JP2005076855A - 配管系の接続装置およびその接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伸縮継手に接続する機器あるいは配管の取外しに伴う伸縮継手の取付け・取外しの際に、伸縮継手を縮めるための治具を必要としない配管接続装置および配管接続方法を提供する。
【解決手段】配管系を伸縮継手で接続するようにした配管系の接続装置において、据付工事時点の配管系のフランジ接続面間寸法を伸縮継手のフランジ接続面間寸法よりも広く設定し、かつこれら配管系のフランジ接続面間寸法および伸縮継手のフランジ接続面間寸法の差よりも締結ボルトの長さを長く設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は発電プラント等各種プラントの配管系の接続装置およびその接続方法に係り、特に配管系に伸縮継手を接続するようにした配管系の接続装置およびその接続方法に関する。

一般に配管系は直線部分と曲線部分とから構成されるが、配管の使用条件および設置条件によって管材質や配管方法も様々に分かれる。流体を移送する配管系には流体から様々な力が作用する。

この配管系に作用する力の中で全ての配管方法に共通するのは、工事の無理な据付けによる据付誤差や機器の経年的な不等沈下、据付け時と運転時の温度差による熱膨張や流体の圧力変動からくる振動を原因とする力である。何れの力も配管系を損傷する要因になるため、その要因を吸収し配管や機器の保護を目的として一般に配管系の途中に伸縮継手を取付けている。例えば、発電プラントに設けられる配管系のなかで、循環水配管は管口径が４ｍに達するものもあり、この配管系に取付ける伸縮継手は±２５ｍｍ程度の伸縮量を許容でき、配管や機器の保護の一翼を担っている。

図２は従来技術による配管系への伸縮継手の取付け例を示す図である。図２において、１および２は配管であり、１ａおよび２ａはそれぞれの接続用フランジ（以下、フランジという）である。このフランジ１ａ１、２ａ１間の隙間を配管系フランジ接続面間（以下、配管系フランジ面間という）といい、符号Ｌ１で表わす。なお、便宜状配管系フランジ面間の寸法もＬ１で表わす。

一方、この配管系フランジ面間Ｌ１に取付けられるものが伸縮継手３であり、配管１，２のフランジ１ａ１、２ａ１に対向してフランジ３ａ１、３ａ２を備えている。そしてこの伸縮継手３は製作時点でフランジ３ａ１，３ａ２間のフランジ面間寸法Ｌ２が配管のフランジ面間寸法Ｌ１と同じ寸法に製作されている。

この伸縮継手３を配管１、２間に取付ける場合、フランジ面間寸法がともに同じ（Ｌ１＝Ｌ２）であるため、伸縮継手３を配管１，２間に取付けることができない。従来は伸縮継手３のフランジ面間寸法Ｌ２を配管１、２間のフランジ面間寸法６よりも小さく（Ｌ２＜Ｌ１）するために、伸縮継手３の配管系への取付けに際して、伸縮継手３のフランジ３ａ１，３ａ２の外周数箇所にフランジ面間寸法Ｌ２を縮めるための治具４１，４２を予め取付け、この治具４１，４２間をボルト・ナット５の締付によって圧縮し、伸縮継手３のフランジ面間寸法Ｌ２を配管１、２のフランジ面間寸法Ｌ１よりも短くした状態（Ｌ２＜Ｌ１）にする。この状態で配管１、２間に伸縮継手３を挿入する。

そして伸縮継手３の位置決めが終わり、配管および伸縮継手３のフランジ１ａ１，３ａ１間および３ａ２、２ａ１間に結合ボルト（ここでは図示していない）を貫通させた後、前記治具４１，４２間を締付けているボルト・ナット５を外し、続いて治具４１，４２を外し、最後に図示しない締結ボルトでフランジ１ａ，３ａ１間および３ａ２、２ａを締結するようにしている。

伸縮継手３を取外す場合は、逆の手順、すなわち結合ボルトを緩めた後、治具４１，４１間をボルト・ナット５により締付け伸縮継手３を圧縮しフランジ面間寸法Ｌ２を小さくした後締結ボルトを引きぬいて取外す。

図３は伸縮継手３の半裁拡大断面図である。この伸縮継手３は軟質部材と補強材とからなる弾性体３ａ３で構成され、中央部に配管系に生ずる変形を吸収するための環状の襞（断面アーチ形の張り出し部）３ａ４を有している。

伸縮継手と接続状態にある弁等の機器あるいは配管を取外しするため、または経年変化を伴うゴムのような材料を使用する伸縮部材自体の劣化、損傷による交換等のために伸縮継手を定期あるいは不定期に取外しを行う場合がある。

