JPH0621782B2 - 配管用検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、配管用検査装置に係り、特に各種プラント等
の配管の肉厚を検査する装置と配管に位置決めする装置
に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、各種プラント等に使用される配管は、内部に流
れる流体による腐蝕や流体の衝突による影響等で内側の
管肉が減少することがある。このような状態を長時間放
置すると、内部流体の漏洩等を起し、予防保全の観点で
大きな問題となるから、定期的に配管各部の肉厚、特に
最も減肉が大きいとされる配管の曲部の肉厚を被破壊検
査法等を用いて検査する必要がある。

その配管の肉厚の検査は、検査する配管が高いところに
ある場合には、この配管の回りに仮設足場を構築し、こ
の足場上で検査員が配管の外側から超音波探傷装置の探
触子等を管表面に当てて検査作業を行っていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の検査装置にあっては、検査する配
管に沿って仮設足場を構築し、この足場上で検査員が検
査装置の位置決めをしてから、検査作業を行わなければ
ならないので、検査に要する時間が長く、作業能率が低
くなると共に、これに要する費用がかさむ欠点があっ
た。

また、配管が高所にあると、その配管の検査作業も高所
で行わなければならないので、危険が伴う欠点があっ
た。

そこで、本発明は、上記課題を解決すべくなされたもの
で、仮設足場を必要とせず、安全に検査装置を位置決め
できる配管用検査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］ 本発明は、上記目的を達成するために、検査する配管の
外周に位置される円弧状のガイドレールを有すると共
に、そのガイドレールに沿って移動し、上記配管の肉厚
の検査及びガイドレールの軸心と配管の軸心のずれ量を
検出するための検査機器を有する放射線透過走査機構
と、上記ずれ量に応じてガイドレールの軸心を配管の軸
心に位置決めするための位置決め機構とを備えたもので
ある。

また、上記位置決め機構が、直交する３軸方向に移動台
を移動自在にするマニプレータと、上記移動台上に設け
られ、上記ガイドレールを取付ける取付台を旋回自在に
すると共にその取付台の傾きを可変自在にする放射線透
過自在機構とで構成されたものである。

［作用］ 配管用検査装置は放射線透過走査機構と位置決め機構と
を備えたので、検査する配管の外周に位置されるガイド
レールの軸心と配管の軸心とのずれ量が検査機器によっ
て検出されることになる。このため、そのずれ量に応じ
て位置決め機構を介してガイドレールを位置決めできる
ので、ガイドレールの軸心が配管の軸心に位置決めされ
ることになる。

また、上記位置決め機構がマニプレータと放射線透過自
在機構とで構成され、直交する３軸方向に移動自在なマ
ニプレータの移動台上に放射線透過自在機構が設けられ
ているので、上記ずれ量に応じてガイドレールを取付け
る取付台は、直交する３軸方向の移動及び旋回あるいは
傾きが変えられることになり、ガイドレールの軸心が確
実に配管の軸心に位置決めできることになる。

［実施例］ 本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図において、１は旋回自在な旋回テーブ
ル２及び昇降自在なビーム３備えた走行台車４等に搭載
された配管用検査装置であり、検査する配管５の外周に
位置される円弧状のガイドレール６を有すると共に、そ
のガイドレール６に沿って移動し、上記配管５の肉厚を
検査及びガイドレール６の軸心と配管５の軸心のずれ量
を検出するための検査機器７を有する放射線透過（Ｒ
Ｔ）走査機構８と、上記ずれ量に応じてガイドレール６
の軸心を配管５の軸心に位置決めするための位置決め機
構９とから主に構成されている。なお、検査する配管は
水平管の場合について説明する。

