JPH10253551A

JPH10253551A - バルブとそのパッキン、及び、かかるバルブパッキンの検査方法とそれを実現する検査装置

Info

Publication number: JPH10253551A
Application number: JP5788097A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Koizumi; 洋人小泉; Hisashi Komata; 久小又
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】無開放でバルブ内のパッキン状態を確認で
き、運転中もリアルタイムで検査可能な検査方法と検査
装置とそのバルブとパッキンを提供する。【解決手段】バルブ１のパッキン挿入部３を取り囲む
バルブ体４の肉厚ｄを均一で出来る限り薄くし、一方、
バルブ内に挿入されるパッキン５は、Ｘ線吸収係数の大
きい部材などを組み合わせる。これにより、可搬式の台
車上にリフター９で上下に移動可能に搭載したＸ線発生
器８と透過Ｘ線を検出するＸ線検出器１１を、さらに
は、やはり可搬式の、検出信号から所定の画像処理を行
う画像処理装置１４とモニター１５とを備えたバルブパ
ッキンの検査装置により、パッキンのＸ線透視撮影画像
を得ることが可能となり、無開放でもバルブ内部のパッ
キン５の像をリアルタイムにモニタに出力して検査する
ことを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バルブの非破壊検
査技術に関し、特に、Ｘ線透視撮影方法に適したバルブ
とそのバルブパッキンの構造、さらには、かかるバルブ
パッキンの検査方法とそれを実現する検査装置、ゴム等
材質部を持つ部材に関わる。

【０００２】

【従来の技術】原子力や火力等のプラント内には、多数
（数千個）のバルブが据え付けられており、例えば、こ
れらプラント内のバルブは、配管内の流体を制御するた
めに用いられている。かかるプラント内に設置されたバ
ルブは、通常、定期検査では解体され、特にディスク・
シ−ト当たり面の検査などと共に、合成ゴムや天然ゴ
ム、あるいは樹脂などより成る、パッキンの交換を行っ
ている。これは、バルブを解体する際にパッキンが正常
であっても、解体に伴ってこれを取り出す際に破損して
しまうためであり、結局交換せざるを得ないためであ
る。

【０００３】また、例えば特開昭５８−１１７４４５号
公報によれば、放射線ビームを鋼管に横断照射しながら
長手方向に順次移動しながら透過放射線強度を検出して
設置された鋼管の肉圧、偏心、溶接部や表面処理など、
鋼管の形状や内部欠陥を点検あるいは検査する放射線透
過鋼管検査方法は既に知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、バルブの検査にバルブの解体を伴うのは、バルブの
点検前にＸ線透視撮影しても、通常、バルブのパッキン
はＸ線吸収係数がバルブの材質に比べて小さいため、Ｘ
線写真撮影してもパッキンを確認することが困難であっ
たためである。また、上記従来技術になるバルブの検査
では、バルブの解体を伴うことから、通常の運転中には
検査を行なえず、また、解体作業を行うことから検査時
間も長くなってしまうという問題点があった。

【０００５】すなわち、上記の従来技術においては、Ｘ
線透視撮影によって、バルブの弁棒などは撮影可能であ
るが、しかしながら、そのパッキンはＸ線透視撮影が不
可能なため、解体作業を伴わない無開放診断を行うこと
が出来なかった。

【０００６】そこで、本発明では、上述した従来技術に
おける問題点に鑑み、バルブ内のパッキンの挿入状態を
も含め、バルブをＸ線透視撮影で確認できるようにし
て、弁全体の無開放診断を可能にし、これにより、通常
の運転中にも検査を行なえるバルブとそのパッキン、さ
らには、かかるバルブパッキンのの検査方法とそれを実
現する検査装置を提供することを目的とする。更に、本
発明は、パッキンのみでなく、他の部材に組み込まれた
ゴム等材質部の検査にも適用することも目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部にパッキ
ンを挿入しているバルブであって、該パッキンの少なく
とも一部にＸ線吸収係数の大きい部材を含んで、Ｘ線透
視法によって観察できるようにしたことを特徴とするバ
ルブを提案する。

