JPH0820422B2 - 既設配管用の非破壊探傷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、主として建物の既設配管の経年劣化によ
って生ずる欠陥、例えば比較的広範囲に生ずる減肉（管
肉厚の減少）、又は局部的に存在する割れ、潰食、孔食
などの傷を非破壊探査して建物更新等に伴なう設備配管
等の診断に供するための非破壊探傷装置に係り、さらに
いえば、既設配管を実用に供したまま高精度の探傷がで
きる構成に改良した既設配管用の非破壊探傷装置に関す
る。

従来の技術 設備配管等は、経年変化によりその内表面に欠陥を生
じ、この欠陥の成長により漏水や破損を生ずることがあ
り、使用箇所によっては甚大な被害をもたらす。そこ
で、そうした欠陥を探傷し診断するための技術が種々研
究されている。

例えば減肉欠陥は、各種の超音波式厚さ計により管外
部から容易にその状況を計測、探傷することができる。

また、局部的に存在する割れや潰食等の非破壊探傷法
としては、探触子を管体の外周面上に対して所定の走査
軌跡で移動させ、例えば欠陥を電磁誘導による渦電流の
変化（探傷データ）として把握し、その解析、記録を行
なうと共に探傷結果の出力を行なう構成の非破壊探傷装
置が開発されている（例えば特開昭61−62858号公報及
び実願昭61−112158号明細書及び図面に記載されたもの
参照）。

本発明が解決しようとする問題点 上記特開昭61−62858号公報に記載された探傷装置
は、管体の外周面へ軸方向にはめて固定されるリング状
の固定軌道、及び固定軌道の外周面上を周回するリング
状の回転軌道が主要をなす構成であるから、これらの固
定軌道及び回転軌道を軸方向にはめて設置できる管体、
例えば製造されたばかりで未だ実用に供されていない
か、又は管同士の接続が解かれ管端が露出している管体
の探傷にしか有効に使用できない。従って、既設の実用
に供されている設備配管については、配管機能を一時中
断させ、給水を停止して水抜きをしたあと配管の一部を
破壊するか接続を解き放して管端を露出させて探傷装置
を設置するほかはなく、この点が実用上の大きな問題点
となっている。

この点、実願昭61−112158号明細書及び図面に記載さ
れた既設配管用の探傷装置は、管体の所望位置へその横
方向から装着できるように半割り構造の構成とされてい
るので、既設配管の配管機能を活かしたままで探傷診断
ができる。しかし、この探傷装置は、探触子の走査軌跡
を一方向への連続回転となし、軸方向へは手送りする構
成とされているため、第１には探触子による探傷データ
の出力を配線接続に代るスリップリングで取り出すほか
はなく、このためブラシとスリップリングとの接触不良
による外乱、及び半割りとされたスリップリングの分割
箇所から混入する外乱が多く、探傷データが乱れて解析
がむずかしく、解析の品質、精度を得がたいという問題
点がある。第２に、軸方向への手送りはデータ化しがた
く、探傷データの読取り（パラメータ）に誤差を生じ易
いという問題点がある。

問題点を解決するための手段 上記従来技術の問題点を解決するための手段として、
この発明に係る既設配管用の非破壊探傷装置は、図面の
第１図〜第３図に好適な実施例を示したとおり、 管体の外周面上を所定の走査軌跡で探触子を移動さ
せ、これによって得られた探傷データの解析、記録を行
ない探傷結果を出力する非破壊探傷装置において、 ａ） 接触子１は二つ割型とした回転ハウジング２に設
置した。

ｂ） 前記回転ハウジング２は管体Ｐの管軸と平行に配
置したガイドロッド４上を横行移動自在となし、ガイド
ロッド４の両端は各々二つ割型のロータ３と連結した。

ｃ） 管体Ｐの外周面を抱持する二つ割型のリング状ホ
ルダ８を取付けた二つ割型のクランプ６、６は、前記左
右のロータ３、３′の両側位置に設置し、ロータ３、
３′はクランプ６、６の円形ガイド16、16に沿って回転
自在に組合せている。

ｄ） 前記左右のクランプ６、６に駆動部フレーム17を
支持せしめ、該駆動部フレーム17上にロータ３の回転駆
動部10及びその回転検出機構15と、前記回転ハウジング
２の横行駆動部９及びその横行位置検出機構14とを設置
して構成した。

作用 この探傷装置は、駆動部フレーム17の部分以外を二つ
割型に構成しているので、既設配管Ｐに対してはその任
意所望の位置に横方向から取付けることができ、配管機
能を活かしたまま探傷に使用することができる。

探触子１は、マイクロコンピュータ（CPU部）32によ
る駆動制御により管体Ｐの円周方向及び軸方向へモータ
ドライブによって所定の速度及びピッチで走査される。
よって、探傷データとの位置の整合性を得やすく、探傷
データの解析、記録を所定のプログラムで高精度に行な
うことができる。

