JPH0619250B2 - 煙突の壁厚検出方法及び装置 - Google Patents
煙突の壁厚検出方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0619250B2 JPH0619250B2 JP62183620A JP18362087A JPH0619250B2 JP H0619250 B2 JPH0619250 B2 JP H0619250B2 JP 62183620 A JP62183620 A JP 62183620A JP 18362087 A JP18362087 A JP 18362087A JP H0619250 B2 JPH0619250 B2 JP H0619250B2
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- Japan
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- chimney
- wall thickness
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は煙突の壁厚検出方法及び装置に関し、とくにラ
イニングが施された鋼板製煙突の劣化をその壁厚の検出
により非破壊的に診断するのに適した方法及び装置に関
する。
イニングが施された鋼板製煙突の劣化をその壁厚の検出
により非破壊的に診断するのに適した方法及び装置に関
する。
従来の技術 鋼板製煙突には、排ガスによる腐食から鋼板を保護する
ため、ライニングが施されている。ライニング材も排ガ
スにより腐食されるので、鋼板製煙突の耐力低下を防止
する立場からライニング材の健全度を常時把握しておく
ことが望ましい。しかし、鋼板製煙突に設けられたライ
ニング材の健全度を監視する従来の方法としては、煙突
への通煙を停止し、点検員が乗ったゴンドラ等を煙突内
部へ吊下げ点検員が内部を目視により調査する方法か、
又はテレビ・カメラ等の遠隔操作カメラを吊下げて調査
する方法しかなかった。
ため、ライニングが施されている。ライニング材も排ガ
スにより腐食されるので、鋼板製煙突の耐力低下を防止
する立場からライニング材の健全度を常時把握しておく
ことが望ましい。しかし、鋼板製煙突に設けられたライ
ニング材の健全度を監視する従来の方法としては、煙突
への通煙を停止し、点検員が乗ったゴンドラ等を煙突内
部へ吊下げ点検員が内部を目視により調査する方法か、
又はテレビ・カメラ等の遠隔操作カメラを吊下げて調査
する方法しかなかった。
これらの従来の方には、通煙の停止即ち運転の停止が必
要であって時間的に制限を受けるだけでなく、ゴンドラ
やテレビ・カメラ等を吊下げる危険な作業を要し、さら
に目視調査の場合には特別な熟練技術者を必要とする欠
点があった。
要であって時間的に制限を受けるだけでなく、ゴンドラ
やテレビ・カメラ等を吊下げる危険な作業を要し、さら
に目視調査の場合には特別な熟練技術者を必要とする欠
点があった。
発明が解決しようとする問題点 従って、本発明が解決しようとする問題点は、煙突壁の
厚さを遠隔地点から測定する方法及び装置を提供するこ
とにより、従来技術の上記欠点を解決するにある。
厚さを遠隔地点から測定する方法及び装置を提供するこ
とにより、従来技術の上記欠点を解決するにある。
問題点を解決するための手段 第１図、第２図及び第３図を参照するに、本発明の煙突
の壁厚検出方法によれば、運転中の煙突外面の温度分布
中の特異点温度（θｅ′）と当該特異点周辺の常態温度
（θｅ）との温度差（ｄθ＝θｅ′−θｅ）を赤外線撮
影によって測定し、煙突入口の排煙温度測定値から煙突
内表面温度θ１を求め、上記特異点温度差ｄθと煙突内
表面温度θ１とから上記特異点の壁厚を算出する。ここ
に常態温度とは、煙突外面の温度分布の中で広範囲にわ
たり温度が急変していない部分の温度をいう。
の壁厚検出方法によれば、運転中の煙突外面の温度分布
中の特異点温度（θｅ′）と当該特異点周辺の常態温度
（θｅ）との温度差（ｄθ＝θｅ′−θｅ）を赤外線撮
影によって測定し、煙突入口の排煙温度測定値から煙突
内表面温度θ１を求め、上記特異点温度差ｄθと煙突内
表面温度θ１とから上記特異点の壁厚を算出する。ここ
に常態温度とは、煙突外面の温度分布の中で広範囲にわ
たり温度が急変していない部分の温度をいう。
本発明の煙突の壁厚検出装置は、煙突外の温度分布中の
特異点温度（θｅ′）と当該特異点周辺の常態温度（θ
ｅ）との温度差（ｄθ＝θｅ′−θｅ）を赤外線撮影に
よって測定する手段、煙突入口の排煙温度θｇの測定手
段、前記排煙温度θｇの測定値から煙突内表面温度θ１
を算出する手段、および上記煙突内表面温度θ１と上記
温度差ｄθとから上記特異点の壁厚を算出する手段を備
えてなる構成を用いる。
特異点温度（θｅ′）と当該特異点周辺の常態温度（θ
ｅ）との温度差（ｄθ＝θｅ′−θｅ）を赤外線撮影に
よって測定する手段、煙突入口の排煙温度θｇの測定手
段、前記排煙温度θｇの測定値から煙突内表面温度θ１
を算出する手段、および上記煙突内表面温度θ１と上記
温度差ｄθとから上記特異点の壁厚を算出する手段を備
えてなる構成を用いる。
作用 煙突の壁厚が薄くなった部分即ち欠陥Ｆは、鋼板製など
の煙突１の外側表面温度を赤外線カメラ２によって撮影
して作成した温度分布画像３上における温度変化の特異
点として検出される。
の煙突１の外側表面温度を赤外線カメラ２によって撮影
して作成した温度分布画像３上における温度変化の特異
点として検出される。
鋼板５に厚さＴのライニング６を施した煙突壁の壁厚を
本発明によって測定する手段を第３図及び第４図により
説明する。鋼板５は十分薄く、その温度はライニング６
の外側温度と一致するものとする。ライニング材又は他
の適当な材料からなる第４図の中空内筒内外の流体温度
と筒身部の温度分布との関係は次式で与えられる。
本発明によって測定する手段を第３図及び第４図により
説明する。鋼板５は十分薄く、その温度はライニング６
の外側温度と一致するものとする。ライニング材又は他
の適当な材料からなる第４図の中空内筒内外の流体温度
と筒身部の温度分布との関係は次式で与えられる。
内表温度θ１ θ1＝θg−（Kα1r1）（θg-θ0） ・・・(1) 外表面温度θ２ θ2＝θ０＋（K/α2r2）（θg-θ0） ・・・(2) 中空内筒壁体の内部温度θ ここに (1/K)＝(1/α1r1)＋(1/α2r2)＋(1/λ)ln(r2/r1) 内外表面温度差Δθ Δθ＝(K/λ)ln(r2/r1)・(θg-θ0) ・・・(4) ここに ｒ１：内半径(m) ｒ２：外半径(m) θｇ：排煙温度（℃） θ０：外気温度（℃） α１：内面熱伝達率、調査値 α２：外面熱伝達率、調査値 λ：ライニング材又は他の材料の伝達率 Ｋ：熱通過率、計算値 与えられた煙突を第４図の中空円筒壁体で表わした場合
の諸定数r1、r2、λ、Ｋ、α1、α2、及び外気温度θ０
が定まり第２図の煙道入口４における排煙温度θｇが適
当な手段により測定されれば、第２図の煙突の入口から
頂部までの各位置における排煙温度θｇは、カメラによ
る撮影及びその後の処理によって得られた温度分布画像
３から頂部外面温度θ２を読取ることにより上記(2)か
ら算出することができる。また、煙突の煙道入口４及び
頂部における内面温度θ１は、この排煙温度を用い上記
(1)式から算出することができる。
の諸定数r1、r2、λ、Ｋ、α1、α2、及び外気温度θ０
が定まり第２図の煙道入口４における排煙温度θｇが適
当な手段により測定されれば、第２図の煙突の入口から
頂部までの各位置における排煙温度θｇは、カメラによ
る撮影及びその後の処理によって得られた温度分布画像
３から頂部外面温度θ２を読取ることにより上記(2)か
ら算出することができる。また、煙突の煙道入口４及び
頂部における内面温度θ１は、この排煙温度を用い上記
(1)式から算出することができる。
上記温度分布画像３上に特異点があるときは、その特異
点はライニング６に欠陥Ｆがあることを示す。即ち、そ
の特異点の外表面温度θｅ′が周囲外表面温度よりｄθ
だけ高い場合には、第４図に図式的に示す深さｄの欠落
がライニング６に発生していることが推測される。しか
も、その深さｄは上記温度差ｄθ及び欠陥部と健全部の
温度傾斜S1、S2から容易に推定することができる。
点はライニング６に欠陥Ｆがあることを示す。即ち、そ
の特異点の外表面温度θｅ′が周囲外表面温度よりｄθ
だけ高い場合には、第４図に図式的に示す深さｄの欠落
がライニング６に発生していることが推測される。しか
も、その深さｄは上記温度差ｄθ及び欠陥部と健全部の
温度傾斜S1、S2から容易に推定することができる。
当初厚さＴであった煙突壁に深さｄの欠落が検出された
ときには、その欠落が生じた部分の壁厚が（T-d）で与
えられることは明らかである。こうして煙突の壁厚の遠
隔測定が実現される。多くの鋼板製煙突では、ライニン
グ６の厚さが鋼板５の厚さより十分大きいこと、排煙運
転により欠落部Ｆが生ずるのはライニング６であるこ
と、鋼板５の温度は実質上ライニング６の外側温度に等
しいこと、鋼板５の厚さを考慮に入れるための補正が容
易であること等の要因を考慮すれば、上記方法を鋼板製
煙突の壁厚測定に応用できる。しかも本発明方法によれ
ば、排煙運転を中断する必要がなく、ゴンドラやテレビ
・カメラ等を吊下げる必要もない。
ときには、その欠落が生じた部分の壁厚が（T-d）で与
えられることは明らかである。こうして煙突の壁厚の遠
隔測定が実現される。多くの鋼板製煙突では、ライニン
グ６の厚さが鋼板５の厚さより十分大きいこと、排煙運
転により欠落部Ｆが生ずるのはライニング６であるこ
と、鋼板５の温度は実質上ライニング６の外側温度に等
しいこと、鋼板５の厚さを考慮に入れるための補正が容
易であること等の要因を考慮すれば、上記方法を鋼板製
煙突の壁厚測定に応用できる。しかも本発明方法によれ
ば、排煙運転を中断する必要がなく、ゴンドラやテレビ
・カメラ等を吊下げる必要もない。
第５図は、以上説明した手法を煙突１の欠陥Ｆの検出及
び運転可否の判断に応用した場合の流れ図を示す。測定
開始後の第１ステップで煙突１の表面の温度分布を赤
外線カメラ２によって撮影し、ステップのサーモグラ
フ処理の後、ステップの温度分布画像情報処理により
第２図の外表面温度分布画像３を作成する。論理判断の
ステップで欠陥Ｆの有無を判断し、それがなければ運
転を継続する。
び運転可否の判断に応用した場合の流れ図を示す。測定
開始後の第１ステップで煙突１の表面の温度分布を赤
外線カメラ２によって撮影し、ステップのサーモグラ
フ処理の後、ステップの温度分布画像情報処理により
第２図の外表面温度分布画像３を作成する。論理判断の
ステップで欠陥Ｆの有無を判断し、それがなければ運
転を継続する。
欠陥Ｆがある場合には、ステップで外気温度θ０その
他の気象条件・煙突動作条件を測定し、ステップで内
側温度θ１の分布を測定又は算出し、ステップにおい
て欠陥部Ｆの温度差ｄθを温度分布画像３から求めた上
で煙突壁厚（T-d）を算出し、論理ステップでこの壁
厚（T-d）の欠陥Ｆが煙突運転に支障を与えるか否か判
断する。支障を与えないと判断される場合は運転を続
し、支障を与えると判断される場合には対策を検討す
る。
他の気象条件・煙突動作条件を測定し、ステップで内
側温度θ１の分布を測定又は算出し、ステップにおい
て欠陥部Ｆの温度差ｄθを温度分布画像３から求めた上
で煙突壁厚（T-d）を算出し、論理ステップでこの壁
厚（T-d）の欠陥Ｆが煙突運転に支障を与えるか否か判
断する。支障を与えないと判断される場合は運転を続
し、支障を与えると判断される場合には対策を検討す
る。
この様に本発明の方法は、コンピュータ・プログラムに
より容易に実行できるので、煙突欠陥のコンピュータ診
断に適する。
より容易に実行できるので、煙突欠陥のコンピュータ診
断に適する。
実施例 本発明の煙突壁厚測定方法により高さ160ｍの鋼板製煙
突について壁厚の検出を実験的に行なった。この煙突の
地上高133.0ｍの対象部位における諸元は次の通りであ
った。
突について壁厚の検出を実験的に行なった。この煙突の
地上高133.0ｍの対象部位における諸元は次の通りであ
った。
内径4,720ｍｍ 外形4,900ｍｍ ライニング設計厚 80ｍｍ 煙突から約200ｍ離れた場所において赤外線カメラによ
り煙突外側表面温度の分布を撮影した。この温度分布か
らコンピュータ処理によって求めた上記対象部位の壁厚
の値を第１表及び第５図に示す。参考のため、ものさし
で実測した対応壁厚の値を第１表及び第５図に併記す
る。
り煙突外側表面温度の分布を撮影した。この温度分布か
らコンピュータ処理によって求めた上記対象部位の壁厚
の値を第１表及び第５図に示す。参考のため、ものさし
で実測した対応壁厚の値を第１表及び第５図に併記す
る。
なお、ライニング６は材料の吹付施工により形成される
ので表面に凹凸が生じ、その厚さのばらつきは10.7ｍｍ
程度（１σ≒10.7ｍｍ）である。第１表に示される本発
明方法による検出結果は、実測値との差がいずれもこの
ばらつき１σの範囲内にあるので、本発明の方法は検出
精度が非常に高く実用的であるといえる。
ので表面に凹凸が生じ、その厚さのばらつきは10.7ｍｍ
程度（１σ≒10.7ｍｍ）である。第１表に示される本発
明方法による検出結果は、実測値との差がいずれもこの
ばらつき１σの範囲内にあるので、本発明の方法は検出
精度が非常に高く実用的であるといえる。
発明の効果 以上説明した如く、本発明による煙突の壁厚検出方法及
び装置は、赤外線写真によって煙突表面温度分布におけ
る特異点温度とその周辺の常態温度との間の温度差を測
定し、その温度差及び煙突内側温度の測定値により壁厚
を算出するので次の効果を奏する。
び装置は、赤外線写真によって煙突表面温度分布におけ
る特異点温度とその周辺の常態温度との間の温度差を測
定し、その温度差及び煙突内側温度の測定値により壁厚
を算出するので次の効果を奏する。
（イ）煙突、とくに鋼板製煙突のライニング壁厚を非接
触的にしかも排煙運転を中断することなく検出すること
ができる。
触的にしかも排煙運転を中断することなく検出すること
ができる。
（ロ）壁厚の検出により、煙突の欠陥の非破壊的診断に
資することができる。
資することができる。
（ハ）従来の煙突壁厚測定や欠陥診断は通煙を止めゴン
ドラ又はテレビ・カメラ等を吊下げる方式によっていた
ので、倒壊しそうな煙突でも年１回程度の工場定期修理
時期まで放置されていたのに対し、本発明方法は通煙を
止めることなくしかも迅速に調査できるので、危険な状
態に煙突が放置される期間を短縮することができる。
ドラ又はテレビ・カメラ等を吊下げる方式によっていた
ので、倒壊しそうな煙突でも年１回程度の工場定期修理
時期まで放置されていたのに対し、本発明方法は通煙を
止めることなくしかも迅速に調査できるので、危険な状
態に煙突が放置される期間を短縮することができる。
（ニ）本発明の手法は煙突欠陥のコンピュータ診断に容
易に適用できるので、欠陥診断を迅速に行なうことが期
待できる。
易に適用できるので、欠陥診断を迅速に行なうことが期
待できる。
第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は外周
面温度分布画像の説明図、第３図及び第４図は壁厚検出
手法の説明図、第５図は本発明手法の流れ図、第６図は
