JP4663400B2 - Container inspection method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、気体又は液体を供給するパイプラインなどの容器の補修後の状態を診断するための容器検査方法及び装置に関する。 The present invention relates to a container inspection method and apparatus for diagnosing a state after repair of a container such as a pipeline supplying gas or liquid.
都市ガス・液化石油ガスなどを供給するため、多くのパイプラインが敷設されているが、これらのパイプラインは、長期間に渡る使用によって劣化する。しかしながら、通常地中に敷設されているパイプラインを、削掘して交換すると多大のコストを要する。このため、エポキシなどの補修剤をパイプライン内に導入し、高圧を掛けて亀裂などを生じている箇所に補修剤を充填し、その後、パイプライン内に高温の空気を送出して補修剤を固化させる、所謂、気流ライニング工法が行われている。 Many pipelines are laid to supply city gas, liquefied petroleum gas, etc., but these pipelines deteriorate with long-term use. However, it is very expensive to excavate and replace a pipeline that is normally laid in the ground. For this reason, a repair agent such as epoxy is introduced into the pipeline, and the repair agent is filled in the cracked part by applying high pressure, and then hot air is sent into the pipeline to supply the repair agent. A so-called air-flow lining method for solidifying is performed.
気流ライニング工法による補修後は、通常、パイプラインを外気圧より高い圧力に加圧し、その後の圧力降下状況を観測して、亀裂等が正しく補修されていることを検査する。圧力降下状況から亀裂等が塞がっていることを検査するためには、パイプラインの温度が周囲温度と等しくなっていることが必要である。これは、パイプライン温度が下がりつつある状況では、亀裂からの漏洩によって圧力が下がっているのか、温度の変化によって圧力が下がっているのか区別がつかないためである。ところが、本工法では、上記の説明から分かるとおり、補修直後のパイプラインは高温に熱せられており、補修作業終了後はほぼ指数関数的に温度が低下するため、検査を開始するに先立って、強制冷却を行うとともに長時間待つことが必要となり、このことが補修作業の効率を著しく低下させている。 After repair by the airflow lining method, the pipeline is usually pressurized to a pressure higher than the external pressure, and the subsequent pressure drop is observed to check that cracks and the like have been repaired correctly. In order to check that a crack or the like is closed from the pressure drop situation, it is necessary that the temperature of the pipeline is equal to the ambient temperature. This is because in a situation where the pipeline temperature is decreasing, it cannot be distinguished whether the pressure is decreasing due to leakage from a crack or whether the pressure is decreasing due to a change in temperature. However, in this construction method, as can be seen from the above description, the pipeline immediately after repair is heated to a high temperature, and the temperature drops almost exponentially after the repair work is completed.Before starting the inspection, It is necessary to perform forced cooling and wait for a long time, which significantly reduces the efficiency of repair work.
以下の特許文献１において、温度変化を補償することが可能な漏洩検査方法が提案されている。特許文献１に関わる発明では、配管の内部圧力が外部圧力と等しくなるように調整して該配管を閉塞し、温度変化による配管内部の圧力変化を計測して、この計測値を基に、配管を加圧したときの配管内圧力計測値に補正を加えて、温度変化の影響を除去している。
しかしながら、パイプライン補修後の検査においては、管内の圧力を外気圧に対して負圧とすると、補修剤が亀裂部分から剥がれる危険性があり、漏洩検査中も管内の圧力を外気圧より高く維持することが必要である。しかも、パイプライン温度が低下しつつある過程で、管内外の圧力を等しく調整すると、温度減少により負圧が発生しやすくなることから、特許文献１の測定方法を適用できないという問題がある。
However, in the inspection after pipeline repair, if the pressure inside the pipe is negative with respect to the external pressure, there is a risk that the repair agent will peel off from the cracks, and the pressure inside the pipe will be maintained above the external pressure even during the leak inspection. It is necessary to. In addition, if the pressure inside and outside the pipe is adjusted equally during the process of decreasing the pipeline temperature, a negative pressure is likely to be generated due to a decrease in temperature. Therefore, there is a problem that the measuring method of
本発明の解決しようとする課題は、気流ライニング工法などによるパイプライン補修後のように、容器内の温度が指数関数的に低下しつつある期間にも実施可能な容器の検査方法および装置を提供し、補修作業並びに補修後の検査作業の効率を向上させることである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a container inspection method and apparatus that can be carried out even during a period when the temperature in the container is decreasing exponentially, such as after pipeline repair by an airflow lining method or the like. And improving the efficiency of repair work and inspection work after repair.
