JPH05281062A - Presuming method for stress or strain in bent pipe - Google Patents

Presuming method for stress or strain in bent pipe

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JPH05281062A
JPH05281062A JP6700691A JP6700691A JPH05281062A JP H05281062 A JPH05281062 A JP H05281062A JP 6700691 A JP6700691 A JP 6700691A JP 6700691 A JP6700691 A JP 6700691A JP H05281062 A JPH05281062 A JP H05281062A
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strain
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pipe
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安雄 小川
Shojiro Oka
正治郎 岡
Akiho Kamiura
秋帆 神浦
Nobuhisa Suzuki
信久 鈴木
Sadaaki Sakai
禎明 境
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Abstract

PURPOSE:To provide a new method to nondestructively presume stress or strain in the bent pipe part of a hollow cylindrical pipe such as a gas conduit, a water service conduit and plant piping in a factory. CONSTITUTION:In the state where the bent pipe part of a gas conduit or the like is buriedly provided under the ground, and its straight pipe part is supported by an abutment 3 and exposed out of the ground, stress acting on bent pipe parts 5, 7 buriedly provided under the ground or their strain caused by the stress can be presumed by measuring stress in the circumferential directions of the straight pipe parts 4, 6, 8 or strain caused by the stress. Thus, the possibility of the occurrence of a crack in the bent pipe parts 5, 7 can be presumed without digging out the bent pipe parts 5, 7 from the ground for exposing them.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガス導管、水道管、工
場内プラント配管などの中空円筒状の管の曲管部におけ
る応力または歪みを、非破壊で推定する新規な方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel method for non-destructively estimating stress or strain in a curved pipe portion of a hollow cylindrical pipe such as a gas pipe, a water pipe, a plant pipe in a factory.

【0002】[0002]

【従来の技術】橋台に直管部分が固定されている管が、
道路に埋設されている曲管部であるエルボに接続されて
いる状態において、道路の路面が沈下すると、そのエル
ボに応力が作用し、その結果、エルボに歪みが生じて、
ついにはクラックが生じるおそれがある。
2. Description of the Related Art A pipe whose straight pipe portion is fixed to an abutment is
When the road surface of the road sinks in a state where it is connected to the elbow that is a curved pipe section buried in the road, stress acts on the elbow, and as a result, distortion occurs in the elbow,
Finally, cracks may occur.

【0003】先行技術では、このエルボにクラックが生
じているかどうかなどを検査するために、道路を掘削し
てエルボを露出する必要がある。
In the prior art, it is necessary to excavate a road to expose the elbow in order to inspect whether the elbow is cracked or not.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような先行技術で
は、上述のように、土壌を掘削してエルボを露出しなけ
れば、そのエルボに亀裂が生じているかどうかなどを検
査することができず、作業性が悪い。
In such a prior art, as described above, unless the elbow is exposed by excavating the soil, it is impossible to inspect whether or not the elbow is cracked. , Workability is poor.

【0005】本発明の目的は、土壌中などの隠蔽部分に
設けられている曲管部に作用している応力またはその応
力によって生じる歪みを、隠蔽部分を掘削することなし
に、推定することができるようにした曲管部の応力また
は歪みの推定方法を提供することである。
The object of the present invention is to estimate the stress acting on the curved pipe portion provided in the concealed portion such as soil or the strain caused by the stress without excavating the concealed portion. Another object of the present invention is to provide a method for estimating the stress or strain of a curved pipe section that is made possible.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、曲管部が隠蔽
部分に設けてあり、曲管部に接続された直管部が露出し
ており、直管部の周方向の応力またはその応力による歪
みを測定し、その測定結果から、曲管部の応力またはそ
の応力による歪みを推定することを特徴とする曲管部の
応力または歪みの推定方法である。
According to the present invention, the curved pipe portion is provided in the concealed portion, and the straight pipe portion connected to the curved pipe portion is exposed. A method for estimating stress or strain in a curved pipe portion, which comprises measuring a strain due to stress and estimating the stress in the curved pipe portion or the strain due to the stress from the measurement result.

