JPH10239251A - 配管等内堆積状態評価方法及びその評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】処理系設備を解体せずに配管等内堆積状態を評
価する装置を提供する。 【解決手段】配管等内堆積状態評価装置は、ある物質か
ら最終形成物あるいは中間形成物を精製する処理系設備
１０の調査対象の配管等２を挟んで対峙配置したＸ線発
生器１及びＸ線検出器３と、Ｘ線発生器１から配管等２
に対してＸ線１ａを照射し、透過して来た該Ｘ線からＸ
線検出器３が得た配管等内部に関する「 単位画素毎の面
積及び濃淡値のＸ線透過情報 」を入力して所定の手順に
より画像解析し、配管等内部の堆積物４の堆積状態を評
価する解析装置６とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管等内堆積状態
評価方法及びその評価装置に係り、特に、Ｘ線等の放射
線を利用した非破壊検査(診断)および非破壊計測に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ある物質から最終形成物あるいは中間形
成物を精製する処理系設備において、その処理系設備に
投入する量と精製される量とが一致しない場合、精製効
率の向上および漏洩防止等の安全性の向上等の観点か
ら、処理系設備内のどの部分にどれだけ堆積物が残留し
ているか、どの部分からどれだけの量が漏洩しているか
などを調べる必要がある。その場合、処理系設備の稼動
を一時停止あるいは制限して、処理系設備内の対象構成
機器を解体して調査している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、解体し
て処理系設備内の堆積残留量および漏洩量を調査してい
るので、処理系設備の精製効率が大幅に低下するととも
に解体作業に多大な労力と時間を費やし、その割りには
残留箇所が特定できないために調査効率が低いという問
題がある。

【０００４】従って、本発明の目的は、処理系設備を解
体せずに、処理系設備の任意の構成機器(配管や容器な
どの配管等)内に残留している特定物質の堆積量を定量
的に把握することができる配管等内堆積状態評価方法及
びその評価装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する配管
等内堆積状態評価方法の特徴は、配管等に外部からＸ線
等の放射線を照射して得られる前記配管等内部に関する
「 単位画素毎の面積及び濃淡値の放射線透過情報 」を用
いて画像解析を実行し、当該配管等内部に固体状または
液体状にて残留する堆積物の堆積状態を評価することに
ある。

【０００６】そして、前記画像解析は、水平に設置され
た前記配管等の前記放射線透過情報の上半分透過情報を
基準として合成した基準情報と、前記放射線透過情報と
の重ね合わせである、または、予め記録してある前記配
管等の堆積状態に関する設計情報から形成した基準情報
と、前記放射線透過情報との重ね合わせであることが望
ましい。

【０００７】一方、上記目的を達成する配管等内堆積状
態評価装置は、ある物質から最終形成物あるいは中間形
成物を精製する処理系設備の調査対象の配管等を挟んで
対峙配置した放射線発生器及び放射線検出器と、前記放
射線発生器から前記配管等に対して放射線を照射し、透
過して来た該放射線から前記放射線検出器が得た前記配
管等内部に関する「単位画素毎の面積及び濃淡値の放射
線透過情報」を入力して所定の手順により画像解析し、
前記配管等内部の堆積物の堆積状態を評価する解析装置
とを具備するものである。

【０００８】本発明によれば、放射線を照射して得られ
た配管等内部の「 単位画素毎の面積及び濃淡値の放射線
透過情報 」を用いて画像解析するので、解体せずして残
留堆積物等の調査が可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照し説明する。図１は、本発明による一実
施例の配管等内堆積状態評価装置を示す図である。配管
内部に残留する固体状または液体状の堆積物の堆積状態
( 堆積物の重量や厚みなど)を把握し解析する配管等内
堆積状態評価装置( 以下、評価装置と略す)のブロック
構成を示している。図２は、図１の配管等内堆積状態評
価装置を示す斜視図である。本実施例の評価装置を処理
系設備に実際に適用した場合の構成例を示している。

