(57)【要約】      （修正有）【課題】配管のクリープ損傷の度合いを、連続的、かつ、定量的に測定することを可能とする測定装置を提供する。【解決手段】配管Ｐの肉厚を測定する電磁超音波センサＴ１と、電磁超音波センサＴ１の測定面が配管Ｐの外周面と対向するように電磁超音波センサＴ１が取り付けられ、配管Ｐの長手方向に沿って移動する移動体Ｋと、移動体Ｋが配管Ｐの長手方向に沿って移動する際に、電磁超音波センサＴ１と配管Ｐとの間の距離が一定の距離に保持されるように、電磁超音波センサＴ１と配管Ｐとの間に介在して移動体Ｋを案内する案内部材Ｔ１０２〜Ｔ１０５と、を備えたことを特徴とする測定装置。【選択図】図５
2016114455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の肉厚を測定する電磁超音波センサと、
前記電磁超音波センサの測定面が前記配管の外周面と対向するように前記電磁超音波センサが取り付けられ、前記配管の長手方向に沿って移動する移動体と、
前記移動体が前記配管の長手方向に沿って移動する際に、前記電磁超音波センサと前記配管との間の距離が一定の距離に保持されるように、前記電磁超音波センサと前記配管との間に介在して前記移動体を案内する第１案内部材と、
を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記第１案内部材を前記配管の外周面の方向に押圧する付勢部材を、更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記第１案内部材は、複数のローラーである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記移動体は、前記配管の外周面を取り囲む形状を呈し、
前記移動体が前記配管の長手方向に沿って移動するように、前記配管の外周面を挟持しながら前記移動体を案内する第２案内部材、を更に備えた
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記第２案内部材は、前記配管の外周面の周囲を取り囲むように配設された弾性部材により構成される
ことを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記配管の長手方向と略垂直な方向に対して一定の幅を有するレーザ平行光線を出射する出射部と、前記レーザ平行光線を受光する受光部とが、前記配管の長手方向と略垂直な方向に前記配管を挟んで対向するように前記移動体に取り付けられ、
前記出射部が出射したレーザ平行光線のうち、前記受光部が受光しなかったレーザ平行光線に基づいて、前記配管の外径を測定するレーザ寸法測定装置を、更に備えた
ことを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記測定装置は、前記配管の長手方向の各地点で測定された前記配管の肉厚及び外径の測定結果に基づいてクリープ損傷や酸化減肉していることを示す警告を発する警告部を、更に備えた
ことを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記配管は、ボイラーに用いられる配管である
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所のボイラー内には、過熱器、再熱器の伝熱管等、蒸気を循環させる細い配管（例えば、直径５０ｍｍ）が多数通っている。これらの配管は、高温高圧（例えば、５８０℃、３ＭＰａ）の水蒸気等が流入出するとともに、高温環境下におかれるため、クリープ損傷や酸化減肉が生じることがある。これらの配管がクリープ損傷や酸化減肉による強度低下により破断した場合、大事故につながるため、定期的な余寿命検査がなされ、余寿命に応じて交換、修繕がなされている。
【０００３】
しかし、これらの配管の内部及び外部には、蒸気により形成された酸化被膜や、ボイラー内で燃料を燃焼し発生した燃焼ガスに起因する付着物が付着しており、これらに起因して局所的に温度上昇し、クリープ損傷や酸化減肉が進行する場合がある。このようなクリープ損傷や酸化減肉は、損傷箇所を予測するのは困難であるため、現状では、作業員が目視やリング状の治具を用いて、クリープ損傷の度合いを示す指標の一つである配管の膨出の度合いを、長手方向の複数箇所に亘って確認するという作業を行っている。しかし、配管の膨出の度合いを目視や治具を用いて判断するのは限界があり、又、クリープ損傷は一定量を超えてから急激に進行することを考慮すると、判断に誤りのない定量的な測定方法が求められている。加えて、これらの配管は、密集して無数に配置されているため、大型の測定装置は、使用が困難である。
【０００４】
このような背景にあって、ボイラーに用いられる配管のクリープ損傷を連続的に測定する方法について、種々検討がなされており、例えば、特許文献１には、超音波端子を利用して、配管の肉厚を連続的に測定するための装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１等では、接触式の超音波センサを用いて配管の肉厚を測定することを前提としているため、配管の表面に付着した酸化被膜や付着物を洗浄により除去した後に測定を行う必要があり、長手方向の複数箇所に亘って連続的に測定するのに適した測定装置とは言えない。
【０００７】
そこで、本発明は、配管のクリープ損傷の度合いを、連続的、かつ、定量的に測定することを可能とする測定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】
【０００８】
前述した課題を解決する主たる本発明は、配管の肉厚を測定する電磁超音波センサと、前記電磁超音波センサの測定面が前記配管の外周面と対向するように前記電磁超音波センサが取り付けられ、前記配管の長手方向に沿って移動する移動体と、前記移動体が前記配管の長手方向に沿って移動する際に、前記電磁超音波センサと前記配管との間の距離が一定の距離に保持されるように、前記電磁超音波センサと前記配管との間に介在して前記移動体を案内する第１案内部材と、を備えたことを特徴とする測定装置である。本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る測定装置によれば、配管のクリープ損傷や酸化減肉の度合いを、連続的、かつ、定量的に測定することが可能となる。特に、本発明に係る測定装置は、電磁超音波センサの測定面が、配管の長手方向の各地点で、配管の測定位置の表面に対して一定の距離に維持され、かつ、配管の測定位置の表面に対して略平行に対向する構成とすることができるため、配管に洗浄、研磨などの前処理を行うことなく、高い精度で、配管の肉厚を連続測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態における測定対象の配管の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における測定装置の構成を示す斜視図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態における測定装置の構成を示す側面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態における測定装置の構成を示す側面図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態における測定装置の構成を示す平面図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態における測定装置の構成を示す平面図である。
