距离测定系统、距离测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及距离测定系统、以及距离测定方法。
【背景技术】
[0002]有时在用于锅炉等的大口径配管的焊接部(长度方向焊接线)产生蠕变(creep)损伤等龟裂(例如，参照专利文献I)。在这样的配管和焊接部中，测定在配管和焊接部产生的应变，掌握配管中的龟裂的征兆、配管和焊接部的修理时间日期和更换时间日期(寿命)O
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1:日本特开2009-20075号公报
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
[0006]为了根据在焊接部等产生的应变来掌握修理时间日期等，一般需要在高温状态下测定长时间应变。但是，现状是没有在高温状态下能够高精度地测定长时间应变的应变传感器，因此难以准确地掌握配管和焊接部中的龟裂产生的征兆。
[0007]本发明是鉴于上述课题而完成的发明，提供一种距离测定系统，能够准确地掌握配管和焊接部中的龟裂产生的征兆。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]为了达成上述目的，本发明的一个侧面涉及的距离测定系统，其中，具有:基准部件，其设置于金属制的第一配管的表面，成为距离测定的基准；安装部件，其设置于金属制的第二配管的表面，所述第二配管经由焊接部与所述第一配管连接；距离传感器，其安装于所述安装部件，用于对到所述基准部件的距离进行测定；以及测定部，其根据来自所述距离传感器的输出来测定所述距离。
[0010]发明效果
[0011]能够提供一种距离测定系统，能够准确地掌握配管和焊接部中的龟裂产生的征兆。
【附图说明】
[0012]图1是表示距离测定系统10的概要的图。
[0013]图2是用于说明距离测定系统10的详细情况的图。
[0014]图3是用于说明反射板50以及激光位移计52的位置关系的平面图。
[0015]图4是用于说明激光位移计52的装卸的图。
[0016]图5是表不激光位移计52的结构的一例的图。
[0017]图6是表示测定距离L时操作员执行的处理的一例的流程图。
【具体实施方式】
[0018]通过本说明书以及附图的记载，至少明确以下事项。图1是表示设置于配管15、16的、作为本发明的一实施方式的距离测定系统10的概要的图，图2是用于说明距离测定系统10的详细情况的图。此外，图3是用于说明测定距离系统10中的反射板50以及激光位移计52的位置关系的平面图。另外，在图2中放大了设置有距离测定系统10的区域。并且，在各图中XY平面是水平面，+Z轴向表示铅直方向上侧。
[0019]配管15、16是用于锅炉的不锈钢制(金属制)的大口径配管，配管15—端的开口部与配管16 —端的开口部焊接(长度方向焊接)。另外，配管15、16各自的另一端与锅炉的各种设备或其他配管连接，但这里为了方便而对其省略。
[0020]在配管15、16中分别生成因焊接时的热使得配管15、16 (母材)的组织发生变化后的热影响部21、22。
[0021]热影响部21由粗粒区域30a、细粒区域31a构成，所述细粒区域31a由比构成粗粒区域30a的结晶粒细的结晶粒构成。另外，粗粒区域30a生成于焊接配管15、16的焊接部20侧。
[0022]热影响部22与热影响部21同样地由生成于焊接部20侧的粗粒区域30b、细粒区域31b构成。这样，热影响部21、22生成于焊接部20两侧的区域。
[0023]在焊接后的配管15、16中，在锅炉工作而配管15、16长时间暴露于高温时，在焊接部20以及热影响部21、22产生应变和蠕变损伤。然后，例如当产生蠕变时，焊接部20以及热影响部21、22(特别是细粒区域31a、31b)向配管15、16的长度方向延伸。另外，产生于焊接部20以及热影响部21、22的延伸，在配管15等冷却的状态下，即在锅炉停止、配管15等为大致常温的状态下也会被维持。
[0024]?关于距离测定系统10?
[0025]距离测定系统10是用于掌握焊接部20以及热影响部21、22的距离变化(延伸)的系统，其构成为包括以下部分:反射板50、安装部件51、激光位移计52、以及处理装置53。
[0026]反射板50 (基准部件)是用作距离测定时的基准的L字状的部件。在反射板50中形成有:底面，其焊接到配管16 (第一配管)中成为大致水边的表面；以及反射面，其弯折成垂直于底面。另外，反射板50由耐热性优良、难以氧化和变形的合金(例如，因科内尔合金(inconel alloy注册商标))或钼等形成。另外，在本实施方式中，反射板50的材质选择成:形成反射板50的材料的氧化发展的温度比配管15、16的温度最高值(例如，视为产生蠕变现象的450°C )足够高。
[0027]安装部件51是安装激光位移计52的部件，例如，如图4所示，构成为包括3个圆筒状的销60?62。销60?62是用于高精度地决定激光位移计52的安装位置的销，销60?62各自的底面焊接于在配管15 (第二配管)中成为大致水边的表面。并且，销60?62被焊接于这样的位置:在安装了激光位移计52时，激光位移计52与反射板50的反射面对置。销60?62以及反射板50隔着焊接部20以及热影响部21、22而焊接于配管15、16的表面，以能够计测出焊接部20以及热影响部21、22的距离的变化(延伸)。另外，安装部件51也与反射板50同样地，由耐热性优良、难以氧化和变形的合金(例如，因科内尔合金(注册商标))或铂等形成。另外，在本实施方式中，安装部件51的材质选择成:形成安装部件51的材料的氧化发展的温度比配管15、16的温度最高值(例如，视为产生蠕变现象的450°C )足够高。
[0028]激光位移计52是相对于安装部件51能够装卸的激光式(光学式)的距离传感器，在激光位移计52的底面形成有供销60?62分别插入的安装孔65?67。并且，如图5所示，激光位移计52通过包括发光元件100以及受光元件101而构成。
[0029]发光元件100是将照射到反射板50的反射面的激光光线输出的半导体激光器。受光元件101接收反射板50反射的激光光线，输出与从激光位移计52到反射板50的反射面的表面为止的距离L对应的信号。另外，由于激光位移计52使用半导体激光器，因此，例如只在周围温度处于预定的温度范围T (例如，-10°C?45°C )时，能够测定出距离L。
[0030]处理装置53是根据来自激光位移计52的输出来执行各种处理的装置，其构成为包括:测定部70、计算部71、警报输出部72以及监视器73。另外，测定部70、计算部71、以及警报输出部72是由处理装置53所包括的微型计算机(未图示)而被实现的功能块。
[0031]测定部70根据来自激光位移计52的输出来测定(计算)出距离L。计算部71根据预先存储于处理装置53的存储器(未图示)中的、表示配管15、16以及焊接部20的剩余寿命与距离L的关系的信息、以及测定出的距离L，计算出配管15等的剩余寿命。另外，预先通过实验求出了配管15等的剩余寿命与距离L的关系。
[0032]警报输出部72在计算出的配管15等的剩余寿命比预定短时，将警报显示于监视器73。因此，操作员能够立即掌握到在配管15等产生龟裂、剩余寿命变短。
[0033]?距离L的测定处理>&