JPH06201364A - 配管内部診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】化学プラント配管等の配管の内部詰まりや減肉
等を、プラント運転中に、外部から定量的に診断できる
配管内部診断装置を提供する。 【構成】配管内部診断装置は、配管に所定の振動を与え
る加振器とこの加振による配管の振動を検出する振動検
出器とが互いに所定の間隔を介して連結され、両者が一
体的に配管の外面を摺動できるように構成された検出部
と、前記振動検出器からの入力を受けて所定の信号処理
を行う処理部と、この処理部からの出力を表示する表示
部と、を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化学プラント配管の内
部詰まりや減肉を外部から診断する配管内部診断装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、給水管や冷暖房用配管等の配
管内部の腐食やスラッジの付着状況を検査するための装
置として、超音波探傷装置が知られている。この超音波
探傷装置は、配管内部に超音波を放射し、その反射波を
解析して、配管内部の状況を診断するものである。しか
し、この超音波を利用して診断する方法では、配管内部
の詰まり部分に空洞や気泡が存在する場合は、正確な診
断が困難である。一方、検査者が、加速度センサを内蔵
したハンマで配管を叩き、そのときの配管の振動を配管
に設置した加速度センサにより検出して配管の内部を診
断する方法も知られている。しかし、このハンマを利用
する方法では、ハンマの叩き方が人の手加減によってま
ちまちであるため正確な判定が困難であることや、大型
の解析機が必要なため現場で使用するには不便であるこ
と、などから、必ずしも実用的ではない。そのため、現
状では、プラント運転中に流量の減少等から予め配管の
異常箇所（内部詰まりや減肉の箇所）を推測しておき、
プラント停止時に、その推測した箇所の近傍の配管を、
系統を追って部分的に取り外していき、内部の目視検査
により異常箇所を捜し出す、という方法が採用されるこ
とが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の、推測した異常箇所を目安にして人手により
配管を取り外して目視により検査するという方法では、
プラントの運転を停止しないと検査できない、という不
都合があり、また検査のために多大の時間を要してしま
う、という問題があった。また、目視による検査に頼る
現状の方法では、熟練者でも判別が困難な場合があり、
不必要な検査や必要箇所の検査漏れが生じてしまう、と
いう問題があった。さらに、特に薬傷の危険性のある薬
液配管の検査では、検査のための縁切り作業において検
査者を薬傷の危険にさらしてしまう、という問題があっ
た。本発明はこのような従来技術の問題点に着目してな
されたもので、化学プラント配管等の配管の内部詰まり
や減肉等を、プラント運転中でも、外部から定量的に診
断できる配管内部診断装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の配管内部診断装置は、配管に対して所定の振
動を与える加振器とこの加振による配管の振動を検出す
る振動検出器とが互いに所定の間隔を介して連結された
検出部と、前記振動検出器からの入力を受けて所定の信
号処理を行う処理部と、この処理部からの出力を表示す
る表示部と、を含むことを特徴としている。またこの配
管内部診断装置においては、前記検出部は、前記加振器
と振動検出器とが一体的に配管の外面を摺動できるよう
に構成され、前記加振器は、連続的に加振を行うように
構成されていることが望ましい。さらに、この配管内部
診断装置においては、前記振動検出器は、２個設けら
れ、この２個の振動検出器は前記加振器を介して互いに
対向して設けられていることが望ましい。

