JPH05157653A

JPH05157653A - 溶接部気密試験構造

Info

Publication number: JPH05157653A
Application number: JP34776791A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sakata; 啓一坂田; Makoto Tashimo; 誠田下; Eiichi Ikeura; 栄一池浦; Kazuo Shiobara; 一男塩原; Setsuo Torikai; 説夫鳥飼; Nobuyuki Konoshima; 信幸此島
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1991-12-04
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 1993-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】多数の部材を溶接して構成した大型容器また
は壁面における溶接部の漏れ検査を正確かつ容易に行
う。【構成】容器の外側に溶接線を覆う閉空間部を形成
し、該閉空間部に配管ポ−トを設ける。該ポ−トに漏れ
検出装置を接続して、容器の内側と閉空間部との間の溶
接部を通じたガス漏れを検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、面状に配置した複数の
部材を相互に溶接して構成される高い密封性を備えた隔
壁部材、例えば、液化天然ガスの低温貯蔵タンク壁面に
おける溶接部気密試験構造に関し、溶接部の欠陥や破損
の発見を迅速、正確、かつ容易に行うための技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】化学プラントの大型反応槽、都市ガス供
給基地の大型ガスタンク、液化天然ガスの低温貯蔵タン
ク等は、通常、多数の鉄板（またはステンレス板）を工
場で面状に組合わせて相互に溶接して運搬可能なサイズ
の壁面、天井、底板等のユニットを製作し、これらのユ
ニットを現場に搬入して、予め設けた土台および枠組み
の中で組合せ、ユニット相互間の隙間を溶接して組立て
る。これらの巨大容器の壁構造には高度な気密性と、繰
返しの圧力遍歴や温度遍歴に対する高い信頼性が要求さ
れており、熱ひずみや成分変化による亀裂発生や溶接欠
陥の可能性のある溶接部分の信頼性の確保が特に重要で
ある。亀裂や欠陥を含む溶接部は、タンクの実働運転の
開始後、溶接部が収納流体（ガス等）の圧力、温度の変
動による繰返し力を受けて疲労破壊したり、溶接部の小
亀裂が収納流体との化学反応、雨水や潮風の腐食反応に
よって成長し、大きな事故に至る場合もある。従って、
工場でのユニット製作時、現場でのユニット組立て時、
タンク全体の完工時には、溶接部の綿密な気密試験（漏
れ検査）が行われ、運転開始後にも定期的な全体の漏れ
検査が行われる。

【０００３】これらの場合に採用される溶接部の試験方
法としては、目視検査、Ｘ線や超音波による透過試
験、収納流体の検出器でタンク外壁を走査して収納流
体の漏れを発見する方法等がある。

【０００４】一方、中小型の圧力容器に関して言えば、
全体的な漏れの有無を判定する方法として、容器内に
ためた高圧ガスの圧力ダウン量を調べる方法や、特殊
ガス（炭化水素ガス、ヘリウム、アンモニア、ハロゲン
ガス、これらのガスと窒素ガスの混合気体等）を充填し
た圧力容器を、特殊ガスの検出器を接続した別の容器内
に収納して、該容器内への漏れ出しの有無を調べる方法
がある。また、漏れ場所を特定する方法として、容器
内に前記特殊ガスをためて、外壁面に沿って特殊ガス検
出器を走査する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】中小型の圧力容器に関
する前記〜の方法を大型のタンク構造物に応用する
のは困難である。何故なら、大型タンクでは、同一漏れ
量に対する圧力ダウン量が小さいうえに温度変化や壁面
吸着等による圧力ダウンも無視できず、全体を収納でき
る容器を準備することは容易でなく、大量の特殊ガスを
無駄に消費することは好ましくないからである。また、
前記のように収納流体で特殊ガスを代用すれば特殊ガ
スの無駄は無いが、収納流体が漏れ検出に適する分離性
と物性を備えるとは限らず、収納流体が可燃性ガス等の
場合には遊爆の危険を伴う。大型タンクでは、また、わ
ずかな内外の圧力差でも壁面全体に積算すると巨大な作
用力となって壁面や枠組構造に損害を与えるため、内外
の圧力差を前提とする方法は基本的に馴染まない。

【０００６】一方、目視試験は熟練を要する割りに信
頼性に欠ける。また、Ｘ線や超音波による透過試験、
収納流体の検出器の走査は、特殊な機材を必要とし、
機材搬入の経路や、広い試験スペ−スおよび足場をタン
ク外周に予め設けておく必要がある。

