JP2020153424A - 補修具および補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に、短時間で施工が可能であり、高温流体に対しても十分な耐久性を発揮できる補修具を提供する。【解決手段】高温流体用配管の欠陥を補修するための補修具であって、球面形状の封止面を有する金属製封止部材と、前記金属製封止部材を支持する支持部材と、前記金属製封止部材を前記高温流体用配管の方向へ付勢する付勢部材とを備える、補修具。【選択図】 図３

Description

本発明は、高温流体用配管の欠陥を補修するための補修具に関し、とくに、簡便に、短時間で施工が可能であり、高温流体に対しても十分な耐久性を発揮できる補修具に関する。また、本発明は、高温流体用配管の欠陥を補修する補修方法に関する。

腐食等の原因により配管に欠陥が生じた場合の補修方法としては、様々な方法が知られている。

代表的な方法としては、セメントを用いた補修方法が知られている。この方法では、ピンホールなどの欠陥が生じた部分を箱形のカバーで覆い、前記カバーの内部にセメントを充填し、硬化させることによって補修が行われる。

しかし、上記方法では、配管の径や形状に合わせたカバーが必要となることに加え、モルタルの硬化に数日を要するといった問題があった。そこで近年、より簡便に、かつ短時間で欠陥を補修するための様々な方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、シール部材で配管の欠陥部を覆い、押圧用ボルトを用いて前記シール部材を欠陥部に圧着する方法が提案されている。

また、特許文献２では、一方の面にパッキンを備える止水板を、押しボルトによって配管に押付けて密着させる方法が提案されている。

特開平０５−０７１６８７号公報 登録実用新案第３１３１８７６号公報

しかし、特許文献１、２で提案されているような従来の方法では、配管の径に対応した曲率を有するシール部材を用いる必要があるため、配管の径ごとにシール部材を作製する必要があった。

また、シール部材の固定のために金属板などを使用する場合には、該金属板を管の外径に合わせて曲げ加工する必要があった。特に、ユーティリティ配管のような小径配管の場合、管の曲率が大きいため、その曲率に合うように金属板を加工することは容易ではない。

さらに、特許文献１、２で提案されているような従来の方法では、樹脂、ゴム、スポンジなどの有機系材料からなるシール部材（パッキン、カスケットなど）を使用する必要があった。そのため、該補修方法を高温流体用配管に適用した場合、前記有機系材料の劣化が生じるため、シール部材の耐久性が十分とはいえなかった。

そのため、簡便に、短時間で施工が可能であり、高温流体に対しても十分な耐久性を発揮できる補修具や補修方法が求められている。

本発明は、上記の実情に鑑み開発されたものであり、簡便に、短時間で施工が可能であり、高温流体に対しても十分な耐久性を発揮できる補修具や補修方法を提供することを目的とする

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨構成は次のとおりである。

１．高温流体用配管の欠陥を補修するための補修具であって、
球面形状の封止面を有する金属製封止部材と、
前記金属製封止部材を支持する支持部材と、
前記金属製封止部材を前記高温流体用配管の方向へ付勢する付勢部材とを備える、補修具。

２．前記金属製封止部材が、球面形状の頭部を有する金属製ボルトである、上記１に記載の補修具。

３．高温流体用配管の欠陥を補修する補修方法であって、
前記欠陥およびその周囲を除去して球状凹部を形成する除去工程と、
球面形状の封止面を有する金属製封止部材を用いて前記球状凹部を封止する封止工程とを備える、補修方法。

４．前記金属製封止部材として、球面形状の頭部を有する金属製ボルトを使用する、上記３に記載の補修方法。

本発明によれば、簡便に、短時間で高温流体用配管の欠陥を補修することができる。また、本発明では、金属製封止部材を使用するため、高温流体に対しても十分な耐久性を発揮することができ、長期わたり欠陥部からの漏洩を防止できる。

本発明の一実施形態における、欠陥部およびその周囲の除去方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態における、切削後の配管を示す模式図である。 本発明の一実施形態における、補修具と、その使用態様を示す模式図である。

次に、本発明を実施する方法について具体的に説明する。

本発明の一実施形態における補修具は、高温流体用配管（以下、単に配管という場合がある）の欠陥を補修するための補修具である。また、本発明の他の実施形態における補修方法は、高温流体用配管の欠陥を補修する補修方法である。

前記高温流体用配管としては、とくに限定されることなく、高温の流体が流れる配管であれば任意の物を対象とできる。ここで、流体としては、気体、液体、蒸気などが挙げられる。前記高温流体用配管の代表例としては、蒸気配管が挙げられる。なお、前記高温流体用配管の材質はとくに限定されないが、一般的には金属製である。

本発明は、とくに限定されることなく、任意の径を有する高温流体用配管に適用することができる。しかし、従来の方法では簡便に施工することが難しい小径配管に適用した場合、そのメリットが極めて大きい。前記小径配管としては、例えば、呼び径１００Ａ以下（外径１１４．３ｍｍ以下）の配管が挙げられる。

本発明は、上記高温流体用配管に生じた欠陥の補修に用いることができる。前記欠陥としては、例えば、ピンホールが挙げられる。

本発明の補修方法においては、まず、前記欠陥およびその周囲を除去して球状凹部を形成し（除去工程）、次いで、球面形状の封止面を有する金属製封止部材を用いて前記球状凹部を封止する（封止工程）。以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。

図１は、本発明の一実施形態における、欠陥部およびその周囲の除去方法を示す模式図である。また、図２は、本発明の一実施形態における、除去後の配管を示す模式図である。図１、２に示した例では、高温流体用配管１０には、欠陥１１が生じている。ここで、欠陥１１は、管の肉厚方向に貫通したピンホールである。

まず、欠陥１１およびその周囲を除去して球状凹部１２を形成する。前記除去には、任意の方法を用いることができるが、例えば、切削および研削の一方または両方を用いることができる。前記切削には、例えば、図１に示したように、切削工具２０を用いることができる。切削工程２０は先端工具２１（ビット）を備えており、先端工具２１の少なくとも先端部は球面形状を有している。切削工具２０を用いることにより、球状凹部１２を容易に形成することができる。

通常、欠陥の形状は様々であるため、そのままの状態で封止部材を押付けたとしても十分なシール性を得ることができない。そこで、上述したように欠陥およびその周囲を除去して形状を整えることにより、後述する金属製封止部材によって確実に封止を行うことが可能となる。

球状凹部の形状はとくに限定されず、任意の形状とすることができる。球状凹部の深さもとくに限定されないが、補修対象である高温流体用配管の肉厚をｔとしたとき、形成する球状凹部の深さをｔ未満とすることが好ましく、（ｔ−０．５ｍｍ）以下とすることがより好ましい。これにより、配管内面における欠陥のサイズが拡大してしまうことを防止できる。また、その結果、配管内部での乱流の発生や、配管強度の低下を抑制することができる。

なお、上記除去は、配管内に高温流体が存在した状態のまま行うこともできる。その場合、欠陥からは高温流体が漏洩し続けている状態で除去を行うことになる。そのため、作業者保護の観点からは、欠陥と作業者の間に保護板を配置した状態で除去を行うことが好ましい。前記保護板としては、例えば、鋼板などの金属板を用いることができる。保護板を使用する場合、予め保護板に穴を設けておき、その穴を通じて除去作業を行うこともできる。また、穴のない保護板を使用し、除去工程において、該保護板に貫通孔を開け、その貫通孔を通じて配管の欠陥部およびその周囲を除去することもできる。

図３は、本発明の一実施形態における、補修具３０と、その使用態様を示す模式図である。保持具３０は一対の対向する板状部材３１、３２を備えており、板状部材３１、３２は高温流体用配管１０を挟み込むように配置される。板状部材３１、３２の間には、固定用ボルト３３が指し渡されており、ナット３４を用いて固定されている。なお、固定用ボルト３３の本数はとくに限定されず、２本以上であればよい。補修対象である配管が、例えば、直径３０ｍｍ以下であるような比較的小径の配管である場合には、２本の固定用ボルトで十分固定が可能である。また、周囲のスペースが限られる場合にも、固定用ボルトの本数を２本とすることが好ましい。一方、直径が３０ｍｍを超えるような比較的大径の配管の場合には、４本またはそれ以上の固定用ボルトを用いることが好ましい。例えば、板状部材３１、３２の四隅に、各１本ずつ、合計４本の固定用ボルト３３を設けることができる。

板状部材３１は支持部材を兼ねており、金属製封止部材３５を支持している。金属製封止部材３５は、球面形状の封止面３５ａを有しており、予め形成した球状凹部１２に封止面３５ａが係合するため、良好なシール性を得ることができる。シール性をさらに向上させるという観点からは、金属製封止部材３５の封止面３５ａの形状を、配管に形成した球状凹部の形状と同じとすることが好ましい。言い換えると、除去工程においては、使用する金属製封止部材３５の封止面３５ａの形状と対応する形状の球状凹部を形成することが好ましい。

なお、図３に示した例では、金属製封止部材３５として、球面形状の頭部を有する金属製ボルトを使用している。このような形状のボルトとしては、例えば、丸頭ボルト、トラスボルトなどが挙げられる。このようなボルトは、一般的に市販されており、極めて容易に入手することができ、かつ、安価である。また、ボルトであるため、支持部材への固定も容易に行うことができる。したがって、金属製封止部材として金属製ボルトを用いるメリットは極めて大きい。金属製ボルトの頭部の寸法はとくに限定されず、補修する欠陥部のサイズなどに応じて選択すればよい。配管に生じる欠陥（ピンホール）の直径は１〜５ｍｍ程度であることが一般的であることから、例えば、前記頭部の直径を１０〜１５ｍｍ程度とすることが好ましい。

また、本発明では、封止面を球面形状とすることにより、金属製封止部材の先端が配管内部へ突出することを防止できる。そのため、封止部材の先端が配管内部へ突出して高温流体によって腐食することを防止できる。

金属製封止部材３５の材質としては、任意の金属を用いることができるが、強度やコストの観点からは、鋼製の封止部材を用いることが好ましい。前記鋼製の封止部材としては、ステンレス鋼製の封止部材を用いることもできる。

なお、金属製封止部材を除いた各部（特に、板状部材、固定ボルトなど）の材質はとくに限定されないが、金属製とすることが好ましく、鋼製とすることが好ましい。

板状部材３２と高温流体用配管１０との間には、付勢部材としてのコイルバネ３６が配置されている。コイルバネ３６の作用により、金属製封止部材３５が高温流体用配管１０の方向へ付勢され、配管内部の流体の漏洩を防止することができる。なお、付勢部材としては、コイルバネに限らず任意のものを用いることができる。

なお、図３に示した例では、コイルバネ３６を高温流体用配管１０の外周面に直接接触させている。しかし、さらに安定して固定、付勢するという観点からは、コイルバネ３６と高温流体用配管１０との間に図示されない押圧板を設置することも好ましい。

このように、本発明によれば、簡便に、短時間で欠陥を補修することが可能であり、また、高温流体に対しても十分な耐久性を発揮できる。

１０ 高温流体用配管
１１ 欠陥（ピンホール）
１２ 球状凹部
２０ 切削工具
３０ 補修具
３１ 板状部材（支持部材）
３２ 板状部材
３３ 固定用ボルト
３４ ナット
３５ 金属製封止部材（ボルト）
３５ａ 封止面
３６ コイルバネ（付勢部材）

Claims (4)

1. 高温流体用配管の欠陥を補修するための補修具であって、
   球面形状の封止面を有する金属製封止部材と、
   前記金属製封止部材を支持する支持部材と、
   前記金属製封止部材を前記高温流体用配管の方向へ付勢する付勢部材とを備える、補修具。
2. 前記金属製封止部材が、球面形状の頭部を有する金属製ボルトである、請求項１に記載の補修具。
3. 高温流体用配管の欠陥を補修する補修方法であって、
   前記欠陥およびその周囲を除去して球状凹部を形成する除去工程と、
   球面形状の封止面を有する金属製封止部材を用いて前記球状凹部を封止する封止工程とを備える、補修方法。
4. 前記金属製封止部材として、球面形状の頭部を有する金属製ボルトを使用する、請求項３に記載の補修方法。
   

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