JP2566236B2 - パイプライン検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、小径用パイプの内・外面腐蝕を検査するパ
イプライン検査装置に係わり、特にパイプ内径の変動や
ある曲率で施工されたパイプのいかんに拘らずそのパイ
プ内部を容易に走行可能としたパイプライン検査装置に
関する。

（従来の技術） 一般に、この種の外面腐蝕検査方式として、超音波方
式と渦流深傷方式が挙げられる。そのうち、特に小径管
の外面腐蝕を検査対象とするものには、従来、渦流深傷
用プローブを用いた検査装置が開発されている（特開昭
58−91155号公報）。

この検査装置は、第５図および第６図に示すように円
柱状鉄心１の外周部中間に検出コイル２が配置され、か
つ、この検出コイル２を挟むように前記円柱状鉄心１外
周部の前部側と後部側にそれぞれ永久磁石3,4を配置し
た構成である。この永久磁石3,4はそれぞれ外側と内側
の磁極が異なり、かつ、相互に同一側例えば外側同士お
よび内側同士の磁極が異なるように形成されている。図
中,5は絶縁物、６は検出コイル引出し部、７はパイプを
示す。

従って、この渦流深傷は、直流励磁による磁気飽和用
永久磁石3,4を有するプローブ本体を走行させ、パイプ
７の透磁率の変化によって検出コイル２に流れる電流変
化からパイプ７の腐蝕状態を検査するものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、以上のような検査装置は、プローブ本体自身
の外形が鉄心を含む永久磁石3,4の外径によって一義的
に決定されてしまうので、例えば走行途中でパイプ７の
内径が狭くなったり、あるいはある曲率で曲がっている
場合には走行不能となる。このことは、パイプが直線状
で、かつ、所定の内径に保持されていなけせば検査する
ことが難しく、また長距離の検査に不向きであること
等，検査範囲が大幅に制限される。また、一定の内径を
もった直線状のパイプラインであっても、プローブ自体
にセンターリング機能をもっていないので検出コイル２
で得られた検査信号の正確性に欠ける問題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、パイプの
径および曲率の変化に拘らず円滑に走行可能であり、か
つ、装置本体のセンターリングを適切に行ってパイプ内
側への倣いを良くし高精度な検査を実現するパイプライ
ン検査装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明によるパイプライン検査装置は、常時は拡縮機
構により互いに引き付けあうように設けられた先端ヘッ
ド部とヘッド本体との間に、センサを内側に取着し、か
つ、外側に曲状に形成された複数の板ばねが介在され、
これら板ばねが被測定パイプから外力を受けまたは前記
拡縮機構自身が前記被測定パイプ外部からのガス圧力を
受けると、前記先端ヘッド部とヘッド本体とが当該ヘッ
ド本体の中心軸上にそって離反拡張する検査ヘッドと、
この検査ヘッドの後部に所定の長さに保持されたヘッド
姿勢保持用弾性部材を介してセンタリング本体が取付け
られ、このセンタリング本体の一端部とこのセンタリン
グ本体の他端部外周に摺動可能に被嵌された摺動体との
間に常時は外方に曲状をなすように複数のワイヤまたは
板ばねが介在され、これらワイヤまたは板ばねが前記被
測定パイプから外力を受けると前記摺動体が摺動して偏
平状となるセンタリング装置と、このセンタリング装置
の後部に取付けられ、ケーブルを内包して当該ケーブル
の垂れ下がりを抑えるケーブル垂れ下がり防止用弾性部
材とを設けたパイプライン検査装置である。

なお、拡縮機構は、スプリングまたはシリンダを用い
るものである。

（作用） 従って、本発明は、以上のような手段を講じたことに
より、常時は拡縮機構により先端ヘッド部をヘッド本体
側に引き付けることにより複数の板ばねを外方に大きく
曲状化させて被測定パイプに確実に接触させるので、板
ばね内側のセンサは被測定パイプと均一な距離を保持し
てパイプの腐食状態を検査でき、検査ヘッド自身は被測
定パイプに対して適切に接触して良好な倣いを行うこと
ができる。また、被測定パイプの径が狭くなって板ばね
が外側から外力を受けまたは拡縮機構自身がパイプ外側
からガス圧力を受けると、拡縮機構を介して先端ヘッド
部がヘッド本体中心軸上にそってヘッド本体から離反拡
張するようになるので、被測定パイプの中心軸と検査ヘ
ッドの中心軸が一致するとともに、板ばねが偏平状態と
なる。その結果、検査ヘッドの外径が自在に小さくなっ
て被測定パイプ内を円滑に走行可能になり、板ばね内側
のセンサが被測定パイプと常に均一な距離を保持して検
査できる。

