(57)【要約】【課題】バルブなどの圧力機器の組立て途中に耐圧検査でき、検査用ガスを迅速に排気することにより短時間で耐圧検査を実施できる圧力機器の耐圧検査方法とその耐圧検査装置並びにバルブなどの圧力機器を提供する。【解決手段】バルブなどの圧力機器よりなるワーク２にサーチガスを供給して漏れの有無を検出する。ワーク２の構成部品の一部を組み立てた状態とし、その直後にワーク２の検査対象部位２２を検査空間Ｓの容積を減じた状態で覆い、ワーク２内にサーチガスを封入して検査空間Ｓにおけるサーチガスの漏れの有無を検出する耐圧予備検査をおこなうことにより、ワーク２の欠陥や加工不良を早期に検出するようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブなどの圧力機器よりなるワークにサーチガスを供給して漏れの有無を検出する耐圧検査方法であって、前記ワークの構成部品の一部を組み立てた状態とし、その直後に前記ワークの検査対象部位を検査空間の容積を減じた状態で覆い、前記ワーク内にサーチガスを封入して前記検査空間におけるサーチガスの漏れの有無を検出する耐圧予備検査をおこなうことにより、前記ワークの欠陥や加工不良を早期に検出するようにしたことを特徴とするバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法。
【請求項２】
前記ワークは、鋳物部品を用いて構成される請求項１に記載のバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法。
【請求項３】
前記ワークの検査対象部位には、Ｏリングによるシール部位が含まれている請求項１又は２に記載のバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法。
【請求項４】
前記ワークの検査対象部位には、バルブのステム軸シール部位が含まれている請求項１又は２に記載のバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法。
【請求項５】
前記ワークの耐圧予備検査の後に、このワークに圧力が加わる全ての構成部品を組み込むと共にワーク全体を覆う大検査空間を設け、前記ワーク内にサーチガスを封入して前記大検査空間におけるサーチガスの漏れの有無を検出する耐圧本検査をおこなうようにした請求項１乃至４の何れか１項に記載のバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法。
【請求項６】
バルブなどの圧力機器よりなるワークの脱着が可能な開放部を一部に有する検査スペースを有し、この検査スペース内に前記ワーク内に供給されたサーチガスの漏れを検知するガスセンサが設けられ、このガスセンサが、前記ワークの検査対象部位から側方に退避された状態で前記検査スペースの残留ガスが排出されることにより、次のワークを速く正確に検査することを特徴とするバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置。
【請求項７】
前記ガスセンサは、底部が開放された半開放型のチャンバの内部に設けられ、このチャンバ内には、前記ワークの検査対象部位を包囲する検査空間が設けられた請求項６に記載のバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置。
【請求項８】
前記検査スペースや、前記ガスセンサからサーチガスが退避する空間側に排気ファンが設けられた請求項６又は７に記載のバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置。
【請求項９】
前記ワーク内に供給されるサーチガスは、水素ガスである請求項６乃至８の何れか１項に記載のバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置。
【請求項１０】
検査終了後に前記ワーク内のサーチガスが空気圧でパージされ、前記検査空間の外部に排出するためのパージ流路が設けられた請求項６乃至９の何れか１項に記載のバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置。
【請求項１１】
前記チャンバの進退方向と、前記ワークを保持するクランプ治具の進退方向とを同一方向とした請求項７乃至１０の何れか１項に記載のバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置。
【請求項１２】
