JP3550984B2 - 配管検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、保温材で囲われた配管の検査手段に係わり、特には、配管が高温の状態で使用されている期間中において保温材を撤去することなく配管を検査するのに好適な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、発電プラントでは、配管などに割れや減肉などの不具合が発生していないかを非破壊検査するために、超音波探触子を用いた超音波検査法が広く用いられている。
【0003】
この方法は、探触子を配管に押し付け走査させながら超音波を配管内部に送信し、割れや配管内面から反射する超音波を受信することで、外観からでは判らない配管内部の健全性を確認する方法である。
【0004】
例えば原子力発電プラントの運転中、原子炉圧力容器周りの温度は摂氏250度から摂氏300度となっている。
【0005】
さらに、プラントの熱損失を抑制し熱効率を向上させるために原子炉圧力容器は隙間を介して保温材に包まれている。
【0006】
このため、例えば原子炉が稼働中で、即ち使用状態で高温となる原子炉圧力容器の検査装置として、特公昭63−24854 号公報に記載のように、耐高温性を持たせた軌道を予め原子炉圧力容器と保温材との隙間に設置し、原子炉の運転を休止し原子炉圧力容器が常温に近くなった温度環境で、超音波探触子等の検査手段を備えた移動体を軌道に取り付けて移動体に装備した駆動手段で軌道沿いに移動しつつ原子炉圧力容器をその検査手段で検査することが知られている。
【0007】
使用状態では、高温となる配管にあっては、その配管を検査するに先立ち、その配管が含まれるプラントの運転を止めて配管を常温近くまで低下させ、さらには、配管の検査部位を囲っている保温材を取り外し、その後に駆動手段で配管の周方向と軸方向とに移動できる超音波探触子を、その駆動手段毎配管に設置し、その探触子を駆動手段で走査させながら配管を超音波で検査する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように保温材で囲われた高温状態の容器を検査するに際しては、検査手段やその駆動手段が動作不良を起こさないように、プラントの運転を止めて常温に近い温度環境にせざる得ない。
【0009】
また、配管を検査対象とする場合には、更に保温材を取り外す作業が必要であった。
【0010】
特に高い健全性の確保が要請されている原子力発電プラントでは、配管や機器の検査のために、計画的に一定期間プラントを休止させて定期検査を実施している。
【0011】
検査環境温度の低下や保温材の取り外しなどを待っていては一層のことプラントの休止期間を延長する要素を生じる。
【0012】
プラントを休止させることは、プラントの運転稼働率の低下を招きかねない課題を生じる。
【0013】
従って、本発明の目的は、プラントが運転中であってもそのプラント内の配管に適用できる配管検査装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するための第1手段は、検査機器と、検査機器を移動させる駆動手段とを、配管とその保温手段との間の間隙に常備してある配管検査装置であり、保温材の取り外しや、配管への検査手段と駆動手段との据え付けを経過することなく、配管と保温手段との間隙空間内で検査機器を駆動手段で移動させながら、検査機器で配管を検査できる。
【0015】
同じく第2手段は、第1手段において、前記駆動手段に前記駆動手段の温度を調節する温度調整手段を備えている配管検査装置であり、第1手段による作用効果に加えて、温度調整手段で駆動手段を動作不良を起こさない温度に維持し、高温環境下での検査手段の移動を確実に成すという作用効果が得られる。
【0016】
同じく第3手段は、第2手段において、前記検査機器として、超音波探触子と、前記超音波探触子と配管との間にカップラントを供給するカップラント供給手段とを有し、前記カップラント供給手段による前記カップラントの供給口を、前記探触子の中央よりも前記探触子の移動方向寄りに、前記供給口から出たカップラントが前記探触子の下方に至る間に前記カップラントに気泡が生じない前記探触子からの近さに配備してあることを特徴とする配管検査装置であり、第2手段による作用効果に加えて、供給口から出されたカップラントが探触子の移動によって探触子の下方に至っても、その至る時間間隔内でカップラントが配管から受ける熱がカップラントに気泡を発生するにまで至らず、探触子の下方のカップラントが探触子から配管への超音波の伝達媒質として確実に機能するという作用効果が得られる。
【0017】
同じく第4手段は、第3手段において、前記超音波探触子には、振動子と配管外表面との間に液体の封入容器を有し、さらには前記封入容器内の前記液体に対する加圧手段を設けることを特徴とする配管検査装置であり、第3手段による作用効果に加えて、振動子から発信した超音波は加圧された液体を伝搬して屈折して配管に伝搬して送信されたり、その逆に受信されたりすることになるが、その液体は加圧されているから、配管からの熱を受けても気泡が発生しにくく、気泡の発生による超音波の送受信特性の劣化を防止できるという効果が得られる。
【0018】
同じく第5手段は、第1手段から第4手段までのいずれか一手段において、保温手段を配管に取り付けるスペーサが通過できる空間をあけて前記配管周囲沿いに沿った形状の本体と、前記本体に取り付けた検査機器と、前記検査機器を移動させる駆動手段として、前記本体を前記配管の軸方向に移動させる軸駆動手段及び前記本体を前記配管の周囲に周方向に移動させる周駆動手段と、を備えたことを特徴とする配管検査装置であり、第1手段から第4手段までのいずれか一手段による作用効果に加えて、スペーサの位置と本体にあけられた空間との周方向の位置が一致するように周駆動手段で本体を回転させ、しかる後に、軸駆動手段で配管の軸沿いに移動させると、その移動中に本体にあけた空間がスペーサを通過して、その後に、周駆動手段と軸駆動手段で検査手段の配管沿いの位置を変えて検査に従事することができ、従って保温材と配管との間隙内に本体の移動の障害となるスペーサが存在しても、そのスペーサとの干渉を避けて通過して検査範囲を拡大できる。
【0019】
同じく第6手段は、第5手段において、軸駆動手段を周方向に分散して本体に配備し、前記本体に前記本体の姿勢を計測する姿勢計測手段を備え、前記姿勢計測手段の計測結果に基づいて前傾側に分散している前記軸駆動手段よりも後傾側に分散している前記軸駆動手段を相対的に速度を速める制御を前記軸駆動手段に加える姿勢安定制御手段を備えていることを特徴とする配管検査装置であり、第5手段による作用効果に加えて、本体の姿勢が傾斜した場合には、姿勢計測手段がその姿勢を計測して、その計測結果を受けて、姿勢安定制御手段が分散した軸駆動手段を駆動制御して本体を配管軸に対して常に垂直に維持させ本体のスムーズな移動と、検査手段の姿勢を正しい姿勢に維持させる効果が得られる。
【0020】
同じく第7手段は、第5手段又は第6手段において、前記配管の既知の位置に超音波を表面波として付与する送信子と、本体側に装備されて前記表面波を受信する受信子と、前記既知の位置を基準にして前記受信子による前記表面波の受信結果で測定した前記受信子までの位置情報を加味して前記本体の配管上での位置を計測する第1の位置計測手段を有することを特徴とする配管検査装置であり、第5手段又は第6手段による作用効果に加えて、既知の位置からの超音波信号を受けて本体の位置を前記既知の位置を基準に正確に計測できるという作用効果が得られる。
【0021】
同じく第8手段は、第7手段において、周駆動手段と軸駆動手段とに周駆動量と軸駆動量とから位置を計測する第2の位置計測手段を備え、第1の位置計測手段による計測結果から、前記第2の位置計測手段による計測位置を校正する第1の校正手段を備えたことを特徴とする配管検査装置であり、第7手段による作用効果に加えて、本体を移動させる各駆動手段の駆動量から計測される位置情報を既知の静止位置を基準にして計測して得られた第1の計測手段による位置情報で校正し、駆動量中に含まれる駆動スリップ量等に基づく計測誤差にて生じる位置情報の累積誤差をなくし、位置計測の精度を上げ、検査位置の位置評定精度を向上するという作用効果が得られる。
【0022】
同じく第9手段は、第7手段又は第8手段において、既知の位置に存在するスペーサの通過を検出するスペーサ検出手段を本体に備え、前記スペーサ検出手段の検出結果を受けて前記既知の位置に関する情報で本体の配管上での軸方向の位置を校正する第2の校正手段を備えたことを特徴とする配管検査装置であり、第7手段又は第8手段による作用効果に加えて、スペーサ検出手段でスペーサを検出してからスペーサの固定された絶対位置の情報で計測した本体の配管軸方向の位置情報を校正し、本体の配管軸方向の位置の精度を向上し、検査位置の位置評定精度を一層向上するという作用効果が得られる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に説明する実施例は、原子力発電プラントの保温材に被覆される高温配管の点検作業を行う配管検査装置を提供しており、特にプラント運転中高温となる配管であっても運転中に検査を継続可能とし、運転中に配管が破壊に至る前にバルブ閉止やポンプあるいはプラントの停止等を行わせると共に、プラントの安全性を損なうことなく休止中に配管の検査を実施し、プラント休止中における検査項目ないしや工数を減少させてプラント休止期間が極力短くなるようにしている。
【0024】
検査手段としては超音波探傷装置が採用される。
【0025】
超音波探傷装置の超音波探触子が検査対象の配管に接近させて用いられ、他の構成は超音波探触子と電気的接続関係にあるものの高熱となる検査対象の配管から離された遠隔地点に設置されている。
【0026】
