(57)【要約】【課題】装置構成が簡単でしかも安価に、金属部材の状態データを金属部材の各箇所の位置に対応付けて収集できるデータ収集装置を提供することである。【解決手段】金属部材表面の特定領域の少なくとも２箇所の表層部信号を検出する超音波探触子１１で検出された表層部信号を金属部材表面の特定領域の基準位置として基準位置記憶部１２に予め記憶しておき、金属部材表面の特定領域の各箇所の表層部信号と状態データとを状態検出部１３で検出し、照合部１４にて、状態検出部１３で検出された金属部材表面の特定領域の各箇所の表層部信号のうち基準位置記憶部１２に記憶された基準位置の表層部信号に該当する表層部信号を基準位置に対応付けるとともにその基準位置を基準にして金属部材表面の特定領域に位置情報を割り付け、照合部１４で割り付けられた金属部材表面の特定領域の位置情報に対応付けて状態データを状態データ記憶部１５に記憶する。【選択図】  図１
2010230337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材表面の特定領域の少なくとも２箇所の表層部信号を検出する超音波探触子と、
前記超音波探触子で検出された表層部信号を金属部材表面の特定領域の基準位置として記憶する基準位置記憶部と、
前記金属部材表面の特定領域の各箇所の表層部信号と状態データとを検出する状態検出部と、
前記状態検出部で検出された前記金属部材表面の特定領域の各箇所の表層部信号のうち前記基準位置記憶部に記憶された基準位置の表層部信号に該当する表層部信号を基準位置に対応付けるとともにその基準位置を基準にして前記金属部材表面の特定領域に位置情報を割り付ける照合部と、
前記照合部で割り付けられた前記金属部材表面の特定領域の位置情報に対応付けて前記状態データを記憶する状態データ記憶部とを備えたことを特徴とするデータ収集装置。
【請求項２】
前記基準位置は、前記状態データを収集する箇所として予め定められた複数箇所の定点であることを特徴とする請求項１に記載のデータ収集装置。
【請求項３】
前記状態検出部は、前記金属部材表面の特定領域を縦方向または横方向に走査して前記表層部信号と前記状態データとを検出することを特徴とする請求項１または２に記載のデータ収集装置。
【請求項４】
前記状態データ記憶部は、同一の金属部材表面の特定領域について、時系列の複数の前記状態データを記憶することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ収集装置。
【請求項５】
前記状態データ記憶部に記憶された時系列の状態データを比較して状態データの経年変化を求める状態データ評価部を備えたことを特徴とする請求項４記載のデータ収集装置。
【請求項６】
前記状態検出部は超音波探触子であり、前記状態データは、金属部材の肉厚、きずの有無、きずの大きさであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一記載のデータ収集装置。
【請求項７】
前記金属部材は、配管であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデータ収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材の各箇所の位置に対応付けて金属部材の状態データを収集するデータ収集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントの配管においては、エロージョン、コロージョンなどの内部減肉が生じる場合がある。そのため、多くの場合は超音波を用いた定点肉厚測定が行われており、その測定点を決めるために、配管外面への罫書き作業等の付帯作業が必要となっている。
【０００３】
例えば、大径配管の非破壊検査においては、大径配管の表面に探傷用走査線を罫書きし、その罫書きされた探傷用走査線を頼りに探傷プローブを配管に接触させ、測定器の表示装置に表示された画面上の探傷波形を確認しながら探傷する。そして、検査対象物にきずや減肉部があった場合には、その箇所で詳細な探傷波形を記録し、記録した探傷波形に基づききずや減肉部の定量的及び定性的な評価を行う。
【０００４】
この場合、付帯作業として、配管外面上に肉厚測定点を決めるための罫書き作業が必要となり、前回測定位置とのずれや記録用紙への誤記入などのヒューマンエラーが起きる可能性がある。
【０００５】
そこで、予め定めた固定点を基準点として検査対象物の画像データ及び検査対象物上を探傷走査した探傷部の走査軌跡データをセンサ部で計測し、画像処理部は計測した画像データに基づいて検査対象物の３次元形状データ及びその３次元形状データ上での探傷部の走査軌跡データを演算し、座標補正部は記憶部に記憶された過去の検査対象物の３次元形状データとの座標のずれを補正し、現在の検査対象物の３次元形状データを過去の検査対象物の３次元形状データの座標に一致させ、表示装置に過去の探傷部の走査軌跡データを案内表示し、複雑な形状をした検査対象物の探傷を時間をおいて行う場合であっても作業性及び再現性を向上させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４０３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、探傷部の走査軌跡データを計測するセンサ部が必要であり、また、そのセンサ部で計測した画像データに基づいて、検査対象物の３次元形状データ及びその３次元形状データ上での探傷部の走査軌跡データを演算する演算処理装置が必要となる。従って、装置が複雑で高価なものとなる。
