JP4638952B2 - 耐火物厚み測定方法及びその装置 - Google Patents
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Description
そのため、非破壊検査において管材料の耐火物の欠陥部を精度良く発見し、欠陥部を修繕することで、事故を未然に防止すると共に装置の延命化を実現することが重要な課題となっている。
管材料の減衰強度は、超音波測定により検出された管材料の厚みに基づいて算出することができる。また、放射線照射部と、放射線検出部は、水平方向において同じ位置であっても良い。
さらに、管材料の滅衰強度は、超音波測定により検出された管材料の厚みに基づいて算出しても良い。
図1は、耐火物厚み測定装置の一例を示した上面図である。高炉の付帯設備である焼結煙突1は、鉄鉱石を溶解して銑鉄を製造する炉であって、厚い鉄皮3に耐火物5を内張りした円筒容器又は管材料である。測定装置10は、焼結煙突1に取り付けられ且つ矢印7で示される放射線を照射する放射線照射部11、放射線の照射側50の鉄皮3aと鉄皮3aの内側の耐火物5a、放射線の検出側60の耐火物5b及び鉄皮3bを通過して減衰した放射線を検出るために半導体検出素子を備える放射線検出部14、及び、入出力部15、コンピュータ16を有する。
また、温度検出部36a、36bは、超音波測定部38a、38bは、必ずしも放射線検出部14や放射線照射部11と一体化したものである必要は無く、作業員が、照射位置及び検出位置を既知の可搬型サーモトレーサを用いて測定することで、それぞれの表面温度を検出し、コンピュータ16の入力部24又は記憶部21に記録させても良い。
そして、コンピュータ16は、放射線減衰強度と耐火物厚みの検量線から(後述する図6に示す)、耐火物厚みの減衰強度に対応する耐火物厚みを算出する。
式2の左辺は、フーリエの法則で示される伝導伝熱量を示し、式2の右辺第1項は、ステファンボルツマンの法則で示される放射伝熱を示し、式2の左辺第2項は、対流伝熱量を示す(なお、hcは、形状によって使いわけされる。垂直壁面の場合hc=2.2、上向壁面の場合hc=2.8、下向壁面の場合hc=1.5)。式3も同様である。
一方、放射線による計測は、正確な値を算出可能である。しかしながら、照射側と検出側のトータル厚さしか算出できない。そのため、本参考例においては、放射線を用いて計測した値に対して、式3及び式4で算出した厚さb1、b2を比率計算に用いることとする。
このステップは、コンピュータ16の処理部25が、超音波測定部18が検出した鉄皮3の厚さを受信する。次に、コンピュータ16の処理部25は、受信した鉄皮3の厚さに対応する鉄皮3における放射線の減衰強度を算出する。
例えば、超音波測定部18が検出した鉄皮3の厚さが、照射側11mm、検出側11mm、トータル22mmであり、放射線の放射強度が300keVで、線減弱係数は0.864であった場合、コンピュータ16の処理部25は、上述した式1を用いて、鉄皮3の減衰強度は、300×e(−0.864×2.22)=45[μSv/s]と算出できる。次に、その鉄皮3の減衰強度を、図5で示すように検出した放射線の減衰強度から減算する。このようにすることで、図5に示される鉄皮と耐火物厚みによる減衰強度から、鉄皮3の減衰強度が減算されたため、耐火物の減衰強度が算出される。
図6は、減衰強度と耐火物厚みの関係を示す図である。図示のように、予め実験により求めた減衰強度と耐火物厚みの関係を利用することで、検出された減衰強度から耐火物厚みを算出すことができる。したがって、ステップ104では、鉄皮減衰強度を減算した減衰強度から、図6に示した検量線に基づいて耐火物厚みを算出する。
このようにして、耐火物厚み測定の処理フローは終了する。
3 鉄皮
5 耐火物
10 測定装置
11 放射線照射部
14 放射線検出部
20 コンピュータ
Claims (4)
- 管材料の内側に被覆した耐火物の厚みの異常部を判別する耐火物異常部判別方法であって、
前記管材料を貫通するように、放射線を前記管材料に照射し、
前記管材料と前記耐火物とを通過して減衰した第1の減衰放射線を検出し、
前記放射線を照射する前記管材料表面の照射位置、又は、減衰放射線を検出する前記管材料表面の検出位置を、前記管材料の周方向に変更し、
前記変更した照射位置又は検出位置を通過するように、放射線を前記管材料に照射し、
前記管材料と前記耐火物とを通過して減衰した第2の減衰放射線を検出し、
前記第2の減衰放射線の減衰強度が、前記第1の減衰放射線の減衰強度より小さい場合、前記第1の減衰放射線が通過した減衰放射線の照射位置又は検出位置の変更した側の位置を、耐火物厚みが薄くなっている異常部と判別することを特徴とする耐火物異常部判別方法。 - 前記照射は、前記管材料の軸方向に連続して照射することを含み、
前記第1の減衰放射線の検出は、前記管材料の軸方向に連続して測定された放射線の減衰強度のうち、他の連続して測定された放射線の減衰強度より大きい位置における減衰放射線から検出することを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の耐火物異常部判別方法。 - 管材料の内側に被覆した耐火物の厚みの異常部を判別する耐火物異常部判別装置であって、
前記管材料を貫通するように、放射線を管材料に照射する放射線照射部と、
前記管材料と前記耐火物とを通過して減衰した第1の減衰放射線と、前記第1の減衰放射線を検出する前記管材料表面の照射位置又は検出位置を、前記管材料の周方向に変更するとともに、当該変更した照射位置又は検出位置で、前記管材料と前記耐火物とを通過して減衰した第2の減衰放射線と、を検出する放射線検出部と、
前記第2の減衰放射線の減衰強度が、前記第1の減衰放射線の減衰強度より小さい場合、前記第1の減衰放射線が通過した減衰放射線の照射位置又は検出位置の変更した側の位置を、耐火物厚みが薄くなっている異常部と判別する判別部と、
を有することを特徴とする耐火物異常部判別装置。 - 前記放射線照射部は、前記管材料の軸方向に連続して照射し、
前記放射線検出部は、前記管材料の軸方向に連続して測定された放射線の減衰強度のうち、他の連続して測定された放射線の減衰強度より大きい位置における減衰放射線を前記第1の減衰放射線として検出することを含む、ことを特徴とする請求項3に記載の耐火物異常部判別装置。
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