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技術 管径測定装置及び管径検査方法

出願人 三菱重工業株式会社
発明者 本田雅幹取違正明
出願日 2012年1月19日 (9年1ヶ月経過) 出願番号 2012-009424
公開日 2013年8月1日 (7年6ヶ月経過) 公開番号 2013-148477
状態 特許登録済
技術分野 機械的手段による測長計器 機械的手段の使用による測定装置
主要キーワード 外側湾曲面 内側湾曲面 陸用ボイラ 標準ゲージ クリープ破壊 固定接触 舶用ボイラ 測定ケーブル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年8月1日)のものです。
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図面 (9)

課題

複数の配管が狭い間隔で並列に設置されていても、配管の外径を正確に測定可能管径測定装置、及び、該管径測定装置を用いた管径検査方法を提供する。

解決手段

管径測定装置10は、支持部材30の一端側に設けられた第1ジョー部28と、支持部材30の他端側に設けられた第2ジョー部36と、第1ジョー部28と第2ジョー部36の間隔を測定するロータリエンコーダ66とを有する。第2ジョー部36は、支持部材30の他端から測定方向に突出するとともに、測定方向にて支持部材30の他端から離れるに連れて支持部材30の軸線から離れるように湾曲している湾曲部78と、湾曲部78に連なり測定対象の配管12の外周面に接触させられるべき第2接触部76とを有する。第1ジョー部28は、第2接触部76から測定方向に離間し、測定対象の配管12の外周面に接触させられるべき第1接触部69を有する。

概要

背景

陸用ボイラ舶用ボイラ及び化学プラント等で用いられる配管には、ボイラ伝熱管のように、高温高圧下で長時間使用されるものがある。
この種の配管は、クリープ損傷によって徐々に膨張する。クリープ損傷が進行するとクリープ破壊が起きる可能性があるため、クリープ損傷の進行の程度を把握することは重要である。クリープ損傷の進行の程度は、配管の膨張率に基づいて把握することができる。そこで、配管の膨張率を調査するために、配管の外径の測定が実施されている。
例えば、特許文献1が開示する管の外径及び肉厚測定装置デジタルノギスを有し、デジタルノギスを用いて、管の外径が測定される。

概要

複数の配管が狭い間隔で並列に設置されていても、配管の外径を正確に測定可能管径測定装置、及び、該管径測定装置を用いた管径検査方法を提供する。管径測定装置10は、支持部材30の一端側に設けられた第1ジョー部28と、支持部材30の他端側に設けられた第2ジョー部36と、第1ジョー部28と第2ジョー部36の間隔を測定するロータリエンコーダ66とを有する。第2ジョー部36は、支持部材30の他端から測定方向に突出するとともに、測定方向にて支持部材30の他端から離れるに連れて支持部材30の軸線から離れるように湾曲している湾曲部78と、湾曲部78に連なり測定対象の配管12の外周面に接触させられるべき第2接触部76とを有する。第1ジョー部28は、第2接触部76から測定方向に離間し、測定対象の配管12の外周面に接触させられるべき第1接触部69を有する。

目的

本発明は、上記した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、複数の配管が狭い間隔で並列に設置されていても、配管の外径を正確に測定可能な管径測定装置、及び、該管径測定装置を用いた管径検査方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

配管外径を測定するための管径測定装置であって、測定方向に延びる支持部材と、前記支持部材の一端側に設けられ、前記支持部材から前記測定方向と交差する方向に突出する第1ジョー部と、前記支持部材の他端側に設けられ、前記支持部材から前記測定方向と交差する方向に突出する第2ジョー部と、前記測定方向における前記第1ジョー部と前記第2ジョー部の間隔を測定する測定手段と、を備え、前記第2ジョー部は、前記支持部材の他端から前記測定方向に突出するとともに、前記測定方向にて前記支持部材の他端から離れるに連れて前記支持部材の軸線から離れるように湾曲している湾曲部と、前記湾曲部に連なり測定対象の配管の外周面に接触させられるべき第2接触部と、を有し、前記第1ジョー部は、前記第2接触部から前記測定方向に離間し、測定対象の配管の外周面に接触させられるべき第1接触部を有する、ことを特徴とする管径測定装置。

