配管検査装置

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【発明の名称】	配管検査装置
【発明者】	【氏名】佐藤俊久【氏名】脇田盛治【氏名】浅野祐二【氏名】和田秀樹
【要約】	【課題】微粉炭を輸送するための配管等の定期的な肉厚検査を容易ならしめるとともに、安全に作業がなされるようにする。【解決手段】配管７の内面に吸着するマグネット車輪１１～１８を備えた作業台車６を走行用モータ１９，２０により自走し得るようにし、該作業台車にビデオカメラ３１を搭載し、該作業台車の走行方向と直交する面内にて旋回自在でかつ進退自在なるようにアーム６４，６５を設け、該アームに厚み測定センサ７２を設け、アームを進退させることにより該厚み測定センサを配管の内面に当接させるとともに、アームを旋回させ作業台車を走行させることにより厚み測定センサを配管の内面に沿って走査させる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】配管の内面に吸着するマグネット車輪を備えた作業台車を走行用モータにより自走し得るようにし、該作業台車にビデオカメラを搭載し、該作業台車の走行方向と直交する面内にて旋回自在でかつ進退自在なるようにアームを設け、該アームに厚み測定センサを設け、アームを進退させることにより該厚み測定センサが配管の内面に当接せられるようにしたことを特徴とする配管検査装置。
【請求項２】厚み測定センサは超音波探触子である請求項１に記載の配管検査装置。
【請求項３】作業台車上に設けられたハウジング内にアーム旋回用モータ等のスパーク発生のおそれのある機器を設けるとともに、配管内に進入させた作業台車の該ハウジング中に外部から空気を圧送し、該ハウジング内の気圧が配管内よりも高く保持されるようにした請求項１～２に記載の配管検査装置。
【請求項４】作業台車のアームに配管内面を清掃する揺動ブラシを設けた請求項１～３に記載の配管検査装置。
【請求項５】作業台車に厚み測定センサを観察し得る補助ビデオカメラを旋回自在に設けた請求項１～４に記載の配管検査装置。
【請求項６】作業台車に姿勢検出用センサを設けた請求項１～５に記載の配管検査装置。
【請求項７】作業台車に走行距離測定輪を設けた請求項１～６に記載の配管検査装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉄管等の配管の肉厚を超音波により検査する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば石炭火力発電所に燃料の微粉炭を輸送するために設けられている鉄製の配管は、その微粉炭との摩擦により摩耗し肉厚が次第に薄くなりこれを放置しておくと重大な事故に繋がるおそれがあるので、定期的に配管の肉厚を測定検査する必要がある。
【０００３】ところが火力発電所等における上記配管は、高所に縦横に傾斜して設けられた長くて大掛かりなものであるので、検査のために足場を築くだけでも工事が大変であり作業日数も掛かるので、これに要する費用が非常に高くつくものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解決し、配管の肉厚検査を容易ならしめようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明に係る配管検査装置は、配管の内面に吸着するマグネット車輪を備えた作業台車を走行用モータにより自走し得るようにし、該作業台車にビデオカメラを搭載し、該作業台車の走行方向と直交する面内にて旋回自在でかつ進退自在なるようにアームを設け、該アームに厚み測定センサを設け、アームを進退させることにより該厚み測定センサを配管の内面に当接せられるようにしたことを特徴とする。また本発明は上記配管検査装置において、厚み測定センサは超音波探触子であることを特徴とする。また本発明は上記配管検査装置において、作業台車上に設けられたハウジング内にアーム旋回用モータ等のスパーク発生のおそれのある機器を設けるとともに、配管内に進入させた作業台車の該ハウジング中に外部から空気を圧送し、該ハウジング内の気圧が配管内よりも高く保持されるようにしたことを特徴とする。また本発明は上記配管検査装置において、作業台車のアームに配管内面を清掃する揺動ブラシを設けたことを特徴とする。また本発明は上記配管検査装置において、作業台車に厚み測定センサを観察し得る補助ビデオカメラを旋回自在に設けたことを特徴とする。また本発明は上記配管検査装置において、作業台車に姿勢検出用センサを設けたことを特徴とする。また本発明は上記配管検査装置において、作業台車に走行距離測定輪を設けたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に図面に従い本発明の実施の形態を説明する。本発明の配管検査装置は、図１に全体図を示したように、台車制御器１，モニタテレビ２，パソコン３，ドラム４，巻取器５，作業台車６からなる。７は該作業台車６が内部に進入する鉄製の配管で、該作業台車６の後端部に繋がっているケーブル８は、可撓性の保護チューブ内に複数本の通信線と電力線，給気ホース，給水ホース等が配設され、作業台車６との制御信号を伝達する他、該作業台車に電力，空気，水等を供給する。巻取器５はケーブル８を複数のローラ９によって挟着し、ドラム４に巻回されたケーブル８を配管７中に繰り出し又は巻き取りする。
