JP5980885B2 - Outside diameter measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、外径計測装置に関する。 The present invention relates to an outer diameter measuring device.
例えば、火力発電所においてタービンを回転させるために設けられる発電用ボイラは、ボイラ給水を予熱する節炭器、ボイラのハウジングを形成しボイラ給水を飽和蒸気にする水冷壁、飽和蒸気を更に加熱して過熱蒸気にする過熱器、タービンからの蒸気を再加熱してタービンに再度供給する再熱器等を含んで構成されている。また、上記の過熱器や再熱器は、耐熱鋼(例えば低合金鋼)を成分とするボイラチューブで構成されている。しかし、ボイラチューブが設計基準を超えた高温状態で使用され続けると、クリープ損傷の進行に伴って、ボイラチューブの外周面が膨出するか或いはボイラチューブの肉厚が減肉する等の変形を生じる虞がある。そこで、ボイラチューブの劣化に起因する事故を未然に防止するために、ボイラチューブの劣化状態を定期的に点検し、上記の膨出や減肉等の傾向管理を行っている。例えば、ボイラチューブの点検を行う場合、発電用ボイラの内部に足場を設置し、作業者は、足場を伝わりながら、ボイラチューブの外周面の劣化状態を目視で点検し、更に、ボイラチューブの外径のうち任意の位置の外径(代表点)のみをノギスやゲージを用いて計測し、これらの結果を基にボイラチューブの膨出や減肉等の傾向管理を行っている(例えば特許文献1)。 For example, a boiler for power generation provided to rotate a turbine in a thermal power plant further comprises a economizer that preheats boiler feed water, a water cooling wall that forms a boiler housing and makes boiler feed water saturated steam, and further heats saturated steam. And a reheater that reheats the steam from the turbine and supplies it again to the turbine. Moreover, said superheater and reheater are comprised with the boiler tube which uses heat-resistant steel (for example, low alloy steel) as a component. However, if the boiler tube continues to be used at a high temperature exceeding the design standard, the outer surface of the boiler tube bulges or the wall thickness of the boiler tube decreases with the progress of creep damage. May occur. Therefore, in order to prevent an accident caused by the deterioration of the boiler tube, the deterioration state of the boiler tube is periodically inspected, and the trend management such as the above-described bulging and thinning is performed. For example, when inspecting a boiler tube, a scaffold is installed inside the power generation boiler, and the operator visually checks the deterioration state of the outer peripheral surface of the boiler tube while passing through the scaffold. Only the outer diameter (representative point) at any position of the diameter is measured using a caliper or gauge, and trend management such as bulging or thinning of the boiler tube is performed based on these results (for example, patent documents) 1).
しかし、ボイラチューブの点検を行う場合、足場が必要になるため、作業効率が低下する虞があった。また、ボイラチューブの外周面の劣化状態を目視で点検する場合、ボイラチューブに発生する膨出や減肉の僅かな変化を確認することが困難であるため、正確な傾向管理を行えなくなる虞があった。また、ボイラチューブの外径を計測する場合、ボイラチューブの外径のうち任意の位置の外径のみを計測するため、正確な傾向管理を行えなくなる虞があった。更に、ボイラチューブの外径を計測する場合、作業者が手作業で計測を行うため、ボイラチューブ1本あたりの作業時間が長くなることに伴って、発電用ボイラの缶右及び缶左の間に並設されている全てのボイラチューブの外径を計測することが困難になり、正確な傾向管理を行えなくなる虞があった。 However, when the boiler tube is inspected, a scaffold is required, which may reduce work efficiency. In addition, when visually inspecting the deterioration of the outer peripheral surface of the boiler tube, it is difficult to confirm slight changes in the bulging and thinning that occur in the boiler tube. there were. Moreover, when measuring the outer diameter of a boiler tube, since only the outer diameter of arbitrary positions is measured among the outer diameters of a boiler tube, there exists a possibility that exact tendency management cannot be performed. Furthermore, when measuring the outer diameter of the boiler tube, since the operator performs the measurement manually, the working time per boiler tube becomes longer. It becomes difficult to measure the outer diameter of all the boiler tubes arranged side by side, and there is a possibility that accurate trend management cannot be performed.
