JP3849859B2 - 配管耐圧試験用閉止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電プラント、化学プラント等で行われる配管耐圧試験のための閉止装置に係わり、特に中・大口径配管、中・高圧試験に用いられる配管耐圧試験用閉止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所、火力発電所に代表される発電プラント、化学プラントでは配管配設後に溶接箇所の信頼性を確保するため、耐圧試験を実施する。
従来の配管耐圧試験の手順を図７に示す。試験対象配管１の開口端部２に閉止板３を装着し、同図（２）に示すように閉止板３の外周部をフランジ状に折り曲げた先端部４と配管１を隅肉溶接して固定する。溶接後配管端部２の反対側の配管１内部より圧力５を加え、規定圧力状態で配管継ぎ目６などに漏れ等が無いか検査する。検査終了後は溶接ビード７をガス溶断にて取り除き、閉止板３を取り外していた。取り外した閉止板３は廃棄される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の耐圧閉止方法では、耐圧試験毎に閉止板３の溶接・取外しを行うため多大な労力と作業時間を要していた。また溶接ビード除去のためのグラインダ作業による配管表面の損傷部分を補修する作業が必要となり、さらに取外し後の閉止板は試験毎に廃棄され、高級材質を使用した配管では特にその経済性が問題になっていた。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、配管への装着が容易で且つ何度も繰り返し使用することのできる配管耐圧試験用閉止装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る配管耐圧試験用閉止装置は、配管内部圧力を受けて圧力流体をシールし配管内部の管端側に装着可能なシールプレートと、このシールプレートの内側に配置され、かつ当該シールプレートの中央部に固定される油圧ジャッキ本体と、このジャッキ本体から配管の内壁面に向けたラジアル方向に出入可能に突出されてなるジャッキロッドとを有しラジアル方向に押付力を発生し前記シールプレートに加わる配管軸方向力を摩擦力で保持する内部突っ張り手段と、当該突っ張り手段による配管押圧部に対応する外周面に装着可能とされた補強リングとを有することを特徴としている。
【０００６】
また、上記構成に加えて、前記シールプレートの背面側に当接されて配管軸方向力を受ける当接部材を有する受けプレートを設け、この受けプレートを前記補強リングに連結するように構成する。
更に、前記突っ張り手段により押圧される配管接触部並びに配管外周部に装着される前記補強リングの配管接触部の少なくとも一方に弾性率の低い高分子系シートを設置するように構成すればよい。
【０００７】
前記突っ張り手段により押付けられる配管接触部、及び配管外周部に設置する前記補強リングの配管接触部の接触部材より弾性率の低い高分子系シートを設置することで、配管の損傷を防止し、また配管接触面積を増やして摩擦係数を大きくすることで安全性を向上できる。
【０００８】
本発明によれば、配管に着脱自在に設置して安全に配管内部圧力流体を閉止できる配管耐圧試験用閉止装置により、多大な閉止板の設置労力、時間を低減でき、廃棄する閉止板を無くして耐圧試験コストを低減できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図に従って、本発明に係わる配管耐圧試験用閉止装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明に係る配管耐圧試験用閉止装置の実施の形態を示す断面構成図である。同図に示すように、この実施形態に係る配管耐圧試験用閉止装置１０は、試験対象配管１２の開口部分にこれを閉止するようにシールプレート１４が装着可能となっている。シールプレート１４は、配管１の内周面に適合する外径を有する円盤プレートであり、外周縁にシール装着溝１６を形成してここにシールパッキン１８を装着し、配管1２を閉塞するように配置することにより、管内外を仕切って圧力の遮断が可能となっている。シールパッキン１８は、図２に示すように、断面がイチョウ葉状に形成されたもので、陽圧側の端面が切欠を設けて二股形状とされている。これにより、プレート装着時などの通常時はパッキン径が比較的小さくなるようにし（図２（１））、試験時などのように配管１２の内部圧力が高くなったときにパッキン径が内圧により拡大して接触圧が大きくなるように挙動する構成のものを採用している（図２（２））。
