(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期形状から腐食した配管の腐食損傷評価を行う腐食損傷評価方法において、
腐食した前記配管を含む腐食配管画像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記腐食配管画像から、腐食した前記配管の腐食断面形状を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで前記腐食配管画像から抽出した前記腐食断面形状における前記配管の内面形状から、最小二乗法による内面形状近似楕円を求め、前記内面形状近似楕円を用いて、前記初期形状における前記配管の初期外面形状を作成するステップ、または前記抽出ステップで前記腐食配管画像から抽出した前記腐食断面形状における前記配管の外面形状から、最小二乗法による外面形状近似楕円を求め、前記外面形状近似楕円を用いて、前記初期形状における前記配管の初期内面形状を作成するステップを含む作成ステップと、
前記抽出ステップで抽出した前記腐食断面形状における前記外面形状と前記作成ステップで作成した前記初期外面形状とを比較して、または前記抽出ステップで抽出した前記腐食断面形状における前記内面形状と前記作成ステップで作成した前記初期内面形状とを比較して、前記腐食損傷評価を行う評価ステップと、
を備え、
前記作成ステップは、
前記内面形状近似楕円の中心を維持したまま、前記内面形状近似楕円を拡大して、前記外面形状を内包する暫定形状を作成し、前記暫定形状を前記初期外面形状とするステップ、または前記外面形状近似楕円の中心を維持したまま、前記外面形状近似楕円を縮小して、前記内面形状に内包される暫定形状を作成し、前記暫定形状を前記初期内面形状とするステップを備える腐食損傷評価方法。
【請求項２】
前記作成ステップは、
前記中心の位置を変更して比較形状を作成し、前記比較形状の面積が前記暫定形状の面積より小さい場合は、前記比較形状を前記初期外面形状とするステップをさらに備える
請求項１に記載の腐食損傷評価方法。
【請求項３】
前記作成ステップは、
前記中心の位置を変更して比較形状を作成し、前記比較形状の面積が前記暫定形状の面積より大きい場合は、前記比較形状を前記初期内面形状とするステップをさらに備える
請求項１に記載の腐食損傷評価方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の腐食損傷評価方法をコンピュータに実行させる腐食損傷評価プログラム。
【請求項５】
初期形状から腐食した配管の腐食損傷評価を行う腐食損傷評価装置において、
腐食した前記配管を含む腐食配管画像を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記腐食配管画像から、腐食した前記配管の腐食断面形状を抽出する抽出部と、
前記抽出部が前記腐食配管画像から抽出した前記腐食断面形状における前記配管の内面形状から、最小二乗法による内面形状近似楕円を求め、前記内面形状近似楕円を用いて、前記初期形状における前記配管の初期外面形状を作成する動作、または前記抽出部が前記腐食配管画像から抽出した前記腐食断面形状における前記配管の外面形状から、最小二乗法による外面形状近似楕円を求め、前記外面形状近似楕円を用いて、前記初期形状における前記配管の初期内面形状を作成する動作を行う作成部と、
前記抽出部が抽出した前記腐食断面形状と前記作成部が作成した前記初期外面形状または前記初期内面形状とを比較して前記腐食損傷評価を行う腐食損傷評価部と、
を備え、
前記作成部は、
前記内面形状近似楕円の中心を維持したまま、前記内面形状近似楕円を拡大して、前記外面形状を内包する暫定形状を作成し、前記暫定形状を前記初期外面形状とする、または
前記外面形状近似楕円の中心を維持したまま、前記外面形状近似楕円を縮小して、前記内面形状に内包される暫定形状を作成し、前記暫定形状を前記初期内面形状とする腐食損傷評価装置。
【請求項６】
初期形状から腐食した配管の腐食損傷評価を行う腐食損傷評価方法において、
腐食した前記配管を含む画像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記画像から、腐食した前記配管の腐食断面形状を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出した前記腐食断面形状から、前記初期形状における前記配管の初期断面形状を作成する作成ステップと、
前記抽出ステップで抽出した前記腐食断面形状と前記作成ステップで作成した前記初期断面形状とを比較して前記腐食損傷評価を行う評価ステップと、
を備え、
前記腐食断面形状は、腐食した前記配管の内面形状および外面形状を含み、
前記初期断面形状は、初期内面形状または初期外面形状であり、
前記評価ステップは、前記初期内面形状と前記内面形状、または前記初期外面形状と前記外面形状とを比較するものであり、
前記作成ステップは、
前記内面形状の中心を維持したまま、前記内面形状を拡大して、前記外面形状を内包する暫定形状を作成し、前記暫定形状を前記初期外面形状とするステップ、または
前記外面形状の中心を維持したまま、前記外面形状を縮小して、前記内面形状に内包される暫定形状を作成し、前記暫定形状を前記初期内面形状とするステップを備える腐食損傷評価方法。
【請求項７】
