JPH0153732B2 - - Google Patents

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JPH0153732B2
JPH0153732B2 JP19374082A JP19374082A JPH0153732B2 JP H0153732 B2 JPH0153732 B2 JP H0153732B2 JP 19374082 A JP19374082 A JP 19374082A JP 19374082 A JP19374082 A JP 19374082A JP H0153732 B2 JPH0153732 B2 JP H0153732B2
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JP
Japan
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pressure
pipeline
liquid
transported
detection device
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JP19374082A
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JPS5983030A (ja
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Norio Iwasaki
Yoshio Okamura
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JGC Corp
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JGC Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G01M3/2807Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes
    • G01M3/2815Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes using pressure measurements

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパイプライン内の被輸送液体の漏洩検
知方法および装置に関し、詳しくは、被輸送液体
を収容してパイプラインを締切り、運転休止状態
にして漏洩を検知する方法および装置に関する。
周知の通り、石油類、化学製品類等の液体をパ
イプ輸送する場合には主として地中に埋設したパ
イプラインを利用するのが通常であるが、そのよ
うなパイプラインからの漏洩は被輸送液体の損失
を招くばかりでなく引火の危険も伴ない、さらに
は地下水を汚染するおそれもあるためパイプライ
ンからの漏洩を早期に発見することが漏洩を未然
に防止することと共に是非とも必要とされてい
る。
パイプラインにおいては定められた間隔毎に緊
急遮断弁を設置することがある。この場合、各遮
断弁を閉鎖して各区間のパイプライン内の圧力測
定を行ない、一定時間後の圧力変化の有無を調べ
て漏洩を検知するようにしている。
ところで、圧力変化は漏洩によるもののほか、
外部温度とパイプライン内の液体温度との差によ
つて生ずるパイプライン内の液体温度の変化に左
右されるので、パイプライン内液体の温度変化に
よる圧力変化率の最大値の予想し、その最大値以
上の圧力変化率が現われたとき漏洩と判断するよ
うにしている。しかし、基準となる温度変化によ
る圧力変化率の範囲を正確に定めるのが困難なた
め漏洩検知精度がきわめて悪かつた。
一方、逆に、パイプライン内の圧力を一定に保
つように被輸送液体の一部を出し入れし、出入り
の流量を各々測定して、温度変化に対応する量以
上の液がパイプラインに流入した場合をもつて漏
洩とみなす装置がある(特公昭55−23365)。この
場合にも温度変化に対応する量を正確にとらえる
ことの困難さがあるものの、加熱パイプラインの
ようにパイプライン内の液体温度を人為的に変化
させうる場合には同一温度の2時点での流量を比
較することによつて精度よく漏洩を検知すること
ができる。しかし、同一温度の状態を再現するに
は実際上10時間程度の時間を要するという欠点が
ある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、液
体温度変化の影響を受けることなく締切られたパ
