JPH06265643A - 埋設物体の検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地中埋設管の防食上大きな問題となる低接地
箇所を、地上から非掘削で見つける。 【構成】 地中埋設管１０に金属管１３などの埋設物体
が接触し、低接地箇所１４が生じているか否かを離隔渦
流探傷法を用いて検出する。この検出のために、地中埋
設管１１内を送信コイル１８および受信コイル１９を一
体的に移動させる。送信コイル１８から電磁波を発生さ
せ、受信コイル１９で受信すると、低接地箇所１４では
電磁波の伝播速度が遅くなるので、送信信号と受信信号
との位相差または受信信号の振幅の変化として検出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス管などの地中埋設
管に接触して、ガス管などの防食効果を阻害する埋設物
体の検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ガスを輸送するために地中に
埋設される鋼管などでは、腐食してガスが漏洩するのを
防ぐため、陰極防食の原理に基づく電気的防食が行われ
ている。図９は、陰極防食を行う地中埋設管を示す。地
中埋設管１は、マグネシウム（Ｍｇ）などの流電陽極２
と電気的に接続され、電気的に防食電位に保たれる。流
電陽極２は、自らが陽極となって犠牲になりながら地中
埋設管１を防食する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】地中には、ガス管や上
下水道管など多数の埋設物が存在する。地中埋設管１
が、地中に埋設されている他の管や構造物などの埋設物
体に接触すると、地中埋設管１の防食効果が損なわれ
る。たとえば、図９に示すように、地中埋設管１に対し
て金属管３が低接地箇所４で近接して接触していると、
地中埋設管１が低接地状態となる。この状態となると地
中埋設管１と金属管３とが電気的短絡状態となりマグネ
シウムから発生する防食電流が金属管３にも流入するこ
とになる。このため、地中埋設管１に流入する防食電流
量が減少し防食不足となる。したがって、ガス管などの
防食効果を維持するためには、他の金属製地中埋設物体
と低接地を生じないことが重要である。しかしながら、
従来は地上から非掘削で低接地箇所を見つけることは困
難である。

【０００４】本発明の目的は、非掘削で低接地箇所を容
易に見つけることができる埋設物体の検出方法を提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、地中に埋設さ
れた強磁性の管内で、管の直径の２倍以上の間隔をあけ
て配置した送信コイルと受信コイルとを管軸方向に一体
的に移動させ、送信コイルへの交流励磁信号と受信交流
からの出力信号との位相差または受信コイルからの出力
信号強度の変化を検出して、管と強磁性の埋設物体との
接触を検出することを特徴とする埋設物体の検出方法で
ある。

【０００６】

【作用】本発明に従えば、地中に埋設された強磁性の管
内で、送信コイルと受信コイルとを管軸方向に一体的に
移動させる。送信コイルと受信コイルとは、管の直径の
２倍以上の間隔をあけて配置されるので、送信コイルか
ら発生する電磁波のうちの直接波は、管内を進行する間
にほとんど減衰される。管外を伝播する間接波は、強磁
性体の内外を伝播する際に、伝播速度が変わる。この変
化は、送信コイルへの交流励磁信号と受信コイルからの
出力信号との位相差または受信コイルからの出力信号強
度の変化として検出される。このような検出方法は、離
隔渦流法と呼ばれ、地中埋設管の肉厚探傷などに用いら
れる。管と強磁性の埋設物体との接触箇所では、電磁波
が伝播しなければならない強磁性体の厚みが増大するこ
とになるので、位相差や出力信号強度の変化が大きくな
り、管と強磁性の埋設物体との接触を容易に検出するこ
とができる。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の概略的な構成を
示す。ガス管などの地中埋設管１１は、マグネシウムな
どの流電陽極１２に電気的に接続され、金属防食が施さ
れる。このような地中埋設管１１に対して、他の金属管
１３などの埋設物体が接触し、低接地箇所１４が生じて
いるか否かが検出される。

【０００８】低接地箇所１４検出のために、送信コイル
１８および受信コイル１９が地中埋設管１１の管内を管
軸方向に沿って移動する。送信コイル１８および受信コ
イル１９には、離隔渦流法探傷装置２０が接続される。
離隔渦流法探傷装置２０には、発振回路２１、電力増幅
回路２２、信号増幅回路２３、位相比較回路２４、フィ
ルタ回路２５および演算回路２６が含まれる。発振回路
２１は、４０〜１００Ｈｚの周波数帯の正弦波を発振
し、電力増幅回路２２によって電力増幅して送信コイル
１８から電磁波として送信する。受信コイル１９は、受
信された電磁波の信号強度に対応する出力電圧を発生
し、信号増幅回路２３に与える。信号増幅回路２３から
の受信信号は、電力増幅回路２２からの送信信号と、位
相比較回路２４によって位相比較される。信号増幅回路
２３からの受信信号は、フィルタ回路２５にも与えられ
る。演算回路２６は、位相比較回路２４からの位相差を
表す出力とフィルタ回路２５からの受信信号の強度を表
す出力とを切換えて、または加算や積算などの演算処理
を施して、その出力を記憶装置２７に与える。

