(57)【要約】【課題】簡易な構成で管の内面形状をより正確に取得することができる管内面形状取得装置を提供する。【解決手段】配管１の開口端から該配管の長さ方向に挿入され、長さ方向に傾斜した案内面１２を有する溝部１１を備えたガイド棒と、配管１の開口端から配管の長さ方向に挿入され、配管１の内周面へ押圧される型取り材４０を保持するパッド棒２０と、ガイド棒１０とパッド棒２０との間に摺動可能に挿入され、ガイド棒１０の溝部１１の案内面１２との係合により、挿入されるにしたがってパッド棒２０を配管１の内周面２側に移動させ、型取り材４０を配管１の内周面２に押圧するテーパ面３１を有するテーパ棒３０と、を備える。【選択図】図１
2013186112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の開口端から該配管の長さ方向に挿入され、一部の外周面が前記配管の内周面と接することにより前記配管内に支持されるとともに、残りの外周面が前記配管の内周面との間に長さ方向の空洞部を形成し、かつ、前記空洞部と長さ方向にわたって連通して前記長さ方向に傾斜した案内面を有する溝部を備えたガイド棒と、
前記配管の開口端から前記配管の前記長さ方向に挿入され、前記空洞部内において前記配管の内周面へ押圧される型取り材を保持するパッド棒と、
前記ガイド棒と前記パッド棒との間に摺動可能に挿入され、前記ガイド棒の前記溝部の前記案内面との係合により、挿入されるにしたがって前記パッド棒を前記配管の内周面側に移動させ、前記型取り材を前記配管の内周面に押圧するテーパ面を有するテーパ棒と、
を備えることを特徴とする管内面形状取得装置。
【請求項２】
前記パッド棒に、前記ガイド棒との前記長さ方向の相対位置を表示する目盛が記されていることを特徴とする請求項１に記載の管内面形状取得装置。
【請求項３】
前記ガイド棒、前記パッド棒及び前記テーパ棒が、磁力によって互いに相対移動可能に一体化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の管内面形状取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管の内面形状を取得するための管内面形状取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば伝熱管等の小径管の内面の傷、腐食ピット、減肉等の性状調査する手法として、該小径管の内面にレプリカ材（型取り材）を押し付けて、該レプリカ材に転写された形状から小径管の内面を評価する手法が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、風船状の膨張収縮可能部材の表面にレプリカ材を張り付けたものを配管内に挿入し、その後、膨張収縮可能部材を膨張させることによりレプリカ材を配管内面に押し付ける技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、配管内に挿入されるガイド本体の内側に該ガイド本体と平行にパッド棒を配置し、該パッド棒をガイド本体に対してシーソー状に相対移動させることで、該パッド棒に取り付けられた型取り材を配管内面に押し付ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５４９０６号公報
【特許文献２】特開平９−２６９２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のレプリカ材や型取り材を用いて配管の内面形状を正確に取得するためには、配管の内面に対してこれらレプリカ材及び型取り材を均一の力で押し付ける必要がある。即ち、配管の内面に対して傾斜する方向からこれらレプリカ材や型取り材を押し付けては当該押し付け力が不用意に偏在することにより正確な配管の内面形状を取得することができない。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、膨張収縮可能部材の膨張によりレプリカ材を配管内面に押し付ける構成のため、力の向きの調整が困難であり、配管内面に対して垂直な方向から均一な力を作用させることができない。
また、特許文献２に記載の技術では、ガイド本体に対するパッド棒のシーソー状の相対移動によって型取り材を押し付ける構成のため、押し付け力は配管の内面に傾斜する方向から作用することになり、やはり配管内面に対して垂直な方向から均一な力を作用させることができない。
