(57)【要約】【課題】断熱配管の広範囲において配管欠陥信号を短時間かつ高精度でまとめて得ることができる配管検査装置を提供することを目的とすること。【解決手段】断熱配管１に磁気を与える励磁コイル１０と、励磁コイル１０の周辺に配置される複数の磁気センサー２０とを備え、各磁気センサー２０の位置において、励磁コイル１０により発生させた磁気の量及び磁気の方向を示す磁気データを広範囲分まとめて検出する。標準的な断熱配管を前提とする基準データを集めた基準データ群を使い、磁気センサー２０で検出した被検査部位の磁気データに対して演算処理を施すことにより励磁コイル１０に起因するコイル励磁信号と配管欠陥信号とを分離して、断熱配管１の広範囲において配管欠陥信号を短時間かつ高精度でまとめて検出する。【選択図】図１
2016173340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱配管に磁気を与える励磁コイルと、
前記励磁コイルの周辺に配置される複数の磁気センサーと、
を備え、
各磁気センサーの位置において、前記励磁コイルにより発生する磁気の量及び磁気の方向を、標準的な断熱配管を前提とする基準データとして取得し、
前記基準データと、被検査対象とする断熱配管を前記磁気センサーで検出した磁気データとから断熱配管の減肉を表す配管欠陥信号を得ることを特徴とする配管検査装置。
【請求項２】
前記基準データは、被検査対象とする断熱配管、前記断熱配管の外装板、前記励磁コイル、及び前記磁気センサーの設置状態を考慮したシミュレーションにより算出することを特徴とする請求項１に記載の配管検査装置。
【請求項３】
前記基準データは、被検査対象とする断熱配管に対応するが、減肉していない正常配管の値を予め測定することにより得ることを特徴とする請求項１に記載の配管検査装置。
【請求項４】
前記基準データは、被検査対象とする断熱配管の一部の磁気データをリアルタイムに測定することにより得ることを特徴とする請求項１に記載の配管検査装置。
【請求項５】
前記基準データは、被検査対象とする断熱配管の上側の最頂点を基準として、断熱配管の下側６０°〜２４０°の領域の少なくとも一部の磁気データを測定することにより得ることを特徴とする請求項４に記載の配管検査装置。
【請求項６】
前記磁気データに前記基準データの逆数を積算することにより配管欠陥信号を得ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の配管検査装置。
【請求項７】
前記磁気データから前記基準データを減算することにより配管欠陥信号を得ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の配管検査装置。
【請求項８】
前記励磁コイルは、断熱配管の円周に沿って配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の配管検査装置。
【請求項９】
前記磁気センサーは、断面配管の円周に沿った複数箇所に設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の配管検査装置。
【請求項１０】
前記磁気センサーは、断面配管の中心軸方向に沿った複数箇所に設けられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の配管検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱配管の欠陥を磁気により非破壊で検査する配管検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
断熱配管の欠陥を磁気により検査する方法として、例えばパルス磁気を用いた非破壊検査装置により検査する方法（リモートパルス法）がある（特許文献１参照）。具体的には、特許文献１の装置は、断熱配管の外周面にコイルを巻きつけることにより検出用の磁場を生成する構成となっている。また、特許文献１の装置は、磁気センサーをアレイ化し、磁気センサーの出力信号におけるパルス強度及び信号時間減衰を解析することにより得た欠陥（減肉）検査結果をマッピングしている。
【０００３】
また、配管の内部からではあるが、配管の欠陥を磁気により検査する別の方法として、例えばアレイ状の渦流探傷センサーを有する管探傷装置を用いて、アレイ状の渦流探傷センサーを順次スイッチング走査することにより検査する方法（渦流探傷法）がある（特許文献２参照）。
【０００４】
上記特許文献１及び２で用いる装置では、励磁による配管や配管の外装板の磁化の回避または低減や、測定時間の短縮のために、センサーを多数配置しているが、励磁により発生する磁気は、励磁コイルとセンサーとの距離や、励磁コイルとセンサーとの間にある磁性体の位置や物性に依存し、例えば励磁コイルの近傍と遠方とで異なる値で検出される傾向にあり、センサーの配置も考慮しなければ、測定結果の再現性を高めることは容易でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−４４０８７号公報