【０００５】

【作用】上述のように、本発明による配管内部診断装置
では、検出部が、配管に所定の振動を与える加振器とこ
の加振による配管の振動を検出する振動検出器とが互い
に所定の間隔を介して連結されているので、検査者が、
この検出部を配管の外面に当接して前記の加振器を駆動
すると、この加振による配管の振動が振動検出器により
自動的に検出され、検出された振動の状態が表示部に表
示される。また、本発明において、前記の検出部を加振
器と振動検出器とが一体的に配管の外面を摺動できるよ
うに構成すると共に、前記加振器を連続的に加振を行う
ように構成することにより、検査者は、配管の予め異常
がありそうだと推測しておいた箇所の近傍部分につい
て、この検出部を摺動させていきながら連続的に加振を
行うようにすることができる。これにより、検査者は、
表示部に順次表示される振動の状態から、異常箇所の有
無や異常の程度を判定できる。さらに、本発明におい
て、前記振動検出器を、２個設け、この２個の振動検出
器を前記加振器を介して互いに対向して設けるようにす
ることにより、加振器による加振の反応をその左右の２
つの振動検出器により同時に検出できるようになる。そ
してこれにより、加振器の左右の配管部分の振動を比較
しながら、加振器の周囲の配管部分の内部状態を診断で
きるようになる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例に係る配管内部診断装
置の検出ヘッド部１０を示す部分断面図、図２は図１の
− 線断面図、図３は本実施例に係る配管内部診断装
置の診断器本体（処理部および表示部）を示す斜視図で
ある。図１および図２において、符号１は配管２を加振
する加振棒、３はこの加振棒１を駆動するためのソレノ
イドである。ソレノイド３は、スプリング４により図の
上方に付勢された駆動板５を駆動して、駆動板５の端部
下面に付けられた樹脂ヘッド６を上下動させる。一方、
加振棒１は、ベース７の貫通穴７ａに上下動自在に挿通
されており、通常はスプリング８により配管２の外面と
離れた位置にその下端１ｂがくるように、図示上方に付
勢されている。そして、前記のソレノイド３により前記
の樹脂ヘッド６が駆動されて加振棒１の上端１ａを叩く
と、加振棒１が図示下方に駆動され、その下端１ｂが配
管１の外面を加振するようになっている。

【０００７】また、本実施例のベース７には、前記貫通
穴７ａの図示左右の位置に、それぞれ貫通穴７ｂが穿設
され、これらの穴７ｂには、それぞれ振動伝達棒１３が
挿入されている。これらの振動伝達棒１３の下端１３ａ
は、それぞれ配管２の外面に当接されている。これらの
振動伝達棒１３の上方には、圧電素子などで構成される
加速度センサ９が取り付けられている。前記の加振棒１
による加振により生じた配管２の振動は、振動伝達棒１
３の下端１３ａに伝達され、これらの振動伝達棒１３を
介して加速度センサ９に検出されるようになっている。
なお、振動伝達棒１３とベース７との間には、共振防止
用のシリコンゴム１５，１６が介設されている。

【０００８】なお、図１において、符号１７は、ベース
７に固定されたシャーシ１９の穴に挿通され、図３に示
す可搬型の診断器本体２５と前記の各加速度センサ９、
ソレノイド３及びスタートスイッチ２０とを電気的に接
続するためのアダプタである。スタートスイッチ２０
は、配管への加振を開始するときにソレノイド３を駆動
するためのものである。また、本実施例のベース７下面
には、図２に示すように、各振動伝達棒１３の図示左右
の位置に、それぞれ支持脚２１，２２が設けられている
（図１では図示省略している）。これらの支持脚２１，
２２は、配管２の外面に当接して、検出ヘッド部１０
が、配管２に対して安定的に載置または摺動できるよう
にするためのものである。そして、この各支持脚２１，
２２は、それぞれスプリング２３，２４により図示下方
に付勢されており、これにより、径が異なる様々な配管
に対応できるようになっている。

【０００９】次に図３は、本実施例の配管内部診断装置
における可搬型の診断器本体を示している。この診断器
本体２５は、前記の検出ヘッド部１０のソレノイド３に
駆動電圧を供給する。検査者は、診断器本体２５の各制
御ボタン２６を操作して、種種の測定モードを設定でき
る。この測定モードには、加振の連続回数や強さの設
定、あるいは検出した振動の解析結果の表示方法の設定
などが含まれる。またこの診断器本体２５には、前記検
出ヘッド部１０の加速度センサ９からの検知信号が入力
される。診断器２５は、予め設定された測定モードに従
った信号処理を行いその処理結果を表示する。

【００１０】図４は、この診断器本体２５における信号
処理・表示部の構成の一例を示すブロック図である。図
４において、符号３１は加速度センサ９からの検出信号
を受けて所定の増幅や整形などの波形処理を行う波形処
理回路、３２はこの波形処理回路３１からの波形信号を
所定周期でサンプリングしてデジタル化するＡ／Ｄ変換
器、３３はこのＡ／Ｄ変換器３２からのデジタル信号を
入力し、所定の演算処理を行ってＤ／Ａ変換器３５また
は表示器３６に出力するマイクロコンピュータ、３４は
各種のプラント配管の各部位の正常状態の振動波形デー
タを記憶し、マイクロコンピュータ３３との間でデータ
をやり取りする記憶装置、３５はマイクロコンピュータ
３３からのデータをアナログ信号に変換し、レベルメー
タ３７に出力するＤ／Ａ変換器である。

