JP4500413B2 - 表面波による減肉等の検査方法及び検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面波による減肉等の検査方法及び検査装置に関する。さらに詳しくは、例えば配管におけるサポート部の架台に支持された隠蔽部で発生する腐食による減肉等を配管保全のために検査するに適した表面波による減肉等の検査方法及び検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、石油プラント機器及び配管の支持構造物(架台・サポート・ハンガー等)の数は、プラントの規模にもよるが数万から数十万箇所にもおよぶ。また、その多くは野外環境にあり風雨に曝されると共に、プラントの立地条件から海に近いことから塩分の影響を受けるため、配管と支持構造物の隙間すなわち架台接触部は外面腐食の受け易い環境にある。したがって、設備を適正に保守管理していくためには、この配管架台接触部の腐食対策としての検査の信頼性向上が重要な課題となる。
【0003】
精度よい検査を行うためには、架台から配管を持ち上げ検査しなければならず多大な検査費用と時間が必要であるため、プラントの保守管理を困難としている。また放射線は透過能力の点から大口径配管に適用は難しいという問題もある。
【0004】
そのため、例えば特開2000−55890号公報に示すように、超音波による接触子を用いた横波透過減衰を利用し、配管から架台を持ち上げることなく、腐食の程度を推定していく検査方法が提唱されている。
【0005】
しかし、同公報記載の技術によれば、評価は透過パルスの減衰のみのため、送信子及び受信子の接触状況等により減衰の程度が大幅に影響を受け、その測定精度にも限界があった。しかも、管内面の状況による影響をも受けるので、信号の減衰と相まって全体の測定精度は未だ不十分であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の実状に鑑みて、本発明の目的は、表面波による測定精度の高い 減肉等の検査方法及び検査装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る減肉等の検査方法の特徴構成は、検査対象部を跨いで表面波の送信子と受信子とを減肉等が形成されうる面に配置し、これら送信子及び受信子は、ガイド装置によりそれぞれ支持され、このガイド装置を介して前記送信子及び受信子によりこれらの距離をほぼ一定に保ちながら検査対象部の走査を行い、前記表面波が前記減肉等を迂回することによる受信波の到達時間の遅れを各走査位置で比較することにより検査対象部の減肉等を検査することにある。
【0008】
前記検査対象部が管の一部であり、前記ガイド装置は、この管の管周に沿って前記送信子と受信子とをそれぞれ走査させるものであり、前記送信子及び受信子をそれぞれ支持するほぼ平行に配置された一対の第一、第二ガイド部と、これら第一、第二ガイド部を互いに連結し同期させて移動させるための連結棒とを有し、前記第一、第二ガイド部は、前記連結棒を取り付ける一対の連結ブロックを備え、この一対の連結ブロックは、前記送信子及び受信子に対し管周方向でほぼ同一距離をおいて配置されてもよい。また、前記各走査位置における受信波をBスキャンとして濃淡により表示し、前記濃淡により形成される縞模様の変化により前記減肉等を検査してもよい。
【0009】
一方、本発明に係る減肉等の検査装置の特徴構成は、検査対象部を跨いで減肉等が形成されうる面に配置される表面波の送信子及び受信子と、これら送信子及び受信子による検査対象部の走査を行うためのガイド装置とを備え、前記ガイド装置は前記送信子及び受信子をそれぞれ支持するほぼ平行に配置された一対の第一、第二ガイド部と、これら第一、第二ガイド部を同期させて移動させるための同期手段とを有し、前記表面波が前記減肉等を迂回することによる受信波の到達時間の遅れを各走査位置で比較することにより検査対象部の減肉等を検査する判定手段を備えたことにある。
【0010】
ここで、前記検査対象部が管の一部であり、前記ガイド装置がこの管の管周に沿って前記送信子と受信子とをそれぞれ走査させてもよい。
【0011】
また、前記第一、第二ガイド部がそれぞれ複数の車輪を備え且つ前記管の管周に沿って巻き付けられる第一、第二台車であってもよい。
【0012】
