JP4056679B2 - 管の検査システムと検査方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばボイラに使われている熱交換器管の肉厚測定や探傷検査を
管の内側から実施するのに好適な管の非破壊検査システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
ボイラの熱交換器管は長時間使用することによって腐食減肉や割れが発生することがあるので定期的に肉厚測定や探傷検査を行い、健全性を確認する必要があるが、熱交換器管は狭隘かつ複雑に配置されているので、熱交換器管の外側からこれらの非破壊検査することは困難である。そこで従来は図7に示すように構成されたシステムを用いて、熱交換器管の内側から超音波検査が行われている。
【0003】
図7に示す従来の超音波検査システムの全体概略構成図を示すが、超音波検査システムは多数の受圧具101を具備し、一端が超音波センサー102、他端が超音波検査装置103と接続され、相互間の信号伝達を行う信号ケーブル104、この信号ケーブ104を熱交換器管1の内部に送り込んだり、あるいは送り出したりするケーブル送り装置105、ケーブル送り装置105と連結され、信号ケーブル104を巻き取りあるいは巻き戻しするケーブル巻き取り装置106、信号ケーブル104に取り付けている受圧具101に水圧を加えるために用いる水槽107の水を加圧するポンプ108、ポンプ108で発生する加圧水の流れ方向を換える切換弁109、そして、これらのケーブル送り装置105、ケーブル巻き取り装置106、ポンプ108および切換弁109をコントロールする制御装置110によって構成されている。
【0004】
このシステムを用いて熱交換器管1の内側から超音波検査を行う場合は、先ず、上側管寄せ2の近くで熱交換器管1を切断し、ホース111aを介してケーブル送り装置105と接続する。次に、下側管寄せ3の近くで熱交換器管1を切断し、ホース111bを介して熱交換器管1と切換弁109とを接続する。そして、ポンプ108を起動し、加圧水がケーブル巻き取り装置106に向かって流れるように切換弁109を切り換える。なお、熱交換器管の管寄せ2、3には隣接する熱交換器からの連絡管43が接続している。
【0005】
その後、信号ケーブル104をケーブル巻き取り装置106で巻き戻しながらケーブル送り装置105で熱交換器管1の内部へ送り込み先端に取り付けた超音波センサー102で熱交換器管1の超音波検査を内側から行っている。ここで、図8に熱交換器管1の内部を示すが、図8に示すような曲管部において熱交換器管1の内面と信号ケーブル104の間に大きな摩擦力が生じ、信号ケーブル104が座屈するので信号ケーブル104に多数の受圧具101を等間隔で設け、この受圧具101にポンプ108よって発生させた加圧水の圧力を与えることによって信号ケーブル104の搬力を補強している。
【0006】
また、熱交換器管1の超音波検査が終わると切換弁109を切り替えて加圧水の流れ方向を反転させた後、信号ケーブル104をケーブル送り装置装置105で熱交換器管1の内部から送り出しながらケーブル巻き取り装置106で巻き取り一連の超音波検査を終了するものであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図7に示す従来の超音波検査システムでは超音波センサー102を熱交換器管1の内部に送り込むために熱交換器管1を切断する必要があり、その復旧を含め多大な工期と経費がかかっていた。また、信号ケーブル104の搬送に加圧水を必要とするため、システム全体が耐圧かつ大掛かりな構造になっていた。
【0008】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、熱交換器管を切断することなく、また、加圧水を用いないで、熱交換器管の内側からの非破壊検査が簡易にできる検査システムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記本発明の課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。
