(57)【要約】【課題】配管の肉厚測定や測定箇所の特定を自動化することが可能な配管肉厚管理システムおよび配管肉厚管理方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、配管肉厚管理システムは、流体を流通させるための配管に取り付けられた発信装置であって、前記発信装置を特定するための固有情報が記憶されており、前記固有情報を発信する発信装置を備える。さらに、前記システムは、前記配管の肉厚を測定するための探触子を有し、前記探触子を前記配管に対し移動させる移動装置を備える。さらに、前記システムは、前記移動装置の動作を制御することで、前記発信装置からの前記固有情報に対応する肉厚測定箇所において前記配管の肉厚を測定する肉厚測定装置を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を流通させるための配管に取り付けられた発信装置であって、前記発信装置を特定するための固有情報が記憶されており、前記固有情報を発信する発信装置と、
前記配管の肉厚を測定するための探触子を有し、前記探触子を前記配管に対し移動させる移動装置と、
前記移動装置の動作を制御することで、前記発信装置からの前記固有情報に対応する肉厚測定箇所において前記配管の肉厚を測定する肉厚測定装置と、
を備える配管肉厚管理システム。
【請求項２】
さらに、
前記発信装置の前記固有情報と、前記配管の前記肉厚測定箇所を示す測定箇所情報とを対応させて蓄積している蓄積装置と、
前記発信装置から前記固有情報を受信し、前記固有情報に対応する前記測定箇所情報を前記蓄積装置から取得する情報処理装置とを備え、
前記肉厚測定装置は、前記情報処理装置から前記測定箇所情報を提供され、前記測定箇所情報が示す前記肉厚測定箇所において前記配管の肉厚を測定する、
請求項１に記載の配管肉厚管理システム。
【請求項３】
さらに、
前記肉厚測定装置により測定された前記肉厚の測定データ、または前記測定データから導出された前記肉厚の評価データを表示する表示装置を備える、
請求項２に記載の配管肉厚管理システム。
【請求項４】
前記蓄積装置は、前記肉厚測定装置により測定された前記測定データ、または前記測定データから導出された前記評価データを蓄積し、
前記表示装置は、前記蓄積装置内に蓄積された前記測定データまたは前記評価データを表示する、請求項３に記載の配管肉厚管理システム。
【請求項５】
前記表示装置は、前記配管の前記肉厚測定箇所を三次元的に表示し、各肉厚測定箇所の前記測定データまたは前記評価データを色で区別して表示する、請求項３または４に記載の配管肉厚管理システム。
【請求項６】
前記評価データは、前記肉厚の減肉の程度を表すデータ、または前記肉厚から予測される余寿命を表すデータである、請求項３から５のいずれか１項に記載の配管肉厚管理システム。
【請求項７】
前記移動装置は、前記探触子を前記配管の軸方向および周方向に移動させる、請求項１から６のいずれか１項に記載の配管肉厚管理システム。
【請求項８】
流体を流通させるための配管に取り付けられた発信装置が、前記発信装置を特定するための固有情報を発信し、
肉厚測定装置が、前記配管の肉厚を測定するための探触子を有する移動装置の動作を制御することで、前記発信装置からの前記固有情報に対応する肉厚測定箇所において前記配管の肉厚を測定する、
配管肉厚管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、配管肉厚管理システムおよび配管肉厚管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、原子力プラントでは、プラントの安全性や稼働率の向上を図るために、一定期間ごとに配管の肉厚を測定し、測定結果のバックデータを保存している。この際、配管の肉厚は、資格者が超音波測定装置を用いて手動で測定する。また、超音波測定装置で肉厚を測定する位置については、配管ごとに図面で定められており、その位置を明確にするために、配管に測定箇所を手作業でマーキングしているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９６７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、手動による肉厚測定や、手作業による測定箇所のマーキングには、膨大な工数がかかるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、配管の肉厚測定や測定箇所の特定を自動化することが可能な配管肉厚管理システムおよび配管肉厚管理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一の実施形態による配管肉厚管理システムは、流体を流通させるための配管に取り付けられた発信装置であって、前記発信装置を特定するための固有情報が記憶されており、前記固有情報を発信する発信装置を備える。