超音波探傷装置は、超音波探触子の部分から超音波を配管に伝搬させて検査領域からの反射波を超音波探触子の部分で受信して、その受信波に基づく信号を超音波探傷装置が分析して配管の傷や配管の管壁の減肉状態などの状況を非破壊的に検査することができるものである。
【0027】
このような超音波探傷装置は既存のいかなるものであっても良い。
【0028】
但し、検査対象の配管が高温となることを考慮し、その高温環境下に接近する超音波探触子は、例えば図3に示す特願平8−313337 号公報に記載の超音波探触子4が採用される。この超音波探触子4は高いキュリー点単結晶振動子LiNbO3 (4a)とLiNbO3 とほぼ一致した熱膨張係数を持つ保護板4bとを重畳する構成からなって、上記振動子4aと保護板4bの接合面4cにそれぞれ金薄膜層を形成した後、振動子4aと保護板4bの間にろう材を加熱溶融後、10℃/分以下の冷却速度で徐冷して振動子4aと保護板4bを接合することで、摂氏
350度の高温の被検体に対しても利用でき、配管1の減肉監視やき裂の進展監視といったプラント運転中の長時間の監視用センサとして使用できる。
【0029】
本発明に係る配管検査装置の最初の実施例を図1,図2,図3,図4を用いて以下に説明する。
【0030】
図1にあって、本体5は、外周を保温材2で包囲された配管1にあって、保温材2がスペーサ3によって配管1に間隙1aを有して係止されるとともに、配管外表面にあって、配管内部を点検する超音波探触子4と、前記超音波探触子4を保温材2と配管1の間隙1aで移動する駆動手段6と、前記駆動手段6の温度を調節する温度調整手段9と、計測手段7と、制御手段8とを構成したものである。
【0031】
配管1には、その全周を塞がぬよう周方向に間隔を開けてスペーサ3を装備し、スペーサ3は保温材2を支持する。
【0032】
保温材2はさらにその外周を例えばアルミやステンレス材の薄板などによる外装板2aで覆い、保温材2を保護するとともに強度を持たせる。
【0033】
こうすることで、配管1の外周に周方向及び軸方向にわたって配管1と保温材2の間隙1aを形成できる。
【0034】
本体5は、少なくとも前記間隙1a内に収納される大きさとする。
【0035】
装置本体5aは、配管1の周囲に嵌め合って固定される軌道台座5b上に周方向移動可能に取り付けられる。
【0036】
好ましくは、軌道台座5bをばね(図示せず)で支持する当て具5cを介して配管1に固定することで、配管1の熱膨張収縮による寸法変化を吸収し、台座
5bの固定を確実とし高温配管の検査に好適となる。
【0037】
また、図2に装置の部分詳細図を示す。
【0038】
図2の(A)は装置本体5aを横から見た断面図、図2の(C)は装置本体
5aを上から見た断面図である。
【0039】
装置本体5a内部にはモータ6aとそれに接続するピニオンギヤ6bを設けるとともに、前記ピニオンギヤ6bに噛合うよう軌道台座5bにラック5dを設ける。
【0040】
こうして、モータ6aを回転させピニオンギヤ6bを回転させることで本体
5aは軌道台座5b上の適切な位置に移動できる。
【0041】
さらに本体5aは、軸方向へ伸ばしたアーム5eと、ボールねじ6cとこれに回転を与えるモータ6dと、アーム5eに軸方向移動可能に取り付けられるとともに、ボールねじ6cに嵌合しねじ上を摺動する軸台座5fを備える(図2(B)参照)。
【0042】
したがって、モータ6dを回転させることで、ボールねじ6cが回転し軸台座5fをアーム5e上の適切な位置に移動できる。
【0043】
なお、好ましくは各軸の駆動量を計測可能とするためエンコーダ6e,6fなどの位置計測器を各軸に取り付けることで、精密な、より適切な駆動が可能となる。
【0044】
また、軸台座5fには特願平8−313337 号公報に示されるような高温用の超音波探触子(図3)がばね5gを介して支持されるので、配管が高温であっても特別な冷却が不要なので、超音波探触子4を配管外表面に適切に押し付けて走査可能となる。
【0045】
さらに超音波探触子4は、ジンバル機構5hで支持しても良い。
【0046】
これにより、超音波探触子4の配管表面への倣い性が向上し、超音波の配管内部への送受信が効率よく実施できるので、検査の精度が良くなるので好適である。
【0047】
また、装置本体5aにあって、前述のモータ6a,6dやエンコーダ6e,
6fをまとめて断熱ケース5iに収納し、この断熱ケース5iに外部から温度調節手段9を接続する(図2(D)参照)。
【0048】
さらに言えば、モータ6a,6dとボールねじ6cやラック5dもしくはピニオンギヤ6b、あるいは駆動軸車輪の間には断熱材を用いることが望ましい。
【0049】
温度調節手段9は装置制御部8aからの駆動信号に応じて、断熱ケース5iにクーラント9aをポンプ9cで供給するとともに、断熱ケース5iから回収されるクーラント9aは空冷設備9bで冷却され、排熱されることで断熱ケース5i内を冷却し、断熱ケース内の機器が正常に機能するように維持する。
【0050】
モータ6a,6dなど電機部品では、雰囲気の温度が上昇すると性能劣化が生じる場合があるが、温度調節される断熱ケース5iに封入したので、外側の雰囲気がそれら電機部品の機能が維持できない程の高温であっても本来の性能で使用できる。
【0051】
さらに温度調節手段9は装置制御部8aから、クーラント供給用のポンプ9cの送りだし流量あるいは空冷設備9bの空冷程度を調節できるので、信号処理部8bは、装置制御部8aにモータの発生トルク低下など異常信号が発生した場合、装置制御部8aを経由してクーラント9aの供給量、あるいは排熱量を増減することで、断熱ケース5i内の温度を適切に調節できる。
【0052】
これにより駆動手段6に構成されるモータ6a,6dなど部品の温度を適切に制御でき、装置の動作を安定とし、検査の精度が良くなるので高温配管の検査に好適である。
【0053】
さて、再び図1において、この超音波探触子4は外部で計測手段7に接続され、さらに制御手段8へと接続される。
【0054】
制御手段8は、計測手段7からの出力信号が信号処理部8bを経由してプラント10の運転制御部8cよりプラント10へ、例えばバルブ10a及びポンプ
10bへの運転制御信号を出力するよう構成している。
【0055】
また計測手段7からの出力信号は、信号処理部8bを経由して装置制御部8aより本体5の駆動手段6へ各軸の駆動信号を出力するようにも構成している。
【0056】
配管1にき裂や減肉あるいは孔蝕が発生すると、超音波探触子4によってこれら不具合から反射する超音波信号が受信され、計測手段7での演算により検出し、信号処理部8bで超音波探触子4の位置信号と照合し、異状発生の種類や程度,位置を知ることができ、配管1が破壊に至る前に微少なき裂や孔蝕の発生といった予兆を捕えることが可能となる。
【0057】
こうして、運転中の配管1を検査できるので、異状配管の破壊、あるいは減肉の速度や分布といった不具合発生の継続監視や、関連するバルブ10a及びポンプ10bを制御してプラント10の運転状態を調整したり停止させることでプラントの安全性を向上できる。
【0058】
さらに、これら配管の健全性を運転中に既に確認しておくことができるので、プラントの安全性を損なうことなく休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0059】
超音波探触子4には、カップラント供給手段10を有し、前記カップラント
10aの供給ノズル4dを探触子移動方向+X,+Θに設ける。
【0060】
カップラント供給手段10は装置制御部8aからの駆動信号に応じて、超音波探触子4と配管1表面との接触面にカップラント10aを供給する。
【0061】
通常、カップラント10aは超音波探触子4からの超音波の配管内部への送受信を効率よく実施するために、たとえば水やグリセリンなどが用いられるが、これらは高温配管では速やかに蒸発してしまうのでカップラントとしての効果がない。
【0062】
また高温下で用いられるカップラントとしては耐熱製剤入りグリセリンが知られているが、配管が300℃にもなると数分で気泡を発し蒸発してしまう。
【0063】
探触子と配管表面の接触面の隙間にあるカップラント10a中に気泡が発生すると超音波探触子4からの超音波の配管内部への送受信特性上好ましくない。
【0064】
しかしながら、前記カップラント10aの供給ノズル4dを探触子移動方向
+X,+Θに設けているので、超音波探触子4は常に供給されたばかりのまだ気泡の発生していないカップラント4eの上に走査されることになる。
【0065】
このとき、余分なカップラントが探触子の周りにあると、これらが加熱され発生する気泡の影響を受けるので、たとえば探触子の周りを覆わないなどカップラントを速やかに流失せしめる構成としても良い。
【0066】
さらに、超音波探触子4が配管上では配管軸方向+X,−Xと周方向+Θ,−Θ合わせて高々4方向にしか走査されないので、その4個所にカップラントの供給ノズル4dを備えるとともに、カップラント供給手段10に供給ノズルの切替器10bを設けて、探触子移動方向のノズルからカップラントを供給させることが望ましい。
【0067】
もっと言えば、ノズルを探触子の対角2個所4d,4fに設け、探触子移動方向(+X,+Θ)あるいは(−X,−Θ)に近いノズル4dあるいは4fからカップラント10aを供給させることを妨げるものではない。
【0068】
また、カップラント供給手段10は装置制御部8aからの駆動信号に応じて、超音波探触子4と配管1表面との接触面にカップラント10aをポンプ10cで供給するよう構成されている。
【0069】
そこで、計測手段7(図示しない)において超音波探触子4からの超音波信号の強度が弱い場合、信号処理部8bは装置駆動制御部8aを経由してカップラントの供給量をポンプ10cを制御して増減させる信号をカップラント供給手段
10へ出力してポンプ10cによるカップラントの供給量を調整するようにしても良い。
【0070】
