JPWO2009050826A1 - 流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及びその装置を提供する。水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御方法であって、前記流体空間内に管を配するとともに、該管を包被体で包被し、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知し、前記検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする流体空間内部に注入される水張り量の制御方法。
Description
本発明は、水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及び装置に関するものである。
液体を貯蔵するタンクや、気体を貯蔵するタンク等の流体空間を形成する容器等を作成し、完成したときには、内部に水を導入、保持することによって耐圧性能を検証する水張り試験を行う必要があるものもある。
水張り試験では、従来より、工業用水や淡水等の清浄な水が使用されているが、例えば中南米、アフリカ、中近東など清浄な水の入手が困難な地域では、大量の清浄な水を購入する必要があり、水張り試験を行うために非常に高い費用がかかることとなる。そこで、タンク等の内面が海水等の塩含有水への耐食性を有する場合、比較的安価に入手することができる海水等の塩含有水を使用してタンク等の水張り試験が行われる。
しかしながら、前記流体空間を形成する容器等は内部に配管等の管が配置されているものも多く、タンク等の内面が海水等の塩含有水への耐食性を有していても、該管が塩含有水への耐食性を有していない場合もある。このような場合に、塩含有水を用いて水張り試験を行う場合、管の腐食を防ぐ必要があり、そのために、管を取り外して水張り試験を行うか、管を防食することが考えられる。
流体空間を形成する容器の内部に配置された管である内部配管を取り外して水張り試験を行う場合の具体例として、例えば、流体空間を形成する容器等が液化天然ガス（ＬＮＧ）を貯蔵するＬＮＧタンクであり、内部に配置されている管が外部からＬＮＧを受け入れたり、外部へＬＮＧを排出するための内部配管である場合が考えられる。ＬＮＧタンクの内表面は一般に、低温での優れた強度と靱性を有する９％Ｎｉ鋼であり、前記配管はステンレス製であるため、海水を水張りするとステンレス製の配管が腐食する可能性がある。このような場合、従来は図５に示したように、内部配管を取り付けない状態で水張り試験を行い、水張り試験が終了した後に内部配管を取り付けることが行われている。
塩含有水である海水を用いた従来の水張り試験の手順について図５を用いて説明する。ＬＮＧタンク１が完成すると、ＬＮＧタンク１と海面５１との間に仮配管５０を設置する。また、仮配管５０を介して海水をＬＮＧタンク１に導入するポンプ５２と、海水をＬＮＧタンク１から排出するポンプ５３を設置しておく。仮配管５０、ポンプ５２及びポンプ５３の設置が終わると、ポンプ５２を用いてＬＮＧタンク１に海水を導入する。海水の導入が終わり、ＬＮＧタンクが満水になると、一定期間保持し、その後ポンプ５３を用いてＬＮＧタンク内の海水を海に排出する。必要に応じて仮配管中にバッファープール５４を設けることもある。そして、海水の排出が終わると、仮配管５０を取り外し、内部配管５を取り付ける。
しかしながら、図５に示したような従来の水張り試験方法では、内部配管を取り外して水張り試験を行うため、内部配管の腐食を防止することはできるが、水張り試験後に内部配管を設置するために、水張り試験に要する工期が伸び、検査も含めたＬＮＧタンクの製作コストが高くなる。
一方、水張り試験時の内部の防食方法としては、特許文献１にはタンク内面の溶接部を両面テープを用いてビニールコーティングして水張りする方法が開示されており、特許文献２にはタンク内面の溶接部にＺｎ塗料を塗布して防食する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献１及び２に開示された技術を用いて、流体空間内部の腐食する可能性のある管を防食すると、管の表面積が大きい場合には防食のために非常に時間がかかり、図５に具体例を示した管を取り外して水張り試験を行う場合と同様、水張り試験に要する工期が伸び、検査も含めたタンク等の製作コストが高くなる。
水張り試験では、従来より、工業用水や淡水等の清浄な水が使用されているが、例えば中南米、アフリカ、中近東など清浄な水の入手が困難な地域では、大量の清浄な水を購入する必要があり、水張り試験を行うために非常に高い費用がかかることとなる。そこで、タンク等の内面が海水等の塩含有水への耐食性を有する場合、比較的安価に入手することができる海水等の塩含有水を使用してタンク等の水張り試験が行われる。
しかしながら、前記流体空間を形成する容器等は内部に配管等の管が配置されているものも多く、タンク等の内面が海水等の塩含有水への耐食性を有していても、該管が塩含有水への耐食性を有していない場合もある。このような場合に、塩含有水を用いて水張り試験を行う場合、管の腐食を防ぐ必要があり、そのために、管を取り外して水張り試験を行うか、管を防食することが考えられる。
流体空間を形成する容器の内部に配置された管である内部配管を取り外して水張り試験を行う場合の具体例として、例えば、流体空間を形成する容器等が液化天然ガス（ＬＮＧ）を貯蔵するＬＮＧタンクであり、内部に配置されている管が外部からＬＮＧを受け入れたり、外部へＬＮＧを排出するための内部配管である場合が考えられる。ＬＮＧタンクの内表面は一般に、低温での優れた強度と靱性を有する９％Ｎｉ鋼であり、前記配管はステンレス製であるため、海水を水張りするとステンレス製の配管が腐食する可能性がある。このような場合、従来は図５に示したように、内部配管を取り付けない状態で水張り試験を行い、水張り試験が終了した後に内部配管を取り付けることが行われている。
塩含有水である海水を用いた従来の水張り試験の手順について図５を用いて説明する。ＬＮＧタンク１が完成すると、ＬＮＧタンク１と海面５１との間に仮配管５０を設置する。また、仮配管５０を介して海水をＬＮＧタンク１に導入するポンプ５２と、海水をＬＮＧタンク１から排出するポンプ５３を設置しておく。仮配管５０、ポンプ５２及びポンプ５３の設置が終わると、ポンプ５２を用いてＬＮＧタンク１に海水を導入する。海水の導入が終わり、ＬＮＧタンクが満水になると、一定期間保持し、その後ポンプ５３を用いてＬＮＧタンク内の海水を海に排出する。必要に応じて仮配管中にバッファープール５４を設けることもある。そして、海水の排出が終わると、仮配管５０を取り外し、内部配管５を取り付ける。
しかしながら、図５に示したような従来の水張り試験方法では、内部配管を取り外して水張り試験を行うため、内部配管の腐食を防止することはできるが、水張り試験後に内部配管を設置するために、水張り試験に要する工期が伸び、検査も含めたＬＮＧタンクの製作コストが高くなる。
一方、水張り試験時の内部の防食方法としては、特許文献１にはタンク内面の溶接部を両面テープを用いてビニールコーティングして水張りする方法が開示されており、特許文献２にはタンク内面の溶接部にＺｎ塗料を塗布して防食する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献１及び２に開示された技術を用いて、流体空間内部の腐食する可能性のある管を防食すると、管の表面積が大きい場合には防食のために非常に時間がかかり、図５に具体例を示した管を取り外して水張り試験を行う場合と同様、水張り試験に要する工期が伸び、検査も含めたタンク等の製作コストが高くなる。
そこで、流体空間内部に配された配管を耐食性を有する物質で包被して、水張り試験を行うことが考えられるが、水張りのための水の注入速度や、水圧によっては包被した耐食性の物質が損傷してしまい配管が水張り用の水と接触する可能性がある。
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明においては、水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御方法であって、前記流体空間内に管を配するとともに、該管を包被体で包被し、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知し、前記検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
流体空間としては、例えば流体槽、二重槽、圧力容器の仕切り槽、二重管式熱交換器等を例示することができる。
このように管を包被体することで、管は水張り用の水と接触しない状態とすることができる。さらに、包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知し、前記検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することで、包被体内の圧力は、前記包被体外の水圧に抗して包被体を外方に膨出させる水圧となり、包被体は一定形状の断面を保持することができ、包被体が管周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、包被体が管に付着して包被体と管の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
なお、管は下底に空隙を有した状態で前記流体空間内に配することが好ましい。下底に空隙を有していれば、開口部を有する包被体を該空隙部に持ち込み、開口部を上方にして包被体を引き上げることで容易に管を包被することができるためである。
また、前記包被体内の検知圧力をｐ１、前記包被体外の流体空間の水張り部位の検知圧力をｐ２、
前記包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの、包被体内外圧力差をΔＰとしたとき、
０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰ
が成立するように、前記包被体内と前記水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
包被体内の圧力が包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大とするためには、０＜ｐ１−ｐ２とする必要がある。
また、包被体が損傷して、管が水張り用の水と接触してしまうことを防止するためには、包被体内外の差圧（ｐ１−ｐ２）を、包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの包被体内外圧力差（ΔＰ）よりも小さくし、ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように制御すればよい。