【特許文献２】特開平８−２０１３４７号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、断熱配管の広範囲において配管欠陥信号を短時間かつ高精度でまとめて得ることができる配管検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る配管検査装置は、断熱配管に磁気を与える励磁コイルと、励磁コイルの周辺に配置される複数の磁気センサーと、を備え、各磁気センサーの位置において、励磁コイルにより発生する磁気の量及び磁気の方向を、標準的な断熱配管を前提とする基準データとして取得し、基準データと、被検査対象とする断熱配管を磁気センサーで検出した磁気データとから断熱配管の減肉を表す配管欠陥信号を得る。ここで、標準的な断熱配管とは、減肉すなわち欠陥を有していない配管を意味する。
【０００８】
上記配管検査装置では、複数の磁気センサーで検出される磁気データにおいて空間位置に依存する微弱な変化が現われるが、標準的な断熱配管を前提とする基準データを取得し、この基準データを用いて複数の磁気センサーで検出した磁気データから上記磁気データの空間位置に依存する減肉すなわち欠陥がない場合に相当する信号成分を除去することにより、断熱配管の広範囲において配管欠陥信号を短時間かつ高精度でまとめて得ることができる。なお、基準データは、検査前に予め取得してもよいし、磁気データから配管欠陥信号を抽出する前に取得してもよい。
【０００９】
本発明の具体的な側面又は態様では、上記配管検査装置において、基準データは、被検査対象とする断熱配管、断熱配管の外装板、励磁コイル、及び磁気センサーの設置状態を考慮したシミュレーションにより算出する。この場合、シミュレーションに基づく基準データを用いることにより、様々な断熱配管の測定に柔軟に対応することができる。
【００１０】
本発明の別の側面では、基準データは、被検査対象とする断熱配管に対応するが、減肉していない正常配管の値を予め測定することにより得る。この場合、予め測定して保存しておいた正常配管のデータを参照することにより、簡易に正確な配管欠陥信号を得ることができる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面では、基準データは、被検査対象とする断熱配管の一部の磁気データをリアルタイムに測定することにより得る。この場合、被検査対象とする断熱配管の磁気データをリアルタイムでキャリブレーションすることができる。また、検査前に基準データを予め準備する必要がなく、断熱配管の種類や配管検査装置の構成等を識別する必要がないため、より簡易に基準データを生成し、配管検査の利便性を高めることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、基準データは被検査対象とする断熱配管の上側の最頂点を基準として、断熱配管の下側６０°〜２４０°の領域の少なくとも一部の磁気データを測定することにより得る。ここで、領域の角度は、最頂点を基準として時計まわりで考える。この場合、減肉が比較的少ない傾向にある断熱配管の下側６０°〜２４０°の領域の磁気データを測定することで、より簡易に基準データを生成することができる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、磁気データに基準データの逆数を積算することにより配管欠陥信号を得る。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、磁気データから基準データを減算することにより配管欠陥信号を得る。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、励磁コイルは、断熱配管の円周に沿って配置される。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、磁気センサーは、断面配管の円周に沿った複数箇所に設けられる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、磁気センサーは、断面配管の中心軸方向に沿った複数箇所に設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の配管検査装置を説明する概念図である。
【図２】（Ａ）は、図１の配管検査装置のうち検査部を展開した図であり、（Ｂ）は、検査部を断熱配管に巻いた状態の側面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）の部分拡大断面図である。
