JP2886323B2 - 浸水検知型高圧可撓管 - Google Patents

浸水検知型高圧可撓管

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JP2886323B2 JP2284170A JP28417090A JP2886323B2 JP 2886323 B2 JP2886323 B2 JP 2886323B2 JP 2284170 A JP2284170 A JP 2284170A JP 28417090 A JP28417090 A JP 28417090A JP 2886323 B2 JP2886323 B2 JP 2886323B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油等の高圧流体を輸送するのに用いられる
高圧可撓管に関し、特に浸水を検知することができる高
圧可撓管の改良に関するものである。
〔従来の技術〕
この種の高圧可撓管は、一般に、内部プラスチック管
と、この内部プラスチック管の上に設けられた金属補強
層と、この金属補強層の上に設けられた外部プラスチッ
クジャケットとから成っている。
この種の高圧可撓管は、外部プラスチックジャケット
が不測の事故によて破損すると浸水し、金属補強層が腐
食されて寿命が短くなる。
このため、浸水を早期に検知する浸水検知手段を備え
た高圧可撓管が提案されている(特開昭61−248989号公
報参照)。
従来技術の浸水検知手段は、金属補強層の間または金
属補強層と外部プラスチックジャケットとの間に配置さ
れた油浸絶縁層から成り、この油浸絶縁層を挟む2つの
金属補強層または金属補強層と外部の海水とを電極とし
てこれらの間に電圧を印加し、その静電容量の変化から
浸水を検知するように構成されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このように静電容量の変化から浸水を検知す
る従来技術では、浸水の有無を検知することはできる
が、その浸水位置を確実に検知することができない欠点
があった。
本発明の目的は、上記の欠点を回避し、浸水の有無と
浸水位置とを正確に検知することができる浸水検知型高
圧可撓管を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記の課題を解決するために、内部プラス
チック管とこの内部プラスチック管の上に設けられた金
属補強層とこの金属補強層の上に設けられた外部プラス
チックジャケットとから成り、内部に浸水検知手段を備
えた浸水検知型高圧可撓管において、浸水検知手段は、
外部プラスチックジャケットの内側に配置され分布型光
ファイバ温度センサから成る少なくとも1対の温度検知
部材を備え、この1対の温度検知部材の一方は、その光
ファイバ温度センサの周囲に設けられ吸水によって発熱
する吸水発熱層を有することを特徴とする浸水検知型高
圧可撓管を提供するものである。
1対の温度検知部材は、高圧可撓管の周方向に離れて
いてもよいが、断熱スペーサを介して一体に設けられて
もよい。
〔作用〕
このように、分布型光ファイバ温度センサから成る1
対の温度検知部材を備え、一方の温度検知部材は、その
周囲に浸水によって発熱する吸水発熱層を有すると、外
部プラスチックジャケットが破損して浸水があった場
合、吸水発熱層が発熱して一方の温度検知部材がこれを
検知し、またこの温度検知部材は分布型光ファイバから
成っているので、光ファイバに沿った温度分布が解るた
め、浸水位置を確認することができる。尚、吸水発熱層
を有しない他方の温度検知部材は、浸水により低下する
温度と浸水以外の内部発熱による温度とを検知し、従っ
て浸水による発熱とそれ以外による発熱とを区別するこ
とができる。浸水以外による発熱は、例えば海中に懸垂
した可撓管部分がそれに取付けられた海上浮体の揺動及
び波浪等によって繰り返し変形が継続する際に金属補強
層の金属条間の摩擦によって生ずる。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明すると、
第1図乃至第3図は本発明に係る浸水検知型高圧可撓管
10を示し、この高圧可撓管10は、座屈強度に優れ耐食性
の良好なステンレス製のインターロック管12と、その上
にテープ巻付層14を介して形成された内部プラスチック
管16と、この内部プラスチック管16の上に設けられた内
外の金属補強層18、20と、外部金属補強層20の上に設け
られた外部プラスチックジャケット22とから成ってい
る。
内部プラスチック管16は、加工性、耐食性及び可撓性
に優れたナイロン等のプラスチック材料を押出し成形し
て形成される。また、テープ巻付層14は、この内部プラ
スチック管16がインターロック管12に食い込むのを防止
するために設けられているが、これは場合によっては省
略することができる。
内部金属補強層18は、厚さが3〜6mm程度で断面C字
形の2つの鋼条をその開口部を向き合せて相互に噛み合
わせて小さなピッチで巻き付けて形成され、高圧流体か
らの内部圧力を補強する働きを有する。また、外部金属
補強層20は、断面平形の複数の鋼条を逆巻きの2層で大
きなピッチで巻き付けて形成され、軸方向の強度を補償
する働きを有する。
外部プラスチックジャケット22は、ナイロン等の耐食
性プラスチック材料を押出し成形して形成される。
浸水検知手段24は、図示の実施例では、外部金属補強
層20の外層の鋼条の間に配置され分布型光ファイバ温度
センサ26、26′から成る2対の温度検知部材28、28′を
備えている。各対の温度センサ26、26′は、周方向に間
隔をあけて配置されている。尚、各対の温度検知部材2
8、28′は、第4図(A)(B)に示すように、その光
ファイバ温度センサ26、26′を機械的に保護し耐熱性を
維持するために光ファイバ温度センサ26、26′のまわり
に設けられたステンレス被覆層30、30′を有する。
各対の温度検知部材28、28′の一方、即ち温度検知部
材28は、そのステンレス被覆層30の周囲に設けられ吸水
によって発熱して温度センサ28を加熱する吸水発熱層32
を有する。
特に、第3図から解るように、分布型光ファイバ温度
センサ26、26′は、高圧可撓管10の端末部10A内で接続
部27によって相互に接続され、後にのべる温度分布判定
装置34に接続されている。端末部10Aは、同図から解る
ように、内部プラスチック管16に液密に接続されたフラ
ンジ金具60とこのフランジ金具60と高圧可撓管10の外部
プラスチックジャケット22との間に跨がって液密を保っ
て取付けられた外部ケース62とから成り、光ファイバ接
続部27は、外部ケース62内に配置されたコンパウンド64
によって保持されている。尚、第3図において符号66
は、内部プラスチック管16と内部金属補強層18を締付け
て固定する内部金具であり、フランジ金具60は、この内
部金具66にねじ止めされている。
分布型光ファイバ温度センサ26、26′は、光ファイバ
中に伝搬するレーザパルス光によって発生するラマン散
乱光の強度の変化から温度を検知することができるよう
になっている。このラマン散乱光の強度は、その周囲温
度に依存して変化するので、このラマン散乱光を検出
し、分析することによって光ファイバ全長にわたる温度
分布を検知することができる。
吸水発熱光32は、吸水によって大きな発熱反応を生じ
る例えばカーバイト、石膏等の石灰系材料または金属ナ
トリウム等から形成されるが、これらの吸水発熱性材料
は、直接または紙または布テープの如き基体に吸着して
用いられる。
第5図は本発明の浸水検知型高圧可撓管10に用いられ
る温度分布判定装置34を示し、分布型光ファイバ温度セ
ンサ26または26′は、光分波器36を介して発光部38と受
光部40とに接続されている。発光部38は、パルス駆動回
路42によって駆動される半導体レーザから成り、また受
光部40は、光分波器36内の光学フィルタ44を介して接続
されたSi−APDの如き光電変換素子46から成っている。
光電変換素子46は、アナログ・ディジタル変換器48を介
してパルス駆動回路42によって駆動される高速平均化処
理回路50に接続され、この高速平均化処理回路50は、制
御用コンピュータ52に接続されている。尚、第4図にお
いて符号54及び56はこのコンピュータ52の出力を表示す
るディスプレイ及びプリンタを示す。
次に、本発明の浸水検知型高圧可撓管10に浸水があっ
たこと及びその位置を検知する方法を以下にのべる。
温度検知部材28、28′は、具体例として、分布型光フ
ァイバ温度センサ26、26′のまわりに外径2mmのステン
レス被覆層30を設けて形成した。一方の分布型光ファイ
バ温度センサ26の上には多量のカーバイド粉末(カーバ
イト充填率10%)を吸着した紙または布テープを重ね巻
きして形成された外径が8mmの吸水発熱層28を設けた。
高圧可撓管に浸水があると、カーバイト(分子記号Ca
C2)は下式の通り水と反応し1g当たり約400calの熱を発
生する。
CaC2+2H2O=Ca(OH)+C2H2+31.4kcal この発熱反応の温度Tは、CaC2の発熱量αが400cal/
g、CaC2の比熱cが2.2g/cc、CaC2の充填率kが10%(0.
1)、吸水発熱層の容積Wが0.47cc/cm、温度センサの熱
容量Qが0.25cal/℃・cmとすると、 T=αkcW/Q =400×0.1×2.2×0.47/0.25 =165℃ となる。このようにして高圧可撓管10の特定位置で浸水
があると、発光部38から光分波器36を介して光ファイバ
温度センサ28に入射された光パルスは、吸水発熱層32の
浸水位置での発熱によって大きな強度でラマン散乱光と
して戻され、このラマン散乱光は、光学フィルタ44によ
ってストーク光とアンチ・ストーク光とに分離され、光
電変換素子46によって光電変換されて電気信号とされ、
この電気信号は、アナログ・デジタル変換器48によって
デジタル信号に変換された後、高速平均化処理回路50に
よって雑音を除去して制御コンピュータ52に入力され
る。
一方、温度検知部材28′は、吸水発熱層を有しないの
で、高圧可撓管に浸水があると、この浸水によって温度
検知部材28′の温度センサ26′のまわりの温度が低下
し、従ってこの温度に相応して分布型光ファイバ温度セ
ンサ26′に入射された光パルスの戻り光であるラマン散
乱光の強度は小さく、この戻り光は、温度分布判定装置
34に入力されて上記と同様に処理される。
第6図(A)(B)は、このようにして温度分布判定
装置34のディスプレイ54に表示された温度検知部材28、
28′の温度分布曲線a(実線)、b(点線)をそれぞれ
示す。第6図(A)及び(B)において吸水発熱層32を
有する一方の温度検知部材28の温度分布曲線aの上方突
出部分apから発熱があったことが検出される。第6図
(A)では吸水発熱層32を有しない他方の温度検知部材
28′の温度分布曲線bの下方突出部分(温度低下)bp′
からこの発熱が浸水によることが判断され、また第6図
(B)では温度分布曲線bの上方突出部分bpからこの発
熱が内部摩擦等による温度上昇であることが判断され
る。また、温度分布曲線a、bの突出部分の入射端から
の距離から浸水位置を判定することができる。
分布型光ファイバ温度センサ28の計測領域は、通常10
0〜400℃であり、その測定精度が±1℃で距離分解能は
1mであるので浸水位置を精度よく判定することができ
る。
尚、上記実施例では、温度検知部材28、28′が外部金
属補強層20の鋼条の間に配置されているが、内部金属補
強層18の鋼条の間または金属補強層と内部プラスチック
管16または外部プラスチックジャケットとの間その他適
宜の位置に配置してもよい。
第7図は本発明の他の実施例を示し、この実施例で
は、各対の温度検知部材28、28′の分布型光ファイバ温
度センサ26、26′が分散していないで一体に構成されて
いることを除いて第1図乃至第3図の実施例と同じであ
る。即ち、各対の温度検知部材28、28′は、第8図に詳
細に示すように、その光ファイバ温度センサ26、26′を
断熱スペーサ70を介して一体に構成されるようにバイン
ダテープ72によって集合されている。
このようにすると、各対の温度検知部材28、28′を高
圧可撓管10に容易に組み込むことができるので好まし
い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上記のように、高圧可撓管内に配置
される1対の温度検知部材によって温度変化を検知し、
また吸水発熱層を有しない温度検知部材によって温度低
下を検知することによって浸水による発熱を摩擦等によ
る発熱と区別して浸水を確実に検出することができ、ま
た温度検知部材は分布型光ファイバ温度センサから成っ
ているので、光ファイバに沿った温度分布が解るため、
浸水位置を確実に判定することができる実益がある。ま
た、本発明によれば、1対の温度検知部材を断熱スペー
サを介して一体にすることによってその組込みが容易と
なり、浸水検知型の高圧可撓管を安価に製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図はそれぞれ本発明に係る浸水検知型高
圧可撓管の横断面図、上半部を断面にした側面図及び端
末部の上半部の断面図、第4図(A)(B)はそれぞれ
本発明に用いられ1対の温度検知部材の拡大断面図、第
5図は本発明の高圧可撓管に用いられる温度分布判定装
置の概略系統図、第6図(A)(B)は第4図の装置に
よって異なる温度変化に相応する温度分布を示す線図、
第7図は本発明の他の実施例による高圧可撓管の一部の
断面図、第8図は第7図の高圧可撓管に用いられる浸水
検知手段の拡大断面図である 10……浸水検知型高圧可撓管、16……内部プラスチック
管、18、20……金属補強層、22……外部プラスチックジ
ャケット、24……浸水検知手段、26、26′……分布型光
ファイバ温度センサ、28、28′……温度検知部材、32…
…吸水発熱層、70……断熱スペーサ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01K 11/12 F16L 33/00 A G01N 25/56 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01M 3/38

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部プラスチック管と前記内部プラスチッ
    ク管の上に設けられた金属補強層と前記金属補強層の上
    に設けられた外部プラスチックジャケットとから成り、
    内部に浸水検知手段を備えた浸水検知型高圧可撓管にお
    いて、前記浸水検知手段は、前記外部プラスチックジャ
    ケットの内側に配置された分布型光ファイバ温度センサ
    から成る少なくとも1対の温度検知部材を備え、前記1
    対の温度検知部材の一方は、その周囲に設けられ吸水に
    よって発熱する吸水発熱層を有することを特徴とする浸
    水検知型高圧可撓管。
  2. 【請求項2】前記1対の温度検知部材は、断熱スペーサ
    を介して一体に設けられていることを特徴とする請求項
    第1項に記載の浸水検知型高圧可撓管。
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