従って、０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように流体及び水を注入する注入量を制御することで、包被体の損傷を防止することができ、管が水張り用の水と接触しない状態をより確実にすることができる。
前記包被体内へ注入する流体が液体であり、前記包被体内の液面高さが前記包被体外の流体空間の水張り部位の水面高さよりも高くなるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ液体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
包被体外の水張り部位から包被体の方向へかかる圧力は、水圧であるため水面に近ければ近いほど小さく、包被体最下部にかかる圧力が１番大きい。仮に包被体内へ注入する流体が気体であれば、包被体内は一様の圧力となるため、包被体内の気体の圧力は包被体最下部よりも大となるようにしなければならず、この場合、包被体外の水面付近での包被体内外の圧力差が大きくなり、包被体が損傷する可能性が高くなる。
しかし、包被体内へ注入する流体を液体とすると、包被体内の圧力も液面に近ければ近いほど小さくなるため、流体を気体とする場合よりも、包被体外の水面近くでの包被体内外の圧力差は流体を気体としたときほどは大きくならず、よって包被体の損傷の可能性が低くなる。
また、例えば水張り用の水の比重よりも大きな比重を有する液体を包被体内に注入した場合、液体の液面を水張り用の水の水面より低い位置に設定しても、前記包被体内を、前記包被体外の圧力より大きくすることができる場合があるが、この場合、液体の液面よりも上方で、包被体外に水が存在する高さ位置では、水圧によって包被体が一定の断面形状を維持することができなくなる可能性がある。そこで、包被体内の液面の高さを、包被体外の水面高さよりも高くすることで、どの高さ位置においても、包被体が一定の断面形状を維持することができるようになる。
また、前記包被体内及び包被体外の検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出する排出量を制御することを特徴とする。
このことにより、管が水張り用の水と接触することなく、さらに包被体と管が接触することもない状態で、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出することができる。
したがって、水張り試験が終了し前記流体空間の水張り部位から水を排出する場合や、水張り用の水量の微調整を行うために水を排出する場合にも、管の腐食を防止することができる。
また、排出時においても、前記ｐ１、ｐ２、ΔＰを用いて０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように排出量を制御すると、包被体の損傷を防止することができ、管が水張り用の水と接触しない状態をより確実にすることができる。
また、課題を解決するための装置発明として、水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御装置であって、前記流体空間内に配された管と、該管を包被する包被体と、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知する検知手段とを備え、前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
また、前記検知手段における包被体内の検知圧力をｐ１、前記包被体外の流体空間の水張り部位の検知圧力をｐ２、前記包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの、包被体内外圧力差をΔＰとしたときに
０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰ
が成立するように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する手段を設けたことを特徴とする。
また、前記包被体内へ注入する流体を液体とし、前記制御手段によって、前記包被体内の液面高さが前記包被体外の流体空間の水張り部位の水面高さよりも高くなるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ液体及び水を注入する注入量を制御する手段を設けたことを特徴とする。
また、前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出する排出量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
以上記載のごとく本発明によれば、水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及びその装置を提供することができる。
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明においては、水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御方法であって、前記流体空間内に管を配するとともに、該管を包被体で包被し、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知し、前記検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
流体空間としては、例えば流体槽、二重槽、圧力容器の仕切り槽、二重管式熱交換器等を例示することができる。
このように管を包被体することで、管は水張り用の水と接触しない状態とすることができる。さらに、包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知し、前記検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することで、包被体内の圧力は、前記包被体外の水圧に抗して包被体を外方に膨出させる水圧となり、包被体は一定形状の断面を保持することができ、包被体が管周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、包被体が管に付着して包被体と管の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
なお、管は下底に空隙を有した状態で前記流体空間内に配することが好ましい。下底に空隙を有していれば、開口部を有する包被体を該空隙部に持ち込み、開口部を上方にして包被体を引き上げることで容易に管を包被することができるためである。
また、前記包被体内の検知圧力をｐ１、前記包被体外の流体空間の水張り部位の検知圧力をｐ２、
前記包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの、包被体内外圧力差をΔＰとしたとき、
０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰ
が成立するように、前記包被体内と前記水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
包被体内の圧力が包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大とするためには、０＜ｐ１−ｐ２とする必要がある。
また、包被体が損傷して、管が水張り用の水と接触してしまうことを防止するためには、包被体内外の差圧（ｐ１−ｐ２）を、包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの包被体内外圧力差（ΔＰ）よりも小さくし、ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように制御すればよい。
従って、０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように流体及び水を注入する注入量を制御することで、包被体の損傷を防止することができ、管が水張り用の水と接触しない状態をより確実にすることができる。
前記包被体内へ注入する流体が液体であり、前記包被体内の液面高さが前記包被体外の流体空間の水張り部位の水面高さよりも高くなるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ液体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
包被体外の水張り部位から包被体の方向へかかる圧力は、水圧であるため水面に近ければ近いほど小さく、包被体最下部にかかる圧力が１番大きい。仮に包被体内へ注入する流体が気体であれば、包被体内は一様の圧力となるため、包被体内の気体の圧力は包被体最下部よりも大となるようにしなければならず、この場合、包被体外の水面付近での包被体内外の圧力差が大きくなり、包被体が損傷する可能性が高くなる。
しかし、包被体内へ注入する流体を液体とすると、包被体内の圧力も液面に近ければ近いほど小さくなるため、流体を気体とする場合よりも、包被体外の水面近くでの包被体内外の圧力差は流体を気体としたときほどは大きくならず、よって包被体の損傷の可能性が低くなる。
また、例えば水張り用の水の比重よりも大きな比重を有する液体を包被体内に注入した場合、液体の液面を水張り用の水の水面より低い位置に設定しても、前記包被体内を、前記包被体外の圧力より大きくすることができる場合があるが、この場合、液体の液面よりも上方で、包被体外に水が存在する高さ位置では、水圧によって包被体が一定の断面形状を維持することができなくなる可能性がある。そこで、包被体内の液面の高さを、包被体外の水面高さよりも高くすることで、どの高さ位置においても、包被体が一定の断面形状を維持することができるようになる。
また、前記包被体内及び包被体外の検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出する排出量を制御することを特徴とする。
このことにより、管が水張り用の水と接触することなく、さらに包被体と管が接触することもない状態で、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出することができる。
したがって、水張り試験が終了し前記流体空間の水張り部位から水を排出する場合や、水張り用の水量の微調整を行うために水を排出する場合にも、管の腐食を防止することができる。
