(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象部を跨いで表面波の送信子と受信子とを減肉等が形成されうる面に配置し、これら送信子及び受信子は、ガイド装置によりそれぞれ支持され、このガイド装置を介して前記送信子及び受信子によりこれらの距離をほぼ一定に保ちながら検査対象部の走査を行い、前記表面波が前記減肉等を迂回することによる受信波の到達時間の遅れを各走査位置で比較することにより検査対象部の減肉等を検査する表面波による減肉等の検査方法。
【請求項２】
前記検査対象部が管の一部であり、前記ガイド装置は、この管の管周に沿って前記送信子と受信子とをそれぞれ走査させるものであり、前記送信子及び受信子をそれぞれ支持するほぼ平行に配置された一対の第一、第二ガイド部と、これら第一、第二ガイド部を互いに連結し同期させて移動させるための連結棒とを有し、前記第一、第二ガイド部は、前記連結棒を取り付ける一対の連結ブロックを備え、この一対の連結ブロックは、前記送信子及び受信子に対し管周方向でほぼ同一距離をおいて配置される請求項１記載の減肉等の検査方法。
【請求項３】
前記各走査位置における受信波をＢスキャンとして濃淡により表示し、前記濃淡により形成される縞模様の変化により前記減肉等を検査する請求項１又は２記載の表面波による減肉等の検査方法。
【請求項４】
検査対象部を跨いで減肉等が形成されうる面に配置される表面波の送信子及び受信子と、これら送信子及び受信子による検査対象部の走査を行うためのガイド装置とを備え、前記ガイド装置は前記送信子及び受信子をそれぞれ支持するほぼ平行に配置された一対の第一、第二ガイド部と、これら第一、第二ガイド部を同期させて移動させるための同期手段とを有し、前記表面波が前記減肉等を迂回することによる受信波の到達時間の遅れを各走査位置で比較することにより検査対象部の減肉等を検査する判定手段を備えた表面波による減肉等の検査装置。
【請求項５】
前記検査対象部が管の一部であり、前記ガイド装置がこの管の管周に沿って前記送信子と受信子とをそれぞれ走査させる請求項４記載の減肉等の検査装置。
【請求項６】
前記第一、第二ガイド部がそれぞれ複数の車輪を備え且つ前記管の管周に沿って巻き付けられる第一、第二台車である請求項５記載の減肉等の検査装置。
【請求項７】
前記同期手段が前記第一、第二ガイド部を互いに連結する棒であり、前記第一、第二ガイド部は、前記棒を取り付ける一対の連結ブロックを備え、この一対の連結ブロックは、前記送信子及び受信子に対し管周方向でほぼ同一距離をおいて配置される請求項４〜６のいずれかに記載の減肉等の検査装置。
【請求項８】
前記各走査位置における受信波をＢスキャンとして濃淡により表示し、前記濃淡により形成される縞模様の変化により前記減肉等を検査する請求項４〜７のいずれかに記載の減肉等の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面波による減肉等の検査方法及び検査装置に関する。さらに詳しくは、例えば配管におけるサポート部の架台に支持された隠蔽部で発生する腐食による減肉等を配管保全のために検査するに適した表面波による減肉等の検査方法及び検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、石油プラント機器及び配管の支持構造物（架台・サポート・ハンガー等）の数は、プラントの規模にもよるが数万から数十万箇所にもおよぶ。また、その多くは野外環境にあり風雨に曝されると共に、プラントの立地条件から海に近いことから塩分の影響を受けるため、配管と支持構造物の隙間すなわち架台接触部は外面腐食の受け易い環境にある。したがって、設備を適正に保守管理していくためには、この配管架台接触部の腐食対策としての検査の信頼性向上が重要な課題となる。
【０００３】
精度よい検査を行うためには、架台から配管を持ち上げ検査しなければならず多大な検査費用と時間が必要であるため、プラントの保守管理を困難としている。また放射線は透過能力の点から大口径配管に適用は難しいという問題もある。
【０００４】
そのため、例えば特開２０００−５５８９０号公報に示すように、超音波による接触子を用いた横波透過減衰を利用し、配管から架台を持ち上げることなく、腐食の程度を推定していく検査方法が提唱されている。
【０００５】