【０００８】
また、これら特許文献１及び２の装置では、装置自体の構成が複雑であり、製造コストやメンテナンスコストの増大を招いてしまう。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で配管の内面形状をより正確に取得することができる配管内面形状取得装置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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提供している。
即ち、本発明に係る管内面形状取得装置は、配管の開口端から該配管の長さ方向に挿入され、一部の外周面が前記配管の内周面と接することにより前記配管内に支持されるとともに、残りの外周面が前記配管の内周面との間に長さ方向の空洞部を形成し、かつ、前記空洞部と長さ方向にわたって連通してz前記長さ方向に傾斜した案内面を有する溝部を備えたガイド棒と、前記配管の開口端から前記配管の前記長さ方向に挿入され、前記空洞部内において前記配管の内周面へ押圧される型取り材を保持するパッド棒と、前記ガイド棒と前記パッド棒との間に摺動可能に挿入され、前記ガイド棒の前記溝部の前記案内面との係合により、挿入されるにしたがって前記パッド棒を前記配管の内周面側に移動させ、前記型取り材を前記配管の内周面に押圧するテーパ面を有するテーパ棒と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような特徴の管内面形状取得装置によれば、テーパ棒をガイド棒の案内面とパッド棒との間に挿入していくと、テーパ棒のテーパ面はガイド棒の案内面によってパッド棒を内周面側へと向かって案内するように移動される。
これによって、パッド棒に設けられた型取り材は、配管の長さ方向にわたって均一な力での内面に押し付けられる。
また、本発明の管内面形状取得装置は、ガイド棒、パット棒、テーパ棒の３つの棒状部材に型取り材を設けることのみによって構成されているため、簡易な構成でもって管の内面を検査することができる。
【００１２】
また、本発明に係る管内面形状取得装置において、前記パッド棒に、前記ガイド棒との前記長さ方向の相対位置を表示する目盛が記されていることが好ましい。
【００１３】
これによって、パッド棒に設けられる型取り材の配管の長さ方向の位置を容易に把握することができる。したがって、型取り箇所の位置決めを容易に行うことが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明に係る管内面形状取得装置は、前記ガイド棒、前記パッド棒及び前記テーパ棒が、磁力によって互いに相対移動可能に一体化されていることが好ましい。
【００１５】
これによって、ガイド棒、パッド棒及びテーパ棒が不用意にばらけてしまうことを回避できるため、取り扱い性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の管内面形状取得装置によれば、パッド棒に設けられた型取り材を配管の長さ方向にわたって均一な力で管の内面に押し付けることができる。即ち、配管の内面に対して垂直な方向から均一な力を作用させることができるため、簡易な構成でもって配管の内面形状をより正確に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る管内面形状取得装置の縦断面図である。
【図２】図１の管内面形状取得装置を後端側（管の手前側）から見た図である。
【図３】本発明の実施形態に係る管内面形状取得装置によって管の内面形状を検査する過程を説明する図であって、テーパ棒を管の奥行き方向に向かってさらに挿入した状態を示す縦断面図である。
【図４】図３の管内面形状取得装置を後端側（管の手前側）から見た図である。
【図５】型取り材の表面形状を測定する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図１から図５を参照して詳細に説明する。
図１に示す管内面形状取得装置１００は、例えば原子力発電プラントの蒸気発生器や火力発電プラントのボイラの伝熱管等の小径管（以下、単に配管１と称する。）の内面形状を取得するために用いられる装置である。なお、配管１の延在方向（長さ方向）に直交する断面形状は円形をなしているものとし、即ち、配管１の軸線から内周面２までの距離は均一なものとする。