イプライン内液体の漏洩を短時間でかつ正確に検
知することができるパイプラインの漏洩検知方法
および装置を提供することを目的とする。
この発明によれば、パイプラインから分岐して
配設される分岐路と、該分岐路内に流体を封入す
る仕切弁と、該仕切弁の両側の圧力差を測定する
差圧計とを設け、被輸送液体を収容してパイプラ
インを締切り、該パイプラインから液体の一部を
抜き出すか或いはパイプラインに液体を更に注入
することによつてパイプラインの内部圧力を強制
的に変化させ、少なくとも2つの異なるパイプラ
イン内圧力を始点として時間変化に伴つて変化す
る前記差圧計の出力からそれぞれ圧力変化率を求
め、これらの圧力変化率の比較に基づいて前記パ
イプラインからの漏洩を検知するようにしてい
る。
以下本発明を添付図面を参照して詳細に説明す
る。
まず、第1図に示す時間と圧力との関係を示す
グラフを用いて本発明を原理的に説明する。第1
図aはパイプライン内液体の温度がパイプライン
外部の温度よりも高い場合において、時間τに伴
なつて変化する温度変化による圧力変化を示した
ものである。この場合の圧力変化は、少くとも数
時間の間は直線的(変化率一定)であり、例えば
時間τ1における圧力変化率ΔPθ/Δτ1と時間τ2
おける圧力変化率ΔPθ/Δτ2とは等しい。また、
第1図bはパイプライン内液体内の温度が変化し
ない場合におけるパイプライン内液体の漏洩によ
る圧力変化を示したものである。
一般にパイプラインからの漏洩量は次式、 Q=K√INOUT ……(1) で表わされる。ここでQは漏洩流量、PINは管内
圧力、POUTは管外圧力であり、Kは漏洩孔の面
積、管内流体の物性値等に基づく定数である。上
式からも明らかなように、漏洩量は管の内部と外
部との圧力差の平方根に比例するので、漏洩が生
じている場合は、管内圧力が低い時よりも高い時
の方が漏洩流量が大きい。
したがつて、パイプライン内液体の漏洩による
圧力変化は直線的でなく、第1図bに示すように
例えば時間τ1における圧力変化率ΔPl/Δτ1は時
間τ2における圧力変化率ΔPl/Δτ2よりも大きい。
また、第1図cは上記第1図aおよび第1図b
のグラフを重畳したグラフ、即ちパイプライン内
液体の温度変化および漏洩による圧力変化を時間
τに関して示したものである。ここで、時間τ1
おける圧力変化率をΔP/Δτ1、時間τ2における圧
力変化率をΔP/Δτ2とすると、各圧力変化率
ΔP/Δτ1,ΔP/Δτ2はそれぞれ次式、 ΔP/Δτ1=ΔPθ/Δτ1+ΔPl/Δτ1……(
2) ΔP/Δτ2=ΔPθ/Δτ2+ΔPl/Δτ2……(
3) で表わすことができる。上記第(2)式および第(3)式
の圧力変化率を比較すると、 ΔP/Δτ1−ΔP/Δτ2=(ΔPθ/Δτ1+ΔPl
/Δτ1)−(ΔPθ/Δτ2+ΔPl/Δτ2)=ΔPl/Δ
τ1−ΔPl/Δτ2……(4) (∵(ΔPθ/Δτ1=ΔPθ/Δτ2) と表わすことができる。すなわち、温度変化によ
る圧力変化率は除去され、漏洩による圧力変化率
のみを検出することができる。また、漏洩の判定
は、次式、 ΔPl/Δτ1−ΔPl/Δτ2≦e(漏洩なし) ΔPl/Δτ1−ΔPl/Δτ2>e(漏洩あり) によつて行なう。ただし、eは圧力計器(差圧
計)誤差、測定誤差、圧変化による物性の変化等
による判断基準(検知能)である。本発明は上記
点に着目したもので、短時間で漏洩を検知するた
めに前記時間τ1に対する圧力から時間τ2に対応す
る圧力に強制的に変化させ、各圧力における圧力
変化率の差に基づいて漏洩を検知するようにした
ものであり、更に前記圧力変化率を求めるに際
し、パイプラインから分岐して配設され、仕切弁
によつて該圧力導管内に封入された流体の圧力を
基準圧力とし、この基準圧力とパイプライン内圧
力との時間変化に伴つて変化する差圧を測定する
ことによつて圧力変化率を求めるようにしたもの
である。
次に、本発明を第2図に示す一実施例に基づい
て説明する。第2図においてパイプライン1は遮
断弁2,3によつて所定区間を締切ることができ
るようになつている。このパイプライン内液体は
流体輸送時においては遮断弁2,3が開放され主
送液ポンプ(図示せず)の駆動により送液側から
受液側に流体が輸送され、パイプラインの漏洩検
知時においては流体輸送は停止され遮断弁2,3
が締切られ、締切られたパイプライン1の区間内
に被輸送液体が始定圧力で封入される。
パイプライン1には、被輸送液体の一部をパイ
プライン1から抜き出すための減圧用弁4および
パイプライン1に液体を更に注入する加圧装置5
が設けられるとともに、パイプライン1から分岐