これにより、超音波探傷の精度が良くなるので検査に好適である。
【0071】
こうして、運転中の高温配管を効率よく超音波探傷検査できるので、異状配管の破壊、あるいは減肉の速度や分布といった不具合発生の継続監視や、関連するバルブ及びポンプを制御してプラントの運転状態を調整したり停止させることでプラントの安全性を向上できる。
【0072】
さらに、これら配管の健全性を運転中に既に確認しておくことができるので、プラントの安全性を損なうことなく休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0073】
また、超音波探触子とし図11(A)に示したものを用いても良い。
【0074】
図11(A)にあって、超音波探触子4には、振動子4aと配管1外表面との間に液体4hの封入容器4iを有し、前記液体4hを加圧する加圧手段4jを設けたものである。この加圧手段4jは、加圧ボンベから圧力を封入容器4i内に供給する設備であっても、液体4hを加圧して供給する設備であっても良い。
【0075】
前述のカップラントは探触子からの超音波の配管内部への送受信を効率よく実施するために用いられるが、配管内部への送受信に用いられる超音波の種類は、前記超音波探触子内の振動子特有の種類のままのものである。
【0076】
例えば前述の特願平8−313337 号に記載の探触子(図3)は縦波WLを発生する。
【0077】
しかしながら、検査の目的によっては横波や表面波といった種類の超音波を用いて検査することが行われており、縦波を発生させる振動子から別の種類,横波や表面波を配管内部へ送受信する際には、通常、楔型のシュー4kと呼ばれる屈折材を振動子と配管外表面との間に用いることが多い(図12参照)。
【0078】
一般にシュー4kには、加工し易さ,シュー材中の音速が検査対象材中の音速よりも遅く超音波の屈折角が大きいものが用いられ、アクリル材が通常よく用いられている。
【0079】
しかしながら、運転中温度が300℃にもなると短時間でアクリルが焼け解けてしまうので、高温配管で用いるシュー材としては好ましくない。例えば前述の超音波探触子4で表面波WSを送受信する場合では、少なくともシュー材は融点300℃以上であって、材中の音速が検査対象の鋼材の表面波の音速3000m/s以下のものを選ぶ必要がある。
【0080】
これには特殊な銅などの合金やセラミック材が考えられるが一般的ではない。
本発明では、超音波探触子4には、振動子4aと配管1外表面との間に液体
4hの封入容器4iを有しているので、適切な音速のものとして、液体4hとして例えば音速1500m/sである水,音速1400m/sであるマシン油,音速1880m/sであるグリセリンを前記容器4i内に供給して加圧状態に封入することで、好ましい屈折材として用いることが可能となる。
【0081】
この際、高温配管によって液体4hが加熱され沸騰し気泡を生じると超音波の送受信特性が劣化する恐れがあるが、前記封入容器4iは耐圧性材、例えば銅やアルミ,鉄鋼材で製作することで、前記液体4hを加圧する加圧手段4j、ここでは、液体を与圧して封止せしめておくだけでも良いのだが、前記加圧手段4jで液体4hを加圧することで沸騰による気泡の発生を抑止可能となる。
【0082】
こうして、運転中の高温配管を適切な種類の超音波を用いて超音波探傷検査できるので、異状配管の破壊、あるいは減肉の速度や分布といった不具合発生の継続監視や、関連するバルブ及びポンプを制御してプラントの運転状態を調整したり停止させることでプラントの安全性を向上できる。
【0083】
さらに、これら配管の健全性を運転中に既に確認しておくことができるので、プラントの安全性を損なうことなく休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0084】
さらに、本発明の他の実施例を図5,図6,図7,図8を用いて説明する。
【0085】
保温材2を配管1に係止するスペーサ3は配管外表面上に千鳥状に配列される。
【0086】
配管検査装置の本体の駆動手段6には、本体を配管1の周方向に移動する周駆動手段6bと、配管の軸方向に移動する軸駆動手段6cを有し、本体が前記周及び軸駆動手段6及び超音波探触子4を保持するとともに配管1を挟持し自走する。本体5aは円弧状のフレームを有し、そのフレームで検査手段を支持している。
【0087】
図5において、すなわち、本体5aは円弧つまり一部を開口した環形状で構成され、配管1の軸方向に駆動する車輪6cと、周方向に駆動する車輪6bとを、各々少なくとも2個(6bと6g,6cと6h)備える。
【0088】
好ましくは、各方向駆動輪を対向し配置すると、配管1を挟持した際に装置本体5aが安定し、精密な、より適切な駆動が可能となるので望ましい。
【0089】
図6に駆動手段の詳細を示す。
【0090】
これら車輪6gは各々ギヤなど伝達機構6iを介してモータ6jに接続する。さらに各々車輪6gはエアシリンダ6kを介して本体5aに昇降自在に支持されるので、各エアシリンダ6kの伸縮駆動を制御することによって軸駆動車輪、あるいは周駆動車輪を配管外表面に押し付けることができる。
【0091】
したがって、図7(B)に示すごとく例えば軸駆動車輪6c,6hに繋がるエアシリンダ6mを伸長し本体5aから配管1に降ろすとともに、周駆動車輪6b,6gに繋がるエアシリンダ6kを収縮し本体5aへ引上げ、これらと接続するモータ6lを回転させこれら車輪6c,6hを駆動することで、本体5aを配管の軸方向の適切な位置に移動できる。
【0092】
同様に、図7(A)のように、周駆動車輪6b,6gに繋がるエアシリンダ
6kを伸長し本体5aから配管1に降ろすとともに、軸駆動車輪6c,6hに繋がるエアシリンダ6mを収縮し本体5aへ引上げ、これらと接続するモータ6jを回転させこれら車輪6b,6gを駆動することで、本体5aを配管1の周方向の適切な位置に移動できる。
【0093】
好ましくは各軸の駆動量を計測可能とするためエンコーダなどの位置計測器
6nを各軸に取り付けることで、精密な、より適切な駆動が可能となる。この場合、図7(C)(D)のように、計測された車輪の駆動量に基づいて装置本体の走行制御を正確に行えるので、配管1にベント部分1aがあってもベントの内側及び外側の車輪6c及び6hの駆動量をベント1aの曲率に応じて各々調整することで、ベント配管1aに沿った走行が可能となる。
【0094】
もっと言えば、図5で示すように、本体に幾つかの関節5r,5jを設け、各関節にばね(図示しない)を配してリンク構造5k,5lを構成すると、本体の車輪6b,6c,6g,6hを介して配管1を挟む力が増大しより確実に車輪を押し付けでき、垂直配管の軸方向走行であっても車輪がスリップすることなく精密な、より適切な駆動が可能となる。
【0095】
また、本体5aには、周方向に伸びた円弧状アーム5mと、アーム5m上を周方向に摺動する円弧状の台座5nと台座5nにばね5oを介して支持される超音波探触子4を備えるとともに、台座5nにラックを設け、このラックに噛合うピニオンギヤ5pを介して接続するモータ5qを本体5a内に設ける。
【0096】
これにより、車輪6b,6c,6g,6hを駆動させ本体5aを動かすことなく超音波探触子4を走査することができ、車輪の駆動に伴うスリップ発生を抑止でき精密な探傷検査が可能となる。
【0097】
一方、図8に示すように、保温材2を配管1に係止するスペーサ3は配管外表面上に千鳥状に配列3a,3b、すなわち、ある軸位置で周方向の1個所に配置し、円弧状本体5の一部開口部をスペーサ3が通過できる大きさとすることで、装置本体5はスペーサ3があっても配管1の軸方向に移動できる(図8(B)参照)。
【0098】
こうして、装置が配管に沿って自走移動できるように構成したから、プラント運転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0099】
各駆動手段は、図6にみられるように、断熱ケース5i内に収められ、その断熱ケース5i内には温度調整手段が接続されている。即ち、温度調整手段としては図2の(C)(D)の図で示した構成と実質的に同じであり、図2の(C)(D)の図を用いて説明すると、図中のクーラント9aがポンプ9cで図6(A)(B)中のクーラント受け入れ口Aから断熱ケース5iに入り、内部のモータ等の電機部品を冷却してクーラント排出口Bから図2の(C)(D)の図中の空冷設備9bに出されて冷却され、元に戻されるということを繰り返し行われる。これによって断熱ケース内の駆動手段は正常に機能する。
【0100】
また、本体の傾きを抑制したい場合には、以下の構成が図5から図8までの構成に付加される。
【0101】
付加される構成を図9,図10に基づいて以下に説明する。
【0102】
本体5には、それが挟持する配管1との傾きを検出する本体姿勢計測手段7を有し、制御手段8には、本体5を配管1軸に対して垂直とする姿勢安定制御手段8bを設ける。
【0103】
すなわち、少なくとも本体5の周方向に2個所で、さらに、各々本体の軸方向へずらした位置、例えば本体両側面にコイルと、コイル内孔部に嵌合し摺動する鉄心からなる差動変圧器7a,7bを配す一方で、この鉄心はばね7c,7dを介して本体5に固定するとともに、前記鉄心はロッド7e,7fを介して配管1に接触させる。
【0104】
ロッド7e,7fは常にばね7c,7dによって配管へ押し付けられているが、本体5と配管の距離変化にしたがって上下して前記鉄心のコイル中での相対位置を変化させる。
【0105】
これら差動変圧器7a,7bへ交流の励磁電源を接続することで、コイルの中での鉄心の相対位置変化に応じた交流起電力を得る。
【0106】
予め本体側面にそれぞれ設けられた距離計7a,7b間の位置関係を知っておくことで、これら距離計の検出距離の差から本体の配管に対する傾きを知ることができる。
【0107】
