JP6755082B2 - 探傷検査システムおよび検査コイル - Google Patents

Description

本発明は、探傷検査システムおよび検査コイルに関する。

たとえば、特許文献１は、液化天然ガス（ＬＮＧ）を温水等で熱交換して気化する気化器を備えるＬＮＧ気化システムを開示し、気化器の一例として、チューブバンドルを設けた温水バス室と、バーナーと、送風機と、を有するサブマージド式の気化器を開示する。当該サブマージド式の気化器では、温水バス室内の温水を熱源としてチューブバンドルの各チューブに流したＬＮＧを天然ガス（ＮＧ）に気化する。気化されたＮＧの一部は送風機からの空気供給を受けてバーナーで燃焼され、燃焼排ガスの熱は、温水バス室内の温水の加熱に利用される。

たとえば、特許文献２は、探傷検査用コイルを開示する。当該探傷検査用コイルは、渦流探傷試験用のコイルであり、可撓性基板の両端部に設けた接続部と、該接続部間に設けたそれぞれ独立した複数本の配線からなる配線パターンと、該複数本の配線の両端の接続部にそれぞれ接続された接続端子とを設けた可撓性基板からなる探傷検査用コイル素子用い、配線パターンの一端に接続された接続端子群と配線パターンの他端に接続された接続端子群とを接続する接続具を用いて配線パターンを接続し、複数回巻回されたコイルを形成するものである。当該探傷検査用コイルを用いれば、管状の試験体を巻き回すコイルを簡便に構成でき、当該探傷検査用コイルを管状試験体の軸方向に走査するだけで、試験体表面の大部分を検査することが可能になる利点を有する。

特開２００２−１６８１４９号公報 特開２０００−８１４１９号公報

特許文献１に記載のＬＮＧ気化システム等、多数の管体を備える配管装置における当該管体の探傷検査を行う場合、特許文献２に記載の探傷検査用コイルを用いて探傷検査を行えば、効率良く検査を実施することができる。

しかし、当該探傷検査用コイルでは、配線パターンの一端と他端とを各端に接続された接続端子群で接続し複数回巻回されたコイルを形成するため、当該接続端子群が位置する領域は、傷が存在したとしても当該傷を検知できない不感帯となる。このような不感帯が存在したとしても、管状試験体の軸方向走査を２度繰り返し、２度の走査において不感帯をカバーするようにすれば、特に問題は生じない。ただし、この場合には、各走査における不感帯の位置を把握する必要があり、そのためには、軸方向走査において探傷検査用コイルが周方向に回転することは好ましくない。

本発明の目的は、多数の管体を備える機器における当該管体の探傷検査において、探傷検査用コイルが周方向に回転することを抑制する手段を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、配管の直管部が上下方向および左右方向に並んで配置された配管装置における前記配管の探傷検査システムであって、渦流探傷用の検査コイルと、前記検査コイルを前記直管部に沿って移動する移動機構と、を有し、前記検査コイルが、軸部が空洞であり、軸方向に分割された円筒形状を有し、前記直管部を前記軸部に嵌めることで前記直管部を同軸円筒状に覆うボビンと、前記ボビンの外周に沿って配置され、独立した複数の直線状配線が形成された可撓性基板と、前記複数の直線状配線の両端に位置し、各配線の端点と電気的に接続された一対の多接点コネクタであって、前記一対の多接点コネクタが互いに接続されることで、前記ボビンの周りを複数回巻き回すコイルを形成する多接点コネクタと、前記移動機構により前記検査コイルを前記直管部に沿って移動する間、前記検査コイルが前記直管部の周りを回転しないよう前記検査コイルの回転位置を保持する回転位置保持機構と、を有する探傷検査システムを提供する。

前記回転位置保持機構が、前記ボビンの外周に付加された重りであってもよい。前記回転位置保持機構が、前記ボビンの外周に位置する任意の作用点に周方向外向きの張力を印加する張力印加機構であってもよい。前記回転位置保持機構が、近接する他の配管に当接することで前記ボビンの回転を阻止するガイド機構であってもよい。前記移動機構が、前記直管部の軸方向における両外側に配置された一対のリール機構であり、一方のリール機構が巻き上げ状態である場合に他方のリール機構がフリー状態になることで前記検査コイルを移動するものであってもよい。前記移動機構が、前記直管部の軸方向における一方外側に配置された駆動ローラと、他方外側に配置されたフリーローラと、を有し、前記駆動ローラの回転または逆回転により前記検査コイルを移動するものであってもよい。

