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非破壊検査はドローンでここまで変わった!

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目次(この記事の内容)

  1. ドローンが建設業界に普及してきた
  2. 非破壊検査+ドローンは最強
  3. ドローン+非破壊検査の事例
  4. ドローンで非破壊検査をしている会社は? 料金は?
  5. まとめ(おわりに)

建造物内部の構造の有害なキズを超音波や放射線を使い調べる「非破壊検査」で、ドローンが活躍しています。初めはビルやマンションの外壁から、最近では高速道路・トンネル・空港滑走路・橋梁まで、活用範囲が広がっています。ドローンで検査するようになって要する時間もコストも10分の1になったという話まで聞きます。そこでこの記事では、ドローンでどのような検査が行われているのか、どこまで業務に使えるのか、どこに頼めば実現できるのかなど、実用的に解説します。




ドローンが建設業界に普及してきた

ドローンのビジネス活用は2016年までは農業用の農薬散布や、上空からの撮影などが主でしたが、近年では各分野に活用されるようになり、市場規模は急拡大しています。今後も市場は拡大傾向にあり、2018年に362億である市場規模は、2024年には9.8倍の3,567億になると予測されています。しかも、今までの農業用の利用以上に、土木・建築や点検の業務の市場が拡大し、もっとも利用される分野になるとされています。


(引用:インプレス総合研究所|『ドローンビジネス調査報告書2019329日より出荷開始|https://research.impress.co.jp/topics/list/drone/552 )

 

すでに建設業界ではドローンが活躍しはじめています。その用途は、・空撮による測量
・高層ビルなどの工事の進捗確認
・高所やダムなどの安全確認
 そして今回紹介する、赤外線カメラを使った非破壊検査など、多岐にわたります。今後はこれらに加え建築設備の点検業務も増えてきそうです。都市部の地下にある共同溝の点検などはドローンの得意分野です。また、たとえば関電工では、施工困難なエリアの法定点検にドローンを活用しはじめています。


(引用:関電工|施工困難なエリアにドローンを活用|https://www.kandenko.co.jp/business/tec-service/tec-electricity14 )

非破壊検査+ドローンは最強

そんな中、ドローンによる非破壊検査が注目されています。非破壊検査+ドローンの組み合わせはメリットが大きいからです。非破壊検査とは、建造物などを「壊さず」に、内部や表面の欠陥・キズの有無・位置・大きさ・形状・分布状態などの劣化の状況を調べる検査のことです。これまでも、目視や放射線、超音波、磁石、赤外線などを使って行われてきました。それがドローンを使うことにより、今まで検査の難しかったダムや橋梁・トンネルから道路の路面まで検査できるようになります。これにより、膨大なコストと時間をかけた調査が不要になり、円滑に修繕作業に進むことができるようになりました。積雪の深い地域の路面はいたみも激しいうえ、補修作業ができる時期も限られているため調査に時間をかけることができません。そんな場合もドローンを使えば短時間で劣化部分検査ができるので、期待が集まっています。 身近なところでは、マンションの大規模修繕工事のための非破壊検査をドローンで行うことがあります。ドローンが活用される前は、ベランダなどに足場を組んで、人の手で劣化部分の写真を撮り、構造物に超音波をあて、渦電流を流して検査していました。しかし、ドローンを使うようになり、足場を組むことなく、ドローンに搭載したカメラで外観を撮影し、赤外線カメラで建築物の表面に赤外線をあててデータを取ることができるようになりました。リアルタイムで撮影した外観画像で目視点検し、赤外線カメラで内部の劣化の位置・大きさ・形状・分布状態などの詳しい情報を確認できるので、効率的に作業ができるようになったのです。


(引用:国立研究開発法人 建設研究所|4階建てRC造集合住宅の建物劣化調査画像|https://www.kenken.go.jp/japanese/research/lecture/h28/pdf/S2.pdf )
ドローンを使って非破壊検査を行うメリットは主に4つあります。
1)費用が安い:足場が不要なため、足場の設置と撤去の費用がかからない。
2)短時間:高い壁面や広大な道路や滑走路などもドローンよる空撮のため短時間で完了する。
3)人件費を削減できる:人が検査するより時間がかからず工期が短い。また、リアルタイムで検査状況を確認できるので作業効率が良い。
4)労働災害が起きにくい:地上でドローンを操作するため高い足場作業がなく、労働災害事故が起きにくい。
一方、デメリットとして、人口密集地でのドローンの墜落事故が懸念されていますが、防止対策として、化学繊維ワイヤーを張り、そのラインに沿ってドローンを飛行させるラインドローンも考案されています。下記のページにある動画がわかりやすいです。

(参考:株式会社ジャスト|ラインドローンのご紹介|https://www.just-ltd.co.jp/news/3293/ ) 

ドローン+非破壊検査の事例

では、ドローンはどのように非破壊検査に使われているのでしょうか? 実際にどんな方法で非破壊検査をしているのか見てみましょう。
ドローンの検査対象は多岐にわたりますので、代表的な構造物・路面・プラント設備のドローンによる非破壊検査の事例と実施している会社をご紹介します。文章だけではわかりにくいため、ぜひ動画もご覧ください。