【図４Ｃ】本発明の第１実施形態における測定装置の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における肉厚測定部の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態における肉厚測定部の構成を示す図である。
【図７Ａ】本発明の第１実施形態における第１外径測定部の構成を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の第１実施形態における第２外径測定部の構成を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態における測定装置の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１２】
＜第１実施形態＞
本実施形態では、測定装置を用いて、ボイラーに用いられる配管（以下、単に「配管」と言う）の肉厚及び外径を長手方向に、連続的に測定する態様について説明する。
【００１３】
図１に、本実施形態に係る測定対象である配管の一例を示す。ボイラーに用いられる配管は、多数の略平行に伸延する細い配管（例えば、直径５０ｍｍ）から構成され、夫々の配管同士の間隔も配管の径と同程度で、配管が密集した状態となっている。測定対象の配管Ｐは、図１で示す密集したボイラーに用いられる配管のいずれか一であり、例えば、低合金鋼等の材料から構成され、クリープ損傷が生じた場合、減肉したり、長手方向と略垂直な方向の断面の径が広がる（以下、「膨出」と言う）という特性を有する。そのため、これらの配管の肉厚や外径を測定することにより、クリープ損傷や酸化減肉を検出することができる。
【００１４】
本実施形態に係る測定装置は、配管Ｐに洗浄、研磨などの前処理を行うことなく、配管の肉厚の変化を連続的に測定するべく、非接触で超音波を送受信して肉厚の測定を行うことができる電磁超音波センサ（Electro Magnetic Acoustic Transducer:ＥＭＡＴ）を用いるとともに、当該センサを用いた連続測定に適した台車機構を備える。更に、本実施形態に係る測定装置は、配管Ｐの肉厚に加えて、配管Ｐの外径も連続的に測定可能とするべく、レーザ寸法測定装置等により構成される外径測定部を備えるものである。
【００１５】
尚、配管の材料、又は、配管への応力のかかり方によっては、肉厚の減肉量、あるいは外径の膨出量のいずれかでしかクリープ損傷が検出できない場合がある。そのため、本実施形態に係る測定装置は、配管Ｐの長手方向の各地点に亘って肉厚及び外径をともに連続的に測定できる構成として、その測定結果に基づいて、クリープ損傷や酸化減肉の検出を可能としている。
【００１６】
===測定装置の構成===
以下、図２〜図４を参照して、本実施形態に係る測定装置の構成の一例を示す。図２は測定装置の斜視図、図３Ａ〜図３Ｂは測定装置の側面図、図４Ａ〜図４Ｃは測定装置の平面図を表す。尚、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、夫々、図３ＡにおけるＡ―Ａ’、Ｂ―Ｂ’、Ｃ―Ｃ’で切断したときの測定装置の平面図を示す図である。又、図２では、配管Ｐを省略して測定装置の斜視図を表している。
【００１７】
図２、図３Ａ〜図３Ｂ、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、Ｚ軸は、測定対象の配管Ｐの長手方向に沿う軸である。又、Ｘ軸、Ｙ軸は、夫々、測定対象の配管Ｐの長手方向と垂直な方向を示す軸である（Ｘ軸とＹ軸も垂直な方向を示す関係にある）。以下の説明では、夫々、単に「Ｘ方向」、「Ｙ方向」、「Ｚ方向」と表し、矢印の示す方向を＋方向、矢印と逆の方向を−方向を表す。又、測定装置は、配管Ｐに沿って＋Ｚ方向に進むものとして、＋Ｚ方向を「前側」、−Ｚ方向を「後側」と言う。
【００１８】
本実施形態に係る測定装置は、肉厚測定部Ｔ１、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５、ミラーＭ１、Ｍ２が配管Ｐの長手方向に沿って移動する移動体Ｋに取り付けられて構成される。そして、測定装置は、移動体Ｋが配管Ｐの長手方向に沿って移動しながら、肉厚測定部Ｔ１により配管Ｐの肉厚を測定し、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５により、配管Ｐの外径（膨出）を測定する。
【００１９】
肉厚測定部Ｔ１は、電磁超音波を配管Ｐに出力するとともに、配管Ｐの内部から反射される電磁超音波を検出することにより、配管Ｐの肉厚を測定する電磁超音波センサである。
【００２０】
第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３は、夫々、出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａから配管Ｐの測定位置に対して一定の幅を有するレーザ平行光線を出射し、配管Ｐを挟んで対向するように配設された受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂが受光したレーザ平行光線に応じて、配管Ｐの外径を測定するレーザ寸法測定装置である。第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３は、Ｘ方向に配管Ｐを挟んで対向するように出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａと受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂを配設し、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂが出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａから出射されるレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３を受光することにより、配管ＰのＹ方向の幅を測定し、第１外径測定部Ｔ２の測定結果と、第１外径測定部Ｔ３の測定結果に基づいて、配管ＰのＹ方向の外径、即ち膨出量を測定する。尚、図中の矢印Ｌ２、Ｌ３は、出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａから出射するレーザ平行光線を表す。
【００２１】
第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５は、夫々、出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａから配管Ｐの測定位置に対して直線状のレーザ光線を出射し、出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａと略同位置に配設された受光部Ｔ４Ｂ、Ｔ５Ｂが受光した配管Ｐの表面からの反射レーザに基づいて、対向する位置の配管Ｐとの距離を測定するレーザ距離測定装置である。そして、第２外径測定部Ｔ４と第２外径測定部Ｔ５とは、Ｘ方向に配管Ｐを挟んで対向するように配設され、第２外径測定部Ｔ４の測定結果と、第２外径測定部Ｔ５の測定結果に基づいて、配管ＰのＸ方向の外径、即ち膨出量を測定する。尚、図中では、出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａと受光部Ｔ４Ｂ、Ｔ５Ｂはレーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５夫々の筐体内に設置されるものとして、出射部と受光部とを区別せずに表している。図中の矢印Ｌ４、Ｌ５は、出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａから出射するレーザ光線を表す。
【００２２】
