JP6320892B2

JP6320892B2 - バルブ応力検知方法、該方法を利用したバルブ寿命予測方法

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Publication number: JP6320892B2
Application number: JP2014207027A
Authority: JP
Inventors: 禎明境; 佐藤　良介; 良介佐藤
Original assignee: JFE Engineering Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2014-10-08
Filing date: 2014-10-08
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-10-08
Also published as: JP2016075617A

Description

本発明は、例えば道路下などの地中に埋設されたガス導管に設けられるガス遮断バルブに作用する応力検知方法、該方法を利用したバルブ寿命予測方法に関する。

地中に埋設されているガス導管にはその途中に遮断バルブが取り付けられている。この遮断バルブ（以下、単に「バルブ」という）は、地中にコンクリート等で構築されたガス導管用遮断バルブピット（以下、単に「ピット」という場合あり）内に配置される。
ピット内に配置されたバルブの両側には、ピットの側壁を貫通したガス導管が接続されるが、ガス導管は地中に埋設されているため、地盤沈下が生じた場合には地盤と共に沈下する。他方、ピットは沈下しないか、したとしてもガス導管よりも沈下の度合いが小さいため、ガス導管およびバルブに曲げ応力が作用する。

地中に埋設されたガス導管などに作用する応力を非破壊状態で検知する方法として、例えば特許文献１に記載されたような磁歪センサを用いる方法がある。

特開2005-207800号公報

ガス導管などに作用する応力については、上記した磁歪センサによって非破壊検査が可能である。
他方、バルブについては、複雑な形状をしており、磁歪センサによって直接検知するのは難しい。
しかし、上述したように、バルブにもガス導管を介して応力が作用し、またバルブは複雑な形状をしているため応力集中が生じやすく、またガス導管よりも変形しにくいため、バルブ自体にき裂等が発生する可能性がある。
そのため、バルブ自体に作用する応力を検知することが望まれる。

また、既設のガス導管やバルブの場合、現在の応力状態を検知したとしても、その後年単位で継続して応力状態を管理することが望まれる。
しかしながら、ピット内は狭く、また磁歪センサを用いた検査の場合、検査に要する時間は数時間に及ぶことがある。
そのため、一度検査した後、それ以降の経年変化については簡易な方法での応力検知が望まれている。
さらに、バルブの寿命を予測して交換時期等を管理したいという要請もある。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、地中に構築されたピット内に配置されて導管が接続されたバルブに作用する応力を正確に検知し、また年単位での継続的な検査を簡易に行うことができるバルブ応力検知方法、及び該方法を利用したバルブ寿命予測方法を提供することを目的としている。

（１）本発明に係るバルブ応力検知方法は、地中に構築されたピット内に設置され、地中に埋設された導管がその両側に接続されるバルブに作用する応力検知方法であって、
前記ピット内でかつ、前記バルブの両側に接続された前記導管における前記バルブとの接続部から所定距離離れた部位について、非破壊試験方法によって当該部位における導管に作用する応力を検知する導管応力検知工程と、
該導管応力検知工程によって検知された応力に基づいてバルブに作用する応力を推定する第１バルブ応力推定工程を有し、
該第１バルブ応力推定工程は、予め求めた導管応力とバルブ応力の関係に基づいて推定することを特徴とするものである。

（２）また、本発明に係るバルブ応力検知方法は、上記（１）記載の方法によって検査開始時にバルブに作用している応力を検知する初期バルブ応力検知工程と、
該初期バルブ応力検知工程時点において前記導管にひずみゲージを設置するひずみゲージ設置工程と、
所定期間経過後において、所定期間中に導管に付加された応力をひずみゲージによって検知する付加応力検知工程と、
前記初期バルブ応力検知工程の前記導管応力検知工程で検知した応力と、付加応力検知工程で検知された応力に基づいて前記導管に作用している応力を求め、該応力に基づいてバルブに作用する応力を推定する第２バルブ応力推定工程を有し、
該第２バルブ応力推定工程は、予め求めた導管応力とバルブ応力の関係に基づいて推定することを特徴とするものである。

