JPH01121712A

JPH01121712A - 被検査物内面の減肉部検出方法

Info

Publication number: JPH01121712A
Application number: JP27932187A
Authority: JP
Inventors: Toshio Koshihara; 腰原　敏夫; Yuji Matoba; 的場　有治
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1989-05-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、配管内面の腐食による減肉部など、被検査
物内面の減肉部の有無およびその位置、形状、減肉の概
略の厚さを、被検査物の外面側から検出する方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

配管内面に生じた腐食による減肉部の検査では、従来、
主として次のような方法によって減肉部を検出している
。

（１）Ｘ線、γ線などの放射線を被検査配管に照射して
、その透過量の変化から配管内面の減肉部を検出する方
法（放射線法）。

（２）超音波を被検査配管の外面から発射して、その反
射エコーの受信時間の変化から配管内面の減肉部を検出
する方法（超音波法）。

（３）　　被検査配管を切断、切開して、配管内面の減
肉部を目視で検出する方法（切開法）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述の従来の検出方法には次のような問題があ
る。

（１１放射線法（イ）検出装置の取扱いには、放射線取扱い資格が必要
で、誰れでも減肉部の検出ができるというわけにはいか
ない。

（ロ）結果の判断には高度の経験と技術とが必要で、結
果の判断が難しい。

（ハ）被検査配管の直近での作業となるので、特に高所
の場合、足場などが必要となる。

に）一般に、−回の検出操作で検査できる範囲が狭く、
検査能率が悪い。

（ホ）　以上の結果として、検査コストが高い。

（２）超音波法（イ）被検査配管に接触しての検出操作となるため、高
温配管では検査が困難である。

（ロ）被検査配管が高所の場合、足場などが必要となる
。

（ハ）検出が点単位であるために、配管全体の状況全検
査するには多大の労力と時間を要し、実用的でなく、ま
た検査コストが高い。

（３）切開法（イ）被検査配管を切取シ、切開するために、配管設備
の使用ヲー′時中断し、再度復旧する必要がある。

（ロ）配管全体を検査するためには全体を切断、切開す
ることになり、極めて時間と労力がかかシ、また検査コ
ストが高い。

（ハ）切断にあたシ被検査配管が高所の場合、足場の他
種々の安全対策が必要である。

この発明の目的は、上述の現状に鑑み、配管内面の腐食
による減肉部々ど、被検査物内面の減肉部の有無および
その位置、形状、減肉の概略の厚さを、精度良く検出す
ることができ、且つ、検出装置の取扱いに資格を必要と
されず、遠隔からの非接触での検出が可能なために、足
場の設置を必要としたシ、被検査物が高温でないものに
限定されたシすることがなく、その検査範囲も広いと言
った利点を有する、被検査物内面の減肉部検出方法を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の被検査物内面の減肉部検出方法は、被検査物
をその外面側から加熱または冷却し、そして、その加熱
の直後の時期、冷却の直後の時期、加熱後の復熱の時期
または冷却後の復熱の時期のうちの少なくとも一つの時
期に、前記被検査物の外面全赤外線カーメラで撮影し、
かくして、前記被検査物の内面に存在する減肉部を赤外
線画像として検出することに特徴を有するものである。

以下、この発明の検出方法について詳述する。

この発明の主たる技術手段は次の通シである。

（１）被検査配管など被検査物の外面を赤外線カメラに
よシ遠隔、非接触で撮影すること。

（２）撮影にあたって被検査物外面の撮影部分、即ち検
査対象部分を外面側から加熱または冷却すること。

（３）撮影は、加熱直後の時期、冷却直後の時期、加熱
後の復熱の時期または冷却後の復熱の時期のうちの少な
くとも一つの時期に行なうこと。

第１図は、この発明の検出方法の一実施態様を示す説明
図である。第１図において、１は被検査物たる配管で、
配管１は鋼管等の金属管、プラスチック管あるいは木管
などいずれの材質のものでもよい。まず、このような配
管１の外面に一方向から赤外線映像装置２のカメラヘッ
ド３を向ける。

