JP2009243935A - 管内ライニングの判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の管の内面に樹脂製のライニング層が施工されているか否かを非破壊により簡易、かつ、確実に判定することのできる管内ライニングの判定方法。
【解決手段】金属製の管Ｐの内面に樹脂製のライニング層が施工されているか否かを判定する管内ライニングの判定方法で、金属製の管Ｐの表面から管内に向けて超音波Ｓを入射し、管Ｐの内面Ｐａから最初に反射してくる第１反射波Ｓ１の強度と、管Ｐの内面Ｐａから次に反射してくる第２反射波Ｓ２の強度の比に基づいてライニング層Ｌの有無を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属製の管の内面に樹脂製のライニング層が施工されているか否かを判定する管内ライニングの判定方法に関する。

例えば、地中に埋設された金属製のガス管において、そのガス管の内面に樹脂製のライニング層を施工する必要が生じた場合、すでに樹脂製のライニング層が施工されているか否かを判定する必要がある。
しかしながら、従来、金属製の管の内面に樹脂製のライニング層が施工されているか否かを非破壊により簡易、かつ、確実に判定するための有効な方法がなかった。

本発明は、このような実情に着目したもので、その目的は、金属製の管の内面に樹脂製のライニング層が施工されているか否かを非破壊により簡易、かつ、確実に判定することのできる管内ライニングの判定方法を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、金属製の管の内面に樹脂製のライニング層が施工されているか否かを判定する管内ライニングの判定方法であって、前記管の表面から管内に向けて超音波を入射し、前記管の内面から最初に反射してくる第１反射波の強度と、前記管の内面から次に反射してくる第２反射波の強度の比に基づいてライニング層の有無を判定するところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、金属製の管の表面から管内に向けて超音波を入射し、管の内面から最初に反射してくる第１反射波の強度と、管の内面から次に反射してくる第２反射波の強度の比に基づいてライニング層の有無を判定するので、樹脂製のライニング層の有無に起因する管内面からの超音波の反射率の差異を有効に利用して、ライニング層の有無を簡易、かつ、確実に判定することができる。
すなわち、後の実験データからも明らかなように、金属製の管の内面に樹脂製のライニング層が施工されていると、管内面からの超音波の反射率は、ライニング層が施工されていない管内面からの反射率より低下する。
したがって、金属製の管の表面から管内に向けて超音波を入射し、最初に反射してくる第１反射波の強度と次に反射してくる第２反射波の強度の比に基づいて樹脂製のライニング層の有無を判定することにより、ライニング層の有無を非破壊により簡易、かつ、確実に判定することができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記第１反射波の強度を分母とし第２反射波の強度を分子とする値βに基づいてライニング層の有無を判定するところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、第１反射波の強度を分母とし第２反射波の強度を分子とする値βに基づいてライニング層の有無を判定するので、例えば、管径に応じてライニング層が施工された管のβ値やライニング層が施工されていない管のβ値などを予め調べておき、必要に応じて、ライニング層の有無を判定するためのβの閾値を設定しておくことにより、樹脂製ライニング層の有無をより確実に判定することができる。

本発明による管内ライニングの判定方法につき、その実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の管内ライニングの判定方法は、鋼管などの金属製の管の内面にエポキシ樹脂などの樹脂製のライニング層が施工されているか否かを判定するもので、例えば、判定対象となる管が地中に埋設されたガス管であれば、ガス管周囲の土壌を排除して、図１に示すように、ガス管Ｐを露呈させて、ガス管Ｐの表面に超音波の送受信が可能な探触子１を取り付ける。
探触子１の取り付けに際しては、ガス管Ｐの表面に付着した土壌などを除去し、かつ、水やグリセリンなどを塗って取り付け、その探触子１に対して探触子１の送受信動作を制御する探触子制御器２を接続するのであり、探触子制御器２は、探触子１が受信する信号を受け取って樹脂製のライニング層Ｌの有無を判定する判定部２ａを備えている。

