ガイド波を用いた検査方法
【課題】ガイド波を用いた非破壊検査装置において、容易に、検査装置の校正が行えるガイド波を用いた検査方法を提供することにある。
【解決手段】ガイド波センサ２から離れた円筒状の配管１の外面に、基準反射部材である磁石４を接触，固定する。ガイド波センサ２から送信したガイド波３ａに対する、磁石４の接触部位からの反射信号３ｂを受信する。反射信号３ｂの振幅を基準信号として、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅を基準信号と比較することで、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定する。
【解決手段】ガイド波センサ２から離れた円筒状の配管１の外面に、基準反射部材である磁石４を接触，固定する。ガイド波センサ２から送信したガイド波３ａに対する、磁石４の接触部位からの反射信号３ｂを受信する。反射信号３ｂの振幅を基準信号として、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅を基準信号と比較することで、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガイド波を用いて配管や肉厚の薄い円筒管の劣化状態を長距離区間一括して検査するのに好適な非破壊検査装置のガイド波を用いた検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からよく知られているように、配管の欠陥などの損傷個所を検査する非破壊測定手段として代表的なものに超音波厚さ計がある。プラントの配管検査は、プラントを停止し、高所では足場を組み、保温材を外してから一点一点測定するのが一般的である。この超音波厚さ計の校正方法は、基準となる肉厚の違う校正用試験体に超音波センサを当てて、その肉厚を測定して、随時、超音波厚さ計の感度校正を行なっている。
【０００３】
それに対して、近年、円筒部材の軸方向に伝播するガイド波を用いた検査装置が検討されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、円筒部材の軸方向に伝播するガイド波を用いた検査装置の校正方法は、まだ、確立されていない。一般的には、被検体と同一の模擬試験体を準備し、その表面に基準となる既知形状の模擬欠陥を機械加工して基準反射源を付与した後、模擬試験体をガイド波による検査装置で測定することで、模擬欠陥の基準反射源からの反射信号の強度を基準信号として感度校正を行っている。
【０００４】
この時、基準反射源の減肉量は、配管の管端断面積を１００％としたときの基準反射源形状の断面積比または断面欠損率で表わして評価している。図１２は、２種類の異なる断面積比を測定した一例を示している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１００５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、模擬試験体を用いる方法では、検査対象物に対してそれぞれ模擬試験体を製作する必要があり、例えば、大口径配管が検査対象になった場合、同一の模擬配管の入手はもちろん運搬、加工、及び保管、管理が非常に大変で、膨大な時間とコストがかかるという問題が生じる可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、ガイド波を用いた非破壊検査装置において、容易に、検査装置の校正が行えるガイド波を用いた検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ガイド波で被検体の円筒状部材の欠陥又は減肉を検査するガイド波を用いた検査方法であって、ガイド波センサから離れた前記円筒状部材の内面又は外面の一部分に、基準反射部材を接触，固定し、前記ガイド波センサから送信したガイド波に対する、前記基準反射部材の接触部位からの反射信号を受信し、前記反射信号の振幅を基準信号として、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅を前記基準信号と比較することで、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定するようにしたものである。
かかる方法により、ガイド波を用いた非破壊検査装置において、容易に、検査装置の校正が行えるものとなる。
【０００９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記基準反射部材は、１つ以上の金属製ブロック又は磁石である。
【００１０】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記基準反射部材の取付けの配列は、被検体の円筒状部材の周方向の一部位又は周方向の複数部位である。
【００１１】
（４）上記（１）において、好ましくは、予め求めておいた前記基準反射部材からの反射信号の基準信号と基準反射部材を含む被検体の断面面積変化率との相関関係を利用して、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅から欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定するようにしたものである。
【００１２】
（５）上記（１）において、好ましくは、ガイド波センサから一定距離離れた前記円筒状部材の内面又は外面の一部分に、同一基準反射部材を接触，固定させ、前記基準反射部材の接触部位からの反射信号の振幅を基準信号として、前記基準信号を比較することで、ガイド波を用いたガイド波検査装置のガイド波センサの劣化又は破損を推定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガイド波を用いた非破壊検査装置において、容易に、検査装置の校正が行えるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図１０を用いて、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるガイド波を用いた検査方法の第１の内容について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。
【００１５】
被検体の円筒状部材である配管１は、外径が１１４mm、厚さが６mm、長さが５５００mm、材質が炭素鋼の配管を用いている。ガイド波センサ２は、配管の管端５ｂから２００mmの位置に取付けている。ガイド波検査装置６は、ガイド波センサ２を経て、配管１にガイド波３ａを送信し、配管の軸方向に伝播させる。送信したガイド波３ａは、配管１の内面や外面に特性音響インピーダンスが変化する反射源のような部位が存在すると、その部位でガイド波の反射３ｂが生じる。即ち、配管の断面形状や密度が変化する部位で反射がおこる。
【００１６】
本実施形態では、反射源の基準反射部材として磁石４を用いて測定している。磁石４は、円柱形の丸型で両面２極に着磁させたものである。磁石４は、配管１に取付けたガイド波センサ２から３ｍ離れたガイド波送信方向３ａ、ここでは配管軸方向の外面に複数個を、周方向の一部位に一列に接触，固定させて取り付けている。図示の例では、４個の磁石４を取り付けているが、図３にて後述するように、磁石の個数は変えている。
【００１７】
ガイド波センサ２から送信されたガイド波３ａは、配管１の軸方向に伝播するが、配管１に接触，固定した基準反射部材である磁石４の部位からガイド波の反射が生じ、その反射信号３ｂを再びガイド波センサ２で信号を受信してガイド波検査装置で反射信号を収録し、基準信号とする。また、磁石４を通過したガイド波３ｃは、管端５ａにて反射し、反射信号３ｄとなる。
【００１８】
ガイド波検査装置は、ガイド波センサに送信パルスを印加して受信信号を増幅するパルサレシーバを含むガイド波送受信装置６ａと、信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、演算部と、制御部と、収録部と、出力部とからなるコンピュータ６ｂで構成されている。