【０００７】図２～図６は作業台車６の詳細を示す。この作業台車６は、シャーシ１０に４つの右側輪１１～１４と４つの左側輪１５～１８が設けられ、これらの車輪により支持されている。なお、この右側輪および左側輪は配管７の内面の曲率に倣うよう正面ハ字状に取り付けられている。また、この右側輪および左側輪は夫々独立の走行用モータ１９，２０に連結されている。このためその回転数を制御することにより所望方向に自走し得る。またこれらの車輪は配管７の内面に磁力により吸着し得る永久磁石が内蔵されたマグネット車輪からなるので、該作業台車６は、図１に示したように、垂直に配管された配管７内であっても該走行用モータ１９，２０の駆動により自在に走行し得る。
【０００８】作業台車６上にはハウジング３０が形成され、該ハウジング中に前方観察用のビデオカメラ３１，姿勢検出用センサ３２，３３，電磁弁３４，圧力計３５，超音波発振器３６等が設けられている。３７はこれらのハウジング３０中の機器に制御信号，電力，空気，水等を供給するためハウジング３０の後壁部に前記ケーブル８と連結するために設けられたコネクタである。そして、該ケーブル８を介して空気を該ハウジング中に圧送することで、防爆のために該ハウジング中の気圧が配管７内よりも常に高く保持されるようにしている。なお、２１，２２は前記走行用モータ１９，２０のケース中に防爆のためハウジング３０から空気を圧送するべく設けられた給気ホースである。３８はハウジング３０に設けられた点検用の開閉蓋である。
【０００９】また、４０は作業台車６の車体下部中心に設けられた測定輪昇降装置、４１は該装置により上下し配管７内面に着地される走行距離測定輪で、該該走行距離測定輪にはその回転数を電気信号に変換するエンコーダ４２が設けられている。なお、４３，４４は測定輪昇降装置４０およびエンコーダ４２のケース中に防爆のためにハウジング３０から空気を圧送するべく配設された給気ホースである。
【００１０】４５はハウジング３０の前壁面に大径の軸受３９によって回転自在に支持された円筒体、４６は該円筒体４５の先端部に設けた円形ガラス窓、４７は該円筒体４５の後端部に固着されたリング状の歯車で、前記ビデオカメラ３１は該円筒体４５中に臨むよう設けられているので円形ガラス窓４６を通して前方を観察し得る。４８はハウジング３０内に設けられたアーム旋回用モータで、その回転出力軸に設けられたピニオン４９が歯車４７に噛合し、該モータの駆動により円筒体４５が回転し得る。なお、５０は該円筒体４５の回転角度を検出するために設けられたエンコーダである。
【００１１】５１は円筒体４５の突出端部の両側縁に取付腕５２を介して固設された一対の前照灯である。また５３は円筒体４５の突出端部の上縁に取付腕５４を介して固設された補助ビデオカメラ、５５は該補助ビデオカメラの一側に付設された補助灯である。補助ビデオカメラ５３は取付腕５４の先端に固着されたギヤボックス５６の支軸５７に回転自在に支持され、カメラ回転用モータ５８を作動させることにより鉛直面内で回転し観察のために所望方向を指向し得る。なお５９，６０は該モータ５８およびビデオカメラ５３のケース中に防爆のためにハウジング３０から空気を圧送するべく配設された給気ホースである。
【００１２】また、円筒体４５の突出端部の下縁に取付板６１が固設され、該取付板の前面にアーム支持機構６２，６３を設け、該支持機構によってアーム６４，６５を作業台車６の走行方向と直交する面内にて進退自在なるように支持している。即ち、該各アーム支持機構６２，６３は、アーム６４，６５を進退動可能に支持するシュー６６を設けるとともに、アーム６４，６５の一側にラック歯６７を形成し、該取付板６１の背面に形成されたモータボックス６８にアーム進退動用モータ６９を収容し、該モータ６９により減速機構を介して回転するピニオン７０をラック歯６７に噛合させ、該各モータの作動により該アーム６４，６５が進退動し得るようにしている。なお、７１はモータボックス６８中に防爆のためにハウジング３０から空気を圧送するべく配設された給気ホースである。