しかし、同公報記載の技術によれば、評価は透過パルスの減衰のみのため、送信子及び受信子の接触状況等により減衰の程度が大幅に影響を受け、その測定精度にも限界があった。しかも、管内面の状況による影響をも受けるので、信号の減衰と相まって全体の測定精度は未だ不十分であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の実状に鑑みて、本発明の目的は、表面波による測定精度の高い  減肉等の検査方法及び検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る減肉等の検査方法の特徴構成は、検査対象部を跨いで表面波の送信子と受信子とを減肉等が形成されうる面に配置し、これら送信子及び受信子は、ガイド装置によりそれぞれ支持され、このガイド装置を介して前記送信子及び受信子によりこれらの距離をほぼ一定に保ちながら検査対象部の走査を行い、前記表面波が前記減肉等を迂回することによる受信波の到達時間の遅れを各走査位置で比較することにより検査対象部の減肉等を検査することにある。
【０００８】
前記検査対象部が管の一部であり、前記ガイド装置は、この管の管周に沿って前記送信子と受信子とをそれぞれ走査させるものであり、前記送信子及び受信子をそれぞれ支持するほぼ平行に配置された一対の第一、第二ガイド部と、これら第一、第二ガイド部を互いに連結し同期させて移動させるための連結棒とを有し、前記第一、第二ガイド部は、前記連結棒を取り付ける一対の連結ブロックを備え、この一対の連結ブロックは、前記送信子及び受信子に対し管周方向でほぼ同一距離をおいて配置されてもよい。また、前記各走査位置における受信波をＢスキャンとして濃淡により表示し、前記濃淡により形成される縞模様の変化により前記減肉等を検査してもよい。
【０００９】
一方、本発明に係る減肉等の検査装置の特徴構成は、検査対象部を跨いで減肉等が形成されうる面に配置される表面波の送信子及び受信子と、これら送信子及び受信子による検査対象部の走査を行うためのガイド装置とを備え、前記ガイド装置は前記送信子及び受信子をそれぞれ支持するほぼ平行に配置された一対の第一、第二ガイド部と、これら第一、第二ガイド部を同期させて移動させるための同期手段とを有し、前記表面波が前記減肉等を迂回することによる受信波の到達時間の遅れを各走査位置で比較することにより検査対象部の減肉等を検査する判定手段を備えたことにある。
【００１０】
ここで、前記検査対象部が管の一部であり、前記ガイド装置がこの管の管周に沿って前記送信子と受信子とをそれぞれ走査させてもよい。
【００１１】
また、前記第一、第二ガイド部がそれぞれ複数の車輪を備え且つ前記管の管周に沿って巻き付けられる第一、第二台車であってもよい。
【００１２】
前記同期手段は、前記第一、第二ガイド部を互いに連結する棒であり、前記第一、第二ガイド部は、前記棒を取り付ける一対の連結ブロックを備え、この一対の連結ブロックは、前記送信子及び受信子に対し管周方向でほぼ同一距離をおいて配置するとよい。構造を簡易化できると共に、同期を確実とすることができる。さらに、前記各走査位置における受信波をＢスキャンとして濃淡により表示し、前記濃淡により形成される縞模様の変化により前記減肉等を検査するようにすれば、視覚的な評価が可能となる。
【００１３】
【発明の効果】
上記本発明の特徴構成によれば、受信波の減衰を比較するのではなく、受信波の到達時間を各走査位置で比較して、その到達時間差を利用しているので、送信子及び受信子の接触状況による影響を受けずに、より正確に腐食状況を検査できるようになった。また、受信波の到達時間を各走査位置で比較するので、例えば健全部で比較することにより両探触子間の距離の誤差が仮に生じても、その誤差も判断し易くなった。
【００１４】
特に、前記受信波を各走査位置において濃淡により表示した状態で前記到達時間の比較を行うと、視覚により受信波の到達時間差を認識し易いので、熟練者でなくとも減肉等の判断を迅速且つ容易に行えるようになった。
【００１５】
本発明のその他の目的、構成及び効果については以下に示す発明の実施の形態の記載において明らかになるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態についてさらに詳細に説明する。
本発明に係る検査装置１を図１〜４に示す。本実施例における検査対象はプラント等における配管に用いられる鋼管１００であり、検査対象部１０１は架台１０２により支持され隠蔽された腐食し易い部分である。
【００１７】
検査装置１は、第一台車２ａ、第二台車２ｂを有する台車２と、第一台車２ａに取り付けられた送信子３と、第二台車２ｂに取り付けられた受信子４とを備えている。第一台車２ａ及び第二台車２ｂは連結棒２ｃにより互いに連結され、これらによる走査位置はエンコーダー５により読みとられる。送信子３，受信子４は、架台１０２を鋏んで鋼管１００の軸方向に位置を隔てて配置され、架台１０２により隠蔽された検査対象部１０１を走査する。
【００１８】