ここで、前記ロッドの先端に車輪7g,7hを設けて配管1表面への倣い性を向上させても良く、これは検出する距離の精度を向上させるので本体の姿勢制御に好適である。
【0108】
さらに、もっと言えば、本体の姿勢を配管軸に対して垂直に安定するよう制御するのには本体の傾きを知る必要はない。
【0109】
図10にあって、すなわち、姿勢安定制御手段8bには、本体周方向の2個所にある、本体両側面に設けた距離計の出力をそれぞれ減算器8d,8eに接続し、さらにこれら2つの減算器の出力を1つの減算器8fに接続する。
【0110】
そして、この出力を装置制御部8aに入力し、この入力にしたがって、装置制御部8aがモータなどの駆動手段6へ供給している駆動電源を調整するように制御手段8が構成されている。
【0111】
これによって、例えば本体の1個所が配管に対して前傾(図10中A)すれば他方が後傾(図10中B)するが、前傾姿勢側では駆動輪6Aに減速を、後傾姿勢側では駆動輪6Bに加速を指令するので本体5の姿勢を配管1軸に垂直とできる。
【0112】
なお、計測手段7としては、レーザ干渉測長器や機械接点式ゲージなどを用いても構わない。
【0113】
こうして、円弧状の装置が配管に嵌合してスムーズに自走移動できるよう、また、本体姿勢を安定させ精度よく検査できるよう構成したから、プラント運転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0114】
また、配管面上を車輪で移動する場合には、車輪の回転駆動量を用いて移動位置を計測すると車輪のスリップ等で計測結果に狂いが生じ、正確な位置評定が困難となる。
【0115】
この困難性を克服するために、以下の構成が図5から図8までの構成乃至は、図5から図8に図9,図10の構成を付加した上で更に付加される。
【0116】
個々で新たに付加される構成を図11,図12,図13,図14,図15を用いて説明する。
【0117】
複数のスペーサ3には、順次切替えられながら配管1外表面上を配管軸方向に表面波を送信する送信子Tを備える一方、本体5側にも前記送信子Tに対向し表面波を受信する受信子Rを備え、予め記録された送信子Tの位置と、該送信子Tからの伝播距離Lの測定値とから、本体5の配管1上での位置を計測する計測手段7とを構成したものである。
【0118】
すなわち、図11(B)に示すように、スペーサ3の内部に貫通して、配管表面に表面波を送受信する超音波探触子Tを設ける。
【0119】
この探触子並びにシューは耐高温性を有しており配管1に直接接触させても良いので、これらをスペーサ3の下端部へ埋設する。
【0120】
なお、探触子Tをスペーサ3の上端部あるいは保温材2の外側に設けて配管1表面までにステンレス鋼材などの導波棒を配置しても良い。
【0121】
これは探触子の耐高温性に余裕を生むため高温配管への超音波の送受信に好適である。
【0122】
また、高温での使用に鑑み、超音波を配管に非接触で送受信する電磁超音波 (EMAT)プローブを配管面に近付けても構わない。
【0123】
さて、図13のごとく、これらの探触子(以下、送信子Tと呼ぶ)を備えるスペーサ3を配管1に複数、好ましくは周方向にずらせながら千鳥状あるいは螺旋状に配置(...,T(i−1),T(i),T(i+1),...)させて、外部で切替え器7iを介して送信器7jと接続する。
【0124】
送信器7jは送信子Tの振動子が超音波を発生するようパルス電圧を発生し、前記切替え器7iで順次送信子(...,T(i−1),T(i),T(i+1),...)との接続を切替えながら選択的にパルス電圧を送信子Tに印加する。
【0125】
これとともに装置本体5にも配管表面に表面波を送受信する超音波探触子(以下、受信子Rと呼ぶ)を設ける。
【0126】
表面波は一般に強い指向性を有しており、超音波の進行方向での広がりは数度程度である。
【0127】
そこで、送信子T,受信子Rを互いに対向するよう配管軸方向に平行に配置する。
【0128】
次に、受信子Rを外部で受信器7kに接続し、前記受信器7kには検波器7lを介して受信波有無判定器7mに接続する。
【0129】
さらに、受信波有無判定器7mはしきい値設定器7nと接続されるとともに伝播距離測定器7oに接続する。
【0130】
受信子Rに超音波が受信されるとその振動子によって受信超音波の振動エネルギーに応じた交流電圧が発生するので、検波器7lを通して受信波形を得る。
【0131】
この波形を入力される受信波有無判定器7mは、送信器7jの出力に適当にタイミングを取り、また、出力に応じて受信波形を適当に増幅した後、しきい値設定器7nで予め設定された電圧以上の入力があると受信があったとして受信した波形を伝播距離測定器7oに出力する。
【0132】
さらに、受信波有無判定器7nは切替え器7jにも接続されており、ある送信子(i−1番目)T(i−1)から送信された表面波の受信がなかったと判定すると、送信器7jとの接続を次の送信子(i番目)T(i)に切替えるよう切替え器7iに指示信号を入力する。前記切替え器7iは、マルチプレクサあるいはリレーなどの切替え手段で構成されるので、受信波有無判定器7mからの切替え指示信号に応じて送信器とある送信子への接続を次の送信子に切替え可能である。
【0133】
次に、伝播距離測定器7oは、受信波有無判定器7mから入力された受信波形の例えばピーク波形の受信時間Triと送信子のパルス電圧印可時間Ttiの時間差Tti−Tri、及び音速Vsを用いて伝播距離Li=Vs×(Tti−
Tri)を測定する。
【0134】
また、伝播距離測定器7oは、比較器7pへ接続され、前記比較器7pは送信子位置記録器7qに接続する。
【0135】
送信子位置記録器7qには、送信子あるいはスペーサ(i番目)T(i)の配管軸方向の位置Xi,周方向の位置Θiが、送信子あるいはスペーサ毎のデータベースとして予め記録されている。
【0136】
前記比較器7pは、伝播距離測定器7oから対象の送信子(i番目)T(i)と、その送信子T(i)からの伝播距離Liを入力されると、そのi番目の送信子位置情報Xi,Θiを読出し、これと伝播距離Liとを比較演算し受信子Rの位置情報を、配管軸方向の位置Xr=Xi+Li,周方向の位置Θr=Θiで算出する。
【0137】
なお、好ましくは、受信子Rは本体に備わっており、受信子位置の本体との相対的な位置関係Xd,Θdは既知であるから、受信子位置情報Xr,θrとから本体の位置情報Xo=Xr+Xd,Θo=Θr+Θdを算出するようにしても良い。さらに、比較器7pは表示器7rにも接続している。
【0138】
したがって、前記受信子の位置情報、あるいは本体の位置情報を表示することができる。
【0139】
このように計測手段7を構成したので、図15の流れ図に示す手順によって装置の位置をスペーサという固定された構造物を基準として正確に測定可能となる。
【0140】
こうして、装置の位置測定を行えるように構成したから、保温材に包囲された高温配管の検査精度が向上し、さらにプラント運転中に行う検査範囲あるいは検査時間を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0141】
位置の測定に関し、図16,図17に示した以下の構成を採用しても良い。
【0142】
装置にあって、本体5には、本体の配管上での周及び軸方向位置を計測する計測手段6nを内蔵するとともに、前記計測手段の測定値を、予め記録された送信子Tの位置と、該送信子からの伝播距離Lの測定値とから算出した位置情報から、本体の配管上での周方向位置を校正する計測手段7とを構成したものである。送信子T,切替え器7i,受信子R,受信器7k,検波器7l,受信波有無判定器7m,しきい値設定器7n,伝播距離測定器7o,比較器7p,送信子位置記録器7qの部分は前記載内容と重複するので説明を省略する。
【0143】
さて、本体5の周及び軸方向駆動手段6b,6cに計測手段を、例えばエンコーダ6nをモータ6j出力軸に接続するなどして設けて、本体各軸の駆動量を常時計測し積算することで、本体5の配管上での周方向位置及び軸方向位置の測定値θr,xrを得る(図7(A),図6参照)。
【0144】
前記駆動手段6b,6cあるいは計測手段6nは本体位置記録器7tに接続する。
【0145】
本体位置記録器7tは、少なくとも随時書込み読出し自在なメモリで構成されるので、前記駆動手段6b,6cあるいは計測手段6nから少なくとも本体の配管上での周方向位置が入力されるとその測定値θrを記録する。
【0146】
一方、伝播距離測定器7o及び送信子位置記録器7qから接続されている比較器7pは、本体周位置校正器7sに接続する。
【0147】
前記比較器7pは、伝播距離測定器7oから対象の送信子(i−1番目)T(i−1)と、その送信子からの伝播距離L(i−1)を入力されると、そのi−1番目の送信子位置情報X(i−1),Θ(i−1)を読出し、これと伝播距離L(i−1)とを比較演算し受信子の位置情報を、配管軸方向の位置Xr=X(i−1)+L(i−1)で算出する。
【0148】
これとともに、比較器7pは、送信子位置記録器7qから次のi番目の送信子の位置情報Xi,Θiを読出して受信子の伝播距離の予測値li=L(i−1)+(Xi―X(i−1))を算出し本体周位置校正器7sへ出力する。
【0149】
なお、ここでは簡単のために配管の周方向走査、受信子の位置を装置の位置代表点として説明する。本体周位置校正器7sでは、既知である配管の半径rと比較器からの入力Li,liとから、受信子がi−1番目からi番目の送信子と対向した位置に走査される間に生じた配管周方向の測定誤差偏差ΔΘ(i−1)= (√(Li2−li2))/rを算出する。
【0150】
次に、本体位置記録器7tに記録されている配管上での周方向位置の測定値
Θ(i−1)を読出して、受信子がi番目の送信子と対向した位置での本体の周位置Θi=Θ(i−1)+ΔΘ(i−1)を算出し、周方向の位置Θr=Θiを算出する。
【0151】
さらに、本体周位置校正器7sは表示器7rにも接続している。
【0152】
