JPS63231260A

JPS63231260A - 管内検査ピグ装置

Info

Publication number: JPS63231260A
Application number: JP62064239A
Authority: JP
Inventors: Masato Yoshida; 政人吉田; Kiyouta Suzuki; 鈴木　教太; Tomoji Fujisawa; 藤沢　友二
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1988-09-27
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: EP0282687A3; JP2534698B2; EP0282687B1; DE3884242D1; EP0282687A2

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）本発明は、管の腐蝕状況や管の安全対策等のために利用
する管内検査ピグ装置に係わり、特に人間の侵入しにく
い管内にピグ本体を圧送させて管内の種々の状態を検査
する管内検査ピグ装置に関する。

（従来の技術）従来、この種の管内検査装置には種々の形式のものがあ
り、以下、それらの装置について説明する。

（イ）　その１つは、頭部をおわん形に形成したピグ本
体の外壁部に接触アームを取付けて管内面に接触させて
管内表面の変形状態を記録し管内径を計測するもの。

（ロ）　他の１つは、動力源を持った索引車にバッテリ
ー車、センサー車、センサー信号を増幅するアンプ車お
よびアンプの出力を記録する記録車等を連結し、長距離
油送管の内部を走行させて管内面を検査するもの。

（ハ）　さらに、他の１つは、検査装置に索引線を接続
し、ウィンチや人力により索引線を引張りながら管内を
計測するもの。

（ニ）　さらに、もう１つの装置は、ピグ本体に内視鏡
カメラが搭載され、このカメラに信号線を接続すること
により外部で管内の状態をモニタするものがある。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記（イ）の検査装置は、接触アームが管内径
の変化に対して円弧状に変移するので測定結果が非線形
となり、また接触部の摩耗、走行速度に対する追従性が
悪く、このため演算処理が難しく正確に管内径を測定す
ることができない。

また、上記（ロ）の検査装置ついては、長距離。

大口径管の内面測定には適するものの、管径によっては
適応機種が無いとか、価格的に非常に高いものとなる。

さらに、上記（ハ）の検査装置は、極めて簡便であるが
、中・長距離の管内の計測には不向きであり、人手を要
するために作業が煩雑化する。

さらに、上記（ニ）の検査装置は、有線式であるために
管内壁を管路方向から見た画像であるので、例えば傷の
位置や大きさを具体的に決めることが困難である。

さらに、全般的に言えることは、検査の正確性に欠け、
かつ、管の種々の状態を正確に把握できない問題点があ
る。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、管内の異常
箇所の有無を調べ異常箇所かあればその箇所の撮影を行
って管内の状態を正確に把握し得る管内検査ピグ装置を
提供することを目的とする。

他のもう１つの発明は、人手を介することなく移動させ
ながら無接触で管路位置に対応する管内径を測定し得る
とともに、常時または管内に異常箇所があればその箇所
の撮影を行って管内の状態を正確に把握し得る管内検査
ピグ装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明による管内検査ピグ装置は、管内を圧送するピグ
本体と、このピグ本体に取付けられた溶接部検出器と、
前記ピグ本体の圧送による移動距離を計測する移動距離
計と、前記ピグ本体に内装され、管内を撮影する撮影装
置と、この撮影装置を常時動作させ、または前記溶接部
検出器による溶接部検出時に前記移動距離計の出力から
所定の移動距離を検出したとき前記撮影装置を動作させ
る撮影装置制御手段とを備えたものである。

他のもう１の発明である管内検査ピグ装置は、管内を圧
送するピグ本体と、このピグ本体の外壁部で管の半径方
向に向けて少なくとも一対以上の超音波送・受波器が取
付けられ、超音波の送・受信時間から管内径を計７１１
１Ｉする管内径計測手段と、前記ピグ本体に取付けられ
た溶接部検出器と、前記ピグ本体の圧送による移動距離
を計測する移動距離計と、前記ピグ本体に内装され、管
内を撮影する撮影装置と、この撮影装置を常時動作させ
、または前記管内径計測手段によって計測された内径の
異常検出時および前記溶接部検出器による溶接部検出時
に前記移動距離計の出力から所定の移動距離を検出した
とき前記撮影装置を動作させる撮影装置制御手段とを備
えたものである。

