JP2018059779A - Tightening torque measurement device and tightening torque measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、締め付けトルク測定装置及び締め付けトルク測定方法に関する。 The present invention relates to a tightening torque measuring device and a tightening torque measuring method.
各所にガスを供給するために配管されるガス管は、継手により接続されている。ガス管と継手とは、例えば、内周面に雌ねじ溝が形成されている継手のねじ部に、外周面に雄ねじ溝が形成されているガス管の端部が挿入されて締め付けられることにより接続される。 Gas pipes piped to supply gas to various places are connected by joints. The gas pipe and the joint are connected, for example, by inserting and tightening the end of the gas pipe having the male thread groove on the outer peripheral surface into the thread part of the joint having the female thread groove formed on the inner peripheral surface. Is done.
上記構成において、ガス管と継手との接続不良や、ガス管と継手との接続部分の経年劣化等により、ガス管と継手との接続部分からガスが漏洩する場合がある。このようなガス漏れを防止するために、ガス管と継手との接続部分は定期的に検査する必要がある。 In the above-described configuration, gas may leak from the connection portion between the gas pipe and the joint due to poor connection between the gas pipe and the joint, deterioration over time of the connection portion between the gas pipe and the joint, or the like. In order to prevent such gas leakage, it is necessary to periodically inspect the connection portion between the gas pipe and the joint.
ガス管と継手との接続部分の検査方法としては、超音波探触子を用いて継手の締め付けによりパイプ端部に生じる損傷を検査するパイプ継手部の非破壊検査方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a method for inspecting a connection portion between a gas pipe and a joint, there is known a nondestructive inspection method for a pipe joint portion for inspecting damage generated in a pipe end portion by tightening the joint using an ultrasonic probe (for example, , See Patent Document 1).
特許文献1における方法によりパイプ端部の損傷を検査することはできるが、ガス管と継手との接続状態を検査するためには、ガス管と継手との締め付けトルクを測定する必要がある。ガス管と継手との締め付けトルクは、配管作業時にはトルクレンチを用いて測定することができるが、既設管での測定は抜管する必要があり現実的には困難である。 Although it is possible to inspect the pipe end for damage by the method in Patent Document 1, in order to inspect the connection state between the gas pipe and the joint, it is necessary to measure the tightening torque between the gas pipe and the joint. The tightening torque between the gas pipe and the joint can be measured using a torque wrench at the time of piping work, but it is actually difficult to measure the existing pipe because it is necessary to extract the pipe.
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、既に配管されている管と継手との締め付けトルクを測定可能なトルク測定装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the torque measuring apparatus which can measure the fastening torque of the pipe and pipe already piped.
本発明の一態様によれば、管と継手との締め付けトルクを測定する締め付けトルク測定装置であって、前記管が挿入されて締め付けられる前記継手のねじ部の応力を測定する応力測定部と、予め求められている前記ねじ部の応力と締め付けトルクとの関係に基づいて、前記応力測定部により測定された応力から締め付けトルクを算出する締め付けトルク算出部と、を有する。 According to one aspect of the present invention, there is provided a tightening torque measuring device that measures a tightening torque between a pipe and a joint, and a stress measuring unit that measures a stress of a thread portion of the joint that is inserted and tightened. A tightening torque calculation unit that calculates a tightening torque from the stress measured by the stress measurement unit based on the relationship between the stress of the screw part and the tightening torque that is obtained in advance.