【0007】[0007]

【作用】本発明に従えば、曲管部に接続されている直管
部は、隠蔽部分から露出しており、この直管部の周方向
の応力またはその応力による歪みを測定することによっ
て、曲管部の応力またはその応力による歪みを推定する
ことが可能となる。したがって曲管部を隠蔽部分から露
出して掘削などする必要がなく、作業性が良好であり、
曲管部に作用する応力または歪みを、たとえば上述のよ
うに常時、簡便に推定することができるようになる。
According to the present invention, the straight pipe portion connected to the curved pipe portion is exposed from the concealed portion, and the circumferential stress of the straight pipe portion or the strain due to the stress is measured, It is possible to estimate the stress in the curved pipe section or the strain due to the stress. Therefore, it is not necessary to expose the curved pipe part from the concealed part and excavate, and workability is good,
For example, the stress or strain acting on the curved pipe portion can be easily estimated at all times as described above.

【0008】[0008]

【実施例】図1は、本発明の一実施例を説明するための
断面図である。橋梁1には道路2が連なり、橋梁1の橋
台3には、ガス導管などの鋼管である直管部4が支持さ
れており、エルボである曲管部5は、道路2の土壌中に
埋設され、この曲管部5にはまた、直管部6、曲管部7
および直管部8などが接続される。本発明に従えば、土
壌に埋設されている曲管部5に作用する応力またはその
応力による歪みを、露出している直管部4の周方向の応
力を測定することによって、またはその直管部4に作用
する応力によって生じた歪みを測定することによって、
推定することができる。これによって曲管部5にクラッ
クが生じる可能性があるかどうかを、検査することが可
能となり、メンテナンスが容易となる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view for explaining one embodiment of the present invention. A road 2 is connected to the bridge 1, a straight pipe portion 4 which is a steel pipe such as a gas pipe is supported on an abutment 3 of the bridge 1, and a curved pipe portion 5 which is an elbow is buried in the soil of the road 2. The curved pipe portion 5 also includes a straight pipe portion 6 and a curved pipe portion 7.
And the straight pipe part 8 etc. are connected. According to the present invention, the stress acting on the curved pipe portion 5 buried in the soil or the strain due to the stress is measured by measuring the stress in the circumferential direction of the exposed straight pipe portion 4 or the straight pipe portion thereof. By measuring the strain caused by the stress acting on the part 4,
Can be estimated. As a result, it becomes possible to inspect whether or not there is a possibility that cracks will occur in the bent tube portion 5, and maintenance will be facilitated.