初期形状から腐食した配管の腐食損傷評価を行う腐食損傷評価装置において、
腐食した前記配管を含む画像を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記画像から、腐食した前記配管の腐食断面形状を抽出する抽出部と、
前記抽出部が抽出した前記腐食断面形状から、前記初期形状における前記配管の初期断面形状を作成する作成部と、
前記抽出部が抽出した前記腐食断面形状と前記作成部が作成した前記初期断面形状とを比較して前記腐食損傷評価を行う腐食損傷評価部と、
を備え、
前記腐食断面形状は、腐食した前記配管の内面形状および外面形状を含み、
前記初期断面形状は、初期内面形状または初期外面形状であり、
前記腐食損傷評価部は、前記初期内面形状と前記内面形状、または前記初期外面形状と前記外面形状とを比較するものであり、
前記作成部は、
前記内面形状の中心を維持したまま、前記内面形状を拡大して、前記外面形状を内包する暫定形状を作成し、前記暫定形状を前記初期外面形状とする動作、または
前記外面形状の中心を維持したまま、前記外面形状を縮小して、前記内面形状に内包される暫定形状を作成し、前記暫定形状を前記初期内面形状とする動作を行うものである腐食損傷評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管の腐食損傷を評価する方法、プログラムおよび装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配管の腐食による損傷を評価する技術としては、対象の配管に放射線を透過して放射線透過写真を撮影し、得られた画像の濃淡と予め用意した初期状態の画像の濃淡とを比較し、腐食部を検出する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−００９６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方法で腐食損傷評価を行う際には、腐食部を検知し定量化するために、同一形状の配管または過去の実績に基づいた測定データなど、配管が腐食する前の初期形状のデータが必要となる。そのため、市場から回収された配管など、初期状態のデータの取得が困難な場合には、腐食損傷評価を行うことができない、または十分な精度の評価結果が得られないという問題があった。【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するものであり、配管の初期形状の情報を事前に得られない場合でも、配管の腐食損傷評価を行うことができる腐食損傷評価方法、腐食損傷評価プログラムおよび腐食損傷評価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】
【０００６】
本発明の腐食損傷評価方法は、初期形状から腐食した配管の腐食損傷評価を行う腐食損傷評価方法において、腐食した配管を含む腐食配管画像を取得する取得ステップと、取得ステップで取得した腐食配管画像から、腐食した配管の腐食断面形状を抽出する抽出ステップと、抽出ステップで腐食配管画像から抽出した腐食断面形状における配管の内面形状から、最小二乗法による内面形状近似楕円を求め、内面形状近似楕円を用いて、初期形状における配管の初期外面形状を作成するステップ、または抽出ステップで腐食配管画像から抽出した腐食断面形状における配管の外面形状から、最小二乗法による外面形状近似楕円を求め、外面形状近似楕円を用いて、初期形状における配管の初期内面形状を作成するステップを含む作成ステップと、抽出ステップで抽出した腐食断面形状における外面形状と作成ステップで作成した初期外面形状とを比較して、または抽出ステップで抽出した腐食断面形状における内面形状と作成ステップで作成した初期内面形状とを比較して、腐食損傷評価を行う評価ステップと、を備え、作成ステップは、内面形状近似楕円の中心を維持したまま、内面形状近似楕円を拡大して、外面形状を内包する暫定形状を作成し、暫定形状を初期外面形状とするステップ、または外面形状近似楕円の中心を維持したまま、外面形状近似楕円を縮小して、内面形状に内包される暫定形状を作成し、暫定形状を初期内面形状とするステップを備える。
【０００７】
本発明の腐食損傷評価プログラムは、上記の腐食損傷評価方法をコンピュータに実行させるものである。【０００８】
本発明の腐食損傷評価装置は、初期形状から腐食した配管の腐食損傷評価を行う腐食損傷評価装置において、腐食した配管を含む腐食配管画像を取得する取得部と、取得部が取得した腐食配管画像から、腐食した配管の腐食断面形状を抽出する抽出部と、抽出部が腐食配管画像から抽出した腐食断面形状における配管の内面形状から、最小二乗法による内面形状近似楕円を求め、内面形状近似楕円を用いて、初期形状における配管の初期外面形状を作成する動作、または抽出部が腐食配管画像から抽出した腐食断面形状における配管の外面形状から、最小二乗法による外面形状近似楕円を求め、外面形状近似楕円を用いて、初期形状における配管の初期内面形状を作成する動作を行う作成部と、抽出部が抽出した腐食断面形状と作成部が作成した初期外面形状または初期内面形状とを比較して腐食損傷評価を行う腐食損傷評価部と、を備え、作成部は、内面形状近似楕円の中心を維持したまま、内面形状近似楕円を拡大して、外面形状を内包する暫定形状を作成し、暫定形状を初期外面形状とする、または外面形状近似楕円の中心を維持したまま、外面形状近似楕円を縮小して、内面形状に内包される暫定形状を作成し、暫定形状を初期内面形状とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、配管が腐食する前の初期状態の配管データを必要とすることなしに腐食した配管の腐食損傷を定量的に評価可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１における腐食損傷評価装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における情報処理装置の機能ブロック図である。
