JP2012159209A - Inspection system and inspection method for heat transfer pipe - Google Patents

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剛之 宮地
Naoyuki Kamiyama
直行 神山
Takuya Okamoto
卓也 岡本
Yuichiro Sato
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the inspection system and inspection method of a heat transfer pipe for monitoring the thinning-down state of the temporal change of a heat transfer pipe.SOLUTION: The inspection system of a heat transfer pipe which inspects the thinning-down states of a plurality of heat transfer pipes 4 arranged in a heat exchanger includes: a support part 14 fixed to the heat transfer pipes 4; a displacement sensor 12 supported by the support part 14, and configured to, on the basis of a reference mark 52A showing the reference position of each of the heat transfer pipes 4, measure the surface shape of the heat transfer pipe at any one place of all the directions; and a signal processor 16 configured to store the reference surface shape of the heat transfer pipe measured on the basis of the reference mark in such a state that the heat transfer pipe is not thinned. This inspection system is configured to measure the surface shape by the displacement sensor on the basis of the reference mark 52 after the lapse of a predetermined time, and to compare the measured surface shape with the reference surface shape stored in the signal processor 16, and to obtain the thinning state of the heat transfer pipe at the measurement point of time.

Description

本発明は、伝熱管の経時変化の減肉状態を監視することができる伝熱管の検査装置及び検査方法に関する。   The present invention relates to a heat transfer tube inspection device and an inspection method capable of monitoring a thinning state of a heat transfer tube over time.

例えばボイラ設備等からの排ガスの熱を熱交換するガスガスヒータ等の熱交換器の伝熱管等には長期間に亙って操業すると、その配管径の変化が発生する。
例えば脱硫装置用熱交換器内では脱硫プロセスにおいて生成する硫化物による伝熱管への付着による腐食および煤塵による磨耗が発生する、という問題がある。 For example, when a heat transfer tube of a heat exchanger such as a gas gas heater that exchanges heat of exhaust gas from a boiler facility or the like is operated for a long period of time, the pipe diameter changes.
For example, in a heat exchanger for a desulfurization apparatus, there is a problem that corrosion due to adhesion of sulfides generated in the desulfurization process to the heat transfer tube and wear due to dust occur.

このため、従来では、超音波センサや高周波渦電流を用いた探傷センサ等により、その腐食状態を検査する提案がある（特許文献１及び２参照）。   For this reason, conventionally, there has been a proposal to inspect the corrosion state using an ultrasonic sensor, a flaw detection sensor using high-frequency eddy current, or the like (see Patent Documents 1 and 2).

特開２００５−１８１１３９号公報JP 2005-181139 A 特開平４−２６４２５６号公報JP-A-4-264256

しかしながら、前記特許文献等の提案では、以下のような問題がある。
特許文献１及び２の提案では、配管部材中の欠陥や腐食に関する情報は得られるが、表面の位置情報を取得することは困難であるという問題がある。
また、測定の都度、壁表面にセンサ部の圧着が必須となる。
また、熱交換器内部のように循環冷却水の磨耗による減肉に関する表面位置の変化状態の取得を把握することができない、という問題がある。 However, the proposals in the above-mentioned patent documents have the following problems.
In the proposals of Patent Documents 1 and 2, information on defects and corrosion in the piping member can be obtained, but there is a problem that it is difficult to acquire surface position information.
In addition, the sensor part must be pressure-bonded to the wall surface for each measurement.
In addition, there is a problem that it is impossible to grasp the change state of the surface position related to the thinning due to wear of the circulating cooling water as in the heat exchanger.

特許文献３の提案では、配管部材中の欠陥や腐食に関する情報は得られるが、渦電流が内壁表面全体に分布するため、表面の位置情報を把握することができない、という問題がある。   In the proposal of Patent Document 3, information on defects and corrosion in the piping member can be obtained, but there is a problem that the position information of the surface cannot be grasped because eddy currents are distributed over the entire inner wall surface.

また、腐食・磨耗の程度の評価は、ある定点観測点について、超音波厚さ計（ＵＴ計）により伝熱管チューブの厚みを１点ずつ計測し、その数値を評価していた。
しかしながら、１点毎のみの計測となるため、形状を把握し減肉傾向を評価することは困難であり、この結果、伝熱管チューブ長手方向の傾向について評価するのが困難である、という問題がある。 The degree of corrosion and wear was evaluated by measuring the thickness of the heat transfer tube tube one point at a fixed point observation point using an ultrasonic thickness meter (UT meter).
However, since only one point is measured, it is difficult to grasp the shape and evaluate the thinning tendency. As a result, it is difficult to evaluate the tendency in the longitudinal direction of the heat transfer tube. is there.

また、計測箇所に腐食・摩耗による例えば凹凸等が発生していた場合、接触式の探傷子による計測は不可能のため、凹凸部を平滑に仕上げて計測をする必要あり、計測前の養生に時間を要する、という問題がある。   In addition, if unevenness or the like due to corrosion or wear occurs at the measurement location, measurement with a contact type flaw detector is impossible, so it is necessary to finish the unevenness smoothly and perform measurement before the measurement. There is a problem that it takes time.

さらに、計測を実施する計測者の熟練度合いにより、微妙に計測位置（周方向位置等）にずれが生じる懸念があり、伝熱管の経時変化の減肉状態の傾向を把握することが正確にできない、という問題がある。   Furthermore, depending on the level of proficiency of the measurer who performs the measurement, there is a concern that the measurement position (circumferential position etc.) may be slightly shifted, and it is impossible to accurately grasp the tendency of the thinning state of the heat transfer tube over time. There is a problem.

