JPH04318435A - 配管装置の締結方法 - 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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧の配管装置に係り
、特にフランジを用いた締結方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラントあるいは産業機械の制御機器は
、機器のコンパクト化および高性能化の要求から機器の
作動油圧の高圧化が進められている。油圧発生装置と機
器間の作動油の伝送には配管装置を用いることが一般的
であり、配管に鋼管を用いた場合のほとんどは機器と配
管との継手として、管フランジを用いている。この管フ
ランジの構造は、高圧化に対応したフランジ設計となっ
ているが、管フランジの締結管理方法が適切でないと、
作動油洩れ等のトラブルを起こす原因になる。

【０００３】フランジ継手においては、配管内を流れる
流体あるいは流体の圧力によってフランジの形状やシー
ル材等が異なることは公知である。例えば、低圧の油，
水，蒸気等の流体の場合、フランジの形状は全面座の管
フランジであり、シール材はシートパッキンを用いるこ
とが一般的である。また、高圧の油の場合、Ｏリング溝
付の油圧用管フランジを用い、シール材として、油性に
適したＯリング材を用いることも一般的である。さらに
、高圧の蒸気の場合、溝付フランジを用い、シール材と
してスパイラルガスケットを用いる場合が多い。何れに
しても配管内を流れる流体の圧力が高くなると、継手に
おけるシール性がプラントあるいは被制御機器の信頼性
を左右することになる。

【０００４】ところで、フランジ継手のトラブルは、締
結作業時の管理方法に起因するものと、フランジの材料
あるいはシール材の品質に起因するものがある。後者の
フランジ材あるいはシール材については年を経るにつれ
て改良されてきており、トラブルの頻度は非常に少なく
なってきたが、前者の締結作業は作業者の技能に依存す
るところが多く、それ程改善されてはいない。そのため
、管理方法の強化に頼らざるを得ないのが現状であり、
例えば締付けトルクの記録あるいは作業者と監督者とに
よる締付け状態のダブルチェック等がそれである。

【０００５】次に、従来の管フランジの締結管理方法を
、図４および図５を参照して説明する。ここで、図４は
、従来の管フランジ締結構成の一例を示し、図５は、図
４のＢ−Ｂ断面を示す。

【０００６】機器１の管フランジ取合部には、流体通路
１ａと管フランジ３を締付けるためのねじ穴１ｂが加工
されている。また、機器１の管フランジ取合面は、管フ
ランジ３およびシール材である０リング５のシール性を
よくするため仕上げ精度を良好にしている。管フランジ
３と配管２は、溶接４で接合しているが、この溶接によ
る変形が生じるため、溶接後管フランジ３のシール面を
機械加工で修正することは一般的な処置の一つである。 機器１と管フランジ３のシール面は、シール材であるＯ
リング５を挿入しない状態で当りを確認するのも高圧配
管装置における管フランジ３の締結管理方法の一つであ
る。この当りを確認した後、管フランジ３のＯリング溝
３ａにＯリング５を挿入し、締付けボルト６で管フラン
ジ３を締付けるが、締付けボルト６の締付けに際してト
ルクレンチ等によるトルク管理を行うのは、高圧配管装
置における管フランジ３の締結管理方法で一般的に採用
されている方法である。

【０００７】さらに、この締付けボルト６を締付けた後
、締付トルク値を記録用紙に記録し、その後で機器１と
管フランジ３との間隙を隙見ゲージ等でチェックし、締
結管理を完了しているのが一般的な高圧配管装置におけ
る締結管理方法である。

【０００８】締結作業の良否を判定する目的で締結部に
圧力流体を付加し、この圧力流体の漏洩を検査すること
も行なわれている。図６は、健全な締結状態におけるＯ
リング５のシール状態を示す。流体７が配管側から機器
１側に流れ締結部に内圧が付加されると、機器１と管フ
ランジ３の結合面に僅かな間隙（図示しない）が生じ、
流体７はこの間隙からＯリング５側に流れ込み、Ｏリン
グ５は管フランジ３のＯリング溝３ａの外周側面に向っ
て押し出される。