この状態で、探触子制御器２から探触子１を介して超音波を発信する。すると、図２の模式図に示すように、探触子１から発信された超音波Ｓは、ガス管Ｐの表面からガス管Ｐ内に向けて入射し、ガス管Ｐの内面Ｐａ、つまり、樹脂製のライニング層Ｌが施工されていれば、ガス管Ｐとライニング層Ｌとの界面で反射し、ライニング層Ｌが施工されていなければ、ガス管Ｐと管内ガスとの界面で反射し、そのガス管Ｐの内面Ｐａから最初に反射してくる反射波が、第１反射波Ｓ１として探触子１により受信される。
その後、第１反射波Ｓ１は、ガス管Ｐの外面で反射し、再びガス管Ｐの内面Ｐａで反射することになり、そのガス管Ｐの内面Ｐａから次に反射してくる反射波が、第２反射波Ｓ２として探触子１により受信される。
このようにして受信された第１反射波Ｓ１の強度と第２反射波Ｓ２の強度の比に基づいて樹脂製のライニング層Ｌの有無を判定するのである。

すなわち、本発明者らが金属製の管を対象として各種の実験を重ねたところ、樹脂製のライニング層が内面に施されていない未処理の管と、樹脂製のライニング層が内面に施されている管との間には、管の内面から最初に反射してくる第１反射波の強度と、次に反射してくる第２反射波の強度の比に明確な差異があることを知見するに至った。
例えば、図３の（ａ）〜（ｃ）に示す実験データは、８０Ａの鋼管からなるガス管において、ライニング層が施されていない管（（ａ）「未処理」と表示）、エポキシ樹脂製のライニング層を施した管（（ｂ）「グレー」と表示）、および、シリコーンを含むエポキシ樹脂製のライニング層を施した管（（ｃ）「白」と表示）のそれぞれについて、管の表面から管内に向けて超音波を入射し、管の内面から最初に反射してきた第１反射波Ｓ１と管の内面から次に反射してきた第２反射波Ｓ２の強度を調べたデータであり、縦軸は反射波の信号強度、横軸は時間である。

この図３に示す実験データから、第１反射波Ｓ１の強度を分母とし第２反射波Ｓ２の強度を分子とする値βを求めると、未処理の管はβが約０．６１、エポキシ樹脂製のライニング層を施したグレーの管はβが約０．４４、シリコーンを含むエポキシ樹脂製のライニング層を施した白の管はβが約０．４６であり、樹脂製のライニング層を施した管は、未処理の管に比べて、βの値が大幅に小さいことが理解できる。これは管の内面に樹脂製のライニング層が存在するため、入射された超音波Ｓおよび第１反射波Ｓ２の一部が、管の内面で反射することなく、樹脂製のライニング層内に入射し、その結果、超音波の管内面における反射率が低下することに起因するものと考えられる。
なお、樹脂製のライニング層内に入射した超音波Ｓの一部は、ライニング層の内面で反射することになるので、実際の実施に際しては、ライニング層の内面で反射する反射波を排除し、さらに、種々の外乱を排除するために、反射波の強度に閾値を設け、その閾値を超える反射波のうち、最初に反射してくる反射波を第１反射波として認識し、その次に反射してくる反射波を第２反射波として認識することが好ましい。

以上のようにして、８０Ａの鋼管をはじめとして、３２Ａと５０Ａの鋼管からなるガス管のそれぞれにつき同じ実験を行ったので、その実験データを図４に示す。
図４中に示す「測定位置」は、ある点を基点として、その基点から測定位置までの距離を示す。つまり、基点から１００ｍｍの位置でβの値を測定し、そこから４５０ｍｍずつ離れた位置で順次βの値を測定し、合計５箇所での測定値の平均を求めたものである。
この図４に示すデータから、第１反射波の強度を分母とし第２反射波の強度を分子とするβの値は、管径が小さい程大きく、管径が大きい程小さくなる傾向にある。
しかしながら、同じ管径であれば、ライニング層Ｌの施されていない未処理の管のβ値が、ライニング層Ｌを施された管のβ値に比べて、大幅に大きいことが理解できる。したがって、判定対象である管Ｐの径がわかれば、その管Ｐのβ値を測定することにより、ライニング層Ｌの有無を判定することが可能となる。