したがって、前記本体の位置情報、あるいは本体の位置情報を表示することができる。
【0153】
表面波の指向性は数度と狭いのだが、一般に送信子からの距離が大きくなると超音波の分布幅が広くなり、周方向の位置測定の精度が劣化する。
【0154】
また、装置内蔵のエンコーダを用いた位置測定では、装置が長時間あるいは長距離自走する間に測定精度が誤差の累積により劣化する。
【0155】
しかし、上述のように位置計測手段を構成したので、本体の配管上での誤差を適宜校正できるので、周方向位置Θrの測定値θrの精度を向上できる。
【0156】
こうして、装置の周位置測定を正確に行えるように構成したから、図17の流れ図に示す手順によって送信子あるいはスペーサの配置が疎であっても保温材に包囲された高温配管の検査精度が向上し、さらに、プラント運転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0157】
さらにまた、図18,図19,図20で示し以下に説明する位置測定手段を採用しても良い。
【0158】
本体5には、スペーサ3の通過を検出するスペーサ検出手段7zを内蔵し、本体の配管上での周及び軸方向位置を計測する計測手段6nを内蔵するとともに、前記計測手段の測定値を、予め記録されたスペーサTの位置と、該スペーサTを本体5が通過したことの検出情報から、本体の配管上での軸方向位置を校正する計測手段7とを構成したものである。
【0159】
送信子T,切替え器7i,受信子R,受信器7k,検波器7l,受信波有無判定器7m,しきい値設定器7n,伝播距離測定器7o,比較器7p,送信子位置記録器7q,本体周位置校正器7s,本体周位置記録器7tの部分は前記載内容と重複するので説明を省略する。
【0160】
さて、図20のように本体5の周方向の一部開口部の両側にピックアップコイル7zを設け、交流の励磁電源を接続する。
【0161】
スペーサ3には通常鉄材などの磁性材を用いるので、本体5がスペーサ3との衝突を回避し前記開口部にスペーサ3が通過する際には、前記ピックアップコイル7zのインダクタンスが変化する。
【0162】
したがって、これらのコイル電流を検出することでスペーサ3の通過を検出できる。
【0163】
好ましくは、スペーサ3が開口部に入る時及び出る時がインダクタンスの変化が大きいので、各タイミング位置の中間位置を以ってスペーサ中心軸位置と判定すると、スペーサ位置を精度よく検出できるので好適である。
【0164】
さらに、ピックアップコイル7zに替えて前記開口部に光電管式スイッチを備えても構わない。
【0165】
もっと言えば、機械式接触スイッチを用いてスペーサ3との接触検出を以ってスペーサ通過の位置を検出しても良い。
【0166】
このようにスペーサ検出手段7zを構成する一方、図18に示すごとく、本体5の周及び軸方向駆動手段6b,6cに計測手段を、例えばエンコーダ6nをモータ6j出力軸に接続するなどして設けて、本体周方向及び軸方向の駆動量を常時計測し積算することで、本体5の配管上での周方向位置及び軸方向位置の測定値θr,xrを得る(図7(A),図6参照)。前記駆動手段6b,6cあるいは計測手段6nは本体周位置記録器7t及び軸位置記録器7vに接続する。
【0167】
各本体位置記録器は、少なくとも随時書込み読出し自在なメモリで構成されるので、前記駆動手段あるいは計測手段から入力された本体の配管上での周方向位置測定値θr及び軸方向位置測定値xrがそれぞれ記録される。
【0168】
さらに、送信子位置記録器7q(以下、スペーサ位置記録器)とスペーサ検出手段7zが軸位置比較器7xに接続し、軸位置比較器7xは本体軸位置校正器
7uに接続する。軸位置比較器7xは、前記スペーサ検出手段7zからのi番目のスペーサ通過検出信号が入力されると、本体軸さらには周位置記録器が記録している本体の位置情報xr,θrをもとにスペーサ位置記録器7qに記録されているスペーサ位置情報Xi,Θiを読出し、本体軸位置校正器7uに出力する。次に、前記本体軸位置校正器7uは、本体軸位置記録器7vに接続されており、軸位置比較器7xからの入力Xiで本体の軸位置Xr=Xiを、また、本体軸位置記録器7vに記録されている本体5の軸位置測定値xr=Xrを更新する。さらに、本体軸位置校正器7uは表示器7yにも接続している。したがって、前記本体の軸及び周位置情報を表示することができる。
【0169】
表面波を用いた距離測定の精度は、配管の表面性状やベント,エルボなど溶接部の影響で劣化する。また、装置内蔵のエンコーダを用いた位置測定では、装置が長時間あるいは長距離自走する間に測定精度が誤差の累積により劣化する。
【0170】
しかし、上述のように計測手段7を構成したので、本体の配管上での誤差を適宜校正できるので、周方向及び軸方向位置Θr,Xrの測定値θr,xrの精度を向上できる。
【0171】
こうして、装置の周及び軸位置測定を正確に行えるように構成したから、図
19の流れ図に示す手順によって、送信子あるいはスペーサの配置が疎であったり配管の表面性状やベント,エルボなどの影響を受ける位置であっても保温材に包囲された高温配管の検査精度が向上し、さらに、プラント運転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0172】
以上の各実施例から明らかなように、請求項1や請求項2に対応した具体的内容が実施例の中に以下の様に盛り込まれている。
【0173】
配管には、その全周を塞がぬよう周方向に間隔を開けてスペーサを周配し、スペーサは保温材を支持する。保温材はさらにその外周を例えばアルミやステンレス材の薄板などによる外装板で覆い、保温材を保護するとともに強度を持たせる。こうすることで、配管の外周に周方向及び軸方向にわたって配管と保温材の間隙を形成できる。装置は、少なくとも前記間隙内に収納される大きさとする。
【0174】
装置本体は、配管の周囲に嵌め合って固定される軌道台座上に周方向移動可能に取り付けられる。好ましくは、軌道台座をばねで支持する当て具を介して配管に固定することで、配管の熱膨張収縮による寸法変化を吸収し、台座の固定を確実とし高温配管の検査に好適となる。また、本体内部にはモータとそれに接続するピニオンギヤを設けるとともに、前記ピニオンギヤに噛合うよう軌道台座にラックを設ける。こうして、モータを回転させピニオンギヤを回転させることで本体は軌道台座上の適切な位置に移動できる。さらに本体は、軸方向へ伸ばしたアームと、ボールねじとこれに回転を与えるモータと、アームに軸方向移動可能に取り付けられるとともに、ボールねじに嵌合しねじ上を摺動する軸台座を備える。したがって、モータを回転させることで、ボールねじが回転し軸台座をアーム上の適切な位置に移動できる。なお、好ましくは各軸の駆動量を計測可能とするためエンコーダなどの位置計測器を各軸に取り付けることで、精密な、より適切な駆動が可能となる。また、軸台座には特願平8−313337 号に示されるような高温用の超音波探触子がばねを介して支持されるので、配管が高温であっても特別な冷却が不要なので、探触子を配管外表面に適切に押し付けて走査可能となる。さらに探触子は、ジンバル機構で支持しても良い。これにより、探触子の配管表面への倣い性が向上し、超音波の配管内部への送受信が効率よく実施できるので、検査の精度が良くなるので好適である。また、装置本体にあって、前述のモータやエンコーダをまとめて断熱ケースに収納し、この断熱ケースに外部から温度調節手段を接続する。さらに言えば、モータとボールねじやラックもしくはピニオンギヤ、あるいは駆動軸車輪の間には断熱材を用いることが望ましい。温度調節手段は装置制御部からの駆動信号に応じて、断熱ケースにクーラントを供給するとともに、断熱ケースから回収されるクーラントの排熱を行って断熱ケースを冷却する。モータなど電機部品では、雰囲気の温度が上昇すると性能劣化が生じる場合があるが、温度調節される断熱ケースに封入したので、装置の雰囲気が高温であっても本来の性能で使用できる。さらに温度調節手段は装置制御部から、クーラント供給量あるいは排熱量を調節できるので、信号処理部は、装置制御部にモータの発生トルク低下など異常信号が発生した場合、装置制御部を経由してクーラントの供給量、あるいは排熱量を増減することで、断熱ケース内の温度を適切に調節できる。これにより駆動手段に構成されるモータなど部品の温度を適切に制御でき、装置の動作を安定とし、検査の精度が良くなるので高温配管の検査に好適である。さて、この超音波探触子は外部で計測手段に接続され、さらに制御手段へと接続される。制御手段は、計測手段からの出力信号が信号処理部を経由してプラントの運転制御部よりプラントへ、例えばバルブ及びポンプへの運転制御信号を出力するよう構成している。また計測手段からの出力信号は、信号処理部を経由して装置制御部より装置の駆動手段へ各軸の駆動信号を出力するようにも構成している。配管にき裂や減肉あるいは孔蝕が発生すると、超音波探触子によってこれら不具合から反射する超音波信号が受信され、計測手段での演算により検出し、信号処理部で探触子の位置信号と照合し、異状発生の種類や程度,位置を知ることができ、配管が破壊に至る前に微少なき裂や孔蝕の発生といった予兆を捕えることが可能となる。こうして、運転中の高温配管を検査できるので、異状配管の破壊、あるいは減肉の速度や分布といった不具合発生の継続監視や、関連するバルブ及びポンプを制御してプラントの運転状態を調整したり停止させることでプラントの安全性を向上できる。さらに、これら配管の健全性を運転中に既に確認しておくことができるので、プラントの安全性を損なうことなく休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0175】
さらに、請求項3に対応した具体的内容が実施例の中に以下のよに盛り込まれている。
【0176】
