JPH0726888B2 - 管継手信頼性試験方法及び装置 - Google Patents

管継手信頼性試験方法及び装置

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JPH0726888B2
JPH0726888B2 JP59218493A JP21849384A JPH0726888B2 JP H0726888 B2 JPH0726888 B2 JP H0726888B2 JP 59218493 A JP59218493 A JP 59218493A JP 21849384 A JP21849384 A JP 21849384A JP H0726888 B2 JPH0726888 B2 JP H0726888B2
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Hitachi Ltd
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Hitachi Engineering Co Ltd
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
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    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors

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  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、遠隔継手等の信頼性試験を行う試験装置に係
り、特に漏洩が許されない系統で使用する管継手の密封
度の確認を行う為継手に応力、振動を加えて漏洩試験を
行うのに好適な管継手信頼性試験装置の技術に関する。
〔発明の背景〕
従来の装置は、特開昭57-8431号に記載のように実際に
使用されている管継手の漏洩検出を行う装置となつてい
た。しかし実際に使用される前に管継手の信頼性を確認
する為、供試用管継手に流体を流した状態で、圧縮方
向、引張方向、ねじり方向、せん断方向、曲げ方向の荷
重、強制振動を単独及び組み合せで加え、管継手の漏洩
の有無を試験する装置については、従来考えられていな
かつた。又従来の装置は、管継手にモツクアツプとし
て、積極的に流体を流すという点についても、あまり考
慮されておらず、管継手信頼性試験装置においては、供
試用管継手前方には加熱器を、後方には冷却機を設置
し、流体の温度管理を行ない、管継手に流れる流体温度
は高温に、管継手外の試験装置に流れる流体温度は低温
にして、試験装置への悪影響を防ぐことができ、しかも
流体温度だけでなく、圧力、流速を調整できるという総
合的な流体管理を行なえる試験装置は考えられていなか
つた。特に、応力の加わった状態では腐食が進みやすい
ことが近年明らかになっており、応力腐食として知られ
ているが、長期間の応力下、腐食環境下での耐久試験を
行い、耐腐食性を併せ調査する試験装置は考えられてい
なかった。
又硝酸の様に、金属材料を腐食しやすい流体を使用する
為に、流体が高温となる系統の配管を腐食監視制御シス
テムでモニタリングすることにより、メンテナンス時期
を明確にするということについても考慮されていなかつ
た。
類似の技術としては、特開昭48-60681号公報に記載され
た「ラジエーター検査のための不良個所検出用装置」が
あるが、この技術は供試ラジエーターを強制的に振動さ
せて漏れの有無を調査するものであり、引張、圧縮、ね
じり、せん断、曲げ等の応力をも付加して実機状態を模
擬するものではなかった。
また、特開昭59-160733号公報には、「実際の使用にお
いては配管内の水圧が繰返し振動し変動して動圧がかか
るので、前記ジョイント部が疲労し、その疲労の蓄積の
結果漏水に至ることになる。」(第1頁下段右欄の記
載)旨記載され、配管系漏洩検査において、実際の使用
に模擬した脈動をかけて潜在的漏洩個所の疲労促進とい
う過酷条件を与えた点、が、特開昭54-124788号公報に
は、ダストカバーのシール性能検査のため、ダストカバ
ーを変形させたり、ダストカバーに荷重を与えたりし
て、耐久性をみた点、が、特開昭54-21390号公報には、
熱衝撃を与え、リーク試験をするようにした点が、特公
昭54-12355号公報には、腐食性溶液により、腐食が進行
し、漏洩が生じることがあるので、該漏洩を検知する必
要があることが従来周知である点、が、特公昭58-31491
