JPH0353105A - タンク底板の肉厚自動測定装置 - Google Patents

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、石油貯蔵タンク等屋外貯蔵タンクの底板の肉
厚を超音波により自動的に測定するタンク底板の肉厚自
動測定装置に関する。

く従来の技術と発明が解決しようとする課題〉屋外貯蔵
タンクの底板の肉厚、特にタンク側壁付近の肉厚は、長
年の腐蝕により減少していくので、定期的な検査が行わ
れる。その検査法には、■サンプリング点として、第６
図に示すようにタンクの底板２に千鳥格子状の定点（以
下単に「定点」という）を多数選び各点の肉厚を測定す
る方法、■底板をほぼ全面的に走査して肉厚としきい値
との比較を行いしきい値よりも薄い領域を探し出す方法
等がある。

しかし、上記いずれの方法でも、屋外貯蔵タンクの中に
入った点検者が測定器を手に持って測定を行うので、多
大な労力と時間を要する。

特に、■の方法では、定点以外の点で減肉があっても分
からない、■では肉厚がしきい値よりも厚いか薄いかが
分かるだけで、肉厚の絶対値まで分からないという問題
もあった。

したがって、底板の所定範囲のほほ全面にわたって自動
的に絶対値測定を行う測定装置が要望されていた。

そこで、本発明は、屋外貯蔵タンクの底板の定められた
範囲のほぼ全域にわたって肉厚値の測定を自動的に行え
るタンク底板の肉厚自動測定装置を提供することを目的
とする。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を違或するための本発明の肉厚自動測定装置
は、タンク底板上を移動可能な台車に搭載されたタンク
底板の肉厚自動測定装置であって、タンク底板の表面に
超音波を発射し、反射波を受信する超音波プローブと、
上記台車がタンク底板の所定領域を移動する際に、超音
波プローブをタンク底板の表面との間で一定間隔を保持
させた状態で、超音波プロープを上記台車の移動方向と
交差する方向に走査する走査手段と、超音波ブロープに
より受信された反射波の検出しきい値のレベルを２種類
設定できるしきい値設定手段と、底板表面からの反射波
が設定されたしきい値のうち表面用しきい値のレベルを
超えた時点と、底板裏面からの反射波が設定されたしき
い値のうち裏面用しきい値のレベルを超えた時点とのエ
コー時間差を測定する時間差測定手段と、時間差測定手
段により求められたエコー時間差からタンク底板の肉厚
を算出する計算手段とを備えた測定装置である。

〈作用〉 上記の構或の肉厚自動測定装置によれば、台車によりタ
ンク底板の所定領域を移動する際に、超音波プロープを
上記台車の移動方向と交差する方向に走査することによ
り、タンク底板の所定領域にわたって、肉厚測定を行う
ことができる。このとき、超音波プローブをタンク底板
の表面との間で一定間隔離しているので、超音波プロー
ブとタンク底板とが接触することなく、スムーズに超音
波プローブを走査することができる。そして、しきい値
設定手段により、超音波プローブで受信された反射波の
検出しきい値のレベルを２種類設定できるので、超音波
プローブをタンク底板の表面との間で一定間隔を保持さ
せていることにより発生する表面からの反射波について
は、表面用のしきい値を適用することにより、正確な表
面エコー時間を特定することができる。また、底板の裏
面からの反射波の処理に際しては、裏面用のしきい値を
適用することにより、正確に裏面エコー時間を求めるこ
とができる。したがって、正しい時間差に基づいたデー
タからタンク底板の肉厚を算出することができる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図は、屋外貯蔵タンク内の円形底板２の上に置かれ
た、屋外貯蔵タンクの側壁３に沿って移動可能な肉厚自
動測定装置１の全体を示す斜視図である。

肉厚自動測定装置１は、駆動車輪１０付きの台車１３に
超音波探傷機１４ａ１データ処理器１４ｂ１パーソナル
コンピュータ１５、水タンク１６を設置し、屋外貯蔵タ
ンクの側壁３に測定位置をマークするソレノイド動作型
スプレーマーカ２０．２１と、上記側壁３に沿って台車
１３を案内するガイドローラ１１とを備えた構造を有す
る。