すなわち、ボイラ鋼管、各種熱交換器の伝熱管等の複数の管と該複数の管の管寄せとからなる管構造物の肉厚測定や探傷検査をその管の内側から行う管の非破壊検査システムであって、前記管構造物の管内を点検するための探索センサーをセンタに接続した信号ケーブルを備えた管の検査システムに関するものであり、複数の管と該複数の管の管寄せとからなる管構造物の管内を点検するための探索センサーをセンタに接続した信号ケーブルを備えた管の検査システムであって、前記管寄せに設置される点検用管台または該点検用管台に隣接する管構造物の連絡管に設けられた、信号ケーブルを内部に挿脱可能な誘導ノズルと、該誘導ノズルの先端を管寄せ内から被検管穴に結合させ、前記点検用管台または該点検用管台に隣接する管構造物の連絡管に固定され、誘導ノズルを上下・左右・前後に移動する機構とノズル先端部を自在に屈曲する機構と回動する機構を備えた案内装置と、前記誘導ノズルの管寄せ側とは反対側の端部に接続した中空のフレキシブルチューブと、前記誘導ノズルと中空のフレキシブルチューブ内部に挿脱自在に配置される表面に摩擦抵抗の小さいラック形状の屈曲自在な皮膜で覆われた信号ケーブルと、該信号ケーブルの先端に取り付けられた探索センサーと、前記信号ケーブルを管内に搬送あるいは搬出する前記信号ケーブル皮膜表面のラック形状部に噛み合うピニオンを備えた皮膜ケーブル送り装置と、前記探索センサーからの信号を受けて検査する検査装置と、該検査装置からの信号を検査結果として演算処理するデータ処理装置と、前記データ処理装置によって演算処理された検査データを表示する表示装置と、記録する記録装置とから構成される管の検査システムである。
【0010】
上記管の検査システムでの案内装置によって管寄せ内に案内される誘導ノズルは先端部が自在に屈曲し、被検管穴に磁力結合する機構を備えたものを使用できる。
【0011】
前記案内装置によって管寄せ内に案内される誘導ノズルは管寄せの軸芯に保持され先端部が自在に屈曲し被検管穴に磁力結合する機構を備えてもよい。
【0012】
また、本発明には、複数の管と該複数の管の管寄せとからなる管構造物の管内を探索センサー先端に備えた信号ケーブルで点検する管の検査方法であって、前記管寄せに設置される点検用管台または該点検用管台に隣接する管構造物の連絡管から前記点検用管台または該点検用管台に隣接する管構造物内部に設けられた、信号ケーブルを内部に挿脱自在にした誘導ノズルを上下、左右、前後及び/又は回転させて誘導ノズル先端部を自在に屈曲させて誘導ノズルの先端を被検管穴に結合させ、前記誘導ノズル内の信号ケーブルを、該信号ケーブル表面を覆う皮膜のラック形状部に噛み合うピニオンを備えた信号ケーブル送り装置で管内に挿脱自在にして、信号ケーブル先端の探索センサーで被検管内を検査する管の検査方法も含まれる。
【0013】
上記のように、信号ケーブルの先端に付けた超音波センサーなどの探索センサーは、案内装置の誘導ノズルを介し管寄せ内から熱交換器管の中に送り込まれるため、超音波検査等の非破壊検査のための熱交換器管の切断が不要になる。また、信号ケーブルは外側を摩擦抵抗が小さいネジ形状をした屈曲自在な皮膜で覆われているので、送り装置で信号ケーブルを熱交換器管の中に確実に送り込めるため加圧水が不要になる。
探索センサーは、超音波センサーに限らず、磁気センサーなどのその他の非破壊検査用のセンサーが用いられる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の熱交換器管の超音波による検査を例にした検査システムについて、図1〜図4により説明する。なお、本実施の形態に係わる超音波検査システムは熱交換器管の管寄せ上部に点検用管台がある場合に適用されるものである。
【0015】
図1〜図4に示す本実施の形態に係わる超音波検査システムは、熱交換器管1の上管寄せ2(図1には一部管壁を取り除いた上管寄せ2を示す)の上部に設置されている点検用管台4aまたは隣接する熱交換器との連絡管43に固定され、誘導ノズル6aの先端を上管寄せ2の内側から熱交換器管1の穴に結合させる案内装置5a、外側が摩擦抵抗の小さいネジ形状をした屈曲自在な皮膜7(図4)で覆われ、一端が超音波センサー8に、他端が超音波検査装置9にそれぞれ接続され、相互間の信号の伝達を行う信号ケーブル10、誘導ノズル6aの終端と中空のフレキシブルチューブ11を介して接続され、信号ケーブル10を熱交換器管1内に搬入あるいは熱交換器管1内から搬出するケーブル送り装置12、超音波検査装置9からの信号を検査結果として演算処理するデータ処理装置13、データ処理装置によって演算処理された検査データを表示する表示装置14と記録する記録装置15とを備えている。
【0016】
ケーブル送り装置12の内部には信号ケーブル10の表面のラック形状の凹凸表面を有する皮膜7と一対ずつ噛み合い、2組からなるピニオン29a、29b、29c、29d(図3)とピニオン29a、29b、29c、29dを駆動する図示しないモーターと皮膜7の凹凸面と噛み合う一対のピニオンからなる計測機構30が設けられている。