【図３】図１の配管検査装置のうち制御部の基本構成を説明するブロック図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、配管検査の原理を説明する図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ正常部における磁力線図及び磁束密度分布図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は、それぞれ欠陥部における磁力線図及び磁束密度分布図である。
【図５】図４（Ｂ）及び４（Ｄ）を合わせた図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１の配管検査装置を用いた検査で扱うデータを説明する図であり、（Ａ）は、基準データの逆数を説明する図であり、（Ｂ）は、補正データを説明する図である。
【図７】第１実施形態における配管検査方法を説明するフローチャートである。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態の配管検査装置を用いた検査で扱うデータを説明する図であり、（Ａ）は、基準データを説明する図であり、（Ｂ）は、補正データを説明する図である。
【図９】第２実施形態における配管検査方法を説明するフローチャートである。
【図１０】（Ａ）は、第３実施形態の配管検査装置のうち検査部を展開した図であり、（Ｂ）は、検査部を巻いた状態の側面図である。
【図１１】第３実施形態における配管検査方法を説明するフローチャートである。
【図１２】第４実施形態の配管検査装置のうち検査部を展開した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１実施形態〕
図１に示す配管検査装置１００は、検査対象である断熱配管１にパルス磁場を印加して、断熱配管１に形成されるパルス磁場を検出することにより、断熱配管１の欠陥である減肉を検査するものである。ここで、断熱配管１の減肉とは、腐食、疲労、亀裂等の配管の劣化を意味する。
【００２０】
被検査対象である断熱配管１は、図２（Ｃ）に拡大して示すように、鋼製の配管１ａと、配管１ａの周囲を覆う断熱材１ｂと、断熱材１ｂを覆う外装板１ｃとを有する。つまり、断熱配管１は、配管１ａを断熱材１ｂと外装板１ｃとで筒状に覆った三重配管構造となっている。欠陥は、配管１ａの内側又は外側に減肉として発生する。
【００２１】
配管検査装置１００は、励磁コイル１０と、複数の磁気センサー２０と、検査基部３０と、パルス電源４０と、磁気センサー回路５０と、移動機構６０と、制御部７０とを有する。配管検査装置１００のうち励磁コイル１０、磁気センサー２０、及び検査基部３０は、検査部８０として機能する。検査部８０は、断熱配管１の外周面上を移動可能であり、断熱配管１の存在下で励磁コイル１０によって発生させた磁場を磁気センサー２０によって検出する。
【００２２】
励磁コイル１０は、パルス磁場を発生させるものである。励磁コイル１０は、一対の第１コイル１０ａと第２コイル１０ｂとで構成され、検査基部３０上に中心軸ＡＸ方向に所定の間隔をあけて設けられている。励磁コイル１０は、検査基部３０に支持されており、移動機構６０の動作により断熱配管１の円周に沿って任意の位置に配置可能となっている。第１及び第２コイル１０ａ，１０ｂの電流の方向は、同じでもよいし、反対であってもよい。また、第１及び第２コイル１０ａ，１０ｂのいずれか一方のみに電流を流してもよい。
【００２３】
磁気センサー２０は、例えば断熱配管１の中心軸ＡＸ方向に平行な磁場を検出するものである。これにより、磁気センサー２０は、断熱配管１を伝わる磁場の変化を検出することができる。配管検査装置１００は、複数の磁気センサー２０を配置しているため、磁気データを広範囲分まとめて検出することができる。磁気センサー２０は、検査基部３０上であって、一対のコイル１０ａ，１０ｂの間に設けられている。磁気センサー２０は、検査基部３０に支持されており、断熱配管１の外周面に沿ってアレイ状に配置される。磁気センサー２０として、例えばＴＭＲセンサー、ＡＭＲセンサー等が用いられる。なお、磁気センサー２０は、２個以上であればよく、用途応じて数を適宜変更することができる。図１の例では、図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示すように、磁気センサー２０は、検査基部３０の円周方向に関する中央側に、検査基部３０の長辺に沿って３つ設けられており、断熱配管１を検査基部３０で覆った際に、断熱配管１の上側に位置するようになっている。より具体的には、３つの磁気センサー２０は、断熱配管１の断面方向から見て、断熱配管１の上側の最頂点ＯＳを基準として、断熱配管１の上側±６０°以内の範囲内に配置されている。