請求項６乃至１１の何れか１項に記載の耐圧検査装置における被検査物は、バルブなどの圧力機器類であることを特徴とする圧力機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、バルブなどの内部から圧力が加わる圧力機器の耐圧検査方法とその耐圧検査装置、並びに圧力機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バルブなどの圧力機器には高い耐圧性が要求されるため、出荷前の圧力機器に対して、耐圧部の強度・漏れの有無を確認するための耐圧試験（シェルテスト）がおこなわれる。この場合、この耐圧試験は、通常は圧力機器の組立て完了後におこなわれ、これにより、製品として使用されるバルブの耐圧性が確認される。
【０００３】
この種の耐圧検査方法としては、例えば、水没法、スニッファー法、真空チャンバー法などが知られている。水没法は、内部を気体で加圧した試験体を水中に浸漬させ、試験体内部からの泡で漏れを検出するものであり、スニッファー法は、試験体内にサーチガスを入れ、試験体の外側に流出するガスにプローブを近接させてこのプローブで漏れを検出するものである。また、真空チャンバー法は、試験体を真空容器内に収納し、試験体内部にサーチガスを入れ、試験体から真空容器へ流出したガスを検出するものである。
【０００４】
例えば、試験体をボールバルブとし、このボールバルブを前記水没法により耐圧検査する場合、ボールバルブ全体を水没させた状態で、内部に１．２ＭＰａ程度の空気圧を加えることにより、バルブを構成する鋳物部品からの漏れや、各シール部位からの漏れの有無を確認する。
この場合、ボールバルブでは、ステムの軸シール部に自封性のシール部材であるＯリングが用いられ、このＯリングは、空気圧が加えられたときに装着溝内で移動して弾性変形により密着シール性を発揮する。このようにＯリングが高い空気圧で弾性変形すると、ステムなどの加工部分における不良や、バルブを構成する鋳物部品の不具合、例えばボデーの軸筒部における鋳造時の中子のずれによる成形不良などを耐圧検査により発見できないことがある。
【０００５】
これを解消するために、出願人は、例えば、上記１．２ＭＰａの高い空気圧を加える前に、０．２ＭＰａ程度の低い空気圧をバルブ内部に加え、Ｏリングの移動による弾性変形が生じない状態で、加工不良や成形不良を原因としたステムからの漏れ、すなわち軸漏れの有無を確認している。
その際、軸漏れ部位付近の部分的な検査は、バルブ全体を検査する全体的な検査と同じ検査空間、すなわちバルブ全体を包囲する空間で実施される。この検査手順は、スニッファー法や真空チャンバー法などのその他の耐圧試験でも同様であり、鋳物部品や各シール部位からの漏れを確認するための全体的な検査の前には、軸漏れを確認するための部分的な検査が、全体検査と同じ検査空間で実施される。
【０００６】
バルブ用の耐圧検査装置としては、例えば、特許文献１の検査装置が開示されている。この検査装置では、一体に組立てられたバルブ等の流体制御器が検査室に配置された状態で、検査用流体が流体制御器内に供給されて内部が加圧される。流体制御器から検査室内に漏洩した検査用流体は、この検査室に連通状態で接続された漏洩検出器により検出され、これにより、流体制御器の耐圧性を確認可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３２５３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したように、水没法、スニッファー法、真空チャンバー法などの耐圧試験では、組立て完了後のバルブに耐圧検査をおこなっている。そのため、加工不良や成形不良の確認用の全体的な検査の前に、軸漏れの確認用の部分的な検査で不合格になった場合にも、全体検査の場合と同様の処置が必要となる。具体的には、弁体やステムやシール部品などをボデーから取外してバルブ全体を分解し、不具合の発生した箇所の補修や交換を実施し、高精度のシール状態に再度組み込む必要が生じる。このため、分解・組立時間が余計にかかることになる。
【０００９】
部分的な検査をおこなうときには、全体的な検査と同じであるバルブ全体を包囲する広い検査空間で実施していることから、水素などのガスを用いて耐圧検査をおこなう場合、バルブ取外し後にこの広い検査空間にガスが残留する。このため、残留ガスの排気に時間がかかり、次の検査用バルブの迅速な耐圧検査が難しくなり、連続した耐圧検査を短時間でおこなうことが難しくなる。
【００１０】
さらに、軸漏れ部位付近の部分的な検査時には、予めステムを回動してバルブを半開状態にし、バルブのキャビティ内、例えば、フローティングボールバルブであれば、ボール弁体、ボールシート、ボデー、キャップにより囲まれる空間内まで、水素等の検査用ガスを充てんする必要がある。このため、耐圧検査時の手順が増えることになって手間を要する。これに加えて、部分的な検査の後に、全体的な検査をおこなう場合には、再度ステムを回動して弁開や弁閉状態にする必要もある。