（作用）従って、以上のような手段とすることにより、ピグ本体
の外壁部に溶接部検出器を設けて管の溶接部を検出する
ことが可能となり、しかも、前記溶接部検出器により管
溶接部を検出した時、前記移動距離計でピグ本体の移動
距離を計７！ｌ＋１　Ｌながら適切な位置で撮影装置を
動作させて管溶接部を撮影することができる。

また、他のもう１つの発明によれば、圧力差でピグ本体
が管内を走行するとともに、このピグ本体に少なくとも
一対以上の超音波送・受波器を持った管内径計測手段に
よりその超音波の送・受信時間から管内径を計測するこ
とかでき、また、ピグ本体の外壁部に溶接部検出器を設
けて管の溶接部を検出することか可能となり、しかも、
前記管内径計測手段による管内の異常箇所の検出時また
は前記溶接部検出器によって管溶接部の検出時、前記移
動距離計でピグ本体の移動距離を計測しなから適切な位
置で撮影装置を動作させて異常箇所または管溶接部を撮
影し、管からピグ本体を取出した後にピグ本体の移動距
離から各管位置における管内径を求め、かつ、適切に管
位置を判断しその撮影像から異常箇所の状態を判断する
ことができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について第１図ないし第３図を
参黙して説明する。第１図は管内に挿入されたピグ本体
の構成を示す断面図、第２図は管内の雰囲気に応じて管
内径の計測データを補正するための説明図、第３図は本
発明装置の電気的な構成を示す概略ブロック図である。

第１図において１１は管内の種々の状態を計測する計測
装置を搭載してなるピグイ一体であって、これは圧ノコ
差を利用して管１２の内部を例えは図示イ矢印方向へ移
動するようになっている。１３はピグ本体の頭部に取付
けられた緩衝体であって、例えばピグ本体１１の前方に
位置して管１２に急な曲り部かある場合にその曲り部に
ピグ本体１１の頭部側か接触しても搭載装置等に衝撃を
与えない機能をもっている。１４．１５はピグ本体１１
の前後部より外側に突設させて管１２内面に摺接させる
受圧用ンールカップであって、これは軟質性で耐久性の
ある例えばウレタン等が使用され、管内面に段差かあっ
ても容易にそれを乗り越しできる機能を有し、かつ、ピ
グ本体１１の上流側と下流側との間で異なる圧力差を与
えたときにその差圧を受圧用シールカップ１４．１５で
受けて管内面を容易に走行させる機能をもっている。１
７および１８は送信トランスジューサおよび受信トラン
スジューサであって、これらのトランスジューサ１７゜
１８はピグ本体１１の外壁部で管軸方向に所定の間隔を
有して取付けられ、さらに周方向に必要に応じて所定の
間隔を有して複数対の送信トランスジューサ１７．受信
トランスジューサ１８および第２図に示す一対の校正用
送信トランスジューサ１つおよび校正用受信トランスジ
ューサ２０がそれぞれ取付けられている。そして、送信
トランスジューサ１７から管内面に向けて超音波２１が
送波され、その管内面で反射された反射波は受信トラン
スジューサ１８で受信される。なお、校正用送信Ｉ・ラ
ンシスジューサ１９および校正用受信トランスジューサ
２０はトランスジューサ１７゜１８による管内径測定値
が管内の温度、湿度および圧力等の雰囲気で異なってく
るので、予め基僧となる距離りを設定し超音波を送波し
てその時間を計測して校正用データを取得するものであ
る。

２２は第３図で具体的に示す各機能回路の電子部品を組
込んだ基板、２３はマイクロコンピュータＣＰＵを使用
したデータ処理部、２４は各電子回路等に所要の電圧を
供給するバッテリである。

２５はピグ本体１１の移動距離を測定する移動距離計で
あって、これは例えばピグ本体１１の側壁から外側に突
設されその先端部にローラ２５ａを設けたアーム２５ｂ
と、このローラ２５ａの回転数を検出する回転計２５ｃ
と、アーム２５ｂを回転可能に支持するピンヒンジ２５
ｄと、前記ローラ２５ａを管内面に押し付けるためにピ
グ本体１１の突起部を固定端としてアーム２５ｂを引張
るように取付けたスプリング２５ｅとで構成されている
。２６はピグ本体］１の管路に対する傾斜角を計測する
傾斜角計であって、例えば回転計２６ａ、この回転計２
６ａから吊下されたアーム２６ｂおよびこのアーム２６
ｂの先端に設けたおもり２６ｃ等から成っている。また
、ピグ本体１１の外周には管１２の溶接部２７を検出す
るために例えば渦流センサ等の溶接部検出２″：Ｆ２８
か設けられている。

