JPH0663990B2 - 配管内面異物検出方法 - Google Patents

配管内面異物検出方法

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JPH0663990B2
JPH0663990B2 JP63161403A JP16140388A JPH0663990B2 JP H0663990 B2 JPH0663990 B2 JP H0663990B2 JP 63161403 A JP63161403 A JP 63161403A JP 16140388 A JP16140388 A JP 16140388A JP H0663990 B2 JPH0663990 B2 JP H0663990B2
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敏夫 腰原
六朗 三沢
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日本鋼管株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、配管内面の錆こぶやスケール等被検査物の
内面に接触して存在する異物の位置、形状および概略の
厚さを、被検査物の外面から赤外線カメラにより、赤外
線画像として検出する方法に関する。
[従来技術] 配管内面の錆こぶやスケール等の異物の検出に関する従
来の方法には、以下に示すような方法がある。
(1)x線やγ線等の放射線を被検査配管に照射して、
その透過量の変化から配管内面の錆こぶやスケール等の
異物を検出する方法(放射線法)。
(2)超音波を被検査配管の外面から入射し、その反射
エコーを受信するまでの時間の変化から、配管内面の錆
こぶやスケール等の異物を検出する方法(超音波法)。
(3)被検査配管をハンマー等で叩いて、その時発生す
る音の様子で配管内部の状況を推定、配管内面の錆こぶ
やスケール等の異物を検出する方法(叩打法)。
(4)被検査配管を切断,切開して、配管内面の錆こぶ
やスケール等の異物を目視で検出する方法(切開法)。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来技術には次のような問題点
があった。
(1)放射線法 検出装置の取扱いには、放射線取扱い者としての資
格が必要であり、誰でもこの方法で異物検出ができると
いうわけにはいかない。
検査結果の判断には高度の経験と技術が必要であ
り、結果の判断が難しい。
被検査配管の直近での作業となるので、特に高いと
ころの場合、足場等が必要となる。
一般に、一回の検出操作で検査できる範囲が狭く、
検査能率が悪い。
以上のような結果として、検査コストが高い。
(2)超音波法 被検査配管に接触しての検出操作となるため、高温
配管では検査が困難である。
被検査配管が高所にある場合、足場等が必要とな
る。
配管そのものの肉厚は正確に把握できるが、錆こぶ
等異物の厚さは配管内面からのエコーと錆こぶの内面か
らのエコーとが近接しているので区分けしにくく、その
結果として錆こぶの厚さを検出することは困難である。
特に配管から錆こぶが浮いて、配管と錆こぶの間に空気
層がある場合には検出不可能である。
検出が点単位であるため、配管全体の状況を検査す
るには多大な労力と時間を要し、検査コストが高くな
る。
(3)叩打法 配管内の錆こぶ等の異物を正確に検出できる技術
は、まだ確立されていない。
検査結果の判断には個人差があり、検査結果を客観
的に判断することができない。
錆こぶやスケール等が少ない場合(例えば配管内周
面の10%未満)、検出が極めて困難である。
叩いた箇所およびその周辺の極めて限られた箇所し
か異物の検出ができないため、検査に多大な労力と時間
を要し、検査コストが高くなる。
異物検出にあたり被検査配管を叩き、その時の打音
を聴いて判断しなければならないので、高所の場合足場
が必要である。
(4)切開法 被検査配管を切開するため、配管設備の使用が一時
中断されるとともに、復旧作業を行なう必要がある。
配管全体を検査するためには、配管全体を切開する
ことになり、極めて時間と労力がかかるとともに、検査
コストが高くなる。
被検査配管が高所にある場合には、切開するための
足場が必要になる。
この発明は、従来の技術の以上のような問題点を解消
し、配管内面の錆こぶやスケール等の異物の存在位置、
形状および概略の厚さを精度良く検出することができる
とともに、検出装置の取り扱い資格を必要とせず、しか
も配管から離れた場所から検出可能な配管内面異物検出
方法を提供するものである。
