JP4906561B2 - In-pipe deposit diagnosis method - Google Patents
In-pipe deposit diagnosis method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4906561B2 JP4906561B2 JP2007094334A JP2007094334A JP4906561B2 JP 4906561 B2 JP4906561 B2 JP 4906561B2 JP 2007094334 A JP2007094334 A JP 2007094334A JP 2007094334 A JP2007094334 A JP 2007094334A JP 4906561 B2 JP4906561 B2 JP 4906561B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic emission
- signal
- sensor
- pulser
- deposit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title claims description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 37
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 30
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 27
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 claims description 22
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
本発明は、管内に付着する付着物の状況を診断する管内付着物診断方法に関するものである。 The present invention relates to an in-pipe deposit diagnosis method for diagnosing the status of deposits attached to a tube.
平成14年10月に発行された「非破壊検査」第51巻10号の第632頁乃至第636頁[非特許文献1]には、「アコースティックエミッションを用いた加熱炉管のコーキング診断装置の開発」と題して、加熱炉管の内部に付着するコーキングの状況をアコースティック・エミッション法を用いて診断する従来の技術が開示されている。この従来技術では、診断対象とする加熱炉管の一箇所からアコースティック・エミッション信号を入射して、加熱炉管の長手方向に離れた一箇所でアコースティック・エミッション信号を受信し、受信したアコースティック・エミッション信号の減衰状態をデータとして取得する。そしてこの従来技術では、コーキングが存在しない新規の加熱炉管に対して同様のアコースティック・エミッション法を適用して予め取得したアコースティック・エミッション信号の減衰状態のデータを基準データとして、この基準データと計測データとを比較することにより、コーキングの付着状況を診断して評価している。 "Non-destructive inspection", Vol. 51, No. 51, published in October 2002, pages 632 to 636 [Non-Patent Document 1] includes "a coking diagnostic apparatus for a heating furnace tube using acoustic emission". Under the title of “development”, a conventional technique for diagnosing the state of coking attached to the inside of a furnace tube using an acoustic emission method is disclosed. In this prior art, an acoustic emission signal is incident from one location of the heating furnace tube to be diagnosed, and an acoustic emission signal is received at one location separated in the longitudinal direction of the heating furnace tube, and the received acoustic emission is received. The signal attenuation state is acquired as data. And in this prior art, the data of the decay state of the acoustic emission signal acquired in advance by applying the same acoustic emission method to a new furnace tube without coking is used as the reference data and measured. By comparing with the data, the adhesion situation of caulking is diagnosed and evaluated.
また出光エンジニアリング株式会社が作成したhttp://www.idemitsu.co.jp/eng/product/drplant/composition/calking.htmlのホームページには、「加熱炉管のコーキング診断」と題して、放射線を利用した診断法の一例として、放射線透過密度法により放射線が加熱炉管を透過する線量を測定することで、コーキングの厚さを測定する技術が紹介されている。
非特許文献1に記載された従来の診断方法では、比較の基準となるコークスが付着していない状態の加熱炉管について、アコースティック・エミッション法を実施して、アコースティック・エミッション信号の減衰状態のデータを取得しなければならない。しかしながら診断の対象とする加熱炉管と同一材料かつ同一寸法のコーキングが付着していない状態の新規な管が入手できない場合には、基準データが得られないために、この従来方法は使用することができない問題がある。また基準データを取得したときのアコースティック・エミッション信号の入射位置と、受信位置の関係を、診断対象とする加熱炉管に対して正確に再現できない場合には、的確な診断・評価ができない問題が発生する。さらにプラントの定期点検時に管内に残留するプロセス流体やスラッジによってもアコースティック・エミッション信号が減衰するため、これらが存在する場合には、管内の残留物とコーキングとを区別することができないという問題もある。
In the conventional diagnosis method described in Non-Patent
また放射線を利用した診断法として、放射線を利用した診断法を用いて診断する従来の方法では、放射線を加熱炉管に沿って順次移動させて放射線の透過線量の測定をしなければならず、1本の加熱炉管を診断するために、多大な費用と時間を費やさなければならない問題がある。 Moreover, in the conventional method of diagnosing using a diagnostic method using radiation as a diagnostic method using radiation, the radiation must be moved sequentially along the heating furnace tube to measure the radiation transmitted dose, In order to diagnose one heating furnace tube, there is a problem that a great deal of cost and time must be spent.
本発明の目的は、予め基準データを準備せずに、アコースティック・エミッション法を用いて、管内の付着物の状況を診断することができる管内付着物診断方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an in-pipe deposit diagnostic method capable of diagnosing the status of deposits in a pipe using an acoustic emission method without preparing reference data in advance.
上記目的に加えて、本発明の他の目的は、管内に診断の対象とする付着物以外の残留物が残っている場合でも、管内の付着物の状況を診断することができる管内付着物診断方法を提供することにある。 In addition to the above object, another object of the present invention is to provide an in-pipe deposit diagnosis capable of diagnosing the status of the deposit in the tube even when a residue other than the deposit to be diagnosed remains in the tube. It is to provide a method.
上記目的に加えて、詳細な診断が必要な管についてのみ、放射線を利用した診断法を適用することにより、従来よりも大幅に短縮された期間で、加熱炉管内のコーキングの状況を詳細に診断できる管内付着物診断方法を提供することにある。 In addition to the above-mentioned purpose, only the pipes that require detailed diagnosis can be used to diagnose the coking situation in the furnace tube in a much shorter period of time by applying a diagnostic method using radiation. An object of the present invention is to provide a method for diagnosing deposits in a tube.
本発明は、管内に付着する付着物の状況を診断する管内付着物診断方法を対象とする。本発明が診断の対象とする管には、内部にコーキングが付着する加熱炉管を代表として、内壁に種々の付着物が付着する管が含まれる。本発明の方法では、まず管の診断の対象となる診断領域の外周上に周方向に所定の角度間隔をあけてセンサ列を形成するように複数のアコースティック・エミッション・センサを配置する。ここで診断領域とは、アコースティック・エミッション・センサを完全に配置できる幅寸法を持った、仮想の環状の領域である。また本発明では、センサ列内に位置するように診断領域の外周上に信号入射用パルサを配置する。なおセンサ列を構成する複数のアコースティック・エミッション・センサ及び信号入射用パルサは、周方向に間隔をあけて並んでいればよく、完全に直線上に並ぶ必要はない。 The present invention is directed to an in-pipe deposit diagnosis method for diagnosing the status of deposits attached to a tube. The pipe to be diagnosed by the present invention includes a pipe in which various deposits adhere to the inner wall, typically a heating furnace pipe in which coking adheres. In the method of the present invention, first, a plurality of acoustic emission sensors are arranged so as to form a sensor array at a predetermined angular interval in the circumferential direction on the outer periphery of a diagnosis region to be diagnosed of a pipe. Here, the diagnostic region is a virtual annular region having a width dimension capable of completely arranging the acoustic emission sensor. In the present invention, the signal incident pulser is arranged on the outer periphery of the diagnostic region so as to be positioned in the sensor array. The plurality of acoustic emission sensors and signal incident pulsers constituting the sensor array need only be arranged at intervals in the circumferential direction, and need not be arranged on a straight line.
このような条件で複数のアコースティック・エミッション・センサ及び信号入射用パルサを設置した後に、信号入射用パルサからアコースティック・エミッション信号を診断領域に入射する。そして複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から、信号入射用パルサと隣り合うアコースティック・エミッション・センサとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率と、周方向に隣り合う二つのアコースティック・エミッション・センサ間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率を演算する。ここで減衰率とは、例えばアコースティック・エミッション信号が伝播する経路の上流側におけるアコースティック・エミッション信号の振幅や、アコースティック・エミッション・エネルギや、信号の継続時間を分母において、下流側で測定したアコースティック・エミッション信号の振幅や、アコースティック・エミッション・エネルギや、信号の継続時間を分子において演算により求めた、信号の強さの比である。したがって信号入射用パルサの位置における減衰率が「1」となり、信号入射用パルサから離れるほど、この減衰率は「0」に近づくことになる。 After installing a plurality of acoustic emission sensors and a signal incident pulser under such conditions, an acoustic emission signal is incident on the diagnostic region from the signal incident pulser. From the output of multiple acoustic emission sensors, the attenuation rate of the acoustic emission signal between the signal incident pulser and the adjacent acoustic emission sensor, and between the two adjacent acoustic emission sensors in the circumferential direction Calculate the decay rate of the acoustic emission signal at. Here, the attenuation rate refers to, for example, the acoustic emission signal measured on the downstream side in the denominator of the amplitude of the acoustic emission signal, the acoustic emission energy, and the signal duration on the upstream side of the path through which the acoustic emission signal propagates. It is the ratio of the signal strength obtained by calculating the emission signal amplitude, acoustic emission energy, and signal duration in the numerator. Therefore, the attenuation factor at the position of the signal incident pulser is “1”, and the attenuation factor approaches “0” as the distance from the signal incident pulser increases.