【図３】実施の形態１における配管の腐食損傷評価方法のフローチャートである。
【図４】記憶部から取得された配管の断面画像の一例である。
【図５】二値化処理を行った断面画像の一例である。
【図６】抽出された配管部の画像の一例である。
【図７】抽出された空洞部の画像の一例である。
【図８】実施の形態１における初期外面形状の作成方法のフローチャートである。
【図９】抽出された腐食部の画像の一例である。
【図１０】内面に溝が設けられた配管の断面画像から抽出された配管部の画像の一例である。
【図１１】実施の形態２における配管の腐食損傷評価方法のフローチャートである。
【図１２】実施の形態２における推定用形状の作成方法を説明する図である。
【図１３】実施の形態２の変形例における推定用形状の作成方法を説明する図である。
【図１４】実施の形態２の変形例における推定用形状の作成方法を説明する図である。
【図１５】実施の形態３における配管の腐食損傷評価方法のフローチャートである。
【図１６】抽出された配管部の画像の一例である。
【図１７】実施の形態３における初期内面形状の作成方法のフローチャートである。
【図１８】抽出された腐食部の画像の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における腐食損傷評価装置１００の概略構成を示すブロック図である。腐食損傷評価装置１００は、初期形状から腐食した配管の腐食損傷評価を行うものである。本実施の形態の腐食損傷評価装置１００は、例えば、ＰＣ、スマートフォンまたはタブレットＰＣなどの任意のコンピュータである。図１に示すように、腐食損傷評価装置１００は、操作部１と、入力部２と、通信部３と、情報処理部４と、記憶部５と、出力部６とを含む。操作部１と、入力部２と、通信部３と、情報処理部４と、記憶部５と、出力部６とは、データバスによって相互に接続されている。
【００１２】
操作部１は、腐食損傷評価装置１００の使用者からの指示の入力を受けるキーボードまたはマウスである。入力部２は、腐食損傷評価装置１００の評価対象となる断面画像のデータを記録媒体などから読み込み、記憶部５へ記憶する入力ポートである。通信部３は、インターネットまたはローカルエリアネットワークと各種情報をやり取りするための通信インターフェースである。
【００１３】
情報処理部４は、記憶部５に記憶される腐食損傷評価プログラムを実行し、腐食損傷評価方法を実施する。情報処理部４は、例えばＭＰＵ（Micro-processing unit）である。なお、情報処理部４は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはその他の演算機能を有する回路などであってもよい。
【００１４】
記憶部５は、評価対象となる配管の断面画像、情報処理部４によって実行される腐食損傷評価プログラム、および腐食損傷評価プログラムの実行に用いられる各種データなどを記憶する。記憶部５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、またはＳＳＤ（Solid State Drive）などである。なお、腐食損傷評価プログラムは、入力部２によって記録媒体から読み込まれ、記憶部５へ記憶されてもよい。または、腐食損傷評価プログラムは、通信部３によりインターネットまたはローカルエリアネットワークからダウンロードされ、記憶部５へ記憶されてもよい。
【００１５】
出力部６は、情報処理部４による腐食損傷評価結果などの各種情報を表示するディスプレイである。なお、腐食損傷評価装置１００を構成する各ハードウェアは、一般的なものであり、実施の形態の例に限定されるものではない。
【００１６】
本実施の形態の腐食損傷評価方法について説明する。本実施の形態の腐食損傷評価方法は、例えば、空調機用室外機の冷媒配管の外面の腐食損傷を評価するものである。空調機の室外機は、熱交換器を備えている。熱交換器は、アルミニウムまたは銅などの金属を材料とする冷媒配管またはフィンなどによって構成される。また、室外機は、風雨および外気にさらされる環境下に設置されるため、熱交換器における金属材料の腐食が進行しやすい。熱交換器の冷媒配管の外面における腐食が進行すると、配管の穴あきが発生し、冷媒漏れなどの不具合に繋がる可能性がある。そのため、室外機の耐食性評価においては、配管の外面の腐食損傷を評価することが重要である。
【００１７】
腐食損傷評価方法を実施する前に、まず腐食が進行した冷媒配管が回収される。冷媒配管の回収方法としては、市場で販売された製品で不具合が発生した場合に販売元で室外機の交換対応を実施し、不具合品を回収する方法、または製品開発時に実証試験（フィールドテスト、以降「ＦＴ」と示す。）用に設置したＦＴ機を数年後に回収する方法などがある。