本発明の第２の態様においては、配管の直管部が上下方向および左右方向に並んで配置された配管装置における前記配管の探傷検査に適用可能な検査コイルであって、軸部が空洞であり、軸方向に分割された円筒形状を有し、前記直管部を前記軸部に嵌めることで前記直管部を同軸円筒状に覆うボビンと、前記ボビンの外周に沿って配置され、独立した複数の直線状配線が形成された可撓性基板と、前記複数の直線状配線の両端に位置し、各配線の端点と電気的に接続された一対の多接点コネクタであって、前記一対の多接点コネクタが互いに接続されることで、前記ボビンの周りを複数回巻き回すコイルを形成する多接点コネクタと、を有し、前記検査コイルを前記直管部に沿って移動する間、前記検査コイルが前記直管部の周りを回転しないよう回転位置を保持する回転位置保持機構を有する検査コイルを提供する。

前記回転位置保持機構が、前記ボビンの外周に付加された重りであってもよい。前記回転位置保持機構が、前記ボビンの外周に位置する任意の作用点に周方向外向きの張力を印加する張力印加機構であってもよい。前記回転位置保持機構が、近接する他の配管に当接することで前記ボビンの回転を阻止するガイド機構であってもよい。

探傷検査システム１００の概要を示した概念図である。 探傷検査システム１００で用いる検査コイル１２０の側面図および断面図である。 検査コイル２００の側面図である。 検査コイル２１０の側面図である。 検査コイル３００の側面図および探傷検査システム１００に適用した場合の断面図である。 探傷検査システム４００の概要を示した概念図である。

図１は、本発明の一実施の形態である探傷検査システム１００の概要を示した概念図である。探傷検査システム１００は、配管の直管部が上下方向および左右方向に並んで配置された配管装置における配管の傷を探索するものであり、検査コイル１２０と、移動機構１６０とを有する。本実施形態における配管装置としてサブマージド式気化器を例示する。本実施形態におけるサブマージド式気化器は、温水バス室１０２と、チューブバンドル１０４と、バーナー１０６と、燃焼ガス熱交換機１０８と、チューブサポータ１１０とを有する。

温水バス室１０２の内部には温水が蓄えられ、チューブバンドル１０４は、温水に浸されるよう温水バス室１０２内に設置される。チューブバンドル１０４は、たとえばステンレス製の金属配管であり、直管部１０４ａを有する。チューブバンドル１０４の各配管には、入口マニホールド１０４ｂを介して液化天然ガス（ＬＮＧ）が供給され、温水からの熱を受けて気化された天然ガス（ＮＧ）が出口マニホールド１０４ｃから供出される。供出されたＮＧの一部はバーナー１０６に供給され、バーナー１０６は供給されＮＧを燃焼し、燃焼したガスは、燃焼ガス熱交換機１０８を介して温水バス室１０２内の温水に熱を与える。チューブバンドル１０４の各配管は、たとえばベーク板で構成されたチューブサポータ１１０により支持されるが、探傷検査中は取り外される。

要因は定かでないが、チューブバンドル１０４の各配管とチューブサポータ１１０との隙間において配管表面に傷を生じる。当該傷は、配管の信頼性を低下する原因になり得るので、定期的に傷の発生をモニタし、適当な時期に配管を交換するのが好ましい。一般にサブマージド式気化器のように多数の配管が上下方向および左右方向に並んで配置されている配管装置においては、チューブサポータ１１０で支持される箇所が数千か所存在し、重点的に探傷を実施しなければないらない箇所も多数に上る。よって、探傷試験を効率良く実施する強い要請が在るところ、本実施形態の探傷検査システム１００は、このような要請に応えるものであり、効率的な探傷試験を行うことが可能になる。