そこで、本発明は、比較的短時間でボイラチューブの外径を正確に計測する外径計測装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an outer diameter measuring device that accurately measures the outer diameter of a boiler tube in a relatively short time.
前述した課題を解決する主たる本発明は、合金鋼で形成される円筒形の配管の外径を計測する外径計測装置であって、前記配管の長手方向に沿って前記配管の外径を超える幅の第1レーザ光を発光し、前記配管の周面に隣接して配置される発光装置と、前記第1レーザ光を前記配管の断面の方向に沿って第2レーザ光として反射し、前記第2レーザ光の幅の両側が前記配管の外側を通過するように配置される第1ミラー装置と、前記第2レーザ光の幅の両側が前記配管の両側を通過した後の前記第2レーザ光を前記配管の長手方向に沿って第3レーザ光として反射し、前記第3レーザ光の進む方向が前記第1レーザ光の進む方向とは反対方向になるように配置される第2ミラー装置と、前記第3レーザ光を受光するように、前記発光装置が隣接する前記配管の周面とは反対側の周面に隣接して配置される受光装置と、前記受光装置の受光結果に基づいて前記配管の外径を計測できるように、前記発光装置、前記第1及び第2ミラー装置、前記受光装置が保持されるとともに前記配管の周囲に着脱自在に装着され、前記配管の同じ側の周面上を回転する複数の案内ローラを有し前記配管の長手方向に沿って案内する案内装置と、前記複数の案内ローラを前記配管の周面に押し当てるための押当棒と、中心が前記配管の周面に記された長手方向の中心線上に位置することを確認するための目印と、を有する保持装置と、を備える。 The main present invention for solving the above-mentioned problem is an outer diameter measuring device for measuring the outer diameter of a cylindrical pipe formed of alloy steel, and exceeds the outer diameter of the pipe along the longitudinal direction of the pipe. A first laser beam having a width, a light emitting device disposed adjacent to a peripheral surface of the pipe, and reflecting the first laser beam as a second laser beam along a direction of a cross section of the pipe; A first mirror device arranged so that both sides of the width of the second laser beam pass outside the pipe; and the second laser after both sides of the width of the second laser beam pass through both sides of the pipe A second mirror device that reflects light as a third laser beam along the longitudinal direction of the pipe and is arranged so that the traveling direction of the third laser beam is opposite to the traveling direction of the first laser beam And the light emitting device is adjacent so as to receive the third laser beam. A light receiving device disposed adjacent to a peripheral surface opposite to the peripheral surface of the pipe, and the light emitting device, the first The first and second mirror devices and the light receiving device are held, and are detachably mounted around the pipe, and have a plurality of guide rollers that rotate on the peripheral surface on the same side of the pipe. A guide device that guides along the pipe, a pressing rod for pressing the plurality of guide rollers against the circumferential surface of the pipe, and a center located on a longitudinal center line marked on the circumferential surface of the pipe And a holding device having a mark for confirming .
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。 Other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description of this specification.
本発明によれば、比較的短時間で配管の外径を正確に計測する外径計測装置を提供することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the outer diameter measuring apparatus which measures the outer diameter of piping correctly in a comparatively short time.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
===火力発電所の全体構成===
図1は、本実施形態に係る外径計測装置が用いられる火力発電所の全体構成を示す図である。尚、図1に示す火力発電所の全体構成は、本実施形態に係る外径計測装置の説明を容易に理解するための一例である。本実施形態に係る外径計測装置を用いて、図1の火力発電所とは異なる構成の火力発電所内のボイラチューブの外径を計測することも可能である。但し、本実施形態に係る外径計測装置は、各火力発電所内に設置されるボイラチューブの外径に応じて予め設計されている必要がある。
=== Overall configuration of thermal power plant ===
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a thermal power plant in which the outer diameter measuring apparatus according to the present embodiment is used. The overall configuration of the thermal power plant shown in FIG. 1 is an example for easily understanding the explanation of the outer diameter measuring apparatus according to the present embodiment. It is also possible to measure the outer diameter of the boiler tube in the thermal power plant having a configuration different from that of the thermal power plant of FIG. 1 using the outer diameter measuring device according to the present embodiment. However, the outer diameter measuring device according to the present embodiment needs to be designed in advance according to the outer diameter of the boiler tube installed in each thermal power plant.