請求項2

前記第1接触部及び前記第2接触部は、測定対象の配管の長手方向に一致させられるべき方向にて、3mm以上15mm以下の厚さをそれぞれ有することを特徴とする請求項1に記載の管径測定装置。

請求項3

測定対象の配管とは反対側に位置する前記第1ジョー部の外面は、前記支持部材の軸線に近付くに連れて、前記測定方向にて前記第2ジョー部から離れるように湾曲している、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の管径測定装置。

請求項4

測定対象の配管と同じ側に位置する前記湾曲部の内面は、測定対象の配管の外周面の曲率半径よりも小の曲率半径を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の管径測定装置。

請求項5

前記測定手段は、前記第2ジョー部と前記第1ジョー部を連結する螺子と、前記螺子の回転量に基づいて前記間隔を測定するロータリエンコーダと、前記第1ジョー部、前記第2ジョー部及び前記支持部材とは別体に設けられ、前記ロータリエンコーダによって測定された結果を表示する表示部と、を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の管径測定装置。

請求項6

並列に設置された複数の配管の中から選択された測定対象の配管の外径を、請求項1乃至5の何れか一項に記載の管径測定装置を用いて測定する管径測定工程を備えることを特徴とする管径検査方法

請求項7

標準ゲージを用いて、並列に設置された複数の配管の中から、前記測定対象の配管として、膨出部を有する配管を選択するスクリーニング工程を更に備え、前記標準ゲージは、前記配管の外径を検査するための相互に離間した2つの基準面を有する、ことを特徴とする請求項6に記載の管径検査方法。

請求項8

前記スクリーニング工程において、前記基標面の間隔が相互に異なる複数の前記標準ゲージを用意し、前記基準面の間隔が相対的に小さい前記標準ゲージを用いて前記配管の外径を検査して、前記配管における膨出部を発見し、発見した前記配管の膨出部について、前記基準面の間隔が相対的に大きい前記標準ゲージを用いて更に外径を検査し、前記配管における最大の膨出部を発見する、ことを特徴とする請求項7に記載の管径検査方法。

請求項9

前記管径測定工程において、前記管径測定装置が前記測定対象の配管の周りで段階的に回転させられ、前記測定対象の配管の外径が複数の測定方向にて測定されることを特徴とする請求項6乃至8の何れか一項に記載の管径検査方法。

技術分野

0001

本発明は、配管外径を測定するための管径測定装置、及び、該管径測定装置を用いた管径検査方法に関する。

背景技術

0002

陸用ボイラ舶用ボイラ及び化学プラント等で用いられる配管には、ボイラ伝熱管のように、高温高圧下で長時間使用されるものがある。
この種の配管は、クリープ損傷によって徐々に膨張する。クリープ損傷が進行するとクリープ破壊が起きる可能性があるため、クリープ損傷の進行の程度を把握することは重要である。クリープ損傷の進行の程度は、配管の膨張率に基づいて把握することができる。そこで、配管の膨張率を調査するために、配管の外径の測定が実施されている。
例えば、特許文献1が開示する管の外径及び肉厚測定装置デジタルノギスを有し、デジタルノギスを用いて、管の外径が測定される。

先行技術

0003

特開平7−55455号公報

発明が解決しようとする課題

0004

例えば、ボイラにおいては、複数の伝熱管が狭い間隔で並列に設置されている。このため、伝熱管の外径を複数の測定方向にて測定しようとしても、デジタルノギスを伝熱管の周方向に回すことが出来ず、測定方向が制限されてしまうという問題がある。クリープ損傷の進行の程度を評価する場合、最も膨張している方向で配管の膨出部の外径を測定する必要があるが、測定方向が制限されると、最も膨張している方向で測定を行うことが出来ないことがある。そしてこの結果として、クリープ損傷の進行の程度を正確に評価出来なくなってしまうという問題がある。

0005

また、デジタルノギスを用いて伝熱管の外径を正確に測定するためには、測定方向を伝熱管の軸線に垂直な方向、則ち伝熱管の直径方向に正確に合わせる必要がある。しかしながら、デジタルノギスのジョーは薄いため、測定方向が直径方向からずれてしまい、正確な測定を行うことが困難であるという問題もある。
特に、伝熱管同士の狭い隙間にデジタルノギスを挿入して測定を行う場合、作業性が悪いことから測定方向がずれ易く、測定結果不正確になり易いという問題がある。