本発明は、管のある長さ範囲(管の周方向のある長さ範囲または管の長手方向の長さ範囲のいずれでもよい)におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率が、その長さ範囲内の内壁に付着している付着物の厚みとその長さ範囲の長さ寸法の積で表される積値と、負の相関を持っていることを、発明者が見出したことに起因して、案出されたものである。すなわち積値と減衰率との間には、減衰率が大きいほど、積値が小さくなり、減衰率が小さいほど、積値が大きくなる関係が存在することを発明者は見出した。この関係(傾向)は、コーキングを含む種々の付着物、各種の管の材質、管の寸法が異なっていても、またアコースティック・エミッション信号の入射位置が異なったとしても、変わらないことも発明者によって確認された。またこの関係は、管の周方向においても、また管の長手方向においても同様に存在する。そこで事前に、この関係と長さ範囲の長さ寸法とが分かっている状況であれば、減衰率に基づいて、その長さ範囲における付着物の厚みを推定することができる。なおこの推定では、付着物の厚みを必ず絶対値として推定できる必要はなく、厚みの変化や、厚みのレベルが相対値で推定できればよい。本発明では、管の周方向に所定の角度間隔をあけて配置した複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から前述の減衰率を演算することによって、診断対象の管についての基準データを用いることなく、周方向における付着物の厚みの変化を推定できる。その結果、この推定に基づいて、付着物の状況を診断することが可能になる。 In the present invention, the attenuation rate of the acoustic emission signal in a certain length range of the tube (which may be either a certain length range in the circumferential direction of the tube or a length range in the longitudinal direction of the tube) is within the length range. Due to the fact that the inventor found that there is a negative correlation with the product value represented by the product of the thickness of the deposit attached to the inner wall and the length dimension of the length range, It has been devised. That is, the inventor has found that there is a relationship between the product value and the attenuation rate that the product value decreases as the attenuation rate increases and the product value increases as the attenuation rate decreases. The inventor also shows that this relationship (trend) does not change even if the various deposits including caulking, the various tube materials, the tube dimensions are different, or the incident position of the acoustic emission signal is different. Confirmed by. This relationship also exists in the circumferential direction of the tube and in the longitudinal direction of the tube. Therefore, if the relationship and the length dimension of the length range are known in advance, the thickness of the deposit in the length range can be estimated based on the attenuation rate. In this estimation, it is not always necessary to estimate the thickness of the deposit as an absolute value, and it is sufficient that the change in thickness and the level of thickness can be estimated as relative values. In the present invention, by calculating the above-described attenuation rate from the outputs of a plurality of acoustic emission sensors arranged at predetermined angular intervals in the circumferential direction of the tube, the reference data for the tube to be diagnosed is not used. The change in the thickness of the deposit in the circumferential direction can be estimated. As a result, it is possible to diagnose the state of the deposit based on this estimation.
なお推定を容易にするためには、センサ列内における、複数のアコースティック・エミッション・センサ間の距離と、信号入射用パルサと隣り合う二つのアコースティック・エミッション・センサとの間の距離とを、同じ距離にするのが好ましい。このようにすると演算した減算率に基づいて付着物の厚みを推定する際に、簡単に厚みを推定することができる。この厚みの推定結果は、その長さ範囲内の付着物の平均的な厚みと見ることができる。 In order to facilitate estimation, the distance between a plurality of acoustic emission sensors in the sensor array and the distance between two acoustic emission sensors adjacent to the signal incident pulser are the same. It is preferable to use a distance. If it does in this way, when estimating the thickness of a deposit | attachment based on the calculated subtraction rate, thickness can be estimated easily. This estimation result of the thickness can be regarded as an average thickness of the deposit within the length range.
またセンサ列内における、複数のアコースティック・エミッション・センサと信号入射用パルサとを、共通の取り付け用治具に取り付けた状態で、診断領域に対して装着するようにしてもよい。このようにすると複数のアコースティック・エミッション・センサを常に同じ条件で管に対して装着できるので、装着誤差に基づく、演算誤差の発生を少なくすることができる。 Further, a plurality of acoustic emission sensors and signal incident pulsers in the sensor array may be attached to the diagnosis region in a state where they are attached to a common attachment jig. In this way, since a plurality of acoustic emission sensors can always be mounted on the pipe under the same conditions, the occurrence of calculation errors based on mounting errors can be reduced.
また本発明では、次のようにすることにより、管の周方向だけでなく、管の長手方向に対しても、診断が可能になる。まず管の診断の対象となる第1の診断領域の外周上に周方向に所定の角度間隔をあけて第1のセンサ列を形成するように複数のアコースティック・エミッション・センサを配置する。この第1のセンサ列内に位置するように診断領域の外周上に信号入射用パルサを配置する。また第1のセンサ列から管の長手方向に所定の距離はなれた第2の診断領域上の外周上に周方向に所定の角度間隔をあけて第2のセンサ列を形成するように複数のアコースティック・エミッション・センサを配置する。このようにした上で、信号入射用パルサからアコースティック・エミッション信号を前記診断領域に入射する。そして第1のセンサ列を構成する複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から、信号入射用パルサと隣り合うアコースティック・エミッション・センサとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率と、周方向に隣り合う二つのアコースティック・エミッション・センサ間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率を演算する。また第2のセンサ列を構成する複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から、信号入射用パルサと第2のセンサ列を構成する複数のアコースティック・エミッション・センサとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率を演算する。その後、二つの前記アコースティック・エミッション・センサ間の距離とその間における付着物の厚みの積値と減衰率との間には、負の相関があるとの前提の下で、第1のセンサ列における減衰率から第1の診断領域における付着物の周方向における厚みの変化を推定する。そして同様にして、第2のセンサ列における減衰率から第1の診断領域と第2の診断領域との間における付着物の長手方向における厚みの変化を推定する。これによって第1の診断領域と第2の診断領域との間における管内に付着する付着物の状況を診断することが可能になる。なお長手方向の厚みの変化は、信号入射用パルサとアコースティック・エミッション・センサとを管の外周面を通って最短距離で結ぶ仮想線に沿った場所の付着物の平均的な厚みであると見ることができる。第1の診断領域に設ける信号入射用パルサの数を複数にして、しかも周方向に適正な間隔をあけて配置し、各信号入射用パルサから個別にアコースティック・エミッション信号を入射させて、入射位置を変えた複数回にわたる推定を行い、この複数回の推定から長手方向の付着物の厚みの変化を推定してもよい。 In the present invention, diagnosis can be performed not only in the circumferential direction of the tube but also in the longitudinal direction of the tube by performing the following. First, a plurality of acoustic emission sensors are arranged so as to form a first sensor array at a predetermined angular interval in the circumferential direction on the outer periphery of the first diagnosis region to be diagnosed of the pipe. A signal incident pulser is arranged on the outer periphery of the diagnostic region so as to be located in the first sensor array. Further, a plurality of acoustic sensors are formed so as to form a second sensor array at a predetermined angular interval in the circumferential direction on the outer periphery of the second diagnostic region at a predetermined distance from the first sensor array in the longitudinal direction of the tube.・ Install emission sensors. After doing so, an acoustic emission signal is incident on the diagnostic region from the signal incident pulser. Then, from the outputs of the plurality of acoustic emission sensors constituting the first sensor array, the attenuation rate of the acoustic emission signal between the signal emission pulser and the adjacent acoustic emission sensor is adjacent to the circumferential direction. Calculates the attenuation rate of the acoustic emission signal between the two acoustic emission sensors. Further, the attenuation of the acoustic emission signal between the signal incident pulser and the plurality of acoustic emission sensors constituting the second sensor row is determined from the outputs of the plurality of acoustic emission sensors constituting the second sensor row. Calculate the rate. Thereafter, in the first sensor array, on the assumption that there is a negative correlation between the distance between the two acoustic emission sensors and the product value of the thickness of the deposit between them and the attenuation factor, A change in thickness in the circumferential direction of the deposit in the first diagnostic region is estimated from the attenuation rate. Similarly, the change in the thickness of the deposit in the longitudinal direction between the first diagnostic region and the second diagnostic region is estimated from the attenuation rate in the second sensor array. As a result, it is possible to diagnose the state of deposits adhering to the inside of the tube between the first diagnosis region and the second diagnosis region. The change in the thickness in the longitudinal direction is considered to be the average thickness of the deposit along the imaginary line connecting the signal incident pulser and the acoustic emission sensor through the outer peripheral surface of the pipe with the shortest distance. be able to. The number of signal incident pulsars provided in the first diagnosis area is set to a plurality and spaced at appropriate intervals in the circumferential direction, and an acoustic emission signal is individually incident from each signal incident pulsar. It is also possible to perform estimation for a plurality of times with different values, and estimate the change in the thickness of the deposit in the longitudinal direction from the plurality of estimations.
