TWI637155B - 凸緣固定技巧判定裝置及凸緣固定技巧判定程式 - Google Patents

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Abstract

凸緣固定技巧判定裝置具備有：接收部，從與為了連結凸緣而鎖緊的複數個螺栓個別地對應而設的各鎖緊力檢測器，接收伴隨著受測者的複數個螺栓的鎖緊作業而輸出的輸出訊號；計測部，取得複數個計測結果，該複數個計測結果係表示接收部接收到的複數個螺栓各者之從鎖緊作業開始時到鎖緊作業完成時為止的各個輸出訊號的變化的演變；演算部，對複數個計測結果進行演算，分別得到表示在複數個螺栓的鎖緊作業中之各個鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第一演算結果、表示在複數個螺栓的鎖緊作業完成時之各個鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第二演算結果、及表示在複數個螺栓的鎖緊作業完成時之各鎖緊力的程度之第三演算結果來作為技能判定項目；判定部，根據將各個技能判定項目與判定基準相對照之結果，判定關於各螺栓的鎖緊作業之受測者的技能是三個以上的技能水準的哪一個；以及輸出部，將判定部的判定結果予以輸出。

Description

凸緣固定技巧判定裝置及凸緣固定技巧判定程式
本發明係關於凸緣固定技巧判定裝置及凸緣固定技巧判定程式。
在生產工廠等之現場中，會進行例如：在透過墊圈(gasket)將一對配管的凸緣(flange)相接合之狀態下，鎖緊複數個螺栓來將配管與配管連結起來之作業。如此之利用螺栓來將凸緣與凸緣固定之作業，一般而言係由作業員以手工作業的方式進行。
為了長期保持穩定的配管的連結狀態，並防止配管的洩漏(凸緣洩漏問題)，較重要為在一對配管的凸緣將各螺栓適當地鎖緊，而且在維護或定期維修等時確認各螺栓的鎖緊狀態。因此，例如專利文獻1及2中揭示有：在設於一對凸緣之間的墊圈中配設電極及壓力感測器(sensor)，來監測將凸緣固定之各螺栓的鎖緊狀態之構成。
[先前技術文獻]
(專利文獻)
(專利文獻1)日本特許第4699935號公報
(專利文獻2)日本特開平9-329281號公報
將一對配管的凸緣固定之螺栓的鎖緊狀態若不良，則會例如：只承受數次熱循環(heat cycle)就產生洩漏等，使裝置及工廠(plant)的連續運轉產生問題。另外，就石化工廠的定期維修工事而言，利用螺栓固定之配管的凸緣的數目有成千上百個，要逐一就各配管的凸緣檢查各螺栓的鎖緊狀態很困難。因此，為了防止凸緣的固定不良，得到適當的凸緣的連結狀態，若能夠在進行凸緣的螺栓鎖緊作業之前先判定有關作業員之凸緣固定之技巧(技能)，則有助於適當地選定能夠得到高作業品質之作業員的人才。關於此點，在上述的專利文獻1及2中，只有揭示到監測連結後的螺栓的鎖緊狀態之構成、及計測凸緣連結後的螺栓的鎖緊力之構成，並未設想到要預先判定有關作業員之螺栓鎖緊之技巧。
本發明係有鑑於上述課題而完成者，其目的在於提供：可在凸緣的連結作業中，客觀且明確地進行有關作業員之凸緣固定的技巧判定之凸緣固定技巧判定裝置及凸緣固定技巧判定程式。
為了解決上述課題，本發明的一態樣之凸緣固定技巧判定裝置，係具備有：接收部，從與為了連結 凸緣而鎖緊的複數個螺栓個別地對應而設的各鎖緊力檢測器，接收伴隨著受測者的前述複數個螺栓的鎖緊作業而輸出的輸出訊號；計測部，取得複數個計測結果，該複數個計測結果表示前述接收部接收到的前述複數個螺栓各者之從鎖緊作業開始時到鎖緊作業完成時為止的各個前述輸出訊號的變化的演變；演算部，對複數個前述計測結果進行演算，分別得到表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業中之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第一演算結果、表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業完成時之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第二演算結果、及表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業完成時之各鎖緊力的程度之第三演算結果來作為技能判定項目；判定部，根據將各個前述技能判定項目與判定基準相對照之結果，判定關於前述各螺栓的鎖緊作業之受測者的技能是三個以上的技能水準的哪一個；以及輸出部，將前述判定部的判定結果予以輸出。