すなわち、探傷検査システム１００においては、渦流探傷用の検査コイル１２０と、移動機構１６０とを有し、検査コイル１２０を配管の直管部１０４ａに嵌め、移動機構１６０によって図面左右方向に走査することで、直管部１０４ａにおける傷の有無を検査することができる。本実施形態のサブマージド式気化器のようにチューブバンドル１０４の各配管が密に配置されているような場合、狭い場所においても検査コイル１２０の走査が簡単なため、特に有用である。

図２は、探傷検査システム１００で用いる検査コイル１２０の概要を示す。（ｂ）は側面図であり、（ａ）は（ｂ）の側面図におけるＡ−Ａ線断面図である。検査コイル１２０は、渦流探傷用の検査コイルであり、交流発振器からの交流電流を受けて直管部１０４ａに渦流を発生し、直管部１０４ａに傷があった場合には検査コイルのインピーダンス変化として検出される。

検査コイル１２０は、ボビン１２２、蝶番１２４、可撓性基板１２６、リジッド基板１２８,１３０、および多接点コネクタ１３２を有する。ボビン１２２は、ボビン片１２２ａとボビン片１２２ｂとに軸方向で分割された円筒形状を有し、ボビン片１２２ａとボビン片１２２ｂとは、蝶番１２４によって接続され、軸部の空洞に直管部１０４ａを嵌めこむことができるように構成されている。

また、可撓性基板１２６には、独立した複数の直線状配線が形成され、可撓性基板１２６がボビン１２２の外周に沿って配置され、可撓性基板１２６の両端にそれぞれ位置するリジッド基板１２８および１３０に設置された多接点コネクタ１３２を接続することで、ボビン１２２の周りを複数回巻き回すコイルを形成する。

このような検査コイル１２０を用いれば、ボビン１２２の軸部空洞に直管部１０４ａを簡単に挟み込むとともに、可撓性基板１２６および多接点コネクタ１３２によって、直管部１０４ａの周りに配線を複数回巻き回すコイルを簡単に構成することができる。

しかし、リジッド基板１２８,１３０および多接点コネクタ１３２の近傍では、図２（ａ）に示すように、可撓性基板１２６がボビン１２２の外周から離れてしまうため、可撓性基板１２６に形成したコイル配線もボビン１２２の外周から離れてしまう。その結果、図２（ａ）において矢印１３４の範囲で示す不感帯が発生してしまい、不感帯に傷が存在した場合には、これを検出しない危険度を高める問題がある。ただし、直管部１０４ａの走査において、検査コイル１２０が回転しないような処置を施せば、たとえば検査コイル１２０を上下逆にして再度走査することにより、傷の検知漏れを防止することができる。

そこで、本実施形態では、検査コイル１２０に、回転位置保持機構を設けた。回転位置保持機構は、移動機構１６０により検査コイル１２０を直管部１０４ａに沿って移動する間、検査コイル１２０が直管部１０４ａの周りを回転しないよう検査コイル１２０の回転位置を保持する機構である。

本実施形態における回転位置保持機構は、ボビン１２２の外周に付加された重り１４０である。重り１４０は、リンク１４２を介してボビン１２２の底部に取り付けられている。重り１４０はボビン１２２の底部を矢印で示す下方に引っ張り、矢印１３４で示す不感帯が常にボビン１２２の上方になるよう維持する。これにより、検査コイル１２０を直管部１０４ａに沿って移動しても不感帯は常に上方にあり、直管部１０４ａの少なくとも下半分は適正に検査されることが担保される。よって、検査コイル１２０の上下を逆に（不感帯が下方になるように）して再度、検査コイル１２０を直管部１０４ａに沿って移動すれば、直管部１０４ａの上半分は適正に検査され、総合すれば、直管部１０４ａの上下全体について適正に検査されることになる。なお、検査コイル１２０の上下を逆にした場合、下方となるボビン１２２の底部に重り１４０を付け替えることは言うまでもない。

移動機構１６０は、直管部１０４ａの軸方向における両外側に配置された一対のリールを有する。一対のリールは、電動リール１６２ａおよび１６２ｂである。移動機構１６０は、また、ワイヤ１６４を有する。ワイヤ１６４は電動リール１６２ａと検査コイル１２０、および、電動リール１６２ｂと検査コイル１２０とを結びつける。電動リール１６２ａが作動し、ワイヤ１６４が巻き上げられて検査コイル１２０を引っ張る間、電動リール１６２ｂはフリーであり、逆に電動リール１６２ｂが作動している間、電動リール１６２ａはフリーである。電動リール１６２ａおよび１６２ｂを両側に配置し、ワイヤ１６４を介して検査コイル１２０を引っ張ることで、狭い空間においても検査コイル１２０を直管部１０４ａに沿って移動することができる。