また、排出時においても、前記ｐ１、ｐ２、ΔＰを用いて０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように排出量を制御すると、包被体の損傷を防止することができ、管が水張り用の水と接触しない状態をより確実にすることができる。
また、課題を解決するための装置発明として、水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御装置であって、前記流体空間内に配された管と、該管を包被する包被体と、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知する検知手段とを備え、前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
また、前記検知手段における包被体内の検知圧力をｐ１、前記包被体外の流体空間の水張り部位の検知圧力をｐ２、前記包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの、包被体内外圧力差をΔＰとしたときに
０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰ
が成立するように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する手段を設けたことを特徴とする。
また、前記包被体内へ注入する流体を液体とし、前記制御手段によって、前記包被体内の液面高さが前記包被体外の流体空間の水張り部位の水面高さよりも高くなるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ液体及び水を注入する注入量を制御する手段を設けたことを特徴とする。
また、前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出する排出量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
以上記載のごとく本発明によれば、水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及びその装置を提供することができる。
第１図は、 本実施例に係る水張試験を行うＬＮＧタンクを示す概念図である
第２図は、図１におけるＡ部拡大図である。
第３図は、ＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の概略図である。
第４図は、ＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の回路図である。
第５図は、従来の海水水張り試験を行う手順の説明図である。
第２図は、図１におけるＡ部拡大図である。
第３図は、ＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の概略図である。
第４図は、ＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の回路図である。
第５図は、従来の海水水張り試験を行う手順の説明図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
本実施例１においては、流体空間としてＬＮＧタンクを用いて説明する。
図１は、本実施例に係る水張り試験を行うＬＮＧタンクを示す概念図である。
まず図１を用いて、ＬＮＧタンクの概要について説明する。ＬＮＧタンク１は、ＬＮＧを貯留する内槽３と、該内槽３の外側周囲を覆う外槽２とから構成される二重殻式構造のタンクである。−１６２℃以下という極低温のＬＮＧと接触する内槽３は、極低温においても脆性を起こさない十分な強度と、靱性を有する９％Ｎｉ鋼で構成されている。また内槽３と外槽２の間の空間４には断熱材を介在させ、ＬＮＧタンク１外部からのタンク内への熱の侵入を最小限に抑えるようにしている。また外槽２は、前記断熱材を保持するとともに、外気のＬＮＧタンク１内への侵入を防ぐために気密構造としている。
また、ＬＮＧタンク１内には、外部からＬＮＧを受け入れたり、タンク内のＬＮＧを排出するためのステンレス製の内部配管５が内挿されている。該内部配管５は一端はＬＮＧタンク１上部を貫通してＬＮＧの供給元又は供給先へ接続されており、他端はＬＮＧタンク１の内槽２の下内面との間に空隙を有した中空構造となるように内槽３内に配されている。なお、図１においては内部配管を１本のみ図示したが、内部配管５は複数本存在することもある。
また、内槽３内には、内部が空であるときに内部に作業員が入ることができるように内部階段７が設けられている。
このようなＬＮＧタンクを作成し、完成したときには、内部に水を注入、保持することによって内槽３の耐圧性能を検証する水張り試験を行う必要があり、本実施例においては海水を用いて水張り試験を行う。しかしながら、内槽３内に配されたステンレス製の内部配管５は、海水と接触することで腐食する可能性があるため、内部配管５と海水が接触しないようにする必要がある。
図２は図１におけるＡ部拡大図であり、図３はＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の概略図、図４はＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の回路図である。
次に図１〜図４を用いて、ＬＮＧタンクの水張り試験方法について説明する。
水張り試験は概略以下のステップで行われる
（１）養生袋６によって内部配管５を包被する。
（２）養生袋６内の圧力が養生袋６外の内槽３内の圧力より大となるように、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入する。
（３）所定量の海水を内槽３内に張った後に、所定期間保持する。
（４）内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する。
以下で、前記（１）から（４）のステップについて詳細に説明する。なお、本実施例においては、内槽高さが５０ｍのＬＮＧタンクに水張りを行う場合を例示して説明する。
内槽高さが５０ｍのＬＮＧタンクの場合、ＬＮＧの貯留温度（−１６２℃）におけるＬＮＧの比重が０．４２であり、海水の比重が１．０３であるため、ＬＮＧを満液まで貯留した場合を考えると、５０ｍ×（０．４２／１．０３）＝２０．４ｍの海水を水張りすればＬＮＧを満液まで貯留した場合と同じ圧力をかけて耐圧試験を実施することができる。本実施例においては、余裕をもって２５ｍの高さ位置まで海水を水張りすることを考える。
（１）養生袋６によって内部配管５を包被する。
水張り試験を行うに際して、先ず養生袋６を用いて内部配管５を包被する。
養生袋６は、下底が閉塞しており、上底が開放した円筒状のポリ塩化ビニル製の袋を用いるとよい。このような養生袋６を折りたたみ、養生袋６の上底に設けた開放部が上側になるように、内部配管５の下方の持ち込む。そして、養生袋６の上部を吊り上げ、養生袋６が内部配管５を包被するように伸ばしていき内部配管５を包被する。内部配管５が複数本ある場合にはそれぞれの内部配管５について養生袋６で包被する。このようにして、内部配管５を包被した養生袋６は次のステップへ移る際もそのまま吊り上げておく。
なお、内部配管５を養生袋６で包被する範囲は、内部配管５の下端から水張りをする際の水面高さ（本実施例では２５ｍ）よりも高い位置まで包被しておく必要がある。
また、養生袋の材質は海水と接触しても腐食しないものとする必要があり、さらに、前記のように折りたたんで内部配管５の下方に持ち込む必要があるため、軟質な部材であることが好ましく、薄層状の軟質合成樹脂、特に強化繊維を編みこんだポリ塩化ビニルを用いることが好適である。
（２）養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の内槽３内の圧力ｐ２より大となるように、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入する。
前記ステップで養生袋６によって内部配管５を包被した後、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入して水張りを行う。図３に示したように、複数の内部配管５を包被した包被体６の内部下方には浸水式の淡水用圧力センサ１２が設けられており、養生袋６外の内槽３内にも同じく浸水式の海水用圧力センサ１１が設けられている。海水用圧力センサ１１は、内槽３内の圧力を検知する圧力計が内槽３に常備されている場合は、常備された圧力計を代用してもよい。また、淡水用圧力センサ１２と海水用圧力センサ１１の設置高さ位置は近ければ近いほど好ましい。
前記淡水用圧力センサ１２による検知圧力ｐ１と、前記海水用圧力センサ１１による検知圧力ｐ２は水張り量制御装置２０へ送られる。
水張り量制御装置２０について、図４を用いて説明する。内槽３内に取り付けられた５本の内部配管５をそれぞれ包被した養生袋６が配されている（図示は２本のみ）。５つの養生袋６内にそれぞれ設けられた淡水用圧力センサ１２で検知された圧力ｐ１は、それぞれ端子台２１を経てディストリビュータ２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆへと送られる。該ディストリビュータで信号変換され、記録計２３、パソコン２４を経由して制御装置２５へ送られる。また、内槽３中の海水８内に設けられた海水用圧力センサ１１で検知された圧力ｐ２は、端子台２１を経てディストリビュータ２２ａへと送られる。該ディストリビュータ２２ａで信号変換され、記録計２３、パソコン２４を経由して制御装置２５へ送られる。制御装置２５では、検知した圧力（ｐ１、ｐ２）に基づいて養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋外の圧力ｐ２よりも高くなるように、水槽２６から養生袋６内へ淡水を送液するポンプ２７ｂ〜２７ｆ（図示は２７ｅ、ｆのみ）の回転数、及び海面５１から内槽３内へ海水を送液するポンプ２７ａの回転数を変化させ、注入量を制御する。また、海水用圧力センサ１１、淡水用圧力センサ１２で検知された圧力（ｐ１、ｐ２）は、ディストリビュータ２２ａ〜２２ｆから記録計２３へ供給されて記録され、パソコン２４に表示されるようになっている。
このように、圧力検知結果に基づいて、淡水及び海水の注入量を制御することで、養生袋６内の圧力は、前記養生袋６外の水圧に抗して養生袋を外方に膨出させる水圧となり、養生袋は一定形状の断面を保持することができ、養生袋６が内部配管５周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、養生袋６が内部配管５に付着して養生袋６と内部配管５の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
（３）所定量の海水を内槽３内に張った後に、所定期間保持する。