【００２４】
検査基部３０は、既に説明したように、励磁コイル１０及び磁気センサー２０を所定の位置に配置するように支持している。検査基部３０は、シート状の部材であり、断熱配管１の周囲を覆うように着脱可能に取付けられている。図２（Ａ）に示すように、検査基部３０は、展開可能となっており、図２（Ｂ）に示すように、被検査対象である断熱配管１の形状に沿って巻きつけるように変形可能となっている。検査基部３０の大きさは、用途に応じで適宜変更することができ、断熱配管１を挿通させるように断熱配管１の全体を覆ってもよいし、断熱配管１の一部を覆ってもよい。検査基部３０は、移動機構６０の動作によって断熱配管１の中心軸ＡＸに沿って移動可能となっており、例えば検査基部３０で覆われている断熱配管１のある被検査部位を測定後、次の被検査部位に状態を保って移動させるといった動作を繰り返すことができる。
【００２５】
パルス電源４０は、一対の励磁コイル１０の少なくとも１つにパルス電圧を印加する。パルス電源４０は、方形波を出力し、所定の周波数及びデューティ比で励磁コイル１０を駆動する。パルス電源４０は、第１及び第２コイル１０ａ，１０ｂに流す電流の方向を適宜変更することができる。例えば、第１及び第２コイル１０ａ，１０ｂの電流の方向が同じになるように駆動すると、断熱配管１に同じ方向のパルス磁場を発生させることになり、検出される信号強度が強くなる。
【００２６】
磁気センサー回路５０は、磁気センサー２０を駆動し、磁場を計測するものである。磁気センサー回路５０は、励磁コイル１０により発生する所望の磁気の方向における磁気の量（磁場の強度）を計測する。
【００２７】
移動機構６０は、検査部８０を断熱配管１の外周面に沿って移動させるものである。移動機構６０は、制御部７０の制御下で自動で動作するものに限らず、手動で動作するものであってもよく、例えば車輪やレールを用いたものでもよい。
【００２８】
制御部７０は、パルス電源４０や磁気センサー回路５０等を動作させて、励磁コイル１０や磁気センサー２０を駆動させることにより、検出動作を行わせる。また、制御部７０は、移動機構６０を動作させて、検査基部３０を移動させる。また、制御部７０は、磁気センサー２０により検出したパルス磁場の応答を解析する。
【００２９】
以下、制御部７０について具体的に説明する。図３に示すように、制御部７０は、表示部７１と、入力部７２と、記憶部７３と、インターフェース部７４と、主制御部７５とを有する。
【００３０】
主制御部７５は、表示部７１、入力部７２、記憶部７３、インターフェース部７４との間で相互にデータの授受が可能になっている。主制御部７５は、オペレーターが操作する入力部７２からの指示やプログラムに基づいて、入力部７２、記憶部７３等を介して入力されたデータを処理し、パルス電源４０や磁気センサー回路５０等の他の装置を動作させる。また、主制御部７５は、入力部７２からの指示やプログラムに基づいて、インターフェース部７４を介して入手した磁気データを処理又は判定する。
【００３１】
表示部７１は、ディスプレイ等から構成され、主制御部７５からの出力信号に基づいて、オペレーター提示すべき表示を行う。
【００３２】
入力部７２は、キーボードやタッチパネル等から構成され、オペレーターからの指示を主制御部７５に出力する。
【００３３】
記憶部７３は、制御部７０を動作させるプログラム、磁気センサー２０で検出した磁気データ、標準的な断熱配管を前提とする基準データを集めた基準データ群等を記憶している。基準データは、励磁コイル１０により発生する磁気の量及び磁気の方向のデータであり、各磁気センサー２０の位置毎に記憶される。基準データは、被検査対象とする断熱配管１、断熱配管１の外装板１ｃ、励磁コイル１０、及び磁気センサー２０の設置状態を考慮したシミュレーションにより算出される。シミュレーションは、予め行って結果のみを記憶部７３に保存しておくこともできるが、検査現場にて条件パラメータを入力して現場でシミュレーションを行うこともできる。
【００３４】
インターフェース部７４は、主制御部７５と、パルス電源４０や磁気センサー回路５０とのデータ通信を可能にする。
【００３５】
以下、配管検査の原理について説明する。
図４（Ａ）及び４（Ｃ）に、断熱配管１周辺の磁束線を例示する。図４（Ａ）は、減肉すなわち欠陥がない場合（正常部のみの配管）の磁力線図であり、図４（Ｃ）は、減肉すなわち欠陥がある場合（減肉部を有する配管）の磁力線図である。図４（Ａ）及び４（Ｃ）に示すように、励磁コイル１０の周辺において、磁力線が非常に強くなっている。この場合、欠陥による漏洩磁束信号以外に、励磁コイル１０に起因する磁束密度が、信号として図中の破線Ｍ１，Ｍ２上に配置された磁気センサー２０に重畳して検出される。
【００３６】
