JPH11160295A - 配管検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】保温材で包囲された高温配管を超音波検査可能
として、プラント運転中であっても点検作業を実施す
る。 【解決手段】外周を保温材２で包囲された配管１にあっ
て、スペーサ３によって保温材２が配管１に間隙１ａを
有して係止されるとともに、配管外表面にあって、配管
内部を点検する超音波探触子４と、前記超音波探触子４
を保温材２と配管１の間隙１ａで移動する駆動手段６
と、前記駆動手段６の温度を調節する温度調整手段９
と、計測手段７と、制御手段８とを有し、アクチュエー
タを断熱ケースに封入冷却し高温配管でも超音波検査を
可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、保温材で囲われた
配管の検査手段に係わり、特には、配管が高温の状態で
使用されている期間中において保温材を撤去することな
く配管を検査するのに好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、発電プラントでは、配管などに割
れや減肉などの不具合が発生していないかを非破壊検査
するために、超音波探触子を用いた超音波検査法が広く
用いられている。

【０００３】この方法は、探触子を配管に押し付け走査
させながら超音波を配管内部に送信し、割れや配管内面
から反射する超音波を受信することで、外観からでは判
らない配管内部の健全性を確認する方法である。

【０００４】例えば原子力発電プラントの運転中、原子
炉圧力容器周りの温度は摂氏２５０度から摂氏３００度
となっている。

【０００５】さらに、プラントの熱損失を抑制し熱効率
を向上させるために原子炉圧力容器は隙間を介して保温
材に包まれている。

【０００６】このため、例えば原子炉が稼働中で、即ち
使用状態で高温となる原子炉圧力容器の検査装置とし
て、特公昭63−24854 号公報に記載のように、耐高温性
を持たせた軌道を予め原子炉圧力容器と保温材との隙間
に設置し、原子炉の運転を休止し原子炉圧力容器が常温
に近くなった温度環境で、超音波探触子等の検査手段を
備えた移動体を軌道に取り付けて移動体に装備した駆動
手段で軌道沿いに移動しつつ原子炉圧力容器をその検査
手段で検査することが知られている。

【０００７】使用状態では、高温となる配管にあって
は、その配管を検査するに先立ち、その配管が含まれる
プラントの運転を止めて配管を常温近くまで低下させ、
さらには、配管の検査部位を囲っている保温材を取り外
し、その後に駆動手段で配管の周方向と軸方向とに移動
できる超音波探触子を、その駆動手段毎配管に設置し、
その探触子を駆動手段で走査させながら配管を超音波で
検査する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように保温材で囲
われた高温状態の容器を検査するに際しては、検査手段
やその駆動手段が動作不良を起こさないように、プラン
トの運転を止めて常温に近い温度環境にせざる得ない。

【０００９】また、配管を検査対象とする場合には、更
に保温材を取り外す作業が必要であった。

【００１０】特に高い健全性の確保が要請されている原
子力発電プラントでは、配管や機器の検査のために、計
画的に一定期間プラントを休止させて定期検査を実施し
ている。

【００１１】検査環境温度の低下や保温材の取り外しな
どを待っていては一層のことプラントの休止期間を延長
する要素を生じる。

【００１２】プラントを休止させることは、プラントの
運転稼働率の低下を招きかねない課題を生じる。

【００１３】従って、本発明の目的は、プラントが運転
中であってもそのプラント内の配管に適用できる配管検
査装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ための第１手段は、検査機器と、検査機器を移動させる
駆動手段とを、配管とその保温手段との間の間隙に常備
してある配管検査装置であり、保温材の取り外しや、配
管への検査手段と駆動手段との据え付けを経過すること
なく、配管と保温手段との間隙空間内で検査機器を駆動
手段で移動させながら、検査機器で配管を検査できる。

【００１５】同じく第２手段は、第１手段において、前
記駆動手段に前記駆動手段の温度を調節する温度調整手
段を備えている配管検査装置であり、第１手段による作
用効果に加えて、温度調整手段で駆動手段を動作不良を
起こさない温度に維持し、高温環境下での検査手段の移
動を確実に成すという作用効果が得られる。

【００１６】同じく第３手段は、第２手段において、前
記検査機器として、超音波探触子と、前記超音波探触子
と配管との間にカップラントを供給するカップラント供
給手段とを有し、前記カップラント供給手段による前記
カップラントの供給口を、前記探触子の中央よりも前記
探触子の移動方向寄りに、前記供給口から出たカップラ
ントが前記探触子の下方に至る間に前記カップラントに
気泡が生じない前記探触子からの近さに配備してあるこ
とを特徴とする配管検査装置であり、第２手段による作
用効果に加えて、供給口から出されたカップラントが探
触子の移動によって探触子の下方に至っても、その至る
時間間隔内でカップラントが配管から受ける熱がカップ
ラントに気泡を発生するにまで至らず、探触子の下方の
カップラントが探触子から配管への超音波の伝達媒質と
して確実に機能するという作用効果が得られる。

【００１７】同じく第４手段は、第３手段において、前
記超音波探触子には、振動子と配管外表面との間に液体
の封入容器を有し、さらには前記封入容器内の前記液体
に対する加圧手段を設けることを特徴とする配管検査装
置であり、第３手段による作用効果に加えて、振動子か
ら発信した超音波は加圧された液体を伝搬して屈折して
配管に伝搬して送信されたり、その逆に受信されたりす
ることになるが、その液体は加圧されているから、配管
からの熱を受けても気泡が発生しにくく、気泡の発生に
よる超音波の送受信特性の劣化を防止できるという効果
が得られる。

【００１８】同じく第５手段は、第１手段から第４手段
までのいずれか一手段において、保温手段を配管に取り
付けるスペーサが通過できる空間をあけて前記配管周囲
沿いに沿った形状の本体と、前記本体に取り付けた検査
機器と、前記検査機器を移動させる駆動手段として、前
記本体を前記配管の軸方向に移動させる軸駆動手段及び
前記本体を前記配管の周囲に周方向に移動させる周駆動
手段と、を備えたことを特徴とする配管検査装置であ
り、第１手段から第４手段までのいずれか一手段による
作用効果に加えて、スペーサの位置と本体にあけられた
空間との周方向の位置が一致するように周駆動手段で本
体を回転させ、しかる後に、軸駆動手段で配管の軸沿い
に移動させると、その移動中に本体にあけた空間がスペ
ーサを通過して、その後に、周駆動手段と軸駆動手段で
検査手段の配管沿いの位置を変えて検査に従事すること
ができ、従って保温材と配管との間隙内に本体の移動の
障害となるスペーサが存在しても、そのスペーサとの干
渉を避けて通過して検査範囲を拡大できる。

【００１９】同じく第６手段は、第５手段において、軸
駆動手段を周方向に分散して本体に配備し、前記本体に
前記本体の姿勢を計測する姿勢計測手段を備え、前記姿
勢計測手段の計測結果に基づいて前傾側に分散している
前記軸駆動手段よりも後傾側に分散している前記軸駆動
手段を相対的に速度を速める制御を前記軸駆動手段に加
える姿勢安定制御手段を備えていることを特徴とする配
管検査装置であり、第５手段による作用効果に加えて、
本体の姿勢が傾斜した場合には、姿勢計測手段がその姿
勢を計測して、その計測結果を受けて、姿勢安定制御手
段が分散した軸駆動手段を駆動制御して本体を配管軸に
対して常に垂直に維持させ本体のスムーズな移動と、検
査手段の姿勢を正しい姿勢に維持させる効果が得られ
る。

【００２０】同じく第７手段は、第５手段又は第６手段
において、前記配管の既知の位置に超音波を表面波とし
て付与する送信子と、本体側に装備されて前記表面波を
受信する受信子と、前記既知の位置を基準にして前記受
信子による前記表面波の受信結果で測定した前記受信子
までの位置情報を加味して前記本体の配管上での位置を
計測する第１の位置計測手段を有することを特徴とする
配管検査装置であり、第５手段又は第６手段による作用
効果に加えて、既知の位置からの超音波信号を受けて本
体の位置を前記既知の位置を基準に正確に計測できると
いう作用効果が得られる。

【００２１】同じく第８手段は、第７手段において、周
駆動手段と軸駆動手段とに周駆動量と軸駆動量とから位
置を計測する第２の位置計測手段を備え、第１の位置計
測手段による計測結果から、前記第２の位置計測手段に
よる計測位置を校正する第１の校正手段を備えたことを
特徴とする配管検査装置であり、第７手段による作用効
果に加えて、本体を移動させる各駆動手段の駆動量から
計測される位置情報を既知の静止位置を基準にして計測
して得られた第１の計測手段による位置情報で校正し、
駆動量中に含まれる駆動スリップ量等に基づく計測誤差
にて生じる位置情報の累積誤差をなくし、位置計測の精
度を上げ、検査位置の位置評定精度を向上するという作
用効果が得られる。

【００２２】同じく第９手段は、第７手段又は第８手段
において、既知の位置に存在するスペーサの通過を検出
するスペーサ検出手段を本体に備え、前記スペーサ検出
手段の検出結果を受けて前記既知の位置に関する情報で
本体の配管上での軸方向の位置を校正する第２の校正手
段を備えたことを特徴とする配管検査装置であり、第７
手段又は第８手段による作用効果に加えて、スペーサ検
出手段でスペーサを検出してからスペーサの固定された
絶対位置の情報で計測した本体の配管軸方向の位置情報
を校正し、本体の配管軸方向の位置の精度を向上し、検
査位置の位置評定精度を一層向上するという作用効果が
得られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に説明する実施例は、原子力
発電プラントの保温材に被覆される高温配管の点検作業
を行う配管検査装置を提供しており、特にプラント運転
中高温となる配管であっても運転中に検査を継続可能と
し、運転中に配管が破壊に至る前にバルブ閉止やポンプ
あるいはプラントの停止等を行わせると共に、プラント
の安全性を損なうことなく休止中に配管の検査を実施
し、プラント休止中における検査項目ないしや工数を減
少させてプラント休止期間が極力短くなるようにしてい
る。

【００２４】検査手段としては超音波探傷装置が採用さ
れる。

【００２５】超音波探傷装置の超音波探触子が検査対象
の配管に接近させて用いられ、他の構成は超音波探触子
と電気的接続関係にあるものの高熱となる検査対象の配
管から離された遠隔地点に設置されている。

【００２６】超音波探傷装置は、超音波探触子の部分か
ら超音波を配管に伝搬させて検査領域からの反射波を超
音波探触子の部分で受信して、その受信波に基づく信号
を超音波探傷装置が分析して配管の傷や配管の管壁の減
肉状態などの状況を非破壊的に検査することができるも
のである。

