JP4255674B2

JP4255674B2 - 大径管の板厚測定システム

Info

Publication number: JP4255674B2
Application number: JP2002312588A
Authority: JP
Inventors: 仁郎仲山; 正剛河村
Original assignee: Shin Nippon Nondestructive Inspection Co Ltd
Current assignee: Shin Nippon Nondestructive Inspection Co Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP2004144710A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、発電所等で使用される復水器の冷却用に用いられ、地中やコンクリートに埋設された大径の循環水管の外面腐食を測定する大径管の板厚測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、原子力発電所や水力発電所において使用される復水器の冷却用に用いる大径の循環水管等の大径管の大部分は、地中やコンクリート下に埋設されており、１０〜２０年という長期間の使用によって、水分等により配管の外面に発生する腐食が心配されている。従って、安全操業及び寿命の延長を考慮して、外面腐食の発生部位の特定や広範囲な腐食の存在と進行状況の確認を必要としている。管を掘り出すことは現実的でないため、外面腐食の調査方法として、管内面から、超音波厚さ計を用いた人手によるスポット的な測定が行われているが、管内側に測定用の足場の架設等が必要となり、このために、多額の工事費及び工事期間を要し、また、スポット測定であるので、外面腐食状況を正確に把握することは困難であった。さらに、人手によるため、測定する作業者にとっては、過酷な作業となった。
こうした問題を解決するため、マグネット車輪を備え管軸方向及び円周方向に走行可能な台車に、走行方向に移動体を往復動させるスライドユニットを搭載し、移動体には、超音波センサー及び超音波センサーを測定面に押圧する昇降シリンダを設け、これにより配管等の所定の測定位置の板厚を自動的に測定する板厚測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２３２１２５号公報（要約、図１〜図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の板厚測定装置においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
測定面を転動するマグネット車輪は金属製であり、また、吸着力が強いため、配管のコーティング層を傷め、配管の腐食を早めるという問題があった。
また、台車は管軸方向及び円周方向に走行できるが、台車を止めた状態で１個の超音波センサーを測定位置に移動し、その後、超音波センサーを測定面に押圧するので、配管の腐食の状態をチェックするために、配管全体（管軸方向及び円周方向）の測定をする場合には、測定の作業能率が極めて悪いという問題もあった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、測定用の足場の架設等が不要で、外面腐食状況を正確に、かつ能率よく把握することができ、これにより作業者の負担とならない大径管の板厚測定システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る大径管の板厚測定システムは、タイヤが軟質材からなってそれぞれ独立に駆動される前側及び後側の４つの走行車輪を有し、大径管の内面を走行可能な親台車と、
親台車の底部に固定され、大径管の内面と僅少の隙間を有し親台車を大径管の内面の任意の位置に固定可能な磁力を有するマグネットと、
親台車の進行方向に２列かつ千鳥状に並べて配置され、しかも親台車に上下動かつ前後に首振り可能に設けられて大径管に常時付勢され、それぞれが親台車と同一方向を向いて４つの小車輪を備えた４個以上の子台車と、
それぞれの子台車に設けられ、大径管の内面との間に少しの隙間を有して配置された反射型の超音波センサー、並びに超音波センサーを同時に作動させる多チャンネル型超音波制御装置と、
超音波センサーと大径管との間に形成された隙間に媒質水を供給する水供給手段と、
親台車に超音波センサーとは別位置に設けられて、親台車の走行距離を測定する距離計と、
距離計の出力並びに多チャンネル型超音波制御装置の出力を入力とする表示装置とを有し、
親台車は、走行方向の中央部に設けられたベースフレーム部の前端部に、左右に前側の走行車輪が設けられた前側車輪駆動部が揺動用固定軸を介して連結され、前側車輪駆動部は水平方向に対して揺動可能とされると共にその揺動角度を規制する回転止めを備え、更にベースフレーム部の後端部に、左右に後側の走行車輪が設けられた後側車輪駆動部がねじ締結によって連結され、