第一台車２ａ、第二台車２ｂでは、それぞれ管２４を介して隔てられる一対の内プレート２１，２１と外プレート２２，２２とを交互に配置すると共に車軸２３で連結し、チェン状の基部を構成する。そして、各車軸２３に一対の車輪２５，２５を取り付けることで、鋼管１００の外周に巻き付けてその管周方向に走行させることの可能な第一台車２ａ及び第二台車２ｂを構成してある。
【００１９】
第一台車２ａ及び第二台車２ｂの一端には、図１に示すようにフック２６を設けてあり、車軸２３又は管２４に係止することで、第一台車２ａ及び第二台車２ｂを鋼管１００外周に巻き付けて取り付けることができる。なお、フック２６は、ねじ軸２６ａをブロック２６ｂに螺合させてあり、これらねじ軸２６ａ，ブロック２６ｂを相対回転されることでその突出量の調節が可能である。
【００２０】
第一台車２ａ及び第二台車２ｂの鋼管１００円周方向における２カ所には連結ブロック２７を取り付けてある。この連結ブロック２７は一対の外プレート２２，２２間に固定され、車軸２３の長手方向に沿った方向に一対の孔２７ａ，２７ａを貫通させてある。各孔２７ａに対してはスリット２７ｂが貫通形成されており、孔２７ａの広がりを調整可能に構成してある。そして、各締付ねじ２７ｃに連結棒２ｃを挿入すると共に、各スリット２７ｂを貫通させて連結ブロック２７の２カ所に螺合させた一対の締付ねじ２７ｃ，２７ｃを締め付けることで、連結棒２ｃの適宜位置に連結ブロック２７を介して第一台車２ａ及び第二台車２ｂを固定することが可能である。１カ所の連結ブロック２７に連結棒２ｃを二本固定することで、各連結棒２ｃと第一台車２ａ及び第二台車２ｂ間のなす角を拡縮し難いものとし、さらに連結ブロック２７を２カ所に設けることで、第一台車２ａ及び第二台車２ｂの位置ずれを防いでいる。
【００２１】
図４は第一台車２ａにおける送信子３，エンコーダー５の取り付け部を示し、一対の外プレート２２，２２の間に固定ブロック２８ａが固定され、この固定ブロック２８ａ上にチャンネル形状の台座２８ｂが固定されている。そして、台座２８ｂの一方のフランジからフォーク状の支持アーム２９を張り出させて送信子３を鋼管１００の表面に弾性的に押圧するように支持している。一方、台座２８ｂの他方のフランジには支持金具３０を介してエンコーダー５を取り付けてある。このエンコーダー５はエンコーダー本体５ａから突出する軸周りで回転する車輪５ｂを備え、車輪５ｂの回転角度により送信子３の走査位置を検出する。なお、受信子４についてもエンコーダー５を除き同図と同様の構成である。
【００２２】
図５は検査装置１の概略を示すブロック図である。この検査装置１において、送信子３，受信子４の走査位置はエンコーダー５によりパーソナルコンピューター６に取り込まれる。また、検査装置１は、送信子３から表面波としての超音波パルスを発生させるパルサー７と、受信子４からの受信波を増幅するレシーバー８ａと、この増幅波をデジタルデータに変換してパーソナルコンピューター６に取り込むＡ／Ｄコンバーター８ｂとを備えている。パーソナルコンピューター６による処理結果は、図６，７に示す如きものであり、モニター９ａにより表示され、プリンター９ｂにより用紙に出力される。
【００２３】
検査対象部１０１が正常である場合には、表面波は検査対象部１０１の平滑な表面に沿って送信子３から受信子４に伝達する。しかし検査対象部１０１に減肉部Ｄが存在する場合、表面波は減肉部Ｄの表面に沿って迂回することとなり、受信子４に対する受信波の到達時間が発信時を基点として長くなり、受信時間が遅れることとなる。この時間遅れを各走査位置で検討することにより、減肉部Ｄの有無又はその程度を判定することが可能となる。
【００２４】
上述の時間遅れは、受信子による受信波の類似部を各走査位置で比較することにより判断する。図６（ａ）〜（ｆ）に各走査位置での受信波形を示す。受信波の類似部とは、例えば、本例では各波形のピークＰａ〜Ｐｆ等であり、送信子３からの発信時刻を基準とするこれらの時間位置のずれにより、減肉部Ｄの有無又は程度を判断する。同図では、（ｃ）〜（ｆ）が腐食部であると思われる。腐食部と健全部との時間遅れはわずかであるため、受信波形の受信時刻近傍を拡大表示すれば、検討がより容易となる。
【００２５】
図７は各走査位置における受信波形のＢスキャン結果を示すグラフである。ここにＢスキャンとは、測定位置を例えば１ｍｍピッチ等微小距離ずつ移動して波形を取り込み、その波形の振幅を色の濃度に置き換えたものである。横軸は各走査位置、すなわち送信子３，受信子４の移動距離であり、縦軸は送信時刻を基準時刻とする時間を表している。濃淡により形成される縞模様の変化により、減肉部Ｄの部分を判定することが可能である。同図の例は、鋼管１００を１２０ｍｍにわたって走査した結果を示し、中央部での縦縞の窪み部分が実際の減肉部Ｄの部分と符合していた。なお、縞模様が一様に傾いている場合や、健全部での位置があきらかに位置ずれしている場合には、縞模様全体を傾きやずれの分だけ補正することで、送信子３，受信子４間に生じた機構的な誤差を相殺することができる。