【００２７】このような超音波探傷装置は既存のいかな
るものであっても良い。

【００２８】但し、検査対象の配管が高温となることを
考慮し、その高温環境下に接近する超音波探触子は、例
えば図３に示す特願平8−313337 号公報に記載の超音波
探触子４が採用される。この超音波探触子４は高いキュ
リー点単結晶振動子LiNbO₃（４ａ）とＬｉＮｂＯ₃ とほ
ぼ一致した熱膨張係数を持つ保護板４ｂとを重畳する構
成からなって、上記振動子４ａと保護板４ｂの接合面４
ｃにそれぞれ金薄膜層を形成した後、振動子４ａと保護
板４ｂの間にろう材を加熱溶融後、１０℃／分以下の冷
却速度で徐冷して振動子４ａと保護板４ｂを接合するこ
とで、摂氏３５０度の高温の被検体に対しても利用で
き、配管１の減肉監視やき裂の進展監視といったプラン
ト運転中の長時間の監視用センサとして使用できる。

【００２９】本発明に係る配管検査装置の最初の実施例
を図１，図２，図３，図４を用いて以下に説明する。

【００３０】図１にあって、本体５は、外周を保温材２
で包囲された配管１にあって、保温材２がスペーサ３に
よって配管１に間隙１ａを有して係止されるとともに、
配管外表面にあって、配管内部を点検する超音波探触子
４と、前記超音波探触子４を保温材２と配管１の間隙１
ａで移動する駆動手段６と、前記駆動手段６の温度を調
節する温度調整手段９と、計測手段７と、制御手段８と
を構成したものである。

【００３１】配管１には、その全周を塞がぬよう周方向
に間隔を開けてスペーサ３を装備し、スペーサ３は保温
材２を支持する。

【００３２】保温材２はさらにその外周を例えばアルミ
やステンレス材の薄板などによる外装板２ａで覆い、保
温材２を保護するとともに強度を持たせる。

【００３３】こうすることで、配管１の外周に周方向及
び軸方向にわたって配管１と保温材２の間隙１ａを形成
できる。

【００３４】本体５は、少なくとも前記間隙１ａ内に収
納される大きさとする。

【００３５】装置本体５ａは、配管１の周囲に嵌め合っ
て固定される軌道台座５ｂ上に周方向移動可能に取り付
けられる。

【００３６】好ましくは、軌道台座５ｂをばね（図示せ
ず）で支持する当て具５ｃを介して配管１に固定するこ
とで、配管１の熱膨張収縮による寸法変化を吸収し、台
座５ｂの固定を確実とし高温配管の検査に好適となる。

【００３７】また、図２に装置の部分詳細図を示す。

【００３８】図２の（Ａ）は装置本体５ａを横から見た
断面図、図２の（Ｃ）は装置本体５ａを上から見た断面
図である。

【００３９】装置本体５ａ内部にはモータ６ａとそれに
接続するピニオンギヤ６ｂを設けるとともに、前記ピニ
オンギヤ６ｂに噛合うよう軌道台座５ｂにラック５ｄを
設ける。

【００４０】こうして、モータ６ａを回転させピニオン
ギヤ６ｂを回転させることで本体５ａは軌道台座５ｂ上
の適切な位置に移動できる。

【００４１】さらに本体５ａは、軸方向へ伸ばしたアー
ム５ｅと、ボールねじ６ｃとこれに回転を与えるモータ
６ｄと、アーム５ｅに軸方向移動可能に取り付けられる
とともに、ボールねじ６ｃに嵌合しねじ上を摺動する軸
台座５ｆを備える（図２(Ｂ)参照）。

【００４２】したがって、モータ６ｄを回転させること
で、ボールねじ６ｃが回転し軸台座５ｆをアーム５ｅ上
の適切な位置に移動できる。

【００４３】なお、好ましくは各軸の駆動量を計測可能
とするためエンコーダ６ｅ，６ｆなどの位置計測器を各
軸に取り付けることで、精密な、より適切な駆動が可能
となる。

【００４４】また、軸台座５ｆには特願平8−313337 号
公報に示されるような高温用の超音波探触子（図３）が
ばね５ｇを介して支持されるので、配管が高温であって
も特別な冷却が不要なので、超音波探触子４を配管外表
面に適切に押し付けて走査可能となる。

【００４５】さらに超音波探触子４は、ジンバル機構５
ｈで支持しても良い。

【００４６】これにより、超音波探触子４の配管表面へ
の倣い性が向上し、超音波の配管内部への送受信が効率
よく実施できるので、検査の精度が良くなるので好適で
ある。

【００４７】また、装置本体５ａにあって、前述のモー
タ６ａ，６ｄやエンコーダ６ｅ，６ｆをまとめて断熱ケ
ース５ｉに収納し、この断熱ケース５ｉに外部から温度
調節手段９を接続する（図２(Ｄ)参照）。

【００４８】さらに言えば、モータ６ａ，６ｄとボール
ねじ６ｃやラック５ｄもしくはピニオンギヤ６ｂ、ある
いは駆動軸車輪の間には断熱材を用いることが望まし
い。

【００４９】温度調節手段９は装置制御部８ａからの駆
動信号に応じて、断熱ケース５ｉにクーラント９ａをポ
ンプ９ｃで供給するとともに、断熱ケース５ｉから回収
されるクーラント９ａは空冷設備９ｂで冷却され、排熱
されることで断熱ケース５ｉ内を冷却し、断熱ケース内
の機器が正常に機能するように維持する。

【００５０】モータ６ａ，６ｄなど電機部品では、雰囲
気の温度が上昇すると性能劣化が生じる場合があるが、
温度調節される断熱ケース５ｉに封入したので、外側の
雰囲気がそれら電機部品の機能が維持できない程の高温
であっても本来の性能で使用できる。

【００５１】さらに温度調節手段９は装置制御部８ａか
ら、クーラント供給用のポンプ９ｃの送りだし流量ある
いは空冷設備９ｂの空冷程度を調節できるので、信号処
理部８ｂは、装置制御部８ａにモータの発生トルク低下
など異常信号が発生した場合、装置制御部８ａを経由し
てクーラント９ａの供給量、あるいは排熱量を増減する
ことで、断熱ケース５ｉ内の温度を適切に調節できる。

【００５２】これにより駆動手段６に構成されるモータ
６ａ，６ｄなど部品の温度を適切に制御でき、装置の動
作を安定とし、検査の精度が良くなるので高温配管の検
査に好適である。

【００５３】さて、再び図１において、この超音波探触
子４は外部で計測手段７に接続され、さらに制御手段８
へと接続される。

【００５４】制御手段８は、計測手段７からの出力信号
が信号処理部８ｂを経由してプラント１０の運転制御部
８ｃよりプラント１０へ、例えばバルブ１０ａ及びポン
プ１０ｂへの運転制御信号を出力するよう構成してい
る。

【００５５】また計測手段７からの出力信号は、信号処
理部８ｂを経由して装置制御部８ａより本体５の駆動手
段６へ各軸の駆動信号を出力するようにも構成してい
る。

【００５６】配管１にき裂や減肉あるいは孔蝕が発生す
ると、超音波探触子４によってこれら不具合から反射す
る超音波信号が受信され、計測手段７での演算により検
出し、信号処理部８ｂで超音波探触子４の位置信号と照
合し、異状発生の種類や程度，位置を知ることができ、
配管１が破壊に至る前に微少なき裂や孔蝕の発生といっ
た予兆を捕えることが可能となる。

【００５７】こうして、運転中の配管１を検査できるの
で、異状配管の破壊、あるいは減肉の速度や分布といっ
た不具合発生の継続監視や、関連するバルブ１０ａ及び
ポンプ１０ｂを制御してプラント１０の運転状態を調整
したり停止させることでプラントの安全性を向上でき
る。

【００５８】さらに、これら配管の健全性を運転中に既
に確認しておくことができるので、プラントの安全性を
損なうことなく休止中に実施すべき検査工数を低減する
ことが可能となる。

【００５９】超音波探触子４には、カップラント供給手
段１０を有し、前記カップラント１０ａの供給ノズル４
ｄを探触子移動方向＋Ｘ，＋Θに設ける。

【００６０】カップラント供給手段１０は装置制御部８
ａからの駆動信号に応じて、超音波探触子４と配管１表
面との接触面にカップラント１０ａを供給する。

【００６１】通常、カップラント１０ａは超音波探触子
４からの超音波の配管内部への送受信を効率よく実施す
るために、たとえば水やグリセリンなどが用いられる
が、これらは高温配管では速やかに蒸発してしまうので
カップラントとしての効果がない。

【００６２】また高温下で用いられるカップラントとし
ては耐熱製剤入りグリセリンが知られているが、配管が
３００℃にもなると数分で気泡を発し蒸発してしまう。

【００６３】探触子と配管表面の接触面の隙間にあるカ
ップラント１０ａ中に気泡が発生すると超音波探触子４
からの超音波の配管内部への送受信特性上好ましくな
い。

【００６４】しかしながら、前記カップラント１０ａの
供給ノズル４ｄを探触子移動方向＋Ｘ，＋Θに設けてい
るので、超音波探触子４は常に供給されたばかりのまだ
気泡の発生していないカップラント４ｅの上に走査され
ることになる。

【００６５】このとき、余分なカップラントが探触子の
周りにあると、これらが加熱され発生する気泡の影響を
受けるので、たとえば探触子の周りを覆わないなどカッ
プラントを速やかに流失せしめる構成としても良い。

【００６６】さらに、超音波探触子４が配管上では配管
軸方向＋Ｘ，−Ｘと周方向＋Θ，−Θ合わせて高々４方
向にしか走査されないので、その４個所にカップラント
の供給ノズル４ｄを備えるとともに、カップラント供給
手段１０に供給ノズルの切替器１０ｂを設けて、探触子
移動方向のノズルからカップラントを供給させることが
望ましい。

【００６７】もっと言えば、ノズルを探触子の対角２個
所４ｄ，４ｆに設け、探触子移動方向（＋Ｘ，＋Θ）あ
るいは（−Ｘ，−Θ）に近いノズル４ｄあるいは４ｆか
らカップラント１０ａを供給させることを妨げるもので
はない。

【００６８】また、カップラント供給手段１０は装置制
御部８ａからの駆動信号に応じて、超音波探触子４と配
管１表面との接触面にカップラント１０ａをポンプ１０
ｃで供給するよう構成されている。

【００６９】そこで、計測手段７（図示しない）におい
て超音波探触子４からの超音波信号の強度が弱い場合、
信号処理部８ｂは装置駆動制御部８ａを経由してカップ
ラントの供給量をポンプ１０ｃを制御して増減させる信
号をカップラント供給手段１０へ出力してポンプ１０ｃ
によるカップラントの供給量を調整するようにしても良
い。

【００７０】これにより、超音波探傷の精度が良くなる
ので検査に好適である。

【００７１】こうして、運転中の高温配管を効率よく超
音波探傷検査できるので、異状配管の破壊、あるいは減
肉の速度や分布といった不具合発生の継続監視や、関連
するバルブ及びポンプを制御してプラントの運転状態を
調整したり停止させることでプラントの安全性を向上で
きる。

