JPH0448205A - 管内面の腐食診断法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はＸ線透過写真法による稼動中の鋼管内面の腐
食診′断法、特に腐食検出処理の迅速化に関するもので
ある。

［従来の技術］ 地上あるいは水中に設置された管内面の腐食状況を稼動
しながら調査する方法としては、超音波を利用して管の
肉厚を測定する超音波探傷法やＸ線透過により撮影した
Ｘ線フィルムから腐食の状態を検出する方法等が使用さ
れている。

超音波探傷法によると、肉厚を０．１ｍｍの精度まで測
定することができる。また、Ｘ線透過法によると測定精
度が超音波探傷法より落ちるが、充分に腐食の状況を調
査することができ、かつ、Ｘ線透過法によると腐食の状
態をＸ線フィルムによりで簡単に確認することができる
とともに、測定した資料の保存性等が良いため、地上の
みならず海中等水中の管の腐食調査にＸ線透過法が使用
されている。

このＸ線フィルムを用いる撮影法では、照射するＸ線に
垂直な２次元像しか得られないため、Ｘ線フィルムに形
成された像の濃度分布を調べ、この像の濃度分布から腐
食の深さ分布を求めて表示し、腐食の状況をより確実に
調査する方法が採用されている。

従来、この像の濃度分布から腐食の深さ分布を求めて腐
食の状況を調査するときには、あらかじめ調査する管と
同じ径、厚さの管に標準凹みを作り、調査する現場と同
様な状態でシミュレーション実験を行ない比較用のＸ線
フィルムに標準凹みの像を形成し、このＸ線フィルムの
濃度に対する残厚推定データを求めておく、そして調査
する管を撮影したＸ線フィルムの濃度とシミュレーショ
ン実験で得たＸ線フィルムの濃度とを比較して腐食の分
布と推定残厚を求め、デイスプレ表示したり、Ｘ−Ｙプ
ロッタ等で印刷している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の方法で、例えば海中に設置された管の腐食分
布を調査するときには２１回の調査でも必ず水中でシミ
ュレーション実験を行ない、事前にＸ線フィルムの濃度
と残厚推定データの特性を求める必要があり、調査毎に
１〜２週間程度の実験が必要になる。このため実際の調
査を行う前にかなりの時間と費用がかかるという短所が
あった。

また２腐食の分布を得るために、Ｘ−Ｙプロッタ上のＸ
線フィルムを１点ずつ濃度計で測定する必要があり、１
枚のＸ線フィルム（四切りサイズ）を読み取るのに２〜
３時間程度必要になり、読取時間が長くかかるという短
所もあった。

さらに、シミュレーション実験においてＸ線フィルムの
濃度と残厚推定データの特性や腐食分布を精度よく得る
ためには熟練を要し、専門家でないと解析することが出
来ないという短所もあった。

この発明はかかる短所を解決するためになされたもので
あり、シミュレーション実験なしで、かつ、専門家でな
くても短時間で腐食分布を１与ることができる管内面の
腐食診断法を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る管内面の腐食診断法は、管の被検部近傍
に、深さが異なる複数の標準凹みを有するテストピース
を重ね合わせてＸ線を照射し、Ｘ線フィルムにＸ線透過
画像を形成し、 このＸ線透過画像をイメージセンサで読み取り、読み取
った画像のテストピースの凹み位置の濃度からその近傍
の濃度を差引いて標準凹み濃度を算出し、標準凹み濃度
と標準凹み深さとの回帰式を算出し、 被検部の無減厚位置の濃度分布より被検部の母材推定濃
度分布を回帰式により作成し、母材推定濃度分布から被
検部の測定濃度を差引き凹み濃度を算出し、 算出した凹み濃度を使用して上記標準凹み濃度と標準凹
み深さとの回帰式より被検部の凹み深さを算出し、算出
した凹み深さ分布を表示することを特徴とする。

また、被検部の凹み深さを凹み形状により補正すること
により、より精度よく凹み深さ分布を求めることができ
る。

［作用］ この発明においては、深さが異なる複数の標準凹みを有
するテストピースを管の被検部周囲に重ね合わせてＸ線
を照射し、Ｘ線フィルムにテストピースと被検部のＸ線
透過画像を形成する。このＸ線透過画像をイメージセン
サで読み取り画像処理手段に入力する。