【００１９】
次に、図２を用いて、本実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容について説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容を示すフローチャートである。
【００２０】
ステップＳ１の検査装置のセッティングでは、図１に示したように、ガイド波センサ２を配管の管端５ｂから２００mm離れた位置に取付け、ガイド波検査装置からガイド波センサ２を経て、ガイド波３ａを送信し配管の軸方向に伝播させる。
【００２１】
ステップＳ２の基準信号のデータ取得では、基準反射部材である磁石４の部位からガイド波の反射が生じ、その反射信号３ｂを再びガイド波センサ２で信号を受信してガイド波検査装置で反射信号を収録し、基準信号とする。
【００２２】
ステップＳ３の基準信号のデータ収録・解析では、磁石一個の反射信号の振幅と配管の断面積変化率の相関関係を模擬配管で予め解析しておく。
【００２３】
ここで、図３〜図５を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、反射信号の振幅と配管の断面積変化率の相関関係について説明する。
最初に、図３を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果について説明する。
図３は、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果の説明図である。図３において、横軸はセンサからの距離（ｍ）を示し、縦軸は振幅（相対値）を示している。
【００２４】
図３（ａ）は、磁石が無いときの受信信号を示しており、磁石の設置位置３ｍの信号Ｅ０は検出されていない。センサから距離５．３ｍの強い信号は、第１回目の管端５ａから反射信号である。
【００２５】
それに対して、図３（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、磁石の個数を２個，４個，８個と増えるにしたがって、基準反射部材の磁石の取付け位置３ｍの反射信号Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の振幅も増加する。
【００２６】
次に、図４を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係について説明する。
図４は、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係の説明図である。
【００２７】
図４は、図３に示した測定結果を、横軸に磁石の個数、縦軸に反射信号の振幅（相対値）をとり、整理したものである。なお、図３には示してないが、磁石が１個の場合、１２個の場合についても測定している。
【００２８】
図４から、両者はバラツキの範囲でよい相関関係がある。このことは、磁石を取付けたことによって、磁石の部位の配管断面積が磁石の個数に相当する断面積変化分増加するためである。
【００２９】
次に、図５を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の部位の断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅の関係について説明する。
図５は、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の部位の断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅の関係の説明図である。図５において、横軸は磁石の断面積変化率を示し、縦軸は振幅（Ｖ）を示している。
【００３０】
図５は、図３に示した結果を、磁石の部位の断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅について整理したものである。
【００３１】
このように、ステップＳ３の基準信号のデータ収録・解析では、磁石１個の反射信号の振幅と配管の断面積変化率の相関関係を模擬配管で予め測定して求めておく。
【００３２】
次に、図２のステップＳ４で、被検体を測定して、データを収録する。
【００３３】
次に、ステップＳ５において、基準信号のデータの有無を判定し、無い場合には、ステップＳ６において、基準信号のデータを収録し、解析する。
【００３４】
その上で、ステップＳ７において、ステップＳ３で得られた受信信号の振幅値から、ステップＳ４で得られた被検体の測定データと比較することで、受信信号の配管断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００３５】
このように、磁石１個の反射信号の振幅が配管の断面積変化率の相関関係を模擬配管で予め測定して求めておくことで、被検体を測定して得られた受信信号の振幅値から配管の断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００３６】
すなわち、基準反射部材に対する反射信号の振幅を基準信号として、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅を前記基準信号と比較することで、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定することができる。
【００３７】
さらに、図２のステップＳ７では、ステップＳ３で得られた受信信号の振幅値から、ステップＳ４で得られた被検体の測定データと比較結果、設定値以上か否かを判定し、設定値以上の場合には、再検査する。
【００３８】
ここで、図６を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の設置位置の距離を変えて反射信号を測定した結果について説明する。
図６は、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の設置位置の距離を変えて反射信号を測定した結果の説明図である。図６において、横軸はセンサからの距離を示し、縦軸は振幅（相対値）を示している。
【００３９】
ガイド波信号は、伝播する距離が長くなるにしたがって徐々に減衰する。そこでガイド波センサと磁石設置位置の距離の相関関係を求めて判別することもできる。
【００４０】
磁石の設置位置は、センサから１．５ｍ，２ｍ，３ｍの距離としている。黒丸が磁石の個数８個、黒三角が磁石の個数４個を、周方向一列に配列して測定したものである。
【００４１】
なお、基準反射部材を取り付ける位置は、１カ所だけでなく、既知の断面積形状の基準反射部材をガイド波センサから数箇所違った距離に取付けて、同時に反射信号を測定し基準信号としてもよいものである。
【００４２】
このように模擬配管又は被検体で予め基準反射源の距離と振幅の相関関係を、ステップＳ３の基準信号のデータ収録、解析によって求めておくことで、ステップＳ４の被検体を測定して得られた受信信号の振幅値から、ステップＳ７の基準信号と比較することで、受信信号の配管断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００４３】
次に、図７を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法における、磁石の取り付け状態について説明する。
図７は、図１に示したガイド波を用いた検査方法における、磁石の取り付け状態の説明図である。
【００４４】
基準反射部材の金属製ブロック又は磁石の取付ける配列は、図７に示すパターンでも反射信号の振幅を基準信号としてもよい。
【００４５】
図７（ａ）は、予め設定又は予想した欠陥又は減肉の大きさ、量に相当する断面積変化率の形状のものを周方向の一部分に１個配置した例である。
【００４６】
