JP2000065706A - 配管耐圧試験用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管への装着が容易で且つ何度も繰り返し使
用することのできる配管耐圧試験用治具を提供する。 【解決手段】 配管１２の内部に挿入可能とし開口封止
により配管１２の内部圧力を受ける閉止板１４と、この
閉止板１４に接続され当該閉止板１４に加わる内部圧力
を用いて配管１２の半径方向に押圧力を発生させる内壁
押圧手段１５とを設ける。ここで内壁押圧手段１５を閉
止板１４に接続される閉止補助板２０と、当該閉止補助
板２０と配管１２の内壁３４に接触可能な押圧部５２と
で構成する。閉止補助板２０に連続するセンターテーパ
ボルト４２にはテーパ部４６が形成されており、当該テ
ーパ部４６と押圧部５２との摺動接触によって、当該押
圧部５２の拡開がなされ、内壁３４の押圧を可能にして
いる。このように本治具を構成すれば、閉止板１２に加
わる圧力によって容易に密封をなすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電プラント等で
行われる配管耐圧試験に用いられる配管耐圧試験用治具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所や火力発電所などに代表さ
れる発電プラントでは、大小異なる配管が無数に配設さ
れているが、その中でも重要な配管経路においては、配
設後に耐圧試験を実施し前記配管経路の信頼性を確保す
るようにしている。

【０００３】図６は、従来の配管耐圧試験の手順を示す
説明図である。同図に示すように、配管耐圧試験では、
対象となる配管１の開口端部２に閉止板３を装着し、こ
れを同図（２）に示すように溶接固定する。そして閉止
板３を溶接した後は、配管端部２の反対側（管奥側）よ
り圧力を加え、規定の圧力状態下で配管継ぎ目４などに
漏れ等の障害が無いか確認するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述した配管耐
圧試験においては、その実施毎に開口端部２を溶接によ
り塞がねばならず、その作業の労力と時間は非常に大き
なものになっていた。そして溶接作業は熟練を要し、何
人でも容易にできるものではなかった。また試験終了後
は、溶接した閉止板３をグラインダ等で取り外すととも
に、取り外した閉止板３を作業員が搬出できるように溶
断する必要があった。このため閉止板３は試験毎に廃棄
され、その経済性が問題となっていた。

【０００５】本発明は上記従来の問題点に着目し、配管
への装着が容易で且つ何度も繰り返し使用することので
きる配管耐圧試験用治具を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る配管耐圧試
験用治具は、配管の内部に挿入可能とし開口封止により
前記配管の内部圧力を受ける閉止板と、この閉止板に接
続され当該閉止板に加わる前記内部圧力を用いて前記配
管の半径方向に押圧力を発生させる内壁押圧手段を有す
るように構成した。

【０００７】また前記内壁押圧手段を、前記内壁押圧手
段を、前記配管の半径方向に移動可能とする突張部材
と、前記閉止板に接続され前記突張部材にくさび作用を
なす押出部材とで構成してもよく、さらに前記閉止板の
背面側に閉止補助板を設け、この閉止補助板と前記閉止
板との外縁にインロー嵌合部を形成するとともに、当該
インロー嵌合部における前記閉止板と前記閉止補助板の
いずれか一方にパッキン保持斜面を形成し、他方側にパ
ッキン押出面を形成するようにしてもよい。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、試験前、すなわち閉止板に
内部圧力が加わらないときは、前記閉止板に接続される
内壁押圧手段が稼働することがない。このため治具本体
を配管の内部に容易に挿入させることができる。そして
配管内部に治具本体を装着した後、配管の内部圧力を上
昇させていくと閉止板にも内部圧力が加わり始めるが、
前述のとおり閉止板には内壁押圧手段が接続されている
ので、閉止板に加わる内部圧力の上昇に伴って、内壁押
圧手段が配管の内壁を押圧していく。このため強い内部
圧力が加わっても、この強い内部圧力が配管半径方向の
押圧力に変換されていくので治具本体が配管内部で強固
に突っ張り、試験中に治具本体が配管開口より飛び出す
ことを防止することができる。また試験終了後に内部圧
力を低下させれば、内壁押圧手段の押圧力も緩むので、
試験後は配管開口から容易に治具本体を取り出すことが
できる。

