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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025023322
(43)【公開日】2025-02-14
(54)【発明の名称】亀裂検査システム
(51)【国際特許分類】
G01M 99/00 20110101AFI20250206BHJP
【ＦＩ】
G01M99/00 Z
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024214131
(22)【出願日】2024-12-09
(62)【分割の表示】P 2023579887の分割
【原出願日】2022-02-08
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002941
【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】葉名 紀彦
(72)【発明者】
【氏名】梅田 政樹
(72)【発明者】
【氏名】梶原 剛
(57)【要約】
【課題】流体を移送する配管の内部における亀裂の形状を精度よく推定できる亀裂検査システムを提供する。
【解決手段】亀裂検査システム１０００は、配管４０の表面における変形を撮影した画像情報と、配管４０に付加される圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つと、を計測値として取得する計測部２０と、取得された計測値を記憶する記憶部６５０と、記憶された画像情報に基づき導出される、配管４０の変形を示す計測面変形ベクトルと、記憶された圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つの計測値と、を用いて配管４０の内面における亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを推定する制御部１０、３０と、制御部１０、３０により推定された亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを表示する表示部６４１と、を備える。
【選択図】図２８
【解決手段】亀裂検査システム１０００は、配管４０の表面における変形を撮影した画像情報と、配管４０に付加される圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つと、を計測値として取得する計測部２０と、取得された計測値を記憶する記憶部６５０と、記憶された画像情報に基づき導出される、配管４０の変形を示す計測面変形ベクトルと、記憶された圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つの計測値と、を用いて配管４０の内面における亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを推定する制御部１０、３０と、制御部１０、３０により推定された亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを表示する表示部６４１と、を備える。
【選択図】図２８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配管の表面における変形を撮影した画像情報と、前記配管に付加される圧力情報、前記配管の変位情報、前記配管の温度情報の内の少なくとも一つと、を計測値として取得する計測部と、
取得された前記計測値を記憶する記憶部と、
記憶された前記画像情報に基づき導出される、前記配管の変形を示す計測面変形ベクトルと、記憶された前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値と、を用いて前記配管の内面における亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを推定する制御部と、
前記制御部により推定された亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを表示する表示部と、を備えた、
亀裂検査システム。
取得された前記計測値を記憶する記憶部と、
記憶された前記画像情報に基づき導出される、前記配管の変形を示す計測面変形ベクトルと、記憶された前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値と、を用いて前記配管の内面における亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを推定する制御部と、
前記制御部により推定された亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを表示する表示部と、を備えた、
亀裂検査システム。
【請求項2】
前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値が取得された、前記配管における計測位置情報と、前記画像情報とが、取得時刻と関連付けて前記記憶部に記録され、
前記制御部は、記憶された前記計測位置情報毎に亀裂の位置を推定すると共に、記憶された前記計測位置情報毎に亀裂の進展を推定して、推定された亀裂の進展により、前記配管内において移送される流体の前記配管からの漏れが発生する第１時期を推定し、
推定された前記計測位置情報毎の前記亀裂の位置と、対応する前記第１時期とを前記表示部に表示させる
請求項１に記載の亀裂検査システム。
前記制御部は、記憶された前記計測位置情報毎に亀裂の位置を推定すると共に、記憶された前記計測位置情報毎に亀裂の進展を推定して、推定された亀裂の進展により、前記配管内において移送される流体の前記配管からの漏れが発生する第１時期を推定し、
推定された前記計測位置情報毎の前記亀裂の位置と、対応する前記第１時期とを前記表示部に表示させる
請求項１に記載の亀裂検査システム。
【請求項3】
前記制御部は、
それぞれ異なる複数の前記配管に対して、前記配管毎の亀裂の進展と、前記配管毎の前記第１時期とを推定し、
各前記配管を前記第１時期の時期順に前記表示部に並べて表示すると共に、各前記配管に接続されて前記配管内を移送される前記流体の状態を測定する第２計測器を各前記配管に対応付けて前記表示部に表示する、
請求項２に記載の亀裂検査システム。
それぞれ異なる複数の前記配管に対して、前記配管毎の亀裂の進展と、前記配管毎の前記第１時期とを推定し、
各前記配管を前記第１時期の時期順に前記表示部に並べて表示すると共に、各前記配管に接続されて前記配管内を移送される前記流体の状態を測定する第２計測器を各前記配管に対応付けて前記表示部に表示する、
請求項２に記載の亀裂検査システム。
【請求項4】
前記制御部は、
前記亀裂の進展の推定結果に基づき、前記配管に流れる前記流体の圧力、あるいは、流量の少なくとも一方を制御する、
請求項２または請求項３に記載の亀裂検査システム。
前記亀裂の進展の推定結果に基づき、前記配管に流れる前記流体の圧力、あるいは、流量の少なくとも一方を制御する、
請求項２または請求項３に記載の亀裂検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、亀裂検査システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
流体を移送する配管の内部に亀裂が発生すると、その内部を目視あるいは直接計測できないために、亀裂の状態を把握する検査を行うことが困難となり、その結果、配管内部を流れる液体、気体、粉体などの流体が亀裂を介して配管から漏れることがある。配管が接続される装置の運転中に配管から流体が漏れると、装置を停止させて点検、補修を行う必要があるため、計画外に装置を使用できない期間が発生してしまう。
このような問題を解決するために、構造物内部における亀裂の状態を、構造部の表面における画像に基づいて検査を行う、以下のような亀裂検査装置としての検査装置が開示されている。
このような問題を解決するために、構造物内部における亀裂の状態を、構造部の表面における画像に基づいて検査を行う、以下のような亀裂検査装置としての検査装置が開示されている。
【0003】
即ち、従来の検査装置は、構造物に掛かる荷重が変化しているときに互いに異なる時刻に撮像された構造物の表面の画像であって、ひび割れの少なくとも一部を含む複数の画像を取得する取得部と、複数の画像に基づいて、構造物の表面におけるひび割れを境とする一方の側の第１局所領域の変位と、他方の側の第２局所領域の変位とを算出する変位算出部と、第１局所領域の変位と第２局所領域の変位とに基づいて、構造物の内部におけるひび割れの状態を推定する推定部とを備える（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開番号ＷＯ２０１９／１７６４６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記従来の検査装置では、ひび割れを境とする一方の側の第１局所領域の変位と、他方の側の第２局所領域の変位とを算出する変位算出部と、第１局所領域の変位と第２局所領域の変位とに基づいて、構造物の内部における亀裂の状態の推定を行っている。
しかしながら通常、流体を移送する配管は、所望の場所へ所望の量の流体を移送するために、分岐路などを備えた複雑な構造形状を有しており、さらに、移送される流体においては圧力変化等も生じる。そのため、配管内部において亀裂が生じる位置、大きさなどの亀裂状態が変化することから、上記のような推定方法では、正確に配管内部の亀裂の状態を推定することが困難であるという課題があった。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、流体を移送する配管の内部における亀裂を精度よく推定できる亀裂検査システムの提供を目的とする。
しかしながら通常、流体を移送する配管は、所望の場所へ所望の量の流体を移送するために、分岐路などを備えた複雑な構造形状を有しており、さらに、移送される流体においては圧力変化等も生じる。そのため、配管内部において亀裂が生じる位置、大きさなどの亀裂状態が変化することから、上記のような推定方法では、正確に配管内部の亀裂の状態を推定することが困難であるという課題があった。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、流体を移送する配管の内部における亀裂を精度よく推定できる亀裂検査システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願に開示される亀裂検査システムは、
配管の表面における変形を撮影した画像情報と、前記配管に付加される圧力情報、前記配管の変位情報、前記配管の温度情報の内の少なくとも一つと、を計測値として取得する計測部と、
取得された前記計測値を記憶する記憶部と、
記憶された前記画像情報に基づき導出される、前記配管の変形を示す計測面変形ベクトルと、記憶された前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値と、を用いて前記配管の内面における亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを推定する制御部と、
前記制御部により推定された亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを表示する表示部と、を備えた、
ものである。
配管の表面における変形を撮影した画像情報と、前記配管に付加される圧力情報、前記配管の変位情報、前記配管の温度情報の内の少なくとも一つと、を計測値として取得する計測部と、
取得された前記計測値を記憶する記憶部と、
記憶された前記画像情報に基づき導出される、前記配管の変形を示す計測面変形ベクトルと、記憶された前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値と、を用いて前記配管の内面における亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを推定する制御部と、
前記制御部により推定された亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを表示する表示部と、を備えた、
ものである。
【発明の効果】
【0007】
本願に開示される亀裂検査システムによれば、精度よく推定された亀裂を作業者に提供できるため、適切な配管の保守保全業務を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１による亀裂検査装置の基本構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態１による亀裂検査装置における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
【図3】実施の形態１による亀裂検査装置の検査対象の配管の構造を示す図である。
【図4】実施の形態１による亀裂検査装置の検査対象の配管の構造を示す図である。
【図5】実施の形態１による配管の形状をモデル化した形状モデルを示す斜視図である。
【図6】実施の形態１によるモデル生成部の制御の詳細を示すフロー図である。
【図7】実施の形態１による配管の亀裂発生面が要素に分割された様子を示す図である。
【図8】実施の形態１による配管の計測面が要素に分割された様子を示す図である。
【図9】実施の形態１による配管の亀裂発生面の各節点の変位変化量の差分による変位変化ベクトルを示す図である。
【図10】実施の形態１による配管の計測面の各節点のひずみの差分によるひずみ変化ベクトルを示す図である。
【図11】実施の形態１による配管の亀裂発生面の各節点の荷重変化量の差分による荷重変化ベクトルを示す図である。
【図12】実施の形態１による配管の計測面の各節点の変位変化量を表す変位変化ベクトルを示す図である。
【図13】実施の形態１による配管の計測面の各節点の角度変化量を表す角度変化ベクトルを示す図である。
【図14】実施の形態１による亀裂検査装置の計測部の詳細工程を示すフロー図である。
【図15】実施の形態１による亀裂検査装置の亀裂状態解析部の詳細工程を示すフロー図である。