[課題を解決するための手段] この発明に係わる配管内面異物検出方法は、配管を外面
から加熱又は冷却した後、加熱又は冷却を停止して、そ
の後、配管を振動させて、配管内壁と内部流体との間に
相対的に動きを生じさせた状態で、配管の外面を赤外線
カメラで撮影することにより、配管内面に接触して存在
する異物を赤外線画像として検出する配管内面異物検出
方法である。
[作用] 前記のように配管に振動を与えることにより、配管内部
の流体が停止している場合でも、配管と流体の間に相対
的な動きが生じる。この相対的な動きにより、配管内壁
に接触している流体の入れ代わりが促進され、配管と内
部流体の間の熱伝達率が大きくなり、かつ、異物付着部
と正常部の熱伝達率に差が生じる。従って、配管を加熱
又は冷却した場合に、正常部では内部流体による冷却又
は加熱が早く行われるのに対し、異物付着部では正常部
に比して冷却又は加熱が遅くなり、外表面の温度に差を
生じる。よって、この温度差を赤外線カメラで検出する
ことにより、異物の付着を検出することが出来る。
[実施例] 本発明の1実施例を、第1図〜第4図により説明する。
第1図は本発明の配管内面の異物検出方法の1実施態様
を示す説明図であり、この場合の実施態様は配管を外面
から加熱する場合である。
第1図に示すように、まず被検査物である配管1の外面
に、一方向から赤外線カメラ2のカメラヘッド3を向け
る。次にカメラヘッド3のレンズ4を通してカメラ2の
本体5に設置のモニタテレビ5aの画面に納まった配管1
の外面の撮影範囲6およびその周辺を加熱器7でほぼ均
一に加熱する。つぎに加熱を停止し、バイブレーター8
により撮影部分に振動が発生するよう、配管1の外面か
ら配管1に管厚方向の振動を与えつつ、加熱直後の加熱
された撮影範囲6を撮影する。配管1の外面の温度は、
配管1の内面に滞留する液体9が配管1の振動にともな
い振動し、配管1に接する液体9が配管1の中心に近い
より温度の低い液体9と連続的に入れ替わるので、この
振動する液体9に熱を奪われ低下する。この温度低下の
度合いは、錆こぶ10が存在する場所とそうでない場所で
は異なる。すなわち第2図のように、配管1内の温度t
の液体により配管1の外面は冷却されるが、ある時点
で見ると錆こぶ10の無い1a部の外面温度がtN迄低下する
のに対して、錆こぶ10が内面に存在する部分の配管1の
外面1b部の温度は、錆こぶ10が一種の断熱材となりtN
り高いtA迄しか低下せず、tA−tN=ΔTの温度差が生じ
る。また錆こぶ10が第2図のように、半球状に中心が盛
り上がった状態になっていると、配管1の外面1bの温度
は錆こぶ10の中心に対応する部分の温度が、錆こぶ10の
周辺部に対応する部分の温度より高くなる。したがっ
て、配管1の外面1bの部分のモニタテレビ5aに映し出さ
れるあるいは記録紙に記録される赤外線画像は第3図の
ように、同心円状のパターン11となる。これは配管1の
外面の等温線を示しているものであり、赤外線画像は温
度により画像の色が変わるようにしているので、配管1
内面の錆こぶ等の異物の存在位置および異物の形状が、
この赤外線画像を観察することにより分かる。なお当然
のことながら、前記ΔTの値、すなわち温度差が大きけ
れば大きいほど、異物の検出精度が向上するので、バイ
ブレーター8は配管1内の液体が十分振動して、配管1
の外部の熱を配管1内部から急速に奪うことができるほ
どの能力のものを用意しなければならない。もちろん配
管1を叩いたり、配管1に一時的に曲げ変形を与えた後
元にもどす時の振動を利用してもよい。また配管1の異
物検出部の固有振動数を利用し、比較的小さな振動を配
管1を印加して配管1を共振させて大きな効果を得るこ
ともできる。配管1を冷却して配管1の内面の異物を検
出する場合には、配管1内部から配管1に熱を与える
が、この場合にもできるだけ急速に熱を与えるように配
慮しなければならない。加熱器7は、赤外線ヒーターや
ドライヤー等既存の加熱器具を使用すればよい。また加
熱器による加熱時間は、配管1の加熱範囲、赤外線カメ
ラヘッド3をはじめとする赤外線カメラ2全体の性能、
配管1の管厚、内面の錆こぶ10等異物の発生状況(特に
異物の厚さ)および内部液体9のと外部の温度差等によ
り、錆こぶ10等異物を検出するのに適切な時間として経
験的に適宜設定すればよい。なお加熱器7による加熱の
他、雰囲気の熱や日射などによる加熱を利用することも
できる。また第1図に示した配管1の撮影範囲6の大き
さは、カメラヘッド3のレンズ4の視野、カメラヘッド
3をはじめとする赤外線カメラ2全体の性能(主として
