(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
ボイラチューブは定期的な肉厚測定を必要としている。一般的なボイラチューブの肉厚測定方法としては、インナーUT法や水浸UT法等が知られている。
特に管寄せに接続されているボイラチューブの肉厚を計測しようとする場合には、インナーUT法により計測が行われているが、この方法では超音波プローブ(センサプローブ)をボイラチューブ内に挿入するためにボイラチューブ自体を切断する必要がある。また、超音波プローブをボイラチューブの内部に入れ込むために水流などの流体圧を加える必要がある。したがって、肉厚測定のための装置が大掛かりなものとなりコストが高いという欠点があった。
【0003】
これに対して例えばごみ焼却ボイラのボイラチューブを計測しようとする場合、ボイラチューブの切断ができないことが多いため、炉内に足場を組んでボイラチューブの外面から肉厚をポイント計測する手法が採用されている。この手法では、計測精度の高度化や足場コストの低減等の課題があった。
【0004】
一方で例えば特許文献1には、ガイド管を有する案内装置を用いることで、ボイラチューブを切断することなく該ボイラチューブの肉厚を測定する手法が提案されている。即ち、特許文献1の技術においては、管寄せに形成された検査孔から管寄せ内にガイド管を導入して管寄せ内を通過させることにより該ガイド管の先端をボイラチューブに導入する。その後、検査孔側からガイド管内に超音波プローブを導入し、該超音波プローブを前進させる。これによって、超音波プローブはガイド管内に沿って前進し、即ち、このガイド管に案内されるようにしてボイラチューブ内に導入される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献1の技術においては、電磁石によってガイド管をボイラチューブに固定する手法を採用しているため、ガイド管の固定力に不安が残り、該ガイド管がボイラチューブから外れてしまうおそれがあった。
【0007】
即ち、ボイラチューブの内壁面は湾曲した形状をなしているため、電磁石による固定力を強化するためには、該電磁石の形状を内壁面に沿った形状とする必要がある。しかしながら、ボイラチューブの内壁面の湾曲形状は一律ではないため、特定形状の電磁石では全てのボイラチューブに対応することができず、電磁石による固定力を十分に得ることができない場合があった。
【0008】
また、検査孔とボイラチューブとがねじれの位置関係にある場合には、ガイド管が複雑な方向を向かざるを得ないため、十分な固定力を得ることができないという問題があった。
【0009】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ガイド管を確実に固定することができ、かつ、管寄せの長手方向に沿う方向の管寄せの位置あわせを容易に行うことができる超音波肉厚測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の超音波肉厚測定方法は、管寄せに形成された検査孔から
、前記検査孔に対して前記管寄せの軸方向に離間した位置において前記管寄せに接続されたボイラチューブ内に、ガイド管を介してケーブルを挿入し、該ケーブルに設けられた超音波測定用のセンサプローブによって前記ボイラチューブの肉厚を測定する超音波肉厚測定方法であって、前記管寄せの長手方向に延在するようにレールを敷設するレール敷設工程と、前記レールに前記ガイド
管を固定するガイド管固定工程と、前記レールに沿ってガイド管を移動させるガイド管移動工程と、
前記ガイド管の先端を屈曲させる屈曲工程と、を含
み、前記ガイド管は、互いに接続される複数の筒と、前記複数の筒に各々形成されている操作ワイヤ孔に前記複数の筒を接続するように通された操作ワイヤと、を有し、前記筒は、軸方向の一方の端面、及び軸方向の他方の端面が、軸方向に直交する方向から見て前記軸方向に直交する面に対して傾斜し、隣接する前記筒の前記端面同士がヒンジを介して接続され、前記ヒンジが回動することにより、前記ガイド管が屈曲するように形成され、前記複数の筒のうち、前記ガイド管の先端付近の筒の端面は、先端の筒が前記ボイラチューブの方向に向くように形成され、前記ガイド管屈曲工程では、前記操作ワイヤを操作することにより前記ガイド管の先端の筒を前記ボイラチューブの方向に向けることを特徴とする。
【0011】
上記構成によれば、レールが管寄せ内に敷設され、ガイド管はこのレールに固定されるため、ガイド管を管寄せ内に確実に固定することができる。また、ガイド管はレールに沿って移動させることができるため、管寄せの長手方向に沿う方向のガイド管の位置合わせを容易に行うことができる。
