JP4288810B2 - 水圧試験装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水圧試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ボイラの炉壁は、図７に示される如く、複数の管１を所要間隔をあけて並設し且つフィン２で接続してなる炉壁管パネル３によって形成されているが、該炉壁管パネル３の水圧試験を行う際には、図８に示されるように、炉壁管パネル３の各管１の端部にＵ字管４を溶接して接続することにより、各管１の内部を直列に連通させ、該直列に連通させた管１の始端に水圧を付与するためのニップル等の管継手５を溶接して固着すると共に、前記管１の終端に閉塞用の栓部材６を溶接して固着した状態で、前記管継手５を固着した側から管１内に水圧を付与するようにしていた。
【０００３】
尚、前記栓部材６は、カップリング７にエア抜バルブ８を取り付けてなる構成を有しており、水圧試験を行うために、各管１内に水を張る際には、エア抜バルブ８を開いてエア抜きを行い、各管１内に水が充填された後、エア抜バルブ８を閉じるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如く、炉壁管パネル３の各管１の端部に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを溶接して水圧試験を行うのでは、管１の本数が非常にたくさんあって溶接に手間がかかると共に、専門の溶接士の手配が必要になり、しかも、水圧試験完了後には、溶接された管継手５とＵ字管４と栓部材６とを切断してから、炉壁管パネル３の各管１の端部に、他の炉壁管パネル３と接続するための開先加工を行い、更に、各管１の内部清掃等を行わねばならず、かなり多くの工数がかかるという欠点を有していた。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、炉壁管パネルの各管の端部に管継手とＵ字管と栓部材とを溶接することを不要とし得、専門の溶接士がいなくても水圧試験を行うことができ、しかも、水圧試験完了後に管継手とＵ字管と栓部材とを切断することを不要とし得、炉壁管パネルの製造段階で予め各管の端部に開先加工を行うことができ、全体として作業工数の低減を図り得ると共に、繰り返し使用することもできる水圧試験装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の管を所要間隔をあけて並設し且つフィンで接続してなる炉壁管パネルの各管の端部をＵ字管で接続することにより、各管の内部を直列に連通させ、該直列に連通させた管の始端に水圧を付与するための管継手を固着すると共に、前記管の終端に閉塞用の栓部材を固着した状態で、前記管継手を固着した側から管内に水圧を付与するよう構成した水圧試験装置において、
管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の端部とに予め固着した短管の外周にそれぞれ、接着剤を塗布して管の端部に挿入し接着するよう構成したことを特徴とする水圧試験装置にかかるものである。
【０００７】
前記水圧試験装置においては、短管の先端部に環状溝を形成し、該環状溝に水のシール部材を取り付けることが有効となる。
【０００８】
更に、短管の外周面所要箇所に、管の内径に対する周方向のクリアランスのバラツキをなくすための環状凸部と、接着剤充填用の環状凹部とを形成することもできる。
【０００９】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１０】
管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の端部とに予め固着した短管の外周にそれぞれ、接着剤を塗布して管の端部に挿入し接着するよう構成すると、従来のように、炉壁管パネルの各管の端部に管継手とＵ字管と栓部材とを溶接して水圧試験を行うのとは異なり、溶接の手間が省けると共に、専門の溶接士の手配が不要になり、しかも、水圧試験完了後には、溶接された管継手とＵ字管と栓部材とを切断しなくて済むため、水圧試験を実施する前の炉壁管パネルの製造段階において、各管の端部に他の炉壁管パネルと接続するための開先加工を予め行っておくことが可能となり、全体として作業工数が低減され、更に、管継手とＵ字管と栓部材とを繰り返し使用することも可能となる。
【００１１】
前記水圧試験装置において、短管の先端部に環状溝を形成し、該環状溝に水のシール部材を取り付けるようにすると、水圧試験の際に、水の漏洩は主にシール部材によって防止されつつ、短管に加わる軸方向の力は接着剤によって負担される形となり、水圧試験圧力が高圧となっても対応することが可能となる。
【００１２】