解像度)、加熱器7の能力、配管1およびその周辺の状
況(配管設置位置の高さや障害物の有無など)および検
査速度等を総合的に判断して決めればよい。赤外線カメ
ラ2は通常の性能を備えていればよく、市販のもので可
能である。赤外線カメラ2の装置構成の1例を、第4図
に模式図で示す。以上の実施態様では、被検査物として
円筒状の配管1を取り上げて、その内面異物8の検出方
法について説明したが、被検査物は角筒状のもの、平板
状のものでもよく、同一原理によりその内面に存在する
異物を検出することができる。また被検査物は鋼板製の
ものに限らず、他の材質のものでもよい。
なお、本発明の配管内面異物検出方法は、配管内面の液
体が停滞して流れていない場合にもっとも有効である
が、流体が流れている場合でも配管から急速に熱を奪っ
たり、配管に急速に熱を与えたりする手法として有効で
ある。
[発明の効果] 本発明は上述のように構成されているので、つぎのよう
な効果を有する。
(1)モニターテレビ上の赤外線画像により、検査結果
が瞬時に把握できる。
(2)装置取り扱いのための資格が不要である。
(3)異物の検出が、遠隔の場所から非接触の撮影によ
りできるので、足場等が不要であるとともに、高温配管
の場合でも安全に検査できる。
(4)広い範囲を一度に検査できるので、全体の状況が
把握しやすいとともに、検査所要時間が短く、かつ労力
も少なくてすむための検査コストが安い。
(5)地上で検出作業ができるので、安全に検査作業が
できる。
(6)異物の位置および形状がはつきり表示される他、
異物の厚さが色の差として表示されるため、概略の異物
の厚さが検出可能であり、定量化も可能である。
(7)被検査配管を使用している状態で検査できる。
(8)被検査配管を切断したり、切開する必要がない。
(9)錆こぶやスケール等異物と配管の間に空気層があ
る場合にも、異物の検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の配管内面異物検出方法を示
す説明図、第2図は異物の検出原理を示す説明図、第3
図異物を検出した赤外線画像の1例を示す平面図、第4
図は赤外線カメラの装置構成の1例を示す模式図であ
る。 1……配管、1a……錆こぶの発生していない内面に対応
する配管外面、1b……錆こぶの発生している内面に対応
する配管外面、2……赤外線カメラ、3……カメラヘッ
ド、4……レンズ、5……カメラ本体、5a……モニター
テレビ、6……撮影範囲、7……加熱器、8……バイブ
レーター、9……液体、10……錆こぶ、11……同心円状
のパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−54151(JP,A) 化学工学協会第53回研究発表講演要旨集 (1988),腰原敏夫(外1名)「赤外線カ メラによる管減内診断技術」P.455

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配管を外面から加熱又は冷却した後、加熱
    又は冷却を停止して、その後、配管を振動させて、配管
    内壁と内部流体との間に相対的な動きを生じさせた状態
    で、配管の外面を赤外線カメラで撮影することにより、
    配管内面に接触して存在する異物を赤外線画像として検
    出することを特徴とする配管内面異物検出方法。
JP63161403A 1988-06-29 1988-06-29 配管内面異物検出方法 Expired - Fee Related JPH0663990B2 (ja)

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JP6372818B2 (ja) * 2014-06-13 2018-08-15 公立大学法人 滋賀県立大学 超音波を用いた赤外線欠陥検出システム

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6254151A (ja) * 1985-09-03 1987-03-09 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd サンドイツチ構造板の接着層の欠陥検出方法および装置

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化学工学協会第53回研究発表講演要旨集(1988),腰原敏夫(外1名)「赤外線カメラによる管減内診断技術」P.455

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