火力発電所1は、ボイラ2、蒸気発生器3、水冷壁4、蒸気弁5、高圧タービン6、中圧タービン7、低圧タービン8、再熱器9、復水器10、給水ポンプ11、発電機12を含んで構成されている。
The
ボイラ2は、外部から供給される燃料(例えば微粉炭の状態の石炭)と空気を混合して燃焼ガスを生成し、燃焼ガスの熱を用いて水を水蒸気に換える熱交換装置である。ボイラ2には、蒸気発生器3、水冷壁4、再熱器9が収容されている。蒸気発生器3は、復水器10から供給される水を予熱する節炭器(不図示)と、水冷壁4から供給される飽和蒸気を更に加熱して過熱蒸気にする過熱器(不図示)と、を含んで構成されている。水冷壁4は、ボイラ2のハウジングを形成し、余熱された水を飽和蒸気にして過熱器に供給する。蒸気弁5は、蒸気発生器4で生成される過熱蒸気の流量を制御する調整弁である。
The
高圧タービン6、中圧タービン7、低圧タービン8の回転軸13は同一であって、発電機12の回転軸14と結合されている。高圧タービン6には、蒸気発生器3で生成される過熱蒸気(第1蒸気)が蒸気弁5を介して供給される。高圧タービン6は、第1蒸気を膨張させ、膨張後の蒸気(第2蒸気)をボイラ2内の再熱器9に供給する。再熱器9は、第2蒸気を再熱し、再熱蒸気(第3蒸気)として中圧タービン7に供給する。中圧タービン7は、第3蒸気を膨張させ、膨張後の蒸気(第4蒸気)を低圧タービン8に供給する。低圧タービン8は、第4蒸気を膨張させる。
The
復水器10は、低圧タービン8が第4蒸気を膨張させた後の排気を凝縮して復水に換える。給水ポンプ11は、復水器10で生成される復水を昇圧して給水としてボイラ2内の蒸気発生器3に戻している。
The condenser 10 condenses the exhaust gas after the low-
そして、発電機12は、電力が発電されるように、第4蒸気が膨張した際に発生する動力で駆動される。
Then, the
上記の蒸気発生器4や再熱器9は蒸気を循環させるボイラチューブ(配管)を含んで構成され、100本程度のボイラチューブがボイラ2を形成するハウジングの缶右及び缶左の間に実質的に等間隔で配列されている。本実施形態に係る外径計測装置は、上記のボイラチューブの外径を計測するための装置であり、その詳細については後述する。
The
===外径計測装置の構成===
図2は、本実施形態に係る外径計測装置を示す斜視図である。図3は、本実施形態に係る外径計測装置をボイラチューブに装着する前の準備段階において、案内線描写装置がボイラチューブに装着された様子を示す斜視図である。図4は、本実施形態に係る外径計測装置がボイラチューブに装着された様子を示す斜視図である。図2〜図4において、X軸は複数のボイラチューブの整列方向に沿う方向を示し、Y軸は複数のボイラチューブ夫々の長手方向に沿う方向を示し、Z軸はX軸及びY軸で形成されるXY平面に直交する方向を示している。図5は、本実施形態に係る外径計測装置がボイラチューブに装着された様子を示す平面図である。図6は、本実施形態に係る外径計測装置がボイラチューブに装着された様子を示す上面図である。図7は、本実施形態に係る外径計測装置を制御する制御装置を示すブロック図である。尚、ボイラチューブは、円筒形状を呈し、耐熱鋼として低合金綱を用いて形成されているものとする。
=== Configuration of Outer Diameter Measuring Device ===
FIG. 2 is a perspective view showing the outer diameter measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the guide line drawing device is attached to the boiler tube in a preparation stage before the outer diameter measuring device according to the present embodiment is attached to the boiler tube. FIG. 4 is a perspective view showing a state where the outer diameter measuring apparatus according to the present embodiment is attached to the boiler tube. 2 to 4, the X axis indicates the direction along the alignment direction of the plurality of boiler tubes, the Y axis indicates the direction along the longitudinal direction of each of the plurality of boiler tubes, and the Z axis is formed by the X axis and the Y axis. The direction orthogonal to the XY plane is shown. FIG. 5 is a plan view showing a state in which the outer diameter measuring apparatus according to the present embodiment is attached to the boiler tube. FIG. 6 is a top view showing a state where the outer diameter measuring apparatus according to the present embodiment is attached to the boiler tube. FIG. 7 is a block diagram illustrating a control device that controls the outer diameter measuring device according to the present embodiment. The boiler tube has a cylindrical shape and is formed using a low alloy steel as heat-resistant steel.