更に、短管の外周面所要箇所に、管の内径に対する周方向のクリアランスのバラツキをなくすための環状凸部と、接着剤充填用の環状凹部とを形成すると、水圧試験の際に、水の漏洩は主にシール部材によって防止され、しかも、環状凸部によって管の内径に対する短管の周方向のクリアランスのバラツキが抑えられ、且つ環状凹部に充填された接着剤によって、短管に加わる軸方向の力はより確実に負担される形となり、水圧試験圧力が更に高圧となっても対応することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１４】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図７及び図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図７及び図８に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図３に示す如く、管継手５の端部とＵ字管４の両端部と栓部材６の端部とに予め固着した短管９，１０，１１の外周にそれぞれ、接着剤１２を塗布して管１の端部に挿入し接着するよう構成した点にある。
【００１５】
例えば、水圧試験圧力がＰ＝１００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×１０⁶［Ｐａ］）以下の場合に、図３に示す如く、管１の内径をＤ［ｃｍ］とすると、短管９，１０，１１に加わる軸方向の力Ｆは、単純計算で、
【数１】
Ｆ＝（π・Ｄ²／４）×Ｐ ［ｋｇｆ］
≒９．８×（π・Ｄ²／４）×Ｐ ［Ｎ］
となり、又、短管９，１０，１１の外径をｄ［ｃｍ］、その接着長さをＬ［ｃｍ］、接着剤１２の単位面積当りの剪断接着強さをτ［ｋｇｆ／ｃｍ²］とすると、短管９，１０，１１の管１に対する接着強さＴは、
【数２】
Ｔ＝π・ｄ・Ｌ×τ ［ｋｇｆ］
≒９．８×π・ｄ・Ｌ×τ ［Ｎ］
となるため、水圧に充分に耐え且つ水の漏洩を防止可能となるように安全率Ｓを設定することにより、前記短管９，１０，１１の接着長さＬは、
【数３】
Ｓ・Ｔ＞Ｆ
Ｌ＞Ｄ²・Ｐ／（４・Ｓ・ｄ・Ｌ・τ）
とすればよい。
【００１６】
尚、前記管１と短管９，１０，１１との隙間ｃは、およそ０．１５〜０．３０［ｍｍ］程度とすればよい。
【００１７】
又、前記接着剤１２としては、例えば、エポキシ配合樹脂本剤とエポキシ配合樹脂硬化剤とを２：１の比率で配合して混合したもの等を使用することができる。
【００１８】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００１９】
先ず、短管９，１０，１１の外周面に錆が付着している場合には、動力ワイヤブラシ等で錆を除去した後、速乾性機械部品用の洗浄液を管１の内周面と短管９，１０，１１の外周面とに吹き付けて、ウエスで拭き取る。
【００２０】
続いて、短管９，１０，１１の外周における前記接着長さＬの領域にそれぞれ、接着剤１２を塗布して管１の端部に挿入し接着することにより、炉壁管パネル３の各管１の内部をＵ字管４を介して直列に連通させ、該直列に連通させた管１の始端に水圧を付与するためのニップル等の管継手５を固着すると共に、前記管１の終端に閉塞用の栓部材６を固着した状態とする。
【００２１】
所要時間経過後、接着剤１２が乾燥して固まったら、栓部材６のエア抜バルブ８を開いてエア抜きを行いつつ、管継手５を固着した側から管１内に水を張り、各管１内に水が充填された後、前記エア抜バルブ８を閉じ、所定の水圧を付与し、水圧試験を実施する。
【００２２】
水圧試験完了後には、小型ガスバーナ等で、炉壁管パネル３の各管１の端部の裏表をおよそ１５０〜２６０［℃］程度に加熱して、各管１の端部から管継手５とＵ字管４と栓部材６とを、短管９，１０，１１を引き抜くようにして、それぞれ取り外す。
【００２３】
各管１の端部内面に付着した接着剤１２は、各管１の端部から管継手５とＵ字管４と栓部材６とを取り外した直後に、動力ワイヤブラシ等を使用して剥離させ、剥離した接着剤１２の粉は、エアブローによって各管１の内部から除去する。
【００２４】
この結果、従来のように、炉壁管パネル３の各管１の端部に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを溶接して水圧試験を行うのとは異なり、溶接の手間が省けると共に、専門の溶接士の手配が不要になり、しかも、水圧試験完了後には、溶接された管継手５とＵ字管４と栓部材６とを切断しなくて済むため、水圧試験を実施する前の炉壁管パネル３の製造段階において、各管１の端部に他の炉壁管パネル３と接続するための開先加工を予め行っておくことが可能となり、全体として作業工数が低減され、更に、管継手５とＵ字管４と栓部材６とを繰り返し使用することも可能となる。
【００２５】
こうして、炉壁管パネル３の各管１の端部に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを溶接することを不要とし得、専門の溶接士がいなくても水圧試験を行うことができ、しかも、水圧試験完了後に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを切断することを不要とし得、炉壁管パネル３の製造段階で予め各管１の端部に開先加工を行うことができ、全体として作業工数の低減を図り得ると共に、繰り返し使用することもできる。
【００２６】
一方、水圧試験圧力がＰ＝１００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×１０⁶［Ｐａ］）を越え、且つＰ＝３００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×３×１０⁶［Ｐａ］）以下の場合には、図４に示す如く、短管９，１０，１１の先端部に環状溝１３を形成し、該環状溝１３にＯリング等の水のシール部材１４を取り付けるようにすることが有効となる。
【００２７】
図４に示す如く、短管９，１０，１１の先端部に環状溝１３を形成し、該環状溝１３にＯリング等の水のシール部材１４を取り付けるようにしても、前述の場合と全く同様に、先ず、短管９，１０，１１の外周面に錆が付着している場合には、動力ワイヤブラシ等で錆を除去した後、速乾性機械部品用の洗浄液を管１の内周面と短管９，１０，１１の外周面とに吹き付けて、ウエスで拭き取り、続いて、短管９，１０，１１の外周における前記接着長さＬの領域にそれぞれ、接着剤１２を塗布して管１の端部に挿入し接着することにより、炉壁管パネル３の各管１の内部をＵ字管４を介して直列に連通させ、該直列に連通させた管１の始端に水圧を付与するためのニップル等の管継手５を固着すると共に、前記管１の終端に閉塞用の栓部材６を固着した状態とし、所要時間経過後、接着剤１２が乾燥して固まったら、栓部材６のエア抜バルブ８を開いてエア抜きを行いつつ、管継手５を固着した側から管１内に水を張り、各管１内に水が充填された後、前記エア抜バルブ８を閉じ、所定の水圧を付与し、水圧試験を実施し、水圧試験完了後には、小型ガスバーナ等で、炉壁管パネル３の各管１の端部の裏表をおよそ１５０〜２６０［℃］程度に加熱して、各管１の端部から管継手５とＵ字管４と栓部材６とを、短管９，１０，１１を引き抜くようにして、それぞれ取り外し、各管１の端部内面に付着した接着剤１２は、各管１の端部から管継手５とＵ字管４と栓部材６とを取り外した直後に、動力ワイヤブラシ等を使用して剥離させ、剥離した接着剤１２の粉は、エアブローによって各管１の内部から除去する。
【００２８】
図４に示すように、短管９，１０，１１の先端部に環状溝１３を形成し、該環状溝１３にＯリング等の水のシール部材１４を取り付けるようにすると、水圧試験の際に、水の漏洩は主にシール部材１４によって防止されつつ、短管９，１０，１１に加わる軸方向の力Ｆは接着剤１２によって負担される形となり、水圧試験圧力が高圧となっても対応することが可能となる。
【００２９】
又、水圧試験圧力がＰ＝３００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×３×１０⁶［Ｐａ］）を越え、且つＰ＝５００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×５×１０⁶［Ｐａ］）以下の場合には、図５及び図６に示す如く、短管９，１０，１１の先端部に環状溝１３を形成し、該環状溝１３にＯリング等の水のシール部材１４を取り付け、更に、短管９，１０，１１の外周面所要箇所に、管１の内径に対する周方向のクリアランスのバラツキをなくすための環状凸部１５と、接着剤１２充填用の環状凹部１６とを形成することが有効となる。
【００３０】
尚、前記環状溝１３内には、シール部材１４のバックアップリング１７を装填してあり、又、短管９，１０，１１が挿入される各管１の端部内周面は、リーマ通しによる仕上げ加工を行い、前記環状凸部１５外周面との寸法差が所定値以下となるようにしてある。
【００３１】
図５及び図６に示す如く、短管９，１０，１１の先端部に環状溝１３を形成し、該環状溝１３にＯリング等の水のシール部材１４を取り付け、更に、短管９，１０，１１の外周面所要箇所に、管１の内径に対する周方向のクリアランスのバラツキをなくすための環状凸部１５と、接着剤１２充填用の環状凹部１６とを形成するようにしても、前述の場合と全く同様に、先ず、短管９，１０，１１の外周面に錆が付着している場合には、動力ワイヤブラシ等で錆を除去した後、速乾性機械部品用の洗浄液を管１の内周面と短管９，１０，１１の外周面とに吹き付けて、ウエスで拭き取り、続いて、短管９，１０，１１の外周における前記接着長さＬの領域にそれぞれ、接着剤１２を塗布して管１の端部に挿入し接着することにより、炉壁管パネル３の各管１の内部をＵ字管４を介して直列に連通させ、該直列に連通させた管１の始端に水圧を付与するためのニップル等の管継手５を固着すると共に、前記管１の終端に閉塞用の栓部材６を固着した状態とし、所要時間経過後、接着剤１２が乾燥して固まったら、栓部材６のエア抜バルブ８を開いてエア抜きを行いつつ、管継手５を固着した側から管１内に水を張り、各管１内に水が充填された後、前記エア抜バルブ８を閉じ、所定の水圧を付与し、水圧試験を実施し、水圧試験完了後には、小型ガスバーナ等で、炉壁管パネル３の各管１の端部の裏表をおよそ１５０〜２６０［℃］程度に加熱して、各管１の端部から管継手５とＵ字管４と栓部材６とを、短管９，１０，１１を引き抜くようにして、それぞれ取り外し、各管１の端部内面に付着した接着剤１２は、各管１の端部から管継手５とＵ字管４と栓部材６とを取り外した直後に、動力ワイヤブラシ等を使用して剥離させ、剥離した接着剤１２の粉は、エアブローによって各管１の内部から除去する。
【００３２】
図５及び図６に示すように、短管９，１０，１１の先端部に環状溝１３を形成し、該環状溝１３にＯリング等の水のシール部材１４を取り付け、更に、短管９，１０，１１の外周面所要箇所に、管１の内径に対する周方向のクリアランスのバラツキをなくすための環状凸部１５と、接着剤１２充填用の環状凹部１６とを形成すると、水圧試験の際に、水の漏洩は主にシール部材１４によって防止され、しかも、環状凸部１５によって管１の内径に対する短管９，１０，１１の周方向のクリアランスのバラツキが抑えられ、且つ環状凹部１６に充填された接着剤１２によって、短管９，１０，１１に加わる軸方向の力Ｆはより確実に負担される形となり、水圧試験圧力が更に高圧となっても対応することが可能となる。
【００３３】
尚、本発明の水圧試験装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜３記載の水圧試験装置によれば、炉壁管パネルの各管の端部に管継手とＵ字管と栓部材とを溶接することを不要とし得、専門の溶接士がいなくても水圧試験を行うことができ、しかも、水圧試験完了後に管継手とＵ字管と栓部材とを切断することを不要とし得、炉壁管パネルの製造段階で予め各管の端部に開先加工を行うことができ、全体として作業工数の低減を図り得ると共に、繰り返し使用することもできるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の平面図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例において、水圧試験圧力が１００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×１０⁶［Ｐａ］）以下の場合、或いは水圧試験圧力が３００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×３×１０⁶［Ｐａ］）以下の場合に使用する装置の概略断面図であって、図１のＩＩ部相当図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例において、水圧試験圧力が１００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×１０⁶［Ｐａ］）以下の場合に使用する装置の要部拡大断面図であって、図２のＩＩＩ部相当図である。
【図４】本発明を実施する形態の一例において、水圧試験圧力が３００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×３×１０⁶［Ｐａ］）以下の場合に使用する装置の要部拡大断面図であって、図２のＩＩＩ部相当図である。
【図５】本発明を実施する形態の一例において、水圧試験圧力が５００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×５×１０⁶［Ｐａ］）以下の場合に使用する装置の概略断面図であって、図１のＩＩ部相当図である。
【図６】本発明を実施する形態の一例において、水圧試験圧力が５００［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×５×１０⁶［Ｐａ］）以下の場合に使用する装置の要部拡大断面図であって、図５のＶＩ部相当図である。
【図７】ボイラの炉壁管パネルを表わす断面図である。
【図８】従来の水圧試験装置の一例を表わす平面図である。
【符号の説明】
１ 管
２ フィン
３ 炉壁管パネル
４ Ｕ字管
５ 管継手
６ 栓部材
９ 短管
１０ 短管
１１ 短管
１２ 接着剤
１３ 環状溝
１４ シール部材
１５ 環状凸部
１６ 環状凹部

Claims (3)

1. 複数の管を所要間隔をあけて並設し且つフィンで接続してなる炉壁管パネルの各管の端部をＵ字管で接続することにより、各管の内部を直列に連通させ、該直列に連通させた管の始端に水圧を付与するための管継手を固着すると共に、前記管の終端に閉塞用の栓部材を固着した状態で、前記管継手を固着した側から管内に水圧を付与するよう構成した水圧試験装置において、
   管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の端部とに予め固着した短管の外周にそれぞれ、接着剤を塗布して管の端部に挿入し接着するよう構成したことを特徴とする水圧試験装置。
2. 短管の先端部に環状溝を形成し、該環状溝に水のシール部材を取り付けた請求項１記載の水圧試験装置。
3. 短管の外周面所要箇所に、管の内径に対する周方向のクリアランスのバラツキをなくすための環状凸部と、接着剤充填用の環状凹部とを形成した請求項２記載の水圧試験装置。

Images