一方、センタリング装置は、ワイヤまたは板ばねが被
測定パイプから外力を受けたとき、センタリング本体の
他端部外周に被嵌される摺動体がセンタリング本体中心
軸に対して平行に摺動し、しかもセンタリング装置前部
にヘッド姿勢保持用弾性部材を介して検査ヘッドが接続
され、さらにセンタリング装置後部にケーブル垂れ下が
り防止用弾性部材を設けることにより、ケーブルの重さ
によるセンタリングのずれを防止でき、よって検査ヘッ
ドを確実にセンタリングでき、ひいては検査ヘッドが被
測定パイプ内を円滑に走行可能となり、さらに被測定パ
イプの形状に応じて検査ヘッドの姿勢を矯正できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図を参照して説
明する。同図において小径または中径パイプライン10の
内部に検査装置が挿入される。

この検査装置は、パイプライン10の腐蝕状態を検出す
る検査ヘッド11,この検査ヘッド11の姿勢制御，センタ
リング助長機能を行うセンタリング装置20およびケーブ
ルクランプ30等によって構成され、さらに、前記検査ヘ
ッド11とセンタリング装置20との間にヘッド姿勢保持用
弾性部材としてのスプリング41が介在され、またセンタ
リング装置20とケーブルクランプ30との間にケーブル垂
れ下がり防止用弾性部材としてのスプリング42が介在さ
れている。このケーブルクランプ30の後部には検査ヘッ
ド11を前進，あるいは後退させるために多少剛性を持っ
たケーブル自身またはケーブルを内部に持つ筒体等のヘ
ッド走行用部材43が取付けられている。

前記検査ヘッド11は、ある曲率を持つパイプライン10
でも確実にガイドを行う曲状先端ガイド12aの背面中央
部からＴ字体12bを突出させた先端ヘッド部12が設けら
れ、かつ、この先端ヘッド部12のＴ字体12bの外側を囲
む様にヘッド本体13が被着されている。この先端ヘッド
部12とヘッド本体13との間には、常時はヘッド本体13先
端を固定端として先端ヘッド部12を図示矢印イ方向へ引
き付ける弾性作用を持つ拡縮機構としてのスプリング14
が介在されている。そして、先端ヘッド部12の先端ガイ
ド12aとヘッド本体12の後端部との間に内面に磁気セン
サ15を取着させた複数の板ばね16が第１図および第２図
に示すように外方に曲状を有して介在されている。この
板ばね16は、非磁性体で構成され、かつ、図示右端側に
は例えば長孔が形成され、当該長孔部分にガイドねじ17
が挿通されている。18は前記ヘッド本体13との間で所定
の間隙を形成して板ばね16の端部が摺動可能な状態を作
り出すばね受け体である。この受け体18に前記ガイドね
じ17の先端が螺着されている。19は信号線その他必要な
給電を行う給電線等のケーブルである。このケーブル19
はスプリング41の内部を通って前記センタリング装置20
に導入されている。

前記センタリング装置20は、２つに分割されたセンタ
リング本体21a,21bの外側に逆ねじが形成され、かつ、
これらセンタリング本体21a,21bの内部にコネクタが内
蔵されている。そして、これらセンタリング本体21a,21
bの接合は両者を突合わせた後、外側からソケット22を
装着して回転することにより、前記コネクタの電気的接
続を行う。しかも、センタリング本体21aとヘッド本体1
3との間に検査ヘッド11とセンタリング装置20とを等距
離に保持するワイヤ継手23が接続されている。この前方
側センタリング21aの外周部には図示矢印口方向に摺動
可能な摺動体24が外嵌されている。そして、この摺動体
24と後部側センタリング21bとの間に非外力時に第１図
および第３図に示すように外方に曲状に形成されている
複数のワイヤまたは板ばね25が介在されている。前記検
査ヘッド11から導入されたケーブル19はセンタリング装
置20内で一時中断され、同様にスプリング42の内部を通
ってケーブルクランプ30に導かれる。