【００１８】
腐食が進行した冷媒配管が回収された後、回収した冷媒配管の断面画像が撮影される。冷媒配管の腐食損傷評価は、例えば、配管の穴あきを防ぐことが目的である。そのため、冷媒配管の断面画像を撮影することで、配管の穴あきに繋がる配管の内部方向への腐食損傷状態を確認することができる。冷媒配管の断面画像の撮影方法としては、冷媒配管を切断し、エポキシ樹脂に代表されるような埋込用樹脂中に埋め込み、その断面部分を研磨機で研磨した後、光学顕微鏡を用いて断面画像を撮影する方法が挙げられる。もしくは、Ｘ線ＣＴスキャンに代表されるような、放射線を用いて放射線透過写真を撮影し、非破壊により断面画像を得る方法がある。冷媒配管の断面画像の撮影方法は、上記に限定されるものではなく、その他の既知の方法を用いることができる。撮影された断面画像は、記録媒体に記憶され、入力部２を介して記憶部５に記憶される。または、撮影された断面画像は、インターネットまたはローカルエリアネットワークを介して送信され、通信部３を介して記憶部５に記憶されてもよい。
【００１９】
図２は、実施の形態１における情報処理部４の機能ブロック図である。図２に示すように、情報処理部４は、腐食損傷評価プログラムを実行することにより実現される機能部として、取得部４１と、抽出部４２と、作成部４３と、腐食損傷評価部４４と、を有する。なお、別の実施の形態においては、取得部４１と、抽出部４２と、作成部４３と、腐食損傷評価部４４とをそれぞれ個別のハードウェアで実現する構成としてもよい。
【００２０】
取得部４１は、腐食した配管を含む画像を取得する。具体的には、取得部４１は、操作部１の操作に応じて、評価対象の配管の断面画像２００を記憶部５から取得し、抽出部４２に出力する。抽出部４２は、取得部４１が取得した画像から、腐食した配管の腐食断面形状を抽出する。具体的には、抽出部４２は、配管の断面画像２００から、配管部２１と、配管部２１の内面形状２１０と、外面形状２１１とを識別して抽出する（図６）。作成部４３は、抽出部４２が抽出した腐食断面形状から、初期形状における配管の初期断面形状を作成する。具体的には、作成部４３は、抽出部４２によって抽出された配管部２１の内面形状２１０を拡大し、配管部２１の初期外面形状２１１Ａを作成する（図９）。腐食損傷評価部４４は、抽出部４２が抽出した腐食断面形状と作成部４３が作成した初期断面形状とを比較して腐食損傷評価を行う。具体的には、腐食損傷評価部４４は、抽出部４２により抽出された外面形状２１１と、作成部４３によって作成された初期外面形状２１１Ａとを比較して、配管の腐食損傷を定量的に評価し、評価結果を出力部６から出力する。
【００２１】
図３は、実施の形態１における配管の腐食損傷評価方法のフローチャートである。図３に示す腐食損傷評価方法は、情報処理部４が腐食損傷評価処理プログラムを実行することによって実施される。図３に示す腐食損傷評価方法の各ステップが腐食損傷評価処理プログラムの各ステップに相当する。情報処理部４は、図３に示すように、まず、取得部４１により、記憶部５から評価対象となる配管の断面画像２００を取得する（Ｓ１）。図４は、記憶部５から取得された配管の断面画像２００の一例である。
【００２２】
評価対象となる配管の断面画像２００を取得した後、情報処理部４は、情報処理部４の抽出部４２により、取得した断面画像２００から、配管部２１を抽出する（Ｓ２）。詳しくは、情報処理部４は、まず断面画像２００の輝度値を求め、予め定めた閾値を用いて二値化処理を行う。そして、情報処理部４は、輝度値が「０」の領域を背景部２２と識別する。図５は、二値化処理を行った断面画像２００の一例である。図５の断面画像２００では、背景部２２が斜線で示されている。続いて、情報処理部４は、背景部２２以外の領域、すなわち輝度値が「１」の各領域の面積を算出する。図５では、斜線のない領域が背景部２２以外の領域となる。図５の例では、背景部２２以外の領域が３箇所あり、それぞれの面積が算出される。そして、情報処理部４は、背景部２２以外の領域の中で、面積が最も大きい領域を配管部２１と識別する。情報処理部４は、識別した配管部２１を抽出して画像２０１を作成し、記憶部５に記憶する。図６は、抽出された配管部２１の画像２０１の一例である。
【００２３】
取得した断面画像２００から配管部２１を抽出した後、情報処理部４は、抽出部４２により、配管部２１の内面形状２１０を抽出する（Ｓ３）。詳しくは、情報処理部４は、ステップＳ２において、背景部２２と識別された領域の中から、断面画像２００の外縁と接触していない各領域の面積を算出する。そして、情報処理部４は、各領域のなかで面積が最も大きい領域を空洞部２２ａと識別する。そして、情報処理部４は、識別した空洞部２２ａを抽出して画像２０２を作成する。図７は、抽出された空洞部２２ａの画像２０２の一例である。図７では、空洞部２２ａが斜線で示されている。情報処理部４は、さらに、作成した画像２０２に境界検出の画像処理を施して境界部分を取得し、取得した境界部分を配管部２１の内面形状２１０として抽出し、記憶部５に記憶する。
【００２４】
また、情報処理部４は、抽出部４２により、配管部２１の外面形状２１１を抽出する（Ｓ４）。詳しくは、情報処理部４は、ステップＳ２において、抽出された配管部２１の画像２０１に対し、境界検出の画像処理を行うことにより、境界部分を取得する。そして、情報処理部４は、取得した境界部分のうち、画像２０１の中心から最も距離の遠い境界部分を配管部２１の外面形状２１１として抽出し、記憶部５に記憶する。なお、情報処理部４における境界検出の画像処理としては、画像２０１または２０２の輝度に基づき境界を検出する既知の方法を用いることができる。配管部２１の内面形状２１０の抽出と外面形状２１１の抽出とを行う順序は任意であり、これらを並行して実施してもよい。