上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明は、容器の内外の温度が異なり、容器外の圧力より高い圧力にて容器からの漏れを検査するための容器検査方法において、検査容器を、容器外の圧力より高い圧力にて加圧又は減圧する加減圧工程と、少なくとも３つの異なる時刻ｔｉ（ｉは、１，２，３とする）における容器外に対する該容器内の圧力の差Ｘｉ及び該容器内の圧力の時間変化率Ｙｉを計測する圧力状態計測工程とを有し、該圧力状態計測工程で計測された該圧力差Ｘｉと該圧力時間変化率Ｙｉとを、次式に代入し、漏れに係る漏れ定数Ｌを計算し、該漏れ定数Ｌに基いて、該検査容器の漏れを検出することを特徴とする。
Ｙ１＋ａＹ２＋ｂＹ３＝−Ｌ（Ｘ１＋ａＸ２＋ｂＸ３）
ただし、ａ＝γ／（１−γ），ｂ＝１／（γ−１）であり、ｔ３−ｔ１＝γ（ｔ２−ｔ１）とする。また、Ｘ １ ＋ａＸ ２ ＋ｂＸ ３ の値は０とならないよう設定される。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
Y 1 + aY 2 + bY 3 = −L (X 1 + aX 2 + bX 3 )
However, a = γ / (1-γ), b = 1 / (γ−1), and t 3 −t 1 = γ (t 2 −t 1 ). Further, the value of X 1 + aX 2 + bX 3 is set so as not to be 0.
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の容器検査方法において、圧力差Ｘ１＝Ｘ３及びγ＝２となる条件で、圧力状態を計測することを特徴とする。
The invention according to
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の容器検査方法において、３つの異なる時刻ｔｉにおける各Ｘｉ，Ｙｉの値の少なくとも1つの組合せに、異なる測定時刻における測定値の平均値を使用することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the container inspection method according to
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の容器検査方法において、該漏れ定数Ｌを複数の異なる時刻についても計算し、該計算された複数の漏れ定数の平均値に基づいて、該検査容器の漏れを検出することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the container inspection method according to the first aspect, the leakage constant L is calculated for a plurality of different times, and the inspection is performed based on an average value of the calculated plurality of leakage constants. It is characterized by detecting the leakage of the container.
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の容器検査方法において、該漏れ定数Ｌが所定値の範囲内である場合には、「漏れなし」と判断することを特徴とする。
The invention according to claim 5 is characterized in that, in the container inspection method according to any one of
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の容器検査方法において、検査開始前後又はその途中で容器内外の温度並びに容器内の異なる時間の温度を測定し、該温度に基づいて該漏れ定数Ｌを補正することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the container inspection method according to any one of
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の容器検査方法を用いることを特徴とする。
The invention according to claim 7 uses the container inspection method according to any one of
請求項１に係る発明により、少なくとも３つの異なる時刻による測定という、極めて少ない測定点を利用して、精度の高い検査容器の漏れ検出が可能となる。しかも、パイプライン補修後のような温度変化が持続しており、しかも、容器外に対して容器内を負圧にできない状況であっても、漏れ検出が可能な容器検査方法が提供でき、補修作業並びに補修後の検査作業の効率を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to detect leakage of a cuvette with high accuracy by using extremely few measurement points, that is, measurement at at least three different times. Moreover, even if the temperature change continues after pipeline repair and the inside of the container cannot be made negative pressure with respect to the outside of the container, a container inspection method capable of detecting leaks can be provided and repaired. The efficiency of work and inspection work after repair can be improved.
請求項２に係る発明により、圧力差Ｘ１＝Ｘ３及びγ＝２となる条件では、次式で、漏れ定数Ｌを算出でき、極めて簡便に計算することが可能となる。このため、容器検査に係るデータの取得並びに演算に係るハード的又はソフト的な負担を大幅に軽減することが可能となる。
Ｌ＝−０．５（Ｙ１−２Ｙ２＋Ｙ３）／（Ｘ１−Ｘ２）
According to the second aspect of the present invention, the leakage constant L can be calculated by the following equation under the conditions where the pressure differences X 1 = X 3 and γ = 2, and the calculation can be performed extremely simply. For this reason, it is possible to greatly reduce the hardware or software burden associated with the acquisition and calculation of data relating to container inspection.