本発明は、前記問題に鑑み、伝熱管の経時変化の減肉状態を監視することができる伝熱管の検査装置及び検査方法を提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to provide the inspection apparatus and inspection method of a heat exchanger tube which can monitor the thinning state of the time-dependent change of a heat exchanger tube in view of the said problem.

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、熱交換器内に配置された複数の伝熱管の減肉状態を検査する伝熱管の検査装置であって、前記伝熱管に固定される支持部と、前記支持部に支持され、前記伝熱管の基準位置を示す基準マークを元にその前後左右のいずれか一箇所の伝熱管の表面形状を計測する変位センサと、減肉がない状態における、前記基準マークを元に計測した前記伝熱管の基準表面形状を記憶する信号処理装置とを具備してなり、所定時間経過後に前記基準マークを元に、前記変位センサにより表面形状を計測してなり、その計測した表面形状と、前記信号処理装置に記憶させた前記基準表面形状とを比較して、計測時点での前記伝熱管の減肉状態を求めることを特徴とする伝熱管の検査装置にある。   A first invention of the present invention for solving the above-described problem is a heat transfer tube inspection device for inspecting a thinned state of a plurality of heat transfer tubes arranged in a heat exchanger, and is fixed to the heat transfer tube. A displacement sensor that measures the surface shape of the heat transfer tube at any one of the front, rear, left, and right sides based on a reference mark that is supported by the support portion and indicates a reference position of the heat transfer tube. A signal processing device for storing a reference surface shape of the heat transfer tube measured based on the reference mark in a non-existing state, and the surface shape is determined by the displacement sensor based on the reference mark after a predetermined time has elapsed. The heat transfer tube is characterized in that the measured surface shape is compared with the reference surface shape stored in the signal processing device to obtain a thinned state of the heat transfer tube at the time of measurement. In the inspection equipment.

第２の発明は、第１の発明において、基準マークが伝熱管を束ねるチューブサポートに設けられていることを特徴とする伝熱管の検査装置にある。   A second invention is the heat transfer tube inspection apparatus according to the first invention, wherein the reference mark is provided on a tube support for bundling the heat transfer tubes.

第３の発明は、第２の発明において、基準マークが、チューブサポートに金属板を溶接してなることを特徴とする伝熱管の検査装置にある。   A third invention is the heat transfer tube inspection apparatus according to the second invention, wherein the reference mark is formed by welding a metal plate to a tube support.

第４の発明は、第２の発明において、基準マークが、チューブサポートに凹部を形成してなることを特徴とする伝熱管の検査装置にある。   A fourth invention is the heat transfer tube inspection apparatus according to the second invention, wherein the reference mark is formed by forming a recess in the tube support.

第５の発明は、第２の発明において、基準マークが、チューブサポートに記号、文字を形成してなることを特徴とする伝熱管の検査装置にある。   According to a fifth invention, in the heat transfer tube inspection apparatus according to the second invention, the reference mark is formed by forming a symbol and a character on the tube support.

第６の発明は、第１の発明において、基準マークが、伝熱管のフィンの一部を切り欠いてなることを特徴とする伝熱管の検査装置にある。   A sixth invention is the heat transfer tube inspection apparatus according to the first invention, wherein the reference mark is formed by cutting out a part of the fin of the heat transfer tube.

第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの伝熱管の検査装置を用い、伝熱管の基準位置を示す基準マークを元にその前後左右のいずれか一箇所の伝熱管の表面形状を変位センサで計測し、減肉がない状態における、前記基準マークを元に計測した前記伝熱管の基準表面形状を予め信号処理装置に記憶させ、次いで、所定時間経過後に前記基準マークを元に、前記変位センサにより表面形状を計測し、その計測した表面形状と、前記信号処理装置に記憶させた前記基準表面形状とを比較して、計測時点での前記伝熱管の減肉状態を求めることを特徴とする伝熱管の検査方法にある。   7th invention uses the inspection apparatus of any one of the 1st thru | or 6th heat transfer tube, and based on the reference mark which shows the reference position of a heat transfer tube, the surface shape of the heat transfer tube of any one place of the front, back, left, and right Measured with a displacement sensor, in a state where there is no thinning, the reference surface shape of the heat transfer tube measured based on the reference mark is stored in advance in the signal processing device, and then based on the reference mark after a predetermined time, The surface shape is measured by the displacement sensor, the measured surface shape is compared with the reference surface shape stored in the signal processing device, and the thinned state of the heat transfer tube at the time of measurement is obtained. The heat transfer tube inspection method is characterized.

本発明によれば、基準マークを元に計測した前記伝熱管の基準表面形状を信号処理装置で記憶しておき、所定時間経過後に前記基準マークを元に、前記変位センサにより表面形状を計測し、信号処理装置で記憶された前記基準表面形状と比較して、前記伝熱管の減肉状態を求め、伝熱管の減肉傾向を評価することが可能となる。   According to the present invention, the reference surface shape of the heat transfer tube measured based on the reference mark is stored in a signal processing device, and the surface shape is measured by the displacement sensor based on the reference mark after a predetermined time has elapsed. In comparison with the reference surface shape stored in the signal processing device, it is possible to obtain a thinning state of the heat transfer tube and to evaluate a thinning tendency of the heat transfer tube.

