JP3421412B2 - 配管減肉測定方法と装置 - Google Patents
配管減肉測定方法と装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原子力発電プラント、火
力発電プラント、化学プラント、等に使用される配管の
減肉量を超音波を用いて配管外部から測定する非破壊検
査の方法と装置に関する。
力発電プラント、化学プラント、等に使用される配管の
減肉量を超音波を用いて配管外部から測定する非破壊検
査の方法と装置に関する。
【０００２】
【産業上の利用分野】原子力発電プラント、火力発電プ
ラント等において、例えば高温・交流速の水蒸気等が流
れる配管の屈曲部には、衝撃腐食等のエロージョン・コ
ロージョンによる減肉の生じることがあり、機器保全上
問題となることが知られている。
ラント等において、例えば高温・交流速の水蒸気等が流
れる配管の屈曲部には、衝撃腐食等のエロージョン・コ
ロージョンによる減肉の生じることがあり、機器保全上
問題となることが知られている。
【０００３】このため、配管外部より超音波パルスを入
射したときの配管内壁裏面からの反射波を受信し、これ
に含まれる、配管の内・外壁間で反射を繰り返すことで
生じる複数の反射パルス間の時間差から肉厚測定を行う
非破壊検査法が開発されている。
射したときの配管内壁裏面からの反射波を受信し、これ
に含まれる、配管の内・外壁間で反射を繰り返すことで
生じる複数の反射パルス間の時間差から肉厚測定を行う
非破壊検査法が開発されている。
【０００４】従来の方法では、図３に例示する様な受信
波、あるいは図４に例示するような受信波の包絡線波形
である検波回路の出力に、送信波の影響や受信部の不感
時間の影響が現れている時間ｔｄだけ待ち、その後に現
われる反射超音波パルスによるピークＰ1 ，Ｐ2 ，．．
を直接検出し、ピークの現われている時間ｔ1 ，
ｔ2，．．より時間差Ｔ＝ｔ2 −ｔ1 を求め、これを超
音波が内・外壁間の配管材内を往復するに要する時間と
していた。
波、あるいは図４に例示するような受信波の包絡線波形
である検波回路の出力に、送信波の影響や受信部の不感
時間の影響が現れている時間ｔｄだけ待ち、その後に現
われる反射超音波パルスによるピークＰ1 ，Ｐ2 ，．．
を直接検出し、ピークの現われている時間ｔ1 ，
ｔ2，．．より時間差Ｔ＝ｔ2 −ｔ1 を求め、これを超
音波が内・外壁間の配管材内を往復するに要する時間と
していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この様に受信波形から
直接反射パルスのピークを読み取る方法では、図３
（ａ）あるいは図４（ａ）に示したような減肉量の少な
い場合には比較的容易に反射超音波パルスの識別が可能
である。
直接反射パルスのピークを読み取る方法では、図３
（ａ）あるいは図４（ａ）に示したような減肉量の少な
い場合には比較的容易に反射超音波パルスの識別が可能
である。
【０００６】しかしながら、減肉が進んだ状態の場合に
は、内壁面が平坦ではなくなるために反射波に散乱が生
じ、図３（ｂ）あるいは図４（ｂ）に示すように波高が
減衰し、反射超音波パルスを識別することが困難となる
という問題があった。
は、内壁面が平坦ではなくなるために反射波に散乱が生
じ、図３（ｂ）あるいは図４（ｂ）に示すように波高が
減衰し、反射超音波パルスを識別することが困難となる
という問題があった。
【０００７】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題を解消し、配管の減肉が進んで受信超音波の波
高が減衰する場合にも、反射パルス間の時間差を精度良
く測定し、これから配管材中における既知の超音波伝播
速度を用いて現在の肉厚、従って減肉量を測定すること
のできる配管減肉測定の方法と装置を提供することであ
る。
する問題を解消し、配管の減肉が進んで受信超音波の波
高が減衰する場合にも、反射パルス間の時間差を精度良
く測定し、これから配管材中における既知の超音波伝播
速度を用いて現在の肉厚、従って減肉量を測定すること
のできる配管減肉測定の方法と装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による配管減肉測定方法は、配管外部より超