L = −0.5 (Y 1 −2Y 2 + Y 3 ) / (X 1 −X 2 )
請求項３に係る発明により、３つの異なる時刻ｔｉにおける各Ｘｉ，Ｙｉの値の少なくとも1つの組合せに、異なる測定時刻における測定値の平均値を使用するため、測定時刻が３つより多い場合でも、該平均値により、請求項１の式を利用することが可能となる。しかも測定値が変動し易い場合には、このような平均値を使用することで、より安定した信頼性の高い測定結果を得ることも可能となる。
According to the invention of claim 3, since the average value of the measurement values at different measurement times is used for at least one combination of the values of X i and Y i at three different times t i , the measurement time is more than three. Even when there are many, the average value makes it possible to use the formula of
請求項４に係る発明により、漏れ定数Ｌを複数の異なる時刻についても計算し、該計算された複数の漏れ定数の平均値に基づいて、該検査容器の漏れを検出するため、測定時刻が３つよりも多い場合でも、請求項１の式を利用して各漏れ定数Ｌが算出でき、しかもその平均値を用いることで、より安定した信頼性の高い測定結果を得ることも可能となる。
According to the invention of claim 4, the leakage constant L is calculated for a plurality of different times, and the measurement time is 3 in order to detect leakage of the cuvette based on the average value of the calculated leakage constants. Even when there are more than two, it is possible to calculate each leakage constant L using the formula of
請求項５に係る発明により、漏れ定数Ｌが所定値の範囲内である場合には、「漏れなし」と判断することにより、より簡便に容器の漏れ状態を検知することが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the leakage constant L is within the predetermined value range, it is possible to detect the leakage state of the container more easily by determining “no leakage”.
請求項６に係る発明により、検査開始前後又はその途中で容器内外の温度並びに容器内の異なる時間の温度を測定し、該温度に基づいて該漏れ定数Ｌを補正するため、より正確な漏れ定数を特定でき、容器の検査精度を向上させることが可能となる。 According to the invention of claim 6, since the temperature inside and outside the container and the temperature at different times inside and outside the container are measured before and after the start of the inspection, and the leakage constant L is corrected based on the temperature, a more accurate leakage constant is obtained. And the inspection accuracy of the container can be improved.
請求項７に係る発明により、温度変化の影響を排除し、補修後の容器に対しても適用可能な容器検査装置を提供することが可能となる。 According to the invention of claim 7, it is possible to provide a container inspection apparatus that can be applied to a container after repair, eliminating the influence of temperature change.
以下、本発明の詳しい原理を、実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る容器洩検査方法並びにその装置を適用する、パイプラインなどの容器の補修後の温度変化を示したグラフである。
パイプラインを補修した直後は、容器内の温度は雰囲気（周囲）温度Ｔａｔｍに対して高く、通常、強制冷却により容器内の温度が下げられる。その後、自然冷却状態においては、配管内の温度変化Ｔ（ｔ）（Ｔは温度、ｔは経過時間）は、次の式（１）で表される。
Ｔ（ｔ）＝（Ｔ１−Ｔａｔｍ）ｅ−α（ｔ−ｔ１）＋Ｔａｔｍ・・・・・（１）
ここで、αは容器及び容器内の気体の熱抵抗や熱容量で決まる定数である。また、Ｔ１は、時刻ｔ＝ｔ１における容器内の温度を表す。
Hereinafter, the detailed principle of the present invention will be described based on examples.
FIG. 1 is a graph showing a temperature change after repairing a container such as a pipeline to which the container leakage inspection method and apparatus according to the present invention are applied.
Immediately after repairing the pipeline, the temperature in the container is higher than the ambient (ambient) temperature T atm , and the temperature in the container is usually lowered by forced cooling. Thereafter, in the natural cooling state, the temperature change T (t) (T is the temperature and t is the elapsed time) in the pipe is expressed by the following equation (1).
T (t) = (T 1 −T atm ) e− α (t−t 1) + T atm (1)
Here, α is a constant determined by the thermal resistance and heat capacity of the container and the gas in the container. T 1 represents the temperature in the container at time t = t 1 .
次に、容器内の気体の圧力の時間変化率Ｙは、気体の状態方程式及び漏れの大きさを表す定数Ｌ（漏れ定数。漏れ時定数の逆数に相当する）を用いて、次の式（２）で表現することが可能である。
Ｙ＝−ＬＸ＋Ｐ／Ｔ・ｄＴ／ｄｔ・・・・・（２）
ここで、Ｘは、検査容器内の圧力Ｐと周囲圧力との差（加圧量に相当）を表す。
Next, the time change rate Y of the pressure of the gas in the container is expressed by the following equation (the leakage constant, which corresponds to the reciprocal of the leakage time constant) using the equation of state of the gas and the magnitude of leakage. 2).
Y = −LX + P / T · dT / dt (2)
Here, X represents the difference (corresponding to the pressurization amount) between the pressure P in the cuvette and the ambient pressure.
