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新たなレール探傷車底部腐食探傷装置の開発 東京地下鉄(株)

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Academic year: 2022

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(1)土木学会第66回年次学術講演会(平成23年度). Ⅳ‑109. 新たなレール探傷車底部腐食探傷装置の開発 東京地下鉄(株). 正会員 ○小林 実. 東京地下鉄(株). 正会員. 工藤 浩之. 東京地下鉄(株). 正会員. 星子 遼. 東京計器レールテクノ(株). 小沢 金吾. 1.はじめに 東京地下鉄では、195.1 ㎞の営業路線中、約 85%がトンネル区間を占めており、レールに発生する損傷の 多くは電食による底部腐食が占めている。平成 17 年に導入した超音波レール探傷車(以下「探傷車」という) には、当初から屈折角 20°の底部腐食用探触子を装備して底部腐食の検出に努めている。しかしながら、従 来の 20°底部腐食用探触子では、おおまかな腐食の大きさ(腐食量)は得られるものの、正確な腐食量や底 部腐食の形状はわからなかった。また、溶接余盛を底部腐食と誤検知することがあり、それを底部腐食と区 別することは困難であった。そこで、上記の課題を解決すべく、探傷車に増備可能な底部拡大Bスコープ方 式底部腐食探傷装置を開発したので報告する。 2.これまでの底部腐食検出・確認方法 これまで底部腐食については、探傷車の20°底部腐食チャネルでの検出結果を基本とし、現場確認が必要と 判断した箇所については、目視確認及び手押し式探傷器PRD-100Cを用いて検査を行っていた。PRD-100Cは垂 直チャネルの底部拡大Bスコープ画像が得られるので腐食形状がわかり、手動での腐食量測定も可能である。 しかし、現場検査や腐食量の測定が手動であるため効率的とは言えず、探傷車に増備可能で腐食量を自動的に 測定できる、底部拡大Bスコープ方式底部腐食探傷装置の開発が求められていた。 3.底部拡大Bスコープ方式底部腐食探傷装置の概要 開発した底部拡大Bスコープ方式底部腐食 本 装置/ 地上 処理 装. 探傷装置(以下「本装置」という)のシステ. 置. ム構成を図1に示す。. *パソコンは探傷車 の地上局と共用. 本装置は、 探傷車上で既存探傷システムと 同期して測定を行う車上装置と、 事務所で解. 事務所. パソコン + 地上局ソフト. 析を行う地上処理装置とで構成される。. 収録データ (USBメモリ等). 探傷車. 車上装置は既存探傷システムから垂直チ ャネル信号を受信して、2mm 毎の全底面エ. 既存探傷システム. コーを取得し、 リアルタイムでBスコープ表 示、底部腐食の検知・腐食量計算を行うとと. 制御信号 キロ程情報 距離パルス. 信号処理装置 腐食信号処理装. もに、データを収録する。測定動作は、既存 探傷システムからの制御信号(測定開始・終. 本装置/車上装置. 超音波探傷器. 置 垂直チャネル信号. 了等)によってリモートで行われる。. 外部記憶装置. なお、本装置を増備するにあたり、従来の全. 探触子. 域探傷用垂直探触子(2MHz)では S/N が不 図1 本装置のシステム構成. 十分であったため、新規に開発した高性能垂 直探触子(5MHz)に交換した。 キーワード 超音波探傷. レール探傷車. 底部腐食. 〒110-0015 東京都台東区東上野四丁目三番6号 工務事務所工務管理課. ‑217‑. Tel:03-3837-7212.

(2) 土木学会第66回年次学術講演会(平成23年度). Ⅳ‑109. 地上処理装置では、腐食箇所のキロ程及び腐食量 の帳票と、底部拡大 B スコープ画像の表示・印刷・ ファイル出力を行う。現在データと過去データのB スコープ画像を並べて表示し、比較することも可能 である。キロ程は、測定中に既存探傷システムから 受け取った距離パルスとキロ程情報を用いて算出す るので、探傷システムと完全に一致したキロ程が得 られる。 4.本線測定による検証 本線上の同じ底部腐食の箇所を、従来の 20°底部. 図2 従来 20°底部腐食チャネルのBスコープ画像. 腐食チャネル、本装置、PRD-100C で測定した結果 のBスコープ画像例を図2~4に示す。PRD-100C と異なり、本装置のBスコープ画像にはエコーレベ ルの情報はなく、また、底面エコーの最上部だけが 描かれているが、PRD-100C と同様な腐食形状が見 て取れる。 また、腐食量は、本装置の測定結果が 5.6mm と 4.0mm、PRD-100C の画像から読み取った腐食量 (1mm 単位)は 6mm と 4mm でよく一致している。 この例では、探傷車の従来 20°底部腐食チャネル、 本装置とも底部腐食を検出しているが、某路線全線に 渡って底部腐食の検出結果を確認したところ、 「従来 20°底部腐食チャネル、本装置ともに検出」. 図3 本装置のBスコープ画像. 「従来 20°底部腐食チャネルのみ検出」 「本装置のみ検出」がほぼ同数であった。 本装置の未検出要因としては、腐食箇所の底面エ コーのレベルが、腐食のない健全部に比べて小さい ためと考えられる。これは当初から予想されたこと で、そのために垂直探触子を高性能型に交換して感 度を上げているが、それでもノイズの発生などのた め高感度化には限界があり、本装置で検出できない 底部腐食も尐なくないことが判明した。 以上のことから、当初は従来 20°底部腐食チャネ ルを本装置に置き換えることも考えたが、両者を相. 図4 PRD-100C のBスコープ画像. 補うものとして併用することとした。 5.まとめ. 本装置を東京計器レールテクノ(株)と共同開発して探傷車に増備したことにより、これまでどおりの通常 の探傷測定時に、底部拡大Bスコープ画像が得られる底部腐食探傷が可能となった。底部腐食探傷の結果は、 腐食箇所のキロ程と腐食量が数値として出力され、また、腐食形状を画像として観測することができる。 今後の課題として、誤検出を抑えながらより確実に底部腐食を検出することと、地上処理装置において、既 存探傷システムと本装置の探傷結果を統合的に評価可能な枠組みを構築することが挙げられる。. ‑218‑.

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