【００１０】
このようなシールプレート１４は配管１２内に配置されるが、配管１２に配置されたシールプレート１４の特に管の内側に位置する片面側には油圧ジャッキ２０が一体的に取り付けられている。油圧ジャッキ２０はシールプレート１４の中央部に固定されるジャッキ本体２２と、このジャッキ本体２２から配管１２の内壁面に向けたラジアル方向に出入可能に突出されてなるジャッキロッド２４とから構成されている。図３にも示すように、ジャッキロッド２４の先端部には受け金具２６が取り付けられ、この先端面は配管１２の内周面に合せて加工した円弧面となっている。ジャッキ本体２２に形成されたシリンダ部２８は、ジャッキロッド２４を半径方向に出入させるため放射状に形成されており（図３参照）、実施形態ではジャッキロッド２４が十字方向に向くように4本を配置するように設定しているため、シリンダ部２８も十字方向に形成されている。また、各シリンダ部２８に各々連通する加圧室３０がジャッキ本体２２の中央部に形成されており、これはシリンダ部２８とは直交する方向、すなわちシールプレート１４の中心軸方向に沿って形成されている。この加圧室３０にはジャッキングボルト３２が出入できるようになっており、加圧室３０の内容積を可変としている。このような加圧室３０を含むシリンダ部２８には作動油が封入され、ジャッキングボルト３２を進退操作することによりジャッキロッド２４が出入操作されるものとなっている。ジャッキングボルト３２を外部から操作できるようにするため、ジャッキ本体２２の中央部にはボルト装着ブロック３４がシールプレート１４の中央部を貫通して、配管１２の外部側に端面を臨ませており、ここにジャッキングボルト３２を突出させ、外部から油圧ジャッキ２０を操作できるようにしている。
【００１１】
なお、図３に示しているように、油圧ジャッキ２０の押付け力の大きさに応じて、受け金具２６による押圧力が部分的に生じて、受け金具２６により押圧されない部分の管壁の変形を防止するため、ボルト３６で半径方向に伸縮する補助脚３８をジャッキ本体２２設けるようにしてもよい。
【００１２】
一方、検査対象配管１２の外周面側には、上述した油圧ジャッキ２０による押圧領域を含む円周領域を外部から押さえる補強リング４０が装着可能となっている。この補強リング４０は真円に機械加工されたもので、配管１２の外周面に倣う円筒形状とされたリング本体４２と、その外周面の幅方向中央部に設けたフランジ部４４とからなるT型断面構造とされ、曲げ剛性が高くなるように設定されている。このような補強リング４０は半割り構造とされ、割り部分に形成した締結フランジ４６をボルト４８により締結する構造である。締結フランジ４６間にはギャップ４３が形成されるように調整して、締付ボルト４８により配管１２の表面と補強リング４０の内面が密着する構造としている。この密着するときの配管１２締付力は、ボルト４８の締付トルクを変化させることで任意に設定可能となる。
【００１３】
このような補強リング４０と前述した油圧ジャッキ２０の受け金具２６とは、それぞれ配管１２の外周面と内周面に直接接触するが、この接触部分には高分子系シート５０を介在させて摩擦力を大きくするようにしている。この高分子系シート５０は、補強リング４０や受け金具２６及び配管の材質よりは弾性率が低くなるシートを用いている。また、補強リングの配管締付力や油圧ジャッキの配管押付力で発生する面圧より、圧縮強度が大きいシートを用いる。高分子系シート５０として、例えば、弾性率が２２×１０²（ｋｇ／ｍｍ²）のポリカーボネートを使用することができる。ポリカーボネートは水濡れ状態でも高い摩擦係数が得られることが判明している。ポリカーボネート以外に、弾性率の低いアクリル又はゴムなどが摩擦係数が高いのでこれらを用いることができる。これにより、圧力試験に伴って油圧ジャッキ２０の力等に起因する配管１２の損傷を防止し、同時に配管接触面積を増やして摩擦係数を大きくすることで安全性の向上、さらには装置の小型化、簡素化を達成するようにしているのである。
