JPH05501608A - パイプライン内の欠損箇所検知装置 - 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】 バイブライン内の欠損箇所検知装置 本発明は、パイプライン内の欠損を検知する検知装置及び当該検知方法に係わり 、またさらにパイプライン内の異物を検出する検出装置及び当該検知方法に係わ るものである。

多くの原材料処理産業及び発電所等において、バイブラインの状態をモニターす る保守管理に係わり種々な問題が起きている。パイプラインに対する損傷は、通 常においては漏出の発生以後に見い出されるのみであり、漏出発見時には漏出に よる損害が既に甚大なものとなっていることが多い。

本発明の目的はそのような欠点を除去することにある。特に本発明の目的は検知 装置及び検知方法を提供することであり、パイプラインの現状をいつでも望む時 に、種々な処理工程におけるそれらの使用を妨害することなくモニターし、パイ プライン内の欠損箇所を正確に特定することである。

本発明のパイプライン欠損検知装置は、パイプの片側に設置するガンマ線あるい はエックス線発生源と、パイプの他方側にパイプの長手方向に互いに離れて設置 する２台の検波装置を有しており、当該検波装置は前記放射線発生源と一直線上 にあり、さらに前記検知装置は出力装置を備え、前記放射線発生源は検知対象で あるパイプの両壁部を２本の検知用ビーム線（ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｂｅａｍｓ ）が貫通するように方向調節を施して設置されており、当該２本のビーム線はさ らに互いに所定の角度を有しており、前記検波装置は、前記パイプ壁部を横断し た前記ビーム線を検知するように設置されており、前記出力装置はバイブ壁部の 厚さを特徴づける信号を記録するように設置されている。

本発明の検知方法は以下の通りである。まずバイブ壁部を貫通する様に方向調整 された２本のビーム線が、それぞれ所定の角度でパイプを横断し、前記ビーム線 をパイプに沿って移動させることにより、一方のビーム線が他方のビーム線の照 射跡を辿るようになる。次に、前記バイブ壁部を貫通した両ビーム線の強度を検 知し、当該両ビーム線から取得した信号の検知方向における間隔と、横断位置に おける当該両ビーム線の間隔とを比較することにより、前記バイブ内の欠損箇所 を決定するものである。

本発明の検知装置及び検知方法は、一方が他方の後を追うように同一線上を縦走 する２本の共線化した放射線（ｃｏｌ　１ｉｎｅａｔｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｓ ）がパイプ内に進入する時に、一定の間隔を有してバイブ壁部を貫通し、当該パ イプ壁部を貫通して当該パイプの他方側から出てくる時には、前記間隔が望まし くはより広くなっているという事実を利用するものである。よって、異なる２本 のビーム線から取得された検知結果を比較することによりパイプのどちら側のど の壁部自位置に欠損箇所、例えば薄くなった部位が存在するのかを推定すること ができる。

さらに本発明の検知装置及び検知方法は、使用される放射線が、横断する箇所の パイプ壁の厚さに比例して当該バイブ壁部により吸収されるという事実に基づい ている。よって、本発明の検知装置及び検知方法の活用により腐食等による種々 な損傷に加え、当該バイブ内の障害物をも検知することが可能である。

検知対象のパイプ材料は強化プラスチック、鋼鉄、アルミニウム、銅、あるいは 他の材料であっても差支えなく、断熱材等の種々な被覆材にて被覆しであるもの でも構わない。

本発明で使用される放射線はガンマ線あるいはエックス線である。

放射線の波長は１０−”ａｍ（ガンマ線の場合）及び１０−’ａｍから１０−’ Ｃｍ（エックス線の場合）の単位である。Ｃａ１３７が本測定には特に適した放 射線発生源である。

