JP7237354B2

JP7237354B2 - 配管劣化状況推定装置

Info

Publication number: JP7237354B2
Application number: JP2019099926A
Authority: JP
Inventors: 良一永尾
Original assignee: 有限会社ユネット
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2023-03-13
Anticipated expiration: 2039-05-29
Also published as: JP2020193882A

Description

本発明は、配管内部の劣化状況を正確に推定するための配管劣化状況推定装置に関する。

従来より、熱交換器のケースの複数の肉厚測定エリアの肉厚を超音波測定手段により測定し、得られた肉厚データを基に最大浸食量を求め、得られた最大浸食量が許容浸食量に達する期間を推測する技術が開示されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－１２２６１号公報

しかしながら、様々な種類が存在する配管の肉厚を測定する場合には、超音波測定手段を用いて単純に測定を行うだけでは測定結果は不正確なものとなってしまう。

そこで、本発明は、配管内部の劣化状況を正確に推定するための配管劣化状況推定装置を提供することを目的としている。

本発明は、配管の素材ごとに超音波の伝導率を記憶した記憶部と、推定対象となる対象配管の肉厚に関する超音波測定を行った測定結果と、前記対象配管の素材に関する配管情報と、が入力される入力部と、前記入力部に入力された配管情報に対応する超音波の伝導率を前記記憶部内から抽出し、前記測定結果と、前記抽出された超音波の伝導率と、に基づき、前記対象配管の劣化状況を推定する制御部と、を備えたことを特徴とする配管劣化状況推定装置を提供している。

このような構成によれば、配管の素材ごとに異なる超音波の伝導率まで考慮して劣化状況が推定されるので、対象配管の劣化状況の正確な推定を行うことが可能となる。

また、前記対象配管の前記劣化状況が進んでいる部分を誇張させた仮想断面図を出力する出力部を更に備えたことが好ましい。

このような構成によれば、通常、亀裂や腐食等の劣化が生じていると、その部分は、他の部分よりも劣化が加速していく傾向があるが、劣化状況が進んでいる部分を誇張させた仮想断面図を出力することで、劣化の種類や気付きにくい劣化を把握することが可能となり、対象配管の残寿命を推定しやすくなる。

また、前記記憶部には、配管の種類又は用途ごとに第１の耐久指数が記憶されており、前記入力部には、前記対象配管の種類又は用途を入力可能であり、前記制御部は、更に、前記入力された種類又は用途に対応する第１の耐久指数を前記記憶部から抽出し、前記推定された劣化状況と、前記抽出された第１の耐久指数と、に基づき、前記対象配管の耐久年数を推定することが好ましい。

このような構成によれば、配管の種類又は用途ごとに異なる耐久性まで考慮されるので、対象配管の正確な耐久年数を推定することが可能となる。

また、前記記憶部には、配管の劣化の種類ごとに第２の耐久指数が記憶されており、前記制御部は、更に、前記測定結果に基づき、前記対象配管の劣化の種類を特定し、前記特定された劣化の種類に対応する第２の耐久指数を前記記憶部から抽出し、前記推定された劣化状況と、前記抽出された第２の耐久指数と、に基づき前記対象配管の耐久年数を推定することが好ましい。

このような構成によれば、亀裂等の劣化の種類により異なる耐久性まで考慮することで、対象配管の正確な耐久年数を推定することが可能となる。

また、前記記憶部には、配管の劣化の種類ごとに第２の耐久指数が記憶されており、前記入力部には、前記対象配管の劣化の種類を入力可能であり、前記制御部は、更に、前記入力された劣化の種類に対応する第２の耐久指数を前記記憶部から抽出し、前記推定された劣化状況と、前記抽出された第２の耐久指数と、に基づき前記対象配管の耐久年数を推定することが好ましい。

