JP2009036708A

JP2009036708A - 配管用厚さ測定装置

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Publication number: JP2009036708A
Application number: JP2007202961A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Kobayashi; 裕信小林; Akira Takagi; 昭高木; Yasuhiko Azuma; 泰彦東
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: JP4918894B2

Abstract

【課題】管径の異なる多数種類の配管に対して線源とセンサの検出部とを結ぶ線が配管のほぼ中心を通るような正確な装着を実現し、使い勝手の向上および計測精度の向上を共に図るような配管用厚さ測定装置を提供する。
【解決手段】線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０がベース部２０に対して伸縮可能であり、線源側第２アーム５０は線源側第１アーム３０に対して移動可能であり、また、センサ側第２アーム６０はセンサ側第１アーム４０に対して移動可能であるため、外径の大きさが異なるような多数の配管２に対しても取り付け可能な配管用厚さ測定装置１とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、配管の肉厚を測定するための配管用厚さ測定装置に関する。

配管用厚さ測定装置に係る従来技術として、例えば、特許文献１（特開平１１−２０１７４４号公報，発明の名称：管の内壁付着物厚さの測定方法およびその測定装置）に記載された発明が知られている。
特許文献１には、測定対象となる測定管と交差しかつその中心を通る線上に、放射線を発する線源とこの線源からの放射線量を検出するためのセンサとを、当該測定管を挟んで対向配置し、この測定管を透過した透過放射線量をセンサで検出する構成の測定装置が記載されている。この際、線源およびセンサは特許文献１の図２に示されるような測定治具を介して測定管に装着する。同様にして、測定の基準となる対比管の透過放射線量を測定し、この透過放射線量と測定管の透過放射線量とから測定管の内壁付着物の厚さを求めている。

特開平１１−２０１７４４号公報（段落番号００２７〜００３１，図２）

特許文献１に記載の測定装置では、測定管に装着するための測定治具を用いているが、測定治具の半円状の挟持片は長さが変更できないため、ある特定の直径の測定管にしか装着できないという問題があった。また、管径が異なる多数の配管用に準備された複数種類の測定治具を使い分ける場合、線源とセンサとを別の測定治具に付け替える必要があり使い勝手も悪かった。

また、放射線を発する線源とこの線源からの放射線量を検出するためのセンサとを、測定対象となる測定管と交差しかつその中心を通る線上に、当該測定管を挟んで対向配置する必要があるが、測定治具に線源とセンサとを付け替えるときに取付け位置がずれてしまい、測定時に線源とセンサとを結ぶ線が測定管の中心を通らなくなり、正確な測定ができないおそれがあった。特に測定管の内壁付着物の厚さを求める場合のように厳密さを考慮しなくても良い場合はともかく、例えば配管の減肉のような場合は減肉箇所からの破裂等事故につながるおそれもあるため、特に正確に求める必要があった。

本発明はこれらのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、管径の異なる多数種類の配管に対して線源とセンサの検出部とを結ぶ線が配管のほぼ中心を通るような正確な装着を実現し、使い勝手の向上および計測精度の向上を共に図るような配管用厚さ測定装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の配管用厚さ測定装置は、
配管に対して位置決めを行いつつ、配管を保持する配管保持部と、
配管保持部に固定され、配管の接線方向と略平行方向に伸びる摺動面を有するベース部と、
配管の接線方向と略平行方向へ移動するようにベース部の摺動面に沿って摺動する線源側第１アームと、
配管の接線方向と略平行方向であって線源側第１アームの移動方向と反対方向へ移動するようにベース部の摺動面に沿って摺動するセンサ側第１アームと、
線源側第１アームに支持され、配管の接線方向と略垂直方向に移動する線源側第２アームと、
センサ側第１アームに支持され、配管の接線方向と略垂直方向に移動するセンサ側第２アームと、
線源側第２アームの先端に固定され、配管の接線方向と略平行方向に放射線を出射する線源と、
センサ側第２アームの先端に固定され、配管の接線方向と略平行方向から放射線を入射するセンサと、
を備え、
線源側第１アームおよび線源側第２アームは、線源からの放射線が配管中心を通過する位置に線源を位置決めし、
センサ側第１アームおよびセンサ側第２アームは、配管中心を通過した放射線を入射する位置にセンサを位置決めすることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る発明の配管用厚さ測定装置は、
請求項１に記載の配管用厚さ測定装置において、
前記ベース部は、
配管の接線方向と略平行方向に伸びる摺動面を有する摺動ベースと、
摺動ベース内で回動自在に支持されるピニオンと、
ピニオンを回動させる操作部と、
を備え、
前記線源側第１アームは、
配管の接線方向と略平行方向にベース部の摺動ベースの摺動面に沿って摺動する線源側摺動部と、
ピニオンと噛み合う線源側ラックと、
を備え、
前記センサ側第１アームは、
配管の接線方向と略平行方向にベース部の摺動ベースの摺動面に沿って摺動するセンサ側摺動部と、
ピニオンと噛み合うセンサ側ラックと、
を備えることを特徴とする。