【００７２】さらに、これら配管の健全性を運転中に既
に確認しておくことができるので、プラントの安全性を
損なうことなく休止中に実施すべき検査工数を低減する
ことが可能となる。

【００７３】また、超音波探触子とし図１１（Ａ）に示
したものを用いても良い。

【００７４】図１１（Ａ）にあって、超音波探触子４に
は、振動子４ａと配管１外表面との間に液体４ｈの封入
容器４ｉを有し、前記液体４ｈを加圧する加圧手段４ｊ
を設けたものである。この加圧手段４ｊは、加圧ボンベ
から圧力を封入容器４ｉ内に供給する設備であっても、
液体４ｈを加圧して供給する設備であっても良い。

【００７５】前述のカップラントは探触子からの超音波
の配管内部への送受信を効率よく実施するために用いら
れるが、配管内部への送受信に用いられる超音波の種類
は、前記超音波探触子内の振動子特有の種類のままのも
のである。

【００７６】例えば前述の特願平8−313337 号に記載の
探触子（図３）は縦波ＷＬを発生する。

【００７７】しかしながら、検査の目的によっては横波
や表面波といった種類の超音波を用いて検査することが
行われており、縦波を発生させる振動子から別の種類，
横波や表面波を配管内部へ送受信する際には、通常、楔
型のシュー４ｋと呼ばれる屈折材を振動子と配管外表面
との間に用いることが多い（図１２参照）。

【００７８】一般にシュー４ｋには、加工し易さ，シュ
ー材中の音速が検査対象材中の音速よりも遅く超音波の
屈折角が大きいものが用いられ、アクリル材が通常よく
用いられている。

【００７９】しかしながら、運転中温度が３００℃にも
なると短時間でアクリルが焼け解けてしまうので、高温
配管で用いるシュー材としては好ましくない。例えば前
述の超音波探触子４で表面波ＷＳを送受信する場合で
は、少なくともシュー材は融点３００℃以上であって、
材中の音速が検査対象の鋼材の表面波の音速３０００ｍ
／ｓ以下のものを選ぶ必要がある。

【００８０】これには特殊な銅などの合金やセラミック
材が考えられるが一般的ではない。本発明では、超音波
探触子４には、振動子４ａと配管１外表面との間に液体
４ｈの封入容器４ｉを有しているので、適切な音速のも
のとして、液体４ｈとして例えば音速１５００ｍ／ｓで
ある水，音速１４００ｍ／ｓであるマシン油，音速１８
８０ｍ／ｓであるグリセリンを前記容器４ｉ内に供給し
て加圧状態に封入することで、好ましい屈折材として用
いることが可能となる。

【００８１】この際、高温配管によって液体４ｈが加熱
され沸騰し気泡を生じると超音波の送受信特性が劣化す
る恐れがあるが、前記封入容器４ｉは耐圧性材、例えば
銅やアルミ，鉄鋼材で製作することで、前記液体４ｈを
加圧する加圧手段４ｊ、ここでは、液体を与圧して封止
せしめておくだけでも良いのだが、前記加圧手段４ｊで
液体４ｈを加圧することで沸騰による気泡の発生を抑止
可能となる。

【００８２】こうして、運転中の高温配管を適切な種類
の超音波を用いて超音波探傷検査できるので、異状配管
の破壊、あるいは減肉の速度や分布といった不具合発生
の継続監視や、関連するバルブ及びポンプを制御してプ
ラントの運転状態を調整したり停止させることでプラン
トの安全性を向上できる。

【００８３】さらに、これら配管の健全性を運転中に既
に確認しておくことができるので、プラントの安全性を
損なうことなく休止中に実施すべき検査工数を低減する
ことが可能となる。

【００８４】さらに、本発明の他の実施例を図５，図
６，図７，図８を用いて説明する。

【００８５】保温材２を配管１に係止するスペーサ３は
配管外表面上に千鳥状に配列される。

【００８６】配管検査装置の本体の駆動手段６には、本
体を配管１の周方向に移動する周駆動手段６ｂと、配管
の軸方向に移動する軸駆動手段６ｃを有し、本体が前記
周及び軸駆動手段６及び超音波探触子４を保持するとと
もに配管１を挟持し自走する。本体５ａは円弧状のフレ
ームを有し、そのフレームで検査手段を支持している。

【００８７】図５において、すなわち、本体５ａは円弧
つまり一部を開口した環形状で構成され、配管１の軸方
向に駆動する車輪６ｃと、周方向に駆動する車輪６ｂと
を、各々少なくとも２個（６ｂと６ｇ，６ｃと６ｈ）備
える。

【００８８】好ましくは、各方向駆動輪を対向し配置す
ると、配管１を挟持した際に装置本体５ａが安定し、精
密な、より適切な駆動が可能となるので望ましい。

【００８９】図６に駆動手段の詳細を示す。

【００９０】これら車輪６ｇは各々ギヤなど伝達機構６
ｉを介してモータ６ｊに接続する。さらに各々車輪６ｇ
はエアシリンダ６ｋを介して本体５ａに昇降自在に支持
されるので、各エアシリンダ６ｋの伸縮駆動を制御する
ことによって軸駆動車輪、あるいは周駆動車輪を配管外
表面に押し付けることができる。

【００９１】したがって、図７（Ｂ）に示すごとく例え
ば軸駆動車輪６ｃ，６ｈに繋がるエアシリンダ６ｍを伸
長し本体５ａから配管１に降ろすとともに、周駆動車輪
６ｂ，６ｇに繋がるエアシリンダ６ｋを収縮し本体５ａ
へ引上げ、これらと接続するモータ６ｌを回転させこれ
ら車輪６ｃ，６ｈを駆動することで、本体５ａを配管の
軸方向の適切な位置に移動できる。

【００９２】同様に、図７（Ａ）のように、周駆動車輪
６ｂ，６ｇに繋がるエアシリンダ６ｋを伸長し本体５ａ
から配管１に降ろすとともに、軸駆動車輪６ｃ，６ｈに
繋がるエアシリンダ６ｍを収縮し本体５ａへ引上げ、こ
れらと接続するモータ６ｊを回転させこれら車輪６ｂ，
６ｇを駆動することで、本体５ａを配管１の周方向の適
切な位置に移動できる。

【００９３】好ましくは各軸の駆動量を計測可能とする
ためエンコーダなどの位置計測器６ｎを各軸に取り付け
ることで、精密な、より適切な駆動が可能となる。この
場合、図７（Ｃ）（Ｄ）のように、計測された車輪の駆
動量に基づいて装置本体の走行制御を正確に行えるの
で、配管１にベント部分１ａがあってもベントの内側及
び外側の車輪６ｃ及び６ｈの駆動量をベント１ａの曲率
に応じて各々調整することで、ベント配管１ａに沿った
走行が可能となる。

【００９４】もっと言えば、図５で示すように、本体に
幾つかの関節５ｒ，５ｊを設け、各関節にばね（図示し
ない）を配してリンク構造５ｋ，５ｌを構成すると、本
体の車輪６ｂ，６ｃ，６ｇ，６ｈを介して配管１を挟む
力が増大しより確実に車輪を押し付けでき、垂直配管の
軸方向走行であっても車輪がスリップすることなく精密
な、より適切な駆動が可能となる。

【００９５】また、本体５ａには、周方向に伸びた円弧
状アーム５ｍと、アーム５ｍ上を周方向に摺動する円弧
状の台座５ｎと台座５ｎにばね５ｏを介して支持される
超音波探触子４を備えるとともに、台座５ｎにラックを
設け、このラックに噛合うピニオンギヤ５ｐを介して接
続するモータ５ｑを本体５ａ内に設ける。

【００９６】これにより、車輪６ｂ，６ｃ，６ｇ，６ｈ
を駆動させ本体５ａを動かすことなく超音波探触子４を
走査することができ、車輪の駆動に伴うスリップ発生を
抑止でき精密な探傷検査が可能となる。

【００９７】一方、図８に示すように、保温材２を配管
１に係止するスペーサ３は配管外表面上に千鳥状に配列
３ａ，３ｂ、すなわち、ある軸位置で周方向の１個所に
配置し、円弧状本体５の一部開口部をスペーサ３が通過
できる大きさとすることで、装置本体５はスペーサ３が
あっても配管１の軸方向に移動できる(図８(Ｂ)参照)。

【００９８】こうして、装置が配管に沿って自走移動で
きるように構成したから、プラント運転中に行う検査範
囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検
査工数を低減することが可能となる。

【００９９】各駆動手段は、図６にみられるように、断
熱ケース５ｉ内に収められ、その断熱ケース５ｉ内には
温度調整手段が接続されている。即ち、温度調整手段と
しては図２の（Ｃ)(Ｄ）の図で示した構成と実質的に同
じであり、図２の（Ｃ)(Ｄ）の図を用いて説明すると、
図中のクーラント９ａがポンプ９ｃで図６（Ａ)(Ｂ）中
のクーラント受け入れ口Ａから断熱ケース５ｉに入り、
内部のモータ等の電機部品を冷却してクーラント排出口
Ｂから図２の（Ｃ)(Ｄ）の図中の空冷設備９ｂに出され
て冷却され、元に戻されるということを繰り返し行われ
る。これによって断熱ケース内の駆動手段は正常に機能
する。

【０１００】また、本体の傾きを抑制したい場合には、
以下の構成が図５から図８までの構成に付加される。

【０１０１】付加される構成を図９，図１０に基づいて
以下に説明する。

【０１０２】本体５には、それが挟持する配管１との傾
きを検出する本体姿勢計測手段７を有し、制御手段８に
は、本体５を配管１軸に対して垂直とする姿勢安定制御
手段８ｂを設ける。

【０１０３】すなわち、少なくとも本体５の周方向に２
個所で、さらに、各々本体の軸方向へずらした位置、例
えば本体両側面にコイルと、コイル内孔部に嵌合し摺動
する鉄心からなる差動変圧器７ａ，７ｂを配す一方で、
この鉄心はばね７ｃ，７ｄを介して本体５に固定すると
ともに、前記鉄心はロッド７ｅ，７ｆを介して配管１に
接触させる。

【０１０４】ロッド７ｅ，７ｆは常にばね７ｃ，７ｄに
よって配管へ押し付けられているが、本体５と配管の距
離変化にしたがって上下して前記鉄心のコイル中での相
対位置を変化させる。

【０１０５】これら差動変圧器７ａ，７ｂへ交流の励磁
電源を接続することで、コイルの中での鉄心の相対位置
変化に応じた交流起電力を得る。

【０１０６】予め本体側面にそれぞれ設けられた距離計
７ａ，７ｂ間の位置関係を知っておくことで、これら距
離計の検出距離の差から本体の配管に対する傾きを知る
ことができる。

