JP2003254942A - Pipe inspection device and pipe inspection method - Google Patents

Pipe inspection device and pipe inspection method

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JP2003254942A
JP2003254942A JP2002054917A JP2002054917A JP2003254942A JP 2003254942 A JP2003254942 A JP 2003254942A JP 2002054917 A JP2002054917 A JP 2002054917A JP 2002054917 A JP2002054917 A JP 2002054917A JP 2003254942 A JP2003254942 A JP 2003254942A
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JP
Japan
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pipe
lining
reflected wave
wave
ultrasonic
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JP2002054917A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Chihoshi
淳 千星
Michio Sato
道雄 佐藤
Kiyoshi Iwata
潔 岩田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect easily and accurately the laying state, such as exfoliation of lining, from the outer face of a pipe during plant operation regardless of the pipe state, by a pipe inspection device for inspecting abnormality of the lining applied to the inner face of the pipe in a plant facility or the like. <P>SOLUTION: The installation position of a reception sensor 7 relative to a transmission sensor 6 installed on the surface of the pipe 2 is determined by an ultrasonic wave range on the pipe surface from the transmission sensor 6 calculated based on the thicknesses of the pipe 2 and a lining 1, an incident angle θ<SB>p</SB>of an ultrasonic wave 5 to the pipe 2, and an angle of refraction θ<SB>l</SB>of the ultrasonic wave 5 from the pipe 2 to the lining 1 corresponding to the difference of ultrasonic wave velocities v<SB>p</SB>, v<SB>l</SB>caused by the difference in acoustic impedances Z<SB>1</SB>, Z<SB>2</SB>of the pipe 2 and the lining 1, and the installation position of the reception sensor 7 is finely adjusted and optimized onto the position where a signal level of a lining bottom face echo 5b becomes maximum in consideration of an error of the thickness, to thereby detect surely the lining bottom face echo 5b. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント設備など
の配管の内面に施工されたライニングの異常を、当該ラ
イニング底面からのエコーを効果的に検出することで、
配管外面からライニングの布設状態を検査するようにし
た配管検査装置および配管検査方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention effectively detects an echo from a bottom surface of a lining, which is an abnormality of a lining constructed on an inner surface of piping such as plant equipment.
The present invention relates to a pipe inspection device and a pipe inspection method for inspecting a lining installation state from the outer surface of a pipe.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば原子力プラントの海水系配管にお
けるライニングの状態検査は、1年に1度程度実施され
る定期点検時に配管を開放して、目視検査、打音検査、
ピンホールテスタなどによる検査が行われている。
2. Description of the Related Art For example, the inspection of the state of the lining of seawater system piping in a nuclear power plant is performed by performing visual inspection, tapping sound inspection, by opening the piping at the time of regular inspections performed about once a year.
Inspections such as pinhole testers are being conducted.

【0003】配管内のライニング布設状態を配管の外面
から推定する方法としては、公開特許「配管検査方法お
よび装置」(公開番号:P2000329751)がある。これは
配管底面からの多重エコーを検出し、その多重エコーの
ピーク値の減衰定数を算出することにより、配管内ライ
ニングの布設状態を推定するものである。
As a method of estimating the lining installation state in a pipe from the outer surface of the pipe, there is an open patent "Piping inspection method and device" (Publication No. P2000329751). This is to estimate the installation state of the lining in the pipe by detecting the multiple echo from the bottom of the pipe and calculating the attenuation constant of the peak value of the multiple echo.

【0004】また対象は異なるが、2重構造となった配
管の内面検査方法としては、例えば炭素鋼配管の内面に
スケールが付着している場合にその厚さを計測する手法
として、公開特許「配管内面スケールの厚さ測定システ
ム」(PH11-367815)があり、この手法は、スケールの
有無により波形パターンが変化することを利用したもの
である。また、上記手法とは別に直接スケールからのエ
コーを検出して、その厚みを換算する手法も適用されて
いる。
Although the object is different, as a method for inspecting the inner surface of a pipe having a double structure, for example, as a method for measuring the thickness of a scale attached to the inner surface of a carbon steel pipe, the published patent " There is a “Pipe inner scale thickness measurement system” (PH11-367815), and this method uses the fact that the waveform pattern changes depending on the presence or absence of scale. In addition to the above method, a method of directly detecting the echo from the scale and converting the thickness thereof is also applied.

【0005】また、炭素鋼配管の内面に天然硬質ゴムな
どのライニングを施した配管のライニング厚みを計測す
る手法としては、公開特許「二層構造金属体の厚さ測定
方法」(PH11-122429)がある。この手法は、配管、ラ
イニングの厚みに一定の関係がある対象に対して、1個
の圧電素子による垂直探傷で配管およびライニングのエ
コーを検出し、その伝播時間より配管、ライニングの各
厚さを測定するものである。
Further, as a method of measuring the lining thickness of a pipe in which a carbon steel pipe is lined with a natural hard rubber or the like, an open patent "Method for measuring thickness of double-layer metal body" (PH11-122429) There is. This method detects the echoes of the pipe and lining by vertical flaw detection with a single piezoelectric element for an object that has a certain relationship between the pipe and lining thickness, and determines the thickness of the pipe and lining from the propagation time. It is something to measure.

【0006】また、2探触子による斜角探傷法もある
が、これは一般に鉄板などの裏面の欠陥検出に用いられ
ている。
There is also an oblique angle flaw detection method using a two-probe, which is generally used for detecting defects on the back surface of an iron plate or the like.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、原子力プ
ラントの海水系配管におけるライニングの状態検査は、
通常、1年に1度程度の定期点検時にのみ配管を開放し
て行われている。配管を開放するためには、系統を隔離
し、配管内にたまっている海水を抜き、保温材などを除
去する必要がある。さらに、ライニングの状態を目視検
査するためには、配管内面に付着している貝類を除去す
る必要がある。
As described above, the state inspection of the lining in the seawater system piping of the nuclear power plant is
Normally, the piping is opened only during a regular inspection once a year. In order to open the pipe, it is necessary to isolate the system, drain the seawater accumulated in the pipe, and remove the heat insulating material. Further, in order to visually inspect the state of the lining, it is necessary to remove the shellfish attached to the inner surface of the pipe.

【0008】これらの作業は、基本的には人手を使って
実施しているため、時間とコスト両面において問題があ
る。また、系統を隔離する必要があることから、1回の
定期点検時に検査可能な配管の位置や本数は限られる。
そして、発電所の稼動を高くするために、定期定検はな
るべく短く済ませる必要があり、1度の定期点検で検査
可能な配管の本数も少なくなるため、所定の回数の定期
検査で全ての配管の健全性を検査することは工程的にも
厳しくなってきている。
Since these operations are basically performed manually, there are problems in terms of both time and cost. Further, since it is necessary to isolate the system, the position and number of pipes that can be inspected during one regular inspection are limited.
Moreover, in order to increase the operation of the power plant, it is necessary to keep the periodic inspections as short as possible, and since the number of pipes that can be inspected in one regular inspection is reduced, all pipes can be inspected by the prescribed number of regular inspections. It is becoming stricter to check the soundness of the process.

