專利名稱：耐火物厚度測量方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐火物厚度測量方法及其裝置，特別涉及使用放射線檢測照射側(cè)的耐 火物厚度和檢測側(cè)的耐火物厚度的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在煉鐵廠的高爐及熱風(fēng)爐等的附屬設(shè)備、或者燒結(jié)及煉焦?fàn)t等的煙囪中，為了從 鐵礦石中提取生鐵，高爐及其附屬設(shè)備暴露在很高溫的氣體環(huán)境中，所以在鐵皮的內(nèi)側(cè)具 有耐火物。進(jìn)而，由于高爐在工作開始后不停止而連續(xù)作業(yè)，所以不能從內(nèi)側(cè)判斷耐火物的 剝離，而從外側(cè)進(jìn)行利用放射線檢測等的非破壞檢查。因此，通過在非破壞檢查中高精度地發(fā)現(xiàn)管材料的耐火物的缺陷部，將缺陷部修 繕，防事故于未然，并且實現(xiàn)裝置的壽命延長化成為重要的課題。此外，作為計算使用了放射線的管材料的壁厚減少及附著物厚度的方法，公開了 使用管材料與附著物的吸收系數(shù)的比相互不同的至少兩種放射線的線源，對管的同一部分 進(jìn)行照射，測量透射放射線的強(qiáng)度，并根據(jù)對于各個放射線的衰減量來計算管壁厚度和附 著物的厚度的方法(日本特開昭63-210707號公報)。此外，作為使用作為宇宙射線的μ介子來計算管材料的耐火物厚度的方法，公開 了根據(jù)對于宇宙射線的衰減量來計算耐火物的厚度的方法(日本特開平8-263741號公 報)。但是，在所提出的方法中有如下不良狀況用于測量的放射線及宇宙射線的衰減 在照射側(cè)的鐵皮及耐火物、和檢測側(cè)的鐵皮及耐火物的兩者中發(fā)生，但不能分別判斷照射 側(cè)的耐火物的厚度和檢測側(cè)的耐火物的厚度等。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種對管材料的內(nèi)側(cè)的耐火物照射放射線， 并分別計算放射線照射側(cè)的耐火物厚度和放射線檢測側(cè)的耐火物厚度。為了解決上述問題，在耐火物厚度測量方法中，對管材料照射放射線；檢測通過了 管材料和管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的衰減放射線；檢測照射了放射線的管材料的表面的照射位 置表面溫度、以及檢測出衰減放射線的管材料的表面的檢測位置表面溫度；從檢測出的衰 減放射線的衰減強(qiáng)度中去除管材料的衰減強(qiáng)度，從而計算耐火物的衰減強(qiáng)度；根據(jù)耐火物 的衰減強(qiáng)度，計算耐火物厚度；利用照射位置表面溫度和檢測位置表面溫度，根據(jù)耐火物厚 度計算照射側(cè)耐火物厚度及檢測側(cè)耐火物厚度。管材料的衰減強(qiáng)度能夠根據(jù)通過超聲波測量檢測出的管材料的厚度來計算。放射 線照射的照射位置和衰減放射線的檢測位置在水平方向上也可以是相同的位置。此外，為了解決上述問題，在有關(guān)本發(fā)明的耐火物厚度測量方法中，對管材料照射 放射線；檢測通過了管材料和管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的第1衰減放射線；使照射放射線的照 射位置、或者檢測放射線的檢測位置變化；對管材料照射放射線；檢測通過了管材料和管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的第2衰減放射線；比較第1衰減放射線的透射強(qiáng)度或衰減強(qiáng)度與第2 衰減放射線的透射強(qiáng)度或衰減強(qiáng)度，從而判別耐火物厚度的異常部。進(jìn)而，為了解決上述問題，具有放射線照射部，對管材料照射放射線；放射線檢 測部，檢測通過了管材料和管材料內(nèi)側(cè)的耐火物而衰減的放射線；溫度檢測部，檢測照射了 放射線的管材料的表面的照射位置表面溫度、以及檢測出衰減放射線的管材料的表面的檢 測位置表面溫度；運算處理部，根據(jù)衰減強(qiáng)度計算管材料及耐火物的厚度，從計算出的管材 料及耐火物的厚度減去管材料厚度而計算耐火物厚度，使用照射位置表面溫度和檢測位置 表面溫度，根據(jù)耐火物厚度計算照射側(cè)耐火物厚度及檢測側(cè)耐火物厚度。