JP2010230343A - 配管内面監視装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査員が配管の外部から配管内面の状態を容易に監視でき、超音波探傷試験による的確な配管減肉管理を行うことができる配管内面監視装置及び方法を提供することである。
【解決手段】配管内面を撮影するカメラを搭載して配管内を走行する配管内移動体１２と、配管の表面を走行する配管表面走行体１３と、配管表面走行体が配管内移動体に連動して走行するように配管表面走行体１３と配管内移動体１２との位置合わせを行う位置合わせ装置２４と、配管表面走行体１３に搭載されて配管内移動体１２のカメラ２３で撮影された影像を配管１１の内面位置に対応する配管１１の表面位置に映写するプロジェクタ２５と、配管内移動体１２及び配管表面走行体１３の走行を制御するリモコン１５とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は配管の外面から配管内部の状態を監視できる配管内面監視装置及び方法に関する。

例えば、発電プラントの配管の内部流体の流れが変化するような部位であるエルボ、Ｔ管、レジューサ、オリフィスなどにおいては、エロージョン、コロージョンなどにより、内部減肉が発生する場合がある。これらの事象に対し、配管肉厚の管理を行うために、配管外面からの超音波探傷試験が行われている。

超音波探傷試験により配管の内部減肉の検査を行うものとして、配管肉厚部に超音波を放射し、配管不連続部からの反射波を解析して配管の全体の内面状態を万遍なく且つ効率良く検知可能としたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−３２４６６号公報

しかし、配管内面に発生する減肉としては、内面が一様に減肉する一様減肉の場合と、局部的に減肉する局部減肉の場合があり、一様減肉の場合には減肉範囲が広範囲であるため発見することは比較的容易であるが、局部減肉の場合には減肉範囲がスポット的であるために発見するのは容易ではない。現状では、ある程度、局部減肉の発生箇所は分かってきているものの局部減肉を完全に見つけるためには、詳細な探傷ピッチでの測定が必要となる。また、場合によっては全面探傷をする必要がある。

局部減肉が発生していると予想される部位を配管外部から詳細な探傷ピッチで測定したり、全面探傷したりすることは、作業が大がかりとなる。

本発明の目的は、検査員が配管の外部から配管内面の状態を容易に監視でき、超音波探傷試験による的確な配管減肉管理を行うことができる配管内面監視装置及び方法を提供することである。

請求項１の発明に係わる配管内面監視装置は、配管内面を撮影するカメラを搭載し前記配管内を走行する配管内移動体と、前記配管の表面を走行する配管表面走行体と、前記配管表面走行体が前記配管内移動体に連動して走行するように前記配管表面走行体と前記配管内移動体との位置合わせを行う位置合わせ装置と、前記配管表面走行体に搭載され前記配管内移動体の前記カメラで撮影された影像を前記配管の内面位置に対応する前記配管の表面位置に映写するプロジェクタと、前記配管内移動体及び前記配管表面走行体の走行を制御するリモコンとを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明に係わる配管内面監視装置は、請求項１の発明において、前記位置合わせ装置は、前記配管内移動体に搭載され超音波を発信する超音波発信器と、前記配管表面走行体に搭載され前記超音波発信器から発信する超音波を受信する超音波受信器とからなり、前記超音波発信器からの超音波を前記超音波受信器で受信することにより、前記配管表面走行体と前記配管内移動体との位置合わせを行うことを特徴とする。

請求項３の発明に係わる配管内面監視装置は、請求項１または２の発明において、前記配管内移動体は、配管内面に吸着脱可能で操舵可能な車輪を備えた複数の台車を連結して尺取り虫状に形成されたことを特徴とする。