次に、図２に示すように、時刻ｔの経過の伴い、容器内の圧力を変化させた場合を想定する。圧力の加圧工程や減圧工程は、容器に接続されたポンプやバルブの操作により行われ、適宜、所定の圧力に容器内の圧力を変化させるよう構成されている。
加圧又は減圧工程の直後は、内部の圧力変化が安定するまで、待機時間を設けることが好ましい。本発明の容器検査方法を実施する際には、このような加圧又は減圧後の待機時間を設け、その後、漏れ検査に必要な圧力計測を行なっている。
Next, as shown in FIG. 2, a case is assumed in which the pressure in the container is changed with the passage of time t. The pressurizing step and the depressurizing step are performed by operating a pump and a valve connected to the container, and the pressure in the container is appropriately changed to a predetermined pressure.
Immediately after the pressurization or decompression step, it is preferable to provide a waiting time until the internal pressure change is stabilized. When carrying out the container inspection method of the present invention, a waiting time after such pressurization or decompression is provided, and thereafter, pressure measurement necessary for leak inspection is performed.
時刻ｔ１における式（２）の状態変化は、次式で表現することが可能である。
Ｙ１＝−ＬＸ１＋Ｐ１／Ｔ１・（ｄＴ／ｄｔ）１・・・・（３）
ただし、Ｐ１、Ｔ１は、時刻ｔ１における容器内の圧力及び温度を意味する。
今、温度変化は、式（１）で変化している場合には、上式は次のように記載できる。
Ｙ１＝−ＬＸ１−Ｐ１／Ｔ１・（Ｔ１−Ｔａｔｍ）α
＝−ＬＸ１−β・・・・・（４）
ただし、β＝Ｐ１／Ｔ１・（Ｔ１−Ｔａｔｍ）αとする。
The state change of Equation (2) at time t 1 can be expressed by the following equation.
Y 1 = −LX 1 + P 1 / T 1. (DT / dt) 1 ... (3)
However, P 1 and T 1 mean the pressure and temperature in the container at time t 1 .
Now, when the temperature change is changed by the equation (1), the above equation can be described as follows.
Y 1 = −LX 1 −P 1 / T 1 · (T 1 −T atm ) α
= -LX 1 -β (4)
Here, β = P 1 / T 1 · (T 1 −T atm ) α.
次に、時刻ｔ２＝ｔ１＋Δｔにおける、式（２）の状態変化は、次式で表現することが可能である。
Ｙ２＝−ＬＸ２＋Ｐ２／Ｔ２・（ｄＴ／ｄｔ）２・・・・（５）
ただし、Ｐ２、Ｔ２は、ｔ２における容器内の圧力及び温度を意味する。ここで、温度変化が絶対温度と比較して緩やかであり、圧力変化も絶対圧と比較して小さいと仮定できる場合には、Ｐ１／Ｔ１＝Ｐ２／Ｔ２と近似でき、上記βを使用して、式（５）は、次式で表すことが可能である。
Ｙ２＝−ＬＸ２−βｅ−αΔｔ・・・・・（６）
Next, the state change of Expression (2) at time t 2 = t 1 + Δt can be expressed by the following expression.
Y 2 = −LX 2 + P 2 / T 2. (DT / dt) 2 ... (5)
However,
Y 2 = −LX 2 −βe −αΔt (6)
次に、時刻ｔ３として、ｔ３＝ｔ０＋２Δｔを設定した場合には、式（２）の状態変化は、ｔ＝ｔ２の場合と同様に、次式で表現される。
Ｙ３＝−ＬＸ３−βｅ−２αΔｔ・・・・・（７）
ここで、時刻ｔ３は、必ずしもｔ０＋２Δｔの値とする必要は無いが、式を簡略化させる上では、ｔ１，ｔ２，ｔ３は同じ間隔で測定する方が効率が良い。
Next, when t 3 = t 0 + 2Δt is set as time t 3 , the state change of equation (2) is expressed by the following equation, similarly to the case of t = t 2 .
Y 3 = −LX 3 −βe −2αΔt (7)
Here, the time t 3 is not necessarily set to the value of t 0 + 2Δt, but in order to simplify the equation, it is more efficient to measure t 1 , t 2 , and t 3 at the same interval.
上記式（４），（６）及び（７）を用いて、（３）＋（７）−２×（６）の計算を行うと、次の関係式が得られる。
Ｙ１＋Ｙ３−２Ｙ２
＝−Ｌ（Ｘ１＋Ｘ３−２Ｘ２）−β（１＋ｅ−２αΔｔ−２ｅ−αΔｔ）・・・・（８）
特に右辺の第２項は、ｅｘの級数展開（ｅｘ＝１＋ｘ＋１／２・ｘ２＋１／６・ｘ３＋・・・）を利用すると、次式に展開することができる。
−β（１＋ｅ−２αΔｔ−２ｅ−αΔｔ）＝−β（α２Δｔ２−α３Δｔ３＋・・・）
＝−β・Ｏ（α２Δｔ２）・・・・・（９）
つまり、右辺の第２項は、αΔｔの二次のオーダーまで第２項の効果を低減することが可能となり、仮に、αΔｔが０．０１程度であるなら、第２項の効果は１万分の１程度のものとなる。ここでＯはカッコ内の数値のオーダーの値であることを表示する記号である。
When the calculation of (3) + (7) −2 × (6) is performed using the above equations (4), (6), and (7), the following relational expression is obtained.