ミラーＭ１、Ｍ２は、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、及び第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５の出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａ、Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａが出射するレーザＬ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を反射して、夫々の受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂ、Ｔ４Ｂ、Ｔ５ＢにレーザＬ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を到達させるための構成である。
【００２３】
尚、肉厚測定部Ｔ１、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５の構成の詳細は後述する。
【００２４】
移動体Ｋは、測定対象の配管Ｐの長手方向と略垂直な方向の断面の周囲（以下、「配管の周囲」と言う）を囲むように配設された車輪Ｒ１〜Ｒ４を介して、その周囲を挟持しながら、配管Ｐの長手方向（Ｚ方向）に沿って移動する台車である。
【００２５】
詳細には、移動体Ｋは、第１枠部材Ｋ１、第２枠部材Ｋ２、連結部材Ｋ３、車輪Ｒ１〜Ｒ４を備えて構成される（図２を参照）。
【００２６】
第１枠部材Ｋ１は、配管Ｐの＋Ｘ方向の側に配置された、棒状部材が骨組みされてなる枠部材であり、又、第２枠部材Ｋ２は、配管Ｐの−Ｘ方向の側に配置された、棒状部材が骨組みされてなる枠部材である。そして、第１枠部材Ｋ１と第２枠部材Ｋ２が、配管Ｐを挟んで対向するように配置され、連結部材Ｋ３により接続されることにより、配管Ｐの全周囲を囲む枠体を形成する（以下、単に「枠体Ｋ１、Ｋ２」とも言う）。そして、枠体Ｋ１、Ｋ２は、配管Ｐの周囲に対して一定の間隔を有するように、配管Ｐの周囲を囲む形状を呈する。尚、第１枠部材Ｋ１、第２枠部材Ｋ２は、外形が変形しにくい任意の材料により構成される。
【００２７】
連結部材Ｋ３は、例えば、第１枠部材Ｋ１と第２枠部材Ｋ２とを配管Ｐを挟んで対向するように配置したとき、これらが対向する部分を任意の長さ位置で接続して、螺子固定することが可能な固定部材である。そして、第１枠部材Ｋ１と第２枠部材Ｋ２とは、配管Ｐを挟んで対向するように配置したとき、配管Ｐを挟むその両側（配管Ｐに対して＋Ｙ方向の側と−Ｙ方向の側）で連結部材Ｋ３により固定される。又、第１枠部材Ｋ１と第２枠部材Ｋ２とは、測定装置の前側（＋Ｚ方向）と後側（−Ｚ方向）において、連結部材Ｋ３により固定される。即ち、ＹＺ平面で見たとき、第１枠部材Ｋ１と第２枠部材Ｋ２は、夫々、長方形の形状を呈し、その四隅に第１枠部材Ｋ１は−Ｘ方向に伸延する棒状部材を、第２枠部材Ｋ２は＋Ｘ方向に伸延する棒状部材を有して、それらが連結部材Ｋ３により任意の長さ位置で固定される。そして、移動体Ｋを配管Ｐに取り付ける際には、第１枠部材Ｋ１と第２枠部材Ｋ２とが車輪Ｒ１〜Ｒ４を介して配管Ｐの周囲を挟持するように、連結部材Ｋ３により接続される。尚、「挟持」とは、移動体Ｋを配管Ｐの所定の位置に保持し得るように、枠体Ｋ１、Ｋ２で配管Ｐの周囲を押圧した状態を意味する。
【００２８】
車輪Ｒ１と車輪Ｒ２は、枠体Ｋ１、Ｋ２の前側（＋Ｚ方向）の位置に、Ｘ方向に配管Ｐを跨いで対向するように取り付けられ、又、車輪Ｒ３と車輪Ｒ４は、枠体Ｋ１、Ｋ２の後側（−Ｚ方向）の位置に、Ｘ方向に配管Ｐを跨いで対向するように取り付けられる。そして、車輪Ｒ１〜Ｒ４が配管Ｐの長手方向に沿う方向（Ｚ方向）に回転運動することにより、移動体Ｋは長手方向（Ｚ方向）に沿って移動する。
【００２９】
車輪Ｒ１〜Ｒ４は、リム部に配管Ｐの周囲の外形に沿う湾曲した凹形状を呈する。そして、車輪Ｒ１〜Ｒ４は、当該配管Ｐの周囲の外形に沿う形状が、配管Ｐに当接するように枠体Ｋ１、Ｋ２に配設され、夫々、枠体Ｋ１、Ｋ２のＹ方向に延びる車軸に回転自在に支持されている。又、車輪Ｒ１〜Ｒ４は、弾性部材、例えば、弾性ゴム材により構成され、配管Ｐの膨出箇所等において、配管Ｐの外形に応じて変形する。即ち、移動体Ｋは、これらの車輪Ｒ１〜Ｒ４を配管Ｐに当接した状態で、配管Ｐを挟持しながら移動することにより、枠体Ｋ１、Ｋ２の形状が保持された状態で、配管Ｐの長手方向の中心軸に沿って、Ｘ方向及びＹ方向にずれることなく移動する。尚、車輪Ｒ１〜Ｒ４は、移動体Ｋが配管Ｐの長手方向に沿って移動するように、配管Ｐの外周面を挟持しながら移動体Ｋを案内する案内部材（第２案内部材）の一例である。
【００３０】
===肉厚測定部について===
以下、図５、図６、及び上記した図３〜図４を参照して、肉厚測定部Ｔ１の構成について説明する。
【００３１】
肉厚測定部Ｔ１は、電磁超音波センサであり（以下、「電磁超音波センサＴ１」とも言う）、電磁超音波送受信部Ｔ１０１、ローラーＴ１０２〜Ｔ１０５、付勢バネＴ１０６〜Ｔ１０９、制御部Ｔ１１０（図示せず）を備えて構成される。尚、図５中の点線は、電磁超音波センサＴ１の筐体を表す。
【００３２】
電磁超音波センサＴ１は、電磁的方法により、配管Ｐの内周面に対して所定の周波数の超音波を送信するとともに、配管Ｐの内周面で反射して跳ね返ってきた超音波を受信し、共振が発生するときの周波数を検出することによって配管Ｐの肉厚を測定するセンサである。
【００３３】
より詳細には、電磁超音波送受信部Ｔ１０１は、送信コイルＴ１０１Ａ、受信コイルＴ１０１Ｂ、永久磁石Ｔ１０１Ｃを有し、これらを用いて、配管Ｐの内周面に超音波を送信するとともに、配管Ｐの内周面で反射して跳ね返ってきた超音波を受信する。送信コイルＴ１０１Ａ及び受信コイルＴ１０１Ｂは、導電線を外周方向に巻き回して構成される平面コイルであり、導電線を巻き回して形成される面（以下、「測定面」と言う）が、配管Ｐの測定位置の表面に対して、一定の間隔を有し、かつ、略平行に対向するように配設される（以下、「送受信コイルＴ１０１Ａ、Ｔ１０１Ｂ」とも言う）。尚、本実施形態では、送信コイルＴ１０１Ａと受信コイルＴ１０１Ｂは、同一のコイルを用いる態様を示しているが、別のコイルを用いるものであってもよい。
【００３４】
永久磁石Ｔ１０１Ｃは、中心の磁石（Ｎ極を配管Ｐの側に向ける磁石）の周囲を、非磁性体を介して、磁極のＮ極・Ｓ極が反対の磁石（Ｓ極を配管Ｐの側に向ける磁石）で囲んで構成される。そして、永久磁石Ｔ１０１Ｃは、当該磁極のＮ極・Ｓ極が互い違いとなった面が、送受信コイルＴ１０１Ａ、Ｔ１０１Ｂを挟んで配管Ｐの測定位置の表面に対して、一定の間隔を有し、かつ、略平行に対向するように配設される。
【００３５】
電磁超音波送受信部Ｔ１０１は、制御部Ｔ１１０に制御されて、送信コイルＴ１０１Ａに交流電流を印加することにより、配管Ｐの表面に周期的に変動する渦電流を誘起し、当該渦電流と永久磁石Ｔ１０１Ｃの磁界によるローレンツ力によって配管Ｐの内周面（深さ方向）に対して縦波の超音波を送信する。一方、電磁超音波送受信部Ｔ１０１は、配管Ｐの内周面に対して送信した超音波が、配管Ｐの内周面で反射して生じる配管Ｐの表面の振動を、送信とは逆の原理により、受信コイルＴ１０１Ｂで起電力として検出する。
【００３６】
制御部Ｔ１１０は、コンピュータプログラムに従って、電磁超音波センサＴ１を制御するＣＰＵである。制御部Ｔ１１０は、所定の周波数の交流電流を送信コイルＴ１０１Ａに供給する。又、制御部Ｔ１１０は、受信コイルＴ１０１Ｂを介して検出される起電力を取得する。そして、制御部Ｔ１１０は、送信コイルＴ１０１Ａに供給する交流電流の周波数を変化させ、共振が発生するときの周波数を検出することによって配管Ｐの肉厚を測定する。
【００３７】