管材料的衰減強(qiáng)度能夠基于通過超聲波測量檢測出的管材料的厚度來計算。此 外，放射線照射部和放射線檢測部在水平方向上也可以是相同的位置。此外，為了解決上述問題，具有放射線照射部，對管材料照射放射線；放射線檢 測部，檢測通過了管材料和管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的第1衰減放射線，并且使照射放射線的 管材料的表面變化、或者使檢測衰減放射線的管材料的表面變化，從而檢測第2衰減放射 線；判別部，比較第1衰減放射線的透射強(qiáng)度或衰減強(qiáng)度與第2透射強(qiáng)度或衰減放射線的衰 減強(qiáng)度，從而判別耐火物厚度的異常部。進(jìn)而，管材料的衰減強(qiáng)度可以基于通過超聲波測量檢測出的管材料的厚度來計
笪弁。根據(jù)本發(fā)明，在使用反射線的耐火物的厚度測量中，能夠?qū)y量出的耐火物厚度 通過鐵皮表面溫度來計算放射線照射側(cè)的耐火物厚度和放射線檢測側(cè)的耐火物厚度，所以 能夠發(fā)現(xiàn)管材料內(nèi)的哪部分的耐火物厚度減少了。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，通過比較檢測出的放射線的衰減強(qiáng)度與使用其他檢測部或照 射部檢測出的放射線的衰減強(qiáng)度，能夠發(fā)現(xiàn)管材料內(nèi)的哪部分的耐火物厚度減少。


以下參照

本發(fā)明。圖1是表示耐火物厚度測量裝置的一例的俯視圖。圖2是表示耐火物厚度測量裝置的一例的側(cè)視圖。圖3是表示測量裝置的細(xì)節(jié)的一例的圖。圖4是說明耐火物厚度測量裝置進(jìn)行的耐火物厚度測量的處理流程的一例的圖。圖5是表示由放射線檢測部檢測出的衰減放射線的衰減強(qiáng)度的圖。圖6是表示衰減強(qiáng)度與耐火物厚度的關(guān)系的圖。圖7是說明耐火物厚度測量裝置進(jìn)行的耐火物厚度測量的處理流程的一例的圖。圖8是表示放射線照射位置與檢測位置的關(guān)系的圖。圖9是表示衰減放射線的放射線強(qiáng)度的曲線圖。圖10是表示將圖9所示的衰減放射線的噪聲除去后的衰減放射線的圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。圖1是表示耐火物厚度測量裝置的一例的俯視圖。作為高爐的附屬設(shè)備的燒結(jié)煙
5囪1是將鐵礦石熔化來制造生鐵的爐子，是在較厚的鐵皮3上內(nèi)襯有耐火物5的圓筒容器 或管材料。測量裝置10具有放射線照射部11，安裝在燒結(jié)煙囪1上并且照射箭頭7所示 的放射線；放射線檢測部14，為了檢測通過放射線的照射側(cè)50的鐵皮3a和鐵皮3a的內(nèi)側(cè) 的耐火物5a、放射線的檢測側(cè)60的耐火物5b及鐵皮3b而衰減的放射線而具備半導(dǎo)體檢測 元件；以及輸入輸出部15、計算機(jī)16。放射線照射部11與收納具有較高的線量率的放射線源銥(Ir-192)等的線源容器 12通過用來傳輸來自線源容器12的伽馬射線或X射線等的放射線的傳輸管連接，線源容器 12與用來進(jìn)行來自管理區(qū)域的放射線放射控制的操作器13通過釋放線等連接。通過從管 理區(qū)域用操作器13進(jìn)行線源容器12的開閉器(shutter)的開閉動作，從線源容器12釋放 放射線，從在燒結(jié)煙囪1的鐵皮3a上安裝的放射線照射部11對鐵皮3a照射放射線，如箭 頭7所示那樣貫通燒結(jié)煙囪1，由安裝在鐵皮3b上的放射線檢測部14檢測衰減后的放射 線。另外，放射線檢測部14檢測通過放射線的電離作用產(chǎn)生的電壓。此外，操作器13與輸 入輸出部15通過串行電纜等有線連接，能夠經(jīng)由輸入輸出部15與后述的計算機(jī)16通信連 接。因此，能夠通過計算機(jī)16操作操作器13。