JP2548060B2 - 管状材の肉厚測定装置 - Google Patents
管状材の肉厚測定装置Info
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- JP2548060B2 JP2548060B2 JP4282233A JP28223392A JP2548060B2 JP 2548060 B2 JP2548060 B2 JP 2548060B2 JP 4282233 A JP4282233 A JP 4282233A JP 28223392 A JP28223392 A JP 28223392A JP 2548060 B2 JP2548060 B2 JP 2548060B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、管状材の平均肉厚を熱
間オンライン等で連続的に自動測定するに好適な管状材
の肉厚測定装置に関する。
間オンライン等で連続的に自動測定するに好適な管状材
の肉厚測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】出願人は、特開平3-188309号公報に記載
される如く、管状材を挟んで対置され、かつ該管状材の
外径寸法を超える長さ寸法をそれぞれ有する放射線源及
び放射線検出器を有してなり、該放射線源から放射され
たビームが該管状材の少なくとも全断面をよぎって該検
出器に入射され、この検出器において検出された放射線
計数量から該管状材の平均肉厚寸法を測定する、管状材
の肉厚測定装置において、(A) サンプル管校正によっ
て、各サンプル管の外径毎に、理論透過係数ＣNtD *と実
測透過係数ＣNtD との相関特性を求め、(B) 被測定管の
外径について、上記(A) の結果を補間することにより、
理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD との相関特性
を求め、(C) 被測定管について、肉厚ｔと理論透過係数
ＣNtD *との相関特性を求め、(D) 被測定管についての実
測により、実測透過係数ＣNtD を求めた後、上記(B) の
相関特性に基づいて今回の被測定管についての理論透過
係数ＣNtD *を求め、更に上記(C) の相関特性に基づいて
今回の被測定管についての肉厚ｔを求めるものを開示し
ている。このとき、前記理論透過係数は下記(3) 式であ
り、前記実測透過係数は下記(4) 式である。
される如く、管状材を挟んで対置され、かつ該管状材の
外径寸法を超える長さ寸法をそれぞれ有する放射線源及
び放射線検出器を有してなり、該放射線源から放射され
たビームが該管状材の少なくとも全断面をよぎって該検
出器に入射され、この検出器において検出された放射線
計数量から該管状材の平均肉厚寸法を測定する、管状材
の肉厚測定装置において、(A) サンプル管校正によっ
て、各サンプル管の外径毎に、理論透過係数ＣNtD *と実
測透過係数ＣNtD との相関特性を求め、(B) 被測定管の
外径について、上記(A) の結果を補間することにより、
理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD との相関特性
を求め、(C) 被測定管について、肉厚ｔと理論透過係数
ＣNtD *との相関特性を求め、(D) 被測定管についての実
測により、実測透過係数ＣNtD を求めた後、上記(B) の
相関特性に基づいて今回の被測定管についての理論透過
係数ＣNtD *を求め、更に上記(C) の相関特性に基づいて
今回の被測定管についての肉厚ｔを求めるものを開示し
ている。このとき、前記理論透過係数は下記(3) 式であ
り、前記実測透過係数は下記(4) 式である。
【０００３】
【数２】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】然るに、上述の従来技
術では、放射線源から放射されて管状材の全断面をよぎ
った放射線を検出器に入射させるようにしており、理論
透過係数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD を求める管状材の
断面範囲を常に該管状材の全断面範囲としている。
術では、放射線源から放射されて管状材の全断面をよぎ
った放射線を検出器に入射させるようにしており、理論
透過係数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD を求める管状材の
断面範囲を常に該管状材の全断面範囲としている。
【０００５】然しながら、管肉厚が例えば15mmを越える
如くの厚肉管では、該管状材の相対する両側内径接線の
外側領域での放射線透過経路長が過大となり、放射線が
この領域では実質的には管肉厚を透過せず肉厚測定に寄
与しない。この領域でのＮtD／ｎo は、放射線源の大き
