JP3009570U - チューブ用腐食深さ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半筒状に切断したパイプ又はチューブの腐食状
態を肉厚測定により検出するために、チューブの肉厚を
少なくとも基準面からの距離として測定し、最小肉厚だ
けでなく測定値から直ちに腐食深さを評価可能とする。 【構成】半筒状チューブを姿勢固定状態で把持し長手方
向に指定長の一区間だけ間歇的に移送させるための測定
ブロック移送手段（４）と、ブロック移送ごとにチュー
ブを静止させ測定に供するための固定支持手段（７）
と、測定ブロック領域のチューブ形状に倣って長手方向
及び円周方向に位置調節を含みセンサー変位させて移動
測定するためのレーザーセンサー駆動手段（２，５）を
具備し、静止状態のチューブについて測定ブロック領域
内でセンサー変位させて移動測定し、チューブ長手方向
に順次ブロック単位に連続測定してゆく。この間の各機
器の動作制御とデータ処理は外部接続のコンピュータに
より支援される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半筒状に切断したパイプ又はチューブの腐食状態を肉厚測定により 検出するための肉厚測定装置の改善に係り、特に、発電及び化学プラント等で使 用されている熱交換器のチューブの肉厚を少なくとも基準面からの距離として非 接触で測定し高精度に腐食深さを評価するためのチューブ用腐食深さ測定装置に 関する。

【０００２】 なお、以下測定上の相対的な距離（例えばチューブの外面および／または内面 に腐食がある場合のチューブの最小肉厚）については「厚み」を使用し、絶対的 な距離（例えばチューブの外面および／または内面に腐食がある場合のチューブ の内外面又は基準面からの距離）については「厚さ」を使用する。また、これら を区別しない場合は「肉厚」を使用する。

【０００３】

【従来の技術】

これまでに寿命予測等の検査を目的としたチューブの腐食深さ測定は、熱交換 器内に配設されている複数のチューブのなかから無作為に１個又は数個を抽出し 、これを長手方向に沿って上下に２分割切断して半筒状に形成し、この半筒状体 を被測定標本とし、ポイントマイクロメーター（接触型）又はレーザーセンサー （非接触型）を用いて肉厚を測定することによりおこなわれてきた。

【０００４】 いま本考案に関し、コンピュータと連携した自動肉厚測定装置の技術水準を考 慮するとき、実開平１−１１７５０８号の「チューブ用自動腐食深さ測定装置」 を挙げることができる。（以下、公知装置という。）

【０００５】 この公知装置では、樋状（本考案では半筒状としている。）に切断されたチュ ーブの中心軸（中心線）に垂直に光線が向かうように２個のレーザーセンサーを 相対峙して配設し、その状態でセンサーからレーザー光を投射させ、その投射レ ーザー光を横切るように上記チューブを長手方向に走行させ、上記レーザーセン サーに接続されている表示部の表示により上記投射レーザー光を横切っているチ ューブの部分の厚みを検知するように構成している。

【０００６】 すなわち、チューブの送り部（17）と、２個１組のレーザーセンサー（２）と 、レーザーセンサー駆動部（３）と、演算部（29）と、表示部（31，30）を具備 するものである。この実施例図面の一部を図７及び図８に示す。図７はその縦断 面図であり、図８はその全体構成図である。なお、図中の符号は本考案とは無関 係である。

【０００７】 そして、上記投射レーザー光を横切って樋状チューブ（27）を長手方向に一回 走行させたのち、レーザーセンサー（２）のレーザー光投射位置を樋状チューブ （27）の円周方向（樋状チューブの中心線から放射方向）に少しずらし、その状 態でチューブ（27）を再度長手方向に走行させるということを繰り返し、チュー ブ（27）のほぼ全面にわたって厚み測定をおこなおうとするものである。なお、 ここでレーザーセンサー（２）はチューブ（27）長手方向には移動（変位）しな いことに留意したい。〔後述〕

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記公知装置は、移動測定（測定点の移動）が被測定物の移動 （チューブ移送）によることに起因する以下〜の問題点を有していた。なお 、以下に挙げる各図（図９〜図12）は、いずれも本願出願人が説明のために作成 した模式図又は概略図である。

【０００９】 図９に示す如くチューブ移送とともに移動測定（→’→→→’→ ・・・）するのであるがチューブの始端部と終端部が測定不能である。〔この 測定不能領域のチューブ長は図７のチューブ送りローラ（17）の中心とレーザー センサー（２）の中心間距離に相当する。〕