図４（Ｂ）に、図４（Ａ）中の破線Ｍ１で示す断面における、正常部のみの断熱配管１の磁束密度分布を示す。また、図４（Ｄ）に、図４（Ｃ）中の破線Ｍ２で示す断面における、減肉部を有する断熱配管１の磁束密度分布を示す。ここで、磁束密度の方向は、２方向の成分があり、両成分の信号を一例としてプロットしている。なお、簡単のため、第３のＺ方向の成分については、今回考えないものとする。図４（Ｂ）及び（Ｄ）において、実線Ｌ１がＸ方向の成分であり、実線Ｌ２がＹ方向の成分である。図４（Ｂ）及び（Ｄ）に示すように、Ｘ成分及びＹ成分のいずれも励磁コイル１０の付近では、励磁コイル１０の影響により磁気センサー２０の受信信号が大きくなっている。図５に示すように、図４（Ｂ）及び４（Ｄ）に示した磁束密度分布を合わせると、正常部のみの断熱配管１と減肉部を有する断熱配管１とで磁束密度分布が略重なる。つまり、断熱配管１の減肉すなわち欠陥に起因する配管欠陥信号は、微小であり、励磁コイル１０に起因する受信信号（コイル励磁信号）に埋もれてしまい、良好に検出することが難しい。このように、複数の磁気センサー２０で検出される磁気データにおいて空間位置に依存する微弱な変化が現われるが、減肉部の有無で検出信号にほとんど差が生じないため、磁気センサー２０で検出される磁気データは、そのままでは配管欠陥信号の有無の判定に使用することが困難である。
【００３７】
以上のことから、磁気センサー２０で検出した磁気データから励磁コイル１０の影響を除去する必要がある。図１に示す配管検査装置１００は、磁気センサー２０の位置毎に、励磁コイル１０により発生する磁気の量及び磁気の方向を基準データとして予め取得し、この基準データと、磁気センサー２０で検出した磁気データとから配管欠陥信号を得ている。
【００３８】
本実施形態において、基準データは、シミュレーションにより磁束密度分布を求めることにより取得する。既に説明したように、基準データは、被検査対象とする断熱配管、断熱配管の外装板、励磁コイル、及び磁気センサーの設置状態を考慮して算出する。そして、正常部のみの断熱配管（正常配管）の磁束密度分布の結果（基準データ）の逆数を、磁気センサー２０の出力値（磁気データ）に積算することで、キャリブレーションを行い、補正データを算出する。被検査部位において断熱配管１が減肉部を有する場合、補正データには、配管欠陥信号が含まれる。つまり、上記演算を行うことにより、磁気センサー２０で検出した磁気データから配管欠陥信号を分離して抽出することができる。以上のようなシミュレーションに基づく基準データを用いることにより、様々な断熱配管１の測定に柔軟に対応することができる。
【００３９】
以下、本実施形態において、キャリブレーション時における、ある方向、具体的には、Ｘ方向又はＹ方向における信号処理の一例について説明する。信号処理に用いる信号の成分は、Ｘ方向及びＹ方向のいずれでもよく、また、Ｘ方向及びＹ方向以外の他の成分でもよい。本実施形態において、図６（Ａ）に示す正常配管信号（基準データ）の逆数を、図４（Ｄ）に示す磁気データに積算すると、図６（Ｂ）に示すように、補正データとして、磁気センサー２０の受信信号から分離した配管欠陥信号が得られる。欠陥の有無については、補正データを所定の閾値と比較し、閾値を超えた場合、欠陥が存在すると判断する。
【００４０】
以下、図７を参照しつつ、配管検査装置１００を用いた配管検査方法について説明する。
まず、検査部８０を断熱配管１の被検査部位に設置する（ステップＳ１１）。制御部７０により移動機構６０を動作させて、検査部８０を所定の位置に配置させることができる。
【００４１】
次に、制御部７０の入力部７２により、被検査対象の条件パラメータとして、被検査対象とする断熱配管１、断熱配管１の外装板、励磁コイル、及び磁気センサーの設置状態の情報を入力する（ステップＳ１２）。
【００４２】
次に、断熱配管１に対応する基準データを取得及び保存する（ステップＳ１３）。既に説明したように、本実施形態においては、シミュレーションにより基準データを得る。具体的には、ステップＳ１２で入力された条件パラメータに基づき、制御部７０の記憶部７３に保存されているプログラムを用いて、被検査対象の断熱配管１が正常配管であることを標準的な断熱配管であるとして、この場合の励磁コイル１０により磁気センサー２０の位置に発生する所望の磁気方向における磁気の量（具体的には、Ｘ方向又はＹ方向の磁界強度）を算出し、基準データを得る。得られた基準データは、記憶部７３に保存される。基準データは、各磁気センサー２０について算出され、基準データ群として保存される。なお、ステップＳ１１とステップＳ１２，Ｓ１３とは、順番を逆に行ってもよい。また、検査前にステップＳ１２，Ｓ１３を予め行い、基準データを保存しておき、検査時にステップＳ１２，Ｓ１３を省略し、ステップＳ１１の後に続けて後述するステップＳ１４を行ってもよい。
【００４３】
