JP2001033428A - 検査ピグのセンサー保持機構及び検査ピグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 確実に円周溶接部の内面凸部、その他の障害
物を乗り越えられ、破損することがない検査ピグのセン
サー保持機構を提供する。 【解決手段】 ブラケット１１は、右側先端が、円周溶
接部の内面凸部１２のうち最大のものより内側にくるよ
うになっており、しかも、その外面側が、先端部から磁
気センサー６側に向かってなだらかに傾斜している。検
査中にブラケット１１が円周溶接部の内面凸部１２に当
たる場合には、必ずその傾斜部が当たる。そして当接し
た、ブラケット１１の外面と円周溶接部の内面凸部１２
とはスムースに摺動し、センサーホルダー６を後方に押
す力は大きくならない。また、センサーホルダー６を内
側に押す分力が発生し、この力により平行リンク機構９
が働いて、センサーホルダー６を内側へと移動させる。
このようにして、センサーホルダー６は、スムースに円
周溶接部の内面凸部１２を乗り越えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプライン等の
管内を走行し、管壁に存在する異常部の検出を行う検査
ピグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス管等の地中に埋設される配管には、
その腐食を防止するために電気防食装置等が設置されて
いるが、それでも長い間の使用期間中には、特にその外
面に孔食等の欠陥が発生することがあり、はなはだしい
場合には、管壁に孔が開く恐れがある。たとえ管壁に孔
が開いた場合でも、配管が地中に埋設されているため、
管内の圧力が低い場合には直ちにガス漏れ等の事故につ
ながる場合は少ないが、このような状態は好ましいもの
ではなく、孔食等の欠陥が小さく、孔が開くような状態
に至る前に発見し、その部分の配管を交換するようにす
ることが好ましい。この必要性は、管径が大きく、管内
の圧力が高い幹線配管においては特に高くなる。

【０００３】このような要請に応えるため、従来、種々
の方式によるパイプラインの欠陥検出方式が開発されて
きた。そのうちの代表的なものの一つは、外部に防食塗
覆層が施されたパイプラインの欠陥を検出するもので、
地中に埋設されたパイプラインの一部に電流を流し、防
食塗覆装が破れた部分から流出する漏洩電流に起因して
地上に発生する電位差の変化を検出することによって、
防食塗覆装の破損を検出するものである。しかしなが
ら、この方法は、防食塗覆層が施されたパイプラインに
しか適用することができず、かつ、測定に時間がかかる
という問題点を有している。

【０００４】パイプラインの欠陥検出方式として他の代
表的なものの一つは、通称検査ピグ（Inspection Pig）
と呼ばれる検査装置をパイプライン中に挿入し、パイプ
ライン中を走行させて、検査ピグに設けられたセンサー
によりパイプライン中の異常部を検出する方法である。
検査ピグを走行させる方式としては、検査距離が短い場
合はロープ等により牽引する方法が一般的であるが、検
査距離が長い場合は、液体や気体により後方から圧力を
加えて走行させる方式が用いられている。また、検査デ
ーターの採取方法も、検査距離が短い場合は、ケーブル
を介して外部に設けられたデーター採取装置に取り込む
方法が採用されているが、検査距離が長い場合（場合に
より数百Ｋｍに及ぶことがある）には、検査ピグ内に設
けられたデーター記録装置に、欠陥の検出された場所
と、その欠陥検出信号を記録し、検査ピグをパイプライ
ン外部に取り出してから、記録を再生してデーター処理
を行う方法が採用されている。

【０００５】欠陥の検出方式としては、漏洩磁束探傷法
（磁気探傷法）、渦流探傷法、超音波探傷法が代表的な
ものである。このうち、超音波探傷法は、パイプライン
内を満たしている媒体が液体である場合には、最も精密
な検査ができるが、装置が大掛かりなものとなるという
欠点を有し、かつ、パイプライン内を満たしている媒体
が気体である場合には、超音波を管壁内部に入れること
が困難であるので、管壁外面に発生した孔食等の検出す
ることはできない。

