JP2009063600A - 液止め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体を注入したパイプ内に超音波探触子を挿入してパイプの検査を行うにあたり、該探触子を取り付けた肉厚測定用治具をパイプ内に挿入・引き抜きしても、パイプ内の液面高さが急激に上昇してパイプから液体が溢れるのを抑止し、検査作業を容易にしたパイプの超音波検査方法に用いる液止め装置を提供することである。
【解決手段】パイプ１内の液体６を連通管４を介して液槽５内の液体と連通させ、液槽の液面高さを調整してパイプ１内の液面９を所定高さに設定する。また、パイプ１の下端には本発明にかかる液止め装置３が装着されパイプ１の下端を閉塞している。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波水浸法を用いてパイプに発生した減肉や割れ等を検査するための超音波検査方法に使用する液止め装置に関する。

反応器の触媒充填管や熱交換器の伝熱管等では、図５に示すように、複数のパイプ５０を並設してそれらの両端を管板５１で固定している。これらのパイプ５０は使用過程において減肉が生じるおそれがあるため、定期的にパイプの肉厚が検査される。

パイプの肉厚検査には、高い検査精度が得られる超音波水浸法が広く使用されている。この方法は、水５２を注入したパイプ５０内に超音波探触子５３を挿入し、超音波を直接、または超音波探触子５３からパイプ５０の軸方向に送信された超音波を音響ミラー（図示せず）で反射して、パイプ５０の内表面に垂直に入射させるものである。そして、パイプ５０の減肉のない正常な内表面からのエコーＳと、減肉部からのエコーＳ'の伝播距離の差を減肉量として測定する方法や、パイプ肉厚中の超音波の伝播時間を計測して厚さに変換する方法を用いている。
パイプ５０の下端はあらかじめゴム栓等の水止め部材５４を装着して閉塞されている。

前記した超音波水浸法にてパイプ５０の検査を行うには、まずパイプ５０内に水５２を注入する。パイプ５０のほぼ全長にわたって検査を行うためには、パイプ５０内を水５２でほぼ満たしておく必要がある。このため、水５２のパイプ５０内への注入量が多いと、超音波探触子を取り付けた肉厚測定用治具（以下、測定治具という）を挿入した場合、水５２がパイプ５０から溢れ出て、管板５１を伝って隣接する他のパイプ５０内に入るおそれがある。

しかし、パイプ５０を反応器の触媒充填管として使用する場合には、パイプ５０から溢れ出た水が触媒を充填した隣接するパイプ５０内に浸入すると、充填触媒に悪影響を与える。
また、パイプ５０を熱交換器の伝熱管として使用する場合にも、熱交換器の開放に伴ってパイプ全数にわたる除害や洗浄などの処置を行わないような場合には、管内の流体物性によっては水との接触を嫌う場合もある。

従って、測定治具を挿入する際にはパイプ５０から水が溢れないように水の注入は慎重に行わなければならないが、測定治具のパイプ軸方向へのわずかな挿入でも、径の小さなパイプ５０では水面が急激に大きく上昇して水が溢れ出すおそれがある。また、測定治具を引き抜く際には、パイプ５０の上部には水がなくなり超音波水浸法にて検査が不可能になるため、水を継ぎ足して注入する必要がある。このような理由から検査作業が非常に煩雑で困難なものになっていた。

従って、本発明の主たる目的は、パイプ内に水等の液体を注入する場合でも、液面が大きく上昇するのを抑止して、検査作業を容易にしたパイプの超音波検査方法に使用するのに好適な液止め装置を提供することである。

本発明におけるパイプの超音波検査方法は、液体を注入したパイプ内に超音波探触子を挿入してパイプの検査を行うものであって、パイプ内の液体をパイプ下端から延設された連通管を介して液槽内の液体と連通させ、液槽の液面高さを調整してパイプ内の液面を所定高さに設定するものである。

このようにパイプ内の液体と液槽内の液体とを連通管を介して連通させているので、パイプの横に液槽を位置させると、液槽内の液面とパイプ内の液面とは、連通管の圧力損失が無視できるほど小さい場合には同一高さになる。この状態で、液槽の液面高さを調整してパイプ内の液面を所定高さに設定すると、探触子を取り付けた肉厚測定用治具をパイプ内に挿入・引き抜きしても、液槽内の液体がパイプ内の液体と連通しているので、パイプ内の液面高さが急激に大きく上昇するのを抑止することができる。