前記同期手段は、前記第一、第二ガイド部を互いに連結する棒であり、前記第一、第二ガイド部は、前記棒を取り付ける一対の連結ブロックを備え、この一対の連結ブロックは、前記送信子及び受信子に対し管周方向でほぼ同一距離をおいて配置するとよい。構造を簡易化できると共に、同期を確実とすることができる。さらに、前記各走査位置における受信波をBスキャンとして濃淡により表示し、前記濃淡により形成される縞模様の変化により前記減肉等を検査するようにすれば、視覚的な評価が可能となる。
【0013】
【発明の効果】
上記本発明の特徴構成によれば、受信波の減衰を比較するのではなく、受信波の到達時間を各走査位置で比較して、その到達時間差を利用しているので、送信子及び受信子の接触状況による影響を受けずに、より正確に腐食状況を検査できるようになった。また、受信波の到達時間を各走査位置で比較するので、例えば健全部で比較することにより両探触子間の距離の誤差が仮に生じても、その誤差も判断し易くなった。
【0014】
特に、前記受信波を各走査位置において濃淡により表示した状態で前記到達時間の比較を行うと、視覚により受信波の到達時間差を認識し易いので、熟練者でなくとも減肉等の判断を迅速且つ容易に行えるようになった。
【0015】
本発明のその他の目的、構成及び効果については以下に示す発明の実施の形態の記載において明らかになるであろう。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態についてさらに詳細に説明する。
本発明に係る検査装置1を図1〜4に示す。本実施例における検査対象はプラント等における配管に用いられる鋼管100であり、検査対象部101は架台102により支持され隠蔽された腐食し易い部分である。
【0017】
検査装置1は、第一台車2a、第二台車2bを有する台車2と、第一台車2aに取り付けられた送信子3と、第二台車2bに取り付けられた受信子4とを備えている。第一台車2a及び第二台車2bは連結棒2cにより互いに連結され、これらによる走査位置はエンコーダー5により読みとられる。送信子3,受信子4は、架台102を鋏んで鋼管100の軸方向に位置を隔てて配置され、架台102により隠蔽された検査対象部101を走査する。
【0018】
第一台車2a、第二台車2bでは、それぞれ管24を介して隔てられる一対の内プレート21,21と外プレート22,22とを交互に配置すると共に車軸23で連結し、チェン状の基部を構成する。そして、各車軸23に一対の車輪25,25を取り付けることで、鋼管100の外周に巻き付けてその管周方向に走行させることの可能な第一台車2a及び第二台車2bを構成してある。
【0019】
第一台車2a及び第二台車2bの一端には、図1に示すようにフック26を設けてあり、車軸23又は管24に係止することで、第一台車2a及び第二台車2bを鋼管100外周に巻き付けて取り付けることができる。なお、フック26は、ねじ軸26aをブロック26bに螺合させてあり、これらねじ軸26a,ブロック26bを相対回転されることでその突出量の調節が可能である。
【0020】
第一台車2a及び第二台車2bの鋼管100円周方向における2カ所には連結ブロック27を取り付けてある。この連結ブロック27は一対の外プレート22,22間に固定され、車軸23の長手方向に沿った方向に一対の孔27a,27aを貫通させてある。各孔27aに対してはスリット27bが貫通形成されており、孔27aの広がりを調整可能に構成してある。そして、各締付ねじ27cに連結棒2cを挿入すると共に、各スリット27bを貫通させて連結ブロック27の2カ所に螺合させた一対の締付ねじ27c,27cを締め付けることで、連結棒2cの適宜位置に連結ブロック27を介して第一台車2a及び第二台車2bを固定することが可能である。1カ所の連結ブロック27に連結棒2cを二本固定することで、各連結棒2cと第一台車2a及び第二台車2b間のなす角を拡縮し難いものとし、さらに連結ブロック27を2カ所に設けることで、第一台車2a及び第二台車2bの位置ずれを防いでいる。
【0021】
図4は第一台車2aにおける送信子3,エンコーダー5の取り付け部を示し、一対の外プレート22,22の間に固定ブロック28aが固定され、この固定ブロック28a上にチャンネル形状の台座28bが固定されている。そして、台座28bの一方のフランジからフォーク状の支持アーム29を張り出させて送信子3を鋼管100の表面に弾性的に押圧するように支持している。一方、台座28bの他方のフランジには支持金具30を介してエンコーダー5を取り付けてある。このエンコーダー5はエンコーダー本体5aから突出する軸周りで回転する車輪5bを備え、車輪5bの回転角度により送信子3の走査位置を検出する。なお、受信子4についてもエンコーダー5を除き同図と同様の構成である。
【0022】