さによるが、例えば30Ci、137Cs を使用するとき、10-2
以下にまで減衰してしまうのである。
如くの厚肉管では、該管状材の相対する両側内径接線の
外側領域での放射線透過経路長が過大となり、放射線が
この領域では実質的には管肉厚を透過せず肉厚測定に寄
与しない。この領域でのＮtD／ｎo は、放射線源の大き
さによるが、例えば30Ci、137Cs を使用するとき、10-2
以下にまで減衰してしまうのである。
【０００６】従って、従来技術では、実質的に放射線が
透過しない管断面をも含んで、理論透過係数ＣNtD *と実
測透過係数ＣNtD を決定するものであり、厚肉管での肉
厚測定精度が低い。
透過しない管断面をも含んで、理論透過係数ＣNtD *と実
測透過係数ＣNtD を決定するものであり、厚肉管での肉
厚測定精度が低い。
【０００７】本発明は、管状材の平均肉厚を熱間オンラ
イン等にて連続的に自動測定するに際し、特に厚肉管状
材での測定精度を向上することを目的とする。
イン等にて連続的に自動測定するに際し、特に厚肉管状
材での測定精度を向上することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、管状材を挟んで対置される放射線源及び放射線検出
器を有してなり、該放射線源から放射された放射線が該
管状材の断面をよぎって該検出器に入射され、この検出
器において検出された放射線計数量から該管状材の平均
肉厚寸法を測定する、管状材の肉厚測定装置において、
理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD を求める管状
材の断面範囲を、放射線が実質的に透過する範囲内にて
定めるものとし、(A) サンプル管校正によって、各サン
プル管の外径毎に、理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数
ＣNtD との相関特性を求め、(B)被測定管の外径につい
て、上記(A) の結果を補間することにより、理論透過係
数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD との相関特性を求め、
(C) 被測定管について、肉厚ｔと理論透過係数ＣNtD *と
の相関特性を求め、(D) 被測定管についての実測によ
り、実測透過係数ＣNtD を求めた後、上記(B) の相関特
性に基づいて今回の被測定管についての理論透過係数Ｃ
NtD *を求め、更に上記(C) の相関特性に基づいて今回の
被測定管についての肉厚ｔを求めるようにしたものであ
る。
は、管状材を挟んで対置される放射線源及び放射線検出
器を有してなり、該放射線源から放射された放射線が該
管状材の断面をよぎって該検出器に入射され、この検出
器において検出された放射線計数量から該管状材の平均
肉厚寸法を測定する、管状材の肉厚測定装置において、
理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD を求める管状
材の断面範囲を、放射線が実質的に透過する範囲内にて
定めるものとし、(A) サンプル管校正によって、各サン
プル管の外径毎に、理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数
ＣNtD との相関特性を求め、(B)被測定管の外径につい
て、上記(A) の結果を補間することにより、理論透過係
数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD との相関特性を求め、
(C) 被測定管について、肉厚ｔと理論透過係数ＣNtD *と
の相関特性を求め、(D) 被測定管についての実測によ
り、実測透過係数ＣNtD を求めた後、上記(B) の相関特
性に基づいて今回の被測定管についての理論透過係数Ｃ
NtD *を求め、更に上記(C) の相関特性に基づいて今回の
被測定管についての肉厚ｔを求めるようにしたものであ
る。
【０００９】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記理論透過係数ＣNtD *と実
測透過係数ＣNtD を求める管状材の断面範囲を、該管状
材の相対する両側内径接線に挟まれる両側半径2rx の範
囲とし、前記理論透過係数を下記(1) とし、前記実測透
過係数を下記(2) 式とするようにしたものである。
載の本発明において更に、前記理論透過係数ＣNtD *と実
測透過係数ＣNtD を求める管状材の断面範囲を、該管状
材の相対する両側内径接線に挟まれる両側半径2rx の範
囲とし、前記理論透過係数を下記(1) とし、前記実測透
過係数を下記(2) 式とするようにしたものである。
【００１０】
【数３】
【００１１】
【作用】本発明によれば、放射線の散乱や強度分布の不
均一が、理論透過係数をパラメータとする補正計算によ
り補正される。
均一が、理論透過係数をパラメータとする補正計算によ
