(57)【要約】【課題】本発明は、円筒部材上の外被部材を破壊しないことは勿論のこと、円筒部材の端部における発錆も正確に検出できる表面が被覆された円筒部材の錆検査装置を提供することにある。【解決手段】本発明は、円筒部材（１）を覆う外被部材２の外周に沿って周方向及び長手方向に自走する自走台車６を設け、長手方向に沿う前記自走台車６の移動方向先端部に、放射線を前記円筒部材（１）の表面に照射する放射線照射部（１１Ａ〜１１Ｅ，１８）を設け、かつ照射された放射線による前記円筒部材の表面環境を検出する放射線検出部（１２Ａ〜１２Ｅ，１９）も前記自走台車に設けたのである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査装置において、前記円筒部材の外被部材の外周を周方向及び長手方向に自走する自走台車を設け、前記円筒部材の長手方向に沿う前記自走台車の端部に、放射線を前記円筒部材の表面に照射する放射線照射部と、照射された放射線による前記円筒部材の表面環境を検出する放射線検出部とを備えたことを特徴とする表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項２】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査装置において、前記円筒部材の外被部材の外周を周方向及び長手方向に自走する自走台車を設け、前記円筒部材の長手方向に沿う前記自走台車の端部に、中性子を前記円筒部材の表面に照射する中性子照射部と、照射された中性子により前記円筒部材の表面に発生する熱中性子を検出する熱中性子検出部とを備えたことを特徴とする表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項３】
前記中性子照射部と熱中性子検出部とは、前記円筒部材の周方向に対向して複数設置されていることを特徴とする請求項２記載の表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項４】
前記熱中性子検出部は、前記円筒部材の周方向に対向して複数配列されており、この複数に配列された熱中性子検出部の夫々に対して一つの中性子照射部が移動できるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項５】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査装置において、前記円筒部材の外被部材の外周を周方向及び長手方向に自走する自走台車を設け、前記円筒部材の長手方向に沿う前記自走台車の端部に、Ｘ線を前記円筒部材の表面に照射するＸ線照射部と、照射されたＸ線により前記円筒部材の表面の透過像を結像するＸ線検出部とを備えたことを特徴とする表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項６】
前記Ｘ線照射部は、Ｘ線の中心軸が前記円筒部材の表面の接線方向に沿うように設置されていることを特徴とする請求項５記載の表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項７】
前記自走台車は、前記円筒部材の外被部材と同心状に形成された筐体と、この筐体に軸支され前記筐体を前記外被部材に対して間隔をもって支持する複数の車輪とを備え、これら複数の車輪の一部を駆動車輪としたことを特徴とする請求項５記載の表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項８】
前記自走台車は、前記外被部材の周方向に対して１８０度以上包囲するように形成された筐体を有し、この筐体は周方向の一箇所が外側に折り曲がるように構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面が被覆された円筒部材の錆検査装置に係り、特に、高所に設置され表面が被覆された円筒部材において円筒部材表面に発生する錆を検査に好適な表面が被覆された円筒部材の錆検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、屋外の地上近傍のみならず、高所にも敷設されている化学プラントや原子力プラント等の鋼管類（円筒部材）は、鋼管の表面を外被部材、例えば、断熱材や保冷材等で覆い、さらに断熱材や保冷材等の表面をステンレス薄鋼板等の保護材で覆った断面構造をしている。
【０００３】