另外，本發明的一態樣之凸緣固定技巧判定程式，係使電腦執行下列步驟：演算步驟，從與為了連結凸緣而鎖緊的複數個螺栓個別地對應而設的各鎖緊力檢測器，接收伴隨著受測者的前述複數個螺栓的鎖緊作業而輸出的輸出訊號，取得表示前述接收到之前述複數個螺栓各者之從鎖緊作業開始時到鎖緊作業完成時為止的各個前述輸出訊號的變化的演變之複數個計測結果，並且對複數個前述計測結果進行演算，分別得到表示在前述複數個螺 栓的鎖緊作業中之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第一演算結果、表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業完成時之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第二演算結果、及表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業完成時之各鎖緊力的程度之第三演算結果來作為技能判定項目；判定步驟，根據將各個前述技能判定項目與判定基準相對照之結果，判定關於前述各螺栓的鎖緊作業之受測者的技能是三個以上的技能水準的哪一個；以及輸出步驟，將前述判定步驟中所得到的判定結果予以輸出。
上述本發明的各態樣之凸緣固定技巧判定裝置或凸緣固定技巧判定程式，係得到表示為了連結凸緣而鎖緊的各個螺栓之從鎖緊開始到鎖緊作業完成為止之鎖緊力檢測器的輸出訊號的變化的演變之計測結果，並且對複數個前述計測結果進行演算而得到預定的演算結果。因此，前述演算結果會顯示在各螺栓的鎖緊作業中之鎖緊力的經時性變化的演變。
其中，藉由將表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業中之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第一演算結果用作為技能判定項目，而可評價是否發生可能伴隨著鎖緊作業不良而發生之所謂的凸緣旋轉(flange rotation)(因墊圈的局部的面壓集中所造成之不良情形)等問題。
另外，藉由將表示在前述複數個螺栓的鎖 緊作業完成時之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第二演算結果用作為技能判定項目，而可評價是否可能發生所謂的螺栓鎖不平均(單側鎖得較緊)之問題。
再者，藉由將表示在前述複數個螺栓的前述鎖緊作業完成時之各鎖緊力的程度之第三演算結果用作為技能判定項目，而可評價是否可用適當的鎖緊力來鎖緊螺栓。
使用該各技能判定項目，來判定關於螺栓的鎖緊作業之受測者的技能是三個以上的技能水準的哪一個，就可進行過去難以評價之對於螺栓的鎖緊作業本身之評價。因此，不僅只評價鎖緊後的螺栓的鎖緊力是否適當，而且可與受測者所具有的經驗及直覺無關，而客觀且明確地評價受測者所具有的螺栓鎖緊作業的技巧。因而，可適當地進行最適合螺栓鎖緊作業的人才之選定。
又，根據各個前述技能判定項目與判定基準相對照之結果，判定關於螺栓的鎖緊作業之受測者的技能是三個以上的技能水準的哪一個，並輸出該判定結果，因此不僅只評價受測者所具有的螺栓鎖緊作業的技巧相對於預定的判定基準屬於合格或不合格的哪一個，而且可迅速且明確地評價受測者所具有的螺栓鎖緊作業的技巧具體而言是屬於哪一種水準。
因此，根據上述本發明的各態樣之凸緣固定技巧判定裝置或凸緣固定技巧判定程式，就可提供可客觀且明確地進行有關作業員之凸緣固定之技巧判定之凸緣 固定技巧判定裝置及凸緣固定技巧判定程式。
1‧‧‧凸緣固定技巧判定裝置
2‧‧‧仿真凸緣
3,3a至3h‧‧‧附有鎖緊力檢測器之螺栓
4‧‧‧接收部
5‧‧‧個人電腦(PC)
6‧‧‧輸出部
7‧‧‧輸入手段
10‧‧‧判定畫面
11‧‧‧第一顯示部
12‧‧‧第二顯示部
13‧‧‧第三顯示部
14‧‧‧第四顯示部
15‧‧‧第五顯示部
16‧‧‧圖形顯示按鈕
20,20A,20B‧‧‧圖形判定畫面
21‧‧‧第六顯示部
22‧‧‧選擇按鈕
50‧‧‧處理部
50a‧‧‧計測部
50b‧‧‧演算部
50c‧‧‧判定部
51‧‧‧記憶部
S‧‧‧扳手
第1圖係顯示實施形態1之凸緣固定技巧判定裝置的構成之示意圖。
第2圖係顯示凸緣固定技巧判定裝置的構成之功能方塊圖。
第3圖係依照凸緣固定技巧判定程式而動作之凸緣固定技巧判定裝置的動作的整體流程圖。
第4圖係判定步驟的流程圖。
第5圖係顯示輸出步驟中之顯示部的顯示內容(判定畫面)之圖。
第6圖係顯示輸出步驟中之顯示部的顯示內容(圖形判定畫面)之圖。
第7圖係顯示實施形態2中之顯示部的顯示內容之圖。
第8圖係顯示實施形態3中之顯示部的顯示內容之圖。
以下，參照各圖來說明本發明的實施形態。
<實施形態1> [凸緣固定技巧判定裝置1的構成]
第1及2圖顯示實施形態1之凸緣固定技巧判定裝置1(以下簡稱為「判定裝置1」)。判定裝置1具備有：仿真凸緣(dummy flange)2、安裝於仿真凸緣2之複數個附有鎖 緊力檢測器之螺栓3(以下簡稱為「螺栓3」)、連接有從螺栓3延伸出的配線之接收部4、與接收部4連接之個人電腦5(以下簡稱為「PC 5」)、與PC 5連接之顯示部6及輸入手段7。