【0009】一方、配管内面の状態を配管外面から推定
するようにした、公開特許「配管検査方法および装置」
(公開番号:P2000329751)は、運転中にライニングの
布設状況を検査可能な手法であり、上述した人為的検査
手法に比べて定期検査を容易に実施できるようになる。
しかしながら、実プラントの配管では、表面に発生した
錆や、塗装状態の不均一性およびノイズの影響により安
定したエコーを得ることが出来ないことも想定され、こ
の場合には、正確な配管検査を行うことができない。
On the other hand, the published patent "Piping Inspection Method and Apparatus", in which the state of the inner surface of the pipe is estimated from the outer surface of the pipe
(Publication No .: P2000329751) is a method that can inspect the lining installation status during operation, which makes it easier to carry out periodic inspections compared to the above-mentioned artificial inspection method.
However, in the piping of the actual plant, it is assumed that stable echo cannot be obtained due to the rust generated on the surface, the non-uniformity of the coating state, and the effect of noise. In this case, an accurate piping inspection is required. I can't do it.

【0010】また、原子力プラントの海水系で使用され
ている配管は、炭素鋼の配管にポリエチレンあるいは天
然ゴム製のライニングが施されている。このため、スケ
ールの付着とは異なり、配管―ライニング間の音響イン
ピーダンスが異なることにより、ライニング底面からの
エコーのレベル低下が著しく、前記「配管内面スケール
の厚さ測定システム」(PH11-367815)にあるような、
ライニングの厚さ変化による波形の変化を検出すること
は難しい問題がある。
The piping used in the seawater system of a nuclear power plant is a carbon steel piping provided with a polyethylene or natural rubber lining. For this reason, unlike the adhesion of scale, the acoustic impedance between the pipe and the lining is different, and the level of the echo from the bottom of the lining is markedly reduced, and the above-mentioned "Pipe inner scale thickness measurement system" (PH11-367815) Like,
Detecting changes in the waveform due to changes in lining thickness is a difficult problem.

【0011】また、「二層構造金属体の厚さ測定方法」
(PH11-122429)については、測定対象が原子力プラン
トの海水系配管と同じではあるが、配管、ライニングの
厚さが測定条件を満たさない場合があり、この場合に
は、配管底面のエコーとライニング底面のエコーを分離
することができずに、ライニングの状態を正確に検査で
きないことがある。
[Method for measuring thickness of double-layered metal body]
Regarding (PH11-122429), although the measurement target is the same as the seawater piping of the nuclear power plant, the thickness of the piping and lining may not meet the measurement conditions.In this case, the echo on the bottom of the piping and the lining Sometimes the bottom echo cannot be separated and the lining condition cannot be accurately inspected.

【0012】また、従来一般に適用されている斜角探傷
法は、容易に得られる配管裏面からのエコーの有無によ
り該配管裏面の欠陥を検出する方法であり、配管とライ
ニング間の状態を検出するものではない。
[0012] Further, the bevel flaw detection method generally applied conventionally is a method of detecting a defect on the back surface of a pipe by the presence or absence of an echo easily obtained from the back surface of the pipe, and detects a state between the pipe and the lining. Not a thing.

【0013】本発明は、前記のような課題に鑑みなされ
たもので、配管の状態に依らずに、プラント運転中に配
管外面からライニングの剥離等の布設状態を容易かつ正
確に検出することが可能になる配管検査装置および配管
検査方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and can easily and accurately detect a laying state such as peeling of the lining from the outer surface of the pipe during plant operation, regardless of the state of the pipe. An object of the present invention is to provide a pipe inspection device and a pipe inspection method that can be performed.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
配管検査装置は、配管の内面に密着させたライニングの
状態を検査する配管検査装置であって、前記配管の表面
に設置され、当該配管の表面から内部に向けて超音波を
送信して入射させる超音波送信手段と、前記配管の表面
に設置され、前記超音波送信手段による前記配管表面か
らの超音波の送信に伴い、当該配管の底面により反射さ
れた配管反射波および前記ライニングの底面により反射
されたライニング反射波を受信する超音波受信手段と、
この超音波受信手段により受信された配管反射波の信号
およびライニング反射波の信号を処理する反射波信号処
理手段とを備え、前記超音波受信手段を、前記超音波送
信手段から配管に対する超音波の入射角度、配管および
ライニングの厚さ、配管とライニングとの音響インピー
ダンスの差による超音波音速の差に応じた配管からライ
ニングへの超音波の屈折角のそれぞれに基づき計算され
る前記ライニング反射波の配管表面到達位置に設置する
と共に、前記反射波信号処理手段により処理されるライ
ニング反射波の信号レベルが最大となる位置に前記超音
波受信手段の設置位置を微調整してなることを特徴とす
る。
That is, a pipe inspection device according to the present invention is a pipe inspection device for inspecting a state of a lining which is in close contact with an inner surface of the pipe, the pipe inspection device being installed on the surface of the pipe. Ultrasonic transmitting means for transmitting and injecting ultrasonic waves from the surface toward the inside, and is installed on the surface of the pipe, with the transmission of ultrasonic waves from the surface of the pipe by the ultrasonic transmitting means, Ultrasonic receiving means for receiving the pipe reflected wave reflected by the bottom surface and the lining reflected wave reflected by the bottom surface of the lining,
A reflected wave signal processing means for processing the signal of the pipe reflected wave and the signal of the lining reflected wave received by the ultrasonic wave receiving means, wherein the ultrasonic wave receiving means is provided for the ultrasonic wave to the pipe from the ultrasonic wave transmitting means. Incident angle, thickness of pipe and lining, of the lining reflected wave calculated based on each of the refraction angle of ultrasonic waves from the pipe to the lining according to the difference in ultrasonic sound velocity due to the difference in acoustic impedance between the pipe and lining The installation position of the ultrasonic receiving means is finely adjusted to a position where the signal level of the lining reflected wave processed by the reflected wave signal processing means is maximized while being installed at the position where the pipe surface reaches. .

【0015】このような、本発明に係る配管検査装置で
は、超音波受信手段の配管表面上での設置位置が、超音
波送信手段から配管に対する超音波の入射角度、配管お
よびライニングの厚さ、配管とライニングとの音響イン
ピーダンスの差による超音波音速の差に応じた配管から
ライニングへの超音波の屈折角のそれぞれに基づき計算
されるライニング反射波の配管表面到達位置に合わせて
設置されるのと共に、反射波信号処理手段により処理さ
れるライニング反射波の信号レベルが最大となる位置に
前記超音波受信手段の設置位置が微調整されるので、配
管内面のライニングの密着が正常である場合は、ライニ
ング反射波を確実に検出できることになる。
In such a pipe inspection apparatus according to the present invention, the installation position of the ultrasonic wave receiving means on the surface of the pipe is determined by the angle of incidence of ultrasonic waves from the ultrasonic wave transmitting means to the pipe, the thickness of the pipe and the lining, It is installed according to the pipe surface arrival position of the lining reflected wave calculated based on each of the refraction angle of the ultrasonic wave from the pipe to the lining according to the difference in ultrasonic velocity of sound due to the difference in acoustic impedance between the pipe and the lining. At the same time, since the installation position of the ultrasonic wave receiving means is finely adjusted to a position where the signal level of the lining reflected wave processed by the reflected wave signal processing means is maximum, when the adhesion of the lining on the inner surface of the pipe is normal. , The lining reflected wave can be reliably detected.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明の実施形態に係る配管検査装
置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a view showing the arrangement of a pipe inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.

【0018】図1において、検査対象となる配管2の内
面には、ポリエチレンライニング1が密着して布設施工
されている。
In FIG. 1, a polyethylene lining 1 is installed in close contact with the inner surface of a pipe 2 to be inspected.

【0019】この配管検査装置は、超音波5を配管2の
表面から内部に向けて送信する圧電素子である送信セン
サー6と配管2の内部から反射波となる超音波5を受信
する圧電素子である受信センサー7を有し、この送信セ
ンサー6と受信センサー7は、パルサー/レシーバー8
によって駆動される。
This pipe inspection apparatus is composed of a transmission sensor 6 which is a piezoelectric element for transmitting the ultrasonic wave 5 from the surface of the pipe 2 to the inside and a piezoelectric element for receiving the ultrasonic wave 5 which is a reflected wave from the inside of the pipe 2. It has a certain receiving sensor 7, and the transmitting sensor 6 and the receiving sensor 7 are pulsar / receiver 8
Driven by.

