JPH0378578B2 - - Google Patents

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JPH0378578B2
JPH0378578B2 JP58152631A JP15263183A JPH0378578B2 JP H0378578 B2 JPH0378578 B2 JP H0378578B2 JP 58152631 A JP58152631 A JP 58152631A JP 15263183 A JP15263183 A JP 15263183A JP H0378578 B2 JPH0378578 B2 JP H0378578B2
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JP
Japan
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magnetic field
underground pipe
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pipe
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JP58152631A
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JPS6044864A (ja
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Takeo Yamada
Hiroyuki Hojo
Akio Nagamune
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JFE Engineering Corp
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Nippon Kokan Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地中に埋設された配管の防食被覆の
損傷位置を探査する地中埋設管塗膜損傷位置探査
装置およびその探査方法に関するものである。
近年、パイプラインのメインテナンスが重要視
されており、特に防食の見地から、地中埋設パイ
プラインの外面防食被覆に損傷が生じているか否
かの調査と損傷部の補修が要求される傾向にあ
る。
このような要求に応じるには、被覆損傷位置を
正確に探知する技術が必要であるが、(1)管対地電
位分布法、(2)針電極法、(3)管内電流法、(4)ピアソ
ン法、などの従来の探査方法には一長一短があ
る。
以下、これらについて概説する。
(1) 管対地電位分布法 第1図に示すように地中に埋設された配管1
と、地中に打込んだ通電電極2の間に直流電源3
及びスイツチ4の直列回路を接続してスイツチ4
をオンし、検知電極6をもつて大地上で埋設配管
1に沿つて移動させつつ、埋設配管1と大地との
間の電位を電圧計5によつて順次測定して電位分
布を求める方法であり、欠陥部a付近の電位勾配
が管対地電位として計測される。つまり、欠陥部
a付近では、スイツチ4のオン時に第2図に示す
ような管対地電位の減衰が見られるので、この分
布図から欠陥(防食被膜損傷)位置が検知され
る。但し、横軸Xは配管位置、縦軸Vは電圧を示
す。
この方法には次のような問題点がある。
() 舗装道路上での測定では正確な電位測定
が不可能である。
() 迷走電流の多い地域では的確な計測が困
難であり、精度が悪い。
() 作業が交通の障害となるおそれがあり、
実施時間帯に制約がある。
(2) 針電極法 第3図に示すように埋設配管1と通電電極2の
間に直流電源3を接続した状態で一対の検知電極
6A,6Bを配管方向に1〜2mの間隔をおいて
地表面に接地し、電極6A,6B間の電位差を電
圧計5によつて測定するものであり、検知電極6
A,6Bの位置を順次移動させると、配管1の被
覆に欠陥があり、その部分の配管金属が露出して
周囲の土壌や地下水などと接している場合には、
印加電圧に応じて欠陥部より電流が流入して付近
の土壌中に電位勾配を作るので、第4図のように
電位の極性が反転する位置として欠陥部aを知る
ことができる。
この方法は、現在最も多く適用されているが、
次のような問題点がある。
() 舗装道路では、電極の接地がとれないた
め、測定が困難である。
() 迷走電流、他の埋設配管などの影響を受
け、精度が悪い(±0.5m程度)。
() 作業が交通の障害となるおそれがある。
(3) 管内電流法 第5図に示すように埋設配管1と通電電極2の
間に直流電源3及びスイツチ4の直列回路を接続
し、スイツチ4をオン、オフする。直流電流は被
覆欠陥部aから埋設配管1に流入し、管体を流れ
て電源3に戻るので、この電流により生じる管体
の電圧降下を電圧計5で測定して欠陥位置を探知
する。
この方法には次のような問題点がある。
() 電圧測定のため配管に端子を受付ける必
要があり、その取付けに手間がかかる。
() 端子間隔が長くなり、精度が悪い(±10
m程度)。
() 作業が交通の障害となるおそれがある。
(4) ピアソン法 第6図に示すように埋設配管1と通電電極2の
間に発信器7を接続して750Hz、1A程度の電流を
流す。このとき、二人の探知者8A,8Bは、地
表面電位勾配をとるため金属製のスパイクを履