【0017】
上記構成からなる超音波検査システムにおいて、熱交換器管1の超音波検査を行う場合、まず、ボイラの給水設備を利用して熱交換器管1の内部に水を満たす。そして、上管寄せ2に設けられている点検用管台4aまたは連絡管43に案内装置5aを図示しないボルトで固定し、誘導ノズル6aの先端を上管寄せ2の内側から熱交換器管1の穴に結合させる。その後、誘導ノズル6aの終端と送り装置12とを中空のフレキシブルチューブ11で接続し、信号ケーブル10の皮膜7と噛み合っている送り装置12のピニオン29a、29b、29c、29dを図示しないモーターで回転させ、一端を超音波センサー8と他端を超音波検査装置9と接続した信号ケーブル10を、交換器管1の中に確実に搬送する。
【0018】
この搬送過程において超音波センサー8と超音波検査装置9との間で信号の授受が行われ、得られた信号をデータ処理装置13で演算処理し、検査結果として表示装置14に表示するとともに、記録装置15に記録する。
【0019】
以上のようにして熱交換器管1が下管寄せ3近くまで超音波検査できれば送り装置12のピニオン29a、29b、29c、29dを反転させ、信号ケーブル10をもとの位置まで搬出し、一連の超音波検査を終了する。
【0020】
上記案内装置5aの一部破断面を示す側面図である図2(a)、図2(b)(図2(a)と図2(b)は90度見る角度を変えた側面図)に示すように、熱交換器管1の前後方向へ自在に屈曲する関節部16、熱交換器管1の左右方向へ自在に屈曲する関節部17、熱交換器管1の穴に磁力結合する電磁石18を備えた誘導ノズル6aと、誘導ノズル6aの関節部16をワイヤー24a、24bを介して自在に屈曲させるエァーシリンダー19a、19b、関節部17をワイヤー25a、25bを介して自在に屈曲させるエァーシリンダー20a、20b、誘導ノズル6aを上下方向へ移動させる上下移動機構21、誘導ノズル6aを前後方向へ移動させる前後移動機構22、誘導ノズル6aを左右方向へ移動させる左右移動機構23とを備えており、誘導ノズル6aの先端を上管寄せ2の内から熱交換器管1の穴に結合させるときには、誘導ノズル6aの内部に図示しないファイバースコープあるいはCCDカメラを挿入し、これで観察しながら関節部16をエァーシリンダー19a、19bで屈曲しながら関節部17をエァーシリンダー20a、20bで屈曲するとともに、前後移動機構22のハンドル26、左右移動機構23のハンドル27および上下移動機構21のハンドル28を操作し、誘導ノズル6aの先端を熱交換器管1の穴に合わせてから電磁石18を作動させ、誘導ノズル6aの先端を上管寄せ2の内側から熱交換器管1の穴に固定する。
【0021】
上記送り装置12は、図3に示すように皮膜7に噛み合うピニオン29a、29b、29c、29dと信号ケーブル10の送り量を計測する計測機構30を備えており、信号ケーブル10を熱交換器管1の任意の位置に搬送する場合は計測機構30で送り量を計測しながら皮膜7のラック形状部に噛み合ったラック7aを図示しないモーターで回動する。
ここで、図4に示すように信号ケーブル10は外側を摩擦抵抗の小さい屈曲自在の皮膜7で覆われ、かつ、最先端には案内子31を備えているので、たとえ熱交換器管1に曲管部があっても座屈することなく信号ケーブル10を熱交換器管1の中に確実に搬送することができる。
【0022】
連絡管43から超音波検査をする場合には、例えば管1の長さ方向に3列に並列配置された3つの管1を連続して検査する。このとき連絡管43近傍の管1が、連絡管43からの流体流入のため、その熱交換器パネルで最も損傷が起こりやすい部分であり、そのように、その近傍の2〜3列の管1を検査して異常がなければ、熱交換器パネル全体に異常なしと判断でき、また、異常があればその周辺の管1をさらに検査する。
【0023】
次に、本発明の他の実施の形態に係わる熱交換器管1の超音波検査システムについて、図5、図6により説明する。図5は超音波検査システム全体の概略図を示し、図6にはその要部断面の上面図(図6(a))と側面図(図6(b))を示す。なお、本実施の形態に係わる超音波検査システムは管寄せ2の側部に点検用管台4bまたは連絡管43がある場合に適用されるものである。
【0024】