子台車は、隣接する子台車に搭載する超音波センサーの干渉領域を超えて配置されていると共に、各列の子台車は超音波センサーの横方向有効探傷幅の１倍を超え２倍未満の範囲に配置され、
表示装置は、距離計の出力並びに超音波センサーの出力から、大径管の内周方向の測定位置に対する所定幅の肉厚分布を出力する。
【０００７】
これによって、測定用の足場の架設等が不要で、超音波センサーを設けた子台車を、マグネットを備えた親台車に上下動かつ前後に首振り可能に設けて大径管の内面を走行させ、しかも、距離計の出力並びに超音波センサーの出力から、大径管の内周方向の測定位置に対する所定幅の肉厚分布を表示装置に出力することにより、大径管全体の板厚を実質上自動的かつ連続的に測定することができる。
【０００８】
本発明に係る大径管の板厚測定システムにおいて、マグネットは、親台車の前後にそれぞれ設けることもできる。これによって、親台車が凹曲面を有する大径管の内周方向を走行する際、親台車が安定して走行できる。
本発明に係る大径管の板厚測定システムにおいて、４つの走行車輪が独立に減速電動機によって駆動され、しかも、減速電動機にはウォーム減速機を設けることもできる。これによって、４つの走行車輪が独立に駆動されるので、親台車を任意の位置に走行でき、また、ウォーム減速機を設けているので、親台車の位置決めが容易にできる。
【０００９】
本発明に係る大径管の板厚測定システムにおいて、表示装置の出力は、大径管の内周を展開状態に表示した平面上に色分け記載することもできる。これによって、外面腐食状況をより分かりやすく把握することができ、これにより作業者の負担が軽減される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る大径管の板厚測定システムの構成を示す説明図、図２は同大径管の板厚測定システムの構成を示す説明図、図３は同大径管の板厚測定システムの親台車の正面図、図４は同大径管の板厚測定システムの親台車の平面図、図５は同大径管の板厚測定システムの親台車の側面図、図６は同大径管の板厚測定システムの側面図、図７は同大径管の板厚測定システムの親台車の要部拡大断面図、図８は同大径管の板厚測定システムの親台車の後側車輪駆動部の正断面図、図９は同大径管の板厚測定システムの親台車の後側車輪駆動部の側断面図、図１０は同大径管の板厚測定システムの子台車の正断面図、図１１は同大径管の板厚測定システムの子台車の平面図、図１２は同大径管の板厚測定システムの子台車の平断面図、図１３は同大径管の板厚測定システムの距離計の取付状態を示す正面図、図１４は同大径管の板厚測定システムの距離計の取付状態を示す平断面図、図１５は同大径管の板厚測定システムの超音波センサーによる測定幅を示す説明図、図１６は同大径管の板厚測定システムの表示装置に表示される測定結果の説明図である。
【００１１】
図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る大径管の板厚測定システム１０は、タイヤが軟質材であるゴムからなって、それぞれ駆動される４つの走行車輪１１ａ〜１１ｄを有し、例えば、地中やコンクリート下に埋設された大径管１２の内面１３を走行可能な親台車１４と、親台車１４の前後端部の底部に固定され、大径管１２の内面１３と僅少の隙間Ｓを有し、親台車１４を大径管１２の内面１３の任意の位置に固定可能な磁力を有するマグネット１５、１６と、親台車１４の進行方向に２列かつ千鳥状に並べて配置され、しかも親台車１４に上下動かつ前後に首振り可能に設けられて大径管１２の内面１３に常時付勢され、それぞれが４つの小車輪６９ａ〜６９ｄを備え、親台車１４と同一方向を向いた６個の子台車１７〜２２とを備えている。
【００１２】
図１〜図４に示すように、大径管の板厚測定システム１０は、さらに、それぞれの子台車１７〜２２に設けられ、大径管１２の内面１３との間に少しの隙間ｓ（図１０参照）を有して配置された反射型の超音波センサー２３、並びに超音波センサー２３を同時に作動させる多チャンネル型超音波制御装置２４と、超音波センサー２３と大径管１２の内面１３との間に形成された隙間ｓに媒質水を供給する水供給手段２５と、親台車１４に超音波センサー２３とは別位置に設けられて、親台車１４の走行距離を測定する距離計２６と、距離計２６の出力並びに多チャンネル型超音波制御装置２４の出力を入力とする表示装置の一例であるディスプレイ１１８を有するデータ処理用パソコン２７とを備えている。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１３】