図７（ｂ）は、同一形状即ち同一断面積のものを周方向の一部分に一列で２個以上配列した例である。個数を増やすことで、任意の断面積変化率の反射信号を得ることができる。
【００４７】
図７（ｃ）は、周方向に等間隔で１個以上の配置した例で、個数を増やすことで任意の断面積変化率の反射信号を得ることができる。
【００４８】
図７（ｄ）は、ガイド波を送信する方向、ここでは配管の軸方向に２列以上の基準反射部材７ａ，７ｂを配置した例である。
【００４９】
いずれも、基準反射部材からの反射信号が測定でき、個数又は断面積変化率との良好な相関関係が得られるので、被検体を測定して得られた受信信号の振幅値から配管の断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００５０】
なお、以上説明した基準信号のデータ取得は、ステップＳ４の被検体の測定前でも測定後でもよいものである。
【００５１】
次に、図８を用いて、本実施形態によるガイド波を用いた検査方法の第２の内容について説明する。
図８は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００５２】
ここでは、被検体は、図１によりも大径で、厚肉のものである。すなわち、外径が５０８mm、厚さが９．５mm、長さが６０００mm、材質が炭素鋼の配管８を用いた場合の一例について説明する。図１の例と同様に、配管表面の一部位に基準反射部材４をガイド波センサ２から３ｍ離れた位置に設置したときのガイド波の受信信号を測定している。反射源の基準反射部材として磁石４を用い、その形状は円柱形の丸型で両面２極に着磁させたものである。磁石４は、ガイド波送信方向３ａ、ここでは配管軸方向の外面に１個以上、周方向の一部位に接触、固定させて取り付けている。ガイド波センサ２は配管の管端から２００mmの位置に取付けている。ガイド波検査装置６は、ガイド波センサ２を経て、ガイド波３ａを送信し、配管１の軸方向に伝播させた。ガイド波センサ２から送信されたガイド波３ａは、配管１に接触，固定させた基準反射部材の磁石４の部位からガイド波の反射が生じ、その反射信号３ｂを再びガイド波センサ２で信号を受信してガイド波検査装置６で反射信号を収録し基準信号とする。
【００５３】
次に、図９を用いて、図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果について説明する。
図９は、図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果の説明図である。図９において、横軸はセンサからの距離（ｍ）を示し、縦軸は振幅（相対値）を示している。
【００５４】
このときの基準反射部材の磁石は、図３（ｂ）に示したように、外面に１個以上、周方向一列に配置した場合である。
【００５５】
図９（ａ）は、磁石が無いときの受信信号を示しており、磁石の設置位置３ｍの信号Ｅ４は検出されていない。センサからの距離が３．８ｍ付近の信号Ｔ１と５ｍ付近の信号Ｔ２は予め機械加工で付与した模擬欠陥のものである。またセンサから距離５．８ｍの強い信号は、第１回目の管端５ａから反射信号である。
【００５６】
図９（ｂ）から図９（ｄ）は、磁石の個数を４個、８個、１６個としたものであり、磁石の個数が増えるにしたがって、基準反射部材の磁石設置位置３ｍの反射信号Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７の振幅も増加する。
【００５７】
次に、図１０を用いて、図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係について説明する。
図１０は、図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係の説明図である。
【００５８】
図１０は、図９に示した測定結果を、横軸に磁石の個数、縦軸に反射信号の振幅（相対値）をとり、整理したものである。なお、図９には示してないが、磁石が１個の場合、１２個の場合、２０個についても測定している。
【００５９】
図１０から、両者はバラツキの範囲でよい相関関係がある。同じ形状の磁石を使用していることから、磁石の個数を磁石の部位の配管断面積変化率で整理すると、図５に示したように、断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅が直線関係を有することがわかる。このように磁石１個の反射信号の振幅が配管の断面積変化率の相関関係を模擬配管で予め測定して求めておくことで、ガイド波を用いた検査で被検体を測定して得られた受信信号の振幅値から配管の断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００６０】
以上、図１〜図１０にて説明したように、口径、肉厚が異なる配管に対しても、基準反射部材の磁石からの反射信号を基準信号として比較することで、他の口径配管でも減肉の大きさが判別可能となる。
【００６１】
基準反射部材を磁石にすることで脱着が容易で、且つ、接触、固定を施す治具、機構の必要がなく、設備が簡素にできる利点がある。また、被検体から得られた測定信号のノイズと信号の有意差を磁石の着脱で確認できる利点もある。
【００６２】
本例では特に磁石の種類を限定していないが、残留磁束密度と保磁力が強力な希土類磁石のサマリウムとコバルトの成分を含有するサマリウムコバルト磁石や磁気特性が優れているネオジムを主材料とするネオジム磁石を用いた方が、接触面の押付け圧力が大きいためガイド波の反射効率も高くなる。さらに、酸化鉄を主成分とするフェライト磁石やアルコニ磁石、また電磁石などの磁石でもガイド波の反射がおこるので、同様な効果が期待できる。
【００６３】
基準反射部材の形状は、円柱形の丸型、リング型、角型、角型の穴付き、湾曲形のＣ型のいずれかで、単純なものがよい。また、予め、管端の反射信号と基準反射部材の振幅の関係を求めておき、例えば１％、２％、５％になる形状のものを複数個準備することで、容易に振幅と個数又は距離との相関関係が得られ、測定信号の減肉の判別時間の短縮が可能となる。
【００６４】
次に、図１１を用いて、本発明の他の実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容について説明する。
図１１は、本発明の他の実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００６５】
前述の例では、基準反射部材として磁石を用いたが、接触、固定が十分であればガイド波が反射する金属製ブロックでも同様な効果が期待できる。図１１は、基準反射部材に金属製ブロックを用いた場合の例である。
【００６６】
図１、図８の例と同様に、配管１に取付けたガイド波センサ２からガイド波送信方向、ここでは軸方向に離れた一部分に準備した基準反射部材の金属製ブロック９を接触させ、配管外面に１個以上、周方向に配列させてバンド１０で固定する。金属製ブロック９は予め測定する減肉量相当の断面積を有する形状のものを１個以上用意する。バンド１０は、配管外面に接触しないように、金属製ブロック９の配置で対策するか、絶縁材のスペーサなどを用いて対策する。また金属製ブロック９は、被検体に強く押し付ける必要がある。
【００６７】
ガイド波センサ２から送信されたガイド波が、金属製ブロック９の部位から反射する信号を、再びガイド波センサ２で受信して基準信号とする。金属製ブロック９の配列は、基準反射部材が磁石４のときと同様に、図３に示すような配列で行い、図４、図５に示すような金属製ブロックの個数又は断面積変化率と反射信号の振幅の相関関係を求めることが可能で、測定して得られた未知の信号の振幅を比較して、欠陥又は減肉量の大きさ、量を判定できる。
【００６８】
用いる金属ブロックの材料としては、配管と同一材質のものが好ましいが、他の密度の高い材料を用いることもできる。密度が高いほど、得られる反射信号が大きくなる。なお、配管材料とは異なる材質の金属ブロックを用いる場合、例えば、図５に示した断面積変化率と振幅との関係の傾きが、配管と同じ材料の金属ブロックを用いた場合とは異なるので、欠陥や減肉の大きさの推定値が異なることとなる。そのため、配管材料と金属ブロックの材料の密度に応じて、図５に示す断面積変化率と振幅との関係の傾きを補正する必要がある。