【0020】送信センサー6は、配管2の表面に対して
斜角45度に超音波5が入射伝播するようシュー3によっ
て方向設定され、このシュー3は配管2とのインピーダ
ンスマッチングが良くなるようカプラント4を介して当
該配管2の表面に取り付けられる。
The transmitting sensor 6 is oriented by a shoe 3 so that the ultrasonic wave 5 is incident and propagated at an oblique angle of 45 degrees with respect to the surface of the pipe 2, and the shoe 3 is designed so that impedance matching with the pipe 2 is improved. It is attached to the surface of the pipe 2 via 4.

【0021】また、受信センサー7も、配管2の表面に
対して、当該配管2の底面からの反射波として斜角45度
に伝播する超音波5を受信するようシュー3によって方
向設定され、この受信側のシュー3も配管2とのインピ
ーダンスマッチングが良くなるようカプラント4を介し
て当該配管2の表面に取り付けられる。
The receiving sensor 7 is also oriented by the shoe 3 so as to receive the ultrasonic wave 5 propagating at an angle of 45 degrees as a reflected wave from the bottom surface of the pipe 2 with respect to the surface of the pipe 2. The shoe 3 on the receiving side is also attached to the surface of the pipe 2 via the couplant 4 so that the impedance matching with the pipe 2 is improved.

【0022】送信センサー6によって配管2の表面から
斜角45度で入射伝播した超音波5は、配管2の底面によ
る反射エコー5a,5a′およびライニング1の底面に
よる反射エコー5bとなって斜角45度で当該2の表面に
向けて伝播され、受信センサー7によって受信される。
The ultrasonic wave 5 which is propagated by the transmission sensor 6 from the surface of the pipe 2 at an oblique angle of 45 degrees becomes the reflection echoes 5a and 5a 'by the bottom surface of the pipe 2 and the reflection echo 5b by the bottom surface of the lining 1 and the oblique angle. At 45 degrees, it propagates toward the surface of the relevant 2 and is received by the reception sensor 7.

【0023】そして、この受信センサー7により受信さ
れた配管2の底面による反射エコー5a,5a′および
ライニング1の底面による反射エコー5bの各信号を、
AD変換機9を介してデジタル信号に変換した後に、パ
ソコン10に入力して信号処理することによりライニン
グ1の剥離の有無を検出する構成とする。
The respective signals of the reflection echoes 5a, 5a 'by the bottom surface of the pipe 2 and the reflection echo 5b by the bottom surface of the lining 1 received by the reception sensor 7 are
After being converted into a digital signal via the AD converter 9, the presence or absence of peeling of the lining 1 is detected by inputting to the personal computer 10 and signal processing.

【0024】すなわち、この配管検査装置は、超音波送
信センサー6と超音波受信センサー7との2つの圧電素
子を用いた斜角2探触法による検査装置であり、配管2
の底面による反射エコー5aとライニング1の底面によ
る反射エコー5bとの伝播経路が異なることによる各エ
コー5a,5b間の受信時間差に応じて、配管底面反射
エコー5aの受信後にライニング底面反射エコー5bが
確実に受信されるか否かによってライニング1の剥離の
有無が検出される。
That is, this piping inspection apparatus is an inspection apparatus by the oblique angle 2 probe method using two piezoelectric elements, that is, the ultrasonic wave transmission sensor 6 and the ultrasonic wave reception sensor 7.
Depending on the reception time difference between the echoes 5a and 5b due to the different propagation paths of the reflection echo 5a due to the bottom surface of the lining 1 and the reflection echo 5b due to the bottom surface of the lining 1, the lining bottom surface reflection echo 5b is received after receiving the piping bottom surface reflection echo 5a. Whether or not the lining 1 is peeled off is detected depending on whether or not the lining 1 is reliably received.

【0025】本実施形態において、配管2の板厚は9.5m
m、ライニング1の厚さは3mmとする。
In this embodiment, the thickness of the pipe 2 is 9.5 m.
The thickness of m and lining 1 is 3 mm.

【0026】図2は前記配管検査装置による配管2およ
びライニング1内での超音波5の伝播経路示す図であ
る。ここでは説明簡単化のため、配管2を平板とする。
FIG. 2 is a diagram showing a propagation path of the ultrasonic wave 5 in the pipe 2 and the lining 1 by the pipe inspection device. Here, for simplification of description, the pipe 2 is a flat plate.

【0027】超音波5は配管2に対して45度に入射する
ため、配管2内の伝播距離Lpは、 Lp=9.5/cos45° で求められ、13.44mmとなる。
Since the ultrasonic wave 5 is incident on the pipe 2 at an angle of 45 degrees, the propagation distance Lp in the pipe 2 is calculated as Lp = 9.5 / cos45 °, which is 13.44 mm.

【0028】配管2とライニング1では伝播する超音波
5の音速は異なるため、その境界では屈折が生じ、その
角度はスネルの法則に従い、 v/v=sinθ/sinθ (v:配管2内の超音波音速、v:ライニング1内
の超音波音速、θ、θ :超音波5の入射角11およ
び屈折角12)で表され、それぞれv:5950m/s、v
:2000m/s、θ:45度とすると、ライニング1へ入
射時の屈折角θは13.75度となる。
Ultrasonic waves propagating in the pipe 2 and the lining 1.
Since the sound velocity of 5 is different, refraction occurs at the boundary,
The angle follows Snell's law, vp/ Vl= Sin θp/ Sin θl (Vp: Ultrasonic velocity in pipe 2, vl: Inside lining 1
Ultrasonic speed of sound, θp, Θ l: Ultrasonic wave 5 incident angle 11 and
And refraction angle 12), and vp: 5950m / s, v
l: 2000m / s, θp: At 45 degrees, enter lining 1
Refraction angle θlIs 13.75 degrees.

【0029】従って、配管2内での伝播距離Lpを求め
た時と同様に、ライニング1内での伝播距離Llは、 Ll=3.0/cos13.75° で求められ、3.09mmとなる。
Therefore, similarly to the case where the propagation distance Lp in the pipe 2 is obtained, the propagation distance Ll in the lining 1 is 3.09 mm, which is obtained by Ll = 3.0 / cos 13.75 °.

【0030】したがって、図2中に示した、配管底面反
射エコー5aの伝播経路1(13)、ライニング底面反
射エコー5bの伝播経路2(14)での各伝播時間t
1、t2はそれぞれ、 経路1:t1=13.44(mm)/5950(m/s)×2=4.52
(μs) 経路2:t2=(13.44(mm)/5950(m/s)+3.09(mm)/
2000(m/s))×2=7.61(μs) となる。
Therefore, each propagation time t in the propagation path 1 (13) of the pipe bottom reflection echo 5a and the propagation path 2 (14) of the lining bottom reflection echo 5b shown in FIG.
1 and t2 are route 1: t1 = 13.44 (mm) / 5950 (m / s) × 2 = 4.52
(Μs) Path 2: t2 = (13.44 (mm) / 5950 (m / s) +3.09 (mm) /
It becomes 2000 (m / s) × 2 = 7.61 (μs).

【0031】図3は前記配管検査装置による理想的な検
査エコー波形を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an ideal inspection echo waveform by the pipe inspection device.