【０１０７】ここで、前記ロッドの先端に車輪７ｇ，７
ｈを設けて配管１表面への倣い性を向上させても良く、
これは検出する距離の精度を向上させるので本体の姿勢
制御に好適である。

【０１０８】さらに、もっと言えば、本体の姿勢を配管
軸に対して垂直に安定するよう制御するのには本体の傾
きを知る必要はない。

【０１０９】図１０にあって、すなわち、姿勢安定制御
手段８ｂには、本体周方向の２個所にある、本体両側面
に設けた距離計の出力をそれぞれ減算器８ｄ，８ｅに接
続し、さらにこれら２つの減算器の出力を１つの減算器
８ｆに接続する。

【０１１０】そして、この出力を装置制御部８ａに入力
し、この入力にしたがって、装置制御部８ａがモータな
どの駆動手段６へ供給している駆動電源を調整するよう
に制御手段８が構成されている。

【０１１１】これによって、例えば本体の１個所が配管
に対して前傾（図１０中Ａ）すれば他方が後傾（図１０
中Ｂ）するが、前傾姿勢側では駆動輪６Ａに減速を、後
傾姿勢側では駆動輪６Ｂに加速を指令するので本体５の
姿勢を配管１軸に垂直とできる。

【０１１２】なお、計測手段７としては、レーザ干渉測
長器や機械接点式ゲージなどを用いても構わない。

【０１１３】こうして、円弧状の装置が配管に嵌合して
スムーズに自走移動できるよう、また、本体姿勢を安定
させ精度よく検査できるよう構成したから、プラント運
転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止
中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。

【０１１４】また、配管面上を車輪で移動する場合に
は、車輪の回転駆動量を用いて移動位置を計測すると車
輪のスリップ等で計測結果に狂いが生じ、正確な位置評
定が困難となる。

【０１１５】この困難性を克服するために、以下の構成
が図５から図８までの構成乃至は、図５から図８に図
９，図１０の構成を付加した上で更に付加される。

【０１１６】個々で新たに付加される構成を図１１，図
１２，図１３，図１４，図１５を用いて説明する。

【０１１７】複数のスペーサ３には、順次切替えられな
がら配管１外表面上を配管軸方向に表面波を送信する送
信子Ｔを備える一方、本体５側にも前記送信子Ｔに対向
し表面波を受信する受信子Ｒを備え、予め記録された送
信子Ｔの位置と、該送信子Ｔからの伝播距離Ｌの測定値
とから、本体５の配管１上での位置を計測する計測手段
７とを構成したものである。

【０１１８】すなわち、図１１（Ｂ）に示すように、ス
ペーサ３の内部に貫通して、配管表面に表面波を送受信
する超音波探触子Ｔを設ける。

【０１１９】この探触子並びにシューは耐高温性を有し
ており配管１に直接接触させても良いので、これらをス
ペーサ３の下端部へ埋設する。

【０１２０】なお、探触子Ｔをスペーサ３の上端部ある
いは保温材２の外側に設けて配管１表面までにステンレ
ス鋼材などの導波棒を配置しても良い。

【０１２１】これは探触子の耐高温性に余裕を生むため
高温配管への超音波の送受信に好適である。

【０１２２】また、高温での使用に鑑み、超音波を配管
に非接触で送受信する電磁超音波（ＥＭＡＴ）プローブ
を配管面に近付けても構わない。

【０１２３】さて、図１３のごとく、これらの探触子
（以下、送信子Ｔと呼ぶ）を備えるスペーサ３を配管１
に複数、好ましくは周方向にずらせながら千鳥状あるい
は螺旋状に配置（．．．，Ｔ(ｉ−１)，Ｔ(ｉ)，Ｔ(ｉ
＋１)，．．．）させて、外部で切替え器７ｉを介して
送信器７ｊと接続する。

【０１２４】送信器７ｊは送信子Ｔの振動子が超音波を
発生するようパルス電圧を発生し、前記切替え器７ｉで
順次送信子（．．．，Ｔ(ｉ−１)，Ｔ(ｉ)，Ｔ(ｉ＋
１)，．．．）との接続を切替えながら選択的にパルス
電圧を送信子Ｔに印加する。

【０１２５】これとともに装置本体５にも配管表面に表
面波を送受信する超音波探触子（以下、受信子Ｒと呼
ぶ）を設ける。

【０１２６】表面波は一般に強い指向性を有しており、
超音波の進行方向での広がりは数度程度である。

【０１２７】そこで、送信子Ｔ，受信子Ｒを互いに対向
するよう配管軸方向に平行に配置する。

【０１２８】次に、受信子Ｒを外部で受信器７ｋに接続
し、前記受信器７ｋには検波器７ｌを介して受信波有無
判定器７ｍに接続する。

【０１２９】さらに、受信波有無判定器７ｍはしきい値
設定器７ｎと接続されるとともに伝播距離測定器７ｏに
接続する。

【０１３０】受信子Ｒに超音波が受信されるとその振動
子によって受信超音波の振動エネルギーに応じた交流電
圧が発生するので、検波器７ｌを通して受信波形を得
る。

【０１３１】この波形を入力される受信波有無判定器７
ｍは、送信器７ｊの出力に適当にタイミングを取り、ま
た、出力に応じて受信波形を適当に増幅した後、しきい
値設定器７ｎで予め設定された電圧以上の入力があると
受信があったとして受信した波形を伝播距離測定器７ｏ
に出力する。

【０１３２】さらに、受信波有無判定器７ｎは切替え器
７ｊにも接続されており、ある送信子（ｉ−１番目）Ｔ
(ｉ−１)から送信された表面波の受信がなかったと判定
すると、送信器７ｊとの接続を次の送信子（ｉ番目）Ｔ
(ｉ)に切替えるよう切替え器７ｉに指示信号を入力す
る。前記切替え器７ｉは、マルチプレクサあるいはリレ
ーなどの切替え手段で構成されるので、受信波有無判定
器７ｍからの切替え指示信号に応じて送信器とある送信
子への接続を次の送信子に切替え可能である。

【０１３３】次に、伝播距離測定器７ｏは、受信波有無
判定器７ｍから入力された受信波形の例えばピーク波形
の受信時間Ｔｒｉと送信子のパルス電圧印可時間Ｔｔｉ
の時間差Ｔｔｉ−Ｔｒｉ、及び音速Ｖｓを用いて伝播距
離Ｌｉ＝Ｖｓ×（Ｔｔｉ−Ｔｒｉ）を測定する。

【０１３４】また、伝播距離測定器７ｏは、比較器７ｐ
へ接続され、前記比較器７ｐは送信子位置記録器７ｑに
接続する。

【０１３５】送信子位置記録器７ｑには、送信子あるい
はスペーサ（ｉ番目）Ｔ(ｉ)の配管軸方向の位置Ｘｉ，
周方向の位置Θｉが、送信子あるいはスペーサ毎のデー
タベースとして予め記録されている。

【０１３６】前記比較器７ｐは、伝播距離測定器７ｏか
ら対象の送信子（ｉ番目）Ｔ(ｉ)と、その送信子Ｔ(ｉ)
からの伝播距離Ｌｉを入力されると、そのｉ番目の送信
子位置情報Ｘｉ，Θｉを読出し、これと伝播距離Ｌｉと
を比較演算し受信子Ｒの位置情報を、配管軸方向の位置
Ｘｒ＝Ｘｉ＋Ｌｉ，周方向の位置Θｒ＝Θｉで算出す
る。

【０１３７】なお、好ましくは、受信子Ｒは本体に備わ
っており、受信子位置の本体との相対的な位置関係Ｘ
ｄ，Θｄは既知であるから、受信子位置情報Ｘｒ，θｒ
とから本体の位置情報Ｘｏ＝Ｘｒ＋Ｘｄ，Θｏ＝Θｒ＋
Θｄを算出するようにしても良い。さらに、比較器７ｐ
は表示器７ｒにも接続している。

【０１３８】したがって、前記受信子の位置情報、ある
いは本体の位置情報を表示することができる。

【０１３９】このように計測手段７を構成したので、図
１５の流れ図に示す手順によって装置の位置をスペーサ
という固定された構造物を基準として正確に測定可能と
なる。

【０１４０】こうして、装置の位置測定を行えるように
構成したから、保温材に包囲された高温配管の検査精度
が向上し、さらにプラント運転中に行う検査範囲あるい
は検査時間を拡大することができるので、休止中に実施
すべき検査工数を低減することが可能となる。

【０１４１】位置の測定に関し、図１６，図１７に示し
た以下の構成を採用しても良い。

【０１４２】装置にあって、本体５には、本体の配管上
での周及び軸方向位置を計測する計測手段６ｎを内蔵す
るとともに、前記計測手段の測定値を、予め記録された
送信子Ｔの位置と、該送信子からの伝播距離Ｌの測定値
とから算出した位置情報から、本体の配管上での周方向
位置を校正する計測手段７とを構成したものである。送
信子Ｔ，切替え器７ｉ，受信子Ｒ，受信器７ｋ，検波器
７ｌ，受信波有無判定器７ｍ，しきい値設定器７ｎ，伝
播距離測定器７ｏ，比較器７ｐ，送信子位置記録器７ｑ
の部分は前記載内容と重複するので説明を省略する。

【０１４３】さて、本体５の周及び軸方向駆動手段６
ｂ，６ｃに計測手段を、例えばエンコーダ６ｎをモータ
６ｊ出力軸に接続するなどして設けて、本体各軸の駆動
量を常時計測し積算することで、本体５の配管上での周
方向位置及び軸方向位置の測定値θｒ，ｘｒを得る（図
７(Ａ)，図６参照）。

【０１４４】前記駆動手段６ｂ，６ｃあるいは計測手段
６ｎは本体位置記録器７ｔに接続する。

【０１４５】本体位置記録器７ｔは、少なくとも随時書
込み読出し自在なメモリで構成されるので、前記駆動手
段６ｂ，６ｃあるいは計測手段６ｎから少なくとも本体
の配管上での周方向位置が入力されるとその測定値θｒ
を記録する。

【０１４６】一方、伝播距離測定器７ｏ及び送信子位置
記録器７ｑから接続されている比較器７ｐは、本体周位
置校正器７ｓに接続する。

【０１４７】前記比較器７ｐは、伝播距離測定器７ｏか
ら対象の送信子(ｉ−１番目)Ｔ（ｉ−１）と、その送信
子からの伝播距離Ｌ(ｉ−１)を入力されると、そのｉ−
１番目の送信子位置情報Ｘ(ｉ−１），Θ(ｉ−１)を読
出し、これと伝播距離Ｌ(ｉ−１）とを比較演算し受信
子の位置情報を、配管軸方向の位置Ｘｒ＝Ｘ(ｉ−１)＋
Ｌ(ｉ−１)で算出する。

