JP2017191013A - 肉厚測定装置、肉厚評価装置、肉厚測定方法及び肉厚評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より精度良く配管全周に対する肉厚を評価可能とする肉厚測定装置を提供する。
【解決手段】肉厚測定装置は、配管１の肉厚を検出する複数の超音波探触子と、配管１の円周方向Ｙへの送り量である第１の送り量を測定する第１の送り量測定装置と、配管１の管軸方向Ｘへの送り量である第２の送り量を測定する第２の送り量測定装置と、を備える。複数の超音波探触子は、上記配管１の管軸方向Ｘに沿って千鳥状に配列し、その配列長さは、上記配管１が円周方向Ｙに１周した際の管軸方向Ｘへの送りピッチＰよりも長く設定される。超音波探触子による肉厚測定位置を、第１の送り量測定装置の測定結果及び第２の送り量測定装置の測定結果に基づき演算する測定位置演算部１７を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、鋼管その他の金属製の配管の肉厚を測定する技術に関し、配管の欠陥その他の検査の適用に有効な技術に関する。

従来、鋼管の肉厚測定方法としては、例えば特許文献１、２のように、鋼管をスパイラル状に搬送しながら肉厚を測定する方法が一般的である。
特許文献１に記載の測定方法は、円周方向の測定ピッチを等間隔に分割したピッチもしくは連続測定するとしている。しかし、管軸方向の補正がなされていないために、管軸方向位置の精度が担保されないという問題がある。また広範囲の測定を行うには大きな探触子を用いる、若しくは複数の探触子を用いる必要がある。

これに対し、特許文献２に記載された方法は、複数の探触子を使用して全面探触するとしている。しかし、鋼管を搬送する搬送ロールの回転量を参照し計算値に基づく探触子配置を行って測定する事となっており、測定点に対する位置補正が行われていない。また複数の探触子を使う事から管端部からの全面探触されない未測定領域が発生する。また、測定位置の補正量を測定するには搬送ロールの回転数、スキュー角から求める方法が一般的であるが、設備劣化状況等により全ての搬送ロールを同一状態で作動させる事は出来ない場合が多い。このため、肉厚測定位置の精度が必ずしも担保されない。
なお、特許文献３には、周方向、管軸方向の送り量を塗料の塗布ピッチから測定する方法等の記載がある。しかし、塗布位置と測定位置の違いから配管曲がり等の影響で配管の上下左右前後方向の挙動が変化すると、それが測定位置に誤差要因となるおそれがある。

特開昭５９−１０８０２号公報 特開平３−９４１５６号公報 特開２０１５−１０９１２号公報

本発明は、上記のような点に着目してなされたものであり、より精度良く配管全周に対する肉厚を評価可能とすることを目的としている。

課題を解決するために、本発明の一態様は、金属製の配管を軸回転させつつ管軸方向に送りながら、その配管の肉厚を測定する肉厚測定装置であって、
それぞれが上記配管の肉厚を検出する複数の超音波探触子と、
上記配管の円周方向への送り量である第１の送り量を測定する第１の送り量測定装置と、
上記配管の管軸方向への送り量である第２の送り量を測定する第２の送り量測定装置と、を備えると共に、
上記複数の超音波探触子は、上記配管の管軸方向に沿って千鳥状に配列し、その配列長さは、上記配管が円周方向に１周した際の管軸方向への送りピッチよりも長く設定され、
上記超音波探触子による肉厚測定位置を、上記第１の送り量測定装置の測定結果及び上記第２の送り量測定装置の測定結果に基づき演算する測定位置演算部を備えることを特徴とする。

本発明の態様によれば、円周方向と共に管軸方向の送り量も測定することで、各超音波探触子による測定位置を精度良く求めることが出来る。
又、千鳥状に配列した複数の超音波探触子群による測定範囲が、管軸方向への送りピッチよりも長く設定されていることから、探触子群間で確実に、肉厚測定位置に重なりを持って肉厚測定が行われる。この結果、配管全周の測定を確実に行うことが可能となる。