【０００６】また、渦流探傷法は、高周波の信号を利用
するため、管壁外面に発生した孔食等を検出するために
は、管壁を磁気飽和する程度に磁化する必要があり、か
つ、このようにしたとしても、検査できる管壁の厚さに
限界がある。その上、管壁材質の影響を受けやすく、か
つ信号処理にも複雑な回路を必要とするという問題点が
ある。

【０００７】このような点から、ガス管等の気体配管の
検査方法として最も適当と考えられているのが漏洩磁束
探傷法であり、既にいろいろな方式のものが実用化され
ている。このような漏洩磁束探傷法の原理を図３に示
す。図は、検査ピグに取りつけられた検出部を示すもの
であり、検査ピグには、このような検出部が、その外周
部に放射状に取りつけられており、断面円形の管壁全面
を検査可能とされている。

【０００８】パイプラインの被検査部を磁化する磁化器
２１には、２つの永久磁石２２が設けられており、これ
らはヨーク２３で結合されている。磁化器２１の先端部
にはワイヤブラシ２４が設けられており、このワイヤブ
ラシ２４の先端部がパイプライン中の管体２５と接触す
ることにより磁気回路が形成され、管体２５が磁化され
る。磁化器２１の先端部にワイヤブラシ２４を使用する
のは、磁化器２１が派生する磁束を、確実に管体２５中
に入れる磁路を形成するためである。

【０００９】磁化器２１の中央部分には、ホルダー（図
示せず）に保持された磁気センサー２６が、管体２５の
内壁に近接するように設けられている。管体２５は、磁
気飽和点近くまで磁化されているので、管体の内壁又は
外壁に欠陥部があると、その部分で磁束が管体部２５の
外部に漏洩する。この漏洩磁束を磁気センサー２６で検
出することにより、欠陥を検出する。

【００１０】図４に、従来用いられてきた漏洩磁束探傷
法を利用した検査ピグの検出部の概要図を示す。パイプ
ラインの被検査部を磁化する磁化器１には、２つの永久
磁石２が設けられており、これらはヨーク３で結合され
ている。磁化器１の先端部にはワイヤブラシ４が設けら
れており、このワイヤブラシ４の先端部がパイプライン
中の管体５と接触することにより磁気回路が形成され、
管体５が磁化される。センサーホルダー６には、磁気セ
ンサー７が、その支持部８に取り付けられている。ホル
ダー部８は平行リンク機構９により、磁化器１のヨーク
３に取り付けられた保持部１０に結合されており、平行
リンク機構９は、図示されない付勢機構（ばね等）によ
り、センサーホルダー６を管体５内面に近づけるように
付勢されている。

【００１１】磁気センサー７の、検査ピグの進行方向側
（以下前方と称する）にはブラケット１１が設けられ、
このブラケット１１の前方側（以下先端部と称する）は
凸状曲面とされている。このことにより、パイプライン
中に存在する円周溶接部の内面凸部１２やその他の障害
物がある場合は、ブラケット１１にそれらが当たった状
態でセンサーホルダー６を図の下向きに押す力が発生
し、平行リンク機構９が図の下側に移動することによっ
てセンサーホルダー６が管壁から離れ、円周溶接部の内
面凸部１２やその他の障害物を乗り越える。よって、磁
気センサー７が破損するのが防止される。ブラケット１
１は、また、磁気センサー７が直接円周溶接部の内面凸
部１２やその他の障害物に当たるのを防止している。な
お、１４は後方ブラケットであり、磁気センサー７の位
置を固定するためのものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示すようなブラケット１１の構造では、円周溶接部の内
面凸部１２やその他の障害物の大きさが小さい場合は、
ブラケット１１の先端部の傾斜面の作用により、それら
を乗り越えられるのであるが、これらが大きいと乗り越
えることができず、センサーホルダー６に後方向きの力
がかかって破損する恐れがある。センサーホルダー６が
破損すると、検査が途中で中断されるばかりでなく、パ
イプライン中に残された部品を回収するために、クリー
ニングピグと呼ばれるピグをパイプライン中に通す作業
が必要となり、多くの労力と費用が必要となる。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、確実に円周溶接部の内面凸部１２、その他の障
害物を乗り越えられ、破損することがない検査ピグのセ
ンサー保持機構及びこれを有する検査ピグを提供するこ
とを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、管内を走行して管壁に存在する異常部
分を検出する検査ピグにおけるセンサー保持機構であっ
て、(a)支持機構により、検査ピグ本体に、検査される
管体の半径方向に移動可能に支持されると共に、当該支
持機構が、センサー保持機構を管壁に近づける方向に付
勢されており、(b)センサー保持機構に設けられたセン
サーの、検査ピグの進行方向側には、センサー保護部材
が設けられ、(c)当該センサー保護部材は、管壁に面す
る外側面のうち最も外側となる部分から検査ピグの進行
方向側先端部に至るまでの間に、先端部に行くに従って
管壁から離れるような、なだらかな傾斜部が形成されて
おり、当該先端部は、センサーの位置が検査を行う位置
にあるとき、検査される管体の円周溶接部の内面凸部の
うち最大のものより内側に位置していることを特徴とす
る検査ピグのセンサー保持機構（請求項１）である。