この管内面形状取得装置１００は、ガイド棒１０と、パッド棒２０と、型取り材４０と、テーパ棒３０とから構成されている。
【００１９】
ガイド棒１０は、配管１の奥行き方向に向かって延在する棒状の部材であって、その外周面１４から径方向一方側（図１、図２の下側）に向かって凹んで配管１の長さ方向に延在する溝部１１を有している。
より詳細には、ガイド棒１０はその延在方向に直交する断面形状が円形の一部を直線状に切り欠いた形状をなしている。これによって、ガイド棒１０の外周面１４は、断面円弧状をなすをなす曲外周面１５と、配管１の軸線に平行な平坦状をなす平坦外周面１６とから構成されている。なお、曲外周面１５はその全域にわたって配管１の内周面２に当接する。また、平坦外周面１６と配管１の内周面２との間には、空洞部が画成される。
【００２０】
そして、本実施形態では、上記溝部１１がガイド棒１０の外周面１４のうち平坦外周面１６から径方向一方側に凹むように形成されており、即ち、平坦外周面１６に垂直な方向に凹むように形成されている。この溝部１１はガイド棒１０の延在方向に直交する断面形状が矩形状をなしており、該溝部１１の底面は、配管１の開口端から長さ方向に向かうに従って漸次径方向他方側（図１、２の上側）に向かうように傾斜する案内面１２とされている。この案内面１２は、ガイド棒１０の延在方向全域にわたって一定の傾斜率で延在している。
【００２１】
また、溝部１１における案内面１２の両側には、該案内面１２と平坦外周面１６とを接続する一対の側面１３が形成されている。即ち、溝部１１におけるガイド棒１０の延在方向に直交すう断面形状は、案内面１２と該案内面１２の両側に接続される一対の側面１３とによって矩形状に形成されている。
なお、この溝部１１はガイド棒１０の延在方向全域にわたって形成されており、これによってガイド棒１０の先端（配管１の長さ方向前方側の端部）と後端（配管１の長さ方向後方側、即ち、配管１の手前側の端部）とにそれぞれ溝部１１の端部が開口している。
【００２２】
このように、ガイド棒１０は、配管１の開口端２から該配管１の長さ方向に挿入され、一部の外周面１４（曲外周面１５）が配管１の内周面２と接することにより配管２内に支持されるとともに、残りの外周面１４（平坦外周面１６）が配管１の内周面２との間に長さ方向の空洞部を形成する。さらに、ガイド棒１０は、空洞部と長さ方向にわたって連通して該長さ方向に傾斜した案内面１２を有する溝部１１を備えている。
【００２３】
パッド棒２０は、配管１の長さ方向に延びる棒状をなしており、ガイド棒１０の溝部１１内に配置されている。このパッド棒２０は、ガイド棒１０の溝部１１の一対の側面１３の間隔と略同一の幅を有する板状をなしており、径方向一方側を向く面が溝部１１の案内面１２と対向する第一面２１とされる一方、径方向他方側を向く面が配管１の内周面２と対向する第二面２２とされている。これら第一面２１及び第二面２２は、配管１の軸線と平行をなすように延在している。また、パッド棒２０はガイド棒１０の溝部１１内を径方向に相対移動可能とされており、即ち、一対の側面１３に対して径方向に相対摺動可能とされている。
【００２４】
このように、パッド棒２０は、配管１の開口端から該配管１の長さ方向に挿入され、また、空洞部内において配管１の内周面２へ押圧される型取り材を保持する役割を有している。
【００２５】
型取り材４０は、例えばシリコンゴム等の弾性を有する材料から構成されており、外力によって変形した際にその形状を維持可能とされている。この型取り材４０はパッド棒２０の第二面２２に設けられており、本実施形態ではパッド棒２０の第二面２２における先端側（図１の左側）に設けられている。このような型取り材４０は、配管１の内周面２に接触可能に設けられており、該型取り材４０を配管１の内周面２に押し付けることによって、該配管１の内周面２の形状を型取り材４０の表面に転写することができるようになっている。
【００２６】
テーパ棒３０は、溝部１１における案内面１２とパッド棒２０の第一面２１との間に配管１の長さ方向に向かって挿入される棒状をなす部材である。このパッド棒２０は、ガイド棒１０の溝部１１の一対の側面１３の間隔と略同一の幅を有する板状をなしている。
【００２７】