なお演算を容易にするためには、第1のセンサ列内における、複数のアコースティック・エミッション・センサ間の距離と、信号入射用パルサと隣り合う二つのアコースティック・エミッション・センサとの間の距離とは、一定距離とするのが好ましい。また第2のセンサ列内における、複数のアコースティック・エミッション・センサ間の距離も、前記一定距離と同じにするのが好ましい。 In order to facilitate the calculation, the distance between the plurality of acoustic emission sensors in the first sensor array and the distance between the two acoustic emission sensors adjacent to the signal incident pulser Is preferably a constant distance. Also, it is preferable that the distance between the plurality of acoustic emission sensors in the second sensor array is the same as the fixed distance.
またこの場合にも、第1のセンサ列内における、複数のアコースティック・エミッション・センサと信号入射用パルサとを、共通の取り付け用治具に取り付けた状態で、第1の診断領域に対して装着し、第2のセンサ列内における複数のアコースティック・エミッション・センサを共通の取り付け用治具に取り付けた状態で、第2の診断領域に対して装着するのが好ましい。このようにすると信号入射用パルサ及びアコースティック・エミッション・センサの装着及び位置決めが容易になる。 Also in this case, the plurality of acoustic emission sensors and the signal incident pulser in the first sensor array are mounted on the first diagnostic region in a state where they are mounted on a common mounting jig. The plurality of acoustic emission sensors in the second sensor array are preferably attached to the second diagnostic region in a state where they are attached to a common attachment jig. This facilitates mounting and positioning of the signal incident pulser and the acoustic emission sensor.
本発明は、各種の管の内部に付着した付着物の診断に利用できるものであるが、特に加熱炉管内に形成されるコーキングの診断に適している。そして加熱炉管の診断においては、加熱炉管内のコーキングの状況が予め定めた危険条件を満たす場合にのみ、管に対して放射線透過密度法やイメージングプレートを用いた放射線透過試験法等の放射線を利用した診断法を用いてコーキングの状況を詳細に診断するのが好ましい。このようにすると、本当に詳細な診断が必要な管だけに対して、放射線を利用した診断法を用いてコーキングの状況を詳細に診断すればよいことになるので、放射線透過密度法を用いて最終的な診断結果を出す場合には、放射線透過密度法による診断回数を最小限のものとすることができる。 The present invention can be used for diagnosing deposits adhering to the inside of various pipes, and is particularly suitable for diagnosing coking formed in a heating furnace pipe. In the diagnosis of a heating furnace tube, radiation such as a radiation transmission density method or a radiation transmission test method using an imaging plate is applied to the tube only when the condition of coking in the heating furnace tube satisfies a predetermined risk condition. It is preferable to make a detailed diagnosis of the coking situation using the diagnostic method utilized. In this way, it is only necessary to make a detailed diagnosis of the coking situation using a radiation-based diagnostic method only for tubes that really need a detailed diagnosis. When a typical diagnosis result is output, the number of times of diagnosis by the radiation transmission density method can be minimized.
本発明によれば、二つのアコースティック・エミッション・センサ間の距離とその間における付着物の厚みの積値と減衰率との間には、負の相関があるとの前提の下で、アコースティック・エミッション信号の減衰率に基づいて、付着物の厚みを推定することにより、付着物の厚みの変化を推定するので、基準データを用いることなく、管内の付着物の状況を診断することができる利点がある。 According to the present invention, it is assumed that there is a negative correlation between the distance between two acoustic emission sensors and the product value of the thickness of the deposit between them and the attenuation rate. Since the change in the thickness of the deposit is estimated by estimating the thickness of the deposit based on the signal attenuation rate, there is an advantage that the status of the deposit in the pipe can be diagnosed without using the reference data. is there.
また本発明によれば、アコースティック・エミッション法を用いて、先に診断を行うので、加熱炉管内のコーキングの状況が予め定めた危険条件を満たす場合にのみ、放射線透過密度法を用いて最終的な診断結果を出せば、放射線透過密度法による診断回数を最小限のものとすることができる利点がある。 Further, according to the present invention, the acoustic emission method is used to perform the diagnosis first, so that only when the condition of coking in the heating furnace tube satisfies the predetermined risk condition, the radiation transmission density method is used for the final diagnosis. If an accurate diagnosis result is obtained, there is an advantage that the number of times of diagnosis by the radiation transmission density method can be minimized.
以下図面を参照して本発明の管内付着物診断方法の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明を用いて、加熱炉内に配置される加熱炉管1の内部に付着したコーキングと残留物(プロセス流体、スラッジ)とを区別して、加熱炉管1の所定領域の内部において周方向と長手方向の両方向に沿って、どのような状況でコーキングが付着しているのかを診断する場合の例を説明するために用いる図である。図1は、連続して延びる長い加熱炉管1において、水平方向に伸びる一部分だけを切り出した状態を示している。図1においては、紙面における下方向が、地球上で重力が作用する下方向となる。また図2は、加熱炉管1の周囲に実際に配置する信号入射用パルサ2と、複数のアコースティック・エミッション・センサ31〜37の具体的な配置状態を、一部を誇張して模擬的に示す図である。なお図2においては、位置関係と取り付け状態を示すことを目的にしているため、実際には見えない部分もすべて実線で描いてある。
Embodiments of the in-pipe deposit diagnostic method of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows how the present invention is used to distinguish caulking and residue (process fluid, sludge) adhering to the inside of a
この実施の形態では、加熱炉管1の診断の対象となる第1の診断領域R1の外周上に周方向に所定の角度間隔をあけて第1のセンサ列4を形成するように信号入射用パルサ2と3個のアコースティック・エミッション・センサ31〜33とを加熱炉管の周方向に一定の角度間隔をあけて(90度の角度間隔をあけて)配置している。なお図1においては、信号入射用パルサ2とアコースティック・エミッション・センサ31〜37を矢印で示してある。また第1のセンサ列4から加熱炉管の長手方向に所定の距離はなれた第2の診断領域R2上の外周上に、周方向に所定の角度間隔をあけて第2のセンサ列5を形成するように4つのアコースティック・エミッション・センサ34〜37を配置している。ここで第1及び第2の診断領域R1及びR2とは、アコースティック・エミッション・センサを完全に配置できる幅寸法を持った、仮想の環状の領域である。本実施の形態では、第1の診断領域R1と第2の診断領域R2との間の領域も診断領域となる。なお実用的な第1の診断領域R1と第2の診断領域R2との間の長さ寸法は、200mm〜5000mmである。
In this embodiment, for signal incidence, the first sensor array 4 is formed at a predetermined angular interval in the circumferential direction on the outer periphery of the first diagnosis region R1 to be diagnosed of the
この例では、第1のセンサ列4内における、3つのアコースティック・エミッション・センサ31〜33と信号入射用パルサ2とを、共通の取り付け用治具6に取り付けた状態で、第1の診断領域R1に対して装着している。また第2のセンサ列5内における4つのアコースティック・エミッション・センサ34〜37も共通の取り付け用治具7に取り付けた状態で、第2の診断領域R2に対して装着されている。取り付け用治具6及び7は、アコースティック・エミッション・センサ及び信号入射用パルサを、1回の装着作業でしっかりと加熱炉管1に対して固定できるものであれば、どのような構造であってもよい。
In this example, in the first sensor row 4, the three
取り付け用治具6及び7にそれぞれ取り付けられた信号入射用パルサ2とアコースティック・エミッション・センサ31〜37は、加熱炉管1の外面に導波棒8を突き立てて、アコースティック・エミッション信号の入射と受信とを行うタイプの市販品である。
The
本実施の形態では、第1のセンサ列4内に位置するように診断領域の外周上に信号入射用パルサ2を配置している。なお第1のセンサ列4を構成する3つのアコースティック・エミッション・センサ31〜33及び信号入射用パルサ2は、加熱炉管1の周方向に間隔をあけて並んでいればよく、完全に直線上に並ぶ必要はない。すなわち、ジグザグ状または千鳥状にこれらの部品が並んでいてもよい。図3に示すように、本実施の形態では、第1のセンサ列4及び第2のセンサ列5が1つのプローブ装置9を構成するものとして取り扱われている。そして信号入射用パルサ2は、信号処理装置10からの指令でアコースティック・エミッション信号を出力し、アコースティック・エミッション・センサ31〜37は受信したアコースティック・エミッション信号を信号処理装置10に送信する。信号処理装置10は、受信した減衰したアコースティック・エミッション信号に基づいて、後述する演算を行い、その演算結果を診断装置11へと出力する。
In the present embodiment, the