【００１５】本手段においては、センサー保護部材の検
査ピグの進行方向（前方）先端部（先端部）は、センサ
ーの位置が検査を行う位置にあるとき、検査される管体
の円周溶接部の内面凸部のうち最大のものより内側に位
置しているので、検査中においては、円周溶接部の内面
凸部の先端は、必ずセンサー保護部の先端部と前記最も
外側となる部分との間に形成された傾斜部の中間に当た
ることになる。

【００１６】そして、この傾斜部は、先端部側に行くに
従って管壁から離れるようになだらかに傾斜しているの
で、センサー保護部の外面側のこの傾斜面が円周溶接部
の内面凸部と接触して、滑らかに摺動する。また、円周
溶接部の内側凸部がこの傾斜部に当たると、センサー保
持機構を管体の内側に押す分力が発生し、これにより、
センサー保持機構は、その支持機構の付勢力に逆らって
内側に移動し、円周溶接部の内側凸部を乗り越える。

【００１７】本手段（請求項１）において、「なだら
か」とは、以上の作用において、円周溶接部の内側凸部
にが接触して摺動する際、引っかかりが起こらないよう
な「なだらかさ」を意味し、傾斜部の形状は、直線状、
円弧状等、条件に応じて当業者が容易にその形状を選定
することができるが、この意味で凹凸や急激な曲率の変
化がないようにすることが好ましい。

【００１８】また、本手段においては、センサー保護部
材の管壁に面する外側面のうち最も外側となる部分がセ
ンサーの表面より管壁側にあるようにすることが好まし
い。このようにすれば、センサーと管壁が接触する前
に、保護部材と管壁とが接触するので、直接センサーと
管壁とが接触するのが防止される。なお、本手段（請求
項１に係る発明）が、測定状態において、センサー又は
保護部材が管壁に接触しているものに限定されないこと
は文言上明らかである。

【００１９】さらに、センサーの外面側にもセンサー保
護材を設け、この外面を、保護部材の、管壁に面する外
側面のうち最も外側となる部分と同一面となるようにし
ておくことにより、センサーが円周溶接部の内側凸部に
接触することや、ブラケットとセンサーの間の段差によ
り、円周溶接部の内側凸部を乗り越えるときの衝撃がセ
ンサーにかかるのを防止することができる。

【００２０】管内面の異常突起は、通常、円周溶接部の
内側凸部の最大のものよりはなだらかな形状をしている
ので、円周溶接部の内側凸部の最大高さのものを乗り越
えられるようにしておけば、管内面の異常突起も乗り越
えることができる。

【００２１】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、センサー保護部材の、管壁に
面する外側面のうち最も外側となる部分が、センサーに
近接していることを特徴とするもの（請求項２）であ
る。