してシールポツト6、仕切弁7および恒温ポツト
8が直列接続された圧力導入部が設けられてい
る。
また、仕切弁7の両側、すなわちシールポツト
6および恒温ポツト8側にはそれぞれ受圧ダイア
フラム9および10が設けられ、各ダイアフラム
に加えられた圧力は差圧計11に導かれる。差圧
計11により測定された差圧値をデジタルプリン
タ12にプリントアウトさせる。
なお、シールポツト6には被輸送液体とは異な
る熱影響の少ないシール液が充填されている。こ
のシール液としては、 (イ) 比熱の大きいもの (ロ) 熱膨張係数の小さいもの (ハ) 比重の大きいもの (ニ) 常温(−10℃以上)で液状のもの (ホ) 被輸送液体に対して不溶なもの (ヘ) ダイヤフラムに悪影響を及ぼさないもの を選定する必要があり、例えば50%エチレングリ
コール水溶液等が適当と思われる。
また、恒温ポツト8は、仕切弁7によつて恒温
ポツト8内に封入される液体の圧力(基準圧力)
を外気温度にかかわらず一定に保持するためのも
ので、所定容量(20〜30)を有し、更に仕切
弁7以降の配管とともに断熱材によつて被覆され
ている。
また、デジタルプリンタは読取誤差をなくすた
めのものである。
このような構成の漏洩検知装置において、パイ
プライン1の漏洩検知を行なう場合には、まずパ
イプライン1内の液体の輸送を停止し、次いで遮
断弁2,3を閉じ、被輸送液体を所定圧力で封入
する。このとき、仕切弁7は開放されているた
め、その両側の圧力は前記封入圧力と等しくなつ
ている。
そして仕切弁7を閉成し、所定時間例えば30分
間5分毎に、仕切弁7の両側の圧力差を差圧計1
1によつて測定し、これらの各差圧値をデジタル
プリンタ12によつてプリントアウトさせる。
次に、仕切弁7を開放し、加圧装置5によつて
パイプライン1に液体を更に注入するか或いは減
圧用弁4を開放してパイプライン1から液体の一
部を抜き出すことによつてパイプライン1の内部
圧力を強制的に変化させる。
そして前記と同様に仕切弁7を閉成し、所定時
間仕切弁7の両側の圧力差を差圧計11によつて
測定し、この差圧値をデジタルプリンタ12によ
つてプリントアウトさせる。
このようにして差圧の変化を測定することによ
り初期圧力を異にしたパイプライン内の圧力変化
率が少なくとも2ケ得られる。この初期圧力を異
にした圧力変化率を比較してパイプラインの漏洩
の有無を判定する。
第3図は、封入圧力P1を始点として圧力変化
を測定後、減圧用弁4によつて強制的に圧力P2
に減圧し、再度圧力変化を測定した場合における
圧力変化を示すグラフであつて、第3図aは漏洩
がない場合の圧力変化を示し、第3図bは漏洩が
ある場合の圧力変化を示す。
すなわち、パイプライン1からの漏洩がない第
3図aの場合は、圧力変化は液体の温度変化のみ
に依存するので、P1からの圧力変化率ΔP1/Δτ1とP2 からの圧力変化率ΔP2/Δτ2とは等しい。一方、パイ プライン1からの漏洩がある第3図bの場合は、
圧力によつて漏洩量が異なるために圧力変化率は
刻刻変化する。特に、パイプライン内の圧力を強
制的に変化させる前後においては、圧力変化率が
大きく異なるので、その差異を明瞭にとらえるこ
とができる。
第4図は、恒温ポツトの他の実施例を示すもの
で、この恒温ポツト8′は隔膜13を介して気体
が封入されている。気体は圧縮体のため、外気温
度の影響による圧力変化を吸収する。すなわち、
基準圧力として気体(N2等)圧力を利用するこ
とにより、更に温度変化による影響を少なくする
ことができる。
なお、この実施例ではシールポツトおよび恒温
ポツトを設けているが、これらは必ずしも設けな
くてもよい。すなわち、初期圧力(基準圧力)を
封入する仕切弁7以降の装置を恒温室内に設置し
たり、外気温変化の少ない時間帯(この漏洩検知
に要する時間は1〜2時間あればよい)に漏洩検
知を行なうことにより外気温変化による基準圧力
の変化を最小限にとどめることができる。
また、この実施例ではダイアフラム型の差圧計
を用いたが、これに限らず、種々の差圧計が考え
られる。要は、仕切弁の両側の圧力差を測定でき
るものであれば何如なるものでもよい。
以上説明したように本発明によれば、液体温度
変化による圧力変化の影響を受けることなく、短
時間でパイプライン内液体の漏洩を検知すること
ができる。また、本発明装置は差圧計を利用して
いるため、絶対圧力を測定して圧力変化率を求め
るのに比べて検知精度が3倍程度高くなるという
利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を原理的に説明するために用い