電磁超音波センサＴ１は、電磁的方法により、超音波の送受信を行うため、測定対象の配管Ｐとの間に振動媒体を何ら介在させることなく、配管Ｐの肉厚を測定することができる点に特徴を有する。即ち、本実施形態では、電磁超音波センサＴ１を用いることにより、配管Ｐの表面に付着した付着物や酸化被膜を除去し研磨するなどの前処理を行うことなく、超音波の送受信を行うことが可能とする。一方、送受信コイルＴ１０１Ａ、Ｔ１０１Ｂの測定面と、配管Ｐの測定位置の表面との位置関係に応じて、その測定精度は不安定なものとなる。
【００３８】
そこで、本実施形態に係る電磁超音波センサＴ１は、送受信コイルＴ１０１Ａ、Ｔ１０１Ｂの測定面が配管Ｐの長手方向の各地点で、配管Ｐの測定位置の表面に対して一定の距離（図５中ではＳで表す）で、かつ、配管Ｐの測定位置の表面に対して略平行に対向するように、移動体Ｋに取り付けられている。そして、当該構成により、電磁超音波センサＴ１は、配管Ｐの肉厚を高い精度で連続測定することが可能としている。
【００３９】
詳細には、電磁超音波センサＴ１は、配管Ｐの測定対象の位置の表面の方向に押圧するように付勢バネＴ１０６〜Ｔ１０９を介して移動体Ｋの枠体Ｋ１、Ｋ２に取り付けられる。そして、電磁超音波センサＴ１の筐体の配管Ｐと対向する面には、送受信コイルＴ１０１Ａ、Ｔ１０１Ｂを囲むとともに、配管Ｐに当接するように、高剛性材料、例えば、ステンレス鋼により形成されるローラーＴ１０２〜Ｔ１０５が取り付けられる。送受信コイルＴ１０１Ａ、Ｔ１０１Ｂは、当該付勢バネＴ１０６〜Ｔ１０９と当該ローラーＴ１０２〜Ｔ１０５とにより、配管Ｐの長手方向の各地点で、配管Ｐの測定位置の表面に対して一定の距離となるように維持される。又、移動体Ｋは、車輪Ｒ１〜Ｒ４を配管Ｐに当接した状態で、配管Ｐを挟持しながら移動することにより、配管Ｐの長手方向の中心軸に沿って、即ち、Ｘ方向及びＹ方向にずれることなく移動する。そのため、移動体Ｋに取り付けられた電磁超音波センサＴ１の送受信コイルＴ１０１Ａ、Ｔ１０１Ｂも、配管Ｐの測定位置の表面に対して略平行に対向するように移動することになる。尚、ローラーＴ１０２〜Ｔ１０５は、電磁超音波センサＴ１の測定面が、配管Ｐの測定位置の表面に対して一定の距離となるように維持するため、配管Ｐに当接させる案内部材（第１案内部材）の一例である。
【００４０】
尚、本実施形態では、配管Ｐの長手方向の測定位置（Ｚ座標）を把握するため、肉厚測定部Ｔ１のローラーＴ１０２〜Ｔ１０５のいずれかにロータリーエンコーダが設けられており（図示せず）、電磁超音波センサＴ１は、当該ロータリーエンコーダの測定データを取得することにより、Ｚ方向の測定位置を検出することができる構成となっている。
【００４１】
===外径測定部について===
以下、図７Ａ、図７Ｂ及び上記した図３〜図４を参照して、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５の構成について説明する。尚、理解を容易にするため、図７Ａ、図７Ｂでは、ミラーＭ１、Ｍ２を省略して表す。
【００４２】
=第１外径測定部=
第１外径測定部Ｔ２と第１外径測定部Ｔ３は、夫々独立したレーザ寸法測定装置であり（以下、「レーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３」とも言う）、夫々、出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａ、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂ、制御部Ｔ２Ｃ、Ｔ３Ｃ（図示せず）を備えて構成される。
【００４３】
出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａは、例えば、半導体発光素子、レーザ拡散ユニット、コリメータレンズを含んで構成され、半導体発光素子により発生させたＧａＮレーザを、レーザ拡散ユニットにより拡散し、コリメータレンズを介してＹ方向に一定の幅を有するレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３として、配管Ｐの長手方向に垂直な方向（＋Ｘ方向）に対して出射する。又、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂは、例えば、光検出器、テレセントリック光学系を含んで構成され、レーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３のうち配管Ｐの影になった部分以外のレーザ（通過したレーザ）を、テレセントリック光学系により集光し、光検出器により当該通過したレーザを測定する。又、制御部Ｔ２Ｃ、Ｔ３Ｃは、夫々、コンピュータプログラムに従って、第１外径測定部Ｔ２と第１外径測定部Ｔ３を制御するＣＰＵであり、出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａ及び受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂの動作を制御するとともに、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂが受光したレーザの幅を算出する。そして、レーザ寸法測定装置Ｔ２の測定結果と、レーザ寸法測定装置Ｔ３の測定結果とを合成することにより、配管ＰのＹ方向の外径Ｐｙが算出される。
【００４４】
より詳細には、レーザ寸法測定装置Ｔ２の出射部Ｔ２Ａと受光部Ｔ２Ｂは、配管Ｐに対して−Ｙ側の位置において、Ｘ方向に配管Ｐを挟んで対向するように、枠体Ｋ１、Ｋ２に取り付けられる。又、レーザ寸法測定装置Ｔ３の出射部Ｔ３Ａと受光部Ｔ３Ｂは、枠体Ｋ１、Ｋ２の配管Ｐに対して＋Ｙ側の位置において、Ｘ方向に配管Ｐを挟んで対向するように取り付けられる。そして、受光部Ｔ２Ｂが出射部Ｔ２Ａから、配管Ｐに対して＋Ｘ方向に出射されるレーザ平行光線Ｌ２を受光することにより配管Ｐの−Ｙ側の寸法を測定し、受光部Ｔ３Ｂが出射部Ｔ３Ａから、配管Ｐに対して＋Ｘ方向に出射されるレーザ平行光線Ｌ３を受光することにより配管Ｐの＋Ｙ側の寸法を測定する構成となっている。尚、後述するように、出射部Ｔ２Ａ、出射部Ｔ３Ａは、ミラーＭ１を介してレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３の経路を変更して、配管Ｐに対して−Ｘ方向から、Ｙ方向に一定の幅を有するレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３を出射している。
【００４５】
配管ＰのＹ方向の外径Ｐｙの算出は、例えば、レーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３が配管Ｐの長手方向の各地点で測定を行った後、夫々の測定データ（Ｚ方向の位置、出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａの出射したレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３のＹ方向の幅、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂの受光したレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３のＹ方向の幅）を演算装置（図示せず）に送信して、演算装置により行う。このとき、演算装置は、当該測定データのうちＺ方向の位置データに基づいて、レーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３の配管Ｐの長手方向の同じ地点での測定データを抽出し、出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａの出射したレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３のＹ方向の幅と、レーザ寸法測定装置Ｔ２とレーザ寸法測定装置Ｔ３の間の所定の間隔（出射部Ｔ２Ａと出射部Ｔ３Ａの間隔、又、受光部Ｔ２Ｂと受光部Ｔ３Ｂの間隔）と、を加算したＹ方向の幅から、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂの受光したレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３のＹ方向の幅を減算することにより、配管Ｐの長手方向の各地点におけるＹ方向の外径Ｐｙを算出する。尚、レーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３の夫々は、上記した肉厚測定部Ｔ１のローラーＴ１０２〜Ｔ１０５のいずれかに設けられたロータリーエンコーダの測定データを取得することにより、Ｚ方向の測定位置を検出することができる構成となっている。