【０００７】現在、液化天然ガスの低温貯蔵タンクに関
して言えば、タンク自体が断熱層を介した二重構造とな
っている（図１参照）ことを利用して、二重構造部分
に安価なアンモニアガスを充填して、タンク内部から溶
接部に沿ってアンモニアガス検出器を走査する方法が採
用されている。しかし、このの方法では、すべての溶
接部の背面にアンモニアガスが均等に行き渡っている保
証は無く、検査後に滞留したアンモニアガスによる従業
員の中毒や構造物の腐食の心配があり、溶接部分の背面
にコンクリ−トが打ち込まれている場合には、溶接部分
に亀裂が存在してもアンモニアガスが回り込めず、漏れ
検出ができない等と言った種々の問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、最小限の特殊
ガスおよび機材で済み、機材搬入の経路や特殊な試験ス
ペ−スや足場を必要とせず、タンク壁面の任意の範囲で
均一な信頼性で正確かつ迅速に漏れ検出を行うことがで
き、工事の完工後ばかりか工場におけるユニット製作時
の溶接部の検査にも便利な溶接部気密試験構造を提供す
ることを目的としている。

【０００９】請求項１の溶接部気密試験構造は、２つの
部材を接続する連続的な溶接部の気密を試験するための
構造において、溶接線に沿って該溶接線を内包する棒状
の閉空間部を形成し、該閉空間部に管路接続手段を設け
たものである。

【００１０】請求項２の溶接部気密試験構造は、請求項
１の試験構造において、前記２つの部材が突合わせ溶接
されるとき、溶接線を覆うよう配置され、周囲を溶接さ
れて前記閉空間部を形成する板部材を有するものであ
る。

【００１１】請求項３の溶接部気密試験構造は、請求項
１、２いずれかの試験構造において、多数の部材が面状
に組合せられて相互に溶接されるとき、それぞれの溶接
線に形成した前記閉空間部を相互に連通させたものであ
る。

【００１２】請求項４の溶接部気密試験構造は、請求項
３の試験構造において、多数の部材間のすべての溶接線
を覆うように配置され、周囲を該当する部材にそれぞれ
溶接された連通板部材を有するものである。

【００１３】請求項５の溶接部気密試験構造は、請求項
１〜４いずれかの試験構造において、溶接部を介して前
記閉空間部に隣接する空間に特定種類の流体が蓄積され
るとき、該隣接する空間よりも前記閉空間部の圧力を低
くして、前記接続手段に該流体の検出手段を接続したも
のである。

【００１４】請求項６の溶接部気密試験構造は、請求項
１〜４いずれかの試験構造において、溶接部を介して前
記閉空間部に隣接する空間よりも高い圧力を有する漏れ
検出用ガスの供給手段を前記接続手段に接続したもので
あって、該隣接する空間側から該ガスの検出手段を溶接
部に沿って走査して、漏れ場所を特定できる。

【００１５】

【作用】請求項１の溶接部気密試験構造は、面状に組合
わせ溶接した複数個の部材のうちの隣接する２つの部材
の接合形式を提案する。２つの部材は直接または接合部
材を介して溶接により連続的に接続されている。溶接部
は、接合された２つの部材の表側と裏側、すなわち完成
後の容器内外の気密を担う。接合された２つの部材の表
側または裏側には、棒状の閉空間部が形成される。閉空
間部は、溶接線を覆うように薄板の部材を溶接または接
着して形成できる。２つの部材の一方について溶接線を
やや内側に設定し、余った自由な端を別の部材の溶接線
の向こうに溶接しても形成できる。いずれにせよ、閉空
間部は溶接線を介して接合された２つの部材の表側また
は裏側の空間に隣接する。閉空間部には配管、接続ポ−
ト、バルブ等が設けてあって、ここに漏れ検出機材また
は特殊ガス供給手段（ボンベ等）を接続すれば溶接部の
気密試験を行うことができる。

【００１６】すなわち、前記〜の従来の方法におい
ては、接合された２つの部材の表側と裏側、２つの空間
の間の溶接部を介した物質の漏れを検出したが、請求項
１の試験構造においては、限られた体積の閉空間部につ
いて、溶接部を介した物質の漏れが検出される。従っ
て、接続された２つの部材の表側と裏側の圧力差とは無
関係な任意の圧力状態を閉空間部に設定できるから、中
小型の圧力容器に関する前記〜の方法をそのまま応
用することができる。この漏れ検査は、タンク全体の組
立てを待たず、各ユニットまたは各溶接線ごとにでも行
うことができる。閉空間部は、溶接部が破壊した際には
漏れ流体の一時貯留空間（バッファ）として機能し、閉
空間部を構成する追加された部材は、接合の機械的強度
を高め、溶接線の応力集中を緩和する部材を兼ねること
ができる。

