JP2016042043A - Outer shell corrosion inspection apparatus and outer shell corrosion inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波を配管の円周方向に照射させ、肉厚部の内面及び外面を複数回繰返し反射した超音波に基づいて、配管の肉厚部の外面腐食を検査する外面腐食検査装置及び外面腐食検査方法に関する。 The present invention relates to an external corrosion inspection apparatus that inspects external corrosion of a thick part of a pipe based on ultrasonic waves that are irradiated with ultrasonic waves in the circumferential direction of the pipe and repeatedly reflected the inner surface and the outer surface of the thick part a plurality of times. And an external corrosion inspection method.
一般に、石油化学装置等のプラントを構成する配管は屋外に配置される。このため、雨水等によって配管の肉厚部の外面が腐食し、肉厚部の肉厚が減肉する外面腐食が発生し易い。そして、その外面腐食時に発生する酸化鉄は減肉した外面を層状に覆ってしまう。
配管の検査の際は、そのような覆われた酸化鉄を機械的に除去してから、目視による腐食の深さを測定する。このとき、腐食が深いと、酸化鉄の除去によって、配管に貫通孔が形成され、配管洩れを引き起こしてしまう恐れがある。
そこで、覆っている酸化鉄の量が多い外面腐食を検査する場合には、事前検査として放射線や超音波を利用した非破壊検査を実施する。超音波を利用した非破壊検査としては、特許文献1に記載の超音波を用いた非破壊検査装置が知られている。
Generally, piping that constitutes a plant such as a petrochemical apparatus is arranged outdoors. For this reason, the outer surface of the thick part of the pipe is corroded by rainwater or the like, and the outer surface corrosion that the thickness of the thick part is reduced tends to occur. And the iron oxide which generate | occur | produces at the time of the outer surface corrosion will cover the thinned outer surface in layers.
When pipes are inspected, such covered iron oxide is mechanically removed, and then the depth of corrosion visually is measured. At this time, if the corrosion is deep, the removal of iron oxide may form a through hole in the pipe, which may cause pipe leakage.
Therefore, when inspecting external corrosion with a large amount of iron oxide covering, nondestructive inspection using radiation or ultrasonic waves is performed as a preliminary inspection. As a nondestructive inspection using ultrasonic waves, a nondestructive inspection apparatus using ultrasonic waves described in Patent Document 1 is known.
しかし、配管は狭所に設置されていることが多い。このため、放射線による非破壊検査を実施する場合、放射線検査員の被曝を考慮した状態で非破壊検査装置を配管に設置することが難しい場合がある。また、超音波検査を実施する場合、検査しようとする配管の周囲が狭く、大型の超音波装置をその配管に設置することが難しい場合がある。 However, pipes are often installed in narrow spaces. For this reason, when performing nondestructive inspection by radiation, it may be difficult to install a nondestructive inspection apparatus in piping in consideration of exposure of a radiation inspector. In addition, when performing an ultrasonic inspection, the circumference of a pipe to be inspected is narrow, and it may be difficult to install a large ultrasonic device in the pipe.
特に、特許文献1に記載の非破壊検査装置は、レイリー波用のガイドレールを配管に付ける必要性があるので、検査できる配管の形状及び大きさに制限がある(例えば、小径配管や、複雑な形状の配管では検査はできない)。 In particular, since the nondestructive inspection apparatus described in Patent Document 1 needs to attach a guide rail for Rayleigh waves to a pipe, the shape and size of the pipe that can be inspected are limited (for example, a small-diameter pipe or a complicated pipe). Inspection is not possible with piping of a simple shape).
そこで、本発明の課題は、容易に、狭い取り付け範囲から、超音波を配管の円周方向に照射させ、肉厚部の内面及び外面を複数回繰返し反射した超音波に基づいて、配管の肉厚部の外面腐食を検査する外面腐食検査装置及び外面腐食検査方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to easily irradiate ultrasonic waves from the narrow mounting range in the circumferential direction of the pipe, and based on the ultrasonic waves repeatedly reflected a plurality of times on the inner surface and outer surface of the thick portion, An object of the present invention is to provide an outer surface corrosion inspection apparatus and an outer surface corrosion inspection method for inspecting an outer surface corrosion of a thick part.