また、本発明の別の観点によれば、配管の素材ごとに超音波の伝導率を記憶した記憶部と、推定対象となる対象配管の肉厚に関する超音波測定を行った測定結果と、前記対象配管の素材に関する配管情報と、が入力される入力部と、を有するコンピュータにインストールされるプログラムであって、前記入力部に入力された配管情報に対応する超音波の伝導率を前記記憶部内から抽出するステップと、前記測定結果と、前記抽出された超音波の伝導率と、に基づき、前記対象配管の劣化状況を推定するステップと、を備えたことを特徴とする配管劣化状況推定プログラムを提供している。

また、前記対象配管の前記劣化状況が進んでいる部分を誇張させた仮想断面図を出力するステップを更に備えたことが好ましい。

また、前記記憶部には、配管の種類又は用途ごとに第１の耐久指数が記憶されており、前記入力部には、前記対象配管の種類又は用途を入力可能であり、前記入力された種類又は用途に対応する第１の耐久指数を前記記憶部から抽出するステップと、前記推定された劣化状況と、前記抽出された第１の耐久指数と、に基づき、前記対象配管の耐久年数を推定するステップと、を更に備えたことが好ましい。

また、前記記憶部には、配管の劣化の種類ごとに第２の耐久指数が記憶されており、前記測定結果に基づき、前記対象配管の劣化の種類を特定するステップと、前記特定された劣化の種類に対応する第２の耐久指数を前記記憶部から抽出するステップと、前記推定された劣化状況と、前記抽出された第２の耐久指数と、に基づき前記対象配管の耐久年数を推定するステップと、を更に備えたことが好ましい。

また、前記記憶部には、配管の劣化の種類ごとに第２の耐久指数が記憶されており、前記入力部には、前記対象配管の劣化の種類を入力可能であり、前記制御部は、前記入力された劣化の種類に対応する第２の耐久指数を前記記憶部から抽出するステップと、前記推定された劣化状況と、前記抽出された第２の耐久指数と、に基づき前記対象配管の耐久年数を推定するステップと、を更に備えたことが好ましい。

本発明の配管劣化状況推定装置によれば、配管内部の劣化状況を正確に推定することが可能となる。

本発明の実施の形態による超音波測定の説明図本発明の実施の形態による配管劣化状況推定装置のブロック図本発明の実施の形態による測定結果の入力例を示した図本発明の実施の形態による配管の種類（素材）の入力例を示した図本発明の実施の形態による仮想断面図本発明の実施の形態による制御部による制御のフローチャート

以下、本発明の実施の形態による配管劣化状況推定装置１について、図１－図６を参照して説明する。

本実施の形態による配管劣化状況推定装置１は、図１に示すように、超音波測定手段Ａにより対象配管Ｂの肉厚に関する超音波測定を行った測定結果に基づき対象配管Ｂの内部の劣化状況を推定するものであって、図２に示すように、記憶部２と、入力部３と、制御部４と、出力部５と、を備えている。

記憶部２には、配管の素材ごとに超音波の伝導率（音速）が記憶されている。配管の素材としては、“鋼”、“鋳鉄”、 “銅”、“ステンレス”等が考えられる。また、本実施の形態では、記憶部２には、配管の種類ごとの寸法（口径、原管肉厚、ネジ部分肉厚等）も記憶されている。

入力部３には、上記測定結果と、対象配管Ｂの素材に関する配管情報と、が入力される。本実施の形態では、図１に示すように、対象配管Ｂの周上（断面ａ－ｄ）の複数点（１－８）において肉厚に関する超音波測定を行った測定結果が、図３に示すように入力されるものとする。

また、本実施の形態では、入力部３から、図４に示すような対象配管Ｂの種類が選択可能となっており、いずれかの種類を選択することで、当該種類に対応する素材が配管情報として自動的に入力されるものとする。なお、図４では、同じ素材の配管であっても口径ごとに種類として選択可能となっている。