【００１０】図１，図２において、本実施例の評価装置
は、放射線発生器としてのＸ線発生器１と、 放射線検
出器としてのＸ線検出器３と、 情報変換器５と、解析
装置６と、記録装置７と、表示装置８と、支持装置９(9
a,9b)とから構成される。 尚、図２に示すように、解析
装置６は、記録装置７と表示装置８とを含むものであっ
ても可である。また、解析装置６は、情報変換器５まで
も包含する構成であっても良い。更に、評価装置は、支
持装置９を含まない構成であっても良い。従って、評価
装置は、少なくともＸ線発生器１とＸ線検出器３と解析
装置６とを含む構成である。

【００１１】すなわち、配管等内堆積状態評価装置は、
処理系設備内部に残留する堆積物の堆積状態を調査する
ために、 Ｘ線発生器１とＸ線検出器３とを支持装置9a,
9bにて同時にあるいは別々に移動して、ある物質から最
終形成物あるいは中間形成物を精製する処理系設備１０
の調査対象としての任意の構成機器を、即ち 「配管また
は容器などの配管等２」を挟み、 Ｘ線発生器１(即ち、
放射線発生器)とＸ線検出器３(即ち、放射線検出器)と
をＸ線(即ち、放射線)の照射可能範囲に対峙配置して、
調査対象としての該配管等２に対してＸ線１ａを照射
し、配管等内部に関する「単位画素毎の面積及び濃淡値
のＸ線透過情報(即ち、放射線透過情報」)をＸ線検出器
３から入手し、該Ｘ線透過情報を所定の画像処理手順に
より解析し、配管等２の内部の堆積物４の堆積状態( 例
えば、堆積物の有無，堆積物の体積や重量など)を評価
する解析装置６を備えるものである。

【００１２】上記構成の評価装置の動作は、次ぎの通り
である。対峙配置したＸ線発生器１とＸ線検出器３との
間に、配管または容器などの配管等２を含む処理系設備
１０を挟んで設置し、該処理系設備１０の配管等２に放
射線としてのＸ線１ａをＸ線発生器１から照射し、透過
して来た該放射線から配管等２の内部に関するＸ線透過
情報をＸ線検出器３が得る。

【００１３】次ぎに、情報変換器５は、得られたＸ線透
過情報を後述する解析装置６が解析することが可能な変
換情報に変換する。そして、解析装置６は、Ｘ線透過情
報としての変換情報を解析することによって、対象とす
る配管等２の内部の堆積物４の堆積状態を定量的に求め
るものである。また、必要に応じて、評価した堆積状態
を表わす解析情報を記録装置７に記録し、さらにまた、
表示装置８にて表示するものである。

【００１４】更に、詳細について説明する。Ｘ線発生器
１とＸ線検出器３は、Ｘ線が有効に照射される範囲に対
峙している配置にあり、更に、処理系設備１０内の構成
機器としての配管等２の内部に関するＸ線透過情報が希
望通りに得られるように、Ｘ線発生器１とＸ線検出器３
を任意の位置に移動する手段としての支持装置９(９
ａ，９ｂ)によって支持されている。従って、支持装置
９によって、一般的にはＸ線発生器１とＸ線検出器３
を、処理系設備１０に対して光軸が直角になるように設
置するが、処理系設備１０内の配管等２が光軸上に複数
重なった場合には、Ｘ線発生器１とＸ線検出器３の光軸
が一致している状態でＸ線発生器１とＸ線検出器３と
を、上下方向あるいは左右向に任意に向きを変えるよう
に調整するものである。

【００１５】Ｘ線検出器３で検出されたＸ線透過情報
は、情報変換器５によって解析装置６が扱える変換情報
に変換し、解析装置６に送られる。解析装置６は、情報
変換器５にて変換した変換情報から、後述するような
「一実施例の所定の手順」によって画像解析し、解析情報
を出力する。そして、必要に応じて解析装置６にて解析
した解析情報を記録装置７にて記録するものである。こ
の記録装置７は、処理系設備１０の各構成機器に関する
設計情報( 例えば、配管等の堆積状態に関する実績情
報、配管等や堆積物の物性値情報など )を予め記録する
ことにも使用する。

