JP2001255304A - 埋設塗覆装配管の塗膜損傷位置検出方法 - Google Patents

埋設塗覆装配管の塗膜損傷位置検出方法

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JP2001255304A
JP2001255304A JP2000066275A JP2000066275A JP2001255304A JP 2001255304 A JP2001255304 A JP 2001255304A JP 2000066275 A JP2000066275 A JP 2000066275A JP 2000066275 A JP2000066275 A JP 2000066275A JP 2001255304 A JP2001255304 A JP 2001255304A
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JP
Japan
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magnetic field
coating film
detecting
pipe
voltage
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JP2000066275A
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Inventor
Hisao Hotta
久雄 堀田
Kiichi Suyama
毅一 陶山
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Tokyo Gas Co Ltd
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Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した測定ができ、塗膜損傷個所を確実に
検出することができる埋設配管の塗膜損傷位置検出方法
を提供する。 【解決手段】 埋設鋼管11と接地電極14の間に、交
流電源12から電力増幅器3を介して電圧を印加し、電
流を通じる。この状態で探査機16を、埋設鋼管11の
管軸方向に沿って地表面上を移動させる。探査機16に
は、磁気センサ17が設けられており、地表面付近の磁
界を検出する。その出力は、フィルタ18を介して磁界
検出器19で検出される。埋設鋼管11の塗膜に塗膜損
傷部15がある場合には、印加電圧に応じて塗膜損傷部
15より電流が流入し、その際地中を流れる電流により
地表面近くに磁界を発生させる。この磁界を磁気センサ
17で検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、埋設された塗覆装
配管の塗膜損傷位置を、地上にて非接触で検出する方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、地中に埋設される配管には、腐
食を防止するために塗覆装がその周囲に施されている。
しかしながら、何らかの原因によりこの塗膜が損傷する
と、その損傷部位から腐食が進行し、やがて配管に腐食
孔が生じるようになる。このため、埋設配管の保全上、
塗膜損傷の有無とその位置を早期に発見することが重要
である。
【0003】これに応えるものとして、従来から種々の
塗膜検出方法が提案されている。これらのうち、作業
性、測定精度の面から優れているものとして、電位差法
が周知である。
【0004】図5にこの方法を示す。埋設鋼管1と接地
電極4の間に、交流電源2から電力増幅器3を介して電
圧を印加し、電流を通じる。この状態で探査機6を、埋
設鋼管の管軸方向に沿って地表面上を移動させる。探査
機6には、その前後方向に1対の車輪電極6a、6bが
設けられており、それぞれが接触している地面の電位を
検出する。これらの電位の差は、フィルタ7を介して電
圧検出器8で検出される。
【0005】埋設鋼管1の塗膜に塗膜損傷部5がある場
合には、印加電圧に応じて塗膜損傷部5より電流が流入
し、付近の土壌中に電位勾配を作る。この電位勾配の方
向は、塗膜損傷部5の真上の位置を境にして逆転する。
よって、探査機6を埋設鋼管の管軸方向に沿って走行さ
せ、走行距離を横軸に、車輪電極6a、6bの間の電位
差を縦軸にとってグラフを作ると、塗膜損傷部5の真上
でS字型のカーブを描く。よって、このS字型のカーブ
の中央の位置(ゼロクロス点)を検出することにより、
塗膜損傷部5の位置を地上から非接触で検出することが
できる。
【0006】図6は、この方法による塗膜損傷部の検出
結果を示す図である。図6において横軸は探査機の移動
距離、縦軸は探査機の車輪電極間の電位差である。図6
において、電位差は左半分では正であり、右半分では負
である。これは、左半分の位置と右半分の位置では電位
勾配の方向が逆転していることを示す。そして、前述し
たように、図7におけるS時カーブの中心、即ち電位差
がゼロクロスする位置を、塗膜損傷位置の真上であると
判定することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記周
知の電位差法には、以下のような問題点があった。即
ち、実際の塗膜損傷の検出は探査機をアスファルト上に
走らせて行うため、接地抵抗が大きく、車輪電極間の電
位差として検出される検出信号は微弱なものとならざる
を得ない。一方、地中には迷走電流が流れており、この
ため、土壌が固有電位を有している。これが車輪電極間
の電位差を測定するときのノイズとなる。また、商用周
波数による誘導電流が電位差検出値に重畳され、これも
ノイズとなる。これらのノイズはフィルタ処理によりあ
る程度は除去されるものの、もともとの信号のS/N比
が小さいため、完全に除去することはできない。このた
め、塗膜損傷部を精度良く確実に検知することは困難で
ある。
【0008】このうち、接地抵抗を少なくする方法とし
て、測定個所において車輪電極6a、6b間に水を撒き
