JPS6130201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パイプラインの内径およびその中の
個々のピツト（点食部）の深さを測定するための
装置に関する。

パイプラインの鋼鉄壁は一般に内部腐食を受け
る。このことは、当然、パイプライン中を搬送さ
れる物質に依存する。液体および気体の両者が、
鋼鉄壁を侵食し得る。２つの形式の腐食、すなわ
ち均一腐食およびピツトがここで問題となる。均
一腐食の場合、壁の厚みは、ほぼ均一に減少し、
このことは、パイプラインが終局的に使用し得な
くなることにつながることが明白であり、その理
由は、壁が非常に弱くなり内部圧力に耐えなくな
り得るからである。ピツトは、漏洩につながるの
で、この現象も避けなければならない。適宜測定
して、パイプラインの状態について常に情報を得
ることが重要である。

操業停止はかなりの損失を招くので、パイプラ
インの検査は、好ましくは、操作中に実施される
べきである。さらに、パイプラインは、しばし
ば、接近困難な位置たとえば地下または水面下に
設置されるので内部検査法が好ましい。

パイプライン中の物質の流れに沿つて担持され
たピグ（pig）の手段により内部寸法を測定する
ことが公知である。用語「ピグ」は、パイプライ
ン中を通過させるための、“トロツコ”のような
器具を意味する。通常はこの“トロツコ”を数台
連結して使用され、この場合の各“トロツコ”
を、区域（section）と称し、密閉型の“トロツ
コ”を閉鎖区域と称し、非密閉型すなわち開放型
の“トロツコ”を開放区域と称する。このような
ピグには、パイプラインの内壁に対し半径方向に
突出しかつばね負荷された多数の探針が設けられ
ている。探針には、その変位量を測定するための
変位ピツクアツプ（displacement pickup）手段
が設けられており、ピグは、さらに、変位ピツク
アツプ手段からの信号の処理装置および該信号処
理の結果を記録する装置を有している。ピグには
さらに、距離測定用の手段が設けられている。こ
れは、タイムクロツク信号発信装置であつてよ
く、その信号は、規則的に記録され、そしてポン
プ輸送制御手段との関連下に記録場所の位置を知
ることができる。ピグの車輪すなわち支持車
（supporting wheel）を利用することも可能で、
その回転数が記録場所の位置を示す。

均一腐食およびピツトの両者が、定量的に測定
され得る装置が提供されることは非常に重要であ
り、本発明はこの測定装置に関するものである。

したがつて本発明は、少なくとも１つの開放区
域を有するパイプライン用ピグを備え； 前記の開放区域の周縁部に複数対の探針が配置
されており、各対の探針はシユー形状探針と、鋭
い針先部を有するニードル形状探針とからなり、
このニードル形状探針は、前記のシユー形状探針
のパイプライン接触面内の開口を貫ぬいて突出す
るように配置されたものであり； 前記の両方の種類の探針を担持する複数のばね
部材が配置されており、これらのばね部材は前記
の両方の種類の探針を前記開放区域において担持
するための、かつまたこれらの探針を相互担持状
態で保つための部材であり、しかしてこれらの探
針は半径方向に相対運動をなし得るものであり； 前記の探針の変位量を測定するための複数の変
位ピツクアツプ手段を有し、すなわち、ピグ本体
を基準とする前記のニードル形状探針の相対的変
位量を測定する変位ピツクアツプ手段Ａが前記の
ピグ本体と前記のニードル形状探針との間に配置
されており、そして、前記のシユー形状探針を基
準とする前記のニードル形状探針の相対的変位量
を測定する変位ピツクアツプ手段Ｂが、前記のシ
ユー形状探針と前記のニードル形状探針との間に
配置されており； 前記探針の各変位量を記録するための記録手段
が前記ピグに担持されそして前記の各変位ピツク
アツプ手段に接続されており； 鋭い針先部を有するニードル形状探針とシユー
形状探針との間に配置された第１のばね部材によ
つて、前記ニードル形状探針の針先部の近辺区域
が担持されており、該ニードル形状探針の他端付
近の区域が、このニードル形状探針と前記ピグと
の間に配置された第２のばね部材によつて担持さ
れており、該ニードル形状探針の両端間の中間の
区域は、このニードル形状探針と前記シユー形状
探針との間に配置された第３のばね手段によつて
担持されており、前記のシユー形状探針の両端間
の中間の区域は、このシユー形状探針と前記のピ
グとの間に配置されれた第４のばね部材によつ
て、前記ニードル形状探針の上の場所で担持され
ていることを特徴とする、パイプラインの内径と
その中の個々のピツトの深さとを測定する装置に
関するものである。

本発明装置の好ましい具体例では、さらに第５
のばね部材が前記の第２のばね部材の下側に配置
されていて、この第５のばね部材の一端はピグに
固締されそして他の一端は前記のニードル形状探
針との接触を保つように作動し、第６のばね部材
が前記の第２のばね部材と第３のばね部材との間
に配置されていて、その一端はシユー形状探針に
固締されそして他端は前記のニードル形状探針と
の接触を保つように作動し； 一対の歪ゲージを有し、しかしてこれらの歪ゲ
ージの各々はそれぞれ前記の第５のばね部材およ
び第６のばね部材の各々の上に配置されていて、
その歪曲度を測定するものである。

シユー形状探針は、その形状から明らかなよう
に、ピツトでなく、均一腐食の度合を測定する
（換言すれば、パイプラインの内径を測定する）
ものである。ニードル形状探針は、両形式の腐食
の測定のために用いられる。ピツトが、均一腐食
領域にあるとき、ニードル形状探針の変位量だけ
では、均一腐食は検出されず、単に１つのピツト
の深さであると誤認することがあり得る。すなわ
ちこのニードル形状探針は、この位置の深さに対
し過大な情報を示す。ニードル形状探針の変位量
からシユー形状探針の変位量を差引くことにより
ピツトの実際の深さがわかる。

このことは、前記したように２つの変位ピツク
アツプ手段があるので可能である。ピツトの深さ
に加え、均一腐食も測定される。２つの探針の端
部が相互に隣接していることが重要で、その理由
は、不正確な結果を導き得るあらゆる種類の不規
則性が、パイプラインの壁に生じ得るからであ
る。非常に信頼し得る結果は、シユー形状探針が
パイプライン接触面内に孔を有し、その孔を貫通
してニードル形状探針が、半径方向に自由に運動
し得るようになつている装置によつて得られる。
この設計は、両形態の腐食が同じ位置に存在して
も、両形態の腐食を一度にしかも個別的に測定す
ることを可能とする。ピツトから或距離にある壁
部の不規則性は、この測定を妨害するものではな
い。この点に関し、シユー形状探針の形状は、パ
イプラインの壁と実質的に線の形で接触（line
contact）し得る形状であることが好ましい。孔
はこの線に位置している。従来の単一形探針また
は摺動形状探針に比較して、この設計は、ニード
ル形状探針がピツトを測定するとき、壁部の不規
則な突出部によつて、シユー形状探針による正確
な内径測定ができない場合でも、ニードル形状探
針は正確にピツトの深さを測定し、誤測定の危険
は少ない。定期的に遭遇する不規則性は、たとえ
ば溶接補強部である。

対をなす独立的に可動な前記の２種の探針は、
ほぼ真直ぐな複数のばね部材を用いて組立てるの
が好ましい。すなわち、本発明装置の好ましい具
体例では、鋭い針先部を有するニードル形状探針
とシユー形状探針との間に配置された第１のばね
部材によつて、前記ニードル形状探針の針先部の
近辺区域が担持されており、該ニードル形状探針
の他端付近の区域が、このニードル形状探針と前
記ピグとの間に配置された第２のばね部材によつ
て担持されており、該ニードル形状探針の両端間
の中間の区域は、このニードル形状探針と前記シ
ユー形状探針との間に配置された第３のばね手段
によつて担持されており、前記のシユー形状探針
の両端間の中間の区域は、このシユー形状探針と
前記のピグとの間に配置された第４のばね部材に
よつて担持されている。このようにして組立てら
れた測定装置は、位置を正確に測定し、かつシユ
ー形状探針を基準としたニードル形状探針の自由
運動およびこの逆を保証し、しかしてこのこと
は、ニードル形状探針がシユー形状探針の孔を貫
通して作動するとき特に重要である。

変位ピツクアツプ手段は、好ましくは、歪ゲー
ジを取付けた測定ばねからなるものである。本発
明装置の好ましい具体例では、第５のばね部材が
前記の第２のばね部材の下側に配置されていて、
この第５のばね部材の一端はピグに固締されそし
て他の一端はこのばねの弾力によつて前記のニー
ドル形状探針との接触を保つように作動し、第６
のばね部材が前記の第２のばね部材と第３のばね
部材との間に配置されていて、その一端はシユー
形状探針に固締されそして他端はこのばねの弾力
によつて前記のニードル形状探針との接触を保つ
ように作動し； 一対の歪ゲージを有し、しかしてこれらの歪ゲ
ージの各々はそれぞれ前記の第５のばね部材およ
び第６のばね部材の各々の上に配置されていて、
その（歪曲度）（撓み度）を測定するものであ
る。

