JP2002005893A - 管内検査装置における欠陥判別方法及びセンサの校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管内検査装置の速度が変化しても、欠陥の程
度を正確に検出する方法を提供する。 【解決手段】 図のようなデータを検査ピグの速度Ｖを
変えて採取し、磁束密度Ｂとセンサ出力ｘとの関係式
を、Ｂ＝Ｂ（ｘ，Ｖ）とする近似関数又はテーブルの形
で保有しておく。そして、実際の検査においてセンサの
出力ｘが得られたとき、そのときの検査ピグの速度Ｖを
測定し、前記式に基づいて磁束密度Ｂを計算して、それ
に基づいて欠陥の程度を判別する。検査ピグの速度は、
普通検査ピグの位置を測定するために設けられているオ
ドメータの出力から検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管内を走行し、
漏洩磁束探傷法を用いて配管の欠陥を検出する管内検査
装置において欠陥の程度を判別する方法及びセンサの校
正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス管等の地中に埋設される配管には、
その腐食を防止するために電気防食装置等が設置されて
いるが、それでも長い間の使用期間中には、特にその外
面に孔食等の欠陥が発生することがあり、はなはだしい
場合には、管壁に孔が開く恐れがある。たとえ管壁に孔
が開いた場合でも、配管が地中に埋設されているため、
管内の圧力が低い場合には直ちにガス漏れ等の事故につ
ながる場合は少ないが、このような状態は好ましいもの
ではなく、孔食等の欠陥が小さく、孔が開くような状態
に至る前に発見し、その部分の配管を交換するようにす
ることが好ましい。この必要性は、管径が大きく、管内
の圧力が高い幹線配管においては特に高くなる。

【０００３】パイプラインの欠陥検出方式として代表的
なものの一つは、通称検査ピグ（Inspection Pig）と呼
ばれる管内検査装置をパイプライン中に挿入し、パイプ
ライン中を走行させて、検査ピグに設けられたセンサー
によりパイプライン中の異常部を検出する方法である。
検査ピグを走行させる方式としては、検査距離が短い場
合はロープ等により牽引する方法が一般的であるが、検
査距離が長い場合は、液体や気体により後方から圧力を
加えて走行させる方式が用いられている。

【０００４】また、検査データーの採取方法も、検査距
離が短い場合は、ケーブルを介して外部に設けられたデ
ーター採取装置に取り込む方法が採用されているが、検
査距離が長い場合（場合により数百Ｋｍに及ぶことがあ
る）には、検査ピグ内に設けられたデーター記録装置
に、欠陥の検出された場所と、その欠陥検出信号を記録
し、検査ピグをパイプライン外部に取り出してから、記
録を再生してデーター処理を行う方法が採用されてい
る。

【０００５】これらの検査ピグにおける欠陥検出方式に
は超音波探傷法、渦流探傷法等も考えられるが、ガス管
等の気体配管の検査方法として最も適当と考えられてい
るのが漏洩磁束探傷法であり、既にいろいろな方式のも
のが実用化されている。

【０００６】このような漏洩磁束探傷法の原理を図３に
示す。図は、検査ピグに取りつけられた検出部を示すも
のであり、検査ピグには、このような検出部が、その外
周部に放射状に取りつけられており、断面円形の管壁全
面を検査可能とされている。

【０００７】パイプラインの被検査部を磁化する磁化器
１１には、２つの永久磁石１２が設けられており、これ
らはヨーク１３で結合されている。磁化器１１の先端部
にはワイヤブラシ１４が設けられており、このワイヤブ
ラシ１４の先端部がパイプライン中の管体１５と接触す
ることにより磁気回路が形成され、管体１５が磁化され
る。磁化器１１の先端部にワイヤブラシ１５を使用する
のは、磁化器１１が派生する磁束を、確実に管体１５中
に入れる磁路を形成するためである。

【０００８】磁化器１１の中央部分には、ホルダー（図
示せず）に保持された磁気センサー１６が、管体１５の
内壁に近接するように設けられている。管体１５は、磁
気飽和点近くまで磁化されているので、管体の内壁又は
外壁に欠陥部があると、その部分で磁束が管体部１５の
外部に漏洩する。この漏洩磁束を磁気センサー１６で検
出することにより、欠陥を検出する。