【０１４８】これとともに、比較器７ｐは、送信子位置
記録器７ｑから次のｉ番目の送信子の位置情報Ｘｉ，Θ
ｉを読出して受信子の伝播距離の予測値ｌｉ＝Ｌ(ｉ−
１)＋（Ｘｉ―Ｘ(ｉ−１)）を算出し本体周位置校正器
７ｓへ出力する。

【０１４９】なお、ここでは簡単のために配管の周方向
走査、受信子の位置を装置の位置代表点として説明す
る。本体周位置校正器７ｓでは、既知である配管の半径
ｒと比較器からの入力Ｌｉ，ｌｉとから、受信子がｉ−
１番目からｉ番目の送信子と対向した位置に走査される
間に生じた配管周方向の測定誤差偏差ΔΘ(ｉ−１)＝
（√(Ｌｉ²−ｌｉ²))／ｒを算出する。

【０１５０】次に、本体位置記録器７ｔに記録されてい
る配管上での周方向位置の測定値Θ(ｉ−１)を読出し
て、受信子がｉ番目の送信子と対向した位置での本体の
周位置Θｉ＝Θ(ｉ−１)＋ΔΘ(ｉ−１)を算出し、周方
向の位置Θｒ＝Θｉを算出する。

【０１５１】さらに、本体周位置校正器７ｓは表示器７
ｒにも接続している。

【０１５２】したがって、前記本体の位置情報、あるい
は本体の位置情報を表示することができる。

【０１５３】表面波の指向性は数度と狭いのだが、一般
に送信子からの距離が大きくなると超音波の分布幅が広
くなり、周方向の位置測定の精度が劣化する。

【０１５４】また、装置内蔵のエンコーダを用いた位置
測定では、装置が長時間あるいは長距離自走する間に測
定精度が誤差の累積により劣化する。

【０１５５】しかし、上述のように位置計測手段を構成
したので、本体の配管上での誤差を適宜校正できるの
で、周方向位置Θｒの測定値θｒの精度を向上できる。

【０１５６】こうして、装置の周位置測定を正確に行え
るように構成したから、図１７の流れ図に示す手順によ
って送信子あるいはスペーサの配置が疎であっても保温
材に包囲された高温配管の検査精度が向上し、さらに、
プラント運転中に行う検査範囲を拡大することができる
ので、休止中に実施すべき検査工数を低減することが可
能となる。

【０１５７】さらにまた、図１８，図１９，図２０で示
し以下に説明する位置測定手段を採用しても良い。

【０１５８】本体５には、スペーサ３の通過を検出する
スペーサ検出手段７ｚを内蔵し、本体の配管上での周及
び軸方向位置を計測する計測手段６ｎを内蔵するととも
に、前記計測手段の測定値を、予め記録されたスペーサ
Ｔの位置と、該スペーサＴを本体５が通過したことの検
出情報から、本体の配管上での軸方向位置を校正する計
測手段７とを構成したものである。

【０１５９】送信子Ｔ，切替え器７ｉ，受信子Ｒ，受信
器７ｋ，検波器７ｌ，受信波有無判定器７ｍ，しきい値
設定器７ｎ，伝播距離測定器７ｏ，比較器７ｐ，送信子
位置記録器７ｑ，本体周位置校正器７ｓ，本体周位置記
録器７ｔの部分は前記載内容と重複するので説明を省略
する。

【０１６０】さて、図２０のように本体５の周方向の一
部開口部の両側にピックアップコイル７ｚを設け、交流
の励磁電源を接続する。

【０１６１】スペーサ３には通常鉄材などの磁性材を用
いるので、本体５がスペーサ３との衝突を回避し前記開
口部にスペーサ３が通過する際には、前記ピックアップ
コイル７ｚのインダクタンスが変化する。

【０１６２】したがって、これらのコイル電流を検出す
ることでスペーサ３の通過を検出できる。

【０１６３】好ましくは、スペーサ３が開口部に入る時
及び出る時がインダクタンスの変化が大きいので、各タ
イミング位置の中間位置を以ってスペーサ中心軸位置と
判定すると、スペーサ位置を精度よく検出できるので好
適である。

【０１６４】さらに、ピックアップコイル７ｚに替えて
前記開口部に光電管式スイッチを備えても構わない。

【０１６５】もっと言えば、機械式接触スイッチを用い
てスペーサ３との接触検出を以ってスペーサ通過の位置
を検出しても良い。

【０１６６】このようにスペーサ検出手段７ｚを構成す
る一方、図１８に示すごとく、本体５の周及び軸方向駆
動手段６ｂ，６ｃに計測手段を、例えばエンコーダ６ｎ
をモータ６ｊ出力軸に接続するなどして設けて、本体周
方向及び軸方向の駆動量を常時計測し積算することで、
本体５の配管上での周方向位置及び軸方向位置の測定値
θｒ，ｘｒを得る（図７(Ａ)，図６参照）。前記駆動手
段６ｂ，６ｃあるいは計測手段６ｎは本体周位置記録器
７ｔ及び軸位置記録器７ｖに接続する。

【０１６７】各本体位置記録器は、少なくとも随時書込
み読出し自在なメモリで構成されるので、前記駆動手段
あるいは計測手段から入力された本体の配管上での周方
向位置測定値θｒ及び軸方向位置測定値ｘｒがそれぞれ
記録される。

【０１６８】さらに、送信子位置記録器７ｑ（以下、ス
ペーサ位置記録器）とスペーサ検出手段７ｚが軸位置比
較器７ｘに接続し、軸位置比較器７ｘは本体軸位置校正
器７ｕに接続する。軸位置比較器７ｘは、前記スペーサ
検出手段７ｚからのｉ番目のスペーサ通過検出信号が入
力されると、本体軸さらには周位置記録器が記録してい
る本体の位置情報ｘｒ，θｒをもとにスペーサ位置記録
器７ｑに記録されているスペーサ位置情報Ｘｉ，Θｉを
読出し、本体軸位置校正器７ｕに出力する。次に、前記
本体軸位置校正器７ｕは、本体軸位置記録器７ｖに接続
されており、軸位置比較器７ｘからの入力Ｘｉで本体の
軸位置Ｘｒ＝Ｘｉを、また、本体軸位置記録器７ｖに記
録されている本体５の軸位置測定値ｘｒ＝Ｘｒを更新す
る。さらに、本体軸位置校正器７ｕは表示器７ｙにも接
続している。したがって、前記本体の軸及び周位置情報
を表示することができる。

【０１６９】表面波を用いた距離測定の精度は、配管の
表面性状やベント，エルボなど溶接部の影響で劣化す
る。また、装置内蔵のエンコーダを用いた位置測定で
は、装置が長時間あるいは長距離自走する間に測定精度
が誤差の累積により劣化する。

【０１７０】しかし、上述のように計測手段７を構成し
たので、本体の配管上での誤差を適宜校正できるので、
周方向及び軸方向位置Θｒ，Ｘｒの測定値θｒ，ｘｒの
精度を向上できる。

【０１７１】こうして、装置の周及び軸位置測定を正確
に行えるように構成したから、図１９の流れ図に示す手
順によって、送信子あるいはスペーサの配置が疎であっ
たり配管の表面性状やベント，エルボなどの影響を受け
る位置であっても保温材に包囲された高温配管の検査精
度が向上し、さらに、プラント運転中に行う検査範囲を
拡大することができるので、休止中に実施すべき検査工
数を低減することが可能となる。

【０１７２】以上の各実施例から明らかなように、請求
項１や請求項２に対応した具体的内容が実施例の中に以
下の様に盛り込まれている。

【０１７３】配管には、その全周を塞がぬよう周方向に
間隔を開けてスペーサを周配し、スペーサは保温材を支
持する。保温材はさらにその外周を例えばアルミやステ
ンレス材の薄板などによる外装板で覆い、保温材を保護
するとともに強度を持たせる。こうすることで、配管の
外周に周方向及び軸方向にわたって配管と保温材の間隙
を形成できる。装置は、少なくとも前記間隙内に収納さ
れる大きさとする。

【０１７４】装置本体は、配管の周囲に嵌め合って固定
される軌道台座上に周方向移動可能に取り付けられる。
好ましくは、軌道台座をばねで支持する当て具を介して
配管に固定することで、配管の熱膨張収縮による寸法変
化を吸収し、台座の固定を確実とし高温配管の検査に好
適となる。また、本体内部にはモータとそれに接続する
ピニオンギヤを設けるとともに、前記ピニオンギヤに噛
合うよう軌道台座にラックを設ける。こうして、モータ
を回転させピニオンギヤを回転させることで本体は軌道
台座上の適切な位置に移動できる。さらに本体は、軸方
向へ伸ばしたアームと、ボールねじとこれに回転を与え
るモータと、アームに軸方向移動可能に取り付けられる
とともに、ボールねじに嵌合しねじ上を摺動する軸台座
を備える。したがって、モータを回転させることで、ボ
ールねじが回転し軸台座をアーム上の適切な位置に移動
できる。なお、好ましくは各軸の駆動量を計測可能とす
るためエンコーダなどの位置計測器を各軸に取り付ける
ことで、精密な、より適切な駆動が可能となる。また、
軸台座には特願平8−313337 号に示されるような高温用
の超音波探触子がばねを介して支持されるので、配管が
高温であっても特別な冷却が不要なので、探触子を配管
外表面に適切に押し付けて走査可能となる。さらに探触
子は、ジンバル機構で支持しても良い。これにより、探
触子の配管表面への倣い性が向上し、超音波の配管内部
への送受信が効率よく実施できるので、検査の精度が良
くなるので好適である。また、装置本体にあって、前述
のモータやエンコーダをまとめて断熱ケースに収納し、
この断熱ケースに外部から温度調節手段を接続する。さ
らに言えば、モータとボールねじやラックもしくはピニ
オンギヤ、あるいは駆動軸車輪の間には断熱材を用いる
ことが望ましい。温度調節手段は装置制御部からの駆動
信号に応じて、断熱ケースにクーラントを供給するとと
もに、断熱ケースから回収されるクーラントの排熱を行
って断熱ケースを冷却する。モータなど電機部品では、
雰囲気の温度が上昇すると性能劣化が生じる場合がある
が、温度調節される断熱ケースに封入したので、装置の
雰囲気が高温であっても本来の性能で使用できる。さら
に温度調節手段は装置制御部から、クーラント供給量あ
るいは排熱量を調節できるので、信号処理部は、装置制
御部にモータの発生トルク低下など異常信号が発生した
場合、装置制御部を経由してクーラントの供給量、ある
いは排熱量を増減することで、断熱ケース内の温度を適
切に調節できる。これにより駆動手段に構成されるモー
タなど部品の温度を適切に制御でき、装置の動作を安定
とし、検査の精度が良くなるので高温配管の検査に好適
である。さて、この超音波探触子は外部で計測手段に接
続され、さらに制御手段へと接続される。制御手段は、
計測手段からの出力信号が信号処理部を経由してプラン
トの運転制御部よりプラントへ、例えばバルブ及びポン
プへの運転制御信号を出力するよう構成している。また
計測手段からの出力信号は、信号処理部を経由して装置
制御部より装置の駆動手段へ各軸の駆動信号を出力する
ようにも構成している。配管にき裂や減肉あるいは孔蝕
が発生すると、超音波探触子によってこれら不具合から
反射する超音波信号が受信され、計測手段での演算によ
り検出し、信号処理部で探触子の位置信号と照合し、異
状発生の種類や程度，位置を知ることができ、配管が破
壊に至る前に微少なき裂や孔蝕の発生といった予兆を捕
えることが可能となる。こうして、運転中の高温配管を
検査できるので、異状配管の破壊、あるいは減肉の速度
や分布といった不具合発生の継続監視や、関連するバル
ブ及びポンプを制御してプラントの運転状態を調整した
り停止させることでプラントの安全性を向上できる。さ
らに、これら配管の健全性を運転中に既に確認しておく
ことができるので、プラントの安全性を損なうことなく
休止中に実施すべき検査工数を低減することが可能とな
る。

