(57)【要約】【課題】広範囲に渡って短時間で、配管の減肉、亀裂、腐食などの欠陥を非破壊で検査すること。【解決手段】本発明の配管非破壊検査装置は、配管１内に超音波信号を発信する超音波入射装置２と、配管１外周に巻き付けられ、超音波入射装置２からの超音波信号を検出する光ファイバ１４からなる光ファイバセンサ部４と、光ファイバ１４内に光を供給する光源５と、光ファイバセンサ部４内を通過した光を電気信号に変換する光電変換装置６とを備えている。光電変換装置６には、光電変換装置６で変換された電気信号を、データベース８から供給される予め記憶された基準電気信号と比較して解析するデータ解析装置７が接続されている。データ解析装置７には、データ解析装置７による解析結果を表示する表示装置９が接続されている。超音波入射装置２、光源５、光電変換装置６、データ解析装置７および表示装置９には、これらを制御する制御部１０が接続されている。【選択図】図１
2008076237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管外周に設けられ、配管内に超音波信号を発信する超音波入射装置と、
配管外周に当接した状態で巻き付けられるとともに、超音波入射装置からの超音波信号を検出する光ファイバからなる光ファイバセンサ部と、
光ファイバセンサ部の光ファイバの一端に連結され、光ファイバ内に光を供給する光源と、
光ファイバセンサ部の光ファイバの他端に連結され、光ファイバ内を通過した光を電気信号に変換する光電変換装置と、
光電変換装置に接続され、光電変換装置で変換された電気信号を、データベースから供給される予め記憶された基準電気信号と比較して解析するデータ解析装置と、
データ解析装置に接続され、データ解析装置による解析結果を表示する表示装置と、
超音波入射装置、光源、光電変換装置、データ解析装置および表示装置に接続され、超音波入射装置、光源、光電変換装置、データ解析装置および表示装置を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする配管非破壊検査装置。
【請求項２】
超音波入射装置は、配管外周に巻き付けられるとともに、磁歪材料からなるワイヤを有することを特徴とする請求項１記載の配管非破壊検査装置。
【請求項３】
超音波入射装置は、配管外周に巻き付けられるとともに、磁歪材料からなるワイヤと、該ワイヤの周りに巻き付けられるとともに、交流電源に接続されたコイルとを有することを特徴とする請求項１記載の配管非破壊検査装置。
【請求項４】
光ファイバセンサ部は、このセンサ部に与えられたひずみの変化に応じて、通過する光の波長がシフトするＦＬＤＶ（Fiber-opt Laser Doppler Velocimeter）特性を有することを特徴する請求項１記載の配管非破壊検査装置。
【請求項５】
光ファイバセンサ部の光ファイバは石英からなり、
当該光ファイバ表面に、金属系コーティングまたは金属細管加工が施されたことを特徴とする請求項１記載の配管非破壊検査装置。
【請求項６】
配管の検出領域に、超音波入射装置と光ファイバセンサ部を対にして配置したことを特徴する請求項１記載の配管非破壊検査装置。
【請求項７】
配管の検出領域の一端に超音波入射装置を配置し、配管の検出領域の他端に光ファイバセンサ部を配置したことを特徴する請求項１記載の配管非破壊検査装置。
【請求項８】
配管の長手方向の複数箇所に光ファイバセンサ部を配置したことを特徴する請求項１記載の配管非破壊検査装置。
【請求項９】
配管外周に設けられた超音波入射装置によって、配管内に超音波信号を発信する超音波入射工程と、
配管外周に当接した状態で巻き付けられた光ファイバセンサ部の光ファイバによって、超音波入射装置からの超音波信号を検出する検出工程と、
光電変換装置に接続されたデータ解析装置によって、光電変換装置で変換された電気信号を、データ解析装置に接続されたデータベースから供給される予め記憶された基準電気信号と比較して解析するデータ解析工程と、
データ解析装置に接続された表示装置によって、データ解析装置による解析結果を表示する表示工程とを備え、
検出工程は、光ファイバセンサ部の光ファイバの一端に連結された光源によって、光ファイバ内に光を供給する光供給工程と、光ファイバセンサ部の光ファイバの他端に連結された光電変換装置によって、光ファイバ内を通過した光を電気信号に変換する光電変換工程とを有することを特徴とする配管非破壊検査方法。