【００６９】
配管への金属製ブロックの固定方法は、他にワイヤー方式、リング方式、サポート方式や接着剤で行う方式があるが、金属製ブロックを被検体に接触、固定できれば、いずれかでもよい。
【００７０】
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、ガイド波センサから一定距離離れた被検体の内面又は外面に基準反射部材を直接接触、固定することで、ガイド波センサから送信された、被検体に伝播するガイド波がその基準反射部材の接触部位で反射がおこり、再びガイド波センサで受信した信号を基準信号とすることで、被検体の測定で得られた反射信号の振幅と比較して、欠陥又は減肉の大きさ又は量の推定が可能となる。
【００７１】
ここで、基準反射部材として金属製ブロック又は磁石を用いることで、基準反射部材の部位でガイド波の反射がおこり、再びガイド波センサで受信した信号の基準信号を得ることができ、金属製ブロック又は磁石の形状、大きさを変えることで、即ち、基準反射部材の取付け部位の配管の断面積変化率を変えることができるので、それぞれの断面積変化率と振幅の相関関係から、欠陥又は減肉の大きさ又は量の推定が可能となる。
【００７２】
また、基準反射部材を取付けた部位の配管の断面積変化率は、金属製ブロック又は磁石の個数を変えることでも達成される。また、基準反射部材の取付けは、ガイド波センサから一定距離離れた被検体の円筒状部材の周方向の一部位又は周方向の複数部位に配列することでも任意の断面積変化率を設定できるので、それぞれの断面積変化率と基準信号の振幅の相関関係から、欠陥又は減肉の大きさ又は量の推定が可能となる。
【００７３】
模擬試験体から基準反射部材の取付け部位の配管の断面積変化率とその反射信号の振幅の相関関係を予め求めておき、測定で得られた反射信号の振幅を、この相関関係を利用して、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定することが可能となる。
【００７４】
十分得られる同一の基準反射部材からの反射信号を随時測定することで、正常時の信号の感度と比較することで、ガイド波センサの劣化又は破損又は故障の有無や取付け具合の良否を判断できるので検査の信頼性向上の利点がある。
【００７５】
なお、以上説明した例では、ガイド波センサ２は、配管を想定したリング状のガイド波センサを用いているが、本ガイド波を用いた検査方法は、ガイド波センサがリング状でなく、扇形状の分割タイプでも基準反射部材からの反射信号が測定できれば欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定可能である。また、斜角センサの場合、単独でも複数個用いた場合でもよい。
【００７６】
また、十分な反射信号が得られる同一の基準反射部材を用いることで、ガイド波センサからの設置位置を一定とする同一条件下で、基準反射部材からの反射信号を随時測定して、正常時の信号の感度と比較することで、劣化状況又は破損状況又は故障の有無や取付け具合の良否を判断できるので検査の信頼性向上の利点がある。
【００７７】
さらに、ガイド波センサ２及び基準反射部材の取付位置は、図１に示したように、配管１の外面に限らず、内面とすることができる。例えば、配管の径が大きい場合には、配管の内面にガイド波センサ２及び基準反射部材を取り付ける。また、配管の大部分が地中に埋められている場合には、その外面にはガイド波センサ２及び基準反射部材を取り付けられない場合があるので、このような場合にも内面に取り付ける。
【００７８】
本発明のガイド波を用いた検査方法は、配管以外にも、ガイド波が伝搬する大口径のタンクや平板のような基準反射源が得られないところでも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容を示すフローチャートである。
【図３】図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果の説明図である。
【図４】図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係の説明図である。
【図５】図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の部位の断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅の関係の説明図である。
【図６】図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の設置位置の距離を変えて反射信号を測定した結果の説明図である。
【図７】図１に示したガイド波を用いた検査方法における、磁石の取り付け状態の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。
【図９】図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果の説明図である。
【図１０】図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係の説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。
【図１２】従来の模擬試験体を用いた配管の校正する方法の説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…被検体の配管
２…ガイド波センサ
３…ガイド波の伝播方向
４…基準反射部材の磁石
５…管端
６…ガイド波検査装置
７…基準反射部材
８…被検体の配管
９…基準反射部材の金属製ブロック
１０…固定バンド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガイド波を用いて配管や肉厚の薄い円筒管の劣化状態を長距離区間一括して検査するのに好適な非破壊検査装置のガイド波を用いた検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からよく知られているように、配管の欠陥などの損傷個所を検査する非破壊測定手段として代表的なものに超音波厚さ計がある。プラントの配管検査は、プラントを停止し、高所では足場を組み、保温材を外してから一点一点測定するのが一般的である。この超音波厚さ計の校正方法は、基準となる肉厚の違う校正用試験体に超音波センサを当てて、その肉厚を測定して、随時、超音波厚さ計の感度校正を行なっている。
【０００３】
それに対して、近年、円筒部材の軸方向に伝播するガイド波を用いた検査装置が検討されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、円筒部材の軸方向に伝播するガイド波を用いた検査装置の校正方法は、まだ、確立されていない。一般的には、被検体と同一の模擬試験体を準備し、その表面に基準となる既知形状の模擬欠陥を機械加工して基準反射源を付与した後、模擬試験体をガイド波による検査装置で測定することで、模擬欠陥の基準反射源からの反射信号の強度を基準信号として感度校正を行っている。
【０００４】