【0012】
また、上記超音波肉厚測定方法において、前記レールは、前記検査孔の外部で環状に接続されたローラーチェーンによって構成されており、前記ガイド管は、前記ローラーチェーンに接続可能な取付部材を介して前記ローラーチェーンに接続されることが好ましい。
【0013】
上記構成によれば、環状に接続されたローラーチェーンを検査孔の外部で操作させて回転させることにより、管寄せの長手方向に沿う方向のガイド管の位置合わせを容易に行うことができる。
【0014】
また、上記超音波肉厚測定方法において、前記レール敷設工程は、前記ローラーチェーンを第一検査孔から挿入し前記管寄せを経由し第二検査孔から引き出す工程と、前記検査孔の外部で前記ローラーチェーンを接続し環状とする工程と、前記管寄せ内部に複数のスプロケットを配置することで、前記ローラーチェーンに張力を与える工程と、を含み、前記ガイド管移動工程は、前記ローラーチェーンを回転させることで前記ガイド管を移動させることが好ましい。
【0015】
上記構成によれば、スプロケットでローラーチェーンに張力を与えることにより、ローラーチェーンの弛みを防止することができ、ガイド管の位置合わせをより円滑に行うことができる。
【0016】
また、上記超音波肉厚測定方法において、前記レールは互いに連結された複数のガイドレール片からなるガイドレールと、前記ガイドレールにスライド自在に取り付けることができる台車とから構成されており、前記ガイド管は、前記台車を介して前記ガイドレールに取り付けられ、前記ガイド管移動工程は、前記台車をワイヤによって引っ張ることによって行われる構成としてもよい。
【0017】
上記構成によれば、台車を移動させることにより、管寄せの長手方向に沿う方向のガイド管の位置あわせを容易に行うことができる。
【0018】
また、上記超音波肉厚測定方法において、前記レール敷設工程は、前記ガイドレールを第一検査孔から挿入し、第二検査孔の位置まで前記管寄せの内部に延在させる工程と、前記第一検査孔と第二検査孔の位置で、前記ガイドレールを固定する工程と、を含むことが好ましい。
【0019】
上記構成によれば、ガイドレールを固定することにより、ガイドレールの弛みを防止することができ、ガイド管の位置あわせをより円滑に行うことができる。
【0020】
また、上記超音波肉厚測定方法において、前記ガイド管は、遠隔操作によりその先端を屈曲可能に構成されており、前記ガイド管の先端を屈曲するガイド管屈曲工程をさらに含むことが好ましい。
【0021】
上記構成によれば、ガイド管の先端が遠隔操作により屈曲可能とされているため、ガイド管の先端をボイラチューブの方向に屈曲させることができ、センサプローブをより円滑にボイラチューブに案内することができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、レールが管寄せ内に敷設され、ガイド管はこのレールに固定されるため、ガイド管を管寄せ内に確実に固定することができる。また、ガイド管はレールに沿って移動させることができるため、管寄せの長手方向に沿う方向のガイド管の位置合わせを容易に行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
(第一実施形態)
以下、本発明に係る超音波肉厚測定方法の第一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る超音波肉厚測定方法は、ボイラ50におけるボイラチューブ52の肉厚を測定するために用いられる。
【0025】
図1に示すように、ボイラ50は、管寄せ51と複数のボイラチューブ52とを備えている。ボイラチューブ52は水蒸気の流路となる複数の小径管であって、管寄せ51の軸線方向に沿って配列されて一端が管寄せ51に接続されている。これらボイラチューブ52は管寄せ51と連通状態とされており、それぞれ該管寄せ51から斜め下方に向かって延在している。また、管寄せ51の上部には、点検用の第一検査孔53及び第二検査孔54が該管寄せ51の軸線方向に離間して複数開口している。この検査孔53と上記ボイラチューブ52とは互いにねじれの位置関係となるように配置されている。
【0026】
次に、超音波肉厚測定ユニット1について説明する。
超音波肉厚測定ユニット1は、データ収集機器31と、データ収集機器31が収集したデータを解析するデータ解析装置32と、データ収集機器31と接続されたケーブル巻取装置33と、ケーブル巻取装置33から排出されるケーブル30と、ケーブル30の先端に取り付けられたセンサプローブ2と、ガイド管3とを有する。
【0027】
ケーブル30は例えば金属やビニール等からなる長尺状の部材であって、全長にわたって屈曲可能とされている。