【００２５】
配管部２１の内面形状２１０を抽出した後、情報処理部４は、作成部４３により、ステップＳ３で抽出された配管部２１の内面形状２１０から、配管部２１の初期外面形状２１１Ａを作成する（Ｓ５）。初期外面形状２１１Ａは、配管が腐食する前の初期状態の外面形状である。空調機用室外機の熱交換器が備える冷媒配管の場合、配管の内部には、フロンに代表されるような非腐食性の冷媒ガスが充填されているため、配管の内面は腐食が進行しない。そのため、配管の内面の変化は、外面の腐食による変化に比べて小さい。また、配管の内面の形状と外面の形状は略同じである。そこで、腐食の少ない配管の内面の形状から、配管の腐食前の外面の形状を推定することができる。
【００２６】
図８は、実施の形態１における初期外面形状２１１Ａの作成方法のフローチャートである。図８に示すように、情報処理部４は、まず、作成部４３により、ステップＳ２において抽出された配管部２１の画像２０１を用いて、内面形状２１０の中心Ａを設定する（Ｓ５１）。詳しくは、情報処理部４は、配管部２１の内面形状２１０が円または楕円で近似できる場合には、近似した円または楕円の中心を中心Ａとし、近似できない場合には画像２０１の幾何中心を中心Ａとする。
【００２７】
内面形状２１０の中心Ａを設定した後、情報処理部４は、作成部４３により、中心Ａを中心とし、外面形状２１１を内包する暫定形状を作成する（Ｓ５２）。詳しくは、情報処理部４は、中心Ａを維持したまま、内面形状２１０を拡大する。そして、拡大した内面形状２１０上の輝度値が全て０になった時点で、配管部２１の外面形状２１１を内包したと判断し、情報処理部４は、拡大を終了する。そして、このときの拡大された内面形状２１０を暫定形状とする。そして情報処理部４は、作成された暫定形状と、暫定形状を作成した時の中心Ａとを、記憶部５に記憶する（Ｓ５３）。
【００２８】
暫定形状を作成した後、情報処理部４は、作成部４３により、中心を中心Ｂに移動したときの比較形状を作成する。詳しくは、情報処理部４は、作成部４３により、配管部２１の内面形状２１０の中心Ｂを設定する（Ｓ５４）。中心Ｂは、中心Ａとは異なる新たな点であり、情報処理部４は、中心Ａの近傍の点を中心Ｂとして選択する。そして情報処理部４は、中心Ｂを中心とし、外面形状２１１を内包する比較形状を作成する（Ｓ５５）。詳しくは、情報処理部４は、中心Ｂを維持したまま、内面形状２１０を拡大する。そして、拡大した内面形状２１０上の輝度値が全て０になった時点で、配管部２１の外面形状２１１を内包したと判断し、拡大を終了する。そして、このときの拡大された内面形状２１０を比較形状とする。そして情報処理部４は、作成された比較形状と、比較形状を作成した時の中心Ｂとを、記憶部５に記憶する（Ｓ５６）。
【００２９】
比較形状を記憶した後、情報処理部４は、作成部４３により、記憶部５に記憶される暫定形状の面積と比較形状の面積とを算出して比較する（Ｓ５７）。比較形状の面積が暫定形状の面積より小さい場合は（Ｓ５７：ＹＥＳ）、情報処理部４は、中心Ｂおよび比較形状を、新たな中心Ａおよび暫定形状として記憶部５に記憶する（Ｓ５８）。これにより、記憶部５に記憶される中心Ａと暫定形状とが更新される。そして情報処理部４は、ステップＳ５４に戻り、以降の処理が繰り返す。このように、情報処理部４は、中心Ａの位置を変更して作成した比較形状と暫定形状との比較を繰り返し実施することで、内面形状２１０の最適な中心を探索する。比較形状の面積が暫定形状の面積以上となった場合（Ｓ５７：ＮＯ）、情報処理部４は、暫定形状を初期外面形状２１１Ａとして記憶部５に記憶する（Ｓ５９）。これにより、配管部２１の腐食前の初期外面形状２１１Ａが作成される。
【００３０】
図３に戻って、続くステップＳ６で、情報処理部４は、腐食損傷評価部４４により、ステップＳ４で抽出された配管部２１の外面形状２１１と、ステップＳ５で作成された配管部２１の初期外面形状２１１Ａとの間の領域を腐食部位２３として抽出する（Ｓ６）。情報処理部４は、抽出した腐食部位２３の画像２０３を作成し、記憶部５に記憶する。図９は、抽出された腐食部位２３の画像２０３の一例である。図９では、腐食部位２３が斜線で示される。ここで、情報処理部４は、図９に示す腐食部位２３の画像２０３を出力部６に表示してもよい。これにより、配管の腐食部分を明瞭化することができる。
【００３１】
腐食部位２３を抽出した後、情報処理部４は腐食損傷評価部４４により、配管部２１の腐食損傷を定量的に評価する（Ｓ７）。詳しくは、腐食損傷評価部４４は、まずステップＳ６で抽出した腐食部位２３の面積を算出する。そして、情報処理部４は、算出した腐食部位２３の面積の大小により、腐食損傷の度合を評価する。詳しくは、腐食部位２３の面積が大きいほど、腐食損傷の度合が大きいと判断する。そして情報処理部４は、出力部６から評価結果を出力し（Ｓ８）、腐食損傷評価方法を終了する。情報処理部４は、例えば、評価結果として、腐食損傷の度合を数値または文章で出力部６に表示してもよい。または、情報処理部４は、算出した腐食部位２３の面積と予め定めた閾値とを比較し、腐食部位２３の面積が閾値未満の場合を「問題なし」、閾値以上の場合を「問題あり」として出力部６から出力してもよい。