以上のような本発明によれば、管径の異なる多数種類の配管に対して線源とセンサの検出部とを結ぶ線が配管のほぼ中心を通るような正確な装着を実現し、使い勝手の向上および計測精度の向上を共に図るような配管用厚さ測定装置を提供することができる。

続いて、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しつつ説明する。図１は本形態の配管用厚さ測定装置の説明図である。図２は配管用厚さ測定装置の構成の説明図であり、図２（ａ）はベース部の説明図、図２（ｂ）はラックピニオン機構の説明図である。図３は、配管用厚さ測定装置の構成の説明図であり、図３（ａ）は線源側第１アーム先端の説明図、図３（ｂ）はセンサ側第１アーム先端の説明図である。図４，図５は他の配管に取り付けた配管用厚さ測定装置の説明図である。

配管用厚さ測定装置１は、図１で示すように、配管保持部１０、ベース部２０、線源側第１アーム３０、センサ側第１アーム４０、線源側第２アーム５０、センサ側第２アーム６０、線源７０、センサ８０を備える。この配管用厚さ測定装置１は、厚さ測定対象となっている配管２に対して位置決めされつつ取り付けられて、後述する測定方法により厚さ測定を行う。

配管保持部１０は、配管２に対して位置決めを行いつつ、配管２を保持する装置であり、図１で示すように、本体部１１、バンド締結部１２、配管当接部１３、バンド１４を備える。
本体部１１は、例えば箱状体である。
バンド締結部１２も、例えば箱状体であり、さらにバンド締結装置（図示せず）を内包している。

配管当接部１３は、例えばゴムローラなどであって、本体部１１およびバンド締結部１２にそれぞれ２個づつ設けられる。これら配管当接部１３が、配管２に当接して摩擦力により強固に密着した状態で配管に位置決めされる。固定時ではこれら配管当接部１３が接線方向に並べられて配置される。なお、配管２は断面が円であり、接線方向とは配管当接部１３の取り付け位置を基準としてその都度決定される方向である。
バンド１４は、本体部１１に端部が固定されており、２本のバンド１４が左右から配管２を締め付けつつバンド締結部１２のバンド締結装置（図示せず）がこの２本のバンド１４を締結して固定する。

ベース部２０は、配管保持部１０に固定され、配管２の接線方向と略平行方向に伸びる摺動面を有する部材であり、図２（ａ）で示すように、台座部２１、支持部２２、摺動ベース２３、軸部２４、ピニオン２５、操作部２６を備えている。
台座部２１は、配管保持部１０の本体部１１に連結固定される部材であって、図２（ａ）で示すような例えばＬ字状部材である。なお、形状はＬ字状部材に限定されず各種形態を採用することができる。
支持部２２は、台座部２１に連結固定される部材である。

摺動ベース２３は、支持部２２に固定されている。この摺動ベース２３は、配管２の接線方向と略平行方向に伸びる摺動面を有している。この接線方向と略平行方向とは、配管保持部１０を配管２に固定すれば決定されるように位置決めされている。摺動ベース２３は、その中央付近において、後述するような線源側ラック３２やセンサ側ラック４２が通過するようになされている。
軸部２４は、下側の支持部２２や上側の摺動ベース２３において回動可能な状態で軸支されている。
ピニオン２５は、軸部２４に取り付けられており、軸部２４とともに回動する。
操作部２６は、軸部２４に取り付けられており、操作部２６を回動させると、軸部２４とともにピニオン２５が回動する。