【００１７】請求項２の溶接部気密試験構造は、２つの
部材が直接に突合わせ溶接される場合の閉空間部の形成
方法を提案する。板部材は、溶接線を覆うよう配置さ
れ、板部材の周囲は、該当する部材に連続的に溶接され
る。板部材には、上述のような管路接続手段を設けるこ
とができる。

【００１８】請求項３の溶接部気密試験構造では、２つ
の部材の接合部にそれぞれ設けた閉空間部が相互に連通
している。連通は、それぞれの管路接続手段を配管によ
り接続して、または別の連通部材を設けて達成される。

【００１９】請求項４の溶接部気密試験構造は、多数の
部材を溶接して巨大な壁面を形成する場合の閉空間部の
形成方法を提案する。該壁面内の溶接線をすべて覆い尽
くす網目状の連通板部材を準備して、接合された多数の
部材の表面または裏面側に一体的に溶接してもよい。ま
た、請求項３の試験構造の隣接する閉空間部同士を溶接
して結果的に連通板部材が形成されてもよい。

【００２０】請求項５の溶接部気密試験構造は、タンク
完成後、内部に特定種類の流体を蓄積して実働している
状態において、連続的に、または任意の時期に容易に溶
接部の漏れの有無を検査する方法を提案する。このと
き、請求項３または４の試験構造であれば、接続する検
出手段の台数が少なくて済む。どこかの溶接部に漏れが
発生すれば、圧力差によって特定種類の流体が閉空間部
に漏れ出し、接続手段を通じて検出手段に至れば、少な
くとも漏れの発生を知ることができる。ここで、タンク
の全体を天井、側壁、床等、多数の小ブロックに分割し
て、それぞれの小ブロック別に検出手段を接続できるよ
うにしておけば、漏れの場所をある程度は特定すること
もできる。

【００２１】請求項６の溶接部気密試験構造は、溶接部
の漏れ場所を特定する方法を提案する。該方法は、請求
項５の試験構造によってどこかに漏れがあることを確認
したタンクについて、または、工場におけるユニットの
出荷試験として行うのが適当である。漏れ検出に最適な
分離性と物性を有する検出用ガス（特殊ガス）が閉空間
部に充填され、漏れ場所では圧力差によって溶接部を通
じて反対側の空間に検出用ガスが漏れ出す。従って、溶
接部を検出手段で走査すれば、漏れ場所では検出用ガス
が検出される。

【００２２】

【発明の実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２３】図１は、液化天然ガスの低温貯蔵タンクの
模式図、図２は、実施例の溶接部気密試験構造の平面
図、図３は、該試験構造の断面図である。図１〜図３に
よって液化天然ガスの低温貯蔵タンク（地下式貯槽）の
天井壁ユニットに採用された溶接部気密試験構造が示さ
れる。

【００２４】図１において、低温貯蔵タンクの外郭をな
すコンクリ−ト構造躯体２のほぼ全体は敷地Ｅに埋設さ
れ、構造躯体２の上にはシ−ルプレ−トＳの上に強化コ
ンクリ−ト層Ｔを直接に打設した天井構造が載置されて
いる。低温貯蔵タンクの内装としては、折山を形成して
面内で伸縮自在とした多数のステンレス板を溶接して形
成したメンブレンＭが設けられ、メンブレンＭは天井部
ｍ１で全周を連続的にシ−ルプレ−トＳに溶接される。
構造躯体２とメンブレンＭの間には多数の断熱板Ｈを配
置、積載して、また、タンク内に相当するシ−ルプレ−
トＳの下側には多数の断熱板Ｈを吊り下げて形成した断
熱層が設けられる。メンブレンＭの内側に−１６２度に
保冷された、０．３kg/cm²（ゲ−ジ圧）の液化天然ガス
Ｌが収容される。この低温貯蔵タンクは、表面積／体積
値を小さくして保冷性能を高めるために大型化されてお
り、メンブレンＭの内径で約６０ｍ、床メンブレンＭ−
シ−ルプレ−トＳ間の距離約３０ｍに設計されている。

【００２５】このように構成された低温貯蔵タンクの気
密は、基本的に、天井部ｍ１を介してメンブレンＭとシ
−ルプレ−トＳにより確保される。また、液化天然ガス
Ｌの荷重および圧力に対する強度は、断熱材Ｈを介して
メンブレンＭを支承する構造躯体２、およびシ−ルプレ
−トＳと強化コンクリ−ト層Ｔで構成される天井構造の
強度と自重によって維持されている。ここで、外界と低
温貯蔵タンクを仕切るシ−ルプレ−トＳには単独での気
密性が要求され、漏れが無いことを確認する必要がある
が、シ−ルプレ−トＳの背面に強化コンクリ−ト層Ｔが
直接に打設されているため、漏れ検査が困難である。