ＲＴ走査機構８のガイドレール６は、第３図に示すよう
に、検査する配管５の外周に位置するように円弧状に形
成され、この外周の適宜の位置には、位置決め機構９に
連結される連結台１０が取付けられている。また、ガイ
ドレール６の内外周にはその内外周に沿ってフランジ１
１が設けられている。そのフランジ１１を案内面として
回転移動自在なガイドローラ１２が適宜間隔でガイドレ
ール６を挟むように３組設けられている。これらガイド
ローラ１２はそれぞれ支持脚１３を介して旋回台１４に
支持され、この旋回台１４はガイドレール６の内周側に
位置されるようになっている。さらに、中央の支持脚１
３には旋回用エアパルスモータ（図示せず）が設けら
れ、この旋回用エアパルスモータの回転軸に取付けられ
たピニオン１６が、フランジ１１の内周上の周方向に沿
って取付けられたラック１５と噛合するようになってお
り、そのモータの駆動で旋回台１４がガイドローラ１２
を介してガイドレール６に沿って旋回するように構成さ
れている。

また、ＲＴ走査機構８の検査機器７は、Ｘ線を発生させ
るＸ線発生器１７とそれを受けるラインセンサ１８とか
ら構成されている。そのＸ線発生器１７が上記旋回台１
４の中心より一端にスライド台１９を介して搭載される
と共に、これと対向し所定の距離離間するようにライン
センサ１８が旋回台１４の他端に搭載され、Ｘ線発生器
１７から発射されるＸ線がガイドレール６の軸心を通り
ラインセンサ１８の受信部に受信されるようになってい
る。そのＸ線はガイドレール６の軸心を通るようになっ
ており、旋回台１４が旋回してもＸ線は常にガイドレー
ル６の軸心を通るように構成されている。上記スライド
台１９は、旋回台１４の長手方向に沿って取付けられた
スライドレール２０上に設けられ、旋回台１４の一端に
取付けられたスライド用エアパルスモータ２１によって
送りネジ２２を介してスライドレール２０上をスライド
するように構成されている。

さらに、位置決め機構９は、第４図及び第５図に示すよ
うに、直交する３軸方向に移動台２３を移動自在にする
マニプレータ２４と、その移動台２３上に設けられ、上
記ガイドレール６の連結台１０を取付ける取付台２５を
旋回自在にすると共にその取付台２５の傾きを可変自在
にするＲＴ自在機構２６とから構成されている。位置決
め機構９のための座標系としては、第６図に示すよう
に、検査する配管５の軸方向をＺ軸、これと直角の水平
方向をＸ軸、これら２軸と直角な垂直方向をＹ軸とし、
これらＺ軸、Ｘ軸及びＹ軸回りの旋回座標を順にθｚ，
α，βとする。マニプレータ２４において３軸とは、上
記Ｚ軸、Ｘ軸及びＹ軸であり、マニプレータ２４はＺ軸
アーム２７、Ｘ軸アーム２８及びＹ軸アーム２９の３本
のアームからなっている。

Ｙ軸アーム２９は、第４図及び第７図に示すように、垂
直に所定の長さを有し、後部の中央が支持体３０に支持
されている。また、Ｙ軸アーム２９の上部にはＹ軸駆動
部３１が設けられていると共に、これより下方の前部に
はＹ軸リニアガイド部３２がＹ軸アーム２９の長手方向
に沿って設けられている。このＹ軸リニアガイド部３２
には、所定の長さを有するＸ軸アーム２８の一端が直角
に取付けられ、Ｙ軸駆動部３１の駆動によってＸ軸アー
ム２８がＹ軸リニアガイド部３２に沿って移動するよう
に構成され、その移動は微少移動を可能にするようにな
っている。また、Ｘ軸アーム２８は、他端にＸ軸駆動部
３３が設けられていると共に、上部にＸ軸リニアガイド
部３４がＸ軸アームの長手方向に沿って設けられてい
る。このＸ軸リニアガイド部３４の上部には、所定の長
さを有するＺ軸アーム２７の後部が、Ｘ軸アーム２８と
Ｚ軸アーム２７とが水平方向に直角になるように取付け
られている。Ｘ軸駆動部３３の駆動によってＺ軸アーム
２７がＸ軸リニアガイド部３４に沿って移動するように
構成され、その移動は微少移動を可能にするようになっ
ている。さらに、Ｚ軸アーム２７は、第５図及び第８図
に示すように、他端にＺ軸駆動部３５が設けられている
と共に、上部にＺ軸リニアガイド部３６がＺ軸アーム２
７の長手方向に沿って設けられている。このＺ軸リニア
ガイド部３６の上部には、移動台２３が取付けられ、Ｚ
軸駆動部３５の駆動によって移動台２３がＺ軸リニアガ
イド部３６に沿って移動するように構成され、その移動
は微少移動を可能にするようになっている。