センサプローブ2は、ケーブル30の先端部に設けられており、超音波を発することによってボイラチューブ52の肉厚データを測定可能とされている。なお、ケーブル30には、センサプローブ2に接続された配線や、伸縮操作のためのワイヤ10(
図3参照)が一体に設けられている。
【0028】
ケーブル巻取装置33は、ケーブル30の後端に接続されており、ボイラチューブ52内に挿入されたケーブル30を巻き取るために使用される。
データ収集機器31は、センサプローブ2によって測定されたボイラチューブ52の肉厚データがケーブル30を介して入力される。即ち、データ収集機器31は、ボイラチューブ52の肉厚データを収集する役割を有している。
データ解析装置32はデータ収集機器31が収集したボイラチューブ52の肉厚データを解析するために使用されるコンピュータである。
【0029】
ガイド管3は、ケーブル30及びセンサプローブ2のボイラチューブ52への導入をガイドする管であって、ボイラチューブ52の肉厚の測定に先立って管寄せ51内に配置される。
図2に示すように、ガイド管3は、複数の円筒4を接続することによって構成されている。各々の円筒4は、軸方向の一方の端面4a及び他方の端面4bが軸方向に直交する方向(径方向)から視て斜めに切り落とされている。即ち、円筒4の軸方向の一方の端面4a及び他方の端面4bは、軸方向に直交する面に対して傾斜している。また、各々の円筒4の二つの端面4a,4bは、円筒4の中心軸に直交する中心面Mに対して面対称となるように形成されている。
【0030】
各々の円筒4は、ヒンジ5を介して長手方向の端部であって、長手方向の寸法が最も長くなる位置の端部同士が接続されている。円筒4の端面4a,4bが斜めに切り落とされていることによって、ヒンジ5を回動させることでガイド管3を屈曲させることができる。
【0031】
また、各々の円筒4の長手方向の寸法が最も短い位置には、長手方向に貫通する操作ワイヤ孔6が形成されている。さらに、この操作ワイヤ孔6には、操作ワイヤ7が各々の円筒4を接続するように通されている。
【0032】
また、ガイド管3の先端付近においては、それ以外の部位とは異なる角度(例えば90°)にガイド管3が屈曲するように、端面の中心面に対する角度が変更されている。即ち、操作ワイヤ7を操作することにより、ガイド管3の先端付近のみが、他の部位とは異なる角度に屈曲する。
【0033】
次に、本実施形態の超音波肉厚測定方法について順に説明する。
本発明の超音波肉厚測定方法は、ガイド管3を案内するために管寄せ51内にレールを敷設することを特徴としており、本実施形態では、レールとしてローラーチェーン9を利用している。
【0034】
本実施形態に係る超音波肉厚測定方法は、レール敷設工程P1と、ガイド管固定工程P2と、ガイド管移動工程P3と、ガイド管屈曲工程P4とを順に有している。
レール敷設工程P1は、管寄せ51の長手方向に延在するようにローラーチェーン9を敷設する工程である。
具体的には、まず、
図3に示すように、ローラーチェーン9の先端部にワイヤ10を取り付けた後、ワイヤ10を第一検査孔53から挿入し、ワイヤ10を引っ張り、管寄せ51を経由させた後、第二検査孔54から引き出す。第一検査孔53と第二検査孔54の間隔は、プラントによって異なるが、例えば約3mとされている。
【0035】
次に、
図4に示すように、管寄せ51の外部で、ローラーチェーン9を接続し環状にする。
具体的には、まず、第一検査孔53及び第二検査孔54に、チェーン固定部材11を固定する。
図5に示すように、チェーン固定部材11は、棒状部材12と、棒状部材12の両端に設けられた一対のスプロケット13から構成されている。チェーン固定部材11を、第一検査孔53及び第二検査孔54に固定する際は、棒状部材12が検査孔53,54の内周面に沿うように、かつ、一対のチェーン固定部材11同士の距離が最も短くなるように固定する。
【0036】
次いで、ローラーチェーン9が環状をなすようにローラーチェーン9の端部同士を接続し、ローラーチェーン9を4つのスプロケット13に掛ける。この際、棒状部材12に固定されたスプロケット13の位置を変更することによって、ローラーチェーン9に適度の張力が掛かるように調整する。
【0037】
ガイド管固定工程P2は、ガイド管3をローラーチェーン9に固定する工程である。ガイド管3をローラーチェーン9に固定する際は、ローラーチェーン9の該当箇所に取付部材21(所謂コンベアチェーン)を固定した上で、この取付部材21を介してガイド管3を固定する。
【0038】
図6に示すように、ガイド管移動工程P3は、ローラーチェーン9を回転させることで、ガイド管3を管寄せ51内に挿入する工程である。挿入後、さらにローラーチェーン9を回転させ、所望のボイラチューブ52の位置まで、ガイド管3の先端を移動させる。