このケーブルクランプ30は、第４図に示すように２分
割または一部に切断部を有し、かつ、内側に周溝を形成
した中子31をヘッド走行用部材43に被着し、接合時には
外側にねじを形成した被嵌合部材32を固定させた状態に
し、この被嵌合部材32とで中子31を挟み込むように袋ね
じ33を被嵌合部材32の外側ねじへ螺合することにより、
ヘッド走行用部材43ひいてはケーブルを確実に固定する
ものである。

次に、以上のような検査装置の動作を説明する。先
ず、パイプライン10の検査時、当該パイプライン10の両
端に所定の直流電圧を印加してパイプライン自身に直流
電流を流し直流磁化を行う。この状態においてパイプラ
イン10の一端側例えば図示右側端部からある程度の剛性
をもったヘッド走行用部材43を機械的または人為的な手
段で押し出すように送り出すと、検査ヘッド11を先頭と
して検査ヘッド11,センタリング装置20およびケーブル
クランプ30等がパイプライン10内部を走行する。このと
き、縮小用弾性部材であるスプリング14のスプリング力
で先端ヘッド部12とヘッド本体13とが互いに引き合うよ
うに働くために、各板ばね16はパイプライン16の内面に
均等な接触圧で接触され、かつ、これら板ばね16…の内
面の磁気センサ15,…はパイプライン10から等距離に保
持されてパイプライン10の腐蝕状態を検査することにな
る。因みに、パイプライン10に腐蝕があれば、その腐蝕
の大きさに応じて磁束の漏れ量が大きくなるので、その
磁気センサ15の出力からパイプライン10の損傷状態を知
ることができる。しかも、ヘッド走行用部材43の繰り出
し距離からパイプライン10のどの位置で腐蝕が生じてい
るかを容易に把握することができる。また、検査ヘッド
11は各板ばね16の外側面部がそれぞれ均等なばね力でパ
イプライン10内面と接触しながら走行するので常に良好
な状態で倣いを行いながらパイプライン10の検査を行
う。

しかして、検査装置の走行時にパイプライン10の内径
がパイプ内面の腐蝕，溶接あるいはパイプ径の実質的な
変化により狭くなった場合、検査ヘッド11の板ばね16お
よびセンタリング装置20のワイヤまたは板ばね25等が外
力を受ける。このとき、板ばね16はスプリング14に抗し
て先端ヘッド部12とヘッド本体13とを離反拡張する方向
に働き、それに伴って偏平状となるので検査ヘッド11の
外径が小さくなり、パイプライン10の内径が狭くなって
も容易に走行できる。一方、センタリング装置20はパイ
プランイ10内面の外力を受けると摺動体24が図示左側方
向に摺動され、同様にワイヤ等25が偏平状になるのでパ
イプライン内面と接触しながら容易に前進する。この点
についてはパイプライン10がある曲率をもって曲がって
いる場合でも同様である。

この検査装置の走行時、センタリング装置20は、ケー
ブル19を含んでケーブルクランプ30等を保持しているの
で、検査ヘッド11に重みが直接に加わらないのでセンタ
リング機能を充分に発揮する。また、このセンタリング
装置20には所定長さのスプリング41を介して検査ヘッド
11が接続されているので、スプリング41のもつ復元力に
より検査ヘッド11が常に所要とする姿勢を保持し適切な
状態で検査を行うことになる。さらに、検査ヘッド11と
センタリング装置20との間にスプリング41を介在するこ
とにより、パイプライン10がある曲率をもって曲がって
いても円滑に走行させることができる。

なお、上記実施例は、センサ15として磁気センサを用
いたが、渦流センサであっても同様に適用できる。ま
た、センタリング装置20はセンタリング本体を２分割す
る構成としたが、一体形であってもよい。また、センタ
リング装置20の後部側にケーブルクランプ30を取付けた
が、このケーブルクランプ30を除去したセンタリング装
置20の後部に直接ヘッド走行用部材43を取り付けてもよ
い。また、拡縮機構としてのスプリング14の代わりに、
先端ヘッド部12とヘッド本体13との間にシリンダを介在
させ、例えばパイプライン10内部の障害時にパイプライ
ン外部からチューブを介してシリンダにガス圧力を送
り、先端ヘッド部12とヘッド本体13とを離反拡張させて
検査ヘッド11を偏平にさせてもよい。その他、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、次のような種々
の効果を奏する。