前記ステップで所定量（本実施例においては２５ｍ）海水を内槽３内に張った後は、その状態を所定期間保持する。
このとき、養生袋６内の圧力ｐ１と内槽３の圧力ｐ２の関係は、前記注入中のステップと同様とし、圧力センサ１１、１２及び水張り量制御装置２０は稼動したままにしておく。
（４）内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する
所定期間海水張り状態を保持した後、養生袋６内の淡水及び内槽３の海水を排出する。
内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する際も注入時と同様に、養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の内槽３内の圧力ｐ２より大となるように、養生袋６内と内槽３からそれぞれ淡水及び海水を排出する。
排出時のｐ１とｐ２の制御は、淡水及び海水の注入時に使用した端子台２１、ディストリビュータ２２ａ〜２２ｆ、記録計２３、パソコン２４及び制御装置２５からなる水張り量制御装置２０を兼用する。淡水及び海水の排出用のポンプは、前記ポンプ２７ａ〜２７ｆを兼用してもよく、別途排出用のポンプを設けてもよい。
淡水及び海水の排出時は、前記水張り量制御装置２０によって、海水用圧力センサ１１、淡水用圧力センサ１２で検知された圧力（ｐ１、ｐ２）に基づいて、養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の圧力ｐ２よりも高くなるように、排出用ポンプによる淡水及び海水の排出量を制御することで、養生袋６内の圧力は、前記養生袋６外の水圧に抗して養生袋を外方に膨出させる水圧となり、養生袋は一定形状の断面を保持することができ、養生袋６が内部配管５周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、養生袋６が内部配管５に付着して養生袋６と内部配管５の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
海水及び淡水を排出した後に、養生袋６を取り外す。
内槽高さ５０ｍのＬＮＧタンク１に水張り試験を行う場合、水張りに約１週間、水を張った状態での保持に約２日、水の排出に約１週間という長時間をかけて行うことが一般的であるが、以上のように（１）〜（４）までのステップに従って水張り試験を行うことによって、内部配管５は水張り中は常に淡水と接した状態となり、海水と接しないため、海水による腐食を防止することができる。また養生袋内と養生袋外の圧力を検知して、養生袋内又は養生袋外に淡水又は海水を注入しているため、何れかが過剰投入となることはない。
よって、養生袋内及び養生袋外の圧力を検知して、検知圧力に基づいて水張り量の制御を行うことで、内槽内に配した内部配管が水張り用の水と接触することなく内槽内に水張りを行うことが可能となる。
なお、前記（２）（３）（４）のステップにおいて、０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰの関係から圧力範囲が外れた場合に作動する警報アラームを設けておくと、圧力センサ１１、１２、ポンプ２７ａ〜２７ｆに異常が発生した場合に検出できる。
図１は、本実施例に係る水張り試験を行うＬＮＧタンクを示す概念図である。
まず図１を用いて、ＬＮＧタンクの概要について説明する。ＬＮＧタンク１は、ＬＮＧを貯留する内槽３と、該内槽３の外側周囲を覆う外槽２とから構成される二重殻式構造のタンクである。−１６２℃以下という極低温のＬＮＧと接触する内槽３は、極低温においても脆性を起こさない十分な強度と、靱性を有する９％Ｎｉ鋼で構成されている。また内槽３と外槽２の間の空間４には断熱材を介在させ、ＬＮＧタンク１外部からのタンク内への熱の侵入を最小限に抑えるようにしている。また外槽２は、前記断熱材を保持するとともに、外気のＬＮＧタンク１内への侵入を防ぐために気密構造としている。
また、ＬＮＧタンク１内には、外部からＬＮＧを受け入れたり、タンク内のＬＮＧを排出するためのステンレス製の内部配管５が内挿されている。該内部配管５は一端はＬＮＧタンク１上部を貫通してＬＮＧの供給元又は供給先へ接続されており、他端はＬＮＧタンク１の内槽２の下内面との間に空隙を有した中空構造となるように内槽３内に配されている。なお、図１においては内部配管を１本のみ図示したが、内部配管５は複数本存在することもある。
また、内槽３内には、内部が空であるときに内部に作業員が入ることができるように内部階段７が設けられている。
このようなＬＮＧタンクを作成し、完成したときには、内部に水を注入、保持することによって内槽３の耐圧性能を検証する水張り試験を行う必要があり、本実施例においては海水を用いて水張り試験を行う。しかしながら、内槽３内に配されたステンレス製の内部配管５は、海水と接触することで腐食する可能性があるため、内部配管５と海水が接触しないようにする必要がある。
図２は図１におけるＡ部拡大図であり、図３はＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の概略図、図４はＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の回路図である。
次に図１〜図４を用いて、ＬＮＧタンクの水張り試験方法について説明する。
水張り試験は概略以下のステップで行われる
（１）養生袋６によって内部配管５を包被する。
（２）養生袋６内の圧力が養生袋６外の内槽３内の圧力より大となるように、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入する。
（３）所定量の海水を内槽３内に張った後に、所定期間保持する。
（４）内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する。
以下で、前記（１）から（４）のステップについて詳細に説明する。なお、本実施例においては、内槽高さが５０ｍのＬＮＧタンクに水張りを行う場合を例示して説明する。
内槽高さが５０ｍのＬＮＧタンクの場合、ＬＮＧの貯留温度（−１６２℃）におけるＬＮＧの比重が０．４２であり、海水の比重が１．０３であるため、ＬＮＧを満液まで貯留した場合を考えると、５０ｍ×（０．４２／１．０３）＝２０．４ｍの海水を水張りすればＬＮＧを満液まで貯留した場合と同じ圧力をかけて耐圧試験を実施することができる。本実施例においては、余裕をもって２５ｍの高さ位置まで海水を水張りすることを考える。
（１）養生袋６によって内部配管５を包被する。
水張り試験を行うに際して、先ず養生袋６を用いて内部配管５を包被する。
養生袋６は、下底が閉塞しており、上底が開放した円筒状のポリ塩化ビニル製の袋を用いるとよい。このような養生袋６を折りたたみ、養生袋６の上底に設けた開放部が上側になるように、内部配管５の下方の持ち込む。そして、養生袋６の上部を吊り上げ、養生袋６が内部配管５を包被するように伸ばしていき内部配管５を包被する。内部配管５が複数本ある場合にはそれぞれの内部配管５について養生袋６で包被する。このようにして、内部配管５を包被した養生袋６は次のステップへ移る際もそのまま吊り上げておく。
なお、内部配管５を養生袋６で包被する範囲は、内部配管５の下端から水張りをする際の水面高さ（本実施例では２５ｍ）よりも高い位置まで包被しておく必要がある。
また、養生袋の材質は海水と接触しても腐食しないものとする必要があり、さらに、前記のように折りたたんで内部配管５の下方に持ち込む必要があるため、軟質な部材であることが好ましく、薄層状の軟質合成樹脂、特に強化繊維を編みこんだポリ塩化ビニルを用いることが好適である。
（２）養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の内槽３内の圧力ｐ２より大となるように、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入する。
前記ステップで養生袋６によって内部配管５を包被した後、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入して水張りを行う。図３に示したように、複数の内部配管５を包被した包被体６の内部下方には浸水式の淡水用圧力センサ１２が設けられており、養生袋６外の内槽３内にも同じく浸水式の海水用圧力センサ１１が設けられている。海水用圧力センサ１１は、内槽３内の圧力を検知する圧力計が内槽３に常備されている場合は、常備された圧力計を代用してもよい。また、淡水用圧力センサ１２と海水用圧力センサ１１の設置高さ位置は近ければ近いほど好ましい。
前記淡水用圧力センサ１２による検知圧力ｐ１と、前記海水用圧力センサ１１による検知圧力ｐ２は水張り量制御装置２０へ送られる。
水張り量制御装置２０について、図４を用いて説明する。内槽３内に取り付けられた５本の内部配管５をそれぞれ包被した養生袋６が配されている（図示は２本のみ）。５つの養生袋６内にそれぞれ設けられた淡水用圧力センサ１２で検知された圧力ｐ１は、それぞれ端子台２１を経てディストリビュータ２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆへと送られる。該ディストリビュータで信号変換され、記録計２３、パソコン２４を経由して制御装置２５へ送られる。また、内槽３中の海水８内に設けられた海水用圧力センサ１１で検知された圧力ｐ２は、端子台２１を経てディストリビュータ２２ａへと送られる。該ディストリビュータ２２ａで信号変換され、記録計２３、パソコン２４を経由して制御装置２５へ送られる。制御装置２５では、検知した圧力（ｐ１、ｐ２）に基づいて養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋外の圧力ｐ２よりも高くなるように、水槽２６から養生袋６内へ淡水を送液するポンプ２７ｂ〜２７ｆ（図示は２７ｅ、ｆのみ）の回転数、及び海面５１から内槽３内へ海水を送液するポンプ２７ａの回転数を変化させ、注入量を制御する。また、海水用圧力センサ１１、淡水用圧力センサ１２で検知された圧力（ｐ１、ｐ２）は、ディストリビュータ２２ａ〜２２ｆから記録計２３へ供給されて記録され、パソコン２４に表示されるようになっている。
このように、圧力検知結果に基づいて、淡水及び海水の注入量を制御することで、養生袋６内の圧力は、前記養生袋６外の水圧に抗して養生袋を外方に膨出させる水圧となり、養生袋は一定形状の断面を保持することができ、養生袋６が内部配管５周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、養生袋６が内部配管５に付着して養生袋６と内部配管５の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