上記具体例に従つて作られた測定装置では、ニ
ードル形状探針およびシユー形状探針の変位の正
確な測定を確実に行うことができる。

たとえば12対の探針が、直径方向に外側に向き
合つて配置されてよい。このようにして６個所の
直径が、パイプラインの１つの断面で測定され得
る。測定は、パイプラインが流体輸送の役目を果
すようになる直後に開始され得る。この最初の測
定は、非真円性の度合、収縮個所、溶接補強部の
寸法および位置、接合部などのデータをもたら
す。これらのデータは、其後の測定データーの正
しい解釈のために必要である。

以下本発明を添付の図面を参照してさらに説明
する。

第１図で、参照数字１および２は、ピグの本体
（body）の一部を示し、他の部分（図示せず）に
よりしつかりと相互に連結されている。シユー形
状探針３は、安全部材（保護部材）４と一体的で
ある。ニードル形状探針５は、シユー形状探針３
の開口６を貫通して、該ニードル形状探針５の長
手方向に自由に運動し得る。この方向は、ピグが
パイプライン中に配置されたときのパイプライン
の半径方向に一致する。

図面に示した４つのバネ部材−は、２つの
探針の位置が保持され、探針がパイプ壁において
十分働くことを確実にする。第１のばね部材お
よび第３のばね部材が、探針３の開口６内の探
針５の先端の位置を決める。第４のばね部材
が、外方向力をシユー形状探針３に働かせ、第２
のばね部材が外方向力をニードル形状探針５に
働かせる。ばね部材は、ここでは板ばねとして示
されている。適用位置を変えることにより、第４
のばね部材は、たとえば、強力な螺旋ばねから
なるであつてもよい。

ばね７は、第５のばね部材（たとえば板ばね）
であり、歪ゲージ８を備えている。位置９で、こ
の第５のばね部材は、本体２に固締されている。
他方の端部１０は、探針５の運動に追従する。ば
ね部材１１は、第６のばね部材（たとえば板ば
ね）であり、シユー形状探針３の安全部材４に、
参照数字１２の位置で固締されている。このばね
部材には、歪ゲージ１３が装着されている。この
場合も、端部１４が、探針５の運動に追従する
が、この運動は、シユー形状探針３を基準とした
相対運動である。

第２図は、１対の探針の例である。

ハウジング２０は、ピグの本体にしつかりと連
結され得る。ばね部材により制御されて、シユー
形状探針２１およびニードル形状探針２２は、こ
のハウジング内で自由に運動し得る。探針２２の
先端２３は、シユー形状探針２１の開口を貫通し
て外方向に突出する。第２図にはいくつかのばね
部材がみられ、特に、第１図の第１のばね部材
と第４のばね部材の一部がみられ、第４のばね
部材は、ここでは、螺旋ばねとして構成されて
いる。第５のばね部材７も見られる。

第３図に示されるように、探針は、ピグの開放
区域（非密閉区域）にされており、この開放区域
は、少なくとも２つの閉鎖区域（密閉区域）へ玉
継手により連結されており、閉鎖区域には支持車
が装着されている。そして、少なくとも１つの閉
鎖区域が、開放区域の両側にある。

パイプラインの壁は参照数字３０、開放区域は
参照数字３１、閉鎖区域は、参照数字３２および
３３により示されている。シユー形状探針３４お
よびニードル形状探針３５は、ばね部材３６，３
７により開放区域３１の本体に連結されている。
１対の探針だけが図示されている。歪ゲージ等の
測定器具を備えたばね部材は参照数字３８により
示されている。

支持車３９（図面には、その２つだけが示され
ている）は、ピグを支持する車である。玉継手４
０，４１は、各区域の相対的運動を許容する継手
である。パイプライン中の媒体（たとえば油また
は気体）は区域３１に浸透し得るが、玉継手４
０，４１の封止部により区域３２，３３には浸透
しない。区域３２は、たとえば、データ処理およ
び記録装置へ給電する電池を収容してもよく、こ
のデータ処理および記録装置は、区域３３に配置
され得る。ピグ全体の列（train）は、第４の区
域を含むように延長していてもよく、第４の区域
には、距離を測定するための測定車を取付けても
よい。パイプライン中を流れる油等の流体を媒体
として、ピグを該媒体と一緒に移動できるように
するために、１またはそれ以上のカラーをピグの
けん引装置に取付けることができる。このカラー
は、パイプラインの壁の方にのびた形のつば状部
材であつてよい。