号公報には、過酷な負荷条件を与えて圧油の漏洩検査を
した点が、それぞれ記載されている。
しかし、上記各公報にも、供試用管継手に流体を流した
状態で、圧縮方向,引張方向,ねじり方向,せん断方向
及び曲げ方向の荷重並びに強制振動を単独または組み合
わせて供試用管継手に加え実機の荷重条件を模擬した状
態で漏洩試験を行う技術は開示されていない。
〔発明の目的〕
再処理工場は従来ラツク方式による遠隔保守がのぞまれ
ており、その際には、遠隔継手が必要とされる。その遠
隔継手を保証する為、供試用管継手に流体を流した状態
で、圧縮方向、引張方向、ねじり方向、せん断方向、曲
げ方向の荷重、強制振動を単独及び組合せて加え漏洩の
有無を確認することが必要となる。又、遠隔継手内部に
高温の硝酸を流し、実際と同様及びそれ以上の条件で試
験を行なわなければならないことから、管継手に流入す
る硝酸に対し、硝酸が遠隔継手に流入する直前に温度を
上昇させて、硝酸が遠隔継手から流出した直後、試験装
置の系統に高温のまま硝酸がもどされることを防ぐ為に
硝酸の温度を下げることができ、かつ遠隔継手内に流れ
る硝酸の圧力、流速を調整することができることが必要
である。
さらに、管継手前後の高温の硝酸が流れざるを得ない試
験装置の系統には、腐食及び防食のモニタリングが行な
える腐食・防食監視システムを使用して、試験装置のメ
ンテナンス時期を明示することができることが必要とな
る。
本発明の目的は、高信頼性の遠隔継手を開発、又は保証
する為に、上記条件を満した遠隔継手信頼性試験装置を
提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、特に漏洩が許されない系統で使用する
管継手の信頼性を確認する為、供試用管継手に所望の圧
力の流体を流した状態で、圧縮方向、引張方向、ねじり
方向、せん断方向、曲げ方向の荷重、強制振動を単独及
び組合せで加え、管継手の漏洩の有無を確認することが
できることにある。又、管継手に流入する流体に対し、
流体が管継手に流入する直前に加熱器をもうけ、温度を
上昇させ、流体が管継手から流出した直後、試験装置の
系統に高温のまま流体がもどされることを防ぐ為に、冷
却器をもうけて、流体の温度を下げることができ、かつ
管継手内に流れる流体の圧力、流速を調整することがで
きる構造にした為、管継手に流れる流体の状態を任意に
とつて、試験できる。又、試験装置の系統に、腐食及び
防食のモニタリングが行なえる腐食・防食監視システム
を設置してある為、硝酸の様に、金属を腐食しやすい流
体を使用しても、試験装置のメンテナンス時期を明示す
ることができる為、試験装置の信頼性も保証される。
〔発明の実施例〕
以下に発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図においてまず管継手を固定し応力及び振動を管継
手に加える装置について説明する。
供試用管継手20は、直線型取付フランジ21と、取付フラ
ンジ23によつて固定されることにより、本装置系統に組
み入れられる。又、供試用管継手20は、本体フレーム10
に取付けられた加振機31、油圧シリンダーによるせん断
応力機37、ねじり応力機35、曲げ応力機34、引張圧縮応
力機40により、振動と各応力を加えられる。油圧の供給
は、油圧ユニツト13で行なう。油圧ユニツト13は応力の
調整も行なえるようになつており、振動検出器32、曲げ
荷重検出器33、ねじり荷重検出器36、せん断荷重検出器
38、引張圧縮荷重検出器39により、供試用管継手20に加
えられている各荷重、振動を検出し、制御装置11に表示
される荷重から、応力を把握して適正な値に調節する機
能を持つ。
特に各応力、振動を組合せた時に各荷重が設定値から変
動した場合でも、制御装置11に表示される荷重から必要
に応じ再設定することが出来る。
なお制御装置11には、レコーダーも付いており検出され
た荷重はすべて必要に応じて記録する。
又供試用L型継手も取付可能にする為、L型供試体用取
付フランジ22も設置してある。
漏れ検出装置50は曲げ応力機34のアーム上に取付けてあ
り、流体のもれを電気的に検出し、制御装置11で表示
し、記録する。
気体のもれを検出する場合は、供試用管継手20を密閉し
た箱で囲み、Heデイデクタを取付けることにより検出を
行う。
第1図の試験装置は、垂直試験用に造られているが、水
平試験用フレーム10′にすることにより、第2図の水平
試験用装置にすることが出来る。
内圧加圧用配管41は、高温の硝酸が流れるので腐食モニ
タリングシステム12により、配管の腐食状態をモニタリ
ングして、メンテナンス時期を明確にする。腐食モニタ
リングシステム12は、公知のシステムであり、第4図に
示すように、交流インピーダンス法に基づき、電位を計
測する腐食計91、pH、電気伝導度、温度を測定する環境
因子測定計92、これらのデータを処理するパーソナルコ
ンピユータ94、データを記録するフロツピーデイスク9
6、データをプリントアウトするプリンター97により構
成される。
本装置は、管継手を固定し、各種応力及び振動を管継手
に加える装置と、継手のもれを検出する装置に、硝酸、
有機溶媒、Heガスの3種の流体を選択し循環させる装置
により構成される。
第3図に、本装置の流体を循環させる装置の系統を示
す。本装置の系統は、硝酸系、有機溶媒系Heガス系があ
り、各流体が共通に流れる部分の洗浄と硝酸系の洗浄を
目的とした洗浄系があり、切換弁ユニツト62,65で切換
られている。
硝酸系は、タンク64、ポンプユニツト63、切換弁ユニツ
ト62、加熱器61、冷却器66、切換弁ユニツト65に、試験
部1、圧力記録計81、温度記録計82、硝酸供給タンク74
から構成される。
硝酸系を使用するには、切換弁ユニツト62,65の硝酸系
の弁を開き、他の弁を閉める。その後硝酸供給タンク74
から硝酸をタンク64に供給し、タンク65で圧力を調整
し、ポンプユニツト63で循環させる。循環する硝酸は、
試験部1の直前で加熱器61により加熱し、試験部1通過
後、冷却器66により冷却する。この為試験部1で高温の
硝酸を使用して試験を行なつても、系統には影響を及ぼ
さないようにできる。
有機溶媒の系統は、タンク69、ポンプユニツト71、切換
弁ユニツト62、加熱器61、冷却器66、切換弁ユニツト65
に、試験部1、圧力記録計81、温度記録計82からなる。
有機溶媒系を使用するには、切換弁ユニツト62,65の有
機溶媒系の弁を開き、他の弁を閉める。その後、硝酸系
と同様にして、タンク69内に有機溶媒を満し圧力を調整
し、ポンプユニツト71で循環させる。
He系は、タンク68、循環機67、切換弁ユニツト62、加熱
器61、冷却器66、切換弁ユニツト65に、試験部1、圧力
記録計81、温度記録計82からなる。
He系を使用するには、切換弁ユニツト62,65のHe系の弁
を開き、他の弁を閉める。その後、Heボンペ76からHeを
タンク68に供給し、タンク68内で圧力を調整し、循環機
67で循環させる。
試験終了後は、硝酸系はタンク64にもうけてあるドレン
で硝酸を抜いた後、洗浄水供給装置75によりタンク64を
満し、系統を循環させ、排水する。
有機溶媒系は、タンク69にもうけてあるドレンで有機溶
媒を抜いた後、硝酸系と同様にして洗浄する。
He系は、タンク68にもうけてあるガス抜きと、真空ポン
プ73により、ガス抜きを行う。同時に、空気ボンベ72を
開放して、ガス抜きの効率を高くする。
空気ボンベ72は、タンク64,69の圧力を高める時にも使
用される。
本実施例によれば、再処理工場で使用される各種遠隔継
手のモツクアツプ試験を容易に何度も繰返し行うことが
できる。
〔発明の効果〕
本発明の効果を以下に示す。
1.供試用管継手に所望の圧力と温度に調整された腐食成
分を含む流体を流した状態で、圧縮応力又は引張応力
と、ねじり応力と、せん断応力と曲げ応力と振動を自由
に調節して加えられるので実際に使用される状態と同じ
状態で漏れ試験ができ、試験結果と実際との相関がよく
なる。又、腐食成分を持つ流体を供試用管継手に流すこ
とによって腐食の影響を含めた長時間の漏れ試験が可能
となる。
2.供試用管継手に所望の圧力と温度に調整された腐食成
分を含む流体を流した状態で、圧縮応力又は引張応力
と、ねじり応力と、せん断応力と曲げ応力と振動を自由
に調整して加えられるので管継手の密封状態を限界にす
る外力状態を調査できる。又、腐食成分を持つ流体を供
試用管継手に流すことによって、腐食の影響を含めた状
態での管継手の密封状態を限界にする外力状態を調査で
きる。
3.供試用管継手に流す腐食成分を含んだ流体の温度、圧
力、流速を変化させることができるので、内部流体の状
態差違による管継手の密封状態を限界にする外力状態の
差違を調査できる。
【図面の簡単な説明】
第1図,第2図は本発明の一実施例を示すもので、管継
手を固定している試験部を中心とした鳥かん図で、第1
図はそのうちの垂直型試験装置を第2図は水平型試験装
置を示す。第3図は本試験の系統の構成を示す図で、第
4図は本試験装置に使用している腐食モニタリングシス
テムの構成を示す。 10……本体フレーム、11……制御装置、12……腐食モニ
タリングシステム、13……油圧ユニツト、20……供試用
管継手、21……直線型取付フランジ、22……L型供試体
用取付フランジ、23……取付フランジ、31……加振機、
32……振動検出機、33……曲げ加重検出機、34……曲げ
応力機、35……ねじり応力機、36……ねじり荷重検出
機、37……せん断応力機、38……せん断荷重検出機、39
……引張圧縮荷重検出機、40……引張圧縮応力機、41…
…内圧加圧用配管、50……漏れ検出装置、1……試験
部、61……加熱機、62……切換弁ユニツト、63……ポン
プユニツト、64……タンク、65……切換弁ユニツト、66
……冷却器、67……循環器、68……タンク、69……タン
ク、71……ポンプユニツト、72……空気ボンベ、73……
真空ポンプ、74……硝酸供給タンク、75……洗浄水供給
装置、76……Heボンベ、81……圧力記録計、82……温度
記録計。
フロントページの続き (71)出願人 999999999 バブコツク日立株式会社 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 (72)発明者 上田 和隆 茨城県那珂郡東海村村松3371番地 動力 炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 高橋 弘行 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 川村 博信 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 白戸 顕朗 茨城県日立市幸町3丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 鈴木 勝美 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 原田 敬三 広島県呉市宝町6番9号 バブコツク日立 株式会社呉工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】供試用管継手を保持する手段と、前記供試
    用管継手に腐食成分を含む流体を流す手段と、該流体の
    圧力及び温度を調整する手段と、前記供試用管継手に流
    体を流した状態で外力を付加する手段であって、圧縮方
    向,引張方向,ねじり方向,せん断方向及び曲げ方向の
    荷重並びに強制振動を単独または組み合わせて供試用管
    継手に加える外力付加手段と、前記供試用管継手からの
    前記流体の漏洩を検出する手段とを有することを特徴と
    する管継手信頼性試験装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の管継手信頼性
    試験装置において、前記漏洩を検出する手段は、流体の
    漏れを電気的に検出する手段であることを特徴とする管
    継手信頼性試験装置。
  3. 【請求項3】供試用管継手を保持する手段と、前記供試
    用管継手に腐食成分を含む流体を流す手段と、該流体の
    圧力及び温度を調整する手段と、前記供試用管継手の前
    方に設けられた前記流体を加熱する手段と、前記供試用
    管継手の後方に設けられた前記流体を冷却する手段と、
    前記供試用管継手に流体を流した状態で外力を付加する
    手段であって、圧縮方向,引張方向,ねじり方向,せん
    断方向及び曲げ方向の荷重並びに強制振動を単独または
    組み合わせて供試用管継手に加える外力付加手段と、前
    記供試用管継手からの前記流体の漏洩を検出する手段と
    を有することを特徴とする管継手信頼性試験装置。
  4. 【請求項4】供試用管継手を保持する手段と、前記供試
    用管継手に腐食成分を含む流体を流す手段と、該流体の
    圧力及び温度を調整する手段と、前記供試用管継手に流
    体を流した状態で外力を付加する手段であって、圧縮方
    向,引張方向,ねじり方向,せん断方向及び曲げ方向の
    荷重並びに強制振動を単独または組み合わせて供試用管
    継手に加える外力付加手段と、前記供試用管継手からの
    前記流体の漏洩を検出する手段と、前記流体が流れる系
    統の腐食状態を監視する手段とを有することを特徴とす
    る管継手信頼性試験装置。
  5. 【請求項5】供試用管継手に、所望の圧力及び温度に調
    整された腐食成分を含む流体を流した状態で、圧縮方
    向,引張方向,ねじり方向,せん断方向及び曲げ方向の
    荷重並びに強制振動を単独または組み合わせて該供試用
    管継手に付加し、該供試用管継手からの前記流体の漏れ
    の有無を検出する管継手信頼性試験方法。
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