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特開2022-123167気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022123167
(43)【公開日】2022-08-24
(54)【発明の名称】気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置
(51)【国際特許分類】
   G01M 3/26 20060101AFI20220817BHJP
   G01M 3/28 20060101ALI20220817BHJP
【FI】
G01M3/26 N
G01M3/28 R
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021020302
(22)【出願日】2021-02-11
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-02-10
(71)【出願人】
【識別番号】505186614
【氏名又は名称】株式会社エイムテック
(74)【代理人】
【識別番号】100116687
【弁理士】
【氏名又は名称】田村 爾
(74)【代理人】
【識別番号】100098383
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 純子
(74)【代理人】
【識別番号】100155860
【弁理士】
【氏名又は名称】藤松 正雄
(72)【発明者】
【氏名】有馬 慎一郎
(72)【発明者】
【氏名】山西 康裕
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 優
(72)【発明者】
【氏名】右田 雅彦
【テーマコード(参考)】
2G067
【Fターム(参考)】
2G067AA14
2G067BB04
2G067BB25
2G067BB36
2G067CC04
2G067DD02
2G067EE12
(57)【要約】      (修正有)
【課題】気密試験に際して、気密試験時間を少しでも短縮して、現場での作業を高効率化することが可能な気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置を提供すること。
【解決手段】配管内の気密状況を評価する気密試験方法において、該配管内を加圧し、該配管の外部の圧力と異なる圧力に設定する加圧工程と、該加圧工程の後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する、気密試験工程と、該気密試験工程で、所定時間(Δt)当たりの該配管内の圧力変化量(ΔP)が、予め設定された基準圧力変化量(ΔP0)より低い場合には、前記設定された時間(T)の経過前に、該気密試験工程を中断又は警告表示を行うことを特徴とする。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配管内の気密状況を評価する気密試験方法において、
該配管内を加圧し、該配管の外部の圧力と異なる圧力に設定する加圧工程と、
該加圧工程の後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する、気密試験工程と、
該気密試験工程で、所定時間(Δt)当たりの該配管内の圧力変化量(ΔP)が、予め設定された基準圧力変化量(ΔP)より低い場合には、前記設定された時間(T)の経過前に、該気密試験工程を中断又は警告表示を行うことを特徴とする気密試験方法。
【請求項2】
請求項1に記載の気密試験方法において、
該配管内の圧力を該配管の外部の圧力と同じに設定した後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力変化量(Δp)を測定する、温度影響計測工程を備え、
該温度影響計測工程は、少なくとも該加圧工程の前又は後に行われることを特徴とする気密試験方法。
【請求項3】
請求項2に記載の気密試験方法において、
該基準圧力変化量(ΔP)は、該温度影響測定工程で測定した圧力変化量(Δp)に基づき設定されることを特徴とする気密試験方法。
【請求項4】
請求項3に記載の気密試験方法において、
該圧力変化量(ΔP)が、予め設定された他の基準圧力変化量(ΔP)より高い場合には、該気密試験工程を中断し、再度、該温度影響計測工程を行うことを特徴とする気密試験方法。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載の気密試験方法を用いた気密試験装置において、前記の気密試験工程が中断、又は警告表示を行う際に、その状態を表示する表示手段を備えることを特徴とする気密試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置に関し、特に、配管内の気密状況を評価する気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置に関する。
【背景技術】
【0002】
LPガスや都市ガスを家庭に供給するための配管は、4年に1回以上の頻度で、ガス漏れがないか、確認するための気密試験や漏洩試験(本発明の「気密試験」はこれら漏洩試験も含む概念である。)を実施することが、法律で定められている。図1は、気密試験装置の概略を示す図であり、配管の接続部に接続される検知ホースや、検知ホースを介して、ポンプ等の加圧手段2で配管内を加圧したり、圧力センサ3で配管内の圧力を計測することが行われている。なお、図2は、気密試験装置の電気系統のブロック図である。
【0003】