【００１６】更に必要に応じて、Ｘ線透過情報および/
または変換情報および/または解析情報を表示装置８に
て表示するものである。尚、上記実施例の説明では、便
宜上から「Ｘ線透過情報」と「変換情報」と「解析情報」とを
別称したが、これらの３つの情報が同一のものであって
も可である場合があるので、これら全てを放射線透過情
報(即ち、Ｘ線透過情報)と総称することも可である。

【００１７】次ぎに、本発明による配管等内堆積状態評
価方法について説明する。図３は、本発明による一実施
例の配管等内堆積状態評価方法を示す図である。固体状
または液体状の堆積物が残留する配管等のＸ線透過情報
から、配管等２の内部に存在する堆積物４を把握する方
法の一実施例を示している。図３において、図１で示し
た評価装置を用いて、処理系設備１０内に金属粉体状
(一種の固体状)に堆積する堆積物４が残留する配管等２
にＸ線を照射して、Ｘ線透過情報を得ると、前述の表示
装置８の画面に、堆積物が残留している配管等２の「Ｘ
線透過情報としての透過画像情報１１」の画像が写し出
される。

【００１８】該透過画像情報１１の画面中央部を垂直に
延びる軸Ｚ１−Ｚ２を結んだ直線上に存在する各画素デ
ータの値を取り出してプロットすると、各々の画素にお
ける画素値の濃度分布１３が得られる。換言すれば、軸
Ｚ１−Ｚ２の方向は、水平に設置された配管等２の内部
に水平に広がって堆積する堆積物４を垂直に横切る方向
である。そして、軸Ｚ１−Ｚ２を順次水平方向に移動さ
せる(Ｚ軸を走査する)ことによって、透過画像情報１１
のうちの全ての画像区画に対して、各々の画素における
画素値の濃度分布１３が得られる。

【００１９】一方、前述の透過画像情報１１において、
透過画像情報１１のうちの配管部位情報１２の配管画面
中央部を水平方向に延長する軸Ｙ１−Ｙ２によって分割
した上半分の配管画像部分には、配管等２が水平に設置
されていれば、一般的には堆積物４が存在しないと考え
られる。従って、この場合に、透過画像情報１１のうち
の配管部位情報１２の軸Ｙ１−Ｙ２より下側の画像部
分、即ち、堆積物４が存在する下半分の配管画像部分を
除去して、上半分の配管画像部分としての上半分配管部
位情報１５を残した、 「上半分透過情報としての基準配
管上半分画像情報１４ａ」を作成する。 次ぎに、基準配
管上半分画像情報１４ａの上半分配管部位情報１５を基
準にして軸Ｙ１−Ｙ２で折り返して、下半分配管部位情
報１６を求め、基準配管下半分画像情報１４ｂを作成す
る。

【００２０】そして、基準配管上半分画像情報１４ａと
基準配管下半分画像情報１４ｂとから合成して、 配管
部位に堆積物の存在しない基準配管情報１８を有する
「基準情報としての基準配管合成画像情報１７」を得る。
この基準配管合成画像情報１７を透過画像情報１１と
同様に、軸Ｚ１−Ｚ２に沿って走査して各画素データを
取り出すと、各々の画素における画素値の濃度分布１９
が得られる。

【００２１】次ぎに、前述の堆積物を含む透過画像情報
１１と、堆積物を含まない基準配管合成画像情報１７と
から論理減算処理２０をすると、換言すれば、放射線透
過情報と基準情報とを重ね合わせることによって、 配
管部位の「堆積物４のみが映し出された画像」として浮か
び上がった堆積物透過情報２２を有する 「重ね合せ透過
情報としての堆積物透過画像情報２１」が得られる。 こ
の場合も軸Ｚ１−Ｚ２で走査して各画素データを取り出
すと各々の画素における画素値の濃度分布２３が得られ
る。この濃度分布２３から、堆積物４のみの濃淡データ
(即ち、濃淡値)を取り出すことができる、換言すれば、
堆積物の有無を識別することができる。即ち、上記説明
が、 堆積物の堆積状態を評価する方法の１つとしての
「堆積物の識別」である。