ながら測定を行うことが一般に行われている。しかし、
このように散水を行う場合においても、車輪電極6a、
6bの設置具合により信号の出力レベルが変化するた
め、信号の再現性に問題があり、従って、欠陥信号の判
別には熟練が必要であるという問題点がある。
【0009】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、安定した測定ができ、塗膜損傷個所を確実
に検出することができる埋設配管の塗膜損傷位置検出方
法を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、地中に埋設された塗覆装配管と大地と
の間に電圧を印加し、それによって発生する地中電流に
より地上に発生する磁界を、前記塗覆装配管に沿って順
次測定して行き、測定された磁界の変化から埋設塗覆装
配管の塗膜損傷位置を検出することを特徴とする埋設塗
覆装配管の塗膜損傷位置検出方法(請求項1)である。
【0011】本発明においては、地中電流によって発生
する地上の電位勾配を測定する代わりに、地中電流によ
って発生する地表面近くでの磁界を測定している。よっ
て、地上の電位勾配を測定する場合のように、地面と接
触する電極部を必要としないので、これらの接触抵抗に
影響されず安定した測定が可能であり、かつ、散水等の
作業も必要が無い。
【0012】前記課題を解決するための第2の手段は、
前記第1の手段であって、塗覆装配管と大地との間に印
加する電圧が商用電源と周波数の異なる交流であって、
測定された磁界信号のうちから、印加された電圧に同期
した信号のみを有効信号として取り扱うことを特徴とす
るもの(請求項2)である。
【0013】地表面近くの磁界を測定する場合に、地磁
気や建造物等からの磁気の影響が避けられない。また、
地中には直流や商用電源と同じ周波数の迷走電流が流れ
ており、これらにより発生する磁界もノイズの原因とな
る。本手段においては、これらの影響を避けるために、
塗覆装配管と大地との間に商用電源と周波数の異なる電
圧を印加し、印加した電圧に同期した磁界信号のみを有
効信号として取り扱っているので、印加された電圧によ
って発生する磁界の大きさが小さくても、ノイズの影響
を避けて安定した測定が可能となる。印加する電圧の波
形として、ランダム信号や擬似ランダム信号を使用する
とさらに有効である。
【0014】前記課題を解決するための第3の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、磁界を検出す
るセンサを複数有し、それぞれのセンサからの出力を演
算して磁界の変化を求めることを特徴とするもの(請求
項3)である。
【0015】本手段においては、例えば2つのセンサを
使用し、それらを所定距離離して設置し、その出力の差
をとる等の演算を行う。従来技術の説明で述べたよう
に、塗膜損傷部の真上で地表の電位勾配が反転すると言
うことは、地表面近くの磁界の向きも反転することを示
している。
【0016】よって、前記のように、所定距離離して設
置した磁界センサの出力の差をとれば、その出力は塗膜
損傷位置の真上で最大となるので、塗膜損傷位置を正確
に検出することができる。地磁気や建造物からの磁気等
のノイズは、複数のセンサに共通して現れるので、差を
とることによりそれらの影響を除去することができる。
【0017】前記課題を解決するための第4の手段は、
前記第1の手段から第3の手段のいずれかであって、磁
界を検出するセンサが、3軸方向の磁界を検出するもの
であることを特徴とするもの(請求項4)である。
【0018】本手段においては、3軸方向の磁界を検出
することができるので、電圧印加によって発生する地中
電流が複雑な流れをしている場合であっても、それによ
る地表面付近の磁界の変化を確実に検出することがで
き、安定した測定が可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図1は、本発明の1実施の形態を実施
するための装置の構成を示す概要図であり、11は埋設
鋼管、12は交流電源、13は電力増幅器、14は接地
電極、15は埋設鋼管1の塗膜損傷部、16は探査機、
17は磁気センサ、18はフィルタ、19は磁界検出器
である。
【0020】埋設鋼管11と接地電極14の間に、交流
電源12から電力増幅器3を介して電圧を印加し、電流
を通じる。この状態で探査機16を、埋設鋼管11の管
軸方向に沿って地表面上を移動させる。探査機16に
は、磁気センサ17が設けられており、地表面付近の磁
界を検出する。その出力は、フィルタ18を介して磁界
検出器19で検出される。
【0021】埋設鋼管11の塗膜に塗膜損傷部15があ
る場合には、印加電圧に応じて塗膜損傷部15より電流
が流入し、その際地中を流れる電流により地表面近くに
磁界を発生させる。この磁界を磁気センサ17で検出す
る。
【0022】図2に磁界検出器19の出力と、探査機1
6の移動距離の関係の例を示す。塗膜損傷があると、そ
の真上で磁界の方向が反転するので、磁界検出器19の
出力がゼロクロスする位置で塗膜損傷位置を検出するこ
とができる。
【0023】この検出方法において注意しなければなら
ないのは、地磁気や、周りの建造物等から発生する磁気
の影響、及び地中迷走電流や送電線等により発生する磁
界の影響である。地磁気の影響を低減するためには、埋
設鋼管11に印加する電圧を交流にし、磁気センサ17
が検出する磁気のうち交流分のみを取り出せばよい。ま
た、地中迷走電流や送電線等により発生する磁界の影響
を低減するためには、埋設鋼管11に印加する電圧の周
波数を商用周波数と異なるものとし、フィルター18に
より商用周波数を除去するか、印加した電圧と同じ波形
の電圧により同期整流するようにすればよい。特に、印
加する電圧をランダム信号又は擬似ランダム信号とし、
これに同期させて検出した磁界信号を同期整流すること
は、ノイズの除去に効果的である。
【0024】図3に、2つの磁気センサを使用した探査
機16の構成の例を示す。2つの磁気センサ17a、1