気密試験は配管からガスが漏れないか、圧力を計測してその変化(漏れがある場合は圧力は降下する)で判定を行う試験方法である。その試験時間は法律・基準等(LPガスについては、「液化石油ガスの保安の確保及び取引の適正化に関する法律施行規則の例示基準」29.供給管又は配管等の気密試験方法及び漏えい試験の方法、都市ガスについては、「ガス工作物技術基準の解釈例」第51条 解釈例 気密試験など)で定められており、短縮することはできない。また、ガス漏れと判定した場合、ガス漏れ箇所を特定してその修繕を行い、再度気密試験を行い、漏れがない試験結果を保存する。なお、ガス漏れと判定した作業記録を残すケースは非常に少ない。
【0004】
図3は、従来の気密試験方法の一例を示すフローチャートである。試験開始後、加圧手段2を動作させ、配管内を所定圧力まで加圧する。加圧工程後、気密試験のため配管内の圧力変化を計測する。計測時間は2分や5分以上など所定時間に設定される。計測時間が経過した後、結果を判定し、漏れの有無を評価する。漏れ無しの場合は、試験結果を保存して終了し、漏れ有りの場合は、配管の漏れ箇所を特定し、修繕した後、再度、加圧工程から気密試験を行う。
【0005】
漏れ有無の評価方法としては、例えば、以下の式1に示すように、気密試験時間中の圧力変化の傾きと許容誤差を考慮したロジックで判定することが可能である。P(t):圧力(0≦t≦T),T:気密試験時間,ΔP:時間に対する圧力変化のグラフで示されるグラフの傾き(気密試験傾き),P:許容誤差(器差等を含む),P:判定値である。
=ΔP×T+P ・・・・(式1)
算出されたPの値により、例えば、P≧0の場合は、「漏れ無し」と判定し、P<0の場合は「漏れ有り」と判定している。
【0006】
図3の気密試験方法では、計測時間が経過した、試験終了まで判定結果が表示されないため、漏れが疑われる場合でも、法定の気密試験(例えば5分)を経過するまで、待機する必要がある。しかも、この気密試験は、判定結果の精度・正確性が必要であるとともに、1日複数件の試験を効率的に実施する必要があり、少しでも時間の短縮を図ることが望まれている。
【0007】
本発明者は、特許文献1に示すように、気密試験の精度・正確性を高めるため、配管等の環境温度変化の影響を評価する試験方法を提案した。
従来の気密試験では、上記式1に示したように、圧力降下(P<0)で漏れの有無を判別するため、配管や配管を取り囲む環境の温度変化の影響を受け易い。また、温度影響を受ける場合は温度補正を行う必要性が法律・基準等に定められている。この場合、時間に対する圧力変化のグラフや、現在の圧力値を確認するだけでは、漏れの有無を判定することが難しい。そのため、特許文献1に記載の技術を使用して、温度補正を行うことが望ましい。
【0008】
図4は、温度補正機能を備えた気密試験方法の一例を示すフローチャートである。試験開始後、温度影響計測工程を行う。温度影響計測工程は、少なくとも1回行えばよいが、より精度を高めるため、気密試験工程の前後に行い、気密試験工程の期間中の温度変化を推定することも可能である。温度影響計測工程では、図1及び2のバルブ5を開放し、配管内の圧力を大気圧まで減圧する。その後、バルブ4及び5を閉塞し、圧力変動の影響を除去するため1分間の待機時間を設ける。その後30秒の間、圧力変化を計測する。この圧力変化は、配管内の漏洩よりも温度変化を反映した変化となっている。
【0009】
温度影響計測工程(前半)が終了した後、気密試験を行う。加圧工程では、バルブ4を開放後に加圧手段2を動作させ、配管内を所定圧力まで加圧する。加圧工程後、気密試験のため配管内の圧力変化を計測する。計測時間は、例えば5分以上に設定される。なお、各図に示される時間表示は、それに限定されるものでは無く、一例に過ぎない。図4のフローチャートでは、気密試験工程の後、温度影響計測工程(後半)を実施している。これらの各工程が終了した後、温度影響計測工程の前半及び後半の結果から、気密試験工程における温度変化の影響を評価し、さらに、その温度影響の評価を利用して、気密試験工程の圧力変化から温度影響を除いた、配管の漏れによる圧力変化を算出し、その算出結果に基づき、漏れの有無を評価する。漏れ無しの場合は、試験結果を保存して終了し、漏れ有りの場合は、配管の漏れ箇所を特定し、修繕した後、再度、温度影響計測工程(前半)から気密試験を行う。
【0010】
漏れ有無の評価方法としては、例えば、以下の式2及び3に示すように、気密試験工程の前後の温度影響計測工程で計測した圧力値の傾き(温度影響の傾向)を用いて、気密試験時間中の圧力変化の傾きの補正を行い、その後、許容誤差を考慮した温度補正ロジックで判定することが可能である。p(t):温度影響計測工程(前半)での圧力,p(t):温度影響計測工程(後半)での圧力,ただし、0≦t≦tであり、t:温度影響計測時間である。
温度変化の影響を示す圧力変化量(温度影響による圧力変化の傾き)Δpは、例えば、以下の式2で算出される。
Δp=(Δp+Δp)/2 ・・・・(式2)
ここで、Δp及びΔpは、前半及び後半の「温度影響傾き」を示す。式2を用いて、判定値Pを算出すると、以下の式3で表すことができる。なお、式1と同様に、T:気密試験時間,ΔP:気密試験傾き,P:許容誤差である。
=(ΔP-Δp)×T+P ・・・・(式3)
ここで、例えば、P≧0の場合は、「漏れ無し」と判定され、P<0の場合は、「漏れ有り」と判定される。
【0011】