（３）所定量の海水を内槽３内に張った後に、所定期間保持する。
前記ステップで所定量（本実施例においては２５ｍ）海水を内槽３内に張った後は、その状態を所定期間保持する。
このとき、養生袋６内の圧力ｐ１と内槽３の圧力ｐ２の関係は、前記注入中のステップと同様とし、圧力センサ１１、１２及び水張り量制御装置２０は稼動したままにしておく。
（４）内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する
所定期間海水張り状態を保持した後、養生袋６内の淡水及び内槽３の海水を排出する。
内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する際も注入時と同様に、養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の内槽３内の圧力ｐ２より大となるように、養生袋６内と内槽３からそれぞれ淡水及び海水を排出する。
排出時のｐ１とｐ２の制御は、淡水及び海水の注入時に使用した端子台２１、ディストリビュータ２２ａ〜２２ｆ、記録計２３、パソコン２４及び制御装置２５からなる水張り量制御装置２０を兼用する。淡水及び海水の排出用のポンプは、前記ポンプ２７ａ〜２７ｆを兼用してもよく、別途排出用のポンプを設けてもよい。
淡水及び海水の排出時は、前記水張り量制御装置２０によって、海水用圧力センサ１１、淡水用圧力センサ１２で検知された圧力（ｐ１、ｐ２）に基づいて、養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の圧力ｐ２よりも高くなるように、排出用ポンプによる淡水及び海水の排出量を制御することで、養生袋６内の圧力は、前記養生袋６外の水圧に抗して養生袋を外方に膨出させる水圧となり、養生袋は一定形状の断面を保持することができ、養生袋６が内部配管５周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、養生袋６が内部配管５に付着して養生袋６と内部配管５の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
海水及び淡水を排出した後に、養生袋６を取り外す。
内槽高さ５０ｍのＬＮＧタンク１に水張り試験を行う場合、水張りに約１週間、水を張った状態での保持に約２日、水の排出に約１週間という長時間をかけて行うことが一般的であるが、以上のように（１）〜（４）までのステップに従って水張り試験を行うことによって、内部配管５は水張り中は常に淡水と接した状態となり、海水と接しないため、海水による腐食を防止することができる。また養生袋内と養生袋外の圧力を検知して、養生袋内又は養生袋外に淡水又は海水を注入しているため、何れかが過剰投入となることはない。
よって、養生袋内及び養生袋外の圧力を検知して、検知圧力に基づいて水張り量の制御を行うことで、内槽内に配した内部配管が水張り用の水と接触することなく内槽内に水張りを行うことが可能となる。
なお、前記（２）（３）（４）のステップにおいて、０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰの関係から圧力範囲が外れた場合に作動する警報アラームを設けておくと、圧力センサ１１、１２、ポンプ２７ａ〜２７ｆに異常が発生した場合に検出できる。
水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法として利用することができる。
本発明は、水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及び装置に関するものである。
液体を貯蔵するタンクや、気体を貯蔵するタンク等の流体空間を形成する容器等を作成し、完成したときには、内部に水を導入、保持することによって耐圧性能を検証する水張り試験を行う必要があるものもある。
水張り試験では、従来より、工業用水や淡水等の清浄な水が使用されているが、例えば中南米、アフリカ、中近東など清浄な水の入手が困難な地域では、大量の清浄な水を購入する必要があり、水張り試験を行うために非常に高い費用がかかることとなる。そこで、タンク等の内面が海水等の塩含有水への耐食性を有する場合、比較的安価に入手することができる海水等の塩含有水を使用してタンク等の水張り試験が行われる。
水張り試験では、従来より、工業用水や淡水等の清浄な水が使用されているが、例えば中南米、アフリカ、中近東など清浄な水の入手が困難な地域では、大量の清浄な水を購入する必要があり、水張り試験を行うために非常に高い費用がかかることとなる。そこで、タンク等の内面が海水等の塩含有水への耐食性を有する場合、比較的安価に入手することができる海水等の塩含有水を使用してタンク等の水張り試験が行われる。
しかしながら、前記流体空間を形成する容器等は内部に配管等の管が配置されているものも多く、タンク等の内面が海水等の塩含有水への耐食性を有していても、該管が塩含有水への耐食性を有していない場合もある。このような場合に、塩含有水を用いて水張り試験を行う場合、管の腐食を防ぐ必要があり、そのために、管を取り外して水張り試験を行うか、管を防食することが考えられる。
流体空間を形成する容器の内部に配置された管である内部配管を取り外して水張り試験を行う場合の具体例として、例えば、流体空間を形成する容器等が液化天然ガス（ＬＮＧ）を貯蔵するＬＮＧタンクであり、内部に配置されている管が外部からＬＮＧを受け入れたり、外部へＬＮＧを排出するための内部配管である場合が考えられる。ＬＮＧタンクの内表面は一般に、低温での優れた強度と靱性を有する９％Ｎｉ鋼であり、前記配管はステンレス製であるため、海水を水張りするとステンレス製の配管が腐食する可能性がある。このような場合、従来は図５に示したように、内部配管を取り付けない状態で水張り試験を行い、水張り試験が終了した後に内部配管を取り付けることが行われている。
塩含有水である海水を用いた従来の水張り試験の手順について図５を用いて説明する。ＬＮＧタンク１が完成すると、ＬＮＧタンク１と海面５１との間に仮配管５０を設置する。また、仮配管５０を介して海水をＬＮＧタンク１に導入するポンプ５２と、海水をＬＮＧタンク１から排出するポンプ５３を設置しておく。仮配管５０、ポンプ５２及びポンプ５３の設置が終わると、ポンプ５２を用いてＬＮＧタンク１に海水を導入する。海水の導入が終わり、ＬＮＧタンクが満水になると、一定期間保持し、その後ポンプ５３を用いてＬＮＧタンク内の海水を海に排出する。必要に応じて仮配管中にバッファープール５４を設けることもある。そして、海水の排出が終わると、仮配管５０を取り外し、内部配管５を取り付ける。
塩含有水である海水を用いた従来の水張り試験の手順について図５を用いて説明する。ＬＮＧタンク１が完成すると、ＬＮＧタンク１と海面５１との間に仮配管５０を設置する。また、仮配管５０を介して海水をＬＮＧタンク１に導入するポンプ５２と、海水をＬＮＧタンク１から排出するポンプ５３を設置しておく。仮配管５０、ポンプ５２及びポンプ５３の設置が終わると、ポンプ５２を用いてＬＮＧタンク１に海水を導入する。海水の導入が終わり、ＬＮＧタンクが満水になると、一定期間保持し、その後ポンプ５３を用いてＬＮＧタンク内の海水を海に排出する。必要に応じて仮配管中にバッファープール５４を設けることもある。そして、海水の排出が終わると、仮配管５０を取り外し、内部配管５を取り付ける。
しかしながら、図５に示したような従来の水張り試験方法では、内部配管を取り外して水張り試験を行うため、内部配管の腐食を防止することはできるが、水張り試験後に内部配管を設置するために、水張り試験に要する工期が伸び、検査も含めたＬＮＧタンクの製作コストが高くなる。
一方、水張り試験時の内部の防食方法としては、特許文献１（特公昭６２−８７３３号公報）にはタンク内面の溶接部を両面テープを用いてビニールコーティングして水張りする方法が開示されており、特許文献２（特開２００７−１３２８３４号公報）にはタンク内面の溶接部にＺｎ塗料を塗布して防食する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献１及び２に開示された技術を用いて、流体空間内部の腐食する可能性のある管を防食すると、管の表面積が大きい場合には防食のために非常に時間がかかり、図５に具体例を示した管を取り外して水張り試験を行う場合と同様、水張り試験に要する工期が伸び、検査も含めたタンク等の製作コストが高くなる。
そこで、流体空間内部に配された配管を耐食性を有する物質で包被して、水張り試験を行うことが考えられるが、水張りのための水の注入速度や、水圧によっては包被した耐食性の物質が損傷してしまい配管が水張り用の水と接触する可能性がある。
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明においては、水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御方法であって、前記流体空間内に管を配するとともに、該管を包被体で包被し、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知し、前記検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
流体空間としては、例えば流体槽、二重槽、圧力容器の仕切り槽、二重管式熱交換器等を例示することができる。
流体空間としては、例えば流体槽、二重槽、圧力容器の仕切り槽、二重管式熱交換器等を例示することができる。
このように管を包被体することで、管は水張り用の水と接触しない状態とすることができる。さらに、包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知し、前記検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することで、包被体内の圧力は、前記包被体外の水圧に抗して包被体を外方に膨出させる水圧となり、包被体は一定形状の断面を保持することができ、包被体が管周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、包被体が管に付着して包被体と管の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
なお、管は下底に空隙を有した状態で前記流体空間内に配することが好ましい。下底に空隙を有していれば、開口部を有する包被体を該空隙部に持ち込み、開口部を上方にして包被体を引き上げることで容易に管を包被することができるためである。
なお、管は下底に空隙を有した状態で前記流体空間内に配することが好ましい。下底に空隙を有していれば、開口部を有する包被体を該空隙部に持ち込み、開口部を上方にして包被体を引き上げることで容易に管を包被することができるためである。