本発明の実施形態によれば、既に配管されている管と継手との締め付けトルクを測定可能なトルク測定装置が提供される。 According to the embodiment of the present invention, a torque measuring device capable of measuring a tightening torque between a pipe already piped and a joint is provided.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
図1は、実施形態における締め付けトルク測定装置100の概略構成を例示する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a tightening
図1に示されるように、締め付けトルク測定装置100は、応力測定部110、トルク測定部120を有し、ガス管10と継手20との締め付けトルクを測定する。
As shown in FIG. 1, the tightening
応力測定部110は、例えば、X線回折を利用して多結晶体材料の表層部の応力を測定するX線応力測定法により継手20の応力を測定し、測定結果をトルク測定部120に送信する。なお、応力測定部110は、中性子応力測定法、磁気ひずみ応力測定法等の異なる方法で継手20の応力を測定してもよい。
The
トルク測定部120は、締め付けトルク算出部121、記憶部122を有する。トルク測定部120は、例えば、CPU、ROM、RAM等を有し、CPUにより実行されるプログラムやROM等のメモリにより各部の機能が実現される。
The
締め付けトルク算出部121は、応力測定部110により測定される継手20の応力から、ガス管10と継手20との締め付けトルクを算出する。記憶部122は、締め付けトルク算出部121による締め付けトルクの算出に用いられる各種データを記憶する。締め付けトルク算出部121による締め付けトルクの算出方法については後述する。
The tightening
図2は、ガス管10と継手20との接続構造を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a connection structure between the
図2に示されるように、ガス管10は、外周面に雄ねじ溝を有する接続部11が端部に形成されている。接続部11は、先端側ほど外径が小さいテーパ形状となっている。また、継手20は、内周面に雌ねじ溝を有するねじ部21が端部に形成されている。ねじ部21の内周面は、開口端側ほど内径が大きいテーパ形状となっている。
As shown in FIG. 2, the
ガス管10は、接続部11が継手20のねじ部21に挿入され、図2に示される矢印方向に回されて接続部11が継手20のねじ部21に締め付けられることで、継手20に接続される。継手20にガス管10が締め付けられることで、継手20のねじ部21には、締め付けトルクに応じた周方向の圧縮応力又は引張応力が生じる。
The
そこで、ガス管10と継手20との締め付けトルクと、継手20のねじ部21における応力との関係を予め求めておくことで、継手20のねじ部21における応力測定結果から締め付けトルクを求めることができる。
Therefore, by obtaining the relationship between the tightening torque between the
本実施形態では、複数のサンプル(ガス管10及び継手20のセット)を用いて、図2及び図3に示される測定位置A、Bの2箇所で締め付けトルクを変えて応力を測定し、締め付けトルクと応力との関係を求めた。
In this embodiment, using a plurality of samples (a set of the
図4は、実施形態における締め付けトルクと応力との関係を例示する図である。図4(A)は、サンプル1〜3の測定位置Aにおける応力測定結果である。また、図4(B)は、サンプル1〜3の測定位置Bにおける応力測定結果である。 FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the tightening torque and the stress in the embodiment. FIG. 4A shows stress measurement results at measurement positions A of samples 1 to 3. FIG. 4B shows a stress measurement result at the measurement position B of Samples 1 to 3.
図4に示されているグラフは、横軸が締め付けトルク(N・m)であり、縦軸が継手20のねじ部21における周方向の応力(MPa)である。図4に示されるグラフにおいて、応力が0(ゼロ)以上は引張応力であり、応力が0(ゼロ)未満は圧縮応力である。また、図4(A)及び(B)の各グラフには、サンプル1〜3において締め付けトルクを0N・mから300N・mまで約50N・m間隔で変化させて応力を測定した結果が示されている。
In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis represents the tightening torque (N · m), and the vertical axis represents the circumferential stress (MPa) in the threaded
図4(A)及び(B)に示されるように、サンプル1〜3の応力測定結果から、締め付けトルクと継手20のねじ部21における応力とが、各グラフに実線で示されるように比例関係を有することが分かる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, from the stress measurement results of samples 1 to 3, the tightening torque and the stress at the threaded
本実施形態におけるトルク測定部120の記憶部122には、締め付けトルクの測定を行う既設管と同じ外径、形状の複数のサンプル(ガス管及び継手)を用いて応力測定部110により測定した締め付けトルクと応力との関係式が保存されている。
In the
トルク測定部120の締め付けトルク算出部121は、応力測定部110による測定対象の継手20のねじ部21における応力測定結果から、記憶部122に保存されている関係式に基づいて、ガス管10と継手20との締め付けトルクを算出する。
The tightening
このように、サンプルを用いて応力測定部110により予め締め付けトルクと応力との関係を求めておくことで、既設管における継手20の測定位置A、Bでの応力測定結果から、ガス管10と継手20との締め付けトルクを算出することができる。
In this way, by obtaining the relationship between the tightening torque and the stress in advance by using the sample by the
本実施形態における締め付けトルク測定装置100によれば、既設管を抜管することなく、継手20のねじ部21の応力を測定することでガス管10と継手20との締め付けトルクを測定することができる。また、締め付けトルク測定装置100は、トルクレンチを使用できない狭い場所での配管作業においても、同様に継手20のねじ部21の応力を測定してガス管10と継手20との締め付けトルクを測定することができる。
According to the tightening torque measuring
以上で説明したように、締め付けトルク測定装置100によれば、既に配管されているガス管10と継手20との締め付けトルクを測定可能であり、ガス管10と継手20との接続状態の検査を容易に行うことができる。
As described above, according to the tightening
したがって、締め付けトルクの測定結果に基づいてガス管10と継手20との接続状態を検査し、ガス管10と継手20との接続部分からのガス漏れを抑制することが可能になる。例えば、締め付けトルクが所定範囲内となるようにガス管10及び継手20を締め付けることで、ガス管10と継手20との接続状態を正常に保ち、ガス漏れの発生を抑制することができる。
Accordingly, the connection state between the