カップラント供給手段は装置制御部からの駆動信号に応じて、探触子と配管表面との接触面にカップラントを供給する。通常、カップラントは探触子からの超音波の配管内部への送受信を効率よく実施するために、たとえば水やグリセリンなどが用いられるが、これらは高温配管では速やかに蒸発してしまうのでカップラントとしての効果がない。また高温下で用いられるカップラントとしては耐熱製剤入りグリセリンが知られているが、配管が300℃にもなると数分で気泡を発し蒸発してしまう。探触子と配管表面の接触面の隙間にあるカップラント中に気泡が発生すると探触子からの超音波の配管内部への送受信特性上好ましくない。しかしながら、前記カップラントの供給ノズルを探触子移動方向に設けているので、探触子は常に供給されたばかりのまだ気泡の発生していないカップラントの上に走査されることになる。このとき、余分なカップラントが探触子の周りにあると、これらが加熱され発生する気泡の影響を受けるので、たとえば探触子の周りを覆わないなどカップラントを速やかに流失せしめる構成としても良い。さらに、探触子が配管上では配管軸方向と周方向合わせて高々4方向にしか走査されないので、その4個所にカップラントの供給ノズルを備えるとともに、カップラント供給手段に供給ノズルの切替器を設けて、探触子移動方向のノズルからカップラントを供給させることが望ましい。もっと言えば、ノズルを探触子の対角2個所に設け、探触子移動方向に近いノズルからカップラントを供給させることを妨げるものではない。また、カップラント供給手段は装置制御部からの駆動信号に応じて、探触子と配管表面との接触面にカップラントを供給するよう構成されている。そこで、計測手段において探触子からの超音波信号の強度が弱い場合、信号処理部は装置駆動制御部を経由してカップラントの供給量を増減させる信号をカップラント供給部へ出力するようにしても良い。これにより、超音波探傷の精度が良くなるので検査に好適である。
【0177】
こうして、運転中の高温配管を効率よく超音波探傷検査できるので、異状配管の破壊、あるいは減肉の速度や分布といった不具合発生の継続監視や、関連するバルブ及びポンプを制御してプラントの運転状態を調整したり停止させることでプラントの安全性を向上できる。さらに、これら配管の健全性を運転中に既に確認しておくことができるので、プラントの安全性を損なうことなく休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0178】
さらに、請求項4に対応した具体的内容が実施例の中に以下のよに盛り込まれている。
【0179】
前述のカップラントは探触子からの超音波の配管内部への送受信を効率よく実施するために用いられるが、配管内部への送受信に用いられる超音波の種類は、前記超音波探触子内の振動子特有の種類のままのものである。例えば前述の特願平8−313337 号に記載の探触子は縦波を発生する。しかしながら、検査の目的によっては横波や表面波といった種類の超音波を用いて検査することが行われており、縦波を発生させる振動子から別の種類、横波や表面波を配管内部への送受信の際には、通常、楔型のシューと呼ばれる屈折材を振動子と配管外表面との間に用いることが多い。一般にシューには、加工し易さ、シュー材中の音速が検査対象材中の音速よりも遅く超音波の屈折角が大きいものが用いられ、アクリル材が通常よく用いられている。しかしながら、運転中温度が300℃にもなると短時間でアクリルが焼け解けてしまうので、高温配管で用いるシュー材としては好ましくない。例えば前述の探触子で表面波を送受信する場合では、少なくともシュー材は融点300℃以上であって、材中の音速が検査対象の鋼材の表面波の音速3000m/s以下のものを選ぶ必要がある。これには特殊な銅などの合金やセラミック材が考えられるが一般的ではない。本発明では、超音波探触子には、振動子と配管外表面との間に液体の封入容器を有しているので、適切な音速のものとして、例えば音速1500m/sである水,音速1400m/sであるマシン油,音速1880m/sであるグリセリンを前記容器内に供給することで、好ましい屈折材として用いることが可能となる。この際、高温配管によって液体が加熱され沸騰し気泡を生じると超音波の送受信特性が劣化する恐れがあるが、前記封入容器は耐圧性材、例えば銅やアルミ,鉄鋼材で製作することで、前記液体を加圧する加圧手段、ここでは、液体を与圧して封止せしめておくだけでも良いのだが、前記加圧手段で液体を加圧することで沸騰による気泡の発生を抑止可能となる。
【0180】
こうして、運転中の高温配管を適切な種類の超音波を用いて超音波探傷検査できるので、異状配管の破壊、あるいは減肉の速度や分布といった不具合発生の継続監視や、関連するバルブ及びポンプを制御してプラントの運転状態を調整したり停止させることでプラントの安全性を向上できる。さらに、これら配管の健全性を運転中に既に確認しておくことができるので、プラントの安全性を損なうことなく休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0181】
さらに、請求項5に対応した具体的内容が実施例の中に以下のよに盛り込まれている。
【0182】
すなわち、本体は円弧つまり一部を開口した環形状で構成され、配管の軸方向に駆動する車輪と、軸方向に駆動する車輪とを、各々少なくとも2個備える。好ましくは、各方向駆動輪を対向し配置すると、配管を挟持した際に装置本体が安定し、精密な、より適切な駆動が可能となるので望ましい。これら車輪は各々ギヤなど伝達機構を介してモータに接続する。さらに各々車輪はエアシリンダを介して本体に昇降自在に支持されるので、各エアシリンダの伸縮駆動を制御することによって軸駆動車輪、あるいは周駆動車輪を配管外表面に押し付けることができる。したがって、例えば軸駆動車輪に繋がるエアシリンダを伸長し本体から配管に降ろすとともに、周駆動車輪に繋がるエアシリンダを収縮し本体へ引上げ、これらと接続するモータを回転させこれら車輪を駆動することで、本体を配管の軸方向の適切な位置に移動できる。同様に、周駆動車輪に繋がるエアシリンダを伸長し本体から配管に降ろすとともに、軸駆動車輪に繋がるエアシリンダを収縮し本体へ引上げ、これらと接続するモータを回転させこれら車輪を駆動することで、本体を配管の周方向の適切な位置に移動できる。好ましくは各軸の駆動量を計測可能とするためエンコーダなどの位置計測器を各軸に取り付けることで、精密な、より適切な駆動が可能となる。この場合、計測された車輪の駆動量に基づいて装置本体の走行制御を正確に行えるので、配管にベント部分があってもベントの内側及び外側の車輪の駆動量をベントの曲率に応じて各々調整することで、ベント配管に沿った走行が可能となる。もっと言えば、本体に幾つかの関節を設け、各関節にばねを配してリンク構造を構成すると、本体の車輪を介して配管を挟む力が増大しより確実に車輪を押し付けでき、垂直配管の軸方向走行であっても車輪がスリップすることなく精密な、より適切な駆動が可能となる。
【0183】
また、本体には、周方向に伸びた円弧状アームと、アーム上を周方向に摺動する円弧状の台座と台座にばねを介して支持される探触子を備えるとともに、台座にラックを設け、このラックに噛合うピニオンギヤを介して接続するモータを本体内に設ける。これにより、車輪を駆動させ本体を動かすことなく探触子を走査することができ、車輪の駆動に伴うスリップ発生を抑止でき精密な探傷検査が可能となる。
【0184】
一方、保温材を配管に係止するスペーサは配管外表面上に千鳥状に配列、すなわち、ある軸位置で周方向の1個所に配置し、円弧状本体の一部開口部をスペーサが通過できる大きさとすることで、装置本体はスペーサがあっても配管の軸方向に移動できる。
【0185】
こうして、装置が配管に沿って自走移動できるように構成したから、プラント運転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0186】
また、請求項6に対応した具体的内容が実施例の中に以下のよに盛り込まれている。
【0187】
すなわち、少なくとも本体の周方向に2個所で、さらに、各々本体の軸方向へずらした位置、例えば本体両側面にコイルと、コイル内孔部に嵌合し摺動する鉄心からなる差動変圧器を配す一方で、この鉄心はばねを介して本体に固定するとともに、前記鉄心はロッドを介して配管に接触させる。ロッドは常にばねによって配管へ押し付けられているが、本体と配管の距離変化にしたがって上下して前記鉄心のコイル中での相対位置を変化させる。これら差動変圧器へ交流の励磁電源を接続することで、コイルの中での鉄心の相対位置変化に応じた交流起電力を得る。予め本体側面にそれぞれ設けられた距離計間の位置関係を知っておくことで、これら距離計の検出距離の差から本体の配管に対する傾きを知ることができる。ここで、前記ロッドの先端に車輪を設けて配管表面への倣い性を向上させても良く、これは検出する距離の精度を向上させるので本体の姿勢制御に好適である。さらに、もっと言えば、本体の姿勢を配管軸に対して垂直に安定するよう制御するのには本体の傾きを知る必要はない。すなわち、姿勢安定制御手段には、本体周方向の2個所にある、本体両側面に設けた距離計の出力をそれぞれ減算器に接続し、さらにこれら2つの減算器の出力を1つの減算器に接続する。そして、この出力を装置制御部に入力し、この入力にしたがって、装置制御部がモータなどの駆動手段へ供給している駆動電源を調整するように制御手段が構成されている。これによって、例えば本体の一個所が配管に対して前傾すれば他方が後傾するが、前傾姿勢側では駆動輪に減速を、後傾姿勢側では加速を指令するので装置の姿勢を配管軸に垂直とできる。なお、距離計としては、レーザ干渉測長器や機械接点式ゲージなどを用いても構わない。
【0188】
こうして、円弧状の装置が配管に嵌合してスムーズに自走移動できるよう、また、本体姿勢を安定させ精度よく検査できるよう構成したから、プラント運転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0189】