【００３２】
以上のように、本実施の形態では、評価対象の配管の断面画像から、初期状態の配管の形状を作成し、腐食部の定量評価を行う。これにより、市場から回収された製品の腐食損傷評価を行う場合など、配管の初期状態の情報が得られない場合でも、容易に腐食損傷評価を行うことができる。また、腐食の少ない配管の内面形状から初期状態を推定し、初期外面形状２１１Ａを作成することで、精度を低下させることなく、腐食損傷評価を行うことができる。また、評価対象となる配管の断面画像２００から配管の内面形状２１０および外面形状２１１を抽出して用いることで、初期外面形状２１１Ａの推定および腐食部位２３の特定の精度を向上させることができる。
【００３３】
実施の形態２．
実施の形態２について説明する。実施の形態２では、初期外面形状を作成する際に、内面形状２１０に替えて推定用形状２２０を用いる点において、実施の形態１と相違する。腐食損傷評価装置１００の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３４】
熱交換器の性能向上を目的として、空調機用室外機の熱交換器が備える冷媒配管の内面に溝が設けられる場合がある。図１０は、内面に溝が設けられた配管の断面画像から抽出された配管部２１の画像２０１の一例である。図１０では、斜線で示される配管部２１の内面に溝２４が設けられている。配管部２１の内面に溝２４が設けられている場合、配管部２１の内面形状２１０を、そのまま初期外面形状２１１Ａの作成に用いることはできない。そこで、本実施の形態の腐食損傷評価方法は、配管部２１の内面形状２１０から初期外面形状２１１Ａを作成するための推定用形状２２０を作成し、推定用形状２２０を用いて初期外面形状２１１Ａを作成する。
【００３５】
図１１は、実施の形態２における配管の腐食損傷評価方法を示すフローチャートである。図１１に示すように、本実施の腐食損傷評価方法のステップＳ１〜Ｓ４は、実施の形態１と同じである。そして、ステップＳ５における配管部２１の初期外面形状２１１Ａの作成前に、情報処理部４は、作成部４３によって、推定用形状２２０を作成する（Ｓ１０）。
【００３６】
図１２は、実施の形態２における推定用形状２２０の作成方法を説明する図である。図１２に示すように、情報処理部４は、画像処理により、ステップＳ３で抽出された配管部２１の内面形状２１０から最小二乗法を用いて近似楕円を求める。そして、情報処理部４は、求めた近似楕円を推定用形状２２０として、記憶部５に記憶する。そして、ステップＳ５における初期外面形状２１１Ａの作成では、情報処理部４は、抽出された配管部２１の内面形状２１０に替えて、推定用形状２２０から、暫定形状および比較形状を作成する。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によると、配管部２１の内面に溝２４などの凹凸がある場合であっても、適切に初期状態を推定し、初期外面形状２１１Ａを作成することができる。これにより、初期状態の情報が得られない場合でも、容易に腐食損傷評価を行うことができるとともに、腐食損傷評価の精度低下を抑制できる。
【００３８】
なお、本実施の形態における推定用形状２２０の作成方法は、図１２の例に限定されるものではない。図１３および図１４は、実施の形態２の変形例における推定用形状２２０の作成方法を説明する図である。図１３および図１４に示すように、情報処理部４は、内面形状２１０の溝２４以外の部分における代表点Ｐを複数取得し、複数の代表点Ｐをスプライン補完によって接続することで推定用形状２２０を作成してもよい。代表点Ｐは、図１３に示すように内面形状２１０における溝２４以外の各曲線部分の中間点を代表点Ｐとする方法、または図１４に示すように内面形状２１０の中心から一定の角度ごとの内面形状２１０上の点を代表点Ｐとする方法で取得できる。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態３について説明する。実施の形態３では、配管の内面の腐食損傷を評価する点において、実施の形態１と相違する。腐食損傷評価装置１００の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４０】
給湯または暖房用の給湯器は、熱交換器を備えている。熱交換器はアルミニウムまたは銅などの金属を材料とする水配管またはフィンなどによって構成される。給湯器の水配管には、使用場所の水道水または地下水が流れるため、水に溶解したイオン成分によって水配管の内面が損傷する場合がある。熱交換器の水配管の内面において腐食が進行すると、配管の穴あきが発生し、水漏れなどの不具合に繋がる可能性がある。そのため、給湯器の耐食性評価においては、配管の内面の腐食損傷を評価することが重要である。
【００４１】
腐食損傷評価方法を実施する前に、まず腐食が進行した水配管が回収される。水配管の回収方法としては、市場で販売された製品で不具合が発生した場合に販売元で給湯器の交換対応を実施し、不具合品を回収する方法、または製品開発時にＦＴ用に設置したＦＴ機を数年後に回収する方法などがある。
【００４２】