【0009】図2は、図1に示される直管部4,6と曲
管部5とを簡略化して示す図である。直管部4と曲管部
5との接続個所9から直管部4の軸線方向に距離L1だ
け隔てた位置4aにおける周方向の応力の最大値σ1m
axを測定し、この応力最大値σ1maxに対応して、
曲管部4の位置4aにおける歪みの最大値ε1max
を、図3から求めることができる。接続個所9から直管
部4の軸線方向にL2,L3を隔てた位置は参照符4
b,4cで示されている。直管部4の位置4aにおける
応力の最大値σ1maxに対応する歪み最大値ε1ma
xと、曲管部5の希望する予め定めた位置5aにおける
歪みの最大値ε2maxとの関係は、予め実験によって
求めておき、たとえば図4に示されるとおりである。図
4において直管部4の位置4a,4b,4cに個別的に
対応して、ライン11,12,13が得られる。このよ
うな図4に示される特性を得るために、図2に示される
ように、直管部4の端部14を固定位置に固定し、その
直管部4と曲管部5とを土壌に埋設し、直管部6の途中
の部分15に、矢符16で示すように力を作用する。直
管部4の各位置4a,4b,4cおよび曲管部5の位置
5aには、その周方向に間隔をあけて複数のストレンゲ
ージを貼付け、これによって各位置4a,4b,4c;
5aの周方向の歪みを測定することができ、したがって
たとえば位置4aにおける歪みの最大値ε1maxを求
めることができ、また同様にして位置5aにおける歪み
の最大値ε2maxを求めることができ、このことはま
た位置4b,4cにおいても同様である。このようにし
て、上述のライン11,12,13が得られる。したが
って図1の道路2の土壌から露出している直管部4の予
め定める位置4aの周方向の応力を測定し、その最大値
を、図3に示されるようにたとえばσ1として測定する
ことができたものとすると、その応力σ1に対応して、
位置4aにおける歪みの最大値ε11を、予め作成して
おいた図3のグラフから求めることができる。こうして
得られた位置4aの歪みの最大値ε11から、予め準備
してある図4に示されるライン11に基づき、曲管部5
の位置5aにおける歪みの最大値ε21を推定して求め
ることができる。この歪みの最大値ε21は、曲管部5
の位置5aにおける応力の最大値に対応している。上述
の実施例では、応力および歪みの最大値に関連して説明
したけれども、直管部4および曲管部5の周方向の位置
が管軸に沿って同一位置における応力または歪みであっ
ても、上述と同様にして、土壌に埋設されている曲管部
5における応力または歪みの推定を行うことができる。
FIG. 2 is a simplified view of the straight pipe portions 4 and 6 and the curved pipe portion 5 shown in FIG. The maximum value of the stress in the circumferential direction σ1m at the position 4a which is separated from the connecting portion 9 between the straight pipe portion 4 and the curved pipe portion 5 by the distance L1 in the axial direction of the straight pipe portion 4.
ax is measured, and corresponding to this stress maximum value σ1max,
Maximum strain value ε1max at the position 4a of the curved tube portion 4
Can be obtained from FIG. The position where L2 and L3 are separated from the connecting portion 9 in the axial direction of the straight pipe portion 4 is the reference numeral 4
b, 4c. Strain maximum value ε1ma corresponding to the maximum stress value σ1max at the position 4a of the straight pipe portion 4.
The relationship between x and the maximum strain value ε2max at the desired predetermined position 5a of the curved tube portion 5 is obtained in advance by experiments and is, for example, as shown in FIG. In FIG. 4, lines 11, 12, and 13 are obtained corresponding to the positions 4a, 4b, and 4c of the straight pipe portion 4 individually. In order to obtain the characteristics shown in FIG. 4, as shown in FIG. 2, the end portion 14 of the straight pipe portion 4 is fixed at a fixed position, and the straight pipe portion 4 and the curved pipe portion 5 are soiled. And the force is applied to the part 15 in the middle of the straight pipe portion 6 as indicated by the arrow 16. At each position 4a, 4b, 4c of the straight pipe part 4 and at the position 5a of the curved pipe part 5, a plurality of strain gauges are attached at intervals in the circumferential direction, whereby each position 4a, 4b, 4c;
5a can be measured in the circumferential direction, so that for example the maximum strain ε1max at position 4a can be determined, and in the same way the maximum strain ε2max at position 5a can be determined. The same applies to the positions 4b and 4c. In this way, the lines 11, 12, and 13 described above are obtained. Therefore, it is possible to measure the stress in the circumferential direction at a predetermined position 4a of the straight pipe portion 4 exposed from the soil of the road 2 of FIG. 1 and measure the maximum value as, for example, σ1 as shown in FIG. If it is possible, corresponding to the stress σ1,
The maximum value ε11 of the strain at the position 4a can be obtained from the graph of FIG. 3 created in advance. From the maximum strain ε11 at the position 4a thus obtained, based on the line 11 shown in FIG.
The maximum value ε21 of the strain at the position 5a can be estimated and obtained. The maximum value ε21 of this distortion is the curved tube portion 5
Corresponds to the maximum value of stress at the position 5a. Although the above-mentioned embodiments have been described with reference to the maximum values of stress and strain, even if the circumferential positions of the straight pipe portion 4 and the curved pipe portion 5 are stress or strain at the same position along the pipe axis. The stress or strain in the curved pipe portion 5 buried in the soil can be estimated in the same manner as described above.

【0010】図5は本発明の他の実施例の直管部4にお
ける接続個所9からの管軸方向の距離と、各位置におけ
る周方向の応力の最大値σ1maxとの関係を示すグラ
フである。前述の図2と同様な実験によって、直管部6
の途中の位置15に矢符16の向きに一定の力を作用し
たとき、直管部4の各位置4a,4b,4cにおける周
方向の応力の最大値σ1maxをそれぞれ測定して、ラ
イン17を得る。これによってライン17の角度α1を
求める。また同様にして、矢符16の力を大きく変化
し、ライン18を得、このときの角度α2を求める。各
位置4a,4b,4cにおける応力の最大値σ1max
は、各位置毎の歪み量ε1に対応している。傾きα1,
α2を総括的にαで示す。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the distance in the pipe axis direction from the connecting portion 9 in the straight pipe portion 4 of another embodiment of the present invention and the maximum value σ1max of the circumferential stress at each position. .. According to the same experiment as in FIG. 2 described above, the straight pipe portion 6
When a constant force is applied to the position 15 in the middle of the direction in the direction of the arrow 16, the maximum stress σ1max in the circumferential direction at each position 4a, 4b, 4c of the straight pipe portion 4 is measured, and the line 17 is drawn. obtain. Thereby, the angle α1 of the line 17 is obtained. Similarly, the force of the arrow 16 is greatly changed to obtain the line 18, and the angle α2 at this time is obtained. Maximum stress σ1max at each position 4a, 4b, 4c
Corresponds to the strain amount ε1 for each position. Slope α1,
α2 is generally denoted by α.