さらに、台車１３の側面には、底板２の肉厚を測定する
超音波プローブ１７ａを収納したプロ−プホルダー１７
を支持するアーム１８を直線移動させるベルト機構１９
が設置されている。ベルト機構１９は、ベルトモータ（
後述）によりアーム１８を送ることができので、台車１
３を側壁３に沿って走行させながら、アーム１８を当該
ガイド溝１９に沿って往復移動させることにより、底板
２の外周寄りの一定環状領域（符号２ｃで示す）を走査
することが可能となっている。

上記プローブホルダー７は、第２図に示すように、底板
２の表面２ａと若干の間隔ｈだけ離して走査されるよう
にアーム１８の高さが調整されている。そして、表面２
ａと超音波プロープ１７ａの測定面との間に、水タンク
１６内に設置された水ボンブ１６ａから管２２を通して
水が供給されるようになっている。これにより、超音波
プーローブ１７ａから発射される超音波信号が底板２に
入射可能となる。

超音波プローブ１７ａにより出力される信号の処理系統
は第２図に示すとおりである。超音波探傷機１４ａは、
パルス発生器を内蔵しており、超音波プローブ１７ａに
対して短い一定周朗のパルス信号を供給する。超音波プ
ローブ１７ａは、上記パルス信号に応じて超音波パルス
を発生し、底板２の表面２ａおよび２ｂからの反射波を
受信する。受信信号波形は超音波探傷機１４ａの画面上
に表示されるとともに、超音波探重機１４ａに接続され
たデータ処理器１４ｂにより処理され、エコー時間が測
定される。データ処理器１４ｂは、後に詳述するように
、底板２の表面２ａからの反射波と、裏面２ｂからの反
射波とに対応する２つのしきい値レベルＣ　１．Ｃ　２
に基づいてエコー波形をそれぞれ検出することができ、
２のしきい値レベルＣＩ，Ｃ２、時間Δｔ（後述）等を
設定する操作つまみ１４ｃを設けている（第１図参照）
。

データ処理器１４ｂにより処理されたデータは、パーソ
ナルコンピュータ１５に入力され、ここにおいて、後述
するデータの処理、肉厚の判断が行われる。そして測定
結果は、パーソナルコンピュータ１５に内蔵の３．５イ
ンチディスク１５ａに記憶され、その後必要に応じて読
み出される。

さらにパーソナルコンピュータ１５は、その制御出力を
駆動車輪１０の駆動モータ１３ａ、ベルトモータ１９ａ
に供給するとともに、マーカ２０．２１にマーク命令信
号を供給する。マーク命令はマーカ２０．２１に備えら
れたソレノイドを駆動することにより実行される。

次に、上記肉厚自動測定装置を使って屋外貯蔵タンク内
の底板２の肉厚を測定する手順を、フローチャート（第
３図）に沿って説明する。

まず、パーソナルコンピュータ１５のキーボードにより
、底板２の測定領域２ｃの幅（例えば５０８１％第１図
にＤで示す）を設定する。次に、アーム１８が一回走査
するごとに台車１３が移動する距離（ピッチ、例えば５
師）を設定する（以上ステップの）。この後アーム１８
の１回目の走査方向を決定し（ステップ■）、測定を開
始させる（ステップ■）。なお、アーム１８の走査方向
が決定されると、台車１３がそれから１ピッチ進むごと
にアーム１８の走査方向が逆転され、結局アーム１８は
、測定領域２ｃを「コ」の状に走査することになる。

測定が開始されると、アーム１８が移動を開始し、超音
波プロープ１７ａから超音波パルスが繰り返し（例えば
毎秒１０００回の割合）発射される。超音波は、底板２
の表面２ａおよび裏而２ｂで反射され、超音波プローブ
１７ａに帰ってくるが、このとき表面２ａから帰ってき
た反射波と裏面２ｂから帰ってきた反射波とは、強度が
大きく相違する。