次に、断熱配管１の磁気データを取得及び保存する（ステップＳ１４）。制御部７０によりパルス電源４０を動作させ、励磁コイル１０にパルス電圧を印加する。そして、制御により磁気センサー回路５０を動作させ、励磁コイル１０により断熱配管１に発生した磁場を磁気センサー２０で検出する。ここで、磁気センサー２０によって検出される所望の磁気の方向における磁気の量は、Ｘ方向又はＹ方向の磁界強度（例えば、ピーク値）である。磁気センサー２０によって検出された磁気データは、記憶部７３に保存される。
【００４４】
次に、ステップＳ１３で得た基準データと、ステップＳ１４で得た磁気データとを用いて補正データを取得する（ステップＳ１５）。制御部７０の主制御部７５において、記憶部７３から基準データと磁気データとを読み出し、基準データの逆数と磁気データとを積算してキャリブレーションを行う。これにより、磁気データから励磁コイル１０に起因する受信信号（コイル励磁信号）を除去した補正データを得る。被検査部位に減肉部がある場合、補正データには、配管欠陥信号が現われる。
【００４５】
次に、ステップＳ１５で得られた補正データに配管欠陥信号が含まれるか否かを判断する（ステップＳ１６）。補正データに所定の閾値以上の配管欠陥信号が含まれる場合（ステップＳ１６のＹ）、断熱配管１に減肉部が存在すると判断し、減肉部ありとして断熱配管１の位置情報とともに記憶部７３に記憶し、対応箇所を表示部７１に表示する（ステップＳ１７）。補正データに所定の閾値以上の配管欠陥信号が含まれない場合（ステップＳ１６のＮ）、断熱配管１に減肉が存在しないと判断し、正常部のみであるとして位置情報とともに記憶部７３に記憶する（ステップＳ１８）。
【００４６】
以上において、配管検査装置１００の各磁気センサー２０で検出された磁気データに対して上記ステップＳ１４〜Ｓ１８の処理がそれぞれ行われるが、当該処理は、同時に行ってもよいし、順番に行ってもよい。このように、複数の磁気センサー２０により磁気データが広範囲分まとめて検出され、断熱配管１の広範囲において配管欠陥信号をまとめて検出することができる。
【００４７】
次に、断熱配管１の別の部位を続けて検査する場合（ステップＳ１９のＹ）、制御部７０により移動機構６０を動作させ、検査部８０を次の被検査部位に移動させ（ステップＳ２０）、ステップＳ１４〜Ｓ１８の処理を繰り返す。断熱配管１の別の部位の検査を行わない場合（ステップＳ１９のＮ）、検査を終了する。
【００４８】
以上説明した配管検査装置では、複数の磁気センサー２０で検出される磁気データにおいて空間位置に依存する微弱な変化が現われるが、標準的な断熱配管を前提とする基準データを取得し、この基準データを用いて複数の磁気センサー２０で検出した磁気データから上記磁気データの空間位置に依存する欠陥がない場合に相当する信号成分を除去することにより、断熱配管１の広範囲において配管欠陥信号を短時間かつ高精度でまとめて得ることができる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の配管検査装置について説明する。第２実施形態の配管検査装置は、第１実施形態の配管検査装置を部分的に変更したものであり、特に説明しない事項は、第１実施形態の配管検査装置と同様である。
【００５０】
本実施形態において、基準データは、被検査対象とする断熱配管１に対応するが、減肉していない正常配管の値を予め測定することにより得る。これにより、予め保存しておいた正常配管のデータを参照することにより、簡易に正確な配管欠陥信号を得ることができる。正常配管の値は、例えば標準的な断熱配管のサンプルとして減肉部を有さない断熱配管を用いて、磁気センサー２０の位置毎に、励磁コイル１０により発生する磁気の量及び磁気の方向を測定することにより得る。得られた基準データは、制御部７０の記憶部７３に保存され、検査時において、被検査対象の断熱配管１に対応するデータが読み出される。
【００５１】
以下、本実施形態のキャリブレーション時における、ある方向、具体的には、Ｘ方向又はＹ方向における信号処理の一例について説明する。信号処理に用いる信号の成分は、Ｘ方向及びＹ方向のいずれでもよく、また、Ｘ方向及びＹ方向以外の他の成分でもよい。本実施形態において、図８（Ａ）に示す正常配管信号を、図４（Ｄ）に示す磁気データから減算すると、図８（Ｂ）に示すように、補正データとして、磁気センサー２０の受信信号から分離した配管欠陥信号が得られる。
【００５２】
以下、図９を参照しつつ、本実施形態の配管検査装置１００を用いた配管検査方法について説明する。
まず、検査部８０を断熱配管１の被検査部位に設置し（ステップＳ１１）、その後、断熱配管１の磁気データを取得及び保存する（ステップＳ１４）。
【００５３】