また、前記包被体内の検知圧力をｐ１、前記包被体外の流体空間の水張り部位の検知圧力をｐ２、
前記包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの、包被体内外圧力差をΔＰとしたとき、
０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰ
が成立するように、前記包被体内と前記水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
前記包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの、包被体内外圧力差をΔＰとしたとき、
０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰ
が成立するように、前記包被体内と前記水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
包被体内の圧力が包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大とするためには、０＜ｐ１−ｐ２とする必要がある。
また、包被体が損傷して、管が水張り用の水と接触してしまうことを防止するためには、包被体内外の差圧（ｐ１−ｐ２）を、包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの包被体内外圧力差（ΔＰ）よりも小さくし、ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように制御すればよい。
従って、０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように流体及び水を注入する注入量を制御することで、包被体の損傷を防止することができ、管が水張り用の水と接触しない状態をより確実にすることができる。
また、包被体が損傷して、管が水張り用の水と接触してしまうことを防止するためには、包被体内外の差圧（ｐ１−ｐ２）を、包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの包被体内外圧力差（ΔＰ）よりも小さくし、ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように制御すればよい。
従って、０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように流体及び水を注入する注入量を制御することで、包被体の損傷を防止することができ、管が水張り用の水と接触しない状態をより確実にすることができる。
前記包被体内へ注入する流体が液体であり、前記包被体内の液面高さが前記包被体外の流体空間の水張り部位の水面高さよりも高くなるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ液体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする。
包被体外の水張り部位から包被体の方向へかかる圧力は、水圧であるため水面に近ければ近いほど小さく、包被体最下部にかかる圧力が１番大きい。仮に包被体内へ注入する流体が気体であれば、包被体内は一様の圧力となるため、包被体内の気体の圧力は包被体最下部よりも大となるようにしなければならず、この場合、包被体外の水面付近での包被体内外の圧力差が大きくなり、包被体が損傷する可能性が高くなる。
しかし、包被体内へ注入する流体を液体とすると、包被体内の圧力も液面に近ければ近いほど小さくなるため、流体を気体とする場合よりも、包被体外の水面近くでの包被体内外の圧力差は流体を気体としたときほどは大きくならず、よって包被体の損傷の可能性が低くなる。
しかし、包被体内へ注入する流体を液体とすると、包被体内の圧力も液面に近ければ近いほど小さくなるため、流体を気体とする場合よりも、包被体外の水面近くでの包被体内外の圧力差は流体を気体としたときほどは大きくならず、よって包被体の損傷の可能性が低くなる。
また、例えば水張り用の水の比重よりも大きな比重を有する液体を包被体内に注入した場合、液体の液面を水張り用の水の水面より低い位置に設定しても、前記包被体内を、前記包被体外の圧力より大きくすることができる場合があるが、この場合、液体の液面よりも上方で、包被体外に水が存在する高さ位置では、水圧によって包被体が一定の断面形状を維持することができなくなる可能性がある。そこで、包被体内の液面の高さを、包被体外の水面高さよりも高くすることで、どの高さ位置においても、包被体が一定の断面形状を維持することができるようになる。
また、前記包被体内及び包被体外の検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出する排出量を制御することを特徴とする。
このことにより、管が水張り用の水と接触することなく、さらに包被体と管が接触することもない状態で、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出することができる。
したがって、水張り試験が終了し前記流体空間の水張り部位から水を排出する場合や、水張り用の水量の微調整を行うために水を排出する場合にも、管の腐食を防止することができる。
このことにより、管が水張り用の水と接触することなく、さらに包被体と管が接触することもない状態で、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出することができる。
したがって、水張り試験が終了し前記流体空間の水張り部位から水を排出する場合や、水張り用の水量の微調整を行うために水を排出する場合にも、管の腐食を防止することができる。
また、排出時においても、前記ｐ１、ｐ２、ΔＰを用いて０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように排出量を制御すると、包被体の損傷を防止することができ、管が水張り用の水と接触しない状態をより確実にすることができる。
また、課題を解決するための装置発明として、水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御装置であって、前記流体空間内に配された管と、該管を包被する包被体と、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知する検知手段とを備え、前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
また、課題を解決するための装置発明として、水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御装置であって、前記流体空間内に配された管と、該管を包被する包被体と、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知する検知手段とを備え、前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
また、前記検知手段における包被体内の検知圧力をｐ１、前記包被体外の流体空間の水張り部位の検知圧力をｐ２、前記包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの、包被体内外圧力差をΔＰとしたときに
０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰ
が成立するように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する手段を設けたことを特徴とする。
０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰ
が成立するように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する手段を設けたことを特徴とする。
また、前記包被体内へ注入する流体を液体とし、前記制御手段によって、前記包被体内の液面高さが前記包被体外の流体空間の水張り部位の水面高さよりも高くなるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ液体及び水を注入する注入量を制御する手段を設けたことを特徴とする。
また、前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出する排出量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
また、前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出する排出量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
以上記載のごとく本発明によれば、水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法及びその装置を提供することができる。
第１図は、本実施例に係る水張試験を行うＬＮＧタンクを示す概念図である
第２図は、図１におけるＡ部拡大図である。
第３図は、ＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の概略図である。
第４図は、ＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の回路図である。
第５図は、従来の海水水張り試験を行う手順の説明図である。
第２図は、図１におけるＡ部拡大図である。
第３図は、ＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の概略図である。
第４図は、ＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の回路図である。
第５図は、従来の海水水張り試験を行う手順の説明図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
本実施例１においては、流体空間としてＬＮＧタンクを用いて説明する。
図１は、本実施例に係る水張り試験を行うＬＮＧタンクを示す概念図である。
まず図１を用いて、ＬＮＧタンクの概要について説明する。ＬＮＧタンク１は、ＬＮＧを貯留する内槽３と、該内槽３の外側周囲を覆う外槽２とから構成される二重殻式構造のタンクである。−１６２℃以下という極低温のＬＮＧと接触する内槽３は、極低温においても脆性を起こさない十分な強度と、靱性を有する９％Ｎｉ鋼で構成されている。また内槽３と外槽２の間の空間４には断熱材を介在させ、ＬＮＧタンク１外部からのタンク内への熱の侵入を最小限に抑えるようにしている。また外槽２は、前記断熱材を保持するとともに、外気のＬＮＧタンク１内への侵入を防ぐために気密構造としている。
