JP2016056905A - 既設配管の二重閉止方法と装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工事範囲に適当な２つのバルブがない場合でも、可燃性流体が通じ得る運用範囲と火気を伴う工事範囲とを連通する既設配管を安全に二重閉止することができる既設配管の二重閉止方法と装置を提供する。【解決手段】（Ａ）運用範囲１と既設配管４の間に設けられた既設遮断弁２を全閉し、既設配管４から可燃性流体を排気し、（Ｂ）可撓性を有する１対の風船１２を収縮させて、既設配管４の第１ボス穴５から挿入し、（Ｃ）既設配管４の内部で１対の風船１２を加圧不活性ガスにより膨張させて既設配管４の内面を軸方向に間隔を隔てた２箇所で気密に仕切り、かつ２箇所の間に加圧不活性ガスを充填し、（Ｄ）既設配管内の１対の風船１２より既設遮断弁側の第２ボス穴６を大気開放又は減圧する。【選択図】図４

Description

本発明は、運用系統との縁切りにシングルシャットしかできない場合の既設配管の二重閉止方法と装置に関する。

運用中の既設配管を工事するために、１又は複数の風船を用いて既設配管を運用系統から縁切する手段が、例えば特許文献１〜５が開示されている。

特公昭６４−９１２４号公報 特開昭６３−７２９９１号公報 特開平１１−１７３４８６号公報 特開平８−１４４７４号公報 特開平６−２２０４５６号公報

可燃性流体（例えばＬＮＧ）が通じる運用系統に火気を伴う工事を実施する際、２つのバルブ（遮断弁）の間を排気する二重閉止（「ダブルブロック アンド ブリード」と呼ぶ）により、工事範囲と運用系統との縁切りが従来から実施されている。

しかし、工事範囲に適当な２つのバルブがない場合には、二重閉止できないため、工事ができない範囲（アイソレート範囲）を広げる必要があった。

また、アイソレート範囲が広がることにより、パージ流体（例えばガス化したＬＮＧ）の処理量が増加し、工事工程が増加する等の問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、工事範囲に適当な２つのバルブがない場合でも、可燃性流体が通じ得る運用範囲と火気を伴う工事範囲とを連通する既設配管を安全に二重閉止することができる既設配管の二重閉止方法と装置を提供することにある。

本発明によれば、可燃性流体が通じ得る運用範囲と火気を伴う工事範囲とを連通する既設配管を二重に閉止する既設配管の二重閉止方法であって、
（Ａ）前記運用範囲と前記既設配管の間に設けられた既設遮断弁を全閉し、前記既設配管から可燃性流体を排気し、
（Ｂ）可撓性を有する１対の風船を収縮させて、前記既設配管の第１ボス穴から挿入し、
（Ｃ）前記既設配管の内部で前記１対の風船を加圧不活性ガスにより膨張させて前記既設配管の内面を軸方向に間隔を隔てた２箇所で気密に仕切り、かつ前記２箇所の間に加圧不活性ガスを充填し、
（Ｄ）既設配管内の前記１対の風船より既設遮断弁側の第２ボス穴を大気開放又は減圧する、ことを特徴とする既設配管の二重閉止方法が提供される。

前記１対の風船は、可撓性の連結材で互いに連結されている。

前記（Ｃ）において、工事範囲側の風船の内圧を既設遮断弁側の風船の内圧より高く設定する。

前記（Ｃ）において、１対の風船間の中間圧を風船の内圧より低く、かつ前記１対の風船より既設遮断弁側の内圧より高く設定する。

前記（Ｄ）の後、前記既設遮断弁と前記１対の風船の間のガス、又は、１対の風船間のガスに含まれる可燃性流体の濃度を検出する。

前記（Ａ）の後、前記既設配管に前記第１ボス穴と前記第２ボス穴を形成し、
次いで、前記第１ボス穴と前記第２ボス穴にプラグ用の取付座を溶接する。

また本発明によれば、可燃性流体が通じ得る運用範囲と火気を伴う工事範囲とを連通する既設配管を二重に閉止する既設配管の二重閉止装置であって、
可撓性を有し、前記既設配管の第１ボス穴から挿入可能であり、加圧不活性ガスにより膨張させて前記既設配管の内面を軸方向に間隔を隔てた２箇所で気密に仕切ることができる１対の風船と、
既設配管内の前記１対の風船より既設遮断弁側の第２ボス穴を大気開放又は減圧し、かつ前記２箇所の間に加圧不活性ガスを充填する圧力制御装置と、を備え、
前記第２ボス穴を大気開放又は減圧し、
前記１対の風船間の圧力を風船の内圧より低く、かつ前記１対の風船より既設遮断弁側の内圧より高く保持する、ことを特徴とする既設配管の二重閉止装置が提供される。

前記１対の風船は、可撓性の連結材で互いに連結されている。

前記圧力制御装置は、既設遮断弁と前記１対の風船の間のガス、又は、１対の風船間のガスに含まれる可燃性流体の濃度を検出するガス検知器を有する。

上記本発明の方法と装置によれば、１対の風船を加圧不活性ガスにより膨張させて既設配管の内部を軸方向に間隔を隔てた２箇所で気密に仕切り、かつこの２箇所の間に加圧不活性ガスを充填するので、１対の風船は１つの遮断弁（バルブ）として機能する。

また、既設配管内の風船より既設遮断弁側の第２ボス穴を大気開放又は減圧するので、既設遮断弁から可燃性流体が仮に漏れても、第２ボス穴から大気開放又は排気されるため、加圧不活性ガスが充填された１対の風船の間への可燃性流体の侵入を確実に防止できる。

従って、全体として、２つのバルブの間を排気する二重閉止（ダブルブロック アンド ブリード）を実施することができ、工事範囲に適当な２つのバルブがない場合でも、可燃性流体が通じ得る運用範囲と火気を伴う工事範囲とを連通する既設配管を安全に二重閉止することができる。

これにより、万一、上流の既設遮断弁から可燃性流体の漏洩があった場合でも、１対の風船より下流の工事範囲までは可燃性流体が拡散しない効果が得られる。

本発明による二重閉止装置を備えた既設配管の全体図である。 １対の風船の連結材の実施形態図である。 本発明による二重閉止方法の全体フロー図である。 本発明の二重閉止方法の説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明による二重閉止装置１０を備えた既設配管の全体図である。
この図において、１は可燃性流体が通じ得る運用範囲、２は運用範囲１に設けられた既設の遮断弁（既設遮断弁）、３は火気を伴う工事範囲、４は可燃性流体が通じ得る運用範囲１と火気を伴う工事範囲３とを連通する既設配管である。

可燃性流体は、例えば、高圧（０．５〜２ＭＰａ）のＬＮＧ（液化天然ガス）である。なお、可燃性流体は、ＬＮＧに限定されず、その他の可燃性液化ガス又は可燃性ガス（メタン等）であってもよい。

運用範囲１は、可燃性流体が通じ得る既設の設備範囲である。この例で運用範囲１は、既設の配管である。しかし、運用範囲１は、配管に限定されず、加圧容器でもその他の機器であってもよい。
なお、「可燃性流体が通じ得る」とは、常時、可燃性流体が通じていること、又は、常時は通じていないが通じる可能性があることを意味する。

既設遮断弁２は、運用範囲１と既設配管４の間に取り付けられた可燃性流体を閉鎖可能な弁（バルブ）である。既設遮断弁２の種類は、可燃性流体を閉鎖できる限りで、任意であり、例えば仕切弁、ボール弁、調節弁、安全弁、その他の弁であってもよい。

工事範囲３は、火気を用いる可能性がある範囲である。工事内容は、火気を用いる可能性がある限りで、どのような工事であってもよい。

既設配管４は、可燃性流体が通じ得る運用範囲１と火気を伴う工事範囲３とを連通する配管である。既設配管４は、一定の内径を有する直管であることが好ましいが、中間に異径部を有してもよく、曲管部を有してもよい。
既設配管４は、この例では鋼管である。しかし、本発明は鋼管に限定されず、非鉄金属管（例えばアルミニウム管、銅管など）でも、プラスチック管や塩ビ管であってもよい。

図１において、本発明の二重閉止装置１０は、１対の風船１２と圧力制御装置２０とを備える。

１対の風船１２は、可撓性を有する材料（例えば合成ゴム）からなる。また１対の風船１２は、既設配管４の第１ボス穴５から挿入可能であり、加圧不活性ガスにより膨張させて既設配管４の内面を軸方向に間隔を隔てた２箇所で気密に仕切ることができるようになっている。
加圧不活性ガスは、例えば窒素ガス、アルゴンガスであるのがよい。

第１ボス穴５と第２ボス穴６（後述する）は、既設配管４に予め設けられていることが好ましい。しかし、本発明はこれに限定されず、後から設けてもよい。

図２は、１対の風船１２の連結材１３の実施形態図である。
図１と図２（Ａ）において、１対の風船１２は、可撓性の連結材１３で互いに連結されている。この連結材１３は、１対の風船間に加圧不活性ガスを充填した際に、加圧不活性ガスの圧力で各風船１２が軸方向に移動するのを防止する機能を有する。
この構成により、１対の風船間の加圧不活性ガスの中間圧Ｐ１を高くしても各風船１２が軸方向に移動しないので、１対の風船１２による既設配管４の遮断性能を高めることができる。

可撓性の連結材１３は、図２（Ａ）では、風船１２と同一材料からなり、可撓性を有する中空管である。この中空管は、中間に隔壁１３ａを有する。この隔壁１３ａで隔たれた中空管の両側には、可撓性を有する第１チューブ１４がそれぞれ取り付けられている。
なお、連結材１３は、中空管に限定されず、図２（Ｂ）に示すように、単なる紐でもよい。また、図２（Ｃ）に示すように、連結材１３は、１対の風船１２に直接連通する１対の第１チューブ１４を連結する連結リングであってもよい。

圧力制御装置２０は、減圧制御部２２と加圧制御部２４とを有する。

減圧制御部２２は、図示しない大気開放弁又は減圧弁を有し、既設配管内の１対の風船１２より既設遮断弁側の第２ボス穴６を、第２ボス穴６に気密に取り付けられた第２チューブ１５を介して大気開放又は減圧し、内部を低圧Ｐ０に保持する。低圧Ｐ０は大気圧又は負圧であるのが好ましい。
なお、第２ボス穴６から大気開放又は減圧により排気されたガスは、可燃性ガスの処理装置（例えば燃焼器又は希釈装置）で処理する。

加圧制御部２４は、図示しないボンベ及び制御弁を有し、工事範囲側の風船１２の内圧Ａ２を既設遮断弁側の風船１２の内圧Ａ１より高く保持する。
また、加圧制御部２４は、１対の風船１２による２箇所のシール位置の間に加圧不活性ガスを充填し、この中間圧Ｐ１を風船１２の内圧Ａ１，Ａ２より低く、かつ１対の風船１２より既設遮断弁側の内圧Ｐ０より高く保持する。

上述した構成により、可燃性流体の流体圧Ｐ＞第２ボス穴６の低圧Ｐ０＜既設遮断弁側の風船１２の内圧Ａ１＜工事範囲側の風船１２の内圧Ａ２という圧力関係が形成される。
また、１対の風船間の中間圧Ｐ１＞第２ボス穴６の低圧Ｐ０という圧力関係も形成される。
従って、仮に、既設遮断弁２から可燃性流体が漏れても、第２ボス穴６から大気開放又は排気されるため、加圧不活性ガスが充填された１対の風船１２の間への可燃性流体の侵入を確実に防止できる。

また、図１において、１対の風船１２が連結材１３で互いに連結されているので、１対の風船間の加圧不活性ガスの中間圧Ｐ１を高くしても各風船１２が軸方向に移動しないので、１対の風船１２による既設配管４の遮断性能を高めることができる。

図１において、圧力制御装置２０は、さらに２つガス検知器（第１ガス検知器２６ａと第２ガス検知器２６ｂ）を有する。
第１ガス検知器２６ａは、既設遮断弁２と１対の風船１２の間のガスに含まれる可燃性流体の濃度を検出する。第２ガス検知器２６ｂは、１対の風船間のガスに含まれる可燃性流体の濃度を検出する。
圧力制御装置２０は、第１ガス検知器２６ａと第２ガス検知器２６ｂで検出した可燃性流体の濃度が閾値を超えた場合に、例えば異常信号を出力する。この異常信号により、仮に既設遮断弁２から可燃性流体が漏れても、例えば工事範囲３における工事を中断し、安全性を高めることができる。

図３は、本発明による二重閉止方法の全体フロー図である。また、図４は、本発明の二重閉止方法の説明図である。
図３に示すように、本発明の二重閉止方法はＳ１〜Ｓ６の各ステップ（工程からなる）。

ステップＳ１では、運用範囲１と既設配管４の間に設けられた既設の既設遮断弁２を全閉し、既設配管４から可燃性流体を排気する。排気されたガスは、可燃性ガスの処理装置（例えば燃焼器又は希釈装置）で処理することが好ましい。

上述した第１ボス穴５と第２ボス穴６が、既設配管４に予め設けられていない場合、ステップＳ２において、既設配管４に第１ボス穴５と第２ボス穴６を形成し、次いで、第１ボス穴５と第２ボス穴６にプラグ用の取付座５ａ，６ａを溶接する。図４（Ａ）は、ステップＳ２の完了後を示している。

ステップＳ２において、２つのボス穴５，６は、施工部に水をかけながら、ホールソー（電動ドリル）を用いて開けることができる。この場合、ホールソーによる穿孔作業は火花が出ず、かつ水による冷却を併用することで、摩擦による発熱を抑えることができる。
取付座５ａ，６ａの溶接は、隅肉溶接により既設配管４との気密を保ち、かつ既設配管４の内側まで溶接が貫通しないようにするのがよい。
なお、第１ボス穴５と第２ボス穴６が、既設配管４に予め設けられている場合には、Ｓ２を省略することができる。

ステップＳ３では、図４（Ｂ）（Ｃ）に示すように、可撓性を有する１対の風船１２を収縮させて、既設配管４の第１ボス穴５から挿入する。

ステップＳ４では、図４（Ｃ）（Ｄ）に示すように、既設配管４の内部で１対の風船１２を加圧不活性ガスにより膨張させて既設配管４の内面を軸方向に間隔を隔てた２箇所で気密に仕切り、かつ２箇所の間に加圧不活性ガスを充填する。
この際、工事範囲側の風船１２の内圧Ａ２を既設遮断弁側の風船１２の内圧Ａ１より高く設定する。また、１対の風船間の中間圧Ｐ１を風船１２の内圧Ａ１，Ａ２より低く、かつ１対の風船１２より既設遮断弁側の内圧Ｐ０より高く設定する。

ステップＳ５では、図４（Ｄ）に示すように、既設配管内の１対の風船１２より既設遮断弁側の第２ボス穴６を大気開放又は減圧する。

ステップＳ６では、図４（Ｄ）に示すように、既設遮断弁２と１対の風船１２の間のガス、又は、１対の風船間のガスに含まれる可燃性流体の濃度を検出する。
ステップＳ６において、圧力制御装置２０により、第１ガス検知器２６ａと第２ガス検知器２６ｂで検出した可燃性流体の濃度が閾値を超えた場合には、例えば異常信号を出力する。この異常信号により、仮に既設遮断弁２から可燃性流体が漏れても、例えば工事範囲３における工事を中断し、安全性を高めることができる。

ステップＳ４〜Ｓ６は、工事範囲３の工事が完了するまで継続する。

また、工事範囲３の工事が完了した後は、上述した風船１２、圧力制御装置２０、第１ガス検知器２６ａ及び第２ガス検知器２６ｂを撤去し、第１ボス穴５と第２ボス穴６をプラグ（図示せず）で閉鎖して、本発明の方法が終了する。
以降、例えば既設の既設遮断弁２を開いて、既設配管４に可燃性流体を流し、工事前の運転を再開する。

上述した本発明の方法と装置によれば、１対の風船１２を加圧不活性ガスにより膨張させて既設配管４の内部を軸方向に間隔を隔てた２箇所で気密に仕切り、かつこの２箇所の間に加圧不活性ガスを充填するので、１対の風船１２は１つの遮断弁（バルブ）として機能する。

また、既設配管内の風船１２より既設遮断弁側の第２ボス穴６を大気開放又は減圧するので、既設遮断弁２から可燃性流体が仮に漏れても、第２ボス穴６から大気開放又は排気されるため、加圧不活性ガスが充填された１対の風船１２の間への可燃性流体の侵入を確実に防止できる。

従って、全体として、２つのバルブの間を排気する二重閉止（ダブルブロック アンド ブリード）を実施することができ、工事範囲３に適当な２つのバルブがない場合でも、可燃性流体が通じ得る運用範囲１と火気を伴う工事範囲３とを連通する既設配管４を安全に二重閉止することができる。

これにより、万一、上流の既設遮断弁２から可燃性流体の漏洩があった場合でも、１対の風船１２より下流の工事範囲３までは可燃性流体が拡散しない効果が得られる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

Ａ１，Ａ２ 内圧、Ｐ 流体圧、Ｐ０ 低圧、Ｐ１ 中間圧、１ 運用範囲、２ 既設遮断弁、３ 工事範囲、４ 既設配管、５ 第１ボス穴、６ 第２ボス穴、５ａ，６ａ 取付座、１０ 二重閉止装置、１２ 風船、１３ 連結材、１３ａ 隔壁、１４ 第１チューブ、１５ 第２チューブ、２０ 圧力制御装置、２２ 減圧制御部、２４ 加圧制御部、２６ａ 第１ガス検知器、２６ｂ 第２ガス検知器

Claims (9)

1. 可燃性流体が通じ得る運用範囲と火気を伴う工事範囲とを連通する既設配管を二重に閉止する既設配管の二重閉止方法であって、
   （Ａ）前記運用範囲と前記既設配管の間に設けられた既設遮断弁を全閉し、前記既設配管から可燃性流体を排気し、
   （Ｂ）可撓性を有する１対の風船を収縮させて、前記既設配管の第１ボス穴から挿入し、
   （Ｃ）前記既設配管の内部で前記１対の風船を加圧不活性ガスにより膨張させて前記既設配管の内面を軸方向に間隔を隔てた２箇所で気密に仕切り、かつ前記２箇所の間に加圧不活性ガスを充填し、
   （Ｄ）既設配管内の前記１対の風船より既設遮断弁側の第２ボス穴を大気開放又は減圧する、ことを特徴とする既設配管の二重閉止方法。
2. 前記１対の風船は、可撓性の連結材で互いに連結されている、ことを特徴とする請求項１に記載の既設配管の二重閉止方法。
3. 前記（Ｃ）において、工事範囲側の風船の内圧を既設遮断弁側の風船の内圧より高く設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の既設配管の二重閉止方法。
4. 前記（Ｃ）において、１対の風船間の中間圧を風船の内圧より低く、かつ前記１対の風船より既設遮断弁側の内圧より高く設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の既設配管の二重閉止方法。
5. 前記（Ｄ）の後、前記既設遮断弁と前記１対の風船の間のガス、又は、１対の風船間のガスに含まれる可燃性流体の濃度を検出する、ことを特徴とする請求項１に記載の既設配管の二重閉止方法。
6. 前記（Ａ）の後、前記既設配管に前記第１ボス穴と前記第２ボス穴を形成し、
   次いで、前記第１ボス穴と前記第２ボス穴にプラグ用の取付座を溶接する、ことを特徴とする請求項１に記載の既設配管の二重閉止方法。
7. 可燃性流体が通じ得る運用範囲と火気を伴う工事範囲とを連通する既設配管を二重に閉止する既設配管の二重閉止装置であって、
   可撓性を有し、前記既設配管の第１ボス穴から挿入可能であり、加圧不活性ガスにより膨張させて前記既設配管の内面を軸方向に間隔を隔てた２箇所で気密に仕切ることができる１対の風船と、
   既設配管内の前記１対の風船より既設遮断弁側の第２ボス穴を大気開放又は減圧し、かつ前記２箇所の間に加圧不活性ガスを充填する圧力制御装置と、を備え、
   前記第２ボス穴を大気開放又は減圧し、
   前記１対の風船間の圧力を風船の内圧より低く、かつ前記１対の風船より既設遮断弁側の内圧より高く保持する、ことを特徴とする既設配管の二重閉止装置。
8. 前記１対の風船は、可撓性の連結材で互いに連結されている、ことを特徴とする請求項７に記載の既設配管の二重閉止装置。
9. 前記圧力制御装置は、既設遮断弁と前記１対の風船の間のガス、又は、１対の風船間のガスに含まれる可燃性流体の濃度を検出するガス検知器を有する、ことを特徴とする請求項７に記載の既設配管の二重閉止装置。

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