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JP2010014448A - Damage monitoring sensor and damage monitoring method - Google Patents

Damage monitoring sensor and damage monitoring method Download PDF

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JP2010014448A
JP2010014448A JP2008172728A JP2008172728A JP2010014448A JP 2010014448 A JP2010014448 A JP 2010014448A JP 2008172728 A JP2008172728 A JP 2008172728A JP 2008172728 A JP2008172728 A JP 2008172728A JP 2010014448 A JP2010014448 A JP 2010014448A
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damage
monitoring sensor
damage monitoring
reagent
fluid
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Application number
JP2008172728A
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Japanese (ja)
Inventor
Liang Yan
梁 閻
Masao Arimura
正雄 有村
Shoichi Fukamatsu
彰一 深松
Akira Sakuma
章 佐久間
Shuichi Inagaki
修一 稲垣
Yoshio Mochida
芳雄 餅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Industrial Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Industrial Technology Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Industrial Technology Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

【課題】電気回路及び計測装置等を必要とすることなく、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等による監視対象機器の実際の損傷状態を直接的に監視することができ、監視対象機器の安全性を確保することのできる損傷監視センサー及び損傷監視方法を提供する。
【解決手段】損傷監視センサー3は、内部が試薬収容部4bとされた胴体4と、試薬収容部4b内に収容され、流体又は流体に含まれる物質と反応して変色、発光の少なくとも一方を呈する試薬5と、胴体4の頂部に設けられた監視窓7と、胴体4の底部に形成された開口部4cと、開口部4cに設けられ、流体の浸入を許容するとともに試薬5を保護する保護膜6とを具備し、監視対象機器の壁部に設けられた挿入穴内に、保護膜6が挿入穴内の底部と対向するように挿入、固定される。
【選択図】図2
[PROBLEMS] To directly monitor the actual damage state of a monitored device due to corrosion, cracking, erosion / corrosion, etc. without requiring an electric circuit and a measuring device, and the safety of the monitored device. A damage monitoring sensor and a damage monitoring method capable of ensuring
A damage monitoring sensor (3) includes a body (4) whose inside is a reagent container (4b) and a reagent container (4b) that is housed in the reagent container (4b) and reacts with a fluid or a substance contained in the fluid to cause at least one of discoloration and light emission. The reagent 5 to be presented, the monitoring window 7 provided on the top of the body 4, the opening 4 c formed on the bottom of the body 4, and the opening 4 c are provided in the opening 4 c to allow the fluid to enter and protect the reagent 5. A protective film 6 is provided, and the protective film 6 is inserted and fixed in an insertion hole provided in the wall of the monitoring target device so as to face the bottom of the insertion hole.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、監視対象機器の腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等による損傷状態を監視するための損傷監視センサー及び損傷監視方法に関する。   The present invention relates to a damage monitoring sensor and a damage monitoring method for monitoring a damage state due to corrosion, cracking, erosion / corrosion, and the like of a device to be monitored.

内部に収容又は流通される流体の作用により、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等が発生する可能性を有する機器、例えば、内部に水蒸気又は水等を流通させる配管等においては、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等によって配管の内側にどの程度の損傷が発生しているか、例えば、配管管壁の減肉がどの程度発生しているかを監視することが望ましい。   Corrosion, cracks, erosion, corrosion, etc. may occur due to the action of the fluid contained or circulated inside, for example, pipes that circulate water vapor or water, etc. It is desirable to monitor how much damage has occurred inside the pipe due to erosion and corrosion, for example, how much thinning of the pipe pipe wall has occurred.

このような損傷監視方法の1つとして、ボイラの火炉内に試料を設け、この試料に電流を流して試料両端の電圧を測定し、その電気抵抗の変化から腐食の発生、腐食量、腐食速度を検知する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As one of such damage monitoring methods, a sample is provided in the furnace of a boiler, current is passed through this sample, the voltage at both ends of the sample is measured, and the occurrence of corrosion, corrosion amount, and corrosion rate are determined from the change in electrical resistance. There is known a method for detecting the above (for example, see Patent Document 1).

また、他の損傷監視方法として、高温構造物の表面に、超音波センサーのセンサーヘッド先端面を、軟質緩衝金属板を介して当接配置した後、センサーヘッドを高温構造物の表面へ向けて押し付けることにより、軟質緩衝金属板を塑性変形させ密着させた状態として、超音波センサーを取付け、超音波のエコーを監視することによって減肉、亀裂の発生等を監視する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。   As another damage monitoring method, the sensor head tip surface of the ultrasonic sensor is placed in contact with the surface of the high-temperature structure via a soft buffer metal plate, and then the sensor head is directed to the surface of the high-temperature structure. A method is known in which a soft buffer metal plate is plastically deformed by pressing and attached, an ultrasonic sensor is attached, and the occurrence of thinning, cracking, etc. is monitored by monitoring ultrasonic echoes ( For example, see Patent Document 2).

