JP6656106B2 - ボルト抜き取り用治具及びボルト抜き取り方法 - Google Patents

Description

本発明は、ボルト抜き取り用治具及びボルト抜き取り方法に関するものである。

従来、２つのフランジを締結する方法として、ボルト、ナットを使った締結方法が、広く用いられている。電力プラントの配管のように、大型の配管部材のフランジを締結する場合には、比較的大きな重量ボルトを使用するとともに、使用するボルトの本数を増やすことで、十分な締結力を保持している。

また、電力プラントの配管では、配管自体の点検、締結に用いるボルトの点検等定期的なメンテナンスが必要である。そして、メンテナンスのたびにナットを取り外し、重量ボルトをフランジから抜き取る作業が求められる。このような、フランジから重量ボルトを抜き取る作業、及び、フランジに重量ボルトを挿入する作業は、多大な労力を要するとともに、作業の危険性も大きい。

上記のように締結部材が大型である場合に、２つのフランジを締結している複数のボルトを一括して抜き取る方法が、特許文献１に開示されている。特許文献１の方法では、ボルトサポートによってボルトを支持し、ボルトサポートに流体圧を加えてボルトを押し上げる。これにより、締結部とボルト頭との間を伸長させて、ボルトの締結を解除する。その後、リフタによって、ボルト及び炉底を下げて、ボルトを抜き取る。

特開平１１−１８２７５９号公報

上記特許文献１では、流体圧によって締結部とボルト頭との間を伸長させる装置を用いるため、装置が大型で複雑となる。また、ボルトは、一方のフランジからは抜き取らず、炉底側のフランジとボルトとが係合した状態で、締結が解除される。したがって、締結されていた２つのフランジからボルト全体を抜き取らないため、ボルト全体を点検することができない。

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で複数のフランジ締結用ボルトを一括して抜き取ることができるボルト抜き取り用治具及びボルト抜き取り方法を提供することにある。

本発明の第１の観点に係るボルト抜き取り用治具は、
２つのフランジを締結するボルトの一方の端部を支持する支持プレートと、
前記支持プレートに、複数の前記ボルトを保持するボルト保持部と、
前記フランジに対して前記支持プレートを移動させ、前記フランジと前記支持プレートとの距離を調整する移動手段と、を備え、
前記支持プレートは、分割可能に構成され、
前記移動手段は、一方の端部が、前記支持プレートに固定されるスライド用ボルトと、前記スライド用ボルトが挿通する穴を有するブラケットと、前記スライド用ボルトに係合するナットと、を備える。

また、前記ボルト抜き取り用治具は、前記支持プレートの外周部に配置され、前記ボルトの脱落を防止する脱落防止柵を備えてもよい。

また、前記ボルト抜き取り用治具は、
前記支持プレートは円環板状であって、
前記支持プレートの平面方向中心を、前記フランジの締結面中心を通り、前記フランジの締結面に垂直な中心軸に近づける調心部を備えてもよい。

また、本発明の第２の観点に係るボルト抜き取り方法は、
本発明の第１の観点に係るボルト抜き取り用治具を用い、
前記ボルト抜き取り用治具の支持プレートが、２つのフランジを締結する複数のボルトの一方の端部を支持するとともに、
前記支持プレートのボルト保持部が複数の前記ボルトを保持し、
前記ボルト抜き取り用治具の移動手段により、前記支持プレートを前記フランジから離間させて、前記ボルトを前記フランジから抜き取る。

本発明に係るボルト抜き取り用治具及びボルト抜き取り方法によれば、簡易な構成で複数のフランジ締結用ボルトを一括して抜き取ることができるので、フランジ締結用ボルトの点検、交換を容易に行うことが可能である。

ボルト抜き取り用治具の正面図である。 ボルト抜き取り用治具の上面図である。 スライド部の構成を示す正面図である。 ボルト固定部の構成を示す断面図である。 ボルト抜き取り用治具の取り付け状態を示す正面図である。 ボルト固定台にフランジボルトを固定した状態を示す正面図である。 （Ａ）がフランジボルトをボルト固定台に固定する前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）がフランジボルトに固定ネジを係合させた状態を示す断面図であり、（Ｃ）がフランジボルトをボルト固定台に固定した状態を示す断面図である。 ボルト抜き取り用治具を用いてフランジボルトを抜き取った状態を示す正面図である。 ボルト保持用凹部にフランジボルトを嵌入させた状態を示す断面図である。 柵本体をアイボルトによって支柱に取り付けた状態を示す正面図である。

以下、図を参照しつつ、本発明に係る実施の形態について説明する。

本実施の形態に係るボルト抜き取り用治具１は、２つの配管部材に設けられたフランジを締結しているフランジボルトを抜き取る際に用いられる治具である。図１及び図２に示すように、ボルト抜き取り用治具１は、支持プレート１０、スライド部２０、ボルト固定部３０、脱落防止柵４０、スライドガイド４７を備える。

支持プレート１０は、図２に示すように、円環板状の部材であって、フランジから後述するフランジボルト５１（不図示）を抜き取る際に、フランジボルト５１を支持する。支持プレート１０の中心部には、後述する配管部材を避けるための中心穴部１０ｃが設けられている。中心穴部１０ｃの径は、ボルト抜き取り用治具１を取り付ける配管部材の外径よりも大きく設定される。

支持プレート１０は、複数の円弧板状の部材である、第１プレート部材１０ａ、第２プレート部材１０ｂに、分割可能に構成されている。第１プレート部材１０ａ、第２プレート部材１０ｂのフランジボルト５１を支持するボルト支持面には、後述するボルト固定部３０が設けられる。また、図１に示すように、ボルト支持面と反対側の面には、連結部１０ｄが設けられており、第１プレート部材１０ａと第２プレート部材１０ｂとは、対向する連結部１０ｄ同士がネジ固定されることにより、連結される。

また、第１プレート部材１０ａと第２プレート部材１０ｂは、上記のように連結させて、支持プレート１０を構成するので、後述する配管部材への取り付け、配管部材からの取り外しが容易である。

スライド部２０は、支持プレート１０を、配管部材の長手方向に対して移動可能にするための移動手段であり、図３に示すように、スライド用ボルト２１、スライド用ナット２２、ブラケット２３、固定ナット２４を備える。

スライド用ボルト２１は、図３に示すように、支持プレート１０に設けられた穴にボルト支持面と反対側の面から挿入され、ボルト支持面側から固定ナット２４によって締め付けられる。そして、スライド用ボルト２１の頭部と固定ナット２４とが、支持プレート１０を挟み込む。これにより、スライド用ボルト２１は、支持プレート１０に固定される。すなわち、スライド用ボルト２１は、支持プレート１０のボルト支持面側にネジ部が延設されるように、ボルト支持面に対して垂直な方向に配置される。

図１及び図２に示すように、本実施の形態では、４本のスライド用ボルト２１が支持プレート１０に配置される。４本のスライド用ボルト２１は、支持プレート１０の周方向に、９０°ごとの等間隔で配置される。

ブラケット２３は、フランジに取り付けられるための２箇所のボルト穴２３ａと、スライド用ボルト２１を挿通させるためのスライド用穴２３ｂと、を備える（図３）。ブラケット２３は、各スライド用ボルト２１に対して１つずつ配置される。ブラケット２３は、後述する第２の配管７５に設けられた第２フランジ部７６にボルト止めによって固定される。

スライド用ナット２２は、スライド用ボルト２１のネジ部側端部から、締め込まれる。スライド用ナット２２の外径は、ブラケット２３のスライド用穴２３ｂの穴径よりも、大きく設定される。これにより、支持プレート１０が、ブラケット２３を介して、第２フランジ部７６に吊り下げられるとともに、スライド用ナット２２の回転によって、配管部材の長手方向に移動可能に配置される。詳細は後述する。

ボルト固定部３０は、支持プレート１０に備えられ、フランジボルト５１を保持するボルト保持部である。ボルト固定部３０は、図４に示すように、支持プレート１０のボルト支持面に設けられ、フランジボルト５１の頭部を支持するボルト固定台３１と、フランジボルト５１をボルト固定台３１に固定する固定ネジ３２と、固定ナット３３と、を備える。

ボルト固定台３１は、逆Ｕ字状の板部材であり、支持プレート１０のボルト支持面に平行なボルト載置面に、固定ネジ用穴３１ａが設けられている。固定ネジ用穴３１ａの穴径は、固定ネジ３２のネジ部の外径より大きく設定されている。これにより、固定ネジ３２は、固定ネジ用穴３１ａを通って、後述するフランジボルト５１のネジ穴５１ａに係合する。

支持プレート１０は、固定ネジ用穴３１ａと同軸の穴１０ｅを備える。穴１０ｅの穴径は、固定ネジ用穴３１ａと同様に、固定ネジ３２のネジ部の外径より大きく設定されている。これにより、穴１０ｅに挿通される固定ネジ３２は、穴１０ｅの中心軸方向に移動可能である。固定ネジ３２は、ボルト支持面と反対側の面から、穴１０ｅに挿通された状態で、固定ナット３３に係合している。これにより、固定ネジ３２は、支持プレート１０に取り付けられている。

脱落防止柵４０は、図１及び図２に示すように、円弧板状の柵本体４１と、支柱４２と、を備える。柵本体４１は、支持プレート１０のボルト支持面側に、支柱４２を介して、配置される。また、柵本体４１は、支持プレート１０に設けられた複数のボルト固定台３１を取り囲むように、支持プレート１０の外周に配置される。これにより、ボルト抜き取り用治具１が後述する配管部材に取り付けられた際、脱落防止柵４０は、ボルト固定台３１に固定されたフランジボルト５１を取り囲むように配置され、フランジボルト５１の支持プレート１０からの脱落を防止することができる。

スライドガイド４７は、支持プレート１０の平面方向中心を、フランジの締結面中心を通りフランジの締結面に垂直な中心軸に近づけるための調心部である。言い換えれば、スライドガイド４７は、支持プレート１０のボルト支持面の中心を、フランジを備える、後述の配管部材（第２の配管７５）の中心軸に近づけるように調心する。

スライドガイド４７は、後述する配管部材に当接して支持プレート１０の移動をガイドする車輪４８と、車輪４８を配管部材に押圧するスプリング４９と、を備える。スライドガイド４７は、支持プレート１０のボルト支持面と反対側の面に取り付けられ、周方向に等間隔で３箇所取り付けられる。車輪４８の位置とスプリング４９のばね定数は、ボルト抜き取り用治具１を配管部材に取り付けた際、車輪４８が適当な力で配管を押圧するように決定される。

次に、本実施の形態のボルト抜き取り用治具１を用いたボルトの抜き取り方法について説明する。

本実施の形態では、図５に示すように、第１の配管７１に設けられた第１フランジ部７２と第２の配管７５に設けられた第２フランジ部７６とを締結する、フランジボルト５１を抜き取る場合を例として説明する。

また、本実施の形態では、第１の配管７１側が鉛直方向上側、第２の配管７５が鉛直方向下側に配置されている。以下、第１の配管７１側を上側、第２の配管７５側を下側として説明する。

上記の配管は、例えば電力プラント内の配管であって、第１の配管７１、第２の配管７５、フランジボルト５１及びフランジナット５２は、比較的大型のものである。例えば、第１の配管７１及び第２の配管７５の外径は５００ｍｍ、第１フランジ部７２及び第２フランジ部７６の外径は９５０ｍｍ、フランジボルト５１の呼び径はＭ９０、長さは５００ｍｍである。

第１フランジ部７２と第２フランジ部７６には、フランジボルト５１が挿通されるボルト穴が周方向に、等間隔で設けられている。本実施の形態では、ボルト穴は、１６箇所設けられている。フランジボルト５１は、各ボルト穴に下側、すなわち第２の配管７５側から挿入され、上側、すなわち第１の配管７１側をフランジナット５２で締め込まれて固定される。したがって、フランジボルト５１の頭部は下側に位置している。

上記の第１フランジ部７２、第２フランジ部７６からフランジボルト５１を抜き取るため、第１の配管７１と第２の配管７５との接続部分に、ボルト抜き取り用治具１を取り付ける。

まず、図５のように、第２フランジ部７６に４つのブラケット２３を取り付ける。各ブラケット２３は、上述したように、第２フランジ部７６の周方向に等間隔で取り付けられる。第２フランジ部７６の下側面には、ブラケット２３のボルト穴２３ａに対応する位置にネジ穴が設けられており、各ブラケット２３は、第２フランジ部７６にネジ止めされる。

そして、第１プレート部材１０ａと第２プレート部材１０ｂとで、第２の配管７５を挟み込んだ状態で、第１プレート部材１０ａと第２プレート部材１０ｂとを締結し、円環板状の支持プレート１０とする。第１プレート部材１０ａと第２プレート部材１０ｂは、ボルト支持面と反対側の面の締結部１０ｄをボルト固定することにより、締結される。

続いて、支持プレート１０の外周に脱落防止柵４０を取り付ける。図２のように、本実施の形態では、４つの脱落防止柵４０が支持プレート１０に取り付けられる。これにより、支持プレート１０の全周で、フランジボルト５１の脱落を防止することができる。

支持プレート１０には、４本のスライド用ボルト２１が固定されている。各スライド用ボルト２１を、第２フランジ部７６に取り付けられたブラケット２３のスライド用穴２３ｂに挿通させる。その後、図６に示すように、支持プレート１０のボルト固定台３１とフランジボルト５１とが当接する位置まで、支持プレート１０を第２の配管７５に沿って移動させる。そして、スライド用ナット２２を、ブラケット２３に当接する位置まで、スライド用ボルト２１のネジ部に締め込む。これにより、支持プレート１０は、第２フランジ部７６に固定される。

続いて、フランジボルト５１をボルト固定台３１に固定する。図７（Ａ）に示すように、フランジボルト５１は、頭部に、固定ネジ３２をねじ込むためのネジ穴５１ａを備える。固定ネジ用穴３１ａ及び固定ネジ３２は、ネジ穴５１ａと同軸となるように、支持プレート１０に配置されている。

フランジボルト５１の頭部がボルト固定台３１の上面に当接した状態（図７（Ａ））から、固定ネジ３２を上方へ移動させ、フランジボルト５１のネジ穴５１ａにねじ込む（図７（Ｂ））。さらに、固定ナット３３を回転させ、固定ナット３３がボルト固定台３１に当接する位置まで上方に移動させる（図７（Ｃ））。これにより、フランジボルト５１は、ボルト固定台３１に固定される。

そして、第１フランジ部７２と第２フランジ部７６とを締結している各フランジボルト５１から、フランジナット５２を取り外す。これにより、第１フランジ部７２と第２フランジ部７６との締結が解除される。

続いて、図８に示すように、スライド用ナット２２を回転させて、スライド用ボルト２１の上側へ移動させると、支持プレート１０とスライド用ナット２２との距離が大きくなるため、支持プレート１０が重力に従って下方へと移動する。支持プレート１０の下降に伴って、支持プレート１０に固定されている複数のフランジボルト５１も下降する。

上述の通り、支持プレート１０の下降、上昇は、スライド用ナット２２を回転させることにより行われる。支持プレート１０の移動の際、４箇所のスライド用ナット２２を同調して回転させなければ、支持プレート１０に傾きが発生して、第２の配管７５と支持プレート１０とが接触する場合がある。第２の配管７５と支持プレート１０とが接触すると、支持プレート１０をスムーズに昇降させることができない。

本実施の形態に係るボルト抜き取り用治具１では、支持プレート１０の周方向に３箇所備えられたスライドガイド４７が、それぞれ第２の配管７５を同じ大きさの力で押圧することにより、支持プレート１０の中心穴部１０ｃと、第２の配管７５とを調心する。より具体的には、スライドガイド４７の押圧力によって、支持プレート１０の平面方向中心が、第２の配管７５の長手方向に伸びる中心軸に近づくように調心される。これにより、スライド用ナット２２の回転にずれが生じた場合であっても、支持プレート１０と第２の配管７５とが接触しにくくなり、支持プレート１０をスムーズに昇降させることが可能となる。

支持プレート１０がさらに下降し、図８のように、各フランジボルト５１全体が第２フランジ部７６から抜き取られた位置に達すると、各フランジボルト５１を観察、点検することが可能になる。また、第１の配管７１と第２の配管７５とを切り離し、配管内部の点検を行うことが可能になる。

それぞれのフランジボルト５１の頭部は、上述のように固定ネジ３２によってボルト固定台３１に固定されている。このため、各フランジボルト５１全体が第１フランジ部７２及び第２フランジ部７６から露出した状態であっても、フランジボルト５１の脱落を防止することができる。