具体的には、樹脂製のライニング層Ｌの有無に基づく閾値（樹脂製のライニング層Ｌが有る場合のβの値と無い場合のβの値の境界値）を予め調べて判定部２ａに記憶させておき、ガス管Ｐの表面から管内に向けて超音波Ｓを入射する。すると、判定部２ａが、ガス管Ｐの内面Ｐａから最初に反射してくる第１反射波Ｓ１の強度を分母とし、ガス管Ｐの内面Ｐａから次に反射してくる第２反射波Ｓ２の強度を分子とする値βを求め、そのβの値が前記閾値より大きい場合はライニング層無しとし、小さい場合はライニング層有りと判定する。
したがって、本願の手法によりライニング層の有無を判定するシステムとしては、超音波を送受信する装置（探触子１と探触子制御器２）と、その装置により受信した第１反射波Ｓ１の強度と第２反射波Ｓ２の強度からβの値を求めて、別途得られているライニング層の有無を判定する閾値とを比較して、ライニング層の有無を判定する判定部を備えて構成しておけばよい。ここで、第１反射波Ｓ１と第２反射波Ｓ２の強度からβの値を求めて所定の閾値と比較して判定することのできるソフトウェアをコンピュータに搭載しておき、当該コンピュータで判定を実行させてもよい。

〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、３２Ａ、５０Ａ、８０Ａの鋼管に関するデータだけを示したが、例えば、判定対象となる管がそれ以外の管径であれば、その管径に応じた補正を加えるか、または、判定対象の管径に関するデータを予め入手して対応することができる。
また、ライニング層に関しても、エポキシ樹脂とシリコーンを含むエポキシ樹脂製のライニング層に関するデータだけを示したが、種々の樹脂製ライニング層に関するデータを予め入手しておけば、あらゆる樹脂製ライニング層に対して対応可能となる。

（２）先の実施形態では、第１反射波Ｓ１の強度を分母とし第２反射波Ｓ２の強度を分子とする値βに基づいてライニング層Ｌの有無を判定する例を示したが、当然のことながら、βの逆数によっても判定可能であり、要するに、第１反射波Ｓ１の強度と第２反射波Ｓ２の強度の比に基づいてライニング層Ｌの有無を判定することができる。
また、金属製の管の一例として鋼管からなるガス管Ｐを例示したが、判定の対象となる管は、特にガス管に限るものではなく、各種の液体や気体が通流する金属製の種々の管に適用可能である。

管内ライニングの判定方法の実施形態を示す一部切欠き側面図 超音波の反射状態を模式的に示す説明図 ８０Ａの鋼管による実験データ 実験データを示す図表

符号の説明

１ 探触子
２ 探触子制御器
２ａ 判定部
Ｐ ガス管
Ｐａ ガス管の内面
Ｌ ライニング層
Ｓ 超音波
Ｓ１ 第１反射波
Ｓ２ 第２反射波

Claims (2)

1. 金属製の管の内面に樹脂製のライニング層が施工されているか否かを判定する管内ライニングの判定方法であって、
   前記管の表面から管内に向けて超音波を入射し、前記管の内面から最初に反射してくる第１反射波の強度と、前記管の内面から次に反射してくる第２反射波の強度の比に基づいてライニング層の有無を判定する管内ライニングの判定方法。
2. 前記第１反射波の強度を分母とし第２反射波の強度を分子とする値βに基づいてライニング層の有無を判定する請求項１に記載の管内ライニングの判定方法。

Images