仿真凸緣2係具有模擬實際的配管的端部之形狀及構造。此處所示的例子，仿真凸緣2係具有一對環狀的凸緣。各凸緣都具有一定的面寬，且在圓周方向等間隔形成有複數個(例如8個)貫通孔。各凸緣係夾著未圖示的墊圈而相對向配置。
螺栓3的軸部中埋設有未圖示之鎖緊力檢測器。就此鎖緊力檢測器的一個例子而言，係採用公知的溫度修正三線式應變計(strain gauge)而構成。從通電狀態的應變計輸出的輸出訊號係其電阻值。隨著螺栓3之鎖緊，應變計產生應變時，應變計的電阻就會變化，且應變計的輸出訊號會變化。判定裝置1係使用複數個螺栓3(例如八根螺栓3a至3h)。各螺栓3係插穿至仿真凸緣2的各凸緣的各插穿孔。受測者在判定測驗中的凸緣連結作業，係將螺帽旋上各螺栓3，然後利用扳手S將各組螺栓3及螺帽鎖緊。藉此，將仿真凸緣2的一對環狀的凸緣在中間夾著墊圈的情況下予以固定。以下，將鎖緊一組螺栓3與螺帽之動作簡稱為「鎖緊螺栓3」。
在判定裝置1中，埋設於螺栓3中之應變計係檢測出螺栓3的軸方向的應變。在凸緣的連結作業中，會因為夾在仿真凸緣2的一對環狀的凸緣間之墊圈的 反作用力等，而使螺栓3在軸方向產生應變。亦即，應變計的輸出訊號(由應變計所檢測出的應變)係與螺栓3及螺帽的鎖緊力(凸緣連結面的面壓)相對應。
接收部4係連接有從各螺栓3的應變計延伸出的配線，且接收伴隨著各螺栓3的鎖緊作業而從各應變計輸出之輸出訊號。就接收部4的一個例子而言，係由公知的資料收集介面(DAQ：Data Acquisition)所構成，對於接收到的來自各螺栓3的應變計之輸出訊號進行AD(類比數位)轉換然後傳送至PC 5側。
PC 5係與接收部4連接，從接收部4取得經AD轉換後之從各螺栓3的應變計接收到的接收訊號。PC 5的一個例子係泛用型的電腦，如第2圖所示，具備有：與接收部4、顯示部6、輸入手段7連接之處理部50；以及配設成可供處理部50加以存取(access)之記憶部51。處理部50係包含PC 5中的CPU而構成。如第2圖所示，處理部50在功能上具有計測部50a、演算部50b、及判定部50c。記憶部51係採用例如硬碟或非揮發性記憶體而構成。記憶部51中儲存有預定的凸緣固定技巧判定程式(以下簡稱為「判定程式」)、及該判定程式中所用的複數個判定基準。處理部50的計測部50a、演算部50b、及判定部50c，係在判定裝置1的驅動時根據判定程式而發揮功能。另外，記憶部51中還以相互關聯的方式儲存有：複數個受測者的ID資訊；在每個受測者的判定測驗中由接收部4所接收到的各測定結果；判定裝置1的處理部50根據判定 程式而演算得到的第一、第二及第三演算結果；以及處理部50根據該等之各演算結果而判定的判定水準結果。
PC 5係配設成讓用來供操作員(operator)輸入輸入資訊之輸入手段7與處理部50連接。輸入手段7的一個例子係由鍵盤(keyboard)所構成。
顯示部6係為判定裝置1的輸出部的一例，用來輸出(顯示)處理部50的計測資料及演算結果、以及判定結果。顯示部6的一個例子係由液晶監視器所構成。
[判定測驗的流程]
根據第3圖所示的動作流程，說明使用判定程式之判定裝置1所實施的凸緣固定技巧判定測驗(以下簡稱為「判定測驗」)的概要。
判定測驗係首先使判定裝置1成為起動的狀態，將儲存於記憶部51中之判定程式讀入處理部50。再者，由測驗官或判定裝置1的輸入者(以下稱之為「操作員」)透過輸入手段7將受測者的ID資訊輸入至判定裝置1。此ID資訊的一個例子係包含受測者的姓名及判定測驗的實施日等資訊。
操作員係將受測者的ID資訊輸入後，接著操作輸入手段7而將表示輸入完成之意旨輸入至判定裝置1。判定裝置1的處理部50藉此而判斷ID資訊已輸入完成(S1)。
然後，計測部50a係根據判定程式而執行計 測步驟，透過接收部4而連續地計測與各螺栓3對應之各應變計的輸出訊號的變化的演變。處理部50係將該計測資料記憶至記憶部51(S2)。另一方面，操作員在輸入前述輸入完成之意旨後，指示受測者開始使用扳手S進行仿真凸緣2的各螺栓3之鎖緊作業。
此處，受測者在凸緣連結作業中，並非用一次的鎖緊作業將一根螺栓鎖緊到目標鎖緊力Ftarget，而是將一根螺栓的鎖緊作業分為m次(m>1)的單位鎖緊動作而階段地實施。然後，以按照例如美國機械學會(ASME)或日本高壓力技術協會的團體規格(HPIS)等中記載的所謂的圓形法之鎖螺栓順序，重複m次對於n根螺栓依序進行單位鎖緊動作之循環作業，以將n根螺栓鎖緊至目標鎖緊力Ftarget。由於以如此方式重複進行複數且同數的單位鎖緊動作而進行各螺栓3的鎖緊，因此各螺栓3的鎖緊力會隨著各單位鎖緊動作之進行而階段性地變化。所以，各螺栓的各應變計的輸出訊號的訊號值也會隨著各螺栓3的各單位鎖緊動作之進行而階段性地變化。