本発明は、以下の[1]〜[4]を提供するものである。
[1]超音波を配管の円周方向に照射させ、前記配管の肉厚部の内面及び外面を複数回繰返し反射した超音波に基づいて、前記配管の肉厚部の外面腐食を検査する外面腐食検査装置であって、
前記肉厚部の円柱側面の外面に面接触する接触面を有するウエッジと、
前記ウエッジに相対的に移動不能に設けられ、前記円周方向に進み、前記肉厚部の内面及び外面を複数回繰返し反射する超音波の送信及び受信をする超音波アレイセンサと、
前記超音波アレイセンサでフェーズドアレイ方式により前記超音波の送信及び受信を行う超音波探傷部と、
前記超音波探傷部が送受信した送受信情報に基づいて、前記肉厚部の外面減肉の状況を反射エコー画像に画像化する外面減肉画像化部と、
前記反射エコー画像を表示させる表示部と、を備え、
前記ウエッジの前記接触面は、前記超音波が前記配管の肉厚部の広範囲に照射するように、前記円周方向において前記肉厚部の前記円柱側面の前記外面に隙間なく接触する、外面腐食検査装置。
The present invention provides the following [1] to [4].
[1] An outer surface for inspecting the outer surface corrosion of the thick part of the pipe based on the ultrasonic wave which is irradiated with ultrasonic waves in the circumferential direction of the pipe and the inner surface and the outer surface of the thick part of the pipe are repeatedly reflected a plurality of times. A corrosion inspection device,
A wedge having a contact surface in surface contact with the outer surface of the cylindrical side surface of the thick part;
An ultrasonic array sensor that is relatively immovable on the wedge, proceeds in the circumferential direction, and transmits and receives ultrasonic waves that repeatedly reflect the inner surface and the outer surface of the thick portion multiple times;
An ultrasonic flaw detector that transmits and receives the ultrasonic waves by a phased array method with the ultrasonic array sensor;
Based on transmission / reception information transmitted and received by the ultrasonic flaw detection unit, an outer surface thinning imaging unit that images a reflection echo image of an outer surface thinning state of the thick part,
A display unit for displaying the reflected echo image,
The contact surface of the wedge is in contact with the outer surface of the cylindrical side surface of the thick part in the circumferential direction without gap so that the ultrasonic wave irradiates a wide range of the thick part of the pipe. Inspection device.
[2]前記外面減肉画像化部は、前記超音波が反射した前記肉厚部の内面の位置を算出し、前記表示部は、算出された内面の位置を、前記反射エコー画像と共に表示する、[1]に記載の外面腐食検査装置。 [2] The outer surface thinning imaging unit calculates the position of the inner surface of the thick part reflected by the ultrasonic wave, and the display unit displays the calculated position of the inner surface together with the reflected echo image. [1] The external corrosion inspection apparatus according to [1].
[3]さらに、前記反射エコー画像のうち、所定の反射エコー画像を記憶する記憶部を備える、[1]又は[2]のいずれかに記載の外面腐食検査装置。 [3] The external corrosion inspection apparatus according to any one of [1] or [2], further including a storage unit that stores a predetermined reflection echo image among the reflection echo images.
[4][1]から[3]のいずれかに記載の外面腐食検査装置を用いた外面腐食検査方法。 [4] An external corrosion inspection method using the external corrosion inspection apparatus according to any one of [1] to [3].
本発明によれば、客観的に、配管の肉厚部の外面腐食を検査する外面腐食検査装置及び外面腐食検査方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the external corrosion inspection apparatus and external corrosion inspection method which test | inspect objectively external corrosion of the thick part of piping can be provided.
