JPS6013205A

JPS6013205A - 管体の腐食位置検出装置及びその検出方法

Info

Publication number: JPS6013205A
Application number: JP12128883A
Authority: JP
Inventors: Takeo Yamada; 健夫山田; Hiroyuki Hojo; 北條　博行; Akio Nagamune; 長楝　章生
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1983-07-04
Filing date: 1983-07-04
Publication date: 1985-01-23
Also published as: DE3424308A1; GB8416773D0; FR2548785A1; GB2143331A; JPH0457961B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、管体の腐食位置検出装置の改良に関する。

従来、被検管の腐食位置を検出する装置としては、超音
波送受器を用いたものと、渦流橡傷法を用いたものとが
ある。前者の超音波送受器を用いたものは、第１図に示
すように被検管１の内部に超音波を送波する送波器２ａ
と超音波を受波する受波器２ｂとを備えだ超音波送受器
２を挿入して走行させながら、送波器２ａからパルス状
の超音波を送波し、この超音波が伝播する際に被検管１
の内面１ａおよび外面１ｂよシ反射されて戻ってくる両
反射波を受波器２ｂによって受波し、その両反射波の到
達時間差から被検管１の肉厚を測定するとともに、被検
管１の腐食による薄肉部分の位置を検出している。

ところで、この超音波送受器を用いた装置では、超音波
を効率良く管１内で伝播させるために管１内部に水３を
満たして送波器２ａおよび受波器２ｂと被検管１との音
響的マツチングをとる必要がある。このだめ、測定前の
水の充填作業、測定後の水の抜き取り作業などの工程が
増え、測定作業を厄介なものとしている。また、被検管
１全周を検査する場合、多数の送波器２ａおよび受波器
２ｂを放射状に配置させる必要があるため、装置が大損
りなものとなり、例えばガス管のように１〜２インチの
小径管の場合にはこの種の測定法を用いて被検管１の腐
食位置を検出することが困難となる。

次に、前記渦流キ栗傷法を用いたものは、第２図に示す
ように被検管１の内部にコイル４を配置し、このコイル
４へ交流電源５より交流の励磁電流を与えることにより
、該コイル４から町なる磁場を発生させて被検管１の内
部に渦電流６を誘起させるとともに、この渦電流６によ
り２次的な磁場Ｈ８を生じさせている。この場合、磁場
Ｈ８は、磁場Ｈ１に対し方向が逆で、Ｈｐを減少させる
方向に働くので、最初の交流に対してはある種の抵抗と
して作用、シ、これによってコイル４のインピーダンス
が変化することになる。従って、コイル４のインピーダ
ンスを測定すれば、渦電流６の変化や大きさを知ること
ができる。ここで、被検管１の内部が腐食によって薄く
なると、被検管１の電気抵抗が大きくなって渦電流６が
小さくなるので、これをコイル４のインピーダンスの変
化として測定すれば、被検管１の腐食位置を検出するこ
とができる。

しかし、渦′電流８傷法を用いた場合、被検管１の内部
に生じた渦電流６は交流の表皮効果によってイｊ検管１
の表面に集中する性質がある。

電流が集中している部分の厚さは表皮深さと呼ばれ、鋼
の場合には５０　Ｈｚで約ＩＷＩＩの表皮深さとなる。

従って、本方法のように被検管１の内部にコイル４を配
置したものでは、２〜３瓢以上の肉厚の管外表面腐食に
対しては感度が低く、その腐食位置の検出が困難となる
ことが多い。

゛また、周波数を低くすれば、表皮深さは深くなるもの
の、渦電流そのものが減少してくるので、前述と同様に
感度の低下を招く欠点がある。

本発明は、上記実情にかんがみてなされたもので、小径
管の場合でもその外表面の腐食位置を容易に検出でき、
また小型の検出器を用いて腐食位置を高感度に検出しイ
０る管体の腐食位置検出装置を提供することにある。

