JPS61142082A - フランジ締付装置 - Google Patents
フランジ締付装置Info
- Publication number
- JPS61142082A JPS61142082A JP26082884A JP26082884A JPS61142082A JP S61142082 A JPS61142082 A JP S61142082A JP 26082884 A JP26082884 A JP 26082884A JP 26082884 A JP26082884 A JP 26082884A JP S61142082 A JPS61142082 A JP S61142082A
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- Japan
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- bolt
- tightening
- gasket
- flange
- axial force
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- Pending
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- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Hand Tools For Fitting Together And Separating, Or Other Hand Tools (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、フランジ式管継手のように、フランジ間に
ガスケットを介在させて、ボルトで締着し、シールをす
る構造において、締着力の弛緩による漏洩を防止する装
置に関する。
ガスケットを介在させて、ボルトで締着し、シールをす
る構造において、締着力の弛緩による漏洩を防止する装
置に関する。
［従来技術と問題点］
管内流体が漏洩しないように管を連結するためのフラン
ジ式管継手の構造例として第４図に示すようなものがあ
る。管ｌの末端に溶接されたフランジ２と、管３の末端
に溶接されたフランジ４との間にガスケット５を挾み込
み、複数のボルト６゜６゛で両フランジを適当な力で締
め付け、ガスケット５を圧縮して両フランジ面に密着さ
せる。これによって、管内流体の漏洩を防止するように
管を連結するものである。
ジ式管継手の構造例として第４図に示すようなものがあ
る。管ｌの末端に溶接されたフランジ２と、管３の末端
に溶接されたフランジ４との間にガスケット５を挾み込
み、複数のボルト６゜６゛で両フランジを適当な力で締
め付け、ガスケット５を圧縮して両フランジ面に密着さ
せる。これによって、管内流体の漏洩を防止するように
管を連結するものである。
この漏洩防止機構は、圧縮されたガスケット５が原形状
に復原しようとする反発力によって、ガスケットとフラ
ンジ面との間に、流体の滲出を許さない密着力が生じる
ものである。
に復原しようとする反発力によって、ガスケットとフラ
ンジ面との間に、流体の滲出を許さない密着力が生じる
ものである。
ところが、配管当初、トルクレンチなどを使用して、適
正な力でボルト６を締めつけ、ガスケット５を圧縮し、
前記ガスケットの反発力による密着性によって漏洩防止
力を付与したとしても、この漏洩防止力が永久に保持さ
れるものではない。
正な力でボルト６を締めつけ、ガスケット５を圧縮し、
前記ガスケットの反発力による密着性によって漏洩防止
力を付与したとしても、この漏洩防止力が永久に保持さ
れるものではない。
すなわち、応力が付与されているガスケットには、いわ
ゆる、応力緩和現象が見られ、第５図に示すように、時
間と共に増加するクリープひずみが発生する。この応力
緩和現象は特に高温状態において甚しい。このクリープ
のため、ガスケットの復原反発力が減少し、第６図に示
すように、ガスケット締付面圧が時間と共に減少する。
ゆる、応力緩和現象が見られ、第５図に示すように、時
間と共に増加するクリープひずみが発生する。この応力
緩和現象は特に高温状態において甚しい。このクリープ
のため、ガスケットの復原反発力が減少し、第６図に示
すように、ガスケット締付面圧が時間と共に減少する。
この締付面圧が、漏れ止めに必要な面圧σ”を下まわる
ようになると、漏洩が発生する。
ようになると、漏洩が発生する。
従来、配管組立時、適正なボルト締付力でフランジを締
め付けていても、時間の経過にともない、前述のガスケ
ット応力緩和現象のため、ガスケットの密着性が低下し
、漏洩が発生するので、その時点で、トルクレンチでボ
ルトの増締めを行っている。
め付けていても、時間の経過にともない、前述のガスケ
ット応力緩和現象のため、ガスケットの密着性が低下し
、漏洩が発生するので、その時点で、トルクレンチでボ
ルトの増締めを行っている。
しかし、管内流体が環境を汚染する物質である場合は、
絶対に漏洩は許されないので、事前に漏洩を防止する必
要がある。
絶対に漏洩は許されないので、事前に漏洩を防止する必
要がある。
また、従来、ボルトの締付けをトルクレンチで行い、ト
ルク管理でボルト軸力を設定していたが、トルク係数に
２０〜３０％のバラツキがあるため、初期ボルト締付力
の高精度設定は困難であった。
ルク管理でボルト軸力を設定していたが、トルク係数に
２０〜３０％のバラツキがあるため、初期ボルト締付力
の高精度設定は困難であった。
［発明の目的］
そこで、この発明の目的は、フランジ間にガスケットを
挾んでボルトで締め付け、密封するにあたり、ボルトの
締付力の設定を高精度に行うと共に、長期間にわたって
密封性能を維持できるようなフランジ締付装置をｔ’ｌ
ｊ（することにある。
挾んでボルトで締め付け、密封するにあたり、ボルトの
締付力の設定を高精度に行うと共に、長期間にわたって
密封性能を維持できるようなフランジ締付装置をｔ’ｌ
ｊ（することにある。
［解決手段］
この目的を達成するため、この発明は、ガスケットを介
装したフランジをボルトで締め付けるフランジ締付装置
において、前記ボルトの軸力を検出するセンサと、該セ
ンサによって検出された信号が人力され前記ボルトの軸
力が設定値より小である場合は前記ボルトの締付は動作
を実行させる信号を出力する情報処理装置と、該情報処
理装置からの出力信号によって前記ボルトの締付は動作
を実行するボルト締付装置とからなることを特徴とする
。
装したフランジをボルトで締め付けるフランジ締付装置
において、前記ボルトの軸力を検出するセンサと、該セ
ンサによって検出された信号が人力され前記ボルトの軸
力が設定値より小である場合は前記ボルトの締付は動作
を実行させる信号を出力する情報処理装置と、該情報処
理装置からの出力信号によって前記ボルトの締付は動作
を実行するボルト締付装置とからなることを特徴とする
。
［作用］
以上の構成としたこの発明によるフランジ締付装置を使
用すれば、フランジを締め付けるボルトの軸力を検出す
るセンサによってボルトの軸力が検出され、その信号が
情報処理装置に入力され、その軸力信号が設定値と比較
され、設定値より小である場合は、ボルト締付は動作を
実行させる信号が出力されて、この信号によってボルト
締付装置が作動し、ボルトを締付けることになる。
用すれば、フランジを締め付けるボルトの軸力を検出す
るセンサによってボルトの軸力が検出され、その信号が
情報処理装置に入力され、その軸力信号が設定値と比較
され、設定値より小である場合は、ボルト締付は動作を
実行させる信号が出力されて、この信号によってボルト
締付装置が作動し、ボルトを締付けることになる。
これによって、ボルトは軸力が設定値に達するまで締め
付けられ、所定のガスケット締付面圧が得られるように
なる。また、前述の時間の経過にともなうガスケットの
応力緩和現象によって、ガスケット締付面圧が低下して
も、これは、ボルトの軸力低下として検出されるので、
その信号によって直ちにボルト締付装置が作動し、設定
ボルト軸力、すなわち、適正なガスケット締付面圧が得
られるまでボルトは締め付けられる。以上のようにして
、この装置によって、常に適正なガスケット締付面圧が
保持され、管内流体の漏洩が防止される。
付けられ、所定のガスケット締付面圧が得られるように
なる。また、前述の時間の経過にともなうガスケットの
応力緩和現象によって、ガスケット締付面圧が低下して
も、これは、ボルトの軸力低下として検出されるので、
その信号によって直ちにボルト締付装置が作動し、設定
ボルト軸力、すなわち、適正なガスケット締付面圧が得
られるまでボルトは締め付けられる。以上のようにして
、この装置によって、常に適正なガスケット締付面圧が
保持され、管内流体の漏洩が防止される。
［実施例］
以下この発明を図示の実施例について説明する。
第１図及び第２図は実施例の説明図である。図において
、管１の端末に溶接されたフランジ２と、管３の端末に
溶接されたフランジ４とは、ガスケット５を挾んで複数
の締付ボルト６．６゛ によっで締め付けられる。この
ポルト頭にはボルト締付治具７が嵌合されており、その
レバーに駆動シリ 〜ラダ８のピストンが連結さ
れている。このシリンダ８には配管９と電磁弁１０を介
して駆動源１１が連結されている。駆動源１１は油圧又
は空気圧源であり、シリンダ８は電磁弁１０の開閉によ
り油圧又は空気圧によって駆動される。ボルト６の頭に
は軸力を検出するセンサとして超音波センサ１２が接着
されており、センサ１２は情報処理装置１３と配線１４
で接続され、情報処理装置１３と電磁弁１０とは配線１
５で接続されている。
、管１の端末に溶接されたフランジ２と、管３の端末に
溶接されたフランジ４とは、ガスケット５を挾んで複数
の締付ボルト６．６゛ によっで締め付けられる。この
ポルト頭にはボルト締付治具７が嵌合されており、その
レバーに駆動シリ 〜ラダ８のピストンが連結さ
れている。このシリンダ８には配管９と電磁弁１０を介
して駆動源１１が連結されている。駆動源１１は油圧又
は空気圧源であり、シリンダ８は電磁弁１０の開閉によ
り油圧又は空気圧によって駆動される。ボルト６の頭に
は軸力を検出するセンサとして超音波センサ１２が接着
されており、センサ１２は情報処理装置１３と配線１４
で接続され、情報処理装置１３と電磁弁１０とは配線１
５で接続されている。
次に作用について説明する。ボルトの本数をＮ、ボルト
の軸力をＦ１ガスケットの一方のフランジに当接する面
積をＡｇとすれば、ガスケット締付面圧σは、 σ−Ｆ −Ｎ／八へ ・・・・・・・・・ （１，＞
である。また、ボルト材のヤング率をＥ１ボルトの断面
積をＡｂ、締付前のボルトの長さをｌｏ、締付後のボル
トの長さをｌとすると、ボルトの軸力Ｆは、 Ｆ−Ｅ−Ａ ｂ （７！−ｊ！ ｏ） ／１２ ｏ
−（２１である。
の軸力をＦ１ガスケットの一方のフランジに当接する面
積をＡｇとすれば、ガスケット締付面圧σは、 σ−Ｆ −Ｎ／八へ ・・・・・・・・・ （１，＞
である。また、ボルト材のヤング率をＥ１ボルトの断面
積をＡｂ、締付前のボルトの長さをｌｏ、締付後のボル
トの長さをｌとすると、ボルトの軸力Ｆは、 Ｆ−Ｅ−Ａ ｂ （７！−ｊ！ ｏ） ／１２ ｏ
−（２１である。
超音波センサ１２はボルト６の頭に取付けられ、ボルト
の伸び量の変化をモニターするものであるが、ボルト頭
から超音波を発し、ボルト下端面にて反射し、ボルト頭
に戻って来るまでの時間を計測し、これに音速を乗じて
、距離、すなわちボルトの長さを測定するものである。
の伸び量の変化をモニターするものであるが、ボルト頭
から超音波を発し、ボルト下端面にて反射し、ボルト頭
に戻って来るまでの時間を計測し、これに音速を乗じて
、距離、すなわちボルトの長さを測定するものである。
ボルトに所定の軸力Ｆを保有させ、ガスケット締付圧力
σを所定の値に保持するためには、ボルトの長さの変化
（１＝ｌ！ｏ）／７！０の値を式（ｌ）。
σを所定の値に保持するためには、ボルトの長さの変化
（１＝ｌ！ｏ）／７！０の値を式（ｌ）。
（２）によって逆に算定される所定の値としなければな
らない。
らない。
そのため、前述のように、センサ１２で検出されたボル
ト長さｉｌｏ、７！の信号を情報処理装置１３に送り、
演算をさせ、（＃−＃ｏ）／Ｉ！ｏの値が所定の値にな
るまで信号を電磁弁１ｏに出力さ廿、電磁弁を開とし、
駆動源１１のエネルギでシリンダ８のピストンを駆動し
、ボルト締付治具７を回動させ、ボルト６を締め付ける
。（１−１ｏ）／ｊ！ｏの値が設定値と等しくなったら
、その出力信号によって電磁弁１０は閉となり、ボルト
締付はその状態で止り、保持される。
ト長さｉｌｏ、７！の信号を情報処理装置１３に送り、
演算をさせ、（＃−＃ｏ）／Ｉ！ｏの値が所定の値にな
るまで信号を電磁弁１ｏに出力さ廿、電磁弁を開とし、
駆動源１１のエネルギでシリンダ８のピストンを駆動し
、ボルト締付治具７を回動させ、ボルト６を締め付ける
。（１−１ｏ）／ｊ！ｏの値が設定値と等しくなったら
、その出力信号によって電磁弁１０は閉となり、ボルト
締付はその状態で止り、保持される。
時間の経過と共に、前述のガスケットの応力緩和現象に
よって、ガスケットが潰れ、ガスケット締付圧力σが小
となり、式（１）によってボルト軸力Ｆが小となり、式
（２）によって（１−７！ｏ）／７！。
よって、ガスケットが潰れ、ガスケット締付圧力σが小
となり、式（１）によってボルト軸力Ｆが小となり、式
（２）によって（１−７！ｏ）／７！。
が小、すなわち、ｐが小となれば、センサ１２によって
検出され、前述の演算が情報処理装置１３で行われ、電
磁弁１０に信号を出力して、ボルト６の増締めを行う。
検出され、前述の演算が情報処理装置１３で行われ、電
磁弁１０に信号を出力して、ボルト６の増締めを行う。
このようにして、この装置によって、ガスケットの応力
緩和現象があっても、常に、ガスケット締付圧力を、第
７図に示すように、漏洩限昇圧力σ゛より高い設定圧力
σ０に保持するので、流体の漏洩を防止することができ
る。
緩和現象があっても、常に、ガスケット締付圧力を、第
７図に示すように、漏洩限昇圧力σ゛より高い設定圧力
σ０に保持するので、流体の漏洩を防止することができ
る。
なお、ボルトの軸力を検出するセンサとしては、超音波
の他に、抵抗線ひずみ計や電磁現象を利用するセンサも
利用可能である。
の他に、抵抗線ひずみ計や電磁現象を利用するセンサも
利用可能である。
また、駆動源１１．電磁弁１０．シリンダ８等の駆動装
置は、電動による機械方式、すなわち、電動機、スイッ
チ及び山車装置のようなものとすることもできる。
置は、電動による機械方式、すなわち、電動機、スイッ
チ及び山車装置のようなものとすることもできる。
第３図は、センサ１２をボルト締付治具７に設けた実施
例を示す。その他は第１図及び第２図に示すものと同様
である。
例を示す。その他は第１図及び第２図に示すものと同様
である。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明による装置を使用すれば
、ボルトの軸力を検出しながらボルト締付を行うため、
初期ボルト締付力の設定が高精度で行うことができる。
、ボルトの軸力を検出しながらボルト締付を行うため、
初期ボルト締付力の設定が高精度で行うことができる。
また、ガスケットの応力緩和現象があっても、ガスケッ
ト締付面圧を設定された一定の状態に保持させることが
できるので、メインテナンスフリーで長期にわたり安定
した密封性能を紺持させることができる。
ト締付面圧を設定された一定の状態に保持させることが
できるので、メインテナンスフリーで長期にわたり安定
した密封性能を紺持させることができる。
なお、この発明は、容器のマンホール等についても、マ
ンホール蓋をフランジと考えれば、全く同様に適用でき
るものである。
ンホール蓋をフランジと考えれば、全く同様に適用でき
るものである。
第１図及び第２図は実施例を示し、第１図は縦断面図、
第２Ｉｉ！ｌ！Ｉは横断面図である。第３図は伯の実施
例の縦断面図、第４図は従来例の縦断面図、第５図乃至
第７図は時間の経過によるガスケットのクリープ又は面
圧を示すグラフである。 図において、２，４はフランジ、５はガスケット、６は
締付ボルト、７はボルト締付治具、８は駆動シリンダ、
】Ｏは電磁弁、１１は駆動源、１２はボルト軸力検出セ
ンサ、１３は情報処理装置である。
第２Ｉｉ！ｌ！Ｉは横断面図である。第３図は伯の実施
例の縦断面図、第４図は従来例の縦断面図、第５図乃至
第７図は時間の経過によるガスケットのクリープ又は面
圧を示すグラフである。 図において、２，４はフランジ、５はガスケット、６は
締付ボルト、７はボルト締付治具、８は駆動シリンダ、
】Ｏは電磁弁、１１は駆動源、１２はボルト軸力検出セ
ンサ、１３は情報処理装置である。
Claims (1)
- ガスケットを介装したフランジをボルトで締め付けるフ
ランジ締付装置において、前記ボルトの軸力を検出する
センサと、該センサによって検出された信号が入力され
前記ボルトの軸力が設定値より小である場合は前記ボル
トの締付け動作を実行させる信号を出力する情報処理装
置と、該情報処理装置からの出力信号によって前記ボル
トの締付け動作を実行するボルト締付装置とからなるこ
とを特徴とするフランジ締付装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26082884A JPS61142082A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | フランジ締付装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26082884A JPS61142082A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | フランジ締付装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61142082A true JPS61142082A (ja) | 1986-06-28 |
Family
ID=17353319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26082884A Pending JPS61142082A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | フランジ締付装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61142082A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169275U (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-04 | ||
| JP2012087885A (ja) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 軟質ガスケットの締結状態の検査方法 |
| JP2012232386A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-11-29 | Toyota Motor Corp | 軸力算出方法および締付工具 |
| KR20200135306A (ko) | 2018-03-28 | 2020-12-02 | 주식회사 발카 | 시일 시공 관리 방법, 시일 시공 관리 장치, 시일 시공 관리 프로그램, 시일 시공 관리 시스템 |
-
1984
- 1984-12-12 JP JP26082884A patent/JPS61142082A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169275U (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-04 | ||
| JP2012087885A (ja) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 軟質ガスケットの締結状態の検査方法 |
| JP2012232386A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-11-29 | Toyota Motor Corp | 軸力算出方法および締付工具 |
| KR20200135306A (ko) | 2018-03-28 | 2020-12-02 | 주식회사 발카 | 시일 시공 관리 방법, 시일 시공 관리 장치, 시일 시공 관리 프로그램, 시일 시공 관리 시스템 |
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