説明

表面が被覆された円筒部材の表面錆検査方法及びその装置

【課題】本発明は、円筒部材上の外被部材を破壊しないことは勿論のこと、円筒部材の発錆部位と減肉量を容易に検出できる表面が被覆された円筒部材の錆検査方法及びその装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、放射線を円筒部材(1)の表面の接線方向に沿って照射する放射線照射部(7)と、照射された放射線により前記円筒部材の表面の透過像を結像する放射線撮像部(8)と、これら放射線照射部(7)と放射線撮像部(8)とを一体的に支持する筐体6とを備え、かつ前記放射線撮像部(8)での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定する透過像処理部10を設けたのである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は表面が被覆された円筒部材の表面錆検査方法及びその装置に係り、特に、高所に設置され表面が被覆された円筒部材において円筒部材表面に発生する錆を検査するのに好適な表面が被覆された円筒部材の表面錆検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【0002】
通常、屋外の地上近傍のみならず、高所にも敷設されている化学プラントや原子力プラント等の鋼管や槽類(円筒部材)は、鋼管や槽類の表面を外被部材、例えば、断熱材や保冷材等で覆い、さらに断熱材や保冷材等の表面をステンレス薄鋼板等の保護材で覆った断面構造をしている。
【0003】
そして、これら屋外に敷設された鋼管や槽類は、外被部材の経年劣化により、雨水が外被部材を越えて鋼管や槽類の表面にまで侵入して留まり、この雨水の溜まりにより鋼管や槽類の表面が発錆し、鋼管や槽類の肉厚を減肉させ、最悪な場合には穴が開いて鋼管や槽類内の流体が外部に流出することになる。
【0004】
そこで、従来において、鋼管や槽類上の外被部材を破壊せずに、鋼管や槽類表面の錆の発生を検出し、発錆部位が検出された場合、発錆部位の外被部材を撤去して補修することが、既に行われている。関連技術として、例えば特許文献1が挙げられる。
【0005】
【特許文献1】特開平10−141935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、鋼管や槽類には必ず継ぎ目が存在し、この継ぎ目は鋼管や槽類端にフランジを設け、隣接するフランジ同士を結合することで連結しているので、浸入した雨水は鋼管や槽類とフランジとの角部に滞留し易く、そこに錆が発生することが多い。
【0007】
しかしながら、外被部材を破壊せずに発錆部位を検出する、例えば放射線による検出装置は、装置自体が大型してその取扱いに多大の労力を必要とし、鋼管や槽類の発錆部位の検出と減肉量の検出作業が厄介である問題がある。
【0008】
本発明の目的は、円筒部材上の外被部材を破壊しないことは勿論のこと、円筒部材の発錆部位と減肉量を容易に検出できる表面が被覆された円筒部材の錆検査方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は上記目的を達成するために、放射線を前記円筒部材の表面の接線方向に沿って照射する放射線照射部と、照射された放射線により前記円筒部材の表面の透過像を結像する放射線撮像部と、これら放射線照射部と放射線撮像部とを一体的に支持する筐体とを備え、かつ前記放射線撮像部での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定する透過像処理部を設けたのである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、放射線を円筒部材の表面の接線方向に沿って照射することで、放射線の照射量を最小限とすることができるので、放射線による検出装置を小型化することができる。その結果、小型化した放射線による検出装置の取扱が容易になるので、外被部材を撤去せずに円筒部材における発錆の有無と減肉量を容易に検出することができる。
【0011】
したがって、円筒部材上の外被部材を破壊せずに、円筒部材の発錆部位と減肉量を容易に検出できる表面が被覆された円筒部材の錆検査方法及びその装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第1の実施の形態を図1に基づいて説明する。
【0013】
円筒部材である鋼管1の外周は、外被部材2で覆われている。外被部材2は、鋼管1の表面を覆う断熱材3と、さらに、断熱材3の表面を覆うステンレス薄鋼板製の保護材4で構成されている。さらに、鋼管1の端部にはフランジ1Fが設けられ、隣接フランジ1Fを接続することで、必要長さの鋼管1を得ている。このフランジ1Fの周囲にも同様な外被部材2で覆われている。
【0014】
このような鋼管1の外被部材2の外周に、錆検査装置5を装着して錆の発生部位を検出している。
【0015】
錆検査装置5は、鋼管1の外周における接線方向に延在する筐体6と、この筐体6の延在方向の一方側に設置されたX線照射部(放射線照射部)7と、前記筐体6の延在方向の他方側に設置されたX線撮像部(放射線撮像部)8と、前記X線照射部7の電圧を制御する電源制御部9と、前記X線撮像部8で受けた透過像データを処理して判断する透過像処理部10とからなる。