【００１１】
本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、バルブなどの圧力機器の組立て途中に耐圧検査でき、検査用ガスを迅速に排気することにより短時間で耐圧検査を実施できる圧力機器の耐圧検査方法とその耐圧検査装置並びにバルブなどの圧力機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、バルブなどの圧力機器よりなるワークにサーチガスを供給して漏れの有無を検出する耐圧検査方法であって、ワークの構成部品の一部を組み立てた状態とし、その直後にワークの検査対象部位を検査空間の容積を減じた状態で覆い、ワーク内にサーチガスを封入して検査空間におけるサーチガスの漏れの有無を検出する耐圧予備検査をおこなうことにより、ワークの欠陥や加工不良を早期に検出するようにしたバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法である。
【００１３】
請求項２に係る発明は、ワークは、鋳物部品を用いて構成されるバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法である。
【００１４】
請求項３に係る発明は、ワークの検査対象部位には、Ｏリングによるシール部位が含まれているバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法である。
【００１５】
請求項４に係る発明は、ワークの検査対象部位には、バルブのステム軸シール部位が含まれているバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法である。
【００１６】
請求項５に係る発明は、ワークの耐圧予備検査の後に、このワークに圧力が加わる全ての構成部品を組み込むと共にワーク全体を覆う大検査空間を設け、ワーク内にサーチガスを封入して大検査空間におけるサーチガスの漏れの有無を検出する耐圧本検査をおこなうようにしたバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法である。
【００１７】
請求項６に係る発明は、バルブなどの圧力機器よりなるワークの脱着が可能な開放部を一部に有する検査スペースを有し、この検査スペース内にワーク内に供給されたサーチガスの漏れを検知するガスセンサが設けられ、このガスセンサが、ワークの検査対象部位から側方に退避された状態で検査スペースの残留ガスが排出されることにより、次のワークを速く正確に検査するバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置である。
【００１８】
請求項７に係る発明は、ガスセンサは、底部が開放された半開放型のチャンバの内部に設けられ、このチャンバ内には、ワークの検査対象部位を包囲する検査空間が設けられたバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置である。
【００１９】
請求項８に係る発明は、検査スペースや、ガスセンサからサーチガスが退避する空間側に排気ファンが設けられたバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置である。
【００２０】
請求項９に係る発明は、ワーク内に供給されるサーチガスは、水素ガスであるバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置である。
【００２１】
請求項１０に係る発明は、検査終了後にワーク内のサーチガスが空気圧でパージされ、検査空間の外部に排出するためのパージ流路が設けられたバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置である。
【００２２】
請求項１１に係る発明は、チャンバの進退方向と、ワークを保持するクランプ治具の進退方向とを同一方向としたバルブなどの圧力機器の耐圧検査装置である。
【００２３】
請求項１２に係る発明は、耐圧検査装置における被検査物は、バルブなどの圧力機器類である圧力機器である。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に係る発明によると、ワークの構成部品の組立て途中で耐圧検査によりワークの欠陥や加工不良を早期に検出するようにしているので、不合格になったときに分解が容易になり、短時間で分解・組立を実施して不具合箇所を補修や交換できる。耐圧予備検査として、検査空間の容積を減じた状態でワーク内にサーチガスを封入してこのサーチガスの漏れの有無を検出しているため、ワークの完成品に比して、サーチガスの充填容積が少ない。このように、サーチガスの拡散範囲を必要最小限に抑えることで、検査後の残留ガスを迅速に排出し、耐圧検査を連続して短時間で実施可能となる。組立て途中のワーク内にサーチガスを充填できるため、このワークに手を加えることなく耐圧検査を実施できる。
