JPH0695016B2 - 管内面の腐食診断法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はＸ線透過写真法による稼動中の鋼管内面の腐
食診断法、特に腐食検出処理の迅速化に関するものであ
る。

［従来の技術］ 地上あるいは水中に設置された管内面の腐食状況を稼動
しながら調査する方法としては、超音波を利用して管の
肉厚を測定する超音波探傷法やＸ線透過により撮影した
Ｘ線フイルムから腐食の状態を検出する方法等が使用さ
れている。

超音波探傷方によると、肉厚を0.1mmの精度まで測定す
ることができる。また、Ｘ線透過法によると測定精度が
超音波探傷法より落ちるが、充分に腐食の状況を調査す
ることができ、かつ、Ｘ線透過法によると腐食の状態を
Ｘ線フイルムによりで簡単に確認することができるとと
もに、測定した資料の保存性等が良いため、地上のみな
らず海中等水中の管の腐食調査にＸ線透過法が使用され
ている。

このＸ線フイルムを用いる撮影法では、照射するＸ線に
垂直な２次元像しか得られないため、Ｘ線フイルムに形
成された像の濃度分布を調べ、この像の濃度分布から腐
食の深さ分布を求めて表示し、腐食の状況をより確実に
調査する方法が採用されている。

従来、この像の濃度分布から腐食の深さ分布を求めて腐
食の状況を調査するときには、あらかじめ調査する管と
同じ径、厚さの管に標準凹みを作り、調査する現場と同
様な状態でシミュレーション実験を行ない比較用のＸ線
フイルムに標準凹みの像を形成し、このＸ線フイルムの
濃度に対する残厚推定データを求めておく。そして調査
する管を撮影したＸ線フイルムの濃度とシミュレーショ
ン実験で得たＸ線フイルムの濃度とを比較して腐食の分
布と推定残厚を求め、ディスプレ表示したり、Ｘ−Ｙプ
ロッタ等で印刷している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の方法で、例えば海中に設置された管の腐食分
布を調査するときには、１回の調査でも必ず水中でシミ
ュレーション実験を行ない、事前にＸ線フイルムの濃度
と残厚推定データの特性を求める必要があり、調査毎に
１〜２週間程度の実験が必要になる。このため実際の調
査を行う前にかなりの時間と費用がかかるという短所が
あった。

また、腐食の分布を得るために、Ｘ−Ｙプロッタ上のＸ
線フイルムを１点ずつ濃度計で測定する必要があり、１
枚のＸ線フイルム（四切りサイズ）を読み取るのに２〜
３時間程度必要になり、読取時間が長くかかるという短
所もあった。

さらに、シミュレーション実験においてＸ線フイルムの
濃度と残厚推定データの特性や腐食分布を精度よく得る
ためには熟練を要し、専門家でないと解析することが出
来ないという短所もあった。

この発明はかかる短所を解決するためになされたもので
あり、シミュレーション実験なしで、かつ、専門家でな
くても短時間で腐食分布を得ることができる管内面の腐
食診断法を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る管内面の腐食診断法は、管の被検部近傍
に、深さが異なる複数の標準凹みを有するテストピース
を重ね合わせてＸ線を照射し、Ｘ線フイルムにＸ線透過
画像を形成し、 このＸ線透過画像をイメージセンサで読み取り、読み取
った画像のテストピースの凹み位置の濃度からその近傍
の濃度を差引いて標準凹み濃度を算出し、標準凹み濃度
と標準凹み深さとの回帰式を算出し、 被検部の無減厚位置の濃度分布より被検部の母材推定濃
度分布を回帰式により作成し、母材推定濃度分布から被
検部の測定濃度を差引き凹み濃度を算出し、 算出した凹み濃度を使用して上記標準凹み濃度と標準凹
み深さとの回帰式より被検部の凹み深さを算出し、算出
した凹み深さ分布を表示することを特徴とする。