【０１７５】さらに、請求項３に対応した具体的内容が
実施例の中に以下のよに盛り込まれている。

【０１７６】カップラント供給手段は装置制御部からの
駆動信号に応じて、探触子と配管表面との接触面にカッ
プラントを供給する。通常、カップラントは探触子から
の超音波の配管内部への送受信を効率よく実施するため
に、たとえば水やグリセリンなどが用いられるが、これ
らは高温配管では速やかに蒸発してしまうのでカップラ
ントとしての効果がない。また高温下で用いられるカッ
プラントとしては耐熱製剤入りグリセリンが知られてい
るが、配管が３００℃にもなると数分で気泡を発し蒸発
してしまう。探触子と配管表面の接触面の隙間にあるカ
ップラント中に気泡が発生すると探触子からの超音波の
配管内部への送受信特性上好ましくない。しかしなが
ら、前記カップラントの供給ノズルを探触子移動方向に
設けているので、探触子は常に供給されたばかりのまだ
気泡の発生していないカップラントの上に走査されるこ
とになる。このとき、余分なカップラントが探触子の周
りにあると、これらが加熱され発生する気泡の影響を受
けるので、たとえば探触子の周りを覆わないなどカップ
ラントを速やかに流失せしめる構成としても良い。さら
に、探触子が配管上では配管軸方向と周方向合わせて高
々４方向にしか走査されないので、その４個所にカップ
ラントの供給ノズルを備えるとともに、カップラント供
給手段に供給ノズルの切替器を設けて、探触子移動方向
のノズルからカップラントを供給させることが望まし
い。もっと言えば、ノズルを探触子の対角２個所に設
け、探触子移動方向に近いノズルからカップラントを供
給させることを妨げるものではない。また、カップラン
ト供給手段は装置制御部からの駆動信号に応じて、探触
子と配管表面との接触面にカップラントを供給するよう
構成されている。そこで、計測手段において探触子から
の超音波信号の強度が弱い場合、信号処理部は装置駆動
制御部を経由してカップラントの供給量を増減させる信
号をカップラント供給部へ出力するようにしても良い。
これにより、超音波探傷の精度が良くなるので検査に好
適である。

【０１７７】こうして、運転中の高温配管を効率よく超
音波探傷検査できるので、異状配管の破壊、あるいは減
肉の速度や分布といった不具合発生の継続監視や、関連
するバルブ及びポンプを制御してプラントの運転状態を
調整したり停止させることでプラントの安全性を向上で
きる。さらに、これら配管の健全性を運転中に既に確認
しておくことができるので、プラントの安全性を損なう
ことなく休止中に実施すべき検査工数を低減することが
可能となる。

【０１７８】さらに、請求項４に対応した具体的内容が
実施例の中に以下のよに盛り込まれている。

【０１７９】前述のカップラントは探触子からの超音波
の配管内部への送受信を効率よく実施するために用いら
れるが、配管内部への送受信に用いられる超音波の種類
は、前記超音波探触子内の振動子特有の種類のままのも
のである。例えば前述の特願平8−313337 号に記載の探
触子は縦波を発生する。しかしながら、検査の目的によ
っては横波や表面波といった種類の超音波を用いて検査
することが行われており、縦波を発生させる振動子から
別の種類、横波や表面波を配管内部への送受信の際に
は、通常、楔型のシューと呼ばれる屈折材を振動子と配
管外表面との間に用いることが多い。一般にシューに
は、加工し易さ、シュー材中の音速が検査対象材中の音
速よりも遅く超音波の屈折角が大きいものが用いられ、
アクリル材が通常よく用いられている。しかしながら、
運転中温度が３００℃にもなると短時間でアクリルが焼
け解けてしまうので、高温配管で用いるシュー材として
は好ましくない。例えば前述の探触子で表面波を送受信
する場合では、少なくともシュー材は融点３００℃以上
であって、材中の音速が検査対象の鋼材の表面波の音速
３０００ｍ／ｓ以下のものを選ぶ必要がある。これには
特殊な銅などの合金やセラミック材が考えられるが一般
的ではない。本発明では、超音波探触子には、振動子と
配管外表面との間に液体の封入容器を有しているので、
適切な音速のものとして、例えば音速１５００ｍ／ｓで
ある水，音速１４００ｍ／ｓであるマシン油，音速１８
８０ｍ／ｓであるグリセリンを前記容器内に供給するこ
とで、好ましい屈折材として用いることが可能となる。
この際、高温配管によって液体が加熱され沸騰し気泡を
生じると超音波の送受信特性が劣化する恐れがあるが、
前記封入容器は耐圧性材、例えば銅やアルミ，鉄鋼材で
製作することで、前記液体を加圧する加圧手段、ここで
は、液体を与圧して封止せしめておくだけでも良いのだ
が、前記加圧手段で液体を加圧することで沸騰による気
泡の発生を抑止可能となる。

【０１８０】こうして、運転中の高温配管を適切な種類
の超音波を用いて超音波探傷検査できるので、異状配管
の破壊、あるいは減肉の速度や分布といった不具合発生
の継続監視や、関連するバルブ及びポンプを制御してプ
ラントの運転状態を調整したり停止させることでプラン
トの安全性を向上できる。さらに、これら配管の健全性
を運転中に既に確認しておくことができるので、プラン
トの安全性を損なうことなく休止中に実施すべき検査工
数を低減することが可能となる。

【０１８１】さらに、請求項５に対応した具体的内容が
実施例の中に以下のよに盛り込まれている。

【０１８２】すなわち、本体は円弧つまり一部を開口し
た環形状で構成され、配管の軸方向に駆動する車輪と、
軸方向に駆動する車輪とを、各々少なくとも２個備え
る。好ましくは、各方向駆動輪を対向し配置すると、配
管を挟持した際に装置本体が安定し、精密な、より適切
な駆動が可能となるので望ましい。これら車輪は各々ギ
ヤなど伝達機構を介してモータに接続する。さらに各々
車輪はエアシリンダを介して本体に昇降自在に支持され
るので、各エアシリンダの伸縮駆動を制御することによ
って軸駆動車輪、あるいは周駆動車輪を配管外表面に押
し付けることができる。したがって、例えば軸駆動車輪
に繋がるエアシリンダを伸長し本体から配管に降ろすと
ともに、周駆動車輪に繋がるエアシリンダを収縮し本体
へ引上げ、これらと接続するモータを回転させこれら車
輪を駆動することで、本体を配管の軸方向の適切な位置
に移動できる。同様に、周駆動車輪に繋がるエアシリン
ダを伸長し本体から配管に降ろすとともに、軸駆動車輪
に繋がるエアシリンダを収縮し本体へ引上げ、これらと
接続するモータを回転させこれら車輪を駆動すること
で、本体を配管の周方向の適切な位置に移動できる。好
ましくは各軸の駆動量を計測可能とするためエンコーダ
などの位置計測器を各軸に取り付けることで、精密な、
より適切な駆動が可能となる。この場合、計測された車
輪の駆動量に基づいて装置本体の走行制御を正確に行え
るので、配管にベント部分があってもベントの内側及び
外側の車輪の駆動量をベントの曲率に応じて各々調整す
ることで、ベント配管に沿った走行が可能となる。もっ
と言えば、本体に幾つかの関節を設け、各関節にばねを
配してリンク構造を構成すると、本体の車輪を介して配
管を挟む力が増大しより確実に車輪を押し付けでき、垂
直配管の軸方向走行であっても車輪がスリップすること
なく精密な、より適切な駆動が可能となる。

【０１８３】また、本体には、周方向に伸びた円弧状ア
ームと、アーム上を周方向に摺動する円弧状の台座と台
座にばねを介して支持される探触子を備えるとともに、
台座にラックを設け、このラックに噛合うピニオンギヤ
を介して接続するモータを本体内に設ける。これによ
り、車輪を駆動させ本体を動かすことなく探触子を走査
することができ、車輪の駆動に伴うスリップ発生を抑止
でき精密な探傷検査が可能となる。

【０１８４】一方、保温材を配管に係止するスペーサは
配管外表面上に千鳥状に配列、すなわち、ある軸位置で
周方向の１個所に配置し、円弧状本体の一部開口部をス
ペーサが通過できる大きさとすることで、装置本体はス
ペーサがあっても配管の軸方向に移動できる。

【０１８５】こうして、装置が配管に沿って自走移動で
きるように構成したから、プラント運転中に行う検査範
囲を拡大することができるので、休止中に実施すべき検
査工数を低減することが可能となる。

【０１８６】また、請求項６に対応した具体的内容が実
施例の中に以下のよに盛り込まれている。

【０１８７】すなわち、少なくとも本体の周方向に２個
所で、さらに、各々本体の軸方向へずらした位置、例え
ば本体両側面にコイルと、コイル内孔部に嵌合し摺動す
る鉄心からなる差動変圧器を配す一方で、この鉄心はば
ねを介して本体に固定するとともに、前記鉄心はロッド
を介して配管に接触させる。ロッドは常にばねによって
配管へ押し付けられているが、本体と配管の距離変化に
したがって上下して前記鉄心のコイル中での相対位置を
変化させる。これら差動変圧器へ交流の励磁電源を接続
することで、コイルの中での鉄心の相対位置変化に応じ
た交流起電力を得る。予め本体側面にそれぞれ設けられ
た距離計間の位置関係を知っておくことで、これら距離
計の検出距離の差から本体の配管に対する傾きを知るこ
とができる。ここで、前記ロッドの先端に車輪を設けて
配管表面への倣い性を向上させても良く、これは検出す
る距離の精度を向上させるので本体の姿勢制御に好適で
ある。さらに、もっと言えば、本体の姿勢を配管軸に対
して垂直に安定するよう制御するのには本体の傾きを知
る必要はない。すなわち、姿勢安定制御手段には、本体
周方向の２個所にある、本体両側面に設けた距離計の出
力をそれぞれ減算器に接続し、さらにこれら２つの減算
器の出力を１つの減算器に接続する。そして、この出力
を装置制御部に入力し、この入力にしたがって、装置制
御部がモータなどの駆動手段へ供給している駆動電源を
調整するように制御手段が構成されている。これによっ
て、例えば本体の一個所が配管に対して前傾すれば他方
が後傾するが、前傾姿勢側では駆動輪に減速を、後傾姿
勢側では加速を指令するので装置の姿勢を配管軸に垂直
とできる。なお、距離計としては、レーザ干渉測長器や
機械接点式ゲージなどを用いても構わない。