次に、回収した水配管の断面画像が撮影される。水配管の腐食損傷評価は、配管の穴あきを防ぐことが目的でなる。そのため、水配管の断面画像を撮影することで、配管の穴あきに繋がる配管の外側方向への腐食損傷状態を確認することができる。水配管の断面画像の撮影方法としては、水配管を切断し、エポキシ樹脂に代表されるような埋込用樹脂中に埋め込み、その断面部分を研磨機で研磨した後、光学顕微鏡を用いて断面画像を撮影する方法が挙げられる。もしくは、Ｘ線ＣＴスキャンに代表されるような、放射線を用いて放射線透過写真を撮影し、非破壊により断面画像を得る方法がある。水配管の断面画像の撮影方法は、上記に限定されるものではなく、その他の既知の方法を用いることができる。撮影された断面画像は、記録媒体に記憶され、入力部２を介して記憶部５に記憶される。または、撮影された断面画像は、インターネットまたはローカルエリアネットワークを介して送信され、通信部３を介して記憶部５に記憶されてもよい。
【００４３】
図１５は、実施の形態３における配管の腐食損傷評価方法のフローチャートである。図１５に示す腐食損傷評価方法は、情報処理部４が腐食損傷評価処理プログラムを実行することによって実施される。図１５に示す腐食損傷評価方法の各ステップが腐食損傷評価処理プログラムの各ステップに相当する。腐食損傷評価方法では、まず、実施の形態１と同様のステップＳ１〜Ｓ４が実施される。詳しくは、情報処理部４は、評価対象となる配管の断面画像２００が記憶部５から取得し（Ｓ１）、配管部２１を抽出し（Ｓ２）、記憶部５に記憶する。図１６は、抽出された配管部２１の画像２０１の一例である。続いて、情報処理部４は、配管部２１の内面形状２１０と外面形状２１１とを抽出する（Ｓ３およびＳ４）。
【００４４】
そして、情報処理部４は、作成部４３により、ステップＳ４で抽出された配管部２１の外面形状２１１から、配管部２１の初期内面形状２１０Ａを作成する（Ｓ２０）。初期内面形状２１０Ａは、配管が腐食する前の初期状態の内面形状である。給湯器の熱交換器が備える水配管の場合、配管の外面は水が接触しないために腐食が殆ど進行しない。そのため、配管の外面の変化は、内面の腐食による変化に比べて小さい。また、配管の内面の形状と外面の形状は略同一である。そこで、腐食の少ない配管の外面の形状から、配管の腐食前の内面形状を推定することができる。
【００４５】
図１７は、実施の形態３における初期内面形状２１０Ａの作成方法のフローチャートである。図１７に示すように、まず、情報処理部４は、作成部４３により、ステップＳ２において抽出された配管部２１の画像２０１（図１６）を用いて、外面形状２１１の中心Ａを設定する（Ｓ２０１）。詳しくは、情報処理部４は、配管部２１の外面形状２１１が円または楕円で近似できる場合には、近似した円または楕円の中心を中心Ａとし、近似できない場合には画像２０１の幾何中心を中心Ａとする。
【００４６】
そして、情報処理部４は、中心Ａを中心とし、内面形状２１０に内包される暫定形状を作成する（Ｓ２０２）。詳しくは、情報処理部４は、中心Ａを維持したまま、外面形状２１１を縮小する。そして、縮小した外面形状２１１上の輝度値が全て０になった時点で、情報処理部４は、配管部２１の内面形状２１０に内包されたと判断し、縮小を終了する。そして、このときの縮小された外面形状２１１を暫定形状とする。そして、情報処理部４は、作成された暫定形状と、暫定形状を作成した時の中心Ａとを、記憶部５に記録する（Ｓ２０３）。
【００４７】
続いて、情報処理部４は、作成部４３により、中心を中心Ｂに移動したときの比較形状を作成する。詳しくは、情報処理部４は、作成部４３により、配管部２１の外面形状２１１の中心Ｂを設定する（Ｓ２０４）。中心Ｂは、中心Ａとは異なる新たな点であり、中心Ａの近傍の点が中心Ｂとして選択される。そして、情報処理部４は、中心Ｂを中心とし、内面形状２１０に内包される比較形状を作成する（Ｓ２０５）。詳しくは、情報処理部４は、中心Ｂを維持したまま、外面形状２１１を縮小する。そして、縮小した外面形状２１１上の輝度値が全て０になった時点で、情報処理部４は、配管部２１の内面形状２１０に内包されたと判断し、縮小を終了する。そして、情報処理部４は、このときの縮小された外面形状２１１を比較形状とする。そして、情報処理部４は、作成された比較形状と、比較形状を作成した時の中心Ｂとを、記憶部５に記録する（Ｓ２０６）。
【００４８】
続いて、情報処理部４は、作成部４３により、記憶部５に記憶される暫定形状の面積と比較形状の面積とを算出し、比較する（Ｓ２０７）。そして、比較形状の面積が暫定形状の面積より大きい場合は（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、情報処理部４は、中心Ｂおよび比較形状を、新たな中心Ａおよび暫定形状として記憶部５に記憶される（Ｓ２０８）。これにより、記憶部５に記憶される中心Ａと暫定形状とが更新される。そして、ステップＳ２０４に戻り、以降の処理が繰り返される。このように、情報処理部４は、中心Ａの位置を変更して作成した比較形状と暫定形状との比較を繰り返し実施することで、外面形状２１１の最適な中心を探索する。そして、比較形状の面積が暫定形状の面積以下となった場合は（Ｓ２０７：ＮＯ）、情報処理部４は、暫定形状を初期内面形状２１０Ａとして記憶部５に記憶する（Ｓ２０９）。これにより、配管部２１の腐食前の初期内面形状２１０Ａが作成される。
【００４９】