進(jìn)而，放射線檢測部14能夠?qū)z測出的電壓 變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、經(jīng)由用串行電纜等連接的輸入輸出部15對計算機(jī)16發(fā)送電壓數(shù)據(jù)。圖2是表示耐火物厚度測量裝置的一例的畫面圖。在燒結(jié)煙囪1中，在鐵皮3的 內(nèi)側(cè)內(nèi)襯有耐火物5。測量裝置10具有放射線照射部11，安裝在燒結(jié)煙囪1上并照射箭 頭7所示的放射線；以及放射線檢測部14，為了檢測通過放射線的照射側(cè)的鐵皮3a和鐵皮 3a的內(nèi)側(cè)的耐火物5a、以及放射線的檢測側(cè)60的耐火物5b及鐵皮3b而衰減的放射線而 具備半導(dǎo)體檢測元件。圖3是表示測量裝置的詳細(xì)節(jié)的一例的圖。測量裝置10具有安裝在燒結(jié)煙囪1 上、照射放射線的放射線照射部11、和檢測通鐵皮3以及未圖示的耐火物5而衰減的由箭頭 7所示的放射線的放射線檢測部14。在放射線照射部11上，也可以安裝用來測量照射了放射線的管材料的表面的照 射位置表面溫度的溫度檢測部36a、以及通過超聲波測量鐵皮厚度的超聲波測量部38a。放 射線照射部11具有控制部31a，存儲溫度檢測部36a檢測出的鐵皮3的溫度數(shù)據(jù)，能夠通過 有線或無線通信將記錄在計算機(jī)16中的各種檢測數(shù)據(jù)發(fā)送。此外，控制部31a也可以將該 數(shù)據(jù)記錄到存儲介質(zhì)中，并將存儲介質(zhì)輸送給計算機(jī)16，進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。放射線檢測部14也可以具有可移動地安裝在軌道35b上并具備半導(dǎo)體檢測元件 的掃描部37，在掃描部37的周圍安裝對檢測出衰減放射線的管材料的表面的檢測位置表 面溫度進(jìn)行檢測的溫度檢測部36b。此外，放射線檢測部14在掃描部37的周圍具有超聲波 測量部38b。進(jìn)而，在放射線檢測部14中具有控制部31b，將放射線檢測部14檢測出的放 射線數(shù)據(jù)、超聲波測量部38b測量到的超聲波數(shù)據(jù)、溫度檢測部36b檢測出的鐵皮3的溫度 數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，通過有線或無線通信將存儲在計算機(jī)16中的各種檢測數(shù)據(jù)發(fā)送。此外，控 制部31b也可以將這些數(shù)據(jù)記錄在存儲介質(zhì)中，并將存儲介質(zhì)輸送給計算機(jī)16，進(jìn)行數(shù)據(jù) 的收發(fā)。另外，溫度檢測部36a、36b也可以是通過檢測近紅外線等的檢測元件來檢測溫度 的單元。此外，雖然沒有圖示，但放射線照射部11也可以也可移動地安裝在軌道35a上，而 能夠移動。
超聲波測量部38a、38b對鐵皮3照射超聲波，能夠根據(jù)超聲波的衰減量的變化及 反射、吸收、移送時間差等的特性檢測鐵皮3的厚度。另外，超聲波測量部38a、38b可以通 過已知的超聲波厚度計來安裝。另外，該超聲波厚度計基于從附著在鐵皮3上的稱作變換 器(transducer)(探頭、觸頭)的傳感器發(fā)送的超聲波被測量物的相反面反射而返回的時 間(傳播時間)來計算鐵皮3的厚度。此外，溫度檢測部36a、36b、超聲波測量部38a、38b能夠經(jīng)由用串行電纜或以太網(wǎng) (注冊商標(biāo))電纜連接的輸入輸出部15對計算機(jī)16發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，溫度檢測部36a、36b、超聲波測量部38a、38b并不一定需要與放射線檢測部 14或放射線照射部11 一體化，也可以是作業(yè)員通過使用已知的可移動型熱示蹤器(thermo tracer)測量照射位置及檢測位置，檢測各自的表面溫度，記錄到計算機(jī)16的輸入部24或 存儲部21中。計算機(jī)16具有處理部25、將規(guī)定處理部25的動作的程序及各種數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的 存儲部21、通過有線或無線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)的通信部22、輸入部24、顯示部23。