0006

更に、デジタルノギスのジョーは、伝熱管に比べて軟らかい材料からなり、測定を繰り返しているうちにジョーが摩耗又は変形してしまい、正確な測定が行えなくなるという問題がある。

0007

一方、伝熱管の数は多数にのぼるため、外径が大きくなっている膨出部の位置、特に、外径が最も大きくなっている膨出部(最大膨出部)の位置を短時間で確認する、スクリーニングと称される作業を行うのが望ましい。スクリーニングでは、ジョー同士の間隔が固定された状態で、伝熱管の軸線に沿ってデジタルノギスが移動させられる。
この場合、膨出部が有れば、膨出部にジョーが引っかかるので、これにより膨出部の位置を確認することができる。また、このスクリーニングによれば、ジョーの間隔を段階的に広げることで、膨出部の大凡の外径を確認することもでき、最大膨出部を発見することができる。

0008

しかしながら、このようなスクリーニングを行う場合、デジタルノギスの測定方向がずれると、膨出部が無くても、或いは、膨出部の外径がジョーの間隔より小さくても、ジョーが引っかかってしまう。つまり、測定方向がずれることで、基準となるべきジョーの間隔が見かけ上変わってしまうという問題がある。
また、このようなスクリーニングを行った場合、ジョーが短時間で摩耗し、ジョーの間隔が拡がってしまうので、膨出部の位置や大凡の外径を確認することが短時間で困難になる。つまり、基準となるジョーの間隔が現実として変わってしまうという問題がある。

0009

本発明は、上記した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、複数の配管が狭い間隔で並列に設置されていても、配管の外径を正確に測定可能な管径測定装置、及び、該管径測定装置を用いた管径検査方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

上記した目的を達成するために、本発明の一態様によれば、配管の外径を測定するための管径測定装置であって、測定方向に延びる支持部材と、前記支持部材の一端側に設けられ、前記支持部材から前記測定方向と交差する方向に突出する第1ジョー部と、前記支持部材の他端側に設けられ、前記支持部材から前記測定方向と交差する方向に突出する第2ジョー部と、前記測定方向における前記第1ジョー部と前記第2ジョー部の間隔を測定する測定手段と、を備え、前記第2ジョー部は、前記支持部材の他端から前記測定方向に突出するとともに、前記測定方向にて前記支持部材の他端から離れるに連れて前記支持部材の軸線から離れるように湾曲している湾曲部と、前記湾曲部に連なり測定対象の配管の外周面に接触させられるべき第2接触部と、を有し、前記第1ジョー部は、前記第2接触部から前記測定方向に離間し、測定対象の配管の外周面に接触させられるべき第1接触部を有する、ことを特徴とする管径測定装置が提供される。

0011

本発明の一態様の管径測定装置は、第2ジョー部が湾曲部を有する。測定対象の配管の隣に配管が存在する場合に、管径測定装置を配管の回りにて回転させても、第2ジョー部が湾曲部を有するので、第2ジョー部が隣の配管に衝突しない。このため、この管径測定装置によれば、配管の外径が所望の測定方向にて容易に測定される。

0012

好ましくは、前記第1接触部及び前記第2接触部は、測定対象の配管の長手方向に一致させられるべき方向にて、3mm以上15mm以下の厚さをそれぞれ有する。
この構成によれば、第2ジョー部の第2接触部及び第1ジョー部の第1接触部が、配管の長手方向に一致する方向にて3mm以上15mm以下の厚さを有する。このため、第1接触部及び第2接触部は、配管を挟んだときに、配管に対して長手方向に沿って線接触する。この結果として、この管径測定装置によれば、測定方向が配管の直径方向に正確に一致し、配管の外径が正確且つ容易に測定される。

0013

好ましくは、測定対象の配管とは反対側に位置する前記第1ジョー部の外面は、前記支持部材の軸線に近付くに連れて、前記測定方向にて前記第2ジョー部から離れるように湾曲している。
この構成によれば、第1ジョー部の外面が湾曲面によって構成されているので、測定対象の配管の隣に配管が存在する場合に、第1ジョー部が隣の配管に衝突しない。このため、この管径測定装置によれば、配管の外径が所望の測定方向にて容易に測定される。