配管の種類としては、“ＳＧＰ（ＳＧＰ白ガス管）”、“Ｓｃｈ（スケジュール管）”、“ＳＵＳねじ”、“ＳＵＳ管（ステンレス鋼鋼管）”、“鋳鉄管”、“銅管”等が考えられるが、例えば、“鋳鉄管”が選択された場合には、“鋳鉄”が配管情報として入力される。一方、亜鉛メッキされた鋼管である“ＳＧＰ”が選択された場合、亜鉛メッキ部分は薄く、その伝導率は無視できるため、“鋼”が配管情報として入力されることとなる。従って、本発明の“配管の素材”には、“配管の種類”も含まれることとなる。

制御部４は、測定結果と、配管情報と、超音波の伝導率と、に基づき、対象配管Ｂの劣化状況を推定する。

詳細には、入力部３に入力された配管情報に対応する超音波の伝導率を記憶部２内から抽出し、抽出された伝導率（図３では、音速）に基づき、測定結果を補正する。例えば、対象配管Ｂの伝導率が低いものであった場合、残存する肉厚が多めになるように測定結果を補正する。

このような構成によれば、配管の素材ごとに異なる超音波の伝導率まで考慮して劣化状況が推定されるので、対象配管Ｂの劣化状況の正確な推定を行うことが可能となる。

出力部５は、対象配管Ｂの劣化状況が進んでいる部分を誇張させた仮想断面図を出力する。

例えば、図３で入力された測定結果をそのまま出力すると、原管の内周（図５における点線部分）から僅かにしか減肉していないように見えてしまうが、図５に示すように、劣化状況が進んでいる部分を誇張させることで、劣化が進んでいる部分を明確に把握することができる。なお、図５では、対数を用いて誇張させた上で、測定点間に対して線形補完等を行った例を示している。例えば、図３のＡ２の場合、原管の肉厚（４．５）からの減肉量（０．４＝４．５０－４．１０）に対して、ｌｏｇ０．４Ｘ＝Ｎ（Ｎ＝設定値）の式を用いることで、誇張された減肉量Ｘが求められる。

通常、亀裂や腐食等の劣化が生じていると、その部分は、他の部分よりも劣化が加速していく傾向があるが、本実施の形態では、劣化状況が進んでいる部分を誇張させた仮想断面図を出力することで、劣化の種類や気付きにくい劣化を把握することが可能となり、対象配管Ｂの残寿命を推定しやすくなる。

続いて、図６のフローチャートを用いて、本実施の形態による制御部４による制御について説明する。

まず、測定結果と、配管情報と、が入力部３に入力されると（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部４は、配管情報に対応する超音波の伝導率を記憶部２内から抽出する（Ｓ２）。

続いて、抽出した伝導率に基づき測定結果を補正することで、対象配管Ｂの劣化状況を推定する（Ｓ３）。

最後に、出力部５から、対象配管Ｂの劣化状況が進んでいる部分を誇張させた仮想断面図を出力させる（Ｓ４）。

以上説明したように、本実施の形態による配管劣化状況推定装置１では、測定結果と、配管情報と、超音波の伝導率と、に基づき、対象配管Ｂの劣化状況を推定する。

また、本実施の形態による配管劣化状況推定装置１では、出力部５は、対象配管Ｂの劣化が進んでいる部分を誇張させた仮想断面図を出力する。

このような構成によれば、通常、亀裂や腐食等の劣化が生じていると、その部分は、他の部分よりも劣化が加速していく傾向があるが、劣化状況が進んでいる部分を誇張させた仮想断面図を出力することで、劣化の種類や気付きにくい劣化を把握することが可能となり、対象配管Ｂの残寿命を推定しやすくなる。

尚、本発明の配管劣化状況推定装置は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、配管の種類又は用途に応じた耐久性を考慮してもよい。

