JPS61274210A - 管中の堆積物測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水管式ボイラの過熱器管等の被測定管中に
堆漬する酸化スケールなどの堆積物の存在状況を測定す
る管中の堆積−吻測定方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、発電所に２ける水管式ボイラの過熱器管の内部
には、時間の径過とともに酸化スケールなどの堆積物が
堆積し、加熱動車が低下して禍熱器の性能低下を招くと
いう問題がある。

そこで、過熱器管中の堆積′吻の存在状況を定期的に測
定し、過熱器管の取り換え時期等の判定を行なっており
、従来このような管中の堆積物を測定する方法として、
たとえば放射線透過写真撮影法があり、これは測定対象
である被測定管の両側にそれぞれイリジウム線源などの
放射線源８よび放射線増感フィルムを配置し、フィルム
に撮影される被測定管の放射線透過画像のａ度変化にも
とづき、被測定管中の堆積物の界面の輪郭を定め、幾何
学的な作図により堆積厚を測定するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記した放射線透過写真撮影法の場合、放射
ａ量がある程度以上なければ放射線増感フィルムに被測
定管の放射線秀逼画像が撮影されず、フィルムに被測定
管中の堆積物の界面の輪郭を定めるに足るａ度変化を有
する放射線透過１面像を得るには、かなり線量の多い放
？を線源を（使用する必要があるが、このように線量の
多い放射、ｉ　、僚を使用するには、所轄官庁への届出
をし、放射線を発生ずる。喝所に放射線障害防止に関す
る法令にもとづく管理区域を設定し、その他定められた
基準を満たす設備を整え、放射線量を定量的に測定する
などの対策が必要となるため、侍・閏的、″覇所的な制
約−を受けることになり、容易な測定を行なうことがで
きないという問題があり、逆に前記した法令の規制対象
よりも微少なｌｉｌ量の放射、ｌＪ源を用いると、フィ
ルムの感度の問題上、フィルムに被測定管中の堆積物の
界面の輪郭を定めるに足る濃度変化を有する画像を得る
ことができないという不都合が生じる。

〔間＞ｇ点を解決するための手段〕 この発明は、前記の点に留意してなされ、微少砿肴の放
射１陳源による雪中の准漬吻の測定を可能にするもので
あり、被測定管の両側にそれぞれ放射線源および放射４
線検出器を配設し、前記放射線源および前記検出器を前
記被測定管の管軸に直角方向に同時に走査し、前記被測
定管を透過する前記放射Ｓ源からの放射線を前記検出器
により検出して前記被測定管に対する放射線透過測定パ
ターンを導出し、前記測定パターンの導出と同一条件で
、前記被測定管と同一材質、同一形状でかつ堆積物のな
い基準管に対する放射線透過基準パターンを導出し、前
記測定パターンと前記基準パターンとを比較し、前記被
測定管中の堆積物の存在状況を測定することを特徴とす
る管中の堆積物測定方法である。

〔作用〕

したがって、この都明では、被測定管の両側に配設され
た放射線源２よび放射線検出器が被測定管の管軸に直角
方向；こ同時に走査され、放射、１！検出器により被測
定管を透過する放射、線源からの放射線が検出されて被
測定４に対する放射線透過測定パターンが導出され、前
記測定パターンの導出と同−条件で、被測定ｑと同一材
質、同一形状でかつ堆積物のない基準管に対する放射線
透過基準パターンが導出され、被測定管からの透過放射
線量が微少であっても放射線検出器により十分検出され
ることから、微少線量の放射線源を用いて導出される前
記測定パターンと前記基準パターンとの比較にもとづき
、被測定管中の堆積物の存在状況の測定が行なわれる。

〔実悔例］ つぎに、この発明を、その１実施列を示した図面ととも
に詳細に説明する。

まず、この発明の原理を第１図および４２図とともに説
明する。

いま、第１図に示すように、被測定管（Ｔｄ）の両側に
放射線源（几Ｓ）および放射線検出器（Ｒｄ）を配投し
、放射線源（几Ｓ）および検出器（Ｒｄ）を同図中の矢
印（、こ示すように管（Ｔｄ）の管軸に直角方向である
上下方向に走査し、検出器（Ｒｄｌにより管（’Ｉ’ｄ
）を透過する放射線源（Ｒｓ）からの放射、漣を検出す
ると、管（Ｔｄ　ｌ中に第１図のように堆積物（Ａ）　
：６４ない場合、２よびある場合の透過放射線量と走査
量との関係、すなわち放射線透過基準パターンおよび放
射線透過測定パターンは、それぞれ第２図（ａ）　、　
（ｂ）に示すようになる。