本実施の形態の方法により診断を行う場合には、信号処理装置10からの指令に基づいて、信号入射用パルサ2からアコースティック・エミッション信号を第1の診断領域R1に入射する。第1のセンサ列4を構成する3個のアコースティック・エミッション・センサ31〜33の出力からは、信号処理装置10が信号入射用パルサ2と隣り合うアコースティック・エミッション・センサ31及び33との間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率と、周方向に隣り合う二つのアコースティック・エミッション・センサ間(アコースティック・エミッション・センサ31及び32間、アコースティック・エミッション・センサ32及び33間)におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率を演算する。
When diagnosis is performed by the method of the present embodiment, an acoustic emission signal is incident on the first diagnosis region R1 from the
ここで減衰率とは、例えばアコースティック・エミッション信号が伝播する経路の上流側におけるアコースティック・エミッション信号(例えば信号入射用パルサ2から出たアコースティック・エミッション信号そのもの)の振幅や、アコースティック・エミッション・エネルギや、信号の継続時間を分母において、下流側(例えばアコースティック・エミッション・センサ31または33)で測定したアコースティック・エミッション信号の振幅や、アコースティック・エミッション・エネルギや、信号の継続時間を分子において演算した信号の強さの比である。したがって信号入射用パルサ2の導波棒8の位置における減衰率が「1」となり、信号入射用パルサから離れるほど、この減衰率は「0」に近づくことになる。
Here, the attenuation rate is, for example, the amplitude of the acoustic emission signal (for example, the acoustic emission signal itself output from the signal incident pulser 2), the acoustic emission energy, the upstream side of the path through which the acoustic emission signal propagates. A signal obtained by computing the amplitude of an acoustic emission signal, the acoustic emission energy, and the signal duration in the numerator, measured on the downstream side (for example, the
また信号処理装置10は、第2のセンサ列5を構成する4つのアコースティック・エミッション・センサ34〜37の出力から、信号入射用パルサ2と第2のセンサ列を構成する4つのアコースティック・エミッション・センサ34〜37のそれぞれとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率を演算する。この場合には、信号入射用パルサ2の出力が分母におかれ、アコースティック・エミッション・センサ34〜37が受信した信号が分子におかれることになる。
Further, the
発明者は、管のある長さ範囲(管の周方向のある長さ範囲または管の長手方向の長さ範囲のいずれでもよい)におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率が、その長さ範囲の内壁に付着している付着物の厚みとその長さ範囲の長さ寸法の積で表される積値(本願明細書では、この値をコーキング厚さ累積とも言う)と、負の相関を持っていることを見出した。図4は、加熱炉管として用いられる試験用の管の内部にコーキングに相当する物を付着させ、その厚みや付着量を種々変えて、測定した結果を示すグラフである。径寸法及び材質の異なる管に関して、同じ試験を行ったが、測定値は異なるものの、図4に示されるグラフに見られる負の相関関係と同じ負の相関関係が得られることが分かった。すなわち積値(コーキング厚さ累積)と減衰率との間には、減衰率が大きいほど、積値が小さく、減衰率が小さいほど、積値が大きくなる関係が存在する。この関係は、コーキングを含む種々の付着物の種類が異なっていても、また管の材質や寸法が異なっていても、さらにアコースティック・エミッション信号の入射位置が異なったとしても、変わらない。そのため事前に、この関係と前述の長さ範囲の長さ寸法(二つのアコースティック・エミッション・センサ間の距離)とが分かっている状況であれば、減衰率に基づいて、その長さ範囲における付着物の厚みを推定することができる。すなわち減衰率をα、積値[付着物の厚さ(コーキング厚さ)T×センサ間の距離L]をV、センサ間の距離をLとすれば、これらの間には以下の関係式が成立する。 The inventor determines that the attenuation rate of the acoustic emission signal in a certain length range of the tube (either a certain length range in the circumferential direction of the tube or a length range in the longitudinal direction of the tube) is the inner wall of the length range. There is a negative correlation between the product value represented by the product of the thickness of the deposit adhering to the length and the length dimension of the length range (this value is also referred to as cumulative caulking thickness in this specification). I found out. FIG. 4 is a graph showing measurement results obtained by attaching an object corresponding to caulking to a test tube used as a heating furnace tube and changing the thickness and the amount of adhesion. Although the same test was performed on pipes having different diameters and materials, it was found that although the measured values were different, the same negative correlation as that shown in the graph shown in FIG. 4 was obtained. That is, there is a relationship between the product value (cumulative caulking thickness accumulation) and the attenuation rate, the larger the attenuation rate, the smaller the product value, and the smaller the attenuation rate, the larger the product value. This relationship does not change even if the kinds of various deposits including caulking are different, the tube material and dimensions are different, and the incident position of the acoustic emission signal is different. Therefore, if this relationship and the length dimension of the above-mentioned length range (distance between the two acoustic emission sensors) are known in advance, the attachment in the length range is based on the attenuation rate. The thickness of the kimono can be estimated. That is, if the attenuation rate is α, the product value [thickness of deposit (coking thickness) T × distance L between sensors] is V, and the distance between sensors is L, the following relational expression is established between them: To establish.
(V+L)=a×(α)-b+c
上記式において、a,b,cは、それぞれ定数である。これらの定数は、付着物の性状によって変わる。実際的には、診断の対象とする管が加熱炉管であれば、内部にはコーキングが付着するため、コーキングにあった定数の値が用いられる。これらの定数は、予め求めておくことができる。これらの定数が決まれば、付着物の厚みは、上記の関係式から定量的な値として推定することができる。上記の関係式が成立することを前提にすれば、未知の付着物であっても、適宜の定数を用いると、付着物の存在とその厚みを相対的に評価することができる。
(V + L) = a × (α) −b + c
In the above formula, a, b, and c are constants. These constants vary depending on the properties of the deposit. Actually, if the tube to be diagnosed is a heating furnace tube, since coking adheres inside, a constant value suitable for coking is used. These constants can be obtained in advance. If these constants are determined, the thickness of the deposit can be estimated as a quantitative value from the above relational expression. If it is assumed that the above relational expression is established, even if it is an unknown deposit, the presence and thickness of the deposit can be relatively evaluated by using an appropriate constant.
この厚み寸法の推定は、その長さ範囲内の平均的な付着物の厚みの推定となる。そして具体的な厚み寸法というよりは、むしろ厚みのレベル(相対値)として推定できればよい。例えば、何も付着していないときを0とし、管の半径を−10とした場合に、その間の厚みを10段階に分けたとすれば、この厚みの推定では、−1にあるとか、−3にあるという相対値となる程度になる。この場合、半径の値が定まっていれば、この10段階の相対値は、厚さ寸法そのものに換算することができるので、10段階表示ではなく、定量的な表示としてもよいのは勿論である。 The estimation of the thickness dimension is an estimation of the average thickness of the deposit within the length range. And what is necessary is just to be able to presume as a thickness level (relative value) rather than a concrete thickness dimension. For example, when nothing is attached and 0 is set and the radius of the pipe is set to -10, if the thickness between them is divided into 10 stages, the thickness is estimated to be -1 or -3. The relative value of being in the range. In this case, if the value of the radius is determined, the 10-step relative value can be converted into the thickness dimension itself, so that it is of course possible to provide a quantitative display instead of the 10-step display. .