図１は、伝熱管の検査装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a heat transfer tube inspection apparatus. 図２−１は、伝熱管へ設ける基準マークの一例を示す図である。FIG. 2-1 is a diagram illustrating an example of a reference mark provided on a heat transfer tube. 図２−２は、伝熱管への設ける基準マークの一例を示す図である。FIG. 2-2 is a diagram illustrating an example of a reference mark provided on the heat transfer tube. 図２−３は、伝熱管へ設ける基準マークの一例を示す図である。FIGS. 2-3 is a figure which shows an example of the reference | standard mark provided in a heat exchanger tube. 図３−１は、伝熱管へ設ける基準マークの一例を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a reference mark provided on the heat transfer tube. 図３−２は、伝熱管へ設ける基準マークの一例を示す図である。FIG. 3-2 is a diagram illustrating an example of a reference mark provided on the heat transfer tube. 図３−３は、伝熱管へ設ける基準マークの一例を示す図である。FIG. 3-3 is a diagram illustrating an example of a reference mark provided on the heat transfer tube. 図４は、伝熱管へ設ける他の基準マークの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of another reference mark provided on the heat transfer tube. 図５−１は、屈折手段の構成例を示す図である。FIG. 5A is a diagram illustrating a configuration example of a refracting unit. 図５−２は、屈折手段の構成例を示す図である。FIG. 5B is a diagram of a configuration example of the refracting means. 図６は、信号処理装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the signal processing device. 図７は、排ガス処理設備の熱交換器の概略である。FIG. 7 is a schematic diagram of a heat exchanger of an exhaust gas treatment facility.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

本発明による実施例に係る伝熱管の検査装置及び方法について、図面を参照して説明する。図１は、伝熱管の検査装置の概略図である。
図１に示すように、伝熱管の検査装置１１は、熱交換器内に配置された複数の伝熱管４の減肉状態を検査する伝熱管の検査装置であって、前記伝熱管４に固定される支持部１４と、前記支持部１４に支持され、前記伝熱管４の基準位置を示す基準マーク５２（５２Ａ，５２Ｂ、５２Ｃ）を元にその前後左右のいずれか一箇所の伝熱管の表面形状を計測する変位センサ１２と、減肉がない状態における、前記基準マークを元に計測した前記伝熱管の基準表面形状を記憶する信号処理装置１６とを具備してなり、所定時間経過後に前記基準マーク５２を元に、前記変位センサ１２により表面形状を計測してなり、その計測した表面形状と、前記信号処理装置１６に記憶させた前記基準表面形状とを比較して、計測時点での前記伝熱管の減肉状態を求めるものである。 A heat transfer tube inspection apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a heat transfer tube inspection apparatus.
As shown in FIG. 1, a heat transfer tube inspection device 11 is a heat transfer tube inspection device that inspects a thinned state of a plurality of heat transfer tubes 4 arranged in a heat exchanger, and is fixed to the heat transfer tube 4. And the surface of the heat transfer tube at any one of the front, back, left and right of the heat transfer tube 4 based on the reference mark 52 (52A, 52B, 52C) indicating the reference position of the heat transfer tube 4 A displacement sensor 12 for measuring the shape, and a signal processing device 16 for storing a reference surface shape of the heat transfer tube measured based on the reference mark in a state where there is no thinning. Based on the reference mark 52, the surface shape is measured by the displacement sensor 12, and the measured surface shape is compared with the reference surface shape stored in the signal processing device 16. Reduce the thickness of the heat transfer tube It is intended Mel.

本実施例に係る伝熱管４の検査装置１１によれば、基準マーク５２を元に計測した前記伝熱管の基準表面形状を信号処理装置１６で記憶しておき、所定時間経過後に前記基準マーク５２を元に、前記変位センサ１２により表面形状を計測し、信号処理装置で記憶された前記基準表面形状と比較して、前記伝熱管４の減肉状態を求め、伝熱管４の減肉傾向を評価することが可能となる。   According to the inspection device 11 of the heat transfer tube 4 according to the present embodiment, the reference surface shape of the heat transfer tube measured based on the reference mark 52 is stored in the signal processing device 16, and the reference mark 52 is passed after a predetermined time has elapsed. Based on the above, the surface shape is measured by the displacement sensor 12, and compared with the reference surface shape stored in the signal processing device, the thinned state of the heat transfer tube 4 is obtained, and the thinning tendency of the heat transfer tube 4 is determined. It becomes possible to evaluate.

図７は、排ガス処理設備の熱交換器の概略である。
図７に示すように、排ガス８０が導入され、熱媒体８３と熱交換する熱交換器が設けられている。
熱交換器は、熱回収器８１と再加熱器８２とを熱媒体８３が循環するための熱媒体循環通路８４を有する。熱媒体８３は、熱媒体循環通路８４を介して熱回収器８１と再加熱器８２との間を循環している。熱回収器８１と再加熱器８２との各々の内部に伝熱管４が設けられている。この熱交換部である伝熱管４を介して、熱媒体８３をスチーム８７と熱交換部８６で熱交換することで、熱媒体８３の媒体温度を調整することができる。 FIG. 7 is a schematic diagram of a heat exchanger of an exhaust gas treatment facility.
As shown in FIG. 7, an exhaust gas 80 is introduced, and a heat exchanger that exchanges heat with the heat medium 83 is provided.
The heat exchanger has a heat medium circulation passage 84 through which the heat medium 83 circulates between the heat recovery unit 81 and the reheater 82. The heat medium 83 circulates between the heat recovery device 81 and the reheater 82 via the heat medium circulation passage 84. A heat transfer tube 4 is provided in each of the heat recovery device 81 and the reheater 82. The medium temperature of the heat medium 83 can be adjusted by exchanging heat of the heat medium 83 with the steam 87 and the heat exchange section 86 via the heat transfer tube 4 serving as the heat exchange section.

熱媒体８３は、熱媒体タンク８８から熱媒体循環通路８４に供給される。熱媒体８３は、熱媒体送給ポンプ８９により熱媒体循環通路８４内を循環させる。また、浄化ガス９１のガス温度に応じて調節弁Ｖ１によりスチーム８７の供給量を調整し、熱回収器８１から排出される排ガス８０のガス温度に応じて調節弁Ｖ２により再加熱器８２に送給される熱媒体８３を熱回収器８１に供給し、再加熱器８２に送給される熱媒体８３の供給量を調整する。なお、再加熱器８２から排出される浄化ガス９１は煙突９２から外部に排出される。   The heat medium 83 is supplied from the heat medium tank 88 to the heat medium circulation passage 84. The heat medium 83 is circulated in the heat medium circulation passage 84 by the heat medium feed pump 89. Further, the supply amount of the steam 87 is adjusted by the control valve V1 according to the gas temperature of the purified gas 91, and is sent to the reheater 82 by the control valve V2 according to the gas temperature of the exhaust gas 80 discharged from the heat recovery device 81. The supplied heat medium 83 is supplied to the heat recovery unit 81, and the supply amount of the heat medium 83 supplied to the reheater 82 is adjusted. The purified gas 91 discharged from the reheater 82 is discharged from the chimney 92 to the outside.

本実施例では、このような熱交換器内部の伝熱管４表面の減肉状態を検査装置１１により監視するようにしている。   In this embodiment, the inspection apparatus 11 monitors the thinning state of the surface of the heat transfer tube 4 inside the heat exchanger.

経年劣化を確認するために、伝熱管の検査装置を用いて、その経年変化を計測する際、同一位置にて確認する必要があるので、以下のように定点観測位置を基準マーク５２を元にして計測範囲を確定する。
図２−１〜図２−３、図３−１〜図３−３は、伝熱管への設ける基準マークの一例を示す図である。 In order to confirm aging deterioration, when measuring the secular change using a heat transfer tube inspection device, it is necessary to check at the same position, so the fixed point observation position is based on the reference mark 52 as follows. Confirm the measurement range.
FIGS. 2-1 to 2-3 and FIGS. 3-1 to 3-3 are diagrams illustrating examples of reference marks provided on the heat transfer tubes.

図２−１は、フィン４ａを有する伝熱管４を束ねるチューブサポート５１に設けた基準マーク５２Ａを示しており、基準マーク５２Ａでは、チューブサポート５１の表面に金属板を溶接により取付けている。
そして、この基準マーク５２Ａの左右に位置する伝熱管４の表面について変位センサ１２により計測するようにしている。 FIG. 2-1 shows a reference mark 52A provided on a tube support 51 for bundling the heat transfer tubes 4 having the fins 4a. In the reference mark 52A, a metal plate is attached to the surface of the tube support 51 by welding.
The surface of the heat transfer tube 4 positioned on the left and right of the reference mark 52A is measured by the displacement sensor 12.

図２−２は、フィン４ａを有する伝熱管４を束ねるチューブサポート５１に設けた基準マーク５２Ｂを示しており、基準マーク５２Ｂでは、チューブサポート５１の表面に凹部を設けている。   FIG. 2B shows a reference mark 52B provided on the tube support 51 for bundling the heat transfer tubes 4 having the fins 4a. The reference mark 52B has a recess on the surface of the tube support 51. FIG.

図２−３は、フィン４ａを有する伝熱管４を束ねるチューブサポート５１に設けた基準マーク５２Ｃを示しており、基準マーク５２Ｃでは、チューブサポート５１の表面に記号・文字（例えば文字「Ａ」）等を刻印している。   FIG. 2-3 shows a reference mark 52C provided on the tube support 51 for bundling the heat transfer tubes 4 having the fins 4a. In the reference mark 52C, a symbol / character (for example, the letter “A”) is formed on the surface of the tube support 51. Etc. are engraved.

本実施例のような計測によれば、当該チューブサポート５１は、伝熱管４とは異なり、製品の性能には直接関係のない部位であるので、大きくわかりやすくマーキングを実施することが可能となり、経時変化においてもマーキングが消滅するようなことがない。   According to the measurement as in the present embodiment, unlike the heat transfer tube 4, the tube support 51 is a part that is not directly related to the performance of the product. The marking does not disappear even with time.

そして、基準位置を示す基準マーク５２（５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ）を元にその前後左右のいずれか一つの伝熱管の表面形状を変位センサ１２で計測し、設置当初（新品時）の減肉がない状態における、前記基準マーク５２（５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ）を元に計測した前記伝熱管の基準表面形状を信号処理装置１６で記憶しておき、所定時間経過後に前記基準マーク５２を元に、前記変位センサ１２により表面形状を計測し、信号処理装置１６で記憶された前記基準表面形状と比較して、前記伝熱管の減肉状態を求めるようにしている。   Then, based on the reference mark 52 (52A, 52B, 52C) indicating the reference position, the surface shape of any one of the front, rear, left and right heat transfer tubes is measured by the displacement sensor 12, and thinning at the beginning of installation (when new) is performed. The reference surface shape of the heat transfer tube measured based on the reference mark 52 (52A, 52B, 52C) is stored in the signal processing device 16 in the absence of the reference mark 52, and based on the reference mark 52 after a predetermined time, The surface shape is measured by the displacement sensor 12 and compared with the reference surface shape stored in the signal processing device 16 so as to obtain the thinned state of the heat transfer tube.