（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、前記ひずみゲージ設置工程は、３個以上の奇数個のひずみゲージを設置し、前記付加応力検知工程は、奇数個のひずみゲージによって検出されたひずみ値を比較して、他のひずみ値に比較して予め定めた範囲を超えて突出する値を示したひずみゲージを除外して残りのひずみゲージのひずみ値によって行うことを特徴とするものである。

（４）本発明に係るバルブ寿命予測方法は、上記（２）又は（３）に記載のバルブ応力検知方法を用いたバルブ寿命予測方法であって、
前記付加応力検知工程及び第２バルブ応力推定工程を、予め定めた所定の期間ごとに繰り返して実施し、各期間で推定されたバルブ応力に基づいて将来のバルブ応力を推定し、該推定値と前記バルブの許容できる応力値として規定した閾値に基づいて前記バルブの寿命を予測することを特徴とするものである。

本発明においては、地中に構築されたピット内に設置され、地中に埋設された導管がその両側に接続されるバルブに作用する応力を検知するに際して、前記ピット内でかつ、前記バルブの両側に接続された前記導管における前記バルブとの接続部から所定距離離れた部位について、非破壊試験方法によって当該部位における導管に作用する応力を検知する導管応力検知工程と、該導管応力検知工程によって検知された応力に基づいてバルブに作用する応力を推定する第１バルブ応力推定工程を有し、該第１バルブ応力推定工程は、予め求めた導管応力とバルブ応力の関係に基づいて推定するようにしたので、ピット内に設置され、導管が接続されたバルブに作用する応力を非破壊検査によって推定することができ、例えばガス導管のガス遮断バルブのように長期間に亘って設置されている既設のバルブに対して、現状の応力状態を正確に推定することができる。

本発明の実施の形態１で検知対象となるバルブの設置状態及び磁歪測定方法を説明する説明図である。本発明の実施の形態１の第１バルブ応力推定工程に用いる線図であって、予めＦＥＭ解析によって求めた導管応力とバルブ応力の関係を示す線図である。本発明の実施の形態２の各工程の説明図である。本発明の実施の形態２におけるひずみゲージの設置方法の説明図である（その１）。本発明の実施の形態２におけるひずみゲージの設置方法の説明図である（その２）。本発明の実施の形態２におけるひずみゲージのリード線端部の格納方法の説明図である。本発明の実施の形態２におけるひずみゲージの計測方法の説明図である。本発明の実施の形態３における導管応力の経年変化の予測方法の説明図である（その１）。本発明の実施の形態３におけるバルブ応力及びバルブ寿命の予測方法の説明図である（その１）。本発明の実施の形態３における導管応力の経年変化の予測方法の説明図である（その２）。本発明の実施の形態３におけるバルブ応力及びバルブ寿命の予測方法の説明図である（その２）。

［実施の形態１］
本実施の形態に係るバルブ応力検知方法は、図１に示すように、地中に構築されたピット１内に設置され、地中に埋設された導管３がその両側に接続されるバルブ５に作用する応力検知方法である。
まず、応力検知の対象となるバルブ５について説明する。

本実施の形態では、鋼管製のガス導管に用いられる遮断バルブを例に挙げて説明する。図１に示すように、矩形の箱型のピット１の中央部にバルブ５が設置され、バルブ５の両側にはガス導管３がフランジ部７によって接合されている。ガス導管３は、ピット１の壁１ａを貫通しており、地中に埋設されている。
地中に埋設されたガス導管３が地盤沈下によって沈下すると、ピット１は沈下しないことから、ガス導管３におけるバルブ５との接続部近傍に曲げ応力が作用し、バルブ５にはガス導管３からの応力が作用する。
バルブ５には縦横にリブ５ａが形成されており、バルブ５に応力が作用するとリブ５ａに応力集中が発生する。導管３からの応力が作用した場合には、バルブ５の上面に形成されたリブ５ａに応力集中が発生し、当該部位に最大応力となる。
本実施の形態は、このような設置状態にあるバルブ５に作用する最大応力を検知するものである。
以下、本発明のバルブ応力検知方法の各工程を説明する。

＜導管応力検知工程＞
導管応力検知工程は、バルブ５の両側に接続された導管３におけるフランジ部７から所定距離離れた部位について、磁歪センサを用いて当該部位に作用している応力を同定する。
磁歪センサを用いる磁歪応力測定法は、強磁性材料である鋼管などの材料に荷重が作用すると材料の透磁率が応力に比例して変化することを利用するものであり、その原理等については例えば前述した特許文献１にも記載されている。

磁歪センサによる、導管３の応力測定は、バルブ５の両側に接続される導管３ごとに、各導管の所定位置に導管３の外面にセンサを周回させて行う。このとき、図１に示すように、フランジ面からの距離がδ1の位置Ａと、フランジ面からの距離がδ2の位置Ｂの２箇所において、２周（２リング）行うようにするのが好ましい（図１参照）。この場合、２リングのうちの最大値を示した部位の応力を応力値として用いる。

なお、磁歪センサによって２リング計測した場合、計測値の平均値を２リングの中央位置における応力値として用いてもよい。
また、３リング以上計測した場合においても、その最大値を用いたり、平均値を用いたりしてもよい。

＜第１バルブ応力推定工程＞
第１バルブ応力推定工程は、導管応力検知工程によって検知された応力に基づいてバルブ５に作用する応力（以下、「バルブ応力」という）を推定する工程であり、予めＦＥＭ解析によって求めた導管応力とバルブ応力の関係に基づいて推定する。

導管応力とバルブ応力の関係は、バルブ５に接続された導管３の所定部位における応力（導管応力）と、バルブ５におけるき裂発生が予想される箇所（例えば、バルブ５にリブ５ａが設けられている場合にはリブ５ａ部に応力集中が発生することが想定されるのでリブ５ａ部をき裂発生が予想される箇所とする。）の応力（バルブ応力）との関係をＦＥＭ解析によって求める。
図２は、ＦＥＭ解析で求めた導管応力とバルブ応力の関係をグラフ表示したものであり、縦軸がバルブ５に発生する最大応力（MPa）、横軸が磁歪センサによって測定した導管３の応力である。δはフランジ面からの距離を示している。

例えば、導管３のδ＝500mmの位置での磁歪センサによる測定応力が150MPaであった場合には、δ＝500mmの線図よりバルブ５に発生する最大応力は200MPaと読み取ることができる。
なお、図２のグラフでは、フランジ面からの距離δが200mm、300mm、400mm、500mmの４箇所の場合が示されているが、例えば磁歪センサによる測定位置がフランジ面から250mmであった場合には、内挿補間等を行うようにすればよい。
もっとも、図２に示すグラフを作成する際に、フランジ面からの距離δをさらに細かく測定するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、ピット１内に設置され、導管３が接続されたバルブ５に作用する応力を非破壊検査によって推定することができる。
この技術により、例えばガス導管３のガス遮断バルブ５のように長期間に亘って設置されている既設のバルブ５に対して、現状の応力状態を正確に推定することができる。

なお、上記の説明では、導管３の応力を非破壊検査によって検知する方法として磁歪センサを用いる例を示したが、例えば、Ｘ線、音弾性法などを用いてもよい。

［実施の形態２］
実施の形態１では、既設のバルブ５に作用している現在の応力を検知する方法について述べた。しかし、ガス導管３が接続されるガス遮断バルブ５のように長期間に亘って地中に埋設されているバルブでは、将来の応力状態を知りたいという要請がある。
この場合、所定の期間毎に実施の形態１で示した方法を用いることが考えられる。しかしながら、実施の形態１の方法は、導管３の所定位置を磁歪センサで測定する必要があり、このため狭いピット１内に作業者が入って、導管３に磁歪センサを手で当てて測定する必要がある。この場合、１リングについて例えば７３点測定し、４リング測定するとすれば約５〜６時間を要することになる。
このため、実施の形態１の検査方法を所定の期間ごとに行うとすると、時間と労力を要する。そこで、バルブ５に作用する応力を所定期間ごとに検知する場合において、簡易に測定する方法が望まれており、本実施の形態はこの要請に応えるものである。

本実施の形態に係るバルブ応力検知方法は、図３に示すように、検査開始時にバルブ５に作用している応力を検知する初期バルブ応力検知工程（Ｓ１）と、初期バルブ応力検知工程（Ｓ１）を行った時点において導管３にひずみゲージ９を設置するひずみゲージ設置工程（Ｓ３）と、所定期間経過後において、所定期間中に導管３に付加された応力をひずみゲージ９によって検知する付加応力検知工程（Ｓ５）と、初期バルブ応力検知工程（Ｓ１）で検知した応力と、付加応力検知工程（Ｓ５）で検知された応力に基づいて前記導管３に作用している応力を求め、該応力に基づいてバルブ５に作用する応力を推定する第２バルブ応力推定工程（Ｓ７）を有している。
各工程を詳細に説明する。

＜初期バルブ応力検知工程＞
初期バルブ応力検知工程（Ｓ１）は、検査開始時にバルブ５に作用している応力を検知する工程であり、具体的には実施の形態１で示したバルブ応力検知方法を用いる。

＜ひずみゲージ設置工程＞
ひずみゲージ設置工程（Ｓ３）は、初期バルブ応力検知工程（Ｓ１）を行った時点において導管３にひずみゲージ９を設置する工程である。
ひずみゲージ９を設置する位置は、原則として初期バルブ応力検知工程（Ｓ１）において磁歪センサで応力測定した位置である。

磁歪センサによって複数位置で応力測定した場合には、ひずみゲージ９を設置する位置は以下の方法から適宜選択すればよい。
（１）磁歪センサによる測定応力の最大値を示した位置にひずみゲージ９を設置し、この最大値を初期値とする。
（２）例えば、２箇所（２リング）で磁歪センサによる応力測定をした場合には、中間位置にひずみゲージ９を設置する。この場合、中間位置を測定位置とし、応力の初期値は平均値を用いる。
図４において、図中右側は最大値を示した位置にひずみゲージ９を設置した場合を示し、図中左側は中間位置にひずみゲージ９を設置した場合を示している。

また、ひずみゲージ９は、図５に示すように、時計の文字盤における12時位置に対応する管表面位置に周方向に近接させて３枚ずつ設置する。なお３枚ずつ設置するのは絶縁不良などによる異常出力を多数決法によって弁別し、有効な出力を判断するためである。例えば、３枚のひずみゲージ９によって検出されたひずみ値を比較したとき、他のひずみ値に比較して突出する値を示したひずみゲージ９がある場合には、これを除外して残りのひずみゲージ９のひずみ値を採用する。

ピット１内は外部からの水の浸入により水没する可能性が高く、本実施の形態で使用するひずみゲージ９には耐水性が要求される。また数年以上の長期間のモニタリングであることから、耐久性も必要となる。
そこで耐水性と耐久性に優れた「カプセル型ひずみゲージ」を用いるのが望ましく、管軸方向が受感方向となるようにスポット溶接で取り付ける。
また、ひずみゲージ９のリード線１１の端部は湿潤環境にさらされないように、防水コネクタ１３に格納する。そして、各リード線１１は図６に示すように１成分ずつピット１の壁１ａに沿わせてマンホール１５近傍まで配線する。防水コネクタ１３はマンホール１５近傍の内側壁に固定しておき、経過観察測定時には、図７に示すように、ピット１内に入らずに、防水コネクタ１３から測定端子を取り出し、計測器に結線してひずみを測定する。

ひずみゲージ９の取り付け後、初期ひずみを計測する。この時ひずみゲージ９設置位置近傍の管表面温度を接触式温度計で記録しておき、計測値に対して、当該ひずみゲージ９の温度特性チャート（温度補正の回帰式）を用いて、温度による「みかけひずみ」の補正を行うようにするのが望ましい。

＜付加応力検知工程＞
付加応力検知工程（Ｓ５）は、所定期間経過後において、所定期間中に導管３に付加された応力をひずみゲージ９によって検知する工程である。
この工程でのひずみの計測は、図７に示すように、ピット１のマンホール１５脇で実施することとなる。マンホール１５内の防水コネクタ１３から測定端子を取り出し、携帯型データロガー１７に結線して、ひずみゲージ９の１成分ずつひずみの値を計測して記録する。
なお、導管３の同じ位置に設置した３成分のひずみゲージ９間で差異が大きい場合は、突出した値のひずみゲージ９の不調が疑われるため、必要に応じて当日、または後日ゲージの貼り直し（盛り変え）を行うのが望ましい。

＜第２バルブ応力推定工程＞
第２バルブ応力推定工程（Ｓ７）は、付加応力検知工程（Ｓ５）で検知された応力に基づいて導管３に作用している応力を求め、該応力に基づいてバルブ５に作用する応力を推定する工程である。
導管３に作用している応力は、初期応力に付加応力を加算して求める。
また、バルブ５に作用する応力の推定は、実施の形態１で説明したのと同様に、図２に示した予め求めた導管応力とバルブ応力の関係に基づいて推定する。

以上のように、本実施の形態においては、初期の計測を磁歪センサで計測し、その後はひずみゲージ９によって付加応力を計測することでバルブ５に作用する応力を検知することができる。したがって、計測のたび毎に磁歪センサによる計測をする必要がなく、簡易かつ正確にバルブ５に作用する応力を検知でき、長期間に亘るバルブ応力の管理が可能となる。

以下、本実施の形態の具体例を示す。
なお、設置したひずみゲージ９は１軸タイプであり、管軸方向のひずみのみを計測するため、応力（の変化）は単純にヤング率をひずみ値に乗ずることによって求めることとする。またひずみゲージ９は導管３の頂部のみに設置しているため、曲げによるひずみと軸力によるひずみの分離はできない。従って、発生したひずみは全て曲げによるひずみであると仮定して扱うこととなる。
以上の前提に基づいて以下説明する。

(1)'14/07/01（０年目）に磁歪センサによって導管３の曲げ応力を２リング（A，B）で測定する。このとき、A位置での曲げ応力σ_MA(0)とB位置での曲げ応力σ_MB(0)を記録する。
例えば、σ_MA(0)=150[MPa]、σ_MB(0)=130[MPa]とする。
(2)本例では、ひずみゲージ９を磁歪センサで測定したA，Bリングの中間位置（本実施の形態ではδ＝400mmとする）に設置したので、当該位置の応力σ_M(0)を、σ_M(0)＝1/2＊（σ_MA(0)＋σ_MB(0)）として求める。
具体的には、σ_M(0)＝1/2＊（150＋130）＝140[MPa]

(3)３枚のひずみゲージ９（a,ｂ,c）を上記A，Bリングの中間の１２時位置に周方向に近接して設置し、初期ひずみを計測する。
計測値として、ε_a(0)=＋123[μ]、ε_b(0)＝−77[μ]、ε_c(0)=＋567[μ]を得る。
このとき、導管３の表面温度を接触式温度計で計測し、計測ひずみの温度補正を行うのが望ましい。

(4)'15/07/01（ひずみゲージ９取り付けから１年後）に３枚のひずみゲージ９ひずみ値を計測する。
計測値として、ε_a(1)=＋196[μ]、ε_b(1)＝＋2[μ]、ε_c(1)=＋638[μ]を得る。
(5)１年間での各ゲージ（a,ｂ,c）によるひずみの変化は、
Δε_a(1)=ε_a(1)−ε_a(0)＝＋196−123[μ]＝+73[μ]
Δε_b(1)=ε_b(1)−ε_b(0)＝＋2−(−77)[μ]＝+79[μ]
Δε_c(1)=ε_c(1)−ε_c(0)＝＋638−567[μ]＝＋71[μ]
となる。
ここで、３枚のひずみ値を比較し、他の２枚と突出した相違を示すひずみ値があった場合は、当該ひずみ値を表示したひずみゲージ９は不良と判断し評価対象から除外する。また当該ひずみゲージ９については取り付け直しを行い、他の２枚の健全ゲージのひずみの変化量を用いて、ひずみ値の盛り換えを行う。
今回のひずみ値は突出した相違を示すものはないので、全てのひずみゲージ９を健全として取り扱う。
(6)１年間のひずみの変化の平均値は、
Δε₍₁₎＝1/3＊（Δε_a(1)＋Δε_b(1)＋Δε_c(1)）
＝1/3＊（＋73＋79＋71）
＝＋74[μ]
となる。

(7)１年間の応力の変化は、ヤング率Eを207.4[GPa]として、
σ₍₁₎＝E＊Δε₍₁₎
＝207.4[GPa]＊74*10⁻⁶
＝15[MPa]
となる。
(8)'15/07/01の曲げ応力は、
σ_M(1)＝σ_M(0)+σ₍₁₎
＝140[MPa]+15[MPa]
＝155[MPa]
となる。
(9) このときバルブ５に作用する最大応力σ_V（1）は図２より、
σ_V（1）=197[MPa]
となる。
(10)以降、(4)〜(9)を繰り返すことで、バルブ５に作用する最大応力の経年変化を把握する。

［実施の形態３］
実施の形態２によれば、所定期間毎にバルブ５に作用する応力を検知することができ、計測時点でのバルブ応力状態を把握することができる。
さらに、所定期間毎に計測した結果から、将来に向けてバルブ交換時期などを把握できると、バルブ交換の費用等の計画を立てやすく望ましい。
本実施の形態のバルブ寿命予測方法は、かかる要請に応えるものであり、実施の形態２において説明した付加応力検知工程（Ｓ５）及び第２バルブ応力推定工程（Ｓ７）を、予め定めた所定の期間ごとに繰り返して実施し、各期間で推定されたバルブ応力に基づいて将来のバルブ応力を推定し、該推定値と前記バルブ５の許容できる応力値として規定した閾値に基づいて前記バルブ５の寿命を予測することを特徴とするものである。
以下、具体例に基づいて説明する。

(a)'14/07/01（０年目）に、実施の形態２の(1)〜(2)と同様に、磁歪法によって導管３の曲げ応力σ_M(0)（フランジからの距離：δ=400mm位置）を測定し、σ_M(0)=140[MPa]と推定する。
このときバルブ５に作用する最大応力は図２より、σ_V(0)=185[MPa]を得る。
(b)実施の形態２の(3)〜(7)と同様の方法により、'15/07/01（ひずみゲージ９取り付けから1年後）にひずみを計測し、
σ₍₁₎＝15[MPa]
を得る。
(c)よってこの時の曲げ応力は、
σ_M(1)＝σ_M(0)＋σ₍₁₎
＝140＋15
＝155[MPa]
となる。
(d)このときバルブ５に作用する最大応力は図２より、
σ_V（1）=197[MPa]
を得る。

(e)'16/07/01（ひずみゲージ９取り付けから2年後）にひずみを計測し、
σ₍₂₎＝30[MPa]
を得る。
よって、この時の曲げ応力は
σ_M(2)＝σ_M(0)＋σ₍₂₎
＝140＋30
＝170[MPa]
となる。
このときバルブ５に作用する最大応力は図２より、
σ_V(2)=210[MPa]
を得る。
(f)'17/07/01（ひずみゲージ９取り付けから3年後）にひずみを計測し、
σ₍₃₎＝45[MPa]
を得る。
よって、この時の曲げ応力は、
σ_M(3)＝σ_M(0)＋σ₍₃₎
＝140＋45
＝185[MPa]
となる。
このときバルブ５に作用する最大応力は図２より、
σ_V(3)=222[MPa]
を得る。

(g)'15〜'17年（ひずみゲージ９取り付けから1〜3年後）の導管３の応力変化（増加）の傾向を示すと、図８の黒塗り三角のプロットをつなぐ実線となる。これ基づいて、'18年（ひずみゲージ９取り付けから4年後）以降を推定すると、同図の破線となる。
なお、図８において、導管３の応力推移を線形的に増加すると仮定しているが、非線形な傾向を示す場は、必要に応じて多項次式、指数式などに回帰して推定する。
(h)'15〜'17年（ひずみゲージ９取り付けから1〜3年後）に測定された導管３の応力から得たバルブ５に作用する最大応力をプロットすると、図９の黒塗り三角となり、これをつなぐ実線の傾向が示される。
また、'18年（ひずみゲージ９取り付けから4年後）以降の導管３の推定応力から得たバルブ５に作用する最大応力をプロットすると図９の白抜き三角のプロットとなり、これによって破線の傾向が示される。
仮にバルブ５の応力許容値を250MPaとすると、5.6年後('19年半ば過ぎ)に、この許容応力に達することになる。
このように、バルブ５の寿命予測を行うことができる。

図１０は、導管応力の初期応力及び経年変化が図８に示したＢ現場計測値と異なるものを示しており、黒丸のプロット（Ａ現場測定値）は、初期値がＢ現場計測値よりも小さく、経年による応力増加率がＢ現場計測値よりも大きい例であり、黒四角のプロット（Ｃ現場測定値）は、初期値がＢ現場計測値よりも大きく、経年による応力増加率がＢ現場計測値よりも小さい例である。
Ａ現場測定値及びＣ現場測定値から将来の導管応力を予測したものを破線で示している。
また、'18年（ひずみゲージ９取り付けから4年後）以降の導管３の推定応力から得たバルブ５に作用する最大応力をプロットすると図１１の白抜き丸プロット、白抜き四角プロットとなり、これによって破線の傾向が示される。
図１１から、Ａ現場のバルブ５が許容応力に達する時期は4年後（’18年早々）と推定され、またＣ現場のバルブ５が許容応力に達する時期は6.5年後('19年半ば)と推定できる。

以上のように、本実施の形態によれば、バルブの寿命予測を簡易かつ正確に行うことができ、将来に向けてバルブの交換時期などを把握でき、バルブ交換の費用等の計画を立てやすく、計画的な補強工事や、入れ取り替え工事、交換や補強の対象となるバルブの優先順位付け等が可能となる。

１ピット
１ａ壁
３導管
５バルブ
５ａリブ
７フランジ部
９ひずみゲージ
１１リード線
１３防水コネクタ
１５マンホール
１７携帯型データロガー

Claims

地中に構築されたピット内に設置され、地中に埋設された導管がその両側に接続されるバルブに作用する応力検知方法であって、
前記ピット内でかつ、前記バルブの両側に接続された前記導管における前記バルブとの接続部から所定距離離れた部位について、非破壊試験方法によって当該部位における導管に作用する応力を検知する導管応力検知工程と、
該導管応力検知工程によって検知された応力に基づいてバルブに作用する応力を推定する第１バルブ応力推定工程を有し、
該第１バルブ応力推定工程は、予め求めた導管応力とバルブ応力の関係に基づいて推定することを特徴とするバルブ応力検知方法。
請求項１記載の方法によって検査開始時にバルブに作用している応力を検知する初期バルブ応力検知工程と、
該初期バルブ応力検知工程時点において前記導管にひずみゲージを設置するひずみゲージ設置工程と、
所定期間経過後において、所定期間中に導管に付加された応力をひずみゲージによって検知する付加応力検知工程と、
前記初期バルブ応力検知工程の前記導管応力検知工程で検知した応力と、付加応力検知工程で検知された応力に基づいて前記導管に作用している応力を求め、該応力に基づいてバルブに作用する応力を推定する第２バルブ応力推定工程を有し、
該第２バルブ応力推定工程は、予め求めた導管応力とバルブ応力の関係に基づいて推定することを特徴とするバルブ応力検知方法。
前記ひずみゲージ設置工程は、３個以上の奇数個のひずみゲージを設置し、前記付加応力検知工程は、奇数個のひずみゲージによって検出されたひずみ値を比較して、他のひずみ値に比較して予め定めた範囲を超えて突出する値を示したひずみゲージを除外して残りのひずみゲージのひずみ値によって行うことを特徴とする請求項２記載のバルブ応力検知方法。
請求項２又は３に記載のバルブ応力検知方法を用いたバルブ寿命予測方法であって、
前記付加応力検知工程及び第２バルブ応力推定工程を、予め定めた所定の期間ごとに繰り返して実施し、各期間で推定されたバルブ応力に基づいて将来のバルブ応力を推定し、該推定値と前記バルブの許容できる応力値として規定した閾値に基づいて前記バルブの寿命を予測することを特徴とするバルブ寿命予測方法。