【０００８】
本発明の目的は、装置構成が簡単でしかも安価に、金属部材の状態データを金属部材の各箇所の位置に対応付けて収集できるデータ収集装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明に係わるデータ収集装置は、金属部材表面の特定領域の少なくとも２箇所の表層部信号を検出する超音波探触子と、前記超音波探触子で検出された表層部信号を金属部材表面の特定領域の基準位置として記憶する基準位置記憶部と、前記金属部材表面の特定領域の各箇所の表層部信号と状態データとを検出する状態検出部と、前記状態検出部で検出された前記金属部材表面の特定領域の各箇所の表層部信号のうち前記基準位置記憶部に記憶された基準位置の表層部信号に該当する表層部信号を基準位置に対応付けるとともにその基準位置を基準にして前記金属部材表面の特定領域に位置情報を割り付ける照合部と、前記照合部で割り付けられた前記金属部材表面の特定領域の位置情報に対応付けて前記状態データを記憶する状態データ記憶部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係わるデータ収集装置は、請求項１の発明において、前記基準位置は、前記状態データを収集する箇所として予め定められた複数箇所の定点であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係わるデータ収集装置は、請求項１または２の発明において、前記状態検出部は、前記金属部材表面の特定領域を縦方向または横方向に走査して前記表層部信号と前記状態データとを検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明に係わるデータ収集装置は、請求項１乃至３のいずれか１項の発明において、前記状態データ記憶部は、同一の金属部材表面の特定領域について、時系列の複数の前記状態データを記憶することを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明に係わるデータ収集装置は、請求項４の発明において、前記状態データ記憶部に記憶された時系列の状態データを比較して状態データの経年変化を求める状態データ評価部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明に係わるデータ収集装置は、請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、前記状態検出部は超音波探触子であり、前記状態データは、金属部材の肉厚、きずの有無、きずの大きさであることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明に係わるデータ収集装置は、請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、前記金属部材は、配管であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、金属部材表面の特定領域の少なくとも２箇所の表層部信号を超音波探触子で検出し、超音波探触子で検出された表層部信号を金属部材表面の特定領域の基準位置として基準位置記憶部に記憶し、照合部は、基準位置記憶部に記憶された基準位置を基準として金属部材表面の特定領域に位置情報を割り付け、状態検出部で検出された状態データを割り付けた位置情報に対応させて状態データ記憶部に記憶するので、金属部材の状態データは金属部材表面の特定領域の位置情報に対応付けて収集できる。
【００１７】
従って、例えば、配管の探傷の場合には、配管の表面上に状態データの測定の定点を決めるための罫書き作業が不要となり、前回の測定位置とのずれや記録用紙への誤記入などのヒューマンエラーを防止できる。これにより、状態データの測定位置の精度が向上することから、同一位置の時系列の状態データとの比較により厳密な減肉速度の把握が可能となり、的確な配管の肉厚管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるデータ収集装置の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における基準位置記憶部に記憶された表層部信号の説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における照合部での位置情報の割り付けの一例の説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における照合部での位置情報の割り付けの他の一例の説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わるデータ収集装置での状態データ収集の工程を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係わるデータ収集装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わるデータ収集装置の構成図である。