り補正される。
【００１２】そして、理論透過係数と実測透過係数を求
める管状材の断面範囲として、放射線が実質的に透過す
る範囲内にて定めるものとした。これにより、厚肉管状
材においては、理論透過係数と実測透過係数を求める管
状材の断面範囲を該管状材の相対する両側内径接線に挟
まれる範囲内にて定めるものとし、放射線透過経路長が
過大となる管状材の両側内径接線の外側領域を外すもの
とし、実質的に放射線が透過する管状材の両側内径接線
の内側領域内に定めた。従って、実質的に内面測定に寄
与する放射線透過による理論透過係数と実測透過係数を
求めるものとなり、結果として厚肉管状材での肉厚測定
精度を向上できる。
める管状材の断面範囲として、放射線が実質的に透過す
る範囲内にて定めるものとした。これにより、厚肉管状
材においては、理論透過係数と実測透過係数を求める管
状材の断面範囲を該管状材の相対する両側内径接線に挟
まれる範囲内にて定めるものとし、放射線透過経路長が
過大となる管状材の両側内径接線の外側領域を外すもの
とし、実質的に放射線が透過する管状材の両側内径接線
の内側領域内に定めた。従って、実質的に内面測定に寄
与する放射線透過による理論透過係数と実測透過係数を
求めるものとなり、結果として厚肉管状材での肉厚測定
精度を向上できる。
【００１３】即ち、管状材の平均肉厚を熱間オンライン
等にて連続的に自動測定するに際し、特に厚肉管状材で
の測定精度を向上することができる。
等にて連続的に自動測定するに際し、特に厚肉管状材で
の測定精度を向上することができる。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の実施に用いられる肉厚測定装
置の一例を示す模式図、図２は肉厚測定装置の測定原理
を示す模式図、図３は放射線検出器による計数量の定義
を説明する模式図、図４はサンプル管についての理論透
過係数と実測透過係数との相関特性を示す線図、図５は
サンプル管の実測透過係数についての理論透過係数方向
の２次曲線補間を説明する線図、図６はサンプル管の外
径と最小理論透過係数とを説明する線図、図７は被測定
管についての理論透過係数と実測透過係数との相関特性
を示す線図、図８はサンプル管について演算した肉厚と
理論透過係数との相関特性を示す線図、図９は被測定管
について求めた肉厚と理論透過係数との相関特性を示す
線図、図１０は管断面の各半径位置におけるＮtD／ｎ0
を示す線図、図１１は本発明による肉厚測定結果を示す
線図である。
置の一例を示す模式図、図２は肉厚測定装置の測定原理
を示す模式図、図３は放射線検出器による計数量の定義
を説明する模式図、図４はサンプル管についての理論透
過係数と実測透過係数との相関特性を示す線図、図５は
サンプル管の実測透過係数についての理論透過係数方向
の２次曲線補間を説明する線図、図６はサンプル管の外
径と最小理論透過係数とを説明する線図、図７は被測定
管についての理論透過係数と実測透過係数との相関特性
を示す線図、図８はサンプル管について演算した肉厚と
理論透過係数との相関特性を示す線図、図９は被測定管
について求めた肉厚と理論透過係数との相関特性を示す
線図、図１０は管断面の各半径位置におけるＮtD／ｎ0
を示す線図、図１１は本発明による肉厚測定結果を示す
線図である。
【００１５】図１、図２において、１は鋼管、１０は肉
厚測定装置、１１は放射線源、１２は放射線検出器であ
る。放射線源１１は線量分布補正板１３を付帯的に備え
ており、放射線源１１からの線量分布を管直径方向で均
一化する。放射線検出器１２はシンチレータ１４、及び
光電子増倍管１５からなり、増倍管１５の出力を不図示
の増幅器に転送する。又、放射線検出器１２はスロット
１６とコリメータ１７を付帯的に備えている。
厚測定装置、１１は放射線源、１２は放射線検出器であ
る。放射線源１１は線量分布補正板１３を付帯的に備え
ており、放射線源１１からの線量分布を管直径方向で均
一化する。放射線検出器１２はシンチレータ１４、及び
光電子増倍管１５からなり、増倍管１５の出力を不図示
の増幅器に転送する。又、放射線検出器１２はスロット
１６とコリメータ１７を付帯的に備えている。
【００１６】即ち、肉厚測定装置１０は、鋼管１を挟ん
で対置され、かつ鋼管１の外径寸法を超える長さ寸法を
それぞれ有する放射線源１１及び放射線検出器１２を有
してなり、該放射線源１１から放射された放射線が該鋼
管１の断面をよぎって該検出器１２に入射され、この検
出器１２において検出された放射線計数量から、下記
(A) 〜(D) により鋼管１の平均肉厚寸法を測定できるよ
うになっている。
で対置され、かつ鋼管１の外径寸法を超える長さ寸法を
それぞれ有する放射線源１１及び放射線検出器１２を有
してなり、該放射線源１１から放射された放射線が該鋼
管１の断面をよぎって該検出器１２に入射され、この検
出器１２において検出された放射線計数量から、下記