しかし、伸縮継手３の取付け場所は一般的に狭く、周囲の作業空間も不足し作業機械の使用も望めない場合が多い。また、前記の様に、伸縮継手３は配管１、２のフランジ面間寸法に合せて取付けるようにしているため、そのままの状態で取外すことは困難であり、伸縮継手の取付けあるいは取外しの前後に予め伸縮継手の面間を縮める治具４１，４２を取付けたりまたは取外す必要があり、その作業に多大な労力とコストが必要となる。

また、前述した循環水配管のように大口径の配管系に用いられる伸縮継手であれば、治具等の関連資材も大きくかつ重量も嵩むようになる。発電プラント建設時等の配管据付け段階では、比較的作業環境に対する制限が少なく、クレーン等の作業機械の導入で或る程度対応できる。しかし、伸縮継手を配管に据付けた後に交換や補修を目的として伸縮継手を配管から取外す場合は、周囲に計器や他の配管、配管支持部材等を据付けた後において作業環境に対する制限が増加し、作業機械の導入が困難な場合が多くなり、治具等関連資材の使用による工事作業への影響は多大なものとなる。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたもので、伸縮継手に接続する機器あるいは配管の取外しに伴う伸縮継手の取付け、取外しの際に、伸縮継手を縮めるための治具を必要としない配管接続装置および配管接続方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、請求項１に係わる配管系の接続装置の発明は、配管系を伸縮継手で接続するようにした配管系の接続装置において、据付工事時点の配管系のフランジ接続面間寸法を伸縮継手のフランジ接続面間寸法よりも広く設定し、かつこれら配管系のフランジ接続面間寸法および伸縮継手のフランジ接続面間寸法の差よりも締結手段の長さを長く設定したことを特徴とする。

また、請求項２に係る配管系の接続方法の発明は、配管系を伸縮継手で接続するようにした配管系の接続方法において、据付工事時点の配管系のフランジ接続面間寸法を伸縮継手のフランジ接続面間寸法よりも広く設定し、かつこれら配管系のフランジ接続面間寸法および伸縮継手のフランジ接続面間寸法の差よりも締結ボルトの長さを長く設定しておき、まず、配管系のフランジ接続面間に伸縮継手を挿入して位置決めした後、配管系の一方のフランジおよびこれに対向する伸縮継手のフランジ相互間を締結手段で締結し、つぎに、配管系の他方のフランジとこれに対向する伸縮継手のフランジ相互間に隙間が生じている状態で両フランジ間に締結手段を貫通させ、その後対向する両フランジが密着するように締結手段によって締結し、配管系を伸縮継手により接続したことを特徴とする。

本発明によれば、伸縮継手を縮めるための治具が必要がないので、治具を取付けて伸縮継手を縮める作業をなくすことができ、配管系の接続作業時間を大幅に短縮することができ、併せてその作業に伴う人員を削減することができる。

以下、本発明係わる配管接続装置の実施例について図面を参照して説明する。

図１は実施例１により配管１、２および弁６からなる配管系に伸縮継手３を取付けまたは取外しする様子を示す図である。
本実施例に用いる伸縮継手３および締結手段の構成要素である締結ボルト７は製作時点で以下に述べるような寸法関係に管理されているものとする。すなわち、予め伸縮継手３の取付けまたは取外し作業に必要な隙間Ｌ３を確認し、所望の伸縮量の伸縮が可能で、伸縮継手３前後の配管系のフランジ接続面間寸法Ｌ１よりも伸縮継手３の取外し作業に必要な隙間Ｌ３分だけ短いフランジ接続面間寸法Ｌ２´の伸縮継手３を製作する（Ｌ１−Ｌ２´＝Ｌ３）。この伸縮継手３のフランジ面間寸法Ｌ２´は当然ながら従来のフランジ面間寸法Ｌ２よりも短い（Ｌ２＞Ｌ２´）。

さらに、締結ボルト７の長さＬ４は前記隙間Ｌ３が存在する状態で締結ボルト７の両端部が弁６のフランジ面および伸縮継手３のフランジ面から突出してそれぞれナット８が螺合するように、当該隙間Ｌ３よりも長く製作されている。また、締結ボルト７の締付けに際し、弁６側または伸縮継手３側に取外しに必要な隙間Ｌ３以上の緩め代Ｌ５を設けておくものとする。

このように寸法管理された伸縮継手３および締結ボルト７を用いて配管１、弁６および配管２からなる配管系に伸縮継手３の取付け工事を行う場合、まず図示上部の配管１フランジ１ａおよび弁２フランジ６ａ１相互間が密着するように締結ボルト７およびナット８によって締結し、配管１に弁６を取付ける。

