JP2009156367A

JP2009156367A - Insulated joint structure

Info

Publication number: JP2009156367A
Application number: JP2007336164A
Authority: JP
Inventors: Kanki Hamaguchi; 環樹濱口
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulated joint structure which secures air tightness in an abnormal high temperature environment and electric insulation in a high humidity environment. <P>SOLUTION: An insulated washer 5 is interposed between a bolt 3 and a top side flange 2a, and between a nut 4 and a bottom side flange 2b. Furthermore, the bolt 3 is applied with an insulating coating 3a. By this insulating member, electrical insulation is kept between the top side flange 2a and the bottom side flange 2b. As the insulated washer 5, a material is used which has electric insulation and further does not deteriorate strength in the high temperature environment such as a fire. Gaskets 6 and 7 include double structures. The gasket 6 on the inner circumference side secures air tightness at an abnormal high temperature in addition to electric insulation and the gasket 7 on the periphery side secures electric insulation in the high humidity environment. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は管継手部の絶縁構造に係り、高温環境下においても気密性を確保し、また、高湿度環境下においても電気絶縁性を確保する管継手部の絶縁構造に関する。 The present invention relates to an insulating structure of a pipe joint part, and relates to an insulating structure of a pipe joint part that ensures airtightness even in a high temperature environment and also ensures electric insulation even in a high humidity environment.

従来、都市ガス配管等については、マクロセル腐食対策としてガス導管の継手部に絶縁継手構造が用いられている。従来の絶縁継手構造１００は、図４に示すように外皮に電気絶縁樹脂部材１０１で覆ったガスケット１０２を、フランジ１０３接合面に挟み、電気絶縁ワッシャー１０５を介して電気絶縁コーティングボルト１０４とナット１０６で締結する構造を有している。しかしながらこの構造では、火災等の高温時にはワッシャー１０５の樹脂が溶融又はボルトの締付が弱まって、気密性が著しく低下するという問題がある。 Conventionally, for city gas pipes and the like, an insulating joint structure is used at a joint portion of a gas conduit as a countermeasure for macro cell corrosion. As shown in FIG. 4, the conventional insulating joint structure 100 is formed by sandwiching a gasket 102 covered with an electrically insulating resin member 101 on the outer shell between flange 103 joint surfaces, and electrically insulating coating bolts 104 and nuts 106 via an electric insulating washer 105. It has the structure fastened with. However, this structure has a problem that the resin of the washer 105 is melted or bolt tightening is weakened at a high temperature such as a fire and the airtightness is remarkably lowered.

このような問題に対応すべく、高温耐性のある絶縁継手が提案されている（例えば特許文献１参照）。この技術による電気絶縁ガスケット２００は、図５に示すように、中央に高温での強度と電気絶縁性に優れた材質のガスケット２０１を配し、両側に柔軟性がありガスシール性に優れた材質のガスケット２０２を配し、アルミナ製のリング状電気絶縁材２０６を介して、電気絶縁材アルミナ製の円筒状スリーブ２０３で被覆されたボルト２０４とナット２０５を締結する構造を有している。これにより高温環境下でも気密性の低下を防止することが可能と記載されている。
特開２００１−３１７６７０号公報 In order to cope with such a problem, an insulating joint having high temperature resistance has been proposed (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 5, an electrically insulating gasket 200 according to this technique has a gasket 201 made of a material excellent in strength and electrical insulation at a high temperature in the center, and is flexible and gas-sealable on both sides. The gasket 202 is disposed, and a bolt 204 and a nut 205 covered with a cylindrical sleeve 203 made of an electrical insulating material alumina are fastened via an alumina ring-shaped electrical insulating material 206. It is described that it is possible to prevent a decrease in hermeticity even under a high temperature environment.
JP 2001-317670 A

従来の絶縁継手構造２００は、一般的なガスケットであれば乾燥環境下では良好な電気絶縁性を有するものの、高湿度環境や配管部に水が掛かる環境の下ではフランジ外周や、ボルト穴から、ガスケットが吸湿、吸水し、電気絶縁性が低下し、また、異常高温環境下で気密性が低下するという問題がある。 The conventional insulating joint structure 200 has a good electrical insulation in a dry environment if it is a general gasket, but in a high humidity environment or an environment where water is splashed on the piping part, from the flange outer periphery or bolt hole, There is a problem that the gasket absorbs moisture and absorbs water, resulting in a decrease in electrical insulation and a decrease in airtightness under an abnormally high temperature environment.