【0032】これらのことより、理論上は配管底面から
のエコー5aが得られてから3.09μs(=t2-t1)後に、ラ
イニング底面からのエコー5bが得られることになり、
理想的には、図3に示すようなエコー波形が得られれば
工夫なしにライニング1の状態を検査可能である。
From these facts, theoretically, the echo 5b from the bottom of the lining will be obtained 3.09 μs (= t2-t1) after the echo 5a from the bottom of the pipe is obtained.
Ideally, if the echo waveform as shown in FIG. 3 is obtained, the state of the lining 1 can be inspected without any modification.

【0033】また、炭素鋼の配管2とライニング1では
音響インピーダンスZが異なるため、炭素鋼配管2から
ライニング1へ透過する超音波5の割合は以下に示すよ
うに、約16%でしかない。
Since the carbon steel pipe 2 and the lining 1 have different acoustic impedances Z, the ratio of the ultrasonic waves 5 transmitted from the carbon steel pipe 2 to the lining 1 is only about 16% as shown below.

【0034】R=1−((Z−Z)/(Z
))=0.16 (R:透過率、Z:配管2の音響インピーダンス(4.
6×107)、Z:ライニング1の音響インピーダンス
(2.0×106)) 実際の超音波送受信センサー6、7には、周波数特性、
ダンピング特性があり、さらに、透過率が微少であるこ
とから、図3で示したような理想的なエコー波形を得る
ことはできない。従って、いかにライニング1からのエ
コー5bを強調して得ることができるかが検査装置とし
て成立するかの課題となる。
R = 1-((Z 1 -Z 2 ) / (Z 1 +
Z 2 )) 2 = 0.16 (R: transmittance, Z 1 : acoustic impedance of pipe 2 (4.
6 × 10 7 ), Z 2 : Acoustic impedance of lining 1 (2.0 × 10 6 )) Actual ultrasonic transmission / reception sensors 6 and 7 have frequency characteristics,
Since it has damping characteristics and its transmittance is very small, it is not possible to obtain an ideal echo waveform as shown in FIG. Therefore, how to obtain the echo 5b from the lining 1 by emphasizing it becomes an issue of the inspection device.

【0035】このため、本実施形態では、1)センサー
間の距離を最適化する、2)パルサー/レシーバーの出
力を最適化することで、ライニング底面反射エコー5b
が強調して得られる構成とした。
Therefore, in this embodiment, 1) the distance between the sensors is optimized, and 2) the output of the pulsar / receiver is optimized, so that the lining bottom surface reflection echo 5b is obtained.
Was emphasized.

【0036】まず、1)センサー間の距離を最適化する
調整手法としては、ライニング伝播時にセンサー6,7
を並べた方向に伝播する1.47mm(0.73×2.014)分を配
管底面からのエコー5aを得る場合の各センサー6,7
の中心間距離19mm(9.5×2)に加え20.47mmとして設置す
る。そして、この中心間距離20.47mmを中心としてセン
サー6,7の間隔を調整し、ライニング底面反射エコー
5bが最大に伝播される点を最適点として設定すること
で、受信センサー7によりライニング1のエコー5bを
感度よく採取して受信することができる。
First, 1) As an adjusting method for optimizing the distance between the sensors, the sensors 6, 7 during the lining propagation are used.
Each sensor 6,7 for obtaining the echo 5a from the bottom of the pipe for 1.47 mm (0.73 × 2.014) that propagates in the direction in which
It will be installed at 20.47 mm in addition to the center distance of 19 mm (9.5 × 2). Then, by adjusting the distance between the sensors 6 and 7 centering on this center-to-center distance of 20.47 mm and setting the point at which the lining bottom surface reflected echo 5b propagates to the maximum as the optimum point, the reception sensor 7 echoes the lining 1. 5b can be sampled and received with high sensitivity.

【0037】図4は前記配管検査装置の送受信センサー
6,7間距離を最適位置にして配置した場合およびその
前後位置に変更配置した場合の各検査エコー波形を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing respective inspection echo waveforms when the distance between the transmission / reception sensors 6 and 7 of the pipe inspection apparatus is arranged at an optimum position and when the distance is changed and arranged before and after the optimum position.

【0038】図4(A)に示すように、送受信センサー
6,7間距離を前記ライニング底面反射エコー5bの伝
播経路に対応させた最適位置にして設置した場合には、
配管底面エコー5aから理論値通り約3μs遅れてライ
ニング底面エコー5bが得られている。また、この図4
(A)から明らかなように、配管底面エコー5aは信号
レベルも高く、センサー6,7のダンピング特性により
ライニング底面エコー5bの近傍にまでレベルの高いエ
コーが残り、これがライニング底面エコー5bの分離を
難しくする原因の1つとなっているが、ここではダンピ
ングによるエコーの終わりから約1.5μs程度離れた位置
からライニング底面エコー5bが始まるために、配管底
面エコー5aとライニング底面エコー5bを分離するこ
とが容易であることが分かる。
As shown in FIG. 4A, when the distance between the transmission / reception sensors 6 and 7 is set at the optimum position corresponding to the propagation path of the lining bottom surface reflection echo 5b,
The lining bottom echo 5b is obtained from the pipe bottom echo 5a with a delay of about 3 μs as the theoretical value. Moreover, this FIG.
As is clear from (A), the pipe bottom echo 5a has a high signal level, and due to the damping characteristics of the sensors 6 and 7, a high level echo remains even in the vicinity of the lining bottom echo 5b, which separates the lining bottom echo 5b. This is one of the causes for making it difficult. Here, since the lining bottom echo 5b starts at a position about 1.5 μs away from the end of the echo due to damping, it is possible to separate the pipe bottom echo 5a and the lining bottom echo 5b. It turns out to be easy.

【0039】なお、配管2の表面上に設置した送信セン
サー6に対する受信センサー7の設置位置は、前述のセ
ンサー間距離最適化に従い、配管2およびライニング1
の厚さ、配管2に対する超音波5の入射角度θ、配管
2とライニング1との音響インピーダンスZ,Z
差による超音波音速v,vの差に応じた配管2から
ライニング1への超音波5の屈折角θ、に基づき計算
される送信センサー6からの配管表面上における超音波
到達距離によって定まるが、さらに、厚さの誤差を考慮
して、ライニング底面エコー5bの信号レベルが最大と
なる位置に受信センサー7の設置位置を微調整する。
The installation position of the reception sensor 7 with respect to the transmission sensor 6 installed on the surface of the pipe 2 is in accordance with the optimization of the inter-sensor distance described above.
Thickness, the incident angle θ p of the ultrasonic wave 5 with respect to the pipe 2, the difference in the acoustic sonic speeds v p and v l due to the difference in the acoustic impedances Z 1 and Z 2 between the pipe 2 and the lining 1, and the lining from the pipe 2 It is determined by the ultrasonic wave arrival distance on the pipe surface from the transmission sensor 6 calculated based on the refraction angle θ l of the ultrasonic wave 5 to 1. However, further considering the thickness error, the lining bottom echo 5b The installation position of the reception sensor 7 is finely adjusted to a position where the signal level becomes maximum.

【0040】一方、図4(B)に示すように、送受信セ
ンサー6,7間距離を前記最適位置よりも近づけた位置
にして設置した場合には、配管底面エコー5aとライニ
ング底面エコー5bは分離可能であるが、ライニング底
面エコー5bの信号レベルは前記最適距離の場合と比較
して半分以下になっており、ノイズの影響でライニング
底面エコー5bを判定できないことが有り得る。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the transmitter / receiver sensors 6 and 7 are installed at positions closer to each other than the optimum position, the pipe bottom echo 5a and the lining bottom echo 5b are separated. Although possible, the signal level of the lining bottom echo 5b is less than half that in the case of the optimum distance, and it is possible that the lining bottom echo 5b cannot be determined due to the influence of noise.

