(57)【要約】【課題】  塗覆装が損傷し、かつ腐食が発生・進行している箇所を簡便に精度よく検出することができる地中埋設管の腐食検出方法、及び地中埋設管の腐食検出装置を得る。【解決手段】  地中埋設管１の腐食を検出する方法であって、測定対象の地中埋設管１に腐食電流を供給する腐食電流供給工程と、該腐食電流の供給によって発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えた。【選択図】  図１
2005351884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中埋設管の腐食を検出する方法であって、測定対象の地中埋設管に腐食電流を供給する腐食電流供給工程と、該腐食電流の供給によって発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項２】
腐食電流供給工程は、腐食電流を断続的に与えることとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる腐食電流の供給タイミングに基づいて検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とする請求項１記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項３】
ＡＥ信号検出工程は、複数箇所に設けたＡＥ信号検出手段によってＡＥ信号を検出し、腐食検出工程は、前記複数箇所に設けられたＡＥ信号検出手段の検出信号に基づいて腐食箇所を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項４】
塗覆装の損傷のある箇所を特定する塗覆装損傷部特定工程を有し、腐食検出工程は前記塗覆装損傷部特定工程によって特定された塗覆装損傷部に腐食が発生しているかどうかを検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項５】
地中埋設管に腐食電流を供給する腐食電流供給手段と、前記埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項６】
腐食電流供給手段は腐食電流を断続的に与える機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる腐食電流の供給タイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とする請求項５記載の地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項７】
ＡＥ信号検出手段は地中埋設管の複数箇所に設置される複数個のＡＥ信号検出手段からなり、ＡＥ信号解析手段は前記複数個のＡＥ信号検出手段の検出信号に基づいて腐食箇所を特定する機能を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項８】
地中埋設管の腐食を検出する方法であって、測定対象の地中埋設管の腐食部分に音響放出を生じさせるための物理的刺激を与える物理的刺激付与工程と、該物理的刺激の付与によって発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項９】
物理的刺激付与工程は、物理的刺激を断続的に与えることとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる物理的刺激の供給タイミングに基づいて検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とする請求項８記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１０】
地中埋設管の腐食を検出する方法であって、測定対象の地中埋設管を流れる内部流体の圧力を変動させる圧力制御工程と、該圧力変動によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１１】
圧力制御工程は、内部流体の圧力変動が断続的になるように制御することとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる圧力制御のタイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とする請求項１０記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１２】
地中埋設管の腐食を検出する方法であって、測定対象の地中埋設管を流れる内部流体の温度を変動させる温度制御工程と、該温度変動によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１３】
温度制御工程は、内部流体の温度変動が断続的になるように制御することとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる温度制御のタイミングに基づいて検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とする請求項１２記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１４】
地中埋設管の腐食を検出する方法であって、測定対象の地中埋設管を空中または地表面から高周波誘導加熱法で加熱する加熱工程と、該加熱によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１５】
加熱工程は、地中埋設管の管体を断続的に加熱することとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる加熱タイミングに基づいて検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とする請求項１４記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１６】
地中埋設管の腐食を検出する方法であって、マンホールなどにおける管の露出部を打撃することによって、または振動子による弾性波によって前記地中埋設管を加振する加振工程と、該打撃、または弾性波によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１７】
地中埋設管の腐食を検出する方法であって、測定対象の地中埋設管に対して空中、地表面、または地中より振動子による低周波の弾性波によって前記地中埋設管を加振する加振工程と、低周波弾性波によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１８】
加振工程は、地中埋設管の管体を断続的に加振することとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる加振タイミングに基づいて検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とする請求項１６または１７に記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項１９】
ＡＥ信号検出工程は、複数箇所に設けたＡＥ信号検出手段によってＡＥ信号を検出し、腐食検出工程は、前記複数箇所に設けられたＡＥ信号検出手段の検出信号に基づいて腐食箇所を特定することを特徴とする請求項８〜１８のいずれか一項に記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項２０】