図5は検査装置1の概略を示すブロック図である。この検査装置1において、送信子3,受信子4の走査位置はエンコーダー5によりパーソナルコンピューター6に取り込まれる。また、検査装置1は、送信子3から表面波としての超音波パルスを発生させるパルサー7と、受信子4からの受信波を増幅するレシーバー8aと、この増幅波をデジタルデータに変換してパーソナルコンピューター6に取り込むA/Dコンバーター8bとを備えている。パーソナルコンピューター6による処理結果は、図6,7に示す如きものであり、モニター9aにより表示され、プリンター9bにより用紙に出力される。
【0023】
検査対象部101が正常である場合には、表面波は検査対象部101の平滑な表面に沿って送信子3から受信子4に伝達する。しかし検査対象部101に減肉部Dが存在する場合、表面波は減肉部Dの表面に沿って迂回することとなり、受信子4に対する受信波の到達時間が発信時を基点として長くなり、受信時間が遅れることとなる。この時間遅れを各走査位置で検討することにより、減肉部Dの有無又はその程度を判定することが可能となる。
【0024】
上述の時間遅れは、受信子による受信波の類似部を各走査位置で比較することにより判断する。図6(a)〜(f)に各走査位置での受信波形を示す。受信波の類似部とは、例えば、本例では各波形のピークPa〜Pf等であり、送信子3からの発信時刻を基準とするこれらの時間位置のずれにより、減肉部Dの有無又は程度を判断する。同図では、(c)〜(f)が腐食部であると思われる。腐食部と健全部との時間遅れはわずかであるため、受信波形の受信時刻近傍を拡大表示すれば、検討がより容易となる。
【0025】
図7は各走査位置における受信波形のBスキャン結果を示すグラフである。ここにBスキャンとは、測定位置を例えば1mmピッチ等微小距離ずつ移動して波形を取り込み、その波形の振幅を色の濃度に置き換えたものである。横軸は各走査位置、すなわち送信子3,受信子4の移動距離であり、縦軸は送信時刻を基準時刻とする時間を表している。濃淡により形成される縞模様の変化により、減肉部Dの部分を判定することが可能である。同図の例は、鋼管100を120mmにわたって走査した結果を示し、中央部での縦縞の窪み部分が実際の減肉部Dの部分と符合していた。なお、縞模様が一様に傾いている場合や、健全部での位置があきらかに位置ずれしている場合には、縞模様全体を傾きやずれの分だけ補正することで、送信子3,受信子4間に生じた機構的な誤差を相殺することができる。
【0026】
検査にあたっては、まず、第一台車2a及び第二台車2bを架台102を鋏んで鋼管100の左右に巻き付ける。そして、第一台車2a及び第二台車2bの平行を確認した後、各孔27aに連結棒2cを差し込んで締付ねじ27cを締め付け、第一台車2a及び第二台車2bの同期をとる。送信子3,受信子4に接触媒質を塗りつけて鋼管100との接触を確認し、架台102に隠れていない健全部の左右に送信子3,受信子4を位置させ、エンコーダー5による位置をパーソナルコンピューター6上でリセットする。次いで、パーソナルコンピューター6,パルサー7から超音波パルスを間欠的に発信すると共に手又は駆動装置により台車2全体を鋼管100周りで回転させ、送信子3,受信子4により検査対象部101を走査し、架台102に隠蔽されていない他方の位置まで台車2を回転させる。その後、Bスキャングラブの縞模様の位置により減肉部Dの評価を行う。なお、Bスキャングラフの開始位置、終了位置の位置ずれを確認することで、送信子3,受信子4間の機構的誤差を評価することができる。
【0027】
最後に、本発明の他の実施形態の可能性について説明する。
上記実施形態では、本発明の検査対象部101を鋼管100の架台102による隠蔽部とした。しかし、本発明はサポートやハンガーによる支持部を検査対象部101としてもよく、また、平板状の部材の一部を検査対象部101としてもよい。
【0028】
上記実施形態では、送信子及び受信子を支持するガイド装置として車輪を有する台車を用いた。しかし、このガイド装置としては、鋼管100等の検査対象部101近傍側に取り付けられるレールとこのレール内を走行し送信子又は受信子を支持するスライダーとにより構成してもよい。但し、車輪を用いた上記構成の方が鋼管100等に対する取り付けが簡易で検査が行い易いという利点がある。
【0029】
上記実施形態では、第一台車2a及び第二台車2bを同期させる同期手段として連結棒2cを用いた。しかし、この同期手段としては、ブロック状の部材や、第一台車2a及び第二台車2b間で超音波や赤外線を送受信することで互いの位置を同期させる非接触の手段や、エンコーダー5を第一台車2a及び第二台車2bにそれぞれ設けてこれらの信号を同期させる等の手段を用いることができる。但し、棒やブロックを用いた上記構成は、第一台車2a及び第二台車2bの走査と同期とを簡易な構成で同時に行える点で優れている。