線源側第１アーム３０は、配管２の接線方向と略平行方向へ移動するようにベース部２０の摺動面に沿って摺動する部材であり、線源側摺動部３１（図２（ａ）参照）、線源側ラック３２（図２（ａ）参照）、固定ねじ３３（図２（ａ）参照）、線源側保持部３４（図３（ａ）参照）、線源側摺動ベース３５（図３（ａ）参照）、固定ねじ３６（図３（ａ）参照）を備えている。
線源側摺動部３１は、図２（ａ）で示すように、ベース部２０の摺動ベース２３の摺動面に沿うように形成されており、この線源側摺動部３１は摺動面に沿うため線源側第１アーム３０が配管２の接線方向と略平行方向に移動するように誘導される。
線源側ラック３２は、図２（ａ）で示すように、線源側摺動部３１に固定されており、ピニオン２５と噛み合う。

固定ねじ３３は、図２（ａ）で示すように、線源側摺動部３１に螺挿されており、固定ねじ３３を回すと摺動ベース２３に当接して線源側第１アーム３０が移動しないように固定する。
線源側保持部３４は、図３（ａ）で示すように、線源側第１アーム３０の先端に設けられる筒体である。
線源側摺動ベース３５は、図３（ａ）で示すように、線源側保持部３４内に設けられ、摺動面は線源側第１アームの移動方向と略垂直方向（配管２の接線方向と略垂直方向）に伸びる。

センサ側第１アーム４０は、センサ側摺動部４１（図２（ａ）参照）、センサ側ラック４２（図２（ａ）参照）、固定ねじ４３（図２（ａ）参照）、センサ側保持部４４（図３（ｂ）参照）、センサ側摺動ベース４５（図３（ｂ）参照）、固定ねじ４６（図３（ｂ）参照）を備えている。
センサ側摺動部４１は、図２（ａ）で示すように、ベース部２０の摺動ベース２３の摺動面に沿うように形成されており、このセンサ側摺動部４１は摺動面に沿うためセンサ側第１アーム４０が配管２の接線方向と略平行方向に移動するように誘導される。
センサ側ラック４２は、図２（ａ）で示すように、センサ側摺動部４１に固定されており、ピニオン２５と噛み合う。図２（ｂ）で示すように、線源側ラック３２とセンサ側ラック４２とは、略平行を維持しつつそれぞれピニオン２５と噛み合う。

固定ねじ４３は、図２（ａ）で示すように、センサ側摺動部４１に螺挿されており、固定ねじ４３を回すと摺動ベース２３に当接してセンサ側第１アーム４０が移動しないように固定する。
センサ側保持部４４は、図３（ｂ）で示すように、センサ側第１アーム４０の先端に設けられる筒体である。
センサ側摺動ベース４５は、図３（ｂ）で示すように、センサ側保持部４４内に設けられ、摺動面はセンサ側第１アーム４０の移動方向と略垂直方向（配管２の接線方向と略垂直方向）に伸びる。

線源側第２アーム５０は、図３（ａ）で示すように、線源側保持部３４内の線源側摺動ベース３５の摺動面に当接しつつ摺動するようになされている。このような線源側第２アーム５０は、線源側第１アーム３０の先端で線源側保持部３４内の線源側摺動ベース３５により移動するように支持され、線源側第１アーム３０の移動方向と略垂直方向（配管２の接線方向と略垂直方向）に移動する。そして、線源側第２アーム５０は、固定ねじ３６により線源側摺動ベース３５に対して移動しないように固定される。

センサ側第２アーム６０は、図３（ｂ）で示すように、センサ側保持部４４内のセンサ側摺動ベース４５の摺動面に当接しつつ摺動するようになされている。センサ側第２アーム６０は、センサ側第１アーム４０の先端でセンサ側保持部４４内のセンサ側摺動ベース４５により移動するように支持され、センサ側第１アーム４０の移動方向と略垂直方向（配管２の接線方向と略垂直方向）に移動する。そして、センサ側第２アーム６０は、固定ねじ４６によりセンサ側摺動ベース４５に対して移動しないように固定される。