0014

好ましくは、測定対象の配管と同じ側に位置する前記湾曲部の内面は、測定対象の配管の外周面の曲率半径よりも小の曲率半径を有する。
この構成によれば、湾曲部の内面の曲率半径が、配管の外周面の曲率半径よりも小さいので、湾曲部の内面と配管の外周面との間に隙間が確保される。このため、配管が膨張していても、湾曲部の内面に対して配管の外周面が接触することが防止され、外径の測定が正確に行われる。

0015

好ましくは、前記測定手段は、前記第1ジョー部と前記第2ジョー部を連結する螺子と、前記螺子の回転量に基づいて前記間隔を測定するロータリエンコーダと、前記第1ジョー部、前記第2ジョー部及び前記支持部材とは別体に設けられ、前記ロータリエンコーダによって測定された結果を表示する表示部と、を含む。
この構成によれば、表示部が、第1ジョー部、第2ジョー部及び支持部材と別体に設けられているので、作業者は、狭い場所で作業をしていても、表示部に表示された測定結果を容易に読み取ることができる。

0016

また、上記した目的を達成するために、本発明の一態様によれば、並列に設置された複数の配管の中から選択された測定対象の配管の外径を、上記管径測定装置を用いて測定する管径測定工程を備えることを特徴とする管径検査方法が提供される。
本発明の一態様の管径検査方法によれば、上記した管径測定装置を使用するため、配管の外径が正確且つ容易に測定される。

0017

好ましくは、管径検査方法は、標準ゲージを用いて、並列に設置された複数の配管の中から、前記測定対象の配管として、膨出部を有する配管を選択するスクリーニング工程を更に備え、前記標準ゲージは、前記配管の外径を検査するための相互に離間した2つの基準面を有する。
この構成によれば、標準ゲージを用いることによって、測定対象の配管が迅速に選択される。

0018

好ましくは、前記スクリーニング工程において、前記基標面の間隔が相互に異なる複数の前記標準ゲージを用意し、前記基準面の間隔が相対的に小さい前記標準ゲージを用いて前記配管の外径を検査して、前記配管における膨出部を発見し、発見した前記配管の膨出部について、前記基準面の間隔が相対的に大きい前記標準ゲージを用いて更に外径を検査し、前記配管における最大の膨出部を発見する。
この構成によれば、スクリーニング工程において、基準面の間隔が相対的に小さい標準ゲージを用いて膨出部を発見してから、基準面の間隔が相対的に大きい標準ゲージを用いて最大の膨出部を発見する。このように、間隔が小さい標準ゲージから使用することによって、最大の膨出部を効率的に発見することができる。

0019

好ましくは、前記管径測定工程において、前記管径測定装置が前記測定対象の配管の周りで段階的に回転させられ、前記測定対象の配管の外径が複数の測定方向にて測定される。
この構成によれば、配管の外径を複数の測定方向にて測定することで、最も膨張している方向での配管の外径を測定することができる。一方、この構成によれば、上述した管径測定装置を使用するため、隣に配管が存在しても、第2ジョー部が隣の配管に衝突せず、複数の測定方向にて配管の外径が正確且つ容易に測定される。

発明の効果

0020

本発明によれば、複数の配管が狭い間隔で並列に設置されていても、配管の外径を正確に測定可能な管径測定装置、及び、該管径測定装置を用いた管径検査方法が提供される。

図面の簡単な説明

0021

本発明の一実施形態に係る管径測定装置を、測定対象の配管とともに概略的に示す図である。
図1中の固定ブロック及び可動ブロックを概略的に示す斜視図である。
本発明の一実施形態に係る標準ゲージを概略的に示す平面図である。
図3の標準ゲージを概略的に示す斜視図である。
図1の管径測定装置を用いた管径測定工程を説明するための図である。
図1の管径測定装置を用いた管径測定工程を説明するための図である。
図1の管径測定装置を用いた管径測定工程を説明するための図である。
図1の管径測定装置を用いた管径測定工程を説明するための図である。

