JP2007127492A - タンク配管耐圧試験方法とタンク配管耐圧試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】費用面と工程面の負担が少なくて済む水張り試験によるタンク配管耐圧試験方法とタンク配管耐圧試験装置を提供すること。
【解決手段】外周部に膨張パッキン体７が取付けられている耐圧閉止部材４を用い、これをタンク１のタンク底部２に接続された配管３の配管接続部３Ａに嵌合させ、パイプ８から膨張パッキン体７の中に加圧流体を供給し、膨張パッキン体７を膨張させることで、耐圧閉止部材４を配管接続部３Ａに固定させ、耐圧閉止部材４の貫通孔に接続した流体保持ホース６を上に延ばした上で流体保持ホース６から配管３内に水Ｗ１を満たし、更に流体保持ホース６内にも水Ｗ２を満たすことにより、耐圧閉止部材４の下面から流体保持ホース６内の水Ｗ２までの水位による静水頭圧が配管３内に作用し、この静水頭圧により配管３の耐圧漏えい試験が得られるようにしたもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、直立配置されるタンクの底部に接続された配管の耐圧を試験する方法と装置に係り、特に耐圧漏えい試験後に建物躯体に埋設されるタンクを対象とした場合に好適なタンク配管耐圧試験方法とタンク配管耐圧試験装置に関する。

例えば冷却水などの流体を扱う工場やプラントなどの施設には、多数のタンクや配管が必要であり、この場合、施工後に耐圧漏えい試験が実施される。また、運転後においても、改修などが行なわれたときには、やはり同様な試験が実施される。

ここで、このような耐圧漏えい試験には加圧を要するが、このときに、試験対象となる配管などの端部を圧力が抜けないように閉止させることで試験に必要な条件が成立されるようにする場合があり、このときの配管端部の閉止構造には、従来から溶接閉止構造と溶接レス閉止構造とがある。

そして、まず、溶接閉止構造の場合は、配管と閉止板の溶接を実施して耐圧試験を実施した後、更に配管を切断し、開先加工してから接続するなどの作業が発生し、この場合、当然、溶接熱の影響を除去するための配管余長も必要とし、従って、配管ラインの構成においては作業効率の低下となり、復旧時の工程においてはクリイティカル作業(必要不可欠な作業)の発生要因となる。

他方、溶接レス閉止構造の場合は、溶接せずに配管端部を閉止し、配管の内圧によって圧力が逃げるのを防止しなければならない。そこで、この場合、従来から、板などの閉止部品を物理的に配管端部に引っ掛ける方法(例えば、特許文献１参照。)、耐圧用冶具をテーパねじにより配管に沿って密着させることにより、配管を閉止する方法(例えば、特許文献２参照。)、配管部に取付けた冶具と配管外表面との摩擦力により、配管端部を閉止する方法(例えば、特許文献３参照。)など各種の手法が提案されている。

また、これらの外、原子炉プラントの主蒸気配管と圧力容器の接続部において、ＭＳラインプラグと呼ばれている棒状の専用冶具を用い、これを配管に押し込んで閉止する方法も知られている。

しかし、これらは何れも中耐圧用と高耐圧用で、配管の外表面と冶具の摩擦力、或いは軸力によって配管を閉止し、耐圧漏えい試験を行なう方法であり、何れも大規模な冶具を必要とし、取り付け作業工数も多い。

そこで、比較的低圧のタンクに接続される配管の場合は、耐圧漏えい試験時に印加すべき圧力として、タンク内に溜められるべき液体の静水頭圧力を利用する方法が従来技術として知られており、この場合、耐圧試験に際しては、プラント運転時と同等の水面レベルになるまでタンクに水張りするので、水張り試験と呼ばれている。
特開２００３−１４１２３号公報 特開２００４−３１６７８９号公報 特開２００２−３６５１８９号公報

上記従来技術は、タンクの底部に接続された配管に耐圧漏えい試験を実施した場合、以下に説明する課題を残していた。

まず、溶接閉止構造の閉止板を用いる従来技術の場合、タンク自体は、配管を溶接する前、工場で耐圧漏えい試験を施こした上で出荷されているので、後でタンクの本体に閉止板を溶接することは、品質管理上許されず、従って、この場合、耐圧漏えい試験対象となる配管をタンクから分離し、配管の端部に閉止板を溶接する必要がある。

従って、配管と閉止板の溶接→耐圧試験→配管切断→開先加工→接続などの一連の作業が発生し、当然、溶接熱の影響を受けてしまっている部分が現れるので、その除去のための配管余長が必要になり、作業効率の低下やクリイティカル作業発生の要因となってしまうという課題が残ってしまうのである。