さらに、ピグ本体１１の後部には撮影胴体部３０が回動
可能に突出されている。すなわち、この胴体部３０は、
ピグ本体１１に設けた内１揖に噛合するピニオンをモー
タ３１て駆動して回動させる。３２は管内の状態を撮影
するカメラであって、これはフィルムカートリッジ３３
を持っている。

そして、胴体部３０の後面および側面に直視撮影窓３４
および側視撮影窓３５が設けられている。

また、カメラ３２の前面側には回転可能なミラー３６が
設けられ、直視と側視の切換えができるようになってい
る。３７は焦点合せ機構であって、距離を図って合せる
ものでもよいし、あるいはオートフォーカスで距離を計
って合せるものでもよいし、またおよそ管径が決まって
いるので前もって前面焦点距離と側面焦点距離にリミッ
トスイッチを設置し、モータとリミットスイッチ等によ
り前面直視用と側視用に焦点距離を切換えれてもよい。

３８は直視用ストロボ、３９は側視用ストロボ、４０は
モータ４１によって駆動するワイパであって、図示され
ていないがワイパ保護用ストッパが設けられている。４
２は各構成要素３１〜４１等から成る撮影装置等に使用
するバッテリである。

次に、第３図は本装置の電気的な構成を概略的に示す構
成図である。すなわち、電気的な構成としては、前記デ
ータ処理部２３が備えられている。

このデータ処理部２３にはマイクロコンピュータ。

シーケンスプログラムデータをｔ２憶するＲＯＭ。

移動距離計２５．傾斜角計２６および溶接部検出器２８
等でそれぞれ検出したデータおよび管内径計測データ、
更にはそれらの処理データ等を記憶するスタティックＲ
Ａ　Ｍまたはデータレコーダ等が設けられており、また
タイミング信号および基準クロックを発生する信号発生
部等が設けられている。また、このデータ処理部２３か
ら順次送られてくる送信タイミング信号を受けて高周波
信号を出力する送波回路４５．・・・が設けられ、これ
らの送波回路４５．・・・から出力された高周波信号は
それぞれ対応する送信トランスジューサ１７・・・に与
えられる。校正用送信トランスジューサ１つにも同様に
送波回路４６が接続されている。また、各受信トランス
シュータ１８・・・および校正用受信トランスジューサ
２０にはそれぞれ受信増幅回路４７・・・および４８が
接続され、これらの受信増幅回路４７・・・、４８の出
力はデータ処理部２３からのタイミング信号を受けてマ
ルチプレクサ４つにより順次選択的に取込まれる様に構
成されている。

５０は送信タイミング信号を受けて超音波を送波してか
ら受信されるまでの時間を信号線５２から入力される基
準クロックを通す比較回路、５１は比較回路５０のクロ
ックをカウントするカウンタである。なお、これらの比
較回路５０やカウンタ５１はデータ処理部２３でソフト
的に処理できるものであり、また信号発生部をデータ処
理部２３の外側に設けてもよい。

次に、以上のように構成された装置の動作を説明する。

管内部にビグ本体１１を挿入した後、受圧用シールカッ
プ１４．１５の両側に圧力差を生じさせると、ピグ本体
１１は移動を開始する。このビグ本体１１の移動距離は
移動距離計２５によって検出され、逐次データ処理部２
３のＲＡＭに記憶される。このとき、データ処理部２３
から所定の時間間隔で順次タイミング信号を送波回路４
５・・・、４６．マルチプレクサ４つおよび比較回路５
０等に与えると、これらの送波回路４５・・・。

４６は順次高周波信号を出力して送信トランスジューサ
１７・・・および校正用送信トランスジューサ１９に与
える。そうすると、この送信トランスジューサ１７・・
・、から超音波２１が管内面に向けて送波され、また校
正用送信トランスジューサ１９から水平方向に超音波が
送波される。この超音波２１は管内面で反射されて受信
トランスジューサ１８・・・、２０で受波され、受信増
幅回路４７・・・。