【００２２】なお、濃度分布２３は、前述の濃度分布１
３のハッチングにて示した変化部位２５に相当するもの
である。 また、本実施例では、画面イメージ(即ち、エ
リアセンサ)から濃淡データを取得しているので、 エリ
アとしてデータを取得するために例えば配管の長手方向
に走査していくことができ、データ取得の効率が良いと
いう効果が生れる。

【００２３】次ぎに、堆積物の堆積状態を評価する他の
方法としての「堆積物の重量の計測」について説明する。
図４は、 本発明による他の実施例の 配管等内堆積状態
評価方法を示す図である。即ち、堆積物４に関する「Ｘ
線透過情報としての重ね合せ透過情報」から、堆積物４
の重量を求める方法の一実施例を示している。また、図
４には、任意の画素部分を拡大した拡大画像２４が示さ
れている。

【００２４】図４において、「重ね合せ透過情報として
の堆積物透過情報２２」を単位画素毎に分解し、 該単位
画素毎の各々のメモリ(即ち、堆積物透過情報２２のう
ちの単位画素毎の堆積物透過情報)が表現する値、 つま
り画像上に表示される単位画素毎の濃淡値(または、階
調値と呼称されるもの)を取り出す。取り出された濃淡
値は、その単位画素における堆積物の奥行き寸法として
の「堆積物４の厚み」を意味している。 換言すれば、単
位画素毎に該単位画素に対応する濃淡値(または、階調
値)を堆積物の厚さに換算する方法または手段に、 本発
明による配管等内堆積状態評価の特徴がある。

【００２５】そして、該奥行き寸法を高さとし単位画素
の大きさを底面積として、それらを乗算して単位画素毎
に対応した堆積物４の微小体積２６(ΔＶ)を求める。
尚、階調値の例としては、２５６階調、１０２４階調が
あり、階調数が大きいほど濃淡値に対する分解能が大き
いことになる。具体的な実施例として、単位画素の面積
(大きさ)を０.１８ｍｍ角とし、２５６階調で撮影した
ところ、 別途分解して得られた真値に対しての誤差は
５％であった。勿論、単位画素の大きさは任意に変えら
れるものとする。

【００２６】次ぎに、堆積物透過情報２２が示す堆積物
４の領域範囲に対し各々のΔＶを求めて、それら全てを
加算して堆積物４の体積Ｖを求める。該体積Ｖに堆積物
の予値である密度ρ( 記録装置７に予め記録した配管等
や堆積物の物性値情報から得た値)を乗算することによ
って、堆積物の重量Ｗを求める方法である。

【００２７】図５は、本発明による一実施例の残留堆積
物の重量を求めるフローを示す図である。図１で示した
評価装置を用いて、処理系設備において水平配置されて
いる配管等２の内部に残留した既知の堆積物４の重量を
求めるフローを、ステップ１(Ｓ１)〜ステップ１１(Ｓ
１１)にて示している。各ステップの内容は図中に示す
通りであり、本文での説明を省略する。 そして、
図５に示す本実施例の特徴は、水平に設置された配管等
の放射線透過情報の上半分透過情報を基準として合成し
た基準情報を作成する点にある。すなわち、水平に配置
されている配管または容器などの内部に堆積物が残留し
ている場合であれば、上半分には確実に堆積物が残留し
ないと判断されるので、この事象を利用して基準情報を
作成するという本実施例の簡単な手法で、容易に堆積物
の存在を判別することができる。そして、多量のデータ
ベースや演算処理なくして堆積物のない基準情報が作成
できるので、解析装置等が小形化するという効果に繋が
るものである。

