JP2002055087A - 配管検査方法 - Google Patents

配管検査方法

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JP2002055087A
JP2002055087A JP2000244578A JP2000244578A JP2002055087A JP 2002055087 A JP2002055087 A JP 2002055087A JP 2000244578 A JP2000244578 A JP 2000244578A JP 2000244578 A JP2000244578 A JP 2000244578A JP 2002055087 A JP2002055087 A JP 2002055087A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易に配管の平面的敷設位置を推定すること
が可能で、小径の配管でもその面的敷設位置を推定する
ことの可能な配管検査方法を提供すること。 【解決手段】 遮蔽体Fに遮られた配管内100に磁気
コイル11を有するセンサヘッド3を挿入し、配管遮蔽
体Fを介して磁石7をセンサヘッド3に可能な範囲で近
接させる。そして、磁気コイル11による検出信号の強
度により、磁石7の位置で前記センサヘッド3の位置を
推定する。磁石7としては電磁石を用いることができ
る。本発明にかかる配管検査方法は、センサヘッド3を
牽引することで配管100内でセンサヘッド3を移動さ
せて配管100の検査を行う際に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、給湯配管等の配管
検査方法に関するものである。さらに詳しくは、床や壁
等の遮蔽体に遮られた給湯配管、給水配管、ガス配管等
の敷設位置を求める配管検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】上述の如き給湯配管等は、通常、床や壁
に遮られており、これらの敷設位置は目視により確認す
ることができない。したがって、例えば磁気コイルを有
するセンサヘッドを配管に挿入して渦流探傷等により配
管の検査を行ったとしても、配管路の屈曲により、欠陥
部分の平面的な位置を正確に知ることができないという
不都合があった。
【0003】一方、特開平5−180804号公報に記
載の如く、送信コイルと受信コイルとを備えた探傷セン
サを用いたガス管の検査において、配管の平面位置を特
定する手法が提案されている。同従来方法によれば、送
信コイルから発生する電磁波は埋設管から漏洩して地上
に到達するので、この漏洩した電磁波を位置センサで検
出することにより、地中の探傷センサの位置を特定する
ことができる。
【0004】しかし、特別な位置センサを地上で用いね
ばならないので、調査が複雑となる。また、強力な磁界
を発生されるために、十分なアンペアターンを確保せね
ばならないが、その分送信コイルが大型化し、より小径
の配管を検査することが困難となる不都合があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の実状に鑑
みて、本発明の第一の目的は、簡易に配管の平面的敷設
位置を推定することの可能な配管検査方法を提供するこ
とにある。
【0006】また、本発明の第二の目的は、小径の配管
でもその面的敷設位置を推定することの可能な配管検査
方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る配管検査方法の特徴は、遮蔽体に遮ら
れた配管内に磁気コイルを有するセンサヘッドを挿入
し、配管遮蔽体を介して磁石をセンサヘッドに可能な範
囲で近接させ、磁気コイルによる検出信号の強度により
前記磁石の位置で前記センサヘッドの位置を推定するこ
とにある。
【0008】同方法によれば、配管遮蔽体を介して磁石
をセンサヘッドに可能な範囲で近接させると、磁石から
発せられた磁気が遮蔽体及び配管を通してセンサヘッド