図1に示すように、本発明に係る外面腐食検査装置10は、超音波を配管70の円周方向に照射させ、肉厚部71の内面73及び外面72を複数回繰返し反射した超音波に基づいて、配管70の肉厚部71の外面腐食74を検査する装置である。
外面腐食検査装置10は、肉厚部71の外面72に接触させたまま、肉厚部71の内面73で反射する超音波の送信及び受信をする超音波アレイセンサ11と、超音波アレイセンサ11を相対的移動不能に取り付けたウエッジ13と、肉厚部71の外面腐食74を検査する超音波探傷部30を含む外面腐食検査本体20と、を備える。
超音波アレイセンサ11と外面腐食検査本体20とはケーブル12によって接続されている。超音波アレイセンサ11は、複数の振動子(素子)で構成されている。外面腐食検査本体20は、超音波探傷部30と、外面減肉画像化部40と、記憶部50と、表示部60とを備える。
As shown in FIG. 1, the outer surface
The outer surface
The
ウエッジ13は、肉厚部71の円柱側面の外面72に面接触する接触面13aを有する。
接触面13aは、超音波が配管70の肉厚部71の広範囲に照射するように、円周方向において肉厚部71の円柱側面の外面72に隙間なく接触する。具体的には、接触面13aの曲面形状は、接触面13aと外面72とが面接触すると共に、配管70の中心Oに対する超音波アレイセンサ11の超音波が広範囲に配管の肉厚部71に照射されるように、外面72と略同じ形状を有する。
The
The
超音波探傷部30は、肉厚部71の内面73で反射する超音波の送信及び受信をする。換言すると、超音波探傷部30は、超音波アレイセンサ11でフェーズドアレイ方式による超音波の発信及び受信を行う装置である。
超音波探傷部30が発信した超音波はウエッジ13の接触面13aを介して、肉厚部71に入り、超音波探傷部30は、外面腐食74で反射した超音波をウエッジ13の接触面13aを介して受信する。
超音波探傷部30は、送信回路31と、受信回路32と、A/D変換回路33と、遅延回路34とを備える。送信回路31は、超音波アレイセンサ11に入力信号を送信する。受信回路32は、超音波アレイセンサ11からの出力信号を受信する。A/D変換回路33は、超音波の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。遅延回路34は、超音波アレイセンサ11を構成する振動子から超音波信号の発信時間を制御する。具体的には、遅延回路34は、超音波アレイセンサ11を構成する振動子(素子)に電圧を印加するタイミング(遅延時間)を制御する。
The
The ultrasonic wave transmitted from the
The
外面減肉画像化部40は、肉厚部71の外面腐食74の状況を画像化した反射エコー画像(反射エコーの画像)に基づいて、肉厚部71の外面腐食74の状況を反射エコー画像に画像化する。外面減肉画像化部40は、遅延回路34に出力した遅延時間と、受信回路32からA/D変換回路33を介しての受信情報とに基づいて、検査対象である配管70の肉厚部71の外面72に外面腐食があるか否かの判断を検査員にさせるための外面腐食による反射エコー画像を演算し、演算された反射エコー画像を表示部60に表示させる。反射エコー画像は公知の方法で得ることができる。また、外面減肉画像化部40は、外面腐食74から反射した超音波を表示する。
The outer surface
記憶部50は、外面減肉画像化部40の反射エコー画像のうち、所定の反射エコー画像を記憶するメモリである。記憶部50に記憶される反射エコー画像は、例えば、超音波アレイセンサ11が外面腐食の最も深い状態を検査している際の反射エコー画像である。
The
表示部60は、反射エコー画像を表示するモニターである。
The
超音波アレイセンサ11は、複数の振動子(素子)と、検査対象部位である肉厚部71の外面72に摺動接触する接触面とを有する。フェーズドアレイ法では、各振動子への電気信号を送るときに遅延回路34により印加電圧発信時間を制御し、各振動子から発生する超音波の位相の重ね合わせ位置を制御することにより、送信角度を可変するセクタスキャンを行うようにしている。ここで、超音波ビーム形態の制御は遅延時間を設定することで行う。一般に、検査対象部位が単一材料であるため、ビームの集束点と各振動子間の超音波伝播時間は(直線的幾何学経路)/(材料音速)として算出し、各振動子までの伝播時間の差を用いて、アレイセンサの遅延時間を決定することができる。また、このときの遅延時間を活用して受信波を合成することにより、検査結果を2次元的に表示することができる。
The
図2から図6を参照して、外面腐食検査装置10を用いた外面腐食検査方法を説明する。
外面腐食検査装置10を用いた外面腐食検査方法は、図2に示す手順により探傷試験を行う。
With reference to FIG. 2 to FIG. 6, an external corrosion inspection method using the external
The external corrosion inspection method using the external
先ず、図3の(a)及び(b)に示すように、外面腐食74の存在しない位置75において、接触面13aが外面72に面接触するように、超音波アレイセンサ11を取り付けたウエッジ13を検査対象である配管70の肉厚部71の外面72に接触させ、フェーズドアレイ法(セクター・スキャン)による探傷を行う(ステップST01)。このとき、表示部60には、図4に示すように反射エコー画像が表示されないように、確認し、また、表示部60に反射エコー画像が表示される場合には、反射エコー画像が表示されないように、表示部60を調整する(ステップST01)。表示部60の調整には、テストピースを用いることが好ましい。
First, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
次に、外面腐食による反射エコーがあるか否かを表示部60に表示された反射エコー画像(図4)を見ながら軸方向fの走査を行い(ステップST02)、判断する(ステップST03)。このとき、外面腐食による反射エコーがない場合には、外面腐食がないか、浸食深さが0.5mmd未満の軽微な外面腐食があると判断する(ステップST13)。他方、外面減肉画像化部40は、外面腐食による反射エコーがある場合には、浸食深さが0.5mmd以上の外面腐食があると判断する(ステップST05)。
Next, whether or not there is a reflection echo due to external corrosion is determined by scanning in the axial direction f while viewing the reflection echo image (FIG. 4) displayed on the display unit 60 (step ST02). At this time, if there is no reflection echo due to external corrosion, it is determined that there is no external corrosion or slight external corrosion with an erosion depth of less than 0.5 mmd (step ST13). On the other hand, when there is a reflection echo due to outer surface corrosion, the outer surface thinning
次に、図5の(a)及び(b)に示すように、浸食深さが0.5mmd以上の外面腐食があると判断した場合、超音波アレイセンサ11を取り付けたウエッジ13を外面72に接触させながら、その外面腐食74に対して、軸方向fの走査を行い、反射強度が最大の位置を探す(ステップST07)。これにより、図6に示すような、反射エコー画像が表示部60に表示される。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, when it is determined that there is external corrosion having an erosion depth of 0.5 mmd or more, the
次に、超音波アレイセンサ11を軸方向fに移動させた際に表示部60に連続的に表示される反射エコー画像から、浸食深さが最大となる位置について、外面腐食74を測定し(ステップST09)、その際の反射エコー画像を記憶部50に記憶させる(ステップST11)。
以上の手順により探傷試験を終了する。
Next, the
The flaw detection test is completed by the above procedure.