音波パルスを入射した後一定時間経過後に反射パルスを
受信し、この反射パルスの包絡線信号の自己相関関数φ
（τ）に現れる振動周期Ｔを求め、配管材質中の超音波
伝播速度ｖを用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２として算
出することを特徴とする。
に、本発明による配管減肉測定方法は、配管外部より超
音波パルスを入射した後一定時間経過後に反射パルスを
受信し、この反射パルスの包絡線信号の自己相関関数φ
（τ）に現れる振動周期Ｔを求め、配管材質中の超音波
伝播速度ｖを用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２として算
出することを特徴とする。
【０００９】また、本発明による配管減肉測定装置は、
配管外部より超音波パルスを入射した後一定時間経過後
に反射パルスを受信し、この反射パルスの包絡線信号の
ケプストラムを求め、正常状態の肉厚から予想されるケ
フレンシィの範囲内で前記ケプストラムが最大となるケ
フレンシィをＴとして求め、配管材質中の超音波伝播速
度ｖを用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２として算出する
ことを特徴とする。
配管外部より超音波パルスを入射した後一定時間経過後
に反射パルスを受信し、この反射パルスの包絡線信号の
ケプストラムを求め、正常状態の肉厚から予想されるケ
フレンシィの範囲内で前記ケプストラムが最大となるケ
フレンシィをＴとして求め、配管材質中の超音波伝播速
度ｖを用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２として算出する
ことを特徴とする。
【００１０】また、本発明による配管減肉測定装置は、
配管外部に取り付けられ超音波を発射するとともに検出
する超音波探触子と、この超音波探触子に超音波パルス
信号を送る送信部と、前記超音波探触子により検出され
る配管からの反射パルスを受信波として受信する受信部
と、前記受信波の包絡線信号を生成する検波回路と、前
記超音波パルス信号の発射から一定時間経過後の前記包
絡線信号の自己相関関数φ（τ）を計算し、φ（τ）に
現れる振動周期Ｔを求め配管材質中の超音波伝播速度ｖ
を用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２として算出する信号
処理部とを備えたことを特徴とする。
配管外部に取り付けられ超音波を発射するとともに検出
する超音波探触子と、この超音波探触子に超音波パルス
信号を送る送信部と、前記超音波探触子により検出され
る配管からの反射パルスを受信波として受信する受信部
と、前記受信波の包絡線信号を生成する検波回路と、前
記超音波パルス信号の発射から一定時間経過後の前記包
絡線信号の自己相関関数φ（τ）を計算し、φ（τ）に
現れる振動周期Ｔを求め配管材質中の超音波伝播速度ｖ
を用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２として算出する信号
処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】また、本発明による配管減肉測定装置は、
配管外部に取り付けられ超音波を発射するとともに検出
する超音波探触子と、この超音波探触子に超音波パルス
信号を送る送信部と、前記超音波探触子により検出され
る配管からの反射パルスを受信波として受信する受信部
と、前記受信波の包絡線信号を生成する検波回路と、前
記超音波パルス信号の発射から一定時間経過後の前記包
絡線信号のケプストラムを計算し、正常状態の肉厚から
予想されるケフレンシィの範囲内でケプストラムが最大
となるケフレンシィをＴとして求め配管材質中の超音波
伝播速度ｖを用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２として算
出する信号処理部とを備えたことを特徴とする。
配管外部に取り付けられ超音波を発射するとともに検出
する超音波探触子と、この超音波探触子に超音波パルス
信号を送る送信部と、前記超音波探触子により検出され
る配管からの反射パルスを受信波として受信する受信部
と、前記受信波の包絡線信号を生成する検波回路と、前
記超音波パルス信号の発射から一定時間経過後の前記包