塗覆装の損傷のある箇所を特定する塗覆装損傷部特定工程を有し、腐食検出工程は前記塗覆装損傷部特定工程によって特定された塗覆装損傷部に腐食が発生しているかどうかを検出することを特徴とする請求項８〜１８のいずれか一項に記載の地中埋設管の腐食検出方法。
【請求項２１】
地中埋設管に対してその腐食部分に音響放出を生じさせるための物理的刺激を与える物理的刺激付与手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項２２】
物理的刺激付与手段は物理的刺激を断続的に与える機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる物理的刺激の供給タイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とする請求項２１記載の地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項２３】
地中埋設管を流れる内部流体の圧力を変動させる圧力制御手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項２４】
圧力制御手段は内部流体の圧力変動が断続的になるように制御する機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる圧力制御のタイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とする請求項２３記載の地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項２５】
地中埋設管を流れる内部流体の温度を変動させる温度制御手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項２６】
温度制御手段は内部流体の温度変動が断続的になるように制御する機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる温度制御のタイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とする請求項２５記載の地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項２７】
地中埋設管の管体を加熱する高周波誘導加熱手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項２８】
高周波誘導加熱手段は管体を断続的に加熱する機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる加熱タイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とする請求項２７記載の地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項２９】
地中埋設管の管体を加振する加振手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とする地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項３０】
加振手段は地中埋設管の管体を断続的に加振する機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる加振タイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とする請求項２９記載の地中埋設管の腐食検出装置。
【請求項３１】
加振手段は振動子による低周波の弾性波によって地中埋設管の管体を加振することを特徴とする請求項２９または３０に記載の中埋設管の腐食検出装置。
【請求項３２】
ＡＥ信号検出手段は地中埋設管の複数箇所に設置される複数個のＡＥ信号検出手段からなり、ＡＥ信号解析手段は前記複数個のＡＥ信号検出手段の検出信号に基づいて腐食箇所を特定する機能を有することを特徴とする請求項２１〜３１のいずれか一項に記載の地中埋設管の腐食検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中埋設管の腐食の有無の検出および腐食箇所の特定を行う地中埋設管の腐食検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスパイプラインなどの地中に埋設された配管には、通常腐食を防ぐ目的で塗装、あるいは塗覆装とよばれる防食層が施されている。これらの塗覆装は経年劣化、あるいは他工事による物理的な外力によって剥離、損傷することがある。そこで、ガスパイプラインのような重要施設では上記のような塗覆装の損傷に備えて、ガスパイプラインに防食電流を流す電気防食が施されている。図１２はこのような電気防食の概要を説明する説明図である。
電気防食の概要は、図１２に示すように、地中に設置した電気防食用地中電極１３、既設マンホール２ａを利用してパイプライン１に設置した電気防食用ターミナル１５、直流電源１７からなり、電気防食用地中電極１３が正極、電気防食用ターミナル１５が負極となるように通電されている。そして、図１２に示すように、防食電流が電気防食用地中電極１３から電流経路１４に示すように損傷箇所２１に流れることで防食が図られる。
このように、ガスパイプラインのような重要施設では、塗覆装と電気防食のいわば二重の腐食対策がとられている。従って、このようなガスパイプラインでは、塗覆装に損傷が発生しても、電気防食がこれを補うかたちで作用するため埋設管に腐食は発生しない。
【０００３】
一方、図１３に示すように地中には迷走電流と呼ばれる電車の架線や送電線から漏れ出た電流２２が流れていることがある。このような場合には電気防食が有効に作用せず、電気防食施工されたパイプラインにおいても腐食が発生することがある。また、併設したパイプラインに施された電気防食から同様に漏れ出た干渉電流とよばれるものも、迷走電流同様パイプラインに腐食を発生させる原因となる。
このように、電気防食が施されていたとしても、迷走電流又は干渉電流等の影響により、電気防食が有効に作用しない場合があり、必ずしも完全に防食ができるわけではない。
そこで、パイプラインの維持管理上、塗覆装が損傷し、かつ電気防食が作用せず腐食が発生・進行している箇所を発見し、早期に補修することが重要となる。
【０００４】
このように、ガスパイプラインの腐食箇所の早期発見は設備の維持管理上重要であることから定期的な検査が行われている。検査の方法にはいろいろあるが、検査のためにパイプラインが埋設された地盤を掘削することはできないため、通常は非掘削での検査が行われる。このような検査方法の一つに、パイプラインの塗覆装が絶縁体であることに着目し、パイプラインに通電したときの塗覆装の損傷部からの漏れ電流の有無を評価して塗覆装の損傷部を見つけるものがある（特許文献１参照）。
また、検査ピグとよばれるカプセル状の検査装置をパイプラインの中に挿入し、管の内面より磁気的な方法等によって腐食部、減肉部を検査する方法があり、この方法は高圧ガスパイプラインでの適用実績が豊富にある。
また、海外の石油備蓄タンクでは、腐食部における錆の成長によって発生する弾性波を、ＡＥ（Acoustic Emission）センサを使ってモニタリングし、腐食の有無、腐食箇所の同定を行うことが報告されている。例えば、「第１４回アコースティック・エミッション総合コンファレンス論文集」、pp.75-80や、この技術を流用して工場内の埋設配管への利用を試みた例が「第１４回アコースティック・エミッション総合コンファレンス論文集」、pp.101-108に紹介されている。
【特許文献１】特開平８−３２０３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたものは塗覆装の損傷部を非掘削で検出する方法としては非常に有効である。