た圧力と時間との関係を示すグラフ、第2図は本
発明によるパイプラインの漏洩検知方法および装
置の一実施例を示す系統図、第3図は本発明によ
る漏洩検知を説明するために用いた圧力と時間と
の関係を示すグラフ、第4図は恒温ポツトの他の
実施例を示す概略図である。 1……パイプライン、2,3……遮断弁、4…
…減圧用弁、5……加圧装置、6……シールポツ
ト、7……仕切弁、8,8′……恒温ポツト、9,
10……ダイアフラム、11……差圧計、12…
…デジタルプリンタ、13……隔膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被輸送液体を第1の圧力で収容してパイプラ
    インを締切り、時間変化に伴なう第1の圧力変化
    率を求め、次いでパイプラインの内部圧力を前記
    第1の圧力とは異なる第2の圧力まで強制的に変
    化させ、時間変化に伴なう第2の圧力変化率を求
    め、前記第1の圧力変化率と前記第2の圧力変化
    率との比較にもとづいて前記パイプラインの漏洩
    を検知するパイプラインの漏洩検知方法におい
    て、前記第1および第2の圧力を前記パイプライ
    ンから分岐した分岐路に封入し、該封入圧力と前
    記パイプラインの圧力との圧力差をそれぞれ検出
    することにより前記第1および第2の圧力変化率
    を求めるようにしたことを特徴とするパイプライ
    ンの漏洩検知方法。 2 パイプラインを締切り被輸送液体を第1の圧
    力で封入する遮断弁と、前記被輸送液体の圧力を
    第1の圧力から第2の圧力まで強制的に変化させ
    る圧力可変手段と、前記パイプラインから分岐し
    て配設される分岐路と、該分岐路に配設され前記
    第1および第2の圧力を封入する仕切弁と、該仕
    切弁により封入された圧力と前記パイプラインの
    圧力との圧力差を測定する差圧計とを具え、前記
    パイプラインに被輸送液体をそれぞれ第1、第2
    の圧力で封入した後、時間変化に伴つて変化する
    前記差圧計の出力からそれぞれ第1、第2の圧力
    変化率を求め、前記第1、第2の圧力変化率の比
    較に基づいて前記パイプラインの漏洩を検知する
    パイプラインの漏洩検知装置。 3 前記分岐路は、所定容量の恒温ポツトを有す
    る特許請求の範囲第2項記載のパイプラインの漏
    洩検知装置。 4 前記恒温ポツトは、隔膜を介して気体が封入
    される特許請求の範囲第3項記載のパイプライン
    の漏洩検知装置。 5 前記分岐路は、前記パイプラインとの分岐点
    と前記仕切弁との間に前記被輸送液体と異なる液
    体を収容するシールポツトを有する特許請求の範
    囲第2項記載のパイプラインの漏洩検知装置。 6 前記シールポツトに収容される液体は、熱影
    響が少なく、前記被輸送液体に不溶な液体である
    特許請求の範囲第5項記載のパイプラインの漏洩
    検知装置。 7 前記差圧計は、測定した圧力差をデジタルプ
    リンタによりデジタル印字するものである特許請
    求の範囲第2項記載のパイプラインの漏洩検知装
    置。
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DE3445281A1 (de) * 1984-12-12 1986-06-19 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Verfahren und vorrichtung zur dichtigkeitspruefung zweier absperrventile in einer gasdurchstroemten leitung
KR100815982B1 (ko) 2006-10-31 2008-03-21 주식회사 포스코 시일포트의 가스누출 자동 감지장치
NO329802B1 (no) * 2009-02-24 2010-12-20 Vemund Eithun System og fremgangsmåte for lekkasjekontroll og/eller testing av rørnett og tappepunkter for ikke-komprimerbare væsker
CN111578149B (zh) * 2020-05-25 2022-07-26 重庆西美仪器仪表有限公司 燃气管道泄漏监测方法、设备、系统及存储介质

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