そして、これら屋外に敷設された鋼管は、外被部材の経年劣化により、雨水が外被部材を越えて鋼管表面にまで侵入して留まり、この雨水の溜まりにより鋼管表面が発錆し、鋼管の肉厚を減肉させ、最悪な場合には穴が開いて鋼管内の流体が外部に流出することになる。
【０００４】
そこで、従来において、鋼管上の外被部材を破壊せずに、鋼管表面の錆の発生を検出し、発錆部位が検出された場合、発錆部位の外被部材を撤去して補修することが、既に行われている。関連技術として、例えば特許文献１が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４１９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、鋼管には必ず継ぎ目が存在し、この継ぎ目は鋼管端にフランジを設け、隣接するフランジ同士を結合することで連結しているので、浸入した雨水は鋼管とフランジとの角部に滞留し易く、そこに錆が発生することが多い。
【０００７】
しかしながら、外被部材を破壊せずに発錆部位を検出する、例えば放射線による検出装置は、装置自体が大型の割には、検出範囲が狭域である。そのために、その検出装置を鋼管上の外被部材上を鋼管長手方向に移動させながら発錆部位の検出を行う場合、検出装置がフランジで移動を妨げられるので、どうしても鋼管とフランジとの角部における発錆の検出は十分に検査できない問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、円筒部材上の外被部材を破壊しないことは勿論のこと、円筒部材の端部における発錆も正確に検出できる表面が被覆された円筒部材の錆検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために、円筒部材を覆う外被部材の外周に沿って周方向及び長手方向に自走する自走台車を設け、長手方向に沿う前記自走台車の移動方向先端部に、放射線を前記円筒部材の表面に照射する放射線照射部を設け、かつ照射された放射線による前記円筒部材の表面環境を検出する放射線検出部も前記自走台車に設けたのである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自走台車の移動方向先端部に放射線照射部を設けたので、円筒部材の端部に向かって自走台車を移動させることで、外被部材を撤去せずに円筒部材の端部にも放射線を照射することができ、そこの発錆の有無を検出することができる。
【００１１】
したがって、円筒部材上の外被部材を破壊せずに、円筒部材の端部における発錆も正確に検出できる表面が被覆された円筒部材の錆検査装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第１の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１３】
円筒部材である鋼管１の外周は、外被部材２で覆われている。外被部材２は、鋼管１の表面を覆う断熱材３と、さらに、断熱材３の表面を覆うステンレス薄鋼板製の保護材４で構成されている。さらに、鋼管１の端部にはフランジ１Ｆが設けられ、隣接フランジ１Ｆを接続することで、必要長さの鋼管１を得ている。このフランジ１Ｆの周囲にも同様な外被部材２で覆われている。
【００１４】
このような鋼管１の外被部材２の外周に、錆検査装置５を装着して錆の発生部位を検出している。
【００１５】
錆検査装置５は、自走台車６と、この自走台車６の鋼管長手方向に沿う進行方向先端部に設けた錆検出手段７とからなる。前記自走台車６は、前記外被部材２を周方向に１８０度以上包囲するように形成された筐体８と、この筐体８を前記外被部材２の表面から所定間隔で支持する複数の走行車輪、この場合は３つの走行車輪９Ａ〜９Ｃとを有し、この走行車輪９Ａ〜９Ｃは、その移動方向と駆動を有線或いは無線により制御部１０で指示されるように構成されている。尚、筐体８の頂部には、錆検査装置５を運搬するためのフック８Ｈが設けられている。
【００１６】
一方、前記錆検出手段７は、外被部材２の周方向に沿って配列した放射線、例えばカルフォル二ァ２５２の中性子を照射する複数、この場合には５つの中性子照射部（放射線照射部）１１Ａ〜１１Ｅと、この中性子照射部１１Ａ〜１１Ｅによって照射された中性子によって発生する熱中性子を検出する熱中性子検出部（放射線検出部）１２Ａ〜１２Ｅとからなり、熱中性子検出部１２Ａ〜１２Ｅは前記中性子照射部１１Ａ〜１１Ｅを囲む空室を形成し、この空室の壁面には測定素子が設けられている。そして、熱中性子検出部１２Ａ〜１２Ｅからは検出信号が有線或いは無線で検査測定部１３に送信され、検査測定部１３でデータ処理して記録するように構成されている。