以上のことから、本発明の態様によれば、配管の全面肉厚測定をすることで、高精度で肉厚測定が可能となる。

本発明に基づく実施形態に係る配管と搬送装置を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係る搬送装置の構成を説明する管軸方向からみた図である。 本発明に基づく実施形態に係る搬送ロールに付けられたスキュー角を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係る超音波探触子の配置例を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係る探触子ホルダを上側からみた上面視である。 本発明に基づく実施形態に係る探触子ホルダを管軸方向からみた模式図である。 本発明に基づく実施形態に係る配管を側方から見た図である。 本発明に基づく実施形態に係る肉厚判定部の構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る展開した配管全周に対するエリアの区画例を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る各探触子による測定履歴の例を説明する図である。 実施例における配管をスパイラル状に搬送する際に、配管の上下左右方向振れ廻りのリサージュ図を示す図である。 実施例における厚み真値と測定厚みとの関係を示す図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、肉厚測定対象の金属製の配管１として、ＵＯ鋼管を例に挙げて説明する。ＵＯ鋼管は、円周方向Ｙの一箇所に管軸方向Ｘに直線状に延在する溶接ビード部１Ａを有する。肉厚測定対象としての金属製の配管１は、鋼管に限定されず、銅管やアルミ管などであっても良く、又、溶接ビード部１Ａは必ずしも必要ではない。

（構成）
本実施形態の肉厚測定装置は、搬送装置、複数の超音波探触子３、第１の送り量測定装置７、第２の送り量測定装置、溶接ビード検出センサ６、及び肉厚判定部１７を備える。
＜搬送装置＞
搬送装置は、図１及び図２に示すように、測定対象の配管１を下側から支承して、配管１を、軸回転させながら管軸方向Ｘに送る、すなわち配管１をスパイラル状に送るための配管送り用の装置である。もっとも搬送装置としては、公知の搬送装置を使用すればよい。

本実施形態の搬送装置は、配管１の長手方向に沿って所定間隔で複数配置されている。図１では、２箇所だけを例示しているが、２箇所に限定されない。各搬送装置は、配管１の幅方向に並ぶ一対の搬送ロール２を備える。一対の搬送ロール２の回転軸はそれぞれ、図３に示すように、配管１の管軸方向Ｘ（送り方向）と平行な方向に対し、配管１をスパイラル状に送るためのスキュー角だけ左右方向に軸を傾けて設定されている。このスキュー角で、１周回転する毎の管軸方向Ｘへの配管１の送りピッチＰが設定される。

＜超音波探触子３＞
複数の超音波探触子３は、一つの探触子ホルダ本体４Ａに装着されている。各超音波探触子３は、予め設定した探傷ピッチのサンプリング時間で肉厚を検出する。
本実施形態では、複数の超音波探触子３は、図４のように、前後２列に分かれて配列し、各列毎に、列に沿って複数（図４では６個）の超音波探触子３が配置されている。このとき、隣り合う超音波探触子３間の間隔が各超音波探触子３による測定範囲よりも狭いピッチとなるように超音波探触子３の列を配置してある。

また前列の超音波探触子３の並びに対し、後列の超音波探触子３の並びを、相対的に約半ピッチ位相をずらして配置することで、複数の超音波探触子３が管軸方向Ｘに沿って千鳥状に配列されている。千鳥配置とすることで、列に交差する方向に沿って探傷すれば、列に交差する方向で並ぶ各探触子３は互いに測定領域に重複部分を有するようになる。
これによって、複数の超音波探触子３の群によって、図４に示すように、並び方向に沿った連続した肉厚測定幅Ｌ（配列幅）が設定される。

更に、本実施形態では、その肉厚測定幅Ｌ（配列幅）は、搬送装置で配管１が円周方向Ｙに１周分回転した際における配管１の管軸方向Ｘへの送りピッチＰよりも長くなるように、超音波探触子３の配列数を設定する。例えば、一つの超音波探触子３での測定幅分だけ管軸方向Ｘへの送りピッチＰよりも長く設定する。
＜探触子ホルダ４＞
探触子ホルダ本体４Ａは、図５に示すように、探触子ホルダ４の上面中央部に取り付けられ、各超音波探触子３は測定方向が上方となるように設定されている。

探触子ホルダ４には、探触子ホルダ本体４Ａの他、一対のガイドロール５、第１の送り量測定装置７、及び溶接ビード検出センサ６が取り付けられている。
一対のガイドロール５は、上記の複数列の超音波探触子３を、列に交差する方向で当該複数列の超音波探触子３を間に挟んで配置される。その一対のガイドロール５の最上面位置が、超音波探触子３のセンサ上端よりも上方に位置する。これによって、一対のガイドロール５が配管１に転動可能に当接することで、各超音波探触子３と配管１表面との離隔距離が一定若しくは一定に近づいた状態に規制される。