【請求項１０】
請求項１記載の配管非破壊検査装置をその配管系統に予め組み込んだことを特徴とする発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管の減肉、亀裂、腐食などの欠陥を非破壊で検査することができる配管非破壊検査装置、配管非破壊検査方法、および発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発電プラント等において、蒸気配管内部の蒸気によるエロージョンやコロージョン現象で配管肉厚が薄くなることにより、蒸気の漏れやその漏れ量の増加等によりプラントの停止を余儀なくされる場合がある。このような事を未然に防ぐため、蒸気配管の信頼性確保のあり方や検査方法についての重要性が再認識されている。
【０００３】
現状、配管肉厚を検査する方法としては、超音波法を用いることが一般的であり、超音波信号処理により配管の減肉部位や配管厚さ測定精度を向上させる方法（特許文献１参照）、狭隘な場所、偏心形状配管での精度良い超音波での配管厚さを測定する方法（特許文献２および３参照）、二次元走査して効率良い超音波での配管厚さを測定する方法（特許文献４参照）など、数多くの方法が知られている。
【０００４】
しかしながら、これらの方法は、プラントの運転を開始する前や定期検査時など、基本的にはプラントを停止した状態で非破壊検査として実施するためのものである。すなわち、原子力発電プラントや火力発電プラントなどのように配管中に高温蒸気を流している運転状態では測定することができない。また、こればかりではなく、配管周囲に巻かれた保温材の除去や機器の分解など配管厚さ測定を行うまでの準備で多大の労力が必要となる場合が多い。また、発電プラントに限らず事前に減肉が生じている部位を特定することは難しいため、配管経路上の多点測定することで補っているのが現状であり、測定のために多大の労力と時間が必要である。
【０００５】
また、電磁超音波による共鳴現象を利用して配管肉厚を測定する方法も知られている（特許文献５）。しかしながら、この方法では、台車によって超音波の入射位置を変える必要があるため、装置が非常に大掛りなものになってしまう。なお、この方法でも、前述の超音波法の場合と同様に、配管中に高温蒸気を流している運転状態では測定することができない。
【０００６】
一方、配管の厚さを直接測定するのではなく、減肉速度評価式を取り入れたシステムにより減肉量を予測する方法も知られている（特許文献６参照）。この方法によると、労力をかけずに効率良く配管減肉を予測することができる。しかしながら、配管のエロージョンやコロージョン現象は非常に複雑であり、プラントの微妙な運転条件の差も入れて予測することは難しく、実際の配管厚さの測定に比べると精度と信頼性に問題がある。
【０００７】
ところで、近年通信分野を中心に光ファイバの適用が拡がり、その信頼性が向上するとともに、コスト的にも低下する傾向にある。このため、情報伝達媒体としての光ファイバの利点を利用した応用製品やサービスの開発も活発に行われている。その中でも、ＦＢＧ型光ファイバ素子は、ひずみや温度などの検出を行うセンサとして注目を浴びている（例えば、特許文献７および８など）。また、電気ノイズも小さく非常に感度が高いことから、磁気、振動や音などの微小な環境変化を検出するセンサとしての応用も検討されている（特許文献９および１０参照）。
【０００８】
また、光ファイバを用いて動的な振動（ひずみ速度）を測定する方法として、レーザドップラ現象を応用した方法が知られている。特に、光ファイバを湾曲させて対象物に取付け、この状態で湾曲部に振動を与えた場合、入力光とファイバの湾曲部を通過した出力光の間での波長変化が湾曲部に生じたひずみ（振幅）に対応し、広帯域の振動を高感度で測定できることも知られている（特許文献１１）。
【特許文献１】特開２００４−１６３２５０号公報
【特許文献２】特開２００２−４８７６９号公報
【特許文献３】特開２００３−２７０２１７号公報
【特許文献４】特開２００２−４８７６９号公報
【特許文献５】特開平９−２８１０８７号公報
【特許文献６】特開２００１−１２６９８号公報
【特許文献７】特開平１０−１４１９２２号公報
【特許文献８】特開平１１−５１７８３号公報