【００１０】 被測定物として供される樋状チューブは、通常６〜９ｍ長で略２５ｍｍ外形 のチューブを半割りにしたものであり、実際上は図10に示すように始端部と終端 部がねじれの位置にあり、分割面（切断面）も波うっている場合が多い。このよ うな樋状チューブを公知装置の送り機構で長手方向に送った場合、始端部より終 端部への送り（往路）と終端部より始端部への送り（復路）ではチューブが平行 に（回転しないで）送られる保証はない。つまり、チューブが送り方向（中心線 ）に対してローリングするので姿勢固定状態を維持するのは困難である。

【００１１】 すなわち、図11（ａ）に示した矢印の方向及び手順でチューブの略全面を測定 したいのであるが、実際には図11（ｂ）又は（ｃ）に示すように送り姿勢（測定 点の移動方向）が不規則となり、未測定部（図中ハッチングを付した領域）が発 生する場合がある。これでは、未検査部を残すことになり検査精度が期待できな い。

【００１２】 図12に示すようにレーザーセンサーは長手方向には静止したままであり、チ ューブを往復移動するとき、レーザー光投射位置（測定点）ではチューブ長手方 向の静たわみ、チューブ振動、チューブ変形及び不規則送り等により常にチュー ブ位置が微動（変化）することになる。この変化には再現性がない。この場合、 測定点での相対的な厚み（肉厚変動）を測定してゆき最小肉厚のみを検出すると いうような目的は果たせるが、測定値から直ちに腐食深さを評価すべく基準面か らの距離（例えばチューブの外面および／または内面に腐食がある場合のチュー ブの内外面又は基準面からの距離）として厚さを求めようとするときは誤差を拡 大することになり不都合である。

【００１３】 本考案はこのような事情に鑑みなされたものであって、上記課題を解消し、測 定時にチューブを静止状態におき、一対のレーザーセンサーを変位させ移動測定 を実行し、チューブの肉厚を少なくとも基準面からの距離として測定し、最小肉 厚だけでなく測定値から直ちに腐食深さを評価可能に改善されたチューブ用腐食 深さ測定装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達するために本考案は、半筒状チューブ長手方向の一端から他端 までを測定ブロックに分割し、ブロック長進度で間歇送りするとともに一旦静止 させ、静止状態のチューブについて測定ブロック領域内でセンサー変位させて移 動測定し、チューブ長手方向に順次ブロック単位に連続測定してゆき、この間の 各機器の動作制御とデータ処理を外部接続のコンピュータにより支援するように したチューブ用腐食深さ測定装置であって、 半筒状チューブを姿勢固定状態で把持し長手方向に指定長の一区間だけ間歇的に 移送させるための測定ブロック移送手段と、ブロック移送ごとにチューブを静止 させ測定に供するための固定支持手段と、測定ブロック領域のチューブ形状に倣 って長手方向及び円周方向に位置調節を含みセンサー変位させて移動測定するた めのレーザーセンサー駆動手段を具備したことを特徴とするものである。

【００１５】 また好適には、上記固定支持手段が、チューブ両端の各端部測定ブロック領域 を測定する際の片持ち支持と、体部長手方向の各体部測定ブロック領域を測定す る際の両持ち支持を包含するものである。

【００１６】

【作用】

半筒状チューブ長手方向の一端から他端までを指定長の測定ブロックに分割し 、一ブロック長ずつ間歇的に移送して静止させ、測定ブロック領域内で一対のレ ーザーセンサーをチューブの長手方向と円周方向（中心線からの放射方向）に変 位させる移動測定をおこなう。

【００１７】 測定操作を各機器動作とともに説明すると、まず移送始端で静止状態にあるブ ロック長のチューブ（片持ち支持）について端部測定する。測定終了後チューブ を把持し、一ブロック長だけ長手方向に引きずり移送して一旦静止（両持ち支持 ）させ、静止状態のチューブ（両持ち支持）について測定ブロック領域内でセン サー変位させて移動測定する。次いで当該測定ブロックの測定終了後、再びチュ ーブを把持して次の一ブロック長だけ移送して静止（両持ち支持）させ、新たな 測定ブロック領域内で移動測定をおこなう。チューブ長手方向にこれを繰り返し 順次ブロック単位に連続測定してゆく。移送終端は上記移送始端の場合と同様（ 片持ちが勝手違いとなるのみ）である。こうしてチューブ全長及び全面にわたる 厚さ測定を終了する。この間の上記各機器（手段）の動作制御とブロック単位測 定データ及び全測定データの解析処理は外部接続のコンピュータにより支援され る。

【００１８】 このように測定時にチューブを静止状態におき、センサー変位させ移動測定を 実行し、少なくとも基準面からの距離としてチューブの厚さを測定するので、最 小肉厚だけでなく測定値から直ちに腐食深さを評価できる。

【００１９】

【実施例】

本考案の一実施例について、添付図面を参照して以下説明する。 図１は本考案装置の一実施例を示す縦断面図である。 図２はレーザーセンサー及びセンサー駆動部の一部切断断面図である。 図３は図２におけるＡ矢視側面概略図である。

【００２０】 ここで、各図に共通して１がレーザーセンサー、２がレーザーセンサー駆動部 （レーザーセンサー駆動手段）、３が支持台、４がチューブ把持部（測定ブロッ ク移送手段）、５が走行ガイド（レーザーセンサー駆動手段）、６がベースプレ ート、７がチューブ支持台（固定支持手段）、８が半筒状チューブ、Ｓ，S'が移 動測定可能範囲（測定ブロック長）及びＸがチューブ用腐食深さ測定装置である 。

【００２１】 また、図２及び図３中の21がセンサー位置微調整手段（機構）、22が大歯車、 23が小歯車、24が支持板、25がモーター及び26がエンコーダーである。

【００２２】 図示するように、上下一対のレーザーセンサー（１，１）は、支持台（３）に 固定されたレーザーセンサー駆動部（２）にそれぞれ取付けられ、ベースプレー ト（６）の両端部に立設したチューブ支持台（７）に支持された半筒状チューブ （８）に対し、表裏（上下）の２方向からチューブ（８）の中心線を通るように レーザー光を投射する。

【００２３】 上記レーザーセンサー（１）は公知品であり、投射レーザー光が被測定物に当 たって反射するときの反射光の角度を検知することにより、被測定物までの距離 を測定できるようになっている。

【００２４】 支持台（３）は、ベースプレート（６）上に設けられた走行ガイド（５）〔好 適にはリニアモーター型のガイドレール〕に取付けられ、制御装置（図示省略） により装置長手方向に一ブロック長相当の距離（Ｓ，S'）の範囲内を移動可能と されている。この走行ガイド（５）の水平面が距離（厚さ）測定の基準面となる 。

【００２５】 上下一対のレーザーセンサー（１，１）は、制御装置からの信号指示により上 記走行ガイド（５）上を長手方向に移動可能、かつ、レーザーセンサー駆動部（ ２）のセンサー位置微調整手段（21）とともにモーター（25）駆動される歯車（ 22，23）を介して回動可能となっている。その回転角度はエンコーダー（26）で 確認され、チューブの中心線から放射方向（円周方向）に所定の角度まで回転す る。

【００２６】 また、センサー位置微調整手段（21）はチューブ径の変更（中心線の移動）に 対しても調整可能とされている。

【００２７】 本考案装置による測定要領を以下説明する。 図４は本考案装置の測定動作（センサー変位）の説明図である。 図５は本考案装置の測定動作（チューブ移送及び支持）の説明図であり、（ａ ）が端部測定（始端部）、（ｂ）が体部測定及び（ｃ）が端部測定（終端部）を 示す。 図６は本考案装置の測定時のチューブの静止状態（両持ち支持）における静止 たわみを示す説明図である。

【００２８】 図５（ａ）に示すようにチューブ（８）をチューブ支持台（７）にセットする と、チューブ支持台（７）内の支持片（図中▲）がチューブ（８）を上下方向か ら押さえつけた状態で固定支持する。

【００２９】 この状態で制御装置の「始端部測定モード」を選択し測定実行を指示すると（ 図示省略）、図４に示すように始端部測定ブロック領域（ブロック長S'）につい てチューブ（８）の長手方向及び円周方向にセンサー変位して移動測定を実行し 、測定データを外部データ処理装置（図示省略）に保管する。

【００３０】 このときのセンサー変位のさせかた（移動ピッチ，繰り返し数等）は制御装置 により初期条件として任意に設定可能である。なお、体部測定ブロック数につい ても設定される。（後述のＮ）

【００３１】 次に、制御装置の「体部測定モード」を選択し測定実行を指示すると（図示省 略）、上記測定終了したチューブ（８）を把持して一ブロック長（Ｓ）だけ引き ずり移送して図５（ｂ）に示した状態で一旦静止する。ここで、チューブ（８） の把持が解除され、チューブ（８）は両端のチューブ支持台（７，７）で固定支 持（両持ち支持）される。そして、図４に示した体部測定ブロック領域について センサー変位して移動測定を実行し、測定データを外部データ処理装置（図示省 略）に保管する。なお、移送中は測定しないでブロック単位の測定値のデータ処 理のみを実行する。

【００３２】 引き続いて「体部測定モード」を維持し、次の測定ブロックについて同様の移 動測定を実行する。この操作及び動作を体部測定ブロック数（Ｎ回）繰り返して 体部測定を終了する。

【００３３】 図５（ｃ）に示すように移送終端までくると、制御装置の「終端部測定モード 」を選択し測定実行を指示する。図４に示した終端部測定ブロック領域（ブロッ ク長S'）について上記と同様にセンサー変位して移動測定を実行し、測定データ を外部データ処理装置（図示省略）に保管する。

【００３４】 こうして、チューブ全長及び全面にわたる厚さ測定を終了し、ブロック単位測 定データ及び最小肉厚を含む全測定データは外部接続のコンピュータにより解析 処理される。

【００３５】 なお、測定中のチューブは常に静止状態にあるので、図６に示すようにチュー ブ（８）の静たわみは変化しない。したがって、データ処理装置において測定値 によりたわみ量は自動的に補正可能となるので、チューブ形状に依存する誤差を 極小化することができる。

【００３６】

【考案の効果】

本考案は以上の構成によるものであり、これによれば以下に示す有益な効果を 奏する。 （１）チューブ全長及び全面にわたって高精度自動測定が可能である。しかも 基準面からの距離としてチューブの厚さを測定するので、最小肉厚だけでなく測 定値から直ちに腐食深さを評価できる。

【００３７】 （２）測定中のチューブが常に静止状態にあり、センサー変位させて移動測定 するので、チューブ移送に係る従来的な未測定部（未検査部）の発生や誤差の拡 大を解消することができる。

【００３８】 （３）測定ブロックごとにチューブ移送と厚さ測定を繰り返すので、装置をコ ンパクトに構成することができるとともに、外部コンピュータとの連携により高 速処理を含む機器的な測定能力及び操作性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案装置の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】同じくレーザーセンサー及びセンサー駆動部の
一部切断断面図である。

【図３】図２におけるＡ矢視側面概略図である。

【図４】本考案装置の測定動作（センサー変位）の説明
図である。

【図５】本考案装置の測定動作（チューブ移送及び支
持）の説明図であり、（ａ）が端部測定（始端部）、
（ｂ）が体部測定及び（ｃ）が端部測定（終端部）を示
す。

【図６】本考案装置の測定時のチューブの静止状態（両
持ち支持）における静止たわみを示す説明図である。

【図７】公知装置の一実施例を示す縦断面図である。

【図８】同じく全体構成図である。

【図９】公知装置に関する測定領域を説明する概略図で
ある。

【図10】通常の半筒状チューブの形状を説明する概略図
である。

【図11】公知装置に関するチューブ送り又はセンサー変
位を説明する模式図であり、（ａ）が所望の移動方向、
（ｂ）及び（ｃ）が実測上想定される移動方向である。

【図12】公知装置の測定点におけるチューブ位置の微動
を説明する模式図である。

【符号の説明】

１ レーザーセンサー ２ レーザーセンサー駆動部（レーザーセンサー駆動手
段） ３ 支持台 ４ チューブ把持部（測定ブロック移送手段） ５ 走行ガイド（レーザーセンサー駆動手段；基準面） ６ ベースプレート ７ チューブ支持台（固定支持手段） ８ 半筒状チューブ Ｓ，S' 移動測定可能範囲（測定ブロック長） Ｘ チューブ用腐食深さ測定装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 半筒状に切断したパイプ又はチューブの
   腐食状態を肉厚測定により検出するために、半筒状チュ
   ーブの中心線に垂直に光線が向かうように２個のレーザ
   ーセンサーを相対峙して配設し、その状態でセンサーか
   らレーザー光を投射させ、チューブの被測定点がその投
   射レーザー光を横切るようにチューブ移送又はセンサー
   移動して、チューブのほぼ全面にわたる肉厚を非接触で
   測定する肉厚測定装置の改善において、 半筒状チューブ長手方向の一端から他端までを測定ブロ
   ックに分割し、ブロック長進度で間歇送りするとともに
   一旦静止させ、静止状態のチューブについて測定ブロッ
   ク領域内でセンサー変位させて移動測定し、チューブ長
   手方向に順次ブロック単位に連続測定してゆき、この間
   の各機器の動作制御とデータ処理を外部接続のコンピュ
   ータにより支援するようにしたチューブ用腐食深さ測定
   装置であって、 半筒状チューブを姿勢固定状態で把持し長手方向に指定
   長の一区間だけ間歇的に移送させるための測定ブロック
   移送手段と、ブロック移送ごとにチューブを静止させ測
   定に供するための固定支持手段と、測定ブロック領域の
   チューブ形状に倣って長手方向及び円周方向に位置調節
   を含みセンサー変位させて移動測定するためのレーザー
   センサー駆動手段を具備したことを特徴とするチューブ
   用腐食深さ測定装置。
2. 【請求項２】 固定支持手段が、チューブ両端の各端部
   測定ブロック領域を測定する際の片持ち支持と、体部長
   手方向の各体部測定ブロック領域を測定する際の両持ち
   支持を包含するものである請求項１記載のチューブ用腐
   食深さ測定装置。