しかしながら、前述したように通常のガスパイプラインでは電気防食が施されていることから、塗覆装の損傷部であっても必ずしも腐食しているとは限らず、言い換えれば塗覆装の損傷部であっても電気防食が有効に作用している限り、補修の必要はないことになる。
したがって、塗覆装の損傷部のみを特定する特許文献１の方法では、真に補修が必要な腐食部の検知方法とはいえない。
【０００６】
また、検査ピグを用いる方法は、非常に大がかりでコストがかかることから、適用されるパイプラインは限定せざるをえない。また検査ピグの機械的な寸法の制限から、通常はφ６００ｍｍ程度以上の径の大きなパイプラインが対象となり、大多数を占めるφ６００ｍｍ程度以下の径のパイプラインには適用することが困難である。
【０００７】
また、ＡＥセンサを用いた方法は、腐食部の錆の自然成長によって発生するＡＥ信号を検出するものであり、いわば受動的に待つ方式であることから検査時間が長時間となり、かつ様々な周辺環境からのノイズと、腐食部の錆の自然成長による信号との弁別が非常に難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は上記の様な問題点を解決するためになされたものであり、塗覆装が損傷しかつ腐食が発生・進行している箇所を簡便に精度よく検出することができる地中埋設管の腐食検出方法及び装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る地中埋設管の腐食検出方法は、測定対象の地中埋設管に腐食電流を供給する腐食電流供給工程と、該腐食電流の供給によって発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、腐食電流供給工程は、腐食電流を断続的に与えることとし、ＡＥ信号検出工程は、断続的に与えられる腐食電流の供給タイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とするものである。
【００１１】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、ＡＥ信号検出工程は、複数箇所に設けたＡＥ信号検出手段によってＡＥ信号を検出し、腐食検出工程は、前記複数箇所に設けられたＡＥ信号検出手段の検出信号に基づいて腐食箇所を特定することを特徴とするものである。
【００１２】
（４）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、塗覆装の損傷のある箇所を特定する塗覆装損傷部特定工程を有し、腐食検出工程は前記塗覆装損傷部特定工程によって特定された塗覆装損傷部に腐食が発生しているかどうかを検出することを特徴とするものである。
【００１３】
（５）また、本発明に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管に腐食電流を供給する腐食電流供給手段と、前記埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、腐食電流供給手段は腐食電流を断続的に与える機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる腐食電流の供給タイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とするものである。
【００１５】
（７）また、上記（５）又は（６）に記載のものにおいて、ＡＥ信号検出手段は地中埋設管の複数箇所に設置される複数個のＡＥ信号検出手段からなり、ＡＥ信号解析手段は前記複数個のＡＥ信号検出手段の検出信号に基づいて腐食箇所を特定する機能を有することを特徴とするものである。
【００１６】
（８）本発明に係る地中埋設管の腐食検出方法は、測定対象の地中埋設管の腐食部分に音響放出を生じさせるための物理的刺激を与える物理的刺激付与工程と、該物理的刺激の付与によって発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とするものである。
ここに言う物理的刺激とは、既に発生している錆等の腐食部に対して一定の刺激をあたえて音響放出を生じさせることができるものであればよく、例えば管に加える応力、熱、振動等がある。
【００１７】
（９）また、上記（８）に記載の物理的刺激付与工程は、物理的刺激を断続的に与えることとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる物理的刺激の供給タイミングに基づいて検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とするものである。
【００１８】
（１０）本発明に係る地中埋設管の腐食検出方法は、測定対象の地中埋設管を流れる内部流体の圧力を変動させる圧力制御工程と、該圧力変動によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
（１１）また、上記（１０）に記載の圧力制御工程は、内部流体の圧力変動が断続的になるように制御することとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる圧力制御のタイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とするものである。
【００２０】
（１２）本発明に係る地中埋設管の腐食検出方法は、測定対象の地中埋設管を流れる内部流体の温度を変動させる温度制御工程と、該温度変動によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
（１３）また、上記（１２）における温度制御工程は、内部流体の温度変動が断続的になるように制御することとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる温度制御のタイミングに基づいて検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とするものである。
【００２２】
（１４）本発明に係る地中埋設管の腐食検出方法は、地中埋設管の腐食を検出する方法であって、測定対象の地中埋設管を空中はたは地表面から高周波誘導加熱法で加熱する加熱工程と、該加熱によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
（１５）上記（１４）における加熱工程は、地中埋設管の管体を断続的に加熱することとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる加熱タイミングに基づいて検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とするものである。
【００２４】
（１６）本発明に係る地中埋設管の腐食検出方法は、地中埋設管の腐食を検出する方法であって、マンホールなどにおける管の露出部を打撃することによって、または振動子による弾性波によって前記地中埋設管を加振する加振工程と、該打撃、または弾性波によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２５】
（１７）本発明に係る地中埋設管の腐食検出方法は、測定対象の地中埋設管に対して空中、地表面、または地中より振動子による低周波の弾性波によって前記地中埋設管を加振する加振工程と、低周波弾性波によって腐食部で発生するＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出工程と、検出されたＡＥ信号に基づいて腐食の有無を検出する腐食検出工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