【０００９】なお内壁押圧手段を構成する押出部材と突
張部材との接合部分をテーパにすれば、閉止板に加わる
配管軸方向の力（内部圧力）を分力化し、この分力の一
部を配管の半径方向に伝達することができる。そしてそ
の分力（押圧力）を突張部材によって配管の内壁に伝達
させれば簡単な構造で配管内の掛止を図ることができ
る。言い換えれば閉止板に内部圧力が加わると、その内
部圧力によって押出部材が突張部材を配管半径方向に押
し広げようとし、配管の内壁と突張部材との間の摩擦力
が上昇する。このため閉止板に強い内部圧力が加わって
も治具本体を配管内で掛止させることができる。

【００１０】また前記閉止板と前記閉止補助板における
インロー嵌合部のいずれか一方にパッキン保持斜面を形
成し、他方側にパッキン押出面を形成したことから、閉
止板が内部圧力により移動し閉止補助板との距離が近づ
くと封止用パッキンは押出面の作用で拡径され、当該封
止用パッキンは配管の内壁に押し付けられる。このため
内部圧力の上昇に応じて、治具本体の密閉性も向上させ
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る配管耐圧試験用治具
の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係る配管耐圧試験用治具の構造を
示す断面説明図であり、図２は同治具の外観を表す正面
図、側面図、背面図である。これらの図に示すように、
配管耐圧試験用治具１０は、配管１２の内部に挿入され
当該配管１２の内部圧力を受ける閉止板１４と、当該閉
止板１４における片面側に配置され、前記閉止板１４が
受けた内部圧力を配管１２の半径方向に変換する内壁押
圧手段１５とで構成されている。

【００１２】閉止板１４は、配管１２の内径寸法に対し
僅かな隙間が形成されるだけの最大径を有した円盤状の
形態となっており、内部圧力を直に受ける圧力受け面１
４Ａは平坦面に形成されている。一方圧力受け面１４Ａ
の反対側となる背面１４Ｂには、その中央部に位置決め
用の突起１６が形成されており、後述するセンターテー
パボルトとの位置決めを可能としている。また突起１６
における頂上部分には雌ねじ部１８が設けられ、後述す
る閉止補助板の摺動領域を制限する締付ボルトの取付を
可能にしている。

【００１３】また閉止板１４の背面１４Ｂ側には、閉止
補助板２０が接続される。当該閉止補助板２０も閉止板
１４とほぼ同様の外形を有する円盤状の形態をなしてお
り、その中央部には内壁押圧手段を構成するセンターテ
ーパボルトと嵌合をなすための嵌合穴２２が設けられて
いる。また閉止補助板２０は、その外周に閉止板１４側
へと突出するインロー嵌合部を形成する突出部２４を有
している。そして当該突出部２４の内側に形成される第
１摺動面２６と、閉止板１４側に形成された第２摺動面
２８とを嵌合させることで双方の間で摺動を可能にして
いる。また突出部２４の外側表面は閉止板１４の方向に
向かって先細りとなるテーパ面３０となっており、一方
閉止板１４における第２摺動面２８の圧力受け面１４Ａ
側の端部からは、押出面３２が第２摺動面２８に対し垂
直に立ち上がり形成されている。そして閉止板１４と閉
止補助板２０の双方を嵌合させた際、テーパ面３０と、
押出面３２と、配管１２の内壁３４とで閉鎖領域が形成
され、これを封止用パッキン３６のパッキン収容部３８
としている。なお封止用パッキン３６はゴム状の弾性体
からなり、その形状はＯリング形状となっている。そし
てパッキン収容部３８に封止用パッキン３６を装着した
際、当該封止用パッキン３６が内壁３４を弾性力で押圧
し、封止用パッキン３６の前後の空気または液体の流通
を防止するようにしている。ところで封止用パッキン３
６は、パッキン収容部３８に収められていることから、
閉止板１４と閉止補助板２０との双方が接近すると、封
止用パッキン３６は、押出面３２によって閉止補助板２
０側へと押し出されテーパ面３０上を移動することとな
る。そしてテーパ面３０上を移動することで封止用パッ
キン３６が押し広げられ、内壁３４への押圧によって、
封止力が増大していく。また閉止板１２と閉止補助板２
０におけるインロー嵌合部の摺動によって封止用パッキ
ンが配管１２の内壁に押圧されればよいことから、閉止
板１２側にテーパ面を設け、閉止補助板２０側に押出面
を設けるようにしてもよい。