絡線信号のケプストラムを計算し、正常状態の肉厚から
予想されるケフレンシィの範囲内でケプストラムが最大
となるケフレンシィをＴとして求め配管材質中の超音波
伝播速度ｖを用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２として算
出する信号処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】請求項１または請求項３に記載の本発明の配管
減肉測定の方法と装置では、受信超音波の包絡線信号か
ら、送信波を発信後一定時間ｔｄ経過後の波形データを
抜き出し、その自己相関関数φ（τ）を算出し、φ
（τ）に現れる振動周期Ｔを求め、これを超音波が内・
外壁間の配管材中を往復するに要する時間として配管材
質中の超音波伝播速度ｖより配管肉厚ｄ＝ｖＴ／２を得
る。
減肉測定の方法と装置では、受信超音波の包絡線信号か
ら、送信波を発信後一定時間ｔｄ経過後の波形データを
抜き出し、その自己相関関数φ（τ）を算出し、φ
（τ）に現れる振動周期Ｔを求め、これを超音波が内・
外壁間の配管材中を往復するに要する時間として配管材
質中の超音波伝播速度ｖより配管肉厚ｄ＝ｖＴ／２を得
る。
【００１３】また、請求項２または請求項４に記載の本
発明の配管減肉測定の方法と装置では、前記自己相関関
数に代えて、対数パワースペクトラム密度のフーリエ逆
変換によって得られるケプストラムを解析し、正常状態
の肉厚から予想される内・外壁間の往復伝播時間の範囲
内でケプストラムが最大となるケフレンシィをＴとして
配管肉厚を得る。
発明の配管減肉測定の方法と装置では、前記自己相関関
数に代えて、対数パワースペクトラム密度のフーリエ逆
変換によって得られるケプストラムを解析し、正常状態
の肉厚から予想される内・外壁間の往復伝播時間の範囲
内でケプストラムが最大となるケフレンシィをＴとして
配管肉厚を得る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す配管
減肉測定装置の構成図である。本実施例の配管減肉測定
装置は、配管４の外部に取り付けられ超音波を発射する
とともに検出する超音波探触子３と、この超音波探触子
３に超音波パルス信号を送る送信部２と、超音波探触子
３により検出される配管４からの反射パルスを受信波と
して受信する受信部５と、この受信波の包絡線信号を生
成する検波回路６と、超音波パルス信号の発射から一定
時間経過後の包絡線信号の自己相関関数φ（τ）を計算
し、φ（τ）に現れる振動周期Ｔを求めて配管４の材質
中の超音波伝播速度ｖを用いて配管４の肉厚ｄをｄ＝ｖ
Ｔ／２としてを算出する信号処理部７と、配管４の肉厚
及び／あるいは減肉量を出力表示する表示部８と、以上
の処理の実行を制御する制御部１とを備えている。
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す配管
減肉測定装置の構成図である。本実施例の配管減肉測定
装置は、配管４の外部に取り付けられ超音波を発射する
とともに検出する超音波探触子３と、この超音波探触子
３に超音波パルス信号を送る送信部２と、超音波探触子
３により検出される配管４からの反射パルスを受信波と
して受信する受信部５と、この受信波の包絡線信号を生
成する検波回路６と、超音波パルス信号の発射から一定
時間経過後の包絡線信号の自己相関関数φ（τ）を計算
し、φ（τ）に現れる振動周期Ｔを求めて配管４の材質
中の超音波伝播速度ｖを用いて配管４の肉厚ｄをｄ＝ｖ
Ｔ／２としてを算出する信号処理部７と、配管４の肉厚
及び／あるいは減肉量を出力表示する表示部８と、以上
の処理の実行を制御する制御部１とを備えている。
【００１５】制御部１から発せられる測定実行指令によ
って送信部２から出力されるパルス信号は、配管４の外
壁表面４ａに近接して置かれた超音波探触子３により超
音波パルスとして配管４の外壁表面４ａに垂直に入射さ
れる。入射された超音波パルスは管壁内を伝播し、一部
は内壁表面４ｂを透過し、一部は内壁裏面４ｄで反射す
る。反射した超音波パルスは外壁裏面４ｃに到達して一
部は透過し、一部は再び反射し、これを繰り返す間に壁
面が曲率を持つために生じる散乱等により減衰する。
って送信部２から出力されるパルス信号は、配管４の外