【0041】また、図4(C)に示すように、送受信セ
ンサー6,7間距離を前記最適位置よりも遠い位置にし
て設置した場合には、前記図4(A)で示した最適距離
の場合と比較して、ライニング底面エコー5bの後ろ
に、大きな波があることがわかる。これは配管2の底面
で2回反射した配管底面エコー5a′であり、ライニン
グ底面エコー5bは1回反射の配管底面エコー5aと2
回反射の配管底面エコー5a′との間に挟まれることに
なる。この場合、ライニング1あるいは配管2の厚さが
変化すると、ライニング底面エコー5bといずれかの配
管底面エコー5a,5a′とが重なってしまう可能性が
有り、この場合にも、ライニング底面エコー5bを判定
できない恐れがある。
Further, as shown in FIG. 4 (C), when the distance between the transmission / reception sensors 6 and 7 is set to a position farther than the optimum position, the optimum distance shown in FIG. 4 (A) is obtained. As compared with the case, it can be seen that there is a large wave behind the lining bottom echo 5b. This is a pipe bottom echo 5a 'which is reflected twice on the bottom of the pipe 2, and the lining bottom echo 5b is a pipe bottom echo 5a and 2 which are reflected once.
It will be sandwiched between the circular reflection bottom surface echo 5a '. In this case, if the thickness of the lining 1 or the pipe 2 changes, the lining bottom echo 5b and any one of the pipe bottom echoes 5a and 5a 'may overlap. It may not be possible to judge.

【0042】このように、送受信センサー6,7間の距
離を最適化調整することにより、簡便で精度良くライニ
ング底面エコー5bを受信することが可能になる。
As described above, by optimizing and adjusting the distance between the transmission / reception sensors 6 and 7, it becomes possible to receive the lining bottom surface echo 5b simply and accurately.

【0043】また、2)パルサー/レシーバーの出力を
最適化する調整手法としては、配管底面からのエコー5
aを無視し、例え配管底面エコー5aが飽和しても、パ
ルサー/レシーバー8による超音波送信のエネルギーお
よびダンピングレートを調整してライニング底面エコー
5bの信号レベルが最大になるように設定することで、
当該ライニング底面エコー5bと定常ノイズの比ができ
るだけ大きくなるようにする。
2) As an adjusting method for optimizing the output of the pulsar / receiver, echo 5 from the bottom of the pipe is used.
By ignoring a, even if the pipe bottom echo 5a is saturated, the energy of ultrasonic transmission by the pulser / receiver 8 and the damping rate are adjusted so that the signal level of the lining bottom echo 5b is set to the maximum. ,
The ratio between the lining bottom echo 5b and the stationary noise is set to be as large as possible.

【0044】そして、前記1)2)による2種類の方法
を組み合わせて構成することで、ライニング底面からの
エコー5bをS/N良く得ることが可能となる。
By combining the two methods according to 1) and 2) above, the echo 5b from the bottom surface of the lining can be obtained with good S / N.

【0045】次に、前記構成の配管検査装置による配管
検査に伴い得られたエコー信号からライニング1の正常
/異常を自動で判定する動作について説明する。
Next, the operation of automatically determining the normality / abnormality of the lining 1 from the echo signal obtained by the pipe inspection by the pipe inspection device having the above-mentioned configuration will be described.

【0046】ここでは、前記同様に本実施形態において
示した、配管板厚:9.5mm、ライニング厚:3mmの場合に
ついて説明する。
Here, the case where the pipe thickness is 9.5 mm and the lining thickness is 3 mm, which is shown in this embodiment as in the above, will be described.

【0047】まず、予め送信側および受信側のシュー
3,3内を伝播する超音波5の伝播時間を測定する(こ
こでは約8μs)。
First, the propagation time of the ultrasonic wave 5 propagating in the shoes 3 and 3 on the transmitting side and the receiving side is measured in advance (here, about 8 μs).

【0048】送信センサー6から出力された超音波5に
よって、配管2の底面で反射したエコー5a(図2の経
路1)が受信センサー7に到達して受信されるまでの伝
播時間は、前記配管2の内部のみでの配管底面エコー5
aの伝播時間t1(=4.52μs)に前記シュー3,3内部で
の伝播時間8μsを加算した約12.5μsとなり、パルサー
/レシーバー8の制御系(パソコン10)から見て、配
管検査に伴う超音波5の送信開始時点から約12.5μs後
に配管底面エコー5aが得られることになる。
The propagation time until the echo 5a reflected by the bottom surface of the pipe 2 (path 1 in FIG. 2) reaches the reception sensor 7 and is received by the ultrasonic wave 5 output from the transmission sensor 6 is the above-mentioned pipe. Pipe bottom echo 5 only inside 2
Approximately 12.5 μs, which is the propagation time t1 (= 4.52 μs) of a plus the propagation time of 8 μs inside the shoes 3 and 3, which is over 12.5 μs as seen from the control system (personal computer 10) of the pulsar / receiver 8. The pipe bottom echo 5a is obtained about 12.5 μs after the start of transmission of the sound wave 5.

【0049】配管2の厚さはほとんど一様であるが、減
肉しているケースなども考慮して、配管底面エコー5a
の検出開始時間は、前記理論上の配管底面エコー5aの
伝播時間である約12.5μsよりも若干短い10μs以降で
あって、且つ予め決められた信号レベルのしきい値に達
した時点の時間とする。
Although the thickness of the pipe 2 is almost uniform, the pipe bottom echo 5a is taken into consideration in consideration of the case where the wall thickness is reduced.
The detection start time is 10 μs or less, which is slightly shorter than the theoretical propagation time of the pipe bottom echo 5a of about 12.5 μs, and is the time at which a predetermined signal level threshold value is reached. To do.

【0050】そして、ライニング底面エコー5bの伝播
時間t2は、前述したように配管底面エコー5aの伝播
時間t1よりも約3.09μs遅れるため、ライニング1が
減肉して2mmとなっていた場合でも対応可能なように、
配管底面エコー5aを検出してから2μs後をライニン
グ底面エコー5bの検出開始時点とする。そして、この
ライニング底面エコー5bの検出開始時点から後2μs
の間だけを検出対象とするゲート処理を施し、定常ノイ
ズを考慮して予め決められた信号レベルのしきい値に基
づきライニング底面エコー5bを検出する。
Since the propagation time t2 of the lining bottom echo 5b lags behind the propagation time t1 of the pipe bottom echo 5a by about 3.09 μs as described above, even when the lining 1 is thinned to 2 mm As possible,
2 μs after the detection of the bottom surface echo 5a of the pipe is set as the start point of the detection of the bottom surface echo 5b of the lining. Then, 2 μs after the start of detection of the lining bottom echo 5b
The gate processing is performed so as to detect only during the period, and the lining bottom surface echo 5b is detected based on the threshold value of the signal level determined in advance in consideration of stationary noise.

【0051】このように、ライニング底面エコー5bの
検出対象時間にゲート処理をかけることで、他の配管底
面エコー5a,5a′から分離して確実にライニング底
面エコー5bを検出することが可能であり、ライニング
1の正常/異常を正確に検出することができる。
As described above, by performing the gate processing on the detection time of the lining bottom echo 5b, it is possible to reliably detect the lining bottom echo 5b separately from the other pipe bottom echoes 5a and 5a '. , Normal / abnormal of the lining 1 can be accurately detected.