第４図は、超音波探傷機１４ａの画面上に表示されたエ
コー波形を示すグラフである。波形ａは表面２ａからの
反射波、波形ｂは裏面２ｂからの反射波であり、両波形
にはレベルの相違（相違量は底板２の表面および裏面の
状態に大きく依存する）がある。そこで、本発明の処理
では、表面からの反射波と、裏面からの反射波とで異な
った２つのしきい値レベルＣＬ，Ｃ２を設けた。そして
、波形ａがレベルＣｌをクロスした時間ｔｌを測定すれ
ば、その後一定時間Δｔが経過するまで信号人力を無視
し、一定時間Δｔが経過すると、波形がレベルＣ２をク
ロスする時間ｔ２を測定する。

そして、ｔ１を表面２ａからのエコー時間、ｔ２を裏面
２ｂからのエコー時間とみなすこととした。

したがって、両時間の差： ｔ２−ｔｌ に超音波の速度を乗じた値が底板２の肉厚の２倍となる
。上記時間差ｔ２−ｔｌは、実際には、データ処理器１
４ｂにおいて計数される。

この処理についてさらに詳説すると、従来のように、定
点ごとに肉厚を測定する場合であれば、超音波プローブ
１７ａの測定面を底板２の表面２ａの表面にぴったり接
触させて測定できるので、超音波パルスの発射後裏面２
ｂからの反射波が帰ってくるまでの時間さえ測定すれば
よかった。しかし、本発明のように、超音波ブロープ１
７ａで底板２を走査して自動測定しようとすれば、超音
波プロープ１７ａを表面２ａに接触させることはできな
い。したがって、超音波プローブ１７ａを表面２ａから
浮かした状態で測定することになるが、このとき裏面２
ｂからの反射波のみならず、レベルの異なる表面２ａか
らの反射波の問題が生じるのである。

そこで、超音波プローブ１７ａを用いて肉厚を測定する
際に、底板２の表面２ａおよび裏面２ｂからの反射波に
つきそれぞれ最適なしきい値ＣＩ．Ｃ２を設定すること
とした。この結果、表面２ａからの反射波の処理に際し
ては正確なエコー時間１１を求めることができ、裏面２
ｂからの反射波の処理に際しては、正確にエコー時間ｔ
２を求めることができる。

上記しきい値レベルＣｌ．Ｃ２、時間Δｔは、データ処
理器１４ｂに設けられた操作つまみ１４ｃで自由に設定
できるので、肉厚の分かつているサンプルで試験等を行
い、測定結果を見ながら決定することができる。

なお、第５図は、底板の表面および裏面が腐蝕している
時の反射波形を示すデータであるが、反射波は、第４図
の場合と比べ、時間軸方向に大きく広がっている。この
ような場合であっても、上記のように２つのしきい値レ
ベルＣｌ．Ｃ２を設けることにより、反射波の波頭を容
易に識別することができる。

上記の超音波の発射から反射波の受信までの一連の工程
は、走査の間、ほぼ連続的に行われ、肉厚データとして
パーソナルコンピュータ１５のメモリに記憶される。

一回の走査について肉厚データが得られると（ステップ
■）、ベルトモータ１９ａをストップさせ、パーソナル
コンビュータ１５によるデータ処理動作に入る（ステッ
プ■）。

もし、しきい値よりも小さなデータがあれば（ステップ
■）、パーソナルコンピュータ１５はマーカ２０を駆動
して減肉を示すマークを付けさせる（ステップＯ）。こ
のマークは、後に補修箇所を特定するのに役立つもので
ある。そして、超音波プローブ１７ａが定点位置（後述
）を通過したかどうかを判断し（ステップ［相］）、定
点位置を通過すれば、パーソナルコンピュータ１５はマ
ーカ２１を駆動して定点位置を示すマークを付けさせる
（ステップ■）。

以上のデータは全て３．５インチディスク１５ａに記憶
され、当該アームの走査に対応する測定は終了する。そ
して、屋外貯蔵タンク内の底板２を構或する各板（底板
２は複数の板を組み合わせたものとなっている）につい
て測定が終了したかどうかを判定し（ステップ■）、Ｙ
ＥＳならば測定を終了する。ＮＯであれば、パーソナル
コンピュータ１５は駆動モータ１３ａを駆動し、台車１
３を１ピッチ移動し（ステップ■）、次のアームの走査
およびそれに続く測定を行う。なお、上記した定点位置
とは、第６図に示す測定点をいう。