以下、本発明の原理構成について第３図を参照して説明
する。同図において１１は被検管であって、この管１１
の両端まだは所定長間に電源１２よりケーブル１ｓ、１
３を導出して直接または防食ターミナル１４　、１４１
どを介して接続し、被検管１１の内部内に所定方向の電
流を流すようにしている。一方、被検管１１の内部には
被検管１１の内部内を流れる電流によって生じる磁界を
検出する磁界検出器１５が牽引、自走または圧送手段に
よって走行しうるように設置されている。さらに、磁界
検出器１５には信号ケーブル１６を介して磁界表示器１
７が接続され、磁界検出器１５で検出した磁界を電気信
号に変換した後、磁界表示器１７に磁界として表示する
ようになっている。また、磁界検出器１５にはワイヤド
ラム１８から導出せられたワイヤ１９が接続され、その
ワイヤ１９の途中にワイヤレングスメータ２０が接続さ
れているＯこのワイヤレングスメータ２０は、例えばワ
イヤ１９に付されたマークを計数しまたはワイヤ１９に
接して回転する回転数など計数してワイヤ１９の移動距
離ひいては磁界検出器１５の位置を測定表示するもので
ある。

しかして、以上のような構成によれば、被検管１０両端
まだは所定長にわたって所定方向に電流を流すとともに
、被検管１内で磁界検出器１５を走行させながら該検出
器１５の位置とその位置で検出した磁界をワイヤレング
スメータ器２０および磁界表示器１７によって測定表示
することができる。

ところで、一般に、管内の磁界は、管内に電流が存在し
ないことから、アンペア（Ａｍｐｅｒｅ　）の周回積分
の法則から下式が成立する。

翔ｄｔ＝ｏ　・・・・・・　（１）但し、Ｈは磁界の強さである。

今、被検管１１に腐食がない場合には第４図のように被
検管１１の内部に電流工が一様に分布されていることに
なる。このため、この系は点対称となるために、（２）
式が成立する。

１１−１．（ｒ、θ）＝ａ（ｒ）　・・−・−・　（２
）但しａはベクトルポテンシャルを示ス。

従って、（１）式、（２）式から被検管１１と同心の任
意の円周で周笥積分を行なうと、２πｒ　ａ　（ｒ　）　＝　０　（Δｒ）、’−ａ（ｒ
）＝Ｈ（ｒ、θ）＝Ｏ−聞（３）が成立し、管内部には
磁界が発生しない。

しかし、被検管１１に腐食部１１ｈがあると、第５図（
、）に示すように電流工の分布が不均一となるために、
（２）式、ひいては（３）式が成立しないので、ｌｌ−
１ＮＯとなシ、被検管１１の内部には磁界が発生するこ
とになる。実際、第５図（ａ）の電流分布は、第５図（
ｂ）の均一分布の電流Ｉ＋ｊと第５図（ｃ）の不拘−電
流−ｉとの重畳と考えると、被検管１ノの内部に磁界が
発生していることが理解できる。従って、この被検管１
１内部の管断面方向の磁界を磁界検出器１５で検出すれ
ば、被検管１ノの外面または内面の腐食を知ることがで
きる。

被検管１１の管軸方向の磁界に関しても、第６図に示す
ように腐食部１１ｍで電流分布が乱れるので、管肉厚方
向の電流工によって形成さの腐食部１１ａの位置を検出
することができる。

次に、本発明の一実施例として例えば埋設ガス管に適用
した場合について第７図を参照して説明する。つまり、
地中に埋設されている約２００ｍ長、２インチ径のガス
管１１ｍの両端に電源１２よりスイッチ２１、ケーブル
１３および防食用ターミナル１４を介して４０Ａの直流
電流を流す。一方、磁界検出器１５にあっては、第８図
のように例えばプラスチックの筒状ケーシング１５ｈ内
に管断面のＸ方向、Ｙ方向、および管軸方向の磁界を測
定するために計３個のセンサ１５Ｘｓ　１５Ｙ、１５Ｚ
が所定の方向をもって配置され、かつケーシング１５ａ
の両端部外周にはセンターライザ１５ｂが取シ付けられ
ている。