このテーパ棒３０における径方向一方側を向く面、即ち、ガイド棒１０の溝部１１の案内面１２と対向する面は、配管１の長さ方向に向かうに従って漸次径方向他方側に向かうように傾斜するテーパ面３１とされている。このテーパ面３１の傾斜率は案内面１２の傾斜率と同一に設定されている。また、このテーパ棒３０のテーパ面３１は案内面１２に対して相対摺動可能に当接している。これによって、テーパ棒３０のテーパ面３１が案内面１２に当接した状態で該テーパ棒３０を長さ方向に挿入すると、テーパ面３１が案内面１２に案内されることによってテーパ棒３０は径方向他方側へと向かって移動する。このように、テーパ面３１は、テーパ棒３０の長さ方向への挿入に伴って案内面１２によって径方向他方側に案内されるように傾斜している。
【００２８】
また、テーパ棒３０における径方向他方側を向く面、即ち、パッド棒２０の第一面２１に対向する面は、該パッド棒２０の第一面２１に対して配管１の長さ方向にわたって当接可能とされた当接面３２とされている。この当接面３２は、配管１の軸線と平行をなす平坦状とされており、テーパ面３１が案内面１２に案内されることで径方向他方側へと移動する際も、配管１の軸線との平行状態が維持されるようになっている。また、このテーパ棒３０の当接面３２は、パッド棒２０の第一面２１に対して相対摺動可能とされている。
【００２９】
このように、テーパ棒３０は、ガイド棒１０とパッド棒２０との間に摺動可能に挿入される。そして、テーパ棒３０は、ガイド棒１０の溝部１１の案内面１２との係合により、挿入されるにしたがってパッド棒２０を配管１の内周面２側に移動させ、型取り材４０を配管１の内周面２に押圧するテーパ面３１を有している。
【００３０】
次に、管内面形状取得装置１００の使用方法について説明する。まず図１に示すように、ガイド棒１０の溝部１１内にパッド棒２０を配置し、これらガイド棒１０とパッド棒２０との間にガイド棒１０の後端側からテーパ棒３０を挿入する。この際、テーパ棒３０はガイド棒１０の先端までは挿入させず、例えばガイド棒１０の全長の半分程度まで挿入する。即ち、テーパ棒３０を挿入した際に、該テーパ棒３０をさらにガイド棒１０の先端側（長さ方向）に挿入可能な状態とする。その後、パッド棒２０の第二面２２の先端側に型取り材４０を設ける。
【００３１】
次いで、上記のようなガイド棒１０、パッド棒２０、テーパ棒３０及び型取り材４０からなる管内面形状取得装置１００を、配管１内に挿入する。即ち、これら部材の相対位置を固定した状態で、管内面形状取得装置１００を配管１の開口から該配管１内に長さ方向に向かって挿入する。この際、配管１の内周面２における調査対象部と型取り材４０との長さ方向の位置を一致させる。なお、この時点では、型取り材４０と配管１の内周面２とが接触することはなく、これら型取り材４０と配管１の内周面２とは径方向に離間している。
【００３２】
続いて、図３及び図４に示すように、テーパ棒３０のみを配管１の長さ方向へと向かって押し込む。即ち、テーパ棒３０をガイド棒１０及びパッド棒２０に対して長さ方向に相対移動させる。すると、テーパ棒３０のテーパ面３１がガイド棒１０の溝部１１における案内面１２に案内されること、テーパ棒３０は長さ方向に進むに従って径方向他方側へと向かって移動する。
【００３３】
これによって、テーパ棒３０の当接面３２を介して接触するパッド棒２０は、テーパ棒３０の移動に伴って該テーパ棒３０に押圧されることで、径方向他方側へと向かって移動する。即ち、テーパ棒３０の当接面３２が配管１の軸線と平行をなしており、さらに、パッド棒２０の第一面２１及び第二面２２がともに配管１の軸線と平行をなしているため、パッド棒２０の第一面２１及び第二面２２はテーパ棒３０の当接面３２とともに配管１の軸線との平行状態を維持したまま径方向他方側へと向かって移動する。
【００３４】
これによって、パッド棒２０の第二面２２に設けられた型取り材４０は、配管１の内周面２に対して垂直な方向から長さ方向にわたって均一な力で押しつけられる。即ち、パッド棒２０の第二面２２は配管１の軸線と平行をなして移動するため、配管１の内周面２における調査対象部に対しても平行をなして近接する。したがって、該パッド棒２０の第二面２２に設けられた型取り材４０を配管１の内周面２における調査対象部に垂直に押し付けることができ、かつその押し付け力を配管１の長さ方向にわたって均一なものとすることができる。
【００３５】