このような相関関係を前提にして、信号演算装置10では、加熱炉管1の周方向に90度の角度間隔をあけて配置した第1のセンサ列4に含まれる3個のアコースティック・エミッション・センサ31〜33が受信したアコースティック・エミッション信号と信号入射用パルサ2から出力されるアコースティック・エミッション信号とに基づいて前述の減衰率を演算することによって、基準データを用いることなく、第1の診断領域R1の内部に付着した付着物の厚みの周方向の変化を推定する。
On the premise of such a correlation, the signal
そして同様にして、第2のセンサ列5を構成する4つのアコースティック・エミッション・センサ34〜37の出力から、信号入射用パルサ2と第2のセンサ列4を構成するアコースティック・エミッション・センサ34〜37との間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率をそれぞれ演算する。そして図3の診断装置11では、二つのアコースティック・エミッション・センサ間の距離とその間における付着物の厚みの積値と減衰率との間には、負の相関があるとの前提の下で、第2のセンサ列5における減衰率から第1の診断領域R1と第2の診断領域R2との間におけるコーキングの加熱炉管の長手方向における厚みの変化を推定する。そして診断装置は、これらの推定により、加熱炉管内に付着する付着物の状況を診断する。
Similarly, from the outputs of the four
図5(A)は、実際の診断方法の一例を説明するための信号入射用パルサ2と11個のアコースティック・エミッション・センサ3a乃至3kとの位置関係と、アコースティック・エミッション信号の減衰の方向を示す図であり、図5(B)は推定結果の一例をグラフ化した図である。信号入射用パルサ2と11個のアコースティック・エミッション・センサ3a乃至3kとは、周方向に30度の角度間隔をあけて配置されている。そして図5(A)に示した矢印の向きは、信号入射用パルサ2から加熱炉管1に入射されたアコースティック・エミッション信号が伝播する方向を示している。この場合には、信号入射用パルサ2とアコースティック・エミッション・センサ3aとの間の減衰率、アコースティック・エミッション・センサ3a及び3b間の減衰率のように隣合う二つのアコースティック・エミッション・センサ間のアコースティック・エミッション信号の減衰率として12個の減算率が演算される。これらの演算率を図4に示すような演算率とコーキング厚さ累積との関係から、それぞれセンサ間のコーキングの厚みをレベルとして推定する。図5(B)は、推定結果を表示した図である。図5(B)では、信号入射用パルサ2とセンサ3aとの間の減衰率に基づいて演算した厚みレベルを、0度の位置から330度までの範囲のコーキングの厚みとして表示した。そして330度〜300度までの間のコーキングの厚みは、300度の位置に示し、300度〜270度までの間のコーキングの厚みを270度の位置に示し、270度〜240度までの間のコーキングの厚みは、240度の位置に示し、240度〜210度までの間のコーキングの厚みを210度の位置に示し、210度〜180度までの間のコーキングの厚みを180度の位置に示した。逆のルートも同様にして示した。図5(B)では、各角度位置における厚み寸法レベルを線でつないでいるので、図5(B)の線図を見ることにより、管の内部に付着したコーキングの管の周方向における変化の状況を診断できる。なお信号入射用パルサ2の真裏に配置されるアコースティック・エミッション・センサでは、伝搬経路が時計回り方向と反時計回り方向で等しい距離になるため、検出精度が低下することになる。そこでより精度を高めるためには、入射信号の入射点を管の周方向に複数回変更して、複数回の評価を行うようにするのが好ましい。
FIG. 5A shows the positional relationship between the
また本実施の形態では、第1の診断領域R1に配置した信号入射用パルサ2から入射したアコースティック・エミッション信号を、第2のセンサ列5に配置したアコースティック・エミッション・センサ34〜37が受信して分かる信号の減衰率から、第1の診断領域R1と第2の診断領域R2との間における付着物の長手方向における厚みの変化を推定する。これによって第1の診断領域R1と第2の診断領域R2との間における管内に付着する付着物の状況を診断することが可能になる。なお付着物の長手方向の厚みの変化は、信号入射用パルサ2とアコースティック・エミッション・センサ34〜37とを管の外周面を通って最短距離で結ぶ仮想線に沿った場所の付着物の平均的な厚みであると見ることができる。第1の診断領域R1に設ける信号入射用パルサ2の数を複数にして、しかも周方向に適正な間隔をあけて配置し、各信号入射用パルサ2から個別にアコースティック・エミッション信号を入射させて、入射位置を変えた複数回にわたる推定を行い、この複数回の推定から長手方向の付着物の厚みの変化を推定してもよい。
In this embodiment, the
第1の診断領域R1に配置した信号入射用パルサ2から入射したアコースティック・エミッション信号が第2の診断領域R2に配置した複数のアコースティック・エミッション・センサに達するまでに減衰する。管の周方向でもまた管の長手方向でも、図4に示す積値(コーキング厚さ累積)と減衰率との関係は成立する。したがって減衰率に基づいて上記と同様にして演算した第1の診断領域R1と第2の診断領域R2との間の長手方向におけるコーキングの厚みの変化の状態を知ることができる。図6は、信号入射用パルサ2の位置を変えた場合における管の内部の長手方向におけるコーキングの推定状態を概念的に示す図である。図6において中央の領域が信号入射用パルサの配置位置である。なお診断領域R2に向かう矢印は、診断領域R2における0度、120度及び240度の位置にアコースティック・エミッション・センサを配置し、診断領域R1の0度、120度及び240度の位置に信号入射用パルサを順次動かして信号を入射した場合の信号の経路(コーキングの平均厚みを求めるための経路)示している。また診断領域R1に向かう矢印は、診断領域R1における0度、120度及び240度の位置にアコースティック・エミッション・センサを配置し、診断領域R2の0度、120度及び240度の位置に信号入射用パルサを順次動かして信号を入射した場合の信号の経路(コーキングの平均厚みを求めるための経路)示している。そして中央領域の寸法表示は、矢印で示された経路におけるこーキングの平均厚み寸法を示している。例えば、数値1.0mmから診断領域R2に向かう太い矢印は、診断領域R1の0度の位置に配置した信号入射用パルサから信号を入射し、診断領域R2の0度の位置に配置したアコースティック・エミッション・センサで信号を受信したときに、その経路において推定されるコーキングの厚みの平均値を示している。同様に上から3つ目の数値1.0mmから診断領域R2の120度に向かう太い矢印、中央領域の下から2つ目の数値2.2mmから診断領域R2の240度に向かう太い矢印も、診断領域R1の120度または240度の位置に配置した信号入射用パルサから信号を入射し、診断領域R2の120度または240度の位置に配置したアコースティック・エミッション・センサで信号を受信したときに、その経路において推定されるコーキングの厚みの平均値を示している。また中央領域の数値1.5mmから診断領域R2の120度に向か1本の斜めの細い矢印は、診断領域R1の0度の位置に配置した信号入射用パルサから信号を入射し、診断領域R2の120度の位置に配置したアコースティック・エミッション・センサで信号を受信したときに、その間の経路で推定されるコーキングの厚みの平均値が1.5mmであること示している。また中央領域の数値2.5mmから診断領域R2の120度に向かう1本の斜めの細い矢印は、診断領域R1の240度の位置に配置した信号入射用パルサから信号を入射し、診断領域R2の120度の位置に配置したアコースティック・エミッション・センサで信号を受信したときに、その間の経路で推定されるコーキングの厚みの平均値が2.2mmであること示している。また中央領域の数値2.5mmから診断領域R2の240度に向かう1本の斜めの細い矢印は、診断領域R1の120度の位置に配置した信号入射用パルサから信号を入射し、診断領域R2の240度の位置に配置したアコースティック・エミッション・センサで信号を受信したときに、その間の経路で推定されるコーキングの厚みの平均値が2.5mmであること示している。その他の矢印の解釈も同様である。
The acoustic emission signal incident from the
本発明の方法による診断は、図5(B)及び図6に示すグラフから、人間が目視で行ってもよいし、コンピュータを利用して診断してもよい。図5(B)に示した円周方向の評価と、図6に示した長手方向の評価とを合わせることにより、長手方向のコーキングの付着状態の判定精度を高いものとすることができる。なお図5(B)及び図6に示したグラフは一例であって、その表示態様は任意であり、本実施の形態の表示態様に限定されるものではない。本実施の形態では、予め危険条件を定めておいて、この危険条件を超える場合には、加熱炉管に対して公知の放射線透過密度法等の放射線を利用した診断法を用いてコーキングの状況を詳細に診断する。このようにすると、本当に詳細な診断が必要な管だけに対して、放射線を利用した診断法を用いてコーキングの状況を詳細に診断すればよいことになるので、放射線を利用した診断法を用いて最終的な診断結果を出す場合には、放射線を利用した診断法による診断回数を最小限のものとすることができる。なお放射線透過密度法では、診断の対象となる管を間にして、放射線源と放射線検出センサとを配置し、放射線透過密度の変化により、管の内部の状況を診断する。イメージングプレートを用いる放射線透過試験法では、管の後方にイメージングプレートを配置し、管の前方約600mm程度の距離に放射線源を配置して、レントゲンと同じ原理で管の内部の状況をイメージングプレートに写して診断を行う。放射線を利用した診断法は、放射線を扱うために、特殊な技術を必要とするうえ、診断装置が高くなるので、できるだけ診断回数を少なくすることが好ましい。本実施の形態では、事前にアコースティック・エミッション法によって、管を全長にわたって診断する。そして、内部のコーキング量が危険な量を超えている(予め定めた危険条件を満たす)と診断された管だけに対して放射線を利用した診断法を実施するので、従来と比べて、放射線を利用した診断法の利用回数を大幅に減らすことができる。なおこの危険条件は、例えば、付着物の厚みの最高寸法が予め定めたレベルを超えた場合と定めることができる。 