受測者完成了所有的螺栓3的鎖緊作業後，操作員就從輸入手段7輸入已完成所有的螺栓3(八根螺栓3a至3h)的鎖緊作業之意旨。藉此，處理部50即結束計測步驟(S3)。
另外，判定程式亦可使計測部50a計測S2中從測定開始時點算起之經過的時間，且在經過一定時間(例如600秒)之時點使計測部50a自動結束計測(S3)。
接著，演算部50b實施：根據判定程式而對記憶於記憶部51的上述各計測結果進行演算，來得到以下三個演算結果之演算步驟(S4)。
具體而言，演算部50b係得到表示在各螺栓3的鎖緊作業中之各個應變計的輸出訊號值的變異之第一演算結果、表示在各螺栓3的鎖緊作業完成時之各個應變計的輸出訊號值的變異之第二演算結果、及表示在各螺栓3的鎖緊作業完成時之各鎖緊力的程度之第三演算結果來作為技能判定項目。以下，為求方便，將第一演算結果記為「α」，將第二演算結果記為「β」，將第三演算結果記為「γ」。其中，α係可評價是否進行可抑制凸緣旋轉發生之各螺栓3的鎖緊。β係可評價是否平均地鎖緊所有的螺栓3。γ係可評價是否將各螺栓3鎖緊至配設於仿真凸緣2的一對環狀凸緣間之墊圈所要求的最低鎖緊面壓。
接著，判定部50c係根據判定程式，作為判定部而執行判定步驟(S5)。具體而言，判定部50c係將在演算步驟中得到的α、β、γ使用作為各個技能判定項目，將各技能判定項目與預先準備的判定基準做比較，然後根據比較結果來判定關於螺栓的鎖緊作業之受測者的技能是預先分為三個以上的技能水準的哪一個。各判定基準係如將在後面詳細說明的，可設定為例如階段性的複數個數值範圍。
接著，處理部50進行輸出步驟，使判定部50c所做出的判定結果輸出至顯示部6(S6)。至此，判定裝 置1使判定測驗結束。操作者及受測者等可依據顯示部6的顯示內容得知判定結果。
以下，特別針對判定步驟(S5)及輸出步驟(S6)的詳細內容依序進行說明。
[判定步驟]
在演算步驟中得到之α係對應於在各螺栓3的鎖緊作業中之各個應變計的輸出訊號值的變異，所以α係表示各螺栓3的鎖緊力的經時性變化的演變。因此，使用β及γ再加上α之三個技能判定項目，判定步驟可針對有關於受測者之各螺栓3的鎖緊技巧取得多元化的資料，可將各判定基準比較而確切地進行評價。
以下，針對判定裝置1的判定步驟，利用第4圖所例示的判定步驟的流程來具體地說明。
在第4圖所示的流程中，判定部50c係根據判定程式，而以例如α、β、γ之順序，分別判定α、β、γ的值是屬於預先對應於成績的優劣的等級而準備的三個以上的等級的數值範圍的哪一個內。然後在α、β、γ之中已進行的任一個技能判定項目的比較結果係判定為NG(不行)之情況時，不進行後續的其他技能判定項目的判定而使流程結束。
在此舉一個具體例，假設在演算步驟(S4)中，將各螺栓3鎖緊至到目標鎖緊力Ftarget時之輸出訊號的訊號值為100%，且得到的演算結果為以下的α[%]、β[%]、 γ[%]。
α[%]：以在各螺栓3的鎖緊作業中之任一個單位鎖緊動作完成時之各螺栓3的各應變計的輸出訊號值中的最大值與最小值之差，來作為在各螺栓3的鎖緊作業中之各個應變計的輸出訊號值的變異。此處，舉一個例子來說，係使用各螺栓3的鎖緊作業中之所有的單位鎖緊動作都完成時之前述輸出訊號值中的最大值與最小值之最大差者來作為α[%]。
β[%]：以在各螺栓3的鎖緊作業完成時(凸緣固定作業完成時)從各應變計輸出的各輸出訊號值中的最大值與最小值之差，來作為在各螺栓3的鎖緊作業完成時之各個應變計的輸出訊號值的變異。
γ[%]：以在各螺栓3的鎖緊作業完成時(凸緣固定作業完成時)之鎖緊力相對於目標鎖緊力Ftarget之比率，來作為在各螺栓3的鎖緊作業完成時之各鎖緊力的程度。
螺栓3的目標鎖緊力Ftarget之值係可適當地加以設定，例如可設定為與夾在仿真凸緣2的一對環狀凸緣間之墊圈的建議鎖緊面壓對應之螺栓3的鎖緊力之值。α[%]、β[%]、γ[%]亦可得到上述的演算結果以外的演算結果。在以下的例子中，係假設例如Ftarget的60%與墊圈的建議鎖緊面壓相同。
另外，判定裝置1在各技能判定項目的判定基準方面，係分別使用四個判定基準。具體而言，為了 判定α[%]的水準，而使用例如「A1」(13%以內)、「A2」(超過13%但在16%以內)、「A3」(超過16%但在20%以內)、「A4」(超過20%)之四個數值範圍來作為各判定基準。為了判定β[%]的水準，而使用例如「B1」(10%以內)、「B2」(超過10%但在15%以內)、「B3」(超過15%但在20%以內)、「B4」(超過20%)之四個數值範圍來作為各判定基準。以及，為了判定γ[%]的水準，而使用例如「C1」(51%以上但在70%以內)、「C2」(46%以上但在75%以內)、「C3」(36%以上但在65%以內)、「C4」(不到36%或超過75%)之四個數值範圍來作為各判定基準。又，γ之「C1」至「C3」的各數值範圍的一個例子係設定為：彼此有部分重疊，且可藉由與α及β合併而判定γ來進行受測者的水準之判定。如上所述，在實施形態1中，α的水準係以A1,A2,A3,A4之順序變低，β的水準係以B1,B2,B3,B4之順序變低，γ的水準係以C1,C2,C3,C4之順序變低。