これにより、基準マークを元に伝熱管の減肉傾向を評価することが可能となる。   Thereby, it becomes possible to evaluate the thinning tendency of the heat transfer tube based on the reference mark.

本実施例では、チューブサポート５１に対して基準マーク５２を設け、伝熱管４に直接記号等の基準マークを直接設けるものではないので、経時変化による計測箇所に腐食・摩耗による凹凸が発生していた場合でも、計測が可能となり、計測時間の短縮を図ることができる。
また、前回（新品時）に計測した位置に、検査装置１１を設置する基準が基準マークを元に行うので、前回の計測と位置がずれることなく計測が可能となる。この結果、前回との比較評価が容易となる。
なお、本実施例では、チューブサポートを例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、伝熱管４を束ねるものであれば、これに限定されるものではない。 In this embodiment, since the reference mark 52 is provided on the tube support 51 and the reference mark such as a symbol is not directly provided on the heat transfer tube 4, unevenness due to corrosion and wear occurs at the measurement location due to the change over time. Even in the case of measurement, measurement is possible and the measurement time can be shortened.
In addition, since the reference for installing the inspection apparatus 11 is performed based on the reference mark at the position measured last time (when new), measurement can be performed without deviation from the previous measurement. As a result, comparative evaluation with the previous time becomes easy.
In the present embodiment, the tube support has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is not limited to this as long as the heat transfer tubes 4 are bundled.

図３−１〜図３−３は、伝熱管４としてベアチューブの一例を示すが、フィン４ａが無い以外は、図２−１〜２−３の基準マークと同様である。   FIGS. 3-1 to 3-3 show an example of a bare tube as the heat transfer tube 4, but are the same as the reference marks of FIGS. 2-1 to 2-3 except that the fin 4a is not provided.

図４は、伝熱管へ設ける他の基準マークの一例を示す図である。
図４に示すように、伝熱管４のフィン４ａの一部を切り欠いた切り欠き部５３を形成し、これを基準マークとし、この基準マークである切り欠き部５３を元にその前後左右のいずれか一つの伝熱管の表面形状を変位センサ１２で計測するようにしている。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of another reference mark provided on the heat transfer tube.
As shown in FIG. 4, a notch 53 is formed by notching a part of the fin 4 a of the heat transfer tube 4, and this is used as a reference mark. The surface shape of any one of the heat transfer tubes is measured by the displacement sensor 12.

伝熱管としては、形状に限定されるものではなく、シェルアンドチューブ形式の熱交換器における伝熱管の減肉状態を検査することができる。   The heat transfer tube is not limited to the shape, and the thinned state of the heat transfer tube in the shell and tube type heat exchanger can be inspected.

本実施例では、伝熱管の減肉状態を検査するために、次に説明する検査装置を用いる。   In this embodiment, an inspection device described below is used to inspect the thinned state of the heat transfer tube.

次に図１を参照して、検査装置についてその内容を説明する。
図１に示すように、検査装置１１は、主として、伝熱管４に固定される支持部１４と、支持部１４により支持され、伝熱管４の表面形状を計測する変位センサ１２と、変位センサ１２からの計測信号を処理する信号処理装置１６（「記憶手段」及び「算出手段」に相当）とにより構成される。 Next, the contents of the inspection apparatus will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 11 mainly includes a support portion 14 fixed to the heat transfer tube 4, a displacement sensor 12 that is supported by the support portion 14 and measures the surface shape of the heat transfer tube 4, and the displacement sensor 12. And a signal processing device 16 (corresponding to “storage means” and “calculation means”) for processing the measurement signal from.

支持部１４は、変位センサ１２を支持することができる構成であれば、特に限定されず、例えば図１に示すように、伝熱管４に立設固定される４本の支柱２０と、一対の支柱２０との間に架設される梁２４（２４Ａ及び２４Ｂ）と、梁２４の間に架設されるレール２６とにより構成することができる。
この例では、梁２４（２４Ａ及び２４Ｂ）及びレール２６とにより形成される支持枠２８により変位センサ１２が直接的に支持され、この支持枠２８が支柱２０により支持されるようになっている。 The support unit 14 is not particularly limited as long as it can support the displacement sensor 12. For example, as shown in FIG. 1, the four support columns 20 that are erected and fixed to the heat transfer tube 4 and a pair of A beam 24 (24A and 24B) installed between the columns 20 and a rail 26 installed between the beams 24 can be used.
In this example, the displacement sensor 12 is directly supported by the support frame 28 formed by the beam 24 (24A and 24B) and the rail 26, and the support frame 28 is supported by the support column 20.

また、支柱２０の伝熱管４への取り付けは、任意の締結部材を用いて行ってもよいが、マグネット１８を支柱２０の端部に配置し、マグネット１８の磁力を利用して支柱２０を伝熱管４に取り付けることが好ましい。マグネット１８を用いることで、支持部１４の取り外しを容易に行うことができる。
この際、マグネット１８との取り付けを確実にするために、伝熱管４の周囲に鋼部材５５を巻装するようにしてもよい。 Further, the column 20 may be attached to the heat transfer tube 4 using any fastening member, but the magnet 18 is disposed at the end of the column 20 and the column 20 is transmitted using the magnetic force of the magnet 18. It is preferable to attach to the heat pipe 4. By using the magnet 18, the support portion 14 can be easily removed.
At this time, a steel member 55 may be wound around the heat transfer tube 4 in order to ensure attachment to the magnet 18.

なお、伝熱管４が鉛直軸方向（垂直方向）と直交する方向（水平方向）に配置されている状態のみならず、鉛直軸方向（垂直方向）に配置されている状態でも、マグネット１８を用いることで、検査装置１１を固定することができる。
なお、支柱２０の下端部に、伝熱管４の表面形状に沿って円弧に形成された座面を設けて、伝熱管４に取り付けるようにしてもよい。 Note that the magnet 18 is used not only in a state where the heat transfer tube 4 is disposed in a direction (horizontal direction) orthogonal to the vertical axis direction (vertical direction) but also in a state where the heat transfer tube 4 is disposed in the vertical axis direction (vertical direction). Thus, the inspection apparatus 11 can be fixed.
In addition, you may make it provide the seat surface formed in the circular arc along the surface shape of the heat exchanger tube 4 in the lower end part of the support | pillar 20, and attach to the heat exchanger tube 4. FIG.

支柱２０は、２本の伝熱管４に対して、伝熱管４の軸方向に沿って２箇所ずつ、正方形又は矩形の角部に位置するように固定される。   The support columns 20 are fixed to the two heat transfer tubes 4 so as to be located at two corners of the square or rectangle along the axial direction of the heat transfer tubes 4.

梁２４（２４Ａ及び２４Ｂ）は、支柱２０に対して上下位置を調整可能なようにねじ機構によって構成され、上下調整つまみ部２９を操作することで、スリット３０形成範囲内をＺ軸方向（矢印ａ方向）及びＸ軸方向（矢印ｂ方向）に移動可能に支持される。   The beam 24 (24A and 24B) is configured by a screw mechanism so that the vertical position can be adjusted with respect to the column 20, and by operating the vertical adjustment knob portion 29, the slit 30 is formed within the Z axis direction (arrow). a direction) and the X-axis direction (arrow b direction).

変位センサ１２は、伝熱管４の外表面形状を計測可能な構成であれば特に限定されず、例えば共焦点式、三角測距式、二次元三角測距式等の測定方式のものを用いることができる。
なかでも、二次元三角測距式の二次元レーザ変位センサは、測定対象物の軸方向位置に対する高さを瞬時に測定できる構成（二次元測定が可能な構成）となっているため、この二次元レーザ変位センサを伝熱管４の軸方向に沿って移動させながら、伝熱管４の表面形状の計測を行うことで、迅速に伝熱管４の検査を行うことができる。 The displacement sensor 12 is not particularly limited as long as the outer surface shape of the heat transfer tube 4 can be measured. For example, a confocal type, a triangulation type, a two-dimensional triangulation type or the like is used. Can do.
In particular, the two-dimensional triangulation type two-dimensional laser displacement sensor has a configuration capable of instantaneously measuring the height of the measurement object relative to the axial position (a configuration capable of two-dimensional measurement). By measuring the surface shape of the heat transfer tube 4 while moving the three-dimensional laser displacement sensor along the axial direction of the heat transfer tube 4, the heat transfer tube 4 can be inspected quickly.

以下変位サンサ１２として、二次元レーザ変位センサを用いる場合を例にして説明する。   Hereinafter, the case where a two-dimensional laser displacement sensor is used as the displacement sensor 12 will be described as an example.

変位センサ（二次元レーザ変位センサ）１２は、図１に示すように、レーザ光照射部３４及び受光素子（図示せず）を有するセンサヘッド３２と、センサヘッド３２をレール２６に沿って伝熱管４の軸方向（Ｙ軸方向）に移動させるモータ３３と、モータ３３の回転角度からセンサヘッド３２の移動距離信号を出力するエンコーダ３６とにより構成されている。   As shown in FIG. 1, the displacement sensor (two-dimensional laser displacement sensor) 12 includes a sensor head 32 having a laser beam irradiation unit 34 and a light receiving element (not shown), and the sensor head 32 along the rail 26. The motor 33 is configured to move in the four axial directions (Y-axis direction), and the encoder 36 outputs a movement distance signal of the sensor head 32 from the rotation angle of the motor 33.

レーザ光照射部３４は、図１に示すように、伝熱管４の径方向（Ｘ軸方向）に沿って帯状（スリット状）のレーザ光を伝熱管４に照射するようにしている。   As shown in FIG. 1, the laser beam irradiation unit 34 irradiates the heat transfer tube 4 with a belt-shaped (slit-shaped) laser beam along the radial direction (X-axis direction) of the heat transfer tube 4.