【図16】実施の形態２による亀裂検査装置における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
【図17】実施の形態２による亀裂検査装置の検査対象の配管の構造の一例を示す図である。
【図18】実施の形態２によるモデル生成部の制御工程の詳細を示すフロー図である。
【図19】実施の形態２による亀裂検査装置の計測部の詳細工程を示すフロー図である。
【図20】実施の形態３によるモデル生成部の制御工程の詳細を示すフロー図である。
【図21】実施の形態３による亀裂検査装置の計測部の詳細工程を示すフロー図である。
【図22】実施の形態３による亀裂検査装置における亀裂状態解析部の詳細工程を示すフロー図である。
【図23】実施の形態４における配管の亀裂を検査する亀裂検査装置のモデル生成部の詳細工程を示すフロー図である。
【図24】実施の形態５による亀裂検査装置の基本構成を示すブロック図である。
【図25】実施の形態５による亀裂検査装置における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
【図26】実施の形態５による亀裂検査装置における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
【図27】実施の形態６による亀裂検査システムにおける亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
【図28】実施の形態６における亀裂検査システムの概略構成を示す図である。
【図29】実施の形態６における亀裂検査システムの概略構成を示す図である。
【図30】実施の形態６における亀裂検査システムの概略構成を示す図である。
【図31】各実施の形態における亀裂検査装置および亀裂検査システムのハードウェア構成例を説明する図である。
【図32】各実施の形態における亀裂検査装置および亀裂検査システムのハードウェア構成例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態１．
以下、本実施の形態に係る配管４０の亀裂を検査する亀裂検査装置１００および亀裂検査方法について、図面を参照して説明する。なお、各図における同一符号は、同一もしくは相当部分を示している。
本実施の形態の亀裂検査装置１００は、液体、気体、粉体などの流体を移送する配管４０の内側に生じる亀裂を検査するものである。
以下、本実施の形態に係る配管４０の亀裂を検査する亀裂検査装置１００および亀裂検査方法について、図面を参照して説明する。なお、各図における同一符号は、同一もしくは相当部分を示している。
本実施の形態の亀裂検査装置１００は、液体、気体、粉体などの流体を移送する配管４０の内側に生じる亀裂を検査するものである。
【0010】
図１は、実施の形態１による亀裂検査装置１００の基本構成を示すブロック図である。
図２は、実施の形態１による亀裂検査装置１００における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
図３は、実施の形態１による亀裂検査装置１００の検査対象である配管４０の構造を示す図である。
図４は、図３に示す配管４０のＡ－Ａ線における断面図である。
図５は、実施の形態１による亀裂検査装置１００の検査対象である配管４０の形状をモデル化した形状モデルＭを示す斜視図である。
図２は、実施の形態１による亀裂検査装置１００における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
図３は、実施の形態１による亀裂検査装置１００の検査対象である配管４０の構造を示す図である。
図４は、図３に示す配管４０のＡ－Ａ線における断面図である。
図５は、実施の形態１による亀裂検査装置１００の検査対象である配管４０の形状をモデル化した形状モデルＭを示す斜視図である。
【0011】
先ず、図３を用いて、検査対象の配管４０について説明する。
図３は、検査対象の配管４０の構造の一例を示しており、配管４０は、流体を分岐させる分岐４３を有する直線配管４１と、Ｌ字形状のＬ字配管４２とを、溶接部Ｗｅｌにおいて溶接して結合した構造を有する。
図３は、検査対象の配管４０の構造の一例を示しており、配管４０は、流体を分岐させる分岐４３を有する直線配管４１と、Ｌ字形状のＬ字配管４２とを、溶接部Ｗｅｌにおいて溶接して結合した構造を有する。
【0012】
直線配管４１は、治具などの支持部Ｓ１、Ｓ２により支持され、Ｌ字配管４２は治具などの支持部Ｓ３により支持されている。
ここで、Ｌ字配管４２と直線配管４１とを接続する溶接部Ｗｅｌの溶接不良、あるいは配管４０に液体が流れる場合に分岐４３付近のＬ字配管４２において生じるエロージョンまたはコロージョン等に起因して、Ｌ字配管４２の内部において亀裂Ｃｒａが生じる。
ここで、Ｌ字配管４２と直線配管４１とを接続する溶接部Ｗｅｌの溶接不良、あるいは配管４０に液体が流れる場合に分岐４３付近のＬ字配管４２において生じるエロージョンまたはコロージョン等に起因して、Ｌ字配管４２の内部において亀裂Ｃｒａが生じる。
【0013】
この亀裂Ｃｒａが配管４０に加わる圧力により進展して、配管４０内の液体、気体、粉体などの流体が、亀裂Ｃｒａを介して配管４０の外側に漏れる。あるいは、過大な圧力が加わることで亀裂Ｃｒａが存在する部分において、配管４０が破損してしまうことがある。この亀裂Ｃｒａを本実施の形態の亀裂検査装置１００により検査する。
【0014】
以下、亀裂検査装置１００について説明する。
図１に示すように、亀裂検査装置１００は、制御部としてのモデル生成部１０と、計測部２０と、制御部としての亀裂状態解析部３０と、を備えて、亀裂Ｃｒａの状態を推定する。推定される亀裂Ｃｒａの状態とは、亀裂Ｃｒａの大きさ、形状、位置等である。
また、亀裂状態解析部３０は、通信線等によりモデル生成部１０と計測部２０とに接続されており、モデル生成部１０および計測部２０から出力されたデータを受信できる。
図１に示すように、亀裂検査装置１００は、制御部としてのモデル生成部１０と、計測部２０と、制御部としての亀裂状態解析部３０と、を備えて、亀裂Ｃｒａの状態を推定する。推定される亀裂Ｃｒａの状態とは、亀裂Ｃｒａの大きさ、形状、位置等である。
また、亀裂状態解析部３０は、通信線等によりモデル生成部１０と計測部２０とに接続されており、モデル生成部１０および計測部２０から出力されたデータを受信できる。
【0015】
以下、図２を用いて、これらモデル生成部１０、計測部２０、亀裂状態解析部３０の制御の概略について説明する。
先ず、モデル生成部１０について説明する。
モデル生成部１０は、外部から入力される設計情報または実測で得られた配管４０の構造情報に基づいて、配管４０の形状をモデル化した形状モデルＭを生成する（ステップＳ１０１～ステップＳ１０２、モデル生成工程）。
ここで、構造情報とは、配管４０の内径、外径、管端部の形状、溶接形状、溶接位置、溶接方法、配管４０おける設定された部位を固定する治具などの支持情報、支持方法、等である。
先ず、モデル生成部１０について説明する。
モデル生成部１０は、外部から入力される設計情報または実測で得られた配管４０の構造情報に基づいて、配管４０の形状をモデル化した形状モデルＭを生成する（ステップＳ１０１～ステップＳ１０２、モデル生成工程）。
ここで、構造情報とは、配管４０の内径、外径、管端部の形状、溶接形状、溶接位置、溶接方法、配管４０おける設定された部位を固定する治具などの支持情報、支持方法、等である。
【0016】
次にモデル生成部１０は、形状モデルＭに基づいて、配管４０の内面に亀裂Ｃｒａが発生する可能性がある箇所を特定し、当該亀裂Ｃｒａが発生する可能性のある箇所を含む配管４０内における設定された領域を亀裂発生面ＣｒａＳとして設定する第１設定制御Ｓｅ１を行う（第１設定工程）。また、モデル生成部１０は、形状モデルＭに基づいて、亀裂発生面ＣｒａＳに亀裂Ｃｒａが生じた際に変形が生じる、配管４０の表面における領域を特定し、当該領域を計測面ＭｅａＳとして設定する第２設定制御Ｓｅ２を行う（ステップＳ１０３、第２設定工程）。
【0017】
次に、モデル生成部１０は、移送される流体により配管４０内に付加される内圧である第１圧力情報Ｐ１と、配管４０の支持情報などの上記構造情報とを、境界条件として形状モデルＭに付加する（ステップＳ１０４）。
ここで、境界条件とは、構造解析を行う形状モデルに対して設定される条件である。境界条件は、荷重条件と拘束条件とから構成されている。荷重条件としては、構造物のどこにどの程度の荷重が加わるのか、すなわち、形状モデルにおいて荷重が加わる部位における力のベクトル情報が定義される。一方、拘束条件としては、構造物のどこをどのように支持するのかの支持方法等の情報が定義される。
ここで、境界条件とは、構造解析を行う形状モデルに対して設定される条件である。境界条件は、荷重条件と拘束条件とから構成されている。荷重条件としては、構造物のどこにどの程度の荷重が加わるのか、すなわち、形状モデルにおいて荷重が加わる部位における力のベクトル情報が定義される。一方、拘束条件としては、構造物のどこをどのように支持するのかの支持方法等の情報が定義される。
【0018】
次に、モデル生成部１０は、このように、流体により配管４０の内面に付加される内圧である第１圧力情報Ｐ１を含む境界条件が与えられた形状モデルＭに基づいて、亀裂発生面ＣｒａＳに亀裂Ｃｒａが生じた際における、計測面ＭｅａＳの変化を計測面推定変化ベクトルＶ１として、複数種類の亀裂候補毎に設定する第３設定制御Ｓｅ３を行う（ステップＳ１０５、第３設定工程）。
なお、複数種類の亀裂候補とは、異なる形状、異なる位置を有する、推定される亀裂Ｃｒａの候補情報を示す。
なお、複数種類の亀裂候補とは、異なる形状、異なる位置を有する、推定される亀裂Ｃｒａの候補情報を示す。
【0019】
次に、計測部２０の制御の概略について説明する。
計測部２０は、亀裂Ｃｒａの存在に応じて生じる、配管４０の表面の計測面ＭｅａＳにおける変形を計測する（ステップＳ２０１）。計測部２０は、図示しない制御部を有して、計測された計測値に基づき、計測面ＭｅａＳにおける変形を計測面変形ベクトルＶ２として求める（ステップＳ２０２）。
なお、ここでは、計測部２０の図示しない制御部が、計測値に基づき計測面変形ベクトルＶ２を求める例を示したが、これに限定するものではない。計測面の変形を示す計測面変形ベクトルＶ２は、例えば、後述する亀裂状態解析部３０が、計測部２０からの計測値に基づいて求めるものでもよい。
計測部２０は、亀裂Ｃｒａの存在に応じて生じる、配管４０の表面の計測面ＭｅａＳにおける変形を計測する（ステップＳ２０１）。計測部２０は、図示しない制御部を有して、計測された計測値に基づき、計測面ＭｅａＳにおける変形を計測面変形ベクトルＶ２として求める（ステップＳ２０２）。
なお、ここでは、計測部２０の図示しない制御部が、計測値に基づき計測面変形ベクトルＶ２を求める例を示したが、これに限定するものではない。計測面の変形を示す計測面変形ベクトルＶ２は、例えば、後述する亀裂状態解析部３０が、計測部２０からの計測値に基づいて求めるものでもよい。
【0020】
次に、亀裂状態解析部３０の制御の概略について説明する。
亀裂状態解析部３０は、モデル生成部１０から得られた学習データである計測面推定変化ベクトルＶ１と、計測部２０により取得した計測面変形ベクトルＶ２とを基に、計測面推定変化ベクトルＶ１と計測面変形ベクトルＶ２との類似度を求める（ステップＳ３０１）。
亀裂状態解析部３０は、モデル生成部１０から得られた学習データである計測面推定変化ベクトルＶ１と、計測部２０により取得した計測面変形ベクトルＶ２とを基に、計測面推定変化ベクトルＶ１と計測面変形ベクトルＶ２との類似度を求める（ステップＳ３０１）。
【0021】
亀裂状態解析部３０は、亀裂候補毎に、亀裂発生面ＣｒａＳの状態を示す状態量変形ベクトルＶ３に対して正規化した類似度を掛け合わせる（ステップＳ３０２）。
次に亀裂状態解析部３０は、類似度を掛け合わせた亀裂発生面ＣｒａＳの状態を示す状態量変形ベクトルＶ３を足し合わせて亀裂を推定する（ステップＳ３０３）。
これにより推定した亀裂Ｃｒａの大きさ、形状、位置情報が得られる。
次に亀裂状態解析部３０は、類似度を掛け合わせた亀裂発生面ＣｒａＳの状態を示す状態量変形ベクトルＶ３を足し合わせて亀裂を推定する（ステップＳ３０３）。
これにより推定した亀裂Ｃｒａの大きさ、形状、位置情報が得られる。
【0022】
このように、ステップＳ３０１～ステップＳ３０３を経て、亀裂を推定する工程を、第１推定制御Ｅｓ１（第１推定工程）と称す。この第１推定制御Ｅｓ１の詳細は、後述する。
【0023】
以下、上記モデル生成部１０が生成した、配管４０の形状モデルＭについて説明する。
図５に示す形状モデルＭは、図３のＢで示す範囲から生成されている。
形状モデルＭの内部には、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳが設定されており、形状モデルＭの表面には計測面ＭｅａＳが設定されている。
図５において、形状モデルＭである平板は円筒座標系により示されており、計測面ＭｅａＳが設定される面をθｚ平面とし、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳが設定される面をＲＺ平面とする。
図５に示す形状モデルＭは、図３のＢで示す範囲から生成されている。
形状モデルＭの内部には、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳが設定されており、形状モデルＭの表面には計測面ＭｅａＳが設定されている。
図５において、形状モデルＭである平板は円筒座標系により示されており、計測面ＭｅａＳが設定される面をθｚ平面とし、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳが設定される面をＲＺ平面とする。
【0024】
候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳは、前述のように、亀裂Ｃｒａの発生が想定される箇所に設定される。計測面ＭｅａＳは、候補面の変化によって形状モデルＭの表面が変化する範囲に設定される。
なお、前述のように、形状モデルＭでは配管４０の全体構造ではなく、θ方向に、図３に示す配管４０の一部の範囲Ｂを切り出してモデル化している。