次に、溶接レス閉止構造の閉止板を用いる従来技術の場合、対象としている固定対象の形状がタンクに接続されている配管の端部とは大きく異なっているので、そのままでタンクに接続されている配管の端部に閉止板を固定するのは困難である。

この場合、配管端部を物理的に国定するためには、前述した溶接閉止構造の閉止板を用いる従来技術の場合と同様、耐圧漏えい試験対象の配管をタンクから分離した上で配管の端部に閉止板を固定しておく必要があるため、配管取り外し作業と接続作業が発生してしまうという課題が残ってしまうのである。

一方、水張り試験による従来技術の場合、試験時、タンクに水を満たす必要があり、従って、この従来技術の場合は、試験時に大量の水を確保しなけばならず、費用面でも工程面でも負担が大きくなってしまうという課題が残ってしまうのである。

また、この水張り試験による従来技術の場合、対象となるタンクと配管が、例えば原子力発電設備におけるスキマーサージタンク(skimmer surge tannk)のように、耐圧漏えい試験完了後、建物躯体となるコンクリートに埋設されるものであった場合、耐圧漏えい試験時、タンクは、まだ躯体に埋設されていないで、仮設の支持架構上にある。

従って、もしも水張りするなら、タンクに満たされることになる流体の荷重も合わせて支えるための更に頑丈な仮設支持架構を用意する必要があり、この場合、費用面でも工程面でも更に負担が大きくなってしまうという課題が残ってしまうことになる。

本発明は、上記した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、費用面と工程面の負担が少なくて済む水張り試験によるタンク配管耐圧試験方法とタンク配管耐圧試験装置を提供することにある。

上記目的は、タンクの底部に接続された配管の耐圧性能を静水頭圧力の印加により検査する方式のタンク接続配管耐圧試験方法において、前記タンクと前記配管の接続部分に嵌合し、前記配管内を前記タンクから閉止する閉止部材と、前記閉止部材を貫通し該閉止部材から前記タンク内を上方に延びている管状部材とを用い、前記静水頭圧力の印加が、前記閉止部材を前記接続部分に嵌合させた状態にした上で前記管状部材の中に流体を満たすことにより与えられるようにして達成される。

また、上記目的は、タンクの底部に接続された配管の耐圧性能を静水頭圧力の印加により検査する方式のタンク配管耐圧試験装置において、前記配管の前記タンクに対する接続部に嵌合する剛性円板状部材と、該剛性円板状部材を貫通して前記配管内に連通したホースと、前記剛性円板状部材の外周端に配置された可撓性の環状中空部材と、前記環状中空部材の中に連通したパイプとを設け、前記剛性円板状部材を前記配管の接続部に嵌合させ、前記パイプを介して前記環状中空部材内に加圧流体を供給した後、前記ホースを前記タンク内で上方に延長させ、該ホースの中に流体を満たすことにより、前記静水頭圧力が印加されるようにして達成される。

本発明によれば、配管及びタンクに何も加工をすることなく、ホースなどの管状部材に流体を満たすだけで、耐圧漏えい試験を実施することができ、従って、本発明によれば、費用面と工程面の負担を少なくすることができる。

また、本発明によれば、ホースなどの管状部材が配管に流通されているので、この管状部材により配管に流体を供給し排水することができ、従って、配管とタンクを分離した上で流体供給及び排水用の仮設の配管を設ける必要がなく、配管とタンクを接続したままで耐圧漏えい試験を実施することができる。

以下、本発明によるタンク配管耐圧試験方法とタンク配管耐圧試験装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明を、一例として、原子力発電設備におけるスキマーサージタンクに適用した場合の一実施の形態で、この場合、タンク１は、有底縦形の略円筒形に作られ、タンク底部２には配管３が取付けられ、この配管３が冷却水プールなどに連通されている。このとき配管３がタンク１に接続されている部分を配管接続部３Ａとして表わす。そして、施工後には、タンク１を直立させた状態で、配管３も含めて全体がコンクリートなどの建物躯体Ｃに埋設された上で運用に供される。

このときタンク１の中には、一点鎖線で図示されている水位レベルＬまで、配管３を介して冷却水などの流体が貯溜され、これによりスキマーサージタンクとしての機能が発揮されるものであるが、ここで配管３が耐圧漏えい試験の対象となり、この試験は、上記したコンクリートなどの躯体Ｃに埋設される前に実施される。