【００１４】閉止補助板２０における突出部２４の内側
には、閉止板１４と閉止補助板２０との摺動範囲を制限
するためのストッパボルト４０が装着される。これは閉
止補助板２０における閉止板１４の反対面側に段付き穴
４２を形成しておき、当該段付き穴４２にストッパボル
ト４０を挿入する。そして閉止補助板２０から突出した
ストッパボルト４０の先端を、閉止板１４の同位置に設
けた雌ねじ穴４３に螺合させ、その螺合量により摺動範
囲（双方の離反範囲）を設定するものである。なお接近
時は双方の表面同士が密着をなす。そして双方の摺動範
囲の調整は、上述した封止用パッキン３６の変形の度合
いにより設定すればよい。

【００１５】閉止補助板２０の後方には内壁押圧手段１
５が形成され、嵌合穴２２には前記内壁押圧手段１５を
構成する押出部材となるセンターテーパボルト４２が取
り付けられている。このセンターテーパボルト４２は、
その片側端部に嵌合穴２２への取付代４４を有してお
り、この取付代４４から順に、他方端部側に向かって先
細りとなるテーパ部４６と、締付用ナットを螺合させる
ための雄ねじ部４８とが閉止補助板２０から突出するよ
うに連続形成されている。またセンターテーパボルト４
２にはその軸心に沿って締付ボルト挿通穴５０が形成さ
れており、締付ボルト７０の挿通を図り、当該締付ボル
ト７０を雌ねじ部１８に螺合可能にしている。

【００１６】このように閉止補助板２０に端部が取り付
けられたセンターテーパボルト４２の外側には、内壁３
４に対して押圧をなす突張部材となる押圧部５２が形成
されている。当該押圧部５０は、センターテーパボルト
４２のテーパ部４６に沿って移動可能に接触する球面座
面５４と、当該球面座面５４に接続されセンターテーパ
ボルト４２の半径方向に延長される支持脚５６と、当該
支持脚５６の先端に装着され内壁３４を押圧する当て板
リング５８とで構成されている。

【００１７】球面座面５４は、支持脚５６の片側端部を
テーパ部４６の斜面方向に沿って倒れ込み可能に保持し
ている。また当て板リング５８と支持脚５６の先端との
接合部分は、当て板リング５８の内周面に形成された受
け溝６０に支持脚５６の先端に形成された突起６２が入
り込む形態となっているので、球面座面５４と当て板リ
ング５８の相対位置が変動しても、支持脚５６が球面座
面５４との接合部および突起６２を中心として倒れ込
み、当て板リング５８への押圧力の伝達を可能にしてい
る。こうした押圧部５２は、センターテーパボルト４２
の外周上に９０度間隔で４箇所配置される。ところで支
持脚５６は斜面方向に倒れ込みを可能としているが、そ
の倒れ込み量を制限するため、押圧部５２の斜面方向径
大側には脚ブロック６２Ａが、また斜面方向小径側には
脚ブロック６２Ｂがそれぞれ設けられている。さらに脚
ブロック６２Ａ、６２Ｂとを連結するように隣り合う押
圧部５２の間を通過するように図示しないブリッジが設
けられ、支持脚５６の倒れ込み量の制限を図るととも
に、ブリッジによってテーパ部４６上での個々の押圧部
５２の相対位置を設定するようにしている。なお脚ブロ
ック６２Ａ、６２Ｂの中央部にはテーパ部４６より径大
な貫通穴６４が設けられ、脚ブロック６２Ａ、６２Ｂと
テーパ部４６とが干渉するのを防止することができる。
そしてセンターテーパボルト４２に対する脚ブロック６
２Ａ、６２Ｂの位置決めは、閉止補助板２０の後方に配
置されたガイドリング６６の内壁に、脚ブロック６２Ａ
の外縁を摺動させることでおこなうようにしている。

