(57)【要約】【課題】エルボ管においても安定して板厚分布を得ることができると共に、部品点数の増加や装置の大型化を抑制する。【解決手段】配管が周方向に複数のデータ取得領域に分割され、スキャナから入力されるデータ取得領域毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成する演算処理手段を具備し、スキャナから入力される板厚分布データは、データ取得領域毎に設けられた計測基準位置に配置されたスキャナの超音波探触子から取得されるデータである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管が周方向に複数のデータ取得領域に分割され、スキャナから入力される前記データ取得領域毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成する演算処理手段を具備し、
前記スキャナから入力される板厚分布データは、前記データ取得領域毎に設けられた計測基準位置に配置されたスキャナの超音波探触子から取得されるデータである検査装置。
【請求項２】
前記演算処理手段は、前記データ取得領域を網目状の格子に区切り、網目の交点に前記超音波探触子が位置した際の前記配管の板厚を取得することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記演算処理手段は、前記網目の交点を中心とした許容範囲に前記超音波探触子が位置した際の前記配管の板厚を取得することを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
配管が周方向に複数のデータ取得領域に分割され、スキャナから入力される前記データ取得領域毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成する演算処理をコンピュータに実行させ、
前記スキャナから入力される板厚分布データは、前記データ取得領域毎に設けられた計測基準位置に配置されたスキャナの超音波探触子から取得されるデータであることを特徴とする検査プログラム。
【請求項５】
前記演算処理は、前記データ取得領域を網目状の格子に区切り、網目の交点に前記超音波探触子が位置した際の前記配管の板厚を前記コンピュータに取得させることを特徴とする請求項４に記載の検査プログラム。
【請求項６】
前記演算処理は、前記網目の交点を中心とした許容範囲に前記超音波探触子が位置した際の前記配管の板厚を前記コンピュータに取得させることを特徴とする請求項５に記載の検査プログラム。
【請求項７】
配管が周方向に複数のデータ取得領域に分割され、スキャナから入力される前記データ取得領域毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成する演算ステップを具備し、
前記スキャナから入力される板厚分布データは、前記データ取得領域毎に設けられた計測基準位置に配置されたスキャナの超音波探触子から取得されるデータであることを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、検査プログラム及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントにおける配管は、内部流体による摩耗により配管破断等の重大な事故が発生しないよう定期的に板厚を測定し、板厚状態の管理を行っている。例えば、下記特許文献１には、永久磁石によって台車を配管の外周面に吸着配置し、この台車を配管の周方向に沿って走行させ、台車に搭載された複数の超音波探触子を配管の円周方向に沿って移動させて配管の板厚分布を得る超音波厚さ測定装置が開示されている。また、下記特許文献２には、配管の外側に一定の距離を有してガイドレールを取付け、超音波探触子を搭載した配管周方向リングが取り付く台車がガイドレールを走行する機構を有する装置により配管の板厚分布を得る配管検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３２７１３号公報
【特許文献２】特開２００９−２３６６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載された発明は、永久磁石で配管に吸着する台車を用いているため、エルボ管のような曲がり管の走行においては不安定となり、配管の軸方向に沿って連続的に板厚分布を得ることができず、安定して板厚分布を得ることができないという問題があった。また、上記特許文献２に記載された発明は、配管の大きさに適合する種類の配管周方向リングを用意する必要や、エルボ管の場合にはエルボの曲がり径に適合する種類のガイドレールを用意する必要があり、このとから部品点数の増加や装置の大型化の問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、エルボ管においても安定して板厚分布を得ることができると共に、部品点数の増加や装置の大型化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、検査装置に係る第１の解決手段として、配管が周方向に複数のデータ取得領域に分割され、スキャナから入力される前記データ取得領域毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成する演算処理手段を具備し、前記スキャナから入力される板厚分布データは、前記データ取得領域毎に設けられた計測基準位置に配置されたスキャナの超音波探触子から取得されるデータである、という手段を採用する。
【０００７】