さらに、本実施の形態では、各フランジボルト５１を取り囲むように、フランジボルト５１の外周に脱落防止柵４０が備えられている。このため、上記のフランジボルト５１のボルト固定台３１への固定に不備があった場合でも、フランジボルト５１の脱落を防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るボルト抜き取り用治具１では、複数のフランジボルト５１を支持プレート１０で支持し、一括して抜き取ることにより、フランジボルト５１の点検、交換を容易に行うことが可能である。

また、ボルト抜き取り用治具１は、フランジボルト５１をフランジから抜き取った際に、フランジボルト５１が支持プレート１０から脱落することを防止するためのボルト固定部３０及び脱落防止柵４０を備えている。したがって、フランジボルト５１の点検、交換作業を安全に行うことが可能である。

また、第１プレート部材１０ａと第２プレート部材１０ｂは、上記のように連結させて、支持プレート１０を構成するので、複数の配管部材の間で共用することができるとともに、配管部材への取り付け、配管部材からの取り外しが容易である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、この発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

上述したボルト抜き取り用治具１では、フランジボルト５１を支持プレート１０のボルト固定台３１にネジ固定することとしたが、これに限られない。例えば、図９に示すように、支持プレート１０の上面、すなわちフランジボルト５１側の面上に、ボルト保持部としてのボルト保持用凹部３５を設けてもよい。これにより、フランジボルト５１の頭部をボルト保持用凹部３５に嵌入させ、フランジボルト５１の傾き、支持プレート１０からの脱落を防止することができる。

また、上述のスライド部２０では、スライド用ナット２２を回転させることにより、支持プレート１０を昇降させることとしたが、これに限られない。例えば、図１０に示すように、柵本体４１を支柱４２の上部に固定する際、アイボルト４５を用いて固定してもよい。これにより、アイボルト４５に接続したワイヤーをクレーンで吊り下げ、クレーンによって、支持プレート１０を昇降させることができる。したがって、複数のナットを同調して回転させることなく、容易に支持プレート１０を昇降させることができる。

１ ボルト抜き取り用治具
１０ 支持プレート
１０ａ 第１プレート部材
１０ｂ 第２プレート部材
１０ｃ 中心穴部
１０ｄ 連結部
１０ｅ 穴
２０ スライド部
２１ スライド用ボルト
２２ スライド用ナット
２３ ブラケット
２３ａ ボルト穴
２３ｂ スライド用穴
２４ 固定ナット
３０ ボルト固定部
３１ ボルト固定台
３１ａ 固定ネジ用穴
３２ 固定ネジ
３３ 固定ナット
３５ ボルト保持用凹部
４０ 脱落防止柵
４１ 柵本体
４２ 支柱
４５ アイボルト
４７ スライドガイド
４８ 車輪
４９ スプリング
５１ フランジボルト
５１ａ ネジ穴
５２ フランジナット
７１ 第１の配管
７２ 第１フランジ部
７５ 第２の配管
７６ 第２フランジ部

Claims (4)

1. ２つのフランジを締結するボルトの一方の端部を支持する支持プレートと、
   前記支持プレートに、複数の前記ボルトを保持するボルト保持部と、
   前記フランジに対して前記支持プレートを移動させ、前記フランジと前記支持プレートとの距離を調整する移動手段と、を備え、
   前記支持プレートは、分割可能に構成され、
   前記移動手段は、一方の端部が、前記支持プレートに固定されるスライド用ボルトと、前記スライド用ボルトが挿通する穴を有するブラケットと、前記スライド用ボルトに係合するナットと、を備える、
   ボルト抜き取り用治具。
2. 前記支持プレートの外周部に配置され、前記ボルトの脱落を防止する脱落防止柵を備える、
   請求項１に記載のボルト抜き取り用治具。
3. 前記支持プレートは円環板状であって、
   前記支持プレートの平面方向中心を、前記フランジの締結面中心を通り、前記フランジの締結面に垂直な中心軸に近づける調心部を備える、
   請求項１又は２に記載のボルト抜き取り用治具。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のボルト抜き取り用治具を用い、
   前記ボルト抜き取り用治具の支持プレートが、２つのフランジを締結する複数のボルトの一方の端部を支持するとともに、
   前記支持プレートのボルト保持部が複数の前記ボルトを保持し、
   前記ボルト抜き取り用治具の移動手段により、前記支持プレートを前記フランジから離間させて、前記ボルトを前記フランジから抜き取る、
   ことを特徴とするボルト抜き取り方法。

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