JP2016153753A - 配管探傷装置及び配管探傷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】調査対象となる配管の内周面に形成される減肉部の面積及び深さを定量的に評価できる配管探傷装置を提供する。
【解決手段】配管の内周面に形成される減肉部を調査するための配管探傷装置であって、調査対象となる配管の内周面に対して相対移動可能に配置され、前記配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、前記配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出可能なコイルユニットと、前記コイルユニットが検出する前記渦電流、及び前記コイルユニットと前記配管との相対位置に基づいて前記減肉部の面積の大きさを評価する減肉面積評価部と、前記減肉面積評価部で評価された前記減肉部の面積の大きさ、及び前記コイルユニットで検出された前記減肉部における前記渦電流の大きさに基づいて、前記減肉部の深さを算定する減肉深さ算定部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本開示は、配管探傷装置及び配管探傷方法に関する。

コンベンショナルボイラや排ガスボイラ（ＨＲＳＧ）では、酸素腐食やアルカリ腐食等の内面減肉による配管の損傷の可能性がある。配管の損傷は比較的広範囲に及ぶ傾向があり、損傷が生じると対策・復旧工事に多大な費用が必要になる。したがって、プラントの安定運用のためには、配管の損傷をいち早く検出し、プラントのトラブルを未然に防止する必要がある。

特許文献１には、データ採取部、判断部、及び記録部より構成される渦流探査検査システムが開示されている。データ採取部は、配管の中に挿入され測定データを出力するプローブと、この測定データを画面にリサージュ波形として表示するＥＣＴ探傷器とから構成され、判断部は、このリサージュ波形からファジィ手法により欠陥の有無、種類、及び程度を判断するパーソナルコンピュータから構成される。また、記録部は、このパーソナルコンピュータと、この出力をプリントするプリンタとにより構成される。

かかる渦流探査検査システムを用いた配管の渦流探傷検査判定方法では、配管の内部にプローブを挿入し、ＥＣＴ探傷器によって得られるリサージュ波形の位相に対応して外面欠陥、肉厚貫通欠陥、内面欠陥のメンバーシップ関数、及びこれに対応して欠陥の程度を表す外面欠陥度合メンバーシップ関数、貫通欠陥度合メンバーシップ関数、及び内面欠陥度合メンバーシップ関数を予め作成しておき、測定された位相角より欠陥の種類と程度を判別する、とされている。

また、かかる渦流探査検査システムを用いた配管の渦流探傷検査判定方法では、配管の内部にプローブを挿入し、ＥＣＴ探傷器によって得られるリサージュ波形の面積に対応して減肉率の大きさごとのメンバーシップ関数、及びこれに対応する欠陥の大きさの程度を表す欠陥度合メンバーシップ関数を予め作成しておき、測定された減肉率より欠陥の大きさの程度を判定する、とされている。

特開平５−３１２７８７号公報

特許文献１が開示する渦流探査検査システム及び配管の渦流探傷検査判定方法は、非磁性材を材料とする配管を対象としたものであり、磁性材を材料とする配管の減肉量変化に伴う位相角の変化量は少なく、磁性材を材料する配管の内周面に形成される減肉部の深さ（減肉量）を定量的に評価できない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、磁性材を材料とする配管の内周面に形成される減肉部の減肉量を定量的に評価できる配管探傷装置及び配管探傷方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る配管探傷装置は、
配管の内周面に形成される減肉部を調査するための配管探傷装置であって、
調査対象となる配管の内周面に対して相対移動可能に配置され、前記配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、前記配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出可能なコイルユニットと、
前記コイルユニットが検出する前記渦電流、及び前記コイルユニットと前記配管との相対位置に基づいて前記減肉部の面積の大きさを評価する減肉面積評価部と、
前記減肉面積評価部で評価された前記減肉部の面積の大きさ、及び前記コイルユニットで検出された前記減肉部における前記渦電流の大きさに基づいて、前記減肉部の深さを算定する減肉深さ算定部と
を備える。

本発明者らによる鋭意検討の結果、配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、配管の内周面に誘起された渦電流を検出するコイルユニットでは、減肉部の面積が同一である場合に、減肉部の深さと渦電流の大きさとの間に相関があり、減肉部の面積が異なる場合には減肉部の深さが同一であっても渦電流の大きさが同一にならないことを見いだした。具体的には、減肉部の面積が同一である場合には、渦電流の大きさを検出すれば、減肉部の深さを算定することができることを見いだした。
上記（１）の構成によれば、コイルユニットが調査対象となる配管の内周面に対して相対移動可能に配置され、コイルユニットが配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、配管の内周面に誘起された渦電流を検出する。そして、減肉面積評価部は、コイルユニットが検出する渦電流、及びコイルユニットと配管との相対位置に基づいて減肉部の面積の大きさを評価する。そして、減肉深さ算定部は、減肉面積評価部で評価された減肉部の面積の大きさ、及びコイルユニットで検出された減肉部における渦電流の大きさに基づいて、減肉部の深さ（減肉量）を算定する。これにより、調査対象となる配管の内周面に形成される減肉部の減肉量が算定され、磁性材を材料とする配管の内周面に形成される減肉部の減肉量を定量的に評価できる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記減肉深さ算定部は、
少なくとも一つの参照用の配管の内周面に形成される減肉部の面積の大きさ、及び該減肉部における渦電流の大きさに関連付けられた該減肉部の深さが記憶された記憶部と、
前記記憶部を参照し、前記減肉面積評価部で評価された前記減肉部の面積の大きさ、及び前記コイルユニットで検出された前記減肉部における前記渦電流の大きさに基づいて、前記減肉部の深さを算定する深さ算定部と
を有する。