(A) 〜(D) により鋼管１の平均肉厚寸法を測定できるよ
うになっている。
【００１７】尚、下記(A) 〜(D) において用いられる符
号について説明すれば以下の如くである。 Ｄ ：外径［mm］ ｒ ：半径［mm］、ｒ＝Ｄ／2 ｔ ：肉厚［mm］ ρ ：密度［g/cm3 ］
号について説明すれば以下の如くである。 Ｄ ：外径［mm］ ｒ ：半径［mm］、ｒ＝Ｄ／2 ｔ ：肉厚［mm］ ρ ：密度［g/cm3 ］
【００１８】尚、以上については、添字"0" がつく場合
は冷間の値、添字"0" がつかない場合は熱間の値とす
る。 μm ：質量吸収係数［cm2 /g］ μ：（線）吸収係数［1/mm］ μ0 ＝μm・ρ0 ×10-1（冷間） μ ＝μm・ρ ×10-1（熱間） Ｔ ：温度［℃］ α ：熱膨張係数［1/℃］ Ｗ ：スロット幅［mm］ Ｎ0W：ゼロ厚計数量［cps ］ ＮtDW ：外径Ｄ、肉厚ｔの計数量［cps ］ ｎ0 ：単位ゼロ厚計数量［cps ］ N0 = N0W／W Ｎ0D：有効ゼロ厚計数量［cps ］ N0D = n0・D ＮtD：外径Ｄ、肉厚ｔの有効計数量［cps ］ NtD = NtDW−n0・(W−D)
は冷間の値、添字"0" がつかない場合は熱間の値とす
る。 μm ：質量吸収係数［cm2 /g］ μ：（線）吸収係数［1/mm］ μ0 ＝μm・ρ0 ×10-1（冷間） μ ＝μm・ρ ×10-1（熱間） Ｔ ：温度［℃］ α ：熱膨張係数［1/℃］ Ｗ ：スロット幅［mm］ Ｎ0W：ゼロ厚計数量［cps ］ ＮtDW ：外径Ｄ、肉厚ｔの計数量［cps ］ ｎ0 ：単位ゼロ厚計数量［cps ］ N0 = N0W／W Ｎ0D：有効ゼロ厚計数量［cps ］ N0D = n0・D ＮtD：外径Ｄ、肉厚ｔの有効計数量［cps ］ NtD = NtDW−n0・(W−D)
【００１９】尚、上述のＮ0W、Ｎ0Dは鋼管１が存在しな
い場合に検出器１２が検出する放射線（γ線）の総計数
量であり、ＮtDW 、ＮtDは鋼管１が存在する場合に検出
器１２が検出する放射線（γ線）の総計数量である（図
３参照）。
い場合に検出器１２が検出する放射線（γ線）の総計数
量であり、ＮtDW 、ＮtDは鋼管１が存在する場合に検出
器１２が検出する放射線（γ線）の総計数量である（図
３参照）。
【００２０】以下、前述の肉厚測定装置１０を用いた本
発明による肉厚測定手順について説明する。
発明による肉厚測定手順について説明する。
【００２１】尚、本発明にあっては、理論透過係数と実
測透過係数を求める鋼管１の断面範囲を、放射線が実質
的に透過する範囲内にて定めるものとし、(1) 放射線が
全断面を実質的に透過する薄肉鋼管１については、理論
透過係数と実測透過係数を求める鋼管１の断面範囲を鋼
管１の全断面とし、(2) 放射線が全断面を実質的に透過
しない厚肉鋼管１については、理論透過係数と実測透過
係数を求める鋼管１の断面範囲を鋼管１の両側内径接線
の内側領域内に定めるものとする。ここで、上記(2) に
おいて、理論透過係数と実測透過係数を求める鋼管１の
断面範囲は、(a) 鋼管１の相対する両側内径接線に挟ま
れる全範囲［内径（ｒ0 −ｔ0 ）と同一幅］としてもよ
く、あるいは(b) 鋼管１の相対する両側内径接線に挟ま
れる一部の範囲［内径（ｒ0 −ｔ0 ）より小径（ｒx ＜
ｒ0 ）範囲］としてもよい。
測透過係数を求める鋼管１の断面範囲を、放射線が実質
的に透過する範囲内にて定めるものとし、(1) 放射線が
全断面を実質的に透過する薄肉鋼管１については、理論
透過係数と実測透過係数を求める鋼管１の断面範囲を鋼
管１の全断面とし、(2) 放射線が全断面を実質的に透過
しない厚肉鋼管１については、理論透過係数と実測透過
係数を求める鋼管１の断面範囲を鋼管１の両側内径接線
の内側領域内に定めるものとする。ここで、上記(2) に
おいて、理論透過係数と実測透過係数を求める鋼管１の
断面範囲は、(a) 鋼管１の相対する両側内径接線に挟ま
れる全範囲［内径（ｒ0 −ｔ0 ）と同一幅］としてもよ
く、あるいは(b) 鋼管１の相対する両側内径接線に挟ま
れる一部の範囲［内径（ｒ0 −ｔ0 ）より小径（ｒx ＜
ｒ0 ）範囲］としてもよい。
【００２２】即ち、理論透過係数と実測透過係数を求め
る鋼管１の適正断面範囲は、管内径（ｒ0 −ｔ0 ）に
て上記(a) により直ちに定めることができるほか、サ
ンプル管における実測結果により、ＮtD／ｎ0 が放射線
の実質的な不透過を示す値（例えば、30Ci、137Cs の線
源で10-2）となる管半径位置（ｒx ）を予め求め、この
管半径位置を上述の適正断面範囲の臨界値とする上記
(b) にて定めることができるのである。
る鋼管１の適正断面範囲は、管内径（ｒ0 −ｔ0 ）に
て上記(a) により直ちに定めることができるほか、サ
ンプル管における実測結果により、ＮtD／ｎ0 が放射線
の実質的な不透過を示す値（例えば、30Ci、137Cs の線