壁表面４ａに近接して置かれた超音波探触子３により超
音波パルスとして配管４の外壁表面４ａに垂直に入射さ
れる。入射された超音波パルスは管壁内を伝播し、一部
は内壁表面４ｂを透過し、一部は内壁裏面４ｄで反射す
る。反射した超音波パルスは外壁裏面４ｃに到達して一
部は透過し、一部は再び反射し、これを繰り返す間に壁
面が曲率を持つために生じる散乱等により減衰する。
【００１６】外壁表面４ａを透過した反射超音波パルス
は超音波探触子３により検知され、受信部５より受信波
として出力される。
は超音波探触子３により検知され、受信部５より受信波
として出力される。
【００１７】信号処理部７は検波回路６により生成され
た受信波の包絡線信号を入力として受けて配管肉厚を算
出し、表示部８はこの結果を直接、あるいは正常状態の
肉厚との差である減肉量として出力表示する。
た受信波の包絡線信号を入力として受けて配管肉厚を算
出し、表示部８はこの結果を直接、あるいは正常状態の
肉厚との差である減肉量として出力表示する。
【００１８】図２は本発明になる信号処理部７の内部構
成を示すものである。時間窓処理部１０は、制御部１よ
り測定実行指令を出力した後、予め設定した一定時間ｔ
ｄ経過後の時点からの受信波包絡線信号を抜き出す。
成を示すものである。時間窓処理部１０は、制御部１よ
り測定実行指令を出力した後、予め設定した一定時間ｔ
ｄ経過後の時点からの受信波包絡線信号を抜き出す。
【００１９】自己相関関数解析部１１はその信号の自己
相関関数φ（τ）を算出する。図４（ａ）、（ｂ）に示
した検知回路出力例のｔ＞ｔｄの部分から求めた自己相
関関数を夫々図５（ａ）、（ｂ）に示す。
相関関数φ（τ）を算出する。図４（ａ）、（ｂ）に示
した検知回路出力例のｔ＞ｔｄの部分から求めた自己相
関関数を夫々図５（ａ）、（ｂ）に示す。
【００２０】ピーク検出処理部１２は、自己相関関数φ
（τ）の隣合う２つの極大値φ（τ1 ）、φ（τ2 ）を
選択し、極大値を与える遅れ時間τ1 、τ2 を出力す
る。このとき、２つ以上の連続する極大値を選択する方
法を採ることもできる。
（τ）の隣合う２つの極大値φ（τ1 ）、φ（τ2 ）を
選択し、極大値を与える遅れ時間τ1 、τ2 を出力す
る。このとき、２つ以上の連続する極大値を選択する方
法を採ることもできる。
【００２１】周期判定部１３は選択された遅れ時間の値
からＴ＝τ2 −τ1 を算出する。但しτ2 ＞τ1 とす
る。２つ以上の遅れ時間を選択した場合には、隣合う極
大値間の遅れ時間の平均値をＴとして算出する。
からＴ＝τ2 −τ1 を算出する。但しτ2 ＞τ1 とす
る。２つ以上の遅れ時間を選択した場合には、隣合う極
大値間の遅れ時間の平均値をＴとして算出する。
【００２２】肉厚算出部１４はＴを超音波が配管の内・
外壁間を往復するのに要する時間として、配管材中を伝
播する超音波の既知の速度ｖを用いて配管肉厚ｄ＝ｖＴ
／２を算出する。
外壁間を往復するのに要する時間として、配管材中を伝
播する超音波の既知の速度ｖを用いて配管肉厚ｄ＝ｖＴ
／２を算出する。
【００２３】図４（ｂ）と図５（ｂ）を比較して明かな
如く、減肉が進み受信波包絡線信号を直接観察しても反
射超音波パルスの識別が困難な場合にも、自己相関関数
では不規則な信号成分の影響が低減されて周期的な振動
が現れ、その極大値の位置を容易に識別することができ
る。
如く、減肉が進み受信波包絡線信号を直接観察しても反
射超音波パルスの識別が困難な場合にも、自己相関関数
では不規則な信号成分の影響が低減されて周期的な振動
が現れ、その極大値の位置を容易に識別することができ
る。
【００２４】本実施例の構成によれば、送信波を発信後
一定時間ｔｄ経過後の波形データを抜き出し、その自己
相関関数φ（τ）を算出し、φ（τ）に現れる振動周期
Ｔを求め、これを超音波が内・外壁間の配管材中を往復
するに要する時間として配管材質中の超音波伝播速度ｖ
より配管肉厚ｄ＝ｖＴ／２を得るようにしたので、配管
の減肉が進んで受信超音波の波高が減衰する場合にも、
反射パルス間の時間差を精度良く測定し、これから配管
材中における既知の超音波伝播速度を用いて現在の肉
厚、従って減肉量を測定することのできる。
一定時間ｔｄ経過後の波形データを抜き出し、その自己
相関関数φ（τ）を算出し、φ（τ）に現れる振動周期
Ｔを求め、これを超音波が内・外壁間の配管材中を往復