【００２５】
請求項２に係る発明によると、鋳造時における中子ずれなどの不良を早期に発見でき、耐圧検査後には、直ちに検査完了部位の塗装をおこなうことも可能になる。
【００２６】
請求項３に係る発明によると、Ｏリングの移動による弾性変形を抑えた状態で耐圧検査することにより、加工不良や成形不良を原因とする軸漏れ等の部分的な漏れの有無を確認可能となる。
【００２７】
請求項４に係る発明によると、ステムの回転位置に関わることなく、ステムを挿入した状態で直ちにバルブのステム軸シール部位の耐圧検査をおこなうことができる。
【００２８】
請求項５に係る発明によると、加工不良や成形不良を原因とした部分的な検査である耐圧予備検査の後に、各シール部分からの漏れを確認するための全体的な検査である耐圧本検査をおこなうことができ、漏れ等の不具合位置の特定が容易となる。しかも、これら部分的な検査と全体的な検査とを、最小限のサーチガスにより同じ検査スペースで迅速に実施できる。
【００２９】
請求項６に係る発明によると、開放部を介して検査スペースにワークを脱着しながら連続した耐圧検査の実施が可能になる。検査スペース内に設けたガスセンサを、ワークの検査対象部位から退避させた状態で、検査スペースの残留ガスを排出することにより、検査後のワークの検査対象部位近傍へのサーチガスの残留を防ぎつつ、この残留ガスを検査スペース内から迅速に排出して、次のワークを速く迅速に検査可能となる。
【００３０】
請求項７に係る発明によると、半開放チャンバを移動してワークに被せることで、このワークの検査対象部位を包囲する検査空間を設け、耐圧検査時にはこの小さい容積の検査空間内でワークの検査対象部位からのガスの漏れを正確に検知できる。検査後には、チャンバを移動することでワーク周囲に滞留したガスを容易にかつ迅速に排出可能となる。
【００３１】
請求項８に係る発明によると、検査後におけるワークのアンクランプにより放出されたガスを排気ファンを介して外部に排気し、次のワークを速く正確に耐圧検査できる。
【００３２】
請求項９に係る発明によると、水素ガスが拡散性を有する気体であることにより、この水素ガスがワーク内から漏れ出すときには、ガスセンサにより確実に検出して高精度に耐圧検査を実施できる。これにより、低濃度のガスであっても高感度に検出可能となる。
【００３３】
請求項１０に係る発明によると、パージ流路を介してワーク内に封入したサーチガスを迅速に排出でき、検査直後にワークを次の検査用ワークに取り替えて時間を短縮しつつ耐追検査可能となる。
【００３４】
請求項１１に係る発明によると、チャンバの進退方向と、クランプ治具との進退方向とを同一方向とすることで、装置全体のコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
請求項１２に係る発明によると、耐圧検査装置における被検査物をバルブなどの圧力機器類とすることで、バルブを構成する鋳物部品などの部品からの漏れや各シール部位からの漏れの有無と共に、加工不良や成形不良を原因とした軸漏れの有無を正確に確認し、耐圧性に優れた高精度なバルブなどの圧力機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】耐圧検査装置を示す概略断面図である。
【図２】圧力機器の耐圧検査状態を示す拡大断面図である。
【図３】耐圧予備検査における検査ラインを示すブロック図である。
【図４】耐圧検査方法における検査の工程を示すフローチャートである。
【図５】耐圧予備検査の工程を示すフローチャートである。
【図６】組立て完了後のワークを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に、本発明におけるバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法と、その耐圧検査装置（以下、装置本体１という）並びに圧力機器を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１においては、耐圧検査装置の概略断面図、図２は、耐圧検査装置による圧力機器の耐圧検査状態、図３は本実施形態における耐圧検査方法の検査の工程のフローチャートを示している。
【００３８】