在判定步驟中，係例如只在α[%]經判定為「A1」、且β[%]經判定為「B1」、且γ[%]經判定為「C1」之情況時，將受測者的技能判定為是相當於最高等級之「III判定」之技能水準。以及，在判定步驟中，係例如在α[%]經判定為「A2以上」、且β[%]經判定為「B2以上」、且γ[%]經判定為「C2以上」、且並不相當於「III判定」之情況時，將受測者的技能判定為是相當於「II判定」之技能水準。並且，在判定步驟中，係例如在α[%]經判定為「A3以上」、且β[%]經判定為「B3以上」、且γ[%]經判定為「C3 以上」、且並不相當於「III判定」及「II判定」的任一者之情況時，將受測者的技能判定為是相當於「I判定」之技能水準。並且，在判定步驟中，係例如在α[%]經判定為「A4」之情況、及β[%]經判定為「B4」之情況、及γ[%]經判定為「C4」之情況的任一情況時，將受測者的技能判定為是相當於「NG」之技能水準。
以下，使用流程圖來說明具體例。判定部50c首先判斷各技能判定項目中α[%]是否為「A1」(S50)，若判斷為「A1」，則判斷β[%]是否為「B1」(S51)，若判斷為「B1」，則判斷γ[%]是否為「C1」(S52)，若判斷為「C1」，則判定受測者的技能為相當於最高等級之「III判定」之技能水準(S53)，然後使流程結束。
另一方面，如第4圖所示，若判定部50c判斷α[%]為「A2」(S54)、或判斷β[%]並非「B1」(S51)時，則判定部50c判斷β[%]是否在「B2」以上(S55)，若判斷為「B2以上」時，則判斷γ[%]是否在「C2以上」(S56)，若判斷為「C2以上」時，則判定受測者的技能為相當於比「III判定」低一級之「II判定」之技能水準(S57)，然後使流程結束。如上述，第4圖所示的流程的例子，係設定為：只要α[%]為「A2」，就不管β[%]及γ[%]的判斷結果為何都無法得到「III判定」。
或者，若判定部50c判斷α[%]為「A3」(S61)、或判斷β[%]並非「B2以上」(S55)時，則判定部50c判斷β[%]是否為「B3以上」(S58)，若判斷為「B3以上」 時，則判斷γ[%]是否為「C3以上」(S59)，若判斷為「C3以上」時，則判定受測者的技能為相當於比「II判定」低一級之「I判定」之技能水準(S60)，然後使流程結束。
又，若判定部50c在步驟S61中判斷α[%]並非「A3」時，則判斷α[%]為「A4」(S62)。以及，若判定部50c在步驟S58中判斷β[%]並非「B3以上」時，則判斷β[%]為「B4」(S63)。或者，若判定部50c在步驟S59中判斷γ[%]並非「C3以上」時，則判斷γ[%]為「C4」(S64)。判定部50c在進行S62至S64的任一步驟的判斷之後，將受測者的技能判定為是相當於「NG」之技能水準(S65)，然後使流程結束。
如上述，在判斷裝置1中，判定部50c係根據技能判定項目α、β、γ與各判定基準之比較結果，判定關於各螺栓3的鎖緊作業之受測者的技能是對應於三個以上的技能水準(「III判定」、「II判定」、「I判定」、「NG判定」)的哪一個。其中，「III判定」係為例如可單獨進行使用螺旋型墊圈(spiral wound gasket)之工廠的所有的管線的配管的螺栓鎖緊作業之技能水準。「II判定」係為例如雖不能單獨進行使用螺旋型墊圈之凸緣的螺栓鎖緊作業，但可單獨進行使用接合墊片型墊圈(joint sheet gasket)之凸緣的螺栓鎖緊作業之技能水準。「I判定」係為例如只有與「II判定」以上的技能水準保持者共同作業才能進行對於凸緣之螺栓鎖緊作業，但就算是與「III判定」的技術水準保持者共同作業也不能進行使用螺旋型墊圈之凸緣的螺栓鎖緊 作業之技能水準。「NG判定」係為例如不能進行螺栓的鎖緊作業，只能進行凸緣面及螺栓與螺帽的維護等作業之技能水準。在作業現場中，係例如預先在頭盔之可看清楚的位置黏貼顯示有各技能水準的貼紙，而使各作業員的技能水準能夠輕易地確認。
如上所述，判定裝置1不僅可監測或計測固定後的螺栓的鎖緊狀態，且可進行以往很難評價之凸緣的固定作業本身之評價。尤其，判定裝置1係藉由進行將α用作為技能判定項目之判定步驟，而可評價在鎖緊作業中的一個時點之各螺栓3的鎖緊力之變異程度。因此，可判定是否會導致可能因為某一個螺栓之鎖得太急而發生之凸緣旋轉等。
另外，判定裝置1係藉由進行將β用作為技能判定項目之判定步驟，而可判定是否會招致可能在鎖緊作業完成時(凸緣連結作業完成時)各螺栓3的鎖緊力的差異程度達到一定的程度以上之情況發生之單側鎖得較緊等情形。
