JP2002310633A - 配管系及び配管系変形計測方法 - Google Patents

配管系及び配管系変形計測方法

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JP2002310633A
JP2002310633A JP2001117590A JP2001117590A JP2002310633A JP 2002310633 A JP2002310633 A JP 2002310633A JP 2001117590 A JP2001117590 A JP 2001117590A JP 2001117590 A JP2001117590 A JP 2001117590A JP 2002310633 A JP2002310633 A JP 2002310633A
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pipe
deformation
piping system
measuring
holes
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Akira Nefu
景 根布
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

(57)【要約】 【課題】保温材により覆われた配管の局部的な変形を簡
便に計測できる配管系、及び配管系変形計測方法を提供
する。 【解決手段】配管系は、配管1と、配管1を覆う保温材
3と、保温材3を覆う金属被覆4からなり、その保温材
3、及び金属被覆4に孔5を配管軸方向に複数有する。
配管系変形計測時にはこれら複数の孔5に変形計測装置
の計測子6を配管に接するまで挿入することにより、各
計測子6の挿入深度の差から容易に配管の局部的な変形
を計測することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、配管の変形を計測
する方法及びその計測に適した配管系に係わり、例えば
発電プラントの配管系、及び配管系の地震時における変
形量を計測する計測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】各種のプラントでは配管を少なくとも外
周が金属板で被覆された保温材で囲んで配管系として用
いている。例えば発電プラント等で用いられる配管系
は、長年の使用により経年劣化し、減肉が生じる可能性
が有る。極端に配管が減肉した場合、地震等の大きな変
動荷重が負荷されると、部分的な径の膨張を生ずる可能
性が有る。そのため、減肉が生じる可能性が有る配管部
位では、地震後には配管の径変化量を計測し、その健全
性を確かめる必要が有る。
【0003】従来の配管系変形計測方法は、配管の熱膨
張を測定するため、径の平均的な膨張量を測定するもの
であった。このような従来の配管系の変形計測方法は、
例えば特開2000−234963号公報に示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】例えば減肉などにより
配管系の一部に局部的に剛性の不連続な部分が生じた場
合、定常内圧と地震などの過大な繰返し負荷を同時に受
けると、剛性不連続部が膨張する現象が生じる可能性が
ある。
【0005】局部的な膨張が生じた場合、その部分にひ
ずみの集中が生じ、配管の機械強度が低下する可能性が
有る。したがって、膨張量を定量的に測定することが重
要となる。
【0006】しかし、従来の技術では、熱膨張などの長
手方向に平均的な膨張の測定を前提としているため、局
部的な変形をとらえ切れない可能性が有る。
【0007】従って、本発明の目的は、保温材に覆われ
て目視し難い配管でも簡便に配管の局部的な膨張変形を
計測できる配管系変形計測方法及びその計測に適した配
管系を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】配管系は、配管の周囲を
覆う保温材を備えており、さらに実施例にそくした具体
例では保温材の周囲を覆う金属被覆を備えている。この
配管系においては、保温材、及び金属被覆に変形計測装
置を挿入するための孔が配管長さ方向に複数個分散して
いる。
【0009】また、配管系変形計測法は、前記各孔に計
測子を挿入し、その挿入できた長さから、各孔毎におけ
る挿入長さの差から配管の変形量を計測することができ
る。
【0010】また、配管系変形計測方法は、前記各孔に
音波式距離測定手段の音波発生装置及び音波受信装置を
挿入して、配管の周囲の音波の伝播時間を計測すること
により音波の送信地点と受信地点との間の配管の径方向
の長さを周長として計測し、各孔における周長の計測結
果の差から配管の変形量を計測することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例に関
わる、配管系の変形を計測する方法の一例を示した配管
軸方向断面図である。
【0012】発電プラントに採用されている配管系は、
図1や図2のように、配管1を少なくとも外周が金属板
による金属被覆4で被覆された保温材3で囲んで構成さ
れている。配管1は、地震などの大きな荷重により部分
的に径が膨張した膨張部2を有している。また、保温材
3、及び金属被覆4は孔5を配管1の長さ方向に複数
(実施例では3個)有する。
【0013】配管1の変形を計測するには、棒状の計測
子6を用いる。各計測子6は、ひとつのフレーム7に設
けられた複数の孔8をそれぞれ通されている。各計測子
6をフレーム7を介して、各孔5に同時に挿入すること
により配管の変形を計測する。
【0014】まず、配管1に接触するまで計測子6を挿
入する。計測子6に設けられた段差9とフレーム7の間
にはばね10が取付けられ、計測子6が配管に接触する