また、請求項7に対応した具体的内容が実施例の中に以下の様に盛り込まれている。
【0190】
すなわち、スペーサの内部に貫通して、配管表面に表面波を送受信する超音波探触子を設ける。この探触子並びにシューは耐高温性を有しており配管に直接接触させても良いので、これらをスペーサの下端部へ埋設する。なお、探触子をスペーサの上端部あるいは保温材の外側に設けて配管表面までにステンレス鋼材などの導波棒を配置しても良い。これは探触子の耐高温性に余裕を生むため高温配管への超音波の送受信に好適である。また、高温での使用に鑑み、超音波を配管に非接触で送受信する電磁超音波(EMAT)プローブを配管面に近付けても構わない。さて、これらの探触子(以下、送信子と呼ぶ)を備えるスペーサを配管に複数、好ましくは周方向にずらせながら千鳥状あるいは螺旋状に配置させて、外部で切替え器を介して送信器と接続する。送信器は送信子の振動子が超音波を発生するようパルス電圧を発生し、前記切替え器で順次送信子との接続を切替えながら選択的にパルス電圧を送信子に印加する。これとともに装置本体にも配管表面に表面波を送受信する超音波探触子(以下、受信子と呼ぶ)を設ける。表面波は一般に強い指向性を有しており、超音波の進行方向での広がりは数度程度である。そこで、送信子,受信子を互いに対向するよう配管軸方向に平行に配置する。次に、受信子を外部で受信器に接続し、前記受信器には検波器を介して受信波有無判定器に接続する。さらに、受信波有無判定器はしきい値設定器と接続されるとともに伝播距離測定器に接続する。受信子に超音波が受信されるとその振動子によって受信超音波の振動エネルギーに応じた交流電圧が発生するので、検波器を通して受信波形を得る。この波形を入力される受信波有無判定器は、送信器の出力に適当にタイミングを取り、また、出力に応じて受信波形を適当に増幅した後、しきい値設定器で予め設定された電圧以上の入力があると受信があったとして受信した波形を伝播距離測定器に出力する。さらに、受信波有無判定器は切替え器にも接続されており、ある送信子(i−1番目)から送信された表面波の受信がなかったと判定すると、送信器との接続を次の送信子(i番目)に切替えるよう切替え器に指示信号を入力する。前記切替え器は、マルチプレクサあるいはリレーなどの切替え手段で構成されるので、受信波有無判定器からの切替え指示信号に応じて送信器とある送信子への接続を次の送信子に切替え可能である。次に、伝播距離測定器は、受信波有無判定器から入力された受信波形の例えばピーク波形の受信時間Triと送信子のパルス電圧印加時間Ttiの時間差Tti−Tri、及び音速Vsを用いて伝播距離Li=Vs×(Tti−Tri)を測定する。また、伝播距離測定器は、比較器へ接続され、前記比較器は送信子位置記録器に接続する。送信子位置記録器には、送信子あるいはスペーサ(i番目)の配管軸方向の位置Xi、周方向の位置Θiが、送信子あるいはスペーサ毎のデータベースとして予め記録されている。前記比較器は、伝播距離測定器から対象の送信子(i番目)と、その送信子からの伝播距離Liを入力されると、そのi番目の送信子位置情報Xi,Θiを読出し、これと伝播距離Liとを比較演算し受信子の位置情報を、配管軸方向の位置Xr=Xi+Li,周方向の位置Θr=Θiで算出する。なお、好ましくは、受信子は本体に備わっており、受信子位置の本体との相対的な位置関係Xd,Θdは既知であるから、受信子位置情報Xr,θrとから本体の位置情報Xo=Xr+Xd,Θo=Θr+Θdを算出するようにしても良い。さらに、比較器は表示器にも接続している。したがって、前記受信子の位置情報、あるいは本体の位置情報を表示することができる。このように位置計測手段を構成したので、装置の位置をスペーサという固定された構造物を基準として正確に測定可能となる。
【0191】
こうして、装置の位置測定を行えるように構成したから、保温材に包囲された高温配管の検査精度が向上し、さらにプラント運転中に行う検査範囲あるいは検査時間を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0192】
また、請求項8に対応した具体的内容が実施例の中に以下のように盛り込まれている。
【0193】
前述の送信子,切替え器,受信子,受信器,検波器,受信波有無判定器,しきい値設定器,伝播距離測定器,比較器,送信子位置記録器の部分は前記載内容と重複するので説明を省略する。
【0194】
さて、本体の周及び軸方向駆動手段に計測手段を、例えばエンコーダをモータ出力軸に接続するなどして設けて、本体各軸の駆動量を常時計測し積算することで、本体の配管上での周方向位置及び軸方向位置の測定値θr,xrを得る。前記駆動手段あるいは計測手段は本体位置記録器に接続する。本体位置記録器は、少なくとも随時書込み読出し自在なメモリで構成されるので、前記駆動手段あるいは計測手段から少なくとも本体の配管上での周方向位置が入力されるとその測定値θrを記録する。一方、伝播距離測定器及び送信子位置記録器から接続されている比較器は、本体周位置校正器に接続する。前記比較器は、伝播距離測定器から対象の送信子(i−1番目)と、その送信子からの伝播距離L(i−1)を入力されると、そのi−1番目の送信子位置情報X(i−1),Θ(i−1)を読出し、これと伝播距離L(i−1)とを比較演算し受信子の位置情報を、配管軸方向の位置Xr=X(i−1)+L(i−1)で算出する。これとともに、比較器は、送信子位置記録器から次のi番目の送信子の位置情報Xi,Θiを読出して受信子の伝播距離の予測値li=L(i−1)+(Xi―X(i−1))を算出し本体周位置校正器へ出力する。なお、ここでは簡単のために配管の周方向走査、受信子の位置を装置の位置代表点として説明する。本体周位置校正器では、既知である配管の半径rと比較器からの入力Li,liとから、受信子がi−1番目からi番目の送信子と対向した位置に走査される間に生じた配管周方向の測定誤差偏差
ΔΘ(i−1)=(√(Li2−li2))/rを算出する。次に、本体位置記録器に記録されている配管上での周方向位置の測定値Θ(i−1)を読出して、受信子がi番目の送信子と対向した位置での本体の周位置Θi=Θ(i−1)+ΔΘ(i−1)を算出し、周方向の位置Θr=Θiを算出する。さらに、本体周位置校正器は表示器にも接続している。したがって、前記本体の位置情報、あるいは本体の位置情報を表示することができる。表面波の指向性は数度と狭いのだが、一般に送信子からの距離が大きくなると超音波の分布幅が広くなり、周方向の位置測定の精度が劣化する。また、装置内蔵のエンコーダを用いた位置測定では、装置が長時間あるいは長距離自走する間に測定精度が誤差の累積により劣化する。しかし、上述のように位置計測手段を構成したので、本体の配管上での誤差を適宜校正できるので、周方向位置Θrの測定値θrの精度を向上できる。
【0195】
こうして、装置の周位置測定を正確に行えるように構成したから、送信子あるいはスペーサの配置が疎であっても保温材に包囲された高温配管の検査精度が向上し、さらに、プラント運転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0196】
また、請求項9に対応した具体的内容が実施例の中に以下の様に盛り込まれている。
【0197】
前述の送信子,切替え器,受信子,受信器,検波器,受信波有無判定器,しきい値設定器,伝播距離測定器,比較器,送信子位置記録器,本体周位置校正器,本体周位置記録器の部分は前記載内容と重複するので説明を省略する。
【0198】
さて、本体の周方向の一部開口部の両側にピックアップコイルを設け、交流の励磁電源を接続する。スペーサには通常鉄材などの磁性材を用いるので、装置がスペーサとの衝突を回避し前記開口部にスペーサが通過する際には、前記ピックアップコイルのインダクタンスが変化する。したがって、これらのコイル電流を検出することでスペーサの通過を検出できる。好ましくは、スペーサが開口部に入る時及び出る時がインダクタンスの変化が大きいので、各タイミング位置の中間位置を以ってスペーサ中心軸位置と判定すると、スペーサ位置を精度よく検出できるので好適である。さらに、ピックアップコイルに替えて前記開口部に光電管式スイッチを備えても構わない。もっと言えば、機械式接触スイッチを用いてスペーサとの接触検出を以ってスペーサ通過の位置を検出しても良い。このようにスペーサ検出手段を構成する一方、本体の周及び軸方向駆動手段に計測手段を、例えばエンコーダをモータ出力軸に接続するなどして設けて、本体周方向及び軸方向の駆動量を常時計測し積算することで、本体の配管上での周方向位置及び軸方向位置の測定値θr,xrを得る。前記駆動手段あるいは計測手段は本体周位置記録器及び軸位置記録器に接続する。各本体位置記録器は、少なくとも随時書込み読出し自在なメモリで構成されるので、前記駆動手段あるいは計測手段から入力された本体の配管上での周方向位置測定値θr及び軸方向位置測定値xrがそれぞれ記録される。さらに、送信子位置記録器(以下、スペーサ位置記録器)とスペーサ検出手段が軸位置比較器に接続し、軸位置比較器は本体軸位置校正器に接続する。軸位置比較器は、前記スペーサ検出手段からのi番目のスペーサ通過検出信号が入力されると、本体軸さらには周位置記録器が記録している本体の位置情報xr,θrをもとにスペーサ位置記録器に記録されているスペーサ位置情報Xi,Θiを読出し、本体軸位置校正器に出力する。次に、前記本体軸位置校正器は、本体軸位置記録器に接続されており、軸位置比較器からの入力Xiで本体の軸位置Xr=Xiを、また、本体軸位置記録器に記録されている本体の軸位置測定値xr=Xrを更新する。さらに、本体軸位置校正器は表示器にも接続している。したがって、前記本体の軸及び周位置情報を表示することができる。表面波を用いた距離測定の精度は、配管の表面性状やベント,エルボなど溶接部の影響で劣化する。また、装置内蔵のエンコーダを用いた位置測定では、装置が長時間あるいは長距離自走する間に測定精度が誤差の累積により劣化する。しかし、上述のように位置計測手段を構成したので、本体の配管上での誤差を適宜校正できるので、周方向及び軸方向位置Θr,Xrの測定値θr,xrの精度を向上できる。
