JPS5818603B2 - フシヨクソンモウドケンシユツソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は腐食損耗度検出装置に係り、特にボイラ、熱
交換器用管その他の中空管の内壁の腐食損耗部の位置、
腐食損耗の度合等を検出するに最適な検出装置の構成に
関する。

石油精製その他の化学工業等にあっては多数の管を有す
る熱交換器が多用されており、これらの管は腐食性雰囲
気にあるものが多く、定期的に開放検査の実施を行なう
、ことによりその安全性、寿命等を確認する必要がある
。

かかる管の検出装置として、従来、非破壊的なものとし
てはオーステナイト系ステンレス鋼管、黄銅管等に多用
されている渦流探傷方式と称されるものがある。

この装置は励磁コイルと検出コイルとを用い、検出コイ
ルからのパルス信号に基ツいて管の探傷を行なうもので
あるが、腐食損耗部の深さに出力パルスが対応せず検出
精度にも限界がある。

また、管材は非磁性体でなければならず、したがって鋼
管等の磁性体に対しては磁気飽和策を要す等の欠点があ
る。

さらに、放射線照射による管壁肉厚測定装置もあるが、
測定が一方向に限定されること、管が束状に重積されて
いる場合には測定が不能である等の欠点がある。

また、最近ではファイバースコープ法による内面観察も
用いられるようになったが、非能率的であり見落し易い
等の欠点がある。

このような点に鑑み、より確実な検出手段として熱交換
器等多数の管を有するものにあっては代表的な管を取り
外し、破壊検査を行なうことにより他の管の腐食損耗の
状況を推測しているのが現状である。

しかしながら、かかる抜取検査はあくまで推測による測
定であり、非能率且つ不経済である。

一方、超音波肉厚法、深さゲージによる直接測定等の方
法もあるが、非能率的であり高精度の測定はできないと
いう欠点がある。

よって、この発明の目的は上述の如き欠点のない腐食損
耗度検出装置を提供することにある。

以下にこの発明を説明する。

先ずこの発明に用いる測定原理について述べる。

第１図Ａ、Ｂに示す如く対向せる導体円板１゜２を被測
定対象の管３の長手方向に対して直角に且つ管内壁に円
周面が近接するよう配設し、導体円板１，２の間隔ｄを
一定に保持しなから管３内を長手方向に移動させる。

たとえば図示の１位置から■位置の如く管内を移動させ
る。

ここにおいて、導体円板１，２のそれぞれの面積をＡ１
導体円板１，２の間の誘導率をεとすれば、導体円板１
．２の間に形成される静電容量Ｃは となる。

しかして、導体円板１，２に異符号電荷を帯電させた場
合、両日板間に生ずる電気力線は全て直線とはならず、
円板周縁部においては弧状曲線を描く。

したがって、図示の１位置の如き無傷位置と、Ｈの如き
腐食損耗部４が存在する位置とでは管内径が異なること
により誘電率εが異なることになる。

すなわち、■位置における誘電率をε１とすれば■位置
における誘電率ε２（＼ε１）であり、■位置における
導体円板１，２の間に形成される静電容量Ｃ１は と表わされ、■位置における静電容量Ｃ２はと表わされ
る。

この場合、管壁の腐食損耗の程度によってその時の誘電
率が定まる。

かくして、導体円板１，２の間隔ｄを一定に保持しなが
ら管内を長手方向に移動させた場合、もし管壁に腐食損
耗部が存在すればこれら導体間に生ずる静電容量が変化
するので、これによって管内の腐食損耗部の位置、腐食
損耗の度合等を検出することができる。

このような原理に基づいて測定対象管の腐食損耗を検出
するための装置を第２図及び第３図に示す。

絶縁体の合成樹脂等や保護用の超硬合金等から成る円筒
部材１０上に対向せる１対の導体片１１゜１２を巻回し
て１個の検出用コンデンサＣｘを形成する。

この検出用コンデンサＣｘに予め容量の定まった基準コ
ンデンサＣ８、基準インダクタンスコイルＬ１．Ｌ２を
直列に接続し、インピーダンスブリッジ回路１３を形成
する。

この場合、基準コンデンサＣ８、基準インダクタンスコ
イルＬ１及びＬ２は共に円筒部１０内に相互に干渉のな
いよう配設し、例えばモールドを施して固定する。

なお、かかるインピーダンスブリッジ回路はコンデンサ
のみあるいは抵抗によって形成しても良い。

しかして、円筒部材１０の両端に、巻回された導体片１
１．１２の外径よりもやや大きく且つ測定対象管３の内
径よりもやや小さい径の側板１４゜１５を取付け、その
一方の側板からブリッジ回路１３の１対端子に接続され
た励磁用リード線１６、ブリッジ回路１３の他の１対端
子に整流用のダイオードＣＲを介して接続された出力用
リード線１７を引出す。

かくして、腐食損耗を検出するための検出プローブ１８
が構成される。

ここにおいて、励磁用リード線１６には交流電源２０を
接続すると共に、出力用リード線１７には増幅器２１を
介して電圧計２２を接続する。

このような接続状態で腐食損耗度を検出しようとする管
３内に検出プローブ１８を挿入すると共に等速移動させ
る。

たとえば、その一方のＱ方向から圧縮空気を吹付ければ
検出プローブ１８はＲ方向に移動するので管３の全域に
わたって検出プ０−ブ１８を移動し得る。

また、管の一端まで吹付けて移動させ、ロープ等で引張
り戻すようにしてもよい。

このようにして検出プローブ１８が管内を移動すると、
管に存在する腐食損耗の度合に対応して検出用コンデン
サＣＸの容量のみが変化するのでブリッジ回路１３のバ
ランスがくずれ、この電圧変化がダイオードＣＲで直流
に変換されて後増幅器２１で増幅され、電圧計２２に表
示される。