【００２２】ここに、「センサーに近接している」と
は、センサーが剥き出しになっている場合はセンサーに
接していること、センサーが保護膜等で保護されている
場合は、その保護膜等に接していることをいう。本手段
によれば、センサー部とセンサー保護部材の間に段差が
無くなるので、障害物を乗り越えるときにこの段差によ
って生じる衝撃を無くすることができる。

【００２３】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段又は第２の手段を有してなる検査ピグ
（請求項３）である。

【００２４】本手段においては、センサーの保持機構と
して前記第１の手段又は第２の手段に係るものを使用し
ているので、検査中にセンサー保持機構が破損すること
が無く、検査を確実かつ安全に行うことができる。

【００２５】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第３の手段であって、センサー保持機構と磁化装置
が、検査ピグ本体の回りに、これらを支持する機構によ
って放射状に配置され、検査ピグの半径方向に移動可能
とされており、隣り合うセンサー保持機構と磁化装置
が、検査ピグ進行方向の前後にずらして配置されている
ことを特徴とするもの（請求項４）である。

【００２６】パイプラインの検査中においては、検査ピ
グがパイプラインのベンド部を通過することがあり、こ
の場合には、ベンド部の内側に当たるセンサー保持機構
が、ピグ本体側に押されて移動する。センサー保持機構
は、ピグ本体の周りに複数設けられているのが普通なの
で、このような場合には、センサー保持機構間の間隔が
狭まり、隣り合うセンサー保持機構同士がぶつかって破
損する恐れがある。本手段においては、隣り合うセンサ
ー保持機構が、検査ピグ進行方向の前後にずらして配置
されているので、このような危険性が回避される。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態であ
る検査ピグのセンサー保持機構の１例の概要を示す図で
ある。図１において、１は磁化器、２は永久磁石、３は
ヨーク、４はワイヤブラシ、５は管体（内表面を示
す）、６はセンサーホルダー、７は磁気センサー、８は
支持部、９は平行リンク機構、１０は保持部、１１はブ
ラケット、１２は円周溶接部の内面凸部、１３はセンサ
ーカバーである。

【００２８】パイプラインの被検査部を磁化する磁化器
１には、２つの永久磁石２が設けられており、これらは
ヨーク３で結合されている。磁化器１の先端部にはワイ
ヤブラシ４が設けられており、このワイヤブラシ４の先
端部がパイプライン中の管体５と接触することにより磁
気回路が形成され、管体５が磁化される。センサーホル
ダー６（センサー保持機構）には、磁気センサー７が、
その支持部８に取り付けられている。ホルダー部８は平
行リンク機構９（支持機構）により、磁化器１のヨーク
３に取り付けられた保持部１０に結合されており、平行
リンク機構９は、図示されない付勢機構（ばね等）によ
り、センサーホルダー６を管体５内面に近づけるように
付勢されている。

【００２９】磁気センサー７の、検査ピグの進行方向側
（以下前方と称する）にはブラケット１１（センサー保
護部材）が設けられ、このブラケット１１の前方側（以
下先端部と称する）は凸状曲面の傾斜面とされている。
このことにより、パイプライン中に存在する円周溶接部
の内面凸部１２やその他の障害物がある場合は、ブラケ
ット１１にそれらが当たった状態でセンサーホルダー６
を図の下向きに押す力が発生し、平行リンク機構９が図
の下側に移動することによってセンサーホルダーが管壁
から離れ、円周溶接部の内面凸部１２やその他の障害物
を乗り越える。よって、センサー７が破損するのが防止
される。ブラケット１１は、また、磁気センサー７が直
接円周溶接部の内面凸部１２やその他の障害物に当たる
のを防止している。

【００３０】以上の作用は、図４に示した従来例と同じ
である。本実施の形態においては、ブラケット１１の形
状が従来例と異なっている。すなわち、図１において、
ブラケット１１は、検査ピグの進行方向である右側先端
が、円周溶接部の内面凸部１２のうち最大のものより内
側（図では下側）にくるようになっており、しかも、そ
の外面側（図では上側）が、先端部から磁気センサー６
側に向かってなだらかに傾斜している（すなわち、図に
おいて単調な左上がり形状である）。また、ブラケット
１１が磁気センサー７に近接する部分においては、磁気
センサー７を包み込むように設けられている磁気センサ
ーカバー１３の外面と、ブラケット１１の外面が一致す
るようになっており、この部分でブラケット１１の外表
面が一番外側に位置している。