【０００９】図２は離隔渦流探傷の原理を示し、図３は
その探傷結果を示す。地中埋設管１１内で、送信コイル
１８と受信コイル１９との間隔を、地中埋設管１１の直
径Ｄの２倍２Ｄ以上離すと、送信コイル１８から発生す
る直接波２８は急速に減衰する。このため、受信コイル
１９から出力される受信信号は、送信コイル１８から一
旦地中埋設管１１の管壁を通過して地中埋設管１１の外
側を伝播し、再び受信コイル１９の近傍で管壁を通過す
る間接波２９がほとんどとなる。このため、送信信号に
対して受信信号は、伝播時間の差に基づく位相差を生じ
る。地中埋設管１１の管壁に損傷があれば、位相差も異
なるので損傷の存在を容易に検出することができる。

【００１０】離隔渦流探傷法では、電磁波が管肉部を通
過するときの位相の遅れから管肉厚が減肉している箇所
を検知する。図１に示すような低接地箇所１４が生じて
いるときには、低接地箇所１４で管肉厚が増加するとき
と同様の位相の遅れを生じる。このような位相の遅れを
検出することによって、低接地箇所１４を検知すること
ができる。

【００１１】離隔渦流探傷法において検出される位相の
遅れは、管の材質、特に平均透磁率が異なると同一の肉
厚状態であっても位相の遅れ方が変化する。すなわち、
位相の遅れをΔθとすると、管肉厚ｄ、励磁周波数ｆ、
透磁率μ、導電率σを用いて次の第１式のように表され
る。

【００１２】

【数１】

【００１３】このように、位相差Δθは、透磁率μの平
方根に比例し、透磁率μが大きくなると位相の遅れΔθ
も大きくなる。一方、受信信号の強度に対応する振幅Ｖ
は、次の第２式に示すように、透磁率μが大きくなる
と、逆に小さくなる。

【００１４】

【数２】

【００１５】このように、透磁率μに関して位相差Δθ
は単調増加し、反対に振幅Ｖは単調減少する。したがっ
て、たとえば位相差信号をハイパスフィルタで炉波し、
振幅信号を適当な大きさに増幅してハイパスフィルタで
炉波し、２つの信号を重ねれば、透磁率μが異なっても
検出感度が平準化される。図４は、透磁率μの異なる管
についての実験結果を示す。透磁率μが小さいときには
位相差信号は小さく振幅信号が大きい。透磁率μが
大きいときには、位相差信号は大きいけれども振幅信
号は小さい。とを加算処理すると、透磁率μの値
によらずほぼ平準化される。管の減肉を検出するために
このような加算処理を行う技術は、たとえば本件出願人
の出願にかかわる特開平３−２５９７４１号公報に開示
されている。検出感度の平準化は、減肉部の検出ばかり
ではなく、金属接触箇所の検出にも有効に利用すること
ができる。

【００１６】図５は、本発明の他の実施例のシステム構
成を示す。本実施例においては、地中埋設管１１内に、
送信コイル１８および受信コイル１９を備えるセンサー
ピグ３０を走行させる。センサーピグ３０は、走行装置
３１によって、一体的に地中埋設管１１の管軸に沿って
走行される。走行装置３１は、走行装置コントローラ３
２からの走行指令に基づいてセンサーピグ３０を移動さ
せ、その移動距離に対応する距離パルスを走行装置コン
トローラ３２に与える。走行装置コントローラ３２で
は、距離パルスに基づいてセンサーピグ３０の移動位置
を算出する。センサーピグ３０はケーブル３３を介して
４チャネル（略称「ｃｈ」）仕様の離隔渦流（以下「Ｒ
ＦＥＣ」と略称するときもある）探傷器３４に接続され
る。４ｃｈ仕様ＲＦＥＣ探傷器３４は、４系統の信号処
理を同時に行うことができる。４ｃｈ仕様ＲＦＥＣ探傷
器３４からの走行信号に基づいて、走行装置コントロー
ラ３２は走行装置３１に走行指令を与える。走行指令
は、ＰＩＯボード３５から４ｃｈ仕様ＲＦＥＣ探傷器３
４に与えられる。４ｃｈ仕様ＲＦＥＣ探傷器３４からの
探傷データ（ＤＡＴＡ）および走行装置コントローラ３
２からの距離パルスは、アナログ／デジタル変換（「Ａ
／Ｄ」と略称する）ボード３６に与えられる。ＰＩＯボ
ード３５およびＡ／Ｄボード３６は、携帯用パーソナル
コンピュータ３７の拡張スロットに内蔵される。携帯用
パーソナルコンピュータ３７の液晶表示素子（以下「Ｌ
ＣＤ」と略称する）３８には、検出結果が表示され、デ
ータがフロッピディスク装置３９およびプリンタなどの
記録装置２７に記録される。