（１８）また、上記（１６）または（１７）における加振工程は、地中埋設管の管体を断続的に加振することとし、ＡＥ信号検出工程は断続的に与えられる加振タイミングに基づいて検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する工程を有することを特徴とするものである。
【００２７】
（１９）また、上記（８）〜（１８）におけるＡＥ信号検出工程は、複数箇所に設けたＡＥ信号検出手段によってＡＥ信号を検出し、腐食検出工程は、前記複数箇所に設けられたＡＥ信号検出手段の検出信号に基づいて腐食箇所を特定することを特徴とするものである。
【００２８】
（２０）また、上記（８）〜（１８）に記載のものにおいて、塗覆装の損傷のある箇所を特定する塗覆装損傷部特定工程を有し、腐食検出工程は前記塗覆装損傷部特定工程によって特定された塗覆装損傷部に腐食が発生しているかどうかを検出することを特徴とするものである。
【００２９】
（２１）本発明に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管に対してその腐食部分に音響放出を生じさせるための物理的刺激を与える物理的刺激付与手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３０】
（２２）また、上記（２１）における物理的刺激付与手段は物理的刺激を断続的に与える機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる物理的刺激の供給タイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とするものである。
【００３１】
（２３）本発明に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管を流れる内部流体の圧力を変動させる圧力制御手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３２】
（２４）また、上記（２３）における圧力制御手段は内部流体の圧力変動が断続的になるように制御する機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる圧力制御のタイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とするものである。
【００３３】
（２５）本発明に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管を流れる内部流体の温度を変動させる温度制御手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３４】
（２６）また、上記（２５）における温度制御手段は内部流体の温度変動が断続的になるように制御する機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる温度制御のタイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とするものである。
【００３５】
（２７）本発明に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管の管体を加熱する高周波誘導加熱手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３６】
（２８）また、上記（２７）に記載の高周波誘導加熱手段は管体を断続的に加熱する機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる加熱タイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とするものである。
【００３７】
（２９）本発明に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管の管体を加振する加振手段と、前記地中埋設管から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段と、該ＡＥ信号検出手段によって検出されたＡＥ信号を解析して前記埋設管の腐食の有無を検出するＡＥ信号解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３８】
（３０）また、上記（２９）における加振手段は地中埋設管の管体を断続的に加振する機能を有し、ＡＥ信号解析手段は断続的に与えられる加振タイミングに基づいて、検出されたＡＥ信号が測定対象の地中埋設管の腐食によるものかどうかを判断する機能を有することを特徴とするものである。
【００３９】
（３１）また、上記（２９）または（３０）における加振手段は振動子による低周波の弾性波によって地中埋設管の管体を加振することを特徴とするものである。
【００４０】
（３２）また、上記（２１）〜（３１）に記載のＡＥ信号検出手段は地中埋設管の複数箇所に設置される複数個のＡＥ信号検出手段からなり、ＡＥ信号解析手段は前記複数個のＡＥ信号検出手段の検出信号に基づいて腐食箇所を特定する機能を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４１】
本発明においては、測定対象の地中埋設管に腐食電流を供給し、該腐食電流の供給によって発生するＡＥ信号を検出して腐食の有無を検出するようにしたので、塗覆装が損傷しかつ腐食が発生・進行している箇所を簡便に精度よく検出することができる。
また、本発明においては、測定対象の地中埋設管の腐食部分に物理的刺激を付与し、該物理的刺激の付与によって発生するＡＥ信号を検出することによって、地中埋設管の腐食の有無を検知するようにしたので、塗覆装が損傷しかつ腐食が発生・進行している箇所を簡便に精度よく検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
［実施の形態１］
＜腐食検出装置の説明＞
図１は本発明の一実施の形態である埋設管の腐食検出装置を模式的に示した説明図である。
本実施の形態に係る埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管１に腐食電流を供給する腐食電流供給手段３と、埋設管１から発信されるＡＥ信号を検出するＡＥ信号検出手段としてのＡＥセンサ５と、ＡＥセンサ５の検出信号を増幅するプリアンプ７と、プリアンプ７で増幅された信号を入力してＡＥ信号を解析するＡＥ信号解析装置９と、同期処理装置１１と、を備えている。
腐食電流供給手段３は、地中電極１３と、埋設管１に接続した管体取付ターミナル１５と、直流電源１７と、断続的な電流を流すための信号発生器１９と、を備えている。腐食電流供給手段３は、図１２に示した電気防食装置を利用したものであり、電気防食装置の極性を入れ替えると共に直流電源１７に信号発生器１９を直流電源１７に接続したものである。信号発生器１９を直流電源１７に接続することにより、信号発生器１９で設定した周期、タイミングで腐食電流を流すことができる。
【００４３】
ＡＥセンサ５は既設マンホール２ｂを利用して埋設管１に取り付けられている。
ここで、ＡＥ（Acoustic  Emission）に関して概説すると、ＡＥ（Acoustic  Emission）とは、材料が変形あるいは材料に亀裂が発生する際に、材料に蓄えられたひずみエネルギーを弾性波として放出する現象である。そして、本実施の形態で用いるＡＥセンサとは、この弾性波を検出するためのセンサであり、このようなＡＥセンサを用いて、材料の状態を非破壊的に評価する手法をＡＥ法という。本発明はこのＡＥ法を用いて、埋設管の腐食検出のための手法を提供するものである。