上記（２）の構成によれば、少なくとも一つの参照用の配管の内周面に形成される減肉部の面積、及び該減肉部における渦電流の大きさに関連付けられた該減肉部の深さが記憶された記憶部を参照し、減肉面積評価部で評価された減肉部の面積の大きさ、及びコイルユニットが検出した渦電流の大きさに基づいて、減肉部の深さ（減肉量）を算定する。これにより、調査対象となる配管の内周面に形成される減肉部の減肉量が算定されるので、磁性材を材料とする配管の内周面に形成される減肉部の減肉量を定量的に評価できる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記記憶部は、前記減肉部の深さを前記減肉部の面積の大きさごとに記憶している。

上記（３）の構成によれば、減肉部の深さを減肉部の面積の大きさごとに記憶しているので、減肉部の面積の大きさごとに渦電流の大きさに基づいて減肉部の深さ（減肉量）を算定する。これにより、調査対象となる配管の内周面に形成される減肉部の減肉量が正確に算定されるので、磁性材を材料とする配管の内周面に形成される減肉部の減肉量を正確かつ定量的に評価できる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）のいずれか一つの構成において、
前記コイルユニットは、コイル支持体と、前記コイル支持体の外周面に前記配管の内周面の周方向に沿って配置され、前記配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、前記配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出可能な複数のコイルと、を含み、前記配管の軸方向に移動可能に構成され、
前記減肉面積評価部は、前記複数のコイルのうち、閾値を超える大きさの前記渦電流を検出したコイルの個数に基づいて前記減肉部の面積の大きさを評価する。

上記（４）の構成によれば、コイル支持体の外周面に配管の内周面の周方向に沿って配置される複数のコイルが配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、配管の内周面に誘起された渦電流を検出する。そして、複数のコイルのうち、閾値を超える大きさの渦電流を検出したコイルの個数に基づいて減肉部の面積の大きさが評価される。これにより、調査対象となる配管の内周面に形成される減肉部の面積の大きさが評価されるので、磁性材を材料とする配管の内周面に形成される減肉部の面積の大きさを定量的に評価できる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）のいずれか一つの構成において、
前記コイルユニットは、前記配管の内周面の周方向に沿って回転可能なコイル支持体と、前記コイル支持体の外周面に配置され、前記配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、前記配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出可能な少なくとも一つのコイルと、を含み、前記配管の軸方向に移動可能に構成され、
前記減肉面積評価部は、前記配管の内周面のうち、閾値を超える大きさの前記渦電流が検出された範囲に基づいて前記減肉部の面積の大きさを評価する。

上記（５）の構成によれば、配管の内周面の周方向に沿って回転可能なコイル支持体の外周面に配置される少なくとも一つのコイルが配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、配管の内周面に誘起された渦電流を検出する。そして、配管の内周面のうち、閾値を超える大きさの渦電流を検出する範囲に基づいて減肉部の面積の大きさが評価される。これにより、調査対象となる配管の内周面に形成される減肉部の面積の大きさが評価されるので、磁性材を材料とする配管の内周面に形成される減肉部の面積の大きさを定量的に評価できる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記コイルユニットは、前記コイル支持体を前記配管の内周面に向けて付勢する付勢手段を有する。

本発明者らによる鋭意検討の結果、同一面積及び同一深さの減肉部の周りに誘起される渦電流を検出する場合でも、コイルと調査対象となる配管の内周面との距離が近いと大きな信号レベルを検出することができ、距離が離れると小さな信号レベルしか得られないことを見いだした。これにより、減肉部の深さの算定に高精度が要求される場合には、コイルを調査対象となる配管の内周面にできるだけ近づけて配置することが求められる。
上記（６）の構成によれば、コイル支持体を配管の内周面に向けて付勢するので、コイル支持体の外周面に配置されたコイルが配管の内周面に近づけられ、定量的に渦電流を誘起するとともに、配管の内周面に誘起された渦電流を正確に検出する。これにより、調査対象となる配管の内周面に誘起される渦電流が正確に検出され、減肉部の深さが正確に算定されるので、減肉部の深さ（減肉量）を正確かつ定量的に評価できる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記コイル支持体は、前記配管の内周面の曲率半径よりも小さな曲率半径の当接面を有する。
上記（７）の構成によれば、コイル支持体は、配管の内周面の曲率半径よりも小さな曲率半径の当接面で配管の内周面に当接するので、コイル支持体の外周面に配置されたコイルが配管の内周面に近づけられ、定量的に渦電流を誘起するとともに、配管の内周面に誘起される渦電流を正確に検出する。これにより、調査対象となる配管の内周面に誘起される渦電流が正確に検出され、減肉部の面積及び深さが正確に算定されるので、減肉部の深さ（減肉量）を正確かつ定量的に評価できる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記コイル支持体は、周方向の少なくとも一方に前記配管の内周面の曲率半径よりも小さな曲率半径のガイド面を有するガイドを備える。
上記（８）の構成によれば、コイル支持体は、周方向の少なくとも一方に配管の内周面の曲率半径よりも小さな曲率半径のガイドのガイド面で配管の内周面に当接するので、コイル支持体が配管の内周面に形成された減肉部に落ち込むのを防止できる。

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る配管探傷方法は、
配管の内周面に形成される減肉部を調査するための配管探傷方法であって、
コイルユニットを調査対象となる配管の内周面に対して相対移動可能に配置する配置ステップと、
前記配置ステップで配置されたコイルユニットに電流を供給し、前記配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、前記配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された前記渦電流、及び前記コイルユニットと前記配管との相対位置に基づいて前記減肉部の面積の大きさを評価する減肉面積評価ステップと、
前記減肉面積評価ステップで評価された前記減肉部の面積の大きさ、及び前記検出ステップで検出された前記減肉部における前記渦電流の大きさに基づいて、前記減肉部の深さを算定する減肉深さ算定ステップと、
を備える。

上記（９）の方法によれば、コイルユニットを調査対象となる配管の内周面に対して相対移動可能に配置する。次に、配置ステップで配置された前記コイルユニットに電流を供給し、配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出する。そして、検出された渦電流、及びコイルユニットと配管との相対位置に基づいて減肉部の面積の大きさを評価し、評価された減肉部の面積の大きさ、及び検出された減肉部における渦電流の大きさに基づいて、減肉部の深さを算定する。これにより、調査対象となる配管の内周面に形成される減肉部の深さ（減肉量）が算定されるので、磁性材を材料とする配管の内周面に形成される減肉部の減肉量を定量的に評価できる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、調査対象となる配管の内周面に形成される減肉部の深さ（減肉量）が算定されるので、磁性材を材料とする配管の内周面に形成される減肉部の減肉量を定量的に評価できる。

本発明の一実施形態に係る配管探傷装置の構成を概略的に示すブロック図である。 コイルユニットが配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、配管の内周面に誘起された渦電流の大きさを検出するメカニズムを示す図である。 減肉部の面積及び深さと信号強度との関係を示す図である。 一実施形態にかかるコイルユニットの横断面を概略的に示す図である。 減肉部の面積ごとに、減肉部における渦電流の大きさに関連付けられた該減肉部の深さを示す検量線を表す図である。 コイルと調査対象となる配管の内周面との距離と、検出部で得られる信号レベルとの関係を示す図である。 一実施形態にかかるコイルユニットの横断面を概略的に示す図である。 一実施形態にかかるコイルユニットの横断面を概略的に示す図である。 一実施形態にかかる配管探傷方法の手順を概略的に示すフローチャートである。 一実施形態にかかる配管探傷方法の手順を概略的に示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。

また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。

一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る配管探傷装置１の構成を概略的に示すブロック図である。
図１に示すように、本発明の少なくとも一実施形態に係る配管探傷装置１は、配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄを調査するためのものである。配管探傷装置１は、コイルユニット２と、減肉面積評価部３と、減肉深さ算定部４とを備えている。

図１に示すように、コイルユニット２は、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに対して相対移動可能に配置され、配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出可能である。

図１に例示する形態において、コイルユニット２は、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに対して移動可能に配置される。そして、配管Ｐに対するコイルユニット２の相対位置は逐次検出され、配管Ｐに対するコイルユニット２の相対位置は減肉面積評価部３及び減肉深さ算定部４で管理される。
また、コイルユニット２は、交流電源２１から供給された交流電流により、調査対象となる配管Ｐの内周面に渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面に誘起された渦電流Ｗの大きさを検出する。これにより、配管Ｐに対するコイルユニット２の相対位置と、コイルユニット２が配管Ｐの内周面Ｓに誘起する渦電流Ｗの大きさが検出される。

図２は、コイルユニット２が配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流の大きさを検出するメカニズムを示す図である。尚、図２において、説明の便宜上、配管Ｐを平坦な平板で示すが、配管Ｐが平坦な平板であることを意味するものではない。
図２に示すように、コイルユニット２に交流電流Ｅを流すと、（ａ）に示すように、交流電流Ｅと直交する方向に磁界が発生する。発生する磁界Φは、交流電流Ｅの大きさＡとコイルの巻数Ｔに乗じたものに比例する（Φ＝α（Ａ×Ｔ））。コイルユニット２を配管Ｐに近づけると、（ｂ）に示すように、コイルユニット２は配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起し、コイルユニット２に流れる交流電流Ｅの大きさはＡからＡ１に変化する。（ｃ）に示すように、配管Ｐの内周面Ｓに減肉部Ｄがあると、渦電流Ｗは減肉部Ｄを避けて迂回するために、コイルユニット２に流れる交流電流Ｅの大きさはＡ１からＡ２に変化する。
これにより、コイルユニット２は、配管Ｐの内周面Ｓに形成された減肉部Ｄを検出可能となる。