【特許文献９】特開２００３−１３０９３４号公報
【特許文献１０】特開２００４−１２２８０号公報
【特許文献１１】特許第３５１７６９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、超音波法または電磁超音波法により配管の厚さ測定が試みられているが、基本的にはプラントを運転開始する前または定期検査など、プラントを停止した状態での非破壊検査として実施するものが大半である。
【００１０】
また、減肉速度評価式から減肉量を予測するシステムもあるが、配管の腐食や浸食現象は非常に複雑であり、プラントの微妙な運転条件の差異による差を予測することは難しく、信頼性や精度に問題がある。
【００１１】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、広範囲に渡って短時間で、配管の減肉、亀裂、腐食などの欠陥を非破壊で検査することができる配管非破壊検査装置、配管非破壊検査方法、および発電プラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、配管外周に設けられ、配管内に超音波信号を発信する超音波入射装置と、配管外周に当接した状態で巻き付けられるとともに、超音波入射装置からの超音波信号を検出する光ファイバからなる光ファイバセンサ部と、光ファイバセンサ部の光ファイバの一端に連結され、光ファイバ内に光を供給する光源と、光ファイバセンサ部の光ファイバの他端に連結され、光ファイバ内を通過した光を電気信号に変換する光電変換装置と、光電変換装置に接続され、光電変換装置で変換された電気信号を、データベースから供給される予め記憶された基準電気信号と比較して解析するデータ解析装置と、データ解析装置に接続され、データ解析装置による解析結果を表示する表示装置と、超音波入射装置、光源、光電変換装置、データ解析装置および表示装置に接続され、超音波入射装置、光源、光電変換装置、データ解析装置および表示装置を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする配管非破壊検査装置である。
【００１３】
本発明は、配管外周に設けられた超音波入射装置によって、配管内に超音波信号を発信する超音波入射工程と、配管外周に当接した状態で巻き付けられた光ファイバセンサ部の光ファイバによって、超音波入射装置からの超音波信号を検出する検出工程と、光電変換装置に接続されたデータ解析装置によって、光電変換装置で変換された電気信号を、データ解析装置に接続されたデータベースから供給される予め記憶された基準電気信号と比較して解析するデータ解析工程と、データ解析装置に接続された表示装置によって、データ解析装置による解析結果を表示する表示工程とを備え、検出工程が、光ファイバセンサ部の光ファイバの一端に連結された光源によって、光ファイバ内に光を供給する光供給工程と、光ファイバセンサ部の光ファイバの他端に連結された光電変換装置によって、光ファイバ内を通過した光を電気信号に変換する光電変換工程とを有することを特徴とする配管非破壊検査方法である。
【００１４】
本発明は、上述の配管非破壊検査装置を組み込んだことを特徴とする発電プラントである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、配管内を伝播する超音波入射装置からの超音波信号を、光ファイバからなる光ファイバセンサ部によって検出することにより、広範囲に渡って短時間で、配管の減肉、亀裂、腐食などの欠陥を非破壊で検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の実施の形態
以下、本発明に係る配管非破壊検査装置の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図１０は本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【００１７】