【0030】
なお、特許請求の範囲の項に記入した符号は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものにすぎず、この記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る検査装置の管軸方向視図である。
【図2】図1の管側面方向視図である。
【図3】各台車における連結ブロック近傍の平面図である。
【図4】送信子及びエンコーダー近傍の側面図である。
【図5】本発明の検査装置の概略を示すブロック図である。
【図6】各走査位置における受信波形を示すグラフであって、横軸は時間、縦軸は信号強度をそれぞれ示す。
【図7】各走査位置における受信波形のBスキャン結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 検査装置
2 台車
2a 第一台車
2b 第二台車
2c 連結棒
3 送信子
4 受信子
5 エンコーダー
5a エンコーダー本体
5b 車輪
6 パーソナルコンピューター
7 パルサー
8a レシーバー
8b A/Dコンバーター
9a モニター
9b プリンター
21 内プレート
22 外プレート
23 車軸
24 管
25 車輪
26 フック
26a ねじ軸
26b ブロック
27 連結ブロック
27a 孔
27b スリット
27c 締付ねじ
28a 固定ブロック
28b 台座
29 支持アーム
30 支持金具
100 鋼管
101 検査対象部
102 架台
D 減肉部。
Claims (8)
- 検査対象部を跨いで表面波の送信子と受信子とを減肉等が形成されうる面に配置し、これら送信子及び受信子は、ガイド装置によりそれぞれ支持され、このガイド装置を介して前記送信子及び受信子によりこれらの距離をほぼ一定に保ちながら検査対象部の走査を行い、前記表面波が前記減肉等を迂回することによる受信波の到達時間の遅れを各走査位置で比較することにより検査対象部の減肉等を検査する表面波による減肉等の検査方法。
- 前記検査対象部が管の一部であり、前記ガイド装置は、この管の管周に沿って前記送信子と受信子とをそれぞれ走査させるものであり、前記送信子及び受信子をそれぞれ支持するほぼ平行に配置された一対の第一、第二ガイド部と、これら第一、第二ガイド部を互いに連結し同期させて移動させるための連結棒とを有し、前記第一、第二ガイド部は、前記連結棒を取り付ける一対の連結ブロックを備え、この一対の連結ブロックは、前記送信子及び受信子に対し管周方向でほぼ同一距離をおいて配置される請求項1記載の減肉等の検査方法。
- 前記各走査位置における受信波をBスキャンとして濃淡により表示し、前記濃淡により形成される縞模様の変化により前記減肉等を検査する請求項1又は2記載の表面波による減肉等の検査方法。
- 検査対象部を跨いで減肉等が形成されうる面に配置される表面波の送信子及び受信子と、これら送信子及び受信子による検査対象部の走査を行うためのガイド装置とを備え、前記ガイド装置は前記送信子及び受信子をそれぞれ支持するほぼ平行に配置された一対の第一、第二ガイド部と、これら第一、第二ガイド部を同期させて移動させるための同期手段とを有し、前記表面波が前記減肉等を迂回することによる受信波の到達時間の遅れを各走査位置で比較することにより検査対象部の減肉等を検査する判定手段を備えた表面波による減肉等の検査装置。
- 前記検査対象部が管の一部であり、前記ガイド装置がこの管の管周に沿って前記送信子と受信子とをそれぞれ走査させる請求項4記載の減肉等の検査装置。
- 前記第一、第二ガイド部がそれぞれ複数の車輪を備え且つ前記管の管周に沿って巻き付けられる第一、第二台車である請求項5記載の減肉等の検査装置。
- 前記同期手段が前記第一、第二ガイド部を互いに連結する棒であり、前記第一、第二ガイド部は、前記棒を取り付ける一対の連結ブロックを備え、この一対の連結ブロックは、前記送信子及び受信子に対し管周方向でほぼ同一距離をおいて配置される請求項4〜6のいずれかに記載の減肉等の検査装置。
- 前記各走査位置における受信波をBスキャンとして濃淡により表示し、前記濃淡により形成される縞模様の変化により前記減肉等を検査する請求項4〜7のいずれかに記載の減肉等の検査装置。
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