このとき、＠１図に示すように、管（Ｔｄ　ｌの内匝を
Ｒ０肉厚をｔとし、堆Ｉｔ物（２）の堆＋１厚をＤ（＜
１（／２）とし、放射線源（Ｒｓ）、検出器（Ｒｄ）の
走査量を、管（Ｔｄ）の管軸を通る上下方向の、線上の
移動量として表わし、前記管軸を原点とし、上方を正方
向とすると、第２図（ａ）に示す基準パターンＤ）ら明
らかなように、堆積動因のない場合には、走査量（Ｒ／
２＋ｔ）からＶ２までの範囲では放射線源（几Ｓ）から
の放射線が横切る管（Ｔｄ　）の管壁の厚みが急激に増
加するため、透過放射線量が、急勾配の直線的に減少し
、走査量Ｖ２から０までの範囲では放射線源（Ｒｓ）か
らの放射、礫が咲初る看（Ｔｄ　ｌの管壁の厚みが徐々
に減少するため、透過放射線量がなだらかな直線的に増
加し、走査量Ｏから−１−Ｌ／２までの範囲では、前記
ｌ（／２から０までの範囲とは逆に透過放射線量はなだ
らかな直線的に減少し、走査量−Ｒ／２から−（Ｒ／２
＋ｔ）までの０囲では、前記（ＦＬ／２＋ｔ）からＲ，
／２までの範囲とは逆に透過放射線量は急勾配の直線的
に増加する。

したがって、堆積動因のない場合の基準パターンは第２
図（ａ）に示すように横Ｗ字状になるのに対し、堆潰吻
囚がある場合には、第２図（ｂ）に示すように、堆濱吻
（３）による紋ＩＮ線の吸収により、走査量−（几／２
−Ｄ）から−Ｒ／２までの範囲の透過放射線量は一様に
低い値にならず、堆積動因のある場合の測定パターンは
横Ｗ字状にならないため、堆積物（８）のない場合、あ
る場合それぞれの第２図（ａ）。

＜ｂ）に示すような両パターンを重ね合わせて比較し、
堆積′Ｉｆ！ｌＪ囚のない場合と異なる部分が堆積動因
の存在する領域に相当することになる。

つぎに、測定装置を示すｌ１１ｇ３図ないし第５図１こ
ついて説明する。

第３図（ａ）　、　（ｂ）に２いて、＋１１は鉛製の直
方体状のコリメータであり、第４図（ａ）　、　（ｂ）
に示すように、右端部に放射線源（Ｒ，ｓ）としての強
度１００μＣｉの！３７Ｃｓを収納し、左側面中央部に
右端部に至る前後方向のコリメート用の溝１２）が形成
され、放射線源（Ｒ，ｓ）からの放射線が前後方向に所
定の広がり幅を持って放射されるようになっている。

（３）は外筒（４）内に収納された単結晶ＮａＩからな
るシンチレータ、′６）は外筒（４）内に収納された光
電子増倍管であり、シンチレータ（３）の発するけい光
を電子に変換してこれを増倍するようになっており、シ
ンチレータ（３）２よび光電子増倍管１６）により放射
、線検出器（Ｒｄ）としてのシンチレーション検出器が
膚成され、第５図に示すように、上下方向に移動自在に
設けられた駆動装置（６）の２本の平行アーム（７ａ）
、　（７ｂ）にそれぞれコリメータｉｌｌおよび検出器
（ｆＬｄ）が取り付けられ、両アーム（７ａ）　、　　
（７ｂ）間に堆積動因の存在する被測定ｆ（Ｔｄ）が配
置され、被測定管（Ｔｄ　＋を挾んで被測定＃（Ｔｄｌ
の両側にそれぞれ放射線源（Ｒｓ）、検出器（Ｒｄ）が
配設され、駆動装置（６］により、放射線！（Ｒｓｌ、
検出器（Ｒｄ）が被測定管（Ｔｄ）の管軸を含む上下方
向の面から常にそれぞれ所定距離に保たれた状態のまま
上下方向に走査され、検出器（Ｒｄ　ｌにより被測定ｆ
（Ｔｄ）を透過する放射線源（几Ｓ）からの放射線が検
出される。

なお、検出器（則）のシンチレータ（３）への入射放射
線量に応じて光′イ子増倍管１５）から所定時間に出力
されるパルス信号が、第５図に示す計数率計（８）１こ
より計数され、計数されたパルス数が被測定管（Ｔｄ　
ｌを透過する透過放射線の相対量として記録計（９）に
より記・厚紙上に記録されるようになっている。

そして被測定管（Ｔｄ　）としての内径Ｒ＝　５７．１
　＋ｍ　。

肉＠ｔ＝８．８ｍの鋼管中に堆漬Ｎ　Ｄ＝Ｏ〜８５＋ａ
＋の範囲で５郡ごとに堆噴′吻囚として粉末状酸化スケ
ールを模擬的に堆積させ、前記した＠置により測定を行
なったところ、たとえばＤ＝０．１０＋＋ｍ、　１５＋
ｍ。

