JPH0364807B2

JPH0364807B2 -

Info

Publication number: JPH0364807B2
Application number: JP22529885A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Fujisawa
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1991-10-08
Also published as: JPS6283608A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はパイプライン等に使用される管の管厚
を管内部から超音波探触子を用いて測定する管の
管厚測定装置に関する。

［従来の技術］一般に、原油、天然ガス等を輸送するパイプラ
インは多数の鋼鉄製の管を順次溶接して１本のパ
イプラインに形成する。このようなパイプライン
においては、例えば溶接部が正確に溶接されてい
ることを確認するために管の管厚を測定すること
が実施されている。このようなパイプラインの検
査に使用される管の管厚を測定する管厚測定装置
は一般に次のように構成されている。すなわち、
管の内部を軸方向に移動するピグ（移動体）の胴
体外周面の周方向に複数の超音波探触子を取付
け、この超音波探触子から送信された超音波が管
の内周面で反射されて超音波探触子へ入射する時
間と外周面で反射されて該超音波探触子へ入射さ
れる時間との時間差から管厚を求めるようになつ
ている。

［発明が解しようとする問題点］しかしながら、上記のように構成された管の管
厚測定装置においては次のような問題があつた。
すなわち、上記のように超音波における反射波の
時間差を利用して管厚を測定する場合、超音波の
空中を伝播する場合の減衰等を考慮すると、精度
よく管厚を測定するためには管内に液体が充満さ
れていることが必要条件となる。そのため、パイ
プラインの輸送物が液体の場合は精度良く管厚を
測定することが可能であるが、輸送物が気体の場
合はパイプライン内に液体を充満させることは困
難であるので、実質的には超音波を利用して管厚
を測定することはできなかつた。

本発明はこのような事情に基づいてなされたも
であり、その目的とするところは、管の内周面に
圧接される環状のシールカツプに超音波探触子を
埋設することによつて、たとえば管内に液体を充
満させなくても、内部から管厚を正確に測定でき
る管の管厚測定装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明の管の管厚測定装置は、管の内部を軸方
向に移動する移動体に、外周面が管の内周面に圧
接されるとともに弾性材で形成された環状のシー
ルカツプを搭載し、さらにこのシールカツプの周
上複数位置に、対向する管の内周面に対して超音
波を送信する複数の超音波探触子を埋設すること
によつて、この超音波探触子から送信されて管の
内周面で反射された超音波と管の外周面で反射さ
れた超音波との間の超音波探触子への入射時間差
から管の管厚を求めるようにしたものである。

［作用］このように構成された管の管厚測定装置であれ
ば、弾性材で形成された環状のシールカツプの外
周面は管の内周面に圧接されており、この管の内
周面に圧接されたシールカツプに管の内周面に対
向するように超音波探触子が埋設されているの
で、この超音波探触子から送信される超音波はほ
とんど空気中を伝播せずに管の内周面および外周
面に伝播される。したがつて、たとえ管内に液体
が充満されていなかつたとしても管厚が正確に求
まる。

［実施例］以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。

第１図は実施例の管の管厚測定装置の概略構成
を示す断面模式図である。図中１はパイプライン
を構成する鋼鉄製の管であり、この管１内に圧縮
空気で軸方向に移動される柱状形状のピグ２（移
動体）が挿入されている。このピグ２の外周面の
前端位置および後端位置に例えばウレタン等の耐
摩耗性に優れた弾性材で環状に形成されたシール
カツプ３，４が取付けられている。各シールカツ
プ３，４の断面形状は第２図に示すようにＬ字形
状をしており、外周面が管１の内周面に圧接され
るようになつている。したがつて、管１の内周面
５とシールカツプ３，４の外周面との間は気密が
保持されている。その結果、第１図に示すように
外部から管１内へ矢印方向に圧縮空気を送出する
とピグ２は、シールカツプ３，４の外周面が管１
の内周面５を摺動しながら図の左方向へ移動す
る。ピグ２の現在位置は転接ローラ６，７にて移
動距離を測定することによつて得られる。