Diagnosis by the method of the present invention may be made visually by humans from the graphs shown in FIGS. 5B and 6, or may be diagnosed using a computer. By combining the evaluation in the circumferential direction shown in FIG. 5B and the evaluation in the longitudinal direction shown in FIG. 6, the determination accuracy of the adhesion state of the caulking in the longitudinal direction can be made high. Note that the graphs illustrated in FIGS. 5B and 6 are examples, and the display mode is arbitrary, and is not limited to the display mode of the present embodiment. In the present embodiment, risk conditions are set in advance, and if this risk condition is exceeded, the state of coking using a diagnostic method using radiation, such as a known radiation transmission density method, for the heating furnace tube Diagnose in detail. In this way, only the tube that really needs detailed diagnosis needs to be diagnosed in detail using the diagnostic method using radiation, so the diagnostic method using radiation is used. Thus, when a final diagnosis result is obtained, the number of diagnoses by a diagnostic method using radiation can be minimized. In the radiation transmission density method, a radiation source and a radiation detection sensor are arranged with a tube to be diagnosed in between, and a state inside the tube is diagnosed by a change in the radiation transmission density. In the radiation transmission test method using an imaging plate, an imaging plate is placed behind the tube, a radiation source is placed at a distance of about 600 mm in front of the tube, and the inside of the tube is placed on the imaging plate using the same principle as X-rays. Make a diagnosis by copying. The diagnostic method using radiation requires a special technique for handling radiation, and the diagnostic apparatus becomes expensive. Therefore, it is preferable to reduce the number of diagnoses as much as possible. In this embodiment, the entire length of the tube is diagnosed by the acoustic emission method. And since the diagnostic method using radiation is performed only on the tube diagnosed that the amount of internal coking exceeds the dangerous amount (predetermined risk condition is satisfied), The number of times the diagnostic method used can be greatly reduced. In addition, this dangerous condition can be defined as the case where the maximum dimension of the thickness of the deposit exceeds a predetermined level, for example.
図7(A),(B)及び(C)を用いて、本実施の形態の診断法により、管の内部にコーキングAM1が付着しているのか、スラッジAM3が付着しているのか、またはプロセス流体AM2が残っているのかを判断する場合について説明する。図7(A)に示すように、コーキングAM1が形成される位置は、火炎Fとの位置関係で決まる。すなわちコーキングは、火炎側に成長する。また液状のプロセス流体AM2及びスラッジAM3は、重力の作用で、管の内部の底部に溜まることになる。したがって図5(B)に示す推定結果を見ることにより、管の内部に成長している付着物の位置から、その付着物がコーキングか否かを判定することができる。また付着物が液状のプロセス流体AM2またはスラッジAM3であると判定した場合には、図5(B)に示す推定結果の厚みの変化のパターンから、その付着物が液状のプロセス流体AM2か、スラッジAM3かを判定することができる。すなわち液状のプロセス流体AM2であれば、周方向の両側で厚みが薄くなり、中央で厚みが最も厚くなる。これに対して、スラッジAM3の場合には、液状のプロセス流体AM2の場合のように、厚みの変化に明確な特徴が現れない。したがって液状のプロセス流体AM2に見られる特徴以外の厚みの変化が、図5(B)に示す推定結果に見られる場合には、スラッジであると判定することができる。 7A, 7 </ b> B, and 7 </ b> C, whether the caulking AM <b> 1 or sludge AM <b> 3 is adhered to the inside of the pipe or the process according to the diagnostic method of the present embodiment. A case where it is determined whether or not the fluid AM2 remains will be described. As shown in FIG. 7A, the position where the coking AM1 is formed is determined by the positional relationship with the flame F. That is, coking grows on the flame side. Further, the liquid process fluid AM2 and the sludge AM3 are accumulated at the bottom of the inside of the pipe by the action of gravity. Therefore, by looking at the estimation result shown in FIG. 5B, it is possible to determine whether or not the deposit is caulking from the position of the deposit growing inside the pipe. If it is determined that the deposit is the liquid process fluid AM2 or the sludge AM3, it is determined whether the deposit is the liquid process fluid AM2 or the sludge from the estimated thickness change pattern shown in FIG. It can be determined whether it is AM3. That is, in the case of the liquid process fluid AM2, the thickness is reduced on both sides in the circumferential direction, and the thickness is maximized at the center. On the other hand, in the case of the sludge AM3, no distinct feature appears in the change in thickness as in the case of the liquid process fluid AM2. Therefore, when a change in thickness other than the characteristic seen in the liquid process fluid AM2 is seen in the estimation result shown in FIG. 5B, it can be determined that the sludge is present.
上記の実施の形態では、第1のセンサ列4の中に1台の信号入射用パルサ2を配置しているが、例えば90度間隔、180度間隔等の所定の間隔をあけて複数台の信号入射用パルサを配置して、各信号入射用パルサ毎に順次アコースティック・エミッション信号を入射して複数のデータを取り、複数のデータに基づいて診断を行ってよい。また第2のセンサ列5の中に信号入射用パルサを配置して、第2の診断領域R2においても周方向の付着物についてのデータを取得して、診断を行ってもよい。
In the above embodiment, one
また上記の実施の形態では、加熱炉管1の長手方向に間隔をあけた2箇所の診断領域R1及びR2にアコースティック・エミッション・センサを配置して、2箇所の診断領域の間の領域全体について診断を行っているが、1箇所の診断領域に信号入射用パルサを含むセンサ列を配置して、その領域における周方向に沿った内部の付着物の状況だけを診断するようにしてもよいのは勿論である。
Moreover, in said embodiment, an acoustic emission sensor is arrange | positioned in two diagnostic area | regions R1 and R2 spaced apart in the longitudinal direction of the
またセンサ列内における、複数のアコースティック・エミッション・センサと信号入射用パルサとを、共通の取り付け用治具に取り付けた状態で、診断領域に対して装着するようにしてもよい。このようにすると複数のアコースティック・エミッション・センサを常に同じ条件で管に対して装着できるので、装着誤差に基づく、演算誤差の発生を少なくすることができる。 Further, a plurality of acoustic emission sensors and signal incident pulsers in the sensor array may be attached to the diagnosis region in a state where they are attached to a common attachment jig. In this way, since a plurality of acoustic emission sensors can always be mounted on the pipe under the same conditions, the occurrence of calculation errors based on mounting errors can be reduced.