【０００８】さらに、本発明によれば、上記の目的を達
成するため、内部にパッキンを挿入しているバルブであ
って、少なくとも、当該パッキンの挿入部を取り囲むバ
ルブ体の材質の厚さを均一でかつ可能な範囲内で最も薄
くし、もって、前記バルブ内のパッキンをＸ線透視法に
よって観察できるようにしたバルブを提案する。

【０００９】さらに、本発明では、前記したバルブの内
部に挿入される略円環形状のパッキンであって、前記パ
ッキンの少なくとも一部にＸ線吸収係数の大きい部材を
含んで、Ｘ線透視法によって観察できるようにしたバル
ブパッキンを提案する。

【００１０】また、本発明では、現地に据え付けられて
内部に前記したバルブパッキンを備えたバルブにＸ線を
照射し、前記バルブを透過する透過Ｘ線を検出し、当該
検出した透過Ｘ線に所定の処理を施して表示することに
より、前記バルブ内のパッキンを無開放で検査可能にし
たバルブパッキンの検査方法が提案される。

【００１１】そして、本発明では、前記したバルブパッ
キンの検査方法を実現するための検査装置であって、可
搬式の台車上に上下に移動可能に搭載したＸ線発生手段
と、やはり可搬式の台車上に上下に移動可能に搭載し、
前記Ｘ線発生手段からのバルブ透過Ｘ線を検出するため
のＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段からの検出信号に
所定の処理を施す検出信号処理手段と、前記検出信号処
理手段からの出力信号を表示する表示手段とを備え、前
記バルブ内のパッキンを無開放で検査可能にしたバルブ
パッキンの検査装置が提案される。

【００１２】すなわち、バルブ内のパッキンにＸ線吸収
係数の大きい物質を塗布したもの、パッキンの周囲にＸ
線吸収係数の大きい金属製の網をつけたもの、あるいは
パッキン自体がＸ線吸収係数の大きな物質で構成されて
いるものを使用してＸ線透視撮影によってパッキンを確
認できるようにする。さらに、パッキン挿入部の厚さを
小さくしたバルブを使用することで、より鮮明にＸ線透
視像にパッキンが現れるようにする。撮影にはＸ線検出
器にイメ−ジインテンシファイヤを用いたＸ線ＴＶ装置
を用いて、リアルタイムにＸ線透視像をモニタに出力さ
せる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。まず、
図１は、本発明のバルブパッキンのＸ線透視撮影法を実
現するためのバルブの概略構造を示すための、バルブの
パッキン挿入部の断面図である。

【００１４】ところで、従来のバルブでは、通常、パッ
キン挿入部を取り囲むバルブ体を形成する材料（鋼鉄な
どの金属）のＸ線吸収係数が、パッキン（例えばグラフ
ァイト）のＸ線吸収係数に比べて大きい上に、その肉厚
も不均一でその厚みも厚いため、バルブを透過してきた
Ｘ線はエネルギ−の高いスペクトルを持ち、パッキンを
透過する際にほとんど減衰されない。このために、検出
器に入射する透過Ｘ線はパッキンの情報を持たないの
で、透視像として現れない。

【００１５】そこで、本発明になるバルブの構造では、
図１に示すように、バルブ１内の上下に配置されたパッ
キン止め２、２の間には、複数個のパッキン５、５…が
挿入されて配置されており、挿入されたパッキンを取り
囲むバルブの肉厚、すなわち、これらパッキンが挿入さ
れたパッキン挿入部３におけるバルブ体４の厚さｄを均
一にすると共に、この厚さｄを可能な限り小さくしてい
る。なお、このパッキン挿入部３を取り囲むバルブ体４
の厚さｄは、要求される機械的強度との関係などにより
決定されるが、その際、かかる要求を満足し得る範囲の
中で最小に近い値とすることが好ましい。特に、バルブ
体４の厚さｄを均一にすることにより、より鮮明なパッ
キン５の像が得られることとなる。