【０１８８】こうして、円弧状の装置が配管に嵌合して
スムーズに自走移動できるよう、また、本体姿勢を安定
させ精度よく検査できるよう構成したから、プラント運
転中に行う検査範囲を拡大することができるので、休止
中に実施すべき検査工数を低減することが可能となる。

【０１８９】また、請求項７に対応した具体的内容が実
施例の中に以下の様に盛り込まれている。

【０１９０】すなわち、スペーサの内部に貫通して、配
管表面に表面波を送受信する超音波探触子を設ける。こ
の探触子並びにシューは耐高温性を有しており配管に直
接接触させても良いので、これらをスペーサの下端部へ
埋設する。なお、探触子をスペーサの上端部あるいは保
温材の外側に設けて配管表面までにステンレス鋼材など
の導波棒を配置しても良い。これは探触子の耐高温性に
余裕を生むため高温配管への超音波の送受信に好適であ
る。また、高温での使用に鑑み、超音波を配管に非接触
で送受信する電磁超音波（ＥＭＡＴ）プローブを配管面
に近付けても構わない。さて、これらの探触子（以下、
送信子と呼ぶ）を備えるスペーサを配管に複数、好まし
くは周方向にずらせながら千鳥状あるいは螺旋状に配置
させて、外部で切替え器を介して送信器と接続する。送
信器は送信子の振動子が超音波を発生するようパルス電
圧を発生し、前記切替え器で順次送信子との接続を切替
えながら選択的にパルス電圧を送信子に印加する。これ
とともに装置本体にも配管表面に表面波を送受信する超
音波探触子（以下、受信子と呼ぶ）を設ける。表面波は
一般に強い指向性を有しており、超音波の進行方向での
広がりは数度程度である。そこで、送信子，受信子を互
いに対向するよう配管軸方向に平行に配置する。次に、
受信子を外部で受信器に接続し、前記受信器には検波器
を介して受信波有無判定器に接続する。さらに、受信波
有無判定器はしきい値設定器と接続されるとともに伝播
距離測定器に接続する。受信子に超音波が受信されると
その振動子によって受信超音波の振動エネルギーに応じ
た交流電圧が発生するので、検波器を通して受信波形を
得る。この波形を入力される受信波有無判定器は、送信
器の出力に適当にタイミングを取り、また、出力に応じ
て受信波形を適当に増幅した後、しきい値設定器で予め
設定された電圧以上の入力があると受信があったとして
受信した波形を伝播距離測定器に出力する。さらに、受
信波有無判定器は切替え器にも接続されており、ある送
信子（ｉ−１番目）から送信された表面波の受信がなか
ったと判定すると、送信器との接続を次の送信子(ｉ番
目)に切替えるよう切替え器に指示信号を入力する。前
記切替え器は、マルチプレクサあるいはリレーなどの切
替え手段で構成されるので、受信波有無判定器からの切
替え指示信号に応じて送信器とある送信子への接続を次
の送信子に切替え可能である。次に、伝播距離測定器
は、受信波有無判定器から入力された受信波形の例えば
ピーク波形の受信時間Ｔｒｉと送信子のパルス電圧印加
時間Ｔｔｉの時間差Ｔｔｉ−Ｔｒｉ、及び音速Ｖｓを用
いて伝播距離Ｌｉ＝Ｖｓ×（Ｔｔｉ−Ｔｒｉ）を測定す
る。また、伝播距離測定器は、比較器へ接続され、前記
比較器は送信子位置記録器に接続する。送信子位置記録
器には、送信子あるいはスペーサ（ｉ番目）の配管軸方
向の位置Ｘｉ、周方向の位置Θｉが、送信子あるいはス
ペーサ毎のデータベースとして予め記録されている。前
記比較器は、伝播距離測定器から対象の送信子（ｉ番
目）と、その送信子からの伝播距離Ｌｉを入力される
と、そのｉ番目の送信子位置情報Ｘｉ，Θｉを読出し、
これと伝播距離Ｌｉとを比較演算し受信子の位置情報
を、配管軸方向の位置Ｘｒ＝Ｘｉ＋Ｌｉ，周方向の位置
Θｒ＝Θｉで算出する。なお、好ましくは、受信子は本
体に備わっており、受信子位置の本体との相対的な位置
関係Ｘｄ，Θｄは既知であるから、受信子位置情報Ｘ
ｒ，θｒとから本体の位置情報Ｘｏ＝Ｘｒ＋Ｘｄ，Θｏ
＝Θｒ＋Θｄを算出するようにしても良い。さらに、比
較器は表示器にも接続している。したがって、前記受信
子の位置情報、あるいは本体の位置情報を表示すること
ができる。このように位置計測手段を構成したので、装
置の位置をスペーサという固定された構造物を基準とし
て正確に測定可能となる。

【０１９１】こうして、装置の位置測定を行えるように
構成したから、保温材に包囲された高温配管の検査精度
が向上し、さらにプラント運転中に行う検査範囲あるい
は検査時間を拡大することができるので、休止中に実施
すべき検査工数を低減することが可能となる。

【０１９２】また、請求項８に対応した具体的内容が実
施例の中に以下のように盛り込まれている。

【０１９３】前述の送信子，切替え器，受信子，受信
器，検波器，受信波有無判定器，しきい値設定器，伝播
距離測定器，比較器，送信子位置記録器の部分は前記載
内容と重複するので説明を省略する。

【０１９４】さて、本体の周及び軸方向駆動手段に計測
手段を、例えばエンコーダをモータ出力軸に接続するな
どして設けて、本体各軸の駆動量を常時計測し積算する
ことで、本体の配管上での周方向位置及び軸方向位置の
測定値θｒ，ｘｒを得る。前記駆動手段あるいは計測手
段は本体位置記録器に接続する。本体位置記録器は、少
なくとも随時書込み読出し自在なメモリで構成されるの
で、前記駆動手段あるいは計測手段から少なくとも本体
の配管上での周方向位置が入力されるとその測定値θｒ
を記録する。一方、伝播距離測定器及び送信子位置記録
器から接続されている比較器は、本体周位置校正器に接
続する。前記比較器は、伝播距離測定器から対象の送信
子（ｉ−１番目）と、その送信子からの伝播距離Ｌ(ｉ
−１)を入力されると、そのｉ−１番目の送信子位置情
報Ｘ(ｉ−１)，Θ(ｉ−１)を読出し、これと伝播距離Ｌ
(ｉ−１)とを比較演算し受信子の位置情報を、配管軸方
向の位置Ｘｒ＝Ｘ(ｉ−１)＋Ｌ(ｉ−１)で算出する。こ
れとともに、比較器は、送信子位置記録器から次のｉ番
目の送信子の位置情報Ｘｉ，Θｉを読出して受信子の伝
播距離の予測値ｌｉ＝Ｌ(ｉ−１)＋(Ｘｉ―Ｘ(ｉ−１))
を算出し本体周位置校正器へ出力する。なお、ここでは
簡単のために配管の周方向走査、受信子の位置を装置の
位置代表点として説明する。本体周位置校正器では、既
知である配管の半径ｒと比較器からの入力Ｌｉ，ｌｉと
から、受信子がｉ−１番目からｉ番目の送信子と対向し
た位置に走査される間に生じた配管周方向の測定誤差偏
差ΔΘ(ｉ−１)＝(√(Ｌｉ²−ｌｉ²))／ｒを算出する。
次に、本体位置記録器に記録されている配管上での周方
向位置の測定値Θ(ｉ−１)を読出して、受信子がｉ番目
の送信子と対向した位置での本体の周位置Θｉ＝Θ(ｉ
−１)＋ΔΘ(ｉ−１)を算出し、周方向の位置Θｒ＝Θ
ｉを算出する。さらに、本体周位置校正器は表示器にも
接続している。したがって、前記本体の位置情報、ある
いは本体の位置情報を表示することができる。表面波の
指向性は数度と狭いのだが、一般に送信子からの距離が
大きくなると超音波の分布幅が広くなり、周方向の位置
測定の精度が劣化する。また、装置内蔵のエンコーダを
用いた位置測定では、装置が長時間あるいは長距離自走
する間に測定精度が誤差の累積により劣化する。しか
し、上述のように位置計測手段を構成したので、本体の
配管上での誤差を適宜校正できるので、周方向位置Θｒ
の測定値θｒの精度を向上できる。

【０１９５】こうして、装置の周位置測定を正確に行え
るように構成したから、送信子あるいはスペーサの配置
が疎であっても保温材に包囲された高温配管の検査精度
が向上し、さらに、プラント運転中に行う検査範囲を拡
大することができるので、休止中に実施すべき検査工数
を低減することが可能となる。

【０１９６】また、請求項９に対応した具体的内容が実
施例の中に以下の様に盛り込まれている。

【０１９７】前述の送信子，切替え器，受信子，受信
器，検波器，受信波有無判定器，しきい値設定器，伝播
距離測定器，比較器，送信子位置記録器，本体周位置校
正器，本体周位置記録器の部分は前記載内容と重複する
ので説明を省略する。

