーシング表面の腐食損傷や劣化状態を容易に検出でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図６に基づき説明する。図１に示すように、１はワ
イヤロープ、２は固定ベース、３はモータ、４はエンコ
ーダ、５はモータコントローラ、６は回転ドラム、７は
走査用台車、８は永久磁石、９は探触子、１０は超音波
探傷器、１１はコンピュータ本体、１２は表示器、１３
は記憶装置、１４は入力装置、１５はバーレルケーシン
グである。同図において、内面に水が浸された円筒形の
バーレルケーシング１５の内面を走行する走査用台車７
の幅方向両側には走行用の車輪７ａ、前部にはバーレル
ケーシング１５の肉厚を測定するための超音波探傷器１
０の探触子９、走査用台車７の中央部にはバーレルケー
シング１５の内面と探触子９の距離を磁力により一定に
保持するための永久磁石８が設けられている。

【００１４】磁力強度の調整は、図２に示すように、調
整ツマミ７ｂを回転させて永久磁石８とバーレルケーシ
ング１５内面との距離Ｈを調整することにより行われ
る。

【００１５】走査用台車７の後部にはワイヤロープ１の
一端が接続されて、他端は回転ドラム６に接続されてお
り、回転ドラム６には回転ドラム６の駆動源となるモー
タ３とその位置検出を行うエンコーダ４が連結されてい
る。前述したモータ３は取付け位置が調整可能な固定ベ
ース２に取り付けられている。モータ３の位置制御は、
本装置の制御全体を行うコンピュータ本体１１からモー
タコントローラ５を介してモータ３へ設定データが出力
されることにより行われる。

【００１６】コンピュータ本体１１は、腐食損傷検出処
理を実行するためのプログラムや各種のデータ等を保持
するためのメモリ、プログラムを実行するための演算処
理を行うＣＰＵ等を備えている。また、エンコーダ４か
らの位置検出データはコンピュータ本体１１へ入力され
る。コンピュータ本体１１には他に、データの表示等を
行う表示器１２、データの記憶等を行う記憶装置１３、
データの入力等を行う入力装置１４が接続されている。

【００１７】図３に示すように本装置を用いた測定手順
としては、まず、ステップ１（以下ステップはＳと略記
する。）において、本装置の固定ベース２をバーレルケ
ーシング１５のフランジ面に取り付ける。

【００１８】図４に示すように探触子９とバーレルケー
シング１５の内面との距離つまり水距離ＷＰは一般的に
探触子の性能や探傷範囲によって探触子の水中焦点距離
をＦ、探傷範囲（バーレルケーシング肉厚）をＷ、被検
出部の材質の音速をＣｍ、水中音速をＣｗとすると、ＷＰ＝Ｆ−Ｗ(Ｃｍ／Ｃｗ) …（１）で求めることができる。Ｓ２で、測定条件である測定位
置、円周方向測定点数、測定範囲、深さ方向測定点数、
設計（健全部）肉厚、水浸用探触子検出面積、バーレル
ケーシング１５の外表面全面積、バーレルケーシング１
５の材質の音速を入力装置１４からコンピュータ本体１
１に入力する。Ｓ３で自動、手動の走査（運転）条件の
選択を行う。手動運転を選択した場合は、Ｓ４で手動ボ
タン（図示していない）により表示器１２で探触子９の
移動位置を確認しながら、走査用台車７を測定位置まで
移動させ、Ｓ６で探傷（測定）を行う。自動運転を選択
した場合はＳ５で自動運転が行われる。

【００１９】動作としては、まず、入力装置４からコン
ピュータ本体１１へ入力した測定条件を基にして、コン
ピュータ本体１１から測定位置に見合った出力値がモー
タコントローラ５を介してモータ３へ送信される。これ
によりモータ３は必要量回転され、モータ３に連結され
た回転ドラム６が回転することにより、回転ドラム６に
巻かれたワイヤロープ１が繰り出され、あるいは巻取ら
れる。これにより繰り出され、あるいは巻き取られたワ
イヤロープ１に接続された走査用台車７は、車輪７ａに
よりバーレルケーシング１５の内面上を走行し、測定位
置に停止する。