外径計測装置100は、発光装置101、第1ミラー装置102、第2ミラー装置103、受光装置104、案内ローラ105,106(案内装置)、ホルダ107(保持装置)を含んで構成される。尚、説明の便宜上、発光装置101及び受光装置104は同一の形状(例えば直方体の形状)を呈し、第1及び第2ミラー装置105,106も同一の形状(例えば直方体の形状)を呈していることとする。
The outer
発光装置101は、ボイラチューブ108の外径(XZ平面に平行な面の直径)を超える幅Lの第1レーザ光を発光する。発光装置101は、第1レーザ光の幅方向がZ軸に沿う方向になるとともに第1レーザ光の発光方向がボイラチューブ108の長手方向に沿う+Y方向になるように、ボイラチューブ108の+X側の周面に隣接して配置される。
The
第1ミラー装置102は、第1レーザ光を第2レーザ光として反射し、具体的には、第2レーザ光の幅方向がZ軸に沿う方向のままで第2レーザ光の反射方向がボイラチューブ108の断面(XZ平面に平行な面)に沿う−X方向になるように反射する。第1ミラー装置102は、第2レーザ光の幅Lの両端の幅L’がボイラチューブ108の両側(+Z側及び−Z側)を通過するように、発光装置101より+Y側のボイラチューブ108の+X側の周面に隣接して配置される。第1ミラー装置102は−Y側に反射面を有するが、XZ平面に平行な状態からZ軸に沿う+X側の辺を中心に+Y側に45度傾斜した状態で配置される。
The
第2ミラー装置103は、第2レーザ光を第3レーザ光として反射し、具体的には、第2レーザ光の幅Lの両端の幅L’がボイラチューブ108の両側を通過した後の第2レーザ光を第3レーザ光として反射する。第2ミラー装置103は、第3レーザ光の幅方向がZ軸に沿う方向のままで第3レーザ光の反射方向がボイラチューブ108の長手方向に沿う−Y方向になるように、ボイラチューブ108の−X側の周面に隣接して配置される。第2ミラー装置103は−Y側に反射面を有するが、XZ平面に平行な状態からZ軸に沿う−X側の辺を中心に+Y側に45度傾斜した状態で配置される。
The
受光装置104は、第3レーザ光を受光するように、第2ミラー装置より−Y側のボイラチューブ108の−X側の周面に隣接して配置される。
The
案内ローラ105,106は、ボイラチューブ108の周面上を回転しながら、ボイラチューブ108の周面に装着された状態の外形計測装置100をボイラチューブ108の長手方向に沿って案内する装置である。案内ローラ105,106は、ボイラチューブ108の長手方向に沿ってボイラチューブ108の−Z側の周面に隣接するように配置される。案内ローラ105,106は、ボイラチューブ108の周面との接触面積が大きくなるように、ボイラチューブ108の周面に対向する面がボイラチューブ108の周面に沿う曲面の形状を呈している。
The
ホルダ107は、固定金具107A,107B,107C,107D,107Eを含んで構成される。固定金具107Aは、発光装置101及び第1ミラー装置102が一定の距離を置いてボイラチューブ108の+X側の周面に隣接して配置されるように、発光装置101及び第1ミラー装置102の間をY軸に沿って結合する金具である。固定金具107Bは、第2ミラー装置103及び受光装置104が一定の距離を置いてボイラチューブ108の−X側の周面に隣接して配置されるように、第2ミラー装置103及び受光装置104の間をY軸に沿って結合する金具である。固定金具107Cは、第1ミラー装置102及び発光装置101の夫々がボイラチューブ108を介して第2ミラー装置103及び受光装置104に対向するように、発光装置101及び受光装置104の間をX軸に沿って結合する金具である。固定金具107Cのボイラチューブ108に対向する側の面である+Z側の面には、案内ローラ105がボイラチューブ108の周面に沿うように回転自在に取り付けられている。固定金具107Cのボイラチューブ108に対向しない側の面である−Z側の面のX軸方向の中心には、外径計測装置100の移動方向がY軸方向からずれないように、後述する案内線からのずれを目視するための目印110(例えば赤色の三角矢印)が取り付けられている。固定金具107Dは、固定金具107Cの下側(−Y側)において発光装置101及び受光装置104の間をX軸に沿って結合する金具である。固定金具107Dのボイラチューブ108に対向する側の面である+Z側の面には、案内ローラ106がボイラチューブ108の周面に沿うように回転自在に取り付けられている。固定金具107Eは、押当棒109が案内ローラ105,106をボイラチューブ108の周面に押し当てるように、固定金具107C,107D及び押当棒109の間を結合する金具である。押当棒109は、押当棒109の固定金具107Eに結合される側の端部を支点として自在に動くように、固定金具107Eに結合されている。
The
尚、発光装置101及び受光装置104として、例えば、株式会社キーエンス製の寸法測定器であるLS−9000を構成する発光側ユニット及び受光側ユニットを採用することが可能である。
As the