するに要する時間として配管材質中の超音波伝播速度ｖ
より配管肉厚ｄ＝ｖＴ／２を得るようにしたので、配管
の減肉が進んで受信超音波の波高が減衰する場合にも、
反射パルス間の時間差を精度良く測定し、これから配管
材中における既知の超音波伝播速度を用いて現在の肉
厚、従って減肉量を測定することのできる。
【００２５】次に本発明の他の実施例について説明す
る。本実施例は、図１の信号処理部を図２に示した場合
と異なり、図６の様に構成したものである。
る。本実施例は、図１の信号処理部を図２に示した場合
と異なり、図６の様に構成したものである。
【００２６】即ち、図２と同じ時間窓処理部１０によっ
て抜き出した受信波包絡線信号に対して、ケプストラム
解析部１５によりそのケプストラム（Cepstrum：例え
ば、ながお真著「パターン情報処理」、電子通信学会大
学シリーズＩ−４、コロナ社（１９８３）のページ１７
を参照）を解析する。ケプストラムは対数パワースペク
トル密度（対数ＡＰＳＤ）のフーリエ逆変換によって得
られる量であり、その変数は時間の次元を持ち、ケフレ
ンシィ（quefrency ）と呼ばれる。
て抜き出した受信波包絡線信号に対して、ケプストラム
解析部１５によりそのケプストラム（Cepstrum：例え
ば、ながお真著「パターン情報処理」、電子通信学会大
学シリーズＩ−４、コロナ社（１９８３）のページ１７
を参照）を解析する。ケプストラムは対数パワースペク
トル密度（対数ＡＰＳＤ）のフーリエ逆変換によって得
られる量であり、その変数は時間の次元を持ち、ケフレ
ンシィ（quefrency ）と呼ばれる。
【００２７】ケプストラムが有効な理由は次による。
今、最初に受信される配管内壁裏面からの反射超音波パ
ルスの包絡線信号をｙ（ｔ）とし、その後に順次振幅が
減衰しながら時間Ｔずつ遅れて受信される反射超音波パ
ルスの包絡線信号が重なった複合波として得られる信号
をｚ（ｔ）とすると、この複合波は ｚ（ｔ）＝ｙ（ｔ）＋Σα・ｙ（ｔ−Ｔ） （１） と表される。
今、最初に受信される配管内壁裏面からの反射超音波パ
ルスの包絡線信号をｙ（ｔ）とし、その後に順次振幅が
減衰しながら時間Ｔずつ遅れて受信される反射超音波パ
ルスの包絡線信号が重なった複合波として得られる信号
をｚ（ｔ）とすると、この複合波は ｚ（ｔ）＝ｙ（ｔ）＋Σα・ｙ（ｔ−Ｔ） （１） と表される。
【００２８】このフーリエ変換は、
Ｚ（ｊω）＝｛１＋Σα・ｅｘｐ（−ｊωＴ）｝・Ｙ（ｊω） （２）
となる。ここで、αは超音波が配管内・外壁間を反射に
より往復する間の波高の減衰率を現す。この式から、複
合波のＡＰＳＤは次式の様になる。
より往復する間の波高の減衰率を現す。この式から、複
合波のＡＰＳＤは次式の様になる。
【００２９】
Φｚ（ω）＝Φｙ（ω）・［Ｃ1 ＋Ｃ2 ・ｃｏｓ（ωＴ）］ （３）
Ｃ1 、Ｃ2 はαに依存する定数であり、この式は、複合
波のＡＰＳＤが単一反射パルスの包絡線信号のＡＰＳ
Ｄ、Φｙ（ω）、に沿って周期１／Ｔでリップル状の振
動を示すことを意味している。従って、ケプストラム解
析によりこの振動周期を得ることができる。
波のＡＰＳＤが単一反射パルスの包絡線信号のＡＰＳ
Ｄ、Φｙ（ω）、に沿って周期１／Ｔでリップル状の振
動を示すことを意味している。従って、ケプストラム解
析によりこの振動周期を得ることができる。
【００３０】図７は時間窓処理部１０の出力のＡＰＳＤ
の例を示したものであり、周期１／Ｔの振動が現れてい
る。
の例を示したものであり、周期１／Ｔの振動が現れてい
る。
【００３１】第８図はこれからケプストラム解析部の出
力として求めたケプストラムを示したものである。図８
に見るとおりケプストラムには必要とするケフレンシィ
ｑ＝Ｔにおけるピーク以外にも複数のピークが現れる場
合があるが、図６のピーク検出処理部１２では予め与え
られた正常時の肉厚より少し大きな肉厚に対して予測さ
れるＴ＝ｑH と、許容される限界の減肉状態の肉厚より
少し小さな肉厚に対して予測されるＴ＝ｑL とを用い
て、ｑL ＜Ｔ＜ｑH なる範囲内でケプストラムが最大と
なるケフレンシィをＴとして決定する。肉厚算出部１４
はＴを基に配管肉厚を計算する。
力として求めたケプストラムを示したものである。図８
に見るとおりケプストラムには必要とするケフレンシィ
ｑ＝Ｔにおけるピーク以外にも複数のピークが現れる場