図4の気密試験方法では、温度影響を踏まえた気密試験時間は、合計8分以上となる。しかも、これら全ての工程が終了しないと判定結果が表示されないため、気密試験工程で漏れが疑われる場合でも、判定結果が出るまで、待機する必要がある。このように気密試験は、判定結果の精度・正確性を向上させるほど、試験に係る時間が長くなり、例えば、1日に複数件の試験を行う場合には、作業効率の低下の原因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】特許第3483253号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明が解決しようとする課題は、上述した従来の問題を解消し、気密試験に際して、気密試験時間を少しでも短縮して、現場での作業を高効率化することが可能な気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を達成するために、本発明の気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置は、以下のような技術的特徴を備えている。
(1) 配管内の気密状況を評価する気密試験方法において、該配管内を加圧し、該配管の外部の圧力と異なる圧力に設定する加圧工程と、該加圧工程の後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する、気密試験工程と、該気密試験工程で、所定時間(Δt)当たりの該配管内の圧力変化量(ΔP)が、予め設定された基準圧力変化量(ΔP)より低い場合には、前記設定された時間(T)の経過前に、該気密試験工程を中断又は警告表示を行うことを特徴とする。
【0015】
(2) 上記(1)に記載の気密試験方法において、該配管内の圧力を該配管の外部の圧力と同じに設定した後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力変化量(Δp)を測定する、温度影響計測工程を備え、該温度影響計測工程は、少なくとも該加圧工程の前又は後に行われることを特徴とする。
【0016】
(3) 上記(2)に記載の気密試験方法において、該基準圧力変化量(ΔP)は、該温度影響測定工程で測定した圧力変化量(Δp)に基づき設定されることを特徴とする。
【0017】
(4) 上記(3)に記載の気密試験方法において、該圧力変化量(ΔP)が、予め設定された他の基準圧力変化量(ΔP)より高い場合には、該気密試験工程を中断し、再度、該温度影響計測工程を行うことを特徴とする。
【0018】
(5) 上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の気密試験方法を用いた気密試験装置において、前記の気密試験工程が中断又は警告表示を行う際に、その状態を表示する表示手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明では、配管内の気密状況を評価する気密試験方法において、該配管内を加圧し、該容器の外部の圧力と異なる圧力に設定する加圧工程と、該加圧工程の後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する、気密試験工程と、該気密試験工程で、所定時間(Δt)当たりの該配管内の圧力変化量(ΔP)が、予め設定された基準圧力変化量(ΔP)より低い場合には、前記設定された時間(T)の経過前に、該気密試験工程を中断又は警告表示を行うため、予め設定された時間(T)が経過するのを待たずに、漏れ判断ができ、気密試験の作業効率を高めることが可能となる。
【0020】
また、本発明の気密試験方法において、該配管内の圧力を該配管の外部の圧力と同じに設定した後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力変化量(Δp)を測定する、温度影響計測工程を備え、該温度影響計測工程は、少なくとも該加圧工程の前に行われ、さらに、該基準圧力変化量(ΔP)は、該温度影響測定工程で測定した圧力変化量(Δp)に基づき設定されるため、より精確な気密試験を実施しながら、作業効率を高めることが可能となる。
【0021】
また、本発明の気密試験方法において、該圧力変化量(ΔP)が、予め設定された他の基準圧力変化量(ΔP)より高い場合には、該気密試験工程を中断し、再度、該温度影響計測工程を行うことにより、誤った温度影響計測に基づく気密試験の実行を中止することが可能となる。
【0022】
さらに、上述した気密試験方法を用いた気密試験装置において、前記の気密試験工程が中断又は警告表示を行う際に、その状態を表示する表示手段を備えるため、検査者が気密試験を速やかに中断するか、警告表示を見て中断すべきか判断でき、より効率的に作業を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
図1】気密試験装置の概略図である。
図2図1の気密試験装置の主な電気系統のブロック図である。
図3】従来の気密試験方法を説明するフローチャートである。
図4】温度影響を考慮した従来の気密試験方法を説明するフローチャートである。
図5】本発明の気密試験方法を説明するフローチャートである。
図6図5の気密試験方法における圧力変化のグラフである。
図7図6の気密試験時間Tにおける圧力変化を示すグラフである。
図8図7の減少する圧力変化を示すグラフと圧力変化量との関係を説明するグラフであり、(a)は上に凸状の圧力変化曲線、(b)は下に凸状の圧力変化曲線を示す。
図9】本発明の温度影響を考慮した気密試験方法を説明するフローチャートである。
図10図9の試験方法における圧力変化を示すグラフである。
図11図10の気密試験時間Tにおける圧力変化を示すグラフである。
図12図11の増加する圧力変化を示すグラフと圧力変化量との関係を説明するグラフである。