の磁気コイルに検知される。そして、磁石を遮蔽体の平
面に沿って移動させることで、磁石とセンサヘッドとの
相対距離が変動し、これらの相対距離が最も近接すると
きにセンサヘッドによる検出信号の強度も最も大きくな
る。したがって、センサヘッドによる信号強度が最も大
きくなった際の磁石の位置により、センサヘッドの位置
を推定し、これによって配管の位置を推定することがで
きる。
【0009】前記磁石としては電磁石を用いるとよい。
コイルの巻回数や電流を調整することで、必要な磁力を
得ることができるからである。
【0010】本発明は、前記センサヘッドを牽引するこ
とで前記配管内で前記センサヘッドを移動させて前記配
管の検査を行う検査方法において実施すると、検査効率
が向上する。
【0011】
【発明の効果】このように、上記本発明に係る配管検査
方法の特徴によれば、遮蔽体の一方側に配置した磁石の
磁界を遮蔽体の他側に位置する配管内のセンサヘッドで
検出することにより、特別な検出器を用いずに簡易な手
法で配管の平面的敷設位置を推定することが可能となっ
た。
【0012】また、同特徴によれば、遮蔽体の厚みや配
管との距離に応じて磁石の強度を調整することで検査が
行えるので、センサヘッドのコイルは大型化せず、した
がって、より小径の配管をも検査できるようになった。
【0013】本発明の他の目的、構成及び効果について
は、以下に示す発明の実施形態の欄で明らかになるであ
ろう。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照しながら、
本発明をさらに詳しく説明する。図1は、配管検査装置
1の構成を示し、この配管検査装置1は、主として固定
ユニット2、センサヘッド3、標準ヘッド4及びケーブ
ル牽引装置5を備えている。また、蓋6aを介して検査
対象管100内にセンサヘッド3を吸引すると共に検査
対象管100内の水を吸い出すためにバキュームクリー
ナー6を有し、センサヘッド3の位置を推定するために
用いる磁石7を有している。
【0015】固定ユニット2は、交流電流を発生する発
信器2aと、センサヘッド3,標準ヘッド4と共にホイ
ートストンブリッジを構成するブリッジ回路2bと、セ
ンサヘッド3,標準ヘッド4のインピーダンス差により
発生する電圧信号を増幅する増幅器2cと、検出された
信号を検波する検波器2dとを備えている。また、検波
器2dの信号は、例えばパーソナルコンピューター2e
を介してプリンター2f、モニター2g等に出力され
る。ケーブル牽引装置5にはローラーエンコーダー26
が連動しており、センサヘッド3の位置と検出された出
力信号とがパーソナルコンピューター2e又は検波器2
d等で同調されてモニタされる。
【0016】本発明における検査対象管100は、後述
するように複数の継手を介してその管路を形成する。本
実施形態では説明の便宜のために主管101と枝管10
2とがエルボ部103により連結されている管路のみ示
す。給湯配管としての検査対象管100には、主として
銅管が用いられる。給湯配管では、施工時における打痕
等の凹み部に熱応力が繰り返し作用する結果、熱疲労割
れが発生し、最終的に貫通に至るものと考えられる。こ
の熱疲労割れを未然防止するために、凹み部を発見しそ
の程度を推定するのが本実施形態の目的である。
【0017】図2に示すブリッジ回路2bでは、4つの
抵抗Z1〜4によりブリッジが構成され、Z1,Z3の
間及びZ2,Z4の間に発信器2aからの交流電流が入
力される。Z1がセンサヘッド3,Z2が標準ヘッド4
にそれぞれ相当し、標準ヘッド4はセンサヘッド3の挿
入される検査対象管100と同様の特性を有する標準管
200に挿入される。通常、Z1・Z4=Z2・Z3の
平衡条件を満たせば、出力端2b’に表れる電流は流れ
ず、したがって同出力端の電圧も零となる。
【0018】センサヘッド3,標準ヘッド4のインピー
ダンスZ1,Z2はそれぞれセンサヘッド3,標準ヘッ
ド4に検査対象管100,標準管200が励磁されるこ
とにより発生する渦電流の影響を受ける。検査対象管1