【００４６】
=第２外径測定部=
第２外径測定部Ｔ４と第２外径測定部Ｔ５とは、夫々独立したレーザ距離測定装置であり（以下、「レーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５」とも言う）、夫々、出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａ、受光部Ｔ４Ｂ、Ｔ５Ｂ、制御部Ｔ４Ｃ、Ｔ５Ｃを備えて構成される。
【００４７】
出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａは、夫々、例えば、変調信号発振器、半導体発光素子を含んで構成され、高周波で強度変調をかけた直線状のＨｅ−Ｎｅレーザ光線Ｌ４、Ｌ５を配管Ｐの測定位置に向けて出射する。又、受光部Ｔ４Ｂ、Ｔ５Ｂは、夫々、例えば、光検出器、位相計を含んで構成され、光検出器により配管Ｐの測定位置から反射されるレーザ光線Ｌ４、Ｌ５と、内部の参照基準のレーザ光線とを受光し、位相計により、これらの間における変調波の位相差を測定する。又、制御部Ｔ４Ｃ、Ｔ５Ｃは、夫々、コンピュータプログラムに従って、第２外径測定部Ｔ４と第２外径測定部Ｔ５を制御するＣＰＵであり、出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａ及び受光部Ｔ４Ｂ、Ｔ５Ｂの動作を制御するとともに、測定された位相差に基づいて、配管Ｐのレーザ光線Ｌ４、Ｌ５を反射した地点とレーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の距離を算出する（位相差方式）。そして、レーザ距離測定装置Ｔ４の測定結果と、レーザ距離測定装置Ｔ５の測定結果とを合成することにより、配管ＰのＸ方向の外径Ｐｘが算出される。
【００４８】
より詳細には、レーザ距離測定装置Ｔ４とレーザ距離測定装置Ｔ５は、配管Ｐの長手方向の中心軸の位置を挟んで、Ｘ方向に対向するように、枠体Ｋ１、Ｋ２に取り付けられる。そして、レーザ距離測定装置Ｔ４は、受光部Ｔ４Ｂが出射部Ｔ４Ａから出射されるレーザ光線Ｌ４を受光することにより、配管Ｐの−Ｘ側の寸法（距離）を測定し、受光部Ｔ５Ｂが出射部Ｔ５Ａから出射されるレーザ光線Ｌ５を受光することにより、配管Ｐの＋Ｘ側の寸法（距離）を測定する。尚、後述するように、出射部Ｔ４Ａ、出射部Ｔ５Ａは、ミラーＭ１、Ｍ２を介してレーザ光線Ｌ４、Ｌ５の経路を変更して、配管Ｐに対して±Ｘ方向から、直線状のレーザ光線Ｌ４、Ｌ５を出射している。
【００４９】
配管ＰのＸ方向の外径Ｐｘの算出は、例えば、レーザ距離測定装置Ｔ４とレーザ距離測定装置Ｔ５が配管Ｐの長手方向の各地点で測定を行った後、夫々の測定データ（Ｚ方向の位置、配管Ｐのレーザを反射した地点とレーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の距離）を演算装置（図示せず）に送信して、演算装置により行う。このとき、演算装置は、当該測定データのうちＺ方向の位置データに基づいて、レーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の配管Ｐの長手方向の同じ地点での測定データを抽出し、配管Ｐのレーザを反射した地点とレーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の距離と、配管Ｐの初期の外径と、を加算した値から、ミラーＭ１、Ｍ２とレーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の間の距離を減算することにより、配管Ｐの長手方向の各地点におけるＸ方向の外径Ｐｘを算出する。尚、レーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の夫々は、上記した肉厚測定部Ｔ１のローラーＴ１０２〜Ｔ１０５のいずれかに設けられたロータリーエンコーダの測定データを取得することにより、Ｚ方向の測定位置を検出することができる構成となっている。
【００５０】
本実施形態に係る移動体Ｋは、上記したように、車輪Ｒ１〜Ｒ４を配管Ｐに当接した状態で、配管Ｐを挟持しながら移動することにより、枠体Ｋ１、Ｋ２の形状を保持した状態で、配管Ｐの長手方向の中心軸に沿って、Ｘ方向及びＹ方向にずれることなく移動する。そのため、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５は、夫々、移動の前後で、配管Ｐの測定位置に対する基準とする座標、及び配管Ｐの測定位置に対する基準とする方向が一定に維持されるように、移動体Ｋの枠体Ｋ１、Ｋ２と一体となって移動する構成となっている。即ち、配管Ｐの測定位置に対するレーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３のレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３の出射位置及び出射方向は、移動の前後で、一定に維持される。又、同様に、配管Ｐの測定位置に対するレーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５のレーザ光線Ｌ４、Ｌ５の出射位置及び出射方向は、移動の前後で、一定に維持される。これにより、レーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３、レーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５は、配管Ｐを長手方向に沿って移動しながら、連続的に測定することが可能となる。尚、電磁超音波センサＴ１、レーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３、レーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５は、夫々、上記したように位置合わせをすることなく測定することが可能であるから、移動体Ｋを移動しながら肉厚及び外径を連続的に測定することとしてもよいし、一定間隔（例えば、１０ｃｍ）ごとに測定することとしてもよい。
【００５１】
=外径測定部の配置=