【００２６】図２において、シ−ルプレ−トＳは、板ｐ
１〜ｐ６、板ｑ１〜ｑ８、板ｒ１を含む多数の板部材を
面状に組合せて溶接して組立てられる。板ｐ１〜ｐ６、
板ｑ１〜ｑ８とが接合される部分が天井部ｍ１であっ
て、ここで、メンブレンＭはシ−ルプレ−トＳに接続さ
れる。ポ−トＩは、溶接部に形成された閉空間部と外部
の漏れ検査装置とを接続するためのもので、バルブｉを
設けてある。図中、部分Ａの拡大された断面が図３(a)
に、部分Ｂの拡大された断面が図３(b) にそれぞれ示さ
れる。

【００２７】図３(a) において、板ｑ６と板ｑ７の接合
部の背面には、バックプレ−トｕ６が、前面には、一次
バリアプレ−トｖ６が長手方向に連続的に溶接される。
板ｑ６、ｑ７、バックプレ−トｕ６、一次バリアプレ−
トｖ６により閉空間部ｗ６が形成されている。バックプ
レ−トｕ６、一次バリアプレ−トｖ６の長手方向の端は
それぞれ隣接するバックプレ−ト、一次バリアプレ−ト
に溶接され、閉空間部ｗ６は隣接する閉空間部に連通し
ている。板ｑ６と板ｑ７の背面には強化コンクリ−ト層
Ｔが直接に打設されている。このようにして、図２のシ
−ルプレ−トＳのそれぞれの溶接部に形成された閉空間
部はすべて相互に連通しており、ポ−トＩを通じて溶接
部全体の漏れ検査を行うことができる。

【００２８】図３(b) において、板ｐ４と板ｑ６の接合
部の背面には、バックプレ−トｕ４が、前面には、メン
ブレンＭの天井部ｍ１を介して一次バリアプレ−トｖ４
が長手方向に連続的に溶接される。ここでは、例外的
に、板ｐ４、板ｑ６、メンブレンＭ、バックプレ−トｕ
４、一次バリアプレ−トｖ４により閉空間部ｗ４が形成
されるが、閉空間部ｗ４もまた、全体の閉空間部に連通
されている。

【００２９】図４は、別の実施例の溶接部の断面図であ
る。ここでは、溶接部に別の形式の閉空間部が形成され
ている。

【００３０】図４(a) において、板Ｐ１と板Ｐ２は突合
わせ溶接部ｄ１で接続される。板Ｐ１と板Ｐ２の背面に
は、溶接部ｄ１を長手方向に連続的に覆うように薄板Ｑ
が接着されている。板Ｐ１、板Ｐ２、薄板Ｑによって閉
空間部Ｗ１が形成されており、閉空間部Ｗ１に設けた図
示しないポ−トに漏れ検査装置を接続すれば、板Ｐ１お
よび板Ｐ２の手前側の空間と閉空間部Ｗ１との間の溶接
部ｄ１を通じた漏れの検査ができる。

【００３１】図４(b) において、板Ｐ３と板Ｐ４は溶接
部ｄ３、ｄ４で接続される。ここでは、板Ｐ３の端部に
よって、溶接部ｄ３を長手方向に連続的に覆っている。
板Ｐ３、板Ｐ４によって閉空間部Ｗ２が形成されてお
り、閉空間部Ｗ２に設けた図示しないポ−トに漏れ検査
装置を接続すれば、板Ｐ３および板Ｐ４の手前側の空間
と閉空間部Ｗ１との間の溶接部ｄ１を通じた漏れの検査
ができる。

【００３２】図５は、さらに別の実施例の試験構造の模
式図である。ここでは、漏れ検出装置を接続した例が示
される。

【００３３】図５において、ガスタンク壁面の一部を構
成する、面状に組合せた板Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７は、Ｔ字形
の溶接部ｄ５により相互に接続され、板Ｐ５、Ｐ６、Ｐ
７の背面側がガスの蓄積空間を構成する。Ｔ字形の端部
を除く溶接部ｄ５は、Ｔ字形の板Ｑ５に覆われ、板Ｑ５
の外周は、相当する板Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７に連続的に溶接
されていて、内側には溶接部ｄ５を含む閉空間部が形成
されている。板Ｑ５の右隅には配管接続用のポ−トＩ５
が設けられている。