この時、基準反射源の減肉量は、配管の管端断面積を１００％としたときの基準反射源形状の断面積比または断面欠損率で表わして評価している。図１２は、２種類の異なる断面積比を測定した一例を示している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１００５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、模擬試験体を用いる方法では、検査対象物に対してそれぞれ模擬試験体を製作する必要があり、例えば、大口径配管が検査対象になった場合、同一の模擬配管の入手はもちろん運搬、加工、及び保管、管理が非常に大変で、膨大な時間とコストがかかるという問題が生じる可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、ガイド波を用いた非破壊検査装置において、容易に、検査装置の校正が行えるガイド波を用いた検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ガイド波で被検体の円筒状部材の欠陥又は減肉を検査するガイド波を用いた検査方法であって、ガイド波センサから離れた前記円筒状部材の内面又は外面の一部分に、基準反射部材を接触，固定し、前記ガイド波センサから送信したガイド波に対する、前記基準反射部材の接触部位からの反射信号を受信し、前記反射信号の振幅を基準信号として、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅を前記基準信号と比較することで、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定するようにしたものである。
かかる方法により、ガイド波を用いた非破壊検査装置において、容易に、検査装置の校正が行えるものとなる。
【０００９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記基準反射部材は、１つ以上の金属製ブロック又は磁石である。
【００１０】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記基準反射部材の取付けの配列は、被検体の円筒状部材の周方向の一部位又は周方向の複数部位である。
【００１１】
（４）上記（１）において、好ましくは、予め求めておいた前記基準反射部材からの反射信号の基準信号と基準反射部材を含む被検体の断面面積変化率との相関関係を利用して、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅から欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定するようにしたものである。
【００１２】
（５）上記（１）において、好ましくは、ガイド波センサから一定距離離れた前記円筒状部材の内面又は外面の一部分に、同一基準反射部材を接触，固定させ、前記基準反射部材の接触部位からの反射信号の振幅を基準信号として、前記基準信号を比較することで、ガイド波を用いたガイド波検査装置のガイド波センサの劣化又は破損を推定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガイド波を用いた非破壊検査装置において、容易に、検査装置の校正が行えるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図１０を用いて、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるガイド波を用いた検査方法の第１の内容について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。
【００１５】
被検体の円筒状部材である配管１は、外径が１１４mm、厚さが６mm、長さが５５００mm、材質が炭素鋼の配管を用いている。ガイド波センサ２は、配管の管端５ｂから２００mmの位置に取付けている。ガイド波検査装置６は、ガイド波センサ２を経て、配管１にガイド波３ａを送信し、配管の軸方向に伝播させる。送信したガイド波３ａは、配管１の内面や外面に特性音響インピーダンスが変化する反射源のような部位が存在すると、その部位でガイド波の反射３ｂが生じる。即ち、配管の断面形状や密度が変化する部位で反射がおこる。
【００１６】
本実施形態では、反射源の基準反射部材として磁石４を用いて測定している。磁石４は、円柱形の丸型で両面２極に着磁させたものである。磁石４は、配管１に取付けたガイド波センサ２から３ｍ離れたガイド波送信方向３ａ、ここでは配管軸方向の外面に複数個を、周方向の一部位に一列に接触，固定させて取り付けている。図示の例では、４個の磁石４を取り付けているが、図３にて後述するように、磁石の個数は変えている。
【００１７】
ガイド波センサ２から送信されたガイド波３ａは、配管１の軸方向に伝播するが、配管１に接触，固定した基準反射部材である磁石４の部位からガイド波の反射が生じ、その反射信号３ｂを再びガイド波センサ２で信号を受信してガイド波検査装置で反射信号を収録し、基準信号とする。また、磁石４を通過したガイド波３ｃは、管端５ａにて反射し、反射信号３ｄとなる。
【００１８】
ガイド波検査装置は、ガイド波センサに送信パルスを印加して受信信号を増幅するパルサレシーバを含むガイド波送受信装置６ａと、信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、演算部と、制御部と、収録部と、出力部とからなるコンピュータ６ｂで構成されている。
【００１９】
次に、図２を用いて、本実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容について説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容を示すフローチャートである。
【００２０】
ステップＳ１の検査装置のセッティングでは、図１に示したように、ガイド波センサ２を配管の管端５ｂから２００mm離れた位置に取付け、ガイド波検査装置からガイド波センサ２を経て、ガイド波３ａを送信し配管の軸方向に伝播させる。
【００２１】
ステップＳ２の基準信号のデータ取得では、基準反射部材である磁石４の部位からガイド波の反射が生じ、その反射信号３ｂを再びガイド波センサ２で信号を受信してガイド波検査装置で反射信号を収録し、基準信号とする。
【００２２】
ステップＳ３の基準信号のデータ収録・解析では、磁石一個の反射信号の振幅と配管の断面積変化率の相関関係を模擬配管で予め解析しておく。
【００２３】
ここで、図３〜図５を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、反射信号の振幅と配管の断面積変化率の相関関係について説明する。
最初に、図３を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果について説明する。
図３は、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果の説明図である。図３において、横軸はセンサからの距離（ｍ）を示し、縦軸は振幅（相対値）を示している。
【００２４】
図３（ａ）は、磁石が無いときの受信信号を示しており、磁石の設置位置３ｍの信号Ｅ０は検出されていない。センサから距離５．３ｍの強い信号は、第１回目の管端５ａから反射信号である。
【００２５】
それに対して、図３（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、磁石の個数を２個，４個，８個と増えるにしたがって、基準反射部材の磁石の取付け位置３ｍの反射信号Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の振幅も増加する。
【００２６】
次に、図４を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係について説明する。
図４は、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係の説明図である。
【００２７】
図４は、図３に示した測定結果を、横軸に磁石の個数、縦軸に反射信号の振幅（相対値）をとり、整理したものである。なお、図３には示してないが、磁石が１個の場合、１２個の場合についても測定している。
【００２８】
図４から、両者はバラツキの範囲でよい相関関係がある。このことは、磁石を取付けたことによって、磁石の部位の配管断面積が磁石の個数に相当する断面積変化分増加するためである。
【００２９】