合があるが、図６のピーク検出処理部１２では予め与え
られた正常時の肉厚より少し大きな肉厚に対して予測さ
れるＴ＝ｑH と、許容される限界の減肉状態の肉厚より
少し小さな肉厚に対して予測されるＴ＝ｑL とを用い
て、ｑL ＜Ｔ＜ｑH なる範囲内でケプストラムが最大と
なるケフレンシィをＴとして決定する。肉厚算出部１４
はＴを基に配管肉厚を計算する。
【００３２】本実施例の構成によれば、対数パワースペ
クトラム密度のフーリエ逆変換によって得られるケプス
トラムを解析し、正常状態の肉厚から予想される内・外
壁間の往復伝播時間の範囲内でケプストラムが最大とな
るケフレンシィをＴとして配管肉厚を得るようにしたの
で、配管の減肉が進んで受信超音波の波高が減衰する場
合にも、反射パルス間の時間差を精度良く測定し、これ
から配管材中における既知の超音波伝播速度を用いて現
在の肉厚、従って減肉量を測定することのできる。
クトラム密度のフーリエ逆変換によって得られるケプス
トラムを解析し、正常状態の肉厚から予想される内・外
壁間の往復伝播時間の範囲内でケプストラムが最大とな
るケフレンシィをＴとして配管肉厚を得るようにしたの
で、配管の減肉が進んで受信超音波の波高が減衰する場
合にも、反射パルス間の時間差を精度良く測定し、これ
から配管材中における既知の超音波伝播速度を用いて現
在の肉厚、従って減肉量を測定することのできる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、配管の減肉が進んで受信超音波の波高が減衰する
場合にも、反射パルス間の時間差を精度良く測定し、こ
れから配管材中における既知の超音波伝播速度を用いて
現在の肉厚、従って減肉量を測定することのできる。こ
の結果、減肉の進んだ状態の配管の肉厚測定精度が向上
することから、保全上、より問題のある配管の発見が可
能となり、事故・故障の防止、補修期間の短縮とそれに
伴う作業被曝の低減が期待される。また、これによりプ
ラントの信頼性及び稼働率の向上に効果がある。
れば、配管の減肉が進んで受信超音波の波高が減衰する
場合にも、反射パルス間の時間差を精度良く測定し、こ
れから配管材中における既知の超音波伝播速度を用いて
現在の肉厚、従って減肉量を測定することのできる。こ
の結果、減肉の進んだ状態の配管の肉厚測定精度が向上
することから、保全上、より問題のある配管の発見が可
能となり、事故・故障の防止、補修期間の短縮とそれに
伴う作業被曝の低減が期待される。また、これによりプ
ラントの信頼性及び稼働率の向上に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配管減肉測定装置の概略構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】図１の信号処理部の詳細な構成例を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図３】超音波の反射パルスの受信波の波形の例を示す
図形であり、（ａ）は減肉量が小さい場合を示し、
（ｂ）は減肉量が小さい場合を示す。
図形であり、（ａ）は減肉量が小さい場合を示し、
（ｂ）は減肉量が小さい場合を示す。
【図４】図１の検波回路の出力波形の例の図形であり、
（ａ）は減肉量が小さい場合を示し、（ｂ）は減肉量が
大きい場合を示す。
（ａ）は減肉量が小さい場合を示し、（ｂ）は減肉量が
大きい場合を示す。
【図５】反射パルスの包絡線信号の自己相関関数φ
（τ）の例の図形であり、（ａ）は減肉量が小さい場合
を示し、（ｂ）は減肉量が大きい場合を示す。
（τ）の例の図形であり、（ａ）は減肉量が小さい場合
を示し、（ｂ）は減肉量が大きい場合を示す。
【図６】図１の信号処理部の詳細な他の構成例を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図７】反射パルスの包絡線信号のパワースペクトラム
密度の例を示す図形。
密度の例を示す図形。
【図８】反射パルスの包絡線信号のケプストラムの例を
示す図形。
示す図形。
【図９】従来の配管減肉測定装置の信号処理部の構成例
を示すブロック図。
を示すブロック図。
１ 制御部
２ 送信部
３ 超音波探触子
４ 配管
４ａ 配管の外壁表面
４ｂ 配管の内壁表面
４ｃ 配管の外壁裏面