【００３１】このような構成となっているので、検査中
に検査ピグが進行する際、ブラケット１１が円周溶接部
の内面凸部１２に当たる場合には、必ずその傾斜部が当
たる。ブラケット１１の傾斜部は前述のように形成され
ているので、当接したブラケット１１の外面と円周溶接
部の内面凸部１２とはスムースに摺動し、センサーホル
ダー６を後方に押す力は大きくならない。また、センサ
ーホルダー６を内側に押す分力が発生し、この力により
平行リンク機構９が働いて、センサーホルダー６を内側
へと移動させる。このようにして、円周溶接部の内面凸
部１２と接触する部分はブラケット１１の外面に沿って
移動し、次いで、センサーカバー１３の外面に移動す
る。これにより、センサーホルダー６は、スムースに円
周溶接部の内面凸部１２を乗り越えられる。

【００３２】図２は、本発明の実施の形態である検査ピ
グのセンサー保持機構の他の例の概要を示す図である。
図２において、１４は後部ブラケットである。図２にお
ける実施の形態は、図１に示した実施の形態とは、ブラ
ケット１１の形状が異なること、センサーカバーが無
く、後部ブラケット１４が設けられていること以外は同
一であるので、同一の部分には同一の符号を付して、そ
の作動の説明を省略する。図２においては、ブラケット
１１は、その先端部が、円周溶接部の内面凸部１２のう
ち最大のものより内側（図では下側）にくるようになっ
ていることは、図１に示した実施の形態と同じである
が、その最も外側にくる部分が磁気センサー６から離れ
た部分にあり、この部分と先端部の間には、なだらかな
（図では単調な左上がりの）傾斜部が形成されている。

【００３３】このような形状のブラケット１３を用いて
も、測定時にセンサー６と管内壁との距離を保つことが
でき、かつ、センサーホルダー６が、円周溶接部の内面
凸部１２をスムースに乗り越えることができる。しか
し、円周溶接部通過の際、円周溶接部の内面凸部１２と
センサー６が接触することが避けられないので、図１に
示した実施の形態の方がより好ましい。また、この例に
おいては、センサー保護部材１３が磁気センサー６の外
面を覆っていない。磁気センサー６が衝撃や磨耗に対し
て十分な耐久力を有するものであればこのようなもので
もよく、場合によっては、ブラケット１３の最外面を、
磁気センサー６の外面と同一かやや低くしてもよい。し
かし、一般的には図１に示した実施の形態の方が好まし
い。

【００３４】以上の説明においては、円周溶接部の内面
凸部を乗り越える例について説明したが、異常部を乗り
越える場合においても、同様の作用が行われる。通常、
異常部における突起は円周溶接部の内面凸部よりも緩や
かなので、円周溶接部の内面凸部を乗り越えられるよう
に設計しておけば、これを乗り越えることは容易であ
る。

【００３５】なお、以上の説明においては、漏洩磁束探
傷法を例として説明したが、本発明が他の探傷方法にも
応用できることはいうまでもない。また、図１、図２に
おいては、測定中にブラケット１１を管壁に接触させて
磁気センサー７と管壁との距離（リフトオフ）を一定に
保っているが、本発明の範囲はこのようなものに限られ
ず、たとえば、平行リンク９に設けたストッパーによ
り、センサーホルダー６が最大に広がる（図では上方に
移動する）位置を決定することにより、（検査ピグの中
心が管体の中心にあると仮定して）リフトオフが一定に
保たれるようにしてもよい。