7bが設けられ、その出力が差動アンプ20によって引
き算される。2つの磁気センサは、その中央位置が塗膜
損傷部の真上に位置したときに出力の差が大きくなり、
外乱となる磁界を共通に受ける程度に離間させて設ける
ことが好ましい。
【0025】図4にこのような探査機16からの出力を
処理した場合の磁界検出器19の出力と探査機16の移
動距離との関係の例を示す。塗膜損傷位置から遠い位置
では、2つの磁気センサ17a、17bの出力は同じと
なるので、出力は0である。探査機16が塗膜損傷位置
に近づくに従って、2つの磁気センサ17a、17bの
出力に差が出てきて、塗膜損傷位置で最大となる。よっ
て、出力が最大となる位置を塗膜損傷位置の真上と判断
することができる。
【0026】なお、磁気センサとして3軸方向の磁界が
検出できるものを使用し、例えば3軸方向の磁界の和、
又は2乗和を出力とすることにより、地中電流により形
成される磁界の方向が複雑になる場合でも、安定した検
出を行うことができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項1に係る発明によれば、地面と接触する電極部を必要
としないので、これらの接触抵抗に影響されず安定した
測定が可能であり、かつ、散水等の作業も必要が無い。
【0028】請求項2に係る発明によれば、印加された
電圧によって発生する磁界の大きさが小さくても、ノイ
ズの影響を避けて安定した測定が可能となる。請求項3
に係る発明によれば、地磁気や建造物からの磁気等のノ
イズの影響を除去することができる。
【0029】請求項4に係る発明によれば、電圧印加に
よって発生する地中電流が複雑な流れをしている場合で
あっても、それによる地表面付近の磁界の変化を確実に
検出することができ、安定した測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施の形態を実施するための装置の
構成を示す概要図である。
【図2】図1に示した装置における磁界検出器の出力
と、探査機の移動距離の関係の例を示す図である。
【図3】2つの磁気センサを使用した探査機の構成の例
を示す図である。
【図4】図3に示した探査機からえられる磁界検出器の
出力と、探査機の移動距離の関係の例を示す図である。
【図5】従来の電位差法により塗膜損傷位置を検出する
装置の例を示す図である。
【図6】図5に示す装置により得られた塗膜損傷部の検
出結果を示す図である。
【符号の説明】
11…埋設鋼管 12…交流電源 13…電力増幅器 14…接地電極 15…埋設鋼管1の塗膜損傷部 16…探査機 17、17a、17b…磁気センサ 18…フィルタ 19…磁界検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA03 AA43 AA50 BA30 BB02 BB03 BB05 BC02 BD07 BD13 CA08 CA09 DA01 DA05 DB05 DD02 DD03 GA01 GA52 GA61 LA06 LA07 LA11 LA17 LA23 LA30 PA10 ZA01 2G005 EA02 EA06 EA12 2G053 AA11 AB01 BA03 BA12 BA26 BB05 BB11 BC02 BC07 CA04 CA18 CB11 CB12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地中に埋設された塗覆装配管と大地との
    間に電圧を印加し、それによって発生する地中電流によ
    り地上に発生する磁界を、前記塗覆装配管に沿って順次
    測定して行き、測定された磁界の変化から埋設塗覆装配
    管の塗膜損傷位置を検出することを特徴とする埋設塗覆
    装配管の塗膜損傷位置検出方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の埋設塗覆装配管の塗膜
    損傷位置検出方法であって、塗覆装配管と大地との間に
    印加する電圧が商用電源と周波数の異なる交流であっ
    て、測定された磁界信号のうちから、印加された電圧に
    同期した信号のみを有効信号として取り扱うことを特徴
    とする埋設塗覆装配管の塗膜損傷位置検出方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の埋設塗覆
    装配管の塗膜損傷位置検出方法であって、磁界を検出す
    るセンサを複数有し、それぞれのセンサからの出力を演
    算して磁界の変化を求めることを特徴とする埋設塗覆装
    配管の塗膜損傷位置検出方法。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3のうちいずれか1
    項に記載の埋設塗覆装配管の塗膜損傷位置検出方法であ
    って、磁界を検出するセンサが、3軸方向の磁界を検出
    するものであることを特徴とする埋設塗覆装配管の塗膜
    損傷位置検出方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016188839A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 株式会社島津製作所 非破壊検査装置
CN110319763A (zh) * 2019-06-18 2019-10-11 浙江大学宁波理工学院 钢筋混凝土桥梁的裂缝形态的测量装置和测量方法
CN110319762A (zh) * 2019-06-18 2019-10-11 浙江大学宁波理工学院 混凝土桥梁的裂缝形态的测量装置和直角坐标系测量方法
JP2020012851A (ja) * 2019-10-24 2020-01-23 株式会社島津製作所 非破壊検査方法
CN113671018A (zh) * 2021-08-10 2021-11-19 南京航空航天大学 一种用于抑制钢轨漏磁检测提离干扰的滤波方法

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