【００２０】Ｓ６で探触子９により測定位置において探
傷が行われると、超音波探傷器１０には図５に示すよう
な探傷波形である表面エコーＥ１が高く表われて、続い
て、底面エコーＢ１、Ｂ２が表われ、さらに２回目の表
面エコーＥ２が表われる。表面エコーＥ１と底面エコー
Ｂ１の時間差をｔ１、被検出物音速をＶとすると肉厚値
Ｗは下式で算出される。Ｗ＝Ｖ・ｔ１／２ …（２）超音波探傷器１０で算出された肉厚値は、コンピュータ
本体１１へ入力される。Ｓ７で測定が完了でなければＳ
８で走査用台車７は次の測定位置に移動され、その位置
においての探傷が行われて前述したように肉厚値が算出
されコンピュータ本体１１に入力されて、バーレルケー
シング深さ方向におけるバーレルケーシング側面の測定
が終了したら、底面の肉厚を測定するために探触子９の
取り付け方向を測定部が底面方向に向くように変える。

【００２１】底面の肉厚を測定後は走査用台車７を上昇
させて、固定ベース２をバーレルケーシング１５のフラ
ンジ面から取り外して、バーレルケーシング１５の円周
方向の位置を変えた次の測定位置に移動して、再び、固
定ベース２をフランジ面に取付けて前述した測定手段に
より測定を行う。Ｓ７で設定された測定位置の測定が全
て完了であればＳ９へ進む。Ｓ９でＳ６で測定し入力さ
れた肉厚値からコンピュータ本体１１により損傷腐食状
況を評価するために解析を行い、Ｓ１０で推定最大浸食
深さを求める。

【００２２】解析にはたとえば極値統計法なる手段を用
いる。この手段は小さな面積における少数測定データか
ら、実際の機械構造物のような大きな面積の中での最大
値を推定する統計的な公知の手法であり、破壊、疲労に
よる材料の破損、誘電体の絶縁破壊、金属の腐食などの
ように変数の最小値または最大値を問題にする現象のモ
デルになり得る。したがって、バーレルケーシングの外
面のように大きな面積の中の腐食損傷状態を短時間で確
認するには、全面の肉厚値を数多く測定するのではなく
部分的な肉厚値を少数測定し最大浸食深さを予測（推
定）するのが良い。

【００２３】Ｓ１０における極値統計法による最大浸食
深さの推定方法は、たとえばバーレルケーシング深さ方
向の測定数をＮとすると設計肉厚から測定により求めた
測定肉厚値を引いた浸食深さＸはＸ_１〜Ｘ_Ｎまで求ま
る。求まった浸食深さＸを最も小さい順に並べ、ｉは小
さい順位に並べた順位とすると、累積確率分布ＦはＦ＝ｉ／（Ｎ＋１） …（３）で求まる。測定範囲面積Ａ、測定面積Ａｓとすると再帰
期間ＭはＭ＝Ａ／Ａｓ …（４）であり、また累積確率分布Ｆと再帰期間ＭはＦ＝１／（１−Ｍ） …（５）の関係にある。

【００２４】ここで図６に示すように横軸を浸食深さ
Ｘ、縦軸左側を累積確率Ｆ、縦軸右側を再帰期間Ｍとし
て、累積確率分布Ｆに対しての浸食深さＸをプロット
し、これらの値を一次直線で近似すると直線Ｌで示され
る。測定時の再帰期間をＭ１とし、その値に相当する浸
食深さＸを求めればそれが推定最大浸食深さＸmaxとな
り、円周方向１点におけるバーレルケーシング深さ方向
の推定最大浸食深さを求めることができる。その後、た
とえばバーレルケーシング円周方向の測定点数が４点と
すると残り円周方向３点におけるバーレルケーシング深
さ方向の測定を行い、前述した極値統計法により円周方
向各々の推定最大浸食深さを求めた後は再度円周方向４
点の中での推定最大浸食深さを求めて、バーレルケーシ
ング外面全面積を除することでバーレルケーシング外面
全体における再帰期間を求めて、それに相当する推定最
大浸食深さを求めることにより、バーレルケーシングの
外面の腐食損傷程度を検出し評価することができる。