また、他の損傷監視方法として、セラミックス焼結体の内部又は表面に導電回路を設け、該導電回路の抵抗値変化に基づいて焼結体の寿命を予測する方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。   As another damage monitoring method, a method is known in which a conductive circuit is provided inside or on the surface of a ceramic sintered body and the life of the sintered body is predicted based on a change in resistance value of the conductive circuit (for example, (See Patent Document 3).

また、他の損傷監視方法として、少なくともその一部が金属材料で構成される移動体の1以上の部位に、成分および/または組成が異なる2種以上の金属電極を設け、腐食環境において電極が電気的に短絡することによる電極間の電流または電位差を連続的に又は断続的に計測する方法が知られている(例えば、特許文献4参照)。
特開平6−147404号公報 特開平11−304777号公報 特開平6−102223号公報 特開2005−134162号公報
As another damage monitoring method, two or more kinds of metal electrodes having different components and / or compositions are provided at one or more parts of a moving body, at least a part of which is made of a metal material, There is known a method of continuously or intermittently measuring a current or potential difference between electrodes due to an electrical short circuit (for example, see Patent Document 4).
JP-A-6-147404 JP-A-11-304777 JP-A-6-102223 JP-A-2005-134162

上述した従来の方法のうち、ボイラの火炉内に試料を設け、この試料の電気抵抗の変化から腐食の発生、腐食量、腐食速度を検知する方法では、試料の電気抵抗の変化から、間接的にボイラ配管の腐食量を評価しているため、実配管の腐食減肉量等は分からないという問題がある。また、試料の電気抵抗を計測するため、電気回路および計測装置が必要となる。   Among the conventional methods described above, a method in which a sample is provided in the furnace of a boiler and the occurrence of corrosion, the amount of corrosion, and the corrosion rate are detected from the change in the electrical resistance of the sample is indirectly detected from the change in the electrical resistance of the sample. In addition, since the corrosion amount of the boiler piping is evaluated, there is a problem that the corrosion thinning amount of the actual piping is not known. Moreover, an electric circuit and a measuring device are required to measure the electrical resistance of the sample.

また、上述した超音波センサーを用いて超音波のエコーを監視する方法では、超音波探傷に不可欠の接触媒質として軟質緩衝金属板を採用し、長期間高温で使用しようとしている。しかし、超音波透過性の良い媒質は水やゼリーのような物質であり、軟質緩衝金属板を採用することによって超音波探傷の検出感度がかなり低下することが予想される。また、超音波のエコーを監視する場合、母材の表面に付着する錆の皮膜を母材と誤認して検出する危険性がある。また、この方法では、超音波センサーと、計測装置と、これらの間を接続する電気回路が必要となる。   Further, in the above-described method of monitoring ultrasonic echoes using an ultrasonic sensor, a soft buffer metal plate is adopted as a contact medium indispensable for ultrasonic flaw detection, and it is going to be used at a high temperature for a long time. However, a medium having good ultrasonic transmission is a substance such as water or jelly, and it is expected that the detection sensitivity of ultrasonic flaw detection is considerably lowered by employing a soft buffer metal plate. Further, when monitoring the echo of an ultrasonic wave, there is a risk that a rust film adhering to the surface of the base material is mistakenly detected as the base material. In addition, this method requires an ultrasonic sensor, a measuring device, and an electric circuit that connects between them.

また、上述したセラミックス焼結体の内部又は表面に導電回路を設け、該導電回路の抵抗値変化に基づいて焼結体の寿命を予測する方法では、予めセラミックス焼結体の内部又は表面に導電回路を設けておく必要があり、また、導電回路の抵抗値変化を計測するための電気回路及び計測装置が必要となる。   Further, in the above-described method of providing a conductive circuit inside or on the surface of the ceramic sintered body and predicting the life of the sintered body based on a change in the resistance value of the conductive circuit, the conductive body is preliminarily formed in or inside the ceramic sintered body. It is necessary to provide a circuit, and an electric circuit and a measuring device for measuring the resistance value change of the conductive circuit are required.

さらに、上述した2種以上の金属電極間の電流または電位差を連続的に又は断続的に計測する方法においても、金属電極間の電流または電位差を計測するための電気回路及び計測装置が必要となる。   Furthermore, also in the method of continuously or intermittently measuring the current or potential difference between two or more kinds of metal electrodes described above, an electric circuit and a measuring device for measuring the current or potential difference between the metal electrodes are required. .

本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、電気回路及び計測装置等を必要とすることなく、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等による監視対象機器の実際の損傷状態を直接的に監視することができ、監視対象機器の安全性を確保することのできる損傷監視センサー及び損傷監視方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in response to the above-described conventional circumstances, and directly describes the actual damage state of the monitored device due to corrosion, cracking, erosion, corrosion, etc. without requiring an electric circuit and a measuring device. It is an object of the present invention to provide a damage monitoring sensor and a damage monitoring method that can be monitored automatically and can ensure the safety of monitored equipment.