なお、前述のように、形状モデルＭでは配管４０の全体構造ではなく、θ方向に、図３に示す配管４０の一部の範囲Ｂを切り出してモデル化している。
【0025】
図２を用いて説明したように、図２に示したモデル生成部１０によるステップ１０４において、流体により配管４０に付加される内圧である第１圧力情報Ｐ１と、配管４０の円周方向の支持方法等の構造情報とを、境界条件として形状モデルＭに加える。この際に、図３に示したような配管４０の全体構造をモデル化し、支持部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３による支持条件を加えて、内圧が加わる時の配管４０の形状モデルＭ付近の変位を算出し、この変位を形状モデルＭの支持条件として境界条件に付加してもよい。
【0026】
以上、図２を用いてモデル生成部１０の制御の概略について説明したが、以降は、数値解析によるモデル生成部１０の制御の詳細について説明する。
図６は、実施の形態１によるモデル生成部１０を数値解析により作成した場合の制御の詳細工程を示すフロー図である。なお、図６において、図２において既に示した工程に対しては同一符号を付している。
図６は、実施の形態１によるモデル生成部１０を数値解析により作成した場合の制御の詳細工程を示すフロー図である。なお、図６において、図２において既に示した工程に対しては同一符号を付している。
【0027】
ステップＳ１０１では、配管の構造を示す構造情報として、配管４０の内径、外径、端部形状、溶接形状、溶接位置、配管４０における設定された部位を固定する支持方法、支持位置、の内の少なくとも一つが入力される。また、このステップＳ１０１において、配管４０に付加される内圧である第１圧力情報Ｐ１が入力される。
【0028】
ステップＳ１０２では、学習データを作成するための数値解析モデルを、構造情報を基に作成する。ここでは、図３に示した配管４０の形状モデルＭである。
ステップＳ１０３では、配管４０の形状モデルＭ内で、溶接部Ｗｅｌの不良により亀裂が発すると仮定して、形状モデルＭの溶接部Ｗｅｌ付近に、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳ、計測面ＭｅａＳを設定する。
ステップＳ１０４では、配管４０の支持方法等の構造情報と、配管４０に付加される内圧である第１圧力情報Ｐ１とから作成した境界条件を形状モデルＭに入力する。
ステップＳ１０５では、配管４０の構造情報に基づいて、作成する亀裂候補の形状を決定する。以下、亀裂候補の形状を設定する例を示す。
ステップＳ１０３では、配管４０の形状モデルＭ内で、溶接部Ｗｅｌの不良により亀裂が発すると仮定して、形状モデルＭの溶接部Ｗｅｌ付近に、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳ、計測面ＭｅａＳを設定する。
ステップＳ１０４では、配管４０の支持方法等の構造情報と、配管４０に付加される内圧である第１圧力情報Ｐ１とから作成した境界条件を形状モデルＭに入力する。
ステップＳ１０５では、配管４０の構造情報に基づいて、作成する亀裂候補の形状を決定する。以下、亀裂候補の形状を設定する例を示す。
【0029】
図７は、図４の候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳが、平行線により要素３６０に分割された様子を示す図である。候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳのｘ軸方向をｎ個、ｙ軸方向をｍ個に分割し、格子状に分割する平行線が交差する点、即ち分割された格子の頂点を位置（ｉ，ｊ）で示している。位置（ｉ，ｊ）は、（０，０）から（ｎ，ｍ）までの数字で表される。交差の頂点を節点とすると、それぞれの節点は要素３６０を形成する線上に位置する点である。なお、図７において、要素３６０は正方形で示されているが、これに限るものではなく、例えば、台形であってもよい。
【0030】
亀裂発生面の構造解析は、亀裂発生面における節点の位置毎に行われる。例えば、亀裂発生面における（０，０）の位置の節点に亀裂が生じている場合、亀裂発生面における（０，０）の位置から（ｎ，ｍ）の位置までの亀裂発生面における全ての節点の変位変化について構造解析が行われる。この場合、（０，０）の位置の節点は亀裂に該当するので、空洞になっている。したがって、（０，０）の位置の変位変化は生じない。一方、（０，０）以外の位置の節点には亀裂が無いと仮定しているため、境界条件によっては変位変化が生じる。また、このように亀裂発生面の変位変化の構造解析を節点の位置毎に行うことにより、学習データの数が限定され、学習データの生成時間を限定することができる。
【0031】
図８は、図５の計測面ＭｅａＳが要素３７０に分割された様子を示す図である。計測面ＭｅａＳのｘ軸方向をｎ個、ｚ軸方向をｐ個に分割し、格子状に分割する平行線が交差する点、即ち、分割された格子の頂点を位置（ｋ，ｌ）で示している。位置（ｋ，ｌ）は、（０，０）から（ｎ，ｐ）までの数字で表される。格子の頂点を節点とすると、それぞれの節点は要素３７０を形成する線上に位置する点である。なお、図８において、要素３７０は正方形で示されているが、これに限るものではなく、例えば、台形であってもよい。
【0032】
計測面の構造解析は、亀裂発生面における節点の位置毎に行われる。例えば、亀裂発生面における（０，０）の位置の節点に亀裂が生じている場合、計測面における（０，０）の位置から（ｎ，ｐ）の位置までの計測面における全ての節点の変形について構造解析が行われる。実施の形態１における亀裂検査装置１００では、計測面における節点の変形としてひずみ変化を用いる。次に、例えば、亀裂発生面における（０，１）の位置の節点に亀裂が生じている場合、計測面における（０，０）の位置から（ｎ，ｐ）の位置までの計測面における全ての節点のひずみ変化について構造解析が行われる。
【0033】
図６に示すステップＳ１０６において、亀裂候補を、作成した形状モデルＭの亀裂発箇所に作成する。例えば、亀裂発生面における（０，１）の位置の節点に亀裂が生じている場合、亀裂発生面における（０，０）の位置から（ｎ，ｍ）の位置までの亀裂発生面における全ての節点の変位変化について構造解析が行われる。この場合、（０，１）の位置の節点は亀裂に該当するので、空洞になっている。したがって、（０，１）の位置の変位変化は生じない。一方、（０，１）以外の位置の節点には亀裂が無いと仮定しているため、境界条件によっては変位変化が生じる。
【0034】
図６に示すステップＳ１０７において、作成したモデルを数値解析する。
図６に示すステップＳ１０８において、計測面ＭｅａＳの計測面推定変化ベクトルＶ１と、亀裂発生面ＣｒａＳの状態量を示す状態量変形ベクトルＶ３とを学習データとして保存する。
図６に示すステップＳ１０８において、計測面ＭｅａＳの計測面推定変化ベクトルＶ１と、亀裂発生面ＣｒａＳの状態量を示す状態量変形ベクトルＶ３とを学習データとして保存する。
【0035】
以後、図６に示すステップＳ１０９に示されるように、亀裂発生面における（０，０）および（０，１）以外の位置にある節点について、亀裂候補の形状に併せて亀裂発生面における節点の変位変化について構造解析が同様に行われる。すなわち、亀裂発生面における亀裂候補の形状が生じていると仮定して、亀裂発生面における全ての節点の変位変化が求められる。図６に示すステップＳ１１０において、このようにして求められた変位変化が学習データとして記憶される。
【0036】
言い換えれば、亀裂発生面におけるそれぞれの節点と境界条件とは、次のような関係が設定されている。まず、拘束条件が設定されている亀裂発生面における節点には、全ての方向の変化量がゼロに設定されている。これにより、拘束条件が設定されている亀裂発生面における節点は、動かない。一方、荷重条件が設定されている亀裂発生面における節点のうち亀裂が生じていない節点には、一定の方向の変化量がゼロ以外に設定されている。また、荷重条件が設定されている亀裂発生面における節点のうち亀裂が生じている節点には、全ての方向の変化量がゼロに設定されている。
【0037】
図９は、図５に示す候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状毎における、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの各節点の変位変化量の差分による変位変化ベクトルを示す図である。
図９に示すように、Δ（－）の列ベクトルに含まれる各節点の変位データは、事前に決定した順番に並べられている。ここで「－」は、無意味な不定データを表している。以下の説明においても、「－」は無意味な不定データを表している。δ（ｉ，ｊ）は、図７の候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳにおける（ｉ，ｊ）の位置にある節点の変位変化である。さらに、例えば、δ０（ｉ，ｊ）は、亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の（ｉ，ｊ）の位置にある節点の変位データであり、Δ（０）は（０，０）の亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の、状態量変形ベクトルＶ３としての変位変化ベクトルである。
図９に示すように、Δ（－）の列ベクトルに含まれる各節点の変位データは、事前に決定した順番に並べられている。ここで「－」は、無意味な不定データを表している。以下の説明においても、「－」は無意味な不定データを表している。δ（ｉ，ｊ）は、図７の候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳにおける（ｉ，ｊ）の位置にある節点の変位変化である。さらに、例えば、δ０（ｉ，ｊ）は、亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の（ｉ，ｊ）の位置にある節点の変位データであり、Δ（０）は（０，０）の亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の、状態量変形ベクトルＶ３としての変位変化ベクトルである。
【0038】
以下の式（１）は、図９の複数の変位変化ベクトルから構成される亀裂面行列Δｃｒａｃｋ＿ｄｉｆｆを示すものである。図９に示す変位変化ベクトルであるΔ（０）からΔ（Ｔ）は列ベクトルであり、これらの列ベクトルを各節点に想定される亀裂を移動させる順番に並べたものが、式（１）に示すΔｃｒａｃｋ＿ｄｉｆｆである。
【0039】
【数1】
【0040】
また、モデル生成部１０では、構造解析モデルにおける計測面の節点のひずみの差分によるひずみ変化ベクトルを作成する。
【0041】
図１０は、図５に示す候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状毎における、図８に示す計測面ＭｅａＳの各節点のひずみの差分によるひずみ変化ベクトルを示す図である。図１０に示すように、Ｅ（－）の列ベクトルに含まれる各節点の変位データは、事前に決定した順番に並べられている。
【0042】
ε（ｋ，ｌ）は、図８の計測面ＭｅａＳにおける（ｋ，ｌ）の位置にある節点のひずみデータである。さらに、例えば、ε０（ｋ，ｌ）は、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の計測面ＭｅａＳの（ｋ，ｌ）の位置にある節点のひずみデータであり、Ｅ（０）は候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の、計測面推定変化ベクトルＶ１
としてのひずみ変化ベクトルである。
としてのひずみ変化ベクトルである。
【0043】
以下の式（２）は、図１０の複数のひずみ変化ベクトルから構成される計測面行列Ｅｍｅａｓｕｒｅを示すものである。図９に示すひずみ変化ベクトルであるＥ（０）からＥ（Ｔ）は列ベクトルであり、これらの列ベクトルを各節点に想定される亀裂を移動させる順番に並べたものが、式（２）に示すＥｍｅａｓｕｒｅである。
【0044】
【数2】
【0045】
学習データとして保存するパラメータとして、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの、状態量変形ベクトルＶ３としての変位変化ベクトル以外に、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの、状態量変形ベクトルＶ３としての荷重変化ベクトルを使用してもよい。
【0046】
図１１は、図５に示す候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状毎における、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの各節点の荷重変化量の差分による荷重変化ベクトルを示す図である。
図１１に示すように、Ｚ（－）の列ベクトルに含まれる各節点の変位データは、事前に決定した順番に並べられている。さらに、例えば、ζ０（ｉ，ｊ）は、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の（ｉ，ｊ）の位置にある節点の荷重データであり、Ｚ（０）は候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の荷重変化ベクトルである。具体的には、亀裂が有る位置の節点の力はゼロとなり、亀裂が無い位置の節点の力はゼロ以外となる。
図１１に示すように、Ｚ（－）の列ベクトルに含まれる各節点の変位データは、事前に決定した順番に並べられている。さらに、例えば、ζ０（ｉ，ｊ）は、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の（ｉ，ｊ）の位置にある節点の荷重データであり、Ｚ（０）は候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の荷重変化ベクトルである。具体的には、亀裂が有る位置の節点の力はゼロとなり、亀裂が無い位置の節点の力はゼロ以外となる。
【0047】
学習データとして保存するパラメータとして、計測面ＭｅａＳの各節点のひずみの差分によるひずみ変化ベクトル以外に、計測面ＭｅａＳの変位変化ベクトルまたは角度変化ベクトルを使用してもよい。計測面における節点の変形として変位変化を用いる場合について説明する。計測面における節点の変形として変位変化を用いる場合は、モデル生成部１０は、構造解析モデルにおける計測面の節点の変位の差分による変位変化ベクトルを作成する。
