JPS63233310A - 管の寸法計測法 - 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〕 本発明は、高温腐食等によ〕管外面から減肉を生じたフ
ィン付きボイラー鋼管の膨出量測定に好適な管の寸法計
測法に関する。

〔従来の技術〕

火力ボイラーの炉壁管や過熱器、再熱器等の高温部器管
は、高温の燃焼ガス中で使用されるために、管の外面に
高温腐食による減肉が発生する。そのため従来、火力ボ
イラーでは、定期的と第３図横断Ｉ図に示すように。

管の外径と管厚をノギスと超音波厚さ計で計測し、膨出
量を測定調査している。

すなわち同図において、初期外径をＤｌ、調査時の外径
をＤ２、初期管厚をＴ１とＴ２、調査時の管厚をＴ１と
Ｔ２とすると、膨出量は次の（１）式のようになる。

しかしながらこのような方法では、外径計測手段として
ノギスを使用するため、火力ボイラーの炉壁管等フィン
が両側外側面に溶接された管については、外径を直接挾
むことがテキないので膨出量の計測調査ができない不具
合がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
火力ボイラーのフィンが両ＮＩＣ溶接された炉壁管等両
側に突起物を有する管の外径が計測でき膨出量推定が可
能であるとともに、管の外径と管厚とが同時に計測でき
て膨出量推定が極めて効率的に行い得る管の寸法計測法
を提供することを目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 そのために本発明は、管の膨出量測定のために管の外径
と内径、又は外径と管厚とを計測するにあたル、上記管
内に予め漲水するとともに管外周面に管直径方向に、向
けて超音波センサーをあてて管材及び水中に超音波を伝
播させ、センサー側管内周面、対向側管内周面及び対向
側管外周面の３点からの反射波の伝播時間をそれぞれ計
測し、上記計測伝播時間に基づき上記管の外径と内径、
又は外径と管厚とを算定することを特徴とする。

〔作　用〕

本発明においては、寸法計測手段として超音波を利用し
ているため、火力ボイラーの炉壁管等フィンが両側外側
壁釦溶接された管の膨出量の調査が可能である。また超
音波センサーを任意の位置に接触させるだけでセンサー
の軸線上の管厚と外径が同時に計測可能である。

〔実施例〕

本発明管の寸法計測法を火力ボイラーの炉壁管の寸法計
測に適用した一実施例を図面について説明すると、第１
図は寸法計測の要領を示す横断面図、第２図は第１図に
おける計測値のブラウン管波形を示す波形図である。

第１図において、火炉のシールのために両側にフィン２
が溶接部３にて溶接されている炉壁管１の内部に水が張
られ、かつフィン２の面と直交する直径上の外周面に、
超音波センサー４が管軸心へ向かって当てられる。超音
波センサー４の前面には振動子５が内蔵されておシ、ケ
ーブル６を介して電圧を加えると振動子５が伸縮振動し
超音波を発生する。

発生した超音波は、炉壁管１に塗布された油、グリセリ
ン等の接触媒質７を介して炉壁管１内に入射伝播した後
、音響インピーダンスの異なる物質の境界面、すなわち
センサー側内周面Ａ点、対向側内周面Ｂ点、対向側外周
面Ｃ点で、次の口式により反射と入射を繰返し、それぞ
れの境界面からの反射波８ａ。

８ｂ、８ｃの音圧は、振動子５で受信され電気信号に変
換される。

ＰＯ；境界面で反射する前の超音波の音圧Ｐｒ：境界面
で反射した超音波の音圧 Ｚ１；物質！の音響インピーダンス Ｚ２；物質■の音響インピーダンス 第２図はこの場合のブラウン管波形を示し、縦軸と横軸
はそれぞれ反射波の音圧と伝播時間を示しており、同図
についてブラウン管波形から炉壁管１の内外径と管厚を
求める方法について説明する。

波形Ｔは送信パルスのエネルギー、波形Ａ１〜Ａ９はＡ
点からの多重反射波８ａ、波形Ｂ１はＢ点からの反射波
８ｂ、波形Ｃ１はＣ点からの反射波８Ｃである。

そこでこれらの超音波の伝播時間を距離に換算すれば、
炉壁管１の内外径や管厚が求められるわけであ〕、すな
わち炉壁管１の内外径と管厚は次のようにして求められ
る。

管外径＝超音波の音速×（波形Ｔ〜 波形０１間の伝播時間） 管内径＝超音波の音速×（波形Ａ１〜 波形波形間の伝播時間） センサー側管厚＝超音波の音速×（波形Ｔ〜波形Ａ１間
の伝播時間） 対向側管厚＝超音波の音速×（波形Ｂ１〜波形波形間の
伝播時間） このようにして求められた管外径と管厚、又は管外径と
管内径を用いて前記（１〕式によシ、炉壁管１の膨出量
を計測調査することができる。

このような方法によれば、寸法計測手段として超音波セ
ンサー４を利用することによシ、火力ボイラーの炉壁管
１の膨出量推定が可能である。また超音波センサー４を
任意の位置に接触させるだけで、センサーの軸線上の管
４゜の内外径と管厚が同時に計測でき非常に便利である
。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、管の膨出量測定のために管の
外径と内径、又は外径と管厚とを計測するにあたり、上
記管内に予め漲水するとともに層外周面に管直径方向に
向けて超音波センサーをあてて管材及び水中に超音波を
伝播させ、センサー側管内周面、対向側管内周面及び対
向側管外周面の３点からの反射波の伝播時間をそれぞれ
計測し、上記計測伝播時間て基づき上記管の外径と内径
、又は外径と管厚とを算定することによシ、火力ボイラ
ーのフィンが両側に溶接された炉壁管等両側に突起物を
有する管の外径が計測でき膨出量推定が可能であるとと
もに、管の外径と管厚とが同時に計測できて膨出量推定
が極めて効率的に行い得る管の寸法計測法を得るから、
本発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明管の寸法計測法を火力ボイラーの炉壁管
の寸法計測に適用した一実施例における寸法計測の要領
を示す横断面図、第２図は第１図における計測値のブラ
ウン管波形を示す波形図である。 第３図は従来の管の膨出量測定を説明する横断面図であ
る。 １・・・炉壁管、２・・・フィン、３・・・溶接部、４
・・・超音波センサー、５・・・撮動子、６・・・ケー
ブル、７・・・接触媒質、８ａ・・・センサー側の管内
周面からの反射波、８ｂ・・・対向側の管内周面からの
反射波、８Ｃ・・・対向側の管外周面からの反射波。 代理人　弁理士　塚　本　正　文 第２図 Ｄ：言外？蚤 ｄ：ｇ内色 ｒｌ；　亡ンプーイ則ｆ厚 乃：対命奄Ｉ壜屡

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 管の膨出量測定のために管の外径と内径、 又は外径と管厚とを計測するにあたり、上記管内に予め
   漲水するとともに管外周面に管直径方向に向けて超音波
   センサーをあてて管材及び水中に超音波を伝播させ、セ
   ンサー側管内周面、対向側管内周面及び対向側管外周面
   の３点からの反射波の伝播時間をそれぞれ計測し、上記
   計測伝播時間に基づき上記管の外径と内径、又は外径と
   管厚とを算定することを特徴とする管の寸法計測法。