まで段差9とフレーム7までの距離を一定に保つ。配管
1に接触した後、さらにフレーム7を押し付けることに
より、計測子6はフレーム7に設けられた各孔8内を移
動する。
【0015】この移動量はフレーム7から配管1までの
距離に依存するため、各計測子6の移動量を比較するこ
とにより、配管1の形状を計測できる。各計測子6の移
動量は目視により計測しても良い。また、各計測子6が
移動した距離は、作動トランス11により計測しても良
い。各計測子6の移動量を変位量と見做してその差分を
もって変形の存在及び変形の量として認識してもよい。
【0016】また、各計測子6を挿入する孔5は、膨張
が予測される部位と、膨張しない部位に設けられなけれ
ばならない。この孔5の位置は、後述の実施例に示した
方法により定めることができ、これにより、効率的に計
測できる孔5の位置を提供できる。このように、膨張し
ない部分も含めて計測することにより局部的な膨張を計
測するため、熱膨張などの全体的な膨張と局部的な膨張
を分離して計測できる利点が有る。これにより膨張によ
り生じる変形の集中を予測できる。
【0017】また、保温材3,金属被覆4に予め孔5を
設けることにより、保温材3,金属被覆4を計測時に配
管1の周囲から取り外す作業を広い領域で行なうことを
省くことができるという利点を持つ。
【0018】また、配管1に、変形を検出する装置(例
えばひずみゲージ等)を、配管供用前に予め取付ける場
合に比べれば、変形を検出する装置を必要とせず簡単な
加工のみで済むので、コストを低減することができる。
また、地震などの過大な負荷による配管系の変形が生じ
ない場合も考えられ、このような場合、予め変形を検出
する装置を取付ける場合に比べてコストの無駄を省くこ
とができる。
【0019】配管系の変形を計測する方法の、他の実施
例を説明する。図2は配管系の変形を計測する方法の一
例を示した、配管系の配管軸方向(配管の長さ方向)に
垂直な断面図である。配管系は上記実施例で述べた3個
の孔5を配管の長さ方向に分散して有している。
【0020】配管系の変形の計測には、配管変形計測装
置12として音波式距離測定手段が用いられる。配管変
形計測装置12は、音波発生装置13と音波受信装置1
4と、音波伝播距離算出手段15を備えている。音波発
生装置13と音波受信装置14は、孔5を通して膨張等
で変形が予測される配管途中部位2に取付けられ、音波
発生装置13の送信用振動子13aが配管1に超音波を
入射出来るように対面し、音波受信装置14の受信用振
動子14aが送信用振動子13aから配管1を通ってき
た超音波を受信出来るように配管1に対面して配備され
る。
【0021】また、この配管変形計測装置12は、配管
1の長さ方向に複数(この実施例では3個)設けられ
る。この孔5の位置は後述の実施例に示した方法により
定めることができ、これにより、効率的に計測できる孔
5の位置を提供できる。
【0022】音波発生装置13の送信用振動子13aか
ら発生した音波は配管1の周方向に伝播し、音波受信装
置14の受信用振動子14aによりこの音波を受信す
る。音波の発生時刻と音波の受信時刻の差、及び予めわ
かっている音波の伝播速度から、音波伝播距離算出手段
15により、両振動子13a,14a間の配管の周長さ
が計測できる。
【0023】経年劣化による減肉、及び過大繰り返し荷
重による配管1の径の膨張は配管1の局部的な部分に生
じるため、近傍の健全な部分に設けた孔5の周長さを同
様に測定して比較することにより、膨張の有無及び膨張
量を判断できる。この実施例でも図1の実施例と同様
に、保温材3や金属被覆4を配管周囲から取り外す作業
を大幅に省くことができる効果を保ちつつ、配管1の変
形計測を実現することができる。
【0024】ここで、地震などの大きな変動荷重が配管
系に負荷されたときに生じる配管1の変形について説明
する。金属製の配管1に、例えば地震などのように降伏
応力を大きく超える負荷が繰返し負荷され、かつ配管1
が定常的な内圧を受ける場合、配管1の剛性不連続部に
おいて径が部分的に膨張することが知られている。
【0025】通常の配管ではこのような膨張が起こるこ
とはないが、高温流体が高速で流れる配管1では、内部
流体による摩擦や腐食によって供用期間中に減肉を生じ
る可能性が有る。このように減肉した部分では過大繰り
返し負荷による配管径の膨張が生じる可能性が有る。
【0026】図3(a)は、配管系の配置の例を示す概
略図である。内部流体による配管減肉は例えば曲がり管
16や、他の構造物に溶接された管17など、流れが乱
れる部分で生じ易い。図3(b)は、部分的に減肉した
曲がり管16の径が膨張した様子を示す断面図である。
図3(c)は、他の構造物に溶接された配管17の径が
膨張した様子を示す断面図、及び側面図である。配管が
周方向に一様に減肉したとしても、図3(c)に示すよ
うに必ずしも周方向に一様に膨張しない。
【0027】このように部分的に膨張した部分は、地震
などの負荷による変形だけでなく部分的な板曲げ変形も
重畳して受けるため、大きな繰返しひずみが発生するこ
とになり、機械的強度が低くなる。したがって、地震等
の大きな変動荷重が負荷された場合、配管1の変形量を
計測し、配管系の健全性を確かめることが重要となる。
本発明はこのような、経年劣化により減肉した配管1
の、部分的な径膨張に対して効果的で簡便な配管系変形
計測方法、及び配管系を上述の実施例にて提供すること
ができるものである。
【0028】次の各実施例における孔5の位置決めにつ
いて図4を用いて説明する。図4は配管1に、孔5を設
ける位置を特定する方法を示すチャート図である。配管
系が地震荷重を受ける場合を例に説明する。
【0029】まず、配管1内を流れる流体の流速,温
度,流路状態の情報から、経年劣化による減肉が想定さ