【００１１】表示器３６には、図３に示すように、加速
度センサ９により検出される検査対象部位の振動検出波
形と、予め記憶装置３４に記憶されていた該当部位の正
常状態の振動波形とが、併せて表示されるようになって
いる。なおここで、図５（ａ）は、前記の予め記憶装置
３４に記憶されている検査対象部位の正常状態時におけ
る振動波形の一例を示すものである。また図５（ｂ）
は、加速度センサ９により検出された振動波形で、配管
の閉塞部位に加振を行ったときの振動波形の一例を示す
ものである。またマイクロコンピュータ３３には、熟練
者のノウハウを組み込んだ診断プログラム、例えば、正
常時と検査時とにおけるそれぞれの振動波形の、振幅の
比較、減衰率の比較、加振から振動の検出までの振動伝
達時間の比較などのデータから、検査時の配管の異常の
有無や程度を判定するプログラムが格納されている。そ
して、このマイクロコンピュータ３３の判定結果（例え
ば配管の詰まりの程度や配管の減肉の程度など）は、レ
ベルメータ３７（図３参照）に、レベル表示されるよう
になっており、これにより、検査者は、配管の異常状態
の有無および異常の程度が容易に判別できるようになっ
ている。

【００１２】さらに、本実施例では、前述のように、加
速度センサ９が、加振棒１の左右の２箇所に、それぞれ
設けられている。この２個の加速度センサ９が設けられ
る箇所は、加振棒１に対して互いに等間隔でもよいし、
互いに異なる間隔でもよい。この加速度センサ９が２箇
所に設けられていることにより、本実施例では、以下の
ような使用が可能となる。すなわち、加振によって配管
２が振動し、この振動が加速度センサ９により検出され
るまでの伝達時間は、配管２の振動部位の詰まりの程度
や減肉の程度により異なってくる。したがって、加振棒
１と２個の各加速度センサ９との距離を予め一定にして
おき、加振とそれぞれの加速度センサ９による振動検出
までの時間を測定し比較することにより、配管の加振棒
１の左右の部位の状態が互いに同じか異なっているか、
あるいはどのような異常があるかが予測できるようにな
る。

【００１３】次に、本実施例に係る配管内部診断装置の
動作を図６を参照して説明する。図６（ａ）において、
配管内部診断装置は、検出ヘッド部１０と診断器本体２
５とがケーブルで接続されて構成されている。なお検出
ヘッド部１０には、検査者がこの検出ヘッド部１０を操
作しやすいように、握り部１０ａが設けられている。配
管２を検査するときは、前記検出ヘッド部１０を配管２
の外面に当接させ、スタートボタン２０を操作して加振
を行い、診断器本体２５の表示器３６に、検出した検査
部位の振動波形と該当する部位の正常状態の振動波形と
を表示させる。そして、検査者が両波形を比較しながら
異常の有無を判定する。あるいは、予めマイクロコンピ
ュータ３３に、前述のような検査時の配管の異常の有無
や程度を判定するプログラムを格納しておき、その判定
結果をレベルメータ３７に表示させるようにする。

【００１４】また、検査者は、予め異常がありそうだと
予測した配管部位の近傍を、検出ヘッド部１０で摺動さ
せながら、異常箇所を発見するようにしてもよい。この
場合は、予め加振棒１による加振を所定の周期で連続的
に行うように設定しておき、検出ヘッド部１０を摺動さ
せながら、表示器３６またはレベルメータ３７で検査結
果を順次表示して行き、異常の有無を確認していくよう
にする。なお、図６（ｂ）は、配管２の、高粘性薬液等
による詰り箇所４１が生じている部位の近傍を検出ヘッ
ド部１０でスキャンしながら検査している状態を示す図
である。また図６（ｃ）は、配管２の、薬液等による腐
食からの減肉４２が生じている部位の近傍を検出ヘッド
部１０でスキャンしながら検査している状態を示す図で
ある。