00が正常である場合は、Z1=Z2であるために平衡
条件を満たすが、検査対象管100に凹みや継手が存在
する場合には渦電流の発生状況が異なり、インピーダン
スにも変動を生じる。したがって、凹みや継手により上
記平衡条件が崩れると、出力端2b’に電圧信号を生じ
ることとなり、この信号を捕らえて先のプリンター2
f、モニター2gに表示する。
【0019】図3に示すセンサヘッド3は、主としてボ
ビン10の周囲にコイル11を巻回してケーブル12先
端に取り付け、その周囲にスポンジ13を巻き付けてな
る。ボビン10は、合成樹脂等の絶縁体により形成さ
れ、周囲にコイル11巻回用の溝10aを有し、中央に
貫通形成した中央穴10bにケーブル12を挿入すると
共に、心線12bをコイル11に結線してある。3本の
止めねじ12cは、ボビン10の円錐部分に120度ず
つ間隔を隔てて3つ形成されたねじ孔にそれぞれ螺合さ
れてケーブル外皮12aを押さえつけ、ケーブル12か
らのボビン10の離脱を防いでいる。ボビン10はケー
ブル12の長手方向に対して従来より短く形成され、屈
曲した管路への挿入が容易となっている。なお、ボビン
10の先端は硬化性樹脂10cにより心線12bが露出
しないように保護されている。
【0020】スポンジ13は容易に変形すると共に自ら
の弾性力により元の形状に復帰し、コイル11を常に検
査対象管100の中央近傍に位置させるスペーサーの機
能を有している。スポンジ13は略長球形状を呈し、中
央に穴を形成してコイル11を巻回したボビン10を挿
入し、根本部で紐13aにより縛り付けることで離脱を
防いでいる。また、使用時には界面活性剤を含浸させる
ことで、検査対象管100内での滑りを円滑に保つと共
に、吸引時における空気の漏れを防ぐことができる。
【0021】図4、5に示すケーブル牽引装置5は、大
略、フレーム20と、このフレーム20の前後横部にそ
れぞれ位置する上ローラー21,下ローラー22と、ケ
ーブル12を牽引するための上下一対の駆動装置24,
24とを備えている。各駆動装置24は、モーターで駆
動する駆動プーリー24aとこれに従動する従動プーリ
ー24bとの間にタイミグベルト24cを架けわたすと
共にタイミグベルト24cをケーブル12に押さえつけ
るための2つの押さえプーリー24d,24dを設けて
構成される。
【0022】牽引時には2つの駆動装置24,24間に
ケーブル12を挟み込み、駆動プーリー24a,24a
を対称的に回転させることでケーブル12を一方にほぼ
一定速度で牽引する。また、ケーブル12は上ローラー
21と下ローラー22との間にも挟み込まれ、ケーブル
12の移動に伴って上ローラー21が従動し、上ローラ
ー21に接続されたローラーエンコーダー26の回転数
によりケーブル12の移動速度及び移動距離がわかる。
【0023】ここで、図6〜9を参照しながら、上述の
配管検査装置1を用いた検査手順について説明する。ま
ず、検査対象管100の主管101側である流動上手側
端100aから給湯器等を取り外してセンサヘッド3を
挿入する一方、枝管102側の流動下手側端100b端
部から蛇口等を取り外して蓋6aを装着する。センサヘ
ッド3にはあらかじめ界面活性剤を含浸させておく。そ
して、バキュームクリーナー6を作動させて検査対象管
100内に残存する水を吸い出すと共にセンサヘッド3
を検査対象管100内に吸い込んで枝管102側まで移
動させる。ケーブル12の引き込み量はケーブル牽引装
置ケーブル牽引装置5の上述したローラーエンコーダー
26により測量され、予定長だけセンサヘッド3を引き
込んだところで吸引を停止し、バキュームクリーナー6
及び蓋6aを取り外す。
【0024】図7(b)に示すように、別体の励磁コイ
ル11’及び検出コイル11’を有する従来型のセンサ
ヘッド3’をあらかじめ挿通した通し紐12’により牽
引する場合、ケーブル12による引っ張り抵抗と通し紐
12’による牽引力との双方がセンサヘッド3’に作用
する。その結果、主管104と枝管105の接続部であ
るT継手106の角部にセンサヘッド3’が押しつけら
れることとなり、センサヘッド3’の移動が円滑に行え
ない。一方、同図(a)に示すように、センサヘッド3
が主管104からT継手106を経て枝管105側に吸
引される場合、本願発明に係るセンサヘッド3では、ス
ポンジ13の先端側が枝管105側に吸い込まれれば、
センサヘッド3全体が枝管105に容易に移動すること
となる。
【0025】次に、図6(b)に示すように、ケーブル
牽引装置5を利用してケーブル12を主管101の入り
口側である流動上手側端100aに向かってほぼ一定ス
ピードで牽引する。このとき、上述した如く、センサヘ
ッド3の不平衡出力を図11に示すように時間毎に表示
することで、その特徴信号により検査対象管100の各
位置における継手や凹みの程度を判別することができ
る。また、信号のレベルにより、銅管や樹脂管の別等、
管の種類をも判別することができる。
【0026】図6(c)、図8に示すように、通常、検
査対象管100は床や壁等の遮蔽体Fにより覆われてお
り、その位置を正確に知ることができない。施工前の配
管図によって大凡の位置を知ることはできるが、実際の
施工では配管図と異なる配管となることもある。そこ
で、検査対象管100の位置が不明なところにセンサヘ
ッド3が位置したときに、遮蔽体Fの上から大凡の予想
位置に磁石7を近づけ、センサヘッド3による不平衡出
力の値を観察する。
【0027】より具体的には、センサヘッド3近傍で遮
蔽体Fの表面に沿った二次元方向X,Yに向かって磁石
7を移動させ、センサヘッド3の不平衡出力が最も大き
くなった位置をセンサヘッド3の位置とする。磁石7と
しては、永久磁石の他、例えば磁粉探傷に用いられるハ
ンドマグナ等を用いることができる。図8の例では、検
査対象管100の長手方向に直交するX方向に対して磁
石7を符号7aの位置から7bを経て7cの位置まで移
動させている。これら各位置の変化に対応するセンサヘ
ッド3の不平衡出力の値を同図のグラフに示す。センサ
ヘッド3に最も近い符号7bの位置でセンサヘッド3の
不平衡出力が最高となる。
【0028】ハンドマグナ7は、図9に示すように、馬
蹄形の磁心71にコイル72を巻回し交流電源74に接
続して利用する。ハンドマグナ7の出力はコイル72の
中間に形成したタップをスイッチ73により選択するこ
とで変更することができる。遮蔽体Fが厚かったり遮蔽
体Fから配管100までの距離が長い場合にはより巻回
数を増大させることで、検査精度を向上させることがで
きる。
【0029】実験によれば、ハンドマグナを磁石7とし
て用いた場合、100V60Hzの商用電源を用い26
00AT(アンペアターン)の磁力で、床下30cmの
検査対象管100内に挿入したセンサヘッド3により検
査対象管100の位置をほぼ正確にすることが可能であ
った。但し、本発明はこれらの数値に限定されるもので
はなく、各数値は状況に応じて種々の変更が可能であ
る。
【0030】もし、従来方法により配管100内でセン
サヘッド3のコイル11に大電流を流し、遮蔽体Fを隔
てて検出を行なおうとする場合、コイル11の焼損の恐
れがあるのみならず、隣接する家屋等にも磁波の影響を
及ぼす場合がある。しかし、本実施形態からも明らかな
ように、本発明によれば、通常は部屋内部側となる遮蔽
体Fの一方から磁波を配管に向けて発するので、上述の
従来法に比較しても、隣接家屋等に悪影響を与える恐れ
は少ない。
【0031】上述の手順によりセンサヘッド3を最初に
位置させた場所から主管101の入り口側までの検査が
終了した場合において、枝管102側が未検査であると
きは、図6(d)に示すように、枝管102の先端側か
らセンサヘッド3を挿入し、枝管102内の検査を行
う。枝管102が細い場合はセンサヘッド3にボビン1
0及びコイル11の直径が更に小さなものを使用すれば
よい。また、センサヘッド3の挿入にあたっては、既に
検査対象管100内の水が吸い出されていることから、
通常排水設備が準備されていない主管101の入り口側
からバキュームクリーナー6により吸引を行ってもよ
い。
【0032】次に、図10に示す検査対象配管100を