【0011】このような図5で得られた実験結果に基づ
き、さらに曲管部5の位置5aにおける周方向の歪みの
最大値ε2maxを、図6のライン19のように得るこ
とができる。この位置5aにおける歪みの最大値ε2m
axは、その位置5aにおける応力の最大値に対応す
る。したがって土壌2から露出している直管部4の管軸
方向に沿って少なくとも2つ以上の位置4a,4b,4
c毎に周方向の応力を測定して、その最大値σ1max
を求めて、傾き、たとえばα1を求め、次にその求めた
傾きα1に対応して図6のライン19から、曲管部5の
位置5aにおいて発生する歪みの最大値ε2maxを求
めて推定することができる。
Based on the experimental results obtained in FIG. 5, the maximum value ε2max of the circumferential strain at the position 5a of the curved pipe portion 5 can be obtained as shown by the line 19 in FIG. Maximum strain ε2m at this position 5a
ax corresponds to the maximum value of the stress at the position 5a. Therefore, at least two or more positions 4a, 4b, 4 along the pipe axis direction of the straight pipe portion 4 exposed from the soil 2
The circumferential stress is measured for each c and the maximum value σ1max
Then, the inclination, for example, α1, is obtained, and then the maximum value ε2max of the strain generated at the position 5a of the curved pipe portion 5 is obtained and estimated from the line 19 of FIG. 6 corresponding to the obtained inclination α1. You can

【0012】次に、直管部4の各位置4a,4bまたは
4cにおける周方向の応力、したがってその応力の最大
値σ1maxを測定するための1つの手法を説明する。
図7はその応力測定の基礎となる磁歪応力測定法を説明
する図であり、図7(a)は直管部4などであってもよ
い円柱材料21に曲げ荷重を加えて、円柱材料21の上
側に引張り応力+σ、下側に圧縮応力−σが働いている
状態を示す。また図7(b)は円柱材料21の中心軸に
対して垂直に、かつその外周面と一定の距離hのリフト
・オフ(ギャップのこと)を保ちながら、磁歪センサ2
2を円柱材料21の最上点すなわち0°の角度位置より
時計回り方向に円周方向に沿って1回転させて、磁歪セ
ンサ22が0°〜360°間のそれぞれの角度位置にお
いて検出する磁歪信号を連続的に測定する方法を示して
いる。
Next, one method for measuring the stress in the circumferential direction at each position 4a, 4b or 4c of the straight pipe portion 4 and therefore the maximum value σ1max of the stress will be described.
FIG. 7 is a diagram for explaining the magnetostrictive stress measuring method which is the basis of the stress measurement, and FIG. 7A shows a case where a bending load is applied to the columnar material 21 which may be the straight pipe portion 4 or the like, and the columnar material 21. The tensile stress + σ is shown on the upper side and the compressive stress −σ is shown on the lower side. Further, FIG. 7B shows the magnetostrictive sensor 2 while being perpendicular to the central axis of the columnar material 21 and maintaining lift-off (gap) at a constant distance h from the outer peripheral surface thereof.
The magnetostrictive signal detected by the magnetostrictive sensor 22 at each angular position between 0 ° and 360 ° by rotating 2 from the uppermost point of the cylindrical material 21, that is, the angular position of 0 ° in the clockwise direction along the circumferential direction. It shows a method of continuously measuring.

【0013】図8は図7の磁歪応力測定法によるSIN
近似法を説明する図であり、図8(a)は磁歪センサ2
2が円柱材料21の外周上の方位を示す角度とその応力
分布を示し、角度0°(すなわち円柱材料21の真上)
において最大引張り応力が、角度180°(すなわち円
柱材料1の真下)において最大圧縮応力が発生すること
から、応力分布はSINθ曲線に近似して分布する。
FIG. 8 shows the SIN according to the magnetostrictive stress measurement method of FIG.
It is a figure explaining an approximation method, and Drawing 8 (a) shows magnetostrictive sensor 2
2 indicates an angle indicating the orientation on the outer circumference of the cylindrical material 21 and its stress distribution, and the angle is 0 ° (that is, directly above the cylindrical material 21).
Since the maximum tensile stress occurs at the angle of 180 ° (that is, immediately below the columnar material 1), the stress distribution is distributed close to the SINθ curve.