超音波探触子１１は、金属部材の特定領域の状態データを測定するにあたり、その金属部材表面の特定領域の少なくとも２箇所の表層部信号を検出するものであり、例えば垂直探触子が用いられる。超音波探触子１１で検出された表層部信号は、金属部材表面の特定領域の基準位置として基準位置記憶部１２に記憶される。
【００２０】
図２は基準位置記憶部１２に記憶された表層部信号の説明図である。図２では、金属部材の特定領域Ｓ１の３箇所で表層部信号を検出した場合を示しており、検出位置での表層部信号を基準位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３として記憶する。金属部材の特定領域Ｓ１は、例えば配管外面の検査対象領域であり、表層部信号を検出する検出位置は、配管の外部から目視で基準位置として位置決めし易い箇所を定点として予め選定する。図２の基準位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３での表層部信号はその箇所特有のユニークな信号であり、基準位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置情報を予めｘｙ座標上で決めておく。
【００２１】
状態検出部１３は、金属部材表面の特定領域の各箇所の表層部信号と状態データとを検出するものであり、例えば、状態検出部１３が金属部材の状態データとして探傷データを検出する超音波探触子である場合には、金属部材表面から超音波を発信し反射波を受信して配管内部を探傷する斜角探触子やフェイズドアレイ探触子などである。この場合、状態検出部１３である超音波探触子は、金属部材の肉厚、きずの有無、きずの大きさなどを状態データとして検出することになる。
【００２２】
ここで、超音波探触子が斜角探触子である場合には、斜角探触子と垂直探触子とを組み合わせた探触子とする。これは、斜角探触子で金属部材のきずを検出し、垂直探触子で金属部材表面の表層部信号を検出するためである。超音波探触子がフェイズドアレイ探触子である場合には、垂直探触子を設ける必要はない。これは、フェイズドアレイ探触子は複数の振動子を順番に振動して所定角度の超音波を発信する機能を有しているので、垂直方向の超音波を発信して金属部材表面の表層部信号を検出できるからである。
【００２３】
状態検出部１３で検出された金属部材表面の表層部信号と状態データとは、照合部１４に入力される。照合部１４では、状態検出部１３で検出された金属部材表面の特定領域の各箇所の表層部信号のうち、基準位置記憶部１２に記憶された基準位置の表層部信号に該当する表層部信号を基準位置に対応付けるとともに、その基準位置を基準にして金属部材表面の特定領域に位置情報を割り付ける。
【００２４】
図３は、照合部１４での位置情報の割り付けの一例の説明図であり、図３（ａ）は状態検出部１３で検出された金属部材表面の特定領域の各箇所の表層部信号の一例の説明図、図３（ｂ）は図３（ａ）の表層信号に位置情報を割り付けた場合の説明図である。
【００２５】
状態検出部１３は、金属部材表面の特定領域Ｓ１を走査して表層部信号と状態データとを検出する。この場合、状態検出部１３を金属部材表面上でランダムに走査してもよいが、金属部材表面の特定領域Ｓ１を縦方向または横方向に走査することが望ましい。これは、入力順に表層部信号を並べておいた方が表層部信号に位置情報を割り付ける際に、その処理を容易に行えるからである。
【００２６】
いま、金属部材表面の特定領域Ｓ１を縦方向または横方向に走査して、図３（ａ）に示す金属部材表面の特定領域Ｓ１の各箇所の表層部信号が得られたとする。図３（ａ）の○及び□は状態検出部１３の走査により検出した表層部信号であり、□は基準位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の表層部信号である。照合部１４では、図３（ａ）の表層部信号の中から、図２に示した基準位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の表層部信号に一致する表層部信号を検索する。そして、図３（ｂ）に示すように、一致する表層部信号□に対して図２に示した基準位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を割り付ける。これにより、基準位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置情報が決められた後に、残りの表層部信号○の位置情報を割り付ける。
【００２７】