事例1:ズームカメラと赤外線カメラによる建造物非破壊検査

大型ドローンMATRICE210RTKに光学ズームカメラと赤外線サーモグラフィカメラを同時に搭載して検査をしています。手元のタッチパネル画像で光学ズームカメラと赤外線サーモグラフィカメラの画像を切り替えながら、目視点検と同時に劣化の範囲や深度のデータを取ります。太陽光パネルの調査では、パネルの故障を引き起こしやすいホットスポットを見つけることもできます。
(参考:計測検査|『 ドローン 』目視検査(空撮)|http://www.keisokukensa.co.jp/drone/ )
実施会社:計測検査株式会社|http://www.keisokukensa.co.jp/
福岡県北九州市に本社を置く、各種構造物・機械設備等の総合的設備診断を行う会社。非破壊検査以外にも各種の検査に対応しています。またトンネル内部の撮影には独自の技術をもっています。設立45年、従業員120名。

事例2:近接目視・打音検査等を用いた飛行ロボットによる点検システム

ドローンと車を組み合わせ、ドローン(マルチコプター)で点検位置まで飛行して移動し、ドローンの力で車をトンネルの壁などに押し付け、壁を走って移動することで、人が入りにくい場所を連続して点検できるシステムです。複数のカメラで近接目視し、車に付けたハンマーで打音検査を行います。有線でコントロールしながら、電力供給も行うので、長時間検査し続けることができます。


近接目視と打音検査を組み合わせることにより、内部の空洞の有無や、ひび割れ、うき、はく離、はく落、変形、漏水などを検知することができます。詳しくは下のリンクから動画をご覧ください。


(参考:次世代社会インフラ用ロボット技術・ロボットシステム~現場実証ポータルサイト実施会社:新日本非破壊検査株式会社|http://www.shk-k.co.jp/
福岡県北九州市に本社を置き全国20か所に拠点をもつ総合非破壊検査の会社。非破壊検査を基礎とした独自の検査技術や手法の検査機器システムの開発なども行っています。設立59年、従業員435名。

事例3UTグラフを地上から即時的に確認する板厚検査

ドローンを使って、オイルやガスなどの貯蔵タンクの板厚を測る「超音波板厚検査サービス」が始まりました。3つの高精度カメラを搭載してタンク内を撮影し、飛行中のドローンからの映像、またUT(※)グラフを地上のモニターでほぼリアルタイムに確認しながら板厚検査をしています。
UT: 超音波探傷試験略。超音波を検査対象の内部に伝播させて、反射した超音波の強さと反射する範囲を元にキズの大きさや形状を推定する検査方法

 

(参考:RoNik UT Beam drone operations|https://vimeo.com/290357142

 )

実施会社:テラドローン株式会社|https://www.terra-drone.net/
東京に本社を置きアメリカやカナダなどに現地法人を持つ世界最大の産業用ドローンソリューションプロバイダー。測量にも強く、早稲田大学と共同で従来の1/3の価格を実現したドローン搭載型レーザ「テラライダー」も開発。

ドローンで非破壊検査をしている会社は? 料金は?

実際にドローンによる非破壊検査を頼む場合、料金も含め、どんな会社に頼めばいいのでしょうか? 自分の会社には関係ないという方も多いと思いますが、ドローンによる非破壊検査は、低層マンションや一般住宅でも構いません。劣化診断などで活用できそうです。

気になる料金については、サイトで基本料金をオープンにしている会社もあります。いくつかサイトを調べてみると A社:基本料50,000
B社:300Kwプラン80,000円、1MWプラン150,0002MWプラン200,000

 

など、会社によって設定の違いが大きそうです。問い合わせてみたところ、現場の場所・建造物の形状・非破壊検査の面積・外壁材質などを考慮して料金が決まるそうで、案件ごとの見積もりとのことです。また初回でも依頼しやすく、低層の規模の小さい案件でも対応可能な会社をいくつかピックアップしてみましたのでご参考ください(2019年8月執筆時の情報です)。 

【非破壊検査を行っている会社】 


1)株式会社ジャスト|https://www.just-ltd.co.jp/
神奈川県横浜市青葉区あざみ野南二丁目41
電話:045-911-5191  FAX: 045-911-9245
ドローンによる非破壊検査以外の建築物の構造診断や土木構造診断も行っています。新築構造物の設計施工から既存構造物の中長期修繕計画まで対応しています。 

2)シフトブレイン・ジャパン株式会社|http://www.shift-brain.jp/drone/index.html
愛知県名古屋市東区葵1-14-1 アーク新栄ビルディング5階
電話:052-932-5225  FAX: 052-935-6028
赤外線カメラによるコンクリート建造物の非破壊検査に強く、ドローンレーザ・SLAMレーザによる3次元計測も行っています。

まとめ(おわりに)

ドローンによる非破壊検査は今後も市場を拡大すると予測されます。現在はインフラや高層マンションの調査にとどまっている需要も一般に広がっていくでしょう。低層マンションや一般住宅だからと尻込みせず、外壁やソーラーパネルの調査など、気軽に依頼してみてはどうでしょうか?


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