【0052】また、前記ライニング底面エコー5bを検
出するためのゲート処理時間内で、予め決められた信号
レベルのしきい値に基づきライニング底面エコー5bを
検出処理することに代えて、当該ゲート処理時間内の信
号レベル値を2乗して積分した値を定常ノイズの積分値
を考慮して予め決められたしきい値に基づき検出判定す
るか、または当該ゲート処理時間内の信号レベル値の絶
対値を積分した値を定常ノイズの積分値を考慮して予め
決められたしきい値に基づき検出判定する構成とするこ
とで、ライニング底面エコー5bをより顕著に検出でき
るようになり、さらに正確なライニング1の正常/異常
判定を行うことが可能となる。
Further, within the gate processing time for detecting the lining bottom echo 5b, instead of detecting the lining bottom echo 5b based on a predetermined signal level threshold value, the gate processing time is changed. Squared signal level value and integrated, the detection value is determined based on a predetermined threshold value considering the integrated value of stationary noise, or the absolute value of the signal level value within the gate processing time. By adopting a configuration in which the value obtained by integrating is detected and determined based on a predetermined threshold value in consideration of the integrated value of stationary noise, the lining bottom surface echo 5b can be detected more remarkably, and a more accurate lining is achieved. It is possible to make a normality / abnormality determination of 1.

【0053】したがって、前記構成の配管検査装置によ
れば、配管2の表面上に設置した送信センサー6に対す
る受信センサー7の設置位置を、配管2およびライニン
グ1の厚さ、配管2に対する超音波5の入射角度θ
配管2とライニング1との音響インピーダンスZ,Z
の差による超音波音速v,vの差に応じた配管2
からライニング1への超音波5の屈折角θ、に基づき
計算される送信センサー6からの配管表面上における超
音波到達距離によって定めるのと共に、前記厚さの誤差
を考慮して、ライニング底面エコー5bの信号レベルが
最大となる位置に受信センサー7の設置位置を微調整し
て最適化するようにしたので、配管2の内面に布設され
たライニング1の密着が正常である場合には、ライニン
グ底面エコー5bを確実に検出することができ、配管2
の内面におけるライニング1の剥離を当該配管2の外側
から確実に検出できるようになる。
Therefore, according to the pipe inspection apparatus having the above-mentioned configuration, the installation position of the reception sensor 7 with respect to the transmission sensor 6 installed on the surface of the pipe 2, the thickness of the pipe 2 and the lining 1, the ultrasonic wave 5 with respect to the pipe 2. Incident angle θ p ,
Acoustic impedance Z 1 , Z between the pipe 2 and the lining 1
Ultrasonic sound velocity v p due to the difference of 2, v according to the difference between l pipe 2
From the transmission sensor 6 calculated based on the refraction angle θ l of the ultrasonic wave 5 from the lining 1 to the lining 1, and in consideration of the thickness error, the bottom surface echo of the lining is considered. Since the installation position of the reception sensor 7 is finely adjusted and optimized to the position where the signal level of 5b is maximized, when the lining 1 laid on the inner surface of the pipe 2 is in normal contact, the lining The bottom echo 5b can be reliably detected, and the pipe 2
The peeling of the lining 1 on the inner surface of the pipe 2 can be reliably detected from the outside of the pipe 2.

【0054】また、前記構成の配管検査装置によれば、
パルサー/レシーバー8による超音波送信のエネルギー
およびダンピングレートを調整してライニング底面エコ
ー5bの信号レベルが最大になるように設定するように
したので、ライニング底面エコー5bの有無を確実に検
出することができ、配管2の内面におけるライニング1
の異常を正確に検出できるようになる。
Further, according to the pipe inspection apparatus having the above structure,
Since the energy of the ultrasonic wave transmission by the pulser / receiver 8 and the damping rate are adjusted so that the signal level of the lining bottom echo 5b is maximized, the presence or absence of the lining bottom echo 5b can be reliably detected. Yes, the lining 1 on the inside of the pipe 2
It becomes possible to accurately detect the abnormalities.

【0055】また、前記構成の配管検査装置によれば、
配管底面エコー5aの伝播時間t1とライニング底面エ
コー5bの伝播時間t2との差(約3.09μs)に基づ
き、配管底面エコー5aを検出してからのライニング底
面エコー5bの検出開始タイミングを設定するのと共
に、この検出開始タイミング後の一定時間(2μs)だ
けを検出対象とするゲート処理を施し、定常ノイズを考
慮した信号レベルのしきい値との比較によりライニング
底面エコー5bを検出するようにしたので、他の配管底
面エコー5a,5a′から分離して確実にライニング底
面エコー5bを検出することが可能となり、ライニング
1の正常/異常を正確に検出できるようになる。
Further, according to the pipe inspection device having the above structure,
Based on the difference between the propagation time t1 of the pipe bottom echo 5a and the propagation time t2 of the lining bottom echo 5b (about 3.09 μs), the detection start timing of the lining bottom echo 5b after the pipe bottom echo 5a is detected is set. At the same time, the gate processing is performed so that the detection target is a fixed time (2 μs) after the detection start timing, and the lining bottom echo 5b is detected by comparison with the threshold value of the signal level considering stationary noise. The lining bottom surface echo 5b can be reliably detected by separating from the other piping bottom surface echoes 5a and 5a ', and the normality / abnormality of the lining 1 can be accurately detected.

【0056】さらに、前記構成の配管検査装置によれ
ば、配管底面エコー5aの伝播時間t1とライニング底
面エコー5bの伝播時間t2との差(約3.09μs)に基
づき、配管底面エコー5aを検出してからのライニング
底面エコー5bの検出開始タイミングを設定するのと共
に、この検出開始タイミング後の一定時間(2μs)だ
けを検出対象とするゲート処理を施し、当該ゲート処理
時間内のエコー信号レベル値の2乗値または絶対値の積
分値を、定常ノイズの積分値を考慮した信号レベルのし
きい値との比較によってライニング底面エコー5bを検
出するようにしたので、ライニング底面エコー5bをよ
り顕著に検出することができ、ライニング1の正常/異
常を正確に検出できるようになる。
Further, according to the pipe inspection apparatus having the above-mentioned configuration, the pipe bottom echo 5a is detected based on the difference (about 3.09 μs) between the propagation time t1 of the pipe bottom echo 5a and the propagation time t2 of the lining bottom echo 5b. In addition to setting the detection start timing of the lining bottom surface echo 5b from the beginning, the gate processing is performed for a fixed time (2 μs) after the detection start timing, and the echo signal level value within the gate processing time is set. Since the lining bottom surface echo 5b is detected by comparing the integrated value of the squared value or the absolute value with the threshold value of the signal level considering the integration value of stationary noise, the lining bottom surface echo 5b is detected more significantly. Therefore, the normality / abnormality of the lining 1 can be accurately detected.

【0057】なお、本願発明は、前記各実施形態に限定
されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しな
い範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前
記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開
示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによ
り種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示
される全構成要件から幾つかの構成要件が削除された
り、幾つかの構成要件が組み合わされても、発明が解決
しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の
効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、こ
の構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明と
して抽出され得るものである。
The invention of the present application is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified at the stage of implementation without departing from the scope of the invention. Furthermore, each of the embodiments includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, some constituents may be deleted from all constituents shown in each embodiment, or even if some constituents are combined, the problems described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved, When the effects described in the section of the effects of the invention can be obtained, a structure in which these constituent elements are deleted or combined can be extracted as the invention.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る配管検査装
置によれば、配管の状態に依らずに、プラント運転中に
配管外面からライニングの剥離等の布設状態を容易かつ
正確に検出することが可能になる。
As described above, according to the pipe inspection apparatus of the present invention, it is possible to easily and accurately detect the laying state such as the peeling of the lining from the outer surface of the pipe during the plant operation regardless of the state of the pipe. It will be possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態に係る配管検査装置の構成を
示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a pipe inspection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記配管検査装置による配管2およびライニン
グ1内での超音波5の伝播経路示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a propagation path of an ultrasonic wave 5 in a pipe 2 and a lining 1 by the pipe inspection device.