検査した結果を、図11に示す。図10中、太線は外径
22.2mm、細線は外形15.8mmの銅管を示す。
すなわち、本実施形態では、内径20.6mm又は1
4.4mmの管に外形10mmのコイル11を巻き付け
たボビン10を用いている。スポンジの外径は25〜3
5mm程度である。図10中、符号Pに示す箇所は継手
や管に特徴のある部分を意味し、符号Dに示す箇所は凹
み部である打痕等の「きず」のある部分を意味する。ま
た、各符号の対応部は次の表のようになっている。
【0033】
【表1】 符号 きず種類 きず深さ D1 打痕 4mm D2 打痕 3mm D3 打痕 2mm D4 打痕 1mm D5 円周溝 0.5mm
【0034】
【表2】 符号 種類 P1 レジューサー P2 ティー継手 P3 直管継手 P4 エルボ P5 ティー継手 P6 直管継手 P7 直管継手 P8 直管継手 P9 直管継手 P10 エルボ P11 屈曲部 P12 エルボ
【0035】ここで、図12、13に検査対象管の特徴
部とこれに対応する特徴波形との関係を示すグラフとを
示す。図12(a)の健全管では、上述の不平衡出力が
生じないので波形はフラットである。同(b)の深さ2
mmの打痕と同(c)の深さ4mmの打痕とで出力信号
の形状は近似しているが、信号振幅の最大値が異なって
いる。信号振幅と凹み深さとの間には図14に示す如き
相関があり、信号振幅により凹み深さの絶対値としての
推定が可能であることが伺える。また、同原理により、
検査対象管100のなだらかな変形も測定することがで
きる。
【0036】図12(d)(e)は直管継手の場合であ
り、管端の間隔C1=4mmとC2=6mmとの差によ
り出力信号の形状が異なっている。図13(a)に示す
ベンド部では、屈曲部B1の信号の他に、曲げ加工時の
チャックつかみ跡B2の信号も表れる。図13(b)に
示すエルボ継手と同(e)に示すレジューサーとの間に
も異なった特徴がみられる。同(c)(d)にそれぞれ
示すティー継手では、矢印で示すセンサヘッド3の移動
方向の差が信号の差として表れている。これら図12,
13の各グラフと図11のグラフとの比較により、本発
明により配管の管路推定が可能であることが伺える。
【0037】最後に、本発明のさらに他の実施形態の可
能性について列挙する。上記実施形態では、本発明を銅
や樹脂製の給湯配管について実施した。しかし、本発明
は、水道管、ガス管及び給油管についても適用の可能性
がある。
【0038】上記実施形態では、センサヘッド3を覆う
スポンジに界面活性剤を含浸させた。しかし、油等、機
密性を向上させ且つ摩擦抵抗を減少させる液体を含浸さ
せてもよいが、後の管の洗浄容易性を考慮すれば、水に
より洗浄可能な界面活性剤が好ましい。
【0039】上記実施形態では、弾性変形可能なスペー
サーとしてスポンジを用いたが、スペーサーはこれに限
られるものではない。例えば、図15(a)では、ボビ
ン10の先端に突出させた先端軸14の先とケーブル1
2の周囲にそれぞれゴム板15,15を取り付けて、こ
れをスペーサーとすることができる。同図(b)では、
先端軸14とケーブル12の周囲に多数の毛よりなるブ
ラシ16、16を設けてスペーサーとしている。同図
(c)では図示しないボビン10の周りに、ゴム膜、ス
ポンジ膜又は布膜をたぐり寄せてなるヒダ状体17を巻
き付けて、スペーサーを構成している。同図(d)では
ボビン10の周囲に風船18を装着するとともに空気を
充填し、先端軸14とケーブル12側で紐18a,18
bにより空気漏れを防いでいる。
【0040】上記実施形態では、ケーブル12の牽引量
の計測手段として上ローラー21,下ローラー22及び
ローラーエンコーダー26を用いた。しかし、図16に
示すように、例えば10cm毎等の一定間隔でケーブル
12にアルミ蒸着テープ12eを貼り付け、ケーブル1
2を貫通させて引き込む固定筒30に形成した金属セン
サ31によりアルミ蒸着テープ12eを検知すること
で、ケーブル12の牽引量を計測してもよい。