本実施形態の探傷検査システム１００によれば、サブマージド式気化器のような、多数の管体を備える機器においても、探傷検査用コイルが周方向に回転することなく、簡便かつ確実に探傷検査を実施することができる。

なお、回転位置保持機構として、他の構成も採用することができる。図３は、検査コイル２００の側面図である。検査コイル２００における回転位置保持機構は、ボビン１２２の外周に位置する任意の作用点に周方向外向きの張力を印加する張力印加機構である。張力印加機構は、たとえば図３に示すようなワイヤ２０２およびリンク２０４である。ワイヤ２０２は、ボビン１２２の外周に位置する任意の作用点とリンク２０４で接続され、ワイヤ２０２を図中右上方向および左上方向、つまり周方向外向きに引っ張ることで検査コイル２００の回転を抑制する。これにより検査コイル１２０と同様に効果を得ることができる。

なお、図４に示す検査コイル２１０のように、ワイヤ２０２に加え、リンク２１４でボビン１２２の右下および左下に接続されたワイヤ２１２により、周方向外向きの張力を印加しても良い。この場合、より確実に検査コイル２１０の回転を抑制できる。

また、図５の検査コイル３００示すように、回転位置保持機構として、ガイド３０２を設けても良い。図５において（ａ）は側面図であり、（ｂ）は探傷検査システム１００に適用した場合の断面図である。ガイド３０２は、近接する他の配管（直管部１０４ａ）に当接することでボビン１２２の回転を阻止する。これにより検査コイル１２０と同様に効果を得ることができる。

また、移動機構として他の構成を採用することもできる。たとえば図６に示す探傷検査システム４００のように、移動機構４１０として、直管部１０４ａの軸方向における一方外側に配置された駆動ローラ４１２と、他方外側に配置されたフリーローラ４１４と、を有する。移動機構４１０は、また、ワイヤ４１６を有する。ワイヤ４１６は、駆動ローラ４１２とフリーローラ４１４を介して検査コイル１２０の両端に接続される。駆動ローラ４１２はワイヤ４１６を駆動し、駆動ローラ４１２を回転または逆回転することで検査コイル１２０を移動する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００…探傷検査システム、１０２…温水バス室、１０４…チューブバンドル、１０４ａ…直管部、１０４ｂ…入口マニホールド、１０４ｃ…出口マニホールド、１０６…バーナー、１０８…燃焼ガス熱交換機、１１０…チューブサポータ、１２０…検査コイル、１２２…ボビン、１２２ａ…ボビン片、１２２ｂ…ボビン片、１２４…蝶番、１２６…可撓性基板、１２８，１３０…リジッド基板、１３２…多接点コネクタ、１３４…矢印、１４２…リンク、１６０…移動機構、１６２ａ…電動リール、１６２ｂ…電動リール、１６４…ワイヤ、２００…検査コイル、２０２…ワイヤ、２０４…リンク、２１０…検査コイル、２１２…ワイヤ、２１４…リンク、３００…検査コイル、３０２…ガイド、４００…探傷検査システム、４１０…移動機構、４１２…駆動ローラ、４１４…フリーローラ、４１６…ワイヤ。

Claims (6)