なお、本実施形態における応力測定部110のようにX線応力測定法により継手20の応力を測定する場合には、例えばサンドペーパー等を用いて、継手20の応力測定位置を研磨することが好ましい。また、締め付けトルク測定装置100は、継手20の応力測定位置を研磨する研磨部を有してもよい。測定位置における結晶粒が大きいと測定精度が低下する可能性があるが、研磨して継手20の測定位置における結晶粒を微細化することで、応力の測定精度を向上させることが可能になる。このため、サンプルを用いて締め付けトルクと応力との関係を求める場合及び継手20の応力を測定する場合には、継手20の測定位置を研磨しておくことが好ましい。
In addition, when measuring the stress of the joint 20 by the X-ray stress measurement method like the
また、締め付けトルクを測定するガス管の外径や継手の形状等は限定されるものではない。締め付けトルクを測定するガス管及び継手と同じ外径、形状のガス管及び継手を用いて締め付けトルクと応力との関係を予め求めておくことで、どの様な外径、形状のガス管及び継手の締め付けトルクを測定することができる。 Further, the outer diameter of the gas pipe for measuring the tightening torque, the shape of the joint, and the like are not limited. Gas pipes and fittings of any outer diameter and shape can be obtained in advance by determining the relationship between the tightening torque and stress using the same outer diameter and shape of gas pipes and fittings as the gas pipes and fittings for measuring the tightening torque. The tightening torque can be measured.
また、トルク測定部120の記憶部122には、外径が異なるガス管と形状が異なる継手との様々な組み合わせでの締め付けトルクと応力との関係が保存されてもよい。このように、記憶部122に様々な組み合わせでの締め付けトルクと応力との関係が保存されることで、多様な構成のガス管と継手との締め付けトルクを測定することが可能になる。
Further, the
また、上記した実施形態では、ガス管と継手との締め付けトルクを測定する場合を例示したが、例えば水道管等の異なる管と継手との締め付けトルクを同様に測定することができる。 Moreover, although the case where the fastening torque of a gas pipe and a coupling was measured was illustrated in the above-mentioned embodiment, the fastening torque of different pipes and joints, such as a water pipe, can be measured similarly.
以上、実施形態に係る締め付けトルク測定装置及び締め付けトルク測定方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。 The tightening torque measuring device and the tightening torque measuring method according to the embodiment have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.
10 ガス管
11 接続部
20 継手
21 ねじ部
100 締め付けトルク測定装置
110 応力測定部
120 トルク測定部
121 締め付けトルク算出部
122 記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記管が挿入されて締め付けられる前記継手のねじ部の応力を測定する応力測定部と、
予め求められている前記ねじ部の応力と締め付けトルクとの関係に基づいて、前記応力測定部により測定された応力から締め付けトルクを算出する締め付けトルク算出部と、を有する
ことを特徴とする締め付けトルク測定装置。 A tightening torque measuring device for measuring a tightening torque between a pipe and a joint,
A stress measuring unit for measuring the stress of the threaded portion of the joint into which the tube is inserted and tightened;
A tightening torque calculating unit that calculates a tightening torque from the stress measured by the stress measuring unit based on a relationship between the stress of the screw part and the tightening torque obtained in advance. measuring device.
前記応力測定部は、X線を用いて前記ねじ部の応力を測定する
ことを特徴とする請求項1に記載の締め付けトルク測定装置。 A polishing portion for polishing a portion for measuring stress in the thread portion;
The tightening torque measuring device according to claim 1, wherein the stress measuring unit measures the stress of the screw portion using X-rays.
前記管が挿入されて締め付けられる前記継手のねじ部の応力を測定する応力測定ステップと、
予め求められている前記ねじ部の応力と締め付けトルクとの関係に基づいて、前記応力測定ステップにより測定された応力から締め付けトルクを算出する締め付けトルク算出ステップと、を有する
ことを特徴とする締め付けトルク測定方法。 A tightening torque measuring method for measuring a tightening torque between a pipe and a joint,
A stress measuring step for measuring a stress of a thread portion of the joint into which the tube is inserted and tightened;
A tightening torque calculating step of calculating a tightening torque from the stress measured in the stress measurement step based on a relationship between the stress of the screw portion and the tightening torque obtained in advance. Measuring method.
前記応力測定ステップは、X線を用いて前記ねじ部の応力を測定する
ことを特徴とする請求項3に記載の締め付けトルク測定方法。
A polishing step of polishing a portion for measuring stress in the thread portion;
The tightening torque measuring method according to claim 3, wherein the stress measuring step measures the stress of the screw portion using X-rays.
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