画像処理手段は読み取った画像のテストピースの凹み位
置の濃度からその近傍の濃度を差引いて標準凹み濃度を
算出し、Ｘ線フィルムのフィルム面の位置により画像濃
度や写真コントラストが異なることにより生じる誤差を
修正する。

この標準凹み濃度と標準凹み深さとの回帰式を算出し、
被検部の設置状況に応じた画像濃度と凹み深さとの関係
を算出する。

また、画像処理手段は読み取った画像の被検部の無減厚
位置の濃度分布より被検部の母材推定濃度分布を回帰式
により作成し、Ｘ線透過画像のフィルム面の位置により
異なる画像濃度を補正する。

そして、母材推定濃度分布と被検部各部の濃度の差から
腐食による凹み濃度を算出し、この凹み濃度と上記標準
凹み濃度と標準凹み深さとの回帰式より被検部の凹み深
さを算出する。

また、同じ凹み深さでも、凹みの幾何学的寸法によりそ
の濃度が興なるため、算出した被検部の凹み深さを凹み
の形状により補正することにより、凹み深さ検知精度を
高めることができる。

［実施例］ 第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
調査する管のＸ線撮影を行なうときの配置図、第２図は
画像処理装置を示すブロック図である。

第１図に示すように、管１の腐食を調査するときは、管
ｌの被検部２にテストピース３を重ね合わせ、この被検
部２にＸ線装置４からＸ線を照射してＸ線フィルム５に
被検部２とテストピース３のＸ線透過画像を形成する。

テストピース３は管ｌと同じ材料で形成され、第３図に
示すように、試験視野部３１の周囲に深さが異なる複数
の標準凹み３２を有する。この標準凹み３２の内部は管
ｌの内容物と同質の物質により充填されている。なお、
第３図において、標準凹み３２内に記載した数字はそれ
ぞれ凹み深さを示す。この標準凹み３２の深さはＸ線フ
ィルム５にＸ線透過画像を形成したときに、Ｘ線フィル
ム５の位置により濃度やコントラストが興なるため、そ
れを補正するために同じ深さの標準凹み３２がそれぞれ
中央部と周辺部に設けられている。

このテストピース３と被検部２のＸ線透過画像を画像処
理装置に読込み処理する１画像処理装置は第２図に示す
ように、Ｘ線フィルム５に撮影されたＸ線透過画像を読
取る画像認識手段６と、入力手段７１画像処理手段８１
表示手段９及びプリンタ１０を有する。

画像認識手段６は、例えば撮像管等のイメージセンサを
有し、Ｘ線透過画像を読取りデジタル化する。

画像処理手段８は標準凹み濃度算出部１１と、特徴抽出
部１２．母材濃度算出部１３．凹み濃度算出部１４．凹
み深さ算出部１５．画像メモリ１６及びテストピース登
録記録部１７とを有する。

標準凹み濃度算出部１１は、画像認識手段６から送られ
るテストピース３の画像、あるいはテストピース登録記
録部１７に格納されたテストピース３の画像を入力し、
標準凹み３２の画像濃度からその近傍の画像濃度を差引
いて標準凹み濃度を算出する。

特徴抽出部１２は算出した標準凹み濃度と入力手段７か
ら人力される標準凹み３２の深さとの回帰式を算出し、
管ｌの設置状況に応じた画像濃度と凹み深さとの関係を
得る 母材濃度算出部１３は画像認識手段６から送られる被検
部２の画像から無減厚位置の濃度を抽出して被検部２の
母材推定濃度分布を回帰式により作成する。