【００１８】センターテーパボルト４２における締付ボ
ルト貫通穴５０には、締付ボルト６８が挿通される。当
該締付ボルト６８はセンターテーパボルト４２の長さよ
りも長く形成されており、その先端には閉止板１４にお
ける雌ねじ部１８に螺合可能な雄ねじ部を有している。
締付ボルト６８を締付ボルト貫通穴５０に挿入するとと
もに、その先端を雌ねじ部１８に螺合させることで、締
付ボルト６８のボルト頭部でセンターテーパボルト４２
を押さえ込み、閉止板１２に対する当該閉止板１２の背
面側部材の摺動範囲を設定可能にしている。なお前述し
た締付ボルトの頭部は、後述するセンターテーパボルト
４２に螺合される締付用ナットと干渉するのを防止する
目的から、センターテーパボルト４２における雄ねじ部
４８の外径よりも小さく形成されている。

【００１９】センターテーパボルト４２における雄ねじ
部４８には、締付用ナット７０が螺合される。当該締付
用ナット７０は、ナット自体の螺合により、脚ブロック
６２Ｂを閉止板１２側に向かって押圧可能としている。
ここで脚ブロック６２Ｂは、押圧部５２と接しているの
で、脚ブロック６２Ｂの押圧による移動によって押圧部
５２に接するテーパ部４６の直径が大きくなり、当て板
リング５８から内壁３４に作用する押圧力が増加する。

【００２０】このように構成された配管耐圧試験用治具
１０を用いて配管の耐圧試験を行う手順を説明する。ま
ず検査対象となる配管１２の開口部７２より、閉止板１
２が管奥側となるように配管耐圧試験用治具１０を挿入
する。ここで配管耐圧試験用治具１０を構成する締付ボ
ルト６８を緩め、閉止板１２と閉止補助板２０との間隔
を開かせて、封止用パッキン３６の外径寸法を小径化す
る。そしてこのように封止用パッキン３６の小径化を行
った後は、締付用ナット７０を緩め、押圧部５２をテー
パ部４６における小径側へと移動させて、当て板リング
５８から内壁３４に押圧力が加わらない状態にする。こ
のように締付ボルト６８と締付用ナット７０とを緩める
ことにより治具本体の外径が縮小することになり、配管
１２への挿入を容易に行うことができる。

【００２１】配管１２の内側に治具本体を送り込み、当
該治具本体の設置位置を設定した後は、今度は締付ボル
トを軽く締めて封止用パッキン３６を内壁３４に密着さ
せるとともに、締付用ナット７０を締めて押圧部５２を
テーパ部４６の径大側に移動させ、当該テーパ部４６の
押開き作用による押圧力が、球面座面５４、支持脚５
６、当て板リング５８を介して内壁３４に伝達するよう
にしている。この状態が図１に示される取付直後であ
り、支持脚５６は内壁３４に対し傘状に開き、その拡開
方向は開口部７２となる。

【００２２】配管耐圧試験用治具１０を図１に示すよう
な状態に設置した後は、配管１２の管奥部（開口部７２
の反対側）より圧縮気体または液体を導入させ、配管１
２の内部の圧力を高めていく。

