保温材上から測定可能なパルス式渦流探傷装置を用いた減肉配管の肉厚測定
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カテゴリ: 第15回
保温材上から測定可能なパルス式過流探傷装置を用いた減肉配管の肉厚測定
Wall thickness measurement of thinning pipe by Pulsed Eddy Current Testing device through heat insulation
東京電カホールディングス株式会社吉田正志Masashi YoshidaMember
東京電カホールディングス株式会社田中良彦Yoshihiko Tanaka
Pulsed Eddy Current Testing (Pulsed ECT) has a potential to reduce costs and time for pipe wall thickness measurement because it can be applied from outside of heat insulation material. Artificial defects on pipe specimen and actual piping at a power plant were inspected by Pulsed ECT. Detected positions of artificial defects were coincided well with the actual positions. It was possible to map the wall thickness of the actual power plant piping without removing wire mesh on the surface and to identify remarkable thinning portion.
Keywords:
Pipe wall thinning, Online monitoring, Nondestructive inspection, Wall thickness measurement, Eddy current testing,
1 緒言
配管減肉による内部流体の漏えいを防止するためには、 肉厚検査が有効である。しかしながら、高温配管や、アクセスが難しい高所配管などでは発電設備が停止する期間、すなわち定期検査中に多くの肉厚検査を実施してお り、定期検査中の作業工数の増加要因となっている。また、保温材の着脱や、足場の組み立てなど、検査に付随する費用も発生する。そこで、運転中に保温材の上から 肉厚検査が可能なパルス式過流探傷装置（パルスECT) に注目し、減肉位置の検出精度と、肉厚管理への適用性について、検証を行った。
2 パルスECT の測定方法
パルスECT はEddyfi 社のLYFT を用いた。同装置は測定 体と ローブから されており、 ローブを配
管表面と平行に走査させることで肉厚を測定する（Fig.1)。測定時はパルス状の電流が ローブに印加される。 ロ
ーブ内にはコイルが巻かれており、電流が印加されると、
ローブ下方の配管が磁化される。一方、電流が停止すると、金属内の磁束密度は小さくなり、時間遅れを持っ て消滅する。金属の厚みにより消滅する時間は異なり、その時間差を元に肉厚値に換算している。測定では超音波厚さ測定時に必要な接触媒質や、表面の汚れの除去なども不要である。また、非磁性体であれば、測定への影響が小さいとされており、保温材の上からの測定も可能とされている。
連絡先： 吉田 正志、〒230-8510 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町4-1、東京電カホールディングス株式会社、E-mail: yoshida.ma@tepco.co.jp
Fig.1 Apperance of Pulsed Eddy Current device[1] and pipe wall thickness measurement
3 保温材上からの配管肉厚測定結果
機械加工により欠陥を付与した65A 配管を供試材とし、保温材の上からの検出性を確認した。Fig.2 に供試材の欠陥導入部の外観と測定結果に示す。欠陥は60mm x 40mm 程度のひし形で配管を貫通している。この配管にアルミ 膜で覆われたグラスウール製の22mm 厚さの保温材を巻
付 、その上から、欠陥 上を通るよ に、配管 方向に肉厚測定を実施した。
Fig.2 Pipe specimen with a defect and result of wall thickness measurement by Pulsed ECT
肉厚値は、最小3.2mm と され、表示 の変化により減肉箇所であることが容易に判別で る。また、その位置は、配管に付与した欠陥位置と一致した。
パルスECT は、 ローブ下の一定範囲内の配管の体積を肉厚値に換算している。このため今回の欠陥のよ に肉厚が急激に変化する場合には、周囲の健全部の厚みの影響を受 るため、肉厚値は0mm とならなかったと考えられる。
4 パルスECT と超音波厚さ測定の比較
炭素鋼配管に生じる腐食やエロージョンは、広がりを 持った減肉となることが多い。そこで広がりをもった人工欠陥を500A 配管で模擬し、パルスECT と超音波試験(UT)により肉厚測定を実施した。模擬欠陥とパルスECT 結果の一例をFig.3 に、測定結果をTable1 に示す。パルスECT は最大で33% UT とかい離しているが、残肉率54% でも十分な検出がで ており、実用性は高いと考えられる。なお、この差異については、校正方法・探傷範囲・
ローブの最適化や、測定治具の導入により、改善でると考えられる。
Fig.3 Appearance and wall thickness measurement result of a wide spread defect example
Table 1 Result of UT and Pulsed ECT
欠陥形状
残肉率
差異率
超音波
パルスECT
円状A 直径100mm
85
93
1 09
円状B 直径100mm
54
64
1 19
65
1 20
72
1 33
69
1 28
状 40mm
75
72
0 96
72
0 96
5 実機配管肉厚測定結果
内面がエロージョンにより広がりをもって減肉していると想定された500A 配管の外観と測定結果をFig.4 に示す。配管表面の 傷防止用の金 しに、肉厚測定を実施した。測定結果では、肉厚がマッピングされ、中央付近に表示 が変化した顕著な減肉部位が確認で る。超音波による肉厚測定では、外さなくては測定で ない金
しでも、パルスECT では減肉分 を することがで た。当該配管は、上流半分程度の内面にセラミックスのライニングが施されており、ライニングが途切れた中央やや下流側で減肉が進行していると思われる。
Fig.4 Appearance of actual plant piping with surface wire mesh and result of wall thickness measurement by Pulsed ECT
6 今後の展開
パルスECT により、減肉が顕著な部位が運転中に確認で れば、現在定期検査中に集中している肉厚検査の運転中への移行が可能となり、定期検査期間の短縮にもつながり る。また、 社で 発している ックス ライUTM などのオンラインモニタリング[2]を行 ことで、減肉速度を求めることにより、より精度の高い減肉管理 を行 ことが可能となる。
7 まとめ
・パルスECT を用い、保温材上から配管肉厚測定を実施し、実際の欠陥位置と最小肉厚の計測位置が一致した。
・発電所配管において、表面の金 を り外すことなく計測を行い、マッピング結果から、顕著な減肉部位を特定することがで た。
参考文献
Eddyfi 社 ホー ージ、https://www.eddyfi.com/lyft/
、 高 配管にお る配管減肉オンライモニタリグシステ の検証”、 日 保全学会第14回学術講演会要旨集、2017、 pp.483-484.