従って、図４に示すように、検査対象である配管の金属部材表面の特定領域Ｓ１と、実際に状態検出部１３の走査した特定領域Ｓ１’とがずれている場合であっても、図２に示した基準位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応した位置情報を、状態検出部１３の走査により検出した表層部信号○に割り付けることができる。
【００２８】
照合部１４は、金属部材表面の特定領域Ｓ１の位置情報に対応付けて状態データを状態データ記憶部１５に出力する。状態データ記憶部１５では、照合部１４で割り付けられた金属部材表面の特定領域の位置情報に対応付けられた状態データを記憶する。また、同一の金属部材表面の特定領域Ｓ１について、過去に計測された状態データについても併せて記憶する。これにより、同一の金属部材表面の特定領域について、時系列の複数の状態データを記憶することになる。
【００２９】
状態データ記憶部１５に記憶された金属部材表面の特定領域の位置情報に対応付けられた状態データは、必要に応じて出力装置１６に出力される。これにより、検査員は状態データを確認できる。特に、時系列の複数の状態データを比較参照することにより、状態データの時系列的な変化を把握できる。
【００３０】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係わるデータ収集装置での状態データ収集の工程を示すフローチャートである。まず、金属部材表面の特定領域Ｓ１の基準位置の表層部信号を超音波探触子１１で検出し（Ｓ１）、検出した表層部信号を基準位置として基準位置記憶部１２に記憶する（Ｓ２）。次に、金属部材表面の特定領域Ｓ１の各箇所の表層部信号と状態データとを状態検出部１３で検出する（Ｓ３）。そして、金属部材の特定領域Ｓ１に位置情報を照合部１４で割り付け（Ｓ４）、割り付けられた位置情報に対応付けて状態データを状態データ記憶部１５に記憶する（Ｓ５）。
【００３１】
以上の説明では、状態検出部１３は超音波探触子であり、状態データとして、金属部材の肉厚、きずの有無、きずの大きさを検出する場合について説明したが、振動計で振動データを検出するようにしてもよいし、応力歪み計で応力歪みを検出するようにしてもよい。さらには、硬度計で硬度を、温度計で温度を検出するようにしてもよい。
【００３２】
第１の実施の形態によれば、超音波探触子１１からの超音波による表層部近傍に起因する表層部信号を状態データ測定時の定点測定の位置情報として使用するので、金属部材表面の特定領域Ｓ１の各箇所の位置情報を正確に特定できる。また、基準位置を基準として金属部材表面の特定領域に位置情報を割り付け、状態検出部１３で検出された状態データを割り付けた位置情報に対応させて状態データ記憶部１５に記憶するので、金属部材の状態データは金属部材表面の特定領域Ｓ１の位置情報に対応付けて収集できる。
【００３３】
これにより、例えば、発電所の定期点検時などの配管の肉厚測定において、肉厚測定範囲を全面探傷する際に、配管の表層部近傍の超音波信号も合わせて取得し、基準位置として採取している表層部信号と全面探傷して採取した表層部信号とを突き合わせて、整合した位置での肉厚値データを記録できる。この肉厚測定を繰り返すことにより、毎回同じ位置での肉厚測定値を得ることができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図６は本発明の第２の実施の形態に係わるデータ収集装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、状態データ記憶部１５に記憶された時系列の状態データを比較して状態データの経年変化を求める状態データ評価部１７を追加して設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３５】
状態データ評価部１７は、状態データ記憶部１５から金属部材表面の時系列の状態データを入力する。例えば、金属部材表面の同じ位置での前々回に測定した状態データ、前回測定した状態データ、今回測定した状態データを入力し、その位置での状態データの変化を求める。状態データ評価部１７で求めた同一位置での状態データの変化は、必要に応じて出力装置１６に出力される。これにより、その金属部材の部位の経年変化を評価することができる。
【００３６】
第２の実施の形態によれば、同一位置の時系列の状態データとの比較により厳密な経年変化の把握が可能となる。例えば、金属部材が配管である場合には、厳密な減肉速度の把握が可能となり的確な配管の肉厚管理が可能となる。
【符号の説明】
【００３７】
１１…超音波探触子、１２…基準位置記憶部、１３…状態検出部、１４…照合部、１５…状態データ記憶部、１６…出力装置、１７…状態データ評価部
【図１】
2010230337.tif 000003
【図２】
2010230337.tif 000004
【図３】
2010230337.tif 000005
【図４】
2010230337.tif 000006
【図５】
2010230337.tif 000007
【図６】
2010230337.tif 000008