又，判定裝置1係藉由進行將γ用作為技能判定項目之判定步驟，而可判定是否會招致可能因為螺栓的鎖緊力之不足而發生之配管洩漏等問題。
因此，根據判定裝置1及判定程式，就可與受測者之螺栓鎖緊作業之經驗及直覺無關，而客觀且明確地評價受測者所具有之凸緣固定作業的技巧。因而，可適當地進行最適合凸緣固定作業的人才之選定。
上述的α、β、γ之各判定基準的數值範圍(A1至A4,B1至B4,C1至C4)毋庸說只是舉例說明，除此之外當然還可適當地變更各個數值範圍中的至少任一個。
[輸出步驟]
如第5圖所示，處理部50係在輸出步驟中使顯示部6顯示出判定畫面10。判定畫面10係包含第一顯示部11、第二顯示部12、第三顯示部13、第四顯示部14、及第五顯示部15。
第一顯示部11中係顯示測驗日、受測者姓名、測驗官、及判定結果。
第二顯示部12中，以圖形分別顯示在鎖緊作業中的各時點之八根之各個螺栓3(螺栓3a至3h)的鎖緊力的計測結果。
第三顯示部13中，伴隨著在每預定的數值範圍(例如每5%)用不同的背景色之色顯示而顯示出以目標鎖緊力Ftarget為100%時之相對於該目標鎖緊力Ftarget的各螺栓的鎖緊力的比率[%]。此外，第三顯示部13中還合併顯示有各螺栓3(螺栓3a至3h)的鎖緊力[%](相對於目標鎖緊力Ftarget之比率)的變異程度。此第三顯示部13中的變異程度的值，在所有螺栓3的鎖緊作業完成後係顯示成為β[%]之值。
第四顯示部14中係顯示判定測驗的經過時間。第五顯示部15中，係顯示用來確認第三顯示部13中 顯示的各背景色是對應於哪一個相對於目標鎖緊力Ftarget之各螺栓3的鎖緊力的比率[%]的數值範圍之色樣。
處理部50係在輸出步驟中使顯示部6顯示出顯示畫面10，而且使在第4圖的流程中的S53、S57、S60、S65之任一個步驟中由處理部50所判定的判定結果顯示於判定畫面10的第一顯示部11中。從此第一顯示部11的顯示內容就可知道受測者的判定測驗的結果。
如第6圖所示，操作員選擇判定畫面10中的圖形顯示按鈕16，就使圖形判定畫面20重疊顯示在判定畫面10上。顯示於圖形判定畫面20的中央之第六顯示部21，其一個例子係顯示出在橫軸顯示判定測驗中的螺栓鎖緊作業的經過時間[sec]，在左側縱軸顯示墊圈面壓(Gasket Load)[MPa]，在右側縱軸顯示以各螺栓3的目標鎖緊力Ftarget為100%時之相對於Ftarget的各螺栓的鎖緊力的比率[%]之二維座標系的圖形。第六顯示部21的右側縱軸也可藉由操作選擇按鈕22來選擇鎖緊力的測定值[MPa]。第六顯示部21中係以互不相同的態樣，具體而言，係以互不相同的顏色顯示將各螺栓3的資料顯示成隨著時間而變動之連續的曲線。如此，就可在第六顯示部21上，輕易地確認伴隨著各螺栓3的鎖緊之演算步驟S5的各技能判定項目(α、β、γ)的值。
具體而言，在第六顯示部21中，利用右側縱軸的刻度而比較在鎖緊作業中的一個時點之各螺栓3的鎖緊力的變異，就可導出α[%]。藉此，操作員及受測者等 就可從判定測驗的結果判定例如：在某一個鎖緊作業中的時點之α[%]屬於A1至A4的哪一個數值範圍。舉一個例子來說，若α[%]屬於A4，且其值超過25%，則操作員可判定在使用螺旋型墊圈時環箍(hoop)的外周會崩潰，且因密封面積減小而有墊圈的密封性能降低之虞。如上所述，在使判定畫面10顯示時，操作員係藉由看到第三顯示部13中之變異程度[%]就可確認α[%]。
此外，操作員係可藉由在判定測驗的鎖緊作業中使圖形判定畫面20顯示出來，而即時地檢討受測者的單位鎖緊動作。舉一個例子來說，操作員可在確認到針對凸緣固定作業的第一次的循環作業中的任一個螺栓3而進行的單位鎖緊動作使得鎖緊力的變化量△F超過目標鎖緊力Ftarget的25%之際，立即使判定測驗結束。
第六顯示部21中，將各螺栓3的鎖緊作業完成時的鎖緊力的比率顯示成為γ[%]。藉此，操作員及受測者等就可從判定測驗的結果判定：γ[%]屬於C1至C4的哪一個數值範圍。藉由合併觀看第二顯示部12及第六顯示部21的(reference)[%]之值，就可在例如γ[%]並未達到目標鎖緊力Ftarget時，確認有由於鎖緊力之不足而產生洩漏之虞。
在圖形判定畫面20中，可藉由選擇配置在畫面右側上方之各螺栓3a至3h的選擇按鈕23的任一個，而只顯示任一個螺栓的曲線。而且，藉由操作判定裝置1，即使在判定測驗的計測步驟(S2)中也可利用第六顯示部21 而做即時確認。
如此在輸出步驟(S6)中，顯示部6以人可確認的態樣顯示演算部50b在演算步驟中得到的α、β、γ。因此，例如，操作員及受測者等只看顯示部6的顯示內容，就不僅可判定受測者所具有的凸緣固定作業的技巧是否符合判定基準，而且可客觀且明確地評價受測者所具有的凸緣固定作業的技巧是對應於預先準備的三個以上的技能水準的哪一個之水準。而且，藉由使該受測者的判定測驗的各資料與受測者的ID資訊相關聯而記憶於記憶部51中，則無論何時都可合併確認受測者的ID資訊與該受測者的過去的判定測驗的結果。
