JPH0961388A

JPH0961388A - 自走式塗覆装欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH0961388A
Application number: JP7221863A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kitagawa; 尚男北川; Yoshihiro Okano; 嘉宏岡野; Tadashi Kawamura; 正川村; Motoo Hirata; 元央平田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】塗覆装と鋼板間の欠陥を非破壊検査によって
検出する欠陥検査装置を自走式台車に搭載することによ
って、錆層やボイド等の欠陥の検出精度を向上及び狭隘
な場所や高所であっても検出が容易な自走式塗覆装欠陥
検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】塗覆装を施した鋼板上を自走する台車１
に、塗覆装を加熱する加熱器６と、加熱器６による加熱
後の冷却過程における塗覆装の表面温度を赤外線カメラ
８等の温度測定手段によって撮影し、その映像を解析し
て表面温度を測定し、その塗覆装の表面温度分布から欠
陥部を検出する制御部１０とを備える自走式塗覆装欠陥
検査装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自走式塗覆装欠陥
検査装置に関するものであり、特に、防食材を被覆した
鋼矢板、鋼製サイロ、鋼製タンクの内壁面等に対し施工
不良や経年変化などにより、生じた「うき」、「ふく
れ」、「ボイド」などの塗覆装不全部分や塗覆装下の錆
層の検出を垂直面でも非破壊検査によって検出すること
ができる自走式塗覆装欠陥検査装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、防食材を被覆した鋼矢板、鋼製
サイロ、鋼製タンクでは、ポリエチレン、フッ素樹脂、
ゴム、ＦＲＰ、ポリプロピレン、塩化ピニールなどの塗
覆装材を接着した鋼材が用いられている。これらの鋼材
には、塗覆装不全部分や経年変化により塗覆装下で錆層
が形成されるおそれがある。

【０００３】図５に示すように、例えば、鋼材ａには、
クロメート処理層ａ′を施した後に、粘着剤層ｄである
プライマー塗布層が塗布され、更に、変性ポリエチレン
層や高密度ポリエチレン層ｂが施されて被覆される。こ
の全体の塗覆装材の厚みは１〜５ｍｍ程度の厚さとな
る。また、鋼材にプライマーを塗布して０．１〜０．５
ｍｍの薄いポリエチレン層を施したものがある。このよ
うな鋼材ａを防食塗覆装を施す際に、塗覆装材と鋼材と
の間に空気が残留し、エアーボイドｃが発生することが
ある。

【０００４】また、塗覆装の経年変化で「うき」が発生
したり、水が浸透して「ふくれ」を発生する場合があ
る。従来は、このような欠陥を目視観察や指触によって
検出していた。しかし、目視や指触では、ボイド等の欠
陥部の存在を発見することが困難であった。また、この
ような検査方法は狭隘な場所に対して十分に行うことは
極めて困難である。更に、検査対象物が人の背丈より高
い場合では検査のために足場を組む必要があり、危険を
伴う作業となるとともに検査コストが上昇する要因とな
っている。

【０００５】更に、断熱材で被覆された配管の含水部の
検査には、赤外線カメラを用いる方法が特開平６−１１
８０４０号公報に開示されている。上記公報に記載され
ている検査方法は、赤外線カメラによって含水部分を検
査するようにしたものであって、鋼矢板、鋼製サイロ、
鋼製タンクに生じた錆層やボイドを検出するものではな
いが、赤外線カメラで撮影し、その表面温度分布を調べ
ることにより、非破壊検査で含水部を検出するようにし
ている。しかし、この検査方法は、配管の全周囲の含水
部を検出するためには、赤外線カメラ及び加熱器の位置
をその都度設定しなければならず、特に、狭い場所に設
置されている場合やタンク内面等の場合には、赤外線カ
メラ及び加熱炉の設置が困難となる問題が発生する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な課題に鑑みなされたものであり、塗覆装を施した鋼板
を加熱器で加熱して、その冷却過程の表面温度分布を測
定して、塗覆装と鋼板間の欠陥を非破壊検査によって検
出することができる欠陥検査装置を自走式台車に搭載し
て、錆層やボイド等の欠陥の検出精度の向上及び狭隘な
場所や高所であっても非破壊検査が容易になし得る自走
式塗覆装欠陥検査装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】更に、塗覆装欠陥検査を塗覆装の表面温度
分布を赤外線カメラで撮影してその映像を画像処理して
塗覆装の欠陥を非破壊検査によって検出する自走式塗覆
装欠陥検査装置を提供することを目的としている。