【0014】図8(b)は−20kg/mm2の荷重を
円柱材料に加えたときの、ストレンゲージによる応力の
実測値とSINθ近似値とを示している。この図から実
際の応力分布とSINθ曲線とはかなり近似しているこ
とが判る。
FIG. 8 (b) shows the measured value of the stress by the strain gauge and the SINθ approximate value when a load of −20 kg / mm 2 is applied to the cylindrical material. From this figure, it can be seen that the actual stress distribution and the SINθ curve are quite similar.

【0015】このような図7および図8に示される磁歪
応力測定方法では、曲管部近傍の直管部では曲管部の偏
平化に伴う影響があり、直管部といえども応力分布が管
周方向の角度θに対してきれいなSIN曲線とならな
い。
In the magnetostrictive stress measuring method shown in FIGS. 7 and 8, the straight pipe portion in the vicinity of the curved pipe portion is affected by the flattening of the curved pipe portion, and even the straight pipe portion has a stress distribution. The SIN curve is not clean with respect to the angle θ in the pipe circumferential direction.

【0016】この問題を解決するための手法を以下にさ
らに説明する。
A method for solving this problem will be further described below.

【0017】図9(a)は管が偏平したときの応力状態
を示す図であり、図9(a)においては、管周方向の角
度0°と180°の位置では圧縮応力−σが、90°と
270°の位置では引張応力+σが働いていることが示
されている。
FIG. 9 (a) is a diagram showing a stress state when the pipe is flat. In FIG. 9 (a), the compressive stress −σ is at the positions of 0 ° and 180 ° in the circumferential direction of the pipe. It is shown that the tensile stress + σ works at the positions of 90 ° and 270 °.

【0018】図9(b)は図9(a)の管の偏平応力状
態における磁歪センサ出力を示す図であり、横軸は磁歪
センサを管材の中心軸に対して垂直な管外周面上を時計
回りに1回転させたときに、該センサの管周上の方位を
示す角度である。また縦軸は磁歪センサ出力(単位はボ
ルト)であり、該センサの計測値が図中の+印で示され
る。この図9(b)により管の曲管部近傍では、直管部
といえども前述のSINθ近似法が適用できない。
FIG. 9 (b) is a diagram showing the magnetostrictive sensor output in the flat stress state of the pipe of FIG. 9 (a). The horizontal axis indicates the magnetostrictive sensor on the outer peripheral surface of the pipe perpendicular to the central axis of the pipe material. It is an angle indicating the azimuth on the pipe circumference of the sensor when it is rotated once clockwise. The vertical axis represents the magnetostrictive sensor output (unit: volt), and the measured value of the sensor is indicated by + mark in the figure. As shown in FIG. 9B, in the vicinity of the curved pipe portion of the pipe, the above-mentioned SINθ approximation method cannot be applied even to the straight pipe portion.

【0019】図10は、管の偏平応力推定方法を適用す
る管の応力測定装置のブロック図である。図において3
0は走行装置部であり、磁気異方性センサ31および走
行台車32を内蔵する。磁気異方性センサ31は非接触
により管の円周方向の磁気異方性を検出するためのセン
サであり、たとえば直交する励磁コイルと検出コイルと
を備え、励磁コイルに一定の励振電流を流して、応力の
作用によって生じる磁気異方性を検出コイルから得られ
る電圧信号として検出するものである。走行台車32は
たとえば管外周上に設けられたレールまたは/およびギ
ヤ上を走行し、磁気異方性センサ31を管の円周方向に
移動させ計測を行わせるための走行機構である。33は
磁歪測定部であり、磁気異方性センサ31の励磁コイル
に定電流を供給し、同時に該センサ31の検出コイルよ
り得られる検出信号を増幅し、磁気異方性に比例した電
圧信号として出力する磁歪測定部である。34はモータ
・ドライバであり、走行台車32に走行駆動信号を供給
して走行させ、その走行結果の位置情報としてエンコー
ダ信号が帰還される。35はA/D変換器、36はたと
えばRS232C等のインターフェイス、37はパーソ
ナル・コンピュータ(以下パソコンという)、38はC
RTまたは液晶等を用いたデータ表示部である。
FIG. 10 is a block diagram of a pipe stress measuring apparatus to which the pipe flat stress estimating method is applied. 3 in the figure
Reference numeral 0 denotes a traveling device section, which incorporates a magnetic anisotropy sensor 31 and a traveling carriage 32. The magnetic anisotropy sensor 31 is a sensor for detecting the magnetic anisotropy in the circumferential direction of the tube in a non-contact manner. Then, the magnetic anisotropy caused by the action of stress is detected as a voltage signal obtained from the detection coil. The traveling carriage 32 is, for example, a traveling mechanism that travels on rails and / or gears provided on the outer circumference of the pipe and moves the magnetic anisotropy sensor 31 in the circumferential direction of the pipe to perform measurement. A magnetostriction measuring unit 33 supplies a constant current to the exciting coil of the magnetic anisotropy sensor 31 and at the same time amplifies a detection signal obtained from the detection coil of the sensor 31 to obtain a voltage signal proportional to the magnetic anisotropy. It is a magnetostriction measuring unit for outputting. A motor driver 34 supplies a traveling drive signal to the traveling vehicle 32 to cause the traveling vehicle 32 to travel, and an encoder signal is fed back as position information of the traveling result. Reference numeral 35 is an A / D converter, 36 is an interface such as RS232C, 37 is a personal computer (hereinafter referred to as personal computer), and 38 is C.
It is a data display unit using RT or liquid crystal.