さらに、前記システムは、前記配管の肉厚を測定するための探触子を有し、前記探触子を前記配管に対し移動させる移動装置を備える。さらに、前記システムは、前記移動装置の動作を制御することで、前記発信装置からの前記固有情報に対応する肉厚測定箇所において前記配管の肉厚を測定する肉厚測定装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態の配管肉厚管理システムの構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態の配管肉厚管理システムの配管付近の構造を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の配管肉厚管理システムの動作を示した説明図である。
【図４】第１実施形態における肉厚測定箇所を示した説明図である。
【図５】従来の配管肉厚管理システムにおける肉厚測定箇所を示した説明図である。
【図６】従来の配管肉厚管理システムで使用する測定データ記録用紙を示した説明図である。
【図７】第１実施形態における測定データの表示方法の例を示した説明図である。
【図８】第２実施形態の配管肉厚管理システムの構成を示す概略図である。
【図９】第２実施形態の配管形状と肉厚測定箇所の例を示す概略図である。
【図１０】第２実施形態の配管形状と肉厚測定箇所の別の例を示す概略図である。
【図１１】第２実施形態の配管形状の別の例を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の配管肉厚管理システムの構成を示す概略図である。
【００１０】
図１の配管肉厚管理システムは、移動装置の例であるフレーム２およびレール３と、発信装置の例であるＩＣタグ４と、情報処理装置および表示装置の例であるデータ端末機器６と、蓄積装置の例である配管減肉管理データベース７と、肉厚測定装置８と、ケーブル１１〜１４とを備えている。符号１は、肉厚測定対象の配管を示し、符号５は、無線伝送系を示す。
【００１１】
配管１は、原子力プラント内に設置されており、流体を流通させるために使用される。図１は、保温材を除去した状態の配管１を示している。配管１の肉厚は、流体が流れることで減肉していくため、図１の配管肉厚管理システムは、配管１の肉厚を測定・管理している。図１には、配管１の軸方向に垂直で互いに垂直なＸ方向およびＹ方向と、配管１の軸方向に平行なＺ方向が示されている。
【００１２】
ＩＣタグ４は、配管１の所定箇所に取り付けられている。本実施形態では、プラント内の１つの肉厚測定点の付近に、１つのＩＣタグ４が設置されている。ＩＣタグ４には、ＩＣタグ４を特定するための固有情報として、プラント名、系統名、測定点番号などが記憶されている。本実施形態では、ＩＣタグ４の固有情報から、肉厚測定点を特定することができる。ＩＣタグ４は、自己の固有情報を発信することができ、具体的には、固有情報を無線伝送系５を介してデータ端末機器６に伝送する。
【００１３】
配管減肉管理データベース７には、各肉厚測定点の肉厚の初期データ、測定データ、評価データや、配管情報や、肉厚測定箇所を示す測定箇所情報が蓄積されている。配管減肉管理データベース７は、これらの情報を、各肉厚測定点（各ＩＣタグ４）の固有情報と対応させて蓄積している。
【００１４】
肉厚の初期データは、例えば、プラント建設時の肉厚の公称値である。肉厚の測定データは、例えば、プラント建設後に測定した肉厚の測定値である。肉厚の評価データは、肉厚の測定データから導出されたデータであり、例えば、肉厚の公称値と測定値から算出された各肉厚測定箇所の減肉量または減肉率や、肉厚の公称値と測定値から予測される各肉厚測定箇所の余寿命である。配管情報は例えば、配管１の口径、材質、必要最小肉厚、最高使用圧力、最高使用温度などである。
【００１５】
測定箇所情報は、各肉厚測定点の肉厚測定箇所を示す情報である。本実施形態では、配管１の各スプールに、１つの肉厚測定点が設定されると共に、１つのＩＣタグ４が設置されている。そして、本実施形態では、配管１の各スプールに、複数の肉厚測定箇所が設定されている。本実施形態では、ＩＣタグ４の設置位置を機械座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の原点とし、各肉厚測定箇所の位置を機械座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で表して測定箇所情報としている。
【００１６】