【０００９】図４に検査ピグの概要図を示す。検査ピグ
２１は、その前後をポリウレタン等で構成されたスクレ
ーパーカップ２２で支持され、パイプライン２３中を走
行する。検査ピグ２１には、倣い機構２４を介してセン
サ・磁化部２５が、検査ピグ２１の円周方向に複数設け
られている。検査ピグ２１の胴体部の中には、センサ制
御回路、記録計、距離計、記録装置等が収納されてい
る。センサ・磁化部２５には、図３に示したような磁化
器とセンサが取り付けられている。

【００１０】このような検査ピグにおいて、センサによ
って検出されるのは漏洩磁束の大きさであるので、漏洩
磁束の大きさと欠陥の程度とを何らかの方法で関連付け
る必要がある。このために人口欠陥を用いた校正方法が
使用されている。

【００１１】例えば、図５に示すように、配管３１の外
周に深さの異なる人口欠陥３２ａ、３２ｂ、３２ｃを設
けておき、管内検査装置でこれらの人工欠陥を検出する
ことにより、各センサの校正を行う方法である。その結
果、各センサについて、図６に示すような人工欠陥及び
磁束密度とセンサ出力とが得られた場合、この関係を記
憶しておき、実際の測定に際しては、各センサごとにそ
の出力をこの校正曲線に当てはめて検出された欠陥の程
度を判別する方法である。この方法により、センサ毎の
特性のばらつきが補正できると共に、得られたセンサの
出力に基づいて欠陥の大きさを判別することができる。
図５においては、人工欠陥として断面が三角形のノッチ
疵を設けているが、断面がＵ字型の人口疵にしてもよ
い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発明者
らの実験の結果、同じ欠陥を検出する場合でも、管内検
査装置の速度によって、センサの信号が異なることが判
明した。これは、管内検査装置の速度により磁化状況が
異なったり、センサ回路の応答が異なったりするためで
あると考えられる。よって、従来のような方法では、セ
ンサの信号から正確な欠陥の大きさを判別することがで
きないという問題点がある。

【００１３】また、欠陥で一番問題となるのは欠陥の深
さである。欠陥の面積が大きくても深さが浅い欠陥は、
管壁に穴が開く可能性が少ないので軽い欠陥とみなされ
るが、反対に面積が小さくても深さが深い欠陥は、管壁
に穴が開く可能性が高いので重大な欠陥とみなされる。
しかし、従来は、センサから得られる信号の大きさのみ
によって欠陥の程度を判断していたので、実際に求めら
れている欠陥の程度と検出される欠陥の程度が正確に対
応していないという問題点があった。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、漏洩磁束探傷法を用いた管内検査装置におい
て、管内検査装置の速度が変化しても、欠陥の程度を正
確に検出する方法、及び欠陥の深さを正確に検出する方
法を提供すること、加えて、複数あるセンサ出力と欠陥
の程度の関係を正確に校正する方法を提供することを課
題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する第１
の手段は、配管内を走行し、漏洩磁束探傷法を用いて配
管の欠陥を検出する管内検査装置において欠陥の程度を
判別する方法であって、センサからの漏洩磁束信号を管
内検査装置の走行速度で補正することにより、欠陥の程
度を判別することを特徴とする管内検査装置における欠
陥判別方法（請求項１）である。

【００１６】本手段においては、センサからの漏洩磁束
信号を管内検査装置の走行速度で補正することにより、
欠陥の程度を判別しているので、管内検査装置の走行速
度が変化しても、欠陥の程度を正しく判別することがで
きる。

【００１７】前記課題を解決するための第２の手段は、
配管内を走行し、漏洩磁束探傷法を用いて配管の欠陥を
検出する管内検査装置において欠陥の程度を判別する方
法であって、センサからの漏洩磁束信号を欠陥の幅で補
正することにより、欠陥の深さを判別することを特徴と
する管内検査装置における欠陥判別方法（請求項２）で
ある。