同期処理装置１１は、信号発生器１９で設定された信号波形を参照用信号として入力し、この参照用信号をＡＥ信号解析装置９に出力する。
ＡＥ信号解析装置９は、プリアンプ７から入力されるＡＥ信号と、同期処理装置１１から入力される参照用信号とから、プリアンプ７から入力されたＡＥ信号が腐食電流に基づくものかどうかを解析する。
【００４４】
＜腐食検出方法の説明＞
次に、上記のように構成された腐食検出装置を用いた腐食検出方法を説明する。
埋設管１は管表面全体が塗覆装で覆われているが、今、図１に示すように塗覆装に損傷２１があるとする。通常の電気防食が施されている状態では、地中電極１３が正極に、管体取付ターミナル１５が負極になるように設定通電されている（図１２参照）。電気防食が正常に機能している状態では、管表面の塗覆装が損傷し、鋼面が露出していても腐食が発生進行することはない。
しかしながら、前述したように、周辺環境からの迷走電流等の影響で電気防食が正常に機能しない場合があり、この場合には電気防食が施されていても、塗覆装に損傷があるとそこに腐食が発生進行することがある。この例では、これら迷走電流等の影響により損傷２１に腐食が発生していたとする。
【００４５】
腐食検出に際しては、電気防食装置の極性を入れ替えて通電する。すなわち、図１に示すように、地中電極１３が負極に、管体取付ターミナル１５が正極になるように設定通電する。これによって、電気防食装置が、本発明の腐食電流供給手段として機能する。
腐食電流が流されると、損傷２１で発生している腐食が促進する。このとき損傷２１では錆の成長、あいは成長時の錆のき裂発生によってＡＥ信号が発生することになり、このＡＥ信号がＡＥセンサ５によって検知される。
もっとも、埋設管１が埋設されているところは、道路の下であったり、周辺に工場がある場所の地下であったりする。そのため、道路を通行する車両の振動や、工場の稼動音など、様々なノイズが発生しており、埋設官１には、常時いたるところでＡＥ信号が発生している。そのため、ＡＥセンサ５で検出されたＡＥ信号が腐食電流に起因した損傷２１からのものかどうかを弁別する必要がある。
【００４６】
そこで、本実施の形態では信号発生器１９を用いて直流電源１７によって埋設管１に供給する電流を断続制御し、この断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしている。すなわち、信号発生器１９によって設定された腐食電流用信号（断続信号）を参照信号として同期処理装置１１に入力し、同期処理装置１１はこの入力された参照信号をＡＥ信号解析装置に出力する。ＡＥ信号解析装置では、同期処理装置１１から入力された参照信号に基づいて、ＡＥセンサ５で検知されたＡＥ信号が腐食電流を流しているタイミングのものかどうかを解析する。このようにして、埋設管１全体から常時発生しているＡＥ信号と、腐食電流を流しているときにだけ発生するＡＥ信号を弁別し、後者が検出されたときに損傷２１で発生しているＡＥ信号であると判断して、損傷２１に腐食があると推定する。
【００４７】
以上のように、本実施の形態においては、電気防食装置を利用して、埋設管１に腐食電流を流すことにより、既に発生している腐食を人為的に増長させ、そこから発生するＡＥ信号を検出するようにしたので、ＡＥ法が受動的に待つ方式であることから検査時間が長時間となり、かつ様々な周辺環境からのノイズと、腐食部の錆の自然成長による信号との弁別が非常に難しいという弱点が完全に克服され、塗覆装が損傷しかつ腐食が発生・進行している箇所の有無を簡便に精度よく検出することができる。
また、本実施の形態においては、腐食電流を断続制御し、この断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしたので、埋設管の腐食に基づくＡＥ信号とその他の要因によって埋設管から発信されるＡＥ信号とを弁別でき、的確な診断が可能である。
【００４８】
なお、埋設管に塗覆装の損傷のある箇所を予め特定した場合には、本実施の形態の装置を用いることで、当該箇所に腐食が発生しているかどうかを的確に診断でき、腐食が発生しており修復の必要がある場合には当該箇所を掘削して修復作業をすればよく、修復作業の効率化が図られる。この点は以下の実施の形態２〜７においても同様である。
塗覆装の損傷のある箇所の特定方法は、例えば、前述の特許文献１に示されたような公知の方法を用いればよい。
また、ＡＥセンサを複数個設置すれば、塗覆装損傷箇所を予め特定しなくても、各ＡＥセンサの設置位置と各ＡＥセンサに到達したＡＥ信号の時間差から腐食箇所の特定が可能である。この点についても以下の実施の形態２〜７において同様である。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、ＡＥセンサ５を電気防食用ターミナルの既設マンホールを利用して取り付ける例を示したが、ＡＥセンサ５の取付方法はこれに限られるものではなく、例えばバルブ用マンホールなどを利用してもよく、あるいは河川横断部の橋梁添架管など、管が露出している箇所で取り付けてもよい。さらに検査作業の煩雑さを許せば、ＡＥセンサ取り付けのために小掘削してもよい。この点についても以下の実施の形態２〜７において同様である。
【００５０】
［実施の形態２］
本実施の形態においては、測定対象である地中埋設管の腐食部分に音響放出（Acoustic  Emission）を生じさせるための物理的刺激として、地中埋設管を流れる流体の圧力を変動させることによって地中埋設管の管体に応力を発生させ、このときに発生するＡＥ信号を検出するようにしたものである。
図２は本発明の他の実施の形態である地中埋設管の腐食検出装置を模式的に示した説明図である。図２において、実施の形態１を示した図１と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管１に流れる流体の圧力を制御する圧力制御バルブ４１と、圧力制御バルブ４１を開閉するためのバルブ開閉機構４３と、バルブ開閉機構４３を制御するバルブ開閉制御装置４５と、バルブ開閉制御装置４５に対してバルブ開閉のタイミング指示する信号を発信する信号発生器４７とを備えている。
【００５２】
次に、上記のように構成された腐食検出装置を用いた腐食検出方法を説明する。
腐食検出に際しては、圧力制御バルブ４１を開閉して、地中埋設管１内を流れる流体の圧力を変化させる。管内を流れる流体の圧力が変化すると、管体への作用応力が変化する。管体への作用応力が変化すると、この変化に伴って損傷２１で発生している錆がはく離し、あるいは錆にき裂が発生し、これによってＡＥ信号が発生する。そして、このＡＥ信号がＡＥセンサ５によって検知される。
【００５３】
もっとも、実施の形態１で述べたように、地中埋設管１にからは常時ＡＥ信号が発生していることから、ＡＥセンサ５で検出されたＡＥ信号が管内流体の圧力変動に起因した損傷２１からのものかどうかを弁別する必要がある。
そこで、本実施の形態では信号発生器４７からバルブ開閉タイミングを指示する断続的な信号をバルブ開閉制御装置４５に入力し、これによって埋設管１の内部流体の圧力変動を断続的に行わせると共に前記断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしている。すなわち、信号発生器４７によって設定された圧力変動用信号（断続信号）を参照信号として同期処理装置１１に入力し、同期処理装置１１はこの入力された参照信号をＡＥ信号解析装置に出力する。ＡＥ信号解析装置では、同期処理装置１１から入力された参照信号に基づいて、ＡＥセンサ５で検知されたＡＥ信号が圧力変動による錆のはく離、あるいは錆のき裂によるものかどうかを解析する。このようにして、埋設管１全体から常時発生しているＡＥ信号と、圧力変動を与えたときにだけ発生するＡＥ信号を弁別し、後者が検出されたときに損傷２１で発生しているＡＥ信号であると判断して、損傷２１に腐食があると推定する。