また、探触子１の走査軌跡は管体Ｐの軸方向への移動
を主となし、円周方向へは刻み送りすると共に円周方向
への移動は好ましくは360゜以内の反転動作とすること
により、探触子１とその制御部及びCPU部32との接続は
リード線で行なうことが可能である。よって外乱の入ら
ない良質の探傷データを取り出すことができるのであ
る。

実施例 次に、図面に示した実施例を説明する。

図中Ｐが非破壊探傷の対象物たる管体（既設配管）で
あり、その外周面上に位置して例えば電磁誘導による渦
電流の変化で欠陥を見出す探触子１は、二つ割型の回転
ハウジング２に設置されている。リング状をなす回転ハ
ウジング２は、第２図中に示した分割線18のところで上
下に二つ割構造とされている。図中上側の回転ハウジン
グブロックに探触子１がコイルバネ型サスペンション1
9、19によって進退自在に設置されている。したがっ
て、探触子１は管体Ｐの外表面の不陸に対し柔軟に進退
して対応できるし、また、管体表面に一定の圧力で接触
される。

前記回転ハウジング２には、管体Ｐの管軸と平行に配
置した合計４本（但し、本数はこの限りではない）のガ
イドロッド４…が貫通されており、回転ハウジング２は
ガイドロッド４上を管軸方向に横行移動自在とされてい
る。

各ガイドロッド４…の両端は、やはり二つ割型のロー
タ３、３′と連結されている。第１図中左側のロータ
３′は単純な円板リング構造である。各ガイドロッド４
の左端部はこのロータ３′に貫通せしめ、その外側部分
にベアリングローラ５を回転自在に取付けて両者の連結
が行なわれている。第１図中右側のロータ３は、軸方向
に30mm位の長さをもつ円筒形状をなし、その内側のフラ
ンジ部3aに各ガイドロッド４の右端が連結されている。
そして、外側のフランジ部3bにベアリングローラ５が回
転自在に取付けられている。

左右のロータ３、３′は上記回転ハウジング２の分割
面18と共通な平面上に分割面を有する二つ割型に構成さ
れている。したがって、ガイドロッド４を介して連結さ
れた形の回転ハウジング２とロータ３、３′及びガイド
ロッド４…は２ブロックに分割され、目的の管体Ｐの所
望位置へその横方向から取付けることができるし、ま
た、用済後には自由に取外せる。管体Ｐへ横方向から取
付けた２つのブロックを正規の形に組合せたときは、例
えば第２図に示した硬質プラスチック製の止め具20でガ
イドロッド４と４同士を連結して組立て状態がきっちり
拘束される。

次に、上記左右のロータ３、３′を管体Ｐ上において
支持する左右のクランプ６、６は、第３図に示したよう
にピボット軸７を中心に回動する二つ割型に構成されて
いる。左右のクランプ６、６は、それぞれ管体Ｐの外径
と略同一の内径をもち管体Ｐの外周面を抱持する二つ割
型で合成樹脂製（但し、材質はこの限りではない）のリ
ング状ホルダ８を具備している。クランプ６を閉じると
リング状ホルダ８が管体Ｐの外周面を圧接しクランプ６
で固定する作用に寄与するのである。リング状ホルダ８
は、クランプ６に対しては管体Ｐの外径に適応する内径
のものに交換可能とされている。

二つ割型のクランプ６は、第３図に示したように開閉
自在な一対のクランプ片６′、６″から成り、その一方
のクランプ片６″の上端部には引張用のコイルバネ21を
組入れたフック22を取付け、他方のクランプ片６′の上
端部には受溝23を設け、閉じた一対のクランプ片６′、
６″同士はフック22を受溝23へ掛止めてがっちり拘束す
る構成とされている。

左右のクランプ６、６の中心部には、それぞれ前記ロ
ーラ３、３′に隣接して対峙する円筒形状をなし二つ割
型とされた円形ガイド16を有し、その内端部の段状に小
径とされたレール部24に、各ロータ３、３′のベアリン
グローラ５を乗せかけて両者の組立てが行なわれてい
る。つまり、左右のロータ３、３′及びこれらを連結し
たガイドロッド４…並びに回転ハウジング２は、クラン
プ６、６により、管体Ｐ上に同管体Ｐの中心を回転中心
として回転自在に支持されているのである。

左右のクランプ６、６のピボット軸７のところに、第
１図の正面方向に見て形状をなす駆動部フレーム17が
懸垂支持されている。

この駆動部フレーム17内には、まず回転フランジ２の
回転用モータ10が設置され、その出力ギヤ10aは減速歯
車列25を介してロータ３の従動歯車26と連結されてい
る。また、前記出力ギヤ10aと同一に回転する検出ギヤ1
0bが回転検出用のエンコーダ15の従歯車15aと連結され
ている。つまり、モータ10によってロータ３、ガイドロ
ッド４を通じて回転ハウジング２の回転を行なわしめ、
その回転角度はエンコーダ15にて検出し、もってCPU部3
2（第４図）による回転ハウジング２の回転の精密な自
動制御を可能ならしめるのである。