因此，根據實施形態1，就可提供可客觀且明確地進行作業員之與凸緣的連結有關的技巧的判定之凸緣固定技巧判定裝置及凸緣固定技巧判定程式。因而，例如適當地選擇要從事凸緣固定之作業員的人才，就可輕易地組合能夠期待一定程度以上的作業品質之作業班。因此，也可使與螺栓之鎖緊有關之施工不良減少，而謀求工事品質之提升。
又，藉由讓受測者客觀且明確地確認自己的技巧的水準，不僅可謀求在短期間內提升其技術水準，也可期待其在從事凸緣固定作業上之必要的意識水平之提升。
以下，以與實施形態1之差異為中心來說明本發明的其他實施形態。
<實施形態2>
第7圖係顯示在實施形態2之判定裝置中顯示於顯示部6之圖形判定畫面20A。
圖形判定畫面20A中，係使用空間座標系而以α、β、γ之順序使α、β、γ對應於X軸、Y軸、Z軸而顯示。以此方式，使分別對應於「III判定」、「II判定」、「I判定」之各技能水準的數值範圍分別顯示成立體狀的空間Q1至Q3。另外，將「NG判定」的數值範圍顯示成不與空間Q1至Q3的任一個重疊之空間。在判定測驗中得到之受測者的α、β、γ之各值，係顯示成該空間座標系內的P點的位置。
如此的顯示內容，也能以操作員及受測者等可確認的態樣來顯示演算部50b在演算步驟中演算得到的α、β、γ。而且，因為以各技能判定項目α、β、γ之順序使α、β、γ對應於X軸、Y軸、Z軸而顯示，所以例如可利用圖形判定畫面20A而就每個技能判定項目輕易地確認例如判定部50c在判定步驟中判定出的受測者的判定結果的理由。另外，亦可為了讓表示「III判定」、「II判定」、「I判定」之空間Q1至Q3容易區別，而以可使空間Q1至Q3相區別的態樣(例如不同的顏色)進行顯示。
<實施形態3>
第8圖係顯示在實施形態3之判定裝置中顯示於顯示 部6之圖形判定畫面20B之圖。
圖形判定畫面20B係使用二維座標系的圖形使各技能判定項目分別個別地且在上下方向排列地顯示。以此方式，使相對於各技能判定項目之「III判定」、「II判定」、「I判定」、「NG判定」之各判定基準的數值範圍(A1至A4,B1至B4,C1至C4)一起顯示，而可顯示在判定測驗中得到的受測者的α、β、γ之各值(圖中以粗線L1至L3顯示)是在各判定基準的數值範圍內的哪個位置。
依據如此的顯示內容，也能以操作員及受測者等可確認的態樣顯示演算部50b在演算步驟中演算得到的α、β、γ。而且，可個別且容易地將α、β、γ之各值與各判定基準的範圍相比較，可詳細地檢討受測者的α、β、γ的水準對比於各基準範圍係相對地在怎麼樣的水平。
<其他的事項>
在實施形態1中，判定部50c係依α、β、γ之順序進行判定，但本發明並不限於此。判定部50c亦可依任意的α、β、γ的順序來進行判定。
在實施形態1中，判定裝置1中的接收部4係獨立在PC 5之外，但本發明並不限於此一構成。亦可構成為例如將接收部4配置在PC 5的內部，使接收部4成為PC 5的一個構成元件。另外，也不限於將記憶部51配置在PC 5的內部之構成，亦可例如將記憶部配置在與PC 5連接之外部的網路上。
配設於判定裝置之輸出部的構成，不只限於所謂的PC 5的顯示器(display)這種形態之顯示部6。例如，亦可為將判定部50c之判定步驟中的判定結果輸出至紙或薄片、或各種記錄媒體的任一者之構成。
本發明可判定技巧之螺栓的鎖緊作業，當然不限於生產工廠等中之用來連結配管的凸緣之螺栓的鎖緊作業。就算是例如：減壓室(chamber)等的壓力容器或馬達軸等的旋轉機器等的各種構造物之密封或連結、或者用來組裝之螺栓等的鎖緊作業，也可良好地進行技巧判定。
本發明中使用的應變計，只要個別地與用於連結之複數個螺栓對應而設置即可。因此，亦可例如在與配設於仿真凸緣的一對凸緣間之墊圈對應之各螺栓的各位置分別設置應變計。
在上述各實施形態中，雖列舉應變計作為鎖緊力檢測器的例子，但鎖緊力檢測器並不僅限於應變計，亦可為其他的構成，例如可採用壓電元件。在此情況下，在一對凸緣之間之與各螺栓對應之位置分別配置壓電元件，也可進行與使用應變計之情況同樣之檢測。
在使用應變計作為鎖緊力檢測器之情況時，應變計並不限於溫度修正三線式者，亦可使用其他的型式之應變計。
上述各實施形態雖然係使用α、β、γ三個技能判定項目來進行與凸緣之固定有關之技巧的判定，但視情況而定，亦可只使用從其中選出的兩個技能判定項目 來進行與凸緣之固定有關之技巧的判定。在如此的情況也一樣，亦可利用兩個技能判定項目而從多元化的觀點來進行與凸緣之固定有關之技巧的判定，同樣有用。
(產業上之可利用性)
如以上所述，根據本發明之一態樣，則具有可提供可客觀且明確地進行與作業員之凸緣固定有關的技巧的判定之凸緣固定技巧判定裝置及凸緣固定技巧判定程式之良好效果。因此，若廣泛地應用作為可發揮此效果的意義之凸緣固定技巧判定裝置及凸緣固定技巧判定程式，則非常有益。