【００１７】図６は図５に示すセンサーピグ３０の構成
を示す。センサーピグ３０は、送信コイル１８用のピグ
３０ａと受信コイル１９用のピグ３０ｂによって構成さ
れる。ピグ３０ａ，３０ｂ間の距離Ｌは、地中埋設管の
直径の２倍以上とする。センサーピグ３０は、地中埋設
管の管軸４０に沿って間隔Ｌを一定に保ったまま走行す
る。送信コイル１８は、管軸４０と同軸に配置される。
受信コイル１９は、地中埋設管の内周面に臨んで、４つ
のコイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃおよび１９ｄが等間隔
に配置される。これら４つの送信コイル１９ａ〜１９ｄ
からの受信信号を図５に示す４ｃｈ仕様ＲＦＥＣ探傷器
３４によって処理する。

【００１８】図７および図８は、図５に示す実施例によ
って低接地ありのときに検出される位相差信号および振
幅信号をそれぞれ示す。ＣＨ１〜４は受信コイル１９ａ
〜１９ｄの受信信号と送信信号との位相差信号をそれぞ
れ示し、ＣＨ６〜９は受信コイル１９ａ〜１９ｄの出力
電圧の振幅信号をそれぞれ示す。図７および図８の測定
結果からは、受信コイル１９ｂおよび１９ｃの間で低接
地が生じていることが判る。

【００１９】図６では、４つの受信コイル１９ａ〜１９
ｄを管軸４０に平行に、管周に沿って等間隔で配置して
いるけれども、受信コイル１９を管軸４０に対して垂直
に配置したり、管周に沿って配置してもそれぞれ低接地
が生じている方向を検出することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、離隔渦流
探傷法によって地中に埋設された強磁性の管と強磁性の
埋設物体との接触を容易に検出することができる。離隔
渦流探傷は、管内に送信コイルと受信コイルとを一体的
に移動させて行うので、地中に埋設された強磁性の管に
沿って掘削を行わないでも、地上から非掘削で、地中埋
設管と金属管との金属接触の有無を検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的な電気的構成を示す
ブロック図である。

【図２】図１に示す実施例における離隔渦流探傷法の原
理を示す概略的な断面図である。

【図３】離隔渦流探傷法の測定結果を示すグラフであ
る。

【図４】図１に示す実施例における検出感度の平準化を
示すグラフである。

【図５】本発明の他の実施例の概略的な電気的構成を示
すブロック図である。

【図６】図５に示す実施例に用いるセンサーピグ３０を
示す概略的な斜視図である。

【図７】図５に示す実施例の測定結果のグラフである。

【図８】図５に示す実施例の測定結果のグラフである。

【図９】地中埋設管に低接地箇所が生じている状態を示
す概略的な斜視図である。

【符号の説明】

１１ 地中埋設管 １２ 流電陽極 １３ 金属管 １４ 低接地箇所 １８ 送信コイル １９ 受信コイル ２０ 離隔渦流法探傷装置 ２１ 発信回路 ２２ 電力増幅回路 ２３ 信号増幅回路 ２４ 位相差回路 ２５ フィルタ回路 ２６ 演算回路 ２７ 記録装置 ３０ センサーピグ ３１ 走行装置 ３４ ４ｃｈ仕様ＲＦＥＣ探傷器 ３７ 携帯型パーソナルコンピュータ ４０ 管軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に埋設された強磁性の管内で、管の
   直径の２倍以上の間隔をあけて配置した送信コイルと受
   信コイルとを管軸方向に一体的に移動させ、 送信コイルへの交流励磁信号と受信コイルからの出力信
   号との位相差または受信コイルからの出力信号強度の変
   化を検出して、 管と強磁性の埋設物体との接触を検出することを特徴と
   する埋設物体の検出方法。