データ端末機器６は、ＩＣタグ４から固有情報を受信し、この固有情報に対応する初期データ、測定データ、評価データ、配管情報、測定箇所情報を、配管減肉管理データベース７からケーブル１２を介して取得する。データ端末機器６は、例えば据え置き型または携帯型のコンピュータである。データ端末機器６は、例えば、取得した測定データまたは評価データを表示画面に表示する、あるいは、取得した測定箇所情報をケーブル１１を介して肉厚測定装置８に提供する。
【００１７】
フレーム２は、ケーブル１４を介してレール３に連結されており、かつケーブル１３を介して肉厚測定装置８と接続されている。また、フレーム２は、図２に示すように、配管１の肉厚を測定するための探触子９を有している。
【００１８】
図２は、第１実施形態の配管肉厚管理システムの配管付近の構造を示す断面図である。
【００１９】
フレーム２は、探触子９を配管１に対し移動させることができる。具体的には、フレーム２は、探触子９を配管１の周方向に３６０度移動可能なレールとなっている。また、フレーム２は、レール３に沿って移動することで、探触子９を配管１の軸方向（Ｚ方向）に移動させることができる。よって、フレーム２は、探触子９を配管１の軸方向と周方向に移動させることができる。
【００２０】
肉厚測定装置８は、フレーム２や探触子９を制御することで、配管１の肉厚を測定することができる。具体的には、肉厚測定装置８は、データ端末機器６から提供された測定箇所情報が示す肉厚測定箇所において配管１の肉厚を測定する。肉厚測定装置８は、例えば肉厚測定用のプログラムがインストールされたコンピュータである。
【００２１】
肉厚測定装置８により測定された肉厚の測定データは、ケーブル１１を介してデータ端末機器６に提供される。データ端末機器６は、この測定データを表示することや、配管減肉管理データベース７に蓄積することができる。また、データ端末機器６は、この測定データから肉厚の評価データを導出し、導出した評価データを表示することや、配管減肉管理データベース７に蓄積することもできる。これらの測定データや評価データは、配管減肉管理データベース７内に、各肉厚測定点（各ＩＣタグ４）の固有情報と対応させて蓄積される。
【００２２】
（１）配管肉厚管理システムの動作
図３は、第１実施形態の配管肉厚管理システムの動作を示した説明図である。
【００２３】
図３(ａ)は、フレーム２がレール３に沿って配管１の軸方向に移動する様子を示している。図３(ｂ)は、フレーム２に設置された探触子９が配管１の周方向に移動する様子を示している。図３(ａ)では、探触子９がＺ方向に移動し、図３(ｂ)では、探触子９がＸＹ平面内で移動している。
【００２４】
探触子９は、伸縮機能を有している。図３(ｃ)は、探触子９がフレーム２から配管１の方向に伸びる様子を示している。探触子９は、配管１の肉厚測定箇所（配管１の表面）まで伸びることで、配管１の肉厚を測定することができる。本実施形態では、探触子９を用いた超音波測定により配管１の肉厚を測定する。
【００２５】
図３(ａ)は、定期点検等で配管１を点検するために、プラントを停止して配管１の保温材を取り外した状態を示している。この状態で、肉厚測定対象の配管１に取り付けられたＩＣタグ４に固有情報を発信させ、データ端末機器６がこの固有情報を受信する。
【００２６】
データ端末機器６は、固有情報を受信すると、この固有情報に対応する初期データ、測定データ、評価データ、配管情報、測定箇所情報を配管減肉管理データベース７から取得する。データ端末機器６はさらに、この測定箇所情報を肉厚測定装置８に送信する。その結果、データ端末機器６と配管減肉管理データベース７と肉厚測定装置８は、肉厚測定対象の配管１に関する情報を共有した状態となる。
【００２７】
その後、肉厚測定装置８は、フレーム２や探触子９を制御することで、測定箇所情報が示す肉厚測定箇所において配管１の肉厚を測定する。そして、肉厚測定装置８は、肉厚の測定データをデータ端末機器６に送信し、データ端末機器６は、この測定データ（またはこの測定データから導出した評価データ）を表示画面に表示する、あるいは配管減肉管理データベース７内に蓄積する。
【００２８】
図４は、第１実施形態における肉厚測定箇所を示した説明図である。
【００２９】
配管１の肉厚測定箇所は、軸方向に符号「１，２，３，４，５，６，７、・・・」で表され、周方向に符号「Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ」で表されている。すなわち、肉厚測定箇所の位置が、軸方向では距離で表され、周方向では角度で表されている。本実施形態では、この軸方向の距離を機械座標Ｚ、周方向の角度を機械座標ＸおよびＹとして肉厚測定箇所を管理している。例えば、肉厚測定箇所Ｐは、距離１に対応する機械座標Ｚと、角度Ｆに対応する機械座標ＸおよびＹにより管理される。
【００３０】