き、受信器9及び接続線10を持つて約10mの間
隔で配管1に沿つて歩くと、両者間の電位は受信
器9により音に変換される。探知者8Aが欠陥部
に近付くと、徐々に電位差が大きくなつて発信音
も高くなる。探知者8Aが欠陥部aの真上に来た
とき発信音は最高となり、更に進んで両者8A,
8Bの中央に欠陥部aが位置したとき、発信音は
最低となり、助手8Bが欠陥部aの真上に来たと
き、再び発信音は最高となる。
この様子を図示すると第7図のようになる。
Bは発信音の大きさを示す。
この方法には次のような問題点がある。
() 舗装道路上では検出電圧が低く、精度が
悪い。
() 高圧送電線などにより誘導障害を受け
る。
() 作業が交通の障害となるおそれがある。
本発明の目的は、交通に支障を来すことなく、
高精度で防食被覆損傷位置を探査できる地中埋設
管塗膜損傷位置探査装置およびその探査方法を提
供することにある。
本発明は、防食塗膜を有する埋設配管と通電電
極の間に電源を接続する一方、埋設配管内に磁界
検出装置の検出部を管軸方向に自在に移動できる
如く挿入し、配管内部での磁界検出によつて塗膜
損傷を探知するとともに、磁界検出部を牽引する
ワイヤの長さからその位置を知るようにしてい
る。
第8図及び第9図は本発明の動作原理を説明す
るためのもので、1は防食被覆としての塗膜を有
する埋設配管、2は通電電極、3は前記埋設配管
1と通電電極2の間に接続した直流電源である。
このように配管1と通電電極2、つまり大地と
の間に直流電圧を印加すると、塗装損傷部a1,a2
から直流電流i1,i2が流入する。この電流は第9
図のような電流分布となつて電源3の方向に流れ
る。この際、欠陥部付近の流入電流の乱れによつ
て管内に磁界Hが発生する。この磁界Hを管内に
磁界検出装置の検出部11Aを走行させて検知す
れば、塗膜損傷とその位置を探知できる。
以下、埋設配管1内部に磁界が発生する点につ
いて説明する。埋設配管1と通電電極2、つまり
大地との間に直流電圧を印加すると、埋設配管1
は強磁性体の有無に拘らず金属であれば電流路の
役割を果たす。ところで、例えば第8図及び第9
図aに示す損傷部a2に着目し、この損傷部a2
から十分離れた地点イの正常な塗装部の配管断面
部分には第9図bに示すように配管内部の電流が
一様な分布となり、この場合には配管内部の磁界
は零(H=0)となる。この数学的な証明は後記
する(1)式ないし(3)式から明らかである。しかし、
塗装損傷部a2付近、つまり損傷部a2に近い地
点ロでは、第9図cに示す如く配管内部の電流は
塗装損傷部a2側に集中してその電流分布が不均
一となるので、配管内部には磁界が発生すること
になる(H≠0)。
次に、以上の点について数学的に証明する。一
般に、電流が流れている管の内側に磁界〓に対し
ては、管内に電流が存在していないことから、ア
ンペアの周回積分の法則により、管内の周回積分
路、いわゆる管内センタcには(1)式が成立する。
lは管周長である。
(c)〓・dl=0 ……(1) 今、管体に均一の電流が流れている場合、その
電流分布は円周方向に均一な点対称となるので、
これによつて作られる磁界分布も点対称となる。
すなわち、磁界の強さはθには依存せず円周方向
には一定値となり、半径rだけの関数となるの
で、これをa(r)と表すと、(2)式が成立する。
〓(r,θ)=〓(r) ……(2) 従つて、(1)式、(2)式から管体と同心の任意の円周
積分を行うと、 2πr―〓(r)―=0 ∴〓(r)=〓(r,θ)=0 ……(3) となり、管の外側には磁界が存在するが、管内で
は互いに磁界が相殺し合つて零となり、管内部に
は磁界が発生しない。但し、管内の半径をr0とす
ると、0<r<r0の関係にある。
ところが、配管1に塗膜損傷があり、そこから
電流が流れ込むと、その近傍では第9図のように
電流が偏り、(2)式や(3)式が成立せず、管内に磁界
が生じる。この磁界の方向は、管断面方向及び管
軸方向である。
第10図は本発明の一実施例を示すもので、1
は埋設配管、2は通電電極、3はこの電極2と配
管1の防食用ターミナル1aとの間にスイツチ4
を介して接続した直流電源、11は磁界検出装置
で、前記配管1の内部にその管軸方向に移動自在
な如く挿入される検出部(センサ)11Aと、こ
れに信号ケーブル12を介して接続される測定・
表示部11Bを有している。13は前記磁界検出
部11Aを移動させるためのワイヤ、14はこの
ワイヤ13を巻くドラム、15は前記ワイヤの長
さを計測してその先端、つまり検出部11Aの位
置を表示する位置表示器である。
前記磁界検出部11Aは、第11図に示すよう
に走行台20上にX方向、Y方向及び管軸方向の
磁界を検出するセンサ21X,21Y,21Zを
記載するとともに、走行台20の側面の4個所に
センサーライザ22を取付けた構成とし、これに
信号ケーブル12、ワイヤ13を接続する。セン
サとしてはホール素子、半導体センサなどを用い
る。
次に、動作について述べる。磁界検出部11A
は、圧送により配管1内に送り込まれる。その位
置はワイヤ13の長さの計測によつて表示器15
に表示される。
この状態からワイヤをドラム14に巻取り始め
ると、検出部11Aが引戻される。同時に、スイ
ツチ4のオン、オフを繰返して測定・表示部11
Bの表示を読み、その差をとる。これにより、地
磁気、管溶接部の残留磁気の影響が除去される。
計測例を第12図a,bに示す。第12図aは