===案内線描写装置の構成===
ボイラチューブの外径を計測する場合、作業者は、外径計測装置100をボイラチューブ108に装着し、押当棒109を操作し、案内ローラ105,106をボイラチューブ108の周面に押し当てながら、外径計測装置100をボイラチューブ108の長手方向に沿って移動させる。ボイラチューブ108を挟む発光装置101及び受光装置104の間の距離はボイラチューブ108の外径を僅かに超える距離に設定されているため、外径計測装置100は、ボイラチューブ108の長手方向に沿って移動する際にY軸に沿う方向からずれてしまい、ボイラチューブ108の外径の変化を正確に計測できなくなる虞がある。この問題を解消するには、外径計測装置100がY軸に沿う方向からずれたことを目視で判別可能な目印を備えることが望ましい。
=== Configuration of Guide Line Drawing Device ===
When measuring the outer diameter of the boiler tube, the operator attaches the outer
案内線描写装置200は、外径計測装置100が計測対象のボイラチューブ108に装着される前の準備段階において、計測対象のボイラチューブ108の周面に対して、外径計測装置100をボイラチューブ108の長手方向に沿って案内するための案内線206を描写する装置である。案内線206は、ボイラチューブ108における−Z側の周面のX軸方向の中心をY軸に沿って描写される直線である。
In the preparatory stage before the outer
案内線描写装置200は、ボイラチューブ108の長手方向(+Y方向、−Y方向)に沿って移動する案内部材201〜204を含んで構成される。案内部材201,202は、Y軸方向から見てボイラチューブ108の周面に沿う円弧形状を呈している。案内部材203,204は、夫々、X軸に沿う方向の距離が隣接するボイラチューブ108同士の間の距離より長い平板形状を呈している。案内部材201,202は、Y軸方向において、−X側に案内部材203を+X側に案内部材204を挟んで結合されている。案内部材203,204は、案内線206を描写するための開口205が形成されるように、X軸に沿って一定の距離離れて結合されている。開口205は、計測対象のボイラチューブ108における−Z側の周面のX軸方向の中心に設けられる。開口205には、案内線を描写するための筆記具(不図示)が装着される。ボイラチューブ108は、同一の外径を有し、X軸に沿って整列されているため、案内部材201,202が計測対象のボイラチューブ108の周面に当接すると、案内部材203は計測対象のボイラチューブ108に隣接する−X側のボイラチューブ108の周面に当接し、案内部材204は計測対象のボイラチューブ108に隣接する+X側のボイラチューブ108の周面に当接する。従って、筆記具が装着されている案内線描写装置200を3本のボイラチューブ108の周面に押し当てながらY軸に沿って移動させることにより、中央の計測対象のボイラチューブ108の周面に案内線206が描写される。
The guide
===制御装置の構成===
制御装置300は、受光装置104の受光結果に基づいて、ボイラチューブ108の外径を演算で算出する装置である。
=== Configuration of Control Device ===
The
制御装置300は、入力部301,302、記憶部303、演算部304、出力部305を含んで構成される。制御装置300の機能は、ROM、RAM、CPUを有するマイクロコンピュータがプログラムを実行することによって実行される。制御装置300は、作業者からの指示信号と受光装置104の受光結果が入力されるように、例えばホルダ107の所定位置に取り付けられている。
The
入力部301は、ボイラチューブ108の外径の計測の開始を指示する指示信号が入力される作業者と制御装置300との間のインターフェイスである。入力部301は、受光装置104の受光結果が入力される受光装置104と制御装置300との間のインターフェイスである。
The
記憶部303には、ボイラチューブ108の外径を計測するためのプログラムデータが予め記憶され、受光装置104の受光結果に基づいて算出されるボイラチューブ108の外径を示す情報が記憶される。
The
演算部304は、受光装置104の受光結果に基づいてボイラチューブ108の外径を演算で算出し、ボイラチューブ108の外径の計測結果として記憶部303に記憶する。尚、演算部304は、外径計測装置100がボイラチューブ108の長手方向に沿って移動しているとき、ボイラチューブ108の外径を連続的に算出してもよいし、外径計測装置100を停止したとき、ボイラチューブ108の外径を算出してもよい。
The