【0048】
図１２は、図５の候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状における、図５の計測面ＭｅａＳの各節点の変位変化量を表す、計測面推定変化ベクトルＶ１としての、変位変化ベクトルを示す図である。
図１２に示すようにＤｉｓ（－）の列ベクトルに含まれる各節点の変位データは、事前に決定した順番に並べられている。ｄ（ｋ，ｌ）は、計測面ＭｅａＳにおける（ｋ，ｌ）の位置にある節点の変位変化である。さらに、例えば、ｄ０（ｋ，ｌ）は、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の計測面ＭｅａＳの（ｋ，ｌ）の位置にある節点の変位データであり、Ｄｉｓ（０）は候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の変位変化ベクトルである。
図１２に示すようにＤｉｓ（－）の列ベクトルに含まれる各節点の変位データは、事前に決定した順番に並べられている。ｄ（ｋ，ｌ）は、計測面ＭｅａＳにおける（ｋ，ｌ）の位置にある節点の変位変化である。さらに、例えば、ｄ０（ｋ，ｌ）は、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の計測面ＭｅａＳの（ｋ，ｌ）の位置にある節点の変位データであり、Ｄｉｓ（０）は候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の変位変化ベクトルである。
【0049】
以下の式（３）は、図１２の複数の変位変化ベクトルから構成される計測面行列Ｄｉｓｍｅａｓｕｒｅを示すものである。計測面における節点の変形として変位変化を用いる場合は、計測面行列としてＤｉｓｍｅａｓｕｒｅを使用する。図１２に示す変位変化ベクトルであるＤｉｓ（０）からＤｉｓ（Ｔ）は列ベクトルであり、これらの列ベクトルを各節点に想定される亀裂を移動させる順番に並べたものが、式（３）に示すＤｉｓｍｅａｓｕｒｅである。
【0050】
【数3】
【0051】
次に、計測面における節点の変形として角度変化を用いる場合について説明する。
計測面における節点の変形として角度変化を用いる場合は、モデル生成部１０は、構造解析モデルにおける計測面の節点の角度の差分による角度変化ベクトルを作成する。
図１３は、図５の候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状における、図５の計測面ＭｅａＳの各節点の角度変化量を表す、計測面推定変化ベクトルＶ１としての、角度変化ベクトルを示す図である。
計測面における節点の変形として角度変化を用いる場合は、モデル生成部１０は、構造解析モデルにおける計測面の節点の角度の差分による角度変化ベクトルを作成する。
図１３は、図５の候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状における、図５の計測面ＭｅａＳの各節点の角度変化量を表す、計測面推定変化ベクトルＶ１としての、角度変化ベクトルを示す図である。
【0052】
図１３に示すようにＡ（－）の列ベクトルに含まれる各節点の変位データは、事前に決定した順番に並べられている。ａ（ｋ，ｌ）は、計測面ＭｅａＳにおける（ｋ，ｌ）の位置にある節点の角度変化である。さらに、例えば、ａ０（ｋ，ｌ）は、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の計測面ＭｅａＳの（ｋ，ｌ）の位置にある節点の角度データであり、Ａ（０，０）は候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの亀裂候補の形状の事前に決定した順番における最初の亀裂の位置の節点に亀裂が生じている場合の角度変化ベクトルである。
【0053】
以下の式（４）は、図１３の複数の角度変化ベクトルから構成される計測面行列Ａｍｅａｓｕｒｅを示すものである。計測面における節点の変形として角度変化を用いる場合は、計測面行列としてＡｍｅａｓｕｒｅを使用する。図１３に示す角度変化ベクトルであるＡ（０）からＡ（Ｔ）は列ベクトルであり、これらの列ベクトルを各節点に想定される亀裂を移動させる順番に並べたものが、式（４）に示すＡｍｅａｓｕｒｅである。
【0054】
【数4】
【0055】
図６のステップＳ１０９において、全ての亀裂候補に対して学習データを作成したか判定し、全て作成していない場合はステップＳ１０６に戻って亀裂の形状を変更する。
全ての亀裂候補に対して学習データの作成が完了したら、ステップＳ１１０において亀裂候補の学習データを出力する。
全ての亀裂候補に対して学習データの作成が完了したら、ステップＳ１１０において亀裂候補の学習データを出力する。
【0056】
次に、亀裂検査装置１００の計測部２０で、計測する詳細を説明する。
図１４は、本実施の形態１による亀裂検査装置１００の計測部２０における詳細工程を示すフロー図である。
なお、図１４において、図２に示した工程に対応する工程については、同一符号を付している。
図１４は、本実施の形態１による亀裂検査装置１００の計測部２０における詳細工程を示すフロー図である。
なお、図１４において、図２に示した工程に対応する工程については、同一符号を付している。
【0057】
ステップＳ２０１ａでは、モデル生成部１０で作成した形状モデルＭに基づいて、計測面ＭｅａＳを、配管４０の表面において設定する。
ステップＳ２０１では、配管４０の表面の計測面ＭｅａＳの変形を計測する。
ステップＳ２０１ｂでは、計測した配管４０の表面の変形を、学習データの計測面推定変化ベクトルＶ１と同一のフォーマットに変換する。フォーマットの例は図１０に示す形である。
ステップＳ２０２では、変換した計測面の変形を、変形ベクトルとして保存する。
ステップＳ２０３では、保存した変形ベクトルを、計測面変形ベクトルＶ２として出力する。
ステップＳ２０１では、配管４０の表面の計測面ＭｅａＳの変形を計測する。
ステップＳ２０１ｂでは、計測した配管４０の表面の変形を、学習データの計測面推定変化ベクトルＶ１と同一のフォーマットに変換する。フォーマットの例は図１０に示す形である。
ステップＳ２０２では、変換した計測面の変形を、変形ベクトルとして保存する。
ステップＳ２０３では、保存した変形ベクトルを、計測面変形ベクトルＶ２として出力する。
【0058】
上記図１４のステップＳ２０１ａ～ステップＳ２０３を経て行われる、計測部２０の実際の計測方法を詳細に説明する。
計測部２０は、配管４０の表面の少なくとも一部の領域を計測面ＭｅａＳとして、この計測面ＭｅａＳの表面の変形を計測する。
計測部２０は、例えば、計測面ＭｅａＳに取り付けられたひずみゲージである。ひずみゲージは、ベース材と抵抗材料とから構成されている。ベース材の材料は、電気絶縁物から構成されている。抵抗材料は、ベース材に取り付けられており、ベース材から突出した部位には引き出し線が設けられている。ベース材は構造物の表面に接着剤を介して取り付けられており、ベース材が伸縮すると抵抗材料も伸縮し、抵抗材料の電気抵抗が変化する。抵抗材料の引き出し線は計測部２０に接続されている。
例えば、配管４０の表面にひずみが生じると、抵抗材料が伸縮し、抵抗材料の電気抵抗が変化する。図１４に示したステップＳ２０１において、このように計測された抵抗材料の電気抵抗の変化は、引き出し線を介して計測部２０の図示しない制御部に伝達される。
計測部２０は、配管４０の表面の少なくとも一部の領域を計測面ＭｅａＳとして、この計測面ＭｅａＳの表面の変形を計測する。
計測部２０は、例えば、計測面ＭｅａＳに取り付けられたひずみゲージである。ひずみゲージは、ベース材と抵抗材料とから構成されている。ベース材の材料は、電気絶縁物から構成されている。抵抗材料は、ベース材に取り付けられており、ベース材から突出した部位には引き出し線が設けられている。ベース材は構造物の表面に接着剤を介して取り付けられており、ベース材が伸縮すると抵抗材料も伸縮し、抵抗材料の電気抵抗が変化する。抵抗材料の引き出し線は計測部２０に接続されている。
例えば、配管４０の表面にひずみが生じると、抵抗材料が伸縮し、抵抗材料の電気抵抗が変化する。図１４に示したステップＳ２０１において、このように計測された抵抗材料の電気抵抗の変化は、引き出し線を介して計測部２０の図示しない制御部に伝達される。
【0059】
このようにして、ステップＳ２０１において、ひずみゲージによって配管４０の表面のひずみ変化を計測する。このような構成により、圧力が加えられた状態のままで、計測部２０が配管４０の表面にある計測面ＭｅａＳのひずみ変化を計測することができる。計測部２０は、計測面ＭｅａＳを計測面として、計測された計測面の変形を計測面変形ベクトルＶ２として出力する。
【0060】
計測面における節点の変形として変位変化を用いる場合は、計測部２０は、計測面ＭｅａＳの各節点の変位を計測するために、変位センサーを備える。変位センサーとしては、例えば、レーザー変位センサー、渦電流損式変位センサー、静電容量式変位センサー、接触式変位センサー、ワイヤ式変位センサー、レーザーマイクロメータ等を用いる。計測部２０は、計測面ＭｅａＳの表面の変位変化を計測して計測面変形ベクトルＶ２として出力する。
【0061】
計測面における節点の変形として角度変化を用いる場合は、計測部２０は計測面ＭｅａＳの各節点の角度を計測するために傾斜センサーを備える。
また、計測部２０は、配管４０の計測面ＭｅａＳの変形をデジタル画像相関法により計測してもよい。この場合、配管４０に亀裂Ｃｒａが無い段階、または配管４０の亀裂Ｃｒａの形状を異なる検査方法で把握している段階において、計測面ＭｅａＳの写真を撮影する。その後の検査で同一箇所の写真を撮影し、デジタル画像相関法に基づく画像解析を行って比較して変形量を求める。
また、計測部２０は、配管４０の計測面ＭｅａＳの変形をデジタル画像相関法により計測してもよい。この場合、配管４０に亀裂Ｃｒａが無い段階、または配管４０の亀裂Ｃｒａの形状を異なる検査方法で把握している段階において、計測面ＭｅａＳの写真を撮影する。その後の検査で同一箇所の写真を撮影し、デジタル画像相関法に基づく画像解析を行って比較して変形量を求める。
【0062】
次に、計測部２０の動作について説明する。配管４０の内部に亀裂Ｃｒａが無い条件の場合と、配管４０の内部に亀裂Ｃｒａが発生した条件の場合とのそれぞれについて、計測部２０によって配管４０における計測面ＭｅａＳの表面のひずみ変化が計測される。計測されたひずみ変化を、学習データと同じ順番に列ベクトルとして並べたものが、式（５）に示されるものである。
【0063】
【数5】
【0064】
計測部２０は、式（５）に示された列ベクトルを計測面変形ベクトルＶ２として計測する。計測面変形ベクトルＶ２において、サフィックスの「０＊０」は、図８の計測面ＭｅａＳにおける節点（０，０）のものであることを示している。このようにして計測された計測面変形ベクトルは、亀裂検査装置１００の亀裂状態を解析する解析部１５０に出力される。
【0065】
計測面における節点の変形としてひずみ変化、変位変化および角度変化のいずれかを選択して用いる場合は、学習データとして、ひずみ変化ベクトル、計測面の各節点の変位変化量を表す変位変化ベクトル、計測面の各節点の角度変化量を表す角度変化ベクトルの全てを保存し、計測部２０は計測面ＭｅａＳの各節点のひずみ、変位および角度の少なくとも１つを計測する。
【0066】
亀裂検査装置１００の亀裂状態解析部３０の制御について説明する。
図１５は、亀裂状態解析部３０の解析工程の詳細を示すフロー図である。なお、図１５において、図２において既に示した工程に対応する工程については、同一符号を付している。
図１５は、亀裂状態解析部３０の解析工程の詳細を示すフロー図である。なお、図１５において、図２において既に示した工程に対応する工程については、同一符号を付している。
【0067】
ステップＳ３０１ａ２では、モデル生成部１０から出力された学習データである計測面推定変化ベクトルＶ１を取得する。
ステップＳ３０１ａ３では、計測部２０から出力された計測面変形ベクトルＶ２を取得する。
ステップＳ３０１ａ１では、ベクトルの類似度を計算するため、ステップＳ３０１ａ２において取得された学習データの中にある計測面の節点のひずみの差分の計測面推定変化ベクトルＶ１からなるひずみ変化行列Ｅ（ｓ）を受け取る。
式（５）で示される計測面変形ベクトルＶ２と計測面推定変化ベクトルＶ１との類似度を求めるために、式（６）に示すようにＬ２ノルムであるユークリッド距離を求める。類似度としてユークリッド距離を用いることにより、限られた処理量で高精度な類似度を求めることができる。
ステップＳ３０１ａ３では、計測部２０から出力された計測面変形ベクトルＶ２を取得する。
ステップＳ３０１ａ１では、ベクトルの類似度を計算するため、ステップＳ３０１ａ２において取得された学習データの中にある計測面の節点のひずみの差分の計測面推定変化ベクトルＶ１からなるひずみ変化行列Ｅ（ｓ）を受け取る。
式（５）で示される計測面変形ベクトルＶ２と計測面推定変化ベクトルＶ１との類似度を求めるために、式（６）に示すようにＬ２ノルムであるユークリッド距離を求める。類似度としてユークリッド距離を用いることにより、限られた処理量で高精度な類似度を求めることができる。
【0068】
【数6】
【0069】
ここで、式（６）求めたユークリッド距離α（ｓ）の分散が式（５）される計測面変形ベクトルの分散σ２と同じであると仮定し、式（６で求めたユークリッド距離α（ｓ）と計測面変形ベクトルの分散σ２から、正規分布を仮定して式（７）に示す尤度関数を求める。
【0070】
【数7】
【0071】
ここで、Ｓは１からＴの値を取り、学習データのケースを表すものである。
ステップＳ３０１において、すべての学習データの亀裂候補に対して類似度を計算して判定し、ステップＳ３０１ｂに進む。
ステップＳ３０１において、すべての学習データの亀裂候補に対して類似度を計算して判定し、ステップＳ３０１ｂに進む。
【0072】
ステップＳ３０１ｂでは、式（７）に示した尤度関数を正規化するために、式（８）に示すように、尤度関数を足し合わせた値Ｃを求める。
【0073】
【数8】
【0074】