【００１８】漏洩磁束としてセンサから得られる信号
は、欠陥の幅と深さにより決定される。欠陥の長さ（欠
陥の幅とは、磁化した場合の磁束の方向に直角な方向を
いい、欠陥の長さとは磁束の方向に平行な方向をいう）
にはあまり影響されない。これは、欠陥の幅と深さが磁
束を遮るように働くのに対して、欠陥の長さが長くても
磁束を遮る作用は少ないからである。

【００１９】本手段においては、センサを円周方向に短
い間隔で複数並べて配置することにより、欠陥の幅を検
出する。そして、その幅によりセンサの信号を補正する
ことにより欠陥の深さを判別しているので、欠陥の深さ
を正確に判別することができる。

【００２０】前記課題を解決するための第３の手段は、
配管内を走行し、漏洩磁束探傷法を用いて配管の欠陥を
検出する管内検査装置において欠陥の程度を判別する方
法であって、センサからの漏洩磁束信号を管内検査装置
の走行速度と欠陥の幅で補正することにより、欠陥の深
さを判別することを特徴とする管内検査装置における欠
陥判別方法（請求項３）である。

【００２１】本手段は、前記第１の手段と第２の手段を
組み合わせたものである。よって、欠陥の深さをより正
確に判別することができる。

【００２２】前記課題を解決するための第４の手段は、
配管内を走行し、漏洩磁束探傷法を用いて配管の欠陥を
検出する管内検査装置におけるセンサを校正する方法に
おいて、所定の深さと幅を有する溝で、配管を円周方向
に取り巻くものであって、深さ、幅の少なくとも一方が
異なるものを複数本形成し、この配管中に管内検査装置
を異なる速度で走行させ、各速度における各溝から得ら
れる各センサの出力を求め、この値から、各センサごと
の、管内検査装置の速度に応じた、欠陥の大きさとセン
サ出力との対応関係を求め、欠陥の大きさがセンサ出力
と管内検査装置の速度から求められるように、各センサ
の出力を校正することを特徴とする管内検査装置におけ
るセンサの校正方法（請求項４）である。

【００２３】本手段においては、例えば図５に示すよう
に配管を取り巻くノッチ状の溝を深さを変えて複数本形
成する。そして、その配管中に管内検査装置を、速度を
変えて走行させ、各速度ごとのセンサの出力を求める。
すなわち、傷の深さをＤ、管内検査装置の速度をＶとす
るとき、センサの出力がｘであったとすると、 ｘ＝ｘ（Ｄ，Ｖ） なる関係式を各センサについて求める。そして、これか
ら Ｄ＝Ｄ（ｘ，Ｖ） として、各センサの出力と管内検査装置の速度に応じ
て、欠陥の深さが求まるようにする。この関係式は、式
の形としてもよいし、表形式としてもよい。

【００２４】本手段においては、各センサごとのばらつ
きがある場合にも、円周方向において同一の人工欠陥で
校正が行えるので、ばらつきを補正することができる。
また、従来例と異なり、管内検査装置の速度を考慮して
校正を行っているので、管内検査装置の速度が変化して
も、正しく欠陥の深さを検出することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、管内検査装置（以下、
「検査ピグ」と称することがある）のセンサ出力と磁束
密度（漏洩磁束密度）及び図５に示したような人工欠陥
の大きさとの関係を、検査ピグの速度をパラメータとし
て示した図である。検査ピグの速度に応じて、同じ人工
欠陥でのセンサ出力が変化していることが分かる。磁束
密度と人工欠陥との対応は、オフラインで調査したもの
を使用している。

【００２６】図１のようなデータを検査ピグの速度Ｖを
変えて採取し、磁束密度Ｂとセンサ出力ｘとの関係式
を、 Ｂ＝Ｂ（ｘ，Ｖ） …(1) とする近似関数又はテーブルの形で保有しておく。そし
て、実際の検査においてセンサの出力ｘが得られたと
き、そのときの検査ピグの速度Ｖを測定し、(1)式に基
づいて磁束密度Ｂを計算して、それに基づいて欠陥の程
度を判別する。検査ピグの速度は、普通検査ピグの位置
を測定するために設けられているオドメータの出力から
検出することができる。