＜第１の送り量測定装置７＞
第１の送り量測定装置７は、配管１の円周方向Ｙへの送り量である第１の送り量を測定する。本実施形態の第１の送り量測定装置７は、周方向センサ（エンコーダ）から構成される。
周方向センサは、予め設定した送り量検出のためのサンプリング時間で、配管１の回転に伴うガイドロール５の回転角を検出することで、配管１の円周方向Ｙへの送り量（回転量）を検出する。一対のガイドロール５の一方の回転量を検出しても良いし、両方のガイドロール５の各回転量を検出しても良い。両方のガイドロール５の回転量を検出する場合には、その２つの平均値を採用すれば良い。

＜溶接ビード検出センサ６＞
溶接ビード検出センサ６は、配管１が有するビード部１Ａの位置を検出するセンサである。溶接ビード検出センサ６は、例えば渦電流センサから構成され、ビード部１Ａの位置を通過する際の過電流の変化から、ビード部１Ａを検出する。

＜ジンバル機構＞
探触子ホルダ４には、ジンバル機構が設けられている。
具体的には、上面視で、探触子ホルダ４の外周に枠体８が配置され、探触子ホルダ４と枠体８とは、探触子ホルダ本体４Ａの長手方向（管軸方向Ｘに沿った方向）に軸を向けた第１の回転軸１０を介して枠体８に揺動可能に連結している。また第１の回転軸１０と直交する方向に軸を向けた第１の回転軸１０を介して昇降装置１２が連結している。第１の回転軸１０の延長方向と第２の回転軸１１の延長方向とは、平面視で探触子ホルダ４の中央（図心位置）で交差するように設定される。なお、第１の回転軸１０及び第２の回転軸１１を構成する部材は、探触子ホルダ４を貫通していない。

＜昇降装置１２＞
昇降装置１２は、探触子ホルダ４の下側に配置されて、探触子ホルダ４を配管１に向けて上昇させて押し付けるための装置である。
本実施形態の昇降装置１２は、軸を上下に向けたエアシリンダ装置から構成され、その作動部であるシリンダロッド１２Ｂの先端部にヨーク部が形成されて、上記第２の回転軸１１に連結する。

そして、昇降装置１２によって探触子ホルダ４を配管１に押し付ける。このとき、一対のガイドロール５は、第２の回転軸１１周りに揺動可能な状態で配管１下面に当接すると共に、第１の回転軸１０周りにも揺動可能な状態にも揺動可能となる。この結果、一対のガイドロール５が、配管１の搬送時における配管１の挙動に追従するようになって、配管１が前後・左右に変動しても配管１と超音波探触子３との距離が一定若しくは一定に近い状態に維持されるようになる。

更に、本実施形態では、昇降装置１２をエアシリンダ装置で構成することで、配管１の上下方向の揺動に追従して昇降装置１２の作動部であるシリンダロッド１２Ｂも上下動するクッション性（ダンパー）を有する。この結果、ジンバル機構と昇降装置１２のクッション性とによって、一対のガイドロール５が、配管搬送時における配管１の３次元の挙動に追従可能となって、配管１が上下・左右・前後に変動しても配管１と超音波探触子３との距離が一定若しくは一定に近い状態に維持されるようになる。
なお、昇降装置１２を電動モータや油圧シリンダで構成しても良いが、クッション性が無いため、別途、ゴムやバネなどからなるダンパーが必要となり、機器が増えることでメンテナンス費、部品の増加に繋がる。

＜第２の送り量測定装置＞
第２の送り量測定装置は、配管１の管軸方向Ｘへの送り量である第２の送り量を測定する。本実施形態の第２の送り量測定装置は、図７に示すように、反射板１３とレーザー距離計１４とを備える。なお、符号１６は中継ＢＯＸを示している。
反射板１３は、配管１の後端面に着脱可能に取り付けられる。後端面とは、配管１の移動方向とは反対側を向いている端面側である。もっとも反射板１３は、配管１の前端面に取り付けられてもよい。