４８で増幅されて出力される。このとき、マルチプレク
サ４９は前記送信タイミング信号に対応して順次受信増
幅回路４７・・・、４８の出力を切換えながら増幅出力
を取り込んで比較回路５０に供給する。この比較回路５
０は超音波の送波時から受信時までの時間の量基準クロ
ックを取込んで出力する。従って、カウンタ５１はその
比較回路５０の出力パルスを計数することにより、超音
波の送・受信時間、つまりピグ本体１１から管内面まで
の距離に相当する管内径用計測データおよび校正用基準
距離りに対する基準時間に比例した校正データを得るこ
とができる。データ処理部２３は逐次カウンタ５１のデ
ータを取り込んで記憶した後、校正データを用いて演算
により管内径を求める。

なお、これらの管内径の演算処理はピグ本体１１から取
出して外部の大形コンピュータで演算により求めてもよ
い。

ところで、このカウンタ５１より管内径に関するデータ
を収集している時に異常なカウント値を示すことがある
が、この場合には移動距離計２５の出力から距離を計算
して所定距離移動し、たとき、つまりその異常箇所がカ
メラ２の撮影距離に到達したタイミングを見計らってデ
ータ処理部２３よりシャッタ駆動信号およびストロボ動
作制御信号を出力しその異常箇所を撮影する。この時、
例えはカメラ３２を用いて直視撮影を行う場合にはミラ
ー３６を図示点線の如く位置に設定した後に行う。また
、側視撮影を行う場合にはミラー３６を反転させて図示
実線位置に設定した後、前記モータ３１に駆動信号を連
続的または間欠的に供給しながら胴体部３０を回転させ
、かつ、データ処理部２３より間欠的にシャッタ駆動信
号およびストロボ動作制御信号を出力してカメラ３２に
よる撮影を行い、その撮影画像をフィルムカートリッジ
３３に記録する。

一方、渦流センサ等の溶接部検出器２８で管１２の溶接
部２７を検出した時、溶接部検出器２８より溶接部検出
信号がデータ処理部２３に送出される。ここで、データ
処理部２３は溶接部検出信号を受けると、前述と同様に
移動距離計２５の出力から移動距離を計測し、予め設定
される移動距離たけピグ本体１１を移動させたとき、例
えば側視撮影窓３５の真上に溶接部２７がきたとき、前
述と同じ要領でカメラ３２を用いて側視撮影を行う。従
って、カメラ３２による撮影動作は内径異常および溶接
部検出の何れかの検出信号により行うものである。

また、傾斜角計２６で計測され・た傾斜角データは同様
にデータ処理部２３のＲＡ　Ｍに記憶される。

従って、以上のような実施例によれば、管内径。

移動距離、傾斜角および管内面状態等のデータかデータ
処理部２３のＲＡＭおよびフィルムカートリッジ３３に
記録されているので、所定の管路程を走行後にピグ本体
１１を管内から取出し、適当なインターフェイスを持っ
た外部のコンピュータに接続して演算処理を行えば、各
管路位置に対する管内径および異常箇所、溶接箇所なら
びにそれの管内面の状態等を知ることができる。また、
カメラ３３による撮影画像から管内面または溶接部２７
が激しく腐蝕していると判断した場合にはその管１２を
交換したり１、防蝕対策またはその他の安全対策を速や
かに講することかできる。また、少なくとも一対以上の
超音波送・受信トランスジューサ１７・・・、２０，１
８・・・、２１を設けたので、一部または複数箇所の管
内面の検査を一度の走行によって行うことができる。さ
らに、傾斜角計２６を用いてピグ本体１１の移動距離と
同期させているから、何らかの原因によりピグ本体１１
が回転しても管内面の欠陥の位置を知ることかできる。

また、ピグ本体１１の側面には２つの受圧用シールカッ
プ１４．１５を設けているので、管内部の中心線上を走
行できるとともに、管内面の一部に凹部があって一方の
受圧用ンールカップ］４より空気が漏れても、他方の受
圧用シールカップ１５によって走行に必要な動力を得る
ことができる。また、これらの受圧用シールカップ１４
゜１５は魚のひれ状に形成され、かつ、柔軟性を持って
いるので、管内径の多少の変動に速やかに追従でき、行
き止りの管路においては逆圧すなわち空気圧力を高めて
後退するか、このときには逆向きにたわむようになって
いる。また、マルチプレクサ４９を用いて受信トランス
ジューサの出力側を切替えているので、複数対の送・受
信トランスジューサで構成されていても相互に干渉する
ようなことがない。