歪ゲージから生ずる信号は、標準的な信号処理
装置たとえば増幅器、加算器、減算器を使用して
処理され、これによつて所望の情報が得られる。
データの記録は、磁気テープ等を用いて行うこと
ができる。また、情報を記憶しかつ読み出すこと
ができる他の種々の記憶装置も使用され得る。

ピグがパイプライン中を移動する速度は、ポン
プによる流体輸送の速度に左右される。この速度
は、一般に10ｍ／ｓまでであろう。パイプライン
の直径の変化は、０〜30mmであり得、測定精度
は、約１mmである。ピツトも、１mmの精度で測定
され得よう。シユー形状探針およびニードル形状
探針は、既述の如くばね手段を介して相互にかつ
前記ピグの開放区域に、互いに運動自在に連結さ
れているから、これらは或種の振動数のもとで運
動でき、すなわち、シユー形状探針は最大振動数
約40Hzの振動に追従し得、ニードル形状探針は最
大振動数約120Hzの振動に追従し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一緒になつた１対の探針を示す説明
図である。第２図は、第１図の１対の探針がハウ
ジング内に入つた状態を示す略式斜視図である。
第３図は、複数の継手を有するピグを示す説明図
である。 ３……シユー形状探針、４……安全部材、５…
…ニードル形状探針、８……歪ゲージ、１３……
歪ゲージ、２０……ハウジング、２１……シユー
形状探針、２２……ニードル形状探針、３４……
シユー形状探針、３５……ニードル形状探針、３
６，３７……ばねシステム、３８……歪ゲージ等
の測定具を備えたばね、３９……支持車、４０，
４１……玉継手。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの開放区域を有するパイプラ
   イン用ピグを備え； 前記の開放区域の周縁部に複数対の探針が配置
   されており、各対の探針はシユー形状探針と、鋭
   い針先部を有するニードル形状探針とからなり、
   このニードル形状探針は、前記のシユー形状探針
   のパイプライン接触面内の開口を貫ぬいて突出す
   るように配置されたものであり； 前記の両方の種類の探針を担持する複数のばね
   部材が配置されており、これらのばね部材は前記
   の両方の種類の探針を前記開放区域において担持
   するための、かつまたこれらの探針を相互担持状
   態で保つための部材であり、しかしてこれらの探
   針は半径方向に相対運動をなし得るものであり； 前記の探針の変位量を測定するための複数の変
   位ピツクアツプ手段を有し、すなわち、ピグ本体
   を基準とする前記のニードル形状探針の相対的変
   位量を測定する変位ピツクアツプ手段Ａが前記の
   ピグ本体と前記のニードル形状探針との間に配置
   されており、そして、前記のシユー形状探針を基
   準とする前記のニードル形状探針の相対的変位量
   を測定する変位ピツクアツプ手段Ｂが前記のシユ
   ー形状探針と前記のニードル形状探針との間に配
   置されており； 前記探針の各変位量を記録するための記録手段
   が前記ピグに担持されそして前記の各変位ピツク
   アツプ手段に接続されており； 鋭い針先部を有するニードル形状探針とシユー
   形状探針との間に配置された第１のばね部材によ
   つて、前記ニードル形状探針の針先部の近辺区域
   が担持されており、該ニードル形状探針の他端付
   近の区域が、このニードル形状探針と前記ピグと
   の間に配置された第２のばね部材によつて担持さ
   れており、該ニードル形状探針の両端間の中間の
   区域は、このニードル形状探針と前記シユー形状
   探針との間に配置された第３のばね手段によつて
   担持されており、前記のシユー形状探針の両端間
   の中間の区域は、このシユー形状探針と前記のピ
   グとの間に配置された第４のばね部材によつて、
   前記ニードル形状探針の上の場所で担持されてい
   ることを特徴とする、パイプラインの内径とその
   中の個々のピツトの深さとを測定する装置。 ２ 第５のばね部材が前記の第２のばね部材の下
   側に配置されていて、この第５のばね部材の一端
   はピグに固締されそして他の一端は前記のニード
   ル形状探針との接触を保つように作動し、第６の
   ばね部材が前記の第２のばね部材と第３のばね部
   材との間に配置されていて、その一端はシユー形
   状探針に固締されそして他端は前記のニードル形
   状探針との接触を保つように作動し； 一対の歪ゲージを有し、これらの歪ゲージの
   各々はそれぞれ前記の第５のばね部材および第６
   のばね部材の各々の上に配置されていて、その歪
   曲度を測定するものであることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項に記載の測定装置。