【0199】
こうして、装置の周及び軸位置測定を正確に行えるように構成したから、送信子あるいはスペーサの配置が疎であったり配管の表面性状やベント,エルボなどの影響を受ける位置であっても保温材に包囲された高温配管の検査精度が向上し、さらに、プラント運転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。
【0200】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、配管と保温材との間隙間に検査装置が常設されているから、保温材を取り外すことなく迅速に配管の検査が実施できる上、検査装置の駆動手段の温度調整に必要となるクーラント供給量或いは排熱量を調節して検査装置の動作を安定とし、検査の精度が良くなる。
【0201】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明による効果に加えて、高温環境下でもカップラントが正常な状態である内に配管に対する超音波の送受信を行いその配管の検査を確実に行える。
【0202】
請求項3の発明によれば、請求項2の発明による効果に加えて、振動子と配管との間の超音波屈折材が温度の影響を受けにくい状態に維持されるから、従来その屈折材が温度の影響を受け易い環境温度でも、配管を適切な種類の超音波を用いて確実に検査することができる。
【0203】
請求項4の発明によれば、配管と保温材との間隙間に検査装置が常設されているから、保温材を取り外すことなく迅速に配管の検査が実施できる上、検査装置がスペーサを通過して配管に沿って移動可能で、検査範囲を拡大できる。
【0204】
請求項5の発明によれば、請求項4の発明による効果に加えて、検査装置の駆動手段が動作不良を起こさないように温度管理してあるので、プラントの運転中高温環境下であっても配管の検査が確実に実施できる。
【0205】
請求項6の発明によれば、請求項1又は請求項2又は請求項3の発明による効果に加えて、検査装置がスペーサを通過して配管に沿って移動可能で、検査範囲を拡大できる。
【0206】
請求項7の発明によれば、請求項4又は請求項5又は請求項6の発明による効果に加えて、配管を検査する装置の姿勢を制御して配管沿いの移動を円滑に行い、さらには、装置全体の姿勢を制御することで検査手段の姿勢も正して、精度よく配管を検査できる。
【0207】
請求項8の発明によれば、請求項4又は請求項5又は請求項6又は請求項7の発明による効果に加えて、既知の位置を基準にして保温材に包囲されていても、位置測定を行える配管検査装置を提供できる。
【0208】
請求項9の発明によれば、請求項8による効果に加えて、検査装置に内蔵した位置計測手段による位置情報を校正して位置測定を正確に行える配管検査装置を提供できる。請求項10の発明によれば、請求項8又は請求項9による効果に加えて、既知のスペーサの位置情報で検査装置の配管軸方向の位置情報を校正して位置測定を一層正確に行える配管検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す配管検査装置の全体図である。
【図2】図1の配管検査装置の部分詳細図であり、(A)図は各駆動手段の縦断面図を、(B)図は超音波探触子の近傍を示した断面図を、(C)図は(A)図の駆動手段の平断面図を、(D)図は温度調整手段の保温材の外側の構成を示す系統図をそれぞれ示している。
【図3】本発明の実施例で採用される従来技術による高温用探触子の縦断面図である。
【図4】図3の(B)図に示した超音波探触子に対するカップラントの供給系統図であって、(A)図は超音波探触子の近傍を表し、(B)図は保温材の外側に配備された部分を表し、(C)図及び(D)図は超音波探触子の移動方向毎に使用するカップラント供給口を示した概念図である。
【図5】本発明の他の実施例による配管検査装置の図であり、(A)図は配管軸方向からみて表した図、(B)図はその側面からみて表した図である。
【図6】図5に示した駆動手段の詳細図であり、(A)図は配管へ車輪がタッチしている状況を示し、(B)図は配管から車輪を浮かせている状況を示している図である。
【図7】図5の検査装置が移動している状況を示した図であり、(A)図は周方向に、(B)図は軸方向に、(C)図は配管のエルボ部分(曲管部分)を配管軸方向に移動している状況を、(D)図は(C)図の状況を配管軸方向から見た図を表している。
【図8】検査対象の配管と周囲の保温材と両者の間に装備されたスペーサとの配置関係を示した図であり、(A)図は配管軸方向からみた図であり、(B)図は縦断面で且つ検査装置を含めて表した図である。
【図9】図5,図6に示した検査装置に姿勢計測手段を装備した場合のその計測手段近傍断面図であり、(A)図は姿勢が傾斜していない場合を、(B)図は姿勢が傾斜している場合を表している。
【図10】図9の姿勢計測手段に接続された姿勢の制御手段の模式図である。
【図11】図11(A)図は超音波の屈折材を用いた超音波探触子の断面図であり、(B)図は(A)図の探触子を位置計測用の発信源として用いた場合のスペーサ部分の縦断面図である。
【図12】図11の超音波探触子の送受信状態を示した概念図である。
【図13】図11(B)図の発信源を装備した設備の全体図である。
【図14】本発明の実施例で用いられる位置計測システムの概念構成図である。
【図15】図14の位置計測システムの機能フローチャート図である。
【図16】本発明の他の実施例による位置計測システムの概念構成図である。
【図17】図16の位置計測システムの機能フローチャート図である。
【図18】本発明の更に他の実施例による位置計測システムの概念構成図である。
【図19】図18の位置計測システムの機能フローチャート図である。
【図20】図18に示したスペーサ検出手段配置を示した図であり、(A)図は配管軸方向から見た図を、(B)図は縦断面で且つ複数の検査装置位置を同時に表示して表した図である。
【符号の説明】
1…配管、1a…間隙、2…保温材、3…スペーサ、4…超音波探触子、5…本体、6…駆動手段、7…計測手段、8…制御手段、9…温度調整手段、10…カップラント供給手段。
Claims (10)
- 検査機器と、検査機器を移動させる駆動手段とを、配管とその保温手段との間の間隙に常備し、前記配管保温手段の外部に設けられ前記駆動手段の温度を調節する温度調節手段と、前記温度調整手段の冷却能力を制御する装置制御部とを備えてある配管検査装置。
- 請求項1において、前記検査機器として、超音波探触子と、前記超音波探触子と配管との間にカップラントを供給するカップラント供給手段とを有し、前記カップラント供給手段による前記カップラントの供給口を、前記探触子の中央よりも前記探触子の移動方向寄りに、前記供給口から出たカップラントが前記探触子の下方に至る間に前記カップラントに気泡が生じない前記探触子からの近さに配備してあることを特徴とする配管検査装置。
- 請求項2において、前記超音波探触子には、振動子と配管外表面との間に液体の封入容器を有し、さらには前記封入容器内の前記液体に対する加圧手段を設けることを特徴とする配管検査装置。
- 検査機器と、検査機器を移動させる駆動手段とを、配管とその保温手段との間の間隙に常備してある配管検査装置において、前記保温手段を前記配管に取り付けるスペーサが通過できる空間をあけて前記配管周囲沿いに沿った形状の本体と、前記本体に取り付けた前記検査機器と、前記検査機器を移動させる駆動手段として、前記本体を前記配管の軸方向に移動させる軸駆動手段及び前記本体を前記配管の周囲に周方向に移動させる周駆動手段と、を備えたことを特徴とする配管検査装置。
- 請求項4において、前記駆動手段に前記駆動手段の温度を調節する温度調整手段を備えていることを特徴とする配管検査装置。
- 請求項1又は請求項2又は請求項3において、保温手段を配管に取り付けるスペーサが通過できる空間をあけて前記配管周囲沿いに沿った形状の本体と、前記本体に取り付けた検査機器と、前記検査機器を移動させる駆動手段として、前記本体を前記配管の軸方向に移動させる軸駆動手段及び前記本体を前記配管の周囲に周方向に移動させる周駆動手段と、を備えたことを特徴とする配管検査装置。
- 請求項4又は請求項5又は請求項6において、軸駆動手段を周方向に分散して本体に配備し、前記本体に前記本体の姿勢を計測する姿勢計測手段を備え、前記姿勢計測手段の計測結果に基づいて前傾側に分散している前記軸駆動手段よりも後傾側に分散している前記軸駆動手段を相対的に速度を速める制御を前記軸駆動手段に加える姿勢安定制御手段を備えていることを特徴とする配管検査装置。
- 請求項4又は請求項5又は請求項6又は請求項7において、前記配管の既知の位置に超音波を表面波として付与する送信子と、本体側に装備されて前記表面波を受信する受信子と、前記既知の位置を基準にして前記受信子による前記表面波の受信結果で測定した前記受信子までの位置情報を加味して前記本体の配管上での位置を計測する第1の位置計測手段を有することを特徴とする配管検査装置。
- 請求項8において、周駆動手段と軸駆動手段とに周駆動量と軸駆動量とから位置を計測する第2の位置計測手段を備え、第1の位置計測手段による計測結果から、前記第2の位置計測手段による計測位置を校正する第1の校正手段を備えたことを特徴とする配管検査装置。
- 請求項8又は請求項9において、既知の位置に存在するスペーサの通過を検出するスペーサ検出手段を本体に備え、前記スペーサ検出手段の検出結果を受けて前記既知の位置の情報で本体の配管上での軸方向の位置を校正する第2の校正手段を備えたことを特徴とする配管検査装置。
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