２５＋ｍ、３０圏、３５ｍの場合の記録計（９）による
記録波形はそれぞれ用６図ないし第１１図に示すように
なった。

また、前記した鋼管中に堆積−厚り＝０〜３５削の範囲
で５ｍ＋ａごとに粉末状酸化スケールを模擬的に堆積さ
せるとともに、管中の残りの空間に水を充填し、前記し
たＭｉｌにより測定を行なったところ、たとえばＤ＝０
゜１０＋ｍｓ、　１５ｍ、　２５ｍ、　３０ｍ５．３５
＋ｍの場合の記録計（９）による記鐸波形はそれぞれｍ
１２図ないし第１７図に示すようになった。

ただし、第６図ないし第１７図に示す各記録波形におい
て、第６図中に示したように、実、′祿矢印方向が透る
放射線量の増加方向を表わし、破線矢印が放射１ｆｉＪ
＃　（’Ｒｓ　ｌ、検出５（Ｒｄ）の走査方向を表わす
ものとする。

つぎに、前記したようにして得Ｇれた記録計（９）の記
録波形からｌＩｌ、積厚を定量的に算出する４合、たと
えば４１８図（ａ）に示すように、内径Ｒ１肉厚ｔの被
測定Ｉｆ（Ｔｄｌ中に厚さＤの堆漬！！１Ｊ（Ａ）が存
在するときの記録計（９）による記録波形が同図（ｂ）
のようになったとすると、波形の増加、減少を示す部分
を直ａ　Ｌｌ、　Ｌ２．　Ｌ３．　Ｌ４．　Ｌ５．　Ｌ
６　すどの直Ｊで代表し、各直線Ｌｌ　−Ｌ６により被
測定ｉ＃（Ｔｄ）に対する放射線透過測定パターンを作
成、導出し、直線Ｌｌ。

Ｌ２の交点Ｐ１８よびＩＭ　腺Ｌ　２　、Ｌ　３の交点
Ｐ２を求めるとともに、直線Ｌ５．　Ｌ６の交点Ｐ３を
求め、点Ｐｌ。

２２間の走査方向への距離Ｄ’Ｂよび点Ｐ１．ｌ’３間
の走査方向への距離Ｒ′を読み取り、波形図からの読み
取り値Ｄ′とＲ’との比ｔこ実際の置の内径Ｒを掛けた
値、すなわちＲｘ１）’／［４’が測定パターンからの
堆積厚の洸取値となる。

したがって、各１の材４．内径、肉厚で准４吻のない基
準冴に対する放射１凍透過承準パターンを予め導出して
必備しておき、これらの基準パターンと実際の被測定管
（’ｌ’ｄｌに対する放射線透過測定パターンとを適宜
重ね合わせて比較すれば、被測定ｆ（Ｔｄｌ中に准嘴吻
■がどれくらい堆積しているかをその場で知ることが可
能になり、さらに前記した第１８図の説明手順に従って
記録計（９）の記録波形を解析することにより、堆積物
（５）の唯嘴肴を定量的に算出することが可能となる。

このとき、４準管に利する基準パターンを辱える記録計
（９）の記録波形には、前記した薇Ｐ２に相当する点が
ないため、前記距４Ｄ’が０となり、堆積厚の読取値が
０になるのは勿、倫である。

ところが、第１９図に示すように、実：県に管中に堆積
する准漬吻囚の表面が１省に水平であるとは限らないた
め、ｍｌ記した澗簀中に模誓的に准貴させた穐漬物（５
）の表面と水平面とのなす角αをＯ？１０°。

２０°に傾斜させ１こ場合についても測定を行なったが
、堆積物（５）の刈面が傾斜すると、前記第１８図（ｂ
）において説明した記録計（９）の波形図にもとづく放
射線透過パターンから求められるべき点Ｐ２が不明瞭番
こなるため、第１９図に示すように、第１８図（ｂ）の
パターンの直線Ｌ３．Ｌ４の交点Ｐ４に相当する点ｐｄ
を求め、この点Ｐｄと点ＰＩとの間の走査方向への距′
椎Ｄ″を読み取り、該距離Ｄ″と点Ｐ１．Ｐ３間の走査
方向−・の距離Ｒ′との比、すなわちＤ″／／ル′測定
管（Ｔｄ）の実際の四匝ルとの比を堆積厚の読取唾とし
、このようにして得られた内％　Ｒ＝　３２．４　ｍｓ
、肉シｔ＝６．８ｒｒｒｓの鋼管に３ける堆積厚の読取
値の実際の堆積厚に対する関係をプロットしたところ、
第２０図に示すようになり、同様に内’Ｃ４Ｒ＝　４．
９．５　ａｍ　。

