距離測定系統、距離測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及距離測定系統、以及距離測定方法。
【背景技術】
[0002]有時在用于鍋爐等的大口徑配管的焊接部(長度方向焊接線)產生蠕變(creep)損傷等龜裂(例如，參照專利文獻I)。在這樣的配管和焊接部中，測定在配管和焊接部產生的應變，掌握配管中的龜裂的征兆、配管和焊接部的修理時間日期和更換時間日期(壽命)O
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻1:日本特開2009-20075號公報

【發明內容】

[0005]發明要解決的課題
[0006]為了根據在焊接部等產生的應變來掌握修理時間日期等，一般需要在高溫狀態下測定長時間應變。但是，現狀是沒有在高溫狀態下能夠高精度地測定長時間應變的應變傳感器，因此難以準確地掌握配管和焊接部中的龜裂產生的征兆。
[0007]本發明是鑒于上述課題而完成的發明，提供一種距離測定系統，能夠準確地掌握配管和焊接部中的龜裂產生的征兆。
[0008]用于解決課題的手段
[0009]為了達成上述目的，本發明的一個側面涉及的距離測定系統，其中，具有:基準部件，其設置于金屬制的第一配管的表面，成為距離測定的基準；安裝部件，其設置于金屬制的第二配管的表面，所述第二配管經由焊接部與所述第一配管連接；距離傳感器，其安裝于所述安裝部件，用于對到所述基準部件的距離進行測定；以及測定部，其根據來自所述距離傳感器的輸出來測定所述距離。
[0010]發明效果
[0011]能夠提供一種距離測定系統，能夠準確地掌握配管和焊接部中的龜裂產生的征兆。
【附圖說明】
[0012]圖1是表示距離測定系統10的概要的圖。
[0013]圖2是用于說明距離測定系統10的詳細情況的圖。
[0014]圖3是用于說明反射板50以及激光位移計52的位置關系的平面圖。
[0015]圖4是用于說明激光位移計52的裝卸的圖。
[0016]圖5是表不激光位移計52的結構的一例的圖。
[0017]圖6是表示測定距離L時操作員執行的處理的一例的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]通過本說明書以及附圖的記載，至少明確以下事項。圖1是表示設置于配管15、16的、作為本發明的一實施方式的距離測定系統10的概要的圖，圖2是用于說明距離測定系統10的詳細情況的圖。此外，圖3是用于說明測定距離系統10中的反射板50以及激光位移計52的位置關系的平面圖。另外，在圖2中放大了設置有距離測定系統10的區域。并且，在各圖中XY平面是水平面，+Z軸向表示鉛直方向上側。
[0019]配管15、16是用于鍋爐的不銹鋼制(金屬制)的大口徑配管，配管15—端的開口部與配管16 —端的開口部焊接(長度方向焊接)。另外，配管15、16各自的另一端與鍋爐的各種設備或其他配管連接，但這里為了方便而對其省略。
[0020]在配管15、16中分別生成因焊接時的熱使得配管15、16 (母材)的組織發生變化后的熱影響部21、22。
[0021]熱影響部21由粗粒區域30a、細粒區域31a構成，所述細粒區域31a由比構成粗粒區域30a的結晶粒細的結晶粒構成。另外，粗粒區域30a生成于焊接配管15、16的焊接部20側。
[0022]熱影響部22與熱影響部21同樣地由生成于焊接部20側的粗粒區域30b、細粒區域31b構成。這樣，熱影響部21、22生成于焊接部20兩側的區域。
[0023]在焊接后的配管15、16中，在鍋爐工作而配管15、16長時間暴露于高溫時，在焊接部20以及熱影響部21、22產生應變和蠕變損傷。然后，例如當產生蠕變時，焊接部20以及熱影響部21、22(特別是細粒區域31a、31b)向配管15、16的長度方向延伸。另外，產生于焊接部20以及熱影響部21、22的延伸，在配管15等冷卻的狀態下，即在鍋爐停止、配管15等為大致常溫的狀態下也會被維持。
[0024]?關于距離測定系統10?
[0025]距離測定系統10是用于掌握焊接部20以及熱影響部21、22的距離變化(延伸)的系統，其構成為包括以下部分:反射板50、安裝部件51、激光位移計52、以及處理裝置53。
[0026]反射板50 (基準部件)是用作距離測定時的基準的L字狀的部件。在反射板50中形成有:底面，其焊接到配管16 (第一配管)中成為大致水邊的表面；以及反射面，其彎折成垂直于底面。另外，反射板50由耐熱性優良、難以氧化和變形的合金(例如，因科內爾合金(inconel alloy注冊商標))或鉬等形成。另外，在本實施方式中，反射板50的材質選擇成:形成反射板50的材料的氧化發展的溫度比配管15、16的溫度最高值(例如，視為產生蠕變現象的450°C )足夠高。
[0027]安裝部件51是安裝激光位移計52的部件，例如，如圖4所示，構成為包括3個圓筒狀的銷60?62。銷60?62是用于高精度地決定激光位移計52的安裝位置的銷，銷60?62各自的底面焊接于在配管15 (第二配管)中成為大致水邊的表面。并且，銷60?62被焊接于這樣的位置:在安裝了激光位移計52時，激光位移計52與反射板50的反射面對置。銷60?62以及反射板50隔著焊接部20以及熱影響部21、22而焊接于配管15、16的表面，以能夠計測出焊接部20以及熱影響部21、22的距離的變化(延伸)。另外，安裝部件51也與反射板50同樣地，由耐熱性優良、難以氧化和變形的合金(例如，因科內爾合金(注冊商標))或鉑等形成。另外，在本實施方式中，安裝部件51的材質選擇成:形成安裝部件51的材料的氧化發展的溫度比配管15、16的溫度最高值(例如，視為產生蠕變現象的450°C )足夠高。
[0028]激光位移計52是相對于安裝部件51能夠裝卸的激光式(光學式)的距離傳感器，在激光位移計52的底面形成有供銷60?62分別插入的安裝孔65?67。并且，如圖5所示，激光位移計52通過包括發光元件100以及受光元件101而構成。
[0029]發光元件100是將照射到反射板50的反射面的激光光線輸出的半導體激光器。受光元件101接收反射板50反射的激光光線，輸出與從激光位移計52到反射板50的反射面的表面為止的距離L對應的信號。另外，由于激光位移計52使用半導體激光器，因此，例如只在周圍溫度處于預定的溫度范圍T (例如，-10°C?45°C )時，能夠測定出距離L。
[0030]處理裝置53是根據來自激光位移計52的輸出來執行各種處理的裝置，其構成為包括:測定部70、計算部71、警報輸出部72以及監視器73。另外，測定部70、計算部71、以及警報輸出部72是由處理裝置53所包括的微型計算機(未圖示)而被實現的功能塊。
[0031]測定部70根據來自激光位移計52的輸出來測定(計算)出距離L。計算部71根據預先存儲于處理裝置53的存儲器(未圖示)中的、表示配管15、16以及焊接部20的剩余壽命與距離L的關系的信息、以及測定出的距離L，計算出配管15等的剩余壽命。另外，預先通過實驗求出了配管15等的剩余壽命與距離L的關系。
[0032]警報輸出部72在計算出的配管15等的剩余壽命比預定短時，將警報顯示于監視器73。因此，操作員能夠立即掌握到在配管15等產生龜裂、剩余壽命變短。
[0033]?距離L的測定處理>&