【0020】図10の動作を説明する。管の円周方向の
応力を測定するには、たとえば管の中心軸に対する垂直
面上の管外周面に、図示されないレールまたは/および
ギヤを取付、このレールまたは/およびギヤ上にホルダ
を介して走行装置部30を走行可能に取付ける。次にパ
ソコン37はインターフェイス36を介してモータ・ド
ライバ34に1回転の走行指令を与え、モータ・ドライ
バ34は前記レールまたは/およびギヤ上の走行装置3
0を管周に沿って1回転走行させる。この走行中に、磁
気異方性センサ31(磁歪センサ22と同一のもの)が
図7(b)に示される管外周面上の0°〜360°間の
各角度位置において、該センサ31からそれぞれ検出さ
れた各検出信号は磁歪測定部33により信号増幅後出力
され、さらに該出力はA/D変換器35により量子化さ
れ、パソコン37に供給される。パソコン37は磁気異
方性センサ31の管外周上の方位を示す各角度に対する
センサ出力値をデータ表示部38に表示させ、必要の場
合図示されないプリンタによりハードコピーを出力す
る。本測定装置のデータ表示部38に表示されたデータ
またはプリンタにより出力されたハードコピーデータに
基づき、本発明に係る管の偏平応力推定処理を行うこと
ができる。
The operation of FIG. 10 will be described. To measure the stress in the circumferential direction of the pipe, for example, a rail or / and a gear (not shown) is attached to the outer peripheral surface of the pipe on a plane perpendicular to the central axis of the pipe, and a holder is mounted on the rail or / and the gear. The traveling device unit 30 is mounted so that it can travel. Next, the personal computer 37 gives a traveling command for one rotation to the motor driver 34 via the interface 36, and the motor driver 34 causes the traveling device 3 on the rail or / and the gear.
0 is run once around the circumference of the pipe. During this traveling, the magnetic anisotropy sensor 31 (the same as the magnetostrictive sensor 22) is moved from the sensor 31 at each angular position between 0 ° and 360 ° on the outer peripheral surface of the pipe shown in FIG. 7B. The detected detection signals are amplified by the magnetostriction measuring unit 33 and output, and the output is quantized by the A / D converter 35 and supplied to the personal computer 37. The personal computer 37 displays the sensor output value for each angle indicating the azimuth on the tube outer circumference of the magnetic anisotropy sensor 31 on the data display unit 38, and outputs a hard copy by a printer not shown if necessary. The flat stress estimation processing of the pipe according to the present invention can be performed based on the data displayed on the data display unit 38 of the measuring device or the hard copy data output by the printer.

【0021】図11(a)〜(c)は本発明に係る管の
偏平応力をSIN2θ曲線により近似する方法を説明す
る図である。図11(a)は管の偏平応力状態における
磁歪センサ出力を示す図であり、磁歪センサの管周上の
方位を示す角度に対する各磁歪センサ出力(単位はボル
トである)それぞれ+印で示している。
FIGS. 11A to 11C are views for explaining a method of approximating the flat stress of the pipe according to the present invention by the SIN2θ curve. FIG. 11A is a diagram showing the magnetostrictive sensor output in the flat stress state of the pipe, and each magnetostrictive sensor output (unit is bolt) with respect to the angle indicating the azimuth on the pipe circumference of the magnetostrictive sensor is shown by + marks. There is.

【0022】図11(b)は図11(a)の磁歪センサ
出力よりSINθ近似値を減算して得られた偏差値を示
す図であり、図11(a)と同一角度に対する各偏差値
(単位はボルト)をそれぞれ+印で示している。
FIG. 11 (b) is a diagram showing deviation values obtained by subtracting the SINθ approximate value from the magnetostrictive sensor output of FIG. 11 (a). Each deviation value for the same angle as in FIG. 11 (a) ( The unit is volt) and each is shown by + mark.