れる配管を特定する(図4、段階18)。次に、想定さ
れる地震動により生じる配管系の応答を評価し、配管1
の各部に負荷される荷重を計算する(図4、段階1
9)。
【0030】次に、配管1に設計上許容される最大減肉
量等の情報を基に、この荷重を受ける減肉した配管1の
各部に生じる変形を計算する(図4、段階20)。この
計算には例えば有限要素法による計算が有効である。有
限要素法などの計算法を用いれば、減肉を生じた配管1
が、想定される荷重により膨張するか否かを特定でき
る。
【0031】また、減肉が周方向に一様に生じた場合で
も配管1の径の膨張は周方向に一様に生じるとは限らな
いが、有限要素法などの計算法を用いれば、膨張する周
方向位置を特定することができる。これらの計算結果を
用いて、効率的に変形を計測できるように、孔5を設け
る位置を特定する(図4、段階21)。このようにする
ことにより、配管系に施す作業を限定し、作業量の低減
を図ることができる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、保温材で包囲された配
管部位の局部変形を保温材の大幅な撤去を伴うことなく
簡便に検知出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による配管系変形計測方法の一例を示
す、配管軸方向断面図である。
【図2】本発明による配管系変形計測方法の他の一例を
示す、配管軸方向に垂直な断面図である。
【図3】本発明が適用される配管系を示す図で、同図
(a)は配管系の配置の例を示す概略図、同図(b)は
配管径が膨張した曲がり管の様子を示す断面図、同図
(c)は、他の構造物に溶接された配管の径が膨張した様
子を示す軸方向断面図、及び径方向断面図である。
【図4】本発明による配管系の孔を作成する位置の特定
方法を示すチャート図である。
【符号の説明】
1…配管、3…保温材、4…金属被覆、5…孔、6…計
測子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F068 AA45 BB09 CC16 DD13 FF25 HH03 KK14 2G075 CA04 CA13 DA15 EA02 FA12 FA13 FA20 FB08 FB09 GA18 3J071 CC05 EE08 EE29 EE38 FF06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配管を覆う保温材に前記配管に臨む孔を前
    記配管の配管長さ方向に複数設け、前記各孔を通じて前
    記配管に対して計測子を挿入し、前記各孔における前記
    計測子が計測した変位量の差から配管の変形を計測する
    ことを特徴とする配管系変形計測方法。
  2. 【請求項2】配管を覆う保温材に前記配管に臨む孔を前
    記配管の配管長さ方向に複数設け、前記孔に音波式距離
    測定手段をいれて、その音波式距離測定手段から音波を
    前記配管に送受信して前記送受信間の前記配管の周長を
    計測し、前記複数の前記孔における前記計測の結果の差
    から配管の変形を計測することを特徴とする配管系変形
    計測方法。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2において、前記孔
    の位置を、荷重応答予測計算及び配管変形予測計算を用
    いて定めたことを特徴とする配管系変形計測方法。
  4. 【請求項4】配管を覆う保温材に前記配管に臨む孔を前
    記配管の配管長さ方向に複数設け、前記孔の位置を、荷
    重応答予測計算及び配管変形予測計算を用いて定めた配
    管系。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007232373A (ja) * 2006-02-27 2007-09-13 Toshiba Corp 配管検査装置及びその方法
KR101235261B1 (ko) 2010-11-30 2013-02-20 주식회사 포스코 배관 부식 검출장치
KR20170024872A (ko) * 2015-08-26 2017-03-08 대우조선해양 주식회사 배관 배치의 안정성 평가를 위한 방법 및 장치
CN108592846A (zh) * 2018-04-08 2018-09-28 中国石油天然气集团有限公司 一种便携式石油管内壁缺陷测量仪

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007232373A (ja) * 2006-02-27 2007-09-13 Toshiba Corp 配管検査装置及びその方法
JP4686378B2 (ja) * 2006-02-27 2011-05-25 株式会社東芝 配管検査装置
KR101235261B1 (ko) 2010-11-30 2013-02-20 주식회사 포스코 배관 부식 검출장치
KR20170024872A (ko) * 2015-08-26 2017-03-08 대우조선해양 주식회사 배관 배치의 안정성 평가를 위한 방법 및 장치
KR102369091B1 (ko) 2015-08-26 2022-03-02 대우조선해양 주식회사 배관 배치의 안정성 평가를 위한 방법 및 장치
CN108592846A (zh) * 2018-04-08 2018-09-28 中国石油天然气集团有限公司 一种便携式石油管内壁缺陷测量仪
CN108592846B (zh) * 2018-04-08 2020-01-07 中国石油天然气集团有限公司 一种便携式石油管内壁缺陷测量仪

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