以上のように、本実施形態では、配管１に取り付けられたＩＣタグ４が固有情報を発信し、肉厚測定装置８が、フレーム２や探触子９を制御することで、固有情報に対応する肉厚測定箇所において配管１の肉厚を測定する。
【００３１】
よって、本実施形態によれば、肉厚測定箇所を固有情報から自動的に特定することが可能となる。また、本実施形態によれば、肉厚制御装置８がフレーム２や探触子９を制御することで、肉厚測定箇所への移動や肉厚の測定を自動化することが可能となる。
【００３２】
よって、本実施形態によれば、従来のような、手動による肉厚測定や手作業による測定箇所のマーキングが不要となる（図５参照）。図５は、従来の配管肉厚管理システムにおける肉厚測定箇所を示した説明図である。図５(ａ)では、配管１の肉厚測定箇所がマーキングにより特定されている。また、本実施形態によれば、測定の自動化により、未測定箇所の発生等のヒューマンエラーによる過誤を防止することが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態では、肉厚測定箇所を示す測定箇所情報が、配管減肉管理データベース７内に固有情報と対応させて蓄積されている。よって、本実施形態のデータ端末機器６は、ＩＣタグ４から固有情報を受信すると、この固有情報から測定箇所情報を割り出すことで、肉厚測定箇所を自動的に特定することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、肉厚の測定データや評価データを配管減肉管理データベース７内に蓄積する。また、本実施形態では、肉厚の測定データや評価データをデータ端末機器６に表示する。よって、本実施形態によれば、これらのデータを検査担当者が紙媒体に記録する必要がなくなり、書き間違いや写し間違いの発生を防止することが可能となる（図６参照）。図６は、従来の配管肉厚管理システムで使用する測定データ記録用紙を示した説明図である。
【００３５】
また、本実施形態では、三次元直交座標である機械座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）により肉厚測定箇所を管理する。よって、本実施形態によれば、肉厚測定箇所を詳細に三次元的に指示することができ、さらには、肉厚測定箇所を三次元的に表示することもできる。肉厚測定箇所や測定データの表示方法の詳細については、後述する。
【００３６】
なお、データ端末機器６は、配管減肉管理データベース７に固有情報が蓄積されているＩＣタグ４を監視するようにしてもよい。これにより、定期検査時にＩＣタグ４から固有情報が伝送されてこない場合に、データ端末機器６がこれを検知し、検査終了信号に対しエラー信号を発信することで、この肉厚測定点の検査漏れを防止することができる。
【００３７】
また、データ端末機器６は、ＩＣタグ４からプラント名、系統名、測定点番号などの固有情報を受信した際に、表示画面上にプラント内の系統図や配管図を表示すると共に、これら系統図や配管図中に、配管１の位置や肉厚測定箇所の位置などを表示してもよい。これにより、検査担当者は自己の現在地を容易に把握することができる。
【００３８】
（２）測定データの表示方法
図７は、第１実施形態における測定データの表示方法の例を示した説明図である。
【００３９】
図７は、データ端末機器６の表示画面を示している。図７では、配管１の肉厚測定箇所が、メッシュにより三次元的に表示されている。さらには、各肉厚測定箇所の肉厚の測定データが、色で区別されて表示されている。図７では、肉厚が０〜１ｍｍの肉厚測定箇所が第１の色、肉厚が１〜２ｍｍの肉厚測定箇所が第２の色、肉厚が２〜３ｎｍの肉厚測定箇所が第３の色で示されている。このような表示方法により、検査担当者は測定データを感覚的に容易に理解することができる。
【００４０】
なお、データ端末機器６は、測定データの代わりに、肉厚の評価データを表示してもよい。例えば、余寿命が０〜２年、２〜４年、４〜６年の肉厚測定箇所を、３種類の色で区別して表示してもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、測定データや評価データを配管減肉管理データベース７内に蓄積する際には、図７のような表示方法を実現するために、測定データや評価データを測定箇所情報と対応させて蓄積することが望ましい。本実施形態では、測定箇所情報を三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で管理するため、肉厚測定箇所を三次元的に表示することができる。
【００４２】
（３）第１実施形態の効果
最後に、第１実施形態の効果について説明する。
【００４３】