また、被検部の凹み深さを凹み形状により補正すること
により、より精度よく凹み深さ分布を求めることができ
る。

［作用］ この発明においては、深さが異なる複数の標準凹みを有
するテストピースを管の被検部周囲に重ね合わせてＸ線
を照射し、Ｘ線フイルムにテストピースと被検部のＸ線
透過画像を形成する。このＸ線透過画像をイメージセン
サで読み取り画像処理手段に入力する。

画像処理手段は読み取った画像のテストピースの凹み位
置の濃度からその近傍の濃度を差引いて標準凹み濃度を
算出し、Ｘ線フイルムのフイルム面の位置により画像濃
度や写真コントラストが異なることにより生じる誤差を
修正する。

この標準凹み濃度と標準凹み深さとの回帰式を算出し、
被検部の設置状況に応じた画像濃度と凹み深さとの関係
を算出する。

また、画像処理手段は読み取った画像の被検部の無減厚
位置の濃度分布より被検部の母材推定濃度分布を回帰式
により作成し、Ｘ線透過画像のフイルム面の位置により
異なる画像濃度を補正する。

そして、母材推定濃度分布と被検部各部の濃度の差から
腐食による凹み濃度を算出し、この凹み濃度と上記標準
凹み濃度と標準凹み深さとの回帰式より被検部の凹み深
さを算出する。

また、同じ凹み深さでも、凹みの幾何学的寸法によりそ
の濃度が異なるため、算出した被検部の凹み深さを凹み
の形状により補正することにより、凹み深さ検知精度を
高めることができる。

［実施例］ 第１図，第２図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
調査する管のＸ線撮影を行なうときの配置図、第２図は
画像処理装置を示すブロック図である。

第１図に示すように、管１の腐食を調査するときは、管
１の被検部２にテストピース３を重ね合わせ、この被検
部２にＸ線装置４からＸ線を照射してＸ線フイルム５に
被検部２とテストピース３のＸ線透過画像を形成する。

テストピース３は管１と同じ材料で形成され、第３図に
示すように、試験視野部31の周囲に深さが異なる複数の
標準凹み32を有する。この標準凹み32の内部は管１の内
容物と同質の物質により充填されている。なお、第３図
において、標準凹み32内に記載した数字はそれぞれ凹み
深さを示す。この標準凹み32の深さはＸ線フイルム５に
Ｘ線透過画像を形成したときに、Ｘ線フイルム５の位置
により濃度やコントラストが異なるため、それを補正す
るために同じ深さの標準凹み32がそれぞれ中央部と周辺
部に設けられている。

このテストピース３と被検部２のＸ線透過画像を画像処
理装置に読込み処理する。画像処理装置は第２図に示す
ように、Ｘ線フイルム５に撮影されたＸ線透過画像を読
取る画像認識手段６と、入力手段7,画像処理手段8,表示
手段９及びプリンタ10を有する。

画像認識手段６は、例えば撮像管等のイメージセンサを
有し、Ｘ線透過画像を読取りデジタル化する。

画像処理手段８は標準凹み濃度算出部11と、特徴抽出部
12,母材濃度算出部13,凹み濃度算出部14,凹み深さ算出
部15,画像メモリ16及びテストピース登録記録部17とを
有する。

標準凹み濃度算出部11は、画像認識手段６から送られる
テストピース３の画像、あるいはテストピース登録記録
部17に格納されたテストピース３の画像を入力し、標準
凹み32の画像濃度からその近傍の画像濃度を差引いて標
準凹み濃度を算出する。

特徴抽出部12は算出した標準凹み濃度と入力手段７から
入力される標準凹み32の深さとの回帰式を算出し、管１
の設置状況に応じた画像濃度と凹み深さとの関係を得る 母材濃度算出部13は画像認識手段６から送られる被検部
２の画像から無減厚位置の濃度を抽出して被検部２の母
材推定濃度分布を回帰式により作成する。