【００２８】図６は、濃度分布から堆積物の厚みを換算
する換算曲線や変換テーブルを示す図である。即ち、前
述の濃度分布としての濃淡値から堆積物の厚みを換算し
て求めるための、「濃淡値−堆積物の厚み」に関する換算
曲線または換算曲線から作成した変換テーブルを示して
いる。 なお、図中の換算曲線a,b,cは、調査条件のパラ
メータによる違いを示している。例えば、調査条件のパ
ラメータとしては、堆積物の種類の違い、配管等の材質
や形状の違いなどがある。そして、本実施例によれば、
解析装置の処理時間を短縮することができるという効果
が得られる。

【００２９】図７は、調査条件による濃淡値の補正方法
を示す図である。処理系設備内の配管のＸ線透過情報を
基に、調査条件(または、計測条件)によるＸ線透過情報
の濃淡値の調査誤差(または、計測誤差)を補正する方法
を示している。例えば、調査条件として「配管の設置位
置(例えば、ａ配管とＸ線発生器１やＸ線検出器３との
距離が遠い・近いという関係)」、「Ｘ線発生器が発生
するエネルギ(Ｘ線管電圧またはＸ線管電流の値が大き
い・小さいという関係)」が違う場合であれば、予め、
各々の調査条件についていくつかの異なる条件で撮影し
た基礎デ−タを記録装置に持っていて、該基礎デ−タと
Ｘ線透過情報とを比較して換算曲線または変換テーブル
を変更することで、濃淡値の調査誤差(または、計測誤
差)を補正することができる。濃淡値−堆積物の厚みに
関する換算曲線を曲線Ａから曲線Ｂに変更する、また
は、曲線Ａと曲線Ｂとの間を取って補間する場合を、図
７に例示している。変換テーブルの場合であっても同様
に行える。そして、本実施例によれば、記録装置の容量
を小さくするという効果がある。

【００３０】図８は、本発明による他の実施例の残留堆
積物の重量を求めるフローを示す図である。処理系設備
において水平配置されていない(水平配置以外の)配管等
２の内部に残留した堆積物４の重量を求めるフローを、
ステップ１(Ｓ２１)〜ステップ１０(Ｓ３０)にて示して
いる。各ステップの内容は図中に示す通りであり、本文
での説明を省略する。 図８に示す本実施例の特徴
は、予め記録してある配管等の堆積状態に関する設計情
報、即ち、処理系設備の過去の実績データから形成した
基準情報を利用する点にある。換言すれば、配管が傾斜
している場合や配管同士が重なり合っている場合などの
ケースであれば、予め過去の実績データに基づいた配管
または容器の形状データベースから作成した、確かに堆
積物が残留しない空の状態の基準情報(具体的には、空
の状態の濃淡データ)と、堆積物が残留していると思わ
れる放射線透過情報との重ね合わせから、堆積状態を把
握するものである。本実施例によって、配管や容器の形
状のいかんに拘らず、また、配管や容器以外の構成機器
に対しても、内部の堆積物の堆積状態を評価することが
できる。

【００３１】図９は、 本発明による別の実施例の 配管
等内堆積状態評価方法を示す図である。配管等２内に液
体状の堆積物３４(または、特定物質３４)が残留してい
る場合の、Ｘ線透過情報としての透過画像情報３１と配
管部位情報３２と濃度分布３３とを示している。本実施
例によれば、液体状の堆積物３４が存在する場合も、前
述の図３にて示した実施例の場合と同様にして、堆積物
３４の存在が変化部位３５に現われた濃淡データ(即
ち、濃淡値)となるので、この濃淡データから、堆積物
３４の有無を識別することができる。また、重量を求め
ることもできる。詳細なる説明は図３の実施例から自明
なので省略する。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、無解体，非破壊で処理
系設備の配管あるいは容器の内部に残留する堆積物を定
量的に把握することができるので、解体点検による運転
停止や解体作業が無くなり、処理系設備の運転効率や点
検作業効率の向上に、さらには安全性の向上に結び付く
効果がある。また、無解体，非破壊で計測診断できるこ
とは、残留物調査時間の短縮にも繋がるという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の配管等内堆積状態評価
装置を示す図である。