【００２７】実際には、磁束密度と欠陥の大きさとの関
係も、図１にしめすように検査ピグの速度に応じて変化
する場合がある。このようなときは、(1)式の代わり
に、欠陥の大きさをＳとした場合に、 Ｓ＝Ｓ（ｘ，Ｖ） …(2) とする近似関数又はテーブルの形で保有しておく。そし
て、実際の検査においてセンサの出力ｘが得られたと
き、そのときの検査ピグの速度Ｖを測定し、(2)式に基
づいて欠陥の大きさＳを判別する。

【００２８】図２に、欠陥の幅をパラメータとした磁束
密度（漏洩磁束密度）と深さの関係を示す。同じ深さの
欠陥でも、欠陥の幅により磁束密度が変化し、従ってセ
ンサの出力が変化することが分かる。これらのデータを
種々の人工欠陥を調査することによって求め、磁束密度
Ｂ、欠陥の幅Ｗと欠陥の深さＤの関係式を Ｄ＝Ｄ（Ｂ，Ｗ，Ｖ） …(3) とする近似関数又はテーブルの形で保有しておく。そし
て、実際の検査においては、例えば(1)式を用いて磁束
密度Ｂを求める共に、円周方向に複数配置されたセンサ
の出力から欠陥の幅Ｗを求める。そして、(3)式により
欠陥の深さＤを求める。

【００２９】

【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、管内検査装置の走行速度が変
化しても、欠陥の程度を正しく判別することができる。
請求項２に係る発明によれば、欠陥の深さを正確に判別
することができる。請求項３に係る発明によれば、より
正確に欠陥の深さを正確に判別することができる。

【００３０】請求項４に係る発明によれば、各センサご
とのばらつきがある場合にも、円周方向において同一の
人工欠陥で校正が行えるので、ばらつきを補正すること
ができる。また、従来例と異なり、管内検査装置の速度
を考慮して校正を行っているので、管内検査装置の速度
が変化しても、正しく欠陥の深さを検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】管内検査装置のセンサ出力と磁束密度及び人工
欠陥の大きさとの関係を、検査ピグの速度をパラメータ
として示した図である。

【図２】欠陥の幅をパラメータとした磁束密度と深さの
関係を示す図である。

【図３】漏洩磁束探傷法の原理を示す図である。

【図４】検査ピグの概要を示す図である。

【図５】人工欠陥の例を示す図である。

【図６】人工欠陥及び磁束密度とセンサ出力との関係を
示す図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管内を走行し、漏洩磁束探傷法を用い
   て配管の欠陥を検出する管内検査装置において欠陥の程
   度を判別する方法であって、センサからの漏洩磁束信号
   を管内検査装置の走行速度で補正することにより、欠陥
   の程度を判別することを特徴とする管内検査装置におけ
   る欠陥判別方法。
2. 【請求項２】 配管内を走行し、漏洩磁束探傷法を用い
   て配管の欠陥を検出する管内検査装置において欠陥の程
   度を判別する方法であって、センサからの漏洩磁束信号
   を欠陥の幅で補正することにより、欠陥の深さを判別す
   ることを特徴とする管内検査装置における欠陥判別方
   法。
3. 【請求項３】 配管内を走行し、漏洩磁束探傷法を用い
   て配管の欠陥を検出する管内検査装置において欠陥の程
   度を判別する方法であって、センサからの漏洩磁束信号
   を管内検査装置の走行速度と欠陥の幅で補正することに
   より、欠陥の深さを判別することを特徴とする管内検査
   装置における欠陥判別方法。
4. 【請求項４】 配管内を走行し、漏洩磁束探傷法を用い
   て配管の欠陥を検出する管内検査装置におけるセンサを
   校正する方法において、所定の深さと幅を有する溝で、
   配管を円周方向に取り巻くものであって、深さ、幅の少
   なくとも一方が異なるものを複数本形成し、この配管中
   に管内検査装置を異なる速度で走行させ、各速度におけ
   る各溝から得られる各センサの出力を求め、この値か
   ら、各センサごとの、管内検査装置の速度に応じた、欠
   陥の大きさとセンサ出力との対応関係を求め、欠陥の大
   きさがセンサ出力と管内検査装置の速度から求められる
   ように、各センサの出力を校正することを特徴とする管
   内検査装置におけるセンサの校正方法。