【０００８】更に、欠陥検査装置を自走式台車に搭載し
て、塗覆装の欠陥を非破壊検査によって容易になし得る
ようにし、垂直壁面を自走して欠陥部の存在を簡便に而
も確実に検出できる自走式塗覆装欠陥検査装置を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、請求項１の発明は塗
覆装を施した鋼板上を自走する台車に、前記塗覆装部を
加熱する加熱手段と、前記加熱手段による加熱後の冷却
過程における前記塗覆装の表面温度を測定する温度測定
手段と、前記温度測定手段による測定値によって前記塗
覆層の表面温度分布から欠陥部を検査する欠陥部検出手
段とを搭載したことを特徴とする自走式塗覆装欠陥検査
装置であり、自走式の台車に加熱手段と温度測定手段と
を備え、その冷却過程を温度測定手段によって測定し
て、塗覆装の欠陥を検出するものであり、自走式台車に
上記欠陥部検出手段を搭載することにより、欠陥の検出
精度の向上及び狭隘な場所や高所であっても非破壊検査
が容易になし得る自走式塗覆装欠陥検査装置を提供する
ようにしたものである。

【００１０】また、請求項２の発明は、塗覆装を施した
鋼板上を自走する台車に、前記塗覆装を加熱する加熱手
段と、前記加熱手段による加熱後の冷却過程における前
記塗覆装の表面温度を測定する温度測定手段と、前記温
度測定手段による測定値から前記塗覆装の表面温度分布
を検出する処理手段と、前記処理手段によって得られる
前記塗覆装部の表面温度分布を電気信号として送信する
送信手段とからなる前記塗覆装の欠陥を検査する欠陥検
査装置を搭載したことを特徴とする自走式塗覆装欠陥検
査装置であり、自走式台車に欠陥検査装置を搭載するこ
とによって、前記塗覆装部の表面温度分布を電気信号を
送信手段によって送信する前記塗覆装の欠陥を容易に検
査し得るものである。

【００１１】また、請求項３の発明は、上記発明に於い
て、前記台車の車輪が磁石式によることを特徴とする自
走式塗覆装欠陥検査装置であり、車輪が塗覆装を施した
鋼板に吸着するので、台車が垂直方向に自走可能とした
ものであり、欠陥の検出精度を向上及び狭隘な場所や高
所であっても非破壊検査がなし得る自走式塗覆装欠陥検
査装置であり、自走台車が磁石式車輪であるので、走行
エネルギが低減できるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の自走式塗覆装欠陥
検査装置の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の自走式塗覆装欠陥検査装置の一実施例
を示す図であり、図２（ａ）はその平面図であり、図２
（ｂ）はその側面図である。図３は自走式塗覆装欠陥検
査装置の走行状態を示す図である。

【００１３】図１に於いて、自走式塗覆装欠陥検査装置
Ａは、自走式の台車１に赤外線ランプ等の加熱器６と赤
外線カメラ８が搭載され、赤外線カメラ８によって撮影
された映像を画像処理する画像処理手段等が備えられた
制御装置１０が設けられている。台車１は垂直面であっ
ても自走が可能であり、塗覆装の欠陥を非破壊検査によ
って検出し得る自走式塗覆装欠陥検査装置に係るもので
ある。