1. 配管の直管部が上下方向および左右方向に並んで配置された配管装置における前記配管の探傷検査システムであって、
   渦流探傷用の検査コイルと、
   前記検査コイルを前記直管部に沿って移動する移動機構と、を有し、
   前記検査コイルが、
   軸部が空洞であり、軸方向に分割された円筒形状を有し、前記直管部を前記軸部に嵌めることで前記直管部を同軸円筒状に覆うボビンと、
   前記ボビンの外周に沿って配置され、独立した複数の直線状配線が形成された可撓性基板と、
   前記複数の直線状配線の両端に位置し、各配線の端点と電気的に接続された一対の多接点コネクタであって、前記一対の多接点コネクタが互いに接続されることで、前記ボビンの周りを複数回巻き回すコイルを形成する多接点コネクタと、
   前記移動機構により前記検査コイルを前記直管部に沿って移動する間、前記検査コイルが前記直管部の周りを回転しないよう前記検査コイルの回転位置を保持する回転位置保持機構と、を有し、
   前記回転位置保持機構が、前記ボビンの外周に付加された重りである
   探傷検査システム。
2. 配管の直管部が上下方向および左右方向に並んで配置された配管装置における前記配管の探傷検査システムであって、
   渦流探傷用の検査コイルと、
   前記検査コイルを前記直管部に沿って移動する移動機構と、を有し、
   前記検査コイルが、
   軸部が空洞であり、軸方向に分割された円筒形状を有し、前記直管部を前記軸部に嵌めることで前記直管部を同軸円筒状に覆うボビンと、
   前記ボビンの外周に沿って配置され、独立した複数の直線状配線が形成された可撓性基板と、
   前記複数の直線状配線の両端に位置し、各配線の端点と電気的に接続された一対の多接点コネクタであって、前記一対の多接点コネクタが互いに接続されることで、前記ボビンの周りを複数回巻き回すコイルを形成する多接点コネクタと、
   前記移動機構により前記検査コイルを前記直管部に沿って移動する間、前記検査コイルが前記直管部の周りを回転しないよう前記検査コイルの回転位置を保持する回転位置保持機構と、を有し、
   前記回転位置保持機構が、前記ボビンの外周に位置する任意の作用点に周方向外向きの張力を印加する張力印加機構である
   探傷検査システム。
3. 前記移動機構が、前記直管部の軸方向における両外側に配置された一対のリール機構であり、
   一方のリール機構が巻き上げ状態である場合に他方のリール機構がフリー状態になることで前記検査コイルを移動する
   請求項１または請求項２に記載の探傷検査システム。
4. 前記移動機構が、前記直管部の軸方向における一方外側に配置された駆動ローラと、他方外側に配置されたフリーローラと、を有し、
   前記駆動ローラの回転または逆回転により前記検査コイルを移動する
   請求項１または請求項２に記載の探傷検査システム。
5. 配管の直管部が上下方向および左右方向に並んで配置された配管装置における前記配管の探傷検査に適用可能な検査コイルであって、
   軸部が空洞であり、軸方向に分割された円筒形状を有し、前記直管部を前記軸部に嵌めることで前記直管部を同軸円筒状に覆うボビンと、
   前記ボビンの外周に沿って配置され、独立した複数の直線状配線が形成された可撓性基板と、
   前記複数の直線状配線の両端に位置し、各配線の端点と電気的に接続された一対の多接点コネクタであって、前記一対の多接点コネクタが互いに接続されることで、前記ボビンの周りを複数回巻き回すコイルを形成する多接点コネクタと、を有し、
   前記検査コイルを前記直管部に沿って移動する間、前記検査コイルが前記直管部の周りを回転しないよう回転位置を保持する回転位置保持機構を有し、
   前記回転位置保持機構が、前記ボビンの外周に付加された重りである
   検査コイル。
6. 配管の直管部が上下方向および左右方向に並んで配置された配管装置における前記配管の探傷検査に適用可能な検査コイルであって、
   軸部が空洞であり、軸方向に分割された円筒形状を有し、前記直管部を前記軸部に嵌めることで前記直管部を同軸円筒状に覆うボビンと、
   前記ボビンの外周に沿って配置され、独立した複数の直線状配線が形成された可撓性基板と、
   前記複数の直線状配線の両端に位置し、各配線の端点と電気的に接続された一対の多接点コネクタであって、前記一対の多接点コネクタが互いに接続されることで、前記ボビンの周りを複数回巻き回すコイルを形成する多接点コネクタと、を有し、
   前記検査コイルを前記直管部に沿って移動する間、前記検査コイルが前記直管部の周りを回転しないよう回転位置を保持する回転位置保持機構を有し、
   前記回転位置保持機構が、前記ボビンの外周に位置する任意の作用点に周方向外向きの張力を印加する張力印加機構である
   検査コイル。

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