【0016】
そして、X線照射部7は、照射されるX線の中心軸Xが、鋼管1の外周円弧部の接線方向に一致するように設置されている。
【0017】
このように構成された錆検査装置5を鋼管1に沿って移動させながら、鋼管1の表面の発錆部位の有無と減肉量を測定するのである。
【0018】
ところで、照射されるX線は、拡がり角があるので、中心軸Xを中心に広がって放射され、その結果、鋼管1の内側は鋼管厚みがあってその厚みを透過させるにはX線の照射出力を大きくしなければならないが、鋼管1の外周側は外被部材2でありその厚みは僅かであるので小出力でX線は透過する。したがって、鋼管1の表面側に発錆部位があると、そこは酸化鉄となって膨れ上がっているので、内側よりもX線は透過し易い。即ち、鋼管1の内側と外側とでは、X線の透過率が外側が内側の約1/10であり、X線撮像部8で見ると、鋼管1の表面に発錆による減肉が存在した場合、表面が凹んで、かつ膨らんだ錆をコントラスト比で表示判定することができる。
【0019】
以上説明したように、第1の実施の形態によれば、X線照射部7から照射するX線の中心軸Xを、鋼管1の外周における接線方向に一致させて照射することで、X線の照射出力を小出力にすることができ、その結果、錆検査装置5を小型化できるので、円筒部材における発錆の有無と減肉量の検出作業を容易に行うことができる。
【0020】
尚、鋼管1の外被部材2を侵入した雨水は、フランジ1Fと鋼管1の角部に溜まり易く、そこが発錆部位になる確率が高い。そこで、筐体6の移動方向の先端部に錆検査装置5を設けることで、フランジ1Fと鋼管1の角部における発錆の有無と減肉量をも正確に検出することができる。
【0021】
図2は、本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第2の実施の形態を示すもので、図1と同符号は同一構成部品を示すので再度の詳細な説明は省略する。
【0022】
本実施の形態と前記第1の実施の形態との差異は、第1の実施の形態による鋼管1の発錆部位の有無と減肉量の検査を、本実施の形態においては自動的に行うようにした点が異なる。
【0023】
即ち、本実施の形態においては、筐体6は、鋼管1の表面の外被部材2の表面と所定間隔を空けるように走行車輪11A〜11Dで軸支持しており、これら走行車輪11A〜11Dの全部或いは一部に動力を供給して駆動車輪としている。これら走行車輪11A〜11Dは、筐体6の周方向中心部に、走行車輪11A,11Bで軸支持し、これらに対して周方向両側に120度間隔で走行車輪11C,11Dを軸支持している。そして、これら走行車輪11A〜11Dは、有線或いは無線により制御部12の指令で、周方向及び長手方向(軸方向)に駆動される。
【0024】
本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同じ効果を奏する外、自動的に発錆部位の有無と減肉量を検出することができるので、作業員の労力を軽減することができる。
【0025】
図3は、本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第3の実施の形態を示すもので、特に、X線照射部7を改善したものである。尚、図1と同符号は同一構成部品を示すので再度の詳細な説明は省略する。
【0026】
本実施の形態におけるX線照射部7は真空状態に保たれており、真空内の電子線発生部7Aで電子加速された電子が銃7Bに衝突してX線を発生せしめ、図中右方向に発射せしめている。このX線は照射窓7Cから大気側に照射される。照射されるX線の強弱は、電源制御部7DでX線発生部7Aへの供給電力を制御することにより行われる。
【0027】
ここで、照射窓7Cから大気側に照射されるX線は、X線照射部7とX線撮像部8との間に設置された絞り機構13によって絞られ、さらに、屈折率を変えて焦点距離fを変える焦点距離調節手段であるポリマー製レンズ14を通過させるようにしている。そして、絞り機構13でX線を収束させ、焦点を鋼管1の表面の接線に一致する位置に合致させることで、効率よく、云い代えれば、X線発生部7Aへの供給電力を小さくして発錆部位にX線を通過させて鮮明な透過画像をX線撮像部8に結像させることができる。
【0028】
本実施例によれば、第1の実施の形態と同様な効果を奏するほか、供給電力が小さくても鮮明な透過像を得ることができる錆検査装置5を得ることができる。
【0029】
図4は、本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第4の実施の形態を示すもので、特に、X線照射部7を改善したものである。尚、図1及び図3と同符号は同一構成部品を示すので再度の詳細な説明は省略する。
【0030】
第3の実施の形態において、X線の焦点を鋼管1の表面の接線に一致する位置に合致させるためには、X線が目視できないので、実際にX線をX線撮像部8に結像させながら調節する必要がある。
【0031】
そこで、本実施の形態においては、例えば、He−Neレーザ等の可視光線レーザ源15をX線照射部7の近傍に設置している。そして、可視光線レーザ源15から照射された可視レーザ光線Lを反射器16で方向転換させ、絞り機構13に形成した透過穴13Hを通過させる。この透過穴13Hを通過した可視レーザ光線Lを鋼管1の外被部材2の表面の接線に合致させ、これをX線の中心軸Xが鋼管1の表面の接線に一致する位置に合致するように設定しておくことで、可視レーザ光線Lを目視しながら、容易にX線の中心軸Xを鋼管1の表面の接線に一致させることができる。