【００１４】台車１には前方車輪２ａと後方車輪２ｂが
設けられ、これらの車輪２ａ，２ｂは磁石式車輪であ
る。台車１には二対の駆動機構５が設けられ、これらの
駆動機構５から揺動部材４が垂下し、揺動部材４の下端
に吸盤３が設けられている。吸盤３は塗覆装が被覆され
た鋼板Ｗに吸着と脱着とを繰り返すように構成されてい
る。揺動部材４は駆動機構５によって前後に駆動し、揺
動部材４の先端には吸盤３が設けられ、台車１の前進・
後退のための走行具としても用いられる。また、車輪２
ａ，２ｂが駆動車輪の場合は、吸盤３によって台車１の
固定用として用いてもよい。車輪２ａ，２ｂは磁石によ
って塗覆装が被覆された鋼矢板、鋼製サイロ、鋼製タン
ク等の鋼板に吸着される。台車１はその中心に連結部材
１ａが設けられ、連結部材１ａによって円柱状の鋼管で
あっても、その鋼管に沿って前方車輪２ａと後方車輪２
ｂが吸着される。連結部材１ａは一例として丁番や十分
な強度があれはゴム状等の可撓性部材であってもよい。

【００１５】台車１に支持部材が固定され、支持部材に
設けられた回転結合部材７にアーム９が回転自在に設け
られいる。アーム９の一方に加熱器６が設けられ、他方
に赤外線カメラ８が設けられ、加熱器６によって塗覆装
を加熱した後に、塗覆装を冷却して、その冷却過程を赤
外線カメラ８で撮影してその映像を画像処理して、塗覆
装の欠陥を検出する。

【００１６】台車１には、制御装置１０が搭載されてい
る。制御装置１０は、赤外線カメラ８によって撮影され
た画像を画像処理する画像処理部１０ａと、揺動部材４
を前後に駆動するための制御と塗覆装の欠陥検出のため
の制御をするための制御部１０ｂと、赤外線カメラ８で
撮影された映像は画像処理部１０ａで演算処理して塗覆
装の表面温度分布が解析され、その処理信号が送信装置
を介して送信される。アンテナ１１から発振された送信
波は受信装置（図示なし）で受信される。受信装置では
表示装置が設けられ、鋼板を被覆した塗覆装の欠陥状態
が監視される。

【００１７】続いて、実施例の自走式塗覆装欠陥検査装
置による欠陥検出方法について説明する。制御装置１０
に設けられた制御部１０ｂには、欠陥検出方法の制御プ
ログラムが書き込まれており、この制御プログラムに基
づいて欠陥検出がなされる。先ず、自走式塗覆装欠陥検
査装置が所定の位置に停止し、赤外線ランプ等による加
熱器６により塗覆装を所定の温度に加熱した後に、加熱
を停止する。所定の時間が経過するにつれて塗覆装面が
冷却し、回転結合部材７を軸としてアーム９を回動させ
て加熱面に赤外線カメラ８を向け、その冷却部分を撮影
する。その映像を画像処理部１０ａに送り、その映像信
号を画像処理部１０ａで画像処理して温度分布を解析す
る。ボイドのある部分は冷却速度が遅いので、この表面
温度分布によってボイドを検出することができる。続い
て、台車を別の位置に移動させて、上記のような加熱・
冷却等の操作を繰り返す。

【００１８】このような検査を繰り返すことによって、
鋼矢板、鋼製サイロ、鋼製タンク等の検査対象の鋼板の
壁面の経年変化などによって、生じた「うき」、「ふく
れ」、「ボイド」などの塗覆装不全部分や塗覆装下の錆
層を検出することができる。検出信号は送信装置１０ｃ
により搬送波に重畳して送信し、その搬送波を受信装置
で受信して塗覆装の欠陥を検出するようにしたものであ
り、受信装置では表面温度分布を表示装置に表示する。