線源７０は、図１で示すように、線源側第２アーム５０の先端に固定されており、放射線を放射する。この放射線は指向性を有する。ここで図１に示した配管２の接線方向、および、接線方向の垂直方向による基準系で表すと、放射線の放射方向は、配管２の接線方向と一致する。この接線方向は配管２の中心を通過するため、実質的には直径方向である。このように、図１で示す配管２の接線方向（直径方向）であって中心を通過するように限定して放射線を照射する。

センサ８０は、図１で示すように、センサ側第２アーム６０の先端に固定されており、配管２を通過した放射線量を表す信号を出力する。この放射線量を表す信号は図示しない中央装置へ入力されて後述するような演算により配管肉厚が算出される。

続いて、このような配管用厚さ測定装置１の使用について説明する。
まず配管保持部１０を配管２に保持させる。配管当接部１３を当接させつつ、バンド１４で締め付けて固定する。この位置決めにより線源側第１アーム３０およびセンサ側第１アーム４０に移動方向は、配管２の接線方向と略平行方向となる。この際、線源側第１アーム３０およびセンサ側第１アーム４０は、十分に開かれて配管２へ装着しやすいような状態である。

続いて、線源側第１アーム３０およびセンサ側第１アーム４０や、線源側第２アーム５０およびセンサ側第２アーム６０を調節して線源７０およびセンサ８０を最適位置に設定する。

ここに、操作部２６を回転させて線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０の長さを調節する。先に説明したようにラック・ピニオン機構を採用しているため、線源側第１アーム３０とセンサ側第１アーム４０とは略平行を維持しつつ移動する。さらに線源側第１アーム３０の送り量とセンサ側第１アーム４０の送り量とは一致しており、線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０の配管２の接線方向の位置決めは容易である。

また、線源側第２アーム５０は、線源側第１アーム３０の先端において、線源側第１アーム３０の移動方向と略垂直方向（配管２の接線方向と略垂直方向）に移動するようになされ、また、センサ側第２アーム６０は、センサ側第１アーム４０の先端において、センサ側第１アーム４０の移動方向と略垂直方向（配管２の接線方向と略垂直方向）に移動するようになされており、このため線源７０の放射方向が接線方向と略平行方向となるように移動する。また、センサ８０もその検出部が配管２の外表面に対して所定距離を確保しつつ移動する。

最終的に線源７０からの放射線がほぼ円形状である配管２の中心を通過するように線源７０の位置を調整し、配管２の中心を通過した放射線を効率的に検出するようにセンサ８０の位置を調整する。これにより位置決めが完了する。

そして、線源７０が放射し、配管２を通過した放射線をセンサ８０が検出する。センサ８０が検出した放射線量は図示しない中央装置へ入力される。この図示しない中央装置は、検出した放射線から計数率を算出する。配管２の通過により配管肉厚や保温材の厚さに応じて減衰した計数率となるためこの減衰した計数率から現在の配管肉厚を算出することとなる。中央装置は、算出した配管肉厚を図示しない表示部などに表示するように表示部を制御する。使用方法はこのようなものである。

このような配管用厚さ測定装置１は、径が異なる配管に対しても厚さ測定を可能としている。
例えば、配管用厚さ測定装置１が、図４に示すような中間径の配管に設置される場合でも、線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０を外側（図４中の左右側）へ延伸し、そして線源側第２アーム５０やセンサ側第２アーム６０も、配管側（図４中の上側）へ延伸すれば、最適位置を決定できる。また、配管用厚さ測定装置１が、図５に示すような大径の配管に設置される場合でも、線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０をさらに外側（図５中の左右側）へ延伸し、線源側第２アーム５０やセンサ側第２アーム６０も、さらに配管側（図５中の上側）へ延伸すれば、最適位置を決定できる。
このように、配管用厚さ測定装置１は、配管２の外径が異なるような場合でも使用することができる。

以上説明したような本発明による配管用厚さ測定装置１によれば、線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０を伸縮することができるため、取付後の配管２の接線方向の位置決めが容易になる。この際、操作部２６を回転させて線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０の長さを調節すれば、線源７０およびセンサ８０の配管２の接線方向の位置決めが一括してなされるため、取付を容易にしている。