【００５４】
以上のように、本実施の形態においては、圧力制御バルブ４１の開閉による管内流体の圧力変動を利用して、既に発生している腐食部の錆を人為的に変化させ、そこから発生するＡＥ信号を検出するようにしたので、実施の形態１と同様に、ＡＥ法の弱点が克服され、塗覆装が損傷しかつ腐食が発生・進行している箇所の有無を簡便に精度よく検出することができる。
また、本実施の形態においては、断続信号を用いて内部流体の圧力変動を断続的に発生させると共に前記断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしたので、埋設管の腐食に基づくＡＥ信号とその他の要因によって埋設管から発信されるＡＥ信号とを弁別でき、的確な診断が可能である。
【００５５】
なお、上記実施の形態においては、管内を流れる流体の圧力を圧力制御バルブ４１によって変動させる例を示したが、例えば管内を流れる流体がその需要に応じて変動するような場合には、その圧力変動を検知し、検知した圧力変動に基づく信号を参照信号として同期処理装置１１に入力するようにしてもよい。
【００５６】
［実施の形態３］
本実施の形態においては、測定対象である地中埋設管の腐食部分に音響放出（Acoustic  Emission）を生じさせるための物理的刺激として、地中埋設管を流れる流体を加熱し、加熱された管内流体を介して地中埋設管の管体に熱を伝達し、この熱の伝達によって管体を膨張させ、このときに発生するＡＥ信号を検出するようにしたものである。
図３は本発明の他の実施の形態である地中埋設管の腐食検出装置を模式的に示した説明図である。図３において、実施の形態１を示した図１と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管１の管体を加熱することによって管内を流れる流体を加熱する加熱用熱交換器５１と、加熱用熱交換器５１を加熱する加熱装置５３と、加熱装置５３に対して加熱のタイミング指示する信号を発信する信号発生器５５とを備えている。
【００５８】
次に、上記のように構成された腐食検出装置を用いた腐食検出方法を説明する。
腐食検出に際しては、加熱装置５３によって加熱用熱交換器５１に流す伝熱媒体を加熱し、加熱用熱交換器５１から地中埋設管１の管体の一部に熱を伝達させる。内部流体はこの加熱された管体部分を通過するときに加熱される。そして、この加熱された内部流体が損傷２１が発生している部分を通過するときに、管体に熱が伝達され管体あるいは錆が膨張する。そして、この膨張によって錆がはく離し、あるいは錆にき裂が発生し、これによってＡＥ信号が発生する。そして、このＡＥ信号がＡＥセンサ５によって検知される。
【００５９】
もっとも、実施の形態１で述べたように、地中埋設管１からは常時ＡＥ信号が発生していることから、ＡＥセンサ５で検出されたＡＥ信号が管体の熱膨張に起因した損傷２１からのものかどうかを弁別する必要がある。
そこで、本実施の形態では信号発生器５５から加熱装置５３に加熱のタイミングを指示する断続信号を入力し、この断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしている。すなわち、信号発生器５５によって設定された断続信号を参照信号として同期処理装置１１に入力し、同期処理装置１１はこの入力された参照信号をＡＥ信号解析装置９に出力する。ＡＥ信号解析装置９では、同期処理装置１１から入力された参照信号に基づいて、ＡＥセンサ５で検知されたＡＥ信号が加熱による錆のはく離あるいは錆のき裂かどうかを解析する。このようにして、埋設管１全体から常時発生しているＡＥ信号と、加熱したときだけ発生するＡＥ信号を弁別し、後者が検出されたときに損傷２１で発生しているＡＥ信号であると判断して、損傷２１に腐食があると推定する。
【００６０】
なお、本実施の形態においては内部流体を介して損傷２１が発生している部位の管体を加熱するため、加熱を指示する断続信号が発信された時と実際に内部流体が加熱されて当該箇所を通過する時までには時間差がある。そのため、同期処理装置１１においてこの時間差を考慮に入れて参照信号を発信するようにするか、あるいはＡＥ信号解析装置９において前記時間差を考慮にいれて解析処理するようにする。
【００６１】
以上のように、本実施の形態においては、地中埋設管を流れる流体の温度を上昇させ、加熱された管内流体を介して地中埋設管の管体に熱を伝達し、この熱の伝達によって既に発生している腐食部の錆を人為的に変化させ、そこから発生するＡＥ信号を検出するようにしたので、実施の形態１と同様に、ＡＥ法の弱点が克服され、塗覆装が損傷しかつ腐食が発生・進行している箇所の有無を簡便に精度よく検出することができる。
また、本実施の形態においては、地中埋設管の加熱を断続信号によって断続制御し、この断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしたので、埋設管の腐食に基づくＡＥ信号とその他の要因によって埋設管から発信されるＡＥ信号とを弁別でき、的確な診断が可能である。
【００６２】
なお、上記実施の形態においては、地中埋設管１の一部を加熱する例を示したが、地中埋設管の一部を冷却するようにしてもよい。この場合には、加熱用熱交換器５１に代えて冷却用熱交換器を、加熱装置５３に代えて冷却装置を用いる。
かかる装置を用いることによって、冷却用熱交換器を設置箇所を通過する内部流体が冷却される。そして、この冷却された内部流体が損傷２１が発生している部分を通過するときに、管体が冷却され管体あるいは錆が収縮する。そして、この収縮によって錆がはく離あるいは錆にき裂が発生し、これによってＡＥ信号が発生する。そして、このＡＥ信号がＡＥセンサ５によって検知される。
【００６３】
また、加熱または冷却のいずれか一方の機能だけではなく、加熱冷却の両方の機能を有する加熱・冷却熱交換器を設置するようにしてもよい。この場合には、内部流体の温度変動を大きくすることができ、内部流体を介して損傷箇所へより大きな物理的刺激を与えることができるので、錆に起因するＡＥ信号をより確実に発生させることができる。
【００６４】
なお、上記の実施の形態３においては、地中埋設管１の露出部分を加熱および／または冷却する例を示したが、高周波誘導加熱コイルを用いた加熱装置を利用すれば、地中埋設管１に露出部分がなくても地表面から遠隔的に地中埋設管を加熱できる。
【００６５】
［実施の形態４］
本実施の形態においては、測定対象である地中埋設管の腐食部分に音響放出（Acoustic  Emission）を生じさせるための物理的刺激として、加熱装置を地中埋設管１に沿って移動させながら地中埋設管１を地表面から加熱し、このときに発生するＡＥ信号を検出するようにしたものである。
図４は本発明の他の実施の形態である地中埋設管の腐食検出装置を模式的に示した説明図である。図４において、実施の形態１を示した図１と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
本実施の形態に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管１の管表面を加熱する高周波誘導加熱コイル６１と、該高周波誘導加熱コイル６１に高周波電流を流す高周波電源６３と、高周波電源６３に対して加熱のタイミング指示する信号発生器６５とを備えている。
【００６７】
次に、上記のように構成された腐食検出装置を用いた腐食検出方法を説明する。
腐食検出に際しては、高周波誘導加熱コイル６１に対して高周波電流を流すことによって地中埋設管１の管表面を加熱する。このとき、高周波誘導加熱コイル６１を地中埋設管１に沿って地表面で移動させる。高周波誘導加熱コイル６１が地中埋設管１における損傷２１が発生している部分を通過するときに、管体あるいは錆が熱によって膨張する。そして、この膨張によって錆がはく離し、あるいは錆にき裂が発生し、これによってＡＥ信号が発生する。そして、このＡＥ信号がＡＥセンサ５によって検知される。