【００１９】なお、図３は、上記実施例の自走式塗覆装
欠陥検査装置の走行状態を示す図である。同図に於い
て、塗覆装が施された垂直の鋼板Ｗに、自走式塗覆装欠
陥検査装置Ａが矢印方向に走行する状態を示している。
前方車輪２ａと後方車輪２ｂは鋼板Ｗに吸着しており、
図３のパターンＰ１乃至Ｐ３はその走行過程を示してい
る。パターンＰ１は、自走式塗覆装欠陥検査装置Ａの揺
動部材を前方に動かして吸盤３ａを前方に吸着させ、後
方の吸盤３ｂを鋼板から脱着させて前方に移動させてパ
ターンＰ２に示した状態とする。パターンＰ２の状態と
した後、再び、パターンＰ３に示すように、吸盤３ａを
脱着して前方に運び吸盤３ａを鋼板Ｗに吸着させて台車
１を前進させる。このような操作を繰り返して上方に前
進させることができる。

【００２０】無論、この動作の際に前方車輪２ａと後方
車輪２ｂを駆動させて、上方に走行させてもよい。ま
た、前方車輪２ａと後方車輪２ｂが駆動輪の場合は、吸
盤３ａ，３ｂは単に塗覆装の加熱や撮影時の台車１の固
定用として用いてよい。

【００２１】次に、本発明に係る自走式塗覆装欠陥検査
装置の他の実施例について、図４（ａ），（ｂ）を参照
して説明する。なお、同図に於いて、図１と同一部分に
は同一符号が付与されており、同一部分の説明は省略す
る。

【００２２】図４の実施例では、台車１の前方に加熱器
６が設けられ、後方に赤外線カメラ８が設けられてい
る。この実施例の場合は、台車の走行速度を制御するこ
とによって塗覆装の欠陥を検査することができる。

【００２３】図４の実施例の自走式塗覆装欠陥検査装置
による塗覆装の欠陥検出について簡単に説明すれば、赤
外線ランプ等の加熱器６で塗覆装を加熱し、所定時間経
過すると加熱された塗覆装が冷却する。先に、説明した
ように、ボイドが発生した部分は、温度の冷却速度が遅
いので、塗覆装の表面温度分布を検出することによっ
て、塗覆装の欠陥の有無を検出することができる。表面
温度分布の測定は、赤外線カメラ８によって塗覆装面を
撮影することによって測定することができる。

【００２４】以下、上記実施例の自走式塗覆装欠陥検査
装置による検査結果について、従来の欠陥検査方法と比
較して説明する。なお、表１，２は目視と触指による検
査結果と、上記実施例の自走式塗覆装欠陥検査装置によ
る検査結果を比較して示している。表１に示した実験で
は、塗覆装を施した鋼矢板（鋼板の厚さ６ｍｍ，塗覆装
の厚さ３ｍｍ）に人口的に直径６ｍｍ，２０ｍｍ，５０
ｍｍの大きさの多数のボイドを形成している。この塗覆
装を施した鋼矢板に、赤外線ランプによって塗覆装の表
面温度を初期表面温度よりも高い温度である２０℃に設
定して欠陥検査を行った。その結果が表１に示されてい
る。

【００２５】

【表１】

【００２６】次に、表２の実験結果について説明する。
塗覆装が施された鋼矢板（鋼板の厚さ６ｍｍ，塗覆装の
厚さ０．３ｍｍ）に人口的に直径３ｍｍ，６ｍｍ，１０
ｍｍの大きさの多数のボイドを形成して実験を行った。
実験結果は、上記と同一である。

【００２７】

【表２】

【００２８】なお、表１，２に於いて、○は多数の実験
結果から塗覆装の欠陥検出が可能であることを示し、×
は欠陥検出が不可能であったことを示している。この実
験結果から明らかなように、従来の目視と触指によるボ
イドの検出では、塗覆装が３ｍｍの検出対象ではボイド
の直径が２０ｍｍ以下であると、検出が不可能であるこ
とを示している。また、塗覆装が０．３ｍｍの検出対象
ではボイドの直径が３ｍｍに達するものは、検出が不可
能であることを示している。

【００２９】しかし、本実施例では表１，２から明らか
なように○となっており、全て検出が可能であったこと
を示している。また、本実施例の自走式塗覆装欠陥検査
装置では、この実験結果から明らかなように検出精度が
高いことを示している。