図１に例示する形態において、コイルユニット２に流れる交流電流Ｅの変化、すなわち、コイルユニット２が配管Ｐの内周面Ｓに誘起する渦電流Ｗは、検出部２２で検出され、信号（振幅（電圧））に変換される。
尚、磁性ノイズが大きい試験片についても、多重周波数による位相解析によりノイズを処理可能である。

図３は、減肉部Ｄの面積及び深さと信号強度との関係を示す図である。
本発明者らによる鋭意検討の結果、配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面に誘起された渦電流Ｗを検出するコイルユニット２では、減肉部Ｄの面積が同一である場合に減肉部Ｄの深さと渦電流Ｗの大きさとの間に相関があり、減肉部Ｄの面積が異なる場合には減肉部Ｄの深さが同一であっても渦電流Ｗの大きさが同一にならないことを見いだした（図３参照）。具体的には、減肉部Ｄの面積が同一である場合には、渦電流Ｗの大きさを検出すれば、減肉部Ｄの深さを算定できることを見いだした。例えば、図３に示すように、コイル径が十分に小さい場合において、減肉部Ｄの面積が中以上の場合には、同一の面積において、減肉部Ｄの深さと信号強度とに相関がある。

図１に示すように、減肉面積評価部３は、コイルユニット２が検出する渦電流Ｗ、及びコイルユニット２と配管Ｐとの相対位置に基づいて減肉部Ｄの面積の大きさを評価するものである。

図１に例示する形態において、減肉面積評価部３は、予め記憶された参照データと、コイルユニット２が検出する渦電流Ｗの大きさ、すなわち、検出部２２で検出される信号強度、及びコイルユニット２と配管Ｐとの相対位置に基づいて減肉部Ｄの面積の大きさを評価するものである。参照データは、減肉部Ｄの面積及び深さが特定された標準試験片を探傷した場合に、コイルユニット２が検出する渦電流Ｗの大きさ、すなわち、検出部２２で検出される信号強度、及びコイルユニット２と配管Ｐとの相対位置（渦電流Ｗの検出範囲）に基づいて作成される。これにより、標準試験片を基準とし、コイルユニット２で検出された渦電流Ｗの大きさ、すなわち、検出部２２で検出される信号強度、及びコイルユニット２と配管Ｐとの相対位置（渦電流Ｗの検出範囲）に基づいて減肉部Ｄの面積の大きさが評価される。

すなわち、図１に例示する形態では、標準試験片を基準とし、検出部２２で検出され、信号強度に変換された渦電流Ｗの大きさ、及びコイルユニット２と配管Ｐとの相対位置（所定の信号レベルが出力される範囲）に基づいて減肉部Ｄの面積の大きさが評価される。

図１に示すように、減肉深さ算定部４は、減肉面積評価部３で算定された減肉部Ｄの面積、及びコイルユニット２で検出された減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに基づいて、減肉部Ｄの深さを算定するものである。

図１に例示する形態において、減肉深さ算定部４は、予め記憶された参照データと、減肉面積評価部３で評価された減肉部Ｄの面積の大きさ、及びコイルユニット２で検出された渦電流Ｗの大きさに基づいて、減肉部Ｄの深さを算定するものである。参照データは、減肉部Ｄの面積及び深さが特定された標準試験片を探傷した場合に、減肉面積評価部３で評価された減肉部Ｄの面積の大きさ、及びコイルユニット２で検出された渦電流Ｗの大きさに基づいて作成される。これにより、標準試験片を基準とし、減肉面積評価部３で評価された減肉部Ｄの面積の大きさ、及びコイルユニット２で検出された渦電流Ｗの大きさに基づいて、減肉部Ｄの深さが算定される。

すなわち、図１に例示する形態では、標準試験片を基準とし、減肉面積評価部３で評価された減肉部Ｄの面積の大きさ、及び検出部２２で検出され、信号に変換された渦電流Ｗの大きさに基づいて減肉部Ｄの深さが算定される。

上述した少なくとも一実施形態に係る配管探傷装置１によれば、コイルユニット２が調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに対して相対移動可能に配置され、コイルユニット２が配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出する。そして、減肉面積評価部３は、コイルユニット２が検出する渦電流Ｗ、及びコイルユニット２と配管Ｐとの相対位置に基づいて減肉部Ｄの面積の大きさを評価する。そして、減肉深さ算定部４は、減肉面積評価部３で評価された減肉部Ｄの面積の大きさ、及びコイルユニット２で検出された減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに基づいて、減肉部Ｄの深さ（減肉量）を算定する。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの減肉量が算定されるので、磁性材を材料とする配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの減肉量を定量的に評価できる。

したがって、図１に例示する形態によれば、コイルユニット２が調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに対して移動可能に設置され、コイルユニット２が配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗの大きさを検出する。コイルユニット２で検出された渦電流Ｗの大きさは、検出部２２で検出され、信号（電圧）に変換される。そして、減肉面積評価部３は、検出部２２で変換された信号、及びコイルユニット２と配管Ｐとの相対位置（所定の信号レベルが出力される範囲）に基づいて減肉部Ｄの面積の大きさを評価する。そして、減肉深さ算定部４は、減肉面積評価部３で評価された減肉部Ｄの面積の大きさ、及び、検出部２２で変換された信号（最大強度）に基づいて、減肉部Ｄの深さ（減肉量）を算出する。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの減肉量が算定されるので、磁性材を材料とする配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの減肉量を定量的に評価できる。