図１および図２（ａ）―（ｃ）に示すように、配管非破壊検査装置は、配管１の検出領域Ａの一端で、配管１の外周面に設けられ、配管１内に超音波信号を発信する超音波入射装置２と、配管１の検出領域Ａの他端で、配管１外周面に当接した状態で巻き付けられた光ファイバ１４を有し、超音波入射装置２からの超音波信号を検出する光ファイバセンサ部４と、光ファイバセンサ部４の光ファイバ１４の一端に連結され、光ファイバ１４内に所定の波長の光を供給する光源５と、光ファイバセンサ部４の光ファイバ１４の他端に連結され、光ファイバセンサ部４内を通過した光を電気信号に変換する光電変換装置６とを備えている。なお、図２（ａ）―（ｃ）は、配管１の外周面に設けられた超音波入射装置２と、配管１外周面に設けられた光ファイバセンサ部４を詳細に示した図である。
【００１８】
また、図１および図２（ａ）に示すように、超音波入射装置２は、交流電源（図示せず）からの交流電流の周波数を自在に変更することができる周波数可変装置３に接続されている。
【００１９】
このうち、超音波入射装置２は、図２（ｂ）に示すように、配管１の外周面に巻き付けられるとともに、ワイヤ１１状に形成されたＮｉ系磁歪材料と、当該ワイヤ１１の周りに巻き付けられるとともに、周波数可変装置３に接続されたコイル１２とを有している。
【００２０】
また、図２（ｃ）に示すように、光ファイバセンサ部４の光ファイバ１４の中心部分は石英からなり、当該光ファイバ１４の表面には、金属系材料によるコーティングが施されている。具体的には、光ファイバ１４は、１００から５００μｍφ程度の細い石英線からなるコア１６と、当該コア１６を覆い、石英からなるクラッド１７とを有している。そして、この光ファイバ１４は、細いＣｕ管１３で覆われて保護されている。
【００２１】
なお、光ファイバ１４の表面は、上述のようにＣｕ管１３で覆うのではなく（金属系コーティングではなく）、金属細管加工を施してもよい。
【００２２】
このような光ファイバ１４は、図２（ａ）に示すように、配管１の周りを幾重にも巻かれ、図２（ｃ）に示すように、Ｆｅ系溶射皮膜１５によって当該配管１に固定されている。
【００２３】
また、光源５によって照射される光は、通信でも一般的に用いられるレーザ光であり、波長が１５５０ｎｍ程度の赤外線からなっている。但し、これに限るものではなく波長の選択や赤外線、可視光線の選択については必要に応じて変更も可能である。
【００２４】
ここで光ファイバセンサ部４の原理について説明する。光ファイバセンサ部４は、センサ部４に生じたひずみ量の変化に応じて、通過する光の波長がシフトするＦＬＤＶ（Fiber-opt Laser Doppler Velocimeter）特性を有している。すなわち、光ファイバ１４（光ファイバセンサ部４）は、配管１中に生じたひずみ速度（εｘ；ｘ方向のひずみ速度、εｙ；ｙ方向のひずみ速度）に対応してひずみ、光源５から周波数ｆ０で光ファイバ１４に入射した光は、配管１の外周面に巻き付けられた光ファイバ１４の湾曲部１４ａ（光ファイバセンサ部４）でドップラー効果を起こし、周波数ｆ０±ｆｄ（ｆｄは光の波長のシフト量）で光電変換装置６へと出射する（図３（ａ）乃至（ｃ）参照）。なお、ｘ方向とは、配管１の半径方向の一方向であり、ｙ方向とは、配管１の半径方向であって、ｘ方向に直交する方向である。また、図３（ｂ）は、光ファイバ１４の湾曲部１４ａ（光ファイバセンサ部４）の部分拡大図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）をさらに拡大した図である。
【００２５】
この周波数のずれｆｄは、具体的には以下の（式１）で示される。なお、図４は、この周波数のずれｆｄを模式的に示した図である。
ｆｄ＝ｎｅｑ・Ｎ・π・Ｒａｖ（εｘ＋εｙ）／λ０    …（式１）
ｎｅｑ；ファイバ中の透過屈折率
Ｎ；巻き数
Ｒａｖ；平均巻き径
λ０；入射光の波長
【００２６】
また、図１に示すように、光電変換装置６には、光電変換装置６で変換された電気信号を、データベース８から供給される予め記憶された基準電気信号と比較して、減肉、腐食、亀裂などの欠陥を解析するデータ解析装置７が接続されている。
【００２７】
また、図１に示すように、データ解析装置７には、データ解析装置７による解析結果を表示する表示装置９が接続されている。
【００２８】
また、図１に示すように、超音波入射装置２、周波数可変装置３、光源５、光電変換装置６、データ解析装置７および表示装置９の各々には、超音波入射装置２、周波数可変装置３、光源５、光電変換装置６、データ解析装置７および表示装置９の各々を制御する制御部１０が接続されている。このため、制御部１０は、これら超音波入射装置２、周波数可変装置３、光源５、光電変換装置６、データ解析装置７および表示装置９を、自動制御することができる。