駆動部フレーム17内にはまた、回転ハウジング２の管
軸方向送り用モータ９も設置されている。該モータ９の
出力ギヤ9aは、送りねじ軸12の従歯車11と噛合わされて
いる。送りねじ軸12は、回転ハウジング２の横行ストロ
ーク（約300mm）を十分カバーする長さのものとして、
ガイドロッド４と平行に配置し、両端を軸受27、28で回
転自在に支持されている。

送りねじ軸12には、雌ねじ部材29aを介して送りガイ
ド29を取付け、送りガイド29は送りねじ軸12の回転方向
及び回転数に応じて一定のストローク往復移動する構成
とされている。送りガイド29は、送りねじ軸12及びガイ
ドロッド４と平行に配設した案内軸30に沿って往復移動
するものとされており、その上部の形受部にて回転ハ
ウジング２が保持されている。

つまり、モータ９により送りねじ軸12が回転駆動され
ると、雌ねじ部材29aとのねじ運動によって送りガイド2
9が案内軸30上を左右いずれかの向きに移動され、ひい
ては送りガイド29に保持された回転ハウジング２をガイ
ドロッド４に沿って管軸方向に横行移動させるのであ
る。

一方、前記出力ギヤ9aには送り検出用のエンコーダ14
の従歯車14aが噛合わされ、モータ９の回転方向と回転
数とに基いて回転ハウジング２の横行位置及び向きを検
出し、もってCPU部32によってそれらを高精度に自動制
御可能に構成されている。

つまり、第４図のCPU部32に予め入力されているプロ
グラムにより、例えばモータ９で回転ハウジング２を所
定ストローク横行移動させると、次にはモータ10で所定
方向に一定ピッチの刻み回転送りをかける。次にはモー
タ９で回転ハウジング２を逆方向へ横行移動させ、ま
た、モータ10で一定ピッチの回転送りをかけるという手
順のくり返しにより探触子１を管体Ｐの表面上で走査さ
せ、探傷データをとって解析、記録を行なうことができ
る。こうした探傷装置の制御系統及び探傷データ処理の
方式を示したものが第４図のブロック線図である。

本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであって、この
発明に係る既設配管用の探傷装置は、既設配管Ｐを実用
に供したままで簡単に非破壊探傷を行い探傷データが採
れると共に、その探傷データは外乱が一切混入しないも
のとして採取できるので、データとしての質が良く解析
が容易である。

しかも、探触子１は軸方向へも円周方向へもモータド
ライブによって高速移動されるから、探傷作業は全自動
化されており能率に優れるし、探触子１の位置と探傷デ
ータは全てCPU部32に合一に把握され整合性が確保され
るので、管体Ｐのどの位置にどのような欠陥が存在する
かの解析がリアルタイムに容易に高精度にでき、かつ記
録、表示することができるので、建物更新等に伴なう設
備配管類の診断に信頼できる情報を提供できるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る探傷装置を一部破断して示した
正面図、第２図は第１図のII−II矢視断面図、第３図は
第１図の右側面図、第４図は探傷装置のブロック線図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 達雄 東京都中央区銀座８丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 田村 格 京都府京都市右京区山ノ内御堂殿町13番地 の１ 株式会社エレクトロニクスキョート 内 (56)参考文献 特開 昭59−60257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−221655（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管体の外周面上を所定の走査軌跡で探触子
   を移動させ、これによって得られた探傷データの解析、
   記録を行ない探傷結果を出力する非破壊探傷装置におい
   て、 ａ） 接触子（１）は二つ割型とした回転ハウジング
   （２）に設置してあり、 ｂ） 前記回転ハウジング（２）は管体（Ｐ）の管軸と
   平行に配置したガイドロッド（４）上を横行移動自在と
   なし、ガイドロッド（４）の両端は各々二つ割型とした
   ロータ（３）（３′）と連結されており、 ｃ） 一方、管体（Ｐ）の外周面を抱持する二つ割型の
   リング状ホルダ（８）を取付けた二つ割型のクランプ
   （６）（６）は前記左右のロータ（３）（３′）の両側
   位置に設置し、ロータ（３）（３′）はクランプ（６）
   （６）の円形ガイド（16）（16）に沿って回転自在に組
   合せてあり、 ｄ） 前記左右のクランプ（６）（６）に駆動部フレー
   ム（17）を支持せしめ、該駆動部フレーム（17）上には
   ロータ（３）の回転駆動部（10）及び回転位置検出機構
   （15）と、前記回転ハウジング（２）の横行駆動部
   （９）及びその横行位置検出機構（14）とが設置されて
   いること、 を特徴とする既設配管用の非破壊探傷装置。