バイブ壁部を貫通した２本の放射線は、パイプの他方側に設置されている２台の 検波装置により検波される。本検知装置用の検波装置は本発明検知装置用のガン マ線あるいはエックス線を検知するのに適したものであればいかなる種類の従来 型放射線検波装置であっても構わない。前記２台の検波装置からの信号は増幅処 理され、本分野において周知である従来手段により出力処理され、プロッター、 フィルムあるいは磁気テープ等によって記録される。

放射線発生源からの放射線は、検知対象であるパイプの前方及び（あるいは）後 方においてコリメーター（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）にて正確に整列され、シャー プな放射線を得るための処置が施されていることが望ましい。

２本の放射線の一方をパイプに対して垂直となるように調節し、他方にのみ角度 をつけることも可能であるが、前記検波装置によって検知される１放射線と、当 該パイプの垂直方向とがなす角度は１°から６０’以内、さらに適しているのは １°から１５°以内、またさらに１°から５°以内が望ましい。最も好ましいの は、両放射線が前記パイプへの垂直方向から等角で対称となった角度を有してい ることである。前記のごとくに配置すれば検知条件は両放射線において等しくな り、放射線の検知で得られたデータのいかなる相違もパイプ内の構造におけるば らつき、あるいはパイプ内の障害物の存在を示すこととなる。

前記両横波装置間の距離は１０ｍｍがら１００ｍｍの範囲、適しているのは１０ ｍｍから６０ｍｍの範囲、例えば１０ｍｍから２０ｍｍの範囲であることが望ま しい。

前記検波装置に到達する前記ビーム線は、フィルター装置を介して当該検波装置 に適したビーム線となるように減衰することができる。

そのようなフィルター装置は前記放射線発生源とパイプとの間、あるいはパイプ と前記検波装置との間のどちら側に挿入しても構わない。

前記フィルター装置に使用するフィルター材料は放射線減衰に使用される通常の 材料でよい。

前記検波装置からの信号は、プロッターに適するように各チャンネル毎に電気的 に増幅することも可能であり、一旦その機能が調整されれば、前記プロッターに よって前記厚さを読み取ることが可能となる。

本発明の検知は、本検知装置と検知対称のパイプを相対的に移動させることによ り実施される。当該実施には、固定バイブに対して本検知装置を相対的に移動さ せるか、あるいは固定検知装置に対してパイプを相対的に移動させるかのどちで も構わない。

本発明の検知は零バランス（ｎｕｌ　Ｉ　ｂａｌａｎｃｅ）検知とすることが有 利であり、この方法によれば、検知される放射線は相関的に連続比較され、放射 線強度が異なっているときが、バイブライン内の相違性の大きさとその位置が適 切な手段にて記録されることとなる。

従来の技術と比較した本発明の利点は、バイブラインの稼働を妨げることなく、 従来手段よりも迅速、正確しかも単純な方法にて欠損箇所の検知を可能としたこ とである。

本発明は実施例に基づく添付図面を参照に付して、以下においてさらに詳細に解 説されている。まず図面の簡単な説明すれば、図１は本発明に従った検知装置の 概略図である。

図２は本発明に従った検知装置の配置図である。

図３は他の角度から見た図２の例を表したものである。

図４は検波装置により検知された放射線強度を表す１例である。

図１において示されているごとく、ガンマ線あるいはエックス線放射線発生源２ 並びに２台の検波装置３及び３′は、検知対象であるパイプ１の両側にそれぞれ 設置されている。当該２台の検波装置は、パイプの長手方向に前後に並べて設置 されており、当該２台の検波装置に達する２本のビーム線がそれぞれ検知対象バ イブの垂直方向に対して等しい角度αを形成するように整列されている。前記放 射線発生源２により放射される放射線は、パイプの両側に設置されているコリメ ーター５．５１．５”及び５３により共線化され（ｃｏｌｌｉｎｅａｔｅｄ）、 ２本のシャープなビーム線となって、前記検波装置３及び３１に正確に入力する ように方向調節がされている。当該放射線はフィルター装置７で減衰することも 可能であり、当該フィルター装置は前記放射線発生源２からの放射線を調整し、 前記検波装置３及び３１に適した状態に変換することができる。