【００１３】７２は一方のアーム６４の先端に設けられた超音波探触子からなる厚み測定センサである。該厚み測定センサは、図７～図９に示したように、アーム６４の先端部に設けた金具９１に支軸７３を介してコ字形枠７４を枢着し、さらに該コ字形枠の両端に支軸７５を介して四角枠状の取付枠７６を枢着し、該取付枠中に超音波探触子７７を包持しているホルダ７８をガイドレール７９に沿って摺動自在に設けるとともに、該ホルダ７８を該取付枠７６中から突出させる方向に付勢するコイルバネ９２をガイド軸８０に支持して設けてなる。なお、８１は取付枠７６の端面４個所に設けられた倣いローラである。また８２は該超音波探触子７７の先端部に超音波の浸透性を良好にするべく水を補給するために設けられている給水ホース、９３は通信線である。
【００１４】また、８３は他方のアーム６５の先端に設けられた真鍮製ワイヤブラシからなる揺動ブラシである。該揺動ブラシはアーム６５に固着された取付片８４に支軸８５を支点として揺動可能に取り付けられ、ブラシ揺動用モータ８６の回転出力軸と該揺動ブラシ８３とをピン８７，８８，クランク８９を介して連結してなる。このため、該揺動ブラシはモータ８６の駆動により図示矢印のように揺動し配管内面を清掃し得る。なお、９０はブラシ揺動用モータ８６のケース中に防爆のためにハウジング３０から空気を圧送するべく配設された給気ホースである。
【００１５】このように構成した配管検査装置は、ビデオカメラ３１により捉えられた映像をモニタテレビ２により観察しつつ台車制御器１を操作することで配管７内の作業台車６を遠隔操作による操縦する。その際、パソコン３のディスプレイには前記姿勢検出用センサ３２，３３から得られた該作業台車６の姿勢情報を表示し、エンコーダ４２から得られた走行距離情報を表示することができるので、これらの情報を基に作業台車を目的の地点に正確に誘導することができる。また、圧力計３５によってハウジング３０内の気圧は常にチェックされる。
【００１６】また、目的の地点で配管７の肉厚を測定するに際しては、、図５に示したように、アーム旋回用モータ４８によって円筒体４５をアーム６４，６５とともに所望方向に旋回させ、その旋回角度をエンコーダ５０によって検出しフィードバックする。そして、アーム進退動用モータ６９を作動させ、アーム６４，６５を進出させることにより、厚み測定センサ７２および揺動ブラシ８３を配管７の内面に当接させ、該揺動ブラシにより配管内面に付着している微粉炭を清掃するとともに、超音波探触子７７が該配管内面に垂直に当たるようにする。そして、アーム６４，６４を旋回させつつ作業台車６を走行させることにより該厚み測定センサ７２を配管内面に沿って走査させ、その肉厚を測定する。その測定情報はパソコン３に収集記憶される。
【００１７】なお測定中の厚み測定センサ７２は、カメラ回転用モータ５８を作動させ補助ビデオカメラの指向方向を遠隔操作で調整し得るので、その測定状況をモニタテレビ２により逐一精細に知ることができる。また、パソコン３に予め配管の配設状況を地図に記して記憶させ、その地図をパソコンディスプレイに表示させるとともに、姿勢検出用センサ３２，３３から得られた姿勢情報、およびエンコーダ４２から得られた走行距離情報を基に、図１０の表示画面図に示したように、その地図上での作業台車の位置および姿勢を表示させることができる。また、このディスプレイ画面上には、同図に示すように、■前後角度、■左右角度、■横角度、■移動距離が表示されるほか、■開始位置指定ボタン、■管厚測定結果、■管厚測定時角度、■台車位置変更ボタン等、操作に必要なボタンが表示される。
【００１８】
【発明の効果】このように本発明の配管検査装置は、作業台車が配管の内面に吸着するマグネット車輪を備えていてモータにより自走するので、配管が高所に設けられた縦横に傾斜したものであっても足場を築くことなく容易に測定地点に進入することができ、しかも作業台車の走行方向と直交する面内にて旋回自在でかつ進退自在なるように設けたアームによって、厚み測定センサを配管の内面に確実に当接させられ配管の内面に沿って走査させることができるので、測定検査に要する時間が大幅に短縮され、コストも軽減される。また、作業台車のハウジング内にアーム旋回用モータ等のスパーク発生のおそれのある機器を設けるとともに、配管内に進入させた作業台車の該ハウジング中に外部から空気を圧送することにより、爆発のおそれをなくし安全性も高いなど有益な効果がある。

【出願人】	【識別番号】０００２１３２９７【氏名又は名称】中部電力株式会社【識別番号】５９４１３１７６２【氏名又は名称】株式会社日東【識別番号】５９１０５３８５６【氏名又は名称】新日本非破壊検査株式会社
【出願日】	平成１１年６月２９日（１９９９．６．２９）
【代理人】	【識別番号】１００１１２５３１【弁理士】【氏名又は名称】伊藤浩二
【公開番号】	特開２００１－１２９３４（Ｐ２００１－１２９３４Ａ）
【公開日】	平成１３年１月１９日（２００１．１．１９）
【出願番号】	特願平１１－１８４２７８