計算機(jī)16能夠通過下述所示的朗伯法則(式1)求出與由超聲波測量部38a、38b 檢測出的鐵皮3的厚度對應(yīng)的放射線的衰減強(qiáng)度。I = Ι0Θ_αχ··.(式 1)α是線減弱系數(shù)。這里，χ是鐵皮厚度。入射至鐵皮之前的放射線的放射強(qiáng)度能 夠由Itl計算，在鐵皮中移動了距離χ時的放射線的強(qiáng)度能夠由I計算。即，如果χ通過超 聲波測量部18變?yōu)橐阎?，則能夠計算出鐵皮通過后的I的強(qiáng)度。并且，計算機(jī)16從檢測出 的放射線的衰減強(qiáng)度中減去使用式1計算出的鐵皮的衰減強(qiáng)度。這樣，相減而計算出的衰 減強(qiáng)度成為只有照射側(cè)及檢測側(cè)的耐火物厚度的衰減強(qiáng)度。并且，計算機(jī)16根據(jù)放射線衰減強(qiáng)度和耐火物厚度的測量線(在后述的圖6中表 示)，計算與耐火物厚度的衰減強(qiáng)度對應(yīng)的耐火物厚度。計算機(jī)16對于計算出的耐火物厚度，利用照射位置表面溫度及檢測位置表面溫 度來計算照射側(cè)耐火物厚度和檢測側(cè)耐火物厚度。另外，計算方法使用設(shè)想了耐火物的傳 導(dǎo)傳熱量與來自鐵皮表面的放射傳熱量及對流傳熱處于平衡狀態(tài)的下述式子。另外，由于 鐵皮的熱傳導(dǎo)的熱傳導(dǎo)率很高、熱阻很小，所以忽視。此外，雖然燒結(jié)煙 是圓筒形，但由于 鐵皮表面的曲率小到能夠選取平板壁模型的程度，所以在傳導(dǎo)傳熱量的計算式中使用平板 壁的傳導(dǎo)傳熱計算式，而不使用圓筒形的傳導(dǎo)傳熱計算式。
ql是來自平衡狀態(tài)的照射側(cè)鐵皮的熱量，是放射傳熱及對流傳熱。此外，q2是來 自平衡狀態(tài)的檢測側(cè)鐵皮的熱量，是放熱傳熱及對流傳熱。to是爐內(nèi)溫度，tl是爐外溫度 (照射側(cè))，t2是爐外溫度(檢測側(cè))，bl是照射側(cè)絕熱材厚度，b2是檢測側(cè)絕熱材厚度，
ε是斯蒂芬波爾茲曼系數(shù)(例如如果是高爐或煙囪則為0.7左右)，λ是熱傳導(dǎo)率。式2的左邊表示用傅里葉法則表示的傳導(dǎo)傳熱量，式2的右邊第1項表示用斯蒂 芬波爾茲曼法則表示的放熱傳熱，式2的左邊第2項表示對流傳熱量(另外，he根據(jù)形狀 而分情況使用。在垂直壁面的情況下he = 2. 2，在朝上壁面的情況下he = 2. 8，在朝下壁 面的情況下he = 1. 5)。式3也是同樣的。另外，λ在檢測側(cè)及照射側(cè)為相同的值。這是因為使檢測側(cè)及照射側(cè)的水平位置 相同。即，這是因為，一般熱傳導(dǎo)率根據(jù)爐內(nèi)環(huán)境，因流體滲入、耐火物內(nèi)的成分蒸發(fā)等的現(xiàn) 象而隨時變化，但在高爐或煙囪等的環(huán)境中，依賴于高度方向而爐內(nèi)環(huán)境是共通的，所以只 要耐火物的水平位置相同，就可以認(rèn)為耐火物的物性是相同的。進(jìn)而，如圖2所示，由混凝 土等的液狀材料成形的耐火物、磚那樣預(yù)先為固定的耐火物由于在高度方向上使用相同形 狀或物性的材料，所以物性變化前的性質(zhì)也是相同的。因而，在使用表面溫度來計算照射側(cè) 耐火物厚度及檢測側(cè)耐火物厚度的情況下，為了提高計算精度，檢測側(cè)及照射側(cè)作為設(shè)想 為相同的位置關(guān)系，優(yōu)選地設(shè)置為水平位置。通過將式2及式3進(jìn)行式變形，能夠?qū)С鲇脕?計算bl (照射側(cè)絕熱材厚度)的式3、用來計算b2(檢測側(cè)絕熱材的厚度)的式4。 這樣，計算機(jī)16能夠利用設(shè)想了傳導(dǎo)傳熱、對流傳熱、放射傳熱的平衡狀態(tài)的式 子計算bl (照射側(cè)絕熱材厚度)、b2 (檢測側(cè)絕熱材厚度)。但是，作為式4及式5的分母 部分的對流傳熱及放射傳熱的式子中，根據(jù)外界氣體環(huán)境(溫度、濕度、氣壓、風(fēng))、表面形 狀的關(guān)系計算的結(jié)果與實際的值不一致的情況較多。因此，這樣計算出的bl、b2的精度較 低，難以直接使用。另一方面，通過放射線進(jìn)行的測量能夠計算正確的值。但是，只能計算照射側(cè)和檢 測側(cè)的總厚度。因此，在本實施例中，對于使用放射線測量的值，將用式3及式4計算出的 厚度bl、b2用于比率計算。 式6是表示根據(jù)bl及b2得到的比率的式子。利用該式6及放射線測量值的厚 度L，能夠如以下這樣定義基于放射線測量值及傳熱計算的比率Ll (照射側(cè)絕熱材厚度)、 L2(檢測側(cè)絕熱材厚度)。