次に、制御部７０の記憶部７３に予め保存された基準データと、ステップＳ１４で得た磁気データとを用いて補正データを取得する（ステップＳ２１５）。制御部７０の主制御部７５において、記憶部７３から基準データと磁気データとを読み出し、磁気データから基準データを減算してキャリブレーションを行う。これにより、磁気データから励磁コイル１０に起因する受信信号（コイル励磁信号）を除去した補正データを得る。被検査部位に減肉部がある場合、補正データには、所定の閾値以上の配管欠陥信号が現われる。
【００５４】
次に、ステップＳ２１５で得られた補正データに配管欠陥信号が含まれるか否かを判断し（ステップＳ１６）、配管欠陥信号の有無に応じた処理を行う（ステップＳ１７，１８）。その後、第１実施形態と同様に、ステップＳ１９以降の処理を行う。
【００５５】
なお、本実施形態において、ステップＳ１５のキャリブレーション時に磁気データから基準データを減算して補正データを得たが、第１実施形態のように、基準データの逆数を磁気データに積算して補正データを得てもよい。
【００５６】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態の配管検査装置について説明する。第３実施形態の配管検査装置は、第１実施形態の配管検査装置を部分的に変更したものであり、特に説明しない事項は、第１実施形態の配管検査装置と同様である。
【００５７】
図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）に示すように、磁気センサー２０は、検査基部３０上であって、一対のコイル１０ａ，１０ｂの間に設けられている。磁気センサー２０は、検査基部３０に支持されており、断熱配管１の外周面に沿ってアレイ状に配置される。図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）の例では、磁気センサー２０は、検査基部３０の円周方向に関する中央側に、検査基部３０の長辺に沿って８つ設けられており、断熱配管１を検査基部３０で覆った際に、断熱配管１の全周に略均等な間隔で配置されている。
【００５８】
本実施形態において、基準データは、被検査対象とする断熱配管１の上側の最頂点ＯＳを基準として、断熱配管１の下側６０°〜２４０°の領域の少なくとも一部の磁気データを測定することにより得る。ここで、領域の角度は、最頂点ＯＳを基準として時計まわりで考える。断熱配管１は、上側±６０°の範囲が減肉することが多い傾向にあり、残りの下側６０°〜２４０°の範囲では、減肉する可能性が低い。そのため、磁気センサー２０を円周方向に全周を囲うように並べておき、断熱配管１の上側±６０°の範囲の磁気データと、下側６０°〜２４０°の範囲の磁気データとを併せて測定することで、下側の磁気データを基準データとして利用することができる。これにより、被検査対象とする断熱配管１の一部の磁気データをリアルタイムに測定し、断熱配管１の磁気データをリアルタイムでキャリブレーションすることができる。また、検査前に基準データを予め準備する必要がなく、断熱配管１の種類や配管検査装置１００の構成等を識別する必要がないため、より簡易に基準データを生成し、配管検査の利便性を高めることができる。
【００５９】
以下、図１１を参照しつつ、本実施形態の配管検査装置１００を用いた配管検査方法について説明する。
まず、検査部８０を断熱配管１の被検査部位に設置し（ステップＳ１１）、その後、断熱配管１の磁気データを取得及び保存する（ステップＳ１４）。本実施形態では、ステップＳ１４において、配管検査装置１００に設けられた全ての磁気センサー２０の磁気データが取得される。
【００６０】
次に、断熱配管１に対応する基準データを取得及び保存する（ステップＳ３１３）。本実施形態においては、ステップＳ１４で得た磁気データから特定のデータを振り分けて基準データを得る。具体的には、ステップＳ１４で得た磁気データのうち断熱配管１の下側６０°〜２４０°の範囲の磁気データを利用して基準データを得る。基準データは、例えば下側の磁気データの平均から算出して求める。
【００６１】
次に、ステップＳ３１３で得た基準データと、ステップＳ１４で得た磁気データとを用いて補正データを取得する（ステップＳ１５）。本実施形態において、キャリブレーション時に、第１実施形態のように、基準データの逆数を磁気データに積算して補正データを得てもよいし、第２実施形態のように、磁気データから基準データを減算して補正データを得てもよい。
【００６２】
次に、ステップＳ１５で得られた補正データに配管欠陥信号が含まれるか否かを判断し（ステップＳ１６）、配管欠陥信号の有無に応じた処理を行う（ステップＳ１７，１８）。その後、第１実施形態と同様に、ステップＳ１９以降の処理を行う。
【００６３】