図13】本発明の気密試験装置の表示手段に示す表示の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置について、詳細に説明する。
本発明の主な特徴は、図5及び図9に示すように、配管内の気密状況を評価する気密試験方法において、気密試験工程中に、漏れ有り等の異常状態と判断される場合には、気密試験工程において予め設定された時間(T,例えば5分以上)の経過を待たずに、気密試験工程を中断又は警告表示を行うことである。
この構成により、異常状態と判断された場合には、速やかに気密試験を中止して、漏れ箇所の特定・修繕作業に着手することを可能として、全体作業を高効率化することが可能となる。
【0025】
本発明の気密試験方法に使用される試験装置は、図1及び2に示すような従来の気密試験装置の構成を採用することが可能である。図1に示すように、気密試験装置は、検査対象である配管に接続する検知ホースを備え、該検知ホースに連通する位置に、加圧ポンプである加圧手段2や配管内の圧力を検出する圧力センサ3が設けられている。加圧手段は、電動ポンプに限らず、手動ポンプを利用することも可能である。バルブ4は、加圧手段2を介して配管側の気体が外部に漏出するのを防ぐため、加圧手段が作動していない時は閉塞状態に維持される。またバルブ5は、配管内の圧力を下げるため、又は配管内の圧力を大気圧状態にする際に使用される。
【0026】
図2に示すように、加圧手段2、バルブ4及び5は、制御手段1に接続され、制御手段に組み込まれた制御プログラムによって、駆動制御される。また、圧力センサ3は、検出信号を制御手段1に送出し、制御プログラムによって、圧力変化量等を算出するために利用される。さらに、制御手段1には、制御手段で動作するプログラムやデータを格納する記憶手段、外部入力用の入力手段、検査者(操作者)に検査結果等を表示するための表示手段が接続されている。本発明の気密試験方法に係る処理フローは、制御手段1内で動作する制御プログラムによって実現される。
【0027】
図5に基づき、本発明の気密試験方法について、具体的に説明をする。なお、以下の実施例(図5及び図9を含む)では、判定予測(測定予測)を行って「漏れ有り」と判断した際の処理は「気密試験工程の中断」のみの例を示している。本発明は、この実施例に限らず、「漏れ有り」と判断した際には、表示手段(画面表示だけでなく、ランプや音声等による表示を含む)に警告表示を行い、検査者が「気密試験工程」の「中断」か「続行」を任意に選択できるようにすることも可能である。
気密試験方法では、バルブ5を閉じ、かつバルブ4を開いた状態で加圧手段2を用いて配管内を所定圧力まで加圧する。これにより、配管の外部の圧力と異なる圧力に配管内の圧力を設定する加圧工程が実行される。加圧工程の後の気密試験工程では、バルブ4を閉じ、配管を気密状態にし、配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する。気密試験工程が終了した後は、試験で判定した結果を表示手段で表示し、判定結果が漏れ無しの場合は、試験結果を記憶手段に保存する。他方、判定結果が漏れ有の場合は、漏れ箇所の特定及び修繕を指示する表示を、表示手段に明示する。
【0028】
気密試験方法における漏洩の判定については、従来と同様に、式1により判定される。本発明の特徴は、気密試験期間中の漏洩の判定予測を行うことであり、当該判定予測についてさらに詳述する。
図6は、気密試験を行う期間中の配管内の圧力Pの変化を示す。時間t1~t2の期間で加圧工程が行われ、t2~t3は、加圧工程の影響で圧力が変動し、徐々に安定化する期間であり、次の工程の待機時間となる。t3~t4は気密試験工程であり、試験時間Tは、例えば5分というように、予め設定されている。試験終了後t4~t5で減圧し、気密試験が終了する。
【0029】
図7は、図6の気密試験期間中であるt3~t4の期間を抜き出したグラフである。漏洩がある場合は圧力Pは時間と共に減少するため、符号P1のようなグラフを描く。また、配管等の内部の温度が上昇している場合は、グラフP2のように上昇傾向を示す場合がある。なお、温度変化の影響については、後述する。気密試験の期間中は、測定圧力P1が測定開始時(t3)の圧力Aより減少した場合に、漏洩と判断することも可能であるが、試験装置毎の誤差や、測定の精度や配管内での圧力の揺らぎなど(P)があり、図7に示すような「漏れ無し」として判断される範囲に幅(点線A1~A2の範囲)が存在する。この許容範囲の設定幅±ΔAは、例えば、ΔA=Pなどのように、予め試験装置に設定されている。
【0030】
矢印で示す点B1では、測定圧力P1が許容範囲を示す点線A1を横切ると、「漏れ無し」と判断される範囲(点線A1~A2の範囲)から測定圧力が外れるため、「漏れ有り」と判断される。気密試験期間T内において、このような点B1が出現した場合には、気密試験工程中であっても試験を中断し、漏れ個所の特定や修繕を指示する。このような気密試験方法でも、気密試験期間が終了する前に試験を中断するため、一定の作業効率を高めることに寄与するが、より漏洩の判断を早めるため、気密試験中にそれまで取得した圧力測定値を使用して、今後の圧力測定値を予測する「測定予測」を行うことも可能である。
【0031】
図8は、測定予測の手法を説明する図である。図8(a)は上に凸状の測定曲線を示し、図8(b)では下向きに凸状の測定曲線を示している。
気密試験開始時間t3からの圧力測定P1を行い、時刻t3からの経過時間Δt(nは自然数で、n番目のΔtを意味する。)毎に、圧力変化量ΔP[Pa/s]を測定する。圧力変化量ΔP(Δt)は、時刻t3を起点として、経過時間Δtnの間に変化した圧力量の平均変化量であり、図8(a)又は(b)の一点鎖線で表示される直線の傾きと同じである。