源で10-2）となる管半径位置（ｒx ）を予め求め、この
管半径位置を上述の適正断面範囲の臨界値とする上記
(b) にて定めることができるのである。
【００２３】(A) サンプル管校正によって、各サンプル
管の外径毎に、理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数Ｃ
NtD との相関特性を求める。
管の外径毎に、理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数Ｃ
NtD との相関特性を求める。
【００２４】(1) サンプル管の理論透過係数ＣNtD *を演
算する。このとき、薄肉鋼管１については、前述した下
記(3) 式の数値積分にて演算する。
算する。このとき、薄肉鋼管１については、前述した下
記(3) 式の数値積分にて演算する。
【００２５】
【数４】
【００２６】また、厚肉鋼管１については、放射線が実
質的に透過する断面範囲の臨界値として前述の管内径
（ｒ0 −ｔ0 ）を選択した場合には下記(5) 式の数値積
分にて演算し、放射線が実質的に透過する断面範囲の臨
界値として前述のNtD ／ｎ0 が放射線の実質的な不透過
を示す値となる管半径位置（ｒx ）を選択した場合には
前述した下記(1) 式の数値積分にて演算する。
質的に透過する断面範囲の臨界値として前述の管内径
（ｒ0 −ｔ0 ）を選択した場合には下記(5) 式の数値積
分にて演算し、放射線が実質的に透過する断面範囲の臨
界値として前述のNtD ／ｎ0 が放射線の実質的な不透過
を示す値となる管半径位置（ｒx ）を選択した場合には
前述した下記(1) 式の数値積分にて演算する。
【００２７】
【数５】
【００２８】(2) サンプル管を校正して前述した下記
(2) 式の実測透過係数ＣNtD を求める。
(2) 式の実測透過係数ＣNtD を求める。
【００２９】
【数６】
【００３０】このとき、薄肉鋼管１については、放射線
が鋼管１の全断面をよぎるようにスロット１６の放射線
通過幅を定める。また、厚肉鋼管１については、放射線
が実質的に透過する鋼管１の断面範囲［２（ｒ0 −ｔ
0 ）の範囲、または２ｒx の範囲］をよぎるようにスロ
ット１６の放射線通過幅を定める。
が鋼管１の全断面をよぎるようにスロット１６の放射線
通過幅を定める。また、厚肉鋼管１については、放射線
が実質的に透過する鋼管１の断面範囲［２（ｒ0 −ｔ
0 ）の範囲、または２ｒx の範囲］をよぎるようにスロ
ット１６の放射線通過幅を定める。
【００３１】(3) 各サンプル管のＣNtD *、ＣNtD により
各スロット毎に両透過係数の相関特性を求める（図４参
照）。
各スロット毎に両透過係数の相関特性を求める（図４参
照）。
【００３２】この特性の物理的意味は、外径、肉厚、吸
収係数等による散乱や線量分布不均一の影響など理論的
解析が不可能な要因を実験的に求めることにある。
収係数等による散乱や線量分布不均一の影響など理論的
解析が不可能な要因を実験的に求めることにある。
【００３３】そして、各サンプル管の実測透過係数につ
いて、下記〜の如く、理論透過係数方向の補間
（(6) 式）と、外径方向の補間（(8) 式、(9) 式）を行
なう。
いて、下記〜の如く、理論透過係数方向の補間
（(6) 式）と、外径方向の補間（(8) 式、(9) 式）を行
なう。
【００３４】各サンプル管の(CNtD *, CNtD) 及び(D0,
D0)について、下記(6) 式の如く、連続する３点毎に２
次式の係数Ｃ0 、Ｃ1 、Ｃ2 を求める（図５参照）。 CNtD ＝C0 + C1・CNtD * + C2・(CNtD *)2 …(6) 上記(6) 式は理論透過係数方向の２次曲線補間である。
D0)について、下記(6) 式の如く、連続する３点毎に２
次式の係数Ｃ0 、Ｃ1 、Ｃ2 を求める（図５参照）。 CNtD ＝C0 + C1・CNtD * + C2・(CNtD *)2 …(6) 上記(6) 式は理論透過係数方向の２次曲線補間である。
【００３５】補間の制限としてサンプル管の各外径に
ついて最小理論透過係数ＣDmin * を下記(7) 式の数値積
分にて演算する。
ついて最小理論透過係数ＣDmin * を下記(7) 式の数値積
分にて演算する。
【００３６】
【数７】
【００３７】サンプル管の各外径について、自外径の
ＣNtD *を他外径の(6) 式に与えて他外径でのＣNtD を求
める。
ＣNtD *を他外径の(6) 式に与えて他外径でのＣNtD を求
める。
【００３８】この際、ＣDmin * （他外径）≦ＣNtD *（自
外径）≦Ｄ0 （他外径）を満たすＣNtD *のみとする（図
６参照）。
外径）≦Ｄ0 （他外径）を満たすＣNtD *のみとする（図
６参照）。
【００３９】各サンプル管のＣNtD *について、下記
(8) 式の如く外径方向の２次曲線補間を行なうための係