Claims (9)

  1. 一種凸緣固定技巧判定裝置，係具備有：接收部，從與為了連結凸緣而鎖緊的複數個螺栓個別地對應而設的各鎖緊力檢測器，接收伴隨著受測者的前述複數個螺栓的鎖緊作業而輸出的輸出訊號；計測部，得到複數個計測結果，該複數個計測結果表示前述接收部接收到的前述複數個螺栓各者之從鎖緊作業開始時到鎖緊作業完成時為止的各個前述輸出訊號的變化的演變；演算部，對複數個前述計測結果進行演算，分別得到表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業中之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第一演算結果、表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業完成時之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第二演算結果、及表示在前述複數個螺栓的前述鎖緊作業完成時之各鎖緊力的程度之第三演算結果來作為技能判定項目；判定部，根據將各個前述技能判定項目與判定基準相對照之結果，判定關於前述各螺栓的鎖緊作業之受測者的技能是三個以上的技能水準的哪一個；以及輸出部，將前述判定部的判定結果予以輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之凸緣固定技巧判定裝置，其中，前述複數個螺栓各者的前述鎖緊作業，係包含複數個單位鎖緊動作， 前述演算部，係得到前述複數個螺栓的鎖緊作業中的任一個前述單位鎖緊動作完成時之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值中的最大值與最小值之差來作為前述第一演算結果。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之凸緣固定技巧判定裝置，其中，前述演算部係得到前述複數個螺栓的前述鎖緊作業中的所有的前述單位鎖緊動作完成時之前述輸出訊號值中的最大值與最小值的最大差者來作為前述第一演算結果。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之凸緣固定技巧判定裝置，其中，前述演算部係得到前述複數個螺栓的鎖緊作業完成時之各個前述輸出訊號值之中的最大值與最小值之差來作為前述第二演算結果。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之凸緣固定技巧判定裝置，其中，前述輸出部係可顯示前述判定部的前述判定結果之顯示部，在前述顯示部中，以各個前述技能水準彼此不相同的顯示態樣可區別地顯示前述判定部的前述判定結果。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之凸緣固定技巧判定裝置，其中， 前述輸出部係可顯示前述第三演算結果之顯示部，在前述顯示部中，以在各個預定的數值範圍用不同的顏色顯示之方式顯示前述第三演算結果。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之凸緣固定技巧判定裝置，更具備有：用來記憶前述計測結果及前述第一、第二、第三演算結果、以及前述判定結果之記憶部。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之凸緣固定技巧判定裝置，其中，前述記憶部係進一步將受測者的ID資訊與前述計測結果和前述第一、第二、第三演算結果、以及前述判定結果附加關聯而予以記憶。
  9. 一種凸緣固定技巧判定程式，係使電腦執行下列步驟：演算步驟，從與為了連結凸緣而鎖緊的複數個螺栓個別地對應而設的各鎖緊力檢測器，接收伴隨著受測者的前述複數個螺栓的鎖緊作業而輸出的輸出訊號，得到表示前述接收到的前述複數個螺栓各者之從鎖緊作業開始時到鎖緊作業完成時為止的各個前述輸出訊號的變化的演變之複數個計測結果，並且對複數個前述計測結果進行演算，分別得到表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業中之各個前述鎖緊力檢測器的輸出訊號值的變異之第一演算結果、表示在前述複數個螺栓的鎖緊作業完成時之各個前述鎖緊力檢測器的輸出 訊號值的變異之第二演算結果、及表示在前述複數個螺栓的前述鎖緊作業完成時之各鎖緊力的程度之第三演算結果來作為技能判定項目；判定步驟，根據將各個前述技能判定項目與判定基準相對照之結果，判定關於前述各螺栓的鎖緊作業之受測者的技能是三個以上的技能水準的哪一個；以及輸出步驟，將前述判定步驟中所得到的前述判定結果予以輸出。
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