なお演算を容易にするために、上記の実施の形態では、第1のセンサ列4内における、アコースティック・エミッション・センサ31〜33間の距離と、信号入射用パルサ2と隣り合う二つのアコースティック・エミッション・センサ31及び33との間の距離とは、一定角度範囲(一定距離)とし、また第2のセンサ列5内における、アコースティック・エミッション・センサ34〜37間の距離も、第1のセンサ列4内の一定角度範囲(一定距離)と同じにしている。しかしながらセンサ間の距離を異ならせてもよいのは勿論である。
In order to facilitate the calculation, in the above embodiment, the distance between the
1 加熱炉管
2 信号入射用パルサ
31〜37 アコースティック・エミッション・センサ
4 第1のセンサ列
5 第2のセンサ列
6,7 取り付け用治具
8 導波棒
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記管の診断の対象となる診断領域の外周上に周方向に所定の角度間隔をあけてセンサ列を形成するように複数のアコースティック・エミッション・センサを配置し、
前記センサ列内に位置するように前記診断領域の外周上に1以上の信号入射用パルサを配置し、
前記信号入射用パルサからアコースティック・エミッション信号を前記診断領域に入射し、
前記複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から、前記信号入射用パルサと隣り合う前記アコースティック・エミッション・センサとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率と、前記周方向に隣り合う二つの前記アコースティック・エミッション・センサ間における前記アコースティック・エミッション信号の減衰率を演算し、
二つの前記アコースティック・エミッション・センサ間の距離とその間における前記付着物の厚みの積値と前記減衰率との間には、負の相関があるとの前提の下で、前記減衰率から前記診断領域における前記付着物の前記周方向における厚みの変化を推定することにより、前記管内に付着する前記付着物の状況を診断することを特徴とする管内付着物診断方法。 An in-pipe deposit diagnosis method for diagnosing the status of deposits in a tube
A plurality of acoustic emission sensors are arranged so as to form a sensor array at a predetermined angular interval in the circumferential direction on the outer periphery of the diagnostic region to be diagnosed of the pipe,
One or more signal incident pulsers are arranged on the outer periphery of the diagnostic region so as to be located in the sensor row,
An acoustic emission signal is incident on the diagnostic region from the signal incident pulser,
From the outputs of the plurality of acoustic emission sensors, the attenuation rate of the acoustic emission signal between the signal emission pulser and the adjacent acoustic emission sensor, and the two acoustic Calculate the decay rate of the acoustic emission signal between the emission sensor and
Based on the assumption that there is a negative correlation between the distance between the two acoustic emission sensors and the product of the thickness of the deposit between them and the attenuation rate, the diagnosis is made based on the attenuation rate. An in-pipe deposit diagnostic method characterized by diagnosing the status of the deposit attached to the pipe by estimating a change in thickness in the circumferential direction of the deposit in a region.
前記管の診断の対象となる第1の診断領域の外周上に周方向に所定の角度間隔をあけて第1のセンサ列を形成するように複数のアコースティック・エミッション・センサを配置し、
前記第1のセンサ列内に位置するように前記診断領域の外周上に信号入射用パルサを配置し、
前記第1のセンサ列から前記管の長手方向に所定の距離はなれた第2の診断領域上の外周上に前記周方向に所定の角度間隔をあけて第2のセンサ列を形成するように複数のアコースティック・エミッション・センサを配置し、
前記信号入射用パルサからアコースティック・エミッション信号を前記診断領域に入射し、
前記第1のセンサ列を構成する前記複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から、前記信号入射用パルサと隣り合う前記アコースティック・エミッション・センサとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率と、前記周方向に隣り合う二つの前記アコースティック・エミッション・センサ間における前記アコースティック・エミッション信号の減衰率を演算し、
前記第2のセンサ列を構成する前記複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から、前記信号入射用パルサと前記第2のセンサ列を構成する前記複数のアコースティック・エミッション・センサとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率を演算し、
二つの前記アコースティック・エミッション・センサ間の距離とその間における前記付着物の厚みの積値と前記減衰率との間には、負の相関があるとの前提の下で、前記第1のセンサ列における前記減衰率から前記第1の診断領域における前記付着物の前記周方向における厚みの変化を推定し、前記第2のセンサ列における前記減衰率から前記第1の診断領域と前記第2の診断領域との間における前記付着物の前記長手方向における厚みの変化を推定することにより、前記管内に付着する前記付着物の状況を診断することを特徴とする管内付着物診断方法。 An in-pipe deposit diagnosis method for diagnosing the status of deposits in a tube
Arranging a plurality of acoustic emission sensors so as to form a first sensor array at a predetermined angular interval in the circumferential direction on the outer periphery of the first diagnosis region to be diagnosed of the pipe;
A signal incident pulser is arranged on the outer periphery of the diagnostic region so as to be located in the first sensor row,
A plurality of second sensor rows are formed at predetermined angular intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the second diagnostic region at a predetermined distance from the first sensor row in the longitudinal direction of the tube. The acoustic emission sensor of
An acoustic emission signal is incident on the diagnostic region from the signal incident pulser,
From the outputs of the plurality of acoustic emission sensors constituting the first sensor array, the attenuation rate of the acoustic emission signal between the signal emission pulser and the adjacent acoustic emission sensor, and the circumference Calculate the attenuation rate of the acoustic emission signal between two acoustic emission sensors adjacent in the direction,
From the outputs of the plurality of acoustic emission sensors constituting the second sensor array, an acoustic sensor between the signal incident pulser and the plurality of acoustic emission sensors constituting the second sensor array is provided. Calculate the attenuation rate of the emission signal,
On the assumption that there is a negative correlation between the distance between the two acoustic emission sensors and the product value of the thickness of the deposit between them and the attenuation factor, the first sensor array A change in thickness in the circumferential direction of the deposit in the first diagnostic region is estimated from the attenuation factor in the first diagnostic region, and the first diagnostic region and the second diagnosis are estimated from the attenuation factor in the second sensor row. A method for diagnosing an in-pipe deposit, characterized by diagnosing the state of the deposit attached to the tube by estimating a change in thickness of the deposit in the longitudinal direction between the regions.
前記第2のセンサ列内における、前記複数のアコースティック・エミッション・センサ間の距離が、前記一定距離である請求項2に記載の管内付着物診断方法。 The distance between the plurality of acoustic emission sensors in the first sensor array and the distance between the two acoustic emission sensors adjacent to the signal incident pulser are constant distances. ,
The in-pipe deposit diagnostic method according to claim 2, wherein a distance between the plurality of acoustic emission sensors in the second sensor array is the fixed distance.
前記第2のセンサ列内における前記複数のアコースティック・エミッション・センサを共通の取り付け用治具に取り付けた状態で、前記第2の診断領域に対して装着することを特徴とする請求項4または5に記載の管内付着物診断方法。 In the first sensor row, the plurality of acoustic emission sensors and the signal incident pulser are attached to a common attachment jig and attached to the first diagnostic region,
6. The plurality of acoustic emission sensors in the second sensor row are attached to the second diagnostic region in a state where the plurality of acoustic emission sensors are attached to a common attachment jig. 2. The method for diagnosing in-pipe deposits according to 1.
前記加熱炉管の診断の対象となる診断領域の外周上に周方向に所定の角度間隔をあけてセンサ列を形成するように複数のアコースティック・エミッション・センサを配置し、
前記センサ列内に位置するように前記診断領域の外周上に信号入射用パルサを配置し、
前記信号入射用パルサからアコースティック・エミッション信号を前記第1の診断領域に入射し、
前記複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から、前記信号入射用パルサと隣り合う前記アコースティック・エミッション・センサとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率と、前記周方向に隣り合う二つの前記アコースティック・エミッション・センサ間における前記アコースティック・エミッションの減衰率を演算し、
二つの前記アコースティック・エミッション・センサ間の距離とその間における前記付着物の厚みの積値と前記減衰率との間には、負の相関があるとの前提の下で、前記減衰率から前記診断領域における前記コーキングの前記周方向における厚みの変化を推定することにより、前記管内に付着する前記コーキングの状況を診断し、
前記加熱炉管内の前記コーキングの状況が予め定めた危険条件を満たす場合にのみ、前記管に対して放射線を利用した診断法により前記コーキングの状況を詳細に診断することを特徴とする管内付着物診断方法。 An in-pipe deposit diagnosis method for diagnosing the state of coking attached to the furnace tube,
A plurality of acoustic emission sensors are arranged so as to form a sensor array at a predetermined angular interval in the circumferential direction on the outer periphery of the diagnostic region to be diagnosed of the heating furnace tube,
A signal incident pulser is arranged on the outer periphery of the diagnostic region so as to be located in the sensor row,
An acoustic emission signal is incident on the first diagnostic area from the signal incident pulser,
From the outputs of the plurality of acoustic emission sensors, the attenuation rate of the acoustic emission signal between the signal emission pulser and the adjacent acoustic emission sensor, and the two acoustic Calculate the decay rate of the acoustic emission between the emission sensor and
Based on the assumption that there is a negative correlation between the distance between the two acoustic emission sensors and the product of the thickness of the deposit between them and the attenuation rate, the diagnosis is made based on the attenuation rate. By estimating the change in thickness in the circumferential direction of the coking in a region, diagnose the state of the coking attached to the pipe,
Only when the coking situation in the furnace tube satisfies a predetermined risk condition, the caulking situation is diagnosed in detail by a diagnostic method using radiation on the pipe. Diagnosis method.
