JP3084157B2 - 配管の検査装置 - Google Patents

配管の検査装置

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JP3084157B2
JP3084157B2 JP04303225A JP30322592A JP3084157B2 JP 3084157 B2 JP3084157 B2 JP 3084157B2 JP 04303225 A JP04303225 A JP 04303225A JP 30322592 A JP30322592 A JP 30322592A JP 3084157 B2 JP3084157 B2 JP 3084157B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ガス管や水道管,石
油プラント等の各種配管の腐食状態や、新設管の溶接部
の状態を放射線透過により測定する配管の検査装置、特
に検査の容易と検査精度の向上に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ガス管や水道管,石油プラント等
の各種配管の安全な稼動を確保するために、新設した配
管の溶接部を検査したり、既設配管内面の腐食状況を調
査して保守を行ったり、寿命を診断することが要求され
ている。
【0003】この配管の溶接部や内面の腐食状況を調査
する従来の検査装置は、それぞれ走行車輪を固定したX
線発生器とX線制御器とを駆動車に連結して構成した自
走式X線装置が使用されている。そして自走式X線装置
を駆動車で配管内を走行させながらX線発生器から管内
壁にX線を照射して溶接部の状況や内面の腐食状況を測
定している。この測定の際にX線の照射位置を位置決め
するために、管外部に放射線アイソト−プを利用した位
置検出器を設けたり、自走式X線装置にテレビカメラを
搭載して、位置検出器からの信号やテレビカメラで撮影
した画像に基づいて駆動車を制御して自走式X線装置の
走行位置を定めている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自走式X線装置はX線発生器とX線制御器と駆動車を一
体にして構成していたり、放射線アイソト−プを利用し
た位置検出器を設けたりしているため全体の重量が80kg
以上と重くなり、クレ−ン等の重機がないと配管内に設
置することができず、設置が容易でなかった。
【0005】また、全体の重量が重いために、X線の照
射位置を位置決めするときの停止位置精度が悪く、X線
発生器を溶接部の位置に正確に停止させることは困難で
あり、検査精度が低下するという短所があった。
【0006】さらに、X線発生器とX線制御器と駆動車
を一体に連結しているため全長が長くなってしまう。こ
のため直管だけの配管内は走行することができるが、エ
ルボ等の曲り管がある配管内を走行することはできなか
った。
【0007】従来の自走式X線装置は、このような問題
があるため現場では使用されていないのが実状であり、
呼び径が550mm以上の配管の円周溶接を放射線透過検査
する場合は検査員がX線発生器を人力で管内の検査個所
に移動しながら検査している。このように検査員が管内
に入って検査することは安全上も問題であるとともに、
迅速な検査をすることが困難であった。
【0008】この発明はかかる短所を解決するためにな
されたものであり、軽量でかつ曲り管がある配管内も容
易の走行して放射線透過検査を行なうことができる配管
の検査装置を得ることを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る配管の検
査装置は、X線発生器と走行手段と回転機構部と位置検
出手段と発光手段とを有し、X線発生器は円筒状に形成
され、外周面の一部に全周からX線を出射する照射部を
有し、管外部に設けられたX線制御器とケ−ブルを介し
て接続され、走行手段はX線発生器の前端部と後端部の
3方向にそれぞれ取付けられた車輪と、前端部と後端部
のいずれか一方の3個の車輪をそれぞれ独立して回転さ
せる駆動モ−タと、3個の車輪を連動してX線発生器の
中心線と垂直な方向に移動させる中心位置保持部とを有
し、回転機構部はX線発生器の外周面に沿って固定され
た固定歯車と、X線発生器の外周面に回転自在に取り付
けられた回転円筒と、回転円筒に固定された回転モ−タ
と、回転モ−タの出力軸に取付けられ、固定歯車と噛み
合う駆動歯車とを有し、位置検出手段は光軸が回転機構
部の回転円筒の中心線と平行になるように回転円筒の外
面に取付けられた撮影手段と、管内壁からの光を反射し
て撮影手段に入射させ、X線は透過する反射板とを有
し、発光手段は回転円筒の中心線に対して一定角度傾い
たスリット光を管内面に照射することを特徴とする。
【0010】上記中心位置保持部を3個の車輪の保持部
にそれぞれ取り付けられたラックと、各ラックに噛み合
うピニオンと、各車輪を外側に押圧するばねとから構成
したり、X線発生器の径方向に移動する車輪保持軸と、
車輪保持軸を外側に押圧するばねと、車輪取付部に取付
けられX線発生器の中心線を中心に回転する回転板と、
回転板と各車輪保持軸とを連結した連結棒とで構成する
と良い。
【0011】また、位置検出手段に回転機構部の回転位
置を検出する回転位置検出手段を設けることが好まし
い。この回転位置検出手段は撮影手段の前部に設けら
れ、透明容器に封入した液体とフロ−トとで構成すると
良い。
【0012】
【作用】この発明においては、円筒状に形成されたX線
発生器単体の前後にそれぞれ管内壁に沿って走行する3
個の車輪を取付け、前端部と後端部のいずれか一方の3
個の車輪を独立して回転させる駆動モ−タを駆動してX
線発生器を配管内に走行させる。
【0013】このX線発生器を移動する車輪をX線発生
器の中心線と垂直な方向に移動させる中心位置保持部に
取り付けることにより、X線発生器を常に配管の中心線
に保持しながら走行させる。
【0014】また均等に配置された3個の車輪をそれぞ
れ駆動モ−タで独立して回転することにより各車輪の回
転数を可変し、曲り管部も容易に通過させる。
【0015】この走行するX線発生器の外周面に設けら
れた回転機構部を回転することにより、位置検出手段と
発光手段を配管の円周に沿った任意の方向に回転させ
る。
【0016】位置検出手段は管内壁からの光を反射させ
る反射板させて撮影手段に導くことにより、撮影手段を
光軸が回転機構部の回転円筒の中心線と平行になるよう
に取付けられた状態で管内壁の位置を垂直に撮影し、円
周溶接等の幅等を検出する。
【0017】また、発光手段は回転円筒の中心線に対し
て一定角度傾いたスリット光を管内面に照射し、このス
リット光の像を撮影手段で撮影して、管内壁の凹凸の深
さ,高さを算出する。
【0018】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す構成図であ
る。図に示すように、自走式X線照射装置1はX線発生
器2と走行手段3と回転機構部4と位置検出手段5及び
発光手段6とを有する。X線発生器2は円筒状に形成さ
れ、先端部の冷却ファン7の後部に外周面全周からX線
を出射する照射部8を有する。このX線発生器2は図2
の全体構成図に示すように、配管9の外部に設けられた
X線制御器10とドラム11に巻回したケ−ブル12を
介して接続されている。
【0019】走行手段3はX線発生器2の前端部に設け
られた従動車輪13と後端部に設けられた駆動車輪14
とを有する。従動車輪13と駆動車輪14はそれぞれ図
3の側面図に示すように、X線発生器2の中心線に対し
て等分した3方向に向いて中心位置保持部15に取付け
られている。中心位置保持部15は各従動車輪13と駆
動車輪14を保持する車輪保持部16に形成されたラッ
ク17と、X線発生器2の中心軸に対して同軸に回転自
在に取付けられ、3組のラック17に噛み合う回転自在
なピニオン18と、各車輪保持部16を外側に押圧する
圧縮ばね19とを有する。各駆動車輪14はかさ歯車2
0を介してそれぞれ駆動モ−タ21に連結されている。
【0020】回転機構部4はX線発生器2の外周面に沿
って固定された固定歯車22と、X線発生器2の外周面
に回転自在に取り付けられた回転円筒23と、回転円筒
23に固定された回転モ−タ24と、回転モ−タ24の
出力軸に取付けられ、固定歯車22と噛み合う駆動歯車
25とを有する。この回転機構部4の回転円筒23の外
面に位置検出手段5と発光手段6が取付けられている。
【0021】位置検出手段5はビデオカメラ26と反射
板27及び検査する配管9の内壁を照明する光源28と
からなり、ビデオカメラ26は光軸が回転円筒23の中
心線と平行になるように取付けられている。反射板27
はビデオカメラ26の前部に45度の角度で傾斜して設け
られ、X線発生器2から出射するX線は透過し、管9の
内壁からの光を反射してビデオカメラ26に入射させ
る。ビデオカメラ26の前部のビデオカメラ26の視界
角の上端部に入る位置には、図4に示すように、透明容
器29に封入した液体30と気泡31とからなる回転位
置指示手段32が設けられている。
【0022】発光手段6は例えばレ−ザ光のスリット光
を出射するレ−ザ投光器からなり、図5の断面図に示す
ように、レ−ザ発振器6aから送り出すスリット光33
にはスリット光33を一定角度偏向させるミラ−34が
取付けられている。
【0023】上記のように構成した検査装置で配管9の
円周溶接部を検査するときの動作を説明する。
【0024】まず、自走式X線照射装置1を図1に示す
ように検査する配管9の内部に配置する。この自走式X
線照射装置1を配置するときに、自走式X線照射装置1
にはX線制御器10が含まれず、かつX線発生器2に駆
動車輪14が直接取り付けられているから、全長を短く
することができるとともに、自走式X線照射装置1の重
量をX線発生器2自体の重量に近い重量、例えば25kg程
度まで低減することができ、重機等を使用せずに検査員
が持ちは込んで設置することができる。したがって自走
式X線照射装置1を配管9内に短時間で設置することが
できる。
【0025】また、自走式X線照射装置1を配管9内に
設置するときに、各従動車輪13と駆動車輪14を保持
する車輪保持部16のラック17がそれぞれ回転自在な
ラック17に噛み合っているから、例えば1個の従動車
輪13が配管9の内壁に当たってX線発生器2に中心側
に移動すると、他の2個の従動車輪13も連動してX線
発生器2に中心側に移動する。したがって自走式X線照
射装置1を走行させるときに、X線発生器2を常に配管
9の中心線上に沿って移動させることができるととも
に、呼び径の配管9を検査する場合であっても、X線発
生器2を常に配管9の中心線上に配置することはでき
る。このため配管9の全周に均一な強度のX線を照射す
ることができ、X線の照射方向による測定精度のばらつ
きを低減させる。
【0026】自走式X線照射装置1を配管9内に設置し
た後、各駆動モ−タ21を駆動して駆動車輪14を回転
し、自走式X線照射装置1を走行させる。この自走式X
線照射装置1を走行させるときに、X線発生器2の前後
に直接に従動車輪13と駆動車輪14が取付けられ自走
式X線照射装置1の全長が短くなっているとともに各駆
動車輪14の回転数を独立して制御することができるか
ら、図2に示すようにエルボで接続した曲り管のある配
管9内であっても円滑に走行させることができる。
【0027】また、自走式X線照射装置1を走行させて
いるときに、位置検出手段5の光源28から配管9の内
壁に光を照射し、ビデオカメラ26で配管9の内壁を常
時観察し、図2に示すように、円周溶接部34を検出し
たら自走式X線照射装置1を停止させる。この自走式X
線照射装置1を停止させるときに、配管9の内壁を反射
板27を介してビデオカメラ26で観察するから、配管
9の内壁をX線を照射すると同様に垂直方向から観察す
ることができ、かつ自走式X線照射装置1の重量が比較
的小さいから精度良く位置決めして停止させることがで
きる。また、配管9の内壁を垂直方向から観察すること
により、円周溶接部34の幅を正確に検出することがで
きる。
【0028】検査員が自走式X線照射装置1を停止して
円周溶接部34の画像を確認しながら、図6に示すよう
に、レ−ザ投光器6から配管9の内壁に、直径方向に対
して一定角度Aだけ傾いたスリット光33を照射し、ス
リット光33の配管9内壁における投影光の軌跡35を
ビデオカメラ26で撮影する。このビデオカメラ26で
撮影して形成された画像35aは、図7に示すように、
円周溶接部34の高さHに比例した量だけづれて形成さ
れる。このづれ量hを検出することにより円周溶接部3
4の高さHを得ることができる。
【0029】ビデオカメラ26で配管9の内壁を観察し
ているときに、回転機構部4の回転モ−タ24を回転す
る。回転モ−タ24を回転するとX線発生器2の外周面
に沿って固定された固定歯車22に噛み合っている駆動
歯車25が回転して回転モ−タ24を固定した回転円筒
23がX線発生器2の外周面に沿って回転し、ビデオカ
メラ26やレ−ザ投光器6を配管9の内壁に沿って移動
させる。このビデオカメラ26やレ−ザ投光器6を回転
移動させるとき、ビデオカメラ26の前方に設けた回転
位置指示手段32の気泡31の位置をビデオカメラ26
で観察することにより、ビデオカメラ26等の回転した
位置、すなわちビデオカメラ26で観察する配管9の内
壁の位置を簡単に確認することができる。このようにし
て円周溶接部34の全周をビデオカメラ26で観察する
ことができ、円周溶接部34全体の幅と高さを正確に検
出することができる。
【0030】このように円周溶接部34全体を観察しな
がらX線発生器2の照射部8から配管9の内壁全体にX
線を照射し、その透過像を撮影する。このX線透過検査
を行なうときにX線発生器2が正確に円周溶接部34の
位置に位置決めされ、かつ均一な強度のX線を円周溶接
部34の全周に照射するから、円周溶接部34の状況を
正確に検出することができる。
【0031】なお、上記実施例においては中心位置保持
部15を車輪保持部16に形成されたラック17と、3
組のラック17に噛み合う回転自在なピニオン18と、
各車輪保持部16を外側に押圧する圧縮ばね19とで構
成した場合について説明したが、図8に示すように、圧
縮ばね19で外側に付勢された車輪保持部16にX線発
生器2の径方向に移動する摺動軸36を設け、各車輪保
持部16とX線発生器2の中心軸を中心に回転する回転
板37とを連結棒38で連結し、回転板37と連結棒3
8の連結部39と固定部40とを引張ばね41で連結す
るように構成しても良い。この場合も各従動車輪13と
各駆動車輪14を配管9の内壁方向に連動して移動する
ことができ、X線発生器2を常に配管9の中心線上に保
持することができるとともに異なる呼び径の配管9にも
そのまま使用することができる。
【0032】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、円筒状
に形成されたX線発生器単体の前後にそれぞれ管内壁に
沿って走行する3個の車輪を取付け、前端部と後端部の
いずれか一方の3個の車輪を独立して回転させる駆動モ
−タを駆動してX線発生器を配管内に走行させるように
して検査装置の重量をX線発生器自体の重量に近い重量
にに低減したから、配管内に設置するときに重機等を使
用せずに検査員が持ちは込んで設置することができる、
設置工数を大幅に減らすことができる。
【0033】このX線発生器を移動する車輪をX線発生
器の中心線と垂直な方向に連動して移動させるようにし
たから、X線発生器を常に配管の中心線に保持しながら
走行させることができ、配管壁面に均一な強度のX線を
照射することができる。また、車輪の位置を径方向に任
意に可変できるから異なる呼び径の配管にもそのまま使
用することができ、検査効率を向上させることができ
る。
【0034】また、均等に配置された3個の車輪をそれ
ぞれ駆動モ−タで独立して回転することにより各車輪の
回転数を可変できるから、曲り管部も容易に通過させる
ことができ、各種の配管の検査に適用することができ
る。
【0035】また、検査装置を停止させるときに、配管
の内壁を反射板を介して撮影手段で観察するから、配管
の内壁をX線を照射すると同様に垂直方向から観察する
ことができ、かつ検査装置の重量が比較的小さいから停
止精度を高めることができるとともに円周溶接の幅等を
正確に検出することができる。
【0036】この走行するX線発生器の外周面に設けら
れた回転機構部を回転することにより、撮影手段と発光
手段を配管の円周に沿った任意の方向に回転させ、かつ
回転した位置も検出できるから、配管の全周を精度良く
検査することができる。
【0037】また、発光手段は回転円筒の中心線に対し
て一定角度傾いたスリット光を管内面に照射し、このス
リット光の像を撮影手段で撮影することにより、管内壁
の凹凸の深さ,高さも正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の自走式X線照射装置を示す
構成図である。
【図2】上記実施例の全体構成図である。
【図3】駆動車輪部を示す側面図である。
【図4】ビデオカメラ部を示す部分詳細図である。
【図5】レ−ザ投光器を示す断面図である。
【図6】上記実施例の動作説明図である。
【図7】ビデオカメラで撮影した画像を示す説明図であ
る。
【図8】他の中心位置保持部を示す側面図である。
【符号の説明】
1 自走式X線照射装置 2 X線発生器 3 走行手段 4 回転機構部 5 位置検出手段 6 発光手段 8 照射部 10 X線制御器 13 従動車輪 14 駆動車輪 15 中心位置保持部 21 駆動モ−タ 22 固定歯車 23 回転円筒 24 回転モ−タ 26 ビデオカメラ 27 反射板 32 回転位置指示手段

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線発生器と走行手段と回転機構部と位
    置検出手段と発光手段とを有し、 X線発生器は円筒状に形成され、外周面の一部に全周か
    らX線を出射する照射部を有し、管外部に設けられたX
    線制御器とケ−ブルを介して接続され、 走行手段はX線発生器の前端部と後端部の3方向にそれ
    ぞれ取付けられた車輪と、前端部と後端部のいずれか一
    方の3個の車輪をそれぞれ独立して回転させる駆動モ−
    タと、3個の車輪を連動してX線発生器の中心線と垂直
    な方向に移動させる中心位置保持部とを有し、 回転機構部はX線発生器の外周面に沿って固定された固
    定歯車と、X線発生器の外周面に回転自在に取り付けら
    れた回転円筒と、回転円筒に固定された回転モ−タと、
    回転モ−タの出力軸に取付けられ、固定歯車と噛み合う
    駆動歯車とを有し、 位置検出手段は光軸が回転機構部の回転円筒の中心線と
    平行になるように回転円筒の外面に取付けられた撮影手
    段と、管内壁からの光を反射して撮影手段に入射させる
    反射板とを有し、 発光手段は回転円筒の中心線に対して一定角度傾いたス
    リット光を管内面に照射することを特徴とする配管の検
    査装置。
  2. 【請求項2】 中心位置保持部が3個の車輪の保持部に
    それぞれ取り付けられたラックと、各ラックに噛み合う
    ピニオンと、各車輪を外側に押圧するばねとからなる請
    求項1記載の配管の検査装置。
  3. 【請求項3】 中心位置保持部がX線発生器の径方向に
    移動する車輪保持軸と、車輪保持軸を外側に押圧するば
    ねと、車輪取付部に取付けられX線発生器の中心線を中
    心に回転する回転板と、回転板と各車輪保持軸とを連結
    した連結棒とからなる請求項1記載の配管の検査装置。
  4. 【請求項4】 位置検出手段に回転機構部の回転位置を
    検出する回転位置指示手段を有する請求項1,2又は3
    記載の配管の検査装置。
  5. 【請求項5】 回転位置指示手段が撮影手段の前部に設
    けられ、透明容器に封入した液体とフロ−トとからなる
    請求項4記載の配管の検査装置。
  6. 【請求項6】 管内壁からの光を反射して撮影手段に入
    射させる反射板はX線を透過し可視光を反射する請求項
    1,2,3,4又は5記載の配管の検査装置。
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