図１の本検知装置は以下のように操作される。まず当該検知装置をパイプ１の長 手方向に移動させながら、前記放射線発生源２からの放射線に、前記パイプ１の 両壁を横断させる。当該パイプ壁１が均一な厚さであり、内部に欠損箇所が皆無 であるとするならば、前記出力装置４に入る信号形態はまったく同一となるので 、当該出力装置４は零バランス検知においては信号を出さない。

図４における放射線強度Ｉはｙ軸上及びＸ軸上の移動方向にて、パイプの長さＬ との交点にプロットされる。曲直線９は前記検波装置３から、才た曲直線１０は 前記検波装置３′からの、パイプと本検知装置とか相対的に移動する際の信号を 示している。パイプと本検知装置か相対的に移動しているとき、パイプ壁部内に 欠損あるいは他の異物が存在するならば前記放射線強度は変化する。放射線強度 の上昇あるいは下降、すなわちパイプを通過する放射線の増加あるいは減少は、 パイプの壁部厚で表示される。検知範囲はパイプの長手方向での検知方向に対し て直線的である。検知速度は本検知装置に使用される検波装置の能力等にもよる か、歩行速度でも可能である。

図４においては、前記バイブ壁部の一方に、例えば薄くなった箇所が存在するな らば、この欠損箇所の最初の表示は第１のビーム線から確認することができ、欠 損のない壁部箇所のビーム線とは異なる形態でバイブ構造内に吸収される。パイ プの長さＬを表示しているＸ軸はこのパイプ中の欠損箇所に関する情報を提供す る。本検知装置が移動しつつあるとき、同様な欠損信号が他方のビームから取得 され、それら２箇所におけるＸ軸方向の欠損信号の間隔から、対象欠損箇所を特 定することが可能となる。この検知方法は前記２本のビーム線がある角度を有し てパイプを貫通するため、異なる相対的間隔で、前部及び後部の異なるパイプ壁 部を通過することに基づいている。

図２の実施例においては、放射線発生源２、並びに検波装置３及び３′は、検知 作業を実施するときに、本検知装置をパイプ１に対してパイプの長平方向に相対 的に移動させる手段を有する移動手段６に搭載されている。

図３において示されているごとく、パイプ１の周囲には前記移動手段６か設置さ れており、当該移動手段はバイブ周囲の３／４の長さを有するアークを有し、ホ イール８を備えた３本の支持脚部によりパイプ１に搭載される。前記アークはパ イプを挟んで放射線源２とパイプの長手方向に前後に並んだ２台の検波装置を搭 載している。前記２台の検波装置は、例えばパイプ１への垂直方向に対して３° の角度に整列してあり、１０ｍｍから２０ｍｍの間隔が開けられている。放射線 はパイプ片側に配置されたコリメーターの窓部を通して方向調節されており、パ イプの反対側の２台の検波装置とそれぞれ連結している２台のコリメーターの窓 部（ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）に正確に入力され、さらに各ビーム線はそれぞれ対応 する検波装置に入力される。バイブ壁部の厚さと検波装置の良好な機能を確実に 作動させるため、必要に応じて放射線をフィルター装置にかけて減衰することも できる。検波装置信号は、必要があればプロッターに適するように各チャンネル 毎に本分野で周知の方法にて電気的に増幅することが可能であり、バイブ壁部の 厚さは本検知装置に読み取り手段を施せば読み取りが可能となる。

本発明の検知装置はパイプラインの多様な欠損、例えばパイプ壁部内の欠損、バ イブ内に存在する異物、及びパイプの目詰まり等の測定においてその利用が可能 である。パイプ壁部中の欠損はパイプの被覆物を除去する必要なく、当該被覆物 を貫通して検知することが可能である。