実施例

0022

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

0023

<管径測定装置>
図1は、一実施形態の管径測定装置10の概略的な構成を示す図である。測定対象の配管12の種類は特には限定されないが、配管12は、例えば、陸用ボイラ、舶用ボイラ又は化学プラント等で用いられる配管である。本実施形態では、配管12は、ボイラの伝熱管であり、伝熱管は高温・高圧下で使用される。

0024

管径測定装置10は、測定ユニット14と、測定ユニット14によって測定された結果を表示する表示ユニット16とからなる。表示ユニット16は、液晶表示部18を有し、液晶表示部18に測定された配管12の外径が表示される。測定ユニット14と表示ユニット16は、測定ケーブル20によって接続されている。作業者は、表示ユニット16を携帯しながら、測定ユニット14を用いて配管12の外径を測定することができる。なお、測定ユニット14と表示ユニット16は無線電気的に接続されていてもよい。

0025

測定ユニット14は、可動ブロック22及び固定ブロック24を有する。可動ブロック22は、固定ブロック24に対し、測定方向(スライド方向)にて相対変位可能である。
固定ブロック24は、例えば四角柱形状メインフレーム部26と、メインフレーム部26の一端に一体に連なる固定ジョー部(第1ジョー部)28とを有する。メインフレーム部26の一端側には、円柱形状の支持部材30が螺子32によって固定されている。支持部材30の軸線方向は測定方向に一致しており、支持部材30は、メインフレーム部26と直交する方向に延びている。
従って、固定ジョー部28は、支持部材30の一端(基端)側に固定され、支持部材30から測定方向と交差する方向に突出している。

0026

可動ブロック22は、測定方向に延びる連結部34と、連結部34の先端に一体に連なる可動ジョー部(第2ジョー部)36とからなる。連結部34には、測定方向に延びるガイド孔38が形成されており、ガイド孔38に支持部材30の他端(先端)側が滑動可能に挿入されている。
従って、可動ジョー部36は、連結部34を介して、支持部材30によって測定方向に移動可能に支持され、支持部材30から測定方向と交差する方向に突出している。

0027

測定ユニット14は、可動ブロック22の変位量を調整する変位量調整機構、及び、変位量を測定する変位量測定機構(測定手段)を更に有する。
変位量調整機構は、作業者によって回転させられるべき回転ノブ40を有する。回転ノブ40は、測定方向にて、固定ブロック24又は固定ジョー28部から可動ジョー部36とは反対側に向けて突出している。回転ノブ40はスピンドル42に同軸的に連結されている。スピンドル42は、メインフレーム部26の他端側を測定方向に貫通している。

0028

メインフレーム部26には、自身の長手方向に延びるスリット44が形成されており、スリット44を挟んで2つのラジアル軸受46,48が同軸上に取り付けられている。スピンドル42は、ラジアル軸受46,48を介して、メインフレーム部26によって回転可能に支持されている。ラジアル軸受46,48は、好ましくは、バックラッシュ防止機構を有するラジアルボールベアリングからなる。

0029

スリット44内を延びるスピンドル42の部分には、駆動歯車50が固定されている。駆動歯車50は、従動歯車52と噛み合わされている。従動歯車52は、スリット44内に駆動歯車50と並列に配置され、駆動螺子54の軸部56に固定されている。
軸部56は、スピンドル42と平行に延びており、従って、測定方向に延びている。軸部56は、メインフレーム部26の中間部を貫通しており、メインフレーム部26に同軸上に設けられた2つのラジアル軸受58,60を介して、メインフレーム部26によって回転可能に支持されている。ラジアル軸受58,60は、好ましくは、バックラッシュ防止機構を有するラジアルボールベアリングからなる。

0030

駆動螺子54の螺子部62は測定方向に延び、螺子部62の先端側は、第1ブロック22の連結部34に設けられた螺子孔64に螺子込まれている。好ましくは、駆動螺子54はボール螺子からなる。

0031

変位量調整機構によれば、回転ノブ40を回転させると、スピンドル42とともに駆動歯車50が回転する。駆動歯車50の回転によって、従動歯車52及び駆動螺子54が回転させられ、これに伴い、可動ブロック22が測定方向にて移動する。
好ましくは、回転ノブ40は、ラチェットストップ機構を内蔵している。ラチェットストップ機構を用いた場合、スピンドル42に作用するトルク所定値を超えると、回転ノブ40を回転させてもスピンドル42が回転せず、可動ブロック22が移動しない。