【００２９】
なお、上述のように、配管１の外周面に取りつけたワイヤ１１は、Ｎｉ系磁歪材料からなり、光ファイバセンサ部４の光ファイバ１４は、耐熱のＣｕ管１３で覆われて保護されている。このため、配管１の運転温度である１００〜２５０℃でも、十分な耐熱性を有している。従って、配管１を用いている間（プラント運転中）であっても、配管１の異常をモニタリングすることができる。
【００３０】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００３１】
まず、配管１外周面に設けられた超音波入射装置２によって、超音波信号が配管１内に発信される（超音波入射工程８１）（図１、図２および図５参照）。
【００３２】
具体的には、ワイヤ１１の周りに巻き付けられたコイル１２に、周波数可変装置３を介して所定の周波数の交流電流が供給される（図１および図２参照）。この交流電流の周波数に応じて、コイル内で磁場変化が生じるため、配管１の外周面に巻かれたＮｉ系磁歪材料からなるワイヤ１１の形状はこの周波数に応じて繰り返し変化する。そして、このようなワイヤ１１の周期的な形状変化によって、配管１に外力が働き、超音波信号が機械エネルギーとして配管１内に発信される。
【００３３】
ところで、図６に示すように、コイル１２に供給される交流電流の周波数と、配管１中に発信される超音波信号の周波数との間には直線関係があり、交流電流の周波数を変化させることで配管１内に発信される超音波信号の周波数を制御することができる。
【００３４】
次に、光ファイバ１４を配管１の外周面に当接した状態で巻き付けられた光ファイバセンサ部４によって、超音波入射装置２からの超音波信号が検出される（検出工程８３）（図１、図２および図５参照）。このとき、光ファイバセンサ部４の一端に連結された光源５によって、光ファイバ１４内に光が供給されるとともに（光供給工程８４）、光ファイバセンサ部４の他端に連結された光電変換装置６によって、光ファイバ１４内を通過した光が電気信号に変換されている（光電変換工程８５）（図１、図２および図５参照）。
【００３５】
次に、光電変換装置６に接続されたデータ解析装置７によって、光電変換装置６で変換された電気信号が、データ解析装置７に接続されたデータベース８から供給される予め記憶された基準電気信号と比較されて、配管１の検出領域Ａが解析される（データ解析工程８８）（図１および図５参照）。
【００３６】
ところで、光ファイバ１４からなる光ファイバセンサ部４は、上述のように、ひずみ量の変化に応じて、通過する光の波長をシフトさせるＦＬＤＶ（Fiber-opt Laser Doppler Velocimeter）特性を有している。このため、配管１上に腐食、亀裂などの欠陥が存在すると、配管１におけるεｘ（ｘ方向のひずみ速度）やεｙ（ｙ方向のひずみ速度）が、欠陥のない正常な配管１でのεｘやεｙと比較して変化するため、検出工程８３で光ファイバセンサ部４によって検出されるｆｄの値も変化する。
【００３７】
このため、データ解析工程８８において、データ解析装置７によって、予めデータベース８に収納された欠陥のない正常な配管１におけるｆｄに関する基準電気信号と、実際に検出されたｆｄに関する電気信号を比較することによって、配管１上の腐食、亀裂などの欠陥の有無を判断することができる。なお、データベース８に収納された基準電気信号とは、欠陥のない正常な配管１に対して、超音波入射装置２により超音波信号を発信し、この状態で光ファイバセンサ部４内を通過した光が、光電変換装置６によって変換された電気信号である。
【００３８】
また、一般的に、配管１が減肉すると配管１の内面に凹状の陥没部分が生じる。このため、超音波入射装置２からの超音波信号は、配管１の減肉している部分で、その一部が反射または拡散されてしまう。この結果、減肉時に光ファイバセンサ部４で検出される超音波信号の強度は、正常時の超音波信号の強度と比べ小さくなる（図７（ａ）参照）。
【００３９】
このため、データ解析工程８８において、データ解析装置７によって、光ファイバセンサ部４によって検出される超音波信号の強度に関する電気信号を、超音波信号の強度に関する基準電気信号と比較することによって、配管１の減肉の有無を判断することができる。
【００４０】