前方のシールカツプ３の管１の内周面５に当接
する周上複数位置には第２図乃至第第４図に示す
ように複数の貫通孔８が形成されており、さらに
この貫通孔８内には段部９が形成されている。各
貫通孔８内の段部９の内側には柱状の超音波探触
子１０が嵌入されており、この超音波探触子１０
は貫通孔８の内側開口に取付けられた押え蓋１１
との間に介挿されたスプリング１２にて段部９、
すなわち管１の内周面５方向へ付勢されている。
なお、超音波探触子１０と貫通孔８の内周面との
間には媒液が注入されている。そして、貫通孔８
の超音波探触子１０と外側開口との間にはシール
カツプ３，４と同一材料で形成された柱状の弾性
材１３が圧入されている。なお、この弾性材１３
は交換可能になつており、１連の管厚測定が終了
した時点で摩耗状況により適宜新品に交換され
る。また、超音波探触子１０の信号線１４はシー
ルカツプ３の内面に設けられた溝１５内に配線さ
れている。

前記環状のシールカツプ３は前述したように断
面がＬ字形状に形成されているが、外周面と管１
の内周面５との接触圧力を増すために、第２図に
示すように屈曲部に環状の板ばね１６が埋設され
ている。したがつて、このピグ２を管１内から出
すとシールカツプ３の外周面の位置は第２図の二
点鎖線位置になる。さらに、ピグ２の移動に伴つ
てシールカツプ３の外周面と管１の内周面５との
間の摺動によるしわや内周面５に異物１７ａが付
着していたときに生じるしわ発生を最少限に抑制
するために、シールカツプ３の半径方向に複数の
スリツト溝１７が刻設されている。さらに前記屈
曲部の内面にはピグ２の動きとシルカツプ３の外
周面との動きを分離するために環状溝１８が刻設
されている。

また、前記各貫通孔８に隣接してピグ２内のタ
ンクからパイプ１９を介して供給される洗浄液２
０を弾性材１３と管１の内周面５との間に導くた
めの貫通孔２１が形成されている。なお、洗浄済
みの汚液はピグ２の後方のシールカツプ４にて拭
われ、ピグ２の後方の管１の内周面５に汚液が極
力残らないようになつている。さらに、ピグ２を
移動させるための圧縮空気を乾燥した空気を用い
ている。

ピグ２内には、超音波探触子１０へ信号を送信
したり超音波探触子１０からの信号受信する送受
信回路、この送受信回路にて送信受信した超音波
の時間差から管１の管厚を算出する演算回路、こ
の演算回路で算出された管厚データを順次記憶す
る大容量のICメモリ、電源用バツテリ、前記IC
メモリに記憶された各管厚データ値を記録する磁
気テープを用いた記録計、ピグ２自体のローリン
グ等による周上位置の補正に用いる回転計、外部
に取付けた複数の転接ローラ６，７からの回転情
報からピグ２の移動距離および現在位置を算出す
る距離計等が内蔵されている。なお、転接ローラ
６，７を複数個設けるのは、得られた回転数を平
均化することによつて測定精度を向上させるため
である。また、ピグ２内には前述した洗浄液２０
を蓄えるタンクおよび供給ポンプも収納されてい
る。

次に、このように構成された管の管厚測定装置
の動作説明を行なう。先ず、ピグ２を管１内へ第
１図に示す方向に挿入して管１内へ矢印方向に圧
縮空気を送出する。すると、ピグ２は、シールカ
ツプ３，４の外周面が管１の内周面５に摺動しな
がら、左方向へ移動するる。このときの移動量は
前述した転接ローラ６，７にて検出される。そし
て、例えば軸方向の一定距離毎または予め定めら
れた目標位置に達した時点で超音波による管厚の
測定処理を実施する。すなわち、各超音波探触子
１０から管１の内周面５方向へパルス状の超音波
を送出する。するとこの超音波は管１の内周面５
で反射されるとともにこの内周面５を通過して管
１の外周面で反射される。そして、内周面５で反
射された超音波が超音波探触子１０へ入力した時
刻と外周面で反射された超音波が超音波探触子１
０へ入力した時刻との時間差から、この超音波探
触子１０が対向する部分の管厚が算出される。超
音波探触子１０はシールカツプ３の外周面の全周
に亘つて等間隔に埋設されているので、一回の測
定動作で管１のほぼ全周に亘つて管厚が測定され
る。