0032

変位量測定機構は、ロータリエンコーダ66を有し、ロータリエンコーダ66に接続された測定ケーブル20を介して、ロータリエンコーダ66の出力が表示ユニット16に入力される。ロータリエンコーダ66及び測定ケーブル20は、測定方向にて、固定ブロック24又は固定ジョー28部から可動ジョー部36とは反対側に向けて突出している。
ロータリエンコーダ66は、継手68を介して、駆動螺子54に連結されている。従って、駆動螺子54の回転量がロータリエンコーダ66に入力される。例えば、駆動螺子54のピッチは0.5mmであり、ロータリエンコーダ66は、1回転当たり500パルス出力する。この場合、測定ユニット14は、測定方向にて0.001mmの分解能を有する。

0033

<可動ブロック及び固定ブロック>
図2は、可動ブロック22及び固定ブロック24を概略的に示す斜視図である。図1及び図2を参照すると、固定ジョー部28は、先端に固定接触部(第1接触部)69を有し、固定接触部69は、測定対象の配管12側に固定接触面70を有する。固定接触面70は、測定方向に対し垂直な平坦面からなる。

0034

また、固定ジョー部28は、固定接触面70に連なる固定内側湾曲面72を有する。固定内側湾曲面72は、測定対象の配管12の外周面が固定接触面70に接触している状態で、配管12の外周面との間に隙間が確保されるような曲率で湾曲している。そのために好ましくは、固定内側湾曲面72の曲率半径は、配管12の外周面の曲率半径よりも小である。なお、固定内側湾曲面72の曲率中心は、固定接触面70に対し、測定対象の配管12と同じ側にあるが、測定対象の配管12の外周面の曲率中心よりも、固定内側湾曲面72側にある。

0035

更に、固定ジョー部28は、測定方向にて固定内側湾曲面72とは反対側に、固定外側湾曲面74を有する。測定対象の配管12と並列にて隣に別の配管があると仮定した場合に、固定外側湾曲面74は、隣の配管の外周面との間に隙間が確保されるような曲率で湾曲している。固定外側湾曲面74の曲率中心は、固定接触面70に対し、隣の配管と同じ側にある。
換言すれば、固定外側湾曲面74は、固定ジョー部28の突出方向にて支持部材30の軸線に近付くほど、測定方向にて可動ジョー部36から離れるように湾曲している。

0036

可動ブロック22の連結部34は、測定対象の配管12とは反対側に、連結部外側湾曲面75を有する。測定対象の配管12と並列にて隣に別の配管があると仮定した場合に、連結部外側湾曲面75は、隣の配管の外周面との間に隙間が確保されるような曲率で湾曲している。連結部外側湾曲面75の曲率中心は、支持部材30に対し、隣の配管と同じ側にある。

0037

一方、可動ジョー部36は、可動接触部(第2接触部)76と、可動接触部76に一体に連なる湾曲部78とからなる。湾曲部78は、可動接触部76と連結部34の間に位置し、可動接触部76と連結部34を一体に繋いでいる。
可動接触部76は、可動接触面80を有し、可動接触面80は、測定方向に対し垂直な平坦面からなる。測定の際、可動接触面80は、固定接触面70と共に、配管12を測定方向にて挟む。

0038

湾曲部78は、測定対象の配管12に沿うように湾曲している。則ち、湾曲部78は、支持部材30の先端から測定方向に突出し、測定方向にて支持部材30の先端から離れるにつれて、支持部材30の軸線から離れるように湾曲している。そして、湾曲部78の先端に可動接触部76が連なっている。
湾曲部78は、可動内側湾曲面82及び可動外側湾曲面84を有する。可動内側湾曲面82は、可動接触面80に連なっている。可動内側湾曲面82は、測定対象の配管12の外周面が可動接触面80に接触している状態で、配管12の外周面との間に隙間が確保されるような曲率で湾曲している。