【００３４】ポ−トＩ５から伸ばされた配管の一方は、
バルブｉ５を介してガス検出装置Ｄおよび排気ポンプＦ
が接続され、他方は、バルブｉ６を介してアンモニアガ
スのボンベＧに接続されている。

【００３５】このように構成された試験構造において
は、通常は、バルブｉ５を開いた状態で排気ポンプＦを
作動し、ガス検出装置Ｄによって溶接部ｄ５のガス漏れ
を連続的に監視している。また、ガス漏れが検知される
と、ガスタンク内のガスを排出して、タンク内部から漏
れ場所を特定して修理を行う。このときには、バルブｉ
５を閉じてバルブｉ６を開き、ポ−トＩ５を通じて閉空
間部に数kg/cm²までアンモニアガスを充填し、タンク内
部から溶接部ｄ５に沿ってアンモニアガス検出器を走査
する。

【００３６】

【発明の効果】請求項１の溶接部気密試験構造は、閉空
間部を中小型の圧力容器と見なして圧力差を前提とする
漏れ検査ができるから、大型の容器であっても、迅速か
つ正確な溶接部の漏れ検査を実行できる。また、全体が
容器を構成していない状態でも溶接部の漏れ検査を実行
できるから、大型の容器を構成する個々のユニットの工
場における溶接部の漏れ検査に便利である。さらに、実
施例の場合のように、溶接部の背面側に回り込めない場
合でも、面の一方の側から容易に漏れ場所を見付けられ
る。

【００３７】請求項２の溶接部気密試験構造は、既設の
大型タンクや、設計済みの容器等に対しても、大きな変
更を伴わない追加工事で形成できる。

【００３８】請求項３の溶接部気密試験構造は、２つの
部材の接合部の漏れ検査を同時に行える。

【００３９】請求項４の溶接部気密試験構造は、巨大な
壁面の溶接部の漏れ検査を同時に行える。

【００４０】請求項５の溶接部気密試験構造は、巨大な
タンクの溶接部の異常を素早く認知できる。

【００４１】請求項６の溶接部気密試験構造は、溶接部
の漏れ場所を正確に特定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液化天然ガスの低温貯蔵タンクの模式図であ
る。

【図２】実施例の試験構造の平面図である。

【図３】実施例の試験構造の断面図である。

【図４】別の実施例の試験構造の断面図である。

【図５】さらに別の実施例の試験構造の模式図である。

【符号の説明】

Ｅ敷地Ｈ断熱材Ｋ構造躯体Ｔ強化コンクリ−ト層Ｓシ−ルプレ−トＬ液化天然ガスＭメンブレンｍ１天井部ｐ４板ｑ６板ｑ７板Ｉポ−トｕ６バックプレ−トｖ６一次バリアプレ−トｗ６閉空間部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池浦栄一東京都港区海岸一丁目５番20号東京瓦斯株式会社内 (72)発明者塩原一男東京都千代田区丸ノ内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者鳥飼説夫東京都千代田区丸ノ内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者此島信幸東京都千代田区丸ノ内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの部材を接続する連続的な溶接部の
気密を試験するための構造において、溶接線に沿って該
溶接線を内包する棒状の閉空間部を形成し、該閉空間部
に管路接続手段を設けたことを特徴とする溶接部気密試
験構造。
【請求項２】請求項１の試験構造において、前記２つ
の部材が突合わせ溶接されるとき、溶接線を覆うよう配
置され、周囲を溶接されて前記閉空間部を形成する板部
材を有することを特徴とする溶接部気密試験構造。
【請求項３】請求項１、２いずれかの試験構造におい
て、多数の部材が面状に組合せられて相互に溶接される
とき、それぞれの溶接線に形成した前記閉空間部を相互
に連通させたことを特徴とする溶接部気密試験構造。
【請求項４】請求項３の試験構造において、多数の部
材間のすべての溶接線を覆うように配置され、周囲を該
当する部材にそれぞれ溶接された連通板部材を有するこ
とを特徴とする溶接部気密試験構造。
【請求項５】請求項１〜４いずれかの試験構造におい
て、溶接部を介して前記閉空間部に隣接する空間に特定
種類の流体が蓄積されるとき、該隣接する空間よりも前
記閉空間部の圧力を低くして、前記接続手段に該流体の
検出手段を接続したことを特徴とする溶接部気密試験構
造。
【請求項６】請求項１〜４いずれかの試験構造におい
て、溶接部を介して前記閉空間部に隣接する空間よりも
高い圧力を有する漏れ検出用ガスの供給手段を前記接続
手段に接続し、該隣接する空間側から該ガスの検出手段
を溶接部に沿って走査して、漏れ場所を特定できるよう
にしたことを特徴とする溶接部気密試験構造。