· ·(式 8)在式7及式8中，將計算精度較低的式4及式5利用為用來求出照射側(cè)的耐火物 厚度與檢測側(cè)的耐火物厚度的比率。通過這樣，能夠?qū)⒒谟嬎憔容^高的放射線測量的 耐火物厚度分為照射側(cè)耐火物厚度及檢測側(cè)耐火物厚度。這樣，測量裝置10能夠利用照射 位置表面溫度及檢測位置表面溫度計算照射側(cè)耐火物厚度及檢測側(cè)耐火物厚度。此外，計算機(jī)16能夠不使用表面溫度而進(jìn)行耐火物厚度的檢測或耐火物厚度的 異常判斷。例如，測量裝置10將照射放射線的照射位置和檢測放射線的檢測位置固定，而 檢測通過了管材料和上述管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的衰減放射線，接著，通過將放射線檢測部 14沿水平方向或垂直方向移動來變更檢測位置，或者通過將放射線照射部11沿水平方向 或垂直方向移動來變更照射位置，從而檢測第2衰減放射線。并且，計算機(jī)16在發(fā)生了檢測出的第1及第2衰減放射線的衰減強(qiáng)度的差的情況 下，計算對應(yīng)于該衰減強(qiáng)度的差的耐火物的厚度，而能夠根據(jù)放射線衰減強(qiáng)度和耐火物的 厚度的測量線(后述的圖6中表示)求出檢測位置變更前和檢測位置變更后(或者照射位 置變更前哈照射位置變更后)的厚度的差。這樣，通過變更檢測位置或照射位置，能夠求出放射線強(qiáng)度及耐火物厚度的差分 量。并且，在差分量較大的情況下，還能夠?qū)z測位置或照射位置判別為異常部位。此外， 將該檢測出的多個衰減強(qiáng)度的平均值設(shè)為平均耐火物厚度avL、將沒有差分值的變動而判 斷為正常的狀態(tài)的耐火物的部位的厚度設(shè)為平均耐火物厚度avL，從而通過用差分值A(chǔ)L 對平均耐火物厚度avL加上或減去差分值，還能夠求出耐火物厚度。利用圖4，說明耐火物厚度測量裝置進(jìn)行的耐火物厚度測量的處理流程的一例。首 先，從放射線照射部11將放射線照射在由管狀的材料構(gòu)成的作為圓筒容器的燒結(jié)煙囪1的 鐵皮3的背面上(步驟101)。放射線在通過燒結(jié)煙囪1時通過與照射側(cè)的鐵皮3a和耐火 物5a的相互作用而衰減，通過燒結(jié)煙囪1的內(nèi)部，再通過與檢測側(cè)的鐵皮3b和耐火物5b 的相互作用而衰減。這樣，放射線檢測部14檢測出通過了由管狀的材料構(gòu)成的作為圓筒容 器的燒結(jié)煙囪1的鐵皮3a、3b和耐火物5a、5b的衰減放射線(步驟102)。利用圖5表示由放射線檢測部14檢測出的衰減放射線的衰減強(qiáng)度。該衰減強(qiáng)度 是相對于放射線照射部11處于180度的位置的放射線檢測部14對管徑6600mm的燒結(jié)煙 囪測量的值。測量到的數(shù)據(jù)是放射線檢測部14及放射線照射部11通過軌道移動而在水平 位置Imm 750mm間移動來檢測出的放射線的衰減強(qiáng)度?；氐綀D4，接著，檢測照射了放射線的管材料的表面的照射位置表面溫度、以及檢 測出衰減放射線的管材料的表面的檢測位置表面溫度(步驟103)。在該步驟中，例如照射 側(cè)的溫度檢測部36a、檢測側(cè)的溫度檢測部36b通過檢測從作為檢測對象的燒結(jié)煙囪的表 面發(fā)射的紅外線來測量溫度，將測量數(shù)據(jù)經(jīng)由輸入輸出部15存儲到計算機(jī)16的存儲部21 中。此外，該步驟也可以是作業(yè)員使用熱示蹤器測量，并經(jīng)由輸入部24存儲到計算機(jī)16的 存儲部21中。