【００１４】
したがって、前記補強リング４０内面は適用配管１の外径寸法と同一、あるいは高分子系シート５０の厚さに応じて配管１２の外径に加えて、高分子系シート５０の厚さの２倍の寸法で加工するようにすればよい。
また、本実施形態では、図１に示しているように、シールプレート１４の配置位置を外方から押さえる受けプレート５２を備えている。これは補強リング４０のフランジ部４４と外径寸法をほぼ同じにする円盤部材であり、フランジ部４４と一定間隔となるように、複数の締結ボルト５４にて連結される。そして、当該受けプレート５２の中央側部分はシールプレート１４と対面することになるが、この対面部分にてシールプレート１４が配管１２の外部に脱落しないように位置保持する受けボルト５６を円周方向に適宜本数設け、受けボルト５６の先端をシールプレート１４の外面に当接させている。
【００１５】
このように構成された配管耐圧試験用閉止装置の設置方法は次のようになる。配管１２に真円に機械加工した補強リング４０を取付ける。次に油圧ジャッキ２０を備えたジャッキ本体２２を配管１２の内部に挿入し、ジャッキングボルト３２を定格トルクで締め付けることで油圧ジャッキ２０を介して配管１２の内径の円弧に合せて加工した受け金具２５により定格の推力で配管１２の内壁面を押付ける。その後、シールパッキン１８を備えたシールプレート１４をジャッキ本体２２にボルト締めにより固定し、締結ボルト５４により組み付けた受けプレート５２の受けボルト５６でシールプレート１４の背面側を押さえて行う。
【００１６】
ここで油圧ジャッキ２０の先端に取付けた受け金具２６により押付ける配管１２の内周面側接触部と、及び配管１２の外周部に設置する前記補強リング４０における配管１２への接触部とに対し、配管１２の材料、受け金具２６、及び補強リング４０より弾性率の低い高分子系シート５０を設置する。このようにすることで、高分子系シート５０が緩衝材として作用し、配管１２の損傷の防止、また実際に配管１２と接触している面積を増やして摩擦係数を大きくすることができ、安全性を向上、さらには耐圧試験閉止装置の小型化、簡素化を達成できる。
【００１７】
耐圧試験閉止装置１０を配管１２に装着後、配管１２の内部に圧力を加えて配管１２の耐圧試験を行う。耐圧試験完了後は、取付けた順序と逆に耐圧試験閉止装置１０を分解する。
このような実施形態では、図３に示すように、油圧ジャッキ２０は十字状４方向に配管１２を内面側から押付ける構造であり、間に補助脚３８を設ける構造にすることによって、受け金具２６が無い配管１２の内面部分の変形を防止することができる。半割り構造とされた補強リング４０は、対面するフランジ部４４の間にギャップを設けて、ボルト４８により締付る構成となっているので、配管１２の表面と補強リング４０の内面を密着させることができる。そして、この密着するときの配管１２への締付力は、ボルト４８の締付トルクを変化させることで任意に設定可能となる。
【００１８】
以上のような装置構成により、耐圧試験時の配管内部圧力によりシールプレート１４に発生する配管軸方向力を、配管１２の内部に設置した油圧ジャッキ２０の配管内面押付け力、及び配管外周部に設置した補強リング４０による配管外面締付力によって発生する摩擦力によって打ち消し、装置本体を保持することができる。
【００１９】
本実施形態に係る耐圧試験閉止装置１０により、配管１２に着脱自在に設置して安全に配管内部圧力流体を閉止できることから、多大な閉止板の設置労力、時間を低減でき、廃棄する閉止板を無くして耐圧試験コストを低減できる。