【0032】
図5は、本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第5の実施の形態を示すものである。尚、図1及び図3と同符号は同一構成部品を示すので再度の詳細な説明は省略する。
【0033】
本実施の形態においては、X線照射部7とX線撮像部8とを一体化する筐体6との関係において、鋼管1を覆う外被部材2の表面のX線の接線方向に合致する位置に、マスク17を設けたものである。このようなマスク17を設けることで、拡がり角をもって照射された余分なX線が必要とする以外の部分に拡散するのを防止できると共に、余分なX線がX線撮像部8に至るのを防止することができる。このように、余分なX線がX線撮像部8に届かなくなることで、X線撮像部8におけるX線の外部散乱領域が狭くなるので、鮮明な結像を得ることができる。
【0034】
図6は、以上説明したX線撮像部8の透過像処理部10の機能処理図を示すものである。
【0035】
制御部12は、スイッチSWの投入によりプログラムをスタートさせ、一部は錆検査装置5への駆動指令及び走行車輪11A〜11Dへの移動指令、さらにはX線撮像部8への起動指令を行い、全体の計測が開始される。
【0036】
まず、X線撮像部8での結像データは、透過像処理部10のイメージ読取部10Aで読取られ、参照データ(X線透過量と錆量とのコントラスト比のデータ)部10Bとのand条件により、当該データのコントラスト比演算部10Cで演算処理される。その結果は、出力演算部10Dに出力され、ここで錆部の形状・面積などが決まり、それをカラー表示分配部10Eで例えば錆の部分のみを赤色変換させ、表示部10Fで全体の透過像をカラー表示する。このような処理を行うことで、鋼管1の測定部位における錆の減肉量を判りやすく表示することができる。
【0037】
ところで以上の説明は、円筒部材として鋼管1を一例として説明したが、槽類についても本発明が適用できるのは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第1の実施の形態を示すもので、(a)は縦断面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図。
【図2】本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第2の実施の形態を示すもので、(a)は縦断面図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図。
【図3】本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第3の実施の形態を示すもので、図1(b)相当図。
【図4】本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第4の実施の形態を示すもので、図1(b)相当図。
【図5】本発明による表面が被覆された円筒部材の錆検査装置の第5の実施の形態を示すもので、図1(b)相当図。
【図6】各実施の形態におけるX線撮像部の透過像処理部を示す機能処理図。
【符号の説明】
【0039】
1…鋼管(円筒部材)、2…外被部材、5…錆検査装置、6…筐体、7…X線照射部(放射線照射部)、8…X線撮像部(放射線撮像部)、9…電源制御部、10…透過像処理部、11A〜11D…走行車輪、12…制御部、13…絞り機構、14…ポリマー製レンズ(焦点距離調節手段)、15…可視光線レーザ源、17…マスク。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査方法において、中心軸が前記円筒部材の表面の接線方向に沿って放射線を照射し、前記円筒部材の表面を透過した放射線を放射線撮像部で結像させ、放射線撮像部での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定することを特徴とする表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査方法。
【請求項2】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査方法において、中心軸が前記円筒部材の表面の接線方向に沿うように放射線を照射して前記円筒部材の表面の接線部に焦点を結ぶようにし、前記円筒部材の表面を透過した放射線を放射線撮像部で結像させ、放射線撮像部での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定することを特徴とする表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査方法。
【請求項3】
前記放射線の放射方向を可視光線を用いて設定するようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査方法。