また、ＬＮＧタンク１内には、外部からＬＮＧを受け入れたり、タンク内のＬＮＧを排出するためのステンレス製の内部配管５が内挿されている。該内部配管５は一端はＬＮＧタンク１上部を貫通してＬＮＧの供給元又は供給先へ接続されており、他端はＬＮＧタンク１の内槽２の下内面との間に空隙を有した中空構造となるように内槽３内に配されている。なお、図１においては内部配管を１本のみ図示したが、内部配管５は複数本存在することもある。
また、内槽３内には、内部が空であるときに内部に作業員が入ることができるように内部階段７が設けられている。
図１は、本実施例に係る水張り試験を行うＬＮＧタンクを示す概念図である。
まず図１を用いて、ＬＮＧタンクの概要について説明する。ＬＮＧタンク１は、ＬＮＧを貯留する内槽３と、該内槽３の外側周囲を覆う外槽２とから構成される二重殻式構造のタンクである。−１６２℃以下という極低温のＬＮＧと接触する内槽３は、極低温においても脆性を起こさない十分な強度と、靱性を有する９％Ｎｉ鋼で構成されている。また内槽３と外槽２の間の空間４には断熱材を介在させ、ＬＮＧタンク１外部からのタンク内への熱の侵入を最小限に抑えるようにしている。また外槽２は、前記断熱材を保持するとともに、外気のＬＮＧタンク１内への侵入を防ぐために気密構造としている。
また、ＬＮＧタンク１内には、外部からＬＮＧを受け入れたり、タンク内のＬＮＧを排出するためのステンレス製の内部配管５が内挿されている。該内部配管５は一端はＬＮＧタンク１上部を貫通してＬＮＧの供給元又は供給先へ接続されており、他端はＬＮＧタンク１の内槽２の下内面との間に空隙を有した中空構造となるように内槽３内に配されている。なお、図１においては内部配管を１本のみ図示したが、内部配管５は複数本存在することもある。
また、内槽３内には、内部が空であるときに内部に作業員が入ることができるように内部階段７が設けられている。
このようなＬＮＧタンクを作成し、完成したときには、内部に水を注入、保持することによって内槽３の耐圧性能を検証する水張り試験を行う必要があり、本実施例においては海水を用いて水張り試験を行う。しかしながら、内槽３内に配されたステンレス製の内部配管５は、海水と接触することで腐食する可能性があるため、内部配管５と海水が接触しないようにする必要がある。
図２は図１におけるＡ部拡大図であり、図３はＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の概略図、図４はＬＮＧタンクに水張りを行う水張り量制御装置の回路図である。
次に図１〜図４を用いて、ＬＮＧタンクの水張り試験方法について説明する。
水張り試験は概略以下のステップで行われる。
（１）養生袋６によって内部配管５を包被する。
（２）養生袋６内の圧力が養生袋６外の内槽３内の圧力より大となるように、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入する。
（３）所定量の海水を内槽３内に張った後に、所定期間保持する。
（４）内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する。
次に図１〜図４を用いて、ＬＮＧタンクの水張り試験方法について説明する。
水張り試験は概略以下のステップで行われる。
（１）養生袋６によって内部配管５を包被する。
（２）養生袋６内の圧力が養生袋６外の内槽３内の圧力より大となるように、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入する。
（３）所定量の海水を内槽３内に張った後に、所定期間保持する。
（４）内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する。
以下で、前記（１）から（４）のステップについて詳細に説明する。なお、本実施例においては、内槽高さが５０ｍのＬＮＧタンクに水張りを行う場合を例示して説明する。
内槽高さが５０ｍのＬＮＧタンクの場合、ＬＮＧの貯留温度（−１６２℃）におけるＬＮＧの比重が０．４２であり、海水の比重が１．０３であるため、ＬＮＧを満液まで貯留した場合を考えると、５０ｍ×（０．４２／１．０３）＝２０．４ｍの海水を水張りすればＬＮＧを満液まで貯留した場合と同じ圧力をかけて耐圧試験を実施することができる。本実施例においては、余裕をもって２５ｍの高さ位置まで海水を水張りすることを考える。
内槽高さが５０ｍのＬＮＧタンクの場合、ＬＮＧの貯留温度（−１６２℃）におけるＬＮＧの比重が０．４２であり、海水の比重が１．０３であるため、ＬＮＧを満液まで貯留した場合を考えると、５０ｍ×（０．４２／１．０３）＝２０．４ｍの海水を水張りすればＬＮＧを満液まで貯留した場合と同じ圧力をかけて耐圧試験を実施することができる。本実施例においては、余裕をもって２５ｍの高さ位置まで海水を水張りすることを考える。
（１）養生袋６によって内部配管５を包被する。
水張り試験を行うに際して、先ず養生袋６を用いて内部配管５を包被する。
養生袋６は、下底が閉塞しており、上底が開放した円筒状のポリ塩化ビニル製の袋を用いるとよい。このような養生袋６を折りたたみ、養生袋６の上底に設けた開放部が上側になるように、内部配管５の下方の持ち込む。そして、養生袋６の上部を吊り上げ、養生袋６が内部配管５を包被するように伸ばしていき内部配管５を包被する。内部配管５が複数本ある場合にはそれぞれの内部配管５について養生袋６で包被する。このようにして、内部配管５を包被した養生袋６は次のステップへ移る際もそのまま吊り上げておく。
水張り試験を行うに際して、先ず養生袋６を用いて内部配管５を包被する。
養生袋６は、下底が閉塞しており、上底が開放した円筒状のポリ塩化ビニル製の袋を用いるとよい。このような養生袋６を折りたたみ、養生袋６の上底に設けた開放部が上側になるように、内部配管５の下方の持ち込む。そして、養生袋６の上部を吊り上げ、養生袋６が内部配管５を包被するように伸ばしていき内部配管５を包被する。内部配管５が複数本ある場合にはそれぞれの内部配管５について養生袋６で包被する。このようにして、内部配管５を包被した養生袋６は次のステップへ移る際もそのまま吊り上げておく。
なお、内部配管５を養生袋６で包被する範囲は、内部配管５の下端から水張りをする際の水面高さ（本実施例では２５ｍ）よりも高い位置まで包被しておく必要がある。
また、養生袋の材質は海水と接触しても腐食しないものとする必要があり、さらに、前記のように折りたたんで内部配管５の下方に持ち込む必要があるため、軟質な部材であることが好ましく、薄層状の軟質合成樹脂、特に強化繊維を編みこんだポリ塩化ビニルを用いることが好適である。
また、養生袋の材質は海水と接触しても腐食しないものとする必要があり、さらに、前記のように折りたたんで内部配管５の下方に持ち込む必要があるため、軟質な部材であることが好ましく、薄層状の軟質合成樹脂、特に強化繊維を編みこんだポリ塩化ビニルを用いることが好適である。
（２）養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の内槽３内の圧力ｐ２より大となるように、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入する。
前記ステップで養生袋６によって内部配管５を包被した後、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入して水張りを行う。図３に示したように、複数の内部配管５を包被した包被体６の内部下方には浸水式の淡水用圧力センサ１２が設けられており、養生袋６外の内槽３内にも同じく浸水式の海水用圧力センサ１１が設けられている。海水用圧力センサ１１は、内槽３内の圧力を検知する圧力計が内槽３に常備されている場合は、常備された圧力計を代用してもよい。また、淡水用圧力センサ１２と海水用圧力センサ１１の設置高さ位置は近ければ近いほど好ましい。
前記ステップで養生袋６によって内部配管５を包被した後、養生袋６内と内槽３にそれぞれ淡水及び海水を注入して水張りを行う。図３に示したように、複数の内部配管５を包被した包被体６の内部下方には浸水式の淡水用圧力センサ１２が設けられており、養生袋６外の内槽３内にも同じく浸水式の海水用圧力センサ１１が設けられている。海水用圧力センサ１１は、内槽３内の圧力を検知する圧力計が内槽３に常備されている場合は、常備された圧力計を代用してもよい。また、淡水用圧力センサ１２と海水用圧力センサ１１の設置高さ位置は近ければ近いほど好ましい。
前記淡水用圧力センサ１２による検知圧力ｐ１と、前記海水用圧力センサ１１による検知圧力ｐ２は水張り量制御装置２０へ送られる。
水張り量制御装置２０について、図４を用いて説明する。内槽３内に取り付けられた５本の内部配管５をそれぞれ包被した養生袋６が配されている（図示は２本のみ）。５つの養生袋６内にそれぞれ設けられた淡水用圧力センサ１２で検知された圧力ｐ１は、それぞれ端子台２１を経てディストリビュータ２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆへと送られる。該ディストリビュータで信号変換され、記録計２３、パソコン２４を経由して制御装置２５へ送られる。また、内槽３中の海水８内に設けられた海水用圧力センサ１１で検知された圧力ｐ２は、端子台２１を経てディストリビュータ２２ａへと送られる。該ディストリビュータ２２ａで信号変換され、記録計２３、パソコン２４を経由して制御装置２５へ送られる。制御装置２５では、検知した圧力（ｐ１、ｐ２）に基づいて養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋外の圧力ｐ２よりも高くなるように、水槽２６から養生袋６内へ淡水を送液するポンプ２７ｂ〜２７ｆ（図示は２７ｅ、ｆのみ）の回転数、及び海面５１から内槽３内へ海水を送液するポンプ２７ａの回転数を変化させ、注入量を制御する。また、海水用圧力センサ１１、淡水用圧力センサ１２で検知された圧力（ｐ１、ｐ２）は、ディストリビュータ２２ａ〜２２ｆから記録計２３へ供給されて記録され、パソコン２４に表示されるようになっている。