数Ｃ0 、Ｃ1 、Ｃ2 を求める。 CNtD＝C0 + C1・D0 + C2・D0 2 …(8) この場合の制約条件により、２つの外径についてのみ
データがある時は、 CNtD＝C0 + C1・D0 …(9) として直線補間とする。
(8) 式の如く外径方向の２次曲線補間を行なうための係
数Ｃ0 、Ｃ1 、Ｃ2 を求める。 CNtD＝C0 + C1・D0 + C2・D0 2 …(8) この場合の制約条件により、２つの外径についてのみ
データがある時は、 CNtD＝C0 + C1・D0 …(9) として直線補間とする。
【００４０】(B) 被測定管の外径について、上記(A) の
結果を補間することにより、理論透過係数ＣNtD *と実測
透過係数ＣNtD との相関特性を求める。
結果を補間することにより、理論透過係数ＣNtD *と実測
透過係数ＣNtD との相関特性を求める。
【００４１】D ＝ D0(1+αT)によって計算される、被測
定管の熱間外径Ｄがこれまでと異なる時は、CNtD * ＜D
を満たすＣNtD *について、前記(8) 式、(9) 式にＤを与
えて、Ｄについての透過係数特性を下記(10)式にて求め
る（図７参照）。 CNtD＝C0 + C1・CNtD *+C2(CNtD *)2 …(10)
定管の熱間外径Ｄがこれまでと異なる時は、CNtD * ＜D
を満たすＣNtD *について、前記(8) 式、(9) 式にＤを与
えて、Ｄについての透過係数特性を下記(10)式にて求め
る（図７参照）。 CNtD＝C0 + C1・CNtD *+C2(CNtD *)2 …(10)
【００４２】(C) 被測定管について、肉厚ｔと理論透過
係数ＣNtD *との相関特性を求める。被測定管の熱間にお
ける理論透過係数ＣNtD *は、放射線が被測定管の全断面
をよぎる薄肉鋼管については下記(11)式の如くに表わせ
る。
係数ＣNtD *との相関特性を求める。被測定管の熱間にお
ける理論透過係数ＣNtD *は、放射線が被測定管の全断面
をよぎる薄肉鋼管については下記(11)式の如くに表わせ
る。
【００４３】
【数８】
【００４４】また、被測定管の熱間における理論透過係
数ＣNtD *は、厚肉鋼管については、放射線が実質的に透
過する断面範囲の臨界値として前述の管内径（ｒ0 −ｔ
0 ）を選択した場合には下記(12)式、 放射線が実質的に
透過する断面範囲の臨界値として前述のNtD ／ｎ0 が放
射線の実質的な不透過を示す値となる管半径位置（ｒ
x ）を選択した場合には下記(13)式の如くに表わせる。
数ＣNtD *は、厚肉鋼管については、放射線が実質的に透
過する断面範囲の臨界値として前述の管内径（ｒ0 −ｔ
0 ）を選択した場合には下記(12)式、 放射線が実質的に
透過する断面範囲の臨界値として前述のNtD ／ｎ0 が放
射線の実質的な不透過を示す値となる管半径位置（ｒ
x ）を選択した場合には下記(13)式の如くに表わせる。
【００４５】
【数９】
【００４６】ここで、 μe ：熱間における実効線吸収係数［1/mm］
【数１０】
【００４７】尚、各サンプル管について上記(11)式を数
値積分によって解いた結果を図８に示す。
値積分によって解いた結果を図８に示す。
【００４８】原理的には、上記(11)式〜(13)式を逆算す
ることにて、理論透過係数から肉厚ｔ0 を求めても良い
が、上記(11)〜(13)式の逆算は不可能である。そこで、
以下の如く関数近似する。
ることにて、理論透過係数から肉厚ｔ0 を求めても良い
が、上記(11)〜(13)式の逆算は不可能である。そこで、
以下の如く関数近似する。
【００４９】即ち、今回の被測定管の基準肉厚をｔ0 と
する時、ｔ0 ＋6.0mm 、ｔ0 ＋5.0mm 、ｔ0 ＋4.0mm 、
ｔ0 ＋3.0mm 、ｔ0 ＋2.0mm 、ｔ0 ＋1.0mm 、ｔ0 、ｔ
0 −1.0mm 、ｔ0 −2.0mm について（但し、0 〜ｒ0 の
範囲内）、上記(11)式〜(13)式より理論透過係数を求め
る。そして、連続する３点毎に２次曲線近似して係数Ｃ
0 、Ｃ1 、Ｃ2 を求める（図９参照）。 CNtD * ＝C0＋C1t ＋C2t2 …(14)
する時、ｔ0 ＋6.0mm 、ｔ0 ＋5.0mm 、ｔ0 ＋4.0mm 、
ｔ0 ＋3.0mm 、ｔ0 ＋2.0mm 、ｔ0 ＋1.0mm 、ｔ0 、ｔ
0 −1.0mm 、ｔ0 −2.0mm について（但し、0 〜ｒ0 の
範囲内）、上記(11)式〜(13)式より理論透過係数を求め
る。そして、連続する３点毎に２次曲線近似して係数Ｃ
0 、Ｃ1 、Ｃ2 を求める（図９参照）。 CNtD * ＝C0＋C1t ＋C2t2 …(14)
【００５０】(D) 被測定管についての実測により、実測
透過係数ＣNtD を求めた後、上記(B) の相関特性に基づ
いＢて今回の被測定管についての理論透過係数ＣNtD *を
求める。即ち、下記〜の如くである。 ＮtD、ｎ0 の実測値から前述(2) 式にて、ＣNtD を求
める。
透過係数ＣNtD を求めた後、上記(B) の相関特性に基づ