図5、図6に示す本実施の形態に係わる熱交換器管1の超音波検査システムは、上管寄せ2の側部に設置されている点検用管台4bまたは連絡管43に固定され、誘導ノズル6bの先端を上管寄せ2の内から熱交換器管1の穴に結合させる案内装置5b、外側が摩擦抵抗の小さいネジ形状をした屈曲自在な皮膜(図示せず)で覆われ、一端が超音波センサー8と他端が超音波検査装置9と接続され、相互間の信号の伝達を行う信号ケーブル10、誘導ノズル6bの終端と中空のフレキシブルチューブ11を介して接続され、信号ケーブル10を熱交換器管1内に搬送あるいは搬出するケーブル送り装置12、超音波検査装置9からの信号を検査結果として演算処理するデータ処理装置13、データ処理装置13によって演算処理された検査データを表示する表示装置14、前記検査データを記録する記録装置15を備えている。
【0025】
上記図5、図6に示す熱交換器管1の超音波検査システムにおいて、熱交換器管1の超音波検査を行う場合、まず、ボイラの給水設備を利用して熱交換器管1の内部に水を満たす。そして、上管寄せ2に設けられている点検用管台4bまたは連絡管43に案内装置5bを締め付け具32で固定し、誘導ノズル6bの先端を上管寄せ2の内から熱交換器管1の穴に結合させる。その後、誘導ノズル6bの終端と送り装置12とを中空のフレキシブルチューブ11で接続し、信号ケーブル10の皮膜7と噛み合っている送り装置12(図3に示す送り装置12と同一の構成を有する)の一対のピニオンを2組を図示しないモーターで回転させ、一端を超音波センサー8と他端を超音波検査装置9と接続した信号ケーブル10を、熱交換器管1の中に確実に搬送する。この搬送過程において超音波センサー8と超音波検査装置9との間で信号の授受が行われ、得られた信号をデータ処理装置13で演算処理し、検査結果として表示装置14に表示するとともに、記録装置15に記録する。
【0026】
以上のようにして熱交換器管1が下管寄せ3近くまで超音波検査できれば送り装置12のピニオンを反転させ、信号ケーブル10をもとの位置まで搬出し、一連の超音波検査を終了する。
【0027】
上記図5、図6に示す案内装置5bは、図6(a)、図6(b)に示すように、先端が自在に屈曲する関節部33、上管せ2の軸芯に保持する調芯機構34、熱交換器管1の穴に磁力結合する電磁石18bを備えた誘導ノズル6bと、誘導ノズル6bの関節部33を図示しないロットを介して自在に屈曲させる屈曲レバー35、開脚装置付調芯機構34を図示しないロットで開脚させる開脚レバー41、誘導ノズル6bの終端をローラー36で支持しながら送り出す送り機構37、誘導ノズル6b全体を回動させる回転機構38とを備えており、誘導ノズル6bの先端を上管寄せ2の内から熱交換器管1の穴に結合させるときには、調芯機構34を開脚レバー41で開脚させ、誘導ノズル6bを管寄せ軸芯に調芯する。そして、誘導ノズル6bの内部に図示しないファイバースコープあるいはCCDカメラを挿入し、これで観察しながら関節部33を屈曲レバー35で屈曲する。次に、送り機構37の送りハンドル39を操作し誘導ノズル6bを管寄せ軸芯方向に送るとともに回転機構38の回転レバー40を操作し周方向に回転させ誘導ノズル6bの先端を熱交換器管1の穴に合わせる。そして、電磁石18bを作動させ誘導ノズル6bの先端を上管寄せ2の内側から熱交換器管1の穴に固定するものである。
【0028】
【発明の効果】
本発明の管の超音波検査システムは、熱交換器管の穴に誘導ノズルの先端を管寄せの内側から結合させる案内装置、一端が超音波センサーと他端が超音波検査装置と接続された信号ケーブル、信号ケーブルを管内に搬送および搬出する送り装置、超音波検査装置からの信号を演算処理するデータ処理装置、データ処理結果を検査データとして表示する表示装置と記録する記録装置とを備えたことによって、信号ケーブルを熱交換器管の内部に挿脱自在にした誘導ノズルを上下、左右、前後及び/又は回転させて誘導ノズル先端部を自在に屈曲させて誘導ノズルの先端を被検管穴に結合させることで、熱交換器管を切断することなく、熱交換器管の超音波検査ができるので検査費用の大幅低減が可能となる。
【0029】
また、信号ケーブルの外側を覆う摩擦抵抗の小さいネジ形状をした屈曲自在の皮膜、この皮膜表面に設けられたネジ山に噛み合うピニオンを具備した送り装置を備えることによって、熱交換器管が例え曲がり部を形成していても加圧水を使用することなく、信号ケーブルを熱交換器管の内部に搬送できるのでシステム全体の簡略化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係わる超音波検査システムの全体説明図である。
【図2】 上記実施形態に係わる案内装置の説明図で、(a)は(b)の側面図である。
【図3】 上記実施形態に係わる送り装置の説明図である。
【図4】 上記実施形態に係わる信号ケーブルが熱交換器管の曲がり部を通過する様子を説明する図である。