【0039】
図7及び
図8に示すように、ガイド管屈曲工程P4は、ガイド管の先端を屈曲させる工程である。具体的には、操作ワイヤ7を操作することによって、ガイド管3の先端がボイラチューブ52の方向に向くようにする。
【0040】
その後、ガイド管3内にケーブル30を挿通させることによって該ケーブル30をボイラチューブ52内に導入する。即ち、例えばケーブル30を作業員がガイド管3内に導入し、当該ガイド管3内に順次送り込むと、ケーブル30はガイド管3の延在方向に沿って当該ガイド管3に案内されるようにして進行していく。これによってケーブル30の先端がボイラチューブ52内の所定位置まで導入される。その位置からケーブル巻取装置33を利用しながらケーブル30を巻取り、ボイラチューブ52内をケーブル30が後退していく過程において、該ケーブル30に設けられたセンサプローブ2によってボイラチューブ52の肉厚測定が行われる。
【0041】
このようにセンサプローブ2によって測定されたボイラチューブ52の肉厚データは、ケーブル30に一体に設けられた配線を介してデータ収集機器31に伝送される。そして、センサプローブ2によるボイラチューブ52の肉厚測定を終えた後には、ボイラチューブ52及びガイド管3から該ケーブル30を引き抜く。これによって、肉厚測定作業が終了する。
【0042】
上記実施形態によれば、ガイド管を案内するレールとしての機能を発揮するローラーチェーン9が管寄せ51内に敷設され、ガイド管3はこのローラーチェーン9に固定されるため、ガイド管3を管寄せ51内に確実に固定することができる。また、ガイド管3は
ローラーチェーン9に沿って移動させることができるため、管寄せ51の長手方向に沿う方向のガイド管3の位置合わせを容易に行うことができる。
【0043】
また、環状に接続されたローラーチェーン9を検査孔の外部で操作させて回転させることにより、管寄せ51の長手方向に沿う方向のガイド管3の位置合わせを容易に行うことができる。
【0044】
また、チェーン固定部材11を構成するスプロケット13でローラーチェーン9に張力を与えることにより、ローラーチェーン9の弛みを防止することができ、ガイド管3の位置合わせをより円滑に行うことができる。
【0045】
また、ガイド管3の先端が操作ワイヤ7を操作することにより屈曲可能とされているため、ガイド管3の先端をボイラチューブ52の方向に屈曲させることができ、センサプローブ2をより円滑にボイラチューブ52に案内することができる。
【0046】
(第二実施形態)
次に、本発明に係る超音波肉厚測定装置の第二の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した第一の実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。本実施形態では、レールとしてガイドレール15を利用している。
【0047】
図9、
図10、及び
図11に示すように、ガイドレール15は、複数のガイドレール片14を互いに接続したものである。各々のガイドレール片14は、長尺板形状を有する基礎部材16と、基礎部材16の一面16aに取り付けられた長尺板形状を有するガイドレール本体17と、基礎部材16の他面16bに取り付けられた長尺板形状を有する電磁石18とから構成されている。
ガイドレール15は、その長さが第一検査孔53と第二検査孔54との距離と略同一となるように調節されている。
【0048】
基礎部材16は、一端及び他端に接続部19a,19bが形成されており、互いに接続が可能となっている。接続部19a,19bは、基礎部材16の一面16a及び他面16bに沿い、かつ、基礎部材16の長手方向に直交する方向に延在する、連結ピン19によって接続されており、隣合う基礎部材16は、この連結ピン19を中心に互いに回動することができる。
【0049】
長尺板形状のガイドレール本体17は、長手方向に直交する断面形状がガイドレール本体17の幅方向に長い六角形であり、その断面の長手方向一端及び他端が、鋭角山(三角形のような山形)形状とされている。即ち、ガイドレール本体17の一面と他面とを接続する4面のうち、長手方向に延在する2面には、ガイドレール本体17の長手方向に延在する鋭角山形状の凸条20が形成されている。
凸条20の頂角は70°程度が好適である。また、ガイドレール本体17の材質としては、例えば熱処理炭素合金が好適である。
【0050】
電磁石18は、凸条が形成されていないことを除けば、ガイドレール本体17と略同形状の長尺板形状を有している。電磁石18は、図示しない電気ケーブルによって互いに接続され、かつ、電力が供給可能にされている。