このように、外面腐食検査装置10は、配管70の肉厚部71の外面腐食の程度を表示部で表示し配管の外面腐食を検査することができる。
さらに、外面腐食検査装置10は、ウエッジ13に一体的に取り付けられた超音波アレイセンサ11と、肉厚部71の外面腐食74を検査する超音波探傷部30を含む外面腐食検査本体20と、を備えるだけなので、狭所に配置された配管の検査も行うことができる。
Thus, the outer surface
Further, the outer surface
10 外面腐食検査装置
11 超音波アレイセンサ
12 ケーブル
13 ウエッジ
13a ウエッジの接触面
14 超音波伝搬範囲
20 外面腐食検査本体
30 超音波探傷部
31 送信回路
32 受信回路
33 変換回路
34 遅延回路
40 外面減肉画像化部
50 記憶部
60 表示部
70 配管
71 配管の肉厚部
72 配管の外面
73 配管の内面
74 外面腐食
75 外面腐食の存在しない位置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記肉厚部の円柱側面の外面に面接触する接触面を有するウエッジと、
前記ウエッジに相対的に移動不能に設けられ、前記円周方向に進み、前記肉厚部の内面及び外面を複数回繰返し反射する超音波の送信及び受信をする超音波アレイセンサと、
前記超音波アレイセンサでフェーズドアレイ方式により前記超音波の送信及び受信を行う超音波探傷部と、
前記超音波探傷部が送受信した送受信情報に基づいて、前記肉厚部の外面減肉の状況を反射エコー画像に画像化する外面減肉画像化部と、
前記反射エコー画像を表示させる表示部と、を備え、
前記ウエッジの前記接触面は、前記超音波が前記配管の肉厚部の広範囲に照射するように、前記円周方向において前記肉厚部の前記円柱側面の前記外面に隙間なく接触する、外面腐食検査装置。 An external corrosion inspection apparatus that inspects external corrosion of the thick part of the pipe based on ultrasonic waves that are irradiated with ultrasonic waves in the circumferential direction of the pipe and the inner surface and outer surface of the thick part of the pipe are repeatedly reflected a plurality of times. Because
A wedge having a contact surface in surface contact with the outer surface of the cylindrical side surface of the thick part;
An ultrasonic array sensor that is relatively immovable on the wedge, proceeds in the circumferential direction, and transmits and receives ultrasonic waves that repeatedly reflect the inner surface and the outer surface of the thick portion multiple times;
An ultrasonic flaw detector that transmits and receives the ultrasonic waves by a phased array method with the ultrasonic array sensor;
Based on transmission / reception information transmitted and received by the ultrasonic flaw detection unit, an outer surface thinning imaging unit that images a reflection echo image of an outer surface thinning state of the thick part,
A display unit for displaying the reflected echo image,
The contact surface of the wedge contacts the outer surface of the cylindrical side surface of the thick portion in the circumferential direction without gap so that the ultrasonic wave irradiates a wide range of the thick portion of the pipe. Inspection device.
前記表示部は、算出された内面の位置を、前記反射エコー画像と共に表示する、請求項1に記載の外面腐食検査装置。 The outer surface thinning imaging unit calculates the position of the inner surface of the thick part reflected by the ultrasonic wave,
The outer surface corrosion inspection apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays the calculated position of the inner surface together with the reflected echo image.
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