図３〜図６に示すように、親台車１４は、走行方向（前後方向）の中央部に設けられ平面視にて主として矩形状のベースフレーム部２８と、ベースフレーム２８の後端部にねじ締結により連結された後側車輪駆動部２９と、ベースフレーム部２８の前端部に揺動用固定軸３０を介して連結された前側車輪駆動部３１とを備えている。従って、前側車輪駆動部３１は後側車輪駆動部２９及びベースフレーム部２８に対して、揺動用固定軸３０回りに水平方向に対して約±６°の範囲で揺動するようになっている。
中空部を有するベースフレーム部２８の左右の側板６２、６３には、前後、上下の４箇所に長円の切欠き３２が形成されており、切欠き３２を介して内部を観察でき、かつ、ベースフレーム部２８の軽量化を図っている。
【００１４】
図３、図４及び図６に示すように、後側車輪駆動部２９の左右には、後側の２つの走行車輪１１ａ、１１ｂが設けられており、走行車輪１１ａ、１１ｂはそれぞれ、独立して設けられた減速電動機３３、３４及び減速電動機３３、３４にそれぞれ連結された駆動機構３５、３６を介して回転駆動されるようになっている。なお、減速電動機３３、３４は速度計発電機を取付けた直流モータとしている。
【００１５】
図８及び図９に示すように、駆動機構３５（３６は３５の勝手違い）は、減速電動機３３の出力軸３７に設けられたギア３８と、ギア３８に噛合するギア３９が一端部（前側）に設けられ、中央部にウォーム４０が形成されたウォーム軸４１と、ウォーム４０に噛合するウォームホイール４２が中央部に取付けられた車輪駆動軸４３とを備えており、車輪駆動軸４３の一端部（右側）に走行車輪１１ａが回転可能に設けられている。なお、ウォーム軸４１はハウジング４８に設けられた軸受４４、４５により回転支持され、車輪駆動軸４３もハウジング４８に設けられた軸受４６、４７により回転支持されている。
【００１６】
図３及び図６に示すように、後側車輪駆動部２９の下面には矩形板状のマグネット１６が、ケース１６ａを介して取付けられており、走行車輪１１ａ、１１ｂ及びケース１６ａの走行方向の中心位置は略一致している。従って、走行車輪１１ａ、１１ｂが走行面に対して上下しても、マグネット１６は大径管１２の内面１３と僅少の隙間Ｓを維持することができる。
【００１７】
図３〜図５に示すように、後側車輪駆動部２９と同様に、前側車輪駆動部３１の左右にも、前側の２つの走行車輪１１ｃ、１１ｄが設けられており、走行車輪１１ｃ、１１ｄはそれぞれ、独立して設けられた減速電動機４９、５０及び減速電動機４９、５０にそれぞれ連結された駆動機構３５、３６を介して回転駆動されるようになっている。なお、減速電動機４９、５０も速度計発電機を取付けた直流モータとしている。
【００１８】
図４及び図７に示すように、前側車輪駆動部３１の駆動機構３５、３６間には、ねじ締結によって着脱可能で、断面コ字状の揺動フレーム５１が設けられている。ベースフレーム部２８と前側車輪駆動部３１とを連結する揺動用固定軸３０は、ベースフレーム部２８の前側側面５２に当接するフランジ部５３と、揺動フレーム５１の前後方向の両側面５４、５５に形成された摺動孔５６、５７に摺動する摺動部５８とを有している。従って、揺動フレーム５１はベースフレーム部２８に固定された揺動用固定軸３０回りに揺動することができる。
【００１９】
図３及び図５に示すように、走行車輪１１ｃ、１１ｄ及び揺動フレーム５１の走行方向の中心位置は略一致しており、揺動フレーム５１の下面には複数塊からなる矩形板状のマグネット１５が、ケース１５ａを介して取付けられている。従って、走行車輪１１ｃ、１１ｄが大径管１２の内面１３の凸凹により揺動フレーム５１が揺動しても、マグネット１５は大径管１２の内面１３と僅少の隙間Ｓを維持することができる。なお、図７中の符号５９は摺動部５８に媒質水が侵入するのを防止するオイルシールを、符号６０は揺動用固定軸３０の前端部に形成された雄ねじに螺合する取付ナットを、符号６１は揺動フレーム５１の揺動角度を規制する回転止めを表している。
【００２０】
図３、図４に示すように、ベースフレーム部２８の左右方向の側板６２、６３の上端に取付座６４、６５を備え、平面視して矩形枠状のセンサー保持用フレーム６６の大半が、ベースフレーム部２８内に設けられている。子台車１７〜２２は親台車１４を構成するベースフレーム部２８の進行方向に２列かつ千鳥状に並べて配置されている。前側の３個の子台車１７〜１９はセンサー保持用フレーム６６の前側側板６７に左右方向に沿ってピッチＰで取付けられており、一方、後側の３個の子台車２０〜２２はセンサー保持用フレーム６６の後側側板６８に、子台車１７〜１９に対向して左右方向に沿ってピッチＰで、しかも、子台車１７〜１９に対して左右方向に沿ってピッチ（Ｐ／２）ずらせて取付けられている。また、子台車１７〜１９と子台車２０〜２２との前後方向の間隔をＫとしている。
【００２１】