次に、測定装置のＸ方向及びＹ方向のサイズの縮小を図るための外径測定部（レーザ寸法測定装置Ｔ２、レーザ寸法測定装置Ｔ３、レーザ距離測定装置Ｔ４、レーザ距離測定装置Ｔ５）の配置構成について説明する。図８に、配管と測定装置の位置関係を、図３ＡにおけるＡ―Ａ’で切断したときの平面図で示す。ボイラーに用いられる配管は、図１に示したように、多数の略平行に伸延する細い配管（例えば、直径５０ｍｍ）から構成され、夫々の配管同士の間隔も配管の径と同程度で、配管が密集した状態となっている。特に、当該配管同士の間隔は、Ｙ方向の幅ＦｙがＸ方向の幅Ｆｘに比して狭小となっている。他方、レーザ寸法測定装置、レーザ距離測定装置は、レーザを出射するための光学系を、その筐体内に格納する必要があるため、レーザの出射方向に一定のサイズを要し、小型のものでも、レーザの出射方向に伸びた形状を呈する。本実施形態に係る測定装置は、これらを考慮して、Ｘ方向及びＹ方向のサイズの縮小化のため、以下に示す構成とする。
【００５２】
第一に、本実施形態に係る測定装置は、レーザ寸法測定装置Ｔ２とレーザ寸法測定装置Ｔ３との２つのレーザ寸法測定装置を用いて配管ＰのＹ方向の外径Ｐｙを測定する構成として、出射部Ｔ２Ａと出射部Ｔ３Ａの間の領域にレーザ距離測定装置Ｔ４を設置するとともに、受光部Ｔ２Ｂと受光部Ｔ３Ｂの間の領域にレーザ距離測定装置Ｔ５を設置する構成とする。これにより、移動体Ｋの枠体Ｋ１、Ｋ２の±Ｙ側の側面に、配管Ｐの外径等を測定するための装置を取り付けることなく、二つのレーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３により配管ＰのＹ方向の外径Ｐｙの測定を可能とし、又、二つのレーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５により配管ＰのＸ方向の外径Ｐｘの測定を可能としている。
【００５３】
第二に、本実施形態に係る測定装置は、レーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３、レーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａ、Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａのレーザの出射方向を＋Ｚ方向に向けるとともに、ミラーＭ１、Ｍ２を用いてレーザＬ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の経路変更を行い、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂ、Ｔ４Ｂ、Ｔ５Ｂのレーザの受光方向を−Ｚ方向に向ける構成とする。
【００５４】
具体的には、レーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３の出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａは、夫々、出射方向が配管Ｐの長手方向に沿うように移動体Ｋに取り付けられ、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂも、同様に、受光方向が配管Ｐの長手方向に沿うように（＋Ｚ方向）移動体Ｋに取り付けられる。そして、出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａは、配管Ｐの長手方向に沿う方向（＋Ｚ方向）にレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３を出射し、当該＋Ｚ方向に出射されたレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３は、ミラーＭ１に反射されて、配管Ｐの長手方向に直角する＋Ｘ方向に経路を変えられ、レーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３のうち、配管Ｐの影になった部分以外のレーザが、ミラーＭ２に反射されて、−Ｚ方向に経路を変えられる。当該構成により、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂは、ミラーＭ２から反射されたレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３のうち、配管Ｐの影になった部分以外のレーザ平行光線を受光する。又、同様に、レーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａは、夫々、出射方向が配管Ｐの長手方向に沿うように移動体Ｋに取り付けられ、受光部Ｔ４Ｂ、Ｔ５Ｂも、受光方向が配管Ｐの長手方向に沿うように（＋Ｚ方向）移動体Ｋに取り付けられる。そして、出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａは、配管Ｐの長手方向に沿う方向（＋Ｚ方向）に直線状のレーザ光線Ｌ４、Ｌ５を出射し、当該＋Ｚ方向に出射されたレーザ光線Ｌ４、Ｌ５は、夫々、ミラーＭ１、Ｍ２に反射されて、配管Ｐの長手方向に直角する＋Ｘ方向、−Ｘ方向に経路を変えられる。当該レーザ光線Ｌ４、Ｌ５は、夫々、配管Ｐの測定位置の表面に反射された後、再びミラーＭ１、Ｍ２に反射されて、配管Ｐの長手方向−Ｚ方向に経路を変えられる。当該構成により、受光部Ｔ４Ｂ、Ｔ５Ｂは、ミラーＭ１、Ｍ２から反射されたレーザ光線Ｌ４、Ｌ５を受光する。尚、ミラーＭ１、Ｍ２の反射面は、レーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３、レーザ光線Ｌ４、Ｌ５を上記の経路に変更し得る形状を呈している。
【００５５】
本実施形態では、配管Ｐの肉厚の減肉量、あるいは外径の膨出量の少なくとも一方に基づいて、配管Ｐのクリープ損傷や酸化減肉を検出する。一方、配管Ｐの材料、又は、配管Ｐへの応力のかかり方によっては、肉厚の減肉量、あるいは外径の膨出量のいずれかでしかクリープ損傷が検出できない場合がある。例えば、配管Ｐに膨出と同時に酸化減肉が生じると、膨出していても外径は変化しない場合がある。そのため、本実施形態に係る測定装置は、上記したとおり、配管Ｐの長手方向の各地点に亘って肉厚及び外径をともに連続的に測定できる構成として、それらの測定結果に基づいて、確実にクリープ損傷や酸化減肉の検出を可能としている。
【００５６】
尚、クリープ損傷、又は酸化減肉の一方が支配的に進行していると判断される場合、配管の減肉量、又は配管の外径の膨出量の一方のみに基づいて、余寿命を判断してもよい。その場合、配管の減肉量と余寿命の関係、又は配管の外径の膨出量と余寿命の関係を、測定対象の配管Ｐと同一種類（例えば、同一の材料、同一の肉厚）の配管Ｐについて実験を行うことにより算出しておき、クリープ損傷又は酸化減肉の検出結果に基づいて、余寿命評価をしてもよい。一方、クリープ損傷、又は酸化減肉のいずれも進行していると判断される場合、クリープ損傷、又は酸化減肉のいずれか一方のみの値では余寿命を判断することは困難であるため、クリープ損傷や酸化減肉が検出された箇所について、表面を研磨して採取したレプリカについて組織観察を行って、結晶粒変形法により、詳細な余寿命評価を行ってもよい。
【００５７】
そして、クリープ損傷や酸化減肉の検出結果に基づいて、配管Ｐの交換、修繕の時期を判断する。このとき、基準とする配管の減肉量／膨出量は、夫々、設計規格の配管の肉厚に対して減肉した量、及び外径に対して膨出した量である。又、これに代えて、設計規格の配管の肉厚に対して減肉した度合、設計規格の配管の外径に対する膨出の度合い（比率）であってもよい。尚、配管Ｐの減肉量／膨出量は、配管Ｐの肉厚／外径が設計規格上、長さ方向に亘って一定である場合は、上記の配管Ｐの肉厚／外径の測定結果から当該一定値を減算することにより算出することができる。又、一定でない場合は、配管Ｐの肉厚／外径を、配管Ｐに減肉／膨出が生じる前に長さ方向（Ｚ方向）の各地点において予め測定し、当該地点と対応付けて記憶しておき、予め測定した配管Ｐの当該地点と対応付けられた肉厚／外径と、減肉／膨出後の肉厚／外径とを比較することにより算出することができる。
【００５８】
