JPH0723685Y2 - 炉壁管厚さ測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ボイラ、熱交換器、焼却炉等の炉壁面を構成
する蒸発管、過熱管、節炭器管や蒸気冷却管、再熱管等
に適用される炉壁管厚さ測定装置に関する。

従来の技術 従来より、例えば産業用ボイラ等の定期、経年検査では
前述の如き種々の炉壁管の外径、肉厚を測定し炉壁管の
健全性を確認していた。つまり、炉壁管が酸化腐食等に
より減肉することによって、管が噴破しボイラ等の停止
に至る事故となるので、これを防止するため予め各管の
厚さ等を検出し、取替え等の判定をする。この場合、第
７及び８図に示すように、損耗度の目安となる炉壁管１
の外径、肉厚の測定及び微小割れ等の傷発見のために、
まず準備段階では例えばグラインダ（図示せず）や灰落
し工具２（第７図参照）による固着灰等の除去及び観察
する炉壁管１表面の清掃を行い、引き続き検査段階では
超音波装置等からなる検査工具３による非破壊検査を行
っている。

前者の灰落とし工具２は、主にショットブラストノズル
2aを手動で用いてショットブラスト作業を進め、灰やス
ケールｓの除去及び炉壁管１表面の清掃がなされる。

また、後者の検査工具３は、超音波厚さ計の探触子（セ
ンサ）3aをやはり手動で用いて検査作業を進め、その超
音波センサ3aの信号を炉壁管１の清掃部分に送受信する
ことにより管１の厚さの検査がなされる。

ところで、これらの清掃・検査作業は前述の如くほぼ人
手で行っているのが現状であり、近年特に要望されてき
ている遠隔自動化による各種検査の施行は、従来はほと
んどなされていなかった。

考案が解決しようとする課題 以上述べた管状物の検査装置は、しかし、次のような問
題点があった。

これまで人手によって炉壁管１の外表面研摩そして検査
が行なわれていたため、作業員が点検位置に接近できる
よう、炉壁面に沿って足場（図示せず）を組み立てて、
その上で作業員が手動で前記灰落し工具２にて灰落しし
た後、同じく手動で前記検査工具３を操作し、測定せざ
るを得なかった。

このため、足場の架設を含め多くの工数と工期を要して
おり、また、中・大型のボイラ等の高さは10m以上を超
えているため、これらの一連の作業には安全性の点から
も問題がある。

課題を解決するための手段 本考案は、このような従来の課題を解決するために、ボ
イラ等の炉壁管の管厚さ測定を遠隔かつ自動で行う炉壁
管厚さ測定装置であって、灰落し工具並びに検査工具を
荷重支持可能なビームにウインチに取付け、このウイン
チに巻き付けたケーブルワイヤを前記ボイラの頂部近傍
から底部近傍に亘って伸長し、かつこのワイヤを炉壁管
に対して略くの字状に傾斜させて該頂部及び底部両方向
に緊張するように張ったものである。

作用 このような手段によれば、灰落し工具又は検査工具をビ
ームが荷重支持し、またビームに取付けたウインチを介
してケーブルワイヤをボイラの頂部及び底部近傍に張
り、炉壁管に対してこのワイヤを略くの字状に傾斜させ
るので、ワイヤは適度な張力の下で緊張し、そのワイヤ
を通じて、ビームを炉壁面に押し付ける方向に張力の分
力を生じさせることができる。

実施例 以下第１〜６図を参照して、本考案の一実施例について
詳述する。なお、これらの図において第７及び８図に示
したものと同一の部分には同一の符号を付して、その詳
細な説明は省略する。

しかして本考案によれば、第１及び２図に示すように、
灰落し工具２並びに検査工具３を着脱自在で、しかもそ
れらの荷重支持可能な略矩形のビーム（支持梁）４が設
けられ、このビーム４の両端部付近には、一組のウイン
チ５が取付けられている。

このビーム４には各ウインチ５を挟むように適当な長さ
と強度を有し、炉壁管１に直交して当接する複数のアー
ム４′が固定されている。なお、このアーム４′の炉壁
管１に当接する先端部には例えば遠隔操作でON−OFF可
能な電磁石（マグネット）或いは真空状態を保持・解除
可能な吸盤等からなる炉壁管吸着装置4aが設けられてい
る。

そして、第３図に示すように前記ウインチ５は、その本
体５′にモータ６を固定し、そのモータ６にはケーブル
ワイヤ７を巻取るためにシーブ８が直結している。

更に、図に示す如くシーブ８にはケーブルワイヤ７を一
巻以上巻付けており、このワイヤ７の巻付けられた部分
を押え付けるように、一端が固定ピン９にて支持され、
かつ複数の加圧ローラ10を配列した円弧状のレバー11が
シーブ８の周囲に配設されている。この場合、加圧ロー
ラ10の他端には本体５′に螺合する押えネジ12がスプリ
ング13を介在して取付けられている。

一方、前記ワイヤ７は、ボイラ１′（第１図参照）の頂
部1a近傍からその底部1b近傍に亘って、夫々の所定の位
置に配置した他の巻上げウインチ5a,5bにまで伸長して
いる。

そして、このワイヤ７は、炉壁管１に対して略くの字状
に傾斜させて、各ウインチ5a,5bを介してボイラ１′の
頂部1a及び底部1b両方向に緊張するように張る。

即ち、ワイヤ７を介して、ウインチ５と他の各ウインチ
5a,5bとの位置関係において、前述の如くワイヤ７をボ
イラ１′の頂部1a及び底部1b側の各ウインチ5a,5bにて
ワイヤを張るときに、第１図に示す如くワイヤ７の途中
部分をビーム４側のウインチ５、厳密にはシーブ８が中
継するが、通常垂直に林立する炉壁管１に当接するビー
ム４のアーム４′部分の有する長さ（高さ）により、そ
のワイヤ７の途中部分が炉壁管１よりも炉内側に位置
し、かつワイヤ７の他のウインチ5a,5bに巻付いている
端部が炉壁管１の垂直延長上か、それよりも炉外側付近
に位置する。このことにより、各ウインチ5,5a,5b三者
間にワイヤ７を張ると、その結んだ形状が略くの字とに
り、従ってワイヤ７は適当な角度に保たせて傾斜させる
ことになる。

なお、前記他のウインチ5a,5bは夫々ボイラ１′の頂部1
a、底部1b近傍において、いずれの点検箇所にも応じら
れるよう、またワイヤ７の傾斜角度を適宜変更可能なよ
う、前後左右に移設自在とする。

また、その数は、ビーム４両端を支持するために一組の
ワイヤやが必要なことから、これによって夫々その頂
部、底部に一組ずつ、即ち計４個前後とする。ただし、
本実施例によればこれに限定されるものではなく、ビー
ム４が水平に保たれ、かつワイヤ７がくの字状に張れれ
ば、例えばウインチ5a,5bの一部の代わりにワイヤ用の
中継器等（図示せず）を介在させて、ワイヤの結線方式
や操作方法を変更してももちろん良い。

なお、第４図に示すように、前述の如き灰落し工具２に
ついては、概略、ビーム４に装着し、遠隔自動により上
下動可能なスライダ機構2bに、ショットブラストノズル
2aを取付けている。図中、符号2cはショット粒をノズル
2aに供給するための供給ホースを示す。一方、第５図に
示すように、検査工具３については、概略、ビーム４に
装置し、遠隔自動により左右方向に円弧を描いて回転可
能なスライダ機構3bに、超音波厚さ計センサ3aを取付け
ている。

以上のような構成により、第１図に示す如く検査時、炉
壁管１の点検位置が決まったならば、その位置にひとま
ず灰落し工具２を装着したビーム４が炉壁面に平行して
上下方向に移動するように、まずボイラ１′の頂部1a及
び底部1bにおける他の巻上げウインチ5a,5bで、夫々ワ
イヤ７の上方向及び下方向に多少余裕をもたせて適度な
張力を与える。

次に、ビーム４のウインチ５において、これが一組ある
のでどちらも同じ回転速度にてウインチ本体５′に固定
したモータ６を駆動させることにより、ケーブルワイヤ
７を一巻以上巻き取ったシーブ８が回転するので、これ
によりビーム４を上方向又は下方向に昇降させることが
できる。

ただし、この場合、ウインチ５（第３図参照）に設けた
押えネジ12を予め緩めておき、固定ピン９を支点にした
レバー11がフリーの状態とされ、ワイヤ７の回転に干渉
することのないようにしておく。

このようなウインチ５の回転により、ビーム４をボイラ
１′の頂部1aの巻上げウインチ5aを介して吊り下げると
共に、所定の点検位置にまで確実に移動させることがで
きる。

ろそして、ワイヤ７自体は、ビーム４側のウインチ５を
中継点として、他のウインチ5a,5bにより夫々ボイラ
１′の頂部1a、底部1b両方向に張力が加わり、ビーム４
のアーム４′の高さ分だけくの字状に傾斜している。

続いて、ビーム４の各アーム４′先端部に設けた炉壁管
吸着装置4aにて炉壁管１或いは固着灰ｓ上に吸着させて
ビーム４を安定させる。

と共に、前記ウインチ５の本体５′に螺合する押えネジ
12を締付けることにより、そのネジ12のスプリング13の
付勢でレバー11が固定ピン９を支点にしてシーブ８の外
周に押え付けられる。

そこで、レバー11に複数取付けられている加圧ローラ10
でシーブ８周囲に巻付けられたワイヤ７の一部が夫々均
等な圧力で押え込まれることとなる。

従って、工具２、ウインチ５の各重量を含むビーム４の
荷重Ｗ（第３図参照）に対して、前記ローラ10の押圧に
よりワイヤ７及びシーブ８間に発生する摩擦力の方が大
きいため、しかもこの状態を永続するため、ビーム４を
一定に静止させることが可能となる。

その後、第４図に示す如く点検位置周辺に固着する灰ｓ
等を、スライダ機構2bにてショットブラストノズル2aを
自動的に上下動させながらショットブラスト作業するこ
とにより、確実に清掃することができる。

この作業の終了後は、ウインチ５のレバー11を再度緩
め、かつ同時に吸着装置4aの吸着を断絶することによ
り、ビーム４をフリーの状態にし、モータ６の逆駆動に
よりウインチ５（シーブ８）を逆回転し、前述と反対の
昇降をさせる。

それから、灰落し工具２から検査工具３に交換してビー
ム４に装着し、以上の操作を繰返すことにより、第５図
に示す如く検査工具３を所定の点検位置に移動させるこ
とができる。

そして、ビーム４の固定と共にスライダ機構3bにて超音
波厚さ計センサ3aを炉壁管１に密接させて超音波の送受
信により管の厚さを測定することができる。なお、その
センサ3aの密接する位置を変更させたいときには、スラ
イダ機構3bにてセンサ3aを自動的に微回転させることに
より、別の角度から検査を行うことができる。

ここで、ワイヤ７をボイラ１′の頂部1a、底部1b両方向
から同時に張る主な理由について述べる。

もし前記ビーム４の荷重Ｗを支持するだけならば、単に
ビーム４を取付けたケーブルワイヤ７をボイラ１′等の
頂部1a近傍から炉壁面に沿って垂下させれば良い。

ところが、ビーム４にはこの作業に伴ってショット粒を
炉壁面とほぼ直角に吹き付けるため、ショットブラスト
ノズル2aを介してビーム４を炉壁管１から離そうとする
水平反力が働き、また超音波厚さ計センサ3aも同様に、
清掃された炉壁管１表面にそのセンサ3aを密接して検査
するため、このセンサ3aを介してビーム４を炉壁管１か
ら離そうとする水平反力が前記灰落し工具２の場合より
も小さいが働く。

この現象は、他の工具、他の作業においても同様に起こ
り得る。

この防止策として、ビーム４をマグネットや吸盤等の炉
壁管吸着装置4aにて付着させる方式が一応考えられる
が、しかしながら、炉壁面には燃焼灰やスケールｓが多
量に付着・堆積するため、吸着装置4aのみではビーム４
を炉壁面に支持させておくだけの力が不十分であり、各
作業中に工具2,3が炉壁面から離れてしまうことが有り
得る。

そこで、この改善策として本実施例の如く、ボイラ１′
の頂部1aと併せて底部1aからも夫々に配置した他のウイ
ンチ5a,5bでワイヤ７を適度に引張り、かつ略くの字状
に張る方式を採用することにより、炉壁管１側にビーム
４、厳密にはアーム４′を常時当接させておくことが可
能となるからである。

つまり、第６図に示すように、ビーム４を炉壁管１から
引離そうとする水平反力をＲとし、また簡便のため各巻
上げウインチ5a,5bによるワイヤ７の張力Ｔが同じ大き
さと仮定し、傾斜したワイヤ７のウインチ５における開
角をθとすれば、各張力Ｔの下で発生する水平分力Ｐ′
は夫々Ｐ′＝Tcosθ/2となる。

よってその合力Ｐ＝2P′＝2Tcosθ/2がビーム４を炉壁
管１に当接させるトータルの力となり、この合力Ｐはウ
インチ5a,5bのワイヤ７の巻取りによる各張力Ｙの大き
さ、並びにそのウインチ5a,5bとビーム４側のウインチ
５との位置関係で決定されるワイヤ７の開角θの適切な
採り方により、水平反力Ｒに抗する力、換言すればビー
ム４を炉壁管１に押え付けておく力となることがわか
る。

考案の効果 以上詳述したように、本考案によれば、ワイヤをボイラ
の頂部、底部両方向に同時に引張ることにより、ビーム
を吊り下げるだけでなく、ビームに取付けたウインチの
回転により、炉壁管上下方向の点検位置に自在に移動さ
せることもできる。

このため、所定の点検位置の清掃並びに検査作業を遠隔
かつ自動により簡単かつ容易に行うことができる。

しかも、このようなビームの操作により、従来の如き足
場架設並びに解体作業にかかっていた工数、工期、及び
工事費を大幅に低減し、更に高所作業の安全性をも確保
することができる。

また、ビームについては、管厚さ計はもちろんのこと、
他の自動検査装置や補修用のロボット等を装着して、各
所定の検査・作業を行わせることも可能となり、従っ
て、省人化省略化を推進することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による炉壁管厚さ測定装置の一例を示す
概略構造断面図、第２図は第１図のII−II線矢視図、第
３図はそのビームに取付けたウインチの概略構造断面
図、第４図はそのビームに装着する灰落し工具の構造及
び使用状態を示す図、第５図はそのビームに装着する検
査工具の構造及び使用状態を示す図、第６図はワイヤが
略くの字状に張られた状態で発生する張力の分力を示す
模式図、第７図は従来の手動による灰落し工具の使用状
態を示す図、第８図は従来の手動による検査工具の使用
状態を示す図である。 １……炉壁管、１′……ボイラ、1a……（ボイラの）頂
部、1b……（ボイラの）底部、２……灰落し工具、３…
…検査工具、４……ビーム、５……ウインチ、5a,5b…
…各巻上げウインチ、７……ケーブルワイヤ、ｓ……
灰。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 藤田 憲 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)考案者 西川 善久 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)考案者 正木 勉 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (56)参考文献 実開 昭61−181313（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ボイラ等の炉壁管の管厚さ測定を遠隔かつ
   自動で行う炉壁管厚さ測定装置であって、灰落し工具並
   びに検査工具を荷重支持可能なビームにウインチを取付
   け、このウインチに巻き付けたケーブルワイヤを前記ボ
   イラの頂部近傍から底部近傍に亘って伸長し、かつこの
   ワイヤを炉壁管に対して略くの字状に傾斜させて該頂部
   及び底部両方向に緊張するように張ったことを特徴とす
   る炉壁管厚さ測定装置。