発光装置101が幅Lの第1レーザ光をY軸に沿って発光すると、第1ミラー装置102で反射される第2レーザ光の幅Lの一部はボイラチューブ108で遮断されるため、受光装置104は第2ミラー装置103で反射される第3レーザ光の幅2L’を受光する。入力部302には、受光装置104の受光結果が入力される。演算部304は、受光装置104の受光結果に基づいて、L−2L’を算出し、ボイラチューブ108の外径の計測結果として記憶部303に記憶する。ボイラチューブ108がクリープ損傷に伴って膨出や減肉を生じると、L’が変化するため、ボイラチューブ108の外径の変化を確実に把握することが可能になる。
When the
出力部305は、記憶部303に記憶されているボイラチューブ108の外径に関する情報を、例えば、通信回線を介して火力発電所内の制御室に設置されている管理端末に出力する。
The
===外径計測装置の計測動作===
先ず、作業者は、案内線描写装置200をボイラチューブ108に装着し、外径計測装置100の移動方向がボイラチューブ108の長手方向であるY軸方向からずれないように、計測対象のボイラチューブ108の周面に指標である案内線206を描写する。
=== Measurement Operation of Outer Diameter Measuring Device ===
First, the operator attaches the guide
次に、作業者は、目印110が案内線206上に位置するように、外径計測装置100を計測対象のボイラチューブ108に装着する。
Next, the operator attaches the outer
次に、作業者は、ボイラチューブ108の外径の計測を開始するための指示信号を入力部301に入力する。更に、作業者は、押当棒109を操作し、目印110が案内線206上からずれないように、案内ローラ105,106をボイラチューブ108の周面に押し当てながら、ボイラチューブ108をY軸に沿って移動させる。指示信号が入力部301に入力されると、発光装置101は第1レーザ光の発光を開始し、受光装置104は第3レーザ光の受光を開始する。受光装置104の受光結果は、入力部302に入力される。演算部304は、受光装置104の受光結果に基づいてボイラチューブ108の外径を算出し、記憶部303に記憶する。
Next, the operator inputs an instruction signal for starting measurement of the outer diameter of the
次に、出力部305は、記憶部303に記憶されているボイラチューブ108の外径に関する情報を、例えば、火力発電所内の制御室に設置されている管理端末からの要求に応じて当該管理端末に出力する。
Next, the
以上説明したように、低合金鋼で形成される円筒形のボイラチューブ108の外径を計測する外径計測装置100であって、ボイラチューブ108の長手方向(Y軸方向)に沿ってボイラチューブ108の外径を超える幅Lの第1レーザ光を発光し、ボイラチューブ108の周面に隣接して配置される発光装置101と、第1レーザ光をボイラチューブ108の断面(XZ平面)の方向に沿って第2レーザ光として反射し、第2レーザ光の幅Lの両側の夫々の幅L’がボイラチューブ108の外側(+Z方向、−Z方向)を通過するように配置される第1ミラー装置102と、第2レーザ光の幅Lの両側の夫々の幅L’がボイラチューブ108の両側を通過した後の第2レーザ光をボイラチューブ108の長手方向に沿って第3レーザ光として反射するように配置される第2ミラー装置103と、第3レーザ光を受光するように、発光装置101が隣接するボイラチューブ108の周面とは反対側の周面に隣接して配置される受光装置104と、受光装置104の受光結果に基づいてボイラチューブ108の外径を計測できるように、発光装置101、第1及び第2ミラー装置102,103、受光装置104が保持されるとともにボイラチューブ108の周囲に着脱自在に装着されるホルダ107と、を備えている。
As described above, the outer
本実施形態によれば、ボイラチューブ108の外径を計測する際に受光装置104で受光されるレーザ光の幅の変化を考慮しているため、ボイラチューブ108の外径を計測する時間を短縮することが可能になり、正確な傾向管理を行うことが可能になる。また、発光装置101が第1レーザ光を発光する方向と受光装置104が第3レーザ光を受光する方向とはボイラチューブ108の長手方向に沿う方向であるため、隣接するボイラチューブ108同士の間の距離が短い仕様に対しても、ボイラチューブ108の外径を確実に計測することが可能になる。
According to this embodiment, since the change in the width of the laser beam received by the
また、第2ミラー装置103は、第3レーザ光の進む方向が第1レーザ光の進む方向とは反対方向になるように配置されている。
The
本実施形態によれば、外径計測装置100を小型化することが可能になり、良好な操作性を有する外径計測装置100を提供することが可能になる。
According to the present embodiment, the outer