この場合、記憶部２には、更に、配管の種類又は用途ごとに第１の耐久指数が記憶される。

配管の種類としては、例えば、上記実施の形態でも挙げたものが考えられるが、“銅管”や“ＳＵＳ管（ステンレス鋼鋼管）”は、ほとんど減肉しないのに対し、亜鉛メッキが剥がれていく“ＳＧＰ白ガス管”や、内面がライニングされていない“鋳鉄管”は、経時的に減肉していってしまう。従って、“ＳＧＰ白ガス管”や“鋳鉄管”の第１の耐久指数は、“銅管”や“ＳＵＳ管（ステンレス鋼鋼管）”と比べて低く設定されている。

配管の用途としては、“竪管”、“横管”、“ネジ管”等が考えられる。例えば、水流が“竪管”ほど多くない“横管”は、滞留水によって“竪管”よりも腐食が進みやすい傾向がある。従って、“横管”の第１の耐久指数は、“竪管”と比べて低く設定されている。

また、配管の用途としては、“衛生設備”、“空調設備”等も考えられる。例えば、“衛生設備”は、風呂、洗面所、台所、トイレ等からの排水によって減肉しやすい傾向がある。従って、“衛生設備”の第１の耐久指数は、“空調設備”と比べて低く設定されている。

制御部４は、更に、推定された劣化状況と、配管の種類又は用途と、第１の耐久指数と、に基づき、対象配管Ｂの耐久年数を推定する。

詳細には、入力部３に入力された配管の種類又は用途に対応する第１の耐久指数を記憶部２内から抽出し、推定された劣化状況と、抽出された第１の耐久指数と、に基づき耐久年数を推定する。配管の用途を考慮する場合には、入力部３から配管の用途を入力（選択）可能としておき、当該用途に対応する第１の耐久指数を抽出することとなる。

このような構成によれば、配管の種類又は用途ごとに異なる耐久性まで考慮されるので、対象配管Ｂの正確な耐久年数を推定することが可能となる。

なお、配管の種類と用途を同時に考慮してもよく、その場合には、それぞれに関して抽出された第１の耐久指数を合算する等が考えられる。

また、配管の劣化の種類に応じた耐久性を考慮してもよい。

この場合、記憶部２には、更に、配管の劣化の種類ごとに第２の耐久指数が記憶される。

制御部４は、更に、推定された劣化状況と、劣化の種類と、第２の耐久指数と、に基づき対象配管Ｂの耐久年数を推定する。劣化の種類としては、“減肉”、“亀裂”等が考えられる。

ここで、劣化の種類を特定する必要があるが、特定の方法としては、自動と手動の２通りが考えられる。

自動の場合には、例えば、測定結果から、減肉が突出して生じている部位が存在した場合に、制御部４が「その部位に亀裂が生じている」と特定する構成が考えられる。

そして、特定された劣化の種類に対応する第２の耐久指数を記憶部２内から抽出し、推定された劣化状況と、抽出された第２の耐久指数と、に基づき、耐久年数を推定する。例えば、対象配管Ｂの劣化の種類が“亀裂”と特定された場合には、短めの耐久年数が推定されることとなる。

一方、手動の場合には、入力部３において、劣化の種類を入力（選択）可能としておき、出力部５から出力された断面図等に基づき、「亀裂が生じている」等と人間が特定した場合、入力部３から“亀裂”を入力（選択）する。

その後は、上記自動の場合と同様に、特定された劣化の種類に対応する第２の耐久指数を記憶部２内から抽出し、推定された劣化状況と、抽出された第２の耐久指数と、に基づき、耐久年数を推定する。

このような構成によれば、亀裂等の劣化の種類により異なる耐久性まで考慮することで、対象配管Ｂの正確な耐久年数を推定することが可能となる。

なお、第１の耐久指数と第２の耐久指数を同時に考慮してもよく、その場合には、それぞれに関して抽出された第１の耐久指数と第２の耐久指数を合算する等が考えられる。

また、上記実施の形態では、超音波の伝導率は素材ごとに記憶されていたが、超音波の伝導率は気温（温度）によっても変動するものであるため、超音波の伝導率を気温（温度）に応じて変更してもよい。この場合には、記憶部２に気温（温度）ごとの伝導率を予め記憶しておいてもよいし、気温（温度）に応じた変動の計算式を記憶しておいてもよい。また、気温（温度）は、入力部３が入力してもよいし、配管劣化状況推定装置１に温度計を設け、自動的に取得してもよい。