このように型取り材４０が配管１の内周面２に押し付けられることで、型取り材４０に配管１の内周面２の形状が転写される。そして、テーパ棒３０、ガイド棒１０を配管１から引き抜くことによって、パッド棒２０に設けられた型取り材４０を取得することができる。その後、図５に示すように、型取り材４０の表面形状を形状測定器５０で三次元的に測定することによって、配管１の内面形状のデータを取得することができる。なお、形状測定器５０としては、例えば型取り材４０の表面に当接する端子が該表面全域を走査する構成のものであってもよいし、レーザによって型取り材４０の表面全域を走査するものであってもよい。
【００３６】
以上のように、本実施形態の管内面形状取得装置１００によれば、テーパ棒３０をガイド棒１０の案内面１２とパッド棒２０との間に挿入すると、テーパ棒３０のテーパ面３１がガイド棒１０の案内面１２によって径方向他方側へと案内されていく。この際、テーパ棒３０の当接面３２がパッド棒２０に対して配管１の長さ方向にわたって当接しているため、該テーパ棒３０の案内とともにパッド棒２０全体が径方向他方側に向かって移動していく。これによって、パッド棒２０に設けられた型取り材４０は、配管１の長さ方向にわたって均一な力で配管１の内周面２に押し付けられる。また、この力の向きは配管１の内周面２に対して垂直な方向となる。
【００３７】
また、管内面形状取得装置１００は、ガイド棒１０、パット棒２０、テーパ棒３０の３つの棒状部材に型取り材４０を設けることのみによって構成されているため、簡易な構成でもって配管１の内面形状を取得することができる。また、パッド棒２０の延在方向にわたって広範囲の菅１の内周面２を評価することができる。
したがって、本実施形態の管内面形状取得装置１００によれば、簡易な構成で配管１の内面形状を正確に取得することが可能となる。
【００３８】
また、使用方法が簡明であり技術伝承が容易であるため、技術者の熟練度に依存することなく、配管１の内面形状を正確に取得することができる。さらに、作業が短時間で済むため、例えば原子力発電プラントの蒸気発生器の小径管を評価対象とする場合には、作業者の被爆量低減を図ることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４０】
例えば、上記実施形態同様、パッド棒２０をガイド棒１０に対して配管１の長さ方向に相対移動可能に前記溝部１１内に配置し、さらにパッド棒２０に、ガイド棒１０との長さ方向の相対位置を表示する目盛が記した構成であってもよい。
これによって、パッド棒２０に設けられる型取り材４０の配管１の長さ方向の位置を容易に把握することができる。したがって、型取り箇所の位置決めを容易に行うことが可能となる。
【００４１】
さらに、ガイド棒１０、パッド棒２０及びテーパ棒３０は、それぞれ金属から構成されていることが好ましい。これによって、部材間の摺動性や剛性が確保されるため、作業性を向上させることができる。
【００４２】
また、ガイド棒１０、パッド棒２０及びテーパ棒３０が、磁力によって互いに相対移動可能に一体化された構成であってもよい。このような構成は、ガイド棒１０、パッド棒２０及びテーパ棒３０の少なくとも一つを永久磁石によって構成し、他を強磁性体で構成することによって容易に実現できる。
これによって、ガイド棒１０、パッド棒２０及びテーパ棒３０が不用意にばらけてしまうことを回避できるため、取り扱い性の向上を図ることができる。
【００４３】
また、ガイド棒１０を配管１内に固定する固定手段を別途設けてもよい。この固定手段としては、機械的な治具の他、ガイド棒１０の外周面１４と配管１の内周面２との間に介在される弾性部材等があげられる。これによって、ガイド棒１０を配管１に対して固定することができるため、配管１の内面形状をより正確に取得することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１    配管
２    内周面
１０  ガイド棒
１１  溝部
１２  案内面
１３  側面
１４  外周面
１５  曲外周面
１６  平坦外周面
２０  パッド棒
２１  第一面
２２  第二面
３０  テーパ棒
３１  テーパ面
３２  当接面
４０  型取り材
５０  形状測定器
１００       管内面形状取得装置
【図１】
2013186112.tif 000003
【図２】
2013186112.tif 000004
【図３】
2013186112.tif 000005
【図４】
2013186112.tif 000006
【図５】
2013186112.tif 000007