かくして、管内の腐食損耗の状態を容易に検知すること
ができる。

ここにおいて、腐食損耗の検出前に交流電源２０の周波
数等に対応して出力電圧が最小となるようにコンデンサ
Ｃ５の容量又はインダクタンスＬｔ−Ｌ２を調整してお
く、また、予め予備管に所定の凹凸を付すと共にこの管
内を検出プローブで走査し、第４図のような検量線を求
めておけば、実際の検出時において確実な測定を行なう
ことができる。

第４図は交流電源の周波数を１４４ＫＨｚとした場合の
ものであるが、この検量線から第６図Ａの如き電圧が得
られた場合、同図Ｂの如き腐食損耗の状態を推測し得る
。

なお、測定精度を上げるためには交流電源の周波数は高
い方が良い。

また、この発明装置によればブリッジ回路の出力電圧を
直流に変換して所定位置に伝送するようにしているので
ノイズ等の外乱も少なく、確実な検出が可能である。

なお、上述の装置では検出プラグを構成する円筒部材の
全周面上に１個の検出用コンデンサを形成しているので
、管内に局部的に存在する腐食損耗に対しては正確な状
態を検知し得ないことも考えられる。

かかる問題に対しては第６図に示す如く、円筒部材の全
面にわたって局部的にそれがなす中心角の角度的隔たり
が均等に且つ筒内に軸対称に配置して複数個の検出用コ
ンデンサ３０〜３３を設け、これら各コンデンサに対応
してそれぞれブリッジ回路３４〜３６を構成する。

しかして、共通の交流電源３８で各ブリッジ回路３４〜
３７を励磁すると共に、各ブリッジ回路からの出力をダ
イオードＣＲ１〜ＣＲ４で直流に変換して後、この直流
信号を伝送してそれぞれ電圧計３９で読取る。

このようにすれば、複数個の各コンデンサ３０〜３３に
対向した管内位置の腐食損耗の状態を確実に検知するこ
とができる。

一方、このような複数のコンデンサ３０〜３３及びブリ
ッジ回路３４〜３７の他に前述と同様な検出用コンデン
サ４０及びブリッジ回路４１を並置し、全体的な腐食損
耗の状態を電圧計４２で検知するようにすることもでき
る。

なお、上述の実施例では各インピーダンスブリッジから
の出力をそれぞれ電圧計で検知するようにしているが、
実際にはその必要はなく、その中で最も大きな出力のみ
を検知すれば良い。

かかる場合には、たとえば各インピーダンスブリッジ回
路の出力を整流して直流に変換して後、オア回路で最大
電圧を検出するようにすれば良い。

こ゛の場合検出プローブ内で直流に変換して後伝送すれ
ば、プローブの出力信号の配線が簡略化されることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂはこの発明に用いる測定原理を説明するた
めの図、第２図、第３図はそれぞれこの発明の実施例を
示す図、第４図及び第５図はこの発明の動作例を示す図
、第６図はこの発明の他の実施例を示す図である。 １．２・・・・・・導体円板、３・・・・・・管、４・
・・・・・腐食損耗部、１０・・・・・・円筒部材、ｌ
Ｌ１２・・・・・・導体片、１３・・・・・・ブリッジ
回路、２０・・・・・・交流電源、２１・・・・・・増
幅器、２２・・・・・・電圧計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定対象管内の長手方向に直角になるように絶縁体
   の円筒部材上に対向せる一対の導体を巻回し配置された
   検出用コンデンサを有し、この検出用コンデンサを基準
   コンデンサ及び又は基準インダクタンスコイルと接続し
   てインピーダンスブリッジ回路を形成し、このインピー
   ダンスブリッジ回路を内部に固定配置して前記測定対象
   管に対応した検出プローブを構成し、前記インピーダン
   スブリッジ回路を交流電源で励磁すると共に前記検出プ
   ローブを前記測定対象管内の長手方向に移動させ、この
   移動による前記インピーダンスブリッジ回路の出力電圧
   の変化に基づいて前記測定対象管に存在する腐食損耗の
   状態を検知するようにしたことを特徴とする腐食損耗検
   出装置。 ２ 対向せる複数対の導体を管の長手方向に対して直角
   になるように絶縁体の円筒部材の表面全周にわたって局
   部的にそれがなす中心角の角度的隔りが切等に且つ管内
   に軸対称的に配置して複数個の検出用コンデンサを形成
   し、基準コンデンサ及び又は基準インダクタンスと共に
   前記検出用コンデンサのそれぞれに対応して複数個のイ
   ンピーダンスブリッジ回路を構成し、これら各インピー
   ダンスブリッジ回路を高周波信号で励磁する回路を設け
   、前記複数個のインピーダンスブリッジ回路の出力端に
   それぞれ整流回路を出力が共通になるように接続し、前
   記インピーダンスブリッジ回路の出力電圧の変化を直流
   に変換して所定位置まで伝送するようにしたことを特徴
   とする腐食損耗度検出装置。