即ち、子台車１７〜１９と子台車２０〜２２との間隔Ｋは、隣接する子台車１７〜２２に搭載された超音波センサー２３の干渉領域を超えて配置されており、一方、各列の子台車１７〜１９間、子台車２０〜２２間のピッチＰは、１個の超音波センサー２３の横方向有効探傷幅Ｗの１倍を超え２倍未満の範囲に配置されている。このように、前側の子台車１７〜１９と後側の子台車２０〜２２をジグザグ状に配置したのは以下の理由による。
【００２２】
各超音波センサー２３は探傷領域に一定の測定幅を有しているが、それぞれが子台車１７〜２２に設けられているので、子台車１７〜２２を構成する小車輪６９ａ〜６９ｄ及び小車輪６９ａ〜６９ｄを取付けるフレーム等が存在することにより、同じ列内で隣り合う超音波センサー２３同士の接近距離（ピッチＰ）には必然的に限界が生じる。このため、例えば、前側の列内の隣り合う超音波センサー２３の中間部分には、帯状の測定不能領域が発生することになる。子台車１７〜１９の走行により生じたこの前側の帯状の測定不能領域を、後側の子台車２０〜２２の各超音波センサー２３により測定できるようになっている。
【００２３】
なお、それぞれの超音波センサー２３の超音波パルスは、センサーの全面から発射されるが、測定に有効に使用できるものは、これより幅の狭い部分（有効ビーム幅）から発射される超音波であるので、同じ列内で隣り合う超音波センサー２３間のピッチＰは、隣り合う超音波センサー２３が干渉しない幅（即ち、横方向有効探傷幅Ｗの１倍を超える範囲）で、しかも、横方向有効探傷幅Ｗの２倍未満になっている。
また、一列に設けた複数の超音波センサーによる測定不能領域の幅が広くなり過ぎ、例えば、測定不能領域が各超音波センサーのピッチの半分以上の幅を有する場合には、複数の超音波センサーを二列に配置しても全測定領域をカバーすることができないので、複数の超音波センサーを３列以上の階段状に設ける必要がある。なお、この実施の形態に使用する反射型の超音波センサー２３としては、例えば、送信子と受信子を別々に有する分轄型の超音波センサーとしている。
【００２４】
図３、図４、及び図１０〜図１２に示すように、超音波センサー２３が設けられた子台車１７〜１９（２０〜２２も同じ）はそれぞれ、自在式継手機構の一例であるジンバル機構を介してセンサー保持用フレーム６６の前側、後側側板６７、６８に取付けられており、これにより、センサー保持用フレーム６６の上下、左右方向の動き（大径管１２の内面１３の曲率半径Ｋや内面１３の凸凹に基づく）に関係なく、子台車１９（１８、１７も同じ）の下部に設けられた４つの小車輪６９ａ〜６９ｄが常時大径管１２の内面１３に接して走行できるようになっている。従って、子台車１９に設けられた超音波センサー２３は親台車１４の移動時、大径管１２の内面１３との間に常に一定の隙間ｓを維持することができる。
【００２５】
図１０〜図１２に示すように、子台車１９の前端部には、矩形板状のホルダーベース７０が上下方向に設けられており、ホルダーベース７０の上端部に上下方向に間隔を開けて形成された２個の掛合突起７１、７２がセンサー保持用フレーム６６の前側側板６７の後面に形成された掛合凹部に掛合され、ホルダーベース７０がセンサー保持用フレーム６６の前側側板６７にねじ締結されている。
ホルダーベース７０の下部の後側には、左右方向に平行間隔をあけて凹部を有するガイド部材７３、７４が設けられている。ガイド部材７３、７４の凹部内を摺動するスライドボール７５が下端部の前端に設けられ、上下方向に移動するスライド部材７６の中間部と、ホルダーベース７０の掛合突起７２付近の後面７７に設けられたバネストッパー７８との間には、コイルスプリング７９が設けられている。コイルスプリング７９を介してスライド部材７６は常時下方に付勢されている。
【００２６】
図１０〜図１２に示すように、スライド部材７６の下端部には、前後方向に直列に配置された２個の軸受８０、８１に回転可能に支持されたボルト状の回転軸８２が設けられており、回転軸８２の後端部には平面視して後方に開口を有するコ字状（二股状）のアーム８３が固定されている。アーム８３の後側両端部には軸受メタル８４、８５が取付けられ、軸受メタル８４、８５の内周面に摺動する取付ボルト８６、８７を介して、平面視して後方に開口を有するコ字状のセンサーホルダー８８が設けられている。センサーホルダー８８の下端部の前後、左右方向の４隅には、小車輪６９ａ〜６９ｄが軸受部８９ａ〜８９ｄを介して回転可能に設けられている。
【００２７】
かかる構成により、センサーホルダー８８は取付ボルト８６、８７と共に軸受メタル８４、８５回りにアーム８３に対して回動でき、一方、アーム８３はスライド部材７６に対して回転軸８２回りに回動することができ、さらに、回転軸８２が取付けられたスライド部材７６は、ガイド部材７３、７４に対して上下方向にスライドするようになっている。即ち、子台車１７〜２２は親台車１４対して上下動可能、かつ前後方向に首振り可能に設けられている。
【００２８】