このようにピグ２に外周面が管１の内周面に圧
接されながら摺動する弾性材で形成されたシール
カツプ３に管厚測定用の超音波探触子１０を埋設
することによつて、超音波探触子１０と管１の内
周面５との間に存在する空気をほとんど除去でき
る。したがつて、たとえ管１内に液体を充満させ
なくとも、管厚を精度良く測定できる。

また、管１の内周面５に土砂やほこりが付着し
ていた場合であつても、これ等は貫通孔２１を介
して供給される洗浄液２０にて洗浄されるので、
管厚の測定精度をさらに向上できる。

さらに、シールカツプ３に半径方向のスリツト
溝１７および環状溝１８を形成しているので、た
とえ、管１の内周面５に異物１７ａが付着してい
たとしてもシールカツプ３の外周面にしわが発生
するのが極力防止され、外周面と内周面５との間
の良好な密着性を維持できる。したがつて、結果
として管厚の測定精度が向上できる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。実施例においては、弾性材１３と管
１の内周面５との間に供給ポンプで洗浄液２０を
強制的に供給するようにしたが、ピグ２の移動動
作を安定させるために逆方向に送出するバツクプ
レツシヤを印加するための空気を湿度の高い空気
又はガスを使用することにより、管１の未測定の
内周面５を濡らすようにしてもよい。したがつ
て、この場合はバツクプレツシヤ用の空気として
湿度の高い空気を用い、移動用の圧縮空気として
乾燥した空気を用いることによつて、測定後の管
１内の水分を除去できる。

さらにピグ２内にタンクを設けずに、第５図に
示すように、管厚測定用のピグ３１の他に先導用
のピグ３２を設け、先導用ピグ３２と測定用ピグ
３１との間に洗浄液３３を収納するようにしても
よい。

また、管厚を測定する場合、例えば摩耗が早く
進むと予想される管１の下側位置には調密に超音
波探触子１０を配設するようにしてもよい。この
ようにすると、必要する位置の管厚データが効率
よくかつ精度良く求められる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、管の内周
面に圧接される環状のシールカツプに超音波探触
子を埋設することによつて、たとえ管内に液体を
充満させなくとも、内部から管厚を正確に測定で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる管の管厚測
定装置を示す断面模式図、第２図乃至第４図は同
実施例の要部を示す切欠断面図、第５図は本発明
の他の実施例に係わる管の管厚測定装置を示す部
分断面図である。１……管、２，３１，３２……ピグ（移動体）、
３，４……シールカツプ、５……内周面、６，７
……連接ローラ、８，２１……貫通孔、１０……
超音波探触子、１１……押え蓋、１３……弾性
材、１４……信号線、１５，……溝、１６……板
ばね、１７……スリツト溝、１８……環状溝、２
０，３３……洗浄液。

Claims

【特許請求の範囲】

１管の内部を軸方向に移動する移動体と、この
移動体に搭載されるとともに外周面が前記管の内
周面に圧接され、弾性材で形成された環状のシー
ルカツプと、このシールカツプの周上複数位置に
埋設され、対向する前記管の内周面に対して超音
波を送信する複数の超音波探触子と、この超音波
探触子から送信されて前記管の内周面で反射され
た超音波と前記管の外周面で反射された超音波と
の間の前記超音波探触子への入射時間差から前記
管の管厚を求める手段とを備えたことを特徴とす
る管の管厚測定装置。