【図5】 本発明の他の実施の形態に係わる超音波検査システムの全体説明図である。
【図6】 上記他の実施形態に係わる案内装置の作動説明図で、(a)は通常の状態、(b)は熱交換器管の穴に誘導ノズル先端を結合した状態を説明する図である。
【図7】 従来の超音波検査システムの全体構成を説明する図である。
【図8】 従来の超音波検査システムに係わる信号ケーブルが熱交換器管の曲がり部を通過する様子を説明する図である。
【符号の説明】
1 熱交換器管 2 上側管寄せ
3 下側管寄せ 4a、4b 点検用管台
5a、5b 案内装置 6a、6b 誘導ノズル
7 皮膜 7a ラック
8 超音波センサー 9 超音波検査装
10 信号ケーブル 11 フレキシブルチューブ
12 ケーブル送り装置 13 データ処理装置
14 表示装置 15 記録装置
16、17 関節部 18 電磁石
19a、19b、20a、20b エァーシリンダー
21 上下移動機構 22 前後移動機構
23 左右移動機構
24a、24b、25a、25b ワイヤー
26、27、28 ハンドル
29a、29b、29c、29d ピニオン
30 計測機構 31 案内子
32 締め付け具 33 関節部
34 調芯機構 35 屈曲レバー
36 ローラー 37 送り機構
38 回転機構 39 送りハンドル
40 回転レバー 41 開脚レバー
43 連絡管
101 受圧具 102 超音波センサー
103 超音波検査装置 104 信号ケーブル
105 ケーブル送り装置 106 ケーブル巻き取り装置
107 水槽 108 ポンプ
109 切換弁 110 制御装置
111a、111b ホース
Claims (4)
- 複数の管と該複数の管の管寄せとからなる管構造物の管内を点検するための探索センサーをセンタに接続した信号ケーブルを備えた管の検査システムであって、
前記管寄せに設置される点検用管台または該点検用管台に隣接する管構造物の連絡管に設けられた、信号ケーブルを内部に挿脱可能な誘導ノズルと、
該誘導ノズルの先端を管寄せ内から被検管穴に結合させ、前記点検用管台または該点検用管台に隣接する管構造物の連絡管に固定され、誘導ノズルを上下・左右・前後に移動する機構とノズル先端部を自在に屈曲する機構と回動する機構を備えた案内装置と、
前記誘導ノズルの管寄せ側とは反対側の端部に接続した中空のフレキシブルチューブと、
前記誘導ノズルと中空のフレキシブルチューブ内部に挿脱自在に配置される表面に摩擦抵抗の小さいラック形状の屈曲自在な皮膜で覆われた信号ケーブルと、
該信号ケーブルの先端に取り付けられた探索センサーと、
前記信号ケーブルを管内に搬送あるいは搬出する前記信号ケーブル皮膜表面のラック形状部に噛み合うピニオンを備えた皮膜ケーブル送り装置と、
前記探索センサーからの信号を受けて検査する検査装置と、
該検査装置からの信号を検査結果として演算処理するデータ処理装置と、
前記データ処理装置によって演算処理された検査データを表示する表示装置と、
記録する記録装置と
から構成されることを特徴とする管の検査システム。 - 案内装置によって管寄せ内に案内される誘導ノズルは先端部が自在に屈曲し、被検管穴に磁力結合する機構を備えたことを特徴とする請求項1記載の管の検査システム。
- 案内装置によって管寄せ内に案内される誘導ノズルは管寄せの軸芯に保持され先端部が自在に屈曲し被検管穴に磁力結合する機構を備えたことを特徴とする請求項1記載の管の検査システム。
- 複数の管と該複数の管の管寄せとからなる管構造物の管内を探索センサー先端に備えた信号ケーブルで点検する管の検査方法であって、
前記管寄せに設置される点検用管台または該点検用管台に隣接する管構造物の連絡管から前記点検用管台または該点検用管台に隣接する管構造物内部に設けられた、信号ケーブルを内部に挿脱自在にした誘導ノズルを上下、左右、前後及び/又は回転させて誘導ノズル先端部を自在に屈曲させて誘導ノズルの先端を被検管穴に結合させ、前記誘導ノズル内の信号ケーブルを、該信号ケーブル表面を覆う皮膜のラック形状部に噛み合うピニオンを備えた信号ケーブル送り装置で管内に挿脱自在にして、信号ケーブル先端の探索センサーで被検管内を検査することを特徴とする管の検査方法。
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KR20180098151A (ko) | 2017-02-24 | 2018-09-03 | 미츠비시 쥬코 칸쿄 카가쿠 엔지니어링 가부시키가이샤 | 플렉시블관의 지지 장치 |
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