本発明では、検査装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記演算処理手段は、前記データ取得領域を網目状の格子に区切り、網目の交点に前記超音波探触子が位置した際の前記配管の板厚を取得する、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、検査装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記演算処理手段は、前記網目の交点を中心とした許容範囲に前記超音波探触子が位置した際の前記配管の板厚を取得する、という手段を採用する。
【０００９】
また、本発明では、検査プログラムに係る第１の解決手段として、配管が周方向に複数のデータ取得領域に分割され、スキャナから入力される前記データ取得領域毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成する演算処理をコンピュータに実行させ、前記スキャナから入力される板厚分布データは、前記データ取得領域毎に設けられた計測基準位置に配置されたスキャナの超音波探触子から取得されるデータである、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、検査プログラムに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記演算処理は、前記データ取得領域を網目状の格子に区切り、網目の交点に前記超音波探触子が位置した際の前記配管の板厚を前記コンピュータに取得させる、という手段を採用する。
【００１１】
本発明では、検査プログラムに係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記演算処理は、前記網目の交点を中心とした許容範囲に前記超音波探触子が位置した際の前記配管の板厚を前記コンピュータに取得させる、という手段を採用する。
【００１２】
また、本発明では、検査方法に係る解決手段として、配管が周方向に複数のデータ取得領域に分割され、スキャナから入力される前記データ取得領域毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成する演算ステップを具備し、前記スキャナから入力される板厚分布データは、前記データ取得領域毎に設けられた計測基準位置に配置されたスキャナの超音波探触子から取得されるデータである、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、配管が周方向に複数のデータ取得領域に分割され、スキャナから入力されるデータ取得領域毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成することによって、エルボ管においても安定して板厚分布を得ることができると共に、部品点数の増加や装置の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る検査装置ＫＳによって構成される板厚検査システムの機能ブロック図である。
【図２】スキャナＳの機械構成を示す図である。
【図３】配管上の計測基準位置ＫＰ及びデータ取得領域ＤＡを示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る検査装置ＫＳの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る検査装置ＫＳに表示されるパラメータ設定画面を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る検査装置ＫＳに設定されるパラメータを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る検査装置ＫＳの動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る検査装置ＫＳにおける板厚分布データの接合を示す模式図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る検査装置ＫＳにおける板厚分布データ表示画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態に係る検査装置ＫＳは、図１に示すように、スキャナＳ及び超音波探傷器ＳＴと共に、板厚検査システムを構成する。
スキャナＳは、超音波探傷器ＳＴに接続され、配管の表面に取り付けられてその板厚を検出して、検出結果を超音波探傷器ＳＴに出力するものであり、図２に示すように、超音波探触子１、ワイヤー２、位置検出センサ３、基準穴４、基準針５、取り付け具６及び支持部７から構成されている。
【００１６】
スキャナＳは、図３に示すように、予め検査員によって配管の周方向に沿って設けられた計測基準位置ＫＰに上記基準針５が位置するように配置され、配管の周方向に複数に分割されたデータ取得領域ＤＡ（例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍ）の板厚を検出する。つまり、スキャナＳは、配管上の計測基準位置ＫＰを検査員によって順番に移動させられ、計測基準位置ＫＰに応じたデータ取得領域ＤＡの板厚を検出する。
【００１７】
超音波探触子１は、２本のワイヤー２の一端に固定されており、この２本のワイヤー２が位置検出センサ３から引き出し可能な範囲において移動自在である。超音波探触子１は、先端から超音波を発生し、該超音波の反射波を検出し、該検出結果を板厚検出信号として超音波探傷器ＳＴに出力する。
【００１８】