【0051】
図12に示すように、ガイドレール15には、台車22が取り付け可能である。
台車22は、取付板部23と、3つの走行輪24とから構成されている。
取付板部23は、矩形板形状であり、3つの走行輪24が回転自在に支持されている。走行輪24は、ガイドレール本体17の凸条20に転動自在に接触するベアリング25と支持軸26とから構成されている、ベアリング25の外周には、凸条20に対応する形状のV溝25aが形成されている。
【0052】
走行輪24は、2つの走行輪24と1つの走行輪24とで、ガイドレール本体17を挟むような位置関係となるように、取付板部23に固定されている。取付板部23の走行輪24の固定箇所には、取付孔が形成されており、走行輪24は、支持軸26の外周に形成された雄ネジに螺合するナット28によって取付孔に固定されている。
【0053】
即ち、ガイドレール本体17を挟む走行輪24のベアリング25が凸条20上で回転することにより、台車22は、ガイドレール15に沿って移動可能である。また、台車22には図示しない台車操作ワイヤが取り付けられている。台車操作ワイヤは、ガイドレール15に沿って延ばされたワイヤであり、この台車操作ワイヤを引っ張ることで台車22をガイドレール15に沿って移動させることが可能となる。
なお、走行輪24の数は3つに限ることはなく、例えば、2つの走行輪24をガイドレール15の両側に配置するように4つ設ける構成としてもよい。
【0054】
本実施形態に係る超音波肉厚測定方法は、レール敷設工程P1と、ガイド管固定工程P2と、ガイド管移動工程P3と、ガイド管屈曲工程P4とを順に有している。
本実施形態のレール敷設工程P1は、管寄せ51の長手方向に延在するように複数のガイドレール15を敷設する工程である。
【0055】
具体的には、まず、
図13に示すように、連結された複数のガイドレール15の先端部にワイヤ10を取り付けた後、ワイヤ10を第一検査孔53から挿入し、ワイヤ10を引っ張り、第二検査孔54の位置まで管寄せ51の内部に延在させる。この工程は、台車22をガイドレール15に取り付けた状態で行う。また、ガイドレール15の後端には、棒状の固定部材27の一端が取り付けられている。
【0056】
次に、
図14に示すように、第一検査孔53と第二検査孔54の位置でガイドレール15を固定する。
具体的には、ガイドレール15の先端に棒状の固定部材27を取り付けた後、固定部材27を第一検査孔53及び第二検査孔54に固定する。
次いで、電磁石18に通電を行い、ガイドレール15を管寄せ51の内周面に付着させる。
【0057】
ガイド管固定工程P2は、ガイド管3をガイドレール15の台車22に固定する工程である。ガイド管3をガイドレール15の台車22に固定する際は、固定部材27を利用してガイドレール15を検査孔53,54の外部に取り出すことで行う。具体的には、
図15に示すように、ガイド管3は、台車22に取り付けられたコ字状の把持具35を用いてガイドレール15に固定される。
図16に示すように、把持具35は、センサプローブ2をボイラチューブ52に挿入する際は、ガイド管3の動きを阻害しないように、折り畳むことが可能とされている。
【0058】
図17に示すように、ガイド管移動工程P3は、台車22に取り付けられた台車操作ワイヤを操作することによって、ガイド管3を管寄せ51内で位置合わせする工程である。位置合わせ後、第一実施形態と同様の方法で、ガイド管3の先端を屈曲させ、ガイド管3の先端をボイラチューブ52の方向に向くようにする。
なお、ガイド管3を移動させる方法は、ワイヤ操作に限ることはなく、台車22に駆動源を設け、この駆動源をリモートコントロールなどの操作によって駆動させて台車22を移動させる方法としてもよい。
【0059】
また、台車22には、ガイド管3の位置合わせを行うためのカメラ29を取り付けることもできる。さらに、台車22は、ガイド管3の途中部分のサポートとして利用することもできる。
【0060】
上記実施形態によれば、ガイドレール15に沿ってスライド自在に固定された台車22を移動させることにより、管寄せ51の長手方向に沿う方向のガイド管3の位置あわせを容易に行うことができる。
【0061】
また、固定部材27を用いてガイドレール15を管寄せ51に固定することにより、ガイドレール15の弛みを防止することができ、ガイド管3の位置あわせをより円滑に行うことができる。
【0062】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記各実施形態において使用したガイド管3の代替として、蛇腹状のガイド管等を使用することも可能である。