【0023】図11(c)は図11(b)で示された偏
差値とこれに近似するSIN2θ近似曲線を示す図であ
り、図11(b)と同一角度に対して、+印が各偏差値
(単位はボルト)を、実線がSIN2θ近似曲線を示し
ている。図11(c)により管の偏平状態の応力計測値
よりSINθ近似値を減算して得られた偏差値は、磁歪
センサが管周方向に沿って1回転するときに、磁歪セン
サの1/2回転毎に周期的に変化するSIN2θ曲線に
よりほぼ近似し得ることが判る。
FIG. 11 (c) is a diagram showing the deviation value shown in FIG. 11 (b) and the SIN2θ approximation curve that approximates the deviation value, and the + sign indicates the same angle as in FIG. 11 (b). The deviation value (unit is volt), and the solid line shows the SIN2θ approximate curve. The deviation value obtained by subtracting the SINθ approximate value from the stress measurement value in the flat state of the pipe according to FIG. 11C is 1/2 of that of the magnetostrictive sensor when the magnetostrictive sensor makes one rotation along the pipe circumferential direction. It can be seen that it can be approximated by the SIN2θ curve that periodically changes with each rotation.

【0024】図12は、前述の図11(c)と同様にし
て求めた図2の直管部4における位置4a,4b,4c
の各位置毎の応力最大値σ1maxに対応する電圧V
a,Vb,Vcを示す図である。こうして振幅Va,V
b,Vcを求めることによって、それらに対応する各位
置4a,4b,4cにおける周方向の応力の最大値σ1
maxを容易に求めることができる。
FIG. 12 shows positions 4a, 4b and 4c in the straight pipe portion 4 of FIG. 2 obtained in the same manner as in FIG. 11 (c) described above.
Voltage V corresponding to the maximum stress value σ1max at each position of
It is a figure which shows a, Vb, and Vc. Thus the amplitudes Va, V
By obtaining b and Vc, the maximum value σ1 of the stress in the circumferential direction at the corresponding positions 4a, 4b and 4c is obtained.
max can be easily obtained.

【0025】前述の磁歪応力測定法に代えて、その他の
手法で、直管部4の各位置4a,4b,4cの周方向の
応力を測定することもまた可能である。たとえば直管部
4の各位置4a,4b,4cにX線を照射して結晶格子
を測定し、これによって周方向の応力を知ることも可能
である。さらにまた直管部4の各位置4a,4b,4c
に音波を与え、音弾性と応力との対応関係から、各位置
4a,4b,4cの周方向の応力を測定することもまた
可能である。本発明は、地中埋設鋼管などに関連して実
施されるだけでなく、その他、コンクリート内および水
中などの隠蔽部分に埋設されている管に関連して広範囲
に実施することができる。
Instead of the above-mentioned magnetostrictive stress measuring method, it is also possible to measure the circumferential stress at each position 4a, 4b, 4c of the straight pipe portion 4 by another method. For example, it is possible to irradiate each position 4a, 4b, 4c of the straight pipe portion 4 with X-rays to measure the crystal lattice, and thereby to find the stress in the circumferential direction. Furthermore, each position 4a, 4b, 4c of the straight pipe part 4
It is also possible to measure the stress in the circumferential direction at each of the positions 4a, 4b, 4c by applying a sound wave to, and from the correspondence between the acoustic elasticity and the stress. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be implemented not only in the context of underground steel pipes, but also in a wide range of applications in relation to pipes buried in concealed parts such as in concrete and in water.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、隠蔽部分
には曲管部が設けられており、この曲管部に接続された
直管部は隠蔽部分から露出しており、この直管部の周方
向の応力またはその応力による歪みを測定することによ
って、曲管部の応力または歪みを推定することができる
ので、簡単な作業で、容易に、曲り部に作用する応力ま
たはその歪みを推定することが可能になる。
As described above, according to the present invention, the concealed portion is provided with the curved pipe portion, and the straight pipe portion connected to the curved pipe portion is exposed from the concealed portion. The stress or strain of the curved pipe can be estimated by measuring the stress in the circumferential direction of the pipe or the strain caused by the stress. Therefore, the stress acting on the bend or its strain can be easily and easily performed. Can be estimated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を説明するための断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示される構成の直管部4と曲管部5と直
管部6とを示す図である。
2 is a diagram showing a straight pipe portion 4, a curved pipe portion 5, and a straight pipe portion 6 having the configuration shown in FIG.