凹み濃度算出部14は母材推定濃度分布と被検部２の各部
の濃度の差を求めて、腐食による凹み濃度を算出する。

凹み深さ算出部15は算出した凹み濃度と特徴抽出部12で
得た標準凹み濃度と標準凹み深さとの回帰式より被検部
２の凹み深さを算出する。

次に、この実施例により管１の腐食の状況を調査する場
合の動作を説明する。

管１の腐食を調査するときは、第１図に示すように、テ
ストピース３とＸ線フイルム５を管１の被検部２に重ね
合わせて設置し、Ｘ線装置４からＸ線を照射して、テス
トピース３と被検部２のＸ線透過画像をＸ線フイルム５
に形成する。このＸ線フイルム５のＸ線透過画像を画像
認識手段６の撮像管等のイメージセンサで読取り、画像
処理手段８でに送り画像処理する。このように、撮像管
等でＸ線透過画像を読取ることにより、瞬時にＸ線透過
画像を入力することができる。また、撮像管等では、濃
度計で読取った濃度と同程度の濃度で画像を読取ること
ができる。

Ｘ線透過画像を画像処理するときは、第４図のフローチ
ャートに示すように、まずテストピース登録記録部17に
格納されている登録済のテストピース３を使用するか否
かを判断し（ステップS1）、登録済のテストピース３を
使用するときは、ただちにテストピース登録記録部17か
ら登録済のテストピース３と画像認識手段６から被検部
の情報を読み込む（ステップS7）。

登録済のテストピース３を使用しないときは、Ｘ線透過
画像のテストピース３の標準凹み32部を標準凹み濃度算
出部11に読み込み格納し、同時に表示手段９に表示する
（ステップS2）。次に、入力手段７から各標準凹み32の
位置と外径を標準凹み濃度算出部11に入力し、かつ表示
手段７に標準凹み32の輪郭を描く（ステップS3）。その
後、入力手段７から各標準凹み32の深さを入力し特徴抽
出部12に格納する（ステップS4）。次に、表示手段７に
表示された各標準凹み32の近傍のテストピース母材濃度
測定位置を複数点入力手段７あるいは不図示のマウスに
より標準凹み濃度算出部11に入力する。（ステップS
5）。これらの操作を標準凹み32の全数に繰り返し行な
いその情報を登録する（ステップS6）。

次に、標準凹み32と被検部の情報を読込み（ステップS
7）、標準凹み32部の画像信号と標準凹み32の位置，大
きさ，テストピース母材濃度測定位置から標準凹み濃度
算出部11で標準凹み濃度を算出する（ステップS8）。す
なわち、Ｘ線フイルム５の濃度分布や写真コントラスト
が一様でないので、それによる誤差を小さくするため
に、各標準凹み32の画像濃度からテストピース母材濃度
測定位置の画像濃度を差引いて各標準凹み32の標準凹み
濃度を算出する。

この標準凹み濃度をそれぞれ特徴抽出部12に送り、先に
入力されている各標準凹み32の深さとから標準凹み濃度
と標準凹み深さとの回帰式を算出して、調査する管１の
周囲状況に応じた凹み濃度と凹み深さの相関関係を求め
る（ステップS9）。

次に、腐食等により凹みが生じている被検部２の位置を
確認し、入力手段７あるいはマウスにより凹みがない被
検部２の複数の位置を指定し母材濃度算出部13に入力す
る（ステップS10）。母材濃度算出部13は被検部２の画
像から指示された母材の位置の濃度を抽出して被検部２
の母材推定濃度分布を回帰式により作成し、Ｘ線透過画
像の中央部と端部の濃度差を補正する（ステップS1
1）。

この母材推定濃度分布が凹み濃度算出部14に送られ、凹
み濃度算出部14で母材推定濃度分布と被検部２の各部の
濃度の差を求めて、腐食による凹み濃度を算出して凹み
深さ算出部15に送る（ステップS12）。凹み深さ算出部1
5は送られた凹み濃度と、特徴抽出部12で得た標準凹み
濃度と標準凹み深さとの回帰式とにより被検部２の凹み
深さを算出する（ステップS13）。そして、凹みの幾何
学的寸法によっては、同じ深さの凹みでもＸ線透過画像
の濃度が異なる場合があるので、凹みの幾何学的寸法と
濃度との関係を実験により求めておき、凹み深さを補正
した後、凹みの深さに応じた凹み分布を作成し、画像メ
モリ16に格納するとともに、表示手段９に凹み分布をカ
ラー凹み分布図,3次元のプロフィール図として表示する
（ステップS14,S15）。これらの処理を被検部全体にわ
たって行なったのち、プリンタ10で印刷する（ステップ
S16）。

