JPH03118436A - フランジ接続部に於ける既設締付ボルトの締付力測定方法及び測定補助具 - Google Patents

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） 本発明は各種配管のフランジ接続部に於ける既設締付ボ
ルトの締付力を測定する方法及びこの測定に使用する測
定補助具に関するものである。

（従来の技術） 双設の配管の管理に於いて、該配管のフランジ接続部の
フランジ面圧は、その締付ボルトの締付力を測定して、
この測定値と、締付ボルトの個数及びガスケットの受圧
面積等から算出することができる。そして、締付ボルト
の締付力を測定する従来の方法としては、該締付ボルト
に螺合するナツトの締付トルクを測定し、これを換算す
ることによって測定する方法や、締付力に比例する締付
ボルトの無負荷状態からの伸びを測定し、締付に於いて
、引張荷重を受ける部分の締付ボルトの九の長さと、荷
重とひずみの関係から算出する方法とがある。

（発明が解決しようとする課題） 締付トルクから換算する前者の方法では、締付ボルトと
ナツトの寸法公差によるはめあいのばらつきや、ボルト
とナツト、ナツトとフランジ而の摩擦係数が明確でない
等の理由によって測定値もばらつき、正確な締付力の測
定が困難であるという課題があり、また締付による伸び
から算出する方法では、無荷重状態に於ける長さや、荷
重とひずみの関係が分からない既設締付ボルトには適用
できないという問題がある。

本発明は以上の課題を解決し、後者の方法を、無荷重状
態に於ける長さや、荷重とひずみの関係が分からない既
設締付ボルトにも適用し得るようにすることを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） 前述した課題を解決するために、まず本発明のフランジ
接続部に於ける既設締付ボルトの締付力測定方法は、 フランジ接続部の既設締付ボルトの近傍に、荷重とひず
みの関係及び無？ｉ＋Ｉ重状態に於ける全長が既知の測
定用ボルトとナツトから成る締付部により動作させる一
対の挟みアームを装着して、該アームの内側の間隔を測
定し、そして前記既設締付ボルトの全長の変化を測定し
ながら前記締付部による締付力を増大させ、つぎに既設
ボルトのナツトをゆるめ、また測定用ボルトのナツトを
締めつけ、前記フランジ接続部の内側の間隔が一定とな
るような操作を繰り返すことにより前記測定用ボルトの
ひずみと、その荷重範囲とから既設締付ボルトの締付力
を求めるものである。

また本発明のフランジ接続部の既設締付ボルトの締付力
測定補助具は、 一対の挟みアームの一端側寄りに、荷重とひずみの関係
及び全長が既知の測定用ボルトとナツトから成る締付部
を構成すると共に、他端側に、調整用ボルトとナツト及
び複数の厚さ調整板とから成る平行調整部を構成し、前
記挟みアームの一端側に、平行な挟み部を構成したもの
である。

また本発明の他の締付力測定補助具は、一対の挟みアー
ムの一端側寄りに、荷重とひずみの関係及び全長が既知
の測定用ボルトとナツトから成る締付部を構成すると共
に、他端側を回動自在に支持し、前記一端側に、平行な
挟み部を構成したものである。

（作用） フランジ接続部の既設締付ボルトの近傍に一対の挟みア
ームを装着し、まず挟みアームの内側の間隔をノギスや
マイクロメータ等で測定する。そして挟みアームの測定
用ボルトとナツトから成る締付部により動作させて締め
付け、その締付量を次第に増大させ、挟みアームの内側
の間隔が初期長さと同じになるように既設ボルトのナツ
トをゆるめていくと、既設締付ボルトの締付力は、一対
の挟みアームを介して測定用ボルトに次第に移っていく
。従って、第３図に示すようにかかる動作に於いて既設
締付ボルトは次第に短縮して行き、逆に測定用ボルトは
次第に伸長して行く。このようにして既設締付ボルトの
締付力が全て測定用ボルトに移ると、それ以降は測定用
ボルトの締付量を増大しても、既設締付ボルトの長さは
変化せず、挟みアームの内側の間隔が狭くなるだけであ
る。

従って、既設締付ボルトの全長を前述の動作に於いて測
定し、その長さが変化しなくなった時点Ａに於いて測定
用ボルトに加わる締付力から既設締付ボルトの締付力を
求めることができる。そして、測定用ボルトは荷重とひ
ずみの関係及び全長が既設であるので、前述した時点Ａ
に於ける無荷重状態に於ける全長に対する変形量、即ち
伸びと、その荷重範囲とから締付力を算出することがで
きる。

その荷重範囲、即ち測定用ボルトに於いて前記締め付は
動作により引張荷重が加わる部分の長さをパラメータと
して、該測定用ボルトの全長に対する締付力の関係を例
えば第４図に示すように作成しておけば、前述した時点
へに於ける全長から即座に締付力を求めることもできる
。また、上記の如くして一度既設ボルトの全長がわかれ
ば次回からは直接に既設ボルトの締付力を求めることが
できる。

（実施例） 次に本発明の実施例を第１図〜第５図につき説明する。

まず第１図は、第１の測定補助具Ｊ１を用いて本発明方
法を適用した実施例を表わしたもので、この測定補助具
Ｊ１は、一対の挟みアーム１ａ。

１ｂを漏え、この挟みアーム１ａ、１ｂの一端側寄りに
、荷重とひずみの関係及び無荷重状態に於ける全長りが
既知の測定用ボルト２とナツト３とから成る締付部４を
構成すると共に、他端側に、調整用ボルト５とナツト６
及び複数の厚さ調整板７とから成る平行調整部８を構成
し、前記挟みアーム１ａ、Ｉｂの一端側に、平行な挟み
部９を構成したものである。

次に、符号１０は配管１１のフランジ接続部を示すもの
で、符号１２は既設締付ボルト、１３はナツト、１４は
ガスケットである。

以上の構成に於いて、既設締付ボルト１２の締付力を測
定する場合には、まず一対の挟み７−ムｌａ、ｌｂの挟
み部９をフランジ接続部１０の既設締付ボルト１２の近
傍に装着すると共に、平行調整部８の複数の厚さ調整板
７を調節して、挟みアーム１ａ、Ｉｂが平行となるよう
に調整し、調整用ボルト５とナツト６により固定する。

次いで超音波長さ測定器やノギス等の長さ測定器１５に
より測定用ボルト２の無荷重状態の全長及び挟みアーム
１ａ、１ｂの内側の間隔を測定する。既知の同一長の測
定用ボルト２を使用する場合には、測定用ボルト２の全
長の測定は省略可能である。

次に、前記測定器１５等により既設締付ボルト１２の全
長Ｘを測定する。

かかる状態に於いて測定用ボルト２とナツト３を締め付
けて、挟みアームｌａ、１ｂを介して挟み部９により締
付け、締付力を徐々に増大する。

そして、この締付動作に伴なプて連続的に、もしくは間
欠的に既設締付ボルト１２の全長を測定する。尚、符号
１６．１６’は、長さ測定器１５とし超音波良さ測定器
を用いた、場合の測定ヘッドであり、このような構成の
場合には、双設締付ボルト１２の全長と共に、測定用ボ
ルト２の全長を連続的に測定することができる。このよ
うにして測定用ボルト２とナツト３による締付ツノを次
第に増大していき、その度に既設締付ボルト１２のナツ
ト１３をゆるめて挟みアーム１ａ、１ｂの内側の間隔を
一定に維持していくと、第３図に示すように測定用ボル
ト２の長さは次第に長くなると共に、既設締付ボルト１
２の全長は次第に短かくなり、遂には締付力を増大して
も後者の全長が変化しなくなる時点へが生じる。これ以
降は挟みアーム１ａ、１ｂの内側の間隔が狭くなるだけ
である。

従って、かかる時点Ａを、前記長さ測定器１５による前
述した全長の測定により検出して、この時点へに於ける
測定用ボルト２の全長を測定し、この全長と、無荷重状
態に於ける全長りどの差により伸びΔＬを求めることが
でき、この伸びΔＬと、前記締め付は動作により引張荷
重が加わる部分１の元の長さと、既設の荷重とひずみの
関係から、次式により締付力Ｆを求めることができる。

但し、Ｅ：測定用ボルト２のヤング率、Ｓ：測定用ボル
ト２の所面積である。かかる締付力Ｆは、例えば測定用
ボルト２の荷重範囲１をパラメータとして、該測定用ボ
ルト２の全長に対する締付力Ｆの関係を第４図に示すよ
うに予め作成しておけば前述した時点Ａ１．：於ける全
長から即座に求めることができる。

このようにして既設締付ボルト１２当りの締付力Ｆを求
めることにより、この締付力と、既設締付ボルト１２の
個数及びガスケットの受圧面積等からフランジ面圧を算
出することができる。

以上の構成に於いては、一対の挟みアーム１ａ。

１ｂを平行調整部８により平行に保持すると共に、挟み
部９の近傍に於いて測定用ボルト２とナツト３によりフ
ランジ接続部１０の既設締付ボルト１２の近傍を締め付
けるので、前述した方法により略々既設締付ボルト１２
の締付力に等しい締付力を測定用ボルト２の変形により
測定することができる。

次に、第５図は第２の測定補助具Ｊ２を用いて本発明方
法を適用した実施例を表わしたもので、この測定補助具
Ｊ２は、一対の挟みアーム１ａ。

１ｂを備え、この挟みアーム１ａ、１ｂの一端側寄りに
、荷重とひずみの関係及び無荷重状態に於ける全長りが
双知の測定用ボルト２とナツト３とから成る締付部４を
構成すると共に他端側を回動自在に支持し、前記一端側
に平行な挟み部９を構成したものである。

かかる構成に於いては、既設締付ボルト１２の近傍に装
着した挟み部９が平行となるように他端側の回動支点１
７の位置を調節した状態に於いて、前述と同様に測定用
ボルト２とナツト３の締付力により、既設締付ボルト１
２の締付力を解放し、そして測定用ボルト２のひずみの
測定を行う。回動支点１７の位置を規格フランジにあわ
せて定めると該第２の測定補助具Ｊ２の装着を容易に行
うことができる。しかる後、回動支点１７から、夫々測
定用ボルト２及び既設締付ボルト１２の中心までの距離
ａ、ｂを測定し、測定用ボルト２の締付力Ｆにより前記
既設締付ボルト１２の近傍に与えている力Ｆ′を次式に
より算出し、この力Ｆ′を既設締付ボルト１２の締付力
として測定することができる。

（発明の効果） 本発明は以上の通り、フランジ接続部の既設締付ボルト
の近傍に、荷重とひずみの関係及び無荷重状態に於ける
全長が既知の測定用ボルトとナツトから成る締付部によ
り動作させる一対の挟みアームを装着して締め付け、該
挟みアームの内側の間隔を一定にすることにより既設締
付ボルトの締付力を次第に測定用ボルトに移し、該既設
締付ボルトの締付力を解放した状態に於ける測定用ボル
トの締付力を、該測定用ボルトの伸びから求めて、これ
により既設締付ボルトの締付力を求めるようにしたもの
であるから、無荷重状態に於ける長さや、荷重とひずみ
の関係が不明の成膜締付ボルトの締付力の測定を簡単な
測定補助具を用いて、現場に於いても容易に行なえると
いう効果がある。

また本発明に於いては、上記のように一度測定した！５
Ｅ設ボルトは、以後直接に締付力を測定することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は夫々本発明の構成及び動作を示す説明
的縦断面図、説明的横断面図、第３図、第４図は測定原
理を表わした説明図、第５図は他の測定補助具を用いた
本発明の構成及び動作を表わした説明的縦断面図である
。 符＠ｌａ、１ｂ・・・挟みアーム、２・・・測定用ボル
ト、３・・・ナツト、４・・・締付部、５・・・調整用
ボルト、６・・・ナツト、７・・・厚さ調整板、８・・
・平行調整部、９・・・挟み部、１０・・・フランジ接
続部、１１・・・配管、１２・・・既設締付ボルト、１
３・・・ナツト、１４・・・ガスケット、１５・・・長
さ測定器、１６．１６’・・・測定ヘッド、１７・・・
回動支点。 第 ３ 図 う則定用オぐ°ルトの＃付量 第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）フランジ接続部の既設締付ボルトの近傍に、荷重
   とひずみの関係及び無荷重状態に於ける全長が既知の測
   定用ボルトとナットから成る締付部により動作させる一
   対の挟みアームを装着し、前記既設締付ボルトの全長の
   変化を測定しながら前記締付部による締付力を増大させ
   、つぎに既設ボルトのナットをゆるめ、また測定用ボル
   トのナットを締めつけ、前記フランジ接続部の内側の間
   隔が一定となるような操作を繰り返すことにより前記測
   定用ボルトのひずみと、その荷重範囲とから既設締付ボ
   ルトの締付力を求めることを特徴とするフランジ接続部
   に於ける既設締付ボルトの締付力測定方法
2. （２）一対の挟みアームの一端側寄りに、荷重とひずみ
   の関係及び無荷重状態に於ける全長が既知の測定用ボル
   トとナットから成る締付部を構成すると共に、他端側に
   、調整用ボルトとナット及び複数の厚さ調整板とから成
   る平行調整部を構成し、前記挟みアームの一端側に、平
   行な挟み部を構成したことを特徴とするフランジ接続部
   に於ける既設締付ボルトの締付力測定補助具
3. （３）一対の挟みアームの一端側寄りに、荷重とひずみ
   の関係及び無荷重状態に於ける全長が既知の測定用ボル
   トとナットから成る締付部を構成すると共に、他端側を
   回動自在に支持し、前記一端側に、平行な挟み部を構成
   したことを特徴とするフランジ接続部に於ける既設締付
   ボルトの締付力測定補助具
4. （４）第１項、第２項または第３項記載の一対の挟みア
   ームの端部には、既設締付ボルトの頭部を通過自在な装
   着溝を構成したことを特徴とするフランジ接続部に於け
   る既設締付ボルトの締付力測定補助具