その移動台２３には、ＲＴ自在機構２６の底台３７が取
付けられている。この底台３７は、第９図に示すよう
に、円筒状の回転歯車３８設けられていると共に、軸受
３９を介してＲＴ旋回台４０が旋回自在に支持されてい
る。このＲＴ旋回台４０には正逆回転可能な旋回用減速
機付サーボモータ４１が取付けられ、このモータの回転
軸４２に取付けられたスパーギヤ４３が上記回転歯車３
８と噛合するようになっている。その旋回用減速機付サ
ーボモータ４１の駆動でＲＴ旋回台４０が旋回するよう
に構成され、その旋回は微少旋回を可能にするようにな
っている。また、ＲＴ旋回台４０上には、第４図及び第
５図に示すように、正逆回転可能な傾斜用減速機付サー
ボモータ４４が取付けられていると共に、軸受４５で支
持するよう軸４６を取付ける。この軸４６の中央すなわ
ちＲＴ旋回台４０の中心位置に、上記マニプレータ６の
連結台１０を取付ける取付台２５が設けられている。ま
た、その軸４６の一端に歯車４７が設けられている。こ
の歯車４７が傾斜用減速機付サーボモータ４４の回転軸
４８に取付けられたウォームギヤ４９と噛合するように
なっており、そのモータ４４の駆動で軸４６を介して取
付台２５の傾きが約±１５゜可変するように構成されて
いる。

また、第４図に示すように、配管用検査装置１（マニプ
レータ２４のＹ軸アーム２９）を支持する支持体３０に
は回転機構５０が設けられ、この回転機構５０の支持部
５１の一端がＹ軸アーム２９を支持している。その支持
部５１は軸受５２を介して回転自在に支持されていると
共に、その他端にはハンドル５３が設けられ、このハン
ドル５３によって、Ｙ軸アーム２９が支持部５１を中心
に回転するように構成されている。そのハンドル５３の
ボス部５４には一体的に固定アーム５５が支持体３０に
沿って設けられ、この固定アーム５５の先部には固定孔
５６が形成されている。この固定孔５６に適合するよう
に、支持体３０のフランジ部５７には孔５８が形成され
ており、固定ピン５９が固定孔５６を介して孔５８に嵌
合されることで、ハンドル５３が固定されてマニプレー
タ２４のＹ軸アーム２９が固定されるように構成されて
いる。また、Ｙ軸アーム２９を±９０゜回転させたと
き、固定アーム５５の固定孔５６と適合する孔（図示せ
ず）が支持体のフランジ部に形成され、Ｙ軸アーム２９
を±９０゜回転させた位置で固定できるように構成され
ている。すなわち、支持体３０のフランジ部５７の任意
の位置に孔を形成すれば、Ｙ軸アーム２９の角度を可変
できるように構成されている。なお、本回転機構５０の
駆動はハンドル５３を使用しているが、当然のことなが
ら他のアクチュエータ（油圧，空圧，電動）にすること
も可能である。

次に本実施例の作用について説明する。

配管用検査装置１で検査する配管５の肉厚を検査するに
は、第１図及び第２図に示すように、配管用検査装置１
を旋回自在な旋回テーブル２及び昇降自在なビーム３を
備えた走行台車４に搭載させる。そして、検査する配管
５の外周に、配管用検査装置１のガイドレール６を走行
台車４の旋回テーブル２及びビーム３によって位置させ
て、配管用検査装置１のガイドレール６の軸心と検査す
る配管５の軸心とを一致（芯だし）させる位置決めを行
う。