図１に示すように、幾つかの実施形態では、減肉深さ算定部４は、記憶部４１と、深さ算定部４２とを有する。

記憶部４１は、少なくとも一つの参照用の配管Ｐ（標準試験片）の内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積の大きさ、及び該減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに関連付けられた該減肉部Ｄの深さが記憶されている。

図１に例示する形態では、減肉部Ｄの面積の大きさごとに、減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに関連付けられた該減肉部Ｄの深さが記憶されている。すなわち、減肉部Ｄの面積の大きさごとに、検出部２２が検出する信号に関連付けられた該減肉部Ｄの深さが記憶されている。

深さ算定部４２は、記憶部４１を参照し、減肉面積評価部３が算定した減肉部Ｄの面積の大きさ、及びコイルユニット２が検出した渦電流Ｗの大きさに基づいて、減肉部Ｄの深さを算定するものである。

図１に例示する形態では、記憶部４１を参照し、減肉面積評価部３が評価した減肉部Ｄの面積の大きさに基づいて、減肉部Ｄの面積の大きさごとに、検出部２２が検出する信号に関連付けられた減肉部Ｄの深さを用いて、減肉部Ｄの深さを算定するものである。

上述した幾つかの実施形態に係る減肉深さ算定部４によれば、まず、少なくとも一つの参照用の配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積の大きさ、及び該減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに関連付けられた該減肉部Ｄの深さが記憶された記憶部４１を参照する。そして、減肉面積評価部３が評価した減肉部Ｄの面積の大きさ、及びコイルユニット２が検出した渦電流Ｗの大きさに基づいて、減肉部Ｄの深さを算定する。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの深さ（減肉量）が算定されるので、磁性材を材料とする配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの減肉量を定量的に評価できる。

幾つかの実施形態では、記憶部４１は、減肉部Ｄの深さを減肉部Ｄの面積の大きさごとに記憶している。

この構成によれば、記憶部４１が減肉部Ｄの深さを減肉部Ｄの面積の大きさごとに記憶しているので、減肉部Ｄの面積の大きさごとに渦電流Ｗの大きさに基づいて減肉部Ｄの深さを算定する。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの深さ（減肉量）が正確に算定され、磁性材を材料とする配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの減肉量を正確かつ定量的に評価できる。

図４は、一実施形態にかかるコイルユニット２の横断面を概略的に示す図である。
図４に示すように、幾つかの実施形態では、コイルユニット２は、コイル支持体５１と、複数のコイル５２とを含む。

図４に例示する形態では、コイル支持体５１は、調査対象となる配管Ｐの内径よりも僅かに小径な横断面を有している。これにより、コイル支持体５１は、配管Ｐの内周面に対して軸方向に相対移動可能に配置される。

図４に例示する形態では、複数のコイル５２は、コイル支持体５１の外周面に配管Ｐの内周面Ｓの周方向に沿って配置され、配管Ｐの内周面に渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出可能である。

図４に例示する形態では、複数のコイル５２は、それぞれ同一性能のコイルで構成される。すなわち、複数のコイル５２のそれぞれは、線径、コイル径、及び巻数が同一であり、同一の大きさの電流が流れるように構成される。例えば、図４に例示する形態では、巻線が交差するクロスコイルで構成される。

また、図４に例示する形態では、複数のコイル５２は、コイル支持体５１の外周面に配管Ｐの内周面Ｓの周方向に沿って等間隔に配置され、配管Ｐの内周面に渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出可能である。
例えば、図４に例示する形態では、１２個のコイル５２をコイル支持体５１の外周面に配管Ｐの内周面Ｓの周方向に沿って等間隔に配置される。

上述した幾つかの実施形態において、減肉面積評価部３は、複数のコイル５２のうち、閾値を超える大きさの渦電流Ｗを検出したコイル５２の個数に基づいて減肉部Ｄの面積を算定するものである。

図４に例示するコイルユニット２を用いる配管探傷装置１において、減肉面積評価部３は、（１）信号振幅がＰａＶ以上のコイル５２が三つ以上の場合に減肉部Ｄの面積の大きさをＱａｍｍ^２、（２）信号振幅がＰａＶ以上のコイル５２が二つの場合に減肉部Ｄの面積の大きさをＱｂｍｍ^２、（３）信号振幅がＰａＶ以上のコイル５２が一つの場合に減肉部Ｄの面積の大きさをＱｃｍｍ^２、（４）全てのコイル５２の信号振幅がＰａＶ未満で、ＰａＶよりも小さいＰｂＶ以上のコイル５２が二つ以上の場合に減肉部Ｄの面積の大きさをＱｄｍｍ^２、（５）全てのコイル５２の信号振幅がＰａＶ未満で、ＰａＶよりも小さいＰｂＶ以上のコイルが一つの場合に減肉部Ｄの面積の大きさをＱｅｍｍ^２、と評価する