凹み濃度算出部１４は母材推定濃度分布と被検部２の各
部の濃度の差を求めて、腐食による凹み濃度を算出する
。

凹み深さ算出部１５は算出した凹み濃度と特徴抽出部１
２で得た標準凹み濃度と標準凹み深さとの回帰式より被
検部２の凹み深さを算出する。

次に、この実施例により管ｌの腐食の状況を調査する場
合の動作を説明する。

管ｌの腐食を調査するときは、第１図に示すように、テ
ストピース３とＸ線フィルム５を管ｌの被検部２に重ね
合わせて設置し、Ｘ線装置４からＸ線を照射して、テス
トピース３と被検部２のＸ線透過画像をＸ線フィルム５
に形成する。このＸ線フィルム５のＸ線透過画像を画像
認識手段６の撮像管等のイメージセンサで読取り１画像
処理手段８でに送り画像処理する。このように、撮像管
等でＸ線透過画像を読取ることにより、瞬時にＸ線透過
画像を入力することができる。また、撮像管等では、濃
度計で読取った濃度と同程度の濃度で画像を読取ること
ができる。

Ｘ線透過画像を画像処理するときは、第４図のフローチ
ャートに示すように、まずテストピース登録記録部１７
に格納されている登録済のテストピース３を使用するか
否かを判断しくステップＳｌ）　登録済のテストピース
３を使用するときは、ただちにテストピース登録記録部
１７から登録済のテストピース３と画像認識手段６から
被検部の情報を読み込む（ステップＳ７）。

登録済のテストピース３を使用しないときは、Ｘ線透過
画像のテストピース３の標準凹み３２部を標準凹み濃度
算出部１１に読み込み格納し、同時に表示手段９に表示
する（ステップ５２）０次に、入力手段７から各標準凹
み３２の位置と外径を標準凹み濃度算出部１１に入力し
、かつ表示手段７に標準凹み３２の輪郭を描く（ステッ
プＳ３）、その後、入力手段７から各標準凹み３２の深
さを入力し特徴抽出部１２に格納する（ステップＳ４）
。次に、表示手段７に表示された各標準凹み３２の近傍
のテストピース母材濃度測定位置を複数点入力手段７あ
るいは不図示のマウスにより標準凹み濃度算出部１１に
入力する（ステップＳ５）、これらの操作を標準凹み３
２の全数に繰り返し行ないその情報を登録する（ステッ
プＳ６）。

次に、標準凹み３２と被検部の情報を読込み（ステップ
Ｓ７）、標準凹み３２部の画像信号と標準凹み３２の位
置、大きさ、テストピース母材濃度測定位置から標準凹
み濃度算出部１１で標準凹み濃度を算出する（ステップ
Ｓ８）。すなわち、Ｘ線フィルム５の濃度分布や写真コ
ントラストが一様でないので、それによる誤差を小さく
するために、各標準凹み３２の画像濃度からテストピー
ス母材濃度測定位置の画像濃度を差引いて各標準凹み３
２の標準凹み濃度を算出する。

この標準凹み濃度をそれぞれ特徴抽出部１２に送り、先
に入力されている各標準凹み３２の深さとから標準凹み
濃度と標準凹み深さとの回帰式を算出して、調査する管
ｌの周囲状況に応じた凹み濃度と凹み深さの相関関係を
求める（ステップＳ９）。

次に、腐食等により凹みが生じている被検部２の位置を
確認し、入力手段７あるいはマウスにより凹みがない被
検部２の複数の位置を指定し母材濃度算出部１３に入力
する（ステップ５ＩＯ）。

母材濃度算出部１３は被検部２の画像から指示された母
材の位置の濃度を抽出して被検部２の母材推定濃度分布
を回帰式により作成し、Ｘ線透過画像の中央部と端部の
濃度差を補正する（ステップ５ｌｌ）。

この母材推定濃度分布が凹み濃度算出部１４に送られ、
凹み濃度算出部１４で母材推定濃度分布と被検部２の各
部の濃度の差を求めて、腐食による凹み濃度を算出して
凹み深さ算出部１５に送る（ステ、ツブ５１２）、凹み
深さ算出部１５は送られた凹み濃度と、特徴抽出部１２
で得た標準凹み濃度と標準凹み深さとの回帰式とにより
被検部２の凹み深さを算出する（ステップ５１３）、そ
して、凹みの幾何学的寸法によっては、間し深さの凹み
でもＸ線透過画像の濃度が異なる場合があるので、凹み
の幾何学的寸法と濃度との関係を実験により求めておき
、凹み深さを補正した後、凹みの深さに応じた凹み分布
を作成し、画像メモリ１６に格納するとともに、表示手
段９に凹み分布をカラー凹み分布図、３次元のプロフィ
ール図として表示する（ステップＳ１４．５１５）。こ
れらの処理を被検部全体にわたって行なったのち、プリ
ンタｌＯで印刷する（ステップ５１６）。