【請求項4】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査装置において、放射線を前記円筒部材の表面の接線方向に沿って照射する放射線照射部と、照射された放射線により前記円筒部材の表面の透過像を結像する放射線撮像部と、これら放射線照射部と放射線撮像部とを一体的に支持する筐体とを備え、かつ前記放射線撮像部での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定する透過像処理部を設けたことを特徴とする表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項5】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査装置において、前記円筒部材の外被部材の外周を周方向及び長手方向に自走する自走台車を設け、この自走台車に、放射線を前記円筒部材の表面の接線方向に沿って照射する放射線照射部と、照射された放射線により前記円筒部材の表面の透過像を結像する放射線撮像部とを備え、かつ前記放射線撮像部での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定する透過像処理部を設けたことを特徴とする表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項6】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査装置において、前記円筒部材の外被部材の外周を周方向及び長手方向に自走する自走台車を設け、この自走台車に、放射線を前記円筒部材の表面の接線方向に沿って照射する放射線照射部と、照射された放射線により前記円筒部材の表面の透過像を結像する放射線撮像部と、前記放射線照射部と放射線撮像部との間に設置され放射線の広がりを制限する絞り機構とを備え、かつ前記放射線撮像部での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定する透過像処理部を設けたことを特徴とする表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項7】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査装置において、前記円筒部材の外被部材の外周を周方向及び長手方向に自走する自走台車を設け、この自走台車に、放射線を前記円筒部材の表面の接線方向に沿って照射する放射線照射部と、照射された放射線により前記円筒部材の表面の透過像を結像する放射線撮像部と、前記放射線照射部と放射線撮像部との間に設置され放射線の屈折率を変えて焦点距離を変える焦点距離調節手段とを備え、かつ前記放射線撮像部での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定する透過像処理部を設けたことを特徴とする表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項8】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査装置において、前記円筒部材の外被部材の外周を周方向及び長手方向に自走する自走台車を設け、この自走台車に、放射線を前記円筒部材の表面の接線方向に沿って照射する放射線照射部と、照射された放射線により前記円筒部材の表面の透過像を結像する放射線撮像部と、前記放射線照射部に設けられ放射線の放射方向を設定する可視光線照射部とを備え、かつ前記放射線撮像部での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定する透過像処理部を設けたことを特徴とする表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。
【請求項9】
表面が外被部材で覆われた円筒部材の表面錆検査装置において、前記円筒部材の外被部材の外周を周方向及び長手方向に自走する自走台車を設け、この自走台車に、放射線を前記円筒部材の表面の接線方向に沿って照射する放射線照射部と、照射された放射線により前記円筒部材の表面の透過像を結像する放射線撮像部と、前記放射線照射部と放射線撮像部との間に設置され放射線の広がりを制限するマスクと、前記放射線照射部と放射線撮像部との間に設置され放射線の屈折率を変えて焦点距離を変える焦点距離調節手段と、前記放射線照射部に設けられ放射線の放射方向を設定する可視光線照射部とを備え、かつ前記放射線撮像部での結像を処理して前記円筒部材の減肉量を判定する透過像処理部を設けたことを特徴とする表面が被覆された円筒部材の表面錆検査装置。

【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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【公開番号】特開2008−76074(P2008−76074A)
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−252421(P2006−252421)
【出願日】平成18年9月19日(2006.9.19)
【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)】