本発明に係る損傷監視センサーは、監視対象機器の、流体が収容又は流通される内部と外部とを仕切る壁部の内側の損傷状態を監視するための損傷監視センサーであって、筒状に形成され、内部が試薬を収容するための試薬収容部とされた胴体と、前記試薬収容部内に収容され、前記流体又は流体に含まれる物質と反応して変色、発光の少なくとも一方を呈する試薬と、前記胴体の頂部に設けられ、前記試薬収容部内の前記試薬の状態を監視するための監視窓と、前記胴体の底部に形成され前記試薬収容部内に前記流体の浸入を許容する開口部と、 前記開口部に設けられ、流体の浸入を許容するとともに前記試薬を保護する保護膜とを具備し、前記壁部に外側から設けられた挿入穴内に、前記保護膜が前記挿入穴内の底部と対向するように挿入、固定され、前記壁部の内側が損傷して前記流体が前記試薬収容部内に浸入した際に、前記試薬の変色、発光の少なくとも一方によって当該壁部の内側の損傷を検知可能としたことを特徴とする。   The damage monitoring sensor according to the present invention is a damage monitoring sensor for monitoring a damage state inside a wall portion that partitions an inside and outside of a device to be monitored, where fluid is accommodated or circulated, and is formed in a cylindrical shape. A body having a reagent container for accommodating a reagent inside, a reagent housed in the reagent container and reacting with the fluid or a substance contained in the fluid to exhibit at least one of color change and luminescence; A monitoring window for monitoring the state of the reagent in the reagent storage unit provided at the top of the body; an opening formed at the bottom of the body and allowing the fluid to enter the reagent storage unit; A protective film that is provided in the opening and allows the fluid to enter and protects the reagent, and the protective film faces the bottom of the insertion hole in the insertion hole provided on the wall from the outside. like When the inside of the wall is damaged and the fluid enters the reagent container, the inside of the wall can be detected by at least one of discoloration and light emission of the reagent. It is characterized by.

本発明によれば、電気回路及び計測装置等を必要とすることなく、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等による監視対象機器の実際の損傷状態を直接的に監視することができ、監視対象機器の安全性を確保することができる。   According to the present invention, it is possible to directly monitor the actual damage state of a monitored device due to corrosion, cracking, erosion, corrosion, or the like without requiring an electric circuit and a measuring device. Can be secured.

以下、本発明の損傷監視センサー及び損傷監視方法の詳細を、図面を参照して実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the damage monitoring sensor and the damage monitoring method of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態における損傷監視方法を説明するためのフロー図であり、図1において、1は、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等が発生する監視対象機器の壁部を示している。図1(a)において、壁部1の上側が流体が収容又は流通される監視対象機器内部であり、下側が外部となっている。すなわち、壁部1は、流体が収容又は流通される監視対象機器の内部と、外部とを仕切るものである。   FIG. 1 is a flowchart for explaining a damage monitoring method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a wall portion of a monitoring target device in which corrosion, cracking, erosion, corrosion, or the like occurs. Show. In Fig.1 (a), the upper side of the wall part 1 is the inside of the monitoring object apparatus in which the fluid is accommodated or distribute | circulated, and the lower side is the exterior. That is, the wall part 1 partitions the inside of the monitoring object apparatus in which the fluid is accommodated or distribute | circulated from the exterior.

図1(b)に示すように、上記監視対象機器の壁部1に、外側(図1(b)中下側)から監視対象機器が構造上問題となる厚さ以上の予め定めた厚さに対応する所定深さの装入穴2を設け、図1(c)に示すように、この装入穴2に、損傷監視センサー3を装入し、固定する。なお、本実施形態において、装入穴2内の側面にはねじ2aが形成されている。   As shown in FIG. 1 (b), a predetermined thickness not less than the thickness at which the monitored device is structurally problematic from the outside (lower side in FIG. 1 (b)) on the wall 1 of the monitored device. 1 is provided, and as shown in FIG. 1 (c), a damage monitoring sensor 3 is inserted into the insertion hole 2 and fixed. In the present embodiment, a screw 2 a is formed on the side surface in the charging hole 2.

本実施形態において、上記の損傷監視センサー3は、図2に示すように構成されている。すなわち、損傷監視センサー3は、耐食性、耐熱性の良い金属材料(例えば:純鉄、純銅、Cr合金、Ni合金、Co合金、Cu合金等)からなり、外形略円筒状とされた胴体4を具備している。この胴体4の外側面には、ねじ4aが形成されており、図1に示した装入穴2内側面のねじ2aとこのねじ4aを螺合させることにより、装入穴2に損傷監視センサー3を固定可能となっている。なお、装入穴2に対する損傷監視センサー3の固定は、溶接によって行っても良い。   In the present embodiment, the damage monitoring sensor 3 is configured as shown in FIG. That is, the damage monitoring sensor 3 includes a body 4 made of a metal material having good corrosion resistance and heat resistance (for example: pure iron, pure copper, Cr alloy, Ni alloy, Co alloy, Cu alloy, etc.) and having a substantially cylindrical shape. It has. A screw 4a is formed on the outer surface of the body 4. The screw 2a on the inner side surface of the insertion hole 2 shown in FIG. 3 can be fixed. The damage monitoring sensor 3 may be fixed to the charging hole 2 by welding.

上記胴体4の内部には空間が形成されており、この空間が試薬収容部4bとなっている。そして、この試薬収容部4b内に固体または粉末の試薬5が収容されている。また、胴体4の底部(図2中上側)には、開口4cが形成されており、この開口4cは保護膜6によって閉塞されている。この保護膜6は、監視対象機器内に収容又は流通される流体の試薬収容部4b内への浸入を許容するとともに、試薬5を保護する作用を有する。   A space is formed inside the body 4, and this space serves as a reagent container 4 b. A solid or powder reagent 5 is accommodated in the reagent accommodating portion 4b. Further, an opening 4 c is formed at the bottom of the body 4 (upper side in FIG. 2), and this opening 4 c is closed by a protective film 6. This protective film 6 has an action of allowing the fluid contained in or distributed in the monitoring target device to enter the reagent containing portion 4 b and protecting the reagent 5.

また、胴体4の頂部(図2中下側)には、監視窓7が設けられており、この監視窓7を介して外部から試薬収容部4b内の試薬5の状態を観察できるようになっている。この監視窓7は、耐熱性、耐圧性、耐食性に優れた強化ガラスや石英ガラスによって構成することが好ましい。   A monitoring window 7 is provided at the top of the body 4 (lower side in FIG. 2), and the state of the reagent 5 in the reagent container 4b can be observed from the outside through the monitoring window 7. ing. The monitoring window 7 is preferably made of tempered glass or quartz glass having excellent heat resistance, pressure resistance, and corrosion resistance.

また、試薬5は、保護膜6を介して試薬収容部4b内に監視対象機器内に収容又は流通される流体が浸入した際に、この流体又は流体に含まれる物質と反応して、変色、発光の少なくとも一方を呈するようになっている。本実施形態では、監視対象機器内に収容又は流通される流体が、水蒸気、水、水溶液等の少なくとも水分を含むものであり、試薬5は、水と反応する物質を含んでいる。以下に試薬5が含む物質の具体例を示す。   The reagent 5 reacts with the fluid or a substance contained in the fluid when the fluid accommodated or distributed in the monitoring target device enters the reagent accommodating portion 4b via the protective film 6, and changes color. It exhibits at least one of light emission. In the present embodiment, the fluid accommodated or distributed in the monitoring target device includes at least moisture such as water vapor, water, and aqueous solution, and the reagent 5 includes a substance that reacts with water. The specific example of the substance which the reagent 5 contains is shown below.

水分を吸収するための物質、例えば、塩化カルシウム(CaCl2)、塩化リチウム(LiCl)の固体又は粉末。水分を吸収して変色するための物質、例えば、塩化コバルト(CoCl2)の固体又は粉末。水分を吸収して発光するための物質、例えば、水酸化ナトリウム、ルミノール、酸化剤(例えば:過マンガン酸カリウム、ニクロム酸カリウム)、鉄錯体を有する触媒(例えば:ヘモグロビン、ヘミン)の固体又は粉末等、である。 A substance for absorbing moisture, for example, calcium chloride (CaCl 2 ), lithium chloride (LiCl) solid or powder. A substance that changes color by absorbing moisture, for example, a solid or powder of cobalt chloride (CoCl 2 ). Solid or powder of a substance that absorbs moisture and emits light, for example, sodium hydroxide, luminol, an oxidizing agent (for example: potassium permanganate, potassium dichromate), a catalyst having an iron complex (for example: hemoglobin, hemin) Etc.

例えば、試薬5に含まれる塩化カルシウムの粉末は、環境中の水蒸気や水および水を含む溶液を吸収し、下記の反応式によって潮解し、液体化する。
CaCl2(粉末)+2H2O→CaCl2・2H2O(潮解)
For example, the calcium chloride powder contained in the reagent 5 absorbs water vapor, water, and a solution containing water in the environment, and is liquefied and liquefied by the following reaction formula.
CaCl 2 (powder) + 2H 2 O → CaCl 2 · 2H 2 O (deliquescent)

また、例えば、試薬5に含まれる塩化コバルトの固体または粉末は環境中の水蒸気や水および水を含む溶液を吸収し、下記の反応式によって潮解し、液体化し、変色する。
CoCl2(青色)+2H2O→CoCl2・2H2O(ピンクまたは赤色)
Further, for example, the solid or powder of cobalt chloride contained in the reagent 5 absorbs water vapor, water, and a solution containing water, and is deliquescent, liquefied, and discolored according to the following reaction formula.
CoCl 2 (blue) + 2H 2 O → CoCl 2 .2H 2 O (pink or red)

また、例えば、試薬5に含まれる水酸化ナトリウム、ルミノール、酸化剤(例えば:過マンガン酸カリウム、ニクロム酸カリウム)、鉄錯体を有する触媒(例えば:ヘモグロビン、ヘミン)の固体または粉末は水溶液の中で、下記の反応式によって発光する。   Further, for example, solid or powder of sodium hydroxide, luminol, an oxidizing agent (for example: potassium permanganate, potassium dichromate), or a catalyst having an iron complex (for example: hemoglobin, hemin) contained in the reagent 5 is in an aqueous solution. The light is emitted according to the following reaction formula.

Figure 2010014448
Figure 2010014448

上記構成の本実施形態の損傷監視センサー3は、図1(b)に示す装入穴2に内に、保護膜6が装入穴2の底部と対向するように固定される。そして、図1(d)に示すように、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等の発生によって監視対象機器の壁部1の肉厚が、損傷監視センサー3の位置まで減肉すると、損傷監視センサー3の試薬収容部4b内に保護膜6を介して監視対象機器の内部の水蒸気、水溶液および水を含んだ溶液が浸入し、これを試薬5が吸収して変色するとともに発光する。図1(d)の上部の円形の領域内に模式的に示すように、この時の発光した光等は、監視窓7を介して外部に導出され、外部から確認することができ、監視対象機器の壁部1の減肉が所定レベル、例えば交換等のメンテナンスが必要なレベルに至ったことを知ることができる。   The damage monitoring sensor 3 of the present embodiment having the above-described configuration is fixed in the insertion hole 2 shown in FIG. 1B so that the protective film 6 faces the bottom of the insertion hole 2. Then, as shown in FIG. 1D, when the wall thickness 1 of the monitoring target device is reduced to the position of the damage monitoring sensor 3 due to the occurrence of corrosion, cracking, erosion / corrosion, etc., the damage monitoring sensor 3, a solution containing water vapor, aqueous solution and water inside the monitoring target device enters through the protective film 6 through the protective film 6, and the reagent 5 absorbs this and changes its color and emits light. As schematically shown in the circular area in the upper part of FIG. 1D, the light emitted at this time is led out through the monitoring window 7 and can be confirmed from the outside. It can be known that the thinning of the wall 1 of the device has reached a predetermined level, for example, a level that requires maintenance such as replacement.

上記のように、本実施形態によれば、損傷監視センサー3は、監視対象機器の壁部1から漏洩した水蒸気や水および水を含む溶液を吸収するだけで変色・発光し、実際の監視対象機器の壁部1に発生している減肉を直接的に検知して、外部に知らせることができ、監視対象機器の安全性を確保することができる。また、従来の腐食センサー等に不可欠な電極や電気回路、計測機器等は不要とすることができ、電気的な故障等による誤検知も発生することがない。   As described above, according to this embodiment, the damage monitoring sensor 3 discolors and emits light simply by absorbing water vapor, water, and a solution containing water leaked from the wall 1 of the monitoring target device, and the actual monitoring target. The thinning generated in the wall 1 of the device can be directly detected and notified to the outside, and the safety of the monitored device can be ensured. In addition, electrodes, electrical circuits, measuring instruments, and the like that are indispensable for conventional corrosion sensors can be eliminated, and no erroneous detection due to an electrical failure or the like occurs.

なお、監視対象機器の壁部1の肉厚や設計安全基準に合わせて、壁部1に必要最小限の大きさの装入穴2を開けることが好ましい。このため、装入穴2の直径及び装入穴2に挿入される部分の損傷監視センサー3の胴体4の直径は、例えば、100μm〜50cm程度とすることが好ましい。さらに、監視対象機器の壁部1の肉厚や設計安全基準に合わせて腐食監視センサー3の装入穴2の深さを設定する。   In addition, it is preferable to make the insertion hole 2 of the minimum necessary size in the wall part 1 according to the thickness of the wall part 1 of a monitoring object apparatus, or a design safety standard. For this reason, it is preferable that the diameter of the charging hole 2 and the diameter of the body 4 of the damage monitoring sensor 3 in the portion inserted into the charging hole 2 are, for example, about 100 μm to 50 cm. Furthermore, the depth of the insertion hole 2 of the corrosion monitoring sensor 3 is set according to the wall thickness 1 of the monitoring target device and the design safety standard.