いＢて今回の被測定管についての理論透過係数ＣNtD *を
求める。即ち、下記〜の如くである。 ＮtD、ｎ0 の実測値から前述(2) 式にて、ＣNtD を求
める。
【００５１】次に、前述(10)式の変形である下記(15)
式よりＣNtD *を求める。
式よりＣNtD *を求める。
【数１１】
【００５２】次に、前述(14)式の変形である下記(16)
式よりｔを求める。
式よりｔを求める。
【数１２】
【００５３】上記(A) 〜(D) によれば、放射線の散乱や
強度分布の不均一が、理論透過係数をパラメータとする
補正計算により補正される。
強度分布の不均一が、理論透過係数をパラメータとする
補正計算により補正される。
【００５４】そして、理論透過係数と実測透過係数を求
める鋼管１の断面範囲として、放射線が実質的に透過す
る範囲内にて定めるものとした。これにより、厚肉鋼管
１においては、理論透過係数と実測透過係数を求める鋼
管１の断面範囲を該鋼管１の相対する両側内径接線に挟
まれる範囲内にて定めるものとし、放射線透過経路長が
過大となる鋼管１の両側内径接線の外側領域を外すもの
とし、実質的に放射線が透過する鋼管１の両側内径接線
の内側領域内に定めた。従って、実質的に内面測定に寄
与する放射線透過による理論透過係数と実測透過係数を
求めるものとなり、結果として厚肉鋼管１での肉厚測定
精度を向上できる。
める鋼管１の断面範囲として、放射線が実質的に透過す
る範囲内にて定めるものとした。これにより、厚肉鋼管
１においては、理論透過係数と実測透過係数を求める鋼
管１の断面範囲を該鋼管１の相対する両側内径接線に挟
まれる範囲内にて定めるものとし、放射線透過経路長が
過大となる鋼管１の両側内径接線の外側領域を外すもの
とし、実質的に放射線が透過する鋼管１の両側内径接線
の内側領域内に定めた。従って、実質的に内面測定に寄
与する放射線透過による理論透過係数と実測透過係数を
求めるものとなり、結果として厚肉鋼管１での肉厚測定
精度を向上できる。
【００５５】即ち、鋼管１の平均肉厚を熱間オンライン
等にて連続的に自動測定するに際し、測定精度を向上す
ることができる。
等にて連続的に自動測定するに際し、測定精度を向上す
ることができる。
【００５６】尚、図１０は鋼管断面の各半径位置ｙにお
けるＮtD／ｎ0 である。被測定鋼管は、外径 125mmφ、
肉厚を3.0mmt、5.7mmt、10.8mmt 、18.5mmt 、20.5mmt
の５品種とした。また、放射線源は30Ci、137Cs を使用
した。これによれば、外径125mm φ、肉厚20.5mmt の厚
肉鋼管についてみると、片側半径ｒx41mm 越えでＮtD／
ｎ0 が10-2以下に減衰することが認められる。従って、
この厚肉鋼管において、理論透過係数と実測透過係数は
片側ｒx41mm までの範囲で求めるものとなる。他方、肉
厚10.8mmt の薄肉鋼管において、理論透過係数と実測透
過係数は全断面範囲で求めるものとなる。
けるＮtD／ｎ0 である。被測定鋼管は、外径 125mmφ、
肉厚を3.0mmt、5.7mmt、10.8mmt 、18.5mmt 、20.5mmt
の５品種とした。また、放射線源は30Ci、137Cs を使用
した。これによれば、外径125mm φ、肉厚20.5mmt の厚
肉鋼管についてみると、片側半径ｒx41mm 越えでＮtD／
ｎ0 が10-2以下に減衰することが認められる。従って、
この厚肉鋼管において、理論透過係数と実測透過係数は
片側ｒx41mm までの範囲で求めるものとなる。他方、肉
厚10.8mmt の薄肉鋼管において、理論透過係数と実測透
過係数は全断面範囲で求めるものとなる。
【００５７】図１１は本発明による肉厚測定結果であ
る。被測定鋼管は、外径168.3mm φ、肉厚14.4mmt であ
る。従来技術の測定肉厚が14.9mmt であるのに対し、本
発明での測定肉厚は14.4mmt であることが認められる。
る。被測定鋼管は、外径168.3mm φ、肉厚14.4mmt であ
る。従来技術の測定肉厚が14.9mmt であるのに対し、本
発明での測定肉厚は14.4mmt であることが認められる。
【００５８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、管状材の
平均肉厚を熱間オンライン等にて連続的に自動測定する
に際し、特に厚肉管状材での測定精度を向上することが
できる。
平均肉厚を熱間オンライン等にて連続的に自動測定する
に際し、特に厚肉管状材での測定精度を向上することが
できる。
【図１】図１は本発明の実施に用いられる肉厚測定装置
の一例を示す模式図である。
の一例を示す模式図である。
【図２】図２は肉厚測定装置の測定原理を示す模式図で
ある。
ある。
【図３】図３は放射線検出器による計数量の定義を説明
する模式図である。
する模式図である。
【図４】図４はサンプル管についての理論透過係数と実