【0041】なお、特許請求の範囲の項に記入した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】配管検査装置の構成を示すブロック図である。
【図2】ブリッジ回路を示す図である。
【図3】センサヘッドの破砕図である。
【図4】ケーブル牽引装置の側面図である。
【図5】ケーブル牽引装置の正面図である。
【図6】本発明による検査手順を示し、(a)はバキュ
ームクリーナーの吸引によりセンサヘッドを挿通する状
態、(b)はセンサヘッドをケーブルにより牽引移動す
る状態、(c)は磁石によりセンサヘッドの位置を推定
する状態、(d)は枝管側よりセンサヘッドを挿入して
枝管を検査する状態をそれぞれ示す図である。
【図7】(a)は本発明に係る吸引法を用いた場合のセ
ンサヘッド挿通状態を示す図、(b)は通し紐を用いた
場合のセンサヘッド挿通状態を示す図である。
【図8】磁石を平面方向に移動させてセンサヘッドの位
置を推定する状態を示す図と、同平面位置に対応するセ
ンサヘッドによる信号強度を示すグラフとを組合せた図
である。
【図9】ハンドマグナ概略を示す回路図である。
【図10】検査対象配管図である。
【図11】センサヘッドの牽引位置とセンサヘッドによ
る信号強度との関係を示すグラフである。
【図12】検査対象管の特徴部とこれに対応する特徴波
形との関係を示すグラフである。
【図13】検査対象管の特徴部とこれに対応する特徴波
形との関係を示すグラフである。
【図14】検査対象管の凹み量とセンサヘッドによる信
号強度との関係を示すグラフである。
【図15】センサヘッドの他の実施形態を示す図であ
る。
【図16】エンコーダーの別実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1 配管検査装置 2 固定ユニット 2a 発信器 2b ブリッジ回路 2b’出力端 2c 増幅器 2d 検波器 2e パーソナルコンピューター 2f プリンター 2g モニター 3 センサヘッド 3’ センサヘッド 4 標準ヘッド 5 ケーブル牽引装置 6 バキュームクリーナー 6a 蓋 7 磁石 10 ボビン 10a 溝 10b 中央穴 10c 横穴 11 コイル 11’ コイル 12 ケーブル 12a ケーブル外皮 12b 心線 12c 止めねじ 12e アルミ蒸着テープ 12’ 通し紐 13 スポンジ 13a 紐 14 先端軸 15 ゴム板 16 ブラシ 17 ヒダ状体 18 風船 18a,b 紐 20 フレーム 21 上ローラー 22 下ローラー 24 駆動装置 24a 駆動プーリー 24b 従動プーリー 24c タイミグベルト 24d 押さえプーリー 26 ローラーエンコーダー 30 固定筒 31 金属センサ 71 磁心 72 コイル 73 スイッチ 74 電源 100 検査対象管 100a 流動上手側端(給湯器側端) 100b 流動下手側端(蛇口側端) 101 主管 102 枝管 103 エルボ部 104 主管 105 枝管 106 T継手 200 標準管 F 遮蔽体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 遮蔽体(F)に遮られた配管内(10
    0)に磁気コイル(11)を有するセンサヘッド(3)
    を挿入し、配管遮蔽体(F)を介して磁石(7)をセン
    サヘッド(3)に可能な範囲で近接させ、磁気コイル
    (11)による検出信号の強度により前記磁石(7)の
    位置で前記センサヘッド(3)の位置を推定することを
    特徴とする配管検査方法。
  2. 【請求項2】 前記磁石(7)が電磁石である請求項1
    に記載の配管検査方法。
  3. 【請求項3】 前記センサヘッド(3)を牽引すること
    で前記配管(100)内で前記センサヘッド(3)を移
    動させて前記配管(100)の検査を行うことを特徴と
    する請求項1又は2のいずれかに記載の配管検査方法。
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