請求項４の発明に係わる配管内面監視方法は、配管内移動体及び配管表面走行体を配管の開放部に配置し、前記配管表面走行体と前記配管内移動体との位置合わせを行い、前記配管内移動体及び配管表面走行体を走行開始し、前記配管内移動体に搭載されたカメラで撮影した影像を前記配管の内面位置に対応する前記配管の表面位置に前記配管表面移動体に搭載されたプロジェクタで映写させつつ前記配管内移動体及び配管表面走行体を走行させ、前記プロジェクタで映写された影像を監視し、前記プロジェクタで映写された影像により局部減肉であると判断したときは前記配管内移動体及び配管表面走行体の走行を停止し、局部減肉であると判断した配管内面の位置を探触子で探傷することを特徴とする。

本発明によれば、配管内移動体に配管内面を撮影するカメラを搭載し、配管表面走行体にプロジェクタを搭載し、配管表面走行体と配管内移動体と連動して走行させ、カメラで撮影された影像をプロジェクタで配管の内面位置に対応する配管の表面位置に映写するので、検査員は配管の表面位置に映写された影像を見ることにより、配管の外部から配管内面の状態を容易に監視できる。これにより、局部減肉が発生していた場合、肉厚測定をするための範囲を絞り込むことができるので、超音波探傷試験による的確な配管減肉管理を行うことができる。

本発明の実施の形態に係わる配管内面監視装置の構成図。 本発明の実施の形態における配管内移動体の台車の車輪の取付面の一例を示す平面図。 本発明の実施の形態における配管内移動体の台車の車輪の取付面の他の一例を示す平面図。 本発明の実施の形態に係わる配管内面監視装置を用いて配管内面を監視する方法の工程を示すフローチャート。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる配管内面監視装置の構成図である。配管内面監視装置１０は、検査対象である配管１１内を走行する配管内移動体１２と、配管１１の表面を走行する配管表面走行体１３とから構成されている。配管内移動体１２と配管表面走行体１３とはケーブル１４で接続され、配管内移動体１２及び配管表面走行体１３はリモコン１５で走行制御される。

配管内移動体１２は、複数の台車１６ａ〜１６ｇを連結して尺取り虫状に形成され、各々の台車１６ａ〜１６ｇは、配管内面に吸着脱可能で操舵可能な車輪１７を備えている。車輪１７は、例えば磁性体で形成され、配管内面に吸着脱可能となっている。そして、車輪１７は、各々の台車１６ａ〜１６ｇに内蔵された図示省略の電動機で駆動され、リモコン１５により制御される。

図２は、台車１６の車輪１７の取付面の一例を示す平面図であり、図２（ａ）は車輪１７が直進方向に操舵された状態の平面図、図２（ｂ）は左斜め方向に操舵された状態の平面図である。図２に示すように、台車１６には前輪１７ａと後輪１７ｂとが設けられ、前輪１７ａ及び後輪１７ｂは一体的に操舵される場合を示している。すなわち、前輪１７ａ及び後輪１７ｂは操舵部１８の中心点１９を中心にして回動し、直進方向や左右斜め方向に操舵される。

図３は、台車１６の車輪１７の取付面の他の一例を示す平面図であり、図３（ａ）は車輪１７が直進方向に操舵された状態の平面図、図３（ｂ）は左斜め方向に操舵された状態の平面図である。図３に示すように、台車１６には前輪１７ａと後輪１７ｂとが設けられ、前輪１７ａ及び後輪１７ｂは個別に操舵される場合を示している。すなわち、前輪１７ａ及び後輪１７ｂは、車軸２０の中心点２１を中心にして個別に回動し、直進方向や左右斜め方向に操舵される。図２の場合と比較して、より細かな操舵ができる。

図１に示すように、配管内移動体１２の先頭の台車１６ａには、照明装置２２、カメラ２３、位置合わせ装置２４ａが搭載されている。照明装置２２は配管内を照明するためのものであり、カメラ２３は配管内面を撮影するものであり、位置合わせ装置２４ａは配管表面走行体１３の位置合わせ装置２４ｂに信号を送信して、配管内移動体１２と配管表面走行体１３との位置合わせを行うものである。カメラ２３は、照明装置２２で照らされた配管内面を撮影しケーブル１４を介して撮影した影像データを配管表面走行体１３のプロジェクタ２５に送信する。