【００２３】図２は、配管１２内部を弱加圧状態にした
ときの配管耐圧試験用治具１０の状態図を示す。同図に
示すように配管１２の管奥部より圧縮気体または液体を
導入し始めると、配管１２の内部は弱加圧状態になる
が、この場合閉止板１４が内圧によって開口部７２側へ
と押される。そしてこの押圧作用によって閉止板１４は
開口部７２側へと移動するが、この移動の際、押出面３
２が封止用パッキン３６を押圧し、当該封止用パッキン
３６をテーパ面３０に沿って移動させる。ここで当該テ
ーパ面３０は、開口部７２側に沿って径大となっている
ことから、封止用パッキン３６がテーパ面３０上を移動
するに従って、封止用パッキン３６の内壁３４への押圧
力が増大し、封止用パッキン３６前後での密封性が増
す。そして閉止板１４は所定の量だけ移動すると背面１
４Ｂと閉止補助板２０の表面とが密着し、圧縮気体また
は液体から受ける加圧を閉止補助板２０以降に伝達させ
る。

【００２４】ところで閉止補助板２０に圧縮気体または
液体からの押圧力が加わると、閉止補助板２０に接続さ
れるセンターテーパボルト４２も閉止補助板２０に伴っ
て移動する。そしてこのセンターテーパボルト４２の移
動により押圧部５２を構成する球面座面５４が配管１２
の半径方向に拡開され、内壁３４とテーパ部４６との間
で突張力が発生し、当て板リング５８が内壁３４を押圧
する。テーパ部４６上を球面座面５４が摺動していくと
双方の間の摩擦力が増大し、球面座面５４の移動量が少
なくなるが、センターテーパボルト４２の移動は圧縮気
体または液体の押圧力により進むことから、球面座面５
４に接続される支持脚５６は、前記球面座面５４を支点
としてセンターテーパボルト４２の軸心方向に回転す
る。そして支持脚５６の回転により傘状に拡開した支持
脚５６が猪口状になっていくので、配管１２の半径方向
の延び成分により内壁３４を押圧する。なお支持脚５６
と当て板リング５８とは、支持脚５６の先端に形成され
た突起が受け溝６０に嵌合されていることから、支持脚
５６に倒れ込みが生じても当て板リング５８の内壁を確
実に押圧可能にしている。

【００２５】図４は配管１２内部を強加圧状態にしたと
きの配管耐圧試験用治具１０の状態図を示す。同図に示
すように配管１２の内圧が更に高まると、テーパ部４６
による球面座面５４の拡開、および支持脚のさらなる猪
口状化が進行し、内壁３４に加わる押圧力が増大する。

【００２６】このため配管１２の内圧が上昇すると、閉
止板１４に加わる押圧力も同様に上昇するが、この閉止
板１４に加わる押圧力をもとに配管１２の内壁３４を押
圧する力を作り出していることから、配管１２の内圧が
上昇によって本治具１０が移動するのを防止することが
できる。そして配管１２の内圧を高め、耐圧試験を行っ
た後は、配管１２の内部を減圧する。配管１２の内部を
常圧に戻した後は、装着の手順と逆になるよう、締付用
ナット７０、締付ボルト６８を緩め、開口部７２より本
治具１０を取り出せばよい。

【００２７】なお本実施の形態では、閉止板が最も管奥
側になるような構造とし、内圧上昇によって封止用パッ
キン３６の密着性が最初に増大し、次いで配管１２の内
壁３４への押圧力を増大させることとしたが、この形態
に限定されることもなく、閉止板の前方（管奥側）に内
壁押圧手段を配置するようにしてもよい。