凹み深さを補正するときは、例えば、画像処理手段８に
形状補正部を設け、作成した凹み分布を表示手段９の画
面で確認しながら、凹み形状による補正を行なう範囲と
凹み径を形状補正部に指示し、次式で算出した係数Ｙを
凹み測定深さに乗算して、凹み深さを補正する。

Ｙ＝ｆ（Ｘ）　　　　　　　　　　　・・・・・（１）
ここで、Ｘ：凹み径を変数とする数 このように、凹みの形状により凹み深さを補正すること
により、より精度よく凹み深さとその分布を得ることが
できる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、深さが異なる複数の標
準凹みを有するテストピースを管の被検部周囲に重ね合
わせてＸ線を照射し、Ｘ線フィルムにテストピースと被
検部のＸ線透過画像を形成し、このＸ線透過画像をイメ
ージセンサで読み取り画像処理手段に入力するようにし
たから、短時間でＸ線透過画像を画像処理手段に入力す
ることができる。

また、画像処理手段に入力された画像のテストピースの
標準凹みと標準凹み濃度の調査環境に応じた関係と腐食
等による凹み濃度とから被検部の凹み深さを算出し、凹
み分布を表示するようにしたから、内部にガス等の流体
がある活管の状態で、腐食等による凹みの状態を確実に
検知することができる。

さらに、Ｘ線フィルムの濃度の不均一を補正して、被検
部の凹み深さを算出するようにしたから、凹み深さの検
出精度を高めることができる。

また、シミュレーション実験なしで凹み深さを求めるこ
とができるから、地上あるいは水中に設置された管の腐
食調査を短時間で行なうことができるとともに、専門家
でなくても管の調査１診断を行なうことができる。

また、算出した被検部の凹み深さを凹みの形状により補
正することにより、凹み深さ検知精度をより高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の実施例を示し、第１図は調
査する管のＸ線撮影を行なうときの配置図、第２図は画
像処理装置を示すブロック図、第３図は上記実施例のテ
ストピースを示す正面図、第４図は上記実施例の動作を
示すフローチャトである。 １・・・・管、２・・・・被検部、３・・・・テストピ
ース、３１・・・・試験視野部、３２・・・・標準凹み
、４・・・・Ｘ線装置、５・・・・Ｘ線フィルム、６・
・・・画像認識手段、７・・・・入力手段、８・・・・
画像処理手段、９・・・・表示手段、１０・・・・プリ
ンタ、１１・・・・標準凹み濃度算出部、１２・・・・
特徴抽出部、１３・・・・母材濃度算出部、工４・・・
・凹み濃度算出部、１５・・・・凹み深さ算出部、１６
・・・・画像メモリ、１７・・・・テストピース登録記
録部。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管の被検部近傍に、深さが異なる複数の標準凹みを
   有するテストピースを重ね合わせてＸ線を照射し、Ｘ線
   フィルムにＸ線透過画像を形成し、 Ｘ線透過画像をイメージセンサで読み取り、読み取った
   画像のテストピースの凹み位置の濃度からその近傍の濃
   度を差引いて標準凹み濃度を算出し、標準凹み濃度と標
   準凹み深さとの回帰式を算出し、 被検部の無減厚位置の濃度分布より被検部の母材推定濃
   度分布を回帰式により作成し、 母材推定濃度分布から被検部の測定濃度を差引き凹み濃
   度を算出し、 算出した凹み濃度を使用して上記標準凹み濃度と標準凹
   み深さとの回帰式より被検部の凹み深さを算出し、 算出した凹み深さ分布を表示することを特徴とする管内
   面の腐食診断法。 ２、被検部の凹み深さを凹み形状により補正する請求項
   １記載の管内面の腐食診断法。