４ｄ 配管の内壁裏面
５ 受信部
６ 検ぱ回路
７ 信号処理部
８ 表示部
１０ 時間窓処理部
１１ 自己相関関数解析部
１２ ピーク検出処理部
１３ 周期判定部
１４ 肉厚算出部
１５ ケプストラム解析部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭60−116345（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−182572（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−226006（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−57907（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−283610（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−105852（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−53806（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 17/00 - 17/08
G01N 29/00 - 29/28
G01S 1/72 - 1/82
G01S 3/80 - 3/86
G01S 5/18 - 5/30
G01S 7/52 - 7/64
G01S 15/00 - 15/96
G21C 17/00 - 17/14
Claims (4)
- 【請求項１】配管外部より超音波パルスを入射した後一
定時間経過後に反射パルスを受信し、この反射パルスの
包絡線信号の自己相関関数φ（τ）に現れる振動周期Ｔ
を求め、配管材質中の超音波伝播速度ｖを用いて配管肉
厚ｄをｄ＝ｖＴ／２として算出することを特徴とする配
管減肉測定方法。 - 【請求項２】配管外部より超音波パルスを入射した後一
定時間経過後に反射パルスを受信し、この反射パルスの
包絡線信号のケプストラムを求め、正常状態の肉厚から
予想されるケフレンシィの範囲内で前記ケプストラムが
最大となるケフレンシィをＴとして求め、配管材質中の
超音波伝播速度ｖを用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２と
して算出することを特徴とする配管減肉測定方法。 - 【請求項３】配管外部に取り付けられ超音波を発射する
とともに検出する超音波探触子と、この超音波探触子に
超音波パルス信号を送る送信部と、前記超音波探触子に
より検出される配管からの反射パルスを受信波として受
信する受信部と、前記受信波の包絡線信号を生成する検
波回路と、前記超音波パルス信号の発射から一定時間経
過後の前記包絡線信号の自己相関関数φ（τ）を計算
し、φ（τ）に現れる振動周期Ｔを求め配管材質中の超
音波伝播速度ｖを用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ／２とし
て算出する信号処理部とを備えたことを特徴とする配管
減肉測定装置。 - 【請求項４】配管外部に取り付けられ超音波を発射する
とともに検出する超音波探触子と、この超音波探触子に
超音波パルス信号を送る送信部と、前記超音波探触子に
より検出される配管からの反射パルスを受信波として受
信する受信部と、前記受信波の包絡線信号を生成する検
波回路と、前記超音波パルス信号の発射から一定時間経
過後の前記包絡線信号のケプストラムを計算し、正常状
態の肉厚から予想されるケフレンシィの範囲内でケプス
トラムが最大となるケフレンシィをＴとして求め配管材
質中の超音波伝播速度ｖを用いて配管肉厚ｄをｄ＝ｖＴ
／２として算出する信号処理部とを備えたことを特徴と
する配管減肉測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33638893A JP3421412B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 配管減肉測定方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33638893A JP3421412B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 配管減肉測定方法と装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198362A JPH07198362A (ja) | 1995-08-01 |
