JPH01210845A

JPH01210845A - 内圧クリープ試験装置

Info

Publication number: JPH01210845A
Application number: JP3511688A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yokoi; 横井　正顕
Original assignee: Toshin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toshin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1988-02-19
Filing date: 1988-02-19
Publication date: 1989-08-24
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPH0646175B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は内圧クリープ試験装置、特に法規上の問題もな
く加熱炉に所定の圧力を容易に加えることのてきる試験
装置に関する。

（従来技術及びその課題）内圧クリープ試験装置とは、円筒状の試験片を所定の温
度に維持した状態でその内部空間に高い圧力をかけ、試
験片か破断するまでの時間を調べることにより、試験片
の特性を調べるものである。そのために内圧クリープ試
験装置は一般に試験片の内部空間に圧力をかける加圧装
置、圧力の大きさを測定し適正値に調整する圧力調整・
制御装置、試験片を加熱するための加熱炉及び加熱炉の
温度を測定し適正値に調整する温度測定・調整装置など
を含んで成る。

従来から使用されている内圧クリープ試験装置の１つに
、圧力媒体を水とし、圧力制御方式な蓄圧槽加熱方式と
したものかある。これは、蓄圧槽を温水槽に入れ、温水
の温度を調整することにより試験片に加える圧力の大き
さを調整するものである。その際、初期の圧力設定は高
圧ポンプにより加圧し、圧力変換器または精密圧力計に
て測定し、高圧弁を閉しる。円筒状の試験片の膨張によ
る圧力減少は、蓄圧槽を加熱してその内部の木を膨張さ
せることにより常に一定に保たれる。

しかし、蓄圧槽を加熱していることから、法規りの制約
を受け、特に圧力か１０００ｋｇ／ｃｍ２をこえるよう
な圧力容器の設計には特別の製造技術が必要とされる。

また、試験装置を設置するユーザ側においても、蓄圧槽
の安全管理ヒ法的な規制を受け、イニシャルコスト及び
ランニングコストが上昇する。また、蓄圧槽の設計圧力
か１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ２になるような場合は
、それに応じて圧力容器の胴部の肉厚も厚くなり、圧力
制御を温度制御て行なうと制御に時間的な遅れか生じ、
その結果圧力制御精度か悪化する。

他の内圧クリープ試験装置としては、圧力媒体として水
を用い、圧力制御はガス緩衝（アキュムレータ）方式に
したものかある。これは上記蓄圧槽加熱方式の不備を解
消せんとするものであり、圧力媒体として全゛Ｃ水を使
用しないで、圧縮性流体である気体（ガス）を用い、圧
力の上昇及びド降をある程度ガスで緩衝して一定圧力を
維持せんとするものである。水圧か減少したときには弁
を開いて高圧ガスを補充し。

増加したときには弁を開いて、常に一定の圧力を維持す
るものである。

しかし、圧縮ガスの圧力は１０ｋｇ７ｃｍ２をこえるこ
とかあり、そのような場合には法規Ｉ−の規制を受ける
ことが必要となる。それのみならず、ユーザは所定の届
出または申請をせねばならない。特に圧力か１０００ｋ
ｇ／ｃｍ２をこえるような試験設備はメーカ側とユーザ
側とで特別の認可を受けねばならず、そのために製造及
び設置上の制約を受ける。また、圧力１０００　ｋ　ｇ
　／　ｃ　ｍ　”の圧縮ガスの使用は非常に危険である
ため、試験装置の設置場所か限定されるとともに、安全
確保の必要からイニシャルコスト及びランニングコスト
か上昇する。

本発明は、上記課題を解決すること、即ち圧力制御方式
を蓄圧槽加熱方式とした場合における耐高圧性の圧力容
器を準備する必要もなく、またガス緩衝式にしたときの
ような高圧のガスを使用する危険もなく、極めて安全に
しかも法律の規制を受けることなく試験片の内圧クリー
プ試験を行ない得る試験装置を提供することを目的とし
てなされたものである。

（課題を解決するための手段及び作用）上記問題点を解
決するための手段子を解決するために、本発明において
は、圧力媒体として水を使用するとともに、特有構造の
圧力側ｕ４装置を使用することとした。詳述すると、試
験装置は、水を計えた水槽と、この水槽に接続され、そ
の中空部に収容した試験片を加熱するためのヒータを有
する加熱炉と、曲記水管路上に水槽に近接して配置され
た水圧ポンプと、水管路りに水圧ポンプと加熱炉との間
に配置された圧力制御装置とを含むようにした。そして
、圧力制御装置は、前記水管路に連通され水が収容され
た断面積か小さい第１の部分と、圧縮気体か収容され断
面積か前記第１の部分よりもはるかに大きい第２の部分
と、該第１及び第２の部分にわたって延びるピストン部
材とを含むようにした。

第１の部分の断面積は第２の部分の断面積に比べてはる
かに小さいため（例えば、　Ｉ／１８０程１■）、第２
の部分に比較的低い圧力の圧縮気体を供給するのみて第
１の部分には極めて高い圧力か得られるのである。

（実施例）以下、本発明の実施例をＩＡ面をもとに説明する。

第１図に示す内圧クリープ試験装置においては、水槽ｉ
ｏ内の水を電気式の加熱炉５０内の試験片５２に供給す
る水管路１２−ヒに圧縮空気駆動式の水圧ポンプ１４、
圧縮空気駆動式の目動弁１６、過流防止弁１８等か配設
されている。水圧ポンプ１４には空気圧縮ａ（エアーコ
ンプレッサ）２０から圧縮空気か供給され、エアーコン
プレッサ２０からの圧縮空気はまた後述する電磁弁２４
及び２６を含む低圧ガス制御外装置２６を介して水圧制
御装置３０に供給されるようになっている。水圧制御装
置３０は上記水管路１２の自動弁１６とｉｌ！Ｓ流防Ｉ
Ｆ弁１８との間に接続されている。

次に各構成要素について詳述する。

水槽１０内の水位はレベルスイウチ３２により検知され
、水位か所定レベル以Ｆになったときは警報か発せられ
る。水槽ｌＯの出［１付近にはフィルタ３６か取り付け
られ、水中のごみを除去するようになっている。

水圧ポンプ１４は加熱炉５０内の試験片５２に水を供給
するとともに、エアーコンプレッサ２０から供給される
約７ｋｇ／ｃｍ２の圧縮空気により駆動され、約１５０
０ｋｇ／ｃｍ２の水圧を発生させる。エアーコンプレッ
サ２０はモータ３８により駆動され、最大空気圧力は約
９．５ｋｇ／ｃｍ２である。エアーコンプレッサ２０か
ら水圧ポンプ１４に至る管路中には減圧弁３８か設けら
れ、上記最大空気圧力９．５ｋｇ／ｃｍ２を減圧して水
圧ポンプ１４に供給する。

また水圧ポンプ１４の下流側（加熱炉５０寄り）には上
限式圧力計４０か設けられ、圧力上限において水圧ポン
プ１４に近接して設けらえた゛電磁弁４２を閉じ、水圧
ポンプ１４に過圧力か加わるのを防１トする。空気駆動
式の自動弁１６は、エアーコンプレッサ２０から供給さ
れて減圧され（６ｋｇ／ｃｍ”）三方弁４４から導入さ
れる圧線空気て作動する。

水圧制御装置３０は第２１Ａに示すように前記水管路１
２に連通された円筒状の小径部６２と、これに一体化さ
れた円筒状の大径部６４と、両部分間にわたって介装さ
れたピストン部材６６とから成る。小径？Ｂ　６２と大
ｆｌ１６４との断面積比は約　１　：１８０とされ、小
径部６２の内部空間には水管路１２内の水が、大径部６
４の内部空間には圧縮空気か充填されている。

水圧制御装置３０の近傍には上限式圧力計５４か設けら
れるとともに、前記を磁弁２４及び２６か設けられてい
る。電磁弁２４及び２６の作動は、後述する圧力指示調
整器７０によって制御されるようになっている。水圧制
御装置３０の小径部６２と水管路１２とか交わる部分に
は上限式圧力計７２か設けられ、その下流側には前記過
流防止弁１８が設けられている。この過流防止弁１８は
、試験片５２か破断したとき、更に水が送り込まれるこ
とを防止するものである。

渦流防止弁１８に近接して上下限式圧力計７４及び圧力
変換器７６か設けられている。圧力計７４は圧力の上限
て警報を発するとともに、圧力の下限で試験片５２か破
断したことを検出するものである。圧力変換器７６は、
試験圧力を検出するもので、試験片５２に加わる圧力を
請書するとともにその大きさを記録する。

また、前記圧力指示調整器７０は圧力変換器７６の圧力
を測定及び制御するものてあり、圧力上限で低圧側電磁
弁２４を開き、圧力下限て高圧側電磁弁２６を閉にし、
以って試験圧力を常に一定値に維持する。

加熱炉５０は円筒形状を有し、その中空部に円筒状の試
験片５２を収容てきるようになっている。また、中空部
の周辺には試験片５２を加熱するためのヒータ５４を内
蔵している。試験片５２の内部空間は密閉され、ここに
水槽１０内の水が供給されるようになっている。

加熱炉５０内においては、試験片５２の中空部には１５
００ｋｇ／ａｍ”程度の水圧とヒータ５３による熱とか
加えらえれ、試験片５２の破壊に至るまでの時間を測定
することにより、内圧クリープ破断試験か行なわれる。

なお１本実施例においては、加熱炉は図示されたもの以
外にも３つ（合計４つ）設けられており、水供給回路及
び圧縮気体の供給回路もこれに対応して構成されている
（Ｎｏ２．。

Ｎｏ、３及びＮｏ、４で示したものを参照）。

（作動）本実施例によれば、大径部６４において８ｋｇ／ｃｍ２
程度の圧縮空気を供給するのみて、小径部６４には１５
００ｋｇ／ｃｍ２程度の高圧を得ることがてきる。小径
部６２と大径部６４との断面積比が１　：１８０程度の
高い比率とされた圧カル制御袋２Ｉ３０を採用したから
である。なお、Ｌ配圧力の設定は水圧ポンプ１４により
水管路１２、圧力制御装置３０の小径部６２等に水を充
満しておき、その後大径部６４に徐々に圧縮空気を供給
して圧力を増加し、所定の圧力か得られたかどうかは圧
力変換器７４によって検出する。所定の圧力か得られた
時点で低圧側の電磁弁２４を閉しる。

これとは反対に、水の圧力が所定値をこえたときは、上
記電磁弁２４を開いて圧縮気体を供給すれば良い。また
、試験片５２の膨張量が大きく水圧ポンプ１４により供
給される水量か不足するようなときは、高圧側の自動弁
１６を開いて水を供給すれば、これに対応して水の圧力
も向上し、所定の圧力が得られることとなる。

なお、水圧制御装置３０のピストン部材６６の位置は目
視確認することもできるし、また一対のリミットスイッ
チ８２及び８４を設けて、電気的に確認することもてき
る。

（発明の効果）以上述べてきたように、本発明によれば、内圧クリープ
試験において、試験片に加える高水圧の制御に低圧の圧
縮気体を使用することとした。その結果、圧力制御のた
めに高圧に耐え得る特別の制御装置を用意することが不
安となるとともに、通産省高圧ガス取締法や、労働省安
全衛生法の圧力容器の適用を受けず、このように法的手
続きが一切不要であり、また圧力制御か簡単であるので
、特別な技術を要することなくして、誰でも簡単に操作
てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す説明図、第２図はそ
の要部（圧力制御装置）を示す断面図である。［）要部外の符合の説明］ｌＯ・・・・・・・・・・・・水槽１２・・・・・・・・・・・・水管路１４・・・・・・・・・・・・水圧ポンプ２０・・・・
・・・・・・・・空気圧縮器３０・・・・・・・・・・
・・圧力制御装置５０・・・・・・・・・・・・加熱炉

Claims

【特許請求の範囲】１、水を貯えた水槽と；水管路により前記水槽に接続さ
れ、その中空部に収容した試験片を加熱するためのヒー
タを有する加熱炉と；前記水管路上に前記水槽に近接し
て配置された水圧ポンプと；前記水管路上に前記水圧ポ
ンプと圧力炉との間に配置された圧力制御装置とを含み
、圧力制御装置は、前記管路に連通され水が収容された断
面積が小さい第１の部分と、圧縮気体が収容され断面積
が前記第１の部分よりもはるかに大きい第２の部分と、
該第１及び第２の部分にわたって延びるピストン部材と
を含んでなることを特徴とする内圧クリープ試験装置。２、水を貯えた水槽と；水管路により前記水槽に接続さ
れ、その中空部に収容した試験片を加熱するためのヒー
タを有する加熱炉と；前記水管路上に前記水槽に近接し
て配置された水圧ポンプと；前記水管路上に前記水圧ポ
ンプと圧力炉との間に配置された圧力制御装置であって
、前記管路に連通され水が収容された断面積が小さい第
１の部分と、圧縮気体が収容され断面積が前記第１の部
分よりもはるかに大きい第２の部分と、該第１及び第２
の部分にわたって延びるピストン部材とを含んでなる圧
力制御装置と；前記水管路上の前記第１の部分と前記水
管路との接続部よりも前記加熱炉よりに位置された圧力
変換器と；気体管路により前記第２の部分に連通された
圧縮気体供給源と；前記気体管路上に配置され前記圧力
変換器により開閉される弁手段とを含むことを特徴とす
る内圧クリープ試験装置。