【００２６】
検査にあたっては、まず、第一台車２ａ及び第二台車２ｂを架台１０２を鋏んで鋼管１００の左右に巻き付ける。そして、第一台車２ａ及び第二台車２ｂの平行を確認した後、各孔２７ａに連結棒２ｃを差し込んで締付ねじ２７ｃを締め付け、第一台車２ａ及び第二台車２ｂの同期をとる。送信子３，受信子４に接触媒質を塗りつけて鋼管１００との接触を確認し、架台１０２に隠れていない健全部の左右に送信子３，受信子４を位置させ、エンコーダー５による位置をパーソナルコンピューター６上でリセットする。次いで、パーソナルコンピューター６，パルサー７から超音波パルスを間欠的に発信すると共に手又は駆動装置により台車２全体を鋼管１００周りで回転させ、送信子３，受信子４により検査対象部１０１を走査し、架台１０２に隠蔽されていない他方の位置まで台車２を回転させる。その後、Ｂスキャングラブの縞模様の位置により減肉部Ｄの評価を行う。なお、Ｂスキャングラフの開始位置、終了位置の位置ずれを確認することで、送信子３，受信子４間の機構的誤差を評価することができる。
【００２７】
最後に、本発明の他の実施形態の可能性について説明する。
上記実施形態では、本発明の検査対象部１０１を鋼管１００の架台１０２による隠蔽部とした。しかし、本発明はサポートやハンガーによる支持部を検査対象部１０１としてもよく、また、平板状の部材の一部を検査対象部１０１としてもよい。
【００２８】
上記実施形態では、送信子及び受信子を支持するガイド装置として車輪を有する台車を用いた。しかし、このガイド装置としては、鋼管１００等の検査対象部１０１近傍側に取り付けられるレールとこのレール内を走行し送信子又は受信子を支持するスライダーとにより構成してもよい。但し、車輪を用いた上記構成の方が鋼管１００等に対する取り付けが簡易で検査が行い易いという利点がある。
【００２９】
上記実施形態では、第一台車２ａ及び第二台車２ｂを同期させる同期手段として連結棒２ｃを用いた。しかし、この同期手段としては、ブロック状の部材や、第一台車２ａ及び第二台車２ｂ間で超音波や赤外線を送受信することで互いの位置を同期させる非接触の手段や、エンコーダー５を第一台車２ａ及び第二台車２ｂにそれぞれ設けてこれらの信号を同期させる等の手段を用いることができる。但し、棒やブロックを用いた上記構成は、第一台車２ａ及び第二台車２ｂの走査と同期とを簡易な構成で同時に行える点で優れている。
【００３０】
なお、特許請求の範囲の項に記入した符号は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものにすぎず、この記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査装置の管軸方向視図である。
【図２】図１の管側面方向視図である。
【図３】各台車における連結ブロック近傍の平面図である。
【図４】送信子及びエンコーダー近傍の側面図である。
【図５】本発明の検査装置の概略を示すブロック図である。
【図６】各走査位置における受信波形を示すグラフであって、横軸は時間、縦軸は信号強度をそれぞれ示す。
【図７】各走査位置における受信波形のＢスキャン結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１    検査装置
２    台車
２ａ  第一台車
２ｂ  第二台車
２ｃ  連結棒
３    送信子
４    受信子
５    エンコーダー
５ａ  エンコーダー本体
５ｂ  車輪
６    パーソナルコンピューター
７    パルサー
８ａ  レシーバー
８ｂ  Ａ／Ｄコンバーター
９ａ  モニター
９ｂ  プリンター
２１    内プレート
２２    外プレート
２３    車軸
２４    管
２５    車輪
２６    フック
２６ａ  ねじ軸
２６ｂ  ブロック
２７    連結ブロック
２７ａ  孔
２７ｂ  スリット
２７ｃ  締付ねじ
２８ａ  固定ブロック
２８ｂ  台座
２９    支持アーム
３０    支持金具
１００  鋼管
１０１  検査対象部
１０２  架台
Ｄ    減肉部。
【図１】
0004500413.tif 000002
【図２】
0004500413.tif 000003
【図３】
0004500413.tif 000004
【図４】
0004500413.tif 000005
【図５】
0004500413.tif 000006
【図６】
0004500413.tif 000007
【図７】
0004500413.tif 000008