屋外貯蔵タンク内の底板２を構成する各板について測定
が終了すると、肉厚自動測定装置１を引上げ、各測定点
の肉厚データに基づいて所望の処理を行い、結果を画面
に表示させることができる。

例えば、測定結果を知りたい任意の領域（以下表示領域
という）につき、肉厚を何段階かに色分けして表示させ
たり、ＣＲＴ上で上記表示領域をスクロールさせたりす
ることができる。また、底板２の肉厚の断面分布図を表
示させることもできる。

さらにプリンタを使用すれば、定点（第６図参照）の肉
厚測定結果を作表して紙に打ち出すこともできる。

以上のように、屋外貯蔵タンクの肉厚をほぼ連続的、か
つ自動的に測定し、記憶させることができるので、人手
により測定する場合に比べ、測定作業の自動化省力化を
図れ、より短時間で密度細かく広い範囲にわたり確実な
測定が行える。また、測定データのＣＲＴ上での確認が
簡単に行え、データ処理（グラフ作成、作表）の多様化
、迅速化を図ることができる。さらに、タンクの側壁３
へのマーク付けにより後の補修箇所の確認が容易になる
。

く発明の効果〉 以上のように、本発明の肉厚自動測定装置によれば、し
きい値設定手段により、超音波プローブにより受信され
た反射波の検出しきい値のレベルを２種類設定できるの
で、超音波プローブがタンク底板に接触していなくとも
、正しいデータに基づいた反射波の時間差からタンク底
板の肉厚を算出することができる。したがって、超音波
プローブの自動走査が可能になり、タンク底板の所定領
域にわたって、自動的に肉厚測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は肉厚自動測定装置の全体構成を示す斜視図、 第２図はエコー信号の処理系を示すブロック図、第３図
は肉厚測定処理を示すフローチャート、第４図はタンク
底板からの超音波反射波形図、第５図は腐蝕したタンク
底板からの超音波反射波形図、 第６図は屋外貯蔵タンク底板の一部を示す平面図である
。 Ｃ１．Ｃ２・・・しきい値レベル、 ｌ・・・肉厚自動測定装置、２・・・タンク底板、１３
・・・台車、１４・・・超音波探傷機、１４ｂ・・・デ
ータ処理器、 １ ４ Ｃ・・・しきい値レベルを設定する操作つまみ、１ ５・・・パーソナルコンピュータ、 １ ７・・・超音波プローブ、 １ ９・・・ベルト機構

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タンク底板上を移動可能な台車に搭載されたタンク
   底板の肉厚自動測定装置であって、タンク底板の表面に
   超音波を発射し、反射波を受信する超音波プローブと、
   上記台車がタンク底板の所定領域を移動する際に、超音
   波プローブをタンク底板の表面との間で一定間隔を保持
   させた状態で、超音波プローブを上記台車の移動方向と
   交差する方向に走査する走査手段と、超音波プローブに
   より受信された反射波の検出しきい値のレベルを２種類
   設定できるしきい値設定手段と、底板表面からの反射波
   が設定されたしきい値のうち表面用しきい値のレベルを
   超えた時点と、底板裏面からの反射波が設定されたしき
   い値のうち裏面用しきい値のレベルを超えた時点とのエ
   コー時間差を測定する時間差測定手段と、時間差測定手
   段により求められたエコー時間差からタンク底板の肉厚
   を算出する計算手段とを備えたことを特徴とするタンク
   底板の肉厚自動測定装置。 ２、計算手段により算出された測定点の肉厚の評価結果
   に応じて、タンク内壁の対応位置にマーク付けを行う第
   １のマーク付け手段と、超音波プローブが千鳥格子状の
   定点位置を通過したことを示す第２のマーク付け手段と
   をさらに備えた請求項１記載のタンク底板の肉厚自動測
   定装置。