反射板１３は、反射板本体１３ａと、その反射板本体１３ａの裏面に設けられて外径が配管１の内径に等しいかやや大きな円柱部１３ｂとからなる。円柱部１３ｂは、例えばスポンジなどの弾性体から構成される。そして、反射板１３は、円柱部１３ｂを配管１内周面に嵌合させることで配管１端面に取り付けられる。
レーザー距離計１４は、反射板１３の反射面に対し配管１の管軸方向Ｘで対向可能な位置に配置される。本実施形態では、レーザー距離計１４で配管１の軸と交差する反射面位置若しくはその近傍を測定可能に配置した。そして、レーザー距離計１４は、予め設定した所定サンプリング時間で反射板１３までの距離を測定し、その測定情報を肉厚判定部１７に出力する。

＜肉厚判定部１７＞
肉厚判定部１７は、図８に示すように、肉厚処理部１７Ａ、円周方向位置演算部１７Ｂ、管軸方向位置演算部１７Ｃ、同期設定部１７Ｄ、測定位置演算部１７Ｅ、肉厚−位置紐付け部１７Ｆ、肉厚代表値演算部１７Ｇ、及び肉厚評価部１７Ｈを備える。
肉厚処理部１７Ａは、各超音波探触子３からの肉厚測定値を入力し、入力する度に、その肉厚測定値を時間に紐付けて記憶部に記憶する。この記憶情報を肉厚測定値情報と呼ぶ。ここで、肉厚測定値等の記憶は、各超音波探触子３毎に行う。

なお、紐付ける時間は、例えば同期をとった測定開始時からの経過時間（タイマーでカウント）を採用すれば良い。他の処理部でも同様である。
ここで、探傷器１５が、超音波探触子３から受信した配管１表面からの反射波と配管１内周面からの反射波との差分から肉厚を演算し、演算する度に、演算した肉厚測定値を肉厚判定部１７に出力する。

円周方向位置演算部１７Ｂは、第１の送り量測定装置７からの信号と溶接ビード検出センサ６からの信号を取得する。円周方向位置演算部１７Ｂの校正部１７Ｂａは、溶接検出センサからのビード検出信号を入力する度に、第１の送り量カウンタをゼロリセット（第１の送り量カウンタをゼロクリア）する。また円周方向位置演算部１７Ｂは、単位時間当たりに入力した第１の送り量測定装置７からの信号によって、今回のサンプリング時間での送り量を演算し、第１の送り量カウンタに加算する。

実際には、第１の送り量測定装置７であるエンコーダからの信号を入力する度に、単位送り量を第１の送り量カウンタに加算すると共に溶接検出センサからのビード検出信号を入力する度に第１の送り量カウンタをゼロリセットする。そして、所定時間ピッチで、時間に紐付けて第１の送り量カウンタのカウンタ値を記憶部に記憶する。この記憶情報を第１の送り情報と呼ぶ。

管軸方向位置演算部１７Ｃは、レーザー距離計１４からの距離検出値を入力する度に、その距離検出値から初期値を差し引いた距離を第２の送り量として、時間に紐付けて記憶する。この記憶情報を第２の送り情報と呼ぶ。初期値は、肉厚測定開始時にレーザー距離計１４が測定した測定値とする。
同期設定部１７Ｄは、予め配管１全周の面に対して仮想的に設定したＸ−Ｙ座標中の、肉厚検出時における、各超音波探触子３の座標を記憶する。

ここで、Ｘ−Ｙ座標は、測定対象の配管１を溶接ビード部１Ａ位置で分離して仮想的に展開し、その展開した管全周に、管軸方向ＸをＸ軸、円周方向ＹをＹ軸に設定し、管の端面位置にゼロ点を設定した座標である。
図９に、その座標を仮想した状態を示し、その展開後の鋼板表面を、仮想的に複数のエリアＡＲＥＡに区画する例を示している。図９では、各エリアＡＲＥＡが１０ｍｍ角の正方形の場合を例示している。各エリアＡＲＥＡは正方形形状である必要は無い。