Y 1 + Y 3 -2Y 2
= −L (X 1 + X 3 −2X 2 ) −β (1 + e −2αΔt −2e −αΔt ) (8)
In particular the second term on the right side, the use of series expansion of e x (e x = 1 + x + 1/2 · x 2 +1/6 · x 3 + ···), can be expanded to the following equation.
−β (1 + e −2αΔt −2e −αΔt ) = − β (α 2 Δt 2 −α 3 Δt 3 +...)
= −β · O (α 2 Δt 2 ) (9)
That is, the second term on the right side can reduce the effect of the second term up to the second order of αΔt. If αΔt is about 0.01, the effect of the second term is 10,000 minutes. It will be about one. Here, O is a symbol indicating that the value is in the order of numerical values in parentheses.
よって、式（８）の右辺の第２項は、温度変化が急激でない限り、無視できる数値であり、これにより、式（８）は、次式で表現することができる。
Ｙ１＋Ｙ３−２Ｙ２
＝−Ｌ（Ｘ１＋Ｘ３−２Ｘ２）・・・・（１０）
式（１０）で表現される、各圧力の時間変化率Ｙｉ及び圧力差Ｘｉは、いずれも、各時刻ｔｉで測定される値であり、式（１０）に代入することにより、漏れ定数Ｌを算出することが可能である。
Therefore, the second term on the right side of Equation (8) is a numerical value that can be ignored as long as the temperature change is not abrupt. Thus, Equation (8) can be expressed by the following equation.
Y 1 + Y 3 -2Y 2
= −L (X 1 + X 3 −2X 2 ) (10)
Both the time change rate Y i and the pressure difference X i of each pressure expressed by the equation (10) are values measured at each time t i , and the leakage is obtained by substituting into the equation (10). It is possible to calculate the constant L.
したがって、上記式（１０）で算出される漏れ定数Ｌの値から、Ｌが所定値より大きい場合には、漏れありと判断することが可能である。この場合の所定値には、第２項の影響や、温度変化が式（１）で表される値からのズレなどを総合的に考慮して、設定することが好ましい。
また、上記式（１０）において、圧力差をＸ１＝Ｘ３と設定した場合には、上記式は、次式で表現することができ、極めて簡単に漏れ定数を算出することが可能となる。
Ｌ＝−０．５（Ｙ１−２Ｙ２＋Ｙ３）／（Ｘ１−Ｘ２）・・・・（１１）
このような、簡便な式で表現できることにより、データを蓄積する負担を軽減できるだけでなく、演算に係るアルゴリズムの複雑化を抑制し、演算処理回路やプログラムに掛かる負担を大幅に軽減することが可能となる。
Therefore, from the value of the leakage constant L calculated by the above equation (10), it is possible to determine that there is a leakage when L is larger than a predetermined value. In this case, it is preferable to set the predetermined value in consideration of the influence of the second term and the deviation of the temperature change from the value represented by the equation (1).
Further, in the above formula (10), when the pressure difference is set as X 1 = X 3 , the above formula can be expressed by the following formula, and the leak constant can be calculated very easily. .
L = −0.5 (Y 1 −2Y 2 + Y 3 ) / (X 1 −X 2 ) (11)
Such simple expressions can not only reduce the burden of accumulating data, but also reduce the complexity of algorithms related to computation and greatly reduce the burden on arithmetic processing circuits and programs. It becomes.
上述した漏れ定数の算出方法では、時刻ｔ１からｔ２と、ｔ２からｔ３とを同じ時間間隔と仮定したが、仮に、ｔ２＝ｔ１＋Δｔ、ｔ３＝ｔ１＋γΔｔ（γは１より大きい数値）とすることにより、上述した式（７）は、次式で表される。
Ｙ３＝−ＬＸ３−βｅ−γαΔｔ・・・・・（７’）
この場合においても、式（８）に相当する第２項を二次のオーダーに抑えるためには、
式（４），（６）及び（７’）を用いて、（３）＋ａ（６）＋ｂ（７）の計算を行うと、次の関係式が得られる。ただし、ａ＝γ／（１−γ）であり、ｂ＝１／（γ−１）である。
Ｙ１＋ａＹ２＋ｂＹ３
＝−Ｌ（Ｘ１＋ａＸ２＋ｂＸ３）−β・Ｏ（γ／２・α２Δｔ２）
＝−Ｌ（Ｘ１＋ａＸ２＋ｂＸ３）・・・・・（１０’）
In the above-described leak constant calculation method, the times t 1 to t 2 and t 2 to t 3 are assumed to be the same time interval. However, t 2 = t 1 + Δt, t 3 = t 1 + γΔt (γ is By setting (a numerical value greater than 1), the above-described expression (7) is expressed by the following expression.