また、ホルダ107は、ホルダ107をボイラチューブ108の長手方向に沿って案内する案内装置として、ボイラチューブ108の周面上を回転する案内ローラ105,106を有している。
The
本実施形態によれば、ボイラチューブ108の外径を連続的に且つ広範囲に計測することが可能になる。また、ボイラチューブ108の外径を連続的に且つ広範囲に計測することにより、ボイラチューブ108全体の膨出や減肉の傾向を把握することが可能になる。また、ボイラチューブ108全体の膨出や減肉の傾向を把握することにより、ボイラチューブ108の余寿命を診断することが可能になる。また、ボイラチューブ108の余寿命を診断することにより、ボイラチューブ108を時間管理で交換せずに、ボイラチューブ108を無駄なく最適な時期に交換することが可能になり、コストの低減にも繋がる。また、ボイラチューブ108を時間管理で交換する前にボイラチューブ108がチューブリークを生じている場合、ボイラチューブ108の余寿命を診断することにより、ボイラチューブ108を事前に交換することが可能になる。
According to this embodiment, the outer diameter of the
また、案内ローラ105,106は、ボイラチューブ108の周面上を回転する際にボイラチューブ108の周面に沿って接する曲面形状を呈している。
Further, the
本実施形態によれば、ボイラチューブ108の周面に対する案内ローラ105,106の接触面積が大きくなるため、外径計測装置100をボイラチューブ108の長手方向に沿って確実に移動させることが可能になる。
According to this embodiment, since the contact area of the
また、案内ローラ105,106は、ボイラチューブ108の同じ側の周面上を回転し、ホルダ107は、案内ローラ105,106をボイラチューブ108の周面に押し当てるための押当棒109を有している。
The
本実施形態によれば、案内ローラ105,106がボイラチューブ108の周面に押し当てられるため、外径計測装置100をボイラチューブ108の長手方向に沿って確実に移動させることが可能になる。
According to this embodiment, since the
また、ホルダ107は、ホルダ107の中心がボイラチューブ108の周面に記された長手方向の案内線206上に位置することを確認するための目印110を有している。
Further, the
本実施形態によれば、外径計測装置100の移動方向がボイラチューブ108の長手方向からずれなくなるため、外径計測装置100をボイラチューブ108の長手方向に沿って確実に移動させることが可能になる。
According to the present embodiment, since the moving direction of the outer
尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。外径計測装置100の測定対象配管には、ボイラチューブ108のみならず、外的要因に起因して外径が変化する円筒形状の配管であれば含まれる。
In addition, said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof. The piping to be measured by the outer
100 外径駆動装置
101 発光装置
102 第1ミラー装置
103 第2ミラー装置
104 受光装置
105,106 案内ローラ
107 ホルダ
107A〜107E 固定金具
108 ボイラチューブ
109 押当棒
110 目印
200 案内線描写装置
201〜204 案内部材
205 開口
300 制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記配管の長手方向に沿って前記配管の外径を超える幅の第1レーザ光を発光し、前記配管の周面に隣接して配置される発光装置と、
前記第1レーザ光を前記配管の断面の方向に沿って第2レーザ光として反射し、前記第2レーザ光の幅の両側が前記配管の外側を通過するように配置される第1ミラー装置と、
前記第2レーザ光の幅の両側が前記配管の両側を通過した後の前記第2レーザ光を前記配管の長手方向に沿って第3レーザ光として反射し、前記第3レーザ光の進む方向が前記第1レーザ光の進む方向とは反対方向になるように配置される第2ミラー装置と、
前記第3レーザ光を受光するように、前記発光装置が隣接する前記配管の周面とは反対側の周面に隣接して配置される受光装置と、
前記受光装置の受光結果に基づいて前記配管の外径を計測できるように、前記発光装置、前記第1及び第2ミラー装置、前記受光装置が保持されるとともに前記配管の周囲に着脱自在に装着され、前記配管の同じ側の周面上を回転する複数の案内ローラを有し前記配管の長手方向に沿って案内する案内装置と、前記複数の案内ローラを前記配管の周面に押し当てるための押当棒と、中心が前記配管の周面に記された長手方向の中心線上に位置することを確認するための目印と、を有する保持装置と、