図４に例示するコイルユニット２を用いる配管探傷装置１において、減肉深さ算定部４の記憶部４１には、減肉部Ｄの面積ごとに、減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに関連付けられた該減肉部Ｄの深さが記憶されている。具体的には、減肉部Ｄの面積Ｑａｍｍ^２、Ｑｂｍｍ^２、Ｑｃｍｍ^２、Ｑｄｍｍ^２、Ｑｅｍｍ^２に対して、それぞれ、減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに関連付けられた該減肉部Ｄの深さが関連づけられている。

図５は、減肉部Ｄの面積ごとに、減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに関連付けられた該減肉部Ｄの深さを示す検量線を表す図である。尚、図８において、減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさは、検出部２２で検出される信号強度で表している。

図５に示すように、減肉部Ｄの面積Ｑａｍｍ^２，Ｑｂｍｍ^２，Ｑｃｍｍ^２，Ｑｄｍｍ^２，Ｑｅｍｍ^２ごとに検量線（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）が用意され、減肉部Ｄの面積により検量線（ａ）から（ｅ）が選択される。これにより、検出部２２で検出される信号強度（最大信号強度）が特定されると、減肉部Ｄの深さが特定される。

上述した幾つかの実施形態によれば、コイル支持体５１の外周面に配管Ｐの内周面Ｓの周方向に沿って配置される複数のコイル５２が配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出する。そして、複数のコイル５２のうち、閾値を超える大きさの渦電流Ｗを検出したコイル５２の個数に基づいて減肉部Ｄの面積が算定される。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積が算定されるので、磁性材を材料とする配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積を定量的に評価できる。

図６及び図７は、一実施形態にかかるコイルユニット２の横断面を概略的に示す図である。
図６及び図７に示すように、幾つかの実施形態では、コイルユニット２は、コイル支持体６１と、少なくとも一つのコイル６２とを含む。
コイル支持体６１は、配管Ｐの内周面Ｓの周方向に沿って回転可能である。
図６及び図７に例示する形態では、コイル支持体６１は、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄよりも周方向において幅広であって、調査対象となる配管Ｐの内径よりも小径な円弧面を有している。これにより、コイル支持体６１は、配管Ｐの内周面Ｓに対して軸方向に相対移動可能に配置されるとともに、配管Ｐの内周面Ｓに対して径方向に移動可能に配置される。

少なくとも一つのコイル６２は、コイル支持体６１の外周面に配置され、配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出可能である。
図６及び図７に例示する形態では、少なくとも一つのコイル６２は、巻線が交差するクロスコイルで構成される。
上述した幾つかの実施形態において、減肉面積評価部３は、配管Ｐの内周面Ｓのうち、閾値を超える大きさの渦電流Ｗを検出する範囲に基づいて減肉部Ｄの面積を算定する。

上述した幾つかの実施形態によれば、配管Ｐの内周面Ｓの周方向に沿って回転可能なコイル支持体６１の外周面に配置される少なくとも一つのコイル６２が配管Ｐの内周面に渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出する。そして、配管Ｐの内周面Ｓのうち、閾値を超える大きさの渦電流Ｗを検出する範囲に基づいて減肉部Ｄの面積が算定される。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積が算定され、磁性材を材料とする配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積を定量的に評価できる。

上述した幾つかの実施形態において、減肉深さ算定部４は、算定された減肉部Ｄの面積、及びコイルユニット２で検出された減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに基づいて、減肉部Ｄの深さを算定する。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積及び深さが算定されるので、磁性材を材料とする配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積及び深さを定量的に評価できる。

図８は、コイル５２，６２と調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓとの距離と、検出部２２で得られる信号レベル（振幅（電圧））との関係を示す図である。
図８に示すように、同一面積及び同一深さの減肉部Ｄの周りに誘起される渦電流Ｗを検出する場合でも、コイル５２，６２と調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓとの距離が近いと大きな信号レベルを検出することができ、距離が離れると小さな信号レベルしか得られないことがわかる。これにより、減肉部Ｄの面積及び深さの検出に高精度が要求される場合には、コイル５２，６２を調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓにできるだけ近づけて配置することが求められる。

図６及び図７に示すように、幾つかの実施形態では、コイル支持体６１は、配管Ｐの内周面Ｓに向けて付勢される。
図６及び図７に例示する形態では、コイル支持体６１は、回転軸６３に固定された円筒状のハウジング６４の外周面から径外方向に突出するように取り付けられている。コイル支持体６１は、ハウジング６４に進退可能に収容され、回転軸６３との間に設けられたバネ６５の弾性復元力により、配管Ｐの内周面Ｓを押圧するように付勢されている。

上述した幾つかの実施形態によれば、コイル支持体６１が配管Ｐの内周面Ｓに密着するので、コイル支持体６１の外周面に配置された少なくとも一つのコイル６２が配管Ｐの内周面Ｓに定量的に渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを正確に検出する。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに誘起される渦電流Ｗが正確に検出され、減肉部Ｄの深さ（減肉量）が正確に算定され、減肉部Ｄの減肉量を正確かつ定量的に評価できる。