前記加熱炉管の診断の対象となる第1の診断領域の外周上に周方向に所定の角度間隔をあけて第1のセンサ列を形成するように複数のアコースティック・エミッション・センサを配置し、
前記第1のセンサ列内に位置するように前記第1の診断領域の外周上に信号入射用パルサを配置し、
前記第1のセンサ列から前記管の長手方向に所定の距離はなれた第2の診断領域上の外周上に前記周方向に所定の角度間隔をあけて第2のセンサ列を形成するように複数のアコースティック・エミッション・センサを配置し、
前記信号入射用パルサからアコースティック・エミッション信号を前記第1の診断領域に入射し、
前記第1のセンサ列を構成する前記複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から、前記信号入射用パルサと隣り合う前記アコースティック・エミッション・センサとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率と、前記周方向に隣り合う二つの前記アコースティック・エミッション・センサ間における前記アコースティック・エミッション信号の減衰率を演算し、
前記第2のセンサ列を構成する前記複数のアコースティック・エミッション・センサの出力から、前記信号入射用パルサと前記第2のセンサ列を構成する前記複数のアコースティック・エミッション・センサとの間におけるアコースティック・エミッション信号の減衰率を演算し、
二つの前記アコースティック・エミッション・センサ間の距離とその間における前記付着物の厚みの積値と前記減衰率との間には、負の相関があるとの前提の下で、前記第1のセンサ列における前記減衰率から前記第1の診断領域における前記コーキングの前記周方向における厚みの変化を推定し、前記第2のセンサ列における前記減衰率から前記第1の診断領域と前記第2の診断領域との間における前記コーキングの前記長手方向における厚みの変化を推定することにより、前記加熱炉管内に付着する前記付着物の状況を診断し、
前記加熱炉管内の前記コーキングの状況が予め定めた危険条件を満たす場合にのみ、前記管に対して放射線を利用した診断法により前記コーキングの状況を詳細に診断することを特徴とする管内付着物診断方法。 An in-pipe deposit diagnosis method for diagnosing the state of coking attached to the furnace tube,
A plurality of acoustic emission sensors are arranged so as to form a first sensor array at a predetermined angular interval in the circumferential direction on the outer periphery of the first diagnostic region to be diagnosed of the furnace tube,
A signal incident pulser is arranged on the outer periphery of the first diagnostic region so as to be located in the first sensor row,
A plurality of second sensor rows are formed at predetermined angular intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the second diagnostic region at a predetermined distance from the first sensor row in the longitudinal direction of the tube. The acoustic emission sensor of
An acoustic emission signal is incident on the first diagnostic area from the signal incident pulser,
From the outputs of the plurality of acoustic emission sensors constituting the first sensor array, the attenuation rate of the acoustic emission signal between the signal emission pulser and the adjacent acoustic emission sensor, and the circumference Calculate the attenuation rate of the acoustic emission signal between two acoustic emission sensors adjacent in the direction,
From the outputs of the plurality of acoustic emission sensors constituting the second sensor array, an acoustic sensor between the signal incident pulser and the plurality of acoustic emission sensors constituting the second sensor array is provided. Calculate the attenuation rate of the emission signal,
On the assumption that there is a negative correlation between the distance between the two acoustic emission sensors and the product value of the thickness of the deposit between them and the attenuation factor, the first sensor array A change in thickness in the circumferential direction of the coking in the first diagnostic region is estimated from the attenuation factor in the first diagnostic region, and the first diagnostic region and the second diagnostic region are estimated from the attenuation factor in the second sensor array. By estimating the change in thickness in the longitudinal direction of the coking between and the diagnosis of the state of the deposits adhering in the furnace tube,
Only when the coking situation in the furnace tube satisfies a predetermined risk condition, the caulking situation is diagnosed in detail by a diagnostic method using radiation on the pipe. Diagnosis method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007094334A JP4906561B2 (en) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | In-pipe deposit diagnosis method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007094334A JP4906561B2 (en) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | In-pipe deposit diagnosis method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008249647A JP2008249647A (en) | 2008-10-16 |
JP4906561B2 true JP4906561B2 (en) | 2012-03-28 |
Family
ID=39974751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007094334A Active JP4906561B2 (en) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | In-pipe deposit diagnosis method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4906561B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017120027A1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-02-28 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Method for diagnosing a field device |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62112055A (en) * | 1985-11-09 | 1987-05-23 | Ito Kensetsu Kk | Method and device for discriminating kind of buried tube |
JPH06242083A (en) * | 1993-02-22 | 1994-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Crack detection method for outer board and structure therefor |
JPH07311186A (en) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Nippon Steel Corp | Internal measuring apparatus for blast furnace |
JP2005241367A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Mitsubishi Chemicals Corp | Thickness measuring method for cylindrical inner surface deposition layer |
JP2006053134A (en) * | 2004-07-12 | 2006-02-23 | Nagoya Institute Of Technology | Nondestructive evaluation device for pipe body, and nondestructive evaluation method therefor |
JP3919015B2 (en) * | 2004-08-11 | 2007-05-23 | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 | Method and apparatus for nondestructive inspection of trees using acoustic tomography |
-
2007
- 2007-03-30 JP JP2007094334A patent/JP4906561B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008249647A (en) | 2008-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8091427B2 (en) | Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method using guided wave | |
US9097601B2 (en) | Method and system for assessment of pipeline condition | |
JP4094464B2 (en) | Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device | |
JP5922558B2 (en) | Ultrasonic thickness measurement method and apparatus | |
JPS61120950A (en) | Inspection for inside of piping | |
JP6458164B2 (en) | Apparatus and method for measuring deposit thickness using ultrasonic waves | |
JP5829674B2 (en) | Ultrasonic inspection apparatus for tube and ultrasonic inspection method for tube | |
JP4906561B2 (en) | In-pipe deposit diagnosis method | |
JP5297791B2 (en) | Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method | |
JP6109036B2 (en) | Ultrasonic measuring device and calibration method thereof | |
JP5224912B2 (en) | Vibration monitoring apparatus and monitoring method | |
JP5143111B2 (en) | Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method using guide wave | |
JP6606342B2 (en) | Ultrasonic measuring device | |
JP2014062758A (en) | Method and device for nondestructive inspection using guide wave | |
RU2451932C1 (en) | Method of measuring corrosion of main pipelines | |
JP2000321041A (en) | Method for detecting carburizing layer and method for its thickness | |
JP6458167B2 (en) | Pipe thickness measuring apparatus and method using ultrasonic waves | |
Gajdacsi et al. | Reconstruction of temperature distribution in a steel block using an ultrasonic sensor array | |
JP6496181B2 (en) | Ultrasonic measurement method and ultrasonic measurement apparatus | |
JP5431905B2 (en) | Nondestructive inspection method and nondestructive inspection apparatus using guide wave | |
Nordin et al. | Design and fabrication of ultrasonic tomographic instrumentation system for inspecting flaw on pipeline | |
EP4269999A1 (en) | Ultrasonic tomography method and system for evaluating pipeline corrosion | |
JP5750066B2 (en) | Non-destructive inspection method using guided waves | |
Nordin et al. | Hardware development of reflection mode ultrasonic tomography system for monitoring flaws on pipeline | |
RU2626744C1 (en) | Intratubal ultrasonic flaw detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111212 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111220 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120110 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4906561 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |