JPH09189505A - 被覆鋼管の損傷位置及び損傷度の判定方法ならびにこの装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被覆鋼管の損傷位置と損傷度を精度良く知
る。 【解決手段】 監視対象被覆鋼管に対し、１点から、２
つ以上の周波数の異なる交流電流を重畳して通電する、
監視対象被覆鋼管の管路内の２ヶ所以上の地点におい
て、それぞれの周波数の電流値と電位値を測定し、この
値からそれぞれの損傷抵抗Ｒｄを求める、前記求めた損
傷抵抗Ｒｄから次の方法で損傷位置Ｌを求める、 そして、前記求めた損傷抵抗Ｒｄを次の方法で補正す
る、 ことにより、被覆鋼管の損傷位置及び損傷度を精度良く
知る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、土壌中に埋設さ
れた被覆鋼管の被覆損傷位置と損傷度を定量的に評価し
て判定する方法及びこの装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 土壌中に埋設された被覆鋼管の鋼面
は、被覆により土壌とは絶縁されており、腐食の進行が
防がれている。しかし、当該被覆鋼管の鋼面は、他の埋
設物、工作物、土壌中の石等の接触、或いは自然劣化等
により被覆に傷が生じれば、土壌と接触することにな
り、腐食を蒙る可能性がある。したがって、当該被覆鋼
管の被覆損傷箇所並びにその程度を常時監視することは
保安上重要なことである。

【０００３】本発明者は、このような視点から、土壌中
に埋設された被覆鋼管の被覆損傷箇所並びにその程度を
評価する技術として、特願平５−２７４２８６及び特願
平６−２８９９１１に係る発明を行った。上記、特願平
５−２７４２８６に係る発明は、監視対象被覆鋼管の一
点を基準点となし、この基準点から被覆鋼管に一定の信
号電流を通電し、当該被覆鋼管の適当な間隔をおいた２
箇所で測定される電流値及び電位値から２箇所間での損
傷抵抗を求めてこの損傷抵抗値がある定めた値よりも大
きい場合には損傷なしと判定し、小さい場合には損傷あ
りと判定する被覆鋼管の損傷度を監視する方法である。

【０００４】又、特願平６−２８９９１１に係る発明
は、監視対象被覆鋼管を適当な範囲に分割して、各分割
範囲内の１点を基準点となし、これらの基準点から、他
の分割範囲の基準点からの信号電流とは区別可能な信号
電流を、監視対象被覆鋼管に夫々通電し、対応する分割
範囲を監視対象範囲とし、この監視対象範囲で測定され
る電流値及び電位値から各区間内での損傷抵抗を求め
て、この損傷抵抗値がある定めた値よりも大きい場合に
は当該区間では損傷なしと判定し、小さい場合には損傷
ありと判定する被覆鋼管の損傷度監視方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 上記出願での損傷位
置及び損傷の程度の判定は、一定の範囲内での判定であ
るが、これを更に精度良く判定する必要性が求められる
場合がある。本発明の目的は、損傷を被った範囲のみな
らず、その範囲内の正確な位値までも推定し、更に損傷
の程度の指標となる損傷抵抗の補正を行うことにより、
より高精度な被覆鋼管の損傷位置の判定と損傷度を求め
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めの技術手段は次のとおりである。 １．監視対象被覆鋼管に対し、１点から、２つ以上の周
波数の異なる交流電流を重畳して通電する、監視対象被
覆鋼管の管路内の２ヶ所以上の地点において、それぞれ
の周波数の電流値と電位値を測定し、この値からそれぞ
れの損傷抵抗Ｒｄを求める、前記求めた損傷抵抗Ｒｄか
ら次の方法で損傷位置Ｌを求める、 そして、前記求めた損傷抵抗Ｒｄを次の方法で補正す
る、 （以下余白） ことを特徴とする被覆鋼管の損傷位置及び損傷度の判定
方法。

【０００７】２．監視対象被覆鋼管に対し、１点から２
つ以上の周波数の異なる交流電流を重畳して通電するた
めの通電用電源装置と、前記被覆鋼管の電流値及び電位
値を測定するための電流・電位値測定装置と、前記電流
・電位値測定装置で測定された電流値と電位値を伝送す
るための送信装置と、前記送信装置から伝送された電流
値と電位値の信号を受信するための受信装置と、前記送
信装置から伝送された電流値と電位値から各区間内での
損傷抵抗をそれぞれの信号電流について演算し、損傷位
置の判定及び損傷抵抗の補正を行うコンピュータと、か
ら構成される被覆鋼管の損傷位置及び損傷度の判定装
置。

【０００８】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施例を図面を
用いて説明する。図１は、土壌中に埋設された被覆鋼管
とこの損傷位置の判定と損傷度の測定方法を示すもので
ある。ここで、地点０を基準に被覆鋼管１の適当な間隔
をおいた各地点を地点０に近い方から地点１、地点２、
…、地点ｘ、地点ｘ＋１、地点ｘ＋２、…、地点ｙ−２
地点ｙ−２、地点ｙとする。

【０００９】図２は図１中の地点０、地点ｙ、地点１か
ら地点ｙ−１（例として地点ｘ、地点ｘ＋１、地点ｘ＋
２）に設置する設備類を示したものである。地点０に
は、通電用電極２を設置して、被覆鋼管１に取り付けた
通電用リード線３及び通電用電極のリード線４を地表面
上に立ちあげておく。地点１から地点ｙには、それぞ
れ、電位測定用電極５を設置して、被覆鋼管１に取り付
けた電位測定用リード線６及び電位測定用電極のリード
線７を地表面上に立ちあげておく。又、被覆鋼管１の各
地点には、ある間隔（隣り合わせの地点には届かない距
離）をおいた被覆鋼管１のそれぞれ２箇所に取り付けた
管内電流測定用リード線８、９を立ちあげておく。

【００１０】地点０において、通電用リード線３及び通
電用電極のリード線４は、通電用電源１０に接続する。
地点１から地点ｙにおいて、電位測定用リード線６及び
電位測定用電極のリード線７は、交流電流（１）の電位
を測定するための電位測定装置１２及び交流電流（２）
の電位を測定するための電位測定装置１３に、管内電流
測定用リード線８、９は、交流電流（１）の管内電流を
測定するための管内電流測定装置１４及び交流電流
（２）の管内電流を測定するための管内電流測定装置１
５にそれぞれ接続する。

【００１１】地点ｘと地点ｘ＋１を例にとると、地点
ｘ、地点ｘ＋１に設置された、電位測定装置１２、１３
及び管内電流測定装置１４、１５は、送信装置１６に接
続され、電位データ及び管内電流データは送信装置１
６、受信装置１７を介してコンピュータ（１）１８に伝
送される。地点ｘ＋１と地点ｘ＋２を例にとると、地点
ｘ＋１、地点ｘ＋２に設置された、電位測定装置１２、
１３及び管内電流測定装置１４、１５は、送信装置１６
に接続され、電位データ及び管内電流データは送信装置
１６、受信装置１７を介してコンピュータ（２）１８に
伝送される。

【００１２】なお、コンピュータ１８と十分近い地点に
おいては、送信装置１６及び受信装置１７は不要で、直
接データをコンピュータ１８に取り込めばよい。又、コ
ンピュータ１８の処理能力が十分であれば、コンピュー
タ（１）（２）を同一のコンピュータにしてもよい。ま
た、ここでは管内電流測定は、電圧降下法を用いている
が、他にも絶縁継手の両側を接続したリード線を流れる
電流を測定する方法、クリップオン電流計による方法な
ど他の方法でも可能である。

【００１３】ここで、地点ｘと地点ｘ＋１の間で損傷が
起きたケースについて説明する。交流電流（１）の電流
データ及び電位データから、特願平５−２７４２８６に
よる方法によって、交流電流（１）の地点ｘと地点ｘ＋
１の間の損傷抵抗がそれぞれ求められる。このとき、損
傷抵抗の値には、地点Ｘに近い位置では小さく、地点Ｘ
＋１に近い位置では大きくなる傾向がみられるが、更に
交流電流の周波数によっても表１のような傾向が見られ
る。

【００１４】

【表１】 したがって、これらの傾向を予め把握しておき、解析を
行えば、損傷位置を判定することができる。また、正確
な損傷抵抗の値もこの解析によって求めることができ
る。

【００１５】実測例（図３、図４参照） 以下の条件でシュミレーションを行い、本発明の有効性
を評価した。 （１）配管 管種：６００Ａ−ＷＰＬＰ 延長：５０ｋｍ 土壌埋設 （２）システム 監視範囲：５ｋｍ（全延長のうち、２０ｋｍ〜３０ｋｍ
の範囲） 通電点：地点１（２０ｋｍ） 電流、電位測定点：地点１（２０ｋｍ）、地点２（２５
ｋｍ） 周波数：４２０Ｈｚ、１０２０Ｈｚ （３）損傷 損傷抵抗：１０Ω、１００Ω 損傷位置：地点１と地点２の間の以下の５点（２０．１
ｋｍ、２１．０ｋｍ、２２．０ｋｍ、２３．０ｋｍ、２
４．０ｋｍ ２４．９ｋｍ）

【００１６】

【表２】

【００１７】（４）解析結果

【表３】は、各地点、各損傷抵抗の損傷における、各交
流電流での接地抵抗及び損傷抵抗の解析結果をまとめた
ものである。又、図５は各交流電流での損傷抵抗を損傷
位置に対してプロットしたものである。これにより、い
ずれの交流電流、損傷抵抗についても、

【表１】に示した傾向が見られることが確認された。 （以下余白）

【００１８】

【表３】

【００１９】これらの関係から、例えば以下のような近
似式で表される。

【数１】

【数２】

【００２０】ここで、

【数１】、

【数２】から損傷抵抗実値Ｒｄ′を消去して、損傷位置
Ｌについて整理すると

【数３】が得られる。したがって、実際のシステムで求
められるそれぞれの交流電流の損傷抵抗を

【数３】に代入すれば、損傷位置を求めることができ
る。

【数３】

【００２１】また、

【数１】を損傷抵抗実値Ｒｄ′について整理すると

【数４】が得られる。したがって、

【数３】より求められる損傷位置Ｌと交流電流（１）の
損傷抵抗を

【数４】に代入すれば、損傷抵抗実値Ｒｄ′も補正して
求めることができる。

【数４】

【００２２】

【表４】は解析の結果得られた損傷抵抗を用いて、損傷
位置及び損傷抵抗の実値を求めた結果を示したものであ
る。又、図６は損傷位置を、図７は損傷抵抗実値を、そ
れぞれ実際の損傷位置に対してプロットしたものであ
る。これらの結果は、損傷位置及び損傷抵抗実値を精度
良く推定できることを示している。 （以下余白）

【００２３】

【表４】

【００２４】

【発明の効果】 本発明は以上のように、測定された電
流値と電位値の補正を行うことにより、高精度で被覆鋼
管の損傷位置とその損傷度を知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 損傷位置と損傷度の測定を行うための測定地
点の説明図。

【図２】 測定装置の説明図。

【図３】 解析対象となる配管の説明図。

【図４】 監視範囲および損傷点の説明図。

【図５】 損傷位置と損傷抵抗の説明図。

【図６】 損傷位置の推定精度の説明図。

【図７】 損傷抵抗実値の推定精度の説明図。

【符号の説明】 １ 被覆鋼管 ２ 通電用電極 ３ 通電用リード線 ４ 通電用電極のリード線 ５ 電位測定用電極 ６ 電位測定用リード線 ７ 電位測定用電極のリード線 ８、９ 管内電流測定用リード線 １０、１１ 通電用電源 １２、１３ 電位測定装置 １４、１５ 管内電位測定装置 １６ 送信装置 １７ 受信装置 １８ コンピュータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視対象被覆鋼管に対し、１点から、２
   つ以上の周波数の異なる交流電流を重畳して通電する、 監視対象被覆鋼管の管路内の２ヶ所以上の地点におい
   て、それぞれの周波数の電流値と電位値を測定し、この
   値からそれぞれの損傷抵抗Ｒｄを求める、 前記求めた損傷抵抗Ｒｄから次の方法で損傷位置Ｌを求
   める、 そして、前記求めた損傷抵抗Ｒｄを次の方法で補正す
   る、 ことを特徴とする被覆鋼管の損傷位置及び損傷度の判定
   方法。
2. 【請求項２】 監視対象被覆鋼管に対し、１点から２つ
   以上の周波数の異なる交流電流を重畳して通電するため
   の通電用電源装置と、 前記被覆鋼管の電流値及び電位値を測定するための電流
   ・電位値測定装置と、 前記電流・電位値測定装置で測定された電流値と電位値
   を伝送するための送信装置と、 前記送信装置から伝送された電流値と電位値の信号を受
   信するための受信装置と、 前記送信装置から伝送された電流値と電位値から各区間
   内での損傷抵抗をそれぞれの信号電流について演算し、
   損傷位置の判定及び損傷抵抗の補正を行うコンピュータ
   と、 から構成される被覆鋼管の損傷位置及び損傷度の判定装
   置。