【0032】
また、漏洩の有無を判断する基準となる、基準圧力変化量ΔPは、図8(a)又は(b)の二点鎖線で示されており、このΔPは、気密試験工程の期間Tの間に、圧力がΔAを超えるか否かが一つの基準であることから、ΔA/Tで示される傾きと一致している。例えば、ΔA=Pの場合は、ΔP=P/Tとなる。
【0033】
ここで、ΔPは負の傾きであるため、ΔP(Δt)がΔP以上の場合(傾きとしては、ΔPよりも緩やかな場合)は、気密試験期間Tの間に圧力P1が点線A1を下回る可能性は低いため、「漏れ無し」と判断される。
一方、ΔP(Δt)がΔPより低い場合(傾きとしては、ΔPよりも傾斜が強い場合)は、気密試験期間Tの間に圧力P1が点線A1を下回る可能性が高いため、「漏れ有り」と判断される。
【0034】
図8(a)に示すように、ΔP(Δt)=ΔPとなる交点は、矢印Bで示されている点であり、一般的に、試験開始時刻t3から点Bまでの経過時間は、点B1までの経過時間よりも短い。これにより、より早く「漏れ有り」の判断が可能となる。なお、経過時間Δtn+1とΔtとの間隔は、等間隔でも良いし、不等間隔となっても良い。図8(a)では、経過時間Δtの段階で、圧力変化量ΔP(Δt)が基準圧力変化量ΔPよりも低くなっているため、「漏れ有り」と判断し、気密試験期間Tの経過前に、気密試験工程を中断する。
【0035】
図8(b)の場合は、ΔP(Δt)は常にΔPより小さい。このため、最初の測定ΔP(Δt)を測定した際に、ΔPより小さいことが判断されるため、この段階で「漏れ有り」と判断することが可能である。なお、測定圧力が変動(振動)している場合など不安定な状況も予想されるため、より確実に判断するには、ΔP(Δt)、ΔP(Δt)、ΔP(Δt)など複数回連続してΔPより小さい場合、「漏れ有り」と判断するようにしても良い。また、所定時間(例えば1分)を超えるΔtnの測定結果のみから「漏れ有り」と判断するよう設定することも可能である。
以上のように、図8(a)及び(b)の場合でも、時間Tが経過する前に、判断予測を行うことが可能となる。
【0036】
次に、図9乃至12を参考にして、温度変化の影響を考慮した気密試験方法について説明する。
図9は、気密試験方法のフローチャートであり、2つの温度影響計測工程が組み込まれている。温度影響計測工程は、気密試験工程のための加圧工程の前に、少なくとも実施される。当然、気密試験工程の後に温度影響計測工程を組み込むことも可能である。温度影響計測工程は、図1のバルブ5を開き(図10のt1)、配管内の圧力を配管の外部の圧力と同じに設定した後、バルブ5を閉じ(t2)、配管内を気密状態にする。待機時間(1分程度。t2~t3)の後、配管内の圧力変化量(Δp1)を測定する(t3~t4)。図10のΔpは、測定時間t3~t4で測定された温度影響による圧力変化量(Δp)である。
【0037】
その後、バルブ4を開いた状態で加圧手段2を用いて配管内を所定圧力まで加圧する加圧工程(図10のt4~t5)を行い、バルブ4を閉じ、待機時間(t5~t6)を経て気密試験工程(t6~t7)を行う。気密状態にした配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する。気密試験工程が終了した後は、図9では再度、温度影響計測工程(減圧(t7~t8)、待機時間(t8~t9)、計測(t9~t10))を行う。図10のΔpは、測定時間t9~t10で測定された温度影響による圧力変化量(Δp)である。気密試験工程の前後で行った温度影響測定工程の測定結果に基づき、気密試験工程における温度影響を評価する。気密試験工程後の温度影響計測工程は省略することも可能であるが、精度の高い温度影響を測定するためには、図9のように2回行うことが好ましく、この場合に温度影響による圧力変化量Δpは、例えば式2により算出される。
試験で判定した結果を表示手段で表示し、判定結果が漏れ無しの場合は、試験結果を記憶手段に保存する。他方、判定結果が漏れ有の場合は、漏れ箇所の特定及び修繕を指示する表示を、表示手段に明示する。
気密試験方法における漏洩の判定については、従来と同様に、式2及び3により判定される。
【0038】
図9の気密試験方法の特徴は、気密試験期間中の漏洩の判定予測と温度異常の判定予測を行うことであり、これらの判定予測についてさらに詳述する。
図10は、上述したように、図9の気密試験を行う期間中の配管内の圧力Pの変化を示している。図11は、図10の気密試験期間中であるt6~t7の期間を抜き出したグラフである。漏洩がある場合は圧力Pは時間と共に減少するため、符号P1のようなグラフを描く。また、配管等の内部の温度が上昇している場合は、グラフP2のように上昇傾向を示す。
【0039】
図11には、図7と同様に、「漏れ無し」と判断される許容範囲が、点線A1~A2の範囲で示されており、時刻t6で圧力P1と一致する点線A0に対して幅±ΔAでシフトして配置されている。点線A0の傾きは、気密試験工程の前に得られた温度影響による圧力変化量Δp=Δpである。図7と同様に、測定圧力P1が点線A1を横切った場合に、「漏れ有り」と判断される。また、測定圧力P2が点線A2を横切った場合に、温度影響計測工程(前半)で測定した温度影響の圧力変化量Δpが、気密試験工程中では適切な値では無いと判断される。当然、圧力が温度変化以上に上昇しているため、測定圧力P2のような変化は不適切と判断せず許容することも可能である。なお、温度が低下する場合には、図11の測定圧力P1と同様に減少傾向を示すが、本発明ではP1のように減少する圧力変化は、全て「漏れ有り」と判断し処理している。仮に、温度低下による圧力減少であっても、再度、温度影響計測工程(前半)を経ることで、温度影響の圧力変化量Δpはより精確な値に修正されるため、全体として処理フローに問題は生じない。
【0040】
また、測定圧力P2のように、圧力が増加する場合は、温度変化の影響しか考えられないため、点線A2を横切った場合には、温度影響の圧力力変化量Δpが適切でないと判断している。この場合、点線A0と点線A2との間隔をΔAとしているが、漏れ判断で許容される幅ΔAと温度変化で許容される幅(点線A0~A2の幅)とは異なる値に設定することも可能である。
【0041】
図11の矢印で示す点B1及びB2で、状態を判断し気密試験を中断することも可能であるが、図8と同様に、点B1及びB2に至る前に、異常を判断する判定予測を行うことも可能である。図11は、温度影響の圧力変化量Δpにより、点線A0、A1及びA2が傾いており、測定圧力P2も圧力変化量Δpの効果も含んだ圧力変化となっている。このため、図11のグラフから圧力変化量Δpの影響を除くと、図8と同様なグラフが得られる。ここで、Δpの影響を除いた測定圧力P1’は、式4で表示される。
P1’=P1-Δp×Δt ・・・・式4
なお、nは自然数であり、Δtは、時刻t6からの経過時間を示す。
【0042】
また、測定圧力P1’における「漏れ無し」判断の許容範囲は、点線A1’で示され、これは、以下の式5で示される。なお、式5のA1は図11に示す点線A1である。
A1’=A1-Δp×Δt ・・・・式5
図8の説明と同様に、図11の点B1で漏れを判断するのではなく、判断予測を用いて、図8の点Bで「漏れ有り」を判断することが可能である。具体的には、測定圧力P1’の時刻t6からの経過時間Δt(nは自然数で、n番目のΔtを意味する。)毎に、圧力変化量ΔP[Pa/s]を測定する。圧力変化量ΔP(Δt)は、時刻t6を起点として、経過時間Δtnの間に変化した圧力量の平均変化量であり、図8の一点鎖線で表示される直線の傾きと同じである。
【0043】
また、漏洩の有無を判断する基準となる、基準圧力変化量(ΔP’)は、温度影響を受けない基準圧力変化量ΔPと、該温度影響測定工程で測定した圧力変化量(Δp=Δp)に基づき設定される。具体的には、ΔP’=ΔP-Δpとなる。ΔP’は図8の二点鎖線で示されており、このΔP’は、気密試験工程の期間Tの間に、圧力がΔAを超えるか否かが一つの基準であることから、ΔA/Tで示される傾きと一致している。
【0044】
ここで、ΔP’は負の傾きであるため、ΔP(Δt)がΔP’以上の場合(傾きとしては、ΔP’よりも緩やかな場合)は、気密試験期間Tの間に圧力P1’が点線A1’を下回る可能性は低いため、「漏れ無し」と判断される。
一方、ΔP(Δt)がΔP’より低い場合(傾きとしては、ΔP’よりも傾斜が強い場合)は、気密試験期間Tの間に圧力P1’が点線A1を下回る可能性が高いため、「漏れ有り」と判断される。
【0045】
図8に示すように、ΔP(Δt)=ΔP’となる交点は、矢印Bで示されている点であり、一般的に、試験開始時刻t6から点Bまでの経過時間は、点B1までの経過時間よりも短い。これにより、より早く「漏れ有り」の判断が可能となる。図8では、経過時間Δtの段階で、圧力変化量ΔP(Δt)が基準圧力変化量ΔP’よりも低くなっているため、「漏れ有り」と判断し、気密試験期間Tの経過前に、気密試験工程を中断する。あるいは、「漏れ有り」と判断し、表示手段に警告表示を行い、検査者が「気密試験工程」の「中断」か「続行」を任意に選択できるようにする。
このような「測定予測」を用いた気密試験方法では、より漏洩の判断を早めるため、作業効率を高めることが可能となる。
【0046】
次に温度変化の異常を判断する方法について説明する。
図11の測定圧力P1について、温度影響の圧力変化量Δp(Δp=Δp)の寄与を除いたグラフP1’を、図8を用いて示した。これと同様に、図11の測定圧力P2について、温度影響の圧力変化量Δpの寄与を除いたグラフP2’を、図12に示す。
具体的には、図12の圧力P2’はP2’=P2-Δp×Δtで変換され、温度異常の判断の境界値である境界値A2’もA2’=A2-Δp×Δtで示される。ここで、A2は図11の傾き(Δp)を持った点線A2のグラフを意味する。
【0047】
図12において、P2’が点線A2’を横切る場合に、矢印の点B2で温度異常を判断することも可能であるが、温度変化の場合においても判断予測を行うことが可能である。気密試験時間Tの間に図11のA0からA2まで変化するか否かを判断するため、圧力P2’の圧力変化量(ΔP)が、予め設定された基準圧力変化量(ΔP)と比較を行う。図11のA0~A2の幅がΔAの場合は、ΔP=ΔA/Tと設定される。上述したように、温度異常を検出する点線A2を設定するA0からの幅は、ΔAに限らず、他の値を設定することも可能である。
【0048】
測定に際しては、図12にも示すように、時刻t6からの経過時間Δtにおける、圧力変化量ΔP(Δt)を順次測定し、基準圧力変化量ΔPを超えた時点で、気密試験工程を中断する。
温度変化の異常であっても、図9に示すように、温度影響計測工程(前半)に戻り、再度、温度影響による圧力変化量Δpが測定され、気密試験工程における配管等の温度変化により近い値を提供することが可能となる。
【0049】
図9のフローチャートにおいて、気密試験工程において、「漏れ異常なし」かつ「温度異常なし」となった場合には。後半の温度影響計測工程が行われ、図4と同様に、式2による温度影響の圧力変化値Δpが算出され、式3に基づき、判定値PJが算出される。
当然、PがP≧0の場合は、「漏れ無し」と判定され、P<0の場合は、「漏れ有り」と判定される。
【0050】
本発明の目的である、検査等の作業効率を高めるためには、気密試験工程が中断された際に、その状態を図2の表示手段で表示することで検査者に気密試験検査を中断させ、漏洩箇所の特定及び修繕に対応させることを可能にできる。
【0051】
図13は、気密試験装置の表示手段に表示される画面の種類を例示したものであり、(a)では、気密試験中の状態を示し、上半分のグラフでは測定される圧力Pの変化や、温度影響計測工程での温度影響による圧力変化量Δpを除去した状態の圧力を示すことができる。必要に応じて、判定予測としてΔP(Δt)の値や、計測時間T後に到達する可能性のある圧力ΔP(Δt)×Tの値を表示することも可能である。
【0052】
さらに、気密計測工程の終了までの時間や、気密試験に係る全体の処理プロセスを完了するまでに時間を「残り時間」として表示することも可能である。
図13(b)では、気密試験結果を表示させている。正常に気密試験工程等が終了し、測定結果をメッセージや得られた数値として表示している。画面に計測結果を登録するためのボタンを設けることも可能である。なお、中断した場合でも、その結果を保存するように設定することも可能である。
【0053】
図13(c)は、気密試験工程中に気密試験が中止された場合の表示である。気密試験が中止された理由を明示すると共に、中止を判断した際の圧力変化量を併せて表示するよう構成しても良い。
また、判定予測の表示・警告については、上述の画面表示だけでなく、経過時間や判断圧力を設定して、自動的に中止する機能を設けて、所定条件を満たした際にブザーや画面表示点滅にて作業者に警告する機能を実現することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【0054】
以上説明したように、本発明によれば、気密試験に際して、気密試験時間を少しでも短縮して、現場での作業を高効率化することが可能な気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置を提供することが可能になる。
【符号の説明】
【0055】
1 制御手段
2 加圧手段(ポンプ)
3 圧力センサ
4,5 バルブ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
【手続補正書】
【提出日】2021-08-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配管内の気密状況を評価する気密試験方法において、
該配管内を加圧し、該配管の外部の圧力と異なる圧力に設定する加圧工程と、
該加圧工程の後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する、気密試験工程と、
該気密試験工程で、所定時間(Δt)当たりの該配管内の圧力変化量(ΔP)が、予め設定された基準圧力変化量(ΔP)より低い場合には、前記設定された時間(T)の経過前に、該気密試験工程を中断又は警告表示を行うことを特徴とする気密試験方法。
【請求項2】
請求項1に記載の気密試験方法において、
該圧力変化量(ΔP)は、該気密試験工程の開始時刻から所定時間(Δt)が経過するまでの間に変化した圧力量の平均変化量であることを特徴とする気密試験方法。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の気密試験方法において、
該配管内の圧力を該配管の外部の圧力と同じに設定した後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力変化量(Δp)を測定する、温度影響計測工程を備え、
該温度影響計測工程は、少なくとも該加圧工程の前又は後に行われることを特徴とする気密試験方法。
【請求項4】
請求項に記載の気密試験方法において、
該基準圧力変化量(ΔP)は、該温度影響測定工程で測定した圧力変化量(Δp)に基づき設定されることを特徴とする気密試験方法。
【請求項5】
請求項に記載の気密試験方法において、
該圧力変化量(ΔP)が、予め設定された他の基準圧力変化量(ΔP)より高い場合には、該気密試験工程を中断し、再度、該温度影響計測工程を行うことを特徴とする気密試験方法。
【請求項6】
請求項1乃至のいずれかに記載の気密試験方法を用いた気密試験装置において、前記の気密試験工程が中断、又は警告表示を行う際に、その状態を表示する表示手段を備えることを特徴とする気密試験装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
上記課題を達成するために、本発明の気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置は、以下のような技術的特徴を備えている。
(1) 配管内の気密状況を評価する気密試験方法において、該配管内を加圧し、該配管の外部の圧力と異なる圧力に設定する加圧工程と、該加圧工程の後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する、気密試験工程と、該気密試験工程で、所定時間(Δt)当たりの該配管内の圧力変化量(ΔP)が、予め設定された基準圧力変化量(ΔP)より低い場合には、前記設定された時間(T)の経過前に、該気密試験工程を中断又は警告表示を行うことを特徴とする。
(2) 上記(1)に記載の気密試験方法において、該圧力変化量(ΔP)は、該気密試験工程の開始時刻から所定時間(Δt)が経過するまでの間に変化した圧力量の平均変化量であることを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