測透過係数との相関特性を示す線図である。
測透過係数との相関特性を示す線図である。
【図５】図５はサンプル管の実測透過係数についての理
論透過係数方向の２次曲線補間を説明する線図である。
論透過係数方向の２次曲線補間を説明する線図である。
【図６】図６はサンプル管の外径と最小理論透過係数と
を説明する線図である。
を説明する線図である。
【図７】図７は被測定管についての理論透過係数と実測
透過係数との相関特性を示す線図である。
透過係数との相関特性を示す線図である。
【図８】図８はサンプル管について演算した肉厚と理論
透過係数との相関特性を示す線図である。
透過係数との相関特性を示す線図である。
【図９】図９は被測定管について求めた肉厚と理論透過
係数との相関特性を示す線図である。
係数との相関特性を示す線図である。
【図１０】図１０は管断面の各半径位置におけるＮtD／
ｎ0 を示す線図である。
ｎ0 を示す線図である。
【図１１】図１１は本発明による肉厚測定結果を示す線
図である。
図である。
１ 鋼管 １０ 肉厚測定装置 １１ 放射線源 １２ 放射線検出器
Claims (2)
- 【請求項１】 管状材を挟んで対置される放射線源及び
放射線検出器を有してなり、該放射線源から放射された
放射線が該管状材の断面をよぎって該検出器に入射さ
れ、この検出器において検出された放射線計数量から該
管状材の平均肉厚寸法を測定する、管状材の肉厚測定装
置において、理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD
を求める管状材の断面範囲を、放射線が実質的に透過す
る範囲内にて定めるものとし、(A) サンプル管校正によ
って、各サンプル管の外径毎に、理論透過係数ＣNtD *と
実測透過係数ＣNtD との相関特性を求め、(B) 被測定管
の外径について、上記(A) の結果を補間することによ
り、理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数ＣNtD との相関
特性を求め、(C) 被測定管について、肉厚ｔと理論透過
係数ＣNtD *との相関特性を求め、(D) 被測定管について
の実測により、実測透過係数ＣNtD を求めた後、上記
(B) の相関特性に基づいて今回の被測定管についての理
論透過係数ＣNtD *を求め、更に上記(C) の相関特性に基
づいて今回の被測定管についての肉厚ｔを求めることを
特徴とする管状材の肉厚測定装置。 - 【請求項２】 前記理論透過係数ＣNtD *と実測透過係数
ＣNtD を求める管状材の断面範囲を、該管状材の相対す
る両側内径接線に挟まれる両側半径2rx の範囲とし、前
記理論透過係数を下記(1) とし、前記実測透過係数を下
記(2) 式とする請求項１記載の管状材の肉厚測定装置。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4282233A JP2548060B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 管状材の肉厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4282233A JP2548060B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 管状材の肉厚測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109457A JPH06109457A (ja) | 1994-04-19 |
| JP2548060B2 true JP2548060B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=17649793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4282233A Expired - Fee Related JP2548060B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 管状材の肉厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548060B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP4282233A patent/JP2548060B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06109457A (ja) | 1994-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960528 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |