JP4959670B2 - 配管の耐圧試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、配管の溶接部における耐圧試験方法に関する。

従来より、蒸気配管や給水用配管などの大きな圧力が作用する配管の修繕などを行い、配管を溶接接続した場合には、溶接部の耐圧試験を行う必要がある。このように耐圧試験を行う際に、配管に給水ポンプが接続されている場合には、この給水ポンプにより配管内に加圧流体を流し込み、耐圧試験を行っている。また、計器用検出座が設けられている場合には、計器用検出座から仮設のポンプを用いて加圧し、耐圧試験を行っている。また、耐圧試験の対象となる配管に給水ポンプや計器用検出座が設けられていないような場合には、配管内を加圧することができないため、例えば、特許文献１に記載されているような超音波などを用いた非破壊検査により検査を行っている。

しかしながら、このような非破壊検査を行う場合には、超音波装置などを用いなければならず、コスト高になるという問題がある。また、非破壊検査は代替措置であるため、より確実性の高い耐圧試験を行うことが望まれている。そこで、例えば、特許文献２には、内部が上流側及び下流側の空間に、開口を有する仕切板により仕切られ、この開口を圧力に応じて弁体により開閉することにより配管内の圧力を調整する調整弁において、調整弁の弁体を駆動させる駆動部を取り外し、開口を閉塞する冶具を取付けるとともに、その上流側又は下流側の弁を閉止することで、閉鎖空間を形成し、この閉鎖空間内を加圧することにより耐圧試験を行う方法が記載されている。
特開２００４−２９４１２８号公報 特開昭５８−７１４２７号公報

しかしながら、特許文献２記載の方法では、調整弁の上流側及び下流側の両側の配管について耐圧試験を行う場合には、上流側及び下流側の閉鎖空間を加圧するための加圧装置を夫々設けなければならないという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、調整弁の上流及び下流側の配管の溶接箇所の耐圧試験を、一系統の加圧装置で行うことができるようにすることである。

本発明の配管の耐圧試験方法は、複数の管体が溶接部で接続されてなる配管であって、第１の開口を有する仕切板により、内部空間が上流側又は下流側の一方の配管の内部と連通する第１の空間と、上流側又は下流側の他方の配管と連通する第２の空間とに仕切られ、前記第１の空間の上部に第２の開口を有する本体部と、前記第２の開口を塞ぐように前記本体部に固定される台座部と、先端に弁体が接続され、前記弁体により前記第１の開口を閉鎖又は開放する調整機構と、からなる弁機構と、当該配管における前記弁機構よりも前記第１の空間側及び第２の空間側に夫々設けられた第１及び第２の閉止弁と、を備える配管において、前記弁機構の調整機構を取り外し、加圧装置を接続するための加圧弁を有する耐圧試験用冶具を、前記第２の開口を塞ぐように取り付けた状態で、前記加圧弁に加圧装置を接続して前記本体部の内部空間から前記配管内に満たされた流体を加圧することにより、前記溶接部の耐圧試験を行う方法であって、前記溶接部が前記弁機構と上流側の閉止弁との間及び前記弁機構と下流側の閉止弁との間にある場合には、前記上流側及び下流側の閉止弁を閉止状態とし、前記第１の開口を開放した状態で前記流体を加圧し、前記溶接部が前記第１の閉止弁と前記弁機構との間にある場合には、前記第１の閉止弁を閉止状態とし、前記第１の開口を閉塞する仕切プラグを前記本体部内に設置した状態で前記流体を加圧し、前記溶接部が前記第２の閉止弁と前記弁機構との間にある場合には、前記第２の閉止弁を閉止状態とし、前記第１の空間内を前記第１の開口を通じて前記第２の空間と連通する部分とそれ以外の部分とに仕切る仕切プラグを設置した状態で、前記流体を加圧することを特徴とする。
上記の配管の耐圧試験方法において、前記弁機構は調整弁であってもよい。

本発明によれば、上流及び下流側の両側の配管の溶接部の耐圧検査を行う場合には、弁機構の内部空間を仕切る仕切板の開口が開放した状態で加圧を行うことで、一系統の加圧装置で耐圧試験を行うことができ、また、仕切プラグを用いることで上流又は下流側の何れか一方の溶接部の耐圧試験を行うこともできる。

以下、本発明の耐圧試験方法の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、耐圧試験の対象となる配管構造１０を示す構成図である。同図に示すように、耐圧試験の対象となる配管構造１０は、配管４０が溶接箇所５０において溶接接続されてなり、配管４０に調整弁２０が取り付けられているとともに、調整弁２０の上流側及び下流側の溶接箇所５０を超える位置に、夫々閉止弁３０が取り付けられている。配管構造１０は、例えば、各種設備に保温のための蒸気を供給するための補助蒸気系統であり、常設ポンプ等が設けられていない。

図２は、調整弁２０の構成を示す鉛直断面図である。同図に示すように、調整弁２０は、配管構造１０を構成する配管４０の間に介装された本体部１００と、本体部１００にボルトにより固定された調整機構２００とからなる。

本体部１００は、上部に開口部１１０Ａが形成された円筒状の胴体部１１０と、胴体部１１０の内部を上流側空間１４０と下流側空間１５０とに仕切る、円形の開口部１２０Ａが形成された仕切板１２０と、仕切板１２０の開口部１２０Ａに取り付けられた円環状のシートリング１３０とを備える。上流側の配管４０から上流側空間１４０内に流れ込んだ蒸気は、仕切板１２０の開口部１２０Ａを通って下流側空間１５０から下流側の配管４０へと流れる。

調整機構２００は、胴体部１１０の開口部１１０Ａに取り付けられる台座部２３０と、台座部２３０を貫通し、図中上下方向に進退可能なロッド２２０と、ロッド２２０を進退させるためのシリンダ２１０と、ロッド２２０の先端に取り付けられた弁体２５０とを備える。本体部１００内の蒸気圧に応じて、シリンダ２１０が進退することで、弁体２５０が仕切板１２０の開口部１２０Ａを開閉することとなる。これにより、配管４０の上流側から開口部１２０Ａを通って、下流側へ流れる蒸気の圧力を調整することができる。

従来技術の欄に記載したように、かかる配管構造１０において、溶接箇所５０の耐圧試験を行う場合に、常設ポンプによる配管を行うことができないため、耐圧試験に代えて非破壊検査を行っていた。しかしながら、非破壊検査を行うためには、超音波による検査装置が必要となる。

そこで、本実施形態では、かかる配管構造１０における溶接箇所５０の耐圧試験を、以下に説明する耐圧試験冶具を用いて、調整弁２０において行うこととした。図３は、本実施形態の耐圧試験冶具３００を調整弁２０の本体部１００に取り付けた状態を示す鉛直断面図である。同図に示すように、本実施形態の耐圧試験冶具３００は、調整弁２０の調整機構２００を撤去した後、本体部１００にボルト３４０により固定されて用いられる。

耐圧試験冶具３００は、台座部３３０と、台座部３３０に取り付けられた空気抜弁３２０と、加圧弁３１０と、圧力計３６０とにより構成される。
台座部３３０は、調整機構２００の台座部２３０と同様の部材からなり、本体部１００の開口部１１０Ａにボルト３４０により固定される。

加圧弁３１０は、外部の加圧装置と接続可能であり、加圧装置により下流側空間１５０内の水を加圧することができる。
空気抜弁３２０は、加圧弁３１０により下流側空間１５０内の水を加圧する際に、開くことで下流側空間１５０内に溜まった空気を外部へ排出するための弁である。
圧力計３６０は、下流側空間１５０内に通じており、下流側空間１５０内の圧力を測定する。

以下、上記の耐圧試験冶具３００を用いた配管構造１０における溶接箇所５０の耐圧試験方法を説明する。なお、以下の説明では、調整弁２０の上流側及び下流側の溶接箇所５０の耐圧試験を行う場合について説明する。
まず、溶接箇所５０の上流及び下流側の閉止弁３０を閉止する。
次に、調整弁２０の調整機構２００を本体部１００から取外し、開口部１１０Ａから内部に水を流し込む。

次に、図３を参照して説明したように、耐圧試験冶具３００の台座部３３０が本体部１００の開口部１１０Ａに固定する。

次に、加圧弁３１０に加圧装置を接続し、圧力計３６０により下流側空間３５０内の圧力を確認しながら、加圧装置により内部の圧力が所定の試験用の圧力に到達するまで、加圧弁３１０を通して下流側空間１５０内の水を加圧する。この際、下流側空間１５０の内部に空気が残存してしまうと、試験の障害となるため、空気抜弁３２０を開放することにより下流側空間１５０内の空気を外部に放出する。このようにして内部の水の圧力が所定の圧力に達することで、溶接箇所５０に所定の圧力を加えることができる。これにより、溶接箇所５０の耐圧性を検査できる。

なお、上記の実施例では、調整弁２０の上流側及び下流側の溶接箇所５０の耐圧試験を行う場合について説明したが、本実施形態の耐圧試験冶具３００を用いて、上流側の溶接箇所５０のみ、又は、下流側の溶接箇所５０のみについて耐圧試験を行うことも可能である。

図４は、上流側の溶接箇所５０の耐圧試験を行う様子を示す鉛直断面図である。同図に示すように、上流側の溶接箇所５０のみの耐圧試験を行う場合には、耐圧試験冶具３００を本体部１００に取り付ける前に、本体部１００の下流側空間１５０内に円筒状の第１のダミープラグ４００を挿入する。第１のダミープラグ４００は、仕切板１２０の開口部１２０Ａに嵌め込むことができる大きさに形成されており、開口部１２０Ａに耐圧試験冶具３００を取り付けた状態で、上面が耐圧試験冶具３００の台座部３３０の下面に当接するような長さを有する。

このように第１のダミープラグ４００を下流側空間１５０内に挿入することで、下流側空間１５０と下流側に接続された配管４０とが第１のダミープラグ４００により仕切られるため、耐圧試験冶具３００の加圧弁３１０から加えられた圧力は、上流側空間１４０へのみ伝わることとなる。これにより、配管構造１０の調整弁２０の上流側の配管４０における溶接箇所５０の耐圧試験を行うことができる。なお、このように調整弁２０の上流側の配管４０の溶接箇所５０の検査を行う場合には、上流側のみの閉止弁３０を閉止すればよい。

また、図５は、下流側の溶接箇所５０の耐圧試験を行う様子を示す鉛直断面図である。同図に示すように、下流側の溶接箇所５０の耐圧試験を行う場合には、耐圧試験冶具３００を本体部１００に取り付ける前に、開口部１１０Ａを通して、第２のダミープラグ４１０を下流側空間１５０内に挿入する。第２のダミープラグ４１０は、円筒状に形成された側面部４１１と、側面部４１１の下部を閉塞する底面部４１２とを備えてなる。側面部４１１は、仕切板１２０の開口部１２０Ａを閉塞可能な大きさに形成されており、複数の開口４１１Ａが形成されている。また、側面部４１１は、第２のダミープラグ４１０を挿入し、開口部１２０Ａに耐圧試験冶具３００を取り付けた状態で、上面が台座部３３０の下面に当接するような長さを有する。

このように第２のダミープラグ４１０を下流側空間１５０内に挿入することで、底面部４１２が仕切板１２０の開口部１２０Ａを閉塞するため、耐圧試験冶具３００の加圧弁３１０から加えられた圧力は、上流側の配管４０へ伝わることはなく、側面部４１１に形成された開口４１１Ａを下流側の配管４０へのみ伝わることとなる。これにより、配管構造１０の調整弁２０の下流側の配管４０における溶接箇所の耐圧試験を行うことができる。なお、このように調整弁２０の上流側の配管４０の溶接箇所５０の耐圧試験を行う場合には、下流側のみの閉止弁３０を閉止すればよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、仕切板１２０の開口部１２０Ａを開放した状態で耐圧試験を行うことにより、一系統の加圧装置により調整弁２０の上流側及び下流側の溶接箇所５０の耐圧試験を一度に行うことができる。このため、試験に必要な手間を削減することができる。

また、第１及び第２のダミープラグ４００、４１０を用いることで、調整弁２０の上流側の配管４０の溶接箇所５０と、下流側の配管４０の溶接箇所５０とについて別個に耐圧試験を行うことができる。

なお、本実施形態では、調整弁２０を利用して、耐圧試験冶具３００を用いて耐圧試験を行う場合について説明したが、これに限らず、単座弁、複座弁、ケージ弁、アングル弁、グローブ弁、ゲート弁などにも適用可能である。

耐圧試験の対象となる配管構造を示す構成図である。 調整弁の構成を示す鉛直断面図である。 本実施形態の耐圧試験冶具を調整弁の本体部に取り付けた状態を示す鉛直断面図である。 上流側の溶接箇所の耐圧試験を行う様子を示す鉛直断面図である。 下流側の溶接箇所の耐圧試験を行う様子を示す鉛直断面図である。

符号の説明

１０ 配管構造 ２０ 調整弁
３０ 閉止弁 ４０ 配管
５０ 溶接箇所
１００ 本体部 １１０ 胴体部
１１０Ａ 開口部 １２０ 仕切板
１２０Ａ 開口部 １３０ シートリング
１４０ 上流側空間 １５０ 下流側空間
２００ 調整機構 ２１０ シリンダ
２２０ ロッド ２３０ 台座部
２５０ 弁体
３００ 耐圧試験冶具 ３１０ 加圧弁
３２０ 空気抜弁 ３３０ 台座部
３４０ ボルト ３６０ 圧力計
４００ 第１のダミープラグ ４１０ 第２のダミープラグ

Claims (2)

1. 複数の管体が溶接部で接続されてなる配管であって、第１の開口を有する仕切板により、内部空間が上流側又は下流側の一方の配管の内部と連通する第１の空間と、上流側又は下流側の他方の配管と連通する第２の空間とに仕切られ、前記第１の空間の上部に第２の開口を有する本体部と、前記第２の開口を塞ぐように前記本体部に固定される台座部と、先端に弁体が接続され、前記弁体により前記第１の開口を閉鎖又は開放する調整機構と、からなる弁機構と、当該配管における前記弁機構よりも前記第１の空間側及び第２の空間側に夫々設けられた第１及び第２の閉止弁と、を備える配管において、
   前記弁機構の調整機構を取り外し、加圧装置を接続するための加圧弁を有する耐圧試験用冶具を、前記第２の開口を塞ぐように取り付けた状態で、前記加圧弁に加圧装置を接続して前記本体部の内部空間から前記配管内に満たされた流体を加圧することにより、前記溶接部の耐圧試験を行う方法であって、
   前記溶接部が前記弁機構と上流側の閉止弁との間及び前記弁機構と下流側の閉止弁との間にある場合には、前記上流側及び下流側の閉止弁を閉止状態とし、前記第１の開口を開放した状態で前記流体を加圧し、
   前記溶接部が前記第１の閉止弁と前記弁機構との間にある場合には、前記第１の閉止弁を閉止状態とし、前記第１の開口を閉塞する仕切プラグを前記本体部内に設置した状態で前記流体を加圧し、
   前記溶接部が前記第２の閉止弁と前記弁機構との間にある場合には、前記第２の閉止弁を閉止状態とし、前記第１の空間内を前記第１の開口を通じて前記第２の空間と連通する部分とそれ以外の部分とに仕切る仕切プラグを設置した状態で、前記流体を加圧することを特徴とする配管の耐圧試験方法。
2. 請求項１記載の配管の耐圧試験方法であって、
   前記弁機構は調整弁であることを特徴とする配管の耐圧試験方法。

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