図１５に戻って、続くステップＳ２１では、情報処理部４は、腐食損傷評価部４４により、ステップＳ３で抽出された配管部２１の内面形状２１０と、ステップＳ２０で作成された配管部２１の初期内面形状２１０Ａとの間の領域を腐食部位２３として抽出する（Ｓ２１）。情報処理部４は、抽出した腐食部位２３の画像２０３を作成し、記憶部５に記憶する。図１８は、抽出された腐食部位２３の画像２０３の一例である。図１８では、腐食部位２３が斜線で示される。ここで、情報処理部４は、図１８に示す腐食部位２３の画像２０３を出力部６に表示してもよい。これにより、配管の腐食部分を明瞭化することができる。
【００５０】
続いて、情報処理部４は、腐食損傷評価部４４により、配管部２１の腐食損傷を定量的に評価する（Ｓ２２）。詳しくは、情報処理部４は、まずステップＳ２１で抽出した腐食部位２３の面積を算出する。そして、情報処理部４は、算出した腐食部位２３の面積の大小により、腐食損傷の度合を評価する。詳しくは、腐食部位２３の面積が大きいほど、腐食損傷の度合が大きいと判断する。そして、情報処理部４は、出力部６から評価結果を出力し（Ｓ２２）、腐食損傷評価方法を終了する。例えば、評価結果として、腐食損傷の度合を数値または文章で出力部６に表示する。または、情報処理部４は、算出した腐食部位２３の面積と予め定めた閾値とを比較し、腐食部位２３の面積が閾値未満の場合を「問題なし」、閾値以上の場合を「問題あり」として出力部６から出力してもよい。
【００５１】
以上のように、本実施の形態においても、市場から回収された製品の腐食評価を行う場合など、配管の初期状態の情報が得られない場合でも、容易に腐食損傷評価を行うことができる。また、腐食の少ない水配管の外面から初期状態を推定し、初期内面形状２１０Ａを作成することで、精度を低下させることなく、腐食損傷評価を行うことができる。
【００５２】
以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、上記実施の形態においては、腐食損傷評価方法は、単独の腐食損傷評価装置１００によって実施されるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、腐食損傷評価方法は、複数の腐食損傷評価装置１００、もしくは腐食損傷評価装置以外の単独または複数の装置によって実施されてもよい。また、上記実施の形態においては、腐食損傷評価プログラムは、腐食損傷評価装置１００の記憶部５に予め記憶され、情報処理部４によって実行されるプログラムとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、腐食損傷評価プログラムは、記録媒体に記憶されて流通するもの、またはインターネットを介してダウンロードされるものでもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態では、配管の内面または外面の形状から初期の内面または外面の形状を求めるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、配管の内面または外面の一部、一点または複数点、もしくは内面または外面以外の部分の形状から配管の内面、外面、またはそれ以外の部分の腐食前の初期形状における初期断面形状を求めてもよい。
【００５４】
また、実施の形態１および２の配管の腐食損傷評価方法において、図３および図１１のステップＳ４における外面形状の抽出を省略してもよい。この場合は、ステップＳ２で抽出した配管部と初期外面形状とを比較して、腐食部位を特定することができる。同様に、実施の形態３の配管の腐食損傷評価方法において、図１５のステップＳ３における内面形状の抽出を省略してもよい。
【００５５】
さらに、実施の形態１の初期外面形状２１１Ａの作成方法において、図８のステップＳ５４〜Ｓ５８を省略し、処理を簡素化してもよい。同様に、実施の形態３の初期内面形状２１０Ａの作成方法において、図１７のステップＳ２０４〜Ｓ２０８を省略し、処理を簡素化してもよい。さらに、実施の形態３において、外面形状２１１に溝が設けられている場合は、実施の形態２に記載される方法を用いて、初期内面形状２１０Ａを作成するための推定用形状を作成してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  操作部、２  入力部、３  通信部、４  情報処理部、５  記憶部、６  出力部、２１  配管部、２２  背景部、２２ａ  空洞部、２３  腐食部位、２４  溝、４１  取得部、４２  抽出部、４３  作成部、４４  腐食損傷評価部、１００  腐食損傷評価装置、２００  断面画像、２０１、２０２、２０３  画像、２１０  内面形状、２１０Ａ  初期内面形状、２１１  外面形状、２１１Ａ  初期外面形状、２２０  推定用形状。
【要約】
初期形状から腐食した配管の腐食損傷評価を行う腐食損傷評価方法において、腐食した配管を含む画像を取得する取得ステップと、取得ステップで取得した画像から、腐食した配管の腐食断面形状を抽出する抽出ステップと、抽出ステップで抽出した腐食断面形状から、初期形状における配管の初期断面形状を作成する作成ステップと、抽出ステップで抽出した腐食断面形状と作成ステップで作成した初期断面形状とを比較して腐食損傷評価を行う評価ステップと、を備える腐食損傷評価方法を提供する。【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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