検出結果の一例を示すグラフである。 １……煙突、２……カメラ、３……外周面温度分布画
像、４……煙道入口、５……鋼板、６……ライニング、
Ｔ……当初の壁厚、ｄ……欠落の深さ。
面温度分布画像の説明図、第３図及び第４図は壁厚検出
手法の説明図、第５図は本発明手法の流れ図、第６図は
検出結果の一例を示すグラフである。 １……煙突、２……カメラ、３……外周面温度分布画
像、４……煙道入口、５……鋼板、６……ライニング、
Ｔ……当初の壁厚、ｄ……欠落の深さ。
Claims (2)
- 【請求項１】運転中の煙突外面の温度分布中の特異点温
度（θｅ′）と当該特異点周辺の常態温度（θｅ）との
温度差（ｄθ＝θｅ′−θｅ）を赤外線撮影によって測
定し、煙突入口の排煙温度測定値から煙突内表面温度θ
１を求め、上記特異点温度差ｄθと煙突内表面温度θ１
から上記特異点の壁厚を算出する煙突の壁厚検出方法。 - 【請求項２】煙突外面の温度分布中の特異点温度（θ
ｅ′）と当該特異点周辺の常態温度（θｅ）との温度差
（ｄθ＝θｅ′−θｅ）を赤外線撮影によって測定する
手段、煙突入口の排煙温度θｇの測定手段、前記排煙温
度θｇの測定値から煙突内表面温度θ１を算出する手
段、及び上記煙突内表面温度θ１と上記温度差ｄθとか
ら上記特異点の壁厚を算出する手段を備えてなる煙突の
壁厚検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183620A JPH0619250B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 煙突の壁厚検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183620A JPH0619250B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 煙突の壁厚検出方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6428508A JPS6428508A (en) | 1989-01-31 |
| JPH0619250B2 true JPH0619250B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=16138962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62183620A Expired - Fee Related JPH0619250B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 煙突の壁厚検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619250B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58119668A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JP5991328B2 (ja) * | 2014-01-24 | 2016-09-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼製煙突の内部ライニング厚推定方法及び内部ライニング劣化診断方法 |
| JP6574747B2 (ja) * | 2016-09-26 | 2019-09-11 | 日本製鉄株式会社 | 煙道又は煙突の調査方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56137106A (en) * | 1980-03-28 | 1981-10-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Detection for thickness of stuck material in rotary kiln |
| JPS58187253A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-01 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造の鋳片表面の異常検出及び評価方法 |
| JPS60214214A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-26 | Hitachi Zosen Corp | 耐火・断熱ライニング材の摩耗量推定方法 |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP62183620A patent/JPH0619250B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6428508A (en) | 1989-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |