JPH08219284A - 圧力容器開口部閉止装置及び耐圧試験閉止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】開口部を比較的高い試験圧力に耐えるようにし
た圧力容器開口部閉止装置を提供すること。 【構成】圧力容器の開口部端面にほぼ同一な大きさを有
した丸形の軟質性シールゴムを嵌込んだ溝を有した閉止
板を接触させ、圧力容器の開口部端面の後方の外周に有
した突起外輪に半割のフランジと複数の締付ボルト及び
ナットで固定しているので、開先加工が完了した管台の
巻管溶接部が閉止板によって隠れることはなく、また閉
止板を簡単に取り付け、取り外しができる。したがっ
て、治工具等の資材コストが大幅に削減できると共に作
業環境の改善は勿論、品質も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱交換器や配管などの圧
力容器の耐圧試験を行う際、その開口部を閉止する圧力
容器開口部閉止装置及びその耐圧試験閉止装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、給水加熱器やドレンタンク等の
熱交換器，プラント配管及び制御弁箱等は、製作後に実
使用圧力の１．５倍の試験圧力をかけて耐圧試験を行い
製品の健全性を確認することが法的に義務づけられるこ
とが多い。

【０００３】特に、運転時の使用圧力が低い機器の本体
胴の管台は、外径が大きく、板厚が薄いことから板を曲
げて溶接する巻管溶接構造の管台を使用する場合が多
い。この管台の巻管溶接部は、原子力機器の場合、溶接
検査対象部位（通産省「発電技研」参照）となってお
り、耐圧試験時には立ち会い外観検査を受検することに
なる。従って、この巻管溶接部は、耐圧試験時に外観検
査が出来る状態になければならず、そのために溶接部が
全線露出していなければならない。

【０００４】ところで、巻管溶接した管台を使用する方
法は、次の２通りがある。一つは管単体で、曲げ・溶接
・非破壊検査・耐圧試験を完了させた完成品を購入し、
使用する方法である。この方法は既に耐圧試験が完了し
ているので、キャップ式の耐圧用閉止板の取り付け方法
が採用できる。しかし、耐圧試験が完了していない製品
はキャップ式の耐圧用閉止板は使用できない。また、Ｊ
ＩＳ等の規格で定められた既製品のため材質や管のサイ
ズ（外径と肉厚）が少ない等の短所がある。

【０００５】他の一つは、本体胴と同じ材質の板より材
料を採取し、曲げ・溶接・非破壊検査を行った後、管台
を本体胴に取り付け、機器の完成後に全体を耐圧試験す
る方法である。

【０００６】これまで後者の耐圧試験に使用された管台
用閉止板の種類としては、下記の如く大きく分けて２種
類がある。一つの閉止板は図９に示すように、本体胴５
１に取付けられた管台５２と閉止板５３を突合わせ溶接
５４によって取り付ける方法である。この方法は、管台
５２の巻管溶接部５２ａが全線露出するため、耐圧試験
時の溶接部の外観検査が可能となるが、耐圧試験後に閉
止板５３と管台５２の境界部の切断及び開先加工が必要
である。

【０００７】他の閉止板は図１０，図１１，図１２に示
す構造のものがある。まず、図１０に示すように、管台
５２にキャップ式閉止板５５をかぶせ、隅肉溶接５６に
よって取り付ける方法である。この方法は、配管取り合
い部の開先加工が先に行える長所がある反面、キャップ
式閉止板５５の被さった部分が管台５２の巻管溶接部５
２ａの一部を隠すため、その部位の外観検査が出来ない
という欠点がある。また、閉止板５５の取り外しは、溶
接部がガスガウジングにより行うため、管台５２の母材
を傷付けたり、ガスの加熱により材料に悪影響を与える
恐れがある。

【０００８】次の図１１のキャップ式閉止板５８は、耐
圧試験後に閉止板５８を取外した場合に生ずるＧｒ作業
によるアンダーカットを防止するために管台５７の外周
に設けた外周リング５７ａに溶接５９するものである。

【０００９】また、図１２の閉止板６４は、比較的試験
圧力の低い耐圧容器に適用したもので、管台６１の外周
に設けた外周リング６１ａの内側にフランジ６２を設
け、管台６１の開口部端と閉止板６４の間にガスケット
６６を挟み、フランジ６２と閉止板６４の周囲とをボル
ト６３，ナット６５により締めて密閉するものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】通常、熱交換器本体胴
に取り付けられた管台は、耐圧試験前に何等かの閉止板
を管台の先端部に取り付けなければ耐圧試験は施行でき
ない。図９に示す従来方法では、耐圧試験後に閉止板を
切断除去してグラインダ等による手仕上げ補修を必要と
し、その分材料費も余分にかかる。また図１０〜図１２
に示す従来方法では、溶接に起因する割れの発生や製品
の外観を損なう恐れもあり、さらにキャップ溶接部除去
に際してアンダーカットの危険性もあり、機能上好まし
くないことは勿論、切断除去作業時の環境悪化を招く恐
れがある。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は開口部を比較的高い試験圧力に耐えるよ
うにした圧力容器開口部閉止装置を提供することにあ
る。また他の目的は、耐圧試験方法の作業改善を行うと
同時に耐圧治具等の資材コストの大幅な削減ができる耐
圧試験閉止装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の圧力容器開口部閉止装置は、圧
力容器開口部端面に、この開口部よりやや大きい軟質性
シールゴムを嵌込んだ閉止板を接触させると共に、前記
圧力容器開口部付近の外周面にリングを形成し、このリ
ングの後方にフランジを設け、前記フランジと前記閉止
板を複数の締付ボルト及びナットで固定したことを特徴
とする。

【００１３】本発明の請求項２の圧力容器開口部閉止装
置は、圧力容器開口部端面に、この開口部よりやや大き
い軟質性シールゴムを嵌込んだ閉止板を接触させ、この
閉止板の外周に設けた締付ボルト端にプーリングボルト
をねじ込み、そのプーリングボルトが嵌まり込むロック
フランジを取け付け、さらに前記閉止板と前記ロックフ
ランジの間に複数個の油圧シリンダを設け、この油圧シ
リンダに油圧をかけて前記閉止板を前記開口部端面に圧
接固定したことを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項３の圧力容器開口部閉止装
置は、圧力容器開口部端面に、この開口部よりやや大き
い軟質性シールゴムを嵌込んだ閉止板を接触させると共
に、前記閉止板に油圧シリンダを介してロックフランジ
を配置し、また前記圧力容器開口部付近の外周面にリン
グを形成し、このリングの後方にフランジを設け、前記
ロックフランジと前記フランジとを前記油圧シリンダ並
に複数の締付ボルト及びナットで締付固定したことを特
徴とする。

【００１５】本発明の請求項４の圧力容器開口部の耐圧
試験閉止装置は、熱交換器や配管等の圧力容器本体胴に
取り付けられた管台側面の中間部にリブを設け、このリ
ブで反力を受けるリングを前記リブと係止するように取
り付け、前記管台開先部にパッキンを介して閉止板を載
置し、前記閉止板と前記リングをボルト及びナットで締
付固定することを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項５の圧力容器開口部の耐圧
試験閉止装置は、熱交換器や配管等の圧力容器本体胴に
取り付けられた管台側面の中間部に反力受けリングを兼
ねたリブを溶接により複数箇所固着し、前記管台開先部
にパッキンを介して閉止板を載置し、前記閉止板と前記
リングをボルト及びナットで締付固定することを特徴と
する。

【００１７】

【作用】本発明の圧力容器開口部閉止装置（請求項１〜
請求項３対応）によれば、開口部端面にシールゴムを溝
に嵌込んだ閉止板を当て開口部の後方外周に有した突起
外輪の内側に半割れの固定フランジで予め複数のボルト
で締付固定しておく。さらに各々のボルト頭部にプーリ
ングホルトをねじ込んだ後締付台板を差込み、閉止板と
締付台板を外周部に設けた油圧シリンダに油圧をかける
ことによりシールゴムが圧縮され、その圧縮量だけ閉止
板の締付ナットをさらにねじ込み、シールゴムと開口部
端面の気密性を向上させるものである。締付ナットを固
定したら油圧シリンダを緩め、締付台板と共にプーリン
グボルトを取り外すことにより一連の閉止板取付作業は
終り、耐圧試験後の閉止板取外し作業も取付作業と逆の
手順で行うことになる。

【００１８】また、本発明の圧力容器開口部の耐圧試験
閉止装置（請求項４，請求項５対応）によれば、ボルト
・ナットで締め付ける閉止板を使用することにより、開
先加工が完了した管台の耐圧試験が可能となる。しか
も、巻管溶接部が閉止板によって隠れることがなく、閉
止板を簡単に取り付け、取り外しができる。また、リン
グ、閉止板、ボルト、ナットが繰り返し何度も使用で
き、治工具等の資材コストが大幅に削減することができ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の第１実施例（請求項１及び請求項２
対応）の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。

【００２０】図１及び図２において、圧力容器１の外周
面に設けられたリング１ａの内側に１つ割れのフランジ
２が嵌め込まれいる。このフランジ２と閉止板４の外周
部との間に複数のボルト３がねじ込まれている。また圧
力容器１の開口部に、ゴム等で作られた柔軟性のＯリン
グ５を介して閉止板４が接触して取付けられ、固定ナッ
ト６で固定されるが、ボルト３の頭部３ａにアダプタ
（プーリングボルト）７をねじ込み、ロックフランジ
（締付台板）９をロックナット８で取け付け固定する。
このときロックフランジ９と閉止板４の間に複数の油圧
シリンダ１０が芯出し棒１１の周りに取付けられてい
る。

【００２１】油圧シリンダ１０に油圧をかけると、ロッ
クフランジ９とアダプタ７が持ち上げられ、閉止板４が
開口部端面１ｃに押し付けられ、開口部端面１ｃと閉止
板４の間で接触しているＯリング５で密着シールされる
ことになる。その状態でボルト３を締め込んで閉止板４
を固定した後、油圧シリンダ１０を緩め、ロックナット
８を取外して、ロックフランジ９、アダプタ７を分解す
ることにより耐圧用閉止治具の装着は終了する。なお、
芯出し棒１１を取付けた閉止板４のネジ孔４ａは昇圧あ
るいは排水用座として活用することができる。

【００２２】上述したように、本実施例によれば、シー
ル用としてのゴム等の柔軟性の油圧シリンダー１０で強
力に締めて固定するので、従来ナットをインパクトレン
チあるいはパワーレンチなど人力で締め上げた方法では
得られない確実なシール効果が期待できる。また、ネジ
部の損傷も軽減でき、治具の着脱も容易で溶接およびＧ
ｒ作業も省略可能になり安全面での効果も大きい。

【００２３】図３は本発明の第２実施例（請求項３対
応）の縦断面図である。同図において、圧力容器２１の
外周面に設けられたリング２１ａの内側に半割れのフラ
ンジ２２が嵌め込まれている。閉止板２４が圧力容器２
１の開口部に、ゴム等で作られた柔軟性のＯリング２５
を介して接触して取付けられ、後記するボルト及びロッ
クナット２６で固定される。その頭部にアダプター２９
をねじ込んだボルト２３は、フランジ２２とロックフラ
ンジ２７の外周部に設けた穴に挿入され、閉止板２４と
ロックフランジ２７との間に設けた複数の油圧シリンダ
２８をロックナット２６で固定する。

【００２４】次に、油圧シリンダー２８に油圧をかける
と、ロックフランジ２７とアダプタ２９はロックナット
２６で固定されているので、閉止板２４が開口部端面２
１ｃに押し付けられ、開口部端面２１ｃと閉止板２４の
間で接触しているＯリング２５が押し付けられ、密着シ
ールされることになる。

【００２５】本実施例では、閉止板２４の大きさ、開口
部の口径に応じて共通に使用できるようロックフランジ
２７におけるアダプタ２９の取付位置は、半径方向に溝
（図示せず）を設けて調整可能に構成してある。同じよ
うに油圧シリンダ２８についても任意の位置で取付けら
れるよう調整溝を付け、締付部を変えることができるよ
うに構成されてある。

【００２６】また、本実施例では開口部端面２１ｃにシ
ールゴム性のＯリング２５を接触させる構造をしてお
り、開口部内面でシールする方式を採用しているが、第
１実施例と同じ効果が得られる。

【００２７】図４は本発明の第３実施例（請求項４対
応）の断面図である。同図に示すように、配管３１との
取り合い部の開先加工が完了した管台３２に、リング３
４の反力受けとなるリブ３３を円周上にて等分割で４箇
所溶接にて取り付ける。このリブ３３は、反力受けリン
グ３４の切り欠き部よりやや小さい寸法のものでガス切
断により製作する。またリブ３３は、耐圧後も除去せず
現地据え付け後もそのまま残し、現地における配管との
取り合い時の開先合わせ用コマ板を取り付ける当て板と
して兼用するものである。

【００２８】しかして、反力受けリング３４には、閉止
板固定用のボルト穴が明いているが、反力受けリング３
４を管台３２に嵌め込む際は、事前にボルト３８をリン
グ３４の穴に通し、取り付けておく。反力受けリング３
４は、管台３２に取り付けたリブ３３と同じ位置が切欠
かれているので、管台３２に嵌め込む時は、図５（ａ）
に示すように切欠部３５をリブ３３の位置と合わせて嵌
め込む。その後、図５（ｂ）に示すように反力受けリン
グ３４を約４５度回転させ、リング３４とリブ３３が重
なるようにする。この時、リング３４の切欠部３５が管
台３２の巻管溶接部３２ａと一致するようにする。これ
により耐圧時に巻管溶接部３２ａの溶接線全線が検査可
能となる。

【００２９】また、ボルト穴部の穴明けを行ったパッキ
ン３６を管台３２の開先部に当て、閉止板３７をその上
に乗せる。パッキン３６は、白石綿に合成ゴムを配合し
た石綿ジョイントシールを使用する方がベターである。
ゴム製のパッキンは、開先加工部のルートフェイス面に
食い込み切れ易いため使用しないようにする。閉止板３
７の上に突き出たボルト３８にナット３９をネジ込み、
全周均一に締め付ける。これで、耐圧試験装置の組み立
てが完了する。

【００３０】次に、図６に示すように、管台３２に取り
付けたリブ３３は、耐圧試験後もそのまま管台３２に残
しておく。これは機器を現地に据え置いた際、管台３２
と配管４０とを合わせる場合のコマ板４１を取り付ける
当板（管台リブと兼用）として利用できるもので、開先
合せ時の仮付溶接や本溶接後のコマ板４１をガスガウジ
ングにより除去する際に、管台３２母材の損傷を防止す
るのに有効である。

【００３１】図７は本発明の第４実施例（請求項５対
応）の断面図である。同図に示すように、２００〜３０
０Ａ等の外形の小さい管台３２は、（第３実施例のよう
に反力受けリング４を設けることなく、）その側面にリ
ブ４２を溶接して反力受けリングを兼ねたものとする。
このリブ４２は、図８に示すようにリブ４２の中央にボ
ルト穴が明いており、円周４ケ所を溶接することで管台
３２に取り付けるもので、試験は図４の第３実施例と同
様に行なう。すなわち、ボルト穴部の穴明けを行ったパ
ッキン３６を管台３２の開先部に当て、閉止板３７をそ
の上に乗せる。パッキン３６は、白石綿に合成ゴムを配
合した石綿ジョイントシールを使用する方がベターであ
る。ゴム製のパッキンは、開先加工部のルートフェイス
面に食い込み切れ易いため使用しないようにする。閉止
板３７の上に突き出たボルト３８にナット３９をネジ込
み、全周均一に締め付ける。これで、耐圧試験装置の組
み立てが完了する。

【００３２】以上説明したように、本実施例によれば、
従来方法のように閉止板を溶接で固定し、耐圧試験後ガ
ス切断Ｇｒ仕上げを行ったり、通常のガスケットをシー
ルとして使っていた方法で充分なシール効果が得られず
にいたことも解消でき、材料費の削減や作業環境の改善
は勿論、能率、品質の面で多大な効果を得ることができ
る。また閉止治具も繰り返し利用が可能で、取扱いも容
易で従来のように熟練を要しないで確実なシール効果の
ある耐圧試験が可能になる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧力容器
開口部閉止装置によれば、開先加工が完了した管台の巻
管溶接部が閉止板によって隠れることなく、閉止板をボ
ルト及びナットにより簡単に取り付け、取り外しができ
る。また、本発明の圧力容器開口部の耐圧試験閉止装置
によれば、開先加工が完了した管台の耐圧試験が可能と
なり、また、巻管溶接部が閉止板によって隠れることが
なく、閉止板を簡単に取り付け、取り外しができる。し
たがって、材料費の削減や作業環境の改善は勿論、能
率、品質の面で多大な効果を得ることができ、かつ従来
のように熟練を要しないで確実なシール効果のある圧力
容器開口部閉止装置並に耐圧試験閉止装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視方向の平面図。

【図３】本発明の第２実施例の断面図。

【図４】本発明の第３実施例の断面図。

【図５】同図（ａ）は図４の反力受けリングを管台に嵌
め込む位置を表す平面図、同図（ｂ）は図４の反力受け
リングを管台に嵌め込み４５度回転した位置を表す平面
図。

【図６】図４の管台と現地配管の開先合せ状態を示した
側面図。

【図７】本発明の第４実施例の断面図。

【図８】図７の反力受けリングを兼ねたリブの平面図。

【図９】従来の突き合わせ溶接式耐圧閉止装置の断面
図。

【図１０】従来のキャップ式耐圧閉止装置の断面図。

【図１１】従来の外周リングを開口部に溶接した断面
図。

【図１２】従来のガスケットを開口部に当てボルトで固
定した断面図。

【符号の説明】

１，２１…圧力容器、１ａ，２１ａ，３４…リング、
２，２２…フランジ、３，２３，３８…ボルト、４，２
４…閉止板、５，２５…Ｏリング、６…固定ナット、
７，２９…アダプタ（プーリングボルト）、８，２６…
ロックナット、９，２７…ロックフランジ（締付台
板）、１０，２８…油圧シリンダ、１１…芯出し棒、３
１，４０…配管、３２…管台、３２ａ…巻管溶接部、３
３，４２…リブ、３５…切欠部、３６…パッキン、３７
…閉止板、３９…ナット、４１…コマ板、５１…本体
胴、５２，５７，６１…管台、５２ａ…巻管溶接部、５
３，５８，６４…閉止板、５４…突合わせ溶接、５５…
キャップ式閉止板、５６…隅肉溶接、５７ａ，６１ａ…
外周リング、６２…フランジ、６３…ボルト、６５…ナ
ット、６６…ガスケット。

フロントページの続き (72)発明者 市川 英雄 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器開口部端面に、この開口部より
   やや大きい軟質性シールゴムを嵌込んだ閉止板を接触さ
   せると共に、前記圧力容器開口部付近の外周面にリング
   を形成し、このリングの後方にフランジを設け、前記フ
   ランジと前記閉止板を複数の締付ボルト及びナットで固
   定したことを特徴とする圧力容器開口部閉止装置。
2. 【請求項２】 圧力容器開口部端面に、この開口部より
   やや大きい軟質性シールゴムを嵌込んだ閉止板を接触さ
   せ、この閉止板の外周に設けた締付ボルト端にプーリン
   グボルトをねじ込み、そのプーリングボルトが嵌まり込
   むロックフランジを取け付け、さらに前記閉止板と前記
   ロックフランジの間に複数個の油圧シリンダを設け、こ
   の油圧シリンダに油圧をかけて前記閉止板を前記開口部
   端面に圧接固定したことを特徴とする圧力容器開口部閉
   止装置。
3. 【請求項３】 圧力容器開口部端面に、この開口部より
   やや大きい軟質性シールゴムを嵌込んだ閉止板を接触さ
   せると共に、前記閉止板に油圧シリンダを介してロック
   フランジを配置し、また前記圧力容器開口部付近の外周
   面にリングを形成し、このリングの後方にフランジを設
   け、前記ロックフランジと前記フランジとを前記油圧シ
   リンダ並に複数の締付ボルト及びナットで締付固定した
   ことを特徴とする圧力容器開口部閉止装置。
4. 【請求項４】 熱交換器や配管等の圧力容器本体胴に取
   り付けられた管台側面の中間部にリブを設け、このリブ
   で反力を受けるリングを前記リブと係止するように取り
   付け、前記管台開先部にパッキンを介して閉止板を載置
   し、前記閉止板と前記リングをボルト及びナットで締付
   固定することを特徴とする圧力容器開口部の耐圧試験閉
   止装置。
5. 【請求項５】 熱交換器や配管等の圧力容器本体胴に取
   り付けられた管台側面の中間部に反力受けリングを兼ね
   たリブを溶接により複数箇所固着し、前記管台開先部に
   パッキンを介して閉止板を載置し、前記閉止板と前記リ
   ングをボルト及びナットで締付固定することを特徴とす
   る圧力容器開口部の耐圧試験閉止装置。