肉厚ｊ＝３−８ｍのＡ’Ｗにおける堆ｆＪ［＋ｉの読取
値の実際の堆積厚に対する関係をプロットしたところ、
第２１図に示すようになった。

このとき、堆積物（５）の表面が水平であれば、点Ｐ２
とＰｄとが一吹するのはぎうまでもない。

なお、第２０図および第２１図において、・印は管中に
水が充填されていない場合、Ｏ印は水が充填されている
場合を示し、図中の曲線は堆積厚の読取直の変化および
ばらつき幅を示すための目安線である。

また、従来の放ｆＮ線透過写真撮影法による堆積厚の読
取値と前記実施例による場合との比較のた化スケールを
堆積させ、堆積物の表面を水平にした場合および２００
傾斜させた場合の放射線透過写真撮影法によるフィルム
上の撮影両峰からの堆積厚の読取値を第２１図のデータ
に重ね合わせると、第２２図に示すようになり、第２２
図において、φ印：Ｆ６よびＯ印は第２１図と同様であ
り、■印および０印は放射線透禍写呪撮影法での管中の
″５ｉｌＱ％Ｊ表曲力Ｖ炙！ＩＰな場合、３よび水ユｏ
−１１爽＋＋している場合の測ポ値を示し、各１印の測
定薇を拮ぶ折線と各０印の測定屯を枯ぶ折線との間にＯ
印３よびＯ印り各点のほとんどが入っていることから、
実際の堆積厚を示す破線に対する前記実施例による堆積
物の准漬屡の測定誤差が従来の放射線透過写Ｘ撮影法の
測定誤差とほぼ同等であることがわかる。

〔発明の効果〕

以上めように、この発明の管中の堆積物測定方法による
と、１００μＣｉの微小な放射、ｌ１ｌｌｉｌ！（凡Ｓ
）であっても、検出器（Ｒｄ）により被測定管（Ｔｄ　
）を透過する放射線＃ｊ（Ｒｓ）からの放射線を検出す
ることができるため、被測定−１Ｆ（Ｔｄ）に対する放
射線透過判定パターンおよび基準管に対する放射線透過
基準パターンを導出することができ、従来の測定装置に
比べて極めて＃Ｆ簡素な捲；直による測定が可能となり
、測定場所が限られることもなく、手軽に測定を行なう
ことができ、発電所などの測定現・易において、基準パ
ターンと過熱惜管邪の被測定管（Ｔｄ　）の測定パター
ンとの比較により、その喝で准噴吻囚の存在状況を測定
して過熱器管のＣ喚時期を判断することができ、その効
果は非膚に顕著である。

さらに、記録計（９）の記録波形の解析により、従来の
放射磯透逼写真撮影法による場合と同等の誤差範囲内で
、被測定ｆ（Ｔｄｌ中の堆積＄ＩＩ囚の堆積厚を定量的
に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の管中の堆積物測定方法のｌ実施例を
示し、第１図８よび用２図はこの発明のは哩説明図であ
り、第１図は断面図、第２図（ａ）。 （ｂｌはそれぞれ放射線透過基準パターンおよび測定パ
ターンを示す図、第３図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ
平面図および正面図、第４図（ａ）　、　（ｂｌはそれ
ぞれ第３図の一部の正面図および左側面図、第５図はブ
ロック図、第６図ないし＠１７図は第５図の記録計によ
る記録波形図、第１８図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ
被測第２０図ないし１第２２図はそれぞれ異なる管中の
准漬吻の実際の堆積垣と堆噴壇の読取値との関係図であ
る。 （Ｔｄ）・・・被測定管、（几Ｓ）・・・放射線源、（
Ｒｄ　ｌ　・−・放射、線検出器、人・・・堆積物。 代理人　弁理士　藤　１）龍太部 第１図 第２図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）援通族紺線ｔ
　　　　　　　　　　　珍Ｕ珂１裡量４図 図 Ｆ町派庫 ｓ 第５図 図 （ｂ） 第１９図 第２０図 吏＃祠’４４（ｍｍ）→ １％　２１図 貰橡司堆積厚（ｍｍ）　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定管の両側にそれぞれ放射線源および放射線
   検出器を配設し、前記放射線源および前記検出器を前記
   被測定管の管軸に直角方向に同時に走査し、前記被測定
   管を透過する前記放射線源からの放射線を前記検出器に
   より検出して前記被測定管に対する放射線透過測定パタ
   ーンを導出し、前記測定パターンの導出と同一条件で、
   前記被測定管と同一材質、同一形状でかつ堆積物のない
   基準管に対する放射、線透過基準パターンを導出し、前
   記測定パターンと前記基準パターンとを比較し、前記被
   測定管中の堆積物の存在状況を測定することを特徴とす
   る管中の堆積物測定方法。