次に、図５を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の部位の断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅の関係について説明する。
図５は、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の部位の断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅の関係の説明図である。図５において、横軸は磁石の断面積変化率を示し、縦軸は振幅（Ｖ）を示している。
【００３０】
図５は、図３に示した結果を、磁石の部位の断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅について整理したものである。
【００３１】
このように、ステップＳ３の基準信号のデータ収録・解析では、磁石１個の反射信号の振幅と配管の断面積変化率の相関関係を模擬配管で予め測定して求めておく。
【００３２】
次に、図２のステップＳ４で、被検体を測定して、データを収録する。
【００３３】
次に、ステップＳ５において、基準信号のデータの有無を判定し、無い場合には、ステップＳ６において、基準信号のデータを収録し、解析する。
【００３４】
その上で、ステップＳ７において、ステップＳ３で得られた受信信号の振幅値から、ステップＳ４で得られた被検体の測定データと比較することで、受信信号の配管断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００３５】
このように、磁石１個の反射信号の振幅が配管の断面積変化率の相関関係を模擬配管で予め測定して求めておくことで、被検体を測定して得られた受信信号の振幅値から配管の断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００３６】
すなわち、基準反射部材に対する反射信号の振幅を基準信号として、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅を前記基準信号と比較することで、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定することができる。
【００３７】
さらに、図２のステップＳ７では、ステップＳ３で得られた受信信号の振幅値から、ステップＳ４で得られた被検体の測定データと比較結果、設定値以上か否かを判定し、設定値以上の場合には、再検査する。
【００３８】
ここで、図６を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の設置位置の距離を変えて反射信号を測定した結果について説明する。
図６は、図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の設置位置の距離を変えて反射信号を測定した結果の説明図である。図６において、横軸はセンサからの距離を示し、縦軸は振幅（相対値）を示している。
【００３９】
ガイド波信号は、伝播する距離が長くなるにしたがって徐々に減衰する。そこでガイド波センサと磁石設置位置の距離の相関関係を求めて判別することもできる。
【００４０】
磁石の設置位置は、センサから１．５ｍ，２ｍ，３ｍの距離としている。黒丸が磁石の個数８個、黒三角が磁石の個数４個を、周方向一列に配列して測定したものである。
【００４１】
なお、基準反射部材を取り付ける位置は、１カ所だけでなく、既知の断面積形状の基準反射部材をガイド波センサから数箇所違った距離に取付けて、同時に反射信号を測定し基準信号としてもよいものである。
【００４２】
このように模擬配管又は被検体で予め基準反射源の距離と振幅の相関関係を、ステップＳ３の基準信号のデータ収録、解析によって求めておくことで、ステップＳ４の被検体を測定して得られた受信信号の振幅値から、ステップＳ７の基準信号と比較することで、受信信号の配管断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００４３】
次に、図７を用いて、図１に示したガイド波を用いた検査方法における、磁石の取り付け状態について説明する。
図７は、図１に示したガイド波を用いた検査方法における、磁石の取り付け状態の説明図である。
【００４４】
基準反射部材の金属製ブロック又は磁石の取付ける配列は、図７に示すパターンでも反射信号の振幅を基準信号としてもよい。
【００４５】
図７（ａ）は、予め設定又は予想した欠陥又は減肉の大きさ、量に相当する断面積変化率の形状のものを周方向の一部分に１個配置した例である。
【００４６】
図７（ｂ）は、同一形状即ち同一断面積のものを周方向の一部分に一列で２個以上配列した例である。個数を増やすことで、任意の断面積変化率の反射信号を得ることができる。
【００４７】
図７（ｃ）は、周方向に等間隔で１個以上の配置した例で、個数を増やすことで任意の断面積変化率の反射信号を得ることができる。
【００４８】
図７（ｄ）は、ガイド波を送信する方向、ここでは配管の軸方向に２列以上の基準反射部材７ａ，７ｂを配置した例である。
【００４９】
いずれも、基準反射部材からの反射信号が測定でき、個数又は断面積変化率との良好な相関関係が得られるので、被検体を測定して得られた受信信号の振幅値から配管の断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００５０】
なお、以上説明した基準信号のデータ取得は、ステップＳ４の被検体の測定前でも測定後でもよいものである。
【００５１】
次に、図８を用いて、本実施形態によるガイド波を用いた検査方法の第２の内容について説明する。
図８は、本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００５２】
ここでは、被検体は、図１によりも大径で、厚肉のものである。すなわち、外径が５０８mm、厚さが９．５mm、長さが６０００mm、材質が炭素鋼の配管８を用いた場合の一例について説明する。図１の例と同様に、配管表面の一部位に基準反射部材４をガイド波センサ２から３ｍ離れた位置に設置したときのガイド波の受信信号を測定している。反射源の基準反射部材として磁石４を用い、その形状は円柱形の丸型で両面２極に着磁させたものである。磁石４は、ガイド波送信方向３ａ、ここでは配管軸方向の外面に１個以上、周方向の一部位に接触、固定させて取り付けている。ガイド波センサ２は配管の管端から２００mmの位置に取付けている。ガイド波検査装置６は、ガイド波センサ２を経て、ガイド波３ａを送信し、配管１の軸方向に伝播させた。ガイド波センサ２から送信されたガイド波３ａは、配管１に接触，固定させた基準反射部材の磁石４の部位からガイド波の反射が生じ、その反射信号３ｂを再びガイド波センサ２で信号を受信してガイド波検査装置６で反射信号を収録し基準信号とする。
【００５３】
次に、図９を用いて、図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果について説明する。
図９は、図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果の説明図である。図９において、横軸はセンサからの距離（ｍ）を示し、縦軸は振幅（相対値）を示している。
【００５４】
このときの基準反射部材の磁石は、図３（ｂ）に示したように、外面に１個以上、周方向一列に配置した場合である。
【００５５】
図９（ａ）は、磁石が無いときの受信信号を示しており、磁石の設置位置３ｍの信号Ｅ４は検出されていない。センサからの距離が３．８ｍ付近の信号Ｔ１と５ｍ付近の信号Ｔ２は予め機械加工で付与した模擬欠陥のものである。またセンサから距離５．８ｍの強い信号は、第１回目の管端５ａから反射信号である。
【００５６】
図９（ｂ）から図９（ｄ）は、磁石の個数を４個、８個、１６個としたものであり、磁石の個数が増えるにしたがって、基準反射部材の磁石設置位置３ｍの反射信号Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７の振幅も増加する。