（１）常時は拡縮機構によって先端ヘッド部をヘッド本
体側に引き付けることにより複数の板ぱねを大きく曲状
化し、また板ばねが外側から外力を受けたときヘッド本
体に対して拡縮機構を介して先端ヘッド部を離反拡張し
て板ばねの外径を小さくするので、小径から中径の幅広
いパイプラインの検査に利用できる。

（２）検査ヘッドの板ばねが外側から外力を受けたと
き、ヘッド本体に対して先端ヘッド部がヘッド本体の中
心軸にそって離反拡張するので、板ばね内側のセンサが
被測定パイプに常に均一な距離を保持してパイプの腐食
状態を検査でき、しかも全部の板ばねが均等に被測定パ
イプに接触して良好な倣いを実施できる。

（３）センタリング装置は、センタリング本体の一端部
とセンタリング本体の他端部外周に被嵌される摺動体と
の間に複数のワイヤまたは板ばねを外方に曲状となるよ
うに介在し、しかも当該ワイヤまたは板ばねが外力を受
けたとき、摺動体がセンタリング本体にそって摺動する
ので、センタリング装置自体も小径から中径，つまり各
種のパイプラインに利用できる。

（４）また、センタリング装置を構成するワイヤまたは
板ばねが外力を受けたとき、摺動体がセンタリング本体
にそって摺動するので、適切にセンタリングの機能を果
たすことができる。

（５）また、以上のようなセンタリング装置の先端側に
ヘッド姿勢保持用弾性部材を介して検査ヘッドを接続し
ているので、検査ヘッドを確実にセンタリングできるだ
けでなく、被測定パイプの形状に応じて検査ヘッドの姿
勢を適切に矯正できる。

（６）さらに、センタリング装置の後端側にケーブルを
内包するようにケーブル垂れ下がり防止用弾性部材を取
付けているので、ケーブルの重さによってセンタリング
装置がセンタリングずれを起こすことがなく、これによ
って装置全体を円滑に走行させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明に係わるパイプライン検査
装置の一実施例を説明するために示したもので、第１図
は装置全体の構成を示す図、第２図は第１図のＡ−Ａ断
面図、第３図はセンタリング装置のワイヤ等の配置状態
を示す図、第４図はケーブルクランプの断面図、第５図
は従来装置を示す構成図、第６図は第５図のＢ−Ｂ断面
図である。 10……パイプライン、11……検査ヘッド、12……先端ヘ
ッド部、13……ヘッド本体、14……拡縮機構（スプリン
グ，シリンダ）、15……センサ、16……板ばね、20……
センタリング装置、21a,21b……センタリング本体、23
……ワイヤ継手、24……摺動体、25……ワイヤまたは板
ばね、41,42……スプリング、43……ヘッド走行用部
材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤沢 友二 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 細原 靖治 蕨市塚越４の12の27の713号 (72)発明者 山岸 隆男 大阪市東区平野町５丁目１番地 大阪瓦 斯株式会社内 (72)発明者 安井 香一 名古屋市天白区御幸山705 (56)参考文献 実開 昭57−177165（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−35258（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】常時は拡縮機構により互いに引き付けあう
   ように設けられた先端ヘッド部とヘッド本体との間に、
   センサを内側に取付け、かつ、外側に曲状化された複数
   の板ばねが介在され、前記先端ヘッド部と前記ヘッド本
   体とが当該ヘッド本体の中心軸上にそって離反拡張可能
   な検査ヘッドと、 この検査ヘッドの後部に所定の長さに保持されたヘッド
   姿勢保持用弾性部材を介してセンタリング本体が取付け
   られ、このセンタリング本体の一端部とこのセンタリン
   グ本体の他端部外周に摺動可能に被嵌された摺動体との
   間に常時は外方に曲状をなすように複数のワイヤまたは
   板ばねが介在され、これらワイヤまたは板ばねが前記被
   測定パイプから外力を受けたとき前記摺動体の摺動によ
   って偏平状となるセンタリング装置と、 このセンタリング装置の後部に取付けられ、ケーブルを
   内包して当該ケーブルの垂れ下がりを防ぐケーブル垂れ
   下がり防止用弾性部材と、 を備えたことを特徴とするパイプライン検査装置。
2. 【請求項２】拡縮機構は、スプリングおよびシリンダの
   何れかを用いるものである特許請求の範囲第１項記載の
   パイプライン検査装置。