JP2010122175A - 配管検査装置および配管検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】配管検査装置10は、超音波センサ11、駆動部12、位置制御部13及び超音波送受信制御部14を備え、略円筒状の配管1を探傷する装置において、配管軸とセンサ回転軸が一致するようにセンサ11を配置し回転走査させることによって配管内径面を探傷するものであり、この探傷前に、配管軸と想定される位置に配置したセンサ11から軸垂直方向に超音波2を送信しつつセンサ11を走査させることによって得られた超音波信号、超音波伝播時間及びセンサ11の位置情報に基づいて配管軸の位置を算出し、算出された配管軸の位置にセンサ11を位置補正する制御信号を生成し送信する位置補正部15をさらに備える。
【選択図】 図1
Description
本発明の第1の実施形態に係る配管検査装置の一例である配管検査装置(以下、「第1の配管検査装置」と称する。)10Aは、超音波センサ11と、駆動部12と、位置制御部13Aと、超音波送受信制御部14と、位置補正部15Aとを具備する。すなわち、第1の配管検査装置10Aの構成は、図1に示される配管検査装置10における位置制御部13と位置補正部15を、それぞれ、位置制御部13Aと位置補正部15Aに読み替えれば良い。
本発明の第2の実施形態に係る配管検査装置の一例である配管検査装置(以下、「第2の配管検査装置」と称する。)10Bは、超音波センサ11と、駆動部12と、位置制御部13Aと、超音波送受信制御部14と、位置補正部15Bとを具備する。すなわち、第2の配管検査装置10Bの構成は、図1に示される配管検査装置10における位置制御部13と位置補正部15を、それぞれ、位置制御部13Aと位置補正部15Bに読み替えれば良い。
[数2]
x=L×cosφ ・・・(2−1)
y=L×sinφ ・・・(2−2)
[数3]
(x1−p)2+(y1−q)2=(x2−p)2+(y2−q)2=(x3−p)2+(y3−q)2=R2 ・・・(3)
が成り立つ。
本発明の第3の実施形態に係る配管検査装置の一例である配管検査装置(以下、「第3の配管検査装置」と称する。)10Cは、超音波センサ11と、駆動部12と、位置制御部13Cと、超音波送受信制御部14と、位置補正部15Cとを具備する。すなわち、第3の配管検査装置10Cの構成は、図1に示される配管検査装置10における位置制御部13と位置補正部15を、それぞれ、位置制御部13Cと位置補正部15Cに読み替えれば良い。
2 超音波
10(10A,10B,10C) 配管検査装置
11 超音波センサ
12 駆動部
13(13A,13C) 位置制御部
14 超音波送受信部
15(15A,15B,15C) 位置補正部
16 駆動軸
17 伝送線
21 検査対象の中心位置(管軸)
22 水
23 検査面
24 入射角
25 反射角
26 屈折角
Claims (9)
- 超音波を送受信する超音波センサと、この超音波センサを移動させて前記超音波センサの回転軸を中心に360度自在に回転させる駆動部と、この駆動部を制御して前記超音波センサの位置および回転角についての情報を含む位置情報を保有し、前記超音波センサの位置および回転角を制御する位置制御部と、前記超音波センサの超音波送受信を制御して前記超音波センサが受信した超音波に対応する超音波信号を前記超音波センサから受信する超音波送受信制御部とを具備し、管軸からの距離が等距離と近似し得る配管の探傷検査を行う配管検査装置において、
前記配管の管軸に前記超音波センサの回転軸が一致するように前記超音波センサを配置し、前記超音波センサの位置を固定したまま回転走査させることによって前記配管の内径面の探傷検査を実施するものであって、
前記探傷検査実施前に、前記配管内に配置した前記超音波センサから前記管軸と垂直方向に前記超音波センサから超音波を送信しながら前記超音波センサを走査させることによって前記超音波送受信制御部が受信した超音波信号、前記超音波送受信制御部で計測された前記超音波を送信してから前記配管で反射した超音波を受信するまでの所要時間、および、前記位置制御部が保有する前記超音波センサの位置情報に基づいて前記配管の管軸の位置を算出し、算出された前記配管の管軸の位置と前記位置情報に基づく前記超音波センサの位置とを対比してずれがある場合には、算出された配管の管軸の位置に前記超音波センサの位置を補正する制御信号を生成して前記位置制御部へ送信する位置補正部をさらに具備する配管検査装置。 - 前記探傷検査実施前に行う超音波センサの走査は、前記超音波センサの回転軸を中心にして前記超音波センサを回転させる回転走査であり、
前記位置補正部は、前記超音波送受信制御部で受信される前記超音波信号の信号レベルが最高となる第1の回転角を特定し、
(1)前記第1の回転角の場合に前記超音波センサと前記配管との距離が最短となる、
(2)前記第1の回転角に180度の角度差を有する第2の回転角の場合に前記超音波
センサと前記配管との距離が最長となる、
(3)前記第1の回転角の場合に前記超音波が反射する前記配管上の点と、前記第2の
回転角の場合に前記超音波が反射する前記配管上の点の中点が前記配管の管軸とな
る、
という上記(1)〜(3)の仮定の下、前記最短距離および前記最長距離を、前記超音波信号および前記所要時間に基づいて計測し、前記計測結果から、前記配管の管軸の位置が現在の超音波センサの位置に対して、前記第2の回転角の方向に前記最長距離と前記最短距離との差の半分の距離でずれていると算出するように構成されたことを特徴とする請求項1記載の配管検査装置。 - 前記位置補正部は、前記第1の回転角の場合の前記超音波センサと前記配管との距離を前記超音波信号および前記所要時間に基づいて計測し、計測結果から前記(1)の仮定が正しいことを確認するように構成されたことを特徴とする請求項2記載の配管検査装置。