図１０に示すように、センサーホルダー８８の前端部の上部には、超音波センサー２３の下方に媒質水を供給するためのニップル９０がねじ込まれており、ニップル９０の下端に連通する垂直な流路（図示せず）がセンサーホルダー８８の下端面８８ａまで形成されている。
センサーホルダー８８の後端部の上側には、超音波センサー２３を固定するためのセンサー押えブロック９１がねじ締結により取付けられており、センサー押えブロック９１の上部には、超音波センサー２３の下方に媒質水を供給するためのニップル９２がねじ込まれ、さらに、ニップル９０の下端に連通する垂直な流路（図示せず）がセンサー押えブロック９１及びセンサーホルダー８８の下端面８８ａまで形成されている。
【００２９】
センサーホルダー８８の下端面８８ａには、矩形枠状の水止め９３がねじ締結により設けられており、かかる構成により、ニップル９０、９２を経由して供給される媒質水を超音波センサー２３の下面と大径管１２の内面１３との間に充填することができる。これによって、超音波センサー２３から発振される超音波を確実に大径管１２の内面１３に伝搬すると共に、大径管１２の内面１３及び外面１３ａからの反射波も確実に超音波センサー２３に伝搬される。
【００３０】
図３、図４及び図６に示すように、センサー保持用フレーム６６の後側側板６８には、直方体状のマニホールド９４がねじ締結により設けられており、マニホールド９４の上面には、供給側の１個のニップル９４ａが取付けられており、マニホールド９４内には、ニップル９４ａに連通する流路及び該流路から分岐した６個の分岐流路が形成され、６個の分岐流路の下流端はそれぞれマニホールド９４の上面に設けられた吐出側の６個のニップル９５ａ〜９５ｆに連通されている。各ニップル９５ａ〜９５ｆと、各子台車１７〜２２に設けられたニップル９０、９２とを二股に分岐するビニールホース（図示せず）により連結することにより、ニップル９４ａを介して供給される媒質水をニップル９０、９２を経由して超音波センサー２３直下に供給することができる。
【００３１】
図３及び図４に示すように、距離計２６は、後側車輪駆動部２９の走行車輪１１ａ付近に設けられており、子台車１７〜２２に取付けられた超音波センサー２３とは別位置に設けられている。
【００３２】
図３、図１３及び図１４に示すように、距離計２６は親台車１４の走行車輪１１ａ〜１１ｄと同様、走行時には、大径管１２の内面１３に常に接触して転動するナイロン製の軟質材からなる測長ローラー９６を備えている。距離計２６は、上下２本の取付ボルト９７を介して後側車輪駆動部２９のフレームに固定されるＬ字状の取付ブラケット９８と、取付ブラケット９８の先端部に設けられた固定軸９９の回りに軸受１００、１０１を介して回動する回動アーム１０２と、回動アーム１０２の先端部に取付けられた筒状のカップリングケース１０３、カップリングケース１０３に連結された筒状のエンコーダーケース１０４及びエンコーダーケース１０４の端面を覆うエンコーダーキャップ１０５とを備えている。
【００３３】
図１４に示すように、エンコーダーケース１０４内にはロータリーエンコーダー１０６が取付けられており、ロータリーエンコーダー１０６の出力軸１０７は、マグネットカップリング１０８を介して測長ローラー９６の回転軸１０９に取付けられている。回転軸１０９とカップリングケース１０３との間には軸受１１０、１１１が設けられており、回転軸１０９の先端部には固定用ナット１１２を介して測長ローラー９６が取付けられている。
【００３４】
図１３に示すように、取付ブラケット９８の上部と回動アーム１０２の基端部との間には、親台車１４の走行時に測長ローラー９６が大径管１２の内面１３に常に接触して転動するように、回動アーム１０２を固定軸９９の反時計回りに付勢するため、コイルバネ１１３が設けられている。コイルバネ１１３の両端部は、取付ブラケット９８に設けられた取付ボルト９８ａ及び回動アーム１０２に設けられた取付ボルト１０２ａに連結されている。かかる構成によって、親台車１４の走行時、測長ローラー９６はコイルバネ１１３の付勢力により、大径管１２の内面１３の変動に関係なく、常に内面１３に押し付けられて転動することにより、測長ローラー９６の回転を回転軸１０９及びマグネットカップリング１０８を介してロータリーエンコーダー１０６に伝達することができる。ロータリーエンコーダー１０６による走行位置の測定を行い、進行方向の前方に千鳥状に配置された６個の超音波センサー２３と測長ローラー９６との距離を考慮して、測定位置と測定板厚を対応させている。
【００３５】
図１〜図４に示すように、後側車輪駆動部２９の後部には、６個の超音波センサー２３それぞれの信号線、多チャンネル型超音波制御装置２４へ接続する信号線及び電源線、ロータリーエンコーダー１０６の信号線等を束ねたケーブル１１４がケーブルコネクタ１１５を介して固定されている。また、ベースフレーム部２８のマニホールド９４に設けられたニップル９４ａには、図示しない水タンクに溜められた媒質水をポンプ１１６によって供給するためのビニールホース１１７が継手により連結されている。ケーブル１１４及びビニールホース１１７は両端部を除いて束ねられている。なお、水供給手段２５は水タンク、ポンプ１１６、ビニールホース１１７及びマニホールド９４以降の親台車１４内の配管等を有して構成されている。