【００３６】周知のものであるので図示しないが、通常
の検査ピグには、以上説明したようなセンサーや磁化器
からなる検出部が、検査ピグ本体の回りに放射状に設け
られ、断面が円形状となっているパイプラインの管体全
域を検査できるようになっている。ところが、パイプラ
インにはベンド部があり、ベンド部を通過する場合に
は、その内側においてピグ本体と管壁との距離が小さく
なり、前記のような機構により、センサーホルダー６が
管壁とぶつかって平行リンク機構１１により内側に移動
すると共に、磁化器１も、図１、図２において図示され
ていない磁化器１を保持する平行リンク機構によって、
内側に移動する。すると、隣り合う磁化器１同士、セン
サーホルダー６同士の間隔が狭くなり、場合によっては
ぶつかり合って破損する恐れがある。

【００３７】よって、隣り合うセンサーホルダー６及び
磁化器１を、検査ピグ本体の進行方向の前後にずらして
配置することが好ましい。このようにすれば、ベンドを
通過する場合でも、隣り合うセンサーホルダー６及び磁
化器１がぶつかり合うことがなくなり、破損することを
防止できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係るものにおいては、円周溶接部等の障害物を乗
り越える際に、センサー保持機構が破損することがなく
なる。

【００３９】請求項２に係る発明においては、センサー
部とセンサー保護部材の間に段差が無くなるので、障害
物を乗り越えるときにこの段差によって生じる衝撃を無
くすることができる。

【００４０】請求項３に係る発明においては、検査中に
センサー保持機構が破損することが無く、検査を確実か
つ安全に行うことができる。

【００４１】請求項４に係る発明においては、ベンド部
を通過するとき、センサー保持機構や磁化装置同士の間
隔が狭り、隣り合うセンサー保持機構同士がぶつかって
破損する恐れが回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である検査ピグのセンサー
保持機構の１例の概要を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態である検査ピグのセンサー
保持機構の他の例の概要を示す図である。

【図３】漏洩磁束探傷法の原理を示す図である。

【図４】従来用いられてきた漏洩磁束探傷法を利用した
検査ピグの検出部を示す図である。

【符号の説明】

１…磁化器 ２…永久磁石 ３…ヨーク ４…ワイヤブラシ ５…管体（内表面を示す） ６…センサーホルダー ７…磁気センサー ８…支持部 ９…平行リンク機構 １０…保持部 １１…ブラケット １２…円周溶接部の内面凸部 １３…センサーカバー １４…後部ブラケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AB01 DB18 GA03 GA05 GA20 GJ08 2G053 AA11 AB21 AB22 BA12 BA30 DB05 DB09 DB16 DB20 DB27 3B116 AA13 AB51 BA02 BA24 BA37 CC05 CD41 3J071 AA02 BB11 CC19 EE38 FF01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管内を走行して管壁に存在する異常部分
   を検出する検査ピグにおけるセンサー保持機構であっ
   て、(a)支持機構により、検査ピグ本体に、検査される
   管体の半径方向に移動可能に支持されると共に、当該支
   持機構が、センサー保持機構を管壁に近づける方向にに
   付勢されており、(b)センサー保持機構に設けられたセ
   ンサーの、検査ピグの進行方向側には、センサー保護部
   材が設けられ、(c)当該センサー保護部材は、管壁に面
   する外側面のうち最も外側となる部分から検査ピグの進
   行方向側先端部に至るまでの間に、先端部に行くに従っ
   て管壁から離れるような、なだらかな傾斜部が形成され
   ており、当該先端部は、センサーの位置が検査を行う位
   置にあるとき、検査される管体の円周溶接部の内面凸部
   のうち最大のものより内側に位置していることを特徴と
   する検査ピグのセンサー保持機構。
2. 【請求項２】 センサー保護部材の、管壁に面する外側
   面のうち最も外側となる部分が、センサーに近接してい
   ることを特徴とする請求項１に記載の検査ピグのセンサ
   ー保持機構。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のセンサー
   保持機構を有してなる検査ピグ。
4. 【請求項４】 センサー保持機構と磁化装置が、検査ピ
   グ本体の回りに、これらを支持する機構によって放射状
   に配置され、検査ピグの半径方向に移動可能とされてお
   り、隣り合うセンサー保持機構と磁化装置が、検査ピグ
   進行方向の前後にずらして配置されていることを特徴と
   する請求項３に記載の検査ピグ。