【０００９】そこで、Ｏリング５は、機器１と管フラン
ジ３の僅かな間隙（図示しない）を塞ぐ形に変形しシー
ルする。間隙がごく僅かであれば、Ｏリング５のかみ込
み現象は生じない。したがって、長時間運転されてもＯ
リング５の形状はそのまま保持され、締結部から漏洩は
生じない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図７は、片締め状態に
おけるＯリング５のシール状態を示す。流体７が配管側
から機器１側に流れ締結部に内圧が付加されると、Ｏリ
ング５が管フランジ３のＯリング溝３ａ外周側に押し出
されると同時に管フランジ３が片締めのため、管フラン
ジ３が内圧によって機器１と管フランジ３の結合部を押
し拡げる方向に移動し、機器１と管フランジ３との結合
部に間隙を生じる。この間隙が大きいと、Ｏリング５と
管フランジ３のＯリング溝３ａの底面との間に圧力が付
加され、Ｏリング５は、機器１側に押し寄せられながら
機器１と管フランジ３の間隙を塞ぐように変形する。つ
まり、かみ込み現象が発生する。このかみ込み現象が発
生した場合、Ｏリング５は、その弾性限度内では破断せ
ず、間隙を塞いで流体７の漏洩を防いでいるが、弾性限
度を越えると内圧に耐えることができず破断し、流体７
が漏洩する。

【００１１】このようにかみ込みの現象は、直ちにＯリ
ング５の破断、流体７の漏洩を生じさせるものではない
。もし、直ちにＯリング５の破断を生じさせるものであ
れば、締結後の耐圧試験で締結部の健全性が容易に確認
できる訳であるが、Ｏリング５のかみ込みによる破断は
、機器１と管フランジ３との間隙量によって破断までの
時間が異なってくる特異性があるため、耐圧試験時に漏
洩の確認が可能な場合と不可能な場合とが生じる。以上
の説明から分かるように、高圧配管装置における管フラ
ンジの締結作業は、確実に行なわれない限り流体の漏洩
トラブルを起こすことになり、また、その管理も人間系
に頼らざるを得ないのが現状である。

【００１２】本発明は、以上のような事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは締結作業時の締結
管理を、人間系のみに頼らず機械系を介して数値的に把
握し管理することが可能な配管装置の締結方法を提供す
ることにある。 ［発明の構成］

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、配管の端部に
固着した管フランジを機器に締結した後、管フランジの
シール材を挿入する第１の溝の外側に設けた環状の第２
の溝に外部から圧力流体を供給し、管フランジのシール
状態を確認するようにしたものである。

【００１４】

【作用】第２の溝に外部から圧力流体を供給したとき、
管フランジの締結状態が正常であれば、第２の溝に圧力
流体が充満した後に圧力流体の流動は起らないが、管フ
ランジの締結状態が不良であれば、第２の溝に圧力流体
が充満した後に漏洩による圧力流体の流動が起こる。そ
こで、この圧力流体の流動の有無を検出することにより
、管フランジの締結状態の良否を確認することができる
。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。まず、本発明で用いる漏洩検出装置と、配管２
に接合され漏洩検出装置を接続可能とした配管フランジ
について説明する。図１は、管フランジに接続した漏洩
検出装置１０の構成を示し、導管１１にコンプレッサ１
２、圧力調節弁１３、圧力計１４、オリフイス１５、圧
力計１６を順次配列して接続し、コンプレッサ１２の吸
入口にはストレーナ１７を接続し塵埃の混入を防止して
いる。なお、コンプレッサ１２を含む空気圧発生装置、
圧力計１４，１６等は、例えばハンドキャリアに収納す
るようにして容易に手動で取扱いができるようにコンパ
クトに構成されている。図２は、機器１と管フランジ３
Ａの接続構成を示し、図３は、図２のＡ−Ａ断面を示す
。管フランジ３Ａは、Ｏリング溝３ａの外側に環状とし
た漏洩検出用溝３ｂを設け、この漏洩検出用溝３ｂには
、１箇所で連通し、管フランジ３Ａを貫通して取合面と
反対側の面に開口する検出穴３ｃを設け、この開口部に
ねじ加工を施こし、上記した導管１１の端部を接続する
ための検出座３ｄを設ける。ここで、漏洩検出用溝３ｂ
は、Ｏリング溝３ａの外側に設けられているので、Ｏリ
ング５のシール効果に影響を与えることはない。

【００１６】次に、機器１と管フランジ３Ａの締結方法
を説明する。配管フランジ３ＡのＯリング溝３ａにＯリ
ング５を挿入し、締付けボルト６で機器１に締付けるま
での締結作業手順は上記した従来と同様である。この締
結作業完了後、漏洩検出装置１０の導管１１の端部を配
管フランジ３Ａの検出座３ｄに接続する。コンプレッサ
１２を起動すると、吐出口からの圧力空気は、圧力調節
弁１３で常に一定に保たれ、オリフイス１５を介して導
管１１から検出座３ｄに供給される。オリフイス１５の
前後の差圧は、圧力計１４と１６で計測できる。

【００１７】管フランジ３Ａの締結作業が正常であれば
、管フランジ３ＡのＯリング溝３ａの外周及び漏洩検出
用溝３ｂの外周取合面は、機器１の取合面と密着した状
態にあり、漏洩検出用溝３ｂに空気圧を付加しても漏洩
することはない。したがって、導管１１に圧力空気は流
れないため、オリフイス１５の前後の圧力計１４，１６
は等しい値を示すことになる。しかしながら、管フラン
ジ３Ａの締結作業に異常があれば、管フランジ３ＡのＯ
リング溝３ａの外周と漏洩検出用溝３ｂの外周取合面と
機器１の取合面との間に間隙が生じているはずであり、
漏洩検出用溝３ｂに圧力空気を付加すると、この間隙か
ら圧力空気が漏洩し、導管１１に圧力空気が流れ、オリ
フイス１５の前後の圧力計１４，１６に圧力差が発生す
る。つまり、オリフイス１５の前後に圧力差が生じるか
否かで締結作業が正常であるか否かを管理しようとする
ものである。

【００１８】なお、管フランジ３Ａの取合面の仕上げ精
度及び機器１の取合面の仕上げ精度によっては、正常な
締結作業を行なっても、取合面に僅かな間隙を生じるこ
ともあり、この間隙から圧力空気が漏洩することでオリ
フイス１５の前後に圧力差を生じることもあるが、事前
に許容できる圧力差を調べておけば、圧力差の値によっ
て正常であるか否かの判定が可能となる。また、締結管
理データを記録として保存したい場合には、圧力計１４
，１６の圧力を記録すればよい。締結管理作業を簡素化
するためには、差圧によって警報を発生させることにす
ればよい。

【００１９】したがって、以上のように構成することに
より、従来締結作業が正常であるか否かを、ボルトの締
付トルクと取合面の隙間を隙見ゲージでチェックしてい
たが、本実施例では漏洩検出用溝３ｂに圧力を付加する
ことができ、締付けボルト６に引張り力を付加した状態
、つまり、高圧配管装置が運転されている状態を模疑し
た状態で締結が正常であるか否の判定ができる。また、
漏洩検出用溝３ｂに付加する圧力を圧力調節弁１３を介
して任意に変えることができ、実際の運転状態に近づけ
て締結状態の良否を判断することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、管
フランジの締結作業完了後に取合面に空気圧を付加し、
取合面から漏洩することによって発生するオリフイスの
前後差圧を検出することにより締結作業が正常であるか
否かの良否を容易に判断することができるので、従来の
目視管理に重点をおいた締結管理方法に比較して具体的
な評価ができ、従来人間系に頼っていた管理から数値管
理へと変えることができ、管フランジ締結管理の信頼性
向上を図った配管装置の締結方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における管フランジに漏洩検
出装置を接続した状態を示す説明図。

【図２】本発明の一実施例における管フランジと機器の
接続構成図。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図。

【図４】従来の配管装置の締結方法における管フランジ
と機器の接続構成図。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。

【図６】従来の配管装置の締結方法が正常の場合のシー
ル状態を示す説明図。

【図７】従来の配管装置の締結方法が正常でない場合の
シール状態を示す説明図。

【符号の説明】

１…機器、２…配管、３Ａ…管フランジ、３ａ…Ｏリン
グ溝、３ｂ…漏洩検出用溝、５…Ｏリング、１０…漏洩
検出装置、１１…導管、１２…コンプレッサ、１３…圧
力調節弁、１４，１６…圧力計、１５…オリフイス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　配管の端部に固着した管フランジを機
   器に締結した後、前記管フランジのシール材を挿入する
   第１の溝の外側に設けた環状の第２の溝に外部から圧力
   流体を供給し、前記管フランジのシール状態の良否を確
   認するようにしたことを特徴とする配管装置の締結方法
   。
2. 【請求項２】　　シール材を挿入する第１の溝の外側に
   近接して、シール状態を検出する環状の第２の溝を設け
   た管フランジ。