接著，從檢測出的放射線的衰減強(qiáng)度中除去管材料的衰減強(qiáng)度，計算上述耐火物 的衰減強(qiáng)度(步驟104)。在該步驟中，計算機(jī)16的處理部25接收超聲波測量部18檢測出的鐵皮3的厚度。接著，計算機(jī)16的處理部25計算對應(yīng)于接收到的鐵皮3的厚度的鐵皮3的放射線的衰減強(qiáng)度。例如，在超聲波測量部18檢測出的鐵皮3的厚度是照射側(cè)11mm、檢測側(cè)11mm、總 計22mm、放射線的放射強(qiáng)度是300keV、線減弱系數(shù)是0. 864的情況下，計算機(jī)16的處理部 25能夠使用上述式1，將鐵皮3的衰減強(qiáng)度計算為300Xe(-0. 864X2. 22) = 45[ySv/s]。 接著，將該鐵皮3的衰減強(qiáng)度從如圖5所示那樣檢測出的放射線的衰減強(qiáng)度中減去。通過 這樣，從圖5所示的鐵皮與耐火物的厚度帶來的衰減強(qiáng)度中減去鐵皮3的衰減強(qiáng)度，所以計 算出耐火物的衰減強(qiáng)度。接著，根據(jù)耐火物的衰減強(qiáng)度計算耐火物厚度(步驟105)。圖6是表示衰減強(qiáng)度與耐火物厚度的關(guān)系的圖。如圖所示，通過利用預(yù)先通過實 驗求出的衰減強(qiáng)度與耐火物厚度的關(guān)系，能夠根據(jù)檢測出的衰減強(qiáng)度計算耐火物厚度。因 而，在步驟104中，根據(jù)減去了鐵皮衰減強(qiáng)度的衰減強(qiáng)度，基于圖6所示的測量線計算耐火 物厚度。接著，將在步驟105中計算出的耐火物厚度使用照射位置表面溫度和檢測位置表 面溫度，計算照射側(cè)耐火物厚度及檢測側(cè)耐火物厚度(步驟106)。該計算是計算機(jī)20如上 述那樣使用式7及8計算的。接著，耐火物厚度測量的處理流程結(jié)束。以下所示的表1是表示在圖5所示的水平位置區(qū)域a、b、C、d、e中、通過上述處理 流程的計算的結(jié)果的表。表1測量部位和耐火物厚度 通過傳熱計算求出的耐火物厚度bl、b2、通過傳熱計算分配的耐火物厚度Li、L2 如上所述，沒有成為傳熱計算的計算精度上一致的值。但是，通過在比率計算中利用由傳熱 計算求出的耐火物厚度bl、b2，能夠計算計算精度提高了的耐火物厚度Li、L2。利用圖7，說明耐火物厚度測量裝置進(jìn)行的耐火物厚度測量的處理流程的一例。首 先，從放射線照射部11對由管狀的材料構(gòu)成的作為圓筒容器的燒結(jié)煙囪1的鐵皮3的表面照射放射線(步驟201)，放射線檢測部14檢測通過了管材料和管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的衰減 放射線(步驟202)。圖8是表示放射線照射位置與檢測位置的關(guān)系的圖。在步驟201中，首先在相對 于檢測位置60a處于180度的位置的照射位置50a放射放射線。再次回到圖7，變更照射放射線的照射位置、或者檢測放射線的檢測位置(步驟 203)。這表示例如在將檢測位置60a固定的狀態(tài)下、將圖8所示的照射位置50a向逆時針 變更例如13. 1度照射位置50b。此外，在圖8中沒有表示，但也能夠同樣地進(jìn)行在將照射位 置50a固定的狀態(tài)下變更檢測位置60a。接著，從放射線照射部11對與由管狀的材料構(gòu)成的作為圓筒容器的燒結(jié)煙囪同 樣的圓筒容器燒結(jié)煙囪1的鐵皮3的表面照射放射線(步驟204)，檢測通過管材料和上述 管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的衰減放射線(步驟205)。圖9是表示檢測出的衰減放射線的放射線強(qiáng)度的曲線圖。171是表示照射位置變 更前的檢測出的放射線的衰減強(qiáng)度的曲線圖。172是表示照射位置變更后的檢測出的放射 線的衰減強(qiáng)度的曲線圖。曲線圖171及曲線圖172的縱軸表示煙囪高度方向，橫軸是衰減 強(qiáng)度。由152a表示的衰減強(qiáng)度波形與其他波形相比呈現(xiàn)較大的衰減強(qiáng)度，所以認(rèn)為在該高 度及位置上耐火物厚度變薄。