JPH0212007A

JPH0212007A - 管内面の欠陥深さ測定器

Info

Publication number: JPH0212007A
Application number: JP16368788A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Yoneyama; 米山　康幸; Hideo Ozaki; 尾崎　英夫
Original assignee: NIKKI MAINTENANCE KK; OZAKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: NIKKI MAINTENANCE KK; OZAKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1990-01-17

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」本発明は、管の内面に生じた腐食孔などの欠陥に探触針
を差し込むことにより、欠陥の深さを直接測定できる欠
陥深さ測定器に関する。

「従来の技術」例えば、熱交換器用チューブ等のように、比較的口径の
小さい管の内面に生じた腐食孔等の欠陥を検査する場合
、通常はファイバースコープを管内に挿入し、その内面
を内視検査している。

「発明が解決しようとする課題」しかし、上記の内祝法では、欠陥の平面形状や大きさを
確認することはできるものの、管の寿命に対して重要な
因子である欠陥深さを測ることができなかった。

このため、欠陥の深さ測定が特に重要視される石油精製
プラント等の熱交換器用チューブでは、多数のチューブ
から数本をサンプルとして抜き出したあと、−のチュー
ブを切断して欠陥の深さを直接調べる破壊検査を行なっ
ている。

しかし、このような破壊検査では、サンプルの抜き出し
作業に多大な手間と時間がかかり、サンプル以外のチュ
ーブや管取付板に傷を付けるおそれがあるうえ、チュー
ブを破壊してしまうために同一欠陥の経時変化を調べる
ことができなかった。

一方、欠陥の深さをレーザーマーカー等を利用して測定
することも考えられるが、この種の測定器は小径化が困
難で、小口径のチューブには挿入できないうえ、前記の
熱交換器チューブなどに生じる欠陥はピンホール状の小
さいものが多く、レーザーマーカー等では測定困難で、
信頼性にも乏しく、現実的ではなかった。

「課題を解決するための手段」本発明は上記課題を解決するためになされたもので、検
査すべき管内に挿入可能な本体に、探触針を管内面に向
けて垂直に突き立ておよび引き込み動作させる探触針駆
動機構と、前記探触針の移動量を計測する針移動量計測
機構と、管内面と本体の間隙を一定に保つ支持手段とを
設けたことを特徴とする。

「作　用」この装置によれば、探触針駆動機構により探触針を管内
面の欠陥に直接差し込み、針移動量計測機構により欠陥
深さを計測する。このため、ピンホール状の小口径欠陥
に対しても測定可能で、計測結果の精度および信頼性が
高い。また、構造が単純であるから、その分本体の外径
を小さくすることができ、小口径の管体に対しても測定
が行なえる。さらに、非破壊検査なので、使用状態にあ
るままで管の検査が可能である。

「実施例」第１図は、本発明に係わる管内面の欠陥深さ測定器の一
実施例を示す縦断面図であり、説明のＺ立上、図中に側
を前方側、右側を後方側とし、上下は図面に帛じる。

符号１は検査すべき管Ｐに挿入可能な太さの円柱状本体
で、この本体１は、本体前部ＩＡと、本体中部ＩＢと、
本体後部ＩＣとが連結固定されたものである。

前記本体前部ＩＡの前端面には、直進ソレノイド２が進
退軸２Ａを後方に向けて固定され、外部に連なるコード
（図示時）を介して通電されるようになっている。また
、前記進退軸２−Ａには円筒状のピストンストッパ３が
摺動可能に挿通されたうえ先端にピストン４が固定され
、このピストン４の最前方位置がストッパ３により規制
されている。

前記ピストン４の先端には、固定部材５を介して円筒状
の可動スケール６が同軸に連結され、この可動スケール
６は本体前部ＩＡおよび本体中部ＩＢ内に形成された空
間内で前後移動可能とされている。さらに可動スケール
６の後端面には、後端に球状部７Ａを有するスピンドル
７が同軸に固定され、本体中部ＩＢの後端面から突き出
ている。

前記可動スケール６は透明な材質で成形されたもので、
第２図に示すように、その下面側に相対的に薄肉なスケ
ール部６Ａを有する。このスケール部６Ａには、極めて
細く間隔の狭い縞目模様が形成されており、その縞の太
さと間隔は測定に必要な分解能を考慮して決定されてい
る（例えば、透過部分が０　、２　ｍｔｓ、不透過部分
が０．２ｍｔｚの合わせて０．４ｍｍピッチとする等）
。

一方、本体中部ＩＢの内周面には、可動スケール６を僅
かな間隔を空けて取り巻く円筒状の固定スケール８が固
定されている。この固定スケール８は、前記スケール部
６Ａと対向する位置に、前記と全く同じ縞模様を有して
いる。このため可動スケール６の位置が相対的に変化す
ると、一定変位量毎に、スケール部６Ａおよび固定スケ
ール８を透過する光のモアレ干渉縞が変化し、透過光量
が周期的に変化するようになっている。

また、本体中部ＩＢ内には、前記スケール部６Ａの上面
側に、ホルダ９を介して２個の発光ダイオードｌＯが配
置され、図示しないコードを経て、外部から通電される
ようになっている。他方、固定スケール８の下面側には
、これら発光ダイオード１０と対向する位置に、基板１
１に固定されたフォトトランジスタ等の受光素子１２が
２ｍ配置され、発光ダイオード１０．１０からの透過光
の強弱を電圧の大小に変換して出力し、第３図に示す回
路基板１３および信号コード（図示時）を経て、外部に
伝達するようになっている。さらに本体中部ＩＢの外周
面は円筒形カバー１４で覆われ、上記各機構が保護され
ている。

一方、本体後部１ｃの前端邪には、上下方向に長い円筒
状の針支持部材１５が上下摺動可能に収容され（第４図
参照）、この針支持部材１５は、止め板１６で下端が固
定されたスプリング１７によって上方に付勢されている
。また、針支持部材１５の前面側には、三角柱状のスラ
イド部材１８がその傾斜面を前方上方に向けて固定され
、この傾斜面に前記スピンドル７の球状部７Ａが当接し
ている。

さらに、本体後部ＩＣの、針支持部材１５の後方近傍に
は、下端の尖った探触針１９が下方に突出可能に収容さ
れており、この探触針１９の上端は、板２０を介して針
支持部材１５の上端に連結されている。なお、この探触
針１９は、測定すべき欠陥の性状に応じて、外径や先端
の鋭利さが異なる他の針と交換可能である。

本体後部ＩＣの後端面にはファイバースコープ挿入孔２
１が形成され、ここにファイバー・スコープ（図示時）
の先端部を挿入して固定したうえ、壁面に形成された透
視孔２２を通じて管内面を観察できるようになっている
。

さらにまた、本体前部ＬＡの外周面の上端には、金属球
２３を本体１の周面から若干突出させて付勢保持するポ
ールプランジャ２４が埋設されるとともに、これと対応
する下端両側の左右対称な位置には、第３図に示すよう
に、金属球２５を若干突出した状態で回転自在に埋設し
た固定グツシャ２６がそれぞれ設けられている。同様に
、本体中部ＩＢにもボールプランジャ２４および固定ブ
ツシャ２６．２６が設けられ、本体１を管Ｐ内に挿入し
た際には、本体１の下面と管Ｐの内面との間隙が常に一
定に保たれるようになっている。

次に、この管内面の欠陥深さ測定器の使用方法を順に説
明する。

まず、測定すべき管Ｐの内面の汚れや付着物を、化学洗
浄等により完全に除去する。一方、ファイバスコープ固
定孔２１にファイバスコープの先端を挿入し、透視孔２
２にスコープの可視窓を合わせて固定するとともに、各
コードを電源および測定機器に接続する。

セットが完了したら、管Ｐ内にこの測定器およびファイ
バスコープを挿入し、通常の方法によってファイバスコ
ープで欠陥を探しながら、管Ｐの奥へと進入させていく
。やがて、欠陥を見付けたら、まず欠陥の無い箇所で直
進ソレノイド２に通電し、可動スケール６およびスピン
ドル７を進ませ、スライド部材１８および針支持部材１
５を押し下げて、探触針１９を管Ｐ内面の無欠陥部に突
き立てる。この際の探触針１９の当接圧力は、予めソレ
ノイド２への通電量を調節することにより、数１０９程
度の一定値に設定しておくことが必要である。こうする
と、受光素子１２の出力は探触針１９の移動量に応じた
パルスを発生するから、これを測定機器で計数し、探触
針１９の移動量Ｌｌに換算する。

次いで、ソレノイド２への通電を停止し、スプリング１
７の付勢力により探触針１９を引き込み、今度はファイ
バスコープで目視しつつ、目的とする欠陥内に探触針１
９を突き立てる。そしてこの時の探触針１９の移動量Ｌ
２を計測し、この移動量Ｌ２から前記移動量Ｌｌを差し
引き、目的とする欠陥の深さＬＸを算出する。こめよう
にして順次測定を統けるが、無欠陥部分での針移動量は
最初の１回行なうだけでよい。

上記の構成からなる管内面の欠陥深さ測定器においては
、直接、探触針１９を管Ｐ内面の欠陥に垂直に差し込ん
でその深さを計測するので、ピンホール状の小口径欠陥
に対しても測定が可能であるうえ、この欠陥内に水滴な
どが残っていたとしても計測誤差が生じず、計測結果の
精度および信頼性が高い。また、この装置は、レーザー
や超音波等の非接触検査装置、に比して構造が単純であ
るから、その分水体の外径を小さくすることができ、小
口径の管体に対しても測定が行なえる利点を有する。特
にこの実施例では、直進ソレノイド２を本体ｌの軸方向
に向６プで設けているから、より一層の小径化が因れる
。

さらに、この測定器による方法は非破壊検査なので、従
来の破壊検査のようにサンプルの抜き出し作業が要らず
、使用状態のまま管の検査が可能で、検査に要する時間
と労力およびコストを著しく軽減でき、同一欠陥の経時
変化を調べることも可能である。さらに、この測定器に
ファイバースコープとビデオを併用して欠陥を調べるこ
とにより、欠陥の映像と深さ測定の結果の双方を映像に
記録しておくことができ、検査記録の解析が容易で、記
録の保存性も格段に向上する。

さらにこの実施例では、固定スケール８と可動スケール
６とが生じるモアレ干渉縞の明暗変化から発生する電気
出力（アナログ出力）をＡ／Ｄ変換器を通してデジタル
カウンタに送り、測定結果をデジタル表示するので、欠
陥の澤さを定量的に把握することが可能である。

なお、上記実施例では、直進ツレ、ノイド２が生じる軸
方向の力を、スライド部材１８を用いて垂直方向の力に
変換しているが、その代わりに、クランク機構や、摺動
ワイヤを用いて力の方向を変換させてもよい。また、第
５図に示すように、小形直進ソレノイド３０の移動子３
０Ａと探触針３１を取付部材３２を介して連結し、本体
３３の軸線と直交する方向に探触針３１を直接駆動する
構成も実施可能である。なお、図中３４は探触針３１の
移動量を検出するセンサ、３５はファイバスコープ挿入
孔、３６はファイバスコープの視界を示している。

さらに、探触針の移動量を検出する方法は上記実施例の
ような光学的方法のみに限らず、ソレノイドのインダク
タンス変化や、各部のキャパシティ変化として検出する
方法等も勿論可能である。

さらに、この測定器に併用されるのはファイバスコープ
のみに限らず、ＣＣＤカメラ等も使用可能である。

「発明の効果」以上説明したように、本発明の管内面の欠陥深さ測定器
においては、直接、探触針を管内面の欠陥に垂直に差し
込んでその深さを計測するので、ピンホール状の小口径
欠陥に対しても測定が可能で、計測結果の精度および信
頼性が高い。また、この装置は、レーザーや超音波等の
非接触検査装置に比して構造が単純であるから、その分
水体の外径を小さくすることができ、小口径の管体に対
しても測定が行なえる利点を有する。

さらに、非破壊検査なので、従来の破壊検査のようにサ
ンプル抜き出し作業が要らず、使用状態のまま管の検査
が可能で、検査Ｉこ要する時間と労力を著しく軽減でき
、同一欠陥の経時変化を調べることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明に係わる管内面の欠陥深さ
測定器の一実施例を示し、第１図は長手方向の縦断面図
、第２図は「−■線面断面図、第３図は■−■線視線面
断面図４図はＩＶ−ＩＶ線線断断面図ある。また、第５
図は本発明の他の実施例を示す縦断面図である。Ｐ・・・検査すべき管、１・・・本体、２・・・直進ソ
レノイド（探触針駆動機構）、１Ｂ・・・スライド部材
、１９・・・探触針、６・・・可動スケール、８・・・
固定スケール、１０・・・発光ダイオード、１２・・・
受光素子（針移動量計測機構）、２４・・・ポールプラ
ンジＶ（本体支持手段）、２６・・・固定ブツシャ、２
１・・・ファイバスコープ挿入孔、３０・・・直進ソレ
ノイド（探触針駆動機構）、３】・・・探触針、３４・
・・位置検出センサ（針移動量計測機構）、３５・・・
ファイバスコープ挿入孔。出願人　日揮メンテナンス株式会社株式会社尾崎製作所

Claims

【特許請求の範囲】

検査すべき管内へ挿入可能な本体に、探触針を前記管の
内面に向けて垂直に突き立ておよび引き込み動作させる
探触針駆動機構と、前記探触針の移動量を計測する針移
動量計測機構と、管内面と本体の間隙を一定に保つ支持
手段とを設けたことを特徴とする管内面の欠陥深さ測定
器。