【００１６】次に、図２には、上記本発明のバルブパッ
キンのＸ線透視撮影法を実現するためのパッキンの構造
を示すものである。すなわち、本発明によって提案され
ているパッキンは、Ｘ線透視画像に映るようにＸ線吸収
材をパッキンに塗布したもの、金属製の網をパッキンに
付けたもの、あるいは、パッキン自体をＸ線吸収係数の
大きな物質で構成したものである。

【００１７】すなわち、一般に、パッキンの材質（例え
ばグラファイト製）はバルブの材質（鋼製）に比べてＸ
線吸収係数が小さいので、Ｘ線がパッキンを透過しても
ほとんど減衰しないため、Ｘ線透視画像に現れない。そ
こで、上記のような、パッキンのＸ線吸収係数を大きく
して、Ｘ線透視画像でパッキンの状態を確認することが
可能なパッキンとするための新たな構造が提案されてい
る。

【００１８】まず、図２（ａ）に示す構造では、パッキ
ン５の外周（円周周囲及び上下面。円周周囲とは、円周
外周面以外に内周面をも含ませてもよい。）にＸ線吸収
係数の大きいＸ線吸収材６（例えば、硫酸バリウム粉
末）を塗布する。図２（ｂ）に示す構造では、Ｘ線吸収
材となる金属製の網７をパッキン５の外周（円周周囲及
び上下面）に取り付ける。また、図２（ｃ）に示す構造
では、Ｘ線吸収係数の大きな物質でパッキン５自体を構
成したものであり、かかる物質としては、例えば、パッ
キンの通常の材料であるグラファイトに、Ｘ線吸収係数
の大きな硫酸バリウム粉末を混入してパッキン自体を構
成している。

【００１９】このように、検査しようとするパッキン５
の外周あるいは全体にＸ線吸収材やＸ線吸収係数の大き
な物質を加えることにより、パッキン５も、バルブ１の
内部に透過してきた高いエネルギ−スペクトルを持つＸ
線を吸収することができるため、得られるＸ線透視画像
にパッキンが現れるようになる。尚、図２（イ）、
（ロ）において、円周周囲のみとし、上下面にはＸ線吸
収係数の大きい材料を設けない例もある。円周方向のみ
からＸ線を照射する例が多いためである。しかし、斜め
方向からもＸ線を照射する例では、上下面を設けておく
ことが好ましい。

【００２０】次に、図３には、本発明になるバルブパッ
キンのＸ線透視撮影法を実現する装置を示している。な
お、図において、符号１０はプラント内において設置さ
れ、図示しない配管内の流体を制御するためたバルブで
あり、このバルブ１０は、少なくとも、そのパッキン挿
入部において上記図１に示したような構造を有するもの
である。また、このバルブ１０内に挿入されているパッ
キン５、５…は、やはり、上記図２に示した何れかの構
造を備えたものである。

【００２１】Ｘ線透視撮影装置は、基本的には、検査す
べきバルブ１０を間に挟んで、互いに対向して配置され
るＸ線発生器８とＸ線検出器１１を、さらには、画像処
理装置１４とモニタ１５を含んでいる。なお、これらＸ
線発生器８とＸ線検出器１１は、プラント内に配置され
たバルブ１０の現場での位置に合わせてＸ線透視撮影を
可能とするため、上下に自在に移動することの可能な台
車であるリフター９、９Ａ上に搭載されている。これら
のリフター９、９Ａは、その下面に滑車などの移動手段
を取り付け、これにより可搬式になっている。また、バ
ルブの周囲の各方向から測定可能な構成となっている。
このためには、Ｘ線源側８、９と検出器側９Ａ、１２等
とが互いに対向した位置関係になるように配置した機構
にしておけばよい。