【図3】前記配管検査装置による理想的な検査エコー波
形を示す図。
FIG. 3 is a view showing an ideal inspection echo waveform by the pipe inspection device.

【図4】前記配管検査装置の送受信センサー6,7間距
離を最適位置にして配置した場合およびその前後位置に
変更配置した場合の各検査エコー波形を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing respective inspection echo waveforms when the distance between the transmission / reception sensors 6 and 7 of the pipe inspection device is arranged at an optimum position and when the arrangement is changed to the front and rear positions thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 …ライニング 2 …配管 3 …シュー 4 …カプラント 5 …超音波 5a…配管底面(1回反射)エコー 5a′…配管底面(2回反射)エコー 5b…ライニング底面(反射)エコー 6 …送信センサー 7 …受信センサー 8 …パルサー/レシーバー 9 …A/D変換機 10 …パソコン 11 …超音波入射角度(θ) 12 …配管/ライニング境界屈折角(θ) 13 …配管底面エコー伝播経路(1) 14 …ライニング底面エコー伝播経路(2)1 ... Lining 2 ... Piping 3 ... Shoe 4 ... Couplant 5 ... Ultrasonic wave 5a ... Piping bottom surface (one reflection) echo 5a '... Piping bottom surface (twice reflection) echo 5b ... Lining bottom surface (reflection) echo 6 ... Transmission sensor 7 ... Reception sensor 8 ... Pulsar / Receiver 9 ... A / D converter 10 ... PC 11 ... Ultrasonic wave incident angle (θ p ) 12 ... Piping / lining boundary refraction angle (θ l ) 13 ... Pipe bottom echo propagation path (1) 14 ... Lining bottom surface echo propagation path (2)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 潔 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 2G047 AA07 AB01 AB05 AC01 BA02 BB02 BB04 BC09 CA01 EA10 EA12 GA03 GA15 GB27 GF06 GF10 GG01 GG06 GG14 GG28 GG30 GG33 2G075 CA13 CA36 DA16 FA16 FC15 GA09    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kiyoshi Iwata             8th Shinsugita Town, Isogo Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture             Ceremony company Toshiba Yokohama office F-term (reference) 2G047 AA07 AB01 AB05 AC01 BA02                       BB02 BB04 BC09 CA01 EA10                       EA12 GA03 GA15 GB27 GF06                       GF10 GG01 GG06 GG14 GG28                       GG30 GG33                 2G075 CA13 CA36 DA16 FA16 FC15                       GA09