図６に示すように、幾つかの実施形態では、コイル支持体６１は、配管Ｐの内周面Ｓの曲率半径よりも小さな曲率半径の当接面６１ａを有する。
上述した幾つかの実施形態によれば、コイル支持体６１は、配管Ｐの内周面Ｓの曲率半径よりも小さな曲率半径の当接面６１ａで配管Ｐの内周面Ｓに当接するので、コイル支持体６１の外周面に配置された少なくとも一つのコイル６２が配管Ｐの内周面Ｓに近づけられ、定量的に渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面に誘起される渦電流Ｗを正確に検出する。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに誘起される渦電流Ｗが正確に検出され、減肉部Ｄの面積及び深さが正確に算定されるので、減肉部Ｄの深さ（減肉量）を正確かつ定量的に評価できる。

図７に示すように、幾つかの実施形態では、コイル支持体６１は、周方向の少なくとも一方に配管Ｐの内周面Ｓの曲率半径よりも小さな曲率半径のガイド面６６ａ，６７ａを有するガイド６６，６７を備える。

図７に例示する形態では、コイル支持体６１は、周方向の両側に配管Ｐの内周面Ｓの曲率半径よりも小さな曲率半径のガイド面６６ａ，６７ａを有するガイド６６，６７を備えるが、周方向の少なくとも一方にガイド６６，６７を備えるものであればよい。

上述した幾つかの実施形態によれば、コイル支持体６１は、配管Ｐの内周面Ｓの曲率半径よりも小さな曲率半径のガイド６６，６７のガイド面６６ａ，６７ａで配管Ｐの内周面Ｓに当接するので、コイル支持体６１が配管Ｐの内周面に形成された減肉部に落ち込むのを防止できる。

図９及び図１０は、一実施形態にかかる配管探傷方法の手順を概略的に示すフローチャートである。
図９及び図１０に示すように、本発明の少なくとも一実施形態に係る配管探傷方法は、配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄを調査するためのものである。配管探傷方法は、配置ステップ（ステップＳ１）と、検出ステップ（ステップＳ２）と、減肉面積評価ステップ（ステップＳ３）と、減肉深さ算定ステップ（ステップＳ５）とを備えている。

配置ステップ（ステップＳ１）は、コイルユニット２を調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに対して相対移動可能に配置するステップである。
図９に例示する形態では、図４に示したコイルユニット２を調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに対して軸方向に相対移動可能に配置する。
図１０に例示する形態では、図６又は図７に示したコイルユニット２を調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに対して周方向及び軸方向に相対移動可能に配置する。

検出ステップ（ステップＳ２）は、配置ステップ（ステップＳ１）で配置されたコイルユニット２に電流を供給し、配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出する。

図９に例示する形態では、図４に示したコイルユニット２の複数のコイル５２に電流を供給し、配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出する。そして、コイルユニット２を配管Ｐの内周面Ｓに沿って軸方向に相対移動させる。これにより、検出部２２で渦電流Ｗの変化が検出され、配管Ｐの内周面Ｓに減肉部Ｄが形成されている場合には、減肉部Ｄが特定される。

図１０に例示する形態では、図６又は図７に示したコイルユニット２の少なくとも一つのコイル６２に電流を供給し、配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流を検出する。そして、コイルユニット２を配管Ｐの内周面Ｓに沿って周方向及び軸方向に相対移動させる。これにより、検出部２２で渦電流Ｗの変化が検出され、配管Ｐの内周面Ｓに減肉部Ｄが形成されている場合には、減肉部Ｄが特定される。

減肉面積算定ステップ（ステップＳ３）は、検出ステップ（ステップＳ２）で検出された渦電流Ｗ、及びコイルユニット２と配管Ｐとの相対位置に基づいて減肉部Ｄの面積を算定する。
図９に例示する形態では、図４に示したコイルユニット２の複数のコイル５２のうち渦電流Ｗの変化を検出したコイル５２の数を抽出することにより、減肉部Ｄの面積を算定する（ステップＳ３１）。より詳しくは、上述したように、信号振幅がＰａＶ以上のコイルの個数、及び信号振幅がＰｂＶ以上のコイルの個数により減肉部Ｄの面積を算定する。
図１０に例示する形態では、図６又は図７に示したコイルユニット２の少なくとも一つのコイル６２が渦電流Ｗの変化を検出する範囲で減肉部Ｄの面積を算定する（ステップＳ３２）。

また、図９及び図１０に例示する形態では、減肉部Ｄで変化した渦電流Ｗの変化を検出した検出部２２の信号振幅の最大値を抽出する（ステップＳ４）。

減肉深さ算定ステップ（ステップＳ５）は、減肉面積算定ステップ（ステップＳ３）で算定された減肉部Ｄの面積、及び検出ステップ（ステップＳ４）で検出された減肉部Ｄにおける渦電流Ｗの大きさに基づいて、減肉部Ｄの深さを算定する。

図９に例示する形態では、渦電流Ｗの変化を検出したコイル５２の数及び検出部２２で検出された最大振幅値から検量線を選定し、減肉量（減肉部Ｄの深さ）を評価する。
図１０に例示する形態では、渦電流Ｗの変化を検出した範囲及び検出部２２で検出された最大振幅値から検量線を選定し、減肉量（減肉部Ｄの深さ）を評価する。