| JP3421412B2 true JP3421412B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=18298623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33638893A Expired - Fee Related JP3421412B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 配管減肉測定方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421412B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101550706B1 (ko) | 2014-05-19 | 2015-09-08 | 한양대학교 산학협력단 | 초음파를 이용한 두께 측정 장치 및 이의 두께 측정 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4563164B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2010-10-13 | 三菱重工業株式会社 | 肉厚監視システム |
| JP2009103459A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Ricoh Elemex Corp | 超音波板厚測定装置 |
| JP5301913B2 (ja) * | 2008-08-05 | 2013-09-25 | 株式会社Ｉｈｉ検査計測 | 超音波肉厚算出方法及びその装置 |
| JP5507267B2 (ja) * | 2010-01-08 | 2014-05-28 | 株式会社Ｉｈｉ検査計測 | 減衰材の肉厚算出方法及びその装置 |
| KR101415359B1 (ko) * | 2013-01-04 | 2014-07-04 | 한국원자력연구원 | 배관의 원주방향 두께 추정 시스템 및 방법 |
| GB2512835A (en) | 2013-04-08 | 2014-10-15 | Permasense Ltd | Ultrasonic detection of a change in a surface of a wall |
| GB2565005B (en) * | 2016-05-17 | 2022-07-06 | Nec Corp | Analysis device, analysis method, and storage medium storing program |
| KR102008805B1 (ko) * | 2018-01-02 | 2019-08-08 | 조선대학교산학협력단 | 관로 내부의 결함 검출 장치 및 방법 |
| CN111102945A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-05 | 重庆科技学院 | 一种现场检测连续油管壁厚的装置和方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33638893A patent/JP3421412B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101550706B1 (ko) | 2014-05-19 | 2015-09-08 | 한양대학교 산학협력단 | 초음파를 이용한 두께 측정 장치 및 이의 두께 측정 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07198362A (ja) | 1995-08-01 |
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