Y 3 = −LX 3 −βe −γαΔt (7 ′)
Even in this case, in order to suppress the second term corresponding to the equation (8) to the second order,
When the calculation of (3) + a (6) + b (7) is performed using the equations (4), (6), and (7 ′), the following relational expression is obtained. However, a = γ / (1-γ) and b = 1 / (γ−1).
Y 1 + aY 2 + bY 3
= −L (X 1 + aX 2 + bX 3 ) −β · O (γ / 2 · α 2 Δt 2 )
= −L (X 1 + aX 2 + bX 3 ) (10 ′)
式（１０）又は式（１０’）は、Ｘｉの値に対しては、漏れ定数を算出する際に、（Ｘ１＋Ｘ３−２Ｘ２）又は（Ｘ１＋ａＸ２＋ｂＸ３）の値が０となるような状態を避けることが必要であり、可能ならば、これらの式の数値の絶対値ができるだけ大きくなる値がより好ましい。
Ｘｉは、このような条件を満足するなら、特に制限が無く、任意の値が設定できるため、例えば、Ｘｉの値を全て正の値とすることも可能であり、パイプライン等の容器の補修を行った後に、容器内を周囲圧力より負圧とすることが難しい状況でも、正確に容器の検査を行うことが可能となる。
Equation (10) or formula (10 '), relative to the value of X i, when calculating the leakage constant, the value of (X 1 + X 3 -2X 2 ) or (X 1 + aX 2 + bX 3) It is necessary to avoid a state of 0, and if possible, a value that makes the absolute value of the numerical values of these equations as large as possible is more preferable.
If X i satisfies such conditions, there is no particular limitation and any value can be set. For example, all the values of X i can be set to positive values. After the repair, the container can be accurately inspected even in a situation where it is difficult to make the inside of the container have a negative pressure from the ambient pressure.
指数関数を級数展開して近似していることから分かるように、加圧計測工程の時間間隔Δｔが小さいほど，正確に定数Ｌを求めることができる。時間間隔Δｔを短く設定することが、作業効率の向上だけでなく、検査精度の点からも重要となる。
また、より正確な漏れ定数Ｌを算出するには、式（１０）又は式（１０’）の左辺の値も大きくすることが好ましく、そのためには、各時刻の圧力差を大きくし、漏れによる圧力の時間変化率の効果を顕著にすることも重要である。
As can be seen from the fact that the exponential function is approximated by series expansion, the smaller the time interval Δt of the pressurization measurement step, the more accurately the constant L can be obtained. Setting the time interval Δt to be short is important not only from the improvement of work efficiency but also from the point of inspection accuracy.
In order to calculate a more accurate leak constant L, it is preferable to increase the value on the left side of the equation (10) or the equation (10 ′). For this purpose, the pressure difference at each time is increased, It is also important to make the effect of the rate of change of pressure over time significant.
図３には、本発明に係る容器検査方法を模式的に示したグラフである。時刻ｔ１における圧力差Ｘ１を３ｋＰａ、時刻ｔ２＝ｔ１＋Δｔにおける圧力差Ｘ２を１ｋＰａ、時刻ｔ３＝ｔ１＋２Δｔにおける圧力差Ｘ３を３ｋＰａとした場合には、点線の実際の漏れ定数に対して、一点鎖線の漏れ定数（−Ｌ）が算出されることとなる。
また、図４のように、同じ時刻の各圧力差を、Ｘ１＝３ｋＰａ、Ｘ２＝２ｋＰａ，Ｘ３＝１ｋＰａとした場合には、同様に、一点鎖線の漏れ定数が算出されるが、上述したように、（Ｘ１＋Ｘ３−２Ｘ２）＝０となるため、漏れ定数Ｌの値が不安定化するという問題を生ずる。
FIG. 3 is a graph schematically showing the container inspection method according to the present invention. When the pressure difference X 1 at time t 1 is 3 kPa, the pressure difference X 2 at time t 2 = t 1 + Δt is 1 kPa, and the pressure difference X 3 at time t 3 = t 1 + 2Δt is 3 kPa, the actual dotted line With respect to the leakage constant, a one-dot chain line leakage constant (-L) is calculated.
In addition, as shown in FIG. 4, when the pressure differences at the same time are set to X 1 = 3 kPa, X 2 = 2 kPa, and X 3 = 1 kPa, the leak constant of the alternate long and short dash line is calculated similarly. As described above, since (X 1 + X 3 −2X 2 ) = 0, there arises a problem that the value of the leakage constant L becomes unstable.