【００２２】また、上記のＸ線発生器８は、Ｘ線を発生
し放射させる市販の装置であり、一方、上記のＸ線検出
器１１は、より詳細には、イメ−ジインテンシファイヤ
１２とＣＣＤカメラ１３とから構成されている。このイ
メ−ジインテンシファイヤ１２は、入射Ｘ線が入力蛍光
面に作った可視像を数千倍の輝度に増幅して出力蛍光面
に出力する市販の装置である。また、ＣＣＤカメラ１３
は、光を電気信号に変換する市販の装置である。

【００２３】また、上記の画像処理装置１４は、撮像に
より得られたアナログ信号をディジタル信号に、すなわ
ち、Ａ／Ｄ変換し、このデジタルデータに様々な処理を
施し、その結果を映像信号としてモニタ１５に出力する
汎用の装置である。なお、これらの画像処理装置１４と
モニタ１５も、その下面に滑車などの移動手段を取り付
けた台車上に搭載され、これにより可搬式になってい
る。

【００２４】続いて、上記に構成を説明したＸ線透視撮
影装置によれば、その可搬式の台車によってプラントの
現場内を移動し、検査するバルブ１０の据え付けられた
位置に配置する。その後、リフター９、９Ａを用いて上
下に位置決めをし、これにより、バルブ１０を挟んでＸ
線発生器８とＸ線検出器１１とが対向するように配置す
る。

【００２５】次に、Ｘ線発生器８を操作し、このＸ線発
生器８から放射された放射Ｘ線１６はバルブ１０を透過
して透過Ｘ線１７となる。この放射Ｘ線１６の強度はほ
ぼ一様であるが、透過Ｘ線１７の強度は、透過した部材
の厚さが厚く、その材質の密度（Ｘ線吸収係数）が大き
いほど小さくなる。一方、イメ−ジインテンシファイヤ
１２は入力蛍光面、光電子増倍管、出力蛍光面からな
り、上記透過Ｘ線１７がＸ線検出器１１の入射窓からイ
メ−ジインテンシファイヤ１２に入射すると、Ｘ線の強
度に応じた明るさの蛍光を発する入力蛍光面上に蛍光像
をつくる。この蛍光像は光電子増倍管によって数千倍の
輝度に増幅され、イメ−ジインテンシファイヤ１２の出
力蛍光面に出力される。

【００２６】更に、バルブの円周周囲方向について測定
する必要があれば、Ｘ線源と検出器側とを互いに対向さ
せた状態で、円周周囲方向に所定ピッチ角度（又はある
角度になるように）回転させ、その角度毎にＸ線を放出
し、検出することでその円周角度での測定ができる。こ
れらのリフタと回転とを利用すれば、バルブの全周囲に
かけてのパッキン測定が可能となる。尚、Ｘ線管からの
放出Ｘ線がバルブのパッキン全体を１回で透視できるだ
けの大きさを持つものであれば、必ずしもリフタは不要
である。

【００２７】上記のようにして出力蛍光面に映し出され
た蛍光像は、ＣＣＤカメラ１３によって電気信号に変換
され、上記画像処理装置１４に転送される。この画像処
理装置１４では、Ａ／Ｄ変換したデジタルデ−タをノイ
ズ除去や階調処理、拡大などの画像処理を行い、処理画
像を映像信号としてモニタ１５に出力することができ
る。

【００２８】このように、本発明のＸ線透視撮影装置を
用いることにより、上記Ｘ線の発生から透視像のモニタ
出力までの工程が、数秒で済み、リアルタイムに検査結
果を確認することができる。また、上記の画像処理装置
１４からの映像出力信号はビデオコピーにも出力するこ
とが出来、また、そのデータはアナログ信号でビデオテ
−プに、あるいは、デジタル信号でハードディスクなど
の記憶媒体に記録することも出来る。なお、このように
して記録したデータは、後に、画像処理装置または汎用
のパソコン上で、市販のソフトウェアなどにより、画像
処理することができる。また、本発明のＸ線透視撮影装
置（Ｘ線発生器、Ｘ線検出器、画像処理装置等）は小型
で、それぞれ架搬式の台車上に搭載することが可能であ
るため、直接、現地において、リアルタイムの診断が可
能になる。