凹み深さを補正するときは、例えば、画像処理手段８に
形状補正部を設け、作成した凹み分布を表示手段９の画
面で確認しながら、凹み形状による補正を行なう範囲と
凹み径を形状補正部に指示し、次式で算出した係数Ｙを
凹み測定深さに乗算して、凹み深さを補正する。

Ｙ＝ｆ（Ｘ） ……（１） ここで、X;凹み径を変数とする数 このように、凹みの形状により凹み深さを補正すること
により、より精度よく凹み深さとその分布を得ることが
できる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、深さが異なる複数の標
準凹みを有するテストピースを管の被検部周囲に重ね合
わせてＸ線を照射し、Ｘ線フイルムにテストピースと被
検部のＸ線透過画像を形成し、このＸ線透過画像をイメ
ージセンサで読み取り画像処理手段に入力するようにし
たから、短時間でＸ線透過画像を画像処理手段に入力す
ることができる。

また、画像処理手段に入力された画像のテストピースの
標準凹みと標準凹み濃度の調査環境に応じた関係と腐食
等による凹み濃度とから被検部の凹み深さを算出し、凹
み分布を表示するようにしたから、内部にガス等の流体
がある活管の状態で、腐食等による凹みの状態を確実に
検知することができる。

さらに、Ｘ線フイルムの濃度の不均一を補正して、被検
部の凹み深さを算出するようにしたから、凹み深さの検
出精度を高めることができる。

また、シミュレーション実験なしで凹み深さを求めるこ
とができるから、地上あるいは水中に設置された管の腐
食調査を短時間で行なうことができるとともに、専門家
でなくても管の調査，診断を行なうことができる。

また、算出した被検部の凹み深さを凹みの形状により補
正することにより、凹み深さ検知精度をより高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図はこの発明の実施例を示し、第１図は調
査する管のＸ線撮影を行なうときの配置図、第２図は画
像処理装置を示すブロック図、第３図は上記実施例のテ
ストピースを示す正面図、第４図は上記実施例の動作を
示すフローチャトである。 １……管、２……被検部、３……テストピース、31……
試験視野部、32……標準凹み、４……Ｘ線装置、５……
Ｘ線フイルム、６……画像認識手段、７……入力手段、
８……画像処理手段、９……表示手段、10……プリン
タ、11……標準凹み濃度算出部、12……特徴抽出部、13
……母材濃度算出部、14……凹み濃度算出部、15……凹
み深さ算出部、16……画像メモリ、17……テストピース
登録記録部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管の被検部近傍に、深さが異なる複数の標
   準凹みを有するテストピースを重ね合わせてＸ線を照射
   し、Ｘ線フイルムにＸ線透過画像を形成し、 Ｘ線透過画像をイメージセンサで読み取り、 読み取った画像のテストピースの凹み位置の濃度からそ
   の近傍の濃度を差引いて標準凹み濃度を算出し、標準凹
   み濃度と標準凹み深さとの回帰式を算出し、 被検部の無減厚位置の濃度分布より被検部の母材推定濃
   度分布を回帰式により作成し、 母材推定濃度分布から被検部の測定濃度を差引き凹み濃
   度を算出し、 算出した凹み濃度を使用して上記標準凹み濃度と標準凹
   み深さとの回帰式より被検部の凹み深さを算出し、 算出した凹み深さ分布を表示することを特徴とする管内
   面の腐食診断法。
2. 【請求項２】被検部の凹み深さを凹み形状により補正す
   る請求項１記載の管内面の腐食診断法。