【００５７】
次に、図１０を用いて、図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係について説明する。
図１０は、図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係の説明図である。
【００５８】
図１０は、図９に示した測定結果を、横軸に磁石の個数、縦軸に反射信号の振幅（相対値）をとり、整理したものである。なお、図９には示してないが、磁石が１個の場合、１２個の場合、２０個についても測定している。
【００５９】
図１０から、両者はバラツキの範囲でよい相関関係がある。同じ形状の磁石を使用していることから、磁石の個数を磁石の部位の配管断面積変化率で整理すると、図５に示したように、断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅が直線関係を有することがわかる。このように磁石１個の反射信号の振幅が配管の断面積変化率の相関関係を模擬配管で予め測定して求めておくことで、ガイド波を用いた検査で被検体を測定して得られた受信信号の振幅値から配管の断面積変化率がわかるので、減肉の大きさが判別可能となる。
【００６０】
以上、図１〜図１０にて説明したように、口径、肉厚が異なる配管に対しても、基準反射部材の磁石からの反射信号を基準信号として比較することで、他の口径配管でも減肉の大きさが判別可能となる。
【００６１】
基準反射部材を磁石にすることで脱着が容易で、且つ、接触、固定を施す治具、機構の必要がなく、設備が簡素にできる利点がある。また、被検体から得られた測定信号のノイズと信号の有意差を磁石の着脱で確認できる利点もある。
【００６２】
本例では特に磁石の種類を限定していないが、残留磁束密度と保磁力が強力な希土類磁石のサマリウムとコバルトの成分を含有するサマリウムコバルト磁石や磁気特性が優れているネオジムを主材料とするネオジム磁石を用いた方が、接触面の押付け圧力が大きいためガイド波の反射効率も高くなる。さらに、酸化鉄を主成分とするフェライト磁石やアルコニ磁石、また電磁石などの磁石でもガイド波の反射がおこるので、同様な効果が期待できる。
【００６３】
基準反射部材の形状は、円柱形の丸型、リング型、角型、角型の穴付き、湾曲形のＣ型のいずれかで、単純なものがよい。また、予め、管端の反射信号と基準反射部材の振幅の関係を求めておき、例えば１％、２％、５％になる形状のものを複数個準備することで、容易に振幅と個数又は距離との相関関係が得られ、測定信号の減肉の判別時間の短縮が可能となる。
【００６４】
次に、図１１を用いて、本発明の他の実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容について説明する。
図１１は、本発明の他の実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００６５】
前述の例では、基準反射部材として磁石を用いたが、接触、固定が十分であればガイド波が反射する金属製ブロックでも同様な効果が期待できる。図１１は、基準反射部材に金属製ブロックを用いた場合の例である。
【００６６】
図１、図８の例と同様に、配管１に取付けたガイド波センサ２からガイド波送信方向、ここでは軸方向に離れた一部分に準備した基準反射部材の金属製ブロック９を接触させ、配管外面に１個以上、周方向に配列させてバンド１０で固定する。金属製ブロック９は予め測定する減肉量相当の断面積を有する形状のものを１個以上用意する。バンド１０は、配管外面に接触しないように、金属製ブロック９の配置で対策するか、絶縁材のスペーサなどを用いて対策する。また金属製ブロック９は、被検体に強く押し付ける必要がある。
【００６７】
ガイド波センサ２から送信されたガイド波が、金属製ブロック９の部位から反射する信号を、再びガイド波センサ２で受信して基準信号とする。金属製ブロック９の配列は、基準反射部材が磁石４のときと同様に、図３に示すような配列で行い、図４、図５に示すような金属製ブロックの個数又は断面積変化率と反射信号の振幅の相関関係を求めることが可能で、測定して得られた未知の信号の振幅を比較して、欠陥又は減肉量の大きさ、量を判定できる。
【００６８】
用いる金属ブロックの材料としては、配管と同一材質のものが好ましいが、他の密度の高い材料を用いることもできる。密度が高いほど、得られる反射信号が大きくなる。なお、配管材料とは異なる材質の金属ブロックを用いる場合、例えば、図５に示した断面積変化率と振幅との関係の傾きが、配管と同じ材料の金属ブロックを用いた場合とは異なるので、欠陥や減肉の大きさの推定値が異なることとなる。そのため、配管材料と金属ブロックの材料の密度に応じて、図５に示す断面積変化率と振幅との関係の傾きを補正する必要がある。
【００６９】
配管への金属製ブロックの固定方法は、他にワイヤー方式、リング方式、サポート方式や接着剤で行う方式があるが、金属製ブロックを被検体に接触、固定できれば、いずれかでもよい。
【００７０】
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、ガイド波センサから一定距離離れた被検体の内面又は外面に基準反射部材を直接接触、固定することで、ガイド波センサから送信された、被検体に伝播するガイド波がその基準反射部材の接触部位で反射がおこり、再びガイド波センサで受信した信号を基準信号とすることで、被検体の測定で得られた反射信号の振幅と比較して、欠陥又は減肉の大きさ又は量の推定が可能となる。
【００７１】
ここで、基準反射部材として金属製ブロック又は磁石を用いることで、基準反射部材の部位でガイド波の反射がおこり、再びガイド波センサで受信した信号の基準信号を得ることができ、金属製ブロック又は磁石の形状、大きさを変えることで、即ち、基準反射部材の取付け部位の配管の断面積変化率を変えることができるので、それぞれの断面積変化率と振幅の相関関係から、欠陥又は減肉の大きさ又は量の推定が可能となる。
【００７２】
また、基準反射部材を取付けた部位の配管の断面積変化率は、金属製ブロック又は磁石の個数を変えることでも達成される。また、基準反射部材の取付けは、ガイド波センサから一定距離離れた被検体の円筒状部材の周方向の一部位又は周方向の複数部位に配列することでも任意の断面積変化率を設定できるので、それぞれの断面積変化率と基準信号の振幅の相関関係から、欠陥又は減肉の大きさ又は量の推定が可能となる。
【００７３】
模擬試験体から基準反射部材の取付け部位の配管の断面積変化率とその反射信号の振幅の相関関係を予め求めておき、測定で得られた反射信号の振幅を、この相関関係を利用して、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定することが可能となる。
【００７４】
十分得られる同一の基準反射部材からの反射信号を随時測定することで、正常時の信号の感度と比較することで、ガイド波センサの劣化又は破損又は故障の有無や取付け具合の良否を判断できるので検査の信頼性向上の利点がある。
【００７５】
なお、以上説明した例では、ガイド波センサ２は、配管を想定したリング状のガイド波センサを用いているが、本ガイド波を用いた検査方法は、ガイド波センサがリング状でなく、扇形状の分割タイプでも基準反射部材からの反射信号が測定できれば欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定可能である。また、斜角センサの場合、単独でも複数個用いた場合でもよい。
【００７６】
また、十分な反射信号が得られる同一の基準反射部材を用いることで、ガイド波センサからの設置位置を一定とする同一条件下で、基準反射部材からの反射信号を随時測定して、正常時の信号の感度と比較することで、劣化状況又は破損状況又は故障の有無や取付け具合の良否を判断できるので検査の信頼性向上の利点がある。
【００７７】