【００３６】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る大径管の板厚測定システム１０においては、測定データの信号処理を行う演算処理手段と演算処理結果を表示するディスプレイ１１８を有するパソコン２７を使用している。従って、距離計２６の出力並びに多チャンネル型超音波制御装置２４の出力をパソコン２７により演算処理し、その結果をパソコン２７のディスプレイ１１８に表示することができる。
【００３７】
図１、図２及び図１５に示すように、親台車１４は大径管１２の円周方向の内面１３に沿って走行し、測定幅をＨ（本実施の形態では１５０ｍｍ）とし、ラップ代Ｒ（本実施の形態では２５ｍｍ）を設けて、有効測定幅をＵ（本実施の形態では１２５ｍｍ）でもって、隣接する円周方向の測定を順次行って、大径管１２の長さ方向（管軸方向）に所定の長さ分測定する。
【００３８】
図１６に示すように、パソコン２７のディスプレイ１１８には、大径管１２の内周方向の測定位置に対する所定幅（有効測定幅＝Ｕ）の肉厚分布を出力することができ、また、出力は、大径管１２の内周を展開状態に表示した平面上に色分けして記載されるようになっている。具体的には、表示Ａは管軸方向の測定位置（本実施の形態では、基準位置０から２５０〜４００ｍｍの測定幅Ｈ＝１５０ｍｍを表す）を、表示Ｂは６個の超音波センサー２３（それぞれＣＨ１〜ＣＨ６に対応）毎による円周上の測定位置の板厚分布を、表示Ｃは円周上の最小板厚を、表示Ｄは測定円周上の板厚変化を、表示Ｅは任意の位置（実施の形態では、円周上の測定位置が４６４５ｍｍから５ｍｍ毎の位置）での６個の超音波センサー２３毎の測定結果を表しており、かつ、円周上の測定位置が４６７０〜４６９０ｍｍの範囲の減肉部を検出したＣＨ３については、健全部とは色を変え、しかもデジタル数値で表示している。
【００３９】
次いで、本発明の一実施の形態に係る大径管の板厚測定システム１０を用いた板厚測定方法について、図を参照しながら説明する。なお、親台車１４内において、媒質水を供給するための水配管、及びケーブル１１４と超音波センサー２３、ロータリーエンコーダー１０６、減速電動機３３、３４、４９、５０との配線等は完了しているものとする。
（１）図１及び図２に示すように、親台車１４、パソコン２７、多チャンネル型超音波制御装置２４、ポンプ１１６等を大径管１２内に持ち込み、親台車１４と多チャンネル型超音波制御装置２４及びポンプ１１６との間のケーブル１１４やビニールホース１１７の結線、配管や、パソコン２７、多チャンネル型超音波制御装置２４間の配線等、必要な配線及び測定前の調整作業を行う。
【００４０】
（２）超音波センサー２３による測定位置が管軸方向の基準位置（図１６の表示Ａで示す０）で、かつ円周方向０°（図１６の表示Ｄで示す最下位置）に、しかも、走行方向が円周方向になるように親台車１４を配置する。
（３）ポンプ１１６を駆動して、水タンクに溜められた媒質水をビニールホース１１７、マニホールド９４、マニホールド９４の６個のニップル９５ａ〜９５ｆと子台車１７〜２２のニップル９０、９２とを接続するビニールホースを介して、各子台車１７〜２２の下部に設けられた水止め９３に供給することにより、各超音波センサー２３と大径管１２の内面１３との隙間ｓに媒質水を常時充填する。
【００４１】
（４）親台車１４の減速電動機３３、３４、４９、５０を駆動して、親台車１４を、マグネット１５、１６によって大径管１２の内面１３に吸着させながら、大径管１２の内面１３を円周方向に自走させる（測定速度は２ｍ／分程度）。
（５）親台車１４の走行中、子台車１７〜２２を介して超音波センサー２３及び親台車１４に取付けられているロータリーエンコーダー１０６によって、それぞれ大径管１２の測定位置の板厚及び測定位置に対応する親台車１４の走行位置を、実質的に連続して円周方向に１周分、測定幅Ｈ＝１５０ｍｍで測定する。この際、各超音波センサー２３と大径管１２の内面１３との隙間ｓには媒質水が常時充填されているので、各超音波センサー２３からの超音波を確実に内面１３に伝搬すると共に、大径管１２の外面１３ａからの反射波も確実に各超音波センサー２３に伝搬され、これにより正確な測定をすることができる。
【００４２】
（６）各超音波センサー２３の出力に基づいて多チャンネル型超音波制御装置２４によって測定された板厚、ロータリーエンコーダー１０６によって測定された走行位置をパソコン２７の演算処理手段によりデータ処理して、演算処理結果を図１６に示すように、パソコン２７のディスプレイ１１８に同時に表示する。