そして、この実施形態において、まず、４は耐圧閉止部材で、図２に示すように、配管３のタンク１に対する接続部３Ａの内径に合わせた径を有し、例えば鋼材などにより、必要な耐圧強度を備えた円板状の部材として作られ、その中央には貫通孔が設けられ、ここにパイプ５が取付けられていて、このパイプ５に流体保持ホース６が接続できるようにしてある。

そして、この耐圧閉止部材４の外周部には膨張パッキン体７が取付けられている。ここで、この膨張パッキン体７は、例えばブチルゴムなどの合成樹脂ゴム材により、例えば自転車用のタイヤチューブに類似した形状の環状中空部材として作られていて、これにパイプ８が設けてあり、接続部９を介して外部から空気などの流体が内部に送り込めるようになっているものである。

このとき、耐圧閉止部材４の外径寸法には、配管接続部３Ａの内径寸法に対して所定のクリアランス(隙間)が与えてあり、膨張パッキン体７に流体を入れて加圧し、それを膨張させたとき、このクリアランスが膨張パッキン体７により埋められるようにしてある。そして、このため膨張パッキン体７の内径と外径も、上記したクリアランスに合わせた寸法にしてある。

次に、この実施形態による配管耐圧漏えい試験について説明する。ここで、この配管耐圧漏えい試験は、上記したように、タンク１は、配管３も含めて、まだ躯体Ｃには埋設されていないで、仮設の支持架構上にある状態のとき、実施され、まず、図示してないが、タンク１上部に設置した適当な足場やチェーンブロックを用い、耐圧閉止部材４を水平にしてタンク１の中に運び込み、底部２にある配管接続部３Ａの中に挿入する。

このとき耐圧閉止部材４の流体保持ホース６が接続される方の面を上にし、接続部９に膨張パッキン部材加圧用の気体又は液体を供給するための管路を接続しておく。そして、耐圧閉止部材４が配管接続部３Ａの中の所定の位置に達したら、その位置に耐圧閉止部材４を保持し、そのまま接続部５に接続した管路を介して、例えば空気圧縮機など、図示してない加圧流体供給源から、膨張パッキン体７の中に流体を供給する。

そうすると、膨張パッキン体７が膨張し、上記したクリアランスを埋め、耐圧閉止部材４の外周面と配管接続部３Ａの内周面にそれぞれ強い力で押圧される。この結果、これら耐圧閉止部材４の外周面と配管接続部３Ａの内周面に摩擦力が発生し、耐圧閉止部材４は配管接続部３Ａの内面に強固に固定された状態になる。そして、この後、接続部５に接続した管路を開いて、膨張パッキン体７から流体を抜いてやれば、耐圧閉止部材４を配管接続部３Ａから簡単に取り出すことができる。

そこで、次に、流体保持ホース６のパイプ５に接続されている方の端部とは反対側の端部にあるフック(図示してない)を、上記した仮設足場又はチェーンブロック等の支持構造物に接続し、流体保持ホース６がタンク１の中で上に延ばされている状態になるようにして保持する。

次に、配管接続部３Ａの下側で、この接続部３Ａとは反対側にある配管３の端部を、図示してない弁などにより閉止する。そして、流体保持ホース６の上端から耐圧漏えい試験用の流体となる水を注入し配管３の中に水を供給する。このとき、流体保持ホース６の上端から流体を供給することになるので、流体保持ホース６の上端から単純に流し込むことができ、従って、特に加圧する必要はないが、加圧してもよいことは勿論である。

このとき配管３が閉止されているので、供給された水は配管３内に貯溜され水位が上昇する。そして、図１にＷ１として示したように、配管３内に水が充満してしまうと、今度は流体保持ホース６の中にも水が溜り始めて、水位が上昇する。そこで、流体保持ホース６の中の水位が上昇して、図１にＷ２として示したように、所定の高さになったら、ここで給水を止めるのである。

ここで、このとき流体保持ホース６の上端部を開放したとすると、配管３の配管接続部３Ａ内には、流体保持ホース６内の流体による静水頭圧が働き、このときの耐圧閉止部材４の下面から流体保持ホース６中の水位までの高さで決まる圧力となる。

そこで、いま、流体保持ホース６の中の水位を、タンク１の運用時の水位レベルＬと同じにしたとすると、このとき配管３内には、耐圧漏えい試験に必要な圧力、つまり水張り試験に必要な圧力がかけられていることになり、従って、この状態で、耐圧漏えい試験が得られることになる。