具体的には、データベース８に収容された配管１の厚みと超音波信号の強度との関係を示す関数（図７（ｂ）参照）と、光ファイバセンサ部４によって検出された超音波信号の強度に関する電気信号とを照合することによって、配管１の厚みを導くことができる。
【００４１】
データ解析工程８８の後、データ解析装置７に接続された表示装置９によって、データ解析装置７による解析結果が表示される（表示工程８９）（図１および図５参照）。
【００４２】
なお、図８は、表示装置９によって表示された配管１の欠陥分布の一例である。予め検出領域の形状データを入力しておく一方、得られた電気信号に数学的処理を施すことによりデータ解析装置７での算出結果を、全体像を示した欠陥分布で検査結果として出力することができる。このため、配管１上の欠陥の寸法が、基準値以下があるか否かの結果を、判定することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態の配管非破壊検査装置によると、配管１内を伝播する超音波入射装置２からの超音波信号を、光ファイバ１４からなる光ファイバセンサ部４によって検出することにより、広範囲に渡って短時間で、配管１の減肉、亀裂、腐食などの欠陥を非破壊で検査することができる。
【００４４】
このため、定期検査時でも配管１を分解したり、検査装置（図示せず）をセットしたりするなどの必要がなく、手間と時間を大幅に節約することができる。このことから、配管１の健全性を確保することができるとともに、効率的で無駄のない配管１の取り替えや補修計画を策定することができる。
【００４５】
なお、一の超音波入射装置２に対して、配管１の長手方向の複数箇所に光ファイバセンサ部４を配置してもよい。このように、複数箇所に光ファイバセンサ部４を配置することによって、検出領域Ａをより広くすることができる。
【００４６】
ところで、超音波入射装置２より配管１内に発信された超音波信号は、配管１内に存在する亀裂や腐食ピットなどの欠陥によって反射する。このため、光ファイバセンサ部４で、欠陥によって反射した超音波信号を検出することにより、その欠陥の位置を検出することもできる。
【００４７】
具体的な例として、図９に示すように、配管１に二つの欠陥Ｄ１，Ｄ２がある場合を考える。超音波入射装置２から発信された超音波信号は、光ファイバセンサ部４を通過した後、欠陥Ｄ１で反射されて、光ファイバセンサ部４で検出される（図１０のピークＰ１に相当する）。なお、図１０の横軸は、超音波信号が光ファイバセンサ部４を通過したときを０としたときの時間を示している。
【００４８】
また、超音波入射装置２から発信された超音波信号は、光ファイバセンサ部４を通過した後、欠陥Ｄ２で反射されて、光ファイバセンサ部４で検出される（図１０のピークＰ２に相当する）。
【００４９】
上述のように、各ピークＰ１，Ｐ２に対応する時間Ｔ１，Ｔ２を導くことができるため（図１０参照）、超音波信号の速度より、欠陥の位置（具体的には、光ファイバセンサ部４からの欠陥の距離Ｌ１，Ｌ２（図９参照））を導くことができる。
【００５０】
なお、実プラントにおける配管１には、配管１を支えるための数多くの支持構造物が取りつけられている。そして、超音波入射装置２から発信された超音波信号は、この支持構造物と配管１の接触部でも反射する。しかしながら、予めデータベース８に保存された欠陥がない場合のデータを用いることによって、欠陥からの反射とこの接触部からの反射とを識別することが可能となる。
【００５１】
第２の実施の形態
次に図１１乃至図１４により本発明の第２の実施の形態について説明する。図１１乃至図１４に示す第２の実施の形態は、配管１の検出領域Ａの一端に超音波入射装置２を配置し、配管１の検出領域Ａの他端に光ファイバセンサ部４を配置する代わりに、配管１の検出領域Ａに、超音波入射装置２と光ファイバセンサ部４を対にして配置したものであり、他は図１乃至図１０に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５２】
図１１乃至図１４に示す第２の実施の形態において、図１乃至図１０に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５３】