但是，檢測出的放射線強(qiáng)度是通過照射側(cè)的耐火物和檢測側(cè) 的耐火物衰減的，所以僅通過曲線圖171并不能判別照射位置、檢測位置的哪一個的耐火 物厚度較薄。因此，如曲線圖172所示，如果變更照射位置而檢測放射線強(qiáng)度、確認(rèn)高度基準(zhǔn)相 同的152b的波形，則可知放射線的衰減強(qiáng)度減少了。因此，通過變更照射位置，衰減強(qiáng)度減 少，所以能夠判別照射位置50a的耐火物厚度變薄。并且，由曲線圖171及曲線圖172表示的檢測出的衰減放射線被存儲到放射線檢 測部的存儲部31b中。并且，從存儲部31b使用未圖示的記錄介質(zhì)或無線通信等，將衰減放 射線的數(shù)據(jù)保存到計算機(jī)16的存儲部21中。再次回到圖7，計算機(jī)16的處理部對保存的衰減放射線的數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲除去處理 (步驟206)。該衰減放射線數(shù)據(jù)由在垂直方向抽樣的信號構(gòu)成，所以例如通過將以垂直方 向Imm單位抽樣的數(shù)據(jù)值平均化而執(zhí)行噪聲除去處理。圖10所示的173表示將圖9的曲線圖171、172所示的衰減放射線噪聲除去后的 衰減放射線的曲線圖。圖10所示的174表示以高度方向為基準(zhǔn)將曲線圖173所示的兩個 衰減放射線疊合的曲線圖。用通過進(jìn)行噪聲除去而變得明確的衰減放射線，能夠使用計算 機(jī)16實施曲線圖173及曲線圖174所示的數(shù)據(jù)的比較。再次回到圖7，將照射位置不同的兩個衰減放射線的衰減強(qiáng)度比較(步驟207)。如 圖10的152c所示，可知通過將152a及152b的波形疊合，由152a表示的峰值部分通過改 變位置而消失。因此，可以判斷出在照射位置50a的位置處衰減強(qiáng)度變小、即發(fā)生了耐火物 的剝離等。此外，計算機(jī)16的處理部25檢測兩個衰減放射線的衰減強(qiáng)度的差分AL，通過 差分AL超過某個閾值，能夠判斷發(fā)生了耐火物的剝離的異常部(步驟208)。此外，通過使 用透射放射線強(qiáng)度而非衰減強(qiáng)度的差分AL也能夠進(jìn)行評價。此外，也可以通過在多地點檢測放射線的衰減強(qiáng)度并存儲到計算機(jī)16的存儲部 21中，將該檢測出的多個衰減強(qiáng)度的平均值設(shè)為平均耐火物厚度avL、將沒有差分值的變
11動而判斷為正常的狀態(tài)的耐火物的部位的厚度設(shè)為平均耐火物厚度avL，通過由差分值 Δ L對平均耐火物厚度avL加上或減去差分值來求出耐火物厚度。這樣，耐火物厚度測量的處理流程結(jié)束。以燒結(jié)煙囪1為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于向燒結(jié)煙囪1的應(yīng)用。本發(fā)明 可以廣泛地用于例如高爐、具有內(nèi)襯耐火物的配管材料、加熱爐等的需要非破壞檢查的各 種圓筒容器及/或管材料中。此外，以耐火物為例進(jìn)行了說明，但能夠廣泛地用于絕熱材、 保溫材等的需要通過非破壞檢查進(jìn)行檢查的在各種管材料中作為內(nèi)襯的材料中。此外，以上說明的實施方式只不過是作為典型例舉出的，將該各實施方式的結(jié)構(gòu) 要素組合、其變形及變更對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的，顯然，如果是本領(lǐng)域的 技術(shù)人員，則能夠在不脫離本發(fā)明的原理及權(quán)利要求書所述的發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行上 述實施方式的各種變形。
權(quán)利要求