【００６８】
もっとも、実施の形態１で述べたように、地中埋設管１にからは常時ＡＥ信号が発生していることから、ＡＥセンサ５で検出されたＡＥ信号が管体の熱膨張に起因した損傷２１からのものかどうかを弁別する必要がある。
そこで、本実施の形態では信号発生器６５から高周波誘導加熱コイル６１に加熱のタイミングを指示する断続信号を入力し、この断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしている。すなわち、信号発生器６５によって設定された断続信号を参照信号として同期処理装置１１に入力し、同期処理装置１１はこの入力された参照信号をＡＥ信号解析装置に出力する。ＡＥ信号解析装置では、同期処理装置１１から入力された参照信号に基づいて、ＡＥセンサ５で検知されたＡＥ信号が加熱による錆のはく離、あるいは錆のき裂によるものかどうかを解析する。このようにして、埋設管１全体から常時発生しているＡＥ信号と、誘導加熱したときにだけ発生するＡＥ信号を弁別し、後者が検出されたときに損傷２１で発生しているＡＥ信号であると判断して、損傷２１に腐食があると推定する。
【００６９】
以上のように、本実施の形態においては、地表面から地中埋設管を加熱し、この熱によって既に発生している腐食部の錆を人為的に変化させ、そこから発生するＡＥ信号を検出するようにしたので、実施の形態１と同様に、ＡＥ法の弱点が克服され、塗覆装が損傷しかつ腐食が発生・進行している箇所の有無を簡便に精度よく検出することができる。
また、本実施の形態においては、地中埋設管の加熱を断続信号によって断続制御し、この断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしたので、埋設管の腐食に基づくＡＥ信号とその他の要因によって埋設管から発信されるＡＥ信号とを弁別でき、的確な診断が可能である。
さらに、本実施の形態においては、高周波誘導加熱コイル６１によって地表面から地中埋設管１を加熱するようにしているので、地中埋設管１に露出部がなくても地中埋設管１を露出させるために掘削することなく対応できるので、掘削工事が不用であり便宜である。
【００７０】
なお、上記実施の形態においては、高周波誘導加熱コイル６１を地中埋設管１に沿って地表面で移動させる手段については特に示さなかったが、例えば高周波誘導加熱コイル６１を人力によって移動する機具に搭載して、人力によって動かしてもよいし、あるいは自走機能を有する機具に搭載して移動させてもよい。
【００７１】
［実施の形態５］
本実施の形態においては、測定対象である地中埋設管の腐食部分に音響放出（Acoustic  Emission）を生じさせるための物理的刺激として、地中埋設管の一部にハンマー等によって打撃を加え、このときに地中埋設管の損傷部から発生するＡＥ信号を検出するようにしたものである。
図５は本発明の他の実施の形態である地中埋設管の腐食検出装置を模式的に示した説明図である。図５において、実施の形態１を示した図１と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７２】
本実施の形態に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管１の管表面を打撃する打撃ハンマ７１と、打撃ハンマ７１の打撃のタイミングを検出するための加速度センサ７３と、加速度センサ７３の信号を増幅して参照信号として同期処理装置１１に入力する加速度計アンプ７５とを備えている。
【００７３】
次に、上記のように構成された腐食検出装置を用いた腐食検出方法を説明する。
腐食検出に際しては、打撃ハンマ７１によって地中埋設管１の露出部を打撃し、地中埋設管１に振動を与える。このとき、地中埋設管１を振動が伝達して損傷２１で発生している錆が振動によってはく離し、あるいは錆にき裂が起きることによってＡＥ信号が発生する。そして、このＡＥ信号がＡＥセンサ５によって検知される。
【００７４】
もっとも、実施の形態１で述べたように、地中埋設管１にからは常時ＡＥ信号が発生していることから、ＡＥセンサ５で検出されたＡＥ信号が管体の熱膨張に起因した損傷２１からのものかどうかを弁別する必要がある。
そこで、本実施の形態では加速度センサ７３および加速度計アンプ７５を用いて打撃のタイミングを参照信号として同期処理装置１１に入力している。そして、同期処理装置１１はこの入力された参照信号をＡＥ信号解析装置９に出力し、ＡＥ信号解析装置９では、同期処理装置１１から入力された参照信号に基づいて、ＡＥセンサ５で検知されたＡＥ信号が打撃による錆のはく離あるいは錆のき裂かどうかを解析する。このようにして、埋設管１全体から常時発生しているＡＥ信号と、打撃を加えたときにだけ発生するＡＥ信号を弁別し、後者が検出されたときに損傷２１で発生しているＡＥ信号であると判断して、損傷２１に腐食があると推定する。
【００７５】
以上のように、本実施の形態においては、地中埋設管に打撃を与え、この打撃によって既に発生している腐食部の錆を人為的に変化させ、そこから発生するＡＥ信号を検出するようにしたので、実施の形態１と同様に、ＡＥ法の弱点が克服され、塗覆装が損傷しかつ腐食が発生・進行している箇所の有無を簡便に精度よく検出することができる。
また、本実施の形態においては、地中埋設管に与えた打撃のタイミングと同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしたので、埋設管の腐食に基づくＡＥ信号とその他の要因によって埋設管から発信されるＡＥ信号とを弁別でき、的確な診断が可能である。
【００７６】
なお、上記実施の形態においては、地中埋設管１に振動を発生させる手段として手動による打撃ハンマ７１を例に挙げたが、本発明はこれに限られるものではなく、自動的に地中埋設管１に打撃力を加えるような装置を用いてもよい。
また、上記実施の形態においては、地中埋設管１の管体に打撃力を与える例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、管体に連結している部位、例えばマンホールなどにおける管の露出部を打撃するようにしてもよい。
【００７７】
［実施の形態６］
本実施の形態においては、測定対象である地中埋設管の腐食部分に音響放出（Acoustic  Emission）を生じさせるための物理的刺激として、地中埋設管１に弾性波を入射し、このときに発生するＡＥ信号を検出するようにしたものである。
図６は本発明の他の実施の形態である地中埋設管の腐食検出装置を模式的に示した説明図である。図６において、実施の形態１を示した図１と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７８】
本実施の形態に係る地中埋設管の腐食検出装置は、地中埋設管１の管表面に設置されて地中埋設管１に弾性波を入射する音響振動装置８１と、音響振動装置８１を駆動するパワーアンプ８３と、パワーアンプ８３に対して駆動のタイミング指示する信号発生器８５とを備えている。
【００７９】
次に、上記のように構成された腐食検出装置を用いた腐食検出方法を説明する。
腐食検出に際しては、音響振動装置８１をパワーアンプ８３によって駆動することにより地中埋設管１の表面に弾性波を入射する。弾性波は地中埋設管１に振動を発生させて伝達し、損傷２１が発生している部分を通過するときに、損傷２１の錆をはく離させ、あるいは錆にき裂を発生させる。このとき、損傷２１からＡＥ信号が発生するので、このＡＥ信号がＡＥセンサ５によって検知される。
【００８０】