式（７）で求めた尤度関数を式（８）で示したＣで正規化したものを、式（９）に示す。
【0075】
【数9】
【0076】
式（８）に示す正規化された尤度関数は、亀裂の候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳにおける変位変化の分布の尤度関数と等しくなる。
ステップＳ３０２では、学習データの中にある図８に示す亀裂面行列Δｃｒａｃｋ＿ｄｉｆｆ（Ｓ）受け取り、式（９）に示す尤度関数と対応する変位変化ベクトルΔ（Ｓ）とを全ての学習データで掛け合わせて、ステップ１５７ですべての学習データを掛け合わせたか判定し、ステップＳ３０３で式（１０）に示すように全ての亀裂候補で足し合わせることにより、尤度関数における変位変化の期待値を求める。
ステップＳ３０２では、学習データの中にある図８に示す亀裂面行列Δｃｒａｃｋ＿ｄｉｆｆ（Ｓ）受け取り、式（９）に示す尤度関数と対応する変位変化ベクトルΔ（Ｓ）とを全ての学習データで掛け合わせて、ステップ１５７ですべての学習データを掛け合わせたか判定し、ステップＳ３０３で式（１０）に示すように全ての亀裂候補で足し合わせることにより、尤度関数における変位変化の期待値を求める。
【0077】
ステップＳ３０３ｂでは、式（１０）に示される値を推定した亀裂Ｃｒａとして出力する。推定した亀裂Ｃｒａは、（１０）で得られた変位変化の期待値を予め定めたしきい値によってしきい値処理することにより、亀裂発生面において推定される亀裂の位置および大きさを求める。
【0078】
【数10】
【0079】
さらに、潜変位変化ベクトルΔ（Ｓ）と同様に亀裂発生面の各節点の状態を示す状態量からなるベクトルである荷重変化ベクトルＺ（Ｓ）を用いて期待値を求めてもよい。式（９）に示す正規化された尤度関数は、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳの各節点の荷重変化の尤度関数と等しくなる。式（９）に示す尤度関数と対応する荷重変化ベクトルＺ（ｓ）とを掛け合わせて全ての亀裂候補で足し合わせ、尤度関数における荷重変化の期待値を求め、得られた期待値を予め定めたしきい値によってしきい値処理することにより、亀裂発生面において推定される亀裂の位置および大きさを求めてもよい。ここまでの推定に使用するベクトル量は、２次元配列もしくはイメージデータとして取り扱っても本願による亀裂推定装置は実現可能である。
【0080】
亀裂状態解析部３０では、計測面行列Ｅｍｅａｓｕｒｅの代わりに計測面行列Ｄｉｓｍｅａｓｕｒｅを用いて、計測部２０から取得した変位変化の計測面変形ベクトルと計測面行列Ｄｉｓｍｅａｓｕｒｅとの類似度としてユークリッド距離を求め、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳにおける亀裂の位置および大きさを推定する。
【0081】
亀裂状態解析部３０では、計測面行列Ｅｍｅａｓｕｒｅの代わりに計測面行列Ａｍｅａｓｕｒｅを用いて、計測部２０から取得した角度変化の計測面変形ベクトルと計測面行列Ａｍｅａｓｕｒｅとの類似度としてユークリッド距離を求め、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳにおける亀裂の位置および大きさを推定する。
【0082】
上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査装置は、
流体を移送する配管の表面における変形を計測する計測部と、
前記計測部からの計測値に基づき、前記配管の内面における亀裂を推定する制御部と、を備えた亀裂検査装置において、
前記制御部は、
前記配管の構造を示す構造情報に基づいて、該配管の形状をモデル化した形状モデルを生成し、
前記形状モデルに基づいて、前記配管の内面において亀裂が発生する箇所を特定し、該箇所を含む領域を亀裂発生面として設定する第１設定制御を行うと共に、前記亀裂発生面に亀裂が生じた際に変形が生じる前記配管の表面における領域を特定し、該領域を計測面として設定する第２設定制御を行い、
前記流体により前記配管の内面に付加される第１圧力情報を含む境界条件が与えられた前記形状モデルに基づいて、前記亀裂発生面に亀裂が生じた際における前記計測面の変化を計測面推定変化ベクトルとして複数種類の亀裂候補毎に設定する第３設定制御を行い、
前記計測部からの前記計測値に基づき、前記計測面における変形を計測面変形ベクトルとして導出し、導出された該計測面変形ベクトルと前記計測面推定変化ベクトルとの類似度を前記亀裂候補毎に算出すると共に、該類似度を正規化し、
前記正規化された類似度と、前記亀裂候補毎の前記亀裂発生面の変形状態を示す状態量変形ベクトルと、から、前記亀裂発生面に発生する亀裂を推定する第１推定制御を行う、
ものである。
流体を移送する配管の表面における変形を計測する計測部と、
前記計測部からの計測値に基づき、前記配管の内面における亀裂を推定する制御部と、を備えた亀裂検査装置において、
前記制御部は、
前記配管の構造を示す構造情報に基づいて、該配管の形状をモデル化した形状モデルを生成し、
前記形状モデルに基づいて、前記配管の内面において亀裂が発生する箇所を特定し、該箇所を含む領域を亀裂発生面として設定する第１設定制御を行うと共に、前記亀裂発生面に亀裂が生じた際に変形が生じる前記配管の表面における領域を特定し、該領域を計測面として設定する第２設定制御を行い、
前記流体により前記配管の内面に付加される第１圧力情報を含む境界条件が与えられた前記形状モデルに基づいて、前記亀裂発生面に亀裂が生じた際における前記計測面の変化を計測面推定変化ベクトルとして複数種類の亀裂候補毎に設定する第３設定制御を行い、
前記計測部からの前記計測値に基づき、前記計測面における変形を計測面変形ベクトルとして導出し、導出された該計測面変形ベクトルと前記計測面推定変化ベクトルとの類似度を前記亀裂候補毎に算出すると共に、該類似度を正規化し、
前記正規化された類似度と、前記亀裂候補毎の前記亀裂発生面の変形状態を示す状態量変形ベクトルと、から、前記亀裂発生面に発生する亀裂を推定する第１推定制御を行う、
ものである。
【0083】
このように、本実施の形態の亀裂検査装置の制御部は、配管の構造を示す構造情報に基づいて、配管の形状をモデル化した形状モデルを生成する。そして、この形状モデルに基づいて、配管の内面において亀裂が発生する箇所を特定し、該箇所を含む領域を亀裂発生面として設定する第１設定制御を行う。
このように、本実施の形態で生成される形状モデルは、分岐路、溶接部、等の亀裂の発生に起因する複雑な配管の構造情報を用いているため、配管の内面において亀裂が発生する箇所を亀裂発生面として精度よく特定できる。同時に、亀裂発生面に亀裂が生じた際に変形が生じる配管の表面における変形を精度良く計測できる計測面の設定が可能となる。
このように、本実施の形態で生成される形状モデルは、分岐路、溶接部、等の亀裂の発生に起因する複雑な配管の構造情報を用いているため、配管の内面において亀裂が発生する箇所を亀裂発生面として精度よく特定できる。同時に、亀裂発生面に亀裂が生じた際に変形が生じる配管の表面における変形を精度良く計測できる計測面の設定が可能となる。
【0084】
さらに、流体により配管の内面に付加される第１圧力情報を含む境界条件が与えられた形状モデルに基づいて、亀裂発生面に亀裂が生じた際における計測面の変化を計測面推定変化ベクトルとして複数種類の亀裂候補毎に設定する第３設定制御を行う。
こうして、圧力変化、流量変化等が生じる流体により配管の内面における摩耗、摩擦の状態が変化した場合でも、配管の内面に付加される第１圧力情報を含む形状モデルを用いて学習データである計測面推定変化ベクトルを設定しているため、精度良い学習データの導出が可能となる。
こうして、圧力変化、流量変化等が生じる流体により配管の内面における摩耗、摩擦の状態が変化した場合でも、配管の内面に付加される第１圧力情報を含む形状モデルを用いて学習データである計測面推定変化ベクトルを設定しているため、精度良い学習データの導出が可能となる。
【0085】
さらには、計測面における変形を計測面変形ベクトルとして導出し、導出された該計測面変形ベクトルと、計測面推定変化ベクトルとの類似度を記亀裂候補毎に算出すると共に、該類似度を正規化している。そして、正規化された類似度と、亀裂候補毎の亀裂発生面の変形状態を示す状態量変形ベクトルと、から、亀裂発生面に発生する亀裂を推定する第１推定制御を行っている。
【0086】
こうして、類似度の高いものに重みをつけて推定を行うため、配管に発生する可能性の高い亀裂に絞った計測面推定変化ベクトル、計測面変形ベクトルに絞れることで、学習データの作成および計測の手間を削減して検査時間を短縮できると共に推定精度が向上する。
さらには、計測面推定変化ベクトルと計測面変形ベクトルとの類似度を正規化して推定することで、モデル生成部で作成した学習データに無い亀裂形状でも、正規化された類似度を利用して亀裂の形状を推定することができるため、推定精度が向上する。
さらには、数値解析で学習データを作成することで、配管の試験片の作成が不要になり検査の準備が簡略化できる。また、数多くの亀裂候補に対してモデルを準備できるため推定精度が向上する。
さらには、計測面推定変化ベクトルと計測面変形ベクトルとの類似度を正規化して推定することで、モデル生成部で作成した学習データに無い亀裂形状でも、正規化された類似度を利用して亀裂の形状を推定することができるため、推定精度が向上する。
さらには、数値解析で学習データを作成することで、配管の試験片の作成が不要になり検査の準備が簡略化できる。また、数多くの亀裂候補に対してモデルを準備できるため推定精度が向上する。
【0087】
ここで、計測面変形ベクトルとしてひずみ変化ではなく変位変化あるいは角度変化を用いた構成とすると、ひずみ計測よりも短時間かつ高精度に配管における計測面の変化を計測することができる。また、計測面における節点の変形としてひずみ変化、変位変化および角度変化のいずれかを選択して用いる場合は、様々な形状の配管に対して対応できる。
【0088】
また、上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査装置においては、
前記制御部は、前記第３設定制御において、
前記流体により前記配管の内面に付加される前記第１圧力情報に基づき、前記配管における変位を算出し、該変位が境界条件として付与された前記形状モデルに基づき、前記計測面推定変化ベクトルを複数種類の前記亀裂候補毎に設定する、
ものである。
前記制御部は、前記第３設定制御において、
前記流体により前記配管の内面に付加される前記第１圧力情報に基づき、前記配管における変位を算出し、該変位が境界条件として付与された前記形状モデルに基づき、前記計測面推定変化ベクトルを複数種類の前記亀裂候補毎に設定する、
ものである。
【0089】
このように、計測面推定変化ベクトルを複数種類の亀裂候補毎に設定する学習データの設定において用いられる形状モデルには、流体により配管の内面に付加される圧力変化等の第１圧力情報に起因する、配管の変位が反映されている。
こうして、圧力変化、流量変化等が生じる流体により配管の変位が生じる場合でも、精度良い学習データの導出が可能となる。
こうして、圧力変化、流量変化等が生じる流体により配管の変位が生じる場合でも、精度良い学習データの導出が可能となる。
【0090】
また、上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査装置においては、
前記制御部は、前記第１推定制御において、
それぞれの前記亀裂候補に対して前記亀裂発生面の前記状態量変形ベクトルと、正規化された前記類似度とを掛け合わせて、全ての前記亀裂候補について足し合わせた結果から、前記亀裂発生面に発生した亀裂を推定する、
ものである。
前記制御部は、前記第１推定制御において、
それぞれの前記亀裂候補に対して前記亀裂発生面の前記状態量変形ベクトルと、正規化された前記類似度とを掛け合わせて、全ての前記亀裂候補について足し合わせた結果から、前記亀裂発生面に発生した亀裂を推定する、
ものである。
【0091】
このようにそれぞれの亀裂候補に対して亀裂発生面の状態量変形ベクトルと、正規化された類似度とを掛け合わせて、全ての亀裂候補について足し合わせた結果から、亀裂発生面に発生した亀裂を推定するため、解の一意性、解の存在性、および、解の前提性が満たされ、精度よい亀裂の推定が可能となる。
【0092】
また、上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査装置においては、
前記計測部は、
前記配管の表面における変形をデジタル画像相関法により計測し、
前記制御部は、前記計測部からの前記計測値に対して、デジタル画像相関法に基づく画像解析を行って前記計測面変形ベクトルを導出する、
ものである。
前記計測部は、
前記配管の表面における変形をデジタル画像相関法により計測し、
前記制御部は、前記計測部からの前記計測値に対して、デジタル画像相関法に基づく画像解析を行って前記計測面変形ベクトルを導出する、
ものである。
【0093】
このように、計測面における変形を画像に基づき行う非接触式の計測を行っている。そのため、例えば、ひずみゲージを貼付した状態監視、超音波探傷など接触式のように、検査箇所を増やした場合の検査時間、検査の手間の増大を抑止できる。
【0094】
また、上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査装置においては、
前記制御部は、第１設定制御において、
前記流体により前記配管の内面に付加される前記第１圧力情報を用いて、前記配管の内面において亀裂が発生する箇所を特定する、
ものである。
前記制御部は、第１設定制御において、
前記流体により前記配管の内面に付加される前記第１圧力情報を用いて、前記配管の内面において亀裂が発生する箇所を特定する、
ものである。
【0095】
制御部は、このように配管において亀裂発生面を特性する際において、配管の構造情報だけでなく、配管の内面に付加される第１圧力情報を用いてもよい。これにより、配管内において亀裂が発生する領域を更に精度よく特定できる。
【0096】
実施の形態２．
以下、本願の実施の形態２を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１６は、実施の形態２による亀裂検査装置２００における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