本発明は前記の例により同等限定されるものではない。それら実施例は以下記載 の請求の範囲の範囲内で変更が可能である。

国際調査報告 Ｗｅｒｍｌ＋ｅ＋ｅｌ　１ｍ１ｅａ＋１ｍ。、　ＰＣＴ／ＦＩ　９０１００２８ ２国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １。パイプ（１）内の欠損箇所を検知する検知用装置であって、該パイプの片側 にガンマ線あるいはエックス線発生源（３）を備え、該パイプの他方側に２台の 検波装置（３、３１）を備えており、該検波装置は該パイプの長手方向に所定の 間隔をおいて配置され、前記放射線発生源及び出力装置（４）とが一直線上にあ り、該放射線発生源は２本の検知用ビーム線が両側のパイプ壁部を貫通するよう に方向調整が行われており、該２本のビーム線は互いにある角度を有しており、 前記検波装置はパイプの両壁部を貫通した該ビーム線を検波するように配置され ており、前記出力装置はパイプ壁部厚を表示する信号を出力するように配置され ていることを特徴とするパイプ内の欠損箇所を検知する装置。 ２。前記検知用装置にはコリメーター（５、５１、５１、５３）が備えられてお り、該コリメーターは前記放射線発生源（２）からの２本の放射線を前記２台の それぞれ対応する検波器に対して照準が合うように配置されていることを特徴と する請求項１記載の検知装置。 ３。前記２本のビーム線は前記パイプ（１）の長手方向において前後となるよう に方向調整がなされており、互いにある角度を有しており、該角度は１°から６ ０°であり、適しているのは１°から１０°であり、特に有用であるのは１°か ら５°であることを特徴とする請求項１あるいは２記載の検知装置。 ４。前記２本のビーム線は前記パイプヘの垂直方向に対し、等角で対称となった 角度を有して方向調整が施されていることを特徴とする請求項３記載の検知装置 。 ５。前記放射線発生源（２）はガンマ線発生源であって、その波長は１０−９ｃ ｍの単位であり、あるいはエックス線発生源であって、その波長は１０−９ｃｍ から１０−６ｃｍの単位であり、特に有用であるのは放射線発生源がＣｓ１３７ であることを特徴とする請求項１から４記載のいずれかに該当する検知装置。 ６。前記２台の検波装置（３、３１）はパイプ（１）の長手方向の前後に配置さ れており、その間隔は１０ｍｍから１００ｍｍ、適しているのは１０ｍｍから６ ０ｍｍ、特に有用であるのは１０ｍｍから２０ｍｍであることを特徴とする請求 項１から５記載のいずれかに該当する検知装置。 ７。前記検知装置は移動手段（６）を備えており、該移動手段によって該検知装 置はパイプ（１）の長手方向に該パイプに対して相対的に移動することを特徴と する請求項１から６記載のいずれかに該当する検知装置。 ８。パイプ（１）内の欠損箇所を検知する方法であって、前記２本のビーム線が 該パイプの両壁部を貫通して横断し、さらに互いにある角度を有するように方向 調節が施されており、さらに、前記２本のビーム線は移動に際して一方が他方の 軌跡を辿り、検知方向が前記パイプに対して相関的であり、さらに、前記パイプ を貫通した該ビーム線の強度が測定され、該２本のビーム線から取得された２信 号間の検知方向の距離と、該２本のビーム線間の両横断箇所での距離との比較に より、該パイプ内の欠損箇所が決定されることを特徴とするパイプ内の欠損箇所 を検知する方法。 ９。前記検知は零バランス検知方式で実施され、当該検知装置は前記２本のビー ム線の強度が異なるときにのみ検知信号を提供することを特徴とする請求項６記 載の検知装置の使用方法。 １０。前記放射線発生源からの前記放射線は検波前においてコリメーターを通過 することを特徴とする請求項８あるいは９記載の検知方法。 １１。検知実施中に、前記パイプ及び前記検知装置は当該パイプの長手方向に相 対的に移動することを特徴とする請求項８から１０記載のいずれかに該当する方 法。