１対のワイヤー２各々は、一端が超音波探触子１に固定され、他端が１対の位置検出センサ３それぞれに対して引き出し可能なように固定されている。このワイヤー２は、位置検出センサ３と共に、リニアエンコーダを構成している。
１対の位置検出センサ３は、１対のワイヤー２と共に、リニアエンコーダを構成し、ワイヤー２の引き出し量で超音波探触子１の位置を検出し、該位置を示す位置検出信号を超音波探傷器ＳＴに出力する。
【００１９】
基準穴４は、基準針５を固定するために設けられた穴である。
基準針５は、例えば、鉛筆であり、先端を配管Ｐ１，Ｐ２側として、基準穴４に固定されている。スキャナＳは、この基準針５の先端が配管Ｐ１，Ｐ２の計測基準位置ＫＰと一致するように、配管Ｐ１，Ｐ２上に配置される。
【００２０】
取り付け具６は、スキャナＳを配管Ｐ１，Ｐ２に固定するものであり、例えば、傾動自在に支持部７に設置された永久磁石である。例えば、図２に示すように、取り付け具６の永久磁石の傾きを変えることによって太さの異なる配管Ｐ１，Ｐ２に対してスキャナＳを固定することを可能とする。
支持部７は、位置検出センサ３、基準穴４及び取り付け具６の各部を支持するものである。
【００２１】
超音波探傷器ＳＴは、スキャナＳ及び検査装置ＫＳに接続され、スキャナＳから入力される板厚検出信号及び位置検出信号を、Ａ/Ｄ変換して検査装置ＫＳに出力する。
【００２２】
検査装置ＫＳは、超音波探傷器ＳＴに接続され、例えば、デスクトップ型またはノート型のパーソナルコンピュータであり、図１に示すように、表示部１１、操作部１２、通信Ｉ／Ｆ部１３及び演算制御部１４（演算処理手段）を備える。
【００２３】
表示部１１は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイまたは液晶ディスプレイであり、演算制御部１４の制御の下、各種画面を表示する。
操作部１２は、マウス等のポインティングデバイス及びキーボードから構成され、ユーザから受け付けた操作指示を演算制御部１４に出力する。
通信Ｉ／Ｆ部１３は、演算制御部１４の制御の下、通信ケーブルを介して超音波探傷器ＳＴとの間で各種信号の送受信を行う。
【００２４】
演算制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び電気的に相互接続された各部と各種信号の送受信を行うインターフェイス回路等から構成されている。この演算制御部１４は、上記ＲＯＭに記憶された各種演算制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行うと共に各部と通信を行うことにより検査装置ＫＳの全体動作を制御する。詳細については後述するが、演算制御部１４は、ＲＯＭに検査プログラム１４ａを記憶し、該検査プログラム１４ａに基づいてスキャナＳから入力されるデータ取得領域ＤＡ毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成する。
【００２５】
次に、このように構成された板厚検査システムの動作について説明する。
スキャナＳは、例えば、配管口径が１５０ｍｍ以上のサイズのエルボ管や配管に対して計測基準位置ＫＰに基準針５の先端が一致するように取り付けられる。そして、検査員が手動によって超音波探触子１を配管の表面を走査させることによりデータ取得領域ＤＡの板厚を検出する。その際、超音波探触子１からは、超音波探傷器ＳＴに板厚検出信号が出力される。一方、位置検出センサ３は、超音波探触子１の検査員によって移動させられる超音波探触子１の位置を検出し、超音波探触子１の位置を示す位置検出信号を超音波探傷器ＳＴに出力する。
【００２６】
超音波探傷器ＳＴは、スキャナＳから板厚検出信号及び位置検出信号が入力されると、これら信号にＡ/Ｄ変換等の処理を施して、検査装置ＫＳに出力する。
【００２７】
検査装置ＫＳでは、演算制御部１４が、検査プログラム１４ａに従って、超音波探傷器ＳＴから板厚検出信号及び位置検出信号が入力される際に、以下の特徴的な処理（図４参照）を実行する。
【００２８】
まず、検査装置ＫＳでは、超音波探傷器ＳＴから板厚検出信号及び位置検出信号が入力される前に、検査員によって操作部１２が操作されて、予め処理に必要となるパラメータがインプットされる（ステップＳ１）。例えば、検査装置ＫＳの演算制御部１４は、図５に示すようなパラメータインプット画面を表示部１１に表示させて、検査員に各種パラメータをインプットさせる。
【００２９】
以下でインプットされるパラメータについて説明する。
検査装置ＫＳでは、配管が図６（ａ）に示すようにエルボ管（曲がり管）である場合、その延在方向である「Inc.Axis(increment Axis)」と、周方向である「Scan AxiS」とがそれぞれ定義されている。パラメータは、「Inc.Axis」及び「Scan AxiS」それぞれに対して設定される。
【００３０】
例えば、図６（ｂ）に示すように、エルボ管の外形のエルボ中心から端面までの距離（「Inc.Axis」の「Radius」）及ぴエルボ管の半径（「Scan AxiS」の「Radius」）をインプットすることでエルボ管の外形を登録する。
【００３１】
また、「Inc.Axis」及び「Scan AxiS」の「Reference Offset」は、スキャナＳをエルボ管のどの位置に設置したかを登録するためのパラメータであり、エルボ管のアーチ外側の輪郭がエルボと隣接する配管と接する点（計測基準位置ＫＰ）の座標（例えば、（0，0））を示すものである。
【００３２】
また、データ取得領域ＤＡの範囲を登録するためのパラメータとして、「Inc.Axis」及び「Scan AxiS」の「LowerLimit」及び「upperLimit」が登録される。 