次いで、カメラヘッド３のレンズ４全通して映像装置２
の本体５に設置のモニタテレビ画面に納まった、配管１
外面の撮影範囲およびその周辺を加熱器７で加熱する。

なお、配管１外面の加熱手段はいずれの手段でも可能で
あるが、できるだけ急激な温度上昇を与えられるものほ
ど好ましく、−例として加熱器７として遠赤外線加熱の
クォーツヒータを用いることが掲げられる。

すると、配管１の内面に減肉部８が存在する箇所の管壁
部分は、減肉部８が存在しない箇所の正常な管壁部分よ
りも熱容量が小さいので、速く温度上昇する。このため
、配管１の外面の温度は、第２図に示すように、加熱開
始後、内面に減肉部８が存在しない箇所（正常部）よシ
も減肉部８が存在する箇所の方が、また減肉部８が存在
する箇所同志ではその減肉部の大きい箇所の方が、先に
高い温度を示し、温度差が付く。従って、加熱を行なっ
た直後に配管１の外面の撮影範囲を赤外線カメラヘッド
３によシ撮影すれば、配管１内面の減肉部８を赤外線画
像として検出することができ、その位置、形状および概
略の厚さを知ることができる。

そこで、この発明の実施態様では、以上のようにして、
先ず加熱直後に撮影し、減肉部８を検出する。この場合
、配管１の内面全面の状況を検査するためには、上記と
同様にして、第３図に示すよう、例えば■、＠、θの３
方向または■′、＠′、θｔＯ′　　の４方向から、配
管１の外面を撮影することが好ましい。

なお、以上で注意しなければならないのは、加熱開始後
のある時刻以降には周辺からの熱の伝達によシー様に温
度上昇して、減肉部８が存在する箇所の管壁部分の外面
が、減肉部８が存在しない箇所の正常な管壁部分の外面
と同一の温度を示す場合があることである。従って、カ
メラヘッド３による撮影は、加熱した直後に速やかに行
なうことを要する。特に配管１が鋼管などのように熱伝
導率が大きい材料からなる場合には、前記の高い温度を
示すのは加熱開始後の極めて短時間に限られるので、加
熱した直後にタイミング良く行なうことが必要である。

配管１がプラスチック管、木管などのように熱伝導率が
小さい材料からなる場合には、急加熱に要する熱量は大
となるが、減肉部８が存在する箇所の管壁部分の外面が
高い温度を示す時間は、加熱開始後の比較的長時間に亘
るので、撮影のタイミングを余シ問題にしないでも、減
肉部８を赤外線画像として容易に検出することができる
。

以上のカメラヘッド３による撮影のタイミングについて
は、配管１を外面側から冷却して、配管１の外面を撮影
する場合にも、同様の考え方が必要である。

なおまた、減肉部８は赤外線画像の独立した１コマとし
てとらえるよシも、ビデオなどで赤外線画像の連続的な
変化としてとらえる方が検出し易い。またビデオなどを
利用した場合、例えば加熱時には減肉部の大きい減肉部
８の箇所から小さい減肉部８の箇所へ、更には減肉部８
のない正常部へと、配管１の外面が高温を示すタイミン
グが次々に移っていくので、減肉部の違いも容易に検出
することができる。

次に、配管１を外面側から加熱した後に、加熱停止して
そのまま放置すると、先の第２図に示すように、自然冷
却による復熱によυ元の温度に戻る過程で、配管１の外
面の温度は一亘同一の温度になった後に、内面に減肉部
８が存在しない箇所（正常部）よシも減肉部８が存在す
る箇所の方が、また減肉部８が存在する箇所同志ではそ
の減肉部の大きい箇所の方が、先に低い温度を示し、温
度差が付く。

以上は、配管１の内部に流体（液体または気体）を通す
などにより流体を流動させた場合で、配管１の内部に流
体が存在しない場合、存在しても流体が静止している場
合には、内面に減肉部８が存在しない箇所が一番先に低
い温度を示す等、上記と逆になる。これは、復熱による
冷却では冷却が緩慢に行なわれるので、流体の流動によ
る配ｇ１の内面側からの冷却が加えられないと、管壁部
分の熱容量が小さい方が速く温度降下するという効果を
充分に得ることができず、このため周辺から伝わる熱に
よる形動が大となって、その結果、内面に減肉部８が存
在しない箇所が一番先に低い温度を示す等になるもので
ある。