尚、配管Ｐの長手方向の各地点における、配管の肉厚／外径の測定結果に基づいて、クリープ損傷や酸化減肉を判断する際、当該演算処理は、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５の演算処理と同様に他の演算装置が行ってもよいし、肉厚測定部Ｔ１、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５、夫々がその機能構成として備えていてもよい。例えば、測定装置は、配管Ｐの長手方向の各地点で測定を行った後、これら肉厚／外径の測定結果に基づいて、他の演算装置に配管の長手方向の各地点における配管のクリープ損傷や酸化減肉を識別可能に表示する構成を備えていてもよい。
【００５９】
又、測定装置は、肉厚測定部Ｔ１、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５の夫々に、クリープ損傷や酸化減肉していること、即ち、交換、修繕の時期を示す閾値となる減肉量／膨出量を設定し、測定対象の位置の減肉量／膨出量が当該閾値となる減肉量／膨出量を超えていると判断した場合、音等により警告を発する機能（警告部）を備えていてもよい。これによって、作業者は、極めて簡易な作業により、交換，修繕の時期を判断することができる。尚、配管のクリープ損傷は、その進行に伴い、進行度合いが速くなり、又、減肉／膨出も急激に増加し破断するに至る。そのため、例えば、進行度合いが速くなる時期の減肉量／膨出量を、警告を発する閾値として設定しておくことにより、配管の破断を確実に防止することができる。
【００６０】
以上、本実施形態に係る測定装置によれば、電磁超音波センサＴ１の測定面が、配管Ｐの長手方向の各地点で、配管Ｐの測定位置の表面に対して一定の距離に維持され、かつ、配管Ｐの測定位置の表面に対して略平行に対向する構成とすることができる。これによって、配管Ｐに洗浄や研磨などの前処理を行うことなく、高い精度で、配管Ｐの肉厚を連続測定することが可能となる。
【００６１】
又、本実施形態に係る測定装置によれば、移動体Ｋは、配管Ｐの外周面を取り囲む形状を呈し、配管Ｐの外周面の周囲を取り囲むように配設した弾性部材により構成される車輪Ｒ１〜Ｒ４を介して、配管Ｐの外周面を挟持しながら移動するため、配管Ｐが膨出する箇所等においても、電磁超音波センサＴ１が配管Ｐの肉厚を連続測定することができることに加えて、レーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３の出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａが測定位置に対してレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３を出射する方向、及び出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａと受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂの距離も一定に維持される構成となっている。又、同様に、レーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の出射部Ｔ４Ａ、Ｔ５Ａが測定位置に対してレーザ光線Ｌ４、Ｌ５を出射する方向、及びレーザ距離測定装置Ｔ４、Ｔ５の距離も一定に維持される。そのため、配管Ｐの長手方向の各地点で、肉厚と外径とをともに連続測定することが可能となり、確実にクリープ損傷している可能性のある部位を検出することができる。
【００６２】
＜その他の実施形態＞
尚、上記実施形態では、移動体Ｋに、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５を設ける構成としたが、配管Ｐのクリープ損傷が肉厚の測定のみで確実に検出できる場合等は、これらの構成は不要である。又、配管Ｐの外径を測定するための構成を設ける場合も、測定対象の配管Ｐと周囲の配管との離間状態に応じて、ミラーＭ１、Ｍ２等を省略したり、その配置関係を適宜変更することが可能である。又、配管Ｐの外径を測定するための構成は、レーザ寸法測定装置やレーザ距離測定装置に代えて、デジタルノギス等を用いてもよい。その場合、例えば、ステンレス鋼等により形成される第１の測定部材と第２の測定部材とを、配管Ｐの長手方向と略垂直な方向に配管Ｐを挟んで対向するように移動体Ｋに取り付け、これらを配管Ｐに当接しながら、移動体Ｋが移動可能な構成とすればよい。
【００６３】
又、上記実施形態では、枠体Ｋ１、Ｋ２の形状を維持しつつ、配管Ｐの長手方向の中心軸に沿うように移動体Ｋを移動させるべく、移動体Ｋを配管Ｐの周囲を囲むように配設された弾性部材（車輪Ｒ１〜Ｒ４）を介して、その周囲を挟持しながら、配管Ｐの長手方向に沿って移動する構成とした。しかし、電磁超音波センサＴ１と配管Ｐとの間に介在して移動体Ｋを案内する案内部材（ローラーＴ１０２〜Ｔ１０５等）を有していれば、電磁超音波センサＴ１と配管Ｐの間の距離が一定の距離に保持されるように、移動体Ｋは移動することが可能であり、第１外径測定部Ｔ２、Ｔ３、第２外径測定部Ｔ４、Ｔ５の構成等に応じて、その態様は、種々変更し得る。例えば、移動体Ｋが、配管Ｐの長手方向に沿って敷設されたレールに沿って移動する構成とであってもよい。又、案内部材を、高剛性材料により形成されるローラーＴ１０２〜Ｔ１０５に代えて、表面に潤滑油を塗布した高剛性材料、例えば、ステンレス鋼等を用いてもよい。
【００６４】
又、上記実施形態では、配管Ｐの周囲を囲むように配設された弾性部材として、弾性ゴム材により構成される車輪Ｒ１〜Ｒ４を用いたが、車輪Ｒ１〜Ｒ４に代えて、付勢バネや緩衝材を配管Ｐの周囲を囲むように枠体Ｋ１、Ｋ２に配設して、配管Ｐと移動体Ｋの間にこれらを介在させる構成としてもよい。
【００６５】
又、上記実施形態では、配管の肉厚を測定する電磁超音波センサＴ１として、ローレンツ力を利用して超音波を送受信する構成としたが、配管Ｐの材料が鋼等の強磁性体である場合は、磁歪効果を利用して超音波を送受信する構成としてもよい。
【００６６】
上記各実施形態は、以下の記載により特定される発明を開示するものである。
【００６７】
前述した課題を解決する主たる本発明は、配管Ｐの肉厚を測定する電磁超音波センサＴ１と、電磁超音波センサＴ１の測定面Ｔ１０１Ａ、Ｔ１０１Ｂが配管Ｐの外周面と対向するように電磁超音波センサＴ１が取り付けられ、配管Ｐの長手方向に沿って移動する移動体Ｋと、移動体Ｋが配管Ｐの長手方向に沿って移動する際に、電磁超音波センサＴ１と配管Ｐとの間の距離が一定の距離に保持されるように、電磁超音波センサＴ１と配管Ｐとの間に介在して移動体Ｋを案内する第１案内部材Ｔ１０２〜Ｔ１０５と、を備えたことを特徴とする測定装置である。これにより、配管Ｐに洗浄や研磨などの前処理を行うことなく、高い精度で、配管Ｐの肉厚を連続測定することが可能となる。
【００６８】
又、測定装置は、移動体Ｋと電磁超音波センサＴ１の間に介在し、電磁超音波センサＴ１を配管Ｐの外周面の方向に押圧する付勢部材Ｔ１０６〜Ｔ１０９を、更に備えるものであってもよい。
【００６９】
又、第１案内部材Ｔ１０２〜Ｔ１０５は、複数のローラーであってもよい。
【００７０】
又、移動体Ｋは、配管Ｐの外周面を取り囲む形状を呈し、移動体Ｋが配管Ｐの長手方向に沿って移動するように、配管Ｐの外周面を挟持しながら移動体Ｋを案内する第２案内部材Ｒ１〜Ｒ４を更に備えたものであってもよい。
【００７１】
又、第２案内部材Ｒ１〜Ｒ４は、配管Ｐの外周面の周囲を取り囲むように配設された弾性部材により構成されるものであってもよい。これによって、移動体Ｋは、枠体Ｋ１、Ｋ２の形状が保持された状態で、配管Ｐの長手方向の中心軸に沿って移動することが可能となる。即ち、移動の前後で、電磁超音波センサＴ１を配管Ｐの測定位置の表面に対して平行に維持することが可能となる。