図１７は、実施の形態２による亀裂検査装置２００の検査対象の配管４０の構造の一例を示す図である。
図１８は、実施の形態２によるモデル生成部１０を数値解析により作成した場合の制御の詳細を示すフロー図である。
図１９は、本実施の形態１による亀裂検査装置２００の計測部２０における計測の詳細を示すフロー図である。
以下、本願の実施の形態２を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１６は、実施の形態２による亀裂検査装置２００における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
図１７は、実施の形態２による亀裂検査装置２００の検査対象の配管４０の構造の一例を示す図である。
図１８は、実施の形態２によるモデル生成部１０を数値解析により作成した場合の制御の詳細を示すフロー図である。
図１９は、本実施の形態１による亀裂検査装置２００の計測部２０における計測の詳細を示すフロー図である。
【0097】
実施の形態２における亀裂検査装置２００では、図１７に示すように、配管４０の表面に圧力を付加する加圧治具２６０が設けられる。
モデル生成部１０は、図１６、図１８に示すステップＳ２１０４において、実施の形態１と同様の第１圧力情報Ｐ１と、配管４０の構造情報とに加えて、更に、配管４０の表面に付加される外力の大きさと方向の情報を有する第２圧力情報Ｐ２と、当該外力を加えるための加圧治具２６０による支持場所および支持方法とを、境界条件として加える。
モデル生成部１０は、図１６、図１８に示すステップＳ２１０４において、実施の形態１と同様の第１圧力情報Ｐ１と、配管４０の構造情報とに加えて、更に、配管４０の表面に付加される外力の大きさと方向の情報を有する第２圧力情報Ｐ２と、当該外力を加えるための加圧治具２６０による支持場所および支持方法とを、境界条件として加える。
【0098】
計測部２０は、図１６、図１９に示すステップＳ２２０１において、加圧治具２６０による外力付加に応じて生じる、配管４０の表面の計測面ＭｅａＳにおける変形を計測する。
図１７に示す配管４０の構造例を用いて説明すると、配管４０に対して、支持治具による支持力Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂと、加圧治具２６０による外力２６０Ｐとを加えた状態で、亀裂Ｃｒａに対応した計測面ＭｅａＳにおける変形を計測する。以降は実施の形態１の制御と同様である。
図１７に示す配管４０の構造例を用いて説明すると、配管４０に対して、支持治具による支持力Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂと、加圧治具２６０による外力２６０Ｐとを加えた状態で、亀裂Ｃｒａに対応した計測面ＭｅａＳにおける変形を計測する。以降は実施の形態１の制御と同様である。
【0099】
上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査装置においては、
前記配管の表面に圧力を付加する加圧治具が設けられ、
前記制御部は、前記第３設定制御において、
前記加圧治具により前記配管に付加される第２圧力情報を含む境界条件が与えられた前記形状モデルに基づいて、前記亀裂発生面に亀裂が生じた際における前記計測面の変化を前記計測面推定変化ベクトルとして複数種類の前記亀裂候補毎に設定する、
ものである。
前記配管の表面に圧力を付加する加圧治具が設けられ、
前記制御部は、前記第３設定制御において、
前記加圧治具により前記配管に付加される第２圧力情報を含む境界条件が与えられた前記形状モデルに基づいて、前記亀裂発生面に亀裂が生じた際における前記計測面の変化を前記計測面推定変化ベクトルとして複数種類の前記亀裂候補毎に設定する、
ものである。
【0100】
これにより、加圧治具により亀裂を開口させて、配管の表面の変形に基づく計測面推定変化ベクトルを設定できるため、亀裂の大きさ、位置等に対応する学習データの推定精度を向上できる。
さらには、加圧治具により外力を配管に加えた後に、計測部により計測面の変形を計測面変形ベクトルとして計測することで、更に、亀裂の大きさ、位置等の推定精度が向上する。
さらには、加圧治具により外力を配管に加えた後に、計測部により計測面の変形を計測面変形ベクトルとして計測することで、更に、亀裂の大きさ、位置等の推定精度が向上する。
【0101】
実施の形態３．
以下、本願の実施の形態３を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図２０は、本実施の形態３によるモデル生成部１０による制御の詳細を示すフロー図である。
図２１は、本実施の形態３による亀裂検査装置の計測部２０における計測の詳細を示すフロー図である。
図２２は、実施の形態３による亀裂検査装置における亀裂状態解析部の解析の詳細を示すフロー図である。
以下、本願の実施の形態３を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図２０は、本実施の形態３によるモデル生成部１０による制御の詳細を示すフロー図である。
図２１は、本実施の形態３による亀裂検査装置の計測部２０における計測の詳細を示すフロー図である。
図２２は、実施の形態３による亀裂検査装置における亀裂状態解析部の解析の詳細を示すフロー図である。
【0102】
本実施の形態では、図２０に示すモデル生成部１０のステップＳ３１０１において、同一あるいは異なる圧力条件の圧力が、複数回、配管４０に対して付加されるものとする。そして、この複数回付加される圧力条件を示す第１圧力情報Ｐ１あるいは第２圧力情報Ｐ２が入力される。
その後、ステップＳ１０２からステップＳ１０８までは実施の形態１と同様の制御を行い、ステップＳ３１０９において、入力された圧力の圧力条件の全てに対して、学習データを計算したかを判定し、ステップＳ１１０において出力する。
その後、ステップＳ１０２からステップＳ１０８までは実施の形態１と同様の制御を行い、ステップＳ３１０９において、入力された圧力の圧力条件の全てに対して、学習データを計算したかを判定し、ステップＳ１１０において出力する。
【0103】
次に、図２１に示す計測部２０のステップＳ２０１ａの次のステップＳ３２０５において、第１圧力情報Ｐ１、第２圧力情報Ｐ２に基づく圧力を、配管４０に対して加える。そして、ステップＳ２０１において計測面ＭｅａＳの変形を計測する。
そして、ステップＳ３２０４では、図２０のステップＳ３１０１において設定されたすべての圧力条件に対して計測を行ったかを判定し、すべての圧力条件での計測が完了したらステップＳ２０１ｂに進み、それ以降は実施の形態１と同様の制御を行う。
ステップ２０３では、すべての圧力条件で計測した計測面変形ベクトルＶ２が出力される。
そして、ステップＳ３２０４では、図２０のステップＳ３１０１において設定されたすべての圧力条件に対して計測を行ったかを判定し、すべての圧力条件での計測が完了したらステップＳ２０１ｂに進み、それ以降は実施の形態１と同様の制御を行う。
ステップ２０３では、すべての圧力条件で計測した計測面変形ベクトルＶ２が出力される。
【0104】
次に、図２２に示す亀裂状態を解析する亀裂状態解析部３０の詳細フローにおいて、ステップＳ３０１ａ２、３０１ａ３からステップＳ３０３ｂまでは実施の形態１と同様の制御を行う。
ステップＳ３３０４では、図２０のステップＳ３１０１において設定されたすべての圧力条件で亀裂を推定したかを判定し、すべての圧力条件で亀裂を推定した場合は、ステップＳ３３０５に進み、すべての圧力条件で推定した亀裂の大きさ、位置の平均を、推定結果として出力する。
ステップＳ３３０４では、図２０のステップＳ３１０１において設定されたすべての圧力条件で亀裂を推定したかを判定し、すべての圧力条件で亀裂を推定した場合は、ステップＳ３３０５に進み、すべての圧力条件で推定した亀裂の大きさ、位置の平均を、推定結果として出力する。
【0105】
上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査装置においては、
前記第１圧力情報、前記第２圧力情報のすくなくとも一方は、同一あるいは異なる圧力条件を有する圧力が複数回付加される圧力情報を有して構成され、
前記制御部は、
前記第３設定制御において、複数回付加される圧力のそれぞれに対して前記計測面推定変化ベクトルを設定し、
前記第１推定制御において、複数回付加される圧力のそれぞれに対して前記亀裂発生面に発生する亀裂を推定する、
ものである。
前記第１圧力情報、前記第２圧力情報のすくなくとも一方は、同一あるいは異なる圧力条件を有する圧力が複数回付加される圧力情報を有して構成され、
前記制御部は、
前記第３設定制御において、複数回付加される圧力のそれぞれに対して前記計測面推定変化ベクトルを設定し、
前記第１推定制御において、複数回付加される圧力のそれぞれに対して前記亀裂発生面に発生する亀裂を推定する、
ものである。
【0106】
このように、同一または異なる外力である第２圧力情報、または内圧である第１圧力情報の変化を配管に加え、付加される複数回の圧力のそれぞれに対して、学習デ－タである計測面推定変化ベクトルを設定する。そして、付加される複数回の圧力のそれぞれに対して亀裂を推定する。こうして、圧力が変化した複数回の計測結果から亀裂を推定することで、亀裂の推定精度が向上する。
【0107】
実施の形態４．
以下、本願の実施の形態４を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図２３は、実施の形態４における配管の亀裂を検査する亀裂検査装置のモデル生成部１０の詳細フローである。
以下、本願の実施の形態４を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図２３は、実施の形態４における配管の亀裂を検査する亀裂検査装置のモデル生成部１０の詳細フローである。
【0108】
本実施の形態では、図２３に示すモデル生成部１０によるステップＳ４１０１において、配管４０が、治具などの構造体により支持される支持位置の位置ばらつきを示す位置公差と、付加される圧力値のばらつきとが入力される。その後、ステップＳ１０２からステップＳ１１０までは実施の形態１と同様に制御を行い、ステップＳ４１１１において、支持寸法の交差と圧力のばらつきを境界条件に反映して学習データを作成したかを判定し、学習データを作成したら、寸法交差と圧力のばらつきとを含む学習データをステップＳ４１１２において出力する。
【0109】
上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査装置においては、
前記制御部は、前記第３設定制御において、
前記第１圧力情報における圧力値の変化、あるいは、前記構造情報に含まれる、前記配管の支持位置の位置公差、に応じた前記計測面推定変化ベクトルを、複数種類の前記亀裂候補毎に設定する、
ものである。
前記制御部は、前記第３設定制御において、
前記第１圧力情報における圧力値の変化、あるいは、前記構造情報に含まれる、前記配管の支持位置の位置公差、に応じた前記計測面推定変化ベクトルを、複数種類の前記亀裂候補毎に設定する、
ものである。
【0110】
このように、配管に接続される機器などにより決定される配管に加わる内圧のばらつきと、配管を支持する構造体の寸法公差の範囲とに基づいて、内圧、構造体の寸法の変化に応じた、学習データである計測面推定変化ベクトルを設定できる。こうして、配管の支持寸法、圧力のばらつきを考慮した上での、高精度の亀裂の推定が可能となる。
【0111】
実施の形態５．
以下、本願の実施の形態５を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図２４は、実施の形態５による亀裂検査装置５００の基本構成を示すブロック図である。
図２５は、実施の形態５による亀裂検査装置５００における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
図２６は、図２５に示した亀裂検査装置５００と異なる、実施の形態５による亀裂検査装置５００ｅｘ１における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
以下、本願の実施の形態５を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図２４は、実施の形態５による亀裂検査装置５００の基本構成を示すブロック図である。
図２５は、実施の形態５による亀裂検査装置５００における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
図２６は、図２５に示した亀裂検査装置５００と異なる、実施の形態５による亀裂検査装置５００ｅｘ１における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
【0112】
本実施の形態５では、図２４に示すように推定した亀裂に基づいて、配管４０の強度、あるいは、亀裂の進展などの状態判定である第２推定制御を行う、制御部としての亀裂判定部５４０を備える。
先ず、亀裂検査装置５００における亀裂判定部５４０は、図２５のステップＳ５４０１に示すように、ステップＳ３０３において推定された亀裂の大きさ、その位置に基づいて、地震などの過大な荷重により、亀裂付近において配管４０が破断するか否かを推定し、ステップＳ５４０２において推定結果を表示部に表示する。
先ず、亀裂検査装置５００における亀裂判定部５４０は、図２５のステップＳ５４０１に示すように、ステップＳ３０３において推定された亀裂の大きさ、その位置に基づいて、地震などの過大な荷重により、亀裂付近において配管４０が破断するか否かを推定し、ステップＳ５４０２において推定結果を表示部に表示する。
【0113】
また、亀裂検査装置５００ｅｘ１における亀裂判定部５４０は、図２６のステップＳ５４０１ｅｘ１に示すように、ステップＳ３０３において推定された亀裂の大きさ、その位置に基づいて、配管４０の内部の流体の漏洩が発生するか否かを判定し、ステップＳ５４０２において推定結果を表示装置等に表示する。
【0114】
上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査装置においては、