以上のように、本実施形態では、配管１に取り付けられたＩＣタグ４が固有情報を発信し、肉厚測定装置８が、フレーム２や探触子９を制御することで、固有情報に対応する肉厚測定箇所において配管１の肉厚を測定する。よって、本実施形態によれば、配管１の肉厚測定箇所の特定や肉厚測定を自動化することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態では、移動装置が、フレーム２、レール３、探触子９、ケーブル１４により構成されているが、これとは別の構成を有していてもよい。また、ＩＣタグ４は、別の発信装置に置き換えてもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、測定データや評価データを、固有情報の受信処理や測定箇所情報の取得処理を行う情報処理装置（データ端末機器６）の表示画面に表示しているが、その他の表示装置の表示画面に表示してもよい。また、ケーブル１１〜１３は、無線伝送系に置き換えてもよい。
【００４６】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の配管肉厚管理システムの構成を示す概略図である。
【００４７】
本実施形態では、配管１が曲がった部分を有している。そのため、レール３も配管１に沿って曲がっている。本実施形態によれば、フレーム２がこのようなレール３に沿って移動することで、曲がった部分を有する配管１の肉厚を測定することができる。
【００４８】
なお、配管１の肉厚測定箇所は、図４のように等間隔で設定してもよいし、図９のように非等間隔で設定してもよい。図９は、第２実施形態の配管形状と肉厚測定箇所の例を示す概略図である。図９の配管１は、矢印Ａで示す折れ曲がりの内側部分の肉厚が減肉しやすいため、この部分の肉厚測定箇所を密に設定している。
【００４９】
図１０は、第２実施形態の配管形状と肉厚測定箇所の別の例を示す概略図である。図１０のような配管（Ｔ字管）１は、矢印Ｂや矢印Ｃで示す接合部分の肉厚が減肉しやすい。よって、この場合には、これらの部分の肉厚測定箇所を密に設定することが望ましい。
【００５０】
図１１は、第２実施形態の配管形状の別の例を示す概略図である。図１１には、互いに連結された複数の配管（スプール）１が示されている。本実施形態は、このような配管１にも適用可能である。図１１では、各配管１にＩＣタグ４が取り付けられており、各配管１の測定箇所情報は、各配管１のＩＣタグ４の固有情報と対応させて、配管減肉管理データベース７内に蓄積されている。
【００５１】
なお、図１１のような複数の配管１を取り扱う場合には、１個のフレーム２をすべての配管１に移動させることができない場合があるため、図１１に示すように、複数のフレーム２を使用してもよい。
【００５２】
また、図１１では、１つの配管１に１つのＩＣタグ４を取り付けているが、これとは別の構成を採用してもよい。例えば、１つの配管１に複数のＩＣタグ４を取り付ける構成を採用してもよいし、複数の配管１に１つのＩＣタグ４の割合でＩＣタグ４を取り付ける構成を採用してもよい。
【００５３】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、配管１に取り付けられたＩＣタグ４が固有情報を発信し、肉厚測定装置８が、フレーム２や探触子９を制御することで、固有情報に対応する肉厚測定箇所において配管１の肉厚を測定する。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、配管１の肉厚測定箇所の特定や肉厚測定を自動化することが可能となる。
【００５４】
以上、第１及び第２実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施することができる。また、これらの実施形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことにより、様々な変形例を得ることもできる。これらの形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれており、特許請求の範囲及びこれに均等な範囲には、これらの形態や変形例が含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１：配管、２：フレーム、３：レール、４：ＩＣタグ、
５：無線伝送系、６：データ端末機器、７：配管減肉管理データベース、
８：肉厚測定装置、９：探触子、１１〜１４：ケーブル
【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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【図１０】
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【図１１】
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