また上述した実施の形態では、ジャッキ本体２２に取付けたジャッキロッド２４の数を十字形状の４本としたが、耐圧試験圧力、対象配管１２の口径、配管１２の表面や内面の状態に応じて、図５に示すジャッキ本体２２Ａ及び油圧ジャッキ２０Ａの実施例のように、８本、あるいは６本のように変えても良い。また、大きな配管内面押付け力を必要とする場合、配管の変形を防止するため、補強リングの断面形状を図６に示すように締結ボルト５４を保持するフランジ部４４を二つ設けて、曲げ剛性を高めた形状としても良い。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る配管耐圧試験用閉止装置は、配管内部圧力を受けて圧力流体をシールし配管内部に装着可能なシールプレートと、このシールプレートに接続され配管のラジアル方向に押付力を発生し前記シールプレートに加わる配管軸方向力を摩擦力で保持する内部突っ張り手段と、当該突っ張り手段による配管押圧部に対応する外周面に装着可能とされた補強リングとを有し、前記シールプレートの背面側に当接されて配管軸方向力を受ける当接部材を有する受けプレートを設け、この受けプレートを前記補強リングに連結した構造とすることで、配管内部に着脱自在に設置でき、また安全に配管内部の圧力流体を閉止できることから、多大な閉止板の設置労力、時間を低減でき、廃棄する閉止板を無くして耐圧試験コストを低減できる。また油圧ジャッキの受け金具により押付ける配管接触部、及び配管外周部に設置する前記補強リングの配管接触部に配管部材、受け金具、及び補強リングより弾性率の低い高分子系シートを設置することで、配管の損傷を防止し、また配管接触面積を増やして摩擦係数を大きくすることで安全性の向上、さらには装置の小型化、簡素化を達成できる。特に、シールプレートの背面側に当接されて配管軸方向力を受ける当接部材を有する受けプレートを設け、この受けプレートを前記補強リングに連結した構造としていることにより、シールプレートが配管１２の外部に脱落しないように位置保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る配管耐圧試験用閉止装置の断面構成図である。
【図２】同装置のシールプレートの部分断面図であり、（１）は非加圧状態の断面図、（２）は加圧状態の断面図である。
【図３】配管に装着した油圧ジャッキ部分の正面図である。
【図４】配管に装着した補強リングの正面図である。
【図５】油圧ジャッキの他の実施例を示す正面図である。
【図６】補強リングの他の実施形態を示す断面図である。
【図７】 従来の配管耐圧試験の手順を示す工程図である。
【符号の説明】
１０………耐圧試験用閉止装置、１２………試験対象配管、１４………シールプレート、
１６………シール装着溝、１８………シールパッキン、２０………油圧ジャッキ、
２２………ジャッキ本体、２４………ジャッキロッド、２６………受け金具、
２８………シリンダ部、３０………加圧室、３２………ジャッキングボルト、
３４………ボルト装着ブロック、３６………ボルト、３８………補助脚、
４０………補強リング、４２………リング本体、４４………フランジ部、
４６………締結フランジ、４８………ボルト、５０………高分子系シート、
５２………受けプレート、５４………締結ボルト、５６………受けボルト。

Claims (2)

1. 配管内部圧力を受けて圧力流体をシールし配管内部に装着可能なシールプレートと、このシールプレートに接続され配管のラジアル方向に押付力を発生し前記シールプレートに加わる配管軸方向力を摩擦力で保持する内部突っ張り手段と、当該突っ張り手段による配管押圧部に対応する外周面に装着可能とされた補強リングとを有し、前記シールプレートの背面側に当接されて配管軸方向力を受ける当接部材を有する受けプレートを設け、この受けプレートを前記補強リングに連結してなることを特徴とする配管耐圧試験用閉止装置。
2. 前記突っ張り手段により押圧される配管接触部並びに配管外周部に装着される前記補強リングの配管接触部の少なくとも一方にそれらの接触部材より弾性率の低い前記高分子系シートを設置したことを特徴とする請求項１記載の配管耐圧試験用閉止装置。

Images