本発明はこのような課題を解決するためのものであって、高湿度環境下にあっても電気絶縁性低下を防ぎ、かつ、異常高温環境下においても気密性を確保できる絶縁継手構造を提供するものである。本発明に係る絶縁継手構造は、以下の内容を要旨とする。すなわち、
（１）配管端部に取り付けられた２つのフランジを、電気絶縁ガスケットを介して対峙させ、電気絶縁締結部材で締結して成る絶縁継手構造であって、該電気絶縁ガスケットは、内周側ガスケットと外周側のガスケットにより構成され、かつ、内周側ガスケットは、異常高温環境下において所定の気密性を有し、外周側ガスケットは、所定の電気絶縁性を有する、ものであることを特徴とする。
「内周側ガスケット」について、「異常高温環境下」とは、継手部が火災等の火炎に晒された状態における温度をいい、少なくとも８００℃程度において所定の気密性が確保されることを意味する。 The present invention is intended to solve such problems, and provides an insulating joint structure that prevents electrical insulation deterioration even in a high humidity environment and that can ensure airtightness even in an abnormally high temperature environment. To do. The gist of the insulated joint structure according to the present invention is as follows. That is,
(1) An insulating joint structure in which two flanges attached to pipe ends are opposed to each other via an electric insulation gasket and fastened by an electric insulation fastening member, and the electric insulation gasket is an inner peripheral gasket. And the outer peripheral gasket has a predetermined hermeticity under an abnormally high temperature environment, and the outer peripheral gasket has a predetermined electrical insulation. To do.
Regarding “inner peripheral side gasket”, “under abnormally high temperature environment” means the temperature when the joint is exposed to a flame such as a fire, and means that a predetermined airtightness is secured at least at about 800 ° C. To do.

また、「所定の気密性」とは、漏洩量が実用上支障のない程度の気密性をいい、配管内を流れる流体の性質や、使用目的により定まる。なお、（財）日本ガス機器検査協会（ＪＩＡ）の都市ガス用ガス栓検査規程には、「８００℃以上の雰囲気下において空気圧３ｋＰａで３０分間保持し、この間の漏れ量を常温で測定し、漏洩量が３０Ｌ/時以下であることを確認すること」、と定められている。
また、外周側ガスケットについて、「所定の電気絶縁性」とは、マクロセル腐食防止可能な電気絶縁性を有することをいう。 Further, the “predetermined airtightness” means airtightness with which the amount of leakage does not impede practically, and is determined by the nature of the fluid flowing in the pipe and the purpose of use. In addition, the Japan Gas Appliances Inspection Association (JIA) City Gas Gas Stopper Inspection Regulations stated that “hold at 30 ° C. for 30 minutes at an air pressure of 3 kPa in an atmosphere of 800 ° C. or higher, and measure the amount of leakage during this period at room temperature. Confirm that the amount of leakage is 30 L / hr or less ".
Further, “predetermined electrical insulation” of the outer peripheral gasket means having electrical insulation capable of preventing macrocell corrosion.

（２）上記発明において、電気絶縁締結部材が、電気絶縁ボルトと電気絶縁ワッシャーとを含み、該電気絶縁ワッシャーは、異常高温時において所定の圧縮強度及び耐熱性を有するものであることを特徴とする。
このような電気絶縁締結部材を用いることにより、気密性を担保することができる。
さらに、２９４ＭＰａ以上の圧縮強度、４００℃以上の耐熱性、及びフランジに組付けた状態で０．５ＭΩ以上の絶縁性を有する、断熱板又は電気絶縁板のいずれかを用いることが望ましい。 (2) In the above invention, the electrical insulation fastening member includes an electrical insulation bolt and an electrical insulation washer, and the electrical insulation washer has a predetermined compressive strength and heat resistance at an abnormally high temperature. To do.
By using such an electrically insulating fastening member, airtightness can be ensured.
Furthermore, it is desirable to use either a heat insulating plate or an electric insulating plate having a compressive strength of 294 MPa or more, a heat resistance of 400 ° C. or more, and an insulating property of 0.5 MΩ or more when assembled to a flange.