【００３０】上述のように、本実施例では、自走式台車
が磁石によって欠陥検出対象である塗覆装が施された鋼
板に吸着させて走行するような構造となっており、走行
速度を塗覆装の欠陥検出を行いながら走行させている関
係上、緩慢な速度で十分を目的を達成し得るものであ
り、走行機構は実施例に限定するものではない。例え
ば、吸盤においては、駆動機構にピストンを設けて、吸
盤内の空気を吸引または圧縮して操作することによっ
て、吸盤内の圧力を不圧状態としたり、加圧状態とし
て、吸盤の吸着と脱着をスムースになし得ることができ
る。

【００３１】また、加熱器は、赤外線ランプに限定する
ものでとはなく、レーザ光、バーナ、温風ヒータ等によ
って加熱すればよいまた、加熱温度は実施例では２０℃
に設定したが、その値に限定することなく、３〜２００
℃の範囲であっても検出が可能である。好ましくは初期
表面温度より高い、５〜３０℃の範囲が加熱温度として
適している。

【００３２】

【発明の効果】上記説明したように、本発明の自走式塗
覆装欠陥検査装置によれば、従来の目視と触指によるボ
イドの検出と比較して極めて検出精度が高いことを示し
ており、ボイドの検出に極めて効果的であることが実験
結果から明らかになった。

【００３３】また、本発明の自走式塗覆装欠陥検査装置
によれば、高所による検査作業を代行して行うことがで
きるので、危険な作業から解放され、検査作業の安全性
を高めることができる利点がある。

【００３４】また、本発明の自走式塗覆装欠陥検査装置
によれば、従来のように足場を組んで検査する必要がな
く、狭隘な場所であっても検査が可能となる利点があ
り、短時間に検査を完了させることができる利点があ
る。

【００３５】また、本発明の自走式塗覆装欠陥検査装置
は、車輪に磁石式車輪を用いたことによって、台車が鋼
板に吸着した状態で走行させることができるので、走行
に要するエネルギを低減することができるとともに、極
めて高い位置におけるボイドの検出が可能となる利点が
ある。更に、円柱状の鋼管のように曲面を有する鋼材で
あっても、車輪が鋼材に吸着して自走式塗覆装欠陥検査
装置が密着し、塗覆装と鋼板間に発生したボイドの検出
が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自走式塗覆装欠陥検査装置の一実
施例を示す断面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は、図１の実施例の平面図、側
面図である。

【図３】図１の実施例の走行状態を示す図である。

【図４】本発明に係る自走式塗覆装欠陥検査装置の他の
実施例を示す図である。

【図５】塗覆装に形成されたアエーボイドを示す断面図
である。

【符号の説明】

１台車２ａ前方車輪２ｂ後方車輪３吸盤４揺動部材５駆動機構６加熱器７回転結合部材８赤外線カメラ９アーム１０制御装置１０ａ画像処理部１０ｂ制御部１０ｃ送信装置１１アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平田元央東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗覆装を施した鋼板上を自走する台車
に、前記塗覆装を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に
よる加熱後の冷却過程における前記塗覆装の表面温度を
測定する温度測定手段と、前記温度測定手段による測定
値によって前記塗覆層の表面温度分布から欠陥部を検査
する欠陥部検出手段とを搭載したことを特徴とする自走
式塗覆装欠陥検査装置。
【請求項２】塗覆装を施した鋼板上を自走する台車
に、前記塗覆装を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に
よる加熱後の冷却過程における前記塗覆装の表面温度を
測定する温度測定手段と、前記温度測定手段による測定
値から前記塗覆装の表面温度分布を検出する処理手段
と、前記処理手段によって得られる前記塗覆装部の表面
温度分布を電気信号として送信する送信手段とからなる
前記塗覆装の欠陥を検査する欠陥検査装置を搭載したこ
とを特徴とする自走式塗覆装欠陥検査装置。
【請求項３】前記台車に備えられた車輪が磁石式であ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の自走式塗覆
装欠陥検査装置。