プラント・エンジニアリング事業を⼿掛ける⼭九は、ガス漏れ検知と板厚測定を⾏う2種類のドローンを国際ドローン展2021に出展した。⼭九は、ドローンを⽤いて安全かつ効率的な点検技法の開発に取り組んでいる。
超⾳波で板厚を測定、錆の劣化も同時に把握
橋梁やプラントの保全管理には定期的な板厚測定が⽋かせない。その多くは⼈⼿による⾼所作業となり、⾜場の設置・撤去に伴うコストや時間が⼤きなロスとなっている。そこで、ドローンを活⽤すれば、作業効率の改善と危険な⾼所作業の削減を図ることができる。クラックなどの劣化を⾒つけるドローン点検が進む⼀⽅で、⼭九は板厚測定といった作業性の⾼いドローンを開発している。
従来、板厚を測定するドローンはいくつか開発されたものの、操縦者の技量によって測定値に誤差が⽣じていた。そこで、⼭九は誰が計測しても均⼀に測定できる板厚測定ドローンを開発した。
板厚測定ドローンは、ルーチェサーチのヘキサコプターにアームを取り付け、先端に曲⾯にも対応した3点式の板厚測定⽤探触⼦（※1）を備えており、測定部に探触⼦を押し当てて測定する。これは、超⾳波を使って板厚測定を⾏うもので、検査員の⼿持ちツールとして使⽤されてきた。超⾳波で測定するため、測定部にグリセリンを塗布し、測定後には拭き取る作業が⽣じていたが、板厚測定ドローンの探触⼦は、構造物から40cmまで近づくと⾃動で⽔を噴射する仕組みとなっており、⽔であれば拭き取る作業が不要なうえに、構造物を傷めることがない。また、塗膜のある構造物や、程度の低い錆であれば、測定は可能だという。
※1 超⾳波を発⽣⼜は受信する振動⼦を組み込んだセンサー。
板厚測定の探触⼦のほかに、可視光カメラを搭載しており、同時に錆の点検が⾏える。錆コブになっていて板厚測定ができない場合、可視光カメラで錆部分の画像データを取得することもできる。また、錆の劣化は⾊だけで判断すると誤判定してしまうことも少なくない。溶けた錆が錆汁となって下部に溜まることで、その部分が劣化していると判断するケースがあるという。可視光カメラと組み合わせて点検することで、そういった誤りも防⽌できる。
来年度には、千葉県の煙突施設で⾼度100m前後での実証実験を予定している。これまでの検証で、測定値の誤差は±0.2mmまで抑えられていることが分かっており、検証回数を重ねてさらに信頼性を⾼めていくという。また、操縦は⼈による⾶⾏となるため、測定後にどの部分を測定したのかが紐づけにくい。そのため、探触⼦にスタンプの印を打つ機構を設け、測定箇所をマーキングする機能も検討している。
早期発⾒で⼤きなトラブルを回避！ 判別しにくいガス漏れを視覚的に点検
昨今、プラント点検にドローンを使⽤する事例も増えてきた。⼭九は板厚測定ドローンのほか、ガス漏れを視覚的に点検できるガス検知ドローンを開発した。
ガス検知ドローンも板厚測定ドローン同様に、ルーチェサーチ製のドローンを使⽤。マルチコプターにFLIR製のガス検知⽤カメラを搭載し、ガス漏れの早期発⾒に役⽴てる。ドローンの送信機からカメラの倍率を操作でき、⼊り組んだ構造物などでも異常箇所を捉えやすくしている。
ガス漏れは、蒸気漏れと⾒分けるのが難しく、可視化することで誤判定を防⽌するという。⼤量にガス漏れが発⽣した場合、爆発する恐れがあるため、早期に対処することが重要だ。ガス検知ドローンを⽇常的に使⽤することで、軽微な異常を早期に発⾒でき、圧⼒を抜いたり、パッキンを交換するといった対処が可能になる。
測定・点検⽤ドローンの開発を⾏う担当者は「従来は⾼所に検査員が登り、写真撮影を通じて点検箇所の報告を⾏ってきた。しかし、現場の状況は担当した検査員にしか分からなかった。そこで、ドローンの⾼解像度な画像や動画をもとに点検を⾏えば、ほかの専⾨家が⾒ても良し悪しの判断が可能になる。さらには、あぶない昇降作業と⼈件費の削減、業務効率の改善などにつながり、ドローンの活⽤は⼤変有⽤だ。板厚測定ドローンで取得したデータは3Dモデルにタグ付けしていくことで、計測位置、計測⽇、測定値、腐⾷率、補修経歴などの⼀元管理も実現した」と話した。