【図２】図１の配管等内堆積状態評価装置を示す斜視図
である。

【図３】本発明による一実施例の配管等内堆積状態評価
方法を示す図である。

【図４】本発明による他の実施例の配管等内堆積状態評
価方法を示す図である。

【図５】本発明による一実施例の残留堆積物の重量を求
めるフローを示す図である。

【図６】濃度分布から堆積物の厚みを換算する 換算曲
線や 変換テーブルを示す図である。

【図７】調査条件による濃淡値の補正方法を示す図であ
る。

【図８】本発明による他の実施例の残留堆積物の重量を
求めるフローを示す図である。

【図９】本発明による別の実施例の配管等内堆積状態評
価方法を示す図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線発生器、１ａ…Ｘ線、２…配管等(配管)、３…
Ｘ線検出器、４,34…堆積物、５…情報変換器、６…解
析装置、７…記録装置、８…表示装置 ９，９ａ，９ｂ…支持装置、10…処理系設備、11，31…
透過画像情報、12，32…配管部位情報、13，33…濃度分
布、14ａ…基準配管上半分画像情報、14ｂ…基準配管下
半分画像情報、15…上半分配管部位情報、16…下半分配
管部位情報、17…基準配管合成画像情報、18…基準配管
情報、19…基準配管濃度分布、20…論理減算処理、21…
堆積物透過画像情報、22…堆積物透過情報、23…堆積物
濃度分布、24…拡大画像、25，35…変化部位、26…微小
体積。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配管等に外部からＸ線等の放射線を照射し
   て得られる前記配管等内部に関する「単位画素毎の面積
   及び濃淡値の放射線透過情報」を用いて画像解析を実行
   し、当該配管等内部に固体状または液体状にて残留する
   堆積物の堆積状態を評価することを特徴とする配管等内
   堆積状態評価方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記画像解析は、水平
   に設置された前記配管等の前記放射線透過情報の上半分
   透過情報を基準として合成した基準情報と、前記放射線
   透過情報との重ね合わせであることを特徴とする配管等
   内堆積状態評価方法。
3. 【請求項３】請求項１において、前記画像解析は、予め
   記録してある前記配管等の堆積状態に関する設計情報か
   ら形成した基準情報と、前記放射線透過情報との重ね合
   わせであることを特徴とする配管等内堆積評価方法。
4. 【請求項４】請求項２または請求項３において、前記堆
   積状態としての重量を評価する前記画像解析は、(ａ)前
   記重ね合わせで得られた重ね合せ透過情報を単位画素毎
   に分解し、該単位画素毎の前記各重ね合せ透過情報が画
   像上に表示する前記濃淡値から当該単位画素毎の前記堆
   積物の奥行き寸法を換算し、(ｂ)該奥行き寸法と前記単
   位画素の前記面積とを乗算して、前記単位画素毎に対応
   した前記堆積物の微小体積ΔＶを求め、(ｃ)該微小体積
   ΔＶを、前記重ね合せ透過情報から前記堆積物の前記堆
   積状態と評価した領域範囲の全てに対し積算して、前記
   堆積物の体積Ｖを求め、(ｄ)該体積Ｖに前記堆積物の密
   度ρを乗算して、前記堆積物の重量Ｗを求めることを特
   徴とする配管等内堆積状態評価方法。
5. 【請求項５】ある物質から最終形成物あるいは中間形成
   物を精製する処理系設備の調査対象の配管等を挟んで対
   峙配置した放射線発生器及び放射線検出器と、 前記放射線発生器から前記配管等に対して放射線を照射
   し、透過して来た該放射線から前記放射線検出器が得た
   前記配管等内部に関する「 単位画素毎の面積及び濃淡値
   の放射線透過情報 」を入力して所定の手順により画像解
   析し、前記配管等内部の堆積物の堆積状態を評価する解
   析装置とを具備することを特徴とする配管等内堆積状態
   評価装置。