X方向の磁界、第12図bは管軸方向の磁界であ
る。この例は、長さが約200m、2インチ径のガ
ス管に通電電極を介して5Aの電流を流した場合
であり、検出部11Aは10φ×40mm程度の大きさ
とした。計測の結果、10cm2程度の塗膜損傷を適確
に検出できた。また、欠陥の検出位置精度は、専
ら送り込まれているワイヤの長さの測定精度で決
まり、10cm以内に収まる。
なお、実施例では、直流電源を用いたが、交流
電源であつてもよい。
以上のように本発明によれば、埋設配管の内部
に磁界検出装置の検出部(センサ)を挿入して管
軸方向に移動させ、かつ、管内の磁界をアンペア
の周回積分の法則に基づいて検出して塗膜損傷を
探知するとともに、牽引用のワイヤの長さからそ
の位置を知るようにしたので、舗装など路面状態
に全く影響されることがなくなり、迷走電流や送
電線の誘導によるノイズが除去されることと相俟
つて探査精度が著しく向上する。また、路面上の
作業スペースは僅かであるので、交通に支障を来
すおそれもなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図は従来の各塗膜損傷探知法の説
明図、第8図及び第9図は本発明に係る地中埋設
管塗膜損傷位置探査装置およびその探査方法の動
作原理説明図及び電流分布図、第10図は本発明
の一実施例を示す配置構成図、第11図は同実施
例における磁界検出部の概略構成を示す平面図、
第12図は計測例を示すグラフである。 1……埋設配管、2……通電電極、3……電
源、4……スイツチ、11……磁界検出装置、1
1A……磁界検出部、11B……測定・表示部、
12……信号ケーブル、13……ワイヤ、14…
…ドラム、15……位置表示器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 地中埋設管の管軸方向に電流成分を発生させ
    る電流成分発生手段と、前記地中埋設管内の管軸
    方向に移動可能に設けられた前記地中埋設管内の
    磁界をアンペアの周回積分の法則に基づき検出す
    る磁界検出手段と、この磁界検出手段によつて検
    出された磁界を測定、表示する測定・表示手段
    と、前記地中埋設管内の管軸方向にそつて前記磁
    界検出手段を移動させる移動手段と、この移動手
    段によつて移動する前記磁界検出手段の位置を検
    出して表示する位置検出・表示手段とを有するこ
    とを特徴とする地中埋設管塗膜損傷位置探査装
    置。 2 電流成分発生手段は、前記地中埋設管に設け
    られた防食用ターミナルと、この防食用ターミナ
    ルに一方の極を接続してなり、電流成分信号を発
    生する電源と、この電源の他方の極から地中に設
    置される接地電極とから成ることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の地中埋設管塗膜損傷位
    置探査装置。 3 測定・表示手段は、前記磁界検出手段に信号
    ケーブルを介して前記地中埋設管外に設置され、
    前記磁界検出手段で検出された磁界を測定、表示
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の地中埋設管塗膜損傷位置探査装置。 4 移動手段は、前記磁界検出手段に接続された
    ワイヤーと、前記地中埋設管外に設置され前記ワ
    イヤーを巻き取る巻取装置とを有することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の地中埋設管塗
    膜損傷位置探査装置。 5 磁界検出手段は、管軸方向の磁界成分および
    前記管軸方向に直角な平面内で互いに直交する2
    方向の磁界成分の何れか一方または両方を検出す
    るセンサー群から成ることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の地中埋設管塗膜損傷位置探査
    装置。 6 地中埋設管の軸方向に電流成分を発生させ、
    前記地中埋設管内で磁界をアンペアの周回積分の
    法則に基づき検出することを特徴とする地中埋設
    管塗膜損傷位置探査方法。
JP15263183A 1983-08-22 1983-08-22 地中埋設管塗膜損傷位置探査装置およびその探査方法 Granted JPS6044864A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2546117A2 (en) 2011-07-11 2013-01-16 Nissin Kogyo Co., Ltd. Motor pump

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JPS6243563A (ja) * 1985-08-20 1987-02-25 Osaka Gas Co Ltd 地中埋設金属管の損傷探知方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58168954A (ja) * 1982-03-17 1983-10-05 ブリテイツシユ・ガス・コ−ポレ−シヨン 絶縁被膜の欠陥を測定する装置

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