【００２９】さらに、図４及び図５により、上記本発明
のＸ線透視撮影装置により、バルブのパッキン挿入部を
Ｘ線透視撮影した結果（模式図）を、通常のパッキンと
バルブ構造との比較により示す。点線部分が金属（パッ
キン受輪を含む）による映像を示す。

【００３０】図４は、通常のパッキンを備えたバルブの
Ｘ線透視撮影による画像の例であり、図からも明らかな
ように、この画像ではバルブのパッキン挿入部には何も
像が現れていない。すなわち、パッキンのＸ線透視撮影
による検査は不可能である。

【００３１】これに対し、図５（ａ）には、上記図１に
示した本発明になるバルブと図２（ａ）のパッキンを使
用した場合のバルブのＸ線透視撮影による画像（模式
図）が示されている。また、図５（ｂ）には、上記図１
のバルブと図２（ｂ）のパッキンを使用した場合のＸ線
透視撮影による画像（模式図）、そして、図５（ｃ）に
は、上記図１のバルブと図２（ｃ）のパッキンを使用し
た場合のＸ線透視撮影による画像（模式図）が示されて
いる。これら図５（ａ）〜（ｃ）のいずれの透視画像例
でも、バルブ体の像１８、弁棒の像１９、パッキン受輪
の像２０は現れている。

【００３２】より詳細には、図５（ａ）の透視例では、
パッキン５の上下にＸ線吸収材６を塗布してあるので、
個々のパッキンの上下部にＸ線吸収材の像２１がくっき
りと現れている。図５（ｂ）の透視例では、パッキンの
周囲にＸ線吸収係数の大きい金属製の網７を付けている
ため、個々のパッキンの輪郭に沿って金属製の網の像２
２が現れている。そして、図５の（ｃ）の透視例では、
パッキン自体がＸ線吸収係数の大きな物質によって構成
されているため、パッキンの像２３が透視像に現れる。
これら図５（ａ）〜（ｃ）に示した透視画像からも明ら
かなように、無開放でバルブを検査すると共に、その内
部のパッキンの検査も同時にすることが可能になる。

【００３３】尚、パッキンの素材としては、合成ゴム、
天然ゴム、樹脂等があるが、いずれもＸ線吸収係数の小
さい素材である。ここで小さいとは相対的な意味であっ
て、周囲の素材（例えば金属）に比して小さいとの意味
である。また、パッキン以外の他の部材中での、この部
材よりもＸ線吸収係数の小さい、例えばゴム等部材の取
り付けたままの検査にも拡張可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のバルブ
とそのパッキン、及び、かかるバルブパッキンの検査方
法とそれを実現する検査装置によれば、Ｘ線吸収係数の
大きな物質をパッキンと組み合わせてＸ線透視撮影で診
断することにより、無開放でバルブ内のパッキンの有無
や境界などのバルブパッキン状態を観察可能にして、短
時間でリアルタイムに確認することができる。そのた
め、特に、本発明のバルブとそのパッキン、バルブパッ
キンの検査方法と検査装置をプラントに適用することに
より、その内部に多数のバルブを据え付けたプラント内
でも、運転中にも拘わらず、短時間で診断を行って安全
なプラントの運転を確保することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態になる、Ｘ線透視撮影法に
よる無開放検査が可能なバルブの概略構造を示すバルブ
の一部断面図である。

