(57)【要約】【課題】既に配管されている管と継手との締め付けトルクを測定可能なトルク測定装置を提供すること。【解決手段】管と継手との締め付けトルクを測定する締め付けトルク測定装置であって、前記管が挿入されて締め付けられる前記継手のねじ部の応力を測定する応力測定部と、予め求められている前記ねじ部の応力と締め付けトルクとの関係に基づいて、前記応力測定部により測定された応力から締め付けトルクを算出する締め付けトルク算出部と、を有する締め付けトルク測定装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管と継手との締め付けトルクを測定する締め付けトルク測定装置であって、
前記管が挿入されて締め付けられる前記継手のねじ部の応力を測定する応力測定部と、
予め求められている前記ねじ部の応力と締め付けトルクとの関係に基づいて、前記応力測定部により測定された応力から締め付けトルクを算出する締め付けトルク算出部と、を有する
ことを特徴とする締め付けトルク測定装置。
【請求項２】
前記ねじ部において応力を測定する部分を研磨する研磨部を有し、
前記応力測定部は、Ｘ線を用いて前記ねじ部の応力を測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の締め付けトルク測定装置。
【請求項３】
管と継手との締め付けトルクを測定する締め付けトルク測定方法であって、
前記管が挿入されて締め付けられる前記継手のねじ部の応力を測定する応力測定ステップと、
予め求められている前記ねじ部の応力と締め付けトルクとの関係に基づいて、前記応力測定ステップにより測定された応力から締め付けトルクを算出する締め付けトルク算出ステップと、を有する
ことを特徴とする締め付けトルク測定方法。
【請求項４】
前記ねじ部において応力を測定する部分を研磨する研磨ステップを有し、
前記応力測定ステップは、Ｘ線を用いて前記ねじ部の応力を測定する
ことを特徴とする請求項３に記載の締め付けトルク測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締め付けトルク測定装置及び締め付けトルク測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各所にガスを供給するために配管されるガス管は、継手により接続されている。ガス管と継手とは、例えば、内周面に雌ねじ溝が形成されている継手のねじ部に、外周面に雄ねじ溝が形成されているガス管の端部が挿入されて締め付けられることにより接続される。
【０００３】
上記構成において、ガス管と継手との接続不良や、ガス管と継手との接続部分の経年劣化等により、ガス管と継手との接続部分からガスが漏洩する場合がある。このようなガス漏れを防止するために、ガス管と継手との接続部分は定期的に検査する必要がある。
【０００４】
ガス管と継手との接続部分の検査方法としては、超音波探触子を用いて継手の締め付けによりパイプ端部に生じる損傷を検査するパイプ継手部の非破壊検査方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９４７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１における方法によりパイプ端部の損傷を検査することはできるが、ガス管と継手との接続状態を検査するためには、ガス管と継手との締め付けトルクを測定する必要がある。ガス管と継手との締め付けトルクは、配管作業時にはトルクレンチを用いて測定することができるが、既設管での測定は抜管する必要があり現実的には困難である。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、既に配管されている管と継手との締め付けトルクを測定可能なトルク測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、管と継手との締め付けトルクを測定する締め付けトルク測定装置であって、前記管が挿入されて締め付けられる前記継手のねじ部の応力を測定する応力測定部と、予め求められている前記ねじ部の応力と締め付けトルクとの関係に基づいて、前記応力測定部により測定された応力から締め付けトルクを算出する締め付けトルク算出部と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、既に配管されている管と継手との締め付けトルクを測定可能なトルク測定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における締め付けトルク測定装置の概略構成を例示する図である。
【図２】ガス管と継手との接続構造を説明する図である。
【図３】実施形態における応力測定箇所を例示する図である。
【図４】実施形態における締め付けトルクと応力との関係を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１２】
図１は、実施形態における締め付けトルク測定装置１００の概略構成を例示する図である。
【００１３】
図１に示されるように、締め付けトルク測定装置１００は、応力測定部１１０、トルク測定部１２０を有し、ガス管１０と継手２０との締め付けトルクを測定する。
【００１４】
応力測定部１１０は、例えば、Ｘ線回折を利用して多結晶体材料の表層部の応力を測定するＸ線応力測定法により継手２０の応力を測定し、測定結果をトルク測定部１２０に送信する。なお、応力測定部１１０は、中性子応力測定法、磁気ひずみ応力測定法等の異なる方法で継手２０の応力を測定してもよい。
【００１５】
トルク測定部１２０は、締め付けトルク算出部１２１、記憶部１２２を有する。トルク測定部１２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、ＣＰＵにより実行されるプログラムやＲＯＭ等のメモリにより各部の機能が実現される。
【００１６】
締め付けトルク算出部１２１は、応力測定部１１０により測定される継手２０の応力から、ガス管１０と継手２０との締め付けトルクを算出する。記憶部１２２は、締め付けトルク算出部１２１による締め付けトルクの算出に用いられる各種データを記憶する。締め付けトルク算出部１２１による締め付けトルクの算出方法については後述する。
【００１７】
図２は、ガス管１０と継手２０との接続構造を説明する図である。
【００１８】