磁界検出器１５は、例えば圧送によって所定位置まで送
シ込んだ後、ワイヤ１９で引き戻す方式をとる。被検管
１１の内部に送り込まれたワイヤ１９の長さはワイヤ１
９に表示されているマークまたは回転体の回転数などを
ワイヤレングスメータ２０で計数表示することにより、
その磁界検出器１５の位置を測定する。一方、磁界検出
器１５で検出された磁界は信号ケーブル１６によって磁
界表示器１７に送られ、ここで磁界の変化を読み取るも
のである。なお、地磁気や管溶接部の残留８気の影響は
電源１２から出力する電流をスイッチ２１によってオン
・オフしてその差を読み取ることによって除去すること
ができる。

次に、第９図は被検管１１に腐食部１１ｍが存在する場
合の測定例を示している。即ち、電源１２より被検管１
１に２ＯＡの直流電流を流して磁界表示器１７で磁界の
強さを見たところ、第９図（、）のように３００　ｒａ
ｎ３の腐食部１１＆に対し、管断面のＸ方向磁界は第９
図（ｂ）にように現われ、また管軸方向の磁界は第９図
（Ｃ）のように現われ、外面腐食部１１ａを十分検出す
ることができた。

なお、磁界検出器１５は、１０φ×４０閣程度の小型の
ものであり、さらに１インチ管でも使用前ることができ
る。磁界センサ１５Ｘ。

１５Ｙ、１５Ｚとしては、例えばホール素子、半導体セ
ンサなどの小型センナを使用できる。

また、電源１２としては、直流電流と交流電流とを併用
し、内面腐食と外面腐食とを区別することもできる。す
なわち、交流電流の場合には表皮効果により管外表面に
電流が集中するため、内面腐食に対しては感度が低下す
るので、直流電流時と交流電流時とで比較して区別する
とよい。また、実施例では、地下埋設管１１ｈについて
示したが、建築物内部の配管、ボイラーチューブなどの
ように一般の配管についても同様に適用できる。

以上詳記したように本発明によれば、被検管に電流を流
した状態で被検管の内部に磁界検出器を挿入して走行さ
せながら腐食による電流分布の乱れから生じる磁界を検
出するようにしたので、測定のために被検管内に水を充
填したシする作業が不要になり、また磁界検出器自体を
半導体素子で小型に作シうるだめ小径管であってもその
管の腐食位置を検出できる。また、渦流倹傷法でないの
で表皮効果による不具合もなくなり、感度の低下をきた
す問題も解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来装置を説明するだめ
の概略構成図、第３図は本発明装置の原理構成図、第４
図ないし第６図は被検管肉部の電流分布状態を示す図、
第７図は埋設ガス管に適用した図、第８図は磁界検出器
の構成図、第９図は被検管に腐食部があったときの測定
結果を示す図である。１１・・・被検管、ｌｌａ・・・腐食部、１２・・・電
源、１５・・・磁界検出器、１７・・・磁界表示器、１
８・・・ワイヤドラム、１９・・・ワイヤ、２０・・・
ワイヤレングスメータ。

Claims

【特許請求の範囲】

被検管と、この被検管に電流を流すだめの電源と、前記
被検管の内部に設置されこの被検管の腐食による前記電
流分布の乱れによって生じる磁界を検出する磁界検出器
と、この磁界検出器によって検出された磁界を表示する
磁界表示手段と、前記磁界検出器を走行させるだめの駆
動源と、この駆動源によシ走行された前記磁界検出器の
位置を、磁界検出器に接続したワイヤの移動距離からめ
るワイヤレングスメータとを備えだことを特徴とする管
体の腐食位置検出装置。