【００２８】図５は、配管耐圧試験用治具１０の第２実
施例を示す。同図（１）に示すように第２実施例におい
ては、まず内壁押圧手段７４を配管１２に装着する。そ
して内壁押圧手段７４を配管１２に装着した後は、閉止
板１４を内壁押圧手段７４に接続させる。このように閉
止板１４と内壁押圧手段７４との相対位置を逆転させて
も、同図（３）に示すように配管内圧を受ける閉止板１
２の移動を配管１２の半径方向の力、すなわち内壁３４
への押圧力に変換することから、装着が容易で且つ何度
も繰り返し使用することができる配管耐圧試験用治具１
０を提供することができる。

【００２９】なお配管１２の肉厚が薄い際には、本治具
１０の内壁３４への押圧によって前記配管１２が変形す
るおそれがあるが、このような状態が予想される場合で
は、配管１２の外周に補強用のリングを設け、当該補強
用リングによって本治具１０からの突張力を受けるよう
にすればよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、配
管の内部に挿入可能とし開口封止により前記配管の内部
圧力を受ける閉止板と、この閉止板に接続され当該閉止
板に加わる前記内部圧力を用いて前記配管の半径方向に
押圧力を発生させる内壁押圧手段を有したことから、配
管への装着が容易で且つ何度も繰り返し使用することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る配管耐圧試験用治具の構造
を示す断面説明図である。

【図２】同治具の外観を表す正面図、側面図、背面図で
ある。

【図３】配管１２内部を弱加圧状態にしたときの配管耐
圧試験用治具１０の状態図を示す。

【図４】配管１２内部を強加圧状態にしたときの配管耐
圧試験用治具１０の状態図を示す。

【図５】配管耐圧試験用治具１０の第２実施例を示す。

【図６】従来の配管耐圧試験の手順を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 配管 ２ 開口端部 ３ 閉止板 ４ 配管継ぎ目 １０ 配管耐圧試験用治具 １２ 配管 １４ 閉止板 １４Ａ 圧力受け面 １４Ｂ 背面 １５ 内壁押圧手段 １６ 突起 １８ 雌ねじ部 ２０ 閉止補助板 ２２ 穴部 ２４ 突出部 ２６ 第１摺動面 ２８ 第２摺動面 ３０ テーパ面 ３２ 押出面 ３４ 内壁 ３６ 封止用パッキン ３８ パッキン収容部 ４０ ストッパボルト ４２ センターテーパボルト ４４ 取付代 ４６ テーパ部 ４８ 雄ねじ部 ５０ センターボルト挿通穴 ５２ 押圧部 ５４ 球面座面 ５６ 支持脚 ５８ 当て板リング ６０ 受け溝 ６２Ａ、６２Ｂ 脚ブロック ６４ 貫通穴 ６６ ガイドリング ６８ 締付ボルト ７０ 締付用ナット ７２ 開口部 ７４ 内壁押圧手段

フロントページの続き (72)発明者 潮田 辰 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 田辺 洋 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 佐々木 明 千葉県市原市姉崎海岸73番地 矢上工業株 式会社内 (72)発明者 石井 達義 千葉県市原市姉崎海岸73番地 矢上工業株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G061 AA02 AB01 BA01 CB04 DA16 EA05 EB02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管の内部に挿入可能とし開口封止によ
   り前記配管の内部圧力を受ける閉止板と、この閉止板に
   接続され当該閉止板に加わる前記内部圧力を用いて前記
   配管の半径方向に押圧力を発生させる内壁押圧手段を有
   することを特徴とする配管耐圧試験用治具。
2. 【請求項２】 前記内壁押圧手段を、前記配管の半径方
   向に移動可能とする突張部材と、前記閉止板に接続され
   前記突張部材にくさび作用をなす押出部材とで構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の配管耐圧試験用治
   具。
3. 【請求項３】 前記閉止板の背面側に閉止補助板を設
   け、この閉止補助板と前記閉止板との外縁にインロー嵌
   合部を形成するとともに、当該インロー嵌合部における
   前記閉止板と前記閉止補助板のいずれか一方にパッキン
   保持斜面を形成し、他方側にパッキン押出面を形成した
   ことを特徴とする請求項２に記載の配管耐圧試験用治
   具。