図２に示されるように、ガス管１０は、外周面に雄ねじ溝を有する接続部１１が端部に形成されている。接続部１１は、先端側ほど外径が小さいテーパ形状となっている。また、継手２０は、内周面に雌ねじ溝を有するねじ部２１が端部に形成されている。ねじ部２１の内周面は、開口端側ほど内径が大きいテーパ形状となっている。
【００１９】
ガス管１０は、接続部１１が継手２０のねじ部２１に挿入され、図２に示される矢印方向に回されて接続部１１が継手２０のねじ部２１に締め付けられることで、継手２０に接続される。継手２０にガス管１０が締め付けられることで、継手２０のねじ部２１には、締め付けトルクに応じた周方向の圧縮応力又は引張応力が生じる。
【００２０】
そこで、ガス管１０と継手２０との締め付けトルクと、継手２０のねじ部２１における応力との関係を予め求めておくことで、継手２０のねじ部２１における応力測定結果から締め付けトルクを求めることができる。
【００２１】
本実施形態では、複数のサンプル（ガス管１０及び継手２０のセット）を用いて、図２及び図３に示される測定位置Ａ、Ｂの２箇所で締め付けトルクを変えて応力を測定し、締め付けトルクと応力との関係を求めた。
【００２２】
図４は、実施形態における締め付けトルクと応力との関係を例示する図である。図４（Ａ）は、サンプル１〜３の測定位置Ａにおける応力測定結果である。また、図４（Ｂ）は、サンプル１〜３の測定位置Ｂにおける応力測定結果である。
【００２３】
図４に示されているグラフは、横軸が締め付けトルク（Ｎ・ｍ）であり、縦軸が継手２０のねじ部２１における周方向の応力（ＭＰａ）である。図４に示されるグラフにおいて、応力が０（ゼロ）以上は引張応力であり、応力が０（ゼロ）未満は圧縮応力である。また、図４（Ａ）及び（Ｂ）の各グラフには、サンプル１〜３において締め付けトルクを０Ｎ・ｍから３００Ｎ・ｍまで約５０Ｎ・ｍ間隔で変化させて応力を測定した結果が示されている。
【００２４】
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、サンプル１〜３の応力測定結果から、締め付けトルクと継手２０のねじ部２１における応力とが、各グラフに実線で示されるように比例関係を有することが分かる。
【００２５】
本実施形態におけるトルク測定部１２０の記憶部１２２には、締め付けトルクの測定を行う既設管と同じ外径、形状の複数のサンプル（ガス管及び継手）を用いて応力測定部１１０により測定した締め付けトルクと応力との関係式が保存されている。
【００２６】
トルク測定部１２０の締め付けトルク算出部１２１は、応力測定部１１０による測定対象の継手２０のねじ部２１における応力測定結果から、記憶部１２２に保存されている関係式に基づいて、ガス管１０と継手２０との締め付けトルクを算出する。
【００２７】
このように、サンプルを用いて応力測定部１１０により予め締め付けトルクと応力との関係を求めておくことで、既設管における継手２０の測定位置Ａ、Ｂでの応力測定結果から、ガス管１０と継手２０との締め付けトルクを算出することができる。
【００２８】
本実施形態における締め付けトルク測定装置１００によれば、既設管を抜管することなく、継手２０のねじ部２１の応力を測定することでガス管１０と継手２０との締め付けトルクを測定することができる。また、締め付けトルク測定装置１００は、トルクレンチを使用できない狭い場所での配管作業においても、同様に継手２０のねじ部２１の応力を測定してガス管１０と継手２０との締め付けトルクを測定することができる。
【００２９】
以上で説明したように、締め付けトルク測定装置１００によれば、既に配管されているガス管１０と継手２０との締め付けトルクを測定可能であり、ガス管１０と継手２０との接続状態の検査を容易に行うことができる。
【００３０】
したがって、締め付けトルクの測定結果に基づいてガス管１０と継手２０との接続状態を検査し、ガス管１０と継手２０との接続部分からのガス漏れを抑制することが可能になる。例えば、締め付けトルクが所定範囲内となるようにガス管１０及び継手２０を締め付けることで、ガス管１０と継手２０との接続状態を正常に保ち、ガス漏れの発生を抑制することができる。
【００３１】
なお、本実施形態における応力測定部１１０のようにＸ線応力測定法により継手２０の応力を測定する場合には、例えばサンドペーパー等を用いて、継手２０の応力測定位置を研磨することが好ましい。また、締め付けトルク測定装置１００は、継手２０の応力測定位置を研磨する研磨部を有してもよい。測定位置における結晶粒が大きいと測定精度が低下する可能性があるが、研磨して継手２０の測定位置における結晶粒を微細化することで、応力の測定精度を向上させることが可能になる。このため、サンプルを用いて締め付けトルクと応力との関係を求める場合及び継手２０の応力を測定する場合には、継手２０の測定位置を研磨しておくことが好ましい。
【００３２】
また、締め付けトルクを測定するガス管の外径や継手の形状等は限定されるものではない。締め付けトルクを測定するガス管及び継手と同じ外径、形状のガス管及び継手を用いて締め付けトルクと応力との関係を予め求めておくことで、どの様な外径、形状のガス管及び継手の締め付けトルクを測定することができる。
【００３３】
また、トルク測定部１２０の記憶部１２２には、外径が異なるガス管と形状が異なる継手との様々な組み合わせでの締め付けトルクと応力との関係が保存されてもよい。このように、記憶部１２２に様々な組み合わせでの締め付けトルクと応力との関係が保存されることで、多様な構成のガス管と継手との締め付けトルクを測定することが可能になる。
【００３４】
また、上記した実施形態では、ガス管と継手との締め付けトルクを測定する場合を例示したが、例えば水道管等の異なる管と継手との締め付けトルクを同様に測定することができる。
【００３５】
以上、実施形態に係る締め付けトルク測定装置及び締め付けトルク測定方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ガス管
１１  接続部
２０  継手
２１  ねじ部
１００  締め付けトルク測定装置
１１０  応力測定部
１２０  トルク測定部
１２１  締め付けトルク算出部
１２２  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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