JP3748879B2 - 円筒タンク底板の板厚測定装置及びその方法 - Google Patents
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このような抜き取り定点位置での測定では、板厚の減少量が基準値以上となるような問題位置が検出されると、その位置を中心に半径300mmの範囲を30mm間隔でとった位置についてさらに測定を行い、問題位置付近のタンク底板の板厚減少状況を把握するようにしていた。
(1)超音波を用いたタンク底板の板厚測定では、塗膜部分と鋼板部分では音速が大きく異なるため、塗膜の上面から測定を行うと、実際の底板の厚さ、すなわち鋼板厚さの決定に非常に大きな測定誤差が発生し、タンク底板の腐食による鋼板厚さの減少状況を正確に判定することが困難であった。
(2)そのため、鋼板厚さの測定に際しては、塗膜部分を取り除いて鋼板部分だけの測定を行い、測定後に再塗装を行うという方法を採用していたが、測定に際してタンクの休止期間が長くなるという時間的問題と測定費用以外に塗膜除去と再塗装の費用が発生するという経済的問題が存在していた。
(3)さらに、定点位置での測定で著しい鋼板の板厚減少が検出されないと、実際に著しい減少が定点以外の部分に存在していても見過ごされてしまい、局所的な腐食による鋼板の板厚減少状況を検出することが不可能で、タンク底板の全体にわたった鋼板の板厚減少状況を把握することができないという問題があった。
(4)また、定点位置で著しい板厚減少が検出されると、この点を中心として再分割した新たな定点について再度測定を行うため、タンク底板の板厚測定を簡易にかつ迅速に行うことができないという問題が存在していた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、タンク底板の塗装を除去しないで、タンク底板の全体にわたる鋼板の板厚減少状況を把握することが可能な円筒タンク底板の板厚測定装置及びその方法を提供することを目的とする。
前記前部測定台車に幅方向に2列かつ千鳥状に並べて配置され、しかも前記前部測定台車にジンバル機構を介して取付けられた子台車と、
前記子台車のそれぞれに取付けられて前記タンク底板の厚さを測定する反射型の超音波探触子と、
前記超音波探触子に対応して前記子台車のフレームの前方又は後方のいずれか一方に取付けられ、前記タンク底板表面の塗膜厚さを測定する塗膜厚さ計と、
前記前部測定台車に取付けられ、該前部測定台車の走行距離を測定するロータリーエンコーダとを有する。
前記測定台車を前記タンク底板上を走行させて、前記超音波探触子の出力、前記塗膜厚さ計の出力及び前記ロータリーエンコーダの出力を入力とし、これらから、前記タンク底板の特定位置の塗膜の厚みを引いた実際の前記タンク底板の厚さを測定して、その位置と厚みの関係を画面上に色分け表示する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係る円筒タンク底板の板厚測定装置における測定部の側面図、図2は同円筒タンク底板の板厚測定装置の前部測定台車の正面図、図3は同円筒タンク底板の板厚測定装置の前部測定台車の側面図、図4は円筒タンク底板の板厚測定装置における各機器の関係を示す装置構成図である。
図1及び図4に示すように、本発明の一実施の形態に係る円筒タンク底板の板厚測定装置10は、測定部10a、測定制御・データ処理部10b、及び水供給部10cを有する。以下、これらについて詳細に説明する。
(1)測定部
図1〜図3に示すように、本発明の一実施の形態に係る円筒タンク底板の板厚測定装置10の測定部10aは、前部測定台車12、測定台車把手23が設けられた後部測定台車13を備えた測定台車11と自在式継手機構の一例であるジンバル機構14を介して前部測定台車12に取付けられた子台車15、及び測定台車車輪20aの回転と同期してロータリーエンコーダ車輪19が回転するように前部測定台車12に取付けられたロータリーエンコーダ18を有している。また、後部測定台車13には塗膜厚さ計制御装置24、表示器25が搭載され、子台車15には、子台車フレーム21に子台車車輪22が取付けられ、反射型の超音波探触子16、塗膜厚さ計17、及び水供給用分岐26が搭載されている。
また、測定台車11には図示していない測定開始・終了のスイッチが設けられており、このスイッチの信号が測定制御・データ処理部10bに伝えられて、測定の開始、終了が行われる。