いずれにせよ、配管１を加熱後そのまま放置し″て復熱
させると、その復熱過程で配管１の外面の温度は、内面
に減肉部８が存在しない箇所と存在する箇所とで差が付
き、また存在する箇所同志でもその減肉部の大小によっ
て差が付くので、復熱期に配管１の撮影範囲を赤外線カ
メラヘッド３によシ撮影すれば、配管１内面の減肉部８
を赤外線画像として検出することができる。

そこで、この発明の実施態様では、以上のようにして、
配管１を加熱後その復熱期に撮影し、減肉部８を再度検
出するものである。

なお、先に述べた配管１の加熱の場合は、その加熱が冷
却後の復熱の場合と異なり緩慢でないので、配管１の内
部での流体流動を行なわないでも、管壁部分の熱容量が
小さい方が速く温度上昇するという効果？充分に得るこ
とができ、配管１の内部での流体流動がある、なしは問
題とならない。

これは、配管１の冷却の場合についても同様である。一
方、配管１を冷却後に復熱させる場合は、配管１を加熱
後に復熱させる場合とは逆に復熱によシ配管１の外面が
温度上昇するのであるが、高低が逆になる点を除けば、
配管１の内部での流体流動の有無によって同様な現象を
生じる。

以上の実施態様では、配管１を外面側から加熱し、その
加熱直後に配管１の外面を赤外線カメラヘッド３で撮影
して、配管１内面の減肉部８を赤外線画像として検出し
、また加熱後の復熱期に撮影して減肉部８を再度検出す
る場合を示したが、いずれか一方の検出だけを行なって
もよいことは言うまでもない。

また、この発明は以上に限定されず、配管１を外面側か
ら加熱するのとは逆に、配管１ｔ−外面側からクーラー
等で冷却し、その冷却直後に配管１の外面を赤外線カメ
ラヘッド３で撮影して、配管１内面の減肉部８を赤外線
画像として検出し、また冷却後の復熱期に撮影して減肉
部８を再度検出するようにしてもよい。配管１を冷却し
た場合、配管１の外面温度は、第２図に示した外面温度
の曲線を時間軸に対して反転した曲線で示される如く変
化する。内面に減肉部８が存在する箇所の管壁部分は速
く温度降下して、その部分の外面は先に低い温度を示し
、正常部の外面と温度差が付き、そして、冷却後の復熱
期には速く温度上昇して、その部分の外面は先に高い温
度を示して（配管１の内部での流体流動があることが条
件である。流体流動がないときは逆になることは既述し
た通シである）、正常部の外面と温度差が付く。従って
、冷却の直後および冷却後の復熱期に配管１の外面を撮
影することによシ、それぞれ配管１内面の減肉部８を赤
外線画像として検出することができる。

また、被検査物も配管１のような円形その他の各種断面
の管を初め平板、曲面板など伺でもよく、基本的には裏
側、内部が簡単に検査できない対象物全般に適用でき、
その材質も鋼を初めとする金属、プラスチック、竹木な
ど何でも可能である。

なお、ちなみに、減肉部が充分に大きい減肉部の異なる
被検査物を加熱したときの温度変化を模擬するために、
板厚の異なる板材を加熱したときの温度変化をシュミレ
ーション計算した結果を、第４図（ａ）〜（ｃ）に示す
。第４図（ａ）は板材の内部熱伝達率αが１００、同図
（ｂ）は同じく３００の場合、同図（Ｃ）は同じ＜　１
０００の場合である。

加熱は３０秒間、そして、加熱後の放置による自然冷却
は３０秒間行なったものとした。また、計算は、■加熱
時の板材表面からの熱の逃げはない、■板厚方向の温度
分布はない、■板材長手方向への熱の移動はないの仮定
の下に行なった。

第４図（ａ）〜（Ｃンから明らかなように、熱伝達率α
の大小により程度の差はあるものの、板材は板厚が薄い
ほど加熱時の温度上昇および加熱後の自然冷却時の温度
降下が速く、これから、減肉部の有る無し、減肉部の減
肉部の大小に応じて、被検査物の外面温度に温度差が付
くことが判る。

〔実施例〕

直径１００鵡、肉厚５鵡の鋼管の内面に軸方向に沿って
、直径５０ｗ＆、深さ１ｍ、　　２ｍｍ、　　３ｍｓ、
４鵡の減肉部を設け、そして内面に減肉部を設けた側の
鋼管外面を加熱器で加熱して、その加熱直後に前記鋼管
外面を赤外線カメラヘッドで連続的に撮影した。

そのときの赤外線画像の１コマを第５図に模式的に示す
。第５図において、９は鋼管の全体画像、１０ａ　〜１
０ｄはそれぞれ深さ１課、２ｍ、：３ｍ、４語の減肉部
の画像で、内面に減肉部のない正常部の画像９ａは最も
低い表示温度ｔｏの色で表示され、減肉部の画像１０ａ
〜１０ｄは、減肉部（深さ）１鵡の減肉部の画像１０ａ
が１０よりも高い表示温度Ｌ１の色で、２鵡の減肉部の
画像１０ｂがｔ□よシも高い表示温度ｔ２の色で、３ｗ
Ｌの減肉部の画像１０ｅがｔ２よシも高い表示温度ｔ３
の色で、４語の減肉部の画像１０ｄがｔ３よシも高い表
示温度ｔ４の色で表示されている。これから、減肉部ｔ
Ｏａ〜１０ｄの存在、その位置、形状および概略の厚さ
が判る。

また、上記の連続撮影によって、減肉部４鵡の減肉部、
３鵡の減肉部、２騙の減肉部、１鵡の減肉部、減肉部が
ない正常部の順に前者のものほど表示温度の上昇が早く
あられれることが認められ、これら減肉部の存在、その
位置等が連続画像上で判別できた。

〔発明の効果〕

この発明は以上のように構成されるので、次のような効
果？有する。

（１）赤外線映像装置の使用により、そのモニタテレビ
の画面上に減肉部検出の検査結果が瞬時に得られるため
、結果がわかシ易い。

（２）赤外線映像装置の取扱いには特別な資格が不要で
あり、誰れでも容易に減肉部検査ができる。

（３）被検査物の減肉部検出を遠隔場所から非接触の撮
影によってできるため、足場のない場合でも減肉部検査
ができる。また、被検査物が高温でも安全に検査ができ
る。

（４）ある広い範囲を一度に検査できるため全体の状況
がつかみ易く、検査時間、労力も少なく、従って検査コ
ストが安い。

（５）地上での検出操作ができるために、検査作業が安
全である。

（６）減肉部の位置および形状がはっきり表示される他
、減肉の厚さが色の差として表わされるため、概略の厚
さが検出可能であシ、定量化も不可能ではない。

（力　被検査配管を使用している状態のままで検査でき
る。

（８）被検査配管を切断、切開する必要がない。

また、汚したシ、傷付けたシしない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の検出方法の一実施態様を示す説明
図、第２図は、第１図の検出方法での加熱による配管の
外面温度の時間的変化を定、江的に示すグラフ、第３図
は、第１図の方法での撮影方向を示す垂直断面図、第４
図（ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ板材を加熱したときの温
度変化をシュミレーション計算した結果を示すグラフ、
第５図は、この発明の実施例での減肉部を検出した赤外
線画像を模式的に示す平面図である。図面において、１
・・・配管、　　　　　　２・・・赤外線映像装置、３
・・・カメラヘッド、　　７・・・加熱器、８・・・減
肉部、　　　　　９・・・鋼管の全体画像、１０ａ〜１
０ｄ・・・減肉部の画像。

Claims

【特許請求の範囲】

被検査物をその外面側から加熱または冷却し、そして、
その加熱の直後の時期、冷却の直後の時期、加熱後の復
熱の時期または冷却後の復熱の時期のうちの少なくとも
一つの時期に、前記被検査物の外面を赤外線カメラで撮
影し、かくして、前記被検査物の内面に存在する減肉部
を赤外線画像として検出することを特徴とする、被検査
物内面の減肉部検出方法。