もっとも、実施の形態１で述べたように、地中埋設管１からは常時ＡＥ信号が発生していることから、ＡＥセンサ５で検出されたＡＥ信号が管体の熱膨張に起因した損傷２１からのものかどうかを弁別する必要がある。
そこで、本実施の形態では信号発生器８５からパワーアンプ８３に弾性波入射のタイミングを指示する断続信号を入力し、この断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしている。すなわち、信号発生器６５によって設定された断続信号を参照信号として同期処理装置１１に入力し、同期処理装置１１はこの入力された参照信号をＡＥ信号解析装置に出力する。ＡＥ信号解析装置では、同期処理装置１１から入力された参照信号に基づいて、ＡＥセンサ５で検知されたＡＥ信号が弾性波による錆のはく離あるいはき裂によるものかどうかを解析する。このようにして、埋設管１全体から常時発生しているＡＥ信号と、弾性波を入射したときにだけ発生するＡＥ信号を弁別し、後者が検出されたときに損傷２１で発生しているＡＥ信号であると判断して、損傷２１に腐食があると推定する。
【００８１】
以上のように、本実施の形態においては、地中埋設管１に弾性波を入射し、この弾性波によって既に発生している腐食部の錆を人為的に変化させ、そこから発生するＡＥ信号を検出するようにしたので、実施の形態１と同様に、ＡＥ法の弱点が克服され、塗覆装が損傷しかつ腐食が発生・進行している箇所の有無を簡便に精度よく検出することができる。
また、本実施の形態においては、地中埋設管に入射させる弾性波の発生を断続信号によって断続制御し、この断続信号と同期をとってＡＥ信号の発生をモニタリングするようにしたので、埋設管の腐食に基づくＡＥ信号とその他の要因によって埋設管から発信されるＡＥ信号とを弁別でき、的確な診断が可能である。
【００８２】
なお、図７に示すように、上記の実施の形態６における音響発生装置８１を低周波の弾性波を発生する音響発生装置９１に置換し、パワーアンプ８３を低周波パワーアンプ９３に置換してもよい。
このようにすれば、低周波の弾性波は指向性がなく広範囲に伝達し、かつ、音響発生装置９１が地中埋設管と離れていても地中埋設管に伝達するので、地中埋設管１を露出させる必要がなく、掘削工事が不要となり、便宜である。
【実施例】
【００８３】
実施の形態１の効果を図８に示す実験装置による実験によって確認した。実験は、図８に示すように、試験片２４と電極２５を清水２３の中に浸蹟し、電極２５が負極、試験片２４が正極となるように電源２７によって腐食電流を流すことで試験片２４に強制的に腐食を発生させるようにした。試験片２４にはＡＥセンサ２９を取り付け、プリアンプ３１を介してＡＥ解析装置３３にて信号処理した。なお、電源２７には信号発生器３５が接続されており、信号発生器３５で設定した周期、タイミングで腐食電流を流すことができる。また、ＡＥ解析装置３３にも信号発生器３５の信号が取り込まれており、ＡＥ信号の発生を腐食電流と同期をとって処理することができるようになっている。
【００８４】
図９、図１０は実験の結果得られた信号波形を示すグラフであり、各図において（ａ）図が通電時、（ｂ）図が非通電時を示している。また、図９が生波形（ＲＦ波形）、図１０がＲＦ波形を包絡線処理した波形（Env.波形）と適当なしきい値によって出力されたイベントパルス波形（Eventパルス）を示している。なお、図９、図１０の横軸は経過時間（μsec）、縦軸（左側）がＡＥ出力（ｍｖ）、縦軸（右側）がパルス出力（Ｖ）である。
図９に示されるように、腐食電流通電時には明らかに大きなＡＥ波形が得られているのに対し、腐食電流のない状態ではＡＥ波形はノイズレベルの波形しか得られていない。このため図１０に示されるように、ＡＥ波形を包絡線処理し、適当なしきい値によってＡＥのイベントパルスを定義したものでは、明らかに腐食の発生を検知できている。
【００８５】
以上のように、腐食電流の通電時には腐食電流に基づくＡＥ信号が検知できることが実証できた。したがって、実際の現場においては様々なノイズによって同様なＡＥ波形、及びＡＥイベントパルスが計測されるが、上記のように、腐食電流の非通電時に発生したＡＥ波形、及びＡＥイベントパルスはノイズとして弁別することができるのである。
【００８６】
次に、実際に腐食が発生している場合と、腐食が発生していないかあるいは腐食の度合いが低い場合とで、ＡＥ信号の発生に違いがあるかどうかを検証するための実験を行った。実験は、図８に示したのと同様の実験装置を用い、激しい錆のある試験片（錆コブ状態）と、そうでない試験片について、それぞれ連続的に腐食電流を流したときのＡＥイベントパルスの発生積算値を計測した。
図１１は実験結果をグラフに示したものであり、横軸が経過時間（分）、縦軸がＡＥイベントパルスの積算値を示している。
図１１によれば、激しい錆のある試験片では、そうでない試験片に比べて時間あたりのＡＥイベントパルス数が１０倍以上も多い。このことから、腐食電流を流すことで発生する時間あたりのＡＥイベントパルス数から、腐食の有無及び腐食の進行度合いを診断できることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる腐食検出装置の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかる腐食検出装置の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかる腐食検出装置の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態４にかかる腐食検出装置の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態５にかかる腐食検出装置の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態６にかかる腐食検出装置の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態６の他の態様にかかる腐食検出装置の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる腐食検出装置及び方法の効果を実証するための実験装置の説明図である。
【図９】図８に示した実験装置によって得られたＡＥ信号のＲＦ波形を示すグラフである。
【図１０】図９に示したＲＦ波形を包絡線処理した波形（Env.波形）及び適当なしきい値によって出力されたイベントパルス波形（Eventパルス）を示すグラフである。
【図１１】本発明の効果を実証するための実験結果をグラフ表示したものであり、試験片に連続的に腐食電流を流したときのＡＥイベントパルスの発生累積値を示すグラフである。
【図１２】地中埋設管の一般的な電気防食の説明図である。
【図１３】本発明の課題を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  埋設管
３  腐食電流供給手段
５  ＡＥセンサ
９  ＡＥ信号解析装置
１１  同期処理装置
【図１】
2005351884.tif 000003
【図２】
2005351884.tif 000004
【図３】
2005351884.tif 000005
【図４】
2005351884.tif 000006
【図５】
2005351884.tif 000007
【図６】
2005351884.tif 000008
【図７】
2005351884.tif 000009
【図８】
2005351884.tif 000010
【図９】
2005351884.tif 000011
【図１０】
2005351884.tif 000012
【図１１】
2005351884.tif 000013
【図１２】
2005351884.tif 000014
【図１３】
2005351884.tif 000015