上述した本発明の少なくとも一実施形態に係る配管探傷方法によれば、コイルユニット２を調査対象となる配管Ｐの内周面に対して相対移動可能に配置する。次に、配置ステップ（ステップＳ１）で配置されたコイルユニット２に電流を供給し、配管Ｐの内周面Ｓに渦電流Ｗを誘起するとともに、配管Ｐの内周面Ｓに誘起された渦電流Ｗを検出する。そして、検出された渦電流Ｗ、及びコイルユニット２と配管Ｐとの相対位置に基づいて減肉部Ｄの面積を算定し、算定された減肉部Ｄの面積、及び検出された減肉部Ｄにおける渦電流の大きさに基づいて、減肉部Ｄの深さを算定する。これにより、調査対象となる配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積及び深さが算定され、磁性材を材料とする配管Ｐの内周面Ｓに形成される減肉部Ｄの面積及び深さを定量的に評価できる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 配管探傷装置
２ コイルユニット
２１ 交流電源
２２ 検出部
３ 減肉面積評価部
４ 減肉深さ算定部
４１ 記憶部
４２ 深さ算定部
５１ コイル支持体
５２ コイル
６１ コイル支持体
６１ａ 当接面
６２ コイル
６３ 回転軸
６４ ハウジング
６５ バネ
６６ ガイド
６６ａ ガイド面
６７ ガイド
６７ａ ガイド面
Ｐ 配管
Ｓ 内周面
Ｄ 減肉部
Ｗ 渦電流

Claims (9)

1. 配管の内周面に形成される減肉部を調査するための配管探傷装置であって、
   調査対象となる配管の内周面に対して相対移動可能に配置され、前記配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、前記配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出可能なコイルユニットと、
   前記コイルユニットが検出する前記渦電流、及び前記コイルユニットと前記配管との相対位置に基づいて前記減肉部の面積の大きさを評価する減肉面積評価部と、
   前記減肉面積評価部で評価された前記減肉部の面積の大きさ、及び前記コイルユニットで検出された前記減肉部における前記渦電流の大きさに基づいて、前記減肉部の深さを算定する減肉深さ算定部と
   を備えることを特徴とする配管探傷装置。
2. 前記減肉深さ算定部は、
   少なくとも一つの参照用の配管の内周面に形成される減肉部の面積の大きさ、及び該減肉部における渦電流の大きさに関連付けられた該減肉部の深さが記憶された記憶部と、
   前記記憶部を参照し、前記減肉面積評価部で評価された前記減肉部の面積の大きさ、及び前記コイルユニットで検出された前記減肉部における前記渦電流の大きさに基づいて、前記減肉部の深さを算定する深さ算定部と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の配管探傷装置。
3. 前記記憶部は、前記減肉部の深さを前記減肉部の面積の大きさごとに記憶していること
   を特徴とする請求項２に記載の配管探傷装置。
4. 前記コイルユニットは、コイル支持体と、前記コイル支持体の外周面に前記配管の内周面の周方向に沿って配置され、前記配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、前記配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出可能な複数のコイルと、を含み、前記配管の軸方向に移動可能に構成され、
   前記減肉面積評価部は、前記複数のコイルのうち、閾値を超える大きさの前記渦電流を検出したコイルの個数に基づいて前記減肉部の面積の大きさを評価すること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の配管探傷装置。
5. 前記コイルユニットは、前記配管の内周面の周方向に沿って回転可能なコイル支持体と、前記コイル支持体の外周面に配置され、前記配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、前記配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出可能な少なくとも一つのコイルと、を含み、前記配管の軸方向に移動可能に構成され、
   前記減肉面積評価部は、前記配管の内周面のうち、閾値を超える大きさの前記渦電流が検出された範囲に基づいて前記減肉部の面積の大きさを評価すること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の配管探傷装置。
6. 前記コイルユニットは、前記コイル支持体を前記配管の内周面に向けて付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項５に記載の配管探傷装置。
7. 前記コイル支持体は、前記配管の内周面の曲率半径よりも小さな曲率半径の当接面を有することを特徴とする請求項６に記載の配管探傷装置。
8. 前記コイル支持体は、周方向の少なくとも一方に前記配管の内周面の曲率半径よりも小さな曲率半径のガイド面を有するガイドを備えることを特徴とする請求項６に記載の配管探傷装置。
9. 配管の内周面に形成される減肉部を調査するための配管探傷方法であって、
   コイルユニットを調査対象となる配管の内周面に対して相対移動可能に配置する配置ステップと、
   前記配置ステップで配置された前記コイルユニットに電流を供給し、前記配管の内周面に渦電流を誘起するとともに、前記配管の内周面に誘起された前記渦電流を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップで検出された前記渦電流、及び前記コイルユニットと前記配管との相対位置に基づいて前記減肉部の面積の大きさを評価する減肉面積評価ステップと、
   前記減肉面積評価ステップで評価された前記減肉部の面積の大きさ、及び前記検出ステップで検出された前記減肉部における前記渦電流の大きさに基づいて、前記減肉部の深さを算定する減肉深さ算定ステップと、
   を備えることを特徴とする配管探傷方法。

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