0039

そのために、可動内側湾曲面82の曲率半径は、配管12の外周面の曲率半径よりも小である。なお、可動内側湾曲面82の曲率中心は、可動接触面80に対し、測定対象の配管12と同じ側にあるが、測定対象の配管12の外周面の曲率中心よりも、可動内側湾曲面82側にある。
可動外側湾曲面84は、可動内側湾曲面82に沿うように湾曲しており、可動外側湾曲面84の曲率中心は、可動接触面80に対し、可動内側湾曲面82の曲率中心と同じ側にある。

0040

好ましくは、測定対象の配管12の軸線方向に一致させられるべき方向での固定接触面70及び可動接触面80の厚さT1は、3mm以上15mm以下である。

0041

また好ましくは、可動ブロック22及び固定ブロック24は、60以上65以下のロックウェル硬さ(HRC)を有し、或いは、697以上832以下のビッカース硬さ(HV)を有する。そのために、好ましくは、可動ブロック22及び固定ブロック24は、焼き入れされた合金工具からなる。
本実施形態では、可動ブロック22及び固定ブロック24は、焼き入れされたSKD11からなり、61.5のロックウェル硬さ(HRC)及び740のビッカース硬さ(HV)を有する。

0042

<標準ゲージ>
以下、図3及び図4を参照して、標準ゲージ100について説明する。図3及び図4は、それぞれ標準ゲージ100の概略的な平面図及び斜視図である。
管径測定装置10は、測定対象の配管12の外径を正確に測定する用途に適している。標準ゲージ100は、検査対象として多数の配管12が存在する場合に、外径を正確に測定すべき配管12の部位を選択する用途(スクリーニング)に好適である。外径を正確に測定すべき配管12の部位とは、膨張している部分であり、なかでも、最も膨張している部分である。

0043

標準ゲージ100は、略U字形状を有し、測定方向に相互に離間した2つの基準面102,104を有する。基準面102,104は、測定方向に対し垂直な平坦面からなる。スクリーニングには、複数の標準ゲージ100が用いられる。測定方向での基準面102,104の間隔dは、標準ゲージ100毎に異なる。例えば、0.1mmステップで異なる間隔dを有する標準ゲージ100が用意される。

0044

好ましくは、測定対象の配管12の軸線方向に一致させられるべき方向での基準面102,104の厚さT2は、3mm以上15mm以下である。
また好ましくは、標準ゲージ100は、60以上65以下のロックウェル硬さ(HRC)を有し、或いは、697以上832以下のビッカース硬さ(HV)を有する。そのために、好ましくは、標準ゲージ100は焼き入れされた合金工具綱からなる。

0045

<管径検査方法>
以下、標準ゲージ100及び管径測定装置10を用いた配管の外径の検査方法(管径検査方法)について説明する。この検査方法は、スクリーニング工程及び管径測定工程を有する。

0046

<スクリーニング工程>
スクリーニング工程は、標準ゲージ100を用いて行われる。検査対象の配管12の仕様上の直径が40mmであれば、まず、間隔dが40.1mmの標準ゲージ100が用いられる。スクリーニング工程では、基準面102,104で配管12を挟んだ状態で、標準ゲージ100を配管12の長手方向に移動させることによって、配管12の膨張部を探す。また、基準面102,104で配管12を挟んだ状態で、標準ゲージ100を配管12の周方向に回転させることで、膨張方向を探す。標準ゲージ100の移動又は回転が妨げられることによって膨張部又は膨張方向が発見される。

0047

膨張部が発見された場合、より大きな間隔dを有する標準ゲージ100を用いて、更に外径を検査し、膨張量が最大の膨張部を確認する。そして、膨張量が所定量以上の膨張部、或いは、最大の膨張部について、管径測定工程を行う。

0048

<管径測定工程>
管径測定工程では、スクリーニング工程にて、複数の配管12のうちから選択された配管12の外径が、管径測定装置10を用いて測定される。
複数の配管12は、例えば、ボイラの伝熱管であり、図5に示したように、ヘッダ管106に対して、互いに並列に接続されている。
管径測定装置10による外径の測定は、好ましくは、図5乃至図8に示したように45度間隔で4つの測定方向について行われる。なお、管径測定装置10は、配管12の外径を全方向にて測定可能である。管径測定装置10は、例えば、配管12同士の間隔が9.5mmでも、全方向にて測定を行うことが出来る。