つぎに、弁６および下部配管２間の隙間に配管系のフランジ面間寸法Ｌ１よりも短いフランジ面間寸法Ｌ２´で製作された伸縮継手３を挿入しボルト穴等の位置決めをした後、配管２および伸縮継手３のフランジ２ａ１、３ａ２相互を締結ボルト７およびナット８で締結する。

このようにして下側のフランジ２ａ１、３ａ２間を締結した後、弁６の下部フランジ６ａ２と伸縮継手３の上部フランジ３ａ１とを隙間Ｌ３が存在する状態（図１の状態）で締結ボルト７の両端を両フランジ面から突出させた状態でナット８を螺合させる。ナット８の締付により伸縮継手３は製作時のフランジ面間寸法Ｌ２´よりも引き延ばされ、両フランジ面の最終的な締結状態でフランジ面間寸法Ｌ１まで引き延ばされる。

これにより伸縮継手を取外す際は、配管装置に接続するフランジを締結しているボルトを緩めると伸縮継手は元のフランジ面間寸法に戻り、配管装置と伸縮継手の間に隙間、上記課題を解決できる。

以上の説明は伸縮継手３を取付ける場合であるが、伸縮継手３を取外す場合は、上部の締結ボルト７を緩めることにより伸縮継手３は製作時のフランジ面間寸法Ｌ２´に戻り、取外しに必要な隙間Ｌ３ができ、伸縮継手３自体を治具の使用なしに取外すことができる。

以上述べたように、本実施例によれば伸縮継手３のフランジ面間寸法Ｌ２´を製作時点で配管系のフランジ面間寸法Ｌ１よりも短くしているので、従来のように伸縮継手を圧縮すための治具４１，４２を取付けることおよび治具圧縮ボルト・ナット５等を用意する必要がなく、その縮める作業および人員を削減することができる。

実施例１では、伸縮継手３のフランジ面間寸法Ｌ２´を配管系のフランジ面間寸法Ｌ１より短く設定したが、フランジ面間寸法Ｌ１の方を調節してもよい。すなわち、配管系のフランジ面間寸法Ｌ１を伸縮継手３のフランジ面間寸法Ｌ２´より長く設定してもよい。

この実施例２においても、締結ボルト７の長さＬ４を長く製作しておくとともに、締結ボルト７の締付けに際し弁６側または伸縮継手３側に取外しに必要な隙間Ｌ３以上の緩め代Ｌ５を設けておくことは実施例１の場合と同じである。

以上述べたように、本実施例２によれば配管系のフランジ面間寸法を、伸縮継手３製作時点でのフランジ面間寸法よりも広くしているので、従来のように取付け作業に先だって伸縮継手を圧縮すための治具を取付けることおよび治具圧縮ボルト・ナット等を用意する必要がなく、その縮める作業も人員も削減することができる。

本発明の実施例１による伸縮継手および配管装置の構成図。 従来の伸縮継手と配管装置の構成図。 伸縮継手の構成図。

符号の説明

１…配管、１ａ１…配管フランジ、２…配管、２ａ１…配管フランジ、３…伸縮継手、３ａ１、３ａ２…継手フランジ、３ａ３…弾性体、６…弁、６ａ１，６ａ２…弁フランジ、７…締結ボルト、８…ナット、Ｌ１…配管系のフランジ接続面間寸法、Ｌ２、Ｌ２´…伸縮継手のフランジ接続面管寸法、Ｌ３…伸縮継手の取外しに必要な隙間、Ｌ４…ボルトの長さ、Ｌ５…緩め代。

Claims (2)

1. 配管系を伸縮継手で接続するようにした配管系の接続装置において、
   据付工事時点の配管系のフランジ接続面間寸法を伸縮継手のフランジ接続面間寸法よりも広く設定し、かつこれら配管系のフランジ接続面間寸法および伸縮継手のフランジ接続面間寸法の差よりも締結手段の長さを長く設定したことを特徴とする配管系の接続装置。
2. 配管系を伸縮継手で接続するようにした配管系の接続方法において、
   据付工事時点の配管系のフランジ接続面間寸法を伸縮継手のフランジ接続面間寸法よりも広く設定し、かつこれら配管系のフランジ接続面間寸法および伸縮継手のフランジ接続面間寸法の差よりも締結手段の長さを長く設定しておき、
   まず、配管系のフランジ接続面間に伸縮継手を挿入して位置決めした後、配管系の一方のフランジおよびこれに対向する伸縮継手のフランジ相互間を締結手段で締結し、
   つぎに、配管系の他方のフランジとこれに対向する伸縮継手のフランジ相互間に隙間が生じている状態で両フランジ間に締結手段を貫通させ、その後対向する両フランジが密着するように締結手段によって締結し、配管系を伸縮継手により接続したことを特徴とする配管系の接続方法。
   
   
   
   

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