なお、上記実施例では受圧用シールカップ１４゜１５の
両側に差圧が生じている場合に連続的にピグ本体１］を
移動させるように構成したか、例えば第４図に示すよう
にピグ本体］−１の外壁部に連通部５１を形成するとと
もに、この連通部５１を常時は弁装置５２により閉止し
、前記内径計測データの異常または溶接部検出器２８に
よる溶接部の検出により、移動距離計２５の出力から所
定距離の移動を検出したとき、データ処理部２３から弁
装置５２に動作信号を送出して弁を後退させるようにす
れば、空気が連通部５１を通って流れてピグ本体１１の
前後部の圧力差がなくなり、所要とする位置にピグ本体
１１を停止させることができ、これによりカメラ３２て
確実かつ鮮明な撮影像を撮影することかできる。また、
カメラ３２を用いて管内面の異常時または溶接部２７の
検出時に撮影するようにしたが、例えばカメラ３２およ
びフィルムカートリッジ３３に代えてテレビカメラおよ
びビデオチープレコータ等を用いれば、テレビカメラで
管内部を常時直視または側視撮影でき、その撮影像をビ
デオテープレコーダに記憶させることかできる。この場
合、前記ストロボ３８゜３９に代えて照明灯が使用され
る。また、溶接部検出器２８は受圧用シールカップ１５
よりも前方に設けたが、後方に設けてもよく、またその
測定形式および形状等については特に限定するものでは
ない。さらに、管外側に所定距離ごとに磁性体を設けて
おき、ピグ本体１１の移動時に磁気センサでそれを検出
するようにすれば、ピグ本体１１の移動距離に対する補
正データを取得することができる。その他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

（発明の効果）以上詳記したように第１の発明によれば、人手を介する
ことなく移動させながら無接触で溶接箇所を測定し得る
とともに、その溶接箇所の一部または全部について撮影
を行って管内の状態を正確に把握し得る管内検査ピグ装
置を提供できる。

また、他のもう１つの発明によれば、人手を介すること
なく移動させながら無接触で管内径および溶接箇所を測
定し得るとともに、常時または管内の異常箇所、溶接箇
所の一部または全部について撮影を行って管内の状態を
正確に把握し得る管内検査ピグ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係わる管内検査ピグ装置
の一実施例を説明するために示したちのｆ、第１図は管
内に挿入されたピグ本体の概略構成を示す断面図、第２
図は管内雰囲気に応じて内径計測データを補正するため
の補正データを取得するための送・受信トランスジュー
サの配置図、第３図は本発明装置の電気的構成を示すブ
ロック図、第４図は本発明装置の他の実施例を説明する
図である。１１・・・ピグ本体、１２・・・管、１４．１５・・・
受圧用シールカップ、１７．１９・・・送信トランスジ
ューサ、１８．２０・・・受信トランスジューサ、２５
・・・移動距離径、２６・・・傾斜角径、２７・・・溶
接部、２８・・溶接部検出器、３０・・・胴体部、３１
・・・モータ、３２・・・カメラ、３３・・・フィルム
カートリッジ、３４・・・直視撮影窓、３５・・・側視
撮影窓、５１・・・連通部、５２・・・弁装置。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）管内を圧送するピグ本体と、このピグ本体に取付
けられた溶接部検出器と、前記ピグ本体の圧送による移
動距離を計測する移動距離計と、前記ピグ本体に内装さ
れ、管内を撮影する撮影装置と、この撮影装置を常時動
作させ、または前記溶接部検出器による溶接部検出時に
前記移動距離計の出力から所定の移動距離を検出したと
き前記撮影装置を動作させる撮影装置制御手段とを備え
たことを特徴とする管内検査ピグ装置。
（２）管内を圧送するピグ本体と、このピグ本体の外壁
部で管の半径方向に向けて少なくとも一対以上の超音波
送・受波器が取付けられ、超音波の送・受信時間から管
内径を計測する管内径計測手段と、前記ピグ本体に取付
けられた溶接部検出器と、前記ピグ本体の圧送による移
動距離を計測する移動距離計と、前記ピグ本体に内装さ
れ、管内を撮影する撮影装置と、この撮影装置を常時動
作させ、または前記管内径計測手段によって計測された
内径の異常検出時および前記溶接部検出器による溶接部
検出時に前記移動距離計の出力から所定の移動距離を検
出したとき前記撮影装置を動作させる撮影装置制御手段
とを備えたことを特徴とする管内検査ピグ装置。