また、図3に示すように、損傷監視センサー3を監視対象機器の壁部1の装入穴2に取り付けた後、監視対象機器の壁部1と損傷監視センサー3とが接している部分に、溶接シール8を施工することが好ましい。これによって、損傷監視センサー3の脱落を防止することができるとともに、装入穴2から監視対象機器の内部の気体及び液体等が漏れることを確実に防止することができる。   Further, as shown in FIG. 3, after the damage monitoring sensor 3 is attached to the insertion hole 2 of the wall 1 of the monitoring target device, the portion 1 of the monitoring target device is in contact with the damage monitoring sensor 3. It is preferable to install the welding seal 8. As a result, it is possible to prevent the damage monitoring sensor 3 from falling off, and to reliably prevent leakage of gas and liquid inside the monitoring target device from the insertion hole 2.

また、損傷監視センサー3の試薬5を保護するための保護膜6は、例えば、通気性の良いカーボン繊維や多孔質のセラミックス膜によって構成する。この保護膜6は、図4(a)に示すように、試薬5への水分の浸透を容易にすると同時に、図4(b)に示すように、試薬5から水分の流出を防ぐ機能を有する。また、この保護膜6は、図4(a)に示すように、試薬5内への一定の大きさ以上(例えば、直径5μm以上)の異物の混入を防ぐ機能を有する。   Further, the protective film 6 for protecting the reagent 5 of the damage monitoring sensor 3 is made of, for example, a carbon fiber having good air permeability or a porous ceramic film. The protective film 6 has a function of facilitating the penetration of moisture into the reagent 5 as shown in FIG. 4A and at the same time preventing the outflow of moisture from the reagent 5 as shown in FIG. 4B. . Further, as shown in FIG. 4A, the protective film 6 has a function of preventing foreign substances having a certain size or more (for example, a diameter of 5 μm or more) from entering the reagent 5.

次に、図5〜図7に参照して、上記した損傷監視センサー3による損傷監視の実施形態について説明する。   Next, an embodiment of damage monitoring by the damage monitoring sensor 3 will be described with reference to FIGS.

図5は、損傷監視センサー3を、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等が発生する工業用、民用および発電用の配管10に適用した場合を示している。この場合、より具体的には、例えば、発電プラントの主蒸気配管、化学プラントの輸送配管、石油や石油ガス輸送パイプ、等が損傷監視センサー3の監視対象となる。   FIG. 5 shows a case in which the damage monitoring sensor 3 is applied to industrial, private, and power generation pipes 10 where corrosion, cracks, erosion and corrosion, etc. occur. In this case, more specifically, for example, a main steam pipe of a power plant, a transport pipe of a chemical plant, an oil or petroleum gas transport pipe, and the like are monitored by the damage monitoring sensor 3.

図6は、損傷監視センサー3を、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等が発生する発電用のタービン20のケーシング21に適用した場合を示している。この場合、より具体的には、例えば、発電プラントの蒸気タービン、ガスタービンおよび地熱タービンのケーシング21が損傷監視センサー3の監視対象となる。   FIG. 6 shows a case where the damage monitoring sensor 3 is applied to the casing 21 of the power generation turbine 20 in which corrosion, cracking, erosion / corrosion, etc. occur. In this case, more specifically, for example, the casing 21 of the steam turbine, the gas turbine, and the geothermal turbine of the power plant is the monitoring target of the damage monitoring sensor 3.

図7は、損傷監視センサー3を、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等が発生する工業用、民用および発電用の熱交換器30の胴体31に適用した場合を示している。この場合、より具体的には、例えば、発電プラントの蒸気発生器、脱気器、復水器等が損傷監視センサー3の監視対象となる。   FIG. 7 shows a case where the damage monitoring sensor 3 is applied to a body 31 of an industrial, civilian or power generation heat exchanger 30 where corrosion, cracking, erosion / corrosion, etc. occur. In this case, more specifically, for example, a steam generator, a deaerator, a condenser and the like of the power plant are monitored by the damage monitoring sensor 3.

図8は、損傷監視センサー3を、腐食、き裂、エロージョン・コロージョン等が発生する工業用、民用および発電用の圧力容器40に適用した場合を示している。この場合、より具体的には、例えば、化学プラントの化学液貯蔵タンク、石油貯蔵タンク、核燃料貯蔵タンク等が損傷監視センサー3の監視対象となる。   FIG. 8 shows a case where the damage monitoring sensor 3 is applied to a pressure vessel 40 for industrial use, private use and power generation in which corrosion, cracking, erosion / corrosion and the like occur. In this case, more specifically, for example, a chemical liquid storage tank, a petroleum storage tank, a nuclear fuel storage tank, or the like of a chemical plant is a monitoring target of the damage monitoring sensor 3.

以上説明したとおり、本実施形態によれば、電気回路及び計測装置等を使用することなく、損傷監視センサーの内部に充填されている試薬の変色・発光によって、監視対象機器の実際の損傷の状態を直接的に監視することができる。したがって、電気回路のメンテナンスや誤作動等のリスクを回避することができ、また、監視対象機器の肉厚の管理所定位置に損傷監視センサーを挿入することによって、監視対象機器の損傷具合を精確に監視することができる。これにより、監視対象機器の安全運転を確保することができる。   As described above, according to the present embodiment, the actual damage state of the monitoring target device is caused by the discoloration / light emission of the reagent filled in the damage monitoring sensor without using an electric circuit and a measuring device. Can be monitored directly. Therefore, it is possible to avoid risks such as electrical circuit maintenance and malfunctions, and to manage the thickness of the monitored device. By inserting a damage monitoring sensor at a specified position, the degree of damage to the monitored device can be accurately determined. Can be monitored. Thereby, the safe driving | operation of the monitoring object apparatus is securable.

本発明の一実施形態における損傷監視方法を説明するためのフロー図。The flowchart for demonstrating the damage monitoring method in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における損傷監視センサーの構成を模式的に示す図であり、(a)は底面図、(b)は縦断面図。It is a figure which shows typically the structure of the damage monitoring sensor in one Embodiment of this invention, (a) is a bottom view, (b) is a longitudinal cross-sectional view. 本発明の一実施形態における損傷監視センサーの取り付け状態を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the attachment state of the damage monitoring sensor in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における保護膜の作用を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the effect | action of the protective film in one Embodiment of this invention. 本発明を配管の監視に適用した実施形態を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically embodiment which applied this invention to monitoring of piping. 本発明をタービンケーシングの監視に適用した実施形態を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically embodiment which applied this invention to monitoring of the turbine casing. 本発明を熱交換器の胴体の監視に適用した実施形態を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically embodiment which applied this invention to the monitoring of the fuselage | body of a heat exchanger. 本発明を圧力容器の監視に適用した実施形態を模式的に示す側面図。The side view which shows typically embodiment which applied this invention to the monitoring of a pressure vessel.

符号の説明Explanation of symbols

1……監視対象機器の壁部、2……装入穴、3……損傷監視センサー、4……胴体、5……試薬、6……保護膜、7……監視窓、8……溶接シール、10……配管、20……タービン、21……タービンケーシング、30……熱交換器、31……熱交換器胴体、40……圧力容器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wall part of monitoring object device, 2 ... Insertion hole, 3 ... Damage monitoring sensor, 4 ... Body, 5 ... Reagent, 6 ... Protective film, 7 ... Monitoring window, 8 ... Welding Seal 10, piping 20, turbine 21, turbine casing 30, heat exchanger 31, heat exchanger body 40, pressure vessel

Claims (13)

監視対象機器の、流体が収容又は流通される内部と外部とを仕切る壁部の内側の損傷状態を監視するための損傷監視センサーであって、
筒状に形成され、内部が試薬を収容するための試薬収容部とされた胴体と、
前記試薬収容部内に収容され、前記流体又は流体に含まれる物質と反応して変色、発光の少なくとも一方を呈する試薬と、
前記胴体の頂部に設けられ、前記試薬収容部内の前記試薬の状態を監視するための監視窓と、
前記胴体の底部に形成され前記試薬収容部内に前記流体の浸入を許容する開口部と、
前記開口部に設けられ、流体の浸入を許容するとともに前記試薬を保護する保護膜と
を具備し、
前記壁部に外側から設けられた挿入穴内に、前記保護膜が前記挿入穴内の底部と対向するように挿入、固定され、前記壁部の内側が損傷して前記流体が前記試薬収容部内に浸入した際に、前記試薬の変色、発光の少なくとも一方によって当該壁部の内側の損傷を検知可能としたことを特徴とする損傷監視センサー。
A damage monitoring sensor for monitoring a damage state inside a wall portion separating an inside and an outside where a fluid is contained or distributed in a monitoring target device,
A body formed in a cylindrical shape, the inside of which is a reagent containing portion for containing a reagent;
A reagent housed in the reagent housing section and reacting with the fluid or a substance contained in the fluid to exhibit at least one of discoloration and luminescence; and
A monitoring window provided at the top of the body, for monitoring the state of the reagent in the reagent container;
An opening formed at the bottom of the body and allowing the fluid to enter the reagent container;
A protective film that is provided in the opening and allows the ingress of fluid and protects the reagent;
The protective film is inserted and fixed in an insertion hole provided from the outside in the wall portion so as to face the bottom portion in the insertion hole, and the inside of the wall portion is damaged so that the fluid enters the reagent storage portion. In this case, the damage monitoring sensor is characterized in that damage on the inside of the wall portion can be detected by at least one of discoloration and light emission of the reagent.
請求項1記載の損傷監視センサーであって、
前記流体が、少なくとも水蒸気又は水を含み、
前記試薬が、水分を吸収する物質として、塩化カルシウム又は塩化リチウムの固体又は粉末を含むことを特徴とする損傷監視センサー。
The damage monitoring sensor according to claim 1,
The fluid includes at least water vapor or water;
The damage monitoring sensor, wherein the reagent contains a solid or powder of calcium chloride or lithium chloride as a substance that absorbs moisture.
請求項1記載の損傷監視センサーであって、
前記流体が、少なくとも水蒸気又は水を含み、
前記試薬が、水分を吸収して変色する物質として、塩化コバルトの固体又は粉末を含むことを特徴とする損傷監視センサー。
The damage monitoring sensor according to claim 1,
The fluid includes at least water vapor or water;
A damage monitoring sensor, wherein the reagent contains a solid or powder of cobalt chloride as a substance that changes color by absorbing moisture.
請求項1記載の損傷監視センサーであって、
前記流体が、少なくとも水蒸気又は水を含み、
前記試薬が、水分を吸収して発光する物質として、水酸化ナトリウムと、ルミノールと、酸化剤と、鉄錯体を有する触媒との固体又は粉末を含むことを特徴とする損傷監視センサー。
The damage monitoring sensor according to claim 1,
The fluid includes at least water vapor or water;
A damage monitoring sensor, wherein the reagent contains a solid or powder of sodium hydroxide, luminol, an oxidizing agent, and a catalyst having an iron complex as a substance that absorbs moisture and emits light.
請求項4記載の損傷監視センサーであって、
前記酸化剤が、過マンガン酸カリウム、ニクロム酸カリウムの少なくともいずれかであることを特徴とする損傷監視センサー。
The damage monitoring sensor according to claim 4,
A damage monitoring sensor, wherein the oxidizing agent is at least one of potassium permanganate and potassium dichromate.
請求項4又は5記載の損傷監視センサーであって、
前記鉄錯体を有する触媒が、ヘモグロビン、ヘミンの少なくともいずれかであることを特徴とする損傷監視センサー。
The damage monitoring sensor according to claim 4 or 5,
A damage monitoring sensor, wherein the catalyst having the iron complex is at least one of hemoglobin and hemin.
請求項1〜6いずれか1項記載の損傷監視センサーであって、
前記保護膜が、通気性を有するカーボン繊維又は多孔質のセラミックス膜によって構成されていることを特徴とする損傷監視センサー。
The damage monitoring sensor according to claim 1,
The damage monitoring sensor, wherein the protective film is made of a carbon fiber having a gas permeability or a porous ceramic film.
請求項1〜7いずれか1項記載の損傷監視センサーであって、
前記胴体は耐食性及び耐熱性を有する金属材料から構成され、前記挿入穴に、ねじ又は溶接によって固定されることを特徴とする損傷監視センサー。
The damage monitoring sensor according to any one of claims 1 to 7,
The said trunk | drum is comprised from the metal material which has corrosion resistance and heat resistance, and is fixed to the said insertion hole with a screw or welding, The damage monitoring sensor characterized by the above-mentioned.
請求項1〜8いずれか1項記載の損傷監視センサーであって、
前記監視窓が、耐圧性、耐熱性、耐食性を有するガラス又は石英ガラスによって構成されていることを特徴とする損傷監視センサー。
The damage monitoring sensor according to any one of claims 1 to 8,
A damage monitoring sensor, wherein the monitoring window is made of glass or quartz glass having pressure resistance, heat resistance, and corrosion resistance.
請求項1〜9いずれか1項記載の損傷監視センサーを配管に設け、当該配管の損傷状態を監視することを特徴とする損傷監視方法。   A damage monitoring method according to claim 1, wherein the damage monitoring sensor according to claim 1 is provided in a pipe and the damage state of the pipe is monitored. 請求項1〜9いずれか1項記載の損傷監視センサーをタービンケーシングに設け、当該タービンケーシングの損傷状態を監視することを特徴とする損傷監視方法。   A damage monitoring method according to claim 1, wherein the damage monitoring sensor according to claim 1 is provided in a turbine casing and a damage state of the turbine casing is monitored. 請求項1〜9いずれか1項記載の損傷監視センサーを熱交換器の胴体に設け、当該熱交換器の胴体の損傷状態を監視することを特徴とする損傷監視方法。   A damage monitoring method comprising: providing the damage monitoring sensor according to any one of claims 1 to 9 on a body of a heat exchanger, and monitoring a damaged state of the body of the heat exchanger. 請求項1〜9いずれか1項記載の損傷監視センサーを圧力容器に設け、当該圧力容器の損傷状態を監視することを特徴とする損傷監視方法。   A damage monitoring method according to claim 1, wherein the damage monitoring sensor according to claim 1 is provided in a pressure vessel, and a damage state of the pressure vessel is monitored.
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