また、測定台車11の走行距離を測定するロータリーエンコーダ18は、前部測定台車12の前面の端に、測定台車車輪20aの動きと同期してロータリーエンコーダ車輪19が回転するように、取付けられている。
なお、超音波探触子16の超音波パルスは、探触子の全面から発射されるが、測定に有効に使用できるものは、これより幅の狭い部分(有効ビーム幅)から発射される超音波である。したがって、子台車15の列において、各子台車15の中心間の距離Xは、超音波探触子16の有効ビーム幅の2倍以下となるようにする必要がある。
図4に示すように、測定制御・データ処理部10bは超音波探触子16の出力から厚さを計算する超音波厚さ計と、各測定用機器の動作制御ならびに超音波厚さ計、塗膜厚さ計17及びロータリーエンコーダ18の各出力から鋼板の板厚を計算し、タンク底板内の位置と鋼板の板厚の関係を画面表示するコンピュータを有している。
(3)水供給部
図4に示すように、水供給部は10c、水タンクとポンプ及び電磁弁を有している。電磁弁の開閉とポンプの起動・停止は、測定台車11に設けられた測定開始・終了のスイッチ信号が、測定制御・データ処理部10bのコンピュータに伝えられ、このコンピュータの指示に基づいて行われる。
超音波探触子16による板厚測定は、送信子から発射された超音波パルスが塗膜、鋼板、鋼板底面反射、鋼板、塗膜の順に伝搬し、受信子に到達するまでの時間を測定することにより行われるので、超音波探触子16で得られる板厚は、塗膜厚さと鋼板厚さの合わさった厚さとなる。一方、塗膜厚さ計17で測定される厚さは、塗膜厚さだけである。したがって、超音波探触子16で得られる板厚から、塗膜厚さ計17で測定される塗膜厚さを差し引くことで、タンク底板の塗装を除去することなく鋼板厚さ、すなわち実際のタンク底板の厚さが得られる。
また、後部測定台車13には、塗膜厚さ計制御装置24と測定値の表示器25が組み込まれているため、高さを例えば200mm程度としているが、前部測定台車12の高さは、例えば約100mmの高さにすることが可能である。このため、測定台車11から、前部測定台車12を分離又はオフセットして、前部測定台車12単独で測定を行うと、100mm程度の隙間の部分までの測定が可能となる。前部測定台車12単独で測定を行う場合、前部測定台車12の移動方法の一例として、前部測定台車12の前端にアイボルト等を設け、これに紐を取付けて牽引する方法が採用できる。
タンク底板の面内では、測定台車11の近接限界のため、当板等の障害物近辺には障害物を中心とした測定不能領域が必然的に発生する。この場合も、前部測定台車12を分離又はオフセットすることで、測定不能領域を縮小させることが可能となる。
測定データは、移動距離が例えば5mmとなるまでに読み込まれた全データの中から最小値を求めて、これを5mm移動区間の代表値としてコンピュータ内に記録するようにしている。
超音波厚さ計のパルス繰り返し周波数は500Hz〜2kHzとし、超音波探触子16からの1回の超音波パルスの送信と受信で測定される範囲は、25mm×3mmの範囲としている(25mmは超音波探触子16の移動方向と直角な有効ビーム幅、3mmは移動方向の有効ビーム幅)。したがって、測定台車11を500〜1000mm/秒の速度で移動させても移動方向の未探傷範囲は生じない。
(1)初期条件設定
タンク内径、アニュラ板の枚数、底板基本板のサイズを測定制御・データ処理部10bのコンピュータに入力する。
コンピュータは入力データに基づき、アニュラ板の作図と、底板全体を縦又は横に分割し、分割された領域の各々をさらに分割しながら底板板割図を作成する。分割された領域には、自動的に番号が付けられる。図5に内径15mの円筒タンク底板の板厚測定を行う場合に作成した底板板割図を示す。
(2)測定条件設定
底板板割図より測定を行う板の番号を選択し、選択した番号の板について測定時の原点、測定開始点及び測定方向を決定する。
イ)測定開始点の位置を原点からの変位で入力する。
ロ)測定開始位置に測定台車11の基準点を一致させて、測定開始スイッチを入れる。
ハ)測定台車11を500〜1000mm/秒の速度で測定方向に移動させる。測定台車11は、測定方向を示すように前もって設置しておいたレーザー発振器のレーザー光線の光軸と測定台車11の進行方向が一致するように移動させる。