- 前記探傷検査実施前に行う超音波センサの走査は、前記超音波センサの回転軸を中心にして前記超音波センサを回転させる回転走査であり、
前記位置補正部は、前記超音波送受信制御部で受信される前記超音波信号および前記所要時間に基づいて計測される前記超音波センサと前記配管との距離が最短となる第1の回転角を特定し、
前記第1の回転角に180度の角度差を有する第2の回転角の場合に前記超音波センサと前記配管との距離が最長になるとの仮定の下、前記最長距離を、前記超音波信号および前記所要時間に基づいて計測し、前記計測結果から、前記配管の管軸の位置が現在の超音波センサの位置に対して、前記第2の回転角の方向に前記最長距離と前記最短距離との差の半分の距離でずれていると算出することを特徴とする請求項1記載の配管検査装置。 - 前記探傷検査実施前に行う超音波センサの走査は、前記超音波センサの回転軸を中心にして前記超音波センサを回転させる回転走査であり、
前記位置補正部は、前記配管の内径面上の任意の三点である第1の計測点、第2の計測点および第3の計測点と前記超音波センサとの各距離を前記超音波送受信制御部で受信される前記超音波信号と前記超音波送受信制御部で計測される所要時間とに基づいて計測し、
前記管軸と垂直方向の配管断面が円であって、前記第1の計測点、第2の計測点および第3の計測点が、前記管軸を中心とする円の円周上に存在するとの仮定の下、前記超音波センサの回転の中心位置を原点とする前記第1の計測点、第2の計測点および第3の計測点を算出し、算出した前記三つの計測点の座標と円の方程式とを用いて、前記三つの計測点を通る円の中心座標を算出し、算出した中心座標を前記配管の管軸の位置とするように構成されたことを特徴とする請求項1記載の配管検査装置。 - 前記第1の計測点、第2の計測点および第3の計測点は、前記超音波送受信制御部が受信する超音波信号の信号レベルが高い点から任意の三点を選択するように構成されたことを特徴とする請求項5記載の配管検査装置。
- 前記第1の計測点、第2の計測点および第3の計測点は、前記超音波送受信制御部が受信する超音波信号の信号レベルが最も高い点を第1の計測点として選択し、選択した第1の計測点と所定の回転角外の範囲にあり、かつ、超音波信号の信号レベルが最も高い点を第2の計測点として選択し、選択した第1の計測点および第2の計測点とそれぞれ所定の回転角外の範囲にあり、かつ、超音波信号の信号レベルが最も高い点を第3の計測点として選択するように構成されたことを特徴とする請求項5記載の配管検査装置。
- 前記探傷検査実施前に行う超音波センサの走査は、前記超音波センサを前記管軸と垂直な平面を二次元直交座標系のX−Y平面とし、このX−Y平面のX方向とY方向の二方向に移動させる走査であり、
前記位置補正部は、前記超音波センサがX方向に走査している際に、前記超音波送受信制御部で受信される前記超音波信号および前記所要時間に基づいて計測される前記超音波センサと前記配管とのY方向における距離が最長となるX座標を算出する一方、前記超音波センサがY方向に走査している際に、前記超音波送受信制御部で受信される前記超音波信号および前記所要時間に基づいて計測される前記超音波センサと前記配管とのX方向における距離が最長となるY座標を算出し、算出したX座標およびY座標を、前記配管の管軸の位置とするように構成されたことを特徴とする請求項1記載の配管検査装置。 - 超音波を送受信する超音波センサと、この超音波センサを移動させて前記超音波センサの回転軸を中心に360度自在に回転させる駆動部と、この駆動部を制御して前記超音波センサの位置および回転角についての情報を含む位置情報を保有し、前記超音波センサの位置および回転角を制御する位置制御部と、前記超音波センサの超音波送受信を制御して前記超音波センサが受信した超音波に対応する超音波信号を前記超音波センサから受信する超音波送受信制御部とを備える配管検査装置を用いて、管軸からの距離が等距離と近似し得る配管の探傷検査を行う配管検査方法において、
前記配管の管軸に前記超音波センサの回転軸が一致するように前記超音波センサを配置するステップと、前記超音波センサの位置を固定したまま回転走査させることによって前記配管の内径面の探傷検査を実施するステップとを具備し、
前記超音波センサを配置するステップは、前記配管内に前記管軸と前記超音波センサの回転軸とが一致するように前記超音波センサを配置し、
前記超音波センサから前記管軸と垂直方向に前記超音波センサから超音波を送信しながら前記超音波センサを走査させることによって前記超音波送受信制御部が受信した超音波信号、前記超音波送受信制御部で計測された前記超音波を送信してから前記配管で反射した超音波を受信するまでの所要時間、および、前記位置制御部が保有する前記超音波センサの位置情報に基づいて前記配管の管軸の位置を算出し、
算出された前記配管の管軸の位置と、前記位置情報に基づく前記超音波センサの位置とを対比してずれがある場合に、前記超音波センサの位置が算出された配管の管軸の位置となるように前記超音波センサを位置補正する制御信号を生成して前記位置制御部へ送信する、ことを特徴とする配管検査方法。
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