本発明にかかる液止め装置は、パイプの下端に装着されパイプ下端を閉塞すると共に、パイプ内の液体を連通管を介して液槽内の液体と連通させるためのものであって、パイプ側先端にフランジ部が形成され外周面に雄ねじ部を設けた筒体と、内周面に雌ねじ部が設けられ前記筒体の雄ねじ部と螺合して筒体の外周面に外挿されるスリーブと、前記筒体の先端に形成された前記フランジ部の背面と前記スリーブの先端面との間に形成された溝内に筒体の周方向に沿って並設され前記スリーブと筒体との螺合により前記溝の幅（すなわち筒体の軸方向長さ）が小さくなるのに伴って筒体の半径方向外向きに押し出される複数の拡開片と、この複数の拡開片の外周面上に装着され複数の拡開片を結束した半径方向に伸長可能な弾性リングと、少なくとも前記フランジ部のパイプ側先端面から前記弾性リングで結束された前記複数の拡開片までの外表面を被覆した弾性カバーとを備え、前記複数の拡開片をそれぞれ半径方向外向きに押し出して前記弾性リングを前記弾性カバーを介してパイプ内周面に圧接させることを特徴とする。

このように構成したため、本発明にかかる水止め装置は、パイプに簡単に取り付けることができると共に、パイプの下端に強固に固定されパイプから抜け落ちるのが防止される。また、パイプからの液漏れは、前記弾性リングのパイプ内周面への圧接と前記弾性カバーとによって防止することができる。

特に、パイプ内周面への圧接が複数の拡開片を外向きに押し出して行われるので、パイプの内径寸法が変動しても容易に対応することができ、パイプに強固に固定することができる。また、触媒充填管の下端部に触媒充填管の内径より小さい内径を有するフエルールと呼ばれる触媒止めが設置されている場合などには、本発明にかかる水止め装置は、液止めを行う部分の内径より小さい部位を通過して、所定の部位で液止めを行うことができるという利点を有する。従って、本発明にかかる液止め装置は、前記したパイプの超音波検査方法に好適に使用されるものである。

本発明では、前記筒体の先端に形成されたフランジ部の背面と前記スリーブの先端面とはそれらの間隙が半径方向外向きに順次大きくなるように斜面状に形成されており、前記各拡開片はその両端面がそれぞれフランジ部の背面と前記スリーブの先端面とに対応する斜面状に形成されているのが好ましい。
これにより、各拡開片の半径方向への移動（押し出しおよび戻り）がスムーズに行えるようになる。

本発明の液止め装置を使用する超音波検査方法によれば、パイプ内の液体を連通管を介して液槽内の液体と連通させ、液槽の液面高さを調整してパイプ内の液面を所定高さに設定しているので、パイプ内に肉厚測定用治具を挿入したり引き抜いたりしても、パイプ内の液面高さが急激に上昇してパイプから液体が溢れるのを抑止することができるため、超音波検査作業が容易になるという効果がある。

本発明にかかる液止め装置は、複数の拡開片をそれぞれ筒体半径方向外向きに押し出して前記弾性リングをパイプ内周面に圧接させるために、パイプの下端に強固に固定されてパイプ下端を閉塞すると共に、パイプ下端を確実に閉塞して液漏れを防止することができるという効果がある。

以下、本発明の一実施形態を図１〜４を参照して説明する。図１はこの実施形態にかかる超音波検査方法を示す説明図である。
図１において、１は検査対象となるパイプであり、複数のパイプ１が管板２によって保持されている。このうち１つのパイプ１の下端が液止め装置３によって塞がれており、この液止め装置３には連通管４の一端が接続される。この連通管４の他端は液槽５の底部に接続される。

連通管４は、プラスチック、ゴム等の可撓性材料から作られたチューブであるため、液槽５の高さは任意に調整可能である。
液槽５は上面が開口した容器である。連通管４で接続されたパイプ１と液槽５には液体６が入れられる。この液体６は、前記した超音波水浸法にてパイプ１の肉厚検査を行うためのものであって、通常は水が用いられるが、水に代えてメチルアルコール等の低級アルコールや他の種々の液体を用いてもよい。

液槽５内の液体とパイプ１内の液体とは連通管４を介して連通している。このため、液槽５をパイプ１の横に位置させると、液槽５内の液面８とパイプ１内の液面９とは同一水平面内に位置する。従って、パイプ１内の液面９が所定高さにあるように液槽５内の液面高さを設定したならば、パイプ１内にさらに液体を注入したり、あるいは超音波探触子７をパイプ１内の液体６に浸漬して液面が上昇した場合にも、パイプ１内の液面上昇が少なく、このため急激な液面上昇により液体がパイプ１の上端から溢れて、隣接する他のパイプに流入するのを抑止することができる。

液槽５の水平断面積はできるだけ大きいのがパイプ１内の急激な液面上昇を防止するうえで好ましい。パイプ１内の液面変動を１ｍｍ以内に抑えるには、液槽５の水平断面積がパイプ１内に差し込まれる肉厚測定治具の水平断面積のｍ倍以上であるのがよい（但し、ｍは肉厚測定治具のパイプ１内への差し込み長さ（ｍｍ）である）。この場合、水平断面積が過度に大きな液槽５を用いると取り扱いが困難になるので、パイプ内の液面変動許容量をｎ（ｍｍ）としたとき、肉厚測定治具の水平断面積のｍ／ｎ倍程度の水平断面積を有する液槽５を用いるのが適当である。

パイプ１内の液面を所定位置に設定した後、前記のように探触子７をパイプ１内の液体に浸漬して超音波検査を行う。すなわち、液体６を注入したパイプ１内に探触子７を挿入し、直接または音響ミラー（図示せず）等の反射体を介してパイプ１の内表面に垂直に超音波を入射させる。そして、パイプ１の減肉のない正常な内表面からのエコーＳと減肉部からのエコーＳ'の伝播距離の差を減肉量として測定する方法や、パイプ肉厚中の超音波の伝播時間を計測して厚さに変換する方法を用いている。この検査方法を利用すると、パイプ１の内表面および外表面のそれぞれについて減肉部の有無を検査することができる。

図１に示す水止め装置３としては、例えばゴム栓、コルク栓等の栓部材にガラス管、金属管等の管体を挿通させたものが使用可能であるが、これらの栓部材はパイプ１の下端に単に差し込むだけであるため、誤ってパイプ１から抜けるおそれがある。従って、パイプ１からの抜けを確実に防止することができ、しかも水止め効果も高い水止め装置を使用する必要がある。

図２および図３は本発明の好ましい実施形態にかかる水止め装置３を示している。図２および(b) は通常状態での水止め装置３を示す一部破断側面図およびそのＡ−Ａ'線断面図である。

図２(a) に示すように、この液止め装置３は、パイプの下端に挿入される筒体１０と、この筒体１０の外周面に外挿されたスリーブ１１とを有する。筒体１０は先端にフランジ部１２が形成され、胴部の外周面に雄ねじ部１３が設けられる。一方、スリーブ１１の内周面には、筒体１０の前記雄ねじ部１３と螺合する雌ねじ部１４が設けられる。

筒体１０の先端には筒体１０と同軸の先端筒部１８が溶接などによって一体に取り付けられ、スリーブ１１から突出している。また、筒体１０の後端には同様に筒体１０と同軸の後端筒部１９が一体に取り付けられる。後端筒部１９には前記連通管４が嵌着される。
さらに、筒体１０の後端部外周面上には、スリーブ１１に対して筒体１０を回転させて前記雄ねじ部１３と雌ねじ部１４とを螺合させるためのつまみ２０が外挿固定される。すなわち、つまみ２０には、該つまみ２０を筒体１０の外周面上に固定するためのセットビス（図示せず）を螺合させるための貫通したねじ孔２１が設けられる。

また、スリーブ１１の後端には大径部２２が設けられる。この大径部２２は、水止め装置３の使用時にパイプ１の下端よりも外側に位置し、片方の手で前記つまみ２０を回す際に他方の手でスリーブ１１を固定するためのものである。
前記フランジ部１２の背面と前記スリーブ１１の先端面とは、それらの間隙が半径方向外向きに順次大きくなるように斜面状に形成されており、このためそれらの間には断面台形の溝１５が形成される。

この溝１５内には、筒体１０の周方向に沿って複数の拡開片１６が並べられる。各拡開片１６の両端面はフランジ部１２の背面と前記スリーブ１１の先端面とにそれぞれ対応する斜面状に形成されており、図２に示す通常状態では面同士が互いに当接している。
複数の拡開片１６はその外周面上に形成された凹部内に装着された弾性リング１７によって結束される。弾性リング１７としては、半径方向に伸長可能なゴム材料等から作られた、例えば通常のＯリング等が使用可能である。

このように構成された図２に示す液止め装置３において、つまみ２０を回して、スリーブ１１に対して筒体１０を後退させると（矢印Ｃ方向）、前記溝１５の幅（すなわち筒体軸方向長さ）が順次小さくなる。これに伴って各拡開片１６は筒体１０の半径方向外向きに押し出され、その結果複数の拡開片１６を並べて形成された図２(b) に示す径Ｄは大きく広げられることになる。

図３(a) および(b) は、図２(a) および(b) に示す通常状態から複数の拡開片１６を完全に押し出した拡大状態を示している。すなわち、スリーブ１１に対して筒体１０を完全に後退させると、スリーブ１１の先端面とフランジ部１２の背面とはそれらの傾斜面の基部が接触ないしは近接して、溝１５がほぼ三角形に近い断面形状となる。このとき、各拡開片１６は、その両端面がスリーブ１１の先端面とフランジ部１２の背面と摺動して、筒体１０の半径方向外方に押し出され、図３(b) に示すように径Ｄが大きく広がった拡大状態となる。

次に、本発明にかかる液止め装置３を使用してパイプ１の下端を閉塞する方法を図４を参照して説明する。
図４は液止め装置３の使用状態を示している。図４に示すように、液止め装置３のうちパイプ１内に挿入された部位は、先端筒部１８を除いて、弾性カバー２３で被覆されている。これは、図３(b) に示すように複数の拡開片１６を外方に押し出した拡大状態では、各拡開片１６の間に隙間ができ、そこから液漏れするおそれがあるため、前記弾性カバー２３で液漏れを防止するためである。

このため、弾性カバー２３は、少なくとも前記フランジ部１２のパイプ側先端面から前記弾性リング１７で結束された前記複数の拡開片１６までの外表面を被覆すればよい。この実施形態では、弾性カバー２３は下端が大径部２２の近くに達する長さで構成され、下端部はＯリング等の弾性リング２４で固定されている。弾性カバー２３は伸縮性を有し、例えば天然ゴム、合成ゴム等のゴム材料から作られる。

前記液止め装置３を使用してパイプ１の下端を閉塞するには、まず、図２に示す通常状態の液止め装置３に弾性カバー２３を装着した後、パイプ１内に下端から挿入する。ついで、一方の手でスリーブ１１後端の大径部２２を把持固定し、他方の手でつまみ２０を回して筒体１０を後方（矢印Ｃ方向）に螺進させる。これに伴って、溝１５の幅が狭くなって、複数の拡開片１６が徐々に外向きに押し出されて径Ｄが大きくなる。そして、弾性カバー２３をパイプ１の内面に接触させ、さらにつまみ２０を回して複数の拡開片１６を外向きに押し出し、弾性カバー２３を介して弾性リング１７をパイプ１の内面に強く圧接させる。

かくして、図４に示すように、液止め装置３はパイプ１の下端に強固に固定され、液圧等で容易に抜け落ちるおそれがなく、しかも高い液止め効果を発揮して液漏れを防止する。従って、図１に示すように、連通管４を介して液槽５と連通させたパイプ１内に液を注入して行われるパイプの超音波検査に使用するのに好適である。

なお、図４に示すパイプ１よりも径が大きなパイプに適用する場合には、拡開片１６を厚みの大きなものと取り替えて、外方への押し出し長さを大きくすることにより、容易に対応することができる。

本発明の一実施形態にかかるパイプの超音波検査方法の概略を示す説明図である。 (a) および(b) はそれぞれ通常状態での水止め装置の主要部を示す一部破断側面図およびそのＡ−Ａ'線断面図である。 (a) および(b) はそれぞれ拡大状態での水止め装置の主要部を示す一部破断側面図およびそのＢ−Ｂ'線断面図である。 水止め装置の使用状態を示す一部破断説明図である。 従来行われていたパイプの超音波検査方法を示す説明図である。

符号の説明

１ パイプ
２ 管板
３ 液止め装置
４ 連通管
５ 液槽
６ 液体
７ 探触子
８ 液面
９ 液面
１０ 筒体
１１ スリーブ
１２ フランジ部
１３ 雄ねじ部
１４ 雌ねじ部
１５ 溝
１６ 拡開片
１７ 弾性リング
２３ 弾性カバー

Claims (2)

1. パイプの下端に装着されパイプ下端を閉塞すると共に、パイプ内の液体を連通管を介して液槽内の液体と連通させるための液止め装置であって、
   パイプ側先端にフランジ部が形成され、外周面に雄ねじ部を設けた筒体と、
   内周面に雌ねじ部が設けられ前記筒体の雄ねじ部と螺合して筒体の外周面に外挿されるスリーブと、
   前記筒体の先端に形成された前記フランジ部の背面と前記スリーブの先端面との間に形成された溝内に筒体の周方向に沿って並設され、前記スリーブと筒体との螺合により前記溝の幅が小さくなるのに伴って筒体の半径方向外向きに押し出される複数の拡開片と、
   この複数の拡開片の外周面上に装着され複数の拡開片を結束した、筒体の半径方向に伸長可能な弾性リングと、
   少なくとも前記フランジ部のパイプ側先端面から前記弾性リングで結束された前記複数の拡開片までの外表面を被覆した弾性カバーとを備え、
   前記複数の拡開片をそれぞれ半径方向外向きに押し出して前記弾性リングを弾性カバーを介してパイプ内周面に圧接させることを特徴とする液止め装置。
2. 前記筒体の先端に形成されたフランジ部の背面と前記スリーブの先端面とはそれらの間隙が筒体の半径方向外向きに順次大きくなるように斜面状に形成されており、前記各拡開片はその両端面がそれぞれフランジ部の背面と前記スリーブの先端面とに対応する斜面状に形成されている請求項１記載の液止め装置。

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