0049

上述した一実施形態の管径測定装置10では、可動ジョー部36が湾曲部78を有する。測定対象の配管12の隣に配管12が存在する場合に、管径測定装置10を配管12の回りにて回転させても、可動ジョー部36が湾曲部78を有するので、可動ジョー部36が隣の配管12に衝突しない。このため、この管径測定装置10によれば、配管12の外径が所望の測定方向にて容易に測定される。

0050

上述した一実施形態の管径測定装置10では、好ましい態様として、可動ジョー部36の可動接触面80及び固定ジョー部28の固定接触面70が、配管12の長手方向に一致する方向にて3mm以上15mm以下の厚さを有する。このため、可動接触面80及び固定接触面70は、配管12を挟んだときに、配管12に対して長手方向に沿って線接触する。この結果として、この管径測定装置10によれば、測定方向が配管12の直径方向に正確に一致し、配管12の外径が正確且つ容易に測定される。

0051

上述した一実施形態の管径測定装置10では、好ましい態様として、固定ジョー部28の外面が固定外側湾曲面74によって構成されている。この構成によれば、測定対象の配管12の隣に配管12が存在する場合に、固定ジョー部28が隣の配管12に衝突しない。このため、この管径測定装置10によれば、配管12の外径が所望の測定方向にて容易に測定される。

0052

上述した一実施形態の管径測定装置10では、好ましい態様として、湾曲部78の内面を構成する可動内側湾曲面82の曲率半径が、配管12の外周面の曲率半径よりも小さい。この構成によれば、可動内側湾曲面82と配管12の外周面との間に隙間が確保される。このため、配管12が膨張していても、可動内側湾曲面82に対して配管12の外周面が接触することが防止され、外径の測定が正確に行われる。

0053

上述した一実施形態の管径測定装置10では、好ましい態様として、固定接触部69及び可動接触部76が、それぞれ所定の硬さを有する材料からなる。この構成によれば、固定接触部69及び可動接触部76の変形及び摩耗が防止され、外径の測定が長期に渡り正確に行われる。

0054

上述した一実施形態の管径測定装置10では、好ましい態様として、表示ユニット16が、測定ユニット14と別体に設けられている。すなわち、表示ユニット16が、可動ブロック22、固定ブロック24、及び、支持部材30と別体に設けられている。このため、作業員は、狭い場所で作業をしていても、表示ユニット16に表示された測定結果を容易に読み取ることができる。

0055

また、上述した一実施形態の管径検査方法によれば、管径測定装置10を使用するため、配管12の外径が正確且つ容易に測定される。
上述した一実施形態の管径検査方法では、好ましい態様として、標準ゲージ100を用いることによって、測定対象の配管12が迅速に選択される。
更に、上述した一実施形態の管径検査方法では、好ましい態様として、スクリーニング工程において、基準面の間隔dが相対的に小さい標準ゲージ100を用いて膨出部を発見してから、基準面の間隔dが相対的に大きい標準ゲージ100を用いて最大の膨出部を発見する。このように、間隔dが小さい標準ゲージ100から使用することによって、最大の膨出部を効率的に発見することができる。

0056

上述した一実施形態の管径検査方法では、好ましい態様として、配管12の外径を複数の測定方向にて測定することで、最も膨張している方向での配管12の外径を測定することができる。一方、この構成によれば、上述した管径測定装置10を使用するため、隣に配管12が存在しても、可動ジョー部36が隣の配管12に衝突せず、複数の測定方向にて配管12の外径が正確且つ容易に測定される。

0057

本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、管径測定装置10では、固定ジョー部(第1ジョー部)28が支持部材30に対して固定され、可動ジョー部(第2ジョー部)36が支持部材30に移動可能に支持されていたが、第2ジョー部が支持部材に対して固定され、第1ジョー部が支持部材によって移動可能に支持されていてもよい。

0058

10管径測定装置
12配管
28固定ジョー部(第1ジョー部)
30支持部材
34 連結部
36可動ジョー部(第2ジョー部)
40回転ノブ
42スピンドル
50駆動歯車
52従動歯車
54 駆動螺子
66ロータリエンコーダ
68継手
69固定接触部(第1接触部)
70 固定接触面
76可動接触部(第2接触部)
78湾曲部
80 可動接触面

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