伝熱管４に照射された帯状のレーザ光は、伝熱管４の表面で反射し、センサヘッド３２の受光素子により測定され、伝熱管４の軸方向と直交する方向（径方向、Ｘ軸方向）に沿った伝熱管４の外表面形状が計測される。
センサヘッド３２をモータ３３により伝熱管４の軸方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させながら、センサヘッド３２による測定を繰る返すことで、伝熱管４の全長に亙って、伝熱管４の外表面形状を計測することができる。 The strip-shaped laser light irradiated on the heat transfer tube 4 is reflected by the surface of the heat transfer tube 4 and measured by the light receiving element of the sensor head 32 and is orthogonal to the axial direction of the heat transfer tube 4 (radial direction, X-axis direction). The outer surface shape of the heat transfer tube 4 is measured.
By repeating the measurement by the sensor head 32 while moving the sensor head 32 along the axial direction (Y-axis direction) of the heat transfer tube 4 by the motor 33, the heat transfer tube 4 is moved over the entire length of the heat transfer tube 4. The outer surface shape can be measured.

センサヘッド３２のＺ軸方向における位置は、上下調整つまみ部２９を用いて、センサヘッド３２と伝熱管４との距離がレーザ光照射部３４の焦点距離に応じて決まる測定可能範囲内に収まるように調節される。   The position of the sensor head 32 in the Z-axis direction is adjusted so that the distance between the sensor head 32 and the heat transfer tube 4 is within a measurable range determined according to the focal length of the laser beam irradiation unit 34 by using the vertical adjustment knob 29. Adjusted to.

上下調整つまみ部２９の回動だけでは、センサヘッド３２のＺ軸方向位置を測定可能範囲内に調節することができない場合には、レーザ光を屈折される屈折手段を用いるようにしてもよい。   If the position of the sensor head 32 in the Z-axis direction cannot be adjusted within the measurable range simply by turning the vertical adjustment knob 29, a refracting unit that refracts the laser beam may be used.

図５−１及び図５−２はレーザ光を屈折される屈折手段を示す図である。
図５−１は、屈折手段としてレーザ光３５を屈折させるプリズム４１を用いる例を示しており、図５−２は、屈折手段としてレーザ光３５を屈折（反射）させるミラー４３を用いる例を示している。
このように屈折手段４１、４３を用いてレーザ光３５を屈折させることで、上下調整つまみ部２９の回動だけではセンサヘッド３２のＺ方向位置を測定可能範囲内に調節することができない場合であっても、センサヘッド３２のＺ方向位置を適切に調節することができる。 FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating a refracting unit that refracts laser light.
FIG. 5A shows an example using the prism 41 that refracts the laser light 35 as the refracting means, and FIG. 5-2 shows an example using the mirror 43 that refracts (reflects) the laser light 35 as the refracting means. ing.
By refracting the laser beam 35 using the refracting means 41 and 43 as described above, the position of the sensor head 32 in the Z direction cannot be adjusted within the measurable range only by turning the vertical adjustment knob 29. Even if it exists, the Z direction position of the sensor head 32 can be adjusted appropriately.

図１に示す信号処理装置１６は、変位センサ１２のセンサヘッド３２及びエンコーダ３６に接続されており、センサヘッド３２及びエンコーダ３６からの信号を受け取って、伝熱管４の減肉量を算出する。   The signal processing device 16 shown in FIG. 1 is connected to the sensor head 32 and the encoder 36 of the displacement sensor 12, receives signals from the sensor head 32 and the encoder 36, and calculates the thickness reduction of the heat transfer tube 4.

図６は、信号処理装置１６の構成例を示すブロック図である。
図６に示すように信号処理装置１６は、主として変位サンサ１２の出力信号を受け取るコントローラ４０と、変位計測データを内部メモリに記憶するＰＣ（検査作業者のパソコン）４２と、基準表面形状が記憶された基準形状記憶部４６と減肉量を算出する減肉量算出部４８とにより構成される。 FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the signal processing device 16.
As shown in FIG. 6, the signal processing device 16 mainly includes a controller 40 that receives an output signal of the displacement sensor 12, a PC (inspector's personal computer) 42 that stores displacement measurement data in an internal memory, and a reference surface shape. The reference shape storage unit 46 and the thinning amount calculation unit 48 that calculates the thinning amount are configured.

信号処理装置１６では、コントローラ４０において、変位センサ１２から変位計測データを受け取り、ＰＣ４２の内部メモリに保存し、減肉量算出部４８において、基準形状記憶部４６に予め記憶させている基準形状データと重ね合わせて、両者の差分を求めることで減肉量を算出する。   In the signal processing device 16, the controller 40 receives the displacement measurement data from the displacement sensor 12, stores it in the internal memory of the PC 42, and the reference shape data stored in advance in the reference shape storage unit 46 in the thinning amount calculation unit 48. And the amount of thinning is calculated by obtaining the difference between the two.

基準形状記憶装置４６には、減肉がない状態における、基準マーク５２を含む伝熱管４の基準表面形状が記憶されている。
この基準表面形状は伝熱管４のそれぞれについて記憶されており、変位センサ１２により表面形状が計測された伝熱管４に対応する基準表面形状が基準形状記憶部４６から減肉量算出部４８に送られるようになっている。 The reference shape storage device 46 stores a reference surface shape of the heat transfer tube 4 including the reference mark 52 in a state where there is no thinning.
The reference surface shape is stored for each of the heat transfer tubes 4, and the reference surface shape corresponding to the heat transfer tube 4 whose surface shape is measured by the displacement sensor 12 is sent from the reference shape storage unit 46 to the thinning amount calculation unit 48. It is supposed to be.