ここで、この耐圧漏えい試験は、予め決められている加圧状態のもとで、予め決められている試験時間以上にわたって漏水の有無を調べることで実施されるのが一般的であり、このとき、従来技術では、水などの流体をタンク１の中に、運用時と同じ水位レベルＬまで満たす必要があった。

しかるに、この実施形態では、配管３内には流体(水)の充満を要する点では従来技術と同じであるが、タンク１内には流体を満たす必要がなく、流体保持ホース６内に流体を満たすだけでよく、このため、試験用に必要とする水などの流体の量は格段に少なくてよい。

これは、タンク１内の容積と流体保持ホース６内の容積を比較すれば一目瞭然であり、従って、この実施形態によれば、以下に列挙するように、従来技術に比較して格段に優れた効果が得られるものである。

耐圧閉止部材４が膨張パッキン体７を備えているので、配管接続部３Ａに対する耐圧閉止部材４の取付けが溶接レスにより容易に得られ、そのため、配管３及びタンク１に特別な加工をすることなく、配管３内を加圧し、静水頭圧による耐圧漏えい試験を実施することができる。

また、この結果、耐圧閉止部材４は、膨張パッキン体７内に加圧流体を供給するだけで配管接続部３Ａに簡単に固定し、膨張パッキン体７から加圧流体を抜き出しすだけで配管接続部３Ａから簡単に取り外せるので、配管の耐圧漏えい試験に用いられる冶具として使用でき、タンクの新設や改修に容易に対応することができる。

耐圧閉止部材４に流体保持ホース６を取付けているので、配管３とタンク底部２の配管接続部３Ａに耐圧閉止部材４を取付けた状態のままで耐圧漏えい試験用の流体を配管３に供給し、耐圧漏えい試験後に排水することができ、従って、配管３とタンク１を分離したり、流体供給及び排水用の仮設の配管を設けたりする必要がなく、配管３とタンク１を接続した状態で容易に耐圧用の流体を配管内に供給することができ、配管の耐圧漏えい試験に必要な作業工数が少なく抑えられるので、コストと時間の削減が充分に図れることになる。

耐圧閉止部材４に取付けた流体保持ホース６の中に流体を満たすだけで耐圧漏えい試験に必要な圧力を発生させることができるので、耐圧漏えい試験用の流体量が極めて少なくて済み、流体量が少なくできることから、タンク水張り時の重量を支える仮設の支持架構を設ける必要がなくなり、この点でもコストと時間の削減が充分に図れることになる。

本発明によるタンク配管耐圧試験方法とタンク配管耐圧試験装置の一実施の形態を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る耐圧閉止部材の正面図である。

符号の説明

１：タンク(スキマーサージタンク)
２：タンク底部
３：配管
３Ａ：配管接続部
４：耐圧閉止部材
５：パイプ(耐圧閉止部材４の貫通孔に設けられたパイプ)
６：流体保持ホース
７：膨張パッキン体
８：パイプ(膨張パッキン体７の中に流体を供給するためのパイプ)
９：接続部(パイプ８の接続部)
Ｌ：タンク１内の水位レベル
Ｗ１：配管３内に満たされた流体(水)
Ｗ２：流体保持ホース６内に満たされた流体(水)

Claims (2)

1. タンクの底部に接続された配管の耐圧性能を静水頭圧力の印加により検査する方式のタンク接続配管耐圧試験方法において、
   前記タンクと前記配管の接続部分に嵌合し、前記配管内を前記タンクから閉止する閉止部材と、
   前記閉止部材を貫通し該閉止部材から前記タンク内を上方に延びている管状部材とを用い、
   前記静水頭圧力の印加が、前記閉止部材を前記接続部分に嵌合させた状態にした上で前記管状部材の中に流体を満たすことにより与えられることを特徴とするタンク接続配管耐圧試験方法。
2. タンクの底部に接続された配管の耐圧性能を静水頭圧力の印加により検査する方式のタンク配管耐圧試験装置において、
   前記配管の前記タンクに対する接続部に嵌合する剛性円板状部材と、
   該剛性円板状部材を貫通して前記配管内に連通したホースと、
   前記剛性円板状部材の外周端に配置された可撓性の環状中空部材と、
   前記環状中空部材の中に連通したパイプとを設け、
   前記剛性円板状部材を前記配管の接続部に嵌合させ、前記パイプを介して前記環状中空部材内に加圧流体を供給した後、前記ホースを前記タンク内で上方に延長させ、該ホースの中に流体を満たすことにより、前記静水頭圧力が印加されるように構成したことを特徴とするタンク接続配管耐圧試験装置。

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