ニ)測定台車11が板の終点に到達した時点で測定終了スイッチを入れる。
ホ)終点位置で、測定台車11を進行方向と垂直方向に、一定距離(測定有効幅)だけ移動させる。
なお、測定台車11の進行方向と垂直方向への移動は、垂直方向移動台車を使用した。垂直方向移動台車は、測定台車11を乗せて、測定台車11の進行方向と垂直方向に移動させる専用の台車である。
ヘ)イ)〜ホ)を繰り返して、選択した番号の板内全面を測定台車11が移動したとき、選択した番号の板の測定が終了する。
ト)底板板割図より次に測定を行う板の番号を選択し、イ)〜ヘ)を行う。
チ)底板板割図において、すべての板の板厚測定が終了したとき、タンク底板の板厚測定が終了したことになる。
測定中に、鋼板板厚の測定結果を、板厚程度に応じてリアルタイムに色分け表示し、板厚減少状況を画面に示すことができる。測定後では、底板板割図中に鋼板板厚の測定結果を板厚程度に応じて色分け表示し、任意の番号の板を選択して、板厚の色分け分布図と選択板内の任意位置での縦方向及び横方向の板厚断面の状態を画面表示できる。これらの画面表示内容は、カラープリンターにより出力できる。また、番号別に板の板厚平均値、板厚最小値、一定板厚以上の部分の面積の分布を表示、出力することが可能である。内径15mの円筒タンク底板の板厚測定において得られた板厚減少状況の一例として、設計鋼板厚さ10mmに対して、鋼板厚さ8mm未満の箇所の分布状況を図6に示す。また、タンク底板全体にわたって得られた、鋼板厚さと面積の関係を表1に示す。
Claims (6)
- 前部測定台車及び後部測定台車を備えタンク底板上を走行する測定台車と、
前記前部測定台車に幅方向に2列かつ千鳥状に並べて配置され、しかも前記前部測定台車にジンバル機構を介して取付けられた子台車と、
前記子台車のそれぞれに取付けられて前記タンク底板の厚さを測定する反射型の超音波探触子と、
前記超音波探触子に対応して前記子台車のフレームの前方又は後方のいずれか一方に取付けられ、前記タンク底板表面の塗膜厚さを測定する塗膜厚さ計と、
前記前部測定台車に取付けられ、該前部測定台車の走行距離を測定するロータリーエンコーダとを有することを特徴とする円筒タンク底板の板厚測定装置。 - 請求項1記載の円筒タンク底板の板厚測定装置において、前記反射型の超音波探触子は送信子と受信子の二振動子型探触子からなって、前記塗膜厚さ計は渦流型のセンサーからなっていることを特徴とする円筒タンク底板の板厚測定装置。
- 前部測定台車及び後部測定台車を備える測定台車と、前記前部測定台車に幅方向に2列かつ千鳥状に並べて配置され、しかも前記前部測定台車にジンバル機構を介して取付けられた子台車と、前記子台車のそれぞれに取付けられてタンク底板の厚さを測定する反射型の超音波探触子と、前記超音波探触子に対応して前記子台車のフレームの前方又は後方のいずれか一方に取付けられ、前記タンク底板表面の塗膜厚さを測定する塗膜厚さ計と、前記前部測定台車に取付けられ、該前部測定台車の走行距離を測定するロータリーエンコーダとを有した円筒タンク底板の板厚測定装置を用い、
前記測定台車を前記タンク底板上を走行させて、前記超音波探触子の出力、前記塗膜厚さ計の出力及び前記ロータリーエンコーダの出力を入力とし、これらから、前記タンク底板の特定位置の塗膜の厚みを引いた実際の前記タンク底板の厚さを測定して、その位置と厚みの関係を画面上に色分け表示することを特徴とする円筒タンク底板の板厚測定方法。 - 請求項3記載の円筒タンク底板の板厚測定方法において、前記タンク底板の厚さは、特定の移動距離毎に読み込まれた全データの中から最小値を求めて、その最小値を移動区間の代表値とすることを特徴とする円筒タンク底板の板厚測定方法。
- 請求項4記載の円筒タンク底板の板厚測定方法において、前記タンク底板の色分け表示は、前記タンク底板を縦又は横に分割した底板分割図中に前記タンク底板の厚さの測定結果を板厚に応じて色分けすることを特徴とする円筒タンク底板の板厚測定方法。
- 請求項3〜5のいずれか1項に記載の円筒タンク底板の板厚測定方法において、前記タンク底板の位置と厚みの関係は前記画面上にリアルタイムに色分け表示されることを特徴とする円筒タンク底板の板厚測定方法。
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