また、上記実施の形態では、対象配管Ｂの素材として、“ＳＧＰ白ガス管”、“鋳鉄管”等の配管の種類を入力する例を挙げたが、“鋼”、“鋳鉄”等の素材そのものを入力してもよいことはもちろんである。

また、上記実施の形態では、仮想断面図は対数を用いて誇張させたが、その他の計算方法によって誇張させてもよい。

また、本発明は、配管劣化状況推定装置１が行う処理に相当するプログラムや、当該プログラムを記憶した記録媒体にも応用可能である。記録媒体の場合、コンピュータ等に当該プログラムがインストールされることとなる。ここで、当該プログラムを記憶した記録媒体は、非一過性の記録媒体であっても良い。非一過性の記録媒体としては、ＣＤ－ＲＯＭ等が考えられるが、それに限定されるものではない。

１配管劣化状況推定装置
２記憶部
３入力部
４制御部
５出力部
Ａ超音波測定手段
Ｂ対象配管

Claims

配管の素材ごとに超音波の伝導率を記憶した記憶部と、
推定対象となる対象配管の肉厚に関する超音波測定を行った測定結果と、前記対象配管の素材に関する配管情報と、が入力される入力部と、
前記入力部に入力された配管情報に対応する超音波の伝導率を前記記憶部内から抽出し、前記超音波測定時に設定された伝導率と、前記抽出された伝導率と、に基づき前記測定結果を修正することで、前記対象配管の劣化状況を推定する制御部と、
を備えたことを特徴とする配管劣化状況推定装置。
前記対象配管の前記劣化状況が進んでいる部分を誇張させた仮想断面図を出力する出力部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の配管劣化状況推定装置。
前記記憶部には、配管の種類又は用途ごとに第１の耐久指数が記憶されており、
前記入力部には、前記対象配管の種類又は用途を入力可能であり、
前記制御部は、更に、前記入力された種類又は用途に対応する第１の耐久指数を前記記憶部から抽出し、前記推定された劣化状況と、前記抽出された第１の耐久指数と、に基づき、前記対象配管の耐久年数を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の配管劣化状況推定装置。
前記記憶部には、配管の劣化の種類ごとに第２の耐久指数が記憶されており、
前記制御部は、更に、前記測定結果に基づき、前記対象配管の劣化の種類を特定し、前記特定された劣化の種類に対応する第２の耐久指数を前記記憶部から抽出し、前記推定された劣化状況と、前記抽出された第２の耐久指数と、に基づき前記対象配管の耐久年数を推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の配管劣化状況推定装置。
前記記憶部には、配管の劣化の種類ごとに第２の耐久指数が記憶されており、
前記入力部には、前記対象配管の劣化の種類を入力可能であり、
前記制御部は、更に、前記入力された劣化の種類に対応する第２の耐久指数を前記記憶部から抽出し、前記推定された劣化状況と、前記抽出された第２の耐久指数と、に基づき前記対象配管の耐久年数を推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の配管劣化状況推定装置。
配管の素材ごとに超音波の伝導率を記憶した記憶部と、推定対象となる対象配管の肉厚に関する超音波測定を行った測定結果と、前記対象配管の素材に関する配管情報と、が入力される入力部と、を有するコンピュータにインストールされるプログラムであって、
前記入力部に入力された配管情報に対応する超音波の伝導率を前記記憶部内から抽出するステップと、
前記超音波測定時に設定された伝導率と、前記抽出された伝導率と、に基づき前記測定結果を修正することで、前記対象配管の劣化状況を推定するステップと、
を備えたことを特徴とする配管劣化状況推定プログラム。