水張り量制御装置２０について、図４を用いて説明する。内槽３内に取り付けられた５本の内部配管５をそれぞれ包被した養生袋６が配されている（図示は２本のみ）。５つの養生袋６内にそれぞれ設けられた淡水用圧力センサ１２で検知された圧力ｐ１は、それぞれ端子台２１を経てディストリビュータ２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆへと送られる。該ディストリビュータで信号変換され、記録計２３、パソコン２４を経由して制御装置２５へ送られる。また、内槽３中の海水８内に設けられた海水用圧力センサ１１で検知された圧力ｐ２は、端子台２１を経てディストリビュータ２２ａへと送られる。該ディストリビュータ２２ａで信号変換され、記録計２３、パソコン２４を経由して制御装置２５へ送られる。制御装置２５では、検知した圧力（ｐ１、ｐ２）に基づいて養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋外の圧力ｐ２よりも高くなるように、水槽２６から養生袋６内へ淡水を送液するポンプ２７ｂ〜２７ｆ（図示は２７ｅ、ｆのみ）の回転数、及び海面５１から内槽３内へ海水を送液するポンプ２７ａの回転数を変化させ、注入量を制御する。また、海水用圧力センサ１１、淡水用圧力センサ１２で検知された圧力（ｐ１、ｐ２）は、ディストリビュータ２２ａ〜２２ｆから記録計２３へ供給されて記録され、パソコン２４に表示されるようになっている。
このように、圧力検知結果に基づいて、淡水及び海水の注入量を制御することで、養生袋６内の圧力は、前記養生袋６外の水圧に抗して養生袋を外方に膨出させる水圧となり、養生袋は一定形状の断面を保持することができ、養生袋６が内部配管５周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、養生袋６が内部配管５に付着して養生袋６と内部配管５の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
（３）所定量の海水を内槽３内に張った後に、所定期間保持する。
前記ステップで所定量（本実施例においては２５ｍ）海水を内槽３内に張った後は、その状態を所定期間保持する。
このとき、養生袋６内の圧力ｐ１と内槽３の圧力ｐ２の関係は、前記注入中のステップと同様とし、圧力センサ１１、１２及び水張り量制御装置２０は稼動したままにしておく。
前記ステップで所定量（本実施例においては２５ｍ）海水を内槽３内に張った後は、その状態を所定期間保持する。
このとき、養生袋６内の圧力ｐ１と内槽３の圧力ｐ２の関係は、前記注入中のステップと同様とし、圧力センサ１１、１２及び水張り量制御装置２０は稼動したままにしておく。
（４）内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する。
所定期間海水張り状態を保持した後、養生袋６内の淡水及び内槽３の海水を排出する。
所定期間海水張り状態を保持した後、養生袋６内の淡水及び内槽３の海水を排出する。
内槽３内の海水と、養生袋６内の淡水を排出する際も注入時と同様に、養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の内槽３内の圧力ｐ２より大となるように、養生袋６内と内槽３からそれぞれ淡水及び海水を排出する。
排出時のｐ１とｐ２の制御は、淡水及び海水の注入時に使用した端子台２１、ディストリビュータ２２ａ〜２２ｆ、記録計２３、パソコン２４及び制御装置２５からなる水張り量制御装置２０を兼用する。淡水及び海水の排出用のポンプは、前記ポンプ２７ａ〜２７ｆを兼用してもよく、別途排出用のポンプを設けてもよい。
淡水及び海水の排出時は、前記水張り量制御装置２０によって、海水用圧力センサ１１、淡水用圧力センサ１２で検知された圧力（ｐ１、ｐ２）に基づいて、養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の圧力ｐ２よりも高くなるように、排出用ポンプによる淡水及び海水の排出量を制御することで、養生袋６内の圧力は、前記養生袋６外の水圧に抗して養生袋を外方に膨出させる水圧となり、養生袋は一定形状の断面を保持することができ、養生袋６が内部配管５周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、養生袋６が内部配管５に付着して養生袋６と内部配管５の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
海水及び淡水を排出した後に、養生袋６を取り外す。
排出時のｐ１とｐ２の制御は、淡水及び海水の注入時に使用した端子台２１、ディストリビュータ２２ａ〜２２ｆ、記録計２３、パソコン２４及び制御装置２５からなる水張り量制御装置２０を兼用する。淡水及び海水の排出用のポンプは、前記ポンプ２７ａ〜２７ｆを兼用してもよく、別途排出用のポンプを設けてもよい。
淡水及び海水の排出時は、前記水張り量制御装置２０によって、海水用圧力センサ１１、淡水用圧力センサ１２で検知された圧力（ｐ１、ｐ２）に基づいて、養生袋６内の圧力ｐ１が養生袋６外の圧力ｐ２よりも高くなるように、排出用ポンプによる淡水及び海水の排出量を制御することで、養生袋６内の圧力は、前記養生袋６外の水圧に抗して養生袋を外方に膨出させる水圧となり、養生袋は一定形状の断面を保持することができ、養生袋６が内部配管５周囲の突起物等に接触して損傷することを防止することができるとともに、養生袋６が内部配管５に付着して養生袋６と内部配管５の隙間に流体中の例えば塩素イオンが濃縮し、隙間内外において濃淡電池が構成されて生じる隙間腐食を防止することができる。
海水及び淡水を排出した後に、養生袋６を取り外す。
内槽高さ５０ｍのＬＮＧタンク１に水張り試験を行う場合、水張りに約１週間、水を張った状態での保持に約２日、水の排出に約１週間という長時間をかけて行うことが一般的であるが、以上のように（１）〜（４）までのステップに従って水張り試験を行うことによって、内部配管５は水張り中は常に淡水と接した状態となり、海水と接しないため、海水による腐食を防止することができる。また養生袋内と養生袋外の圧力を検知して、養生袋内又は養生袋外に淡水又は海水を注入しているため、何れかが過剰投入となることはない。
よって、養生袋内及び養生袋外の圧力を検知して、検知圧力に基づいて水張り量の制御を行うことで、内槽内に配した内部配管が水張り用の水と接触することなく内槽内に水張りを行うことが可能となる。
なお、前記（２）（３）（４）のステップにおいて、０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰの関係から圧力範囲が外れた場合に作動する警報アラームを設けておくと、圧力センサ１１、１２、ポンプ２７ａ〜２７ｆに異常が発生した場合に検出できる。
なお、前記（２）（３）（４）のステップにおいて、０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰの関係から圧力範囲が外れた場合に作動する警報アラームを設けておくと、圧力センサ１１、１２、ポンプ２７ａ〜２７ｆに異常が発生した場合に検出できる。
水張り量の制御を行うことで、流体空間内に配した管が水張り用の水と接触することなく流体空間内に水張りを行うことが可能な、流体空間内部に注入される水張り量の制御方法として利用することができる。
Claims (8)
- 水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御方法であって、前記流体空間内に管を配するとともに、該管を包被体で包被し、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知し、前記検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする流体空間内部に注入される水張り量の制御方法。
- 前記包被体内の検知圧力をｐ１、前記包被体外の流体空間の水張り部位の検知圧力をｐ２、前記包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの、包被体内外圧力差をΔＰとしたとき、０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰが成立するように、前記包被体内と前記水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする請求項１記載の流体空間内部に注入される水張り量の制御方法。
- 前記包被体内へ注入する流体が液体であり、前記包被体内の液面高さが前記包被体外の流体空間の水張り部位の水面高さよりも高くなるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ液体及び水を注入する注入量を制御することを特徴とする請求項１記載の流体空間内部に注入される水張り量の制御方法。
- 前記包被体内及び包被体外の検知圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出する排出量を制御することを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の流体空間内部に注入される水張り量の制御方法。
- 水張り試験を要する流体空間内部に注入される水張り量の制御装置であって、前記流体空間内に配された管と、該管を包被する包被体と、前記包被体内及び包被体外の流体空間の水張り部位の圧力を検知する検知手段とを備え、前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする流体空間内部に注入される水張り量の制御装置。
- 前記検知手段における包被体内の検知圧力をｐ１、前記包被体外の流体空間の水張り部位の検知圧力をｐ２、前記包被体内外の圧力差によって包被体が損傷するときの、包被体内外圧力差をΔＰとしたときに
０＜ｐ１−ｐ２＜ΔＰ
が成立するように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ流体及び水を注入する注入量を制御する手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の流体空間内部に注入される水張り量の制御装置。 - 前記包被体内へ注入する流体を液体とし、前記制御手段によって、前記包被体内の液面高さが前記包被体外の流体空間の水張り部位の水面高さよりも高くなるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位にそれぞれ液体及び水を注入する注入量を制御する手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の流体空間内部に注入される水張り量の制御装置。
- 前記検知手段によって検知された圧力に基づいて、前記包被体内の圧力が前記包被体外の流体空間の水張り部位の圧力より大となるように、前記包被体内と前記包被体外の流体空間の水張り部位からそれぞれ流体及び水を排出する排出量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項５〜７何れかに記載の流体空間内部に注入される水張り量の制御装置。
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