前記第１圧力情報は、前記配管に繰り返し付加される繰り返し荷重情報あるいは、前記配管に付加される最大の荷重値情報を有して構成され、
前記制御部は、
前記第１推定制御において推定された前記亀裂発生面における亀裂による前記配管の状態を、前記第１圧力情報に基づき推定する第２推定制御を行う、
ものである。
前記第１圧力情報は、前記配管に繰り返し付加される繰り返し荷重情報あるいは、前記配管に付加される最大の荷重値情報を有して構成され、
前記制御部は、
前記第１推定制御において推定された前記亀裂発生面における亀裂による前記配管の状態を、前記第１圧力情報に基づき推定する第２推定制御を行う、
ものである。
【0115】
このように、第１圧力情報は、配管に繰り返し付加される繰り返し荷重情報あるいは、配管に付加される地震などによる最大の荷重値情報を有して構成される。
そして、制御部は、第１推定制御において推定された亀裂発生面における亀裂による配管の状態を、第１圧力情報に基づき推定する第２推定制御を行う。こうして、配管の状態として、流体の漏洩、配管の破断等を推定することで、配管の不具合度に応じて、適正な順番で効率的な補修が行える。
そして、制御部は、第１推定制御において推定された亀裂発生面における亀裂による配管の状態を、第１圧力情報に基づき推定する第２推定制御を行う。こうして、配管の状態として、流体の漏洩、配管の破断等を推定することで、配管の不具合度に応じて、適正な順番で効率的な補修が行える。
【0116】
実施の形態６．
以下、本願の実施の形態６を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図２７は、実施の形態６における、亀裂検査装置を備えた亀裂検査システム１０００における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
図２８は、実施の形態６における、亀裂検査装置を備えた亀裂検査システム１０００の概略構成を示す図である。
以下、本願の実施の形態６を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図２７は、実施の形態６における、亀裂検査装置を備えた亀裂検査システム１０００における亀裂検査方法の概略を示すフロー図である。
図２８は、実施の形態６における、亀裂検査装置を備えた亀裂検査システム１０００の概略構成を示す図である。
【0117】
図２８に示すように、本実施の形態の亀裂検査システム１０００は、上記実施の形態１～５のいずれかにおいて示した亀裂検査装置と、記憶装置６５０と、亀裂検査装置の制御部の制御結果を表示する表示部としての表示装置６４１と、を備えたものである。なお、この図２８において、亀裂検査装置が有するモデル生成部１０の図示は省略している。
また、亀裂検査システム１０００において、計測部２０と記憶装置６５０、記憶装置６５０と亀裂状態解析部３０、亀裂状態解析部３０と表示装置６４１とは、通信線等により互いに接続されている。
図２７に示すステップＳ６２０１において、計測部２０は、配管４０の圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つと、配管４０の表面の画像情報とを計測値として取得する。
この画像情報は、実施の形態１に示したデジタル画像相関法等により取得された画像であり、変形を計測する手法を使用して表面の変形分布を取得して、計測面変形ベクトルＶ２を導出できる。そのため、画像から変形を計測する手法によっては、亀裂が無い時点または機器の運転開始時点の画像と、点検時の画像との、２枚の画像を用いる場合がある。
また、亀裂検査システム１０００において、計測部２０と記憶装置６５０、記憶装置６５０と亀裂状態解析部３０、亀裂状態解析部３０と表示装置６４１とは、通信線等により互いに接続されている。
図２７に示すステップＳ６２０１において、計測部２０は、配管４０の圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つと、配管４０の表面の画像情報とを計測値として取得する。
この画像情報は、実施の形態１に示したデジタル画像相関法等により取得された画像であり、変形を計測する手法を使用して表面の変形分布を取得して、計測面変形ベクトルＶ２を導出できる。そのため、画像から変形を計測する手法によっては、亀裂が無い時点または機器の運転開始時点の画像と、点検時の画像との、２枚の画像を用いる場合がある。
【0118】
次に、ステップＳ６２０１ｂにおいて、計測部２０の図示しない制御部は、取得した上記計測値を記憶部としての記憶装置６５０に記憶する。なおここでは、計測部２０が計測値を記憶装置６５０に記憶させる例を示したが、これに限定するものではない。亀裂検査システム１０００が有する制御部がこの記憶動作を行うものであればよく、例えば、制御部としての亀裂状態解析部３０が、計測部２０から送信される計測値を受信して、この計測値を記憶装置６５０に記憶させるものでもよい。
そして、亀裂状態解析部３０は、これら記憶装置６５０に記憶された計測値に基づいて、亀裂を推定する。
亀裂を推定する方法は、実施の形態１と同様であるが、ステップＳ６３０３に示すように、亀裂状態解析部３０は、この推定において、記憶された配管４０の圧力、変位、温度の内の少なくとも一つの情報を用いる。これにより、配管４０の変形に影響をおよぼす圧力、変位、温度に基づいた高精度な亀裂の推定が可能となる。そして、亀裂状態解析部３０は、ステップＳ６３０４に示すように、推定した亀裂の大きさを出力して、表示装置６４１に表示させる。
そして配管の保守保全業務を行う作業者は、このように精度良く推定された亀裂の情報を表示装置６４１により確認できるため、適切で効率的な保守保全業務を行うことができる。
そして、亀裂状態解析部３０は、これら記憶装置６５０に記憶された計測値に基づいて、亀裂を推定する。
亀裂を推定する方法は、実施の形態１と同様であるが、ステップＳ６３０３に示すように、亀裂状態解析部３０は、この推定において、記憶された配管４０の圧力、変位、温度の内の少なくとも一つの情報を用いる。これにより、配管４０の変形に影響をおよぼす圧力、変位、温度に基づいた高精度な亀裂の推定が可能となる。そして、亀裂状態解析部３０は、ステップＳ６３０４に示すように、推定した亀裂の大きさを出力して、表示装置６４１に表示させる。
そして配管の保守保全業務を行う作業者は、このように精度良く推定された亀裂の情報を表示装置６４１により確認できるため、適切で効率的な保守保全業務を行うことができる。
【0119】
上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査システムは、
配管の表面における変形を撮影した画像情報と、前記配管に付加される圧力情報、前記配管の変位情報、前記配管の温度情報の内の少なくとも一つと、を計測値として取得する計測部と、
取得された前記計測値を記憶する記憶部と、
記憶された前記画像情報に基づき導出される、前記配管の変形を示す計測面変形ベクトルと、記憶された前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値と、を用いて前記配管の内面における亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを推定する制御部と、
前記制御部により推定された亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを表示する表示部と、を備えた、
ものである。
配管の表面における変形を撮影した画像情報と、前記配管に付加される圧力情報、前記配管の変位情報、前記配管の温度情報の内の少なくとも一つと、を計測値として取得する計測部と、
取得された前記計測値を記憶する記憶部と、
記憶された前記画像情報に基づき導出される、前記配管の変形を示す計測面変形ベクトルと、記憶された前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値と、を用いて前記配管の内面における亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを推定する制御部と、
前記制御部により推定された亀裂の大きさ、形状、あるいは位置の少なくとも一つを表示する表示部と、を備えた、
ものである。
【0120】
このように、画像から取得する、亀裂による配管の変形と、その変形への影響が大きい、配管に付加される圧力情報、配管の変位情報、配管の温度情報等の計測値を計測し、これらの結果に基づき亀裂の大きさ位置を推定することで、高精度に亀裂を推定できる。
そして、表示部に表示された高精度に推定された亀裂の情報に基づき、作業者は、効率的で適切な保守保全業務を行える。
そして、表示部に表示された高精度に推定された亀裂の情報に基づき、作業者は、効率的で適切な保守保全業務を行える。
【0121】
また、上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査システムは、
上記各実施の形態に記載の亀裂検査装置と、該亀裂検査装置の前記制御部による制御結果を表示する表示部と、前記計測部からの前記計測値を記憶する記憶部と、を備えた亀裂検査システムであって、
前記計測部は、前記配管の表面における変形を撮影した画像情報と、前記配管に付加される圧力情報、前記配管の変位情報、前記配管の温度情報の内の少なくとも一つと、を前記計測値として取得し、
前記制御部は、
取得された前記計測値を前記記憶部に記憶し、
前記第１推定制御において、記憶された前記画像情報に基づき導出される前記配管の前記計測面変形ベクトルと、記憶された前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値と、を用いて前記亀裂を推定し、
推定された亀裂を前記表示部に表示する、
ものである。
上記各実施の形態に記載の亀裂検査装置と、該亀裂検査装置の前記制御部による制御結果を表示する表示部と、前記計測部からの前記計測値を記憶する記憶部と、を備えた亀裂検査システムであって、
前記計測部は、前記配管の表面における変形を撮影した画像情報と、前記配管に付加される圧力情報、前記配管の変位情報、前記配管の温度情報の内の少なくとも一つと、を前記計測値として取得し、
前記制御部は、
取得された前記計測値を前記記憶部に記憶し、
前記第１推定制御において、記憶された前記画像情報に基づき導出される前記配管の前記計測面変形ベクトルと、記憶された前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値と、を用いて前記亀裂を推定し、
推定された亀裂を前記表示部に表示する、
ものである。
【0122】
このように、画像から取得する亀裂による変形と、その変形への影響が大きいパラメータである計測値を計測し、これらの結果に基づき亀裂の大きさ位置を推定する第１推定制御を行うことで、高精度に亀裂を推定できる。そして、表示部に表示された高精度に推定された亀裂の情報に基づき、作業者は、効率的で適切な保守保全業務を行える。
【0123】
図２９は、上記亀裂検査システム１０００と異なる亀裂検査システム１０００ｅｘ１の概略構成を示す図である。
亀裂検査システム１０００ｅｘ１は、実施の形態５に示した、配管４０の強度、亀裂の進展などの状態判定である第２推定制御を行う亀裂判定部５４０を備える。
また、亀裂検査システム１０００ｅｘ１の計測部２０は、上記亀裂検査システム１０００と同様に配管４０の圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つと、配管４０の表面の画像情報とを計測し、更に、圧力情報、変位情報、温度情報の計測を行った配管４０の計測箇所の位置情報を計測する。
なお、亀裂状態解析部３０と亀裂判定部５４０、亀裂判定部５４０と表示装置６４１とは、通信線等により互いに接続されている。
亀裂検査システム１０００ｅｘ１は、実施の形態５に示した、配管４０の強度、亀裂の進展などの状態判定である第２推定制御を行う亀裂判定部５４０を備える。
また、亀裂検査システム１０００ｅｘ１の計測部２０は、上記亀裂検査システム１０００と同様に配管４０の圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つと、配管４０の表面の画像情報とを計測し、更に、圧力情報、変位情報、温度情報の計測を行った配管４０の計測箇所の位置情報を計測する。
なお、亀裂状態解析部３０と亀裂判定部５４０、亀裂判定部５４０と表示装置６４１とは、通信線等により互いに接続されている。
【0124】
前述の亀裂検査システム１０００と同様に、取得される画像は、デジタル画像相関法等により取得された画像であり、変形を計測する手法を使用して表面の変形分布を取得できる。そのため、画像から変形を計測する手法によっては、亀裂が無い時点または機器の運転開始時点の画像と、点検時の画像との、２枚の画像を用いる場合がある。
【0125】
図２９に示すように、計測部２０は、計測箇所の位置情報を含む計測値と、画像情報とを、計測値を測定した取得時刻と関連付けて記憶装置６５０に記憶する。
そして、亀裂状態解析部３０は、これら記憶装置６５０に記憶された計測値に基づいて、計測箇所の位置情報毎に、亀裂を推定し、出力する。
さらに、亀裂判定部５４０は、亀裂状態解析部３０が出力した推定した亀裂を受信し、実施の形態５と同様に、この亀裂に基づいて、配管４０の強度、あるいは、亀裂の進展などの状態判定である第２推定制御を行う。
そして、亀裂状態解析部３０は、これら記憶装置６５０に記憶された計測値に基づいて、計測箇所の位置情報毎に、亀裂を推定し、出力する。
さらに、亀裂判定部５４０は、亀裂状態解析部３０が出力した推定した亀裂を受信し、実施の形態５と同様に、この亀裂に基づいて、配管４０の強度、あるいは、亀裂の進展などの状態判定である第２推定制御を行う。
【0126】
この第２推定制御において、亀裂判定部５４０は、検査後に配管４０を使用し続けた際に、亀裂のある配管から漏れが発生する漏れ発生予測箇所と、第１時期としての漏れ発生予測時期とを、計測箇所の位置情報毎に推定し、次の点検または補修の時期まで漏れずに使用できるかを判定する。亀裂判定部５４０は、判定結果において、漏れが発生する可能性のある予測箇所と、推定した亀裂の大きさおよび位置と、漏れが発生する第１時期と、を対応付けて表示装置６４１に表示する。