【００２５】上記実施形態によれば、外側に腐食損傷を
検出するためのスペースがない、すなわち設置状態が埋
設された状態であるバーレルケーシング１５に水を浸し
た場合でも、走査用台車７に設けられた永久磁石８の磁
力により探触子９とバーレルケーシング１５の内面の距
離を一定に保持し、かつ、探触子９とバーレルケーシン
グ１５の内面における溶接ビード等の突起物の干渉を防
止して、バーレルケーシング１５の肉厚を正確に測定で
き、その肉厚値からたとえば極値統計法なる手段により
測定点数が少なくても推定最大浸食深さを算出でき、そ
の値よりバーレルケーシング１５の外面の腐食損傷程度
を評価することができる。

【００２６】さらに、永久磁石は電磁石でも良い。交流
を流しておけば走行に伴いバーレルケーシング１５に残
留磁気は残らないし、電流量により吸着力を制御でき
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ーレルケーシング等のケーシング本体を吊り上げること
やケーシングの水を抜くこと等の付帯工事を伴わず、ケ
ーシング表面の状態が悪い場合やケーシング外側に測定
のためのスペースがなくてもケーシング表面の腐食損傷
や劣化状態を容易に検出でき、評価できる腐食損傷検出
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明腐食損傷検出装置の一実施形態を示す概
略図である。

【図２】図２は図１で示すイ方向から見た走査用台車７
の構造図である。

【図３】図１に示した腐食損傷検出装置の測定手順を示
すフロー図である。

【図４】探触子とバーレルケーシング内面の位置関係を
示す図である。

【図５】超音波探傷器に表示される探傷波形を示す図で
ある。

【図６】極値統計法により最大浸食深さＸを求めること
を説明するための図である。

【符号の説明】

１…ワイヤロープ２…固定ベース３…モータ４…エンコーダ５…モータコントローラ６…回転ドラム７…走査用台車８…永久磁石９…探触子１０…超音波探傷器１１…コンピュータ本体１２…表示器１３…記憶装置１４…入力装置１５…バーレルケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡瀬直樹茨城県竜ヶ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社開発研究所内Ｆターム(参考） 2G047 AA10 BB06 BC07 BC11 BC18 GA19 GG19 GJ02 GJ06 GJ07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング外面の腐食損傷を検出する腐食
損傷検出装置において、検査する範囲に水が満たされる前記ケーシングの上方よ
り該ケーシングの縦内側面に昇降および停止可能に吊下
げられた台車と、該台車に設けられ該ケーシング縦内側
面に該台車を密着走行させる走行手段及び該ケーシング
縦内側面に対し任意の距離を持って超音波を発しその反
射波を受ける探触子と、該ケーシング内に満たされた水
を介して該探触子が得る該ケーシング縦内側面の任意の
位置における反射波から該ケーシングの外側面における
腐食損傷程度を判定する判定手段とを設けたことを特徴
とする腐食損傷検出装置。
【請求項２】請求項１の腐食損傷検出装置において、前
記台車は前記探触子の向きをケーシング内底面に変更す
る向き変更手段を有することを特徴とする腐食損傷検出
装置。
【請求項３】請求項１の腐食損傷検出装置において、前
記走行手段は磁石であり、該磁石は前記ケーシング縦内
側面との距離を調整し得る調整手段を有することを特徴
とする腐食損傷検出装置。