一種耐火物厚度測量方法，其特征在于，對管材料照射放射線；檢測通過了上述管材料和上述管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的衰減放射線；檢測照射了上述放射線的上述管材料的表面的照射位置表面溫度、以及檢測出上述衰減放射線的上述管材料的表面的檢測位置表面溫度；從檢測出的上述衰減放射線的衰減強(qiáng)度中去除上述管材料的衰減強(qiáng)度，從而計算上述耐火物的衰減強(qiáng)度；根據(jù)上述耐火物的衰減強(qiáng)度，計算上述耐火物厚度；利用上述照射位置表面溫度和上述檢測位置表面溫度，根據(jù)上述耐火物厚度計算照射側(cè)耐火物厚度及檢測側(cè)耐火物厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的耐火物厚度測量方法，其特征在于，上述管材料的衰減強(qiáng)度是根據(jù)通過上述超聲波測量來檢測出的上述管材料的厚度而 計算的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的耐火物厚度測量方法，其特征在于，上述放射線照射的照射位置和上述衰減放射線的檢測位置是在水平方向上相同的位置。
4.一種耐火物厚度測量方法，其特征在于， 對管材料照射放射線；檢測通過了上述管材料和上述管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的第1衰減放射線； 使照射上述放射線的照射位置、或者檢測上述放射線的檢測位置變化； 對管材料照射放射線；檢測通過了上述管材料和上述管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的第2衰減放射線； 比較上述第1衰減放射線的透射強(qiáng)度或衰減強(qiáng)度與上述第2衰減放射線的透射強(qiáng)度或 衰減強(qiáng)度，從而判別耐火物厚度的異常部。
5.一種耐火物厚度測量裝置，其特征在于，具有 放射線照射部，對管材料照射放射線；放射線檢測部，檢測通過上述管材料和上述管材料內(nèi)側(cè)的耐火物而衰減的放射線； 溫度檢測部，檢測照射了上述放射線的上述管材料的表面的照射位置表面溫度、以及 檢測出上述衰減放射線的上述管材料的表面的檢測位置表面溫度；以及運算處理部，根據(jù)上述衰減強(qiáng)度，計算上述管材料及上述耐火物的厚度，從計算出的上 述管材料及耐火物的厚度減去管材料厚度而計算耐火物厚度，并利用上述照射位置表面溫 度和上述檢測位置表面溫度，根據(jù)上述耐火物厚度計算照射側(cè)耐火物厚度及檢測側(cè)耐火物 厚度。
6.如權(quán)利要求5所述的測量裝置，其特征在于，上述管材料的衰減強(qiáng)度是根據(jù)通過上述超聲波測量來檢測出的上述管材料的厚度而 計算的。
7.如權(quán)利要求5或6所述的耐火物厚度測量方法，其特征在于， 上述放射線照射部和上述放射線檢測部在水平方向上是相同的位置。
8.—種耐火物厚度測量裝置，其特征在于，具有放射線照射部，對管材料照射放射線；放射線檢測部，檢測通過了上述管材料和上述管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的第1衰減放射 線，并且使照射上述放射線的上述管材料的表面變化，或者使檢測上述衰減放射線的上述 管材料的表面變化，從而檢測第2衰減放射線；以及判別部，比較上述第1衰減放射線的透射強(qiáng)度或衰減強(qiáng)度與上述第2透射強(qiáng)度或衰減 放射線的衰減強(qiáng)度，從而判別耐火物厚度的異常部。
全文摘要
耐火物厚度測量方法構(gòu)成為，對管材料照射放射線；檢測通過了管材料和管材料內(nèi)側(cè)的耐火物的衰減放射線；檢測照射了放射線的管材料的表面的照射位置表面溫度、以及檢測出了衰減放射線的管材料的表面的檢測位置表面溫度；從檢測出的衰減放射線的衰減強(qiáng)度中去除管材料的衰減強(qiáng)度，計算耐火物的衰減強(qiáng)度；根據(jù)耐火物的衰減強(qiáng)度計算耐火物厚度；使用照射位置表面溫度和檢測位置表面溫度，根據(jù)耐火物厚度計算照射側(cè)耐火物厚度及檢測側(cè)耐火物厚度。
文檔編號G01B21/08GK101910786SQ20098010176
公開日2010年12月8日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者上原拓男, 中村倫, 山中啟伸, 川島良次 申請人:新日本制鐵株式會社