このように、圧力、変位、温度の計測を行った配管４０の計測箇所の位置情報毎に、漏れ発生予測箇所、漏れ発生予測時期を予測するため、配管４０の位置により変化する圧力、変位、温度の情報を踏まえた精度良い予測が可能になる。
また、配管の保守保全業務を行う作業者は、このように精度良く推定された亀裂の情報と、漏れ発生予測箇所、漏れ発生予測時期とを表示装置６４１により確認できるため、配管４０において流体の漏れが発生する前に適切な保守保全業務を行うことができる。
このように、圧力、変位、温度の計測を行った配管４０の計測箇所の位置情報毎に、漏れ発生予測箇所、漏れ発生予測時期を予測するため、配管４０の位置により変化する圧力、変位、温度の情報を踏まえた精度良い予測が可能になる。
また、配管の保守保全業務を行う作業者は、このように精度良く推定された亀裂の情報と、漏れ発生予測箇所、漏れ発生予測時期とを表示装置６４１により確認できるため、配管４０において流体の漏れが発生する前に適切な保守保全業務を行うことができる。
【0127】
このような亀裂検査システム１０００ｅｘ１は、定期的な検査に使用しても良いし、あるいは、計測値を状態監視できるように亀裂検査システム１０００ｅｘ１を配置、運用することで、常時、配管４０の状態を検査するようにしても良い。
【0128】
上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査システムにおいては、
前記制御部は、
前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値が取得された、前記配管における計測位置情報と、前記画像情報とを、取得時刻と関連付けて前記記憶部に記録し、
前記第１推定制御において推定された前記亀裂発生面における亀裂による前記配管の状態を、前記第１圧力情報に基づき推定する第２推定制御を行い、
前記第１推定制御において、記憶された前記計測位置情報毎に亀裂の位置を推定し、
前記第２推定制御において、記憶された前記計測位置情報毎に亀裂の進展を推定して、推定された亀裂の進展により前記流体の前記配管からの漏れが発生する第１時期を推定し、
推定された前記計測位置情報毎の前記亀裂の位置と、対応する前記第１時期とを前記表示部に表示させる
ものである。
前記制御部は、
前記圧力情報、前記変位情報、前記温度情報の内の少なくとも一つの前記計測値が取得された、前記配管における計測位置情報と、前記画像情報とを、取得時刻と関連付けて前記記憶部に記録し、
前記第１推定制御において推定された前記亀裂発生面における亀裂による前記配管の状態を、前記第１圧力情報に基づき推定する第２推定制御を行い、
前記第１推定制御において、記憶された前記計測位置情報毎に亀裂の位置を推定し、
前記第２推定制御において、記憶された前記計測位置情報毎に亀裂の進展を推定して、推定された亀裂の進展により前記流体の前記配管からの漏れが発生する第１時期を推定し、
推定された前記計測位置情報毎の前記亀裂の位置と、対応する前記第１時期とを前記表示部に表示させる
ものである。
【0129】
このように、推定した亀裂の情報から漏れの発生箇所、時期を特定し、不具合が発生する可能性の高い箇所を表示部に表示させて作業者に認識させることで、効率的に配管の補修が行える。
【0130】
図３０は、実施の形態６における亀裂検査システム１０００ｅｘ２の概略構成を示す図である。
亀裂検査システム１０００ｅｘ２は、詳細を後述するように、亀裂判定部５４０における判定内容が上記亀裂検査システム１０００、１０００ｅｘ１と一部異なる。
なお、亀裂検査システム１０００ｅｘ２の計測部２０が計測する計測値は、上記亀裂検査システム１０００と同様であり、配管４０の圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つと、配管４０の表面の画像情報とを含むものである。
亀裂検査システム１０００ｅｘ２は、詳細を後述するように、亀裂判定部５４０における判定内容が上記亀裂検査システム１０００、１０００ｅｘ１と一部異なる。
なお、亀裂検査システム１０００ｅｘ２の計測部２０が計測する計測値は、上記亀裂検査システム１０００と同様であり、配管４０の圧力情報、変位情報、温度情報の内の少なくとも一つと、配管４０の表面の画像情報とを含むものである。
【0131】
図３０に示すように、計測された計測値は、記憶装置６５０において記憶される。
そして、亀裂状態解析部３０は、これら記憶装置６５０に記憶された計測値に基づいて、亀裂を推定する。
亀裂を推定する方法は、実施の形態１と同様であり、亀裂状態解析部３０は、推定した亀裂の大きさ、位置を出力する。
さらに、亀裂判定部５４０は、上記亀裂検査システム１０００ｅｘ１と同様に、推定した亀裂に基づいて、配管４０の強度、あるいは、亀裂の進展などの状態判定である第２推定制御を行う。この時、亀裂判定部５４０は、複数の配管４０のそれぞれに対してこの第２推定制御を行う。
そして、亀裂状態解析部３０は、これら記憶装置６５０に記憶された計測値に基づいて、亀裂を推定する。
亀裂を推定する方法は、実施の形態１と同様であり、亀裂状態解析部３０は、推定した亀裂の大きさ、位置を出力する。
さらに、亀裂判定部５４０は、上記亀裂検査システム１０００ｅｘ１と同様に、推定した亀裂に基づいて、配管４０の強度、あるいは、亀裂の進展などの状態判定である第２推定制御を行う。この時、亀裂判定部５４０は、複数の配管４０のそれぞれに対してこの第２推定制御を行う。
【0132】
この第２推定制御において、亀裂判定部５４０は、検査後に配管４０を使用し続けた際に、亀裂のある配管から漏れが発生する可能性のある第１時期としての漏れ発生予測時期を推定し、次の点検または補修の時期まで漏れずに使用できるかを、配管４０毎に判定する。亀裂判定部５４０は、判定結果において、漏れが発生する可能性のある配管４０と、推定した亀裂の大きさ、位置と、漏れが発生する第１時期とを対応付けて表示装置６４１に表示する。
【0133】
表示装置６４１では、亀裂判定部５４０の結果を基に、漏れの発生する第１時期の近い配管４０に接続された、流体の状態監視を行う第２計測器としての、圧力計、流量計、水面計、油面計のいずれか一つを、漏れの発生する時期の順に並べて表示する。
詳細に説明すると、判定結果の漏れ発生予測時期に示されるように、配管Ａから配管Ｃまでの配管毎に、検査後から漏れが発生する第１時期を推定する。そして、配管Ａ、Ｂ、Ｃと圧力計の関係例に示すように、配管Ａから配管Ｃにそれぞれ対応して接続される圧力計を表示する。そして、表示装置６４１に示すように漏れの発生時期が近い順に状態監視している圧力計の表示順を変更する。
詳細に説明すると、判定結果の漏れ発生予測時期に示されるように、配管Ａから配管Ｃまでの配管毎に、検査後から漏れが発生する第１時期を推定する。そして、配管Ａ、Ｂ、Ｃと圧力計の関係例に示すように、配管Ａから配管Ｃにそれぞれ対応して接続される圧力計を表示する。そして、表示装置６４１に示すように漏れの発生時期が近い順に状態監視している圧力計の表示順を変更する。
【0134】
上記のように構成された本実施の形態の亀裂検査システムにおいては、
前記制御部は、
それぞれ異なる複数の前記配管に対して前記第２推定制御を行って、前記配管毎の亀裂の進展と、前記配管毎の前記第１時期とを推定し、
各前記配管を前記第１時期の時期順に前記表示部に並べて表示すると共に、各前記配管に接続されて前記配管内を移送される前記流体の状態を測定する第２計測器を各前記配管に対応付けて前記表示部に表示する、
ものである。
前記制御部は、
それぞれ異なる複数の前記配管に対して前記第２推定制御を行って、前記配管毎の亀裂の進展と、前記配管毎の前記第１時期とを推定し、
各前記配管を前記第１時期の時期順に前記表示部に並べて表示すると共に、各前記配管に接続されて前記配管内を移送される前記流体の状態を測定する第２計測器を各前記配管に対応付けて前記表示部に表示する、
ものである。
【0135】
このように、表示部において、漏れ発生予測時期の時期順に配管が並べて表示されると共に、各配管に接続されて配管内を移送される流体の状態を測定する第２計測器が、各配管に対応付けて表示部に表示される。
このような亀裂検査システムの制御により、配管の保守保全業務を行う作業者は、不具合が生じやすい配管を特定し、この配管に関連する第２計測器の確認を容易に行える。これにより、地震などの過大な負荷が発生した場合において、作業者は、速やかに流体の漏洩の発生の可能性を確認できる。
このような亀裂検査システムの制御により、配管の保守保全業務を行う作業者は、不具合が生じやすい配管を特定し、この配管に関連する第２計測器の確認を容易に行える。これにより、地震などの過大な負荷が発生した場合において、作業者は、速やかに流体の漏洩の発生の可能性を確認できる。
【0136】
また、亀裂検査システムは、このように、得られた流体の状態監視を行う第２計測器としての、圧力計、流量計、水面計、油面計の値に基づき、配管に流れる流体の圧力、あるいは、流量の少なくとも一方を制御してもよい。
これにより、判定部結果を基に、漏れの発生する時期の近い配管に加わる圧力または流量を制御し、配管に加わる圧力を削減して、亀裂の進展を抑制できる。こうして、補修時期を制御でき、当該配管を含む装置の停止期間を少なくできる。
これにより、判定部結果を基に、漏れの発生する時期の近い配管に加わる圧力または流量を制御し、配管に加わる圧力を削減して、亀裂の進展を抑制できる。こうして、補修時期を制御でき、当該配管を含む装置の停止期間を少なくできる。
【0137】
また、亀裂検査システムは、それぞれ異なる形状を有する複数の配管の形状モデルを格納し、各形状モデルに対して、過去に亀裂が生じた実際の亀裂の位置を示す位置情報を付加させてもよい。
そして、第１推定制御において、この過去の位置情報を用いて配管の内面において亀裂が発生する箇所を特定してもよい。
これにより、類似配管で発生した過去の実際の亀裂箇所に基づいて、候補面としての亀裂発生面を特定できるので、モデルに反映されていない要因も考慮して亀裂の発生箇所を見込むことが出来、推定精度が更に向上する。
そして、第１推定制御において、この過去の位置情報を用いて配管の内面において亀裂が発生する箇所を特定してもよい。
これにより、類似配管で発生した過去の実際の亀裂箇所に基づいて、候補面としての亀裂発生面を特定できるので、モデルに反映されていない要因も考慮して亀裂の発生箇所を見込むことが出来、推定精度が更に向上する。
【0138】
各実施の形態について、推定装置を実行するための処理回路が備えられている。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。
【0139】
図３１は、亀裂検査装置および亀裂検査システムのハードウェア構成例を説明する図である。図３１においては、上記各実施の形態の亀裂検査装置および亀裂検査システムの制御部として示した処理回路６０１がバス６０２に接続されている。処理回路６０１が専用のハードウェアである場合、処理回路４０１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はこれらを組み合わせたものが該当する。推定装置の各部の機能のそれぞれは、処理回路６０１で実現されてもよいし、各部の機能はまとめて処理回路６０１で実現されてもよい。
【0140】
図３２は、亀裂検査装置および亀裂検査システムの他のハードウェア構成例を説明する図である。図３２においては、上記各実施の形態の亀裂検査装置および亀裂検査システムの制御部として示したプロセッサ６０３及び、記憶部としてのメモリ６０４がバス６０２に接続されている。処理回路がＣＰＵの場合、推定装置の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ６０４に格納される。処理回路は、メモリ６０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、亀裂検査装置および亀裂検査システムは、処理回路により実行されるときに、ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ６０４を備えている。また、これらのプログラムは、実行する手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるといえる。ここで、メモリ４０４とは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性若しくは揮発性の半導体メモリ又は、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等が該当する。
【0141】
なお、亀裂検査装置および亀裂検査システムの各部の機能は、一部が専用のハードウェアで実現され、他の一部がソフトウェア又はファームウェアで実現されるようにしてもよい。例えば、専用のハードウェアとしての処理回路で各機能のうちモデル生成部１０を実現させることができる。また、処理回路がメモリ６０４に格納されたプログラムを読み出して実行することによって各機能のうち亀裂状態解析部３０を実現させることが可能である。
【0142】
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組み合わせによって、上記の各機能を実現することができる。
【0143】
なお、各実施の形態には、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳあるいは計測面ＭｅａＳを格子状に分割したものを要素とする一例が記載されているが、特にこれに限定されるものではない。例えば、候補面としての亀裂発生面ＣｒａＳあるいは計測面ＭｅａＳを台形形状に分割したものを要素として決定してもよい。
【0144】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【0145】
１０ モデル生成部（制御部）、２０ 計測部、３０ 亀裂状態解析部（制御部）、
４０ 配管、５４０ 亀裂判定部（制御部）、６４１ 表示装置（表示部）、
Ｍ 形状モデル。
４０ 配管、５４０ 亀裂判定部（制御部）、６４１ 表示装置（表示部）、
Ｍ 形状モデル。
【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13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