【００１５】なお本実施例では、配管２に直接当接させ
る検出ヘッド部１０とマイクロコンピュータ３３や表示
器３６などを含む診断器本体２５を別個に構成し、両者
をケーブルで接続するようにしているが、本発明はこれ
に限られるものではなく、例えば、マイクロコンピュー
タなどを含む処理部と表示部を検出ヘッド部１０と一体
に構成することも可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明による配
管内部診断装置では、検出部が、配管に所定の振動を与
える加振器とこの振動を検出する振動検出器とが互いに
所定の間隔を介して連結されることにより構成されてい
るので、検査者が、この検出部を配管の外面に当接して
加振器を駆動すると、この加振による配管の振動が振動
検出器により自動的に検出され、検出された振動の状態
が表示部に表示される。よって、プラント運転中でも、
配管の外面から配管の内部状態を診断できるようにな
り、不必要な検査や必要箇所の検査漏れをなくし、検査
時間も短縮できるようになる。また、加振の力が一定に
保たれると共に、加振器と振動検出器との距離も一定に
保たれるので、配管の内部状態を高精度に且つ定量的に
診断できるようになる。さらに、特に薬傷の危険性のあ
る薬液配管の検査でも、外部からの高精度な検査が可能
となるので、従来の検査のための縁切り作業における薬
傷の危険を無くすことができるようになる。また、本発
明において、前記の検出部を加振器と振動検出器とが一
体的に配管の外面を摺動できるように構成すると共に、
前記加振器を連続的に加振を行うように構成することに
より、検査者は、配管の予め異常がありそうだと推測し
ておいた部位の近傍部分について、この検出部を摺動さ
せていきながら、並行して連続的に加振を行うことがで
きる。これにより、検出部を摺動させながら順次表示部
に振動の状態を表示させることができ、異常箇所の有無
や異常の程度の判定が一層容易にできるようになる。さ
らに、本発明において、前記振動検出器を、２個設け、
この２個の振動検出器を前記加振器を介して互いに対向
して設けるようにすることにより、加振器による加振の
反応をその左右の２つの振動検出器により同時に検出で
きるようになる。そしてこれにより、加振器の左右の配
管部分の振動を比較しながら、加振器の周囲の配管部分
の内部状態を診断できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る配管内部診断装置の検
出ヘッド部を示す部分断面図である。

【図２】本実施例に係る配管内部診断装置の検出ヘッド
部を示す部分断面図である。

【図３】本実施例に係る配管内部診断装置の診断器本体
を示す斜視図である。

【図４】本実施例に係る配管内部診断装置の診断器本体
の信号処理・表示部をを示すブロック図である。

【図５】（ａ）は本実施例に係る配管内部診断装置の診
断器本体の表示器に表示される正常状態の振動波形を示
す波形図、（ｂ）は閉塞状態にある部位の振動波形を示
す波形図である。

【図６】本実施例に係る配管内部診断装置の使用状態を
説明するための図である。

【符号の説明】

１ 加振棒 ２ 配管 ３ ソレノイド ９ 加速度センサ １０ 検出ヘッド部 １０ａ 握り部 ２２ 支持脚 ２５ 診断器本体 ３３ マイクロコンピュータ ３６ 表示器 ３７ レベルメータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配管に所定の振動を与える加振器とこの加
   振による配管の振動を検出する振動検出器とが互いに所
   定の間隔を介して連結された検出部と、前記振動検出器
   からの入力を受けて所定の信号処理を行う処理部と、こ
   の処理部からの出力を表示する表示部と、を含むことを
   特徴とする、配管内部診断装置。
2. 【請求項２】請求項１の配管内部診断装置において、前
   記検出部は、前記加振器と振動検出器とが一体的に配管
   の外面を摺動できるように構成され、前記加振器は、連
   続的に加振を行うように構成されていることを特徴とす
   る、配管内部診断装置。
3. 【請求項３】請求項１または２の配管内部診断装置にお
   いて、前記振動検出器は、２個設けられ、この２個の振
   動検出器は前記加振器を介して互いに対向して設けられ
   ていることを特徴とする、配管内部診断装置。