超音波入射装置２により配管１の厚さ方向に外周面から入射した超音波信号は、外周面１ｓから内周面１ｒに、さらには内周面１ｒから外周面１ｓへと、反射を繰り返して配管１内を伝播する（図１２参照）。このため、配管１の外周面１ｓに取りつけた光ファイバセンサ部４によって、配管１の厚さに応じた信号を検出することができる。すなわち、周波数可変装置３により周波数を変化させながら配管１内に超音波を入射すると、共鳴現象によって、ある周波数で大きなエネルギーの超音波信号を得ることができる。ここで、第ｎ次の共鳴周波数をｆｎとし、配管１の厚さをｔとし、配管１内での超音波信号の速度をｖとすると、以下の（式２）が成立する。
ｆｎ＝ｎ×ｖ／（２×ｔ）    …（式２）
ｎ；第ｎ次の共鳴周波数
ｔ；配管の厚さ
【００５４】
図１３は、鋼製配管１の場合を一例とし、縦波の場合と（６×１０３ｍ／ｓ）と横波（３×１０３ｍ／ｓ）の第１次の共鳴周波数と配管１厚さとの関係を示している。この図１３から明らかなように、共鳴周波数を測定することで（式２）から配管１の厚さを測定することができる。
【００５５】
また、図１４は、表示装置９によって表示された配管１の厚さ分布の一例を示したものである。データ解析工程８８におけるデータ解析装置７での算出結果は、例えばウェブレット変換によって変換され、全体像を示した等高線によって、表示工程８９で表示装置９に出力される。このため、配管１の厚さが基準値以下になっているかどうかを判定することができる。
【００５６】
なお、上述した各実施の形態の配管非破壊検査装置は、原子力発電プラントや火力発電プラントなどの発電プラントの配管系統、化学プラントなどの配管系統、などに予め組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による配管非破壊検査装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態による超音波入射装置と光ファイバセンサ部を詳細に示した図。
【図３】本発明の第１の実施の形態によるＦＬＤＶ特性を有する光ファイバを示す概略構成図。
【図４】本発明の第１の実施の形態において、ひずみ速度によって周波数がずれる様子を示すグラフ図。
【図５】本発明の第１の実施の形態による配管非破壊検査方法を示すフロー図。
【図６】本発明の第１の実施の形態において、交流電流の周波数と超音波信号の周波数との関係を示すグラフ図。
【図７】本発明の第１の実施の形態において、超音波信号の強度と配管の厚みとの関係を示すグラフ図。
【図８】本発明の第１の実施の形態において、表示装置によって表示される配管の欠陥分布の一例を示した概略図。
【図９】本発明の配管非破壊検査装置による第１の実施の形態において、配管上の欠陥の位置を検出する方法を説明するための概略構成図。
【図１０】図９に示した配管について観測される時間と、超音波信号の振幅との関係を示すグラフ図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による配管非破壊検査装置を示す概略構成図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態において、配管の厚みを検出する方法を説明するための図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態において、共鳴周波数と配管の厚さとの関係を示すグラフ図。
【図１４】本発明の第２の実施の形態において、表示装置によって表示される配管の厚さの一例を示した概略図。
【符号の説明】
【００５８】
１    配管
２    超音波入射装置
４    光ファイバセンサ部
５    光源
６    光電変換装置
７    データ解析装置
８    データベース
９    表示装置
１０  制御部
１１  ワイヤ
１２  コイル
１４  光ファイバ
８１  超音波入射工程
８３  検出工程
８４  光供給工程
８５  光電変換工程
８８  データ解析工程
８９  表示工程
Ａ    検出領域
【図１】
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【図２】
2008076237.tif 000004
【図３】
2008076237.tif 000005
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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