) 上記(1)又は(2)に記載の気密試験方法において、該配管内の圧力を該配管の外部の圧力と同じに設定した後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力変化量(Δp)を測定する、温度影響計測工程を備え、該温度影響計測工程は、少なくとも該加圧工程の前又は後に行われることを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
) 上記()に記載の気密試験方法において、該基準圧力変化量(ΔP)は、該温度影響測定工程で測定した圧力変化量(Δp)に基づき設定されることを特徴とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
) 上記()に記載の気密試験方法において、該圧力変化量(ΔP)が、予め設定された他の基準圧力変化量(ΔP)より高い場合には、該気密試験工程を中断し、再度、該温度影響計測工程を行うことを特徴とする。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0018】
) 上記(1)乃至()のいずれかに記載の気密試験方法を用いた気密試験装置において、前記の気密試験工程が中断又は警告表示を行う際に、その状態を表示する表示手段を備えることを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】2021-10-07
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配管内の気密状況を評価する気密試験方法において、
該配管内を加圧し、該配管の外部の圧力と異なる圧力に設定する加圧工程と、
該加圧工程の後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する、気密試験工程と、
該気密試験工程で、所定時間(Δt)当たりの該配管内の圧力変化量(ΔP)として該気密試験工程の開始時刻から該所定時間(Δt)が経過するまでの間に変化した圧力量の平均変化量を用い該圧力変化量(ΔP)が予め設定された基準圧力変化量(ΔP)より低い場合には、前記設定された時間(T)の経過前に、該気密試験工程を中断又は警告表示を行うことを特徴とする気密試験方法。
【請求項2】
請求項1に記載の気密試験方法において、
該配管内の圧力を該配管の外部の圧力と同じに設定した後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力変化量(Δp)を測定する、温度影響計測工程を備え、
該温度影響計測工程は、少なくとも該加圧工程の前又は後に行われることを特徴とする気密試験方法。
【請求項3】
請求項に記載の気密試験方法において、
該基準圧力変化量(ΔP)は、該温度影響測定工程で測定した圧力変化量(Δp)に基づき設定されることを特徴とする気密試験方法。
【請求項4】
請求項に記載の気密試験方法において、
該圧力変化量(ΔP)が、予め設定された他の基準圧力変化量(ΔP)より高い場合には、該気密試験工程を中断し、再度、該温度影響計測工程を行うことを特徴とする気密試験方法。
【請求項5】
請求項1乃至のいずれかに記載の気密試験方法を用いた気密試験装置において、前記の気密試験工程が中断、又は警告表示を行う際に、その状態を表示する表示手段を備えることを特徴とする気密試験装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
上記課題を達成するために、本発明の気密試験方法及びそれを用いた気密試験装置は、以下のような技術的特徴を備えている。
(1) 配管内の気密状況を評価する気密試験方法において、該配管内を加圧し、該配管の外部の圧力と異なる圧力に設定する加圧工程と、該加圧工程の後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力を予め設定された時間(T)に亘り測定する、気密試験工程と、該気密試験工程で、所定時間(Δt)当たりの該配管内の圧力変化量(ΔP)として該気密試験工程の開始時刻から該所定時間(Δt)が経過するまでの間に変化した圧力量の平均変化量を用い該圧力変化量(ΔP)が予め設定された基準圧力変化量(ΔP)より低い場合には、前記設定された時間(T)の経過前に、該気密試験工程を中断又は警告表示を行うことを特徴とする
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
) 上記(1)に記載の気密試験方法において、該配管内の圧力を該配管の外部の圧力と同じに設定した後、該配管を気密状態にし、該配管内の圧力変化量(Δp)を測定する、温度影響計測工程を備え、該温度影響計測工程は、少なくとも該加圧工程の前又は後に行われることを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
) 上記()に記載の気密試験方法において、該基準圧力変化量(ΔP)は、該温度影響測定工程で測定した圧力変化量(Δp)に基づき設定されることを特徴とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
) 上記()に記載の気密試験方法において、該圧力変化量(ΔP)が、予め設定された他の基準圧力変化量(ΔP)より高い場合には、該気密試験工程を中断し、再度、該温度影響計測工程を行うことを特徴とする。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0018】
) 上記(1)乃至()のいずれかに記載の気密試験方法を用いた気密試験装置において、前記の気密試験工程が中断又は警告表示を行う際に、その状態を表示する表示手段を備えることを特徴とする。