その位置決めは、先ず、検査機器７のＸ線発生器１７の
出力を最低にし、そこからＸ線を発射させてそれをライ
ンセンサ１８で受ける。そのＸ線が水平になるように旋
回用エアパルスモータを駆動させてＲＴ走査機構８の旋
回台１４がガイドローラ１２を介してガイドレール６に
沿って旋回することにより、旋回台１４の位置決めが行
われることになる。

次に、ガイドレール６が傾いている場合には、Ｚ軸方向
の出力が第１０図に示すような曲線となるので、第１１
図に示すように、ほぼ直線となるように傾斜用速機付サ
ーボモータ４４を駆動させて取付台２５を介してガイド
レール６の傾きが修正され、Ｚ軸の芯だしが行われるこ
とになる。

この後、Ｙ軸駆動部３１を駆動させてガイドレール６
（Ｘ軸アーム２８）をＹ軸方向に沿って上下方向に移動
させながら、Ｘ線発生器１７の出力を所定の値にしてラ
インセンサ１８で、第１２図にに示すようなピーク
Ｙ_１，Ｙ_２を求める。これらピークＹ_１，Ｙ_２間の間隔
ｌ_１，ｌ_２が等しくなる位置Ｙ_０が配管５の軸心とな
り、その位置Ｙ_０を算定し、その算定に基づいてＹ軸駆
動部３１を駆動させてガイドレール６が移動され、Ｙ軸
の芯だしが行われることになる。

次に、Ｘ軸駆動部３３を駆動させてガイドレール６（Ｚ
軸アーム２７）をＸ軸方向に沿って移動させた後、ＲＴ
走査機構８の旋回台１４を旋回用エアパルスモータで約
±１５゜揺動させる。すると、配管５が左にずれている
場合は第１３図に示すように、右にずれている場合は第
１４図に示すように、ラインセンサ１８の出力がそれぞ
れ大きな曲線として表れる。このため、第１５図に示す
ように、ラインセンサ１８の出力の変化率が最も小さい
値となる位置が配管５の中心となり、その位置を算定
し、その算定に基づいてＸ軸駆動部３３を駆動させてガ
イドレール６が移動され、Ｘ軸の芯だしが行われること
になる。

次に、Ｚ軸駆動部３５を駆動させてガイドレール６（移
動台２３）をＺ軸方向に沿って３カ所Ａ，Ｂ，Ｃ程度移
動させ、各ケ所でのラインセンサ１８の出力を求める。
すると、配管５の軸心と３カ所Ａ，Ｂ，Ｃを結んだ直線
とがα角のずれがあると、第１６図に示すように、ライ
ンセンサ１８の出力が曲線として表れることから、この
傾きαを算定する。そして、そのα角のずれ量だけ傾斜
用減速機付サーボモータ４４を駆動させてα角のずれ量
が修正され、α軸の芯だしが行われることになる。

次に、ＲＴ走査機構８の旋回台１４を旋回用エアパルス
モータで９０゜旋回させた後、Ｚ軸駆動部３５を駆動さ
せてガイドレール６（移動台２３）をＺ軸方向に沿って
３カ所ａ，ｂ，ｃ程度移動させ、各ケ所でのラインセン
サ１８の出力を求める。すると、配管５の軸心と３カ所
ａ，ｂ，ｃを結んだ直線とがβ角のずれがあると、第１
７図に示すように、ラインセンサ１８の出力が曲線とし
て表れることから、この傾きβを算定する。そして、そ
のβ角のずれ量だけ旋回用減速機付サーボモータ４１を
駆動させてβ角のずれ量が補正され、β軸の芯だしが行
われることになる。