配管表面走行体１３は、位置合わせ装置２４ｂとプロジェクタ２５とを搭載している。そして、配管内移動体１２の台車１６と同じように、配管外面に吸着脱可能で操舵可能な車輪２６を備えている。位置合わせ装置２４ｂは、配管内移動体１２の位置合わせ装置２４ａから信号を受信し、配管表面走行体１３の位置合わせ装置２４ｂの位置を特定する。位置合わせ装置２４ａである超音波発信器からの超音波を位置合わせ装置２４ｂである超音波受信器で受信することにより、リモコン１５は配管内移動体１２と配管表面走行体１３との位置合わせを行い、配管内移動体１２及び配管表面走行体１３を走行制御する。

プロジェクタ２５は、カメラ２３で撮影された影像を配管１１の表面位置に映写するものであり、リモコン１５が位置合わせ装置２４ａ、２４ｂにより、配管内移動体１２と配管表面走行体１３との位置合わせを行った際に、カメラ２３で撮影された影像が配管１１の内面位置に対応する配管１１の表面位置となる配管表面走行体１３の位置に搭載される。これにより、リモコン１５が配管内移動体１２と配管表面走行体１３との位置合わせを行って配管内移動体１２及び配管表面走行体１３を走行制御すると、カメラ２３で撮影された影像が配管１１の内面位置に対応する配管１１の表面位置に映写されることになる。

前述したように、配管内移動体１２は、複数の台車１６ａ〜１６ｇを連結して尺取り虫状に形成されており、車輪１７は配管内面に吸着脱可能で操舵可能に形成されている。従って、配管内移動体１２は、配管内面の軸方向だけでなく周方向にも移動可能となっている。例えば、配管の軸方向に直進している状態で、先頭の台車１６ａの車輪１７の回転をロックし、最後尾の台車１６ｇの車輪１７だけを回転させると、図１に示すように、配管内移動体１２の中央部の台車１６ｂ〜１６ｆの車輪１７は配管内面から離脱し、尺取り虫状となる。このように、配管内移動体１２は、配管内面を自在に移動することができる。

図４は、本発明の実施の形態に係わる配管内面監視装置１０を用いて配管内面を監視する方法の工程を示すフローチャートである。まず、配管内移動体１２及び配管表面走行体１３を配管１１の開放部に配置する（Ｓ１）。配管１１の開放部は、弁などの機器が配置された箇所で定期検査などで機器が取り外されている箇所である。配管内移動体１２は配管の内面に配置し、配管表面走行体１３は配管の外面に配置する。

次に、配管内移動体１２と配管表面走行体１３との位置合わせを行う（Ｓ２）。これは、配管内移動体１２の位置合わせ装置２４ａからの信号を配管表面走行体１３の位置合わせ装置２４ｂを受信して行う。例えば、位置合わせ装置２４ａが超音波送信器であり位置合わせ装置２４ｂが超音波受信器である場合には、超音波信号が最も強い位置に配管表面走行体１３を位置合わせする。

そして、リモコン１５により配管内移動体１２及び配管表面走行体１３を走行開始する（Ｓ３）。その際に、照明装置２２を点灯しカメラ２３で配管内面を撮影する。また、リモコン１５によりプロジェクタ２５を動作させ、カメラ２３で撮影した影像を配管１１の内面位置に対応する配管１１の表面位置に映写させつつ、配管内移動体１２及び配管表面走行体１３を走行させる（Ｓ４）。

検査員は、プロジェクタ２５で映写された影像を監視し（Ｓ５）、プロジェクタ２５で映写された影像により局部減肉であるかどうかを判断し（Ｓ６）、局部減肉ではない場合には、カメラ２３で撮影した影像を配管１１の内面位置に対応する配管１１の表面位置に映写させつつ、配管内移動体１２及び配管表面走行体１３を走行させる（Ｓ４）。