【０１９８】さて、本体の周方向の一部開口部の両側に
ピックアップコイルを設け、交流の励磁電源を接続す
る。スペーサには通常鉄材などの磁性材を用いるので、
装置がスペーサとの衝突を回避し前記開口部にスペーサ
が通過する際には、前記ピックアップコイルのインダク
タンスが変化する。したがって、これらのコイル電流を
検出することでスペーサの通過を検出できる。好ましく
は、スペーサが開口部に入る時及び出る時がインダクタ
ンスの変化が大きいので、各タイミング位置の中間位置
を以ってスペーサ中心軸位置と判定すると、スペーサ位
置を精度よく検出できるので好適である。さらに、ピッ
クアップコイルに替えて前記開口部に光電管式スイッチ
を備えても構わない。もっと言えば、機械式接触スイッ
チを用いてスペーサとの接触検出を以ってスペーサ通過
の位置を検出しても良い。このようにスペーサ検出手段
を構成する一方、本体の周及び軸方向駆動手段に計測手
段を、例えばエンコーダをモータ出力軸に接続するなど
して設けて、本体周方向及び軸方向の駆動量を常時計測
し積算することで、本体の配管上での周方向位置及び軸
方向位置の測定値θｒ，ｘｒを得る。前記駆動手段ある
いは計測手段は本体周位置記録器及び軸位置記録器に接
続する。各本体位置記録器は、少なくとも随時書込み読
出し自在なメモリで構成されるので、前記駆動手段ある
いは計測手段から入力された本体の配管上での周方向位
置測定値θｒ及び軸方向位置測定値ｘｒがそれぞれ記録
される。さらに、送信子位置記録器(以下、スペーサ位
置記録器)とスペーサ検出手段が軸位置比較器に接続
し、軸位置比較器は本体軸位置校正器に接続する。軸位
置比較器は、前記スペーサ検出手段からのｉ番目のスペ
ーサ通過検出信号が入力されると、本体軸さらには周位
置記録器が記録している本体の位置情報ｘｒ，θｒをも
とにスペーサ位置記録器に記録されているスペーサ位置
情報Ｘｉ，Θｉを読出し、本体軸位置校正器に出力す
る。次に、前記本体軸位置校正器は、本体軸位置記録器
に接続されており、軸位置比較器からの入力Ｘｉで本体
の軸位置Ｘｒ＝Ｘｉを、また、本体軸位置記録器に記録
されている本体の軸位置測定値ｘｒ＝Ｘｒを更新する。
さらに、本体軸位置校正器は表示器にも接続している。
したがって、前記本体の軸及び周位置情報を表示するこ
とができる。表面波を用いた距離測定の精度は、配管の
表面性状やベント，エルボなど溶接部の影響で劣化す
る。また、装置内蔵のエンコーダを用いた位置測定で
は、装置が長時間あるいは長距離自走する間に測定精度
が誤差の累積により劣化する。しかし、上述のように位
置計測手段を構成したので、本体の配管上での誤差を適
宜校正できるので、周方向及び軸方向位置Θｒ，Ｘｒの
測定値θｒ，ｘｒの精度を向上できる。

【０１９９】こうして、装置の周及び軸位置測定を正確
に行えるように構成したから、送信子あるいはスペーサ
の配置が疎であったり配管の表面性状やベント，エルボ
などの影響を受ける位置であっても保温材に包囲された
高温配管の検査精度が向上し、さらに、プラント運転中
に行う検査範囲を拡大することができるので、休止中に
実施すべき検査工数を低減することが可能となる。

【０２００】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、配管と保温材
との間隙間に検査装置が常設されているから、保温材を
取り外すことなく迅速に配管の検査が実施できる。

【０２０１】請求項２の発明によれば、検査手段の駆動
手段が動作不良を起こさないように温度管理してあるの
で、配管を包囲する保温材を取り外すことなく、さらに
はその配管を含むプラントの運転中高温環境下であって
も配管の検査が確実に実施できる。

【０２０２】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
による効果に加えて、高温環境下でもカップラントが正
常な状態である内に配管に対する超音波の送受信を行い
その配管の検査を確実に行える。

【０２０３】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
による効果に加えて、振動子と配管との間の超音波屈折
材が温度の影響を受けにくい状態に維持されるから、従
来その屈折材が温度の影響を受け易い環境温度でも、配
管を適切な種類の超音波を用いて確実に検査することが
できる。

【０２０４】請求項５の発明によれば、請求項１から請
求項４までのいずれか一項の発明による効果に加えて、
検査装置がスペーサを通過して配管に沿って移動可能と
して、検査範囲を拡大できる。

【０２０５】請求項６の発明によれば、請求項５の発明
による効果に加えて、配管を検査する装置の姿勢を制御
して配管沿いの移動を円滑に行い、さらには、装置全体
の姿勢を制御することで検査手段の姿勢も正して、精度
よく配管を検査できる。

【０２０６】請求項７の発明によれば、請求項５又は請
求項６の発明による効果に加えて、既知の位置を基準に
して保温材に包囲されていても、位置測定を行える配管
検査装置を提供できる。

【０２０７】請求項８の発明によれば、請求項７の発明
による効果に加えて、検査装置に内蔵した位置計測手段
による位置情報を校正して位置測定を正確に行える配管
検査装置を提供できる。

【０２０８】請求項９の発明によれば、請求項７又は請
求項８による効果に加えて、既知のスペーサの位置情報
で検査装置の配管軸方向の位置情報を校正して位置測定
を一層正確に行える配管検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す配管検査装置の全体図で
ある。

【図２】図１の配管検査装置の部分詳細図であり、
（Ａ）図は各駆動手段の縦断面図を、（Ｂ）図は超音波
探触子の近傍を示した断面図を、（Ｃ）図は（Ａ）図の
駆動手段の平断面図を、（Ｄ）図は温度調整手段の保温
材の外側の構成を示す系統図をそれぞれ示している。

【図３】本発明の実施例で採用される従来技術による高
温用探触子の縦断面図である。

【図４】図３の（Ｂ）図に示した超音波探触子に対する
カップラントの供給系統図であって、（Ａ）図は超音波
探触子の近傍を表し、（Ｂ）図は保温材の外側に配備さ
れた部分を表し、（Ｃ）図及び（Ｄ）図は超音波探触子
の移動方向毎に使用するカップラント供給口を示した概
念図である。

【図５】本発明の他の実施例による配管検査装置の図で
あり、（Ａ）図は配管軸方向からみて表した図、（Ｂ）
図はその側面からみて表した図である。

【図６】図５に示した駆動手段の詳細図であり、（Ａ）
図は配管へ車輪がタッチしている状況を示し、（Ｂ）図
は配管から車輪を浮かせている状況を示している図であ
る。

【図７】図５の検査装置が移動している状況を示した図
であり、（Ａ）図は周方向に、（Ｂ）図は軸方向に、
（Ｃ）図は配管のエルボ部分（曲管部分）を配管軸方向
に移動している状況を、（Ｄ）図は（Ｃ）図の状況を配
管軸方向から見た図を表している。

【図８】検査対象の配管と周囲の保温材と両者の間に装
備されたスペーサとの配置関係を示した図であり、
（Ａ）図は配管軸方向からみた図であり、（Ｂ）図は縦
断面で且つ検査装置を含めて表した図である。

【図９】図５，図６に示した検査装置に姿勢計測手段を
装備した場合のその計測手段近傍断面図であり、（Ａ）
図は姿勢が傾斜していない場合を、（Ｂ）図は姿勢が傾
斜している場合を表している。

【図１０】図９の姿勢計測手段に接続された姿勢の制御
手段の模式図である。

【図１１】図１１（Ａ）図は超音波の屈折材を用いた超
音波探触子の断面図であり、(Ｂ)図は（Ａ）図の探触子
を位置計測用の発信源として用いた場合のスペーサ部分
の縦断面図である。

【図１２】図１１の超音波探触子の送受信状態を示した
概念図である。

【図１３】図１１（Ｂ）図の発信源を装備した設備の全
体図である。

【図１４】本発明の実施例で用いられる位置計測システ
ムの概念構成図である。

【図１５】図１４の位置計測システムの機能フローチャ
ート図である。

【図１６】本発明の他の実施例による位置計測システム
の概念構成図である。

【図１７】図１６の位置計測システムの機能フローチャ
ート図である。

【図１８】本発明の更に他の実施例による位置計測シス
テムの概念構成図である。

【図１９】図１８の位置計測システムの機能フローチャ
ート図である。

【図２０】図１８に示したスペーサ検出手段配置を示し
た図であり、（Ａ）図は配管軸方向から見た図を、
（Ｂ）図は縦断面で且つ複数の検査装置位置を同時に表
示して表した図である。

【符号の説明】

１…配管、１ａ…間隙、２…保温材、３…スペーサ、４
…超音波探触子、５…本体、６…駆動手段、７…計測手
段、８…制御手段、９…温度調整手段、１０…カップラ
ント供給手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久恒 眞一 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 高村 則久 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査機器と、検査機器を移動させる駆動手
   段とを、配管とその保温手段との間の間隙に常備してあ
   る配管検査装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記駆動手段に前記駆
   動手段の温度を調節する温度調整手段を備えている配管
   検査装置。
3. 【請求項３】請求項２において、前記検査機器として、
   超音波探触子と、前記超音波探触子と配管との間にカッ
   プラントを供給するカップラント供給手段とを有し、前
   記カップラント供給手段による前記カップラントの供給
   口を、前記探触子の中央よりも前記探触子の移動方向寄
   りに、前記供給口から出たカップラントが前記探触子の
   下方に至る間に前記カップラントに気泡が生じない前記
   探触子からの近さに配備してあることを特徴とする配管
   検査装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記超音波探触子に
   は、振動子と配管外表面との間に液体の封入容器を有
   し、さらには前記封入容器内の前記液体に対する加圧手
   段を設けることを特徴とする配管検査装置。
5. 【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか一項
   において、保温手段を配管に取り付けるスペーサが通過
   できる空間をあけて前記配管周囲沿いに沿った形状の本
   体と、前記本体に取り付けた検査機器と、前記検査機器
   を移動させる駆動手段として、前記本体を前記配管の軸
   方向に移動させる軸駆動手段及び前記本体を前記配管の
   周囲に周方向に移動させる周駆動手段と、を備えたこと
   を特徴とする配管検査装置。
6. 【請求項６】請求項５において、軸駆動手段を周方向に
   分散して本体に配備し、前記本体に前記本体の姿勢を計
   測する姿勢計測手段を備え、前記姿勢計測手段の計測結
   果に基づいて前傾側に分散している前記軸駆動手段より
   も後傾側に分散している前記軸駆動手段を相対的に速度
   を速める制御を前記軸駆動手段に加える姿勢安定制御手
   段を備えていることを特徴とする配管検査装置。
7. 【請求項７】請求項５又は請求項６において、前記配管
   の既知の位置に超音波を表面波として付与する送信子
   と、本体側に装備されて前記表面波を受信する受信子
   と、前記既知の位置を基準にして前記受信子による前記
   表面波の受信結果で測定した前記受信子までの位置情報
   を加味して前記本体の配管上での位置を計測する第１の
   位置計測手段を有することを特徴とする配管検査装置。
8. 【請求項８】請求項７において、周駆動手段と軸駆動手
   段とに周駆動量と軸駆動量とから位置を計測する第２の
   位置計測手段を備え、第１の位置計測手段による計測結
   果から、前記第２の位置計測手段による計測位置を校正
   する第１の校正手段を備えたことを特徴とする配管検査
   装置。
9. 【請求項９】請求項７又は請求項８において、既知の位
   置に存在するスペーサの通過を検出するスペーサ検出手
   段を本体に備え、前記スペーサ検出手段の検出結果を受
   けて前記既知の位置の情報で本体の配管上での軸方向の
   位置を校正する第２の校正手段を備えたことを特徴とす
   る配管検査装置。