【００１７】
したがって、鋼管１の錆の検査を行う場合には、筐体８のフック８Ｈをリフトやクレーンで吊り上げ、鋼管１の外被部材２上に装着する。そして、無線或いは有線で制御部１０及び検査測定部１３から自走台車６及び錆検出手段７に対して走行指示と検出指示を行うことで、自走台車６は鋼管１の長手方向に沿って自走すると共に、錆検出手段７による錆の検出を行う。錆の発生部位は、水分が存在するので、錆検出手段７の中性子照射部１１Ａ〜１１Ｅから照射された中性子によって熱中性子が発生し、その発生数を熱中性子検出部１２Ａ〜１２Ｅで計測し、検査測定部１３で錆の成分である水素原子の有無を判定して発錆部位の判定及び５つの熱中性子検出部１２Ａ〜１２Ｅにより発錆の大きい部位を判定することができる。
【００１８】
そして、錆検出手段７が自走台車６の進行方向先端部に位置しているので、鋼管１の端部にまで自走台車を走行させることで、フランジ１Ｆと鋼管１の角部における発錆の有無をも正確に検出することができる。
【００１９】
図３は、第１の実施の形態における錆検出手段７の変形例を示す。尚、第１の実施の形態と同じ符号は同じ構成部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００２０】
本変形例が上記第１の実施の形態と異なる点は、第１の実施の形態における中性子照射部１１Ａ〜１１Ｅの数を１つとした点である。
【００２１】
１つの中性子照射部１１は、筐体６に設けられた湾曲したガイドレール１４に沿って移動するように構成されている。即ち、中性子照射部１１には、ガイドレール１４と同曲率のギア１５が一体に設けられており、筐体６側には駆動モータ１６が固定されており、この駆動モータ１６の回転軸に、前記ギア１５と噛み合う小歯車１７が設けられている。そして、駆動モータ１６を間歇的に回転させることで、中性子照射部１１は、各熱中性子検出部１２Ａ〜１２Ｅに間歇的に、例えば、約１５秒間隔で留まって中性子を照射し、錆の有無を判定する。
【００２２】
本変形例によれば、第１の実施の形態と同じ効果を奏するほか、中性子照射部１１が１つでよいので、錆検出手段７として経済的となる効果を有する。
【００２３】
図４は、表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第２の実施の形態を示す。尚、第１の実施の形態と同じ符号は同じ構成部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
【００２４】
本実施の形態において、上記第１の実施の形態と異なる点は、第１の実施の形態における中性子照射部（放射線照射部）１１，１１Ａ〜１１Ｅと、熱中性子検出部（放射線検出部）１２Ａ〜１２Ｅの代わりに、Ｘ線を照射するＸ線照射部（放射線照射部）１８と、照射されたＸ線により鋼管１の表面の透過像を結像するＸ線検出部（放射線検出部）１９を設けた点と、重量のあるＸ線照射部１８の荷重を支えるのに、Ｘ線照射部１８の近傍の筐体８に従動車輪９Ｄを設けた点である。
【００２５】
即ち、Ｘ線照射部１８から照射されるＸ線の中心軸が鋼管１の外表面の接線方向に一致するように設定し、Ｘ線検出部１９で受けるようにすることで、鋼管１の外表面に錆があると、錆がある部位は金属密度が粗でＸ線が通り易くなるので、錆のない部位とのコントラスト比としてＸ線検出部１９で結像できる。
【００２６】
尚、自走台車６の走行とＸ線の照射や映像処理は、制御測定部２０で全て制御判定される。
【００２７】
本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同じ効果を奏することができる。
【００２８】
ところで、自走台車６の走行を安定にするために、筐体８に走行車輪９Ａ〜９Ｃが１２０度間隔で設置されている。そうすると、筐体８の周方向両端に位置する走行車輪９Ｂ，９Ｃ間隔が、外被部材２の外径寸法よりも小さくなり、外被部材２の外周に筐体８を装着させることができなくなる。そこで、筐体８の周方向端部の一部８Ａを蝶番を介して外側方向に折り曲がるように構成する。このように構成することで、筐体８の外被部材２への装着時は、筐体８の周方向端部の一部８Ａを外側に折り曲げて装着することができる。装着後は筐体８の周方向端部の一部８Ａを元の位置に戻して固定すればよい。