一方、検査員は、プロジェクタ２５で映写された影像により局部減肉であると判断したときは、配管内移動体１２及び配管表面走行体１３の走行を停止し（Ｓ７）、局部減肉であると判断した配管内面の位置を探触子で探傷する（Ｓ８）。そして、局部減肉の探傷が終了すると、検査対象の配管内の監視領域をすべて走行したかどうかを判定し（Ｓ９）、すべての領域でない場合にはステップＳ４に戻る。検査対象の配管内の監視領域をすべて走行したときは監視を終了する。

本発明の実施の形態によれば、配管内移動体１２に搭載されたカメラ２３で撮影された影像を配管表面走行体１３に搭載されたプロジェクタ２５で配管１１の内面位置に対応する配管１１の表面位置に映写するので、検査員は配管１１の表面位置に映写された影像を見ることにより、配管１１の外部から配管内面の状態を容易に監視できる。これにより、局部減肉が発生していた場合、肉厚測定をするための範囲を絞り込むことができるので、超音波探傷試験による的確な配管減肉管理を行うことができる。

また、配管内移動体１２は尺取り虫状に形成されているので、配管内面を自在に移動することができ、配管内面の全域を監視できる。さらには、位置合わせ装置で配管内移動体１２と配管表面走行体１３との位置合わせを行うので、配管１１の内面位置に対応する配管１１の表面位置を精度良く調整できるので、検査員は、あたかも配管１１の内面が透き通って見える状態で監視でき、監視精度を向上させることができる。

１０…配管内面監視装置、１１…配管、１２…配管内移動体、１３…配管表面走行体、１４…ケーブル、１５…リモコン、１６…台車、１７…車輪、１８…操舵部、１９…中心点、２０…車軸、２１…中心点、２２…照明装置、２３…カメラ、２４…位置合わせ装置、２５…プロジェクタ、２６…車輪

Claims (4)

1. 配管内面を撮影するカメラを搭載し前記配管内を走行する配管内移動体と、
   前記配管の表面を走行する配管表面走行体と、
   前記配管表面走行体が前記配管内移動体に連動して走行するように前記配管表面走行体と前記配管内移動体との位置合わせを行う位置合わせ装置と、
   前記配管表面走行体に搭載され前記配管内移動体の前記カメラで撮影された影像を前記配管の内面位置に対応する前記配管の表面位置に映写するプロジェクタと、
   前記配管内移動体及び前記配管表面走行体の走行を制御するリモコンと、
   を備えたことを特徴とする配管内面監視装置。
2. 前記位置合わせ装置は、前記配管内移動体に搭載され超音波を発信する超音波発信器と、前記配管表面走行体に搭載され前記超音波発信器から発信する超音波を受信する超音波受信器とからなり、前記超音波発信器からの超音波を前記超音波受信器で受信することにより、前記配管表面走行体と前記配管内移動体との位置合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の配管内面監視装置。
3. 前記配管内移動体は、配管内面に吸着脱可能で操舵可能な車輪を備えた複数の台車を連結して尺取り虫状に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の配管内面監視装置。
4. 配管内移動体及び配管表面走行体を配管の開放部に配置し、
   前記配管表面走行体と前記配管内移動体との位置合わせを行い、
   前記配管内移動体及び配管表面走行体を走行開始し、
   前記配管内移動体に搭載されたカメラで撮影した影像を前記配管の内面位置に対応する前記配管の表面位置に前記配管表面移動体に搭載されたプロジェクタで映写させつつ前記配管内移動体及び配管表面走行体を走行させ、
   前記プロジェクタで映写された影像を監視し、
   前記プロジェクタで映写された影像により局部減肉であると判断したときは前記配管内移動体及び配管表面走行体の走行を停止し、
   局部減肉であると判断した配管内面の位置を探触子で探傷することを特徴とする配管内面監視方法。

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