なお、本実施形態において、上述のステップＳ３１３，Ｓ１５とは別の処理によって、磁気データに配管欠陥信号（異常値）が含まれるか否か判断することもできる。以下、異常値を抽出する方法の一例を説明する。断熱配管１の減肉による異常が少ない下側の磁気センサー２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅのデータ（それぞれデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５とする）を用いて、平均値Ａを求めると、下式のようになる。
Ａ＝（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５）／５
断熱配管１の減肉が生じやすい上側の磁気センサー２０ｆ，２０ｇ，２０ｈのデータをそれぞれデータＤ６，Ｄ７，Ｄ８としたときに、データＤ１〜Ｄ８の全てのデータを平均値Ａで差をとり、データＤ´１〜Ｄ´８とする。つまり、本処理において、平均値Ａを異常値の有無の判断のための閾値として用いている。データＤ´１〜Ｄ´３の値が、データＤ´４〜Ｄ´８より大きければ異常値と判定し、上側の磁気センサー２０ｆ，２０ｇ，２０ｈで検出した被検査部位において減肉部が存在すると判断する。
【００６４】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態の配管検査装置について説明する。第４実施形態の配管検査装置は、第１実施形態の配管検査装置を部分的に変更したものであり、特に説明しない事項は、第１実施形態の配管検査装置と同様である。
【００６５】
図１２に示すように、磁気センサー２０は、検査基部３０上であって、一対のコイル１０ａ，１０ｂの間に２次元的に配列されている。具体的には、図１２の例では、磁気センサー２０は、検査基部３０の円周方向に関する中央側に、検査基部３０の長辺に沿って３列８行で設けられており、断熱配管１を検査基部３０で覆った際に、断熱配管１の全周に略均等な間隔で配置されている。このように、磁気センサー２０を２次元的に配置することにより、減肉部の有無を空間位置に対応させた、より正確なマッピングが可能となる。
【００６６】
以上、実施形態に係る配管検査装置について説明したが、本発明に係る配管検査装置は、上記例示のものには限られない。例えば、上記実施形態において、図１の配管検査装置１００は、リモートパルス法を利用したものであるが、渦流探傷等の様々な検出方法にも使用することができる。この場合、各検出方法に応じて磁気データを得る。また、上記実施形態の配管検査装置１００は、励磁コイル１０の構成等が異なり、励磁コイル１０に起因する磁束密度分布が顕著に現われるようなものにも用いることができる。
【００６７】
また、上記実施形態において、配管欠陥信号の有無を判定する閾値は、適宜設定することができる。
【００６８】
また、上記実施形態において、励磁コイル１０の配置は単なる例示であり、励磁コイル１０にコアを設けてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態において、磁気センサー２０を、断熱配管１の中心軸ＡＸを通り、中心軸ＡＸに垂直な半径方向に沿って複数設けてもよい。断熱配管１の半径方向の位置において検出される磁場は、減肉すなわち欠陥に起因する磁束源の強度に比例するが、欠陥からの距離の２乗の逆数で減衰する磁界強度が計測される。よって、特定の半径位置において、磁界強度とその減衰の傾きとが分かれば、磁束源（近似的には磁気双極子）の強度と当該磁束源までの距離とが分かる。つまり、磁束源に相当する欠陥の大きさと欠陥までの距離とを見積もることができ、欠陥が配管１ａ上のものであるか否かを判定することができる。具体的な手法としては、２点以上の観測点での磁界強度を、配管１ａからの距離の２乗の逆数の曲線と、外装板１ｃからの距離の２乗の逆数の曲線とで近似するフィッティングをすることで、欠陥が配管１ａと外装板１ｃとのいずれにあるかを明確に判定することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１…断熱配管、  １ａ…配管、  １ｂ…断熱材、  １ｃ…外装板、  １０…励磁コイル、  １０ａ，１０ｂ…コイル、  ２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ…磁気センサー、  ３０…検査基部、  ４０…パルス電源、  ５０…磁気センサー回路、  ６０…移動機構、  ７０…制御部、  ８０…検査部、  １００…配管検査装置、  ＡＸ…中心軸、  ＯＳ…最頂点
【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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【図１２】
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