【図3】直管部4の周方向の応力の最大値σ1maxと
その応力による歪みの最大値ε1maxとの関係を示す
グラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a maximum stress σ1max in the circumferential direction of the straight pipe portion 4 and a maximum strain ε1max due to the stress.

【図4】直管部4の位置4aにおける歪みの最大値ε1
maxと曲管部5の位置5aにおける歪みの最大値ε2
maxとの関係を示すグラフである。
FIG. 4 shows the maximum strain ε1 at the position 4a of the straight pipe portion 4.
max and the maximum strain ε2 at the position 5a of the curved tube portion 5
It is a graph which shows the relationship with max.

【図5】本発明の他の実施例の直管部4の管軸方向に沿
う管軸方向の各位置毎の周方向の応力の最大値σ1ma
xとの関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a maximum value σ1ma of stress in the circumferential direction at each position in the pipe axis direction along the pipe axis direction of the straight pipe portion 4 according to another embodiment of the present invention.
It is a graph which shows the relationship with x.

【図6】図5に示される傾きα1,α2に対応する曲管
部5の位置5aにおける周方向の歪みの最大値ε2ma
xとの関係を示すグラフである。
6 is a maximum value ε2ma of circumferential strain at a position 5a of the curved pipe portion 5 corresponding to the inclinations α1 and α2 shown in FIG.
It is a graph which shows the relationship with x.

【図7(a)および(b)】磁歪応力測定法を説明する
図である。
7 (a) and 7 (b) are diagrams explaining a magnetostrictive stress measuring method.

【図8(a)および(b)】図7の磁歪応力測定法によ
るSIN近似法を説明する図である。
8A and 8B are diagrams illustrating the SIN approximation method based on the magnetostrictive stress measurement method of FIG. 7.

【図9(a)】管が偏平したときの応力状態を示す図で
ある。
FIG. 9 (a) is a diagram showing a stress state when the pipe is flat.

【図9(b)】図9(a)の状態における磁歪センサ出
力を示す図である。
9 (b) is a diagram showing a magnetostrictive sensor output in the state of FIG. 9 (a).

【図10】本発明の管の偏平応力推定方法を適用する管
の応力測定装置のブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram of a pipe stress measuring device to which the pipe flat stress estimation method of the present invention is applied.

【図11(a)〜(c)】本発明に係る管の偏平応力を
SIN2θ曲線により近似する方法を説明する図であ
る。
11 (a) to 11 (c) are diagrams illustrating a method of approximating the flat stress of a pipe according to the present invention by a SIN2θ curve.

【図12】前述の図2における直管部4の位置4a,4
b,4cにおける周方向の応力σ1maxにそれぞれ対
応する出力電圧Va,Vb,Vcをそれぞれ示す図であ
る。
12] Positions 4a, 4 of the straight pipe portion 4 in FIG. 2 described above.
It is a figure which respectively shows output voltage Va, Vb, Vc respectively corresponding to stress (sigma) 1max in the circumferential direction in b, 4c.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 橋梁 2 土壌 3 橋台 4,6,8 直管部 5,7 曲管部 1 Bridge 2 Soil 3 Abutment 4, 6, 8 Straight pipe section 5, 7 Curved pipe section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神浦 秋帆 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 信久 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 境 禎明 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akifumi Kamiura 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Steel Pipe Co., Ltd. (72) Nobuhisa Suzuki 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Date Inside the Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Sadaaki Sakai 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside the Nippon Steel Pipe Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 曲管部が隠蔽部分に設けてあり、曲管部
に接続された直管部が露出しており、 直管部の周方向の応力またはその応力による歪みを測定
し、 その測定結果から、曲管部の応力またはその応力による
歪みを推定することを特徴とする曲管部の応力または歪
みの推定方法。
1. A curved pipe portion is provided in a concealed portion, a straight pipe portion connected to the curved pipe portion is exposed, and stress in the circumferential direction of the straight pipe portion or strain due to the stress is measured, and A method for estimating stress or strain in a curved pipe portion, comprising estimating stress in the curved pipe portion or strain due to the stress from the measurement result.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010025606A (en) * 2008-07-16 2010-02-04 Tokyo Gas Co Ltd Bent pipe stress evaluation method and bent pipe stress evaluation device
JP2016075617A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 Jfeエンジニアリング株式会社 Valve stress detection method, and valve life prediction method using the method

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