測定位置演算部１７Ｅは、配管１全周についての肉厚測定が完了した後に作動する。
測定位置演算部１７Ｅは、記憶部を参照し、各肉厚検出時間に対応する各肉厚測定値情報のＸ−Ｙ座標値を、第１の送り情報及び第２の送り情報に基づき演算する。
例えば、一の肉厚測定値情報の有する時間（肉厚測定値を検出した時間）前後の時間を有する２つの第１の送り情報を検索し、２つの第１の送り情報の補間処理を行って、一の肉厚測定値情報の有する時間の第１の送り量（溶接ビード部１Ａからの円周方向Ｙへの送り量）を算出する。但し、同期設定部１７Ｄが記憶した肉厚検出時における、各超音波探触子３の座標で、一の肉厚測定値情報に対応する超音波探触子３に対応する位置に位置補正を行う。これによって、肉厚測定値情報の肉厚測定値の測定値に対応する第１の送り量（Ｙ軸の値）を求める。

同様にして、第２の送り量（Ｘ軸の値）を求める。即ち、一の肉厚測定値情報の有する時間（肉厚測定値を検出した時間）前後の時間を有する２つの第２の送り情報を検索し、２つの第２の送り情報の補間処理を行って、一の肉厚測定値情報の有する時間の第２の送り量（配管１端面からの管軸方向Ｘへの送り量）を算出する。但し、同期設定部１７Ｄが記憶した肉厚検出時における、各超音波探触子３の座標で、一の肉厚測定値情報に対応する超音波探触子３に対応する位置に位置補正を行う。これによって、肉厚測定値情報の肉厚測定値の測定値に対応する第２の送り量（Ｘ軸の値）を求める。

肉厚−位置紐付け部１７Ｆは、測定位置演算部１７Ｅが算出した位置情報（Ｘ−Ｙ座標値）と対応する肉厚測定値情報の肉厚測定値とから、肉厚−位置データを作成して、マップ情報として記憶部に記憶する。
肉厚代表値演算部１７Ｇは、配管１全周のマップ情報を参照し、各エリアＡＲＥＡ毎の肉厚測定値の統合処理を行う。統合処理は、統計処理を行って統合して各エリアＡＲＥＡの代表値を決定する。具体的には、各エリアＡＲＥＡを特定する座標情報に基づき、肉厚−位置データの位置データを参照して、同一エリアに位置する複数の肉厚−位置データを検索し、その検索した複数の肉厚−位置データ中の肉厚測定値に対して統計処理を行う。統計処理としては、複数の肉厚測定値の最大値、平均値、最小値の少なくとも一つを、対応するエリアＡＲＥＡの代表値として求め、各エリアＡＲＥＡ毎の代表値のデータを、エリア代表値データとして記憶部に記憶する。

肉厚評価部１７Ｈは、肉厚−位置紐付け部１７Ｆが作成した、配管１全周のマップ情報を参照し、肉厚が不良肉厚閾値以下の肉厚−位置データを検索し、該当する肉厚−位置データの位置情報を肉厚測定値と共に、印刷したりディスプレイに表示したりする処理を行う。
又は、肉厚評価部１７Ｈは、肉厚代表値演算部１７Ｇが求めたエリア代表値データを参照し、肉厚が不良肉厚閾値以下のエリア代表値データを検索し、該当するエリア代表値データのエリアＡＲＥＡ情報を肉厚測定値と共に、印刷したりディスプレイに表示したりする処理を行う。

（動作その他）
本実施形態の肉厚測定装置は、千鳥配列した複数の超音波探触子３で、一度に肉厚測定幅Ｌ分の肉厚の測定を行う。配管１はスパイラル状に搬送されることから、複数の超音波探触子３による肉厚測定位置は、スパイラル状に移動する。このとき、本実施形態では、円周方向Ｙへ一周するときの管軸方向Ｘへの送りピッチＰよりも、肉厚測定幅Ｌ分を長く設定しているので、複数の超音波探触子３による肉厚測定位置に重なりをもって、連続して肉厚測定が実施される。この結果、配管１全周の全面に対し、確実に肉厚測定を行うことが可能となる。

又、同一エリアについて複数の肉厚測定値を統計処理を行ってそのエリアの代表値を決定することで、肉厚の誤検知出が一部に含まれていることがあっても、精度良く、肉厚値を求めることが出来る。
また、肉厚測定と共に、配管１の円周方向Ｙ及び管軸方向Ｘの送り量も測定することで、肉厚測定位置を取得可能となる。