を備えたことを特徴とする外径計測装置。 An outer diameter measuring device for measuring the outer diameter of a cylindrical pipe formed of alloy steel,
A first laser beam having a width exceeding the outer diameter of the pipe along the longitudinal direction of the pipe, and a light emitting device disposed adjacent to the peripheral surface of the pipe;
A first mirror device that reflects the first laser light as a second laser light along a cross-sectional direction of the pipe, and is arranged so that both sides of the width of the second laser light pass outside the pipe; ,
The second laser light after both sides of the width of the second laser light pass through both sides of the pipe is reflected as a third laser light along the longitudinal direction of the pipe, and the traveling direction of the third laser light is A second mirror device disposed so as to be in a direction opposite to a direction in which the first laser beam travels ;
A light receiving device disposed adjacent to a peripheral surface opposite to the peripheral surface of the pipe adjacent to the light emitting device so as to receive the third laser light;
The light emitting device, the first and second mirror devices, and the light receiving device are held and detachably mounted around the pipe so that the outer diameter of the pipe can be measured based on the light reception result of the light receiving device. A guide device having a plurality of guide rollers rotating on a peripheral surface on the same side of the pipe and guiding along the longitudinal direction of the pipe; and for pressing the plurality of guide rollers against the peripheral surface of the pipe A holding device having a pressing rod and a mark for confirming that the center is located on a center line in a longitudinal direction marked on the peripheral surface of the pipe ,
An outer diameter measuring device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の外径計測装置。 The outer diameter measuring device according to claim 1 , wherein the guide roller has a shape in contact with the peripheral surface of the pipe when rotating on the peripheral surface of the pipe.
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