【００３３】
また、データ取得領域ＤＡの内部を網目状の格子に区切り、網目の交点に超音波探触子１が位置したタイミングにて検査装置ＫＳの演算制御部１４が板厚検出信号によって示される板厚を取得するために、網目の間隔として、図６（ｃ）に示すように、「Inc.Axis」の「Incrementlnterval」と、「Scan AxiS」の「Data Cmd Interval」とが登録される。
【００３４】
また、網目の交点を中心として許容範囲内に超音波探触子１が位置したタイミングにて検査装置ＫＳの演算制御部１４が板厚検出信号によって示される板厚を取得するために、上記許容範囲として、「Inc.Axis」及び「Scan AxiS」の「Tolderance」が登録される。
【００３５】
また、上記パラメータは、ソフトウェアの制約から整数しかインプットできない。例えば、小数値を設定したい場合には、「Conversion Counts」及び 「Conversion Units」を使用する。例えば、少数点１位以下まで設定した場合には、「Conversion Counts」に１０をインプットし、「Conversion Units」に １ｍｍをインプットする。これにより、１０力ウントが１ｍｍに換算されるので、例えば「Lower Limit」に １００５（力ウント）をインプットした場合には、１００５/１０＝１００．５ｍｍとなる。
【００３６】
続いて、検査装置ＫＳにおいて、演算制御部１４は、超音波探触子１が走査されると（ステップＳ２）、位置検出センサ３から位置検出信号が入力され（ステップＳ３）、位置検出信号に基づいて超音波探触子１の位置を算出する（ステップＳ４）。続いて、演算制御部１４は、超音波探触子１から板厚検出信号が入力されると、上記超音波探触子１位置と共に、パラメータで設定されたデータ取得領域ＤＡとの一致した板厚検出信号によって示される板厚を取り込む（ステップＳ６）。続いて、演算制御部１４は、超音波探触子１の位置及び板厚を関連付けて保存し（ステップＳ７）、該位置及び板厚に基づく板厚分布データを作成する（ステップＳ８）。そして、演算制御部１４は、操作部１２が検査員によって操作されて、停止ボタンが押下されると、上述した処理を停止する。
【００３７】
なお、超音波探触子１の走査時には、データ取得領域ＤＡ上の超音波探触子１が走査された場所については、表示部１１に表示される。例えば、図６（ｃ）の斜線で示すように、データ取得領域ＤＡ上の超音波探触子１が走査された場所に色が塗られて表示される。検査員は、この表示を見ながら、データ取得領域ＤＡ全体を超音波探触子１によって走査したかを確認する。
【００３８】
続いて、検査装置ＫＳでは、演算制御部１４は、検査プログラムに従って、分割されたデータ取得領域ＤＡ毎の板厚分布データを結合するための操作指示を受け付けると以下の処理（図７参照）を実行する。
演算制御部１４は、分割されたデータ取得領域ＤＡ毎の板厚分布データを結合するための操作指示を操作部１２が受け付け、結合する板厚分布データが選択されると（ステップＳ２１）、選択された板厚分布データのデータ取得領域ＤＡが隣接したものであるか否か判定する（ステップＳ２２）。
【００３９】
ここで、演算制御部１４は、検査員によって順番に隣接したデータ取得領域ＤＡから板厚が検出されたことを前提として、板厚分布データの取得順番に基づいて板厚分布データのデータ取得領域ＤＡが隣接したか否か判定する。例えば、演算制御部１４は、１回目（１番目）と２回目（２番目）に取得した板厚分布データである場合には、データ取得領域ＤＡが隣接していると判定し、１回目（１番目）と３回目（３番目）に取得した板厚分布データである場合には、データ取得領域ＤＡが隣接していないと判定する。
【００４０】
演算制御部１４は、選択された板厚分布データのデータ取得領域ＤＡが隣接している場合（ＹＥＳの場合）、２つ（あるいは複数）の板厚分布データを結合する（ステップＳ２３）。例えば、１回目と２回目に取得した板厚分布データを結合した場合には、図８のようになる。なお、図８において、色の異なる箇所については、板厚が異なることを示している。
【００４１】
一方、演算制御部１４は、選択された板厚分布データのデータ取得領域ＤＡが隣接していない場合（ＮＯの場合）、表示部１１にエラー表示させる（ステップＳ２４）。
【００４２】
上述して結合された板厚分布データは、図９に示すような板厚分布データ表示画面として、表示部１１に表示される。図９に示される板厚分布データ表示画面の第１表示Ｈ１は、結合した板厚分布データを示しており、第２表示Ｈ２は、板厚分布データの一部を拡大したものである。
【００４３】
このような本実施形態によれば、配管が周方向に複数のデータ取得領域ＤＡに分割され、スキャナＳから入力されるデータ取得領域ＤＡ毎の板厚分布データをつなぎ合わせることで、配管外周の板厚分布データを生成することによって、エルボ管においても安定して板厚分布を得ることができると共に、部品点数の増加や装置の大型化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４４】
ＫＳ…検査装置、Ｓ…スキャナ、ＳＴ…超音波探傷器、１…超音波探触子、２…ワイヤー、３…位置検出センサ、４…基準穴、５…基準針、６…取り付け具、７…支持部、１１…表示部、１２…操作部、１３…通信Ｉ／Ｆ部、１４  演算制御部（演算処理手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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