また、連続的に測定するサンプリングピッチは、図１０のように、円周方向Ｙ及び管軸方向Ｘの送り速度と、測定サンプリング時間によって決まる。しかし、配管１の曲がりや円周方向Ｙ及び管軸方向Ｘへ管を移動させる搬送ロール２等の設備の劣化状況等によって、搬送ロール２による搬送量も変動し誤差要因となる。
このため、（ａ）配管１の半径方向水平垂直の不規則な動きを補正し肉厚を測定する事と、（ｂ）円周方向Ｙ距離の実測と、（ｃ）管軸方向Ｘ距離の実測をする事が必要である。

さらに（ｄ）円周方向Ｙ距離測定誤差解消を行う必要もある。
これに対し、本実施形態では、肉厚測定値、第１の送り量、第２の送り量を同期をとりつつ、それぞれ個別のサンプリング時間で取得することで対応している。ここで、本実施形態では、測定が完了してから、第１の送り量及び第２の送り量から肉厚測定値を求めている。これは、通常、肉厚測定のサンプリング時間よりも、第１の送り量、第２の送り量の計測のサンプリング時間が長い為、肉厚取得と同時に位置演算が面倒なためである。また、肉厚測定と同時に位置測定し処理後に記録すると処理時間により遅延が発生する為、各測定データは同時にそれぞれ別ファイルとして記録し、測定後に処理を行い、各超音波探触子３毎の位置補正を行っている。

また、本実施形態では、配管１を送るスキュー角が付けられた搬送ロール２ではなく、ガイドロール５の回転量から円周方向Ｙに位置を求めている。円周方向Ｙは搬送ロール２により回転されるが搬送ロール２の回転から距離測定を行うと滑りが大きい。これに対し、搬送ロール２よりも滑りが小さいガイドロール５から円周方向Ｙの送り量を求めることで、従来よりも精度良く円周方向Ｙの位置を特定可能となる。

但し、ガイドロール５の回転量から円周方向Ｙを連続して測定するとエンコーダの滑り等による誤差が発生し、全長測定時に当該誤差が蓄積される。これを回避する為、前記溶接ビード検出センサ６により配管１が１周回転する毎に円周方向Ｙの位置をリセットしゼロ点調整（校正）を行うことで、更に、円周方向Ｙの位置の検出精度を向上させている。
また、レーザー距離計１４を使用することで、管軸方向Ｘの送り量を精度良く検出している。

また、本実施形態では、複数の超音波探触子３が設けられた探触子ホルダ４に一対のガイドロール５を設け、該一対のガイドロール５を配管１に当接することで、各超音波探触子３の配管１表面までの距離が一定となるようにしている。
このとき、配管１の半径方向水平垂直の不規則な動きを補正する為に、探触子ホルダ４部は自在に動くジンバル機構と昇降装置１２により配管１へ押し当てることで、更に各超音波探触子３の配管１表面までの距離が一定となるよう調整されるようにしている。

φ６１０ｍｍ、Ｌ＝１２０００ｍｍの鋼管に対して、本実施形態の装置を使用して肉厚測定を行ってみた。なお、搬送時間１２分で、鋼管全長の処理時間が８分であった。
このとき、図１１に示すような振れ廻りが鋼管に発生していたが、図１２に示すように、測定精度σ＝０．１２ｍｍで精度良く肉厚が測定できたことを確認している。
尚、鋼管に対し、部分的に肉厚を削って実施した。

１ 配管
１Ａ 溶接ビード部
２ 搬送ロール
３ 超音波探触子
４ 探触子ホルダ
４Ａ 探触子ホルダ本体
５ ガイドロール
６ 溶接ビード検出センサ
７ 第１の送り量測定装置
８ 枠体
１０ 第１の回転軸
１１ 第２の回転軸
１２ 昇降装置
１３ 反射板
１４ レーザー距離計
１５ 探傷器
１７ 肉厚判定部
１７Ａ 肉厚処理部
１７Ｂ 円周方向位置演算部
１７Ｂａ 校正部
１７Ｃ 管軸方向位置演算部
１７Ｄ 同期設定部
１７Ｅ 測定位置演算部
１７Ｆ 肉厚−位置紐付け部
１７Ｇ 肉厚代表値演算部
１７Ｈ 肉厚評価部
ＡＲＥＡ エリア
Ｌ 肉厚測定幅
Ｐ 送りピッチ
Ｘ 管軸方向
Ｙ 円周方向