【００７２】
又、配管Ｐの長手方向と略垂直な方向に対して一定の幅を有するレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３を出射する出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａと、レーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３を受光する受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂとが、配管Ｐの長手方向と略垂直な方向に配管Ｐを挟んで対向するように移動体Ｋに取り付けられ、出射部Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａが出射したレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３のうち、受光部Ｔ２Ｂ、Ｔ３Ｂが受光しなかったレーザ平行光線Ｌ２、Ｌ３に基づいて、配管Ｐの外径を測定するレーザ寸法測定装置Ｔ２、Ｔ３を、更に備えたものであってもよい。これによって、配管の肉厚と外径をともに連続測定することが可能となる。
【００７３】
又、測定装置は、配管Ｐの長手方向の各地点で測定された配管Ｐの肉厚及び外径の測定結果に基づいてクリープ損傷や酸化減肉していることを示す警告を発する警告部を、更に備えるものであってもよい。これによって、作業者は、極めて簡易な作業により、クリープ損傷や酸化減肉を判断することができる。
【００７４】
又、測定対象の配管は、ボイラーに用いられる配管Ｐであってもよい。
【００７５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
Ｐ  配管
Ｋ  移動体
Ｔ１  肉厚測定部
Ｔ２、Ｔ３  第１外径測定部
Ｔ４、Ｔ５  第２外径測定部
Ｍ１、Ｍ２  ミラー
【図１】
2016114455.tif 000003
【図２】
2016114455.tif 000004
【図３Ａ】
2016114455.tif 000005
【図３Ｂ】
2016114455.tif 000006
【図４Ａ】
2016114455.tif 000007
【図４Ｂ】
2016114455.tif 000008
【図４Ｃ】
2016114455.tif 000009
【図５】
2016114455.tif 000010
【図６】
2016114455.tif 000011
【図７Ａ】
2016114455.tif 000012
【図７Ｂ】
2016114455.tif 000013
【図８】
2016114455.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月24日(2016.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の肉厚を測定する電磁超音波センサと、
前記配管の外径を測定するレーザ寸法測定装置と、
前記電磁超音波センサの測定面が前記配管の外周面と対向するように前記電磁超音波センサが取り付けられ、前記配管の外周面を取り囲む形状を呈すると共に、前記配管の長手方向に沿って移動する移動体と、
前記移動体が前記配管の長手方向に沿って移動する際に、前記電磁超音波センサと前記配管との間の距離が一定の距離に保持されるように、前記電磁超音波センサと前記配管との間に介在して前記移動体を案内する第１案内部材と、
前記移動体が前記配管の長手方向に沿って移動する際に、前記配管の外周面を挟持しながら前記移動体を案内すると共に、前記配管の外周面の周囲を取り囲むように配設された弾性部材により構成される第２案内部材と、
を備え、
前記レーザ寸法測定装置は、
前記配管の長手方向と略垂直な断面方向に一定の幅を有する第１レーザ平行光線を、出射する第１出射部と、
前記第１レーザ平行光線を受光する第１受光部と、
前記配管の前記断面方向に一定の幅を有する第２レーザ平行光線を、前記第１レーザ平行光線の出射方向に平行に出射する第２出射部と、
前記第２レーザ平行光線を受光する第２受光部と、
前記配管の外径を算出する制御部と、
を有し、
前記第１出射部及び前記第２出射部は、前記配管の前記断面方向に互いに離間すると共に、前記第１レーザ平行光線の一部及び前記第２レーザ平行光線の一部がそれぞれ前記配管に遮られるように配置され、
前記第１受光部及び前記第２受光部は、前記配管を挟んで前記第１出射部及び前記第２出射部と対向するように配置され、
前記制御部は、前記第１出射部から出射された前記第１レーザ平行光線のうちの前記第１受光部によって受光された部分の幅と、前記第２出射部から出射された前記第２レーザ平行光線のうちの前記第２受光部によって受光された部分の幅と、に基づいて、前記配管の外径を算出する
ことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記第１案内部材を前記配管の外周面の方向に押圧する付勢部材を、更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記第１案内部材は、複数のローラーである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記測定装置は、前記配管の長手方向の各地点で測定された前記配管の肉厚及び外径の測定結果に基づいてクリープ損傷や酸化減肉していることを示す警告を発する警告部を、更に備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記配管は、ボイラーに用いられる配管である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
前述した課題を解決する主たる本発明は、配管の肉厚を測定する電磁超音波センサと、前記配管の外径を測定するレーザ寸法測定装置と、前記電磁超音波センサの測定面が前記配管の外周面と対向するように前記電磁超音波センサが取り付けられ、前記配管の外周面を取り囲む形状を呈すると共に、前記配管の長手方向に沿って移動する移動体と、前記移動体が前記配管の長手方向に沿って移動する際に、前記電磁超音波センサと前記配管との間の距離が一定の距離に保持されるように、前記電磁超音波センサと前記配管との間に介在して前記移動体を案内する第１案内部材と、前記移動体が前記配管の長手方向に沿って移動する際に、前記配管の外周面を挟持しながら前記移動体を案内すると共に、前記配管の外周面の周囲を取り囲むように配設された弾性部材により構成される第２案内部材と、を備え、前記レーザ寸法測定装置は、前記配管の長手方向と略垂直な断面方向に一定の幅を有する第１レーザ平行光線を、出射する第１出射部と、前記第１レーザ平行光線を受光する第１受光部と、前記配管の前記断面方向に一定の幅を有する第２レーザ平行光線を、前記第１レーザ平行光線の出射方向に平行に出射する第２出射部と、前記第２レーザ平行光線を受光する第２受光部と、前記配管の外径を算出する制御部と、を有し、前記第１出射部及び前記第２出射部は、前記配管の前記断面方向に互いに離間すると共に、前記第１レーザ平行光線の一部及び前記第２レーザ平行光線の一部がそれぞれ前記配管に遮られるように配置され、前記第１受光部及び前記第２受光部は、前記配管を挟んで前記第１出射部及び前記第２出射部と対向するように配置され、前記制御部は、前記第１出射部から出射された前記第１レーザ平行光線のうちの前記第１受光部によって受光された部分の幅と、前記第２出射部から出射された前記第２レーザ平行光線のうちの前記第２受光部によって受光された部分の幅と、に基づいて、前記配管の外径を算出することを特徴とする測定装置である。本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。