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配管の内面に密着させたライニングの状
態を検査する配管検査装置であって、 前記配管の表面に設置され、当該配管の表面から内部に
向けて超音波を送信して入射させる超音波送信手段と、 前記配管の表面に設置され、前記超音波送信手段による
前記配管表面からの超音波の送信に伴い、当該配管の底
面により反射された配管反射波および前記ライニングの
底面により反射されたライニング反射波を受信する超音
波受信手段と、 この超音波受信手段により受信された配管反射波の信号
およびライニング反射波の信号を処理する反射波信号処
理手段とを備え、 前記超音波受信手段を、前記超音波送信手段から配管に
対する超音波の入射角度、配管およびライニングの厚
さ、配管とライニングとの音響インピーダンスの差によ
る超音波音速の差に応じた配管からライニングへの超音
波の屈折角のそれぞれに基づき計算される前記ライニン
グ反射波の配管表面到達位置に設置すると共に、前記反
射波信号処理手段により処理されるライニング反射波の
信号レベルが最大となる位置に前記超音波受信手段の設
置位置を微調整してなることを特徴とする配管検査装
置。
1. A pipe inspection device for inspecting a state of a lining which is in close contact with an inner surface of a pipe, which is installed on a surface of the pipe and transmits an ultrasonic wave toward the inside from the surface of the pipe to make the ultrasonic wave incident. Ultrasonic wave transmitting means, installed on the surface of the pipe, the ultrasonic wave transmitting means transmits ultrasonic waves from the surface of the pipe, and the pipe reflected wave reflected by the bottom surface of the pipe and the bottom surface of the lining. The ultrasonic wave receiving means for receiving the lined reflected wave and the reflected wave signal processing means for processing the signal of the pipe reflected wave and the signal of the lined reflected wave received by the ultrasonic wave receiving means. The means depends on the incident angle of ultrasonic waves from the ultrasonic wave transmitting means to the pipe, the thickness of the pipe and the lining, and the difference in acoustic impedance between the pipe and the lining. Installed at the pipe surface arrival position of the lining reflected wave calculated based on each of the refraction angles of the ultrasonic waves from the pipe to the lining according to the difference in sound velocity of sound, the lining reflection processed by the reflected wave signal processing means A pipe inspection apparatus, wherein the installation position of the ultrasonic receiving means is finely adjusted to a position where the signal level of the wave is maximized.
【請求項2】 配管の内面に密着させたライニングの状
態を検査する配管検査装置であって、 前記配管の表面に設置され、当該配管の表面から内部に
向けて超音波を送信して入射させる超音波送信手段と、 前記配管の表面に設置され、前記超音波送信手段による
前記配管表面からの超音波の送信に伴い、当該配管の底
面により反射された配管反射波および前記ライニングの
底面により反射されたライニング反射波を受信する超音
波受信手段と、 この超音波受信手段により受信された配管反射波の信号
およびライニング反射波の信号を処理する反射波信号処
理手段と、 前記超音波送信手段による超音波送信のエネルギーおよ
びダンピングレートを調整し、前記反射波信号処理手段
により処理されるライニング反射波の信号レベルを最大
に設定する送信調整手段と、を具備したことを特徴とす
る配管検査装置。
2. A pipe inspection device for inspecting a state of a lining which is in close contact with an inner surface of a pipe, which is installed on the surface of the pipe and transmits ultrasonic waves from the surface of the pipe toward the inside to make the ultrasonic wave incident. Ultrasonic wave transmitting means, installed on the surface of the pipe, the ultrasonic wave transmitting means transmits ultrasonic waves from the surface of the pipe, and the pipe reflected wave reflected by the bottom surface of the pipe and the bottom surface of the lining. An ultrasonic wave receiving means for receiving the lined reflected wave, a reflected wave signal processing means for processing the signal of the pipe reflected wave and the signal of the lined reflected wave received by the ultrasonic wave receiving means, and the ultrasonic wave transmitting means. The energy of ultrasonic transmission and the damping rate are adjusted to set the signal level of the lining reflected wave processed by the reflected wave signal processing means to the maximum. Pipe inspection device, wherein the transmission adjustment means, by comprising the that.
【請求項3】 請求項1に記載の配管検査装置にあっ
て、さらに、 前記超音波送信手段による超音波送信のエネルギーおよ
びダンピングレートを調整し、前記反射波信号処理手段
により処理されるライニング反射波の信号レベルを最大
に設定する送信調整手段を備えたことを特徴とする配管
検査装置。
3. The pipe inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a lining reflection that is processed by the reflected wave signal processing means by adjusting energy and damping rate of ultrasonic wave transmission by the ultrasonic wave transmitting means. A pipe inspection apparatus comprising a transmission adjusting means for setting a wave signal level to a maximum.
【請求項4】 前記反射波信号処理手段は、前記配管反
射波とライニング反射波との伝播時間の差に基づいた当
該配管反射波の信号検出後からの一定ゲート時間におい
て、定常ノイズを含まない所定のしきい値との比較によ
りライニング反射波の信号検出を行うことを特徴とする
請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の配管検査装
置。
4. The reflected wave signal processing means does not include stationary noise at a constant gate time after signal detection of the pipe reflected wave based on a difference in propagation time between the pipe reflected wave and the lining reflected wave. The pipe inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the signal of the lining reflected wave is detected by comparison with a predetermined threshold value.
【請求項5】 前記反射波信号処理手段は、前記配管反
射波とライニング反射波との伝播時間の差に基づいた当
該配管反射波の信号検出後からの一定ゲート時間におい
て、検出信号レベル値の2乗値または絶対値の積分値
を、定常ノイズの積分値を含まない所定のしきい値と比
較してライニング反射波の信号検出を行うことを特徴と
する請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の配管検
査装置。
5. The reflected wave signal processing means sets a detection signal level value at a fixed gate time after signal detection of the pipe reflected wave based on a difference in propagation time between the pipe reflected wave and the lining reflected wave. The signal of the lining reflected wave is detected by comparing an integral value of a squared value or an absolute value with a predetermined threshold value that does not include an integral value of stationary noise. Or the pipe inspection device according to item 1.
【請求項6】 配管の内面に密着させたライニングの状
態を検査する配管検査方法であって、 前記配管の表面において、当該配管の表面から内部に向
けて超音波を送信して入射させる超音波送信ステップ
と、 前記配管の表面において、前記超音波送信ステップによ
る前記配管表面からの超音波の送信に伴い、当該配管の
底面により反射された配管反射波および前記ライニング
の底面により反射されたライニング反射波を受信する超
音波受信ステップと、 この超音波受信ステップにより受信された配管反射波の
信号およびライニング反射波の信号を処理する反射波信
号処理ステップとを備え、 前記超音波受信ステップによる反射波の受信位置を、前
記超音波送信ステップでの配管に対する超音波の入射角
度、配管およびライニングの厚さ、配管とライニングと
の音響インピーダンスの差による超音波音速の差に応じ
た配管からライニングへの超音波の屈折角のそれぞれに
基づき計算される前記ライニング反射波の配管表面到達
位置に設定すると共に、前記反射波信号処理ステップに
より処理されるライニング反射波の信号レベルが最大と
なる位置に当該反射波の受信位置を微調整することを特
徴とする配管検査方法。
6. A pipe inspection method for inspecting a state of a lining which is in close contact with an inner surface of a pipe, wherein ultrasonic waves are transmitted from the surface of the pipe toward the inside and are incident on the surface of the pipe. Transmitting step, on the surface of the pipe, with the transmission of ultrasonic waves from the surface of the pipe by the ultrasonic wave transmitting step, the pipe reflected wave reflected by the bottom surface of the pipe and the lining reflection reflected by the bottom surface of the lining An ultrasonic wave receiving step for receiving a wave, and a reflected wave signal processing step for processing the signal of the pipe reflected wave and the signal of the lining reflected wave received by this ultrasonic wave receiving step, and the reflected wave by the ultrasonic wave receiving step The reception position of the ultrasonic wave, the incident angle of the ultrasonic wave to the pipe in the ultrasonic wave transmitting step, the thickness of the pipe and the lining, And set to the pipe surface arrival position of the lining reflected wave calculated based on each of the refraction angle of the ultrasonic waves from the pipe to the lining according to the difference in the ultrasonic speed of sound due to the difference in the acoustic impedance of the lining and the reflection, A pipe inspection method characterized in that the receiving position of the reflected wave is finely adjusted to a position where the signal level of the reflected wave of the lining processed by the wave signal processing step is maximized.
【請求項7】 配管の内面に密着させたライニングの状
態を検査する配管検査方法であって、 前記配管の表面において、当該配管の表面から内部に向
けて超音波を送信して入射させる超音波送信ステップ
と、 前記配管の表面において、前記超音波送信ステップによ
る前記配管表面からの超音波の送信に伴い、当該配管の
底面により反射された配管反射波および前記ライニング
の底面により反射されたライニング反射波を受信する超
音波受信ステップと、 この超音波受信ステップにより受信された配管反射波の
信号およびライニング反射波の信号を処理する反射波信
号処理ステップと、 前記超音波送信ステップによる超音波送信のエネルギー
およびダンピングレートを調整し、前記反射波信号処理
ステップにより処理されるライニング反射波の信号レベ
ルを最大に設定する送信調整ステップと、からなること
を特徴とする配管検査方法。
7. A pipe inspection method for inspecting a state of a lining which is in close contact with an inner surface of a pipe, wherein ultrasonic waves are transmitted from a surface of the pipe to an inside thereof to be incident. Transmitting step, on the surface of the pipe, with the transmission of ultrasonic waves from the surface of the pipe by the ultrasonic wave transmitting step, the pipe reflected wave reflected by the bottom surface of the pipe and the lining reflection reflected by the bottom surface of the lining An ultrasonic wave receiving step of receiving a wave, a reflected wave signal processing step of processing a pipe reflected wave signal and a lining reflected wave signal received by this ultrasonic wave receiving step, and an ultrasonic wave transmitting step of the ultrasonic wave transmitting step. The lining reflected wave processed by the reflected wave signal processing step by adjusting energy and damping rate. Piping inspection wherein a transmission adjustment step of setting the signal level to the maximum, in that it consists of.
【請求項8】 請求項6に記載の配管検査方法にあっ
て、さらに、 前記超音波送信ステップによる超音波送信のエネルギー
およびダンピングレートを調整し、前記反射波信号処理
ステップにより処理されるライニング反射波の信号レベ
ルを最大に設定する送信調整ステップを備えたことを特
徴とする配管検査方法。
8. The pipe inspection method according to claim 6, further comprising: a lining reflection processed by the reflected wave signal processing step by adjusting energy and damping rate of ultrasonic wave transmission by the ultrasonic wave transmission step. A pipe inspection method comprising a transmission adjusting step for setting a wave signal level to a maximum.
【請求項9】 前記反射波信号処理ステップでは、前記
配管反射波とライニング反射波との伝播時間の差に基づ
いた当該配管反射波の信号検出後からの一定ゲート時間
において、定常ノイズを含まない所定のしきい値との比
較によりライニング反射波の信号検出を行うことを特徴
とする請求項6乃至請求項8の何れか1項に記載の配管
検査方法。
9. The reflected wave signal processing step does not include stationary noise in a constant gate time after signal detection of the pipe reflected wave based on a difference in propagation time between the pipe reflected wave and the lining reflected wave. The pipe inspection method according to any one of claims 6 to 8, wherein the signal of the lining reflected wave is detected by comparison with a predetermined threshold value.
【請求項10】 前記反射波信号処理ステップでは、前
記配管反射波とライニング反射波との伝播時間の差に基
づいた当該配管反射波の信号検出後からの一定ゲート時
間において、検出信号レベル値の2乗値または絶対値の
積分値を、定常ノイズの積分値を含まない所定のしきい
値と比較してライニング反射波の信号検出を行うことを
特徴とする請求項6乃至請求項8の何れか1項に記載の
配管検査方法。
10. In the reflected wave signal processing step, a detection signal level value of a detected signal level value is set at a constant gate time after signal detection of the pipe reflected wave based on a difference in propagation time between the pipe reflected wave and the lining reflected wave. 9. A signal of a lining reflected wave is detected by comparing an integral value of a squared value or an absolute value with a predetermined threshold value that does not include an integral value of stationary noise. The piping inspection method according to item 1.
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