Claims (12)

1. 金属製の配管を軸回転させつつ管軸方向に送りながら、その配管の肉厚を測定する肉厚測定装置であって、
   それぞれが上記配管の肉厚を検出する複数の超音波探触子と、
   上記配管の円周方向への送り量である第１の送り量を測定する第１の送り量測定装置と、
   上記配管の管軸方向への送り量である第２の送り量を測定する第２の送り量測定装置と、を備えると共に、
   上記複数の超音波探触子は、上記配管の管軸方向に沿って千鳥状に配列し、その配列長さは、上記配管が円周方向に１周した際の管軸方向への送りピッチよりも長く設定され、
   上記超音波探触子による肉厚測定位置を、上記第１の送り量測定装置の測定結果及び上記第２の送り量測定装置の測定結果に基づき演算する測定位置演算部を備えることを特徴とする肉厚測定装置。
2. 上記配管の周面を、仮想的に複数のエリアに区画し、
   同一エリアに対する上記複数の超音波探触子による複数の肉厚測定値に対して統計処理を施して、各エリアでの肉厚の代表値を求める肉厚代表値演算部を有することを特徴とする請求項１に記載した肉厚測定装置。
3. 上記複数の超音波探触子を支持する探触子ホルダを有し、
   その探触子ホルダには、上記千鳥状に配列した複数の超音波探触子を挟んで設けられた一対のガイドロールを有し、
   相対的に、上記一対のガイドロールは、上記複数の超音波探触子よりも上記配管側に配置されて、上記配管の周面に転動可能に当接することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した肉厚測定装置。
4. 上記探触子ホルダは、直交する２軸の回転軸を有するジンバル機構を備えることを特徴とする請求項３に記載した肉厚測定装置。
5. 上記第１の送り量測定装置は、上記配管の周面に転動可能に当接するガイドロールの回転量を測定し、
   上記第２の送り量測定装置は、上記配管の管軸方向の端面に取り付けられた反射板と、その反射板に対向配置したレーザー距離センサとを有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した肉厚測定装置。
6. 上記配管は、配管軸方向に延在する溶接ビードを有し、
   上記溶接ビードを検出するビード検出センサを備え、
   上記ビード検出センサによるビード検出によって、上記第１の送り量測定装置の円周方向への送り量の測定値を校正する校正部を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載した肉厚測定装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の肉厚測定装置と、
   上記肉厚測定装置が測定した肉厚の測定値に基づき配管の肉厚を評価する肉厚評価部とを備えることを特徴とする肉厚評価装置。
8. 金属製の配管を軸回転させつつ管軸方向に送りながら、その配管の肉厚を測定する肉厚測定方法であって、
   上記配管の管軸方向に沿って千鳥状に配列した複数の超音波探触子で、所定サンプリング時間で上記配管の肉厚を検出しながら、上記配管の円周方向への送り量である第１の送り量、及び上記配管の管軸方向への送り量である第２の送り量を個別の送り量検出センサで測定し、
   上記千鳥状に配列した複数の超音波探触子の配列長さは、上記配管が円周方向に１周した際の管軸方向への送りピッチよりも長く設定され、
   上記各超音波探触子による肉厚測定位置を、上記２つの送り量検出センサが測定した測定結果に基づき決定することを特徴とする肉厚測定方法。
9. 上記配管の周面を、仮想的に複数のエリアに区画し、
   同一エリアに対する上記複数の超音波探触子による複数の肉厚測定値に対して最大値、平均値、最小値の少なくとも一つの統計処理を施して、各エリアでの肉厚の代表値を求めることを特徴とする請求項８に記載した肉厚測定方法。
10. 上記複数の超音波探触子を探触子ホルダに支持させ、
    上記探触子ホルダは、上記複数の超音波探触子の位置を搬送される配管の挙動に追従させるための一対のガイドロール及びジンバル機構を備えることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載した肉厚測定方法。
11. 上記配管は、配管軸方向に延在する溶接ビードを有し、
    上記溶接ビードを検出することで、円周方向への送り量を校正することを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載した肉厚測定方法。
12. 請求項８〜請求項１１のいずれか１項に記載の肉厚測定方法で測定した肉厚の測定値に基づき上記配管の肉厚を評価することを特徴とする肉厚評価方法。

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