また、線源側第２アーム５０は線源側第１アーム３０に対して垂直が確保されつつ移動されて線源７０が位置決めされ、また、センサ側第２アーム６０はセンサ側第１アーム４０に対して垂直が確保されつつ移動されてセンサ８０が位置決めがされる。このため、取付後の配管２の接線方向に対して垂直方向の位置決めも容易になる。

本発明による配管用厚さ測定装置１は、線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０がベース部２０に対して伸縮可能であり、線源側第２アーム５０は線源側第１アーム３０に対して移動可能であり、また、センサ側第２アーム６０はセンサ側第１アーム４０に対して移動可能であるため、外径の大きさが異なるような多数の配管２に対しても取り付け可能である。

なお、線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０の長さにより計測可能な外径の下限長さと上限長さとが決定される。そこで、長さの異なる複数組の線源側第１アーム３０やセンサ側第１アーム４０および複数組の線源側第２アーム５０およびセンサ側第２アーム６０を準備して必要に応じて適宜取り替えるようにすれば、さらに小径から大径までの配管２に対して計測することができる。

本発明を実施するための最良の形態の配管用厚さ測定装置の説明図である。配管用厚さ測定装置の構成の説明図であり、図２（ａ）はベース部の説明図、図２（ｂ）はラックピニオン機構の説明図である。配管用厚さ測定装置の構成の説明図であり、図３（ａ）は線源側第１アーム先端の説明図、図３（ｂ）はセンサ側第１アーム先端の説明図である。他の配管に取り付けた配管用厚さ測定装置の説明図である。他の配管に取り付けた配管用厚さ測定装置の説明図である。

符号の説明

１：配管用厚さ測定装置
１０：配管保持部
１１：本体部
１２：バンド締結部
１３：配管当接部
１４：バンド
２０：ベース部
２１：台座部
２２：支持部
２３：摺動ベース
２４：ピニオン
２５：軸部
２６：操作部
３０：線源側第１アーム
３１：線源側摺動部
３２：線源側ラック
３３：固定ねじ
３４：線源側保持部
３５：線源側摺動ベース
３６：固定ねじ
４０：センサ側第１アーム
４１：センサ側摺動部
４２：センサ側ラック
４３：固定ねじ
４４：センサ側保持部
４５：センサ側摺動ベース
４６：固定ねじ
５０：線源側第２アーム
６０：センサ側第２アーム
７０：線源
８０：センサ

Claims

配管に対して位置決めを行いつつ、配管を保持する配管保持部と、
配管保持部に固定され、配管の接線方向と略平行方向に伸びる摺動面を有するベース部と、
配管の接線方向と略平行方向へ移動するようにベース部の摺動面に沿って摺動する線源側第１アームと、
配管の接線方向と略平行方向であって線源側第１アームの移動方向と反対方向へ移動するようにベース部の摺動面に沿って摺動するセンサ側第１アームと、
線源側第１アームに支持され、配管の接線方向と略垂直方向に移動する線源側第２アームと、
センサ側第１アームに支持され、配管の接線方向と略垂直方向に移動するセンサ側第２アームと、
線源側第２アームの先端に固定され、配管の接線方向と略平行方向に放射線を出射する線源と、
センサ側第２アームの先端に固定され、配管の接線方向と略平行方向から放射線を入射するセンサと、
を備え、
線源側第１アームおよび線源側第２アームは、線源からの放射線が配管中心を通過する位置に線源を位置決めし、
センサ側第１アームおよびセンサ側第２アームは、配管中心を通過した放射線を入射する位置にセンサを位置決めすることを特徴とする配管用厚さ測定装置。
請求項１に記載の配管用厚さ測定装置において、
前記ベース部は、
配管の接線方向と略平行方向に伸びる摺動面を有する摺動ベースと、
摺動ベース内で回動自在に支持されるピニオンと、
ピニオンを回動させる操作部と、
を備え、
前記線源側第１アームは、
配管の接線方向と略平行方向にベース部の摺動ベースの摺動面に沿って摺動する線源側摺動部と、
ピニオンと噛み合う線源側ラックと、
を備え、
前記センサ側第１アームは、
配管の接線方向と略平行方向にベース部の摺動ベースの摺動面に沿って摺動するセンサ側摺動部と、
ピニオンと噛み合うセンサ側ラックと、
を備えることを特徴とする配管用厚さ測定装置。