さらに、ガイド波センサ２及び基準反射部材の取付位置は、図１に示したように、配管１の外面に限らず、内面とすることができる。例えば、配管の径が大きい場合には、配管の内面にガイド波センサ２及び基準反射部材を取り付ける。また、配管の大部分が地中に埋められている場合には、その外面にはガイド波センサ２及び基準反射部材を取り付けられない場合があるので、このような場合にも内面に取り付ける。
【００７８】
本発明のガイド波を用いた検査方法は、配管以外にも、ガイド波が伝搬する大口径のタンクや平板のような基準反射源が得られないところでも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査方法の内容を示すフローチャートである。
【図３】図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果の説明図である。
【図４】図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係の説明図である。
【図５】図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の部位の断面面積変化率と磁石からの反射信号の振幅の関係の説明図である。
【図６】図１に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の設置位置の距離を変えて反射信号を測定した結果の説明図である。
【図７】図１に示したガイド波を用いた検査方法における、磁石の取り付け状態の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。
【図９】図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の測定結果の説明図である。
【図１０】図８に示したガイド波を用いた検査方法において、磁石の取付け個数と反射信号の振幅の関係の説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるガイド波を用いた検査装置の構成を示す斜視図である。
【図１２】従来の模擬試験体を用いた配管の校正する方法の説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…被検体の配管
２…ガイド波センサ
３…ガイド波の伝播方向
４…基準反射部材の磁石
５…管端
６…ガイド波検査装置
７…基準反射部材
８…被検体の配管
９…基準反射部材の金属製ブロック
１０…固定バンド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド波で被検体の円筒状部材の欠陥又は減肉を検査するガイド波を用いた検査方法であって、
ガイド波センサから離れた前記円筒状部材の内面又は外面の一部分に、基準反射部材を接触，固定し、
前記ガイド波センサから送信したガイド波に対する、前記基準反射部材の接触部位からの反射信号を受信し、
前記反射信号の振幅を基準信号として、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅を前記基準信号と比較することで、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定することを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項２】
請求項１記載のガイド波を用いた検査方法において、
前記基準反射部材は、１つ以上の金属製ブロック又は磁石であることを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項３】
請求項１記載のガイド波を用いた検査方法の基準反射部材において、
前記基準反射部材の取付けの配列は、被検体の円筒状部材の周方向の一部位又は周方向の複数部位であることを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項４】
請求項１記載のガイド波を用いた検査方法において、
予め求めておいた前記基準反射部材からの反射信号の基準信号と基準反射部材を含む被検体の断面面積変化率との相関関係を利用して、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅から欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定することを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項５】
請求項１記載のガイド波を用いた検査方法において、
ガイド波センサから一定距離離れた前記円筒状部材の内面又は外面の一部分に、同一基準反射部材を接触，固定させ、前記基準反射部材の接触部位からの反射信号の振幅を基準信号として、前記基準信号を比較することで、ガイド波を用いたガイド波検査装置のガイド波センサの劣化又は破損を推定することを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項１】
ガイド波で被検体の円筒状部材の欠陥又は減肉を検査するガイド波を用いた検査方法であって、
ガイド波センサから離れた前記円筒状部材の内面又は外面の一部分に、基準反射部材を接触，固定し、
前記ガイド波センサから送信したガイド波に対する、前記基準反射部材の接触部位からの反射信号を受信し、
前記反射信号の振幅を基準信号として、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅を前記基準信号と比較することで、欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定することを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項２】
請求項１記載のガイド波を用いた検査方法において、
前記基準反射部材は、１つ以上の金属製ブロック又は磁石であることを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項３】
請求項１記載のガイド波を用いた検査方法の基準反射部材において、
前記基準反射部材の取付けの配列は、被検体の円筒状部材の周方向の一部位又は周方向の複数部位であることを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項４】
請求項１記載のガイド波を用いた検査方法において、
予め求めておいた前記基準反射部材からの反射信号の基準信号と基準反射部材を含む被検体の断面面積変化率との相関関係を利用して、ガイド波を用いた検査の測定で得られた反射信号の振幅から欠陥又は減肉の大きさ又は量を推定することを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項５】
請求項１記載のガイド波を用いた検査方法において、
ガイド波センサから一定距離離れた前記円筒状部材の内面又は外面の一部分に、同一基準反射部材を接触，固定させ、前記基準反射部材の接触部位からの反射信号の振幅を基準信号として、前記基準信号を比較することで、ガイド波を用いたガイド波検査装置のガイド波センサの劣化又は破損を推定することを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２９３９８１（Ｐ２００９−２９３９８１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４５６７６（Ｐ２００８−１４５６７６）
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス (276)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス (276)
【Ｆターム（参考）】
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