【００２９】
次に、上記各実施の形態の錆検査装置５を、鋼管１の表面を覆った外被部材２上に装着する一例を図５〜図７に基づいて説明する。
【００３０】
通常、５から１０ｍの高さに位置する横桁２１Ａ，２１Ｂを有する架台２２を、１０から１５ｍ間隔で地面ＧＬに対して立設し、これら横桁２１Ａ，２１Ｂに複数の鋼管１Ａ，１Ｂを支持せしめている。これら鋼管１Ａ，１Ｂの発錆部位を検出するために、錆検査装置５を鋼管１Ａ，１Ｂに装着する場合、足場を組み、クレーン等で吊り下げられた錆検査装置５を作業者が数人掛かりで鋼管１Ａ，１Ｂに装着する方法がある。そのためには、少なくとも架台２２が立設された位置毎に足場を組み、クレーンを移動させなければならない。
【００３１】
しかしながら、上記作業をアシスタントロボット３０を用いることで低減することができる。即ち、アシスタントロボット３０は、制御部３１を備えた走行台車３２と、この走行台車３２上に回転可能に直立された上下に進退する支持軸３３と、この支持軸３３に対して傾斜可能に支持された長手方向に進退する吊りアーム３４と、この吊りアーム３４の先端部に自在継ぎ手を介して連結された吊り部３５とを備え、この吊り部３５は、前記筐体８のフック８Ｈと係合する係合ピン３６と、この係合ピン３６を駆動して前記フック８Ｈとの係合・係合解除を行う駆動機３７を有している。
【００３２】
そして、錆検査装置５を鋼管１Ａあるいは１Ｂに装着する際は、図６に示すように、吊りアーム３４の先端部の吊り部３５に錆検査装置５を吊り下げ、支持軸３３を上昇させ、また、吊りアーム３４を進退及び傾斜角を調節して検査対象となる鋼管１Ｂに接近させ、筐体８の一部８Ａを開いて鋼管１Ｂに装着する。錆検査装置５の装着後は、上述のように発錆部位の検出を行う。
【００３３】
そして、図７に示すように、破線矢印Ａ方向に移動して鋼管１Ｂの全長に亘って発錆部位の検出を行い、自走台車６がフランジ１Ｆに到達した場合、前記アシスタントロボット３０により吊り下げて、破線矢印Ｂのように、隣接する鋼管１側に錆検査装置５を移動させ、その後、自走台車６を移動させて発錆部位の検出を行う。
【００３４】
このように、アシスタントロボット３０の制御部３１で自走台車６は、必要とする鋼管１Ａ或いは１Ｂに装着することができると共に、フランジ１Ｆを通過させることができるので、ほぼ自動的に鋼管の発錆部位の検出を行うことができる。
【００３５】
尚、アシスタントロボット３０を用いて錆検査装置５を、図６に示すように、吊り下げて装着する例を説明したが、周囲の状況により、図５（ａ）に示すように、鋼管１Ｂの下方から錆検査装置５を上向きに装着するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第１の実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図２】図１の錆検査装置の中性子照射部と熱中性子検出部を示し、（ａ）は端面図、（ｂ）は展開図。
【図３】図２の中性子照射部と熱中性子検出部の変形例を示し、（ａ）は端面図、（ｂ）は展開図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図。
【図４】本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第２の実施の形態を示し、（ａ）は図１（ａ）相当図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図。
【図５】本発明による錆検査装置の鋼管への装着するためのアシスタントロボットを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図。
【図６】アシスタントロボットを用いた錆検査装置の鋼管への装着状態を示す断面図。
【図７】鋼管のフランジにおける錆検査装置の渡り状態を説明する側面図。
【符号の説明】
【００３７】
１，１Ａ，１Ｂ…鋼管、２…外被部材、５…錆検査装置、６…自走台車、７…錆検出手段、８…筐体、１１Ａ〜１１Ｅ…中性子照射部（放射線照射部）、１２Ａ〜１２Ｅ…熱中性子検出部（放射線検出部）、１８…Ｘ線照射部（放射線照射部）、１９…Ｘ線検出部（放射線検出部）。
【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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