また変位計測データは変位センサ１２の取り付け状態（位置や角度）に起因する誤差を含んでいることがあるため、図６に示すように、変位計測データの補正処理を行う補正部４４を設けることが好ましい。これにより変位センサ１２の取り付け状態によらず、伝熱管４の減肉量をより正確に算出することができる。   In addition, since the displacement measurement data may include an error due to the attachment state (position or angle) of the displacement sensor 12, a correction unit 44 that performs a correction process of the displacement measurement data is provided as shown in FIG. Is preferred. Thereby, the thinning amount of the heat transfer tube 4 can be calculated more accurately regardless of the attachment state of the displacement sensor 12.

本実施例では、計測の対象を熱交換器の伝熱管としているが、本発明はこれに限定されず、例えばボイラ設備等の蒸発管における減肉状態を監視するようにしてもよい。   In the present embodiment, the object of measurement is the heat transfer tube of the heat exchanger, but the present invention is not limited to this, and for example, a thinning state in an evaporation tube such as boiler equipment may be monitored.

４ 伝熱管
１１ 検査装置
１２ 変位センサ
１４ 支持部
１６ 信号処理装置
５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ 基準マーク 4 Heat Transfer Tube 11 Inspection Device 12 Displacement Sensor 14 Support Unit 16 Signal Processing Device 52, 52A, 52B, 52C Reference Mark

Claims (7)

熱交換器内に配置された複数の伝熱管の減肉状態を検査する伝熱管の検査装置であって、
前記伝熱管に固定される支持部と、
前記支持部に支持され、前記伝熱管の基準位置を示す基準マークを元にその前後左右のいずれか一箇所の伝熱管の表面形状を計測する変位センサと、
減肉がない状態における、前記基準マークを元に計測した前記伝熱管の基準表面形状を記憶する信号処理装置とを具備してなり、
所定時間経過後に前記基準マークを元に、前記変位センサにより表面形状を計測してなり、その計測した表面形状と、前記信号処理装置に記憶させた前記基準表面形状とを比較して、計測時点での前記伝熱管の減肉状態を求めることを特徴とする伝熱管の検査装置。 A heat transfer tube inspection device for inspecting a thinning state of a plurality of heat transfer tubes arranged in a heat exchanger,
A support portion fixed to the heat transfer tube;
A displacement sensor that is supported by the support and measures the surface shape of the heat transfer tube at any one of the front, rear, left, and right sides based on a reference mark indicating the reference position of the heat transfer tube;
A signal processing device for storing a reference surface shape of the heat transfer tube measured based on the reference mark in a state where there is no thinning;
The surface shape is measured by the displacement sensor based on the reference mark after elapse of a predetermined time, and the measured surface shape is compared with the reference surface shape stored in the signal processing device, and the measurement time point An inspection apparatus for a heat transfer tube, characterized in that a reduced thickness state of the heat transfer tube is obtained. 請求項１において、
基準マークが伝熱管を束ねるチューブサポートに設けられていることを特徴とする伝熱管の検査装置。 In claim 1,
A heat transfer tube inspection apparatus, wherein the reference mark is provided on a tube support for bundling the heat transfer tubes. 請求項２において、
基準マークが、チューブサポートに金属板を溶接してなることを特徴とする伝熱管の検査装置。 In claim 2,
A heat transfer tube inspection device, wherein the reference mark is formed by welding a metal plate to a tube support. 請求項２において、
基準マークが、チューブサポートに凹部を形成してなることを特徴とする伝熱管の検査装置。 In claim 2,
An inspection apparatus for a heat transfer tube, wherein the reference mark is formed by forming a recess in the tube support. 請求項２において、
基準マークが、チューブサポートに記号、文字を形成してなることを特徴とする伝熱管の検査装置。 In claim 2,
A heat transfer tube inspection device, wherein the reference mark is formed by forming a symbol or character on the tube support. 請求項１において、
基準マークが、伝熱管のフィンの一部を切り欠いてなることを特徴とする伝熱管の検査装置。 In claim 1,
A heat transfer tube inspection apparatus, wherein the reference mark is formed by cutting out a part of the fin of the heat transfer tube. 請求項１乃至６のいずれか一つの伝熱管の検査装置を用い、
伝熱管の基準位置を示す基準マークを元にその前後左右のいずれか一箇所の伝熱管の表面形状を変位センサで計測し、
減肉がない状態における、前記基準マークを元に計測した前記伝熱管の基準表面形状を予め信号処理装置に記憶させ、
次いで、所定時間経過後に前記基準マークを元に、前記変位センサにより表面形状を計測し、その計測した表面形状と、前記信号処理装置に記憶させた前記基準表面形状とを比較して、計測時点での前記伝熱管の減肉状態を求めることを特徴とする伝熱管の検査方法。
Using the heat transfer tube inspection device according to any one of claims 1 to 6,
Based on the reference mark indicating the reference position of the heat transfer tube, measure the surface shape of the heat transfer tube at any one of the front, rear, left and right with a displacement sensor,
In a state where there is no thinning, the reference surface shape of the heat transfer tube measured based on the reference mark is stored in advance in the signal processing device,
Then, after a predetermined time has elapsed, a surface shape is measured by the displacement sensor based on the reference mark, and the measured surface shape is compared with the reference surface shape stored in the signal processing device. A method for inspecting a heat transfer tube, characterized in that a reduced thickness state of the heat transfer tube is obtained.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106092029A (en) * 2016-07-28 2016-11-09 无锡乐华自动化科技有限公司 Can automatically be directed at the electric power tower steel pipe ovality detection device of location

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