（７）親台車１４を円周方向に１周させると、親台車１４の走行を停止し、親台車１４を、測定幅Ｈにラップ代Ｒ＝２５ｍｍを設けて下流側で、しかも、円周方向の最下位置に配置しなおす。
（８）以降、前記（４）〜（７）を繰り返して、大径管１２の管軸方向に所定の長さについて測定を行う。
（９）測定作業が完了すると、親台車１４及びポンプ１１６を停止させ、前記（１）で行った結線等を元通りに戻し、各部品を大径管１２内から取り出す。
【００４３】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の大径管の板厚測定システムを構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、マグネット１５、１６を、親台車１４の前後（走行車輪１１ｃ及び１１ｄ、走行車輪１１ａ及び１１ｂの直近）にそれぞれ設けたが、これに限定されず、必要に応じて、親台車１４のその他の位置、例えば、中心位置に設けてもよい。
【００４４】
４つの走行車輪１１ａ〜１１ｄを独立に減速電動機３３、３４、４９、５０によって駆動し、しかも、減速電動機３３、３４、４９、５０には、ウォーム４０及びウォーム４０に噛合するウォームホイール４２を備えたウォーム減速機を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、走行車輪１１ａ及び１１ｂと、走行車輪１１ｃ及び１１ｄを別々の減速電動機で駆動し、また、減速電動機には、ブレーキ付きの減速機を設けることもできる。
表示装置の出力は、大径管１２の内周を展開状態に表示した平面上に色分けして記載したが、これに限定されず、状況に応じて、その他の表示方法により、記載することもできる。
【００４５】
走行車輪１１ａ〜１１ｄのタイヤを軟質材であるゴムとしたが、これに限定されず、必要に応じて、大径管１２の内面１３のコーティング層を傷めることの無いその他の軟質材を用いても構わない。
超音波センサー２３を取付けた子台車１７〜２２を６台使用したが、これに限定されず、状況に応じて、４、５台又は７台以上とすることもできる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の大径管の板厚測定システムにおいては、従来のような測定用の足場の架設等が不要であり、超音波センサーを設けた子台車を、マグネットを備えた親台車に上下動かつ前後に首振り可能に設けて大径管の内面を走行させ、しかも、距離計の出力並びに超音波センサーの出力から、大径管の内周方向の測定位置に対する所定幅の肉厚分布を表示装置に出力することにより、大径管全体の板厚を実質上自動的かつ連続的に測定することができる。従って、外大径管の面腐食状況を同時に正確に把握することができ、これにより作業者の負担が大幅に軽減される。
【００４７】
特に、請求項２記載の大径管の板厚測定システムにおいては、親台車が凹曲面を有する大径管の内周方向を走行する際、親台車が安定して走行できるので、より正確で安定した測定ができる。
請求項３記載の大径管の板厚測定システムにおいては、４つの走行車輪が独立に駆動されるので、親台車を任意の位置に走行でき、これにより、測定位置の調整が容易となり、また、ウォーム減速機を設けているので、親台車の位置決めが容易にでき、これにより、測定精度が向上する。
請求項４記載の大径管の板厚測定システムにおいては、外面腐食状況をより分かりやすく把握することができ、これにより作業者の負担が軽減されるので、測定の作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る大径管の板厚測定システムの構成を示す説明図である。
【図２】同大径管の板厚測定システムの構成を示す説明図である。
【図３】同大径管の板厚測定システムの親台車の正面図である。
【図４】同大径管の板厚測定システムの親台車の平面図である。
【図５】同大径管の板厚測定システムの親台車の側面図である。
【図６】同大径管の板厚測定システムの側面図である。
【図７】同大径管の板厚測定システムの親台車の要部拡大断面図である。
【図８】同大径管の板厚測定システムの親台車の後側車輪駆動部の正断面図である。
【図９】同大径管の板厚測定システムの親台車の後側車輪駆動部の側断面図である。
【図１０】同大径管の板厚測定システムの子台車の正断面図である。
【図１１】同大径管の板厚測定システムの子台車の平面図である。
【図１２】同大径管の板厚測定システムの子台車の平断面図である。
【図１３】同大径管の板厚測定システムの距離計の取付状態を示す正面図である。
【図１４】同大径管の板厚測定システムの距離計の取付状態を示す平断面図である。
【図１５】同大径管の板厚測定システムの超音波センサーによる測定幅を示す説明図である。
【図１６】同大径管の板厚測定システムの表示装置に表示される測定結果の説明図である。
【符号の説明】
１０：大径管の板厚測定システム、１１ａ〜１１ｄ：走行車輪、１２：大径管、１３：内面、１３ａ：外面、１４：親台車、１５：マグネット、１５ａ：ケース、１６：マグネット、１６ａ：ケース、１７〜２２：子台車、２３：超音波センサー、２４：多チャンネル型超音波制御装置、２５：水供給手段、２６：距離計、２７：パソコン、２８：ベースフレーム部、２９：後側車輪駆動部、３０：揺動用固定軸、３１：前側車輪駆動部、３２：切欠き、３３、３４：減速電動機、３５、３６：駆動機構、３７：出力軸、３８：ギア、３９：ギア、４０：ウォーム、４１：ウォーム軸、４２：ウォームホイール、４３：車輪駆動軸、４４〜４７：軸受、４８：ハウジング、４９、５０：減速電動機、５１：揺動フレーム、５２：前側側面、５３：フランジ部、５４、５５：側面、５６、５７：摺動孔、５８：摺動部、５９：オイルシール、６０：取付ナット、６１：回転止め、６２、６３：側板、６４、６５：取付座、６６：センサー保持用フレーム、６７：前側側板、６８：後側側板、６９ａ〜６９ｄ：小車輪、７０：ホルダーベース、７１、７２：掛合突起、７３、７４：ガイド部材、７５：スライドボール、７６：スライド部材、７７：後面、７８：バネストッパー、７９：コイルスプリング、８０、８１：軸受、８２：回転軸、８３：アーム、８４、８５：軸受メタル、８６、８７：取付ボルト、８８：センサーホルダー、８８ａ：下端面、８９ａ〜８９ｄ：軸受部、９０：ニップル、９１：センサー押えブロック、９２：ニップル、９３：水止め、９４：マニホールド、９４ａ：ニップル、９５ａ〜９５ｆ：ニップル、９６：測長ローラー、９７：取付ボルト、９８：取付ブラケット、９８ａ：取付ボルト、９９：固定軸、１００、１０１：軸受、１０２：回動アーム、１０２ａ：取付ボルト、１０３：カップリングケース、１０４：エンコーダーケース、１０５：エンコーダーキャップ、１０６：ロータリーエンコーダー、１０７：出力軸、１０８：マグネットカップリング、１０９：回転軸、１１０、１１１：軸受、１１２：固定用ナット、１１３：コイルバネ、１１４：ケーブル、１１５：ケーブルコネクタ、１１６：ポンプ、１１７：ビニールホース、１１８：ディスプレイ（表示装置）

Claims

タイヤが軟質材からなってそれぞれ独立に駆動される前側及び後側の４つの走行車輪を有し、大径管の内面を走行可能な親台車と、
前記親台車の底部に固定され、前記大径管の内面と僅少の隙間を有し前記親台車を前記大径管の内面の任意の位置に固定可能な磁力を有するマグネットと、
前記親台車の進行方向に２列かつ千鳥状に並べて配置され、しかも前記親台車に上下動かつ前後に首振り可能に設けられて前記大径管に常時付勢され、それぞれが前記親台車と同一方向を向いて４つの小車輪を備えた４個以上の子台車と、
それぞれの前記子台車に設けられ、前記大径管の内面との間に少しの隙間を有して配置された反射型の超音波センサー、並びに該超音波センサーを同時に作動させる多チャンネル型超音波制御装置と、
前記超音波センサーと前記大径管との間に形成された前記隙間に媒質水を供給する水供給手段と、
前記親台車に前記超音波センサーとは別位置に設けられて、前記親台車の走行距離を測定する距離計と、
前記距離計の出力並びに前記多チャンネル型超音波制御装置の出力を入力とする表示装置とを有し、
前記親台車は、走行方向の中央部に設けられたベースフレーム部の前端部に、左右に前記前側の走行車輪が設けられた前側車輪駆動部が揺動用固定軸を介して連結され、該前側車輪駆動部は水平方向に対して揺動可能とされると共にその揺動角度を規制する回転止めを備え、更に前記ベースフレーム部の後端部に、左右に前記後側の走行車輪が設けられた後側車輪駆動部がねじ締結によって連結され、
前記子台車は、隣接する前記子台車に搭載する前記超音波センサーの干渉領域を超えて配置されていると共に、各列の前記子台車は前記超音波センサーの横方向有効探傷幅の１倍を超え２倍未満の範囲に配置され、
前記表示装置は、前記距離計の出力並びに前記超音波センサーの出力から、前記大径管の内周方向の測定位置に対する所定幅の肉厚分布を出力することを特徴とする大径管の板厚測定システム。
請求項１記載の大径管の板厚測定システムにおいて、前記マグネットは、前記親台車の前後にそれぞれ設けられていることを特徴とする大径管の板厚測定システム。
請求項１及び２のいずれか１項に記載の大径管の板厚測定システムにおいて、前記４つの走行車輪が独立に減速電動機によって駆動され、しかも、前記減速電動機にはウォーム減速機が設けられていることを特徴とする大径管の板厚測定システム。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の大径管の板厚測定システムにおいて、前記表示装置の出力は、前記大径管の内周を展開状態に表示した平面上に色分け記載されていることを特徴とする大径管の板厚測定システム。