このように、配管用検査装置１のガイドレール６の軸心
と検査する配管５の軸心とのずれ量に応じて各Ｚ軸、Ｘ
軸，Ｙ軸，α軸及び，β軸の芯だしが行われることによ
り、ガイドレール６の軸心と配管５の軸心とが確実に同
心上に位置されることになり、配管用検査装置１の位置
決めが行われ、Ｘ線発生器１７から発射されるＸ線が配
管５の軸心を通りラインセンサ１８の受信部に受信され
ることになる。したがって、位置決め機構９によって配
管用検査装置１の位置決めが行われるので、位置決めの
ための仮説足場が不必要になり、高所作業の危険が回避
できて、安全に容易に位置決めを行うことができる。

そして、位置決め後、Ｘ線発生器１８からのＸ線が水平
になるように旋回用エアパルスモータを駆動させてか
ら、検査機器７を検査する配管５に合わせる調整を行
う。この調整は、スライド用エアパルスモータ２１によ
って送りネジ２２を介してスライド台１９がスライドレ
ール２０上でスライドされて、Ｘ線発生器１７を移動調
整するものである。したがって、配管用検査装置１の位
置決め後、検査機器７を検査する配管５に調整すること
により、全ての準備が完了するので、配管用検査装置１
によって配管５の肉厚を検査することができる。また、
検査機器７はＸ線を用いて配管５の肉厚を検査するの
で、第３図に示すように、その配管５に保温材等の被覆
６０が施されていても非接触状態で簡単に肉厚を検査す
ることができる。

また、配管用検査装置１を支持する支持体３０には回転
機構５０が設けられていることにより、検査装置が±９
０゜回転した位置で固定されることになる。すなわち、
回転機構５０の固定アーム５５の固定孔５６と適合する
孔５８が検査装置１を±９０゜回転させた位置の支持体
３０のフランジ部５７に形成されているので、検査装置
１を±９０゜回転させて固定孔５６と支持体３０のフラ
ンジ部５７の孔５８に適合させて、固定ピン５９を固定
孔５６を介して孔５８に嵌合させることで、検査装置が
±９０゜回転した位置で固定される。このように、検査
装置１が±９０゜回転した位置で固定されることによ
り、配管用検査装置１は、第１８図に示すように、検査
する配管５が垂直管の場合でも、水平管と同じ条件で検
査することができる。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、配管用検査装置は放射線
透過走査機構と位置決め機構とを備え、放射線透過走査
機構の検査機器によってガイドレールの軸心と配管の軸
心とのずれ量を検出し、このずれ量に応じて位置決め機
構を介してガイドレールの軸心を配管の軸心に位置決め
するようにしたので、位置決めのための仮説足場が不必
要になり、高所作業の危険が回避できて、安全に位置決
めを行うことができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は第１
図の側面図、第３図は本発明の放射線透過走査機構を示
す正面図、第４図は本発明の位置決め機構を示す正面
図、第５図は第４図の側面図、第６図は本発明の位置決
め機構の座標系を示す図、第７図は本発明のマニプレー
タを示す概略図、第８図は第７図の上面図、第９図は本
発明の放射線透過自在機構を示す一部断面図、第１０図
〜第１７図はラインセンサの出力と放射線透過走査機構
の移動との関係を示す図、第１８図は本発明の変形例を
示す側面図である。 図中、５は配管、６はガイドレール、７は検査機器、８
は放射線透過走査機構、９は位置決め機構、２３は移動
台、２４はマニプレータ、２５は取付台、２６は放射線
透過自在機構である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査する配管の外周に位置される円弧状の
   ガイドレールを有すると共に、そのガイドレールに沿っ
   て移動し、上記配管の肉厚の検査及びガイドレールの軸
   心と配管の軸心のずれ量を検出するための検査機器を有
   する放射線透過走査機構と、上記ずれ量に応じてガイド
   レールの軸心を配管の軸心に位置決めするための位置決
   め機構とを備えたことを特徴とする配管用検査装置。
2. 【請求項２】上記位置決め機構が、直交する３軸方向に
   移動台を移動自在にするマニプレータと、上記移動台上
   に設けられ、上記ガイドレールを取付ける取付台を旋回
   自在にすると共にその取付台の傾きを可変自在にする放
   射線透過自在機構とで構成された請求項１記載の配管用
   検査装置。