(57)【特許請求の範囲】
【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、前記配管保温手段の外部に設けられ前記駆動手段の温度を調節する温度調節手段と、前記温度調整手段の冷却能力を制御する装置制御部とを備えてある配管検査装置。
【請求項２】
請求項１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。
【請求項３】
請求項２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。
【請求項４】
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において、前記保温手段を前記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前記検査機器と、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。
【請求項５】
請求項４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ことを特徴とする配管検査装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項２又は請求項３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。
【請求項７】
請求項４又は請求項５又は請求項６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。
【請求項８】
請求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７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。
【請求項９】
請求項８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。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９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。
【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４ｃ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５ｈ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４ｄ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１０ｃ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１８８０ｍ／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６ｉ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，７ｈ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７ｍ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Ｘｄ，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，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７ｒ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���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１８８０ｍ／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Θ���＝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＝Θｉ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上、検査装置の駆動手段の温度調整に必要となるクーラント供給量或いは排熱量を調節して検査装置の動作を安定とし、検査の精度が良くなる。
【０２０１】
請求項２の発明によれば、請求項１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。
【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、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。
【０２０３】
請求項４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上、検査装置がスペーサを通過して配管に沿って移動可能で、検査範囲を拡大できる。
【０２０４】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明による効果に加えて、検査装置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、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。
【０２０５】
請求項６の発明によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３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で、検査範囲を拡大できる。
【０２０６】
請求項７の発明によれば、請求項４又は請求項５又は請求項６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。
【０２０７】
請求項８の発明によれば、請求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７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。
【０２０８】
請求項９の発明によれば、請求項８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。請求項１０の発明によれば、請求項８又は請求項９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。
【図１】
0003550984.tif 000002
【図２】
0003550984.tif 000003
【図３】
0003550984.tif 000004
【図４】
0003550984.tif 000005
【図５】
0003550984.tif 000006
【図６】
0003550984.tif 000007
【図７】
0003550984.tif 000008
【図８】
0003550984.tif 000009
【図９】
0003550984.tif 000010
【図１０】
0003550984.tif 000011
【図１１】
0003550984.tif 000012
【図１２】
0003550984.tif 000013
【図１３】
0003550984.tif 000014
【図１４】
0003550984.tif 000015
【図１５】
0003550984.tif 000016
【図１６】
0003550984.tif 000017
【図１７】
0003550984.tif 000018
【図１８】
0003550984.tif 000019
【図１９】
0003550984.tif 000020
【図２０】
0003550984.tif 000021