図１に示した装置本体１は、被検査物であるワーク２にサーチガスを供給し、このワーク２の耐圧検査、より具体的には、後述する耐圧本検査前の耐圧予備検査を実施可能としたものであり、枠体１０、チャンバ１１、ガスセンサ１２、支持用治具１３、クランプ治具１４を有している。
【００３９】
枠体１０は、ワーク２を内側に装着可能な枠状に形成され、その内部にはワーク２の耐圧検査をおこなうための検査スペースＲが設けられる。枠体１０の一部には開放部２０が設けられ、この開放部２０よりワーク２の脱着が、図１における枠体１０の右側あるいは手前側から可能になっている。図において、枠体１０の奥側には一点鎖線で示した２つの排気ファン２１が図示しない板材等を介して取付けられ、この排気ファン２１の回転により検査スペースＲ内の排気が可能になっている。枠体１０内部に、チャンバ１１、支持用治具１３、クランプ治具１４が取付けられる。
【００４０】
チャンバ１１は、内部にワーク２の検査対象部位２２を収容可能な大きさの略矩形状のカバー部２３、このカバー部２３の上面側に一体に設けられる吊下げ部２４を有し、この吊下げ部２４を介して検査スペースＲ内を前進・後退及び上昇・下降移動可能に設けられる。チャンバ１１は、底部が開放された半開放型になっており、この底部側からワーク２の検査対象部位２２をチャンバ１１内に案内可能になっている。チャンバ１１内には、所定の容積の検査空間Ｓが設けられ、この検査空間Ｓに検査対象部位２２を包囲した状態で耐圧検査可能になっている。チャンバ１１にはガスセンサ１２、排気ファン２６が取付けられる。
【００４１】
チャンバ１１の検査空間Ｓは、ワーク２に供給されるサーチガスが拡散可能な空間をいい、外部から隔離された状態に設けられる。本実施形態における「外部から隔離された状態」とは、チャンバ１１内が密封状態となることを意味せず、外部の風などの影響がワーク２に及ぶことを防止すると共に、チャンバ１１内において、ワーク２から漏れ出た水素が検査時間内にガスセンサ１２に到達する程度の、気体の流れを許容できる状態をいう。
【００４２】
ガスセンサ１２は、チャンバ１１内部の所定の複数箇所、本例ではチャンバ１１内側面の２箇所、チャンバ１１内上面の１箇所にそれぞれ設けられ、これらガスセンサ１２により、ワーク２内に供給されるサーチガスの検査対象部位２２からの漏れをチャンバ１１内で検知可能になっている。ガスセンサ１２の個数は任意に設定可能であり、その数を増やすようにすれば、検出能力を向上させて検出時間の短縮や自動化も可能になる。
【００４３】
ガスセンサ１２は、チャンバ１１の移動とともにワーク２の検査対象部位２２から側方に退避可能に設けられる。耐圧検査後には、ガスセンサ１２の退避状態で検査スペースＲの残留ガスが排出されることにより、次のワーク２を速く正確に検査することが可能になっている。
【００４４】
本実施形態におけるガスセンサ１２は水素センサよりなり、これにより、ワーク２内に供給されるサーチガスである後述の水素ガスを検出可能になっている。この水素センサ１２を用いることにより、拡散性の気体である、水素と窒素との混合気体中の水素の漏れを確実に検出する。ガスセンサ１２は、チャンバ１１に固定されているが、位置を調整するために移動可能に取付けられていてもよい。サーチガスとしては、ヘリウムガスを用いることもでき、この場合、ガスセンサとして気体熱伝導式センサを用いるようにすればよい。
【００４５】
ガスセンサ１２は、所定の電圧印加により、漏れ出した水素の濃度に応じた電圧を出力するモジュールからなっている。検査前には、抵抗調整用のボリュームにより出力電圧を変えて、ガスセンサ１２の暖機状態や大気中の水素濃度の変化に応じて感度調整を精細におこなう必要がある。
【００４６】
ガスセンサ１２としては、アナログ信号（０−５Ｖ）を出力可能な、市販の半導体式センサが用いられ、例えば、熱線型半導体式水素センサが用いられる。この水素センサ１２は、酸化第二スズ（ＳｎＯ２）などの金属酸化物半導体表面での水素ガスの吸着による電気伝導度の変化を利用するセンサである。この場合、出力電圧が、ガス濃度に対して対数的になって、低濃度でも高感度の出力が可能になる。
【００４７】
複数のガスセンサ１２を用いる場合には、その基準電圧を後述のＣＰＵを介して一定値に揃える調整機能を有していることが好ましい。これにより、各ガスセンサ１２の感度を均一化して漏れ出した水素ガスを高精度に検出できる。
【００４８】
排気ファン２６は、チャンバ１１におけるガスセンサ１２からサーチガスが退避する空間側に設けられる。この排気ファン２６により、チャンバ１１内の検査空間Ｓに残留する水素ガスを外部に排出可能となる。排気ファン２６と、検査空間Ｓとの間には、流路を絞るための絞り部２７が設けられている。排気