【図２】上記バルブの内部に挿入される、Ｘ線透視撮影
法による無開放検査が可能なバルブパッキンを説明する
斜視図である。

【図３】上記バルブの内部をＸ線透視撮影法によって無
開放検査する、本発明の実施の形態になるバルブパッキ
ンの検査装置の構成を示す説明図である。

【図４】本発明との比較のため、従来の検査装置による
通常のパッキンのＸ線透視画像の例を示す図である。

【図５】上記本発明のバルブパッキンと検査装置によっ
て得られるパッキンのＸ線透視画像の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１、１０バルブ２パッキン止め３パッキン挿入部４パッキン挿入部を囲むバルブ体ｄパッキン挿入部のバルブ体の厚さ５パッキン６Ｘ線吸収材７金属製の網８Ｘ線発生器９リフター１１Ｘ線検出器１２イメ−ジインテンシファイヤ１３ＣＣＤカメラ１４画像処理装置１５モニター１６放射Ｘ線１７透過Ｘ線１８バルブ体の像１９弁棒の像２０パッキン受輪の像２１Ｘ線吸収材の像２２金属製の網の像２３パッキンの像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０１Ｎ 23/18 Ｇ０１Ｎ 23/18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部にパッキンを挿入しているバルブで
あって、該パッキンの少なくとも一部にＸ線吸収係数の
大きい部材を含んで、Ｘ線透視法によって観察できるよ
うにしたことを特徴とするバルブ。
【請求項２】内部にパッキンを挿入しているバルブで
あって、少なくとも、当該パッキンの挿入部を取り囲む
バルブ体の材質の厚さを均一でかつ可能な範囲内で最も
薄くし、もって、前記バルブ内のパッキンをＸ線透視法
によって観察できるようにしたことを特徴とするバル
ブ。
【請求項３】前記請求項１又は２に記載したバルブに
おいて、その内部に挿入される略円環形状のパッキン
は、少なくとも一部にＸ線吸収係数の大きい部材を含ん
で、Ｘ線透視法によって観察できるようにしたことを特
徴とするバルブ。
【請求項４】前記請求項１又は３のバルブにおいて、
前記Ｘ線吸収係数の大きい部材は、前記略円環形状のパ
ッキンの上下表面上に塗布されて形成されていることを
特徴とするバルブ。
【請求項５】前記請求項１又は３のバルブにおいて、
前記Ｘ線吸収係数の大きい部材は、金属製の網状部材を
前記パッキンの外周を包んで形成されていることを特徴
とするバルブ。
【請求項６】前記請求項１又は３のバルブにおいて、
前記Ｘ線吸収係数の大きい部材は、前記パッキンを形成
する部材の中に粉末状に全体に混入されていることを特
徴とするバルブ。
【請求項７】現地に据え付けられて内部に前記請求項
１、３〜６のいずれかに記載したバルブにＸ線を照射
し、前記バルブを透過する透過Ｘ線を検出し、当該検出
した透過Ｘ線に所定の処理を施して表示することによ
り、前記バルブ内のパッキンを無開放で検査可能にした
ことを特徴とするバルブパッキンの検査方法。
【請求項８】前記請求項７に記載したバルブパッキン
の検査方法を実現するための検査装置であって、可搬式
の台車上に上下に移動可能に搭載したＸ線発生手段と、
やはり可搬式の台車上に上下に移動可能に搭載し、前記
Ｘ線発生手段からのバルブ透過Ｘ線を検出するためのＸ
線検出手段と、前記Ｘ線検出手段からの検出信号に所定
の処理を施す検出信号処理手段と、前記検出信号処理手
段からの出力信号を表示する表示手段とを備え、前記バ
ルブ内のパッキンを無開放で検査可能にしたことを特徴
とするバルブパッキンの検査装置。
【請求項９】バルブ内に挿入されるパッキンにおい
て、該パッキンの少なくとも一部にＸ線吸収係数の大き
い部材を含んで、Ｘ線透視法によって観察できるように
したことを特徴とするパッキン。
【請求項１０】部材中又は部材の一部に設けられたＸ
線吸収係数の小さいゴム等材質部の、少なくとも一部に
Ｘ線吸収係数の大きい部材を含んで、Ｘ線透視法によっ
て、分解又は解放することなく観察できるようにした、
ゴム等材質部を持つ部材。