（３）上記発明において、外周側ガスケットが、所定の電気絶縁性及び水密性を有することを特徴とする。 (3) In the above invention, the outer peripheral gasket has predetermined electrical insulation and water tightness.

本発明によれば、火災等、異常高温環境下においても所定の気密性を確保し、また、高湿度環境下又は水が掛かる環境下においても、電気絶縁性低下を防ぐことが可能となるという効果がある。また、低コストで上記性能を担保する絶縁継手構造を実現できるという効果がある。 According to the present invention, predetermined airtightness is ensured even in an abnormally high temperature environment such as a fire, and it is possible to prevent a decrease in electrical insulation even in a high humidity environment or an environment where water is applied. effective. Moreover, there exists an effect that the insulated joint structure which ensures the said performance at low cost is realizable.

以下、本発明の実施形態について、図１、２を参照してさらに詳細に説明する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
図１は、本実施形態に係る絶縁継手構造１の断面構成を示す図である。図２は、ガスケット部の平面構成を示す図である。
図１を参照して、絶縁継手構造１は、一対の配管８ａ、８ｂの各端部に溶接などで固定された一対のフランジ２ａ、２ｂ間に、２つのガスケット６、７を介在させ、これらをフランジ孔２ｃを貫通するボルト３と下側のナット４により締結・固定することにより構成されている。ボルト３と上側フランジ２ａ間及びナット４と下側フランジ２ｂ間には、絶縁ワッシャー５が介在している。また、ボルト３には絶縁コーティング３ａが施されている。これらの絶縁部材により、上側フランジ２ａと下側フランジ２ｂ間は電気的に絶縁が保持されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. Needless to say, the scope of the present invention is described in the claims and is not limited to the following embodiments.
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an insulating joint structure 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a planar configuration of the gasket portion.
Referring to FIG. 1, an insulating joint structure 1 includes two gaskets 6 and 7 interposed between a pair of flanges 2a and 2b fixed to respective ends of a pair of pipes 8a and 8b by welding or the like. Is fastened and fixed by a bolt 3 passing through the flange hole 2c and a nut 4 on the lower side. An insulating washer 5 is interposed between the bolt 3 and the upper flange 2a and between the nut 4 and the lower flange 2b. The bolt 3 is provided with an insulating coating 3a. By these insulating members, electrical insulation is maintained between the upper flange 2a and the lower flange 2b.

絶縁ワッシャー５としては、電気絶縁性を有し、さらに火災等の高温環境下でも、所定の気密性を保持できる強度を有する材料、例えばマイカ（雲母）、耐熱無機積層板等を用いることができる。
次に図２をも参照して、ガスケット６、７は２重構造に構成されており、内周側ガスケット６は、電気絶縁性に加えて異常高温時における気密性を担保し、外周側ガスケット７は、電気絶縁性に加えて水密性を担保する。このような性能を担保するため、内周側ガスケット６の材料としては、繊維材料・充填材・ゴムとゴムの配合薬品等を混合して得られるシート、所定の気密性、耐火性と乾燥状態で所定の絶縁性を有する材質を用いることができる。また、外周側ガスケットの材料としては、水密性及び０．５ＭΩ以上の絶縁性を有する材料、例えばシリコンゴム、ウレタンゴム、ＣＲゴムと等を用いることができる As the insulating washer 5, it is possible to use a material having electrical insulation and a strength capable of maintaining a predetermined hermeticity even in a high temperature environment such as a fire, for example, mica (mica), a heat resistant inorganic laminated board, and the like. .
Next, referring also to FIG. 2, the gaskets 6 and 7 are configured in a double structure, and the inner peripheral side gasket 6 ensures not only electrical insulation but also airtightness at an abnormally high temperature. 7 secures watertightness in addition to electrical insulation. In order to ensure such performance, the material of the inner peripheral gasket 6 includes a sheet obtained by mixing a fiber material, a filler, a rubber and rubber compounding chemical, etc., predetermined airtightness, fire resistance and dry state A material having a predetermined insulating property can be used. Moreover, as a material of the outer peripheral side gasket, a material having water tightness and an insulating property of 0.5 MΩ or more, for example, silicon rubber, urethane rubber, CR rubber and the like can be used.

絶縁継手構造１は以上のように構成されており、
（１）通常環境下における電気絶縁性については、絶縁ワッシャー５、絶縁コーティング３ａ、内周側ガスケット６及び外周側ガスケット７により担保することができる。また、
（２）高湿度環境下又は水が掛かる環境下環境下における電気絶縁性については、外周側ガスケット７により、フランジ外周やボルト穴から吸湿、吸水し、電気絶縁性が低下することを防止できる。さらに、
（３）火災等の異常高温時においても、絶縁ワッシャー５及び内周側ガスケット６により、所定の気密性を確保することができる。 The insulating joint structure 1 is configured as described above.
(1) The electrical insulation in a normal environment can be secured by the insulating washer 5, the insulating coating 3a, the inner peripheral gasket 6 and the outer peripheral gasket 7. Also,
(2) With respect to electrical insulation in a high humidity environment or an environment where water is applied, the outer peripheral side gasket 7 can absorb moisture from the outer periphery of the flange or bolt hole and absorb water, thereby preventing the electrical insulation from deteriorating. further,
(3) Predetermined airtightness can be secured by the insulating washer 5 and the inner peripheral gasket 6 even at an abnormally high temperature such as a fire.

本発明による絶縁継手構造の性能を確認するため、以下の各試験（Ａ、Ｂ）を行った。
（Ａ）異常高温環境下における気密性評価
（ａ）試験装置及び試験方法
図３に試験装置の概要を示す。供試体として、対峙する２つのフランジにガスケットを挟持させ、絶縁ワッシャーを介してボルト、ナットで締結した５０Ａ絶縁継手を用いた。ボンベから減圧したＮ２ガスを所定の圧力（３ｋＰａ）に維持して供試体に通す構成として、試験炉内に置いた。ガスケット、絶縁ワッシャーの組み合わせは、表１（ａ）、（ｂ）に示す通りである。
配管内を３ｋＰａに保った状態で、炉内温度８００℃以上で３０分間の漏洩量を測定した。判定基準は、漏洩量０．５Ｌ/分以上の場合は不可、この値未満の場合は可とした。 In order to confirm the performance of the insulated joint structure according to the present invention, the following tests (A, B) were performed.
(A) Airtightness evaluation under abnormally high temperature environment (a) Test apparatus and test method FIG. 3 shows an outline of the test apparatus. As a specimen, a 50A insulating joint was used in which a gasket was sandwiched between two opposing flanges and fastened with bolts and nuts via an insulating washer. The N2 gas decompressed from the cylinder was maintained at a predetermined pressure (3 kPa) and passed through the specimen and placed in a test furnace. The combinations of gaskets and insulating washers are as shown in Tables 1 (a) and 1 (b).
With the piping maintained at 3 kPa, the amount of leakage for 30 minutes was measured at a furnace temperature of 800 ° C. or higher. The criterion was not acceptable when the leakage amount was 0.5 L / min or more, and acceptable when the amount was less than this value.

（ｂ）試験結果
表１（ｃ）に評価結果を示す。No.１１〜１５、すなわち気密部材として一般的なノンアスベストシートガスケットを用い、絶縁ワッシャーとしてアルミナ、マイカ又はセラミックコーティング・鉄座金を用いた組み合わせにより、内圧３ｋＰａ、炉内温度８００℃以上で、３０分間の漏洩量が０．５Ｌ／分以内の気密性を確保できることが確認された。 (B) Test results Table 1 (c) shows the evaluation results. No.11-15, that is, using a general non-asbestos sheet gasket as an airtight member, and a combination using alumina, mica or ceramic coating / iron washer as an insulating washer, an internal pressure of 3 kPa, a furnace temperature of 800 ° C. or more, 30 It was confirmed that the airtightness within a minute leakage amount of 0.5 L / min could be secured.

（Ｂ）ガスケットの電気絶縁性評価
内周側ガスケット又は外周側ガスケットとしての適性を評価するため、ノンアスベストシートガスケットおよび水密性を有するシリコンゴム、ウレタンゴム、ＣＲゴム、ＣＲ布入ゴム、ＥＤＰＭゴムを、２つの５０Ａフランジ間に絶縁スぺーサーとして挟持させた供試体を作製し、絶縁抵抗値を測定した。表１に測定結果を示す。
マクロセル腐食防止可能な電気絶縁性としては、０．５ＭΩ以上が要求されるが、ＥＰＤＭゴム以外はこれを満たしており、適性ありと判定した。 (B) Electrical insulation evaluation of gaskets Non-asbestos sheet gaskets and water-tight silicone rubber, urethane rubber, CR rubber, CR cloth-filled rubber, EDPM rubber to evaluate suitability as inner and outer gaskets Was prepared as an insulating spacer between two 50A flanges, and the insulation resistance value was measured. Table 1 shows the measurement results.
The electrical insulating property capable of preventing the macrocell corrosion is required to be 0.5 MΩ or more, but other than the EPDM rubber satisfies this and was determined to be suitable.

本発明は、ガス用配管に限らず異常高温又は高湿度環境下に晒される可能性のある流体用電気絶縁継手構造として、広く利用可能である。 The present invention is not limited to gas piping and can be widely used as an electrical insulating joint structure for fluids that may be exposed to an abnormally high temperature or high humidity environment.

本発明の一実施形態に係る絶縁継手構造１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the insulated joint structure 1 which concerns on one Embodiment of this invention. 絶縁継手構造１のガスケット部平面構成を示す図である。It is a figure which shows the gasket part plane structure of the insulation coupling structure 1. FIG. 異常高温環境下における気密性確認のための試験装置を示す図である。It is a figure which shows the test device for airtightness confirmation in an abnormally high temperature environment. 従来の絶縁継手構造１００の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional insulated joint structure 100. FIG. 従来の絶縁継手構造２００の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional insulated joint structure 200. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・・絶縁継手構造
２ａ、２ｂ・・・・フランジ
３・・・・ボルト
３ａ・・・・絶縁コーティング
４・・・・ナット
５・・・・絶縁ワッシャー
６・・・・内周側ガスケット
７・・・・外周側ガスケット
８ａ、８ｂ・・・・配管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulation joint structure 2a, 2b ... Flange 3 ... Bolt 3a ... Insulation coating 4 ... Nut 5 ... Insulation washer 6 ... Inner circumference side Gasket 7 ··· Outer peripheral gasket 8a, 8b ··· Piping

Claims

配管端部に取り付けられた２つのフランジを、電気絶縁ガスケットを介して対峙させ、電気絶縁締結部材で締結して成る絶縁継手構造であって、
該電気絶縁ガスケットは、内周側ガスケットと外周側のガスケットにより構成され、かつ、
内周側ガスケットは、異常高温環境下において所定の気密性を有し、
外周側ガスケットは、所定の電気絶縁性を有する、
ものであることを特徴とする絶縁継手構造。 Two flanges attached to the pipe end are opposed to each other through an electric insulation gasket, and an insulation joint structure is formed by fastening with an electric insulation fastening member,
The electrically insulating gasket is composed of an inner peripheral gasket and an outer peripheral gasket, and
The inner peripheral gasket has a predetermined hermeticity in an abnormally high temperature environment,
The outer peripheral gasket has a predetermined electrical insulation,
Insulated joint structure characterized by being a thing.

前記電気絶縁締結部材が、電気絶縁ボルトと電気絶縁ワッシャーとを含み、かつ、
該電気絶縁ワッシャーは、異常高温時において所定の圧縮強度及び耐熱性を有する、
ものであることを特徴とする請求項１に記載の絶縁継手構造。 The electrically insulating fastening member includes an electrically insulating bolt and an electrically insulating washer; and
The electrical insulating washer has a predetermined compressive strength and heat resistance at an abnormally high temperature.
The insulating joint structure according to claim 1, wherein the structure is an insulating joint structure.

前記外周側ガスケットが、所定の電気絶縁性及び水密性を有するものであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の絶縁継手構造。 The insulated joint structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer peripheral gasket has predetermined electrical insulation and water tightness.

前記電気絶縁ワッシャーが、２９４ＭＰａ以上の圧縮強度、４００℃以上の耐熱性、及びフランジに組付けた状態で０．５ＭΩ以上の絶縁性を有する、断熱板又は電気絶縁板のいずれか、であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の絶縁継手構造。 The electric insulating washer is either a heat insulating plate or an electric insulating plate having a compressive strength of 294 MPa or more, a heat resistance of 400 ° C. or more, and an insulating property of 0.5 MΩ or more when assembled to a flange. The insulated joint structure according to any one of claims 1 to 3.