また、本発明に係る容器検査方法においては、実際の容器内外の温度や容器内の温度変化を計測することにより、上述αやβの値が算出でき、上記式（１０）や（１０’）で削除したα２Δｔ２のオーダーの係数を算出あるいは推定することも可能となり、漏れ定数Ｌをより正確に算出することも可能となる。
これにより、温度変化の影響を一層低減した容器検査を実現することができる。
In the container inspection method according to the present invention, the values of α and β can be calculated by measuring the actual temperature inside and outside the container and the temperature change inside the container, and the above equations (10) and (10 ′) It is also possible to calculate or estimate the coefficient of the order of α 2 Δt 2 deleted in
Thereby, the container inspection which further reduced the influence of the temperature change can be realized.
以上の説明では、測定点である測定時刻が３つの場合について説明したが、本発明に係る容器検査方法はこれらの３つの測定点の場合のみに限定されるものではなく、例えば、３つより多い測定点を有する場合でも、複数の測定時刻における容器内の圧力の差Ｘｉや容器内の圧力の時間変化率Ｙｉの平均値を算出し、該算出結果を上記式１０’などに、測定値の一つとして代入することにより、漏れ定数Ｌを算出することが可能である。 In the above description, the case where there are three measurement times as measurement points has been described, but the container inspection method according to the present invention is not limited to the case of these three measurement points. Even when there are many measurement points, the average value of the pressure difference X i in the container at a plurality of measurement times and the time change rate Y i of the pressure in the container is calculated. By substituting as one of the measured values, the leakage constant L can be calculated.
また、３つより多い測定点がある場合には、所定の順序であるいは任意の順序で抽出した３つの測定点の値から、各漏れ定数Ｌを計算し、これらの計算された複数の漏れ定数の平均値を算出するように構成することも可能である。
このように、測定点が多い場合には、より安定した信頼性の高い漏れ定数を算出することが可能となる。
When there are more than three measurement points, each leakage constant L is calculated from the values of the three measurement points extracted in a predetermined order or in an arbitrary order, and a plurality of these leakage constants are calculated. It is also possible to configure so as to calculate the average value.
Thus, when there are many measurement points, it is possible to calculate a more stable and reliable leakage constant.
図５には、本発明に係る漏洩検査装置のブロック図を示す。
容器内と連通した位置に圧力センサーを配置し、該圧力センサーからの計測値は、ＡＤ変換器によりデジタル信号に変換されて、８ビット（本発明は８ビットに限定されない）のマイクロコンピューターユニット（ＭＣＵ）に導入される。ＭＣＵは、予め決められたプログラムを格納した外部ＲＯＭから入力されるプログラムに従い動作する。このプログラムには、上述した容器検査方法を実現するためのアルゴリズムが組み込まれており、各測定時間（ｔ）毎に、容器内の圧力（Ｐあるいは周囲圧力との差Ｘ）及び容器内の圧力の時間変化率Ｙが測定されるよう構成される。
FIG. 5 shows a block diagram of a leakage inspection apparatus according to the present invention.
A pressure sensor is arranged at a position communicating with the inside of the container, and a measurement value from the pressure sensor is converted into a digital signal by an AD converter, and an 8-bit microcomputer unit (the present invention is not limited to 8 bits) ( MCU). The MCU operates in accordance with a program input from an external ROM that stores a predetermined program. This program incorporates an algorithm for realizing the container inspection method described above, and the pressure in the container (P or difference X from the ambient pressure) and the pressure in the container at each measurement time (t). The time change rate Y of is configured to be measured.
測定されたデータは、ＭＣＵ内、又は外部ＲＡＭに格納され、漏れ定数Ｌを算出する際に、使用される。
測定したデータや算出結果などは、必要に応じて、液晶表示装置（ＬＣＤ）にＬＣＤインターフェースを介して表示されたり、シリアルインターフェースを介して外部に送信されたり、さらには、プリンタ駆動回路を介してプリンタに出力される。
The measured data is stored in the MCU or in the external RAM, and is used when calculating the leakage constant L.
The measured data and calculation results are displayed on the liquid crystal display (LCD) via the LCD interface, transmitted to the outside via the serial interface, and further via the printer drive circuit as necessary. Output to the printer.
また、測定時刻などを記録・表示するため、時計ＩＣも組み込まれている。
容器検査装置の操作には、キー入力スイッチが使用され、電源ボタンの他に、多種多様な測定や表示などを可能とするための機能選択キーや、モードの選択や数値の入力などに使用する方向キー、選択した内容を決定する決定キーなどが備えられている。当然、これら以外に、各種情報の入力を可能とするキーを備えることも可能である。
A clock IC is also incorporated for recording and displaying the measurement time and the like.
A key input switch is used to operate the container inspection device. In addition to the power button, it is used for function selection keys to enable various measurements and displays, mode selection, and numeric input. Direction keys, a determination key for determining the selected content, and the like are provided. Of course, in addition to these, it is also possible to provide a key that enables input of various information.
電源には、装置を駆動するための電源回路や、データやプログラムの保存機能を担保するためのバックアアップ電池を備えることができる。
また、装置の操作を補助するため、音声によるガイドを可能とするため、ブザーやスピーカーなどを組み込むことも可能である。
The power supply can be provided with a power supply circuit for driving the apparatus and a backup battery for ensuring a data and program storage function.
In addition, a buzzer, a speaker, or the like can be incorporated in order to assist the operation of the apparatus and enable guidance by voice.
図５には図示されていないが、必要に応じて、電動ポンプや電動バルブを組み込み、ＭＣＵからの指示により、これらの周辺機器を自動的に動作させ、上述した容器検査を自動的に行うことも可能である。
本発明に係る容器検査装置は、図５に示したものに限らず、当該技術分野で公知の種々の技術を組み込むことが可能であることは、言うまでもない。
また、上記容器検査方法の説明では、３つの異なる時刻における測定値を使用した例を示したが、本発明においては、例えば、３つより多くの時刻において測定を行い、その内、少なくとも３つの時刻については上述した容器検査方法に基づき漏れ定数を算出し、さらに他の測定値については、必要に応じて、該漏れ定数を補正するために使用するなど、適宜活用することも可能であることは言うまでもない。
Although not shown in FIG. 5, if necessary, an electric pump or an electric valve is incorporated, and these peripheral devices are automatically operated according to instructions from the MCU, and the above-described container inspection is automatically performed. Is also possible.
Needless to say, the container inspection apparatus according to the present invention is not limited to the one shown in FIG. 5, and various techniques known in the art can be incorporated.
In the above description of the container inspection method, an example in which measured values at three different times are used has been shown. The leak constant is calculated based on the container inspection method described above for the time, and other measured values can be used as appropriate, such as being used to correct the leak constant as necessary. Needless to say.
本発明により、気流ライニング工法などによるパイプライン補修後のように、容器内の温度が指数関数的に低下しつつある期間にも実施可能な容器の検査方法および装置が提供可能となり、補修作業並びに補修後の検査作業の効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a container inspection method and apparatus that can be performed even during a period in which the temperature in the container is decreasing exponentially, such as after pipeline repair by an airflow lining method, etc. The efficiency of inspection work after repair can be improved.
Claims (7)
検査容器を、容器外の圧力より高い圧力にて加圧又は減圧する加減圧工程と、少なくとも３つの異なる時刻ｔｉ（ｉは、１，２，３とする）における容器外の圧力に対する該容器内の圧力の差Ｘｉ及び該容器内の圧力の時間変化率Ｙｉを計測する圧力状態計測工程とを有し、
該圧力状態計測工程で計測された該圧力差Ｘｉと該圧力時間変化率Ｙｉとを、次式に代入し、漏れに係る漏れ定数Ｌを計算し、該漏れ定数Ｌに基いて、該検査容器の漏れを検出することを特徴とする容器検査方法。
Ｙ１＋ａＹ２＋ｂＹ３＝−Ｌ（Ｘ１＋ａＸ２＋ｂＸ３）
ただし、ａ＝γ／（１−γ），ｂ＝１／（γ−１）であり、ｔ３−ｔ１＝γ（ｔ２−ｔ１）とする。また、Ｘ １ ＋ａＸ ２ ＋ｂＸ ３ の値は０とならないよう設定される。 In the container inspection method for inspecting leakage from the container at a pressure higher than the pressure outside the container, the temperature inside and outside the container is different.
A pressurizing / depressurizing step of pressurizing or depressurizing the inspection container at a pressure higher than the pressure outside the container, and the container against the pressure outside the container at at least three different times t i (i is 1, 2, 3) A pressure state measurement step of measuring a pressure difference X i in the container and a time change rate Y i of the pressure in the container,
Substituting the pressure difference X i measured in the pressure state measurement step and the pressure time change rate Y i into the following equation to calculate a leakage constant L related to leakage, and based on the leakage constant L, A container inspection method characterized by detecting leakage of an inspection container.
Y 1 + aY 2 + bY 3 = −L (X 1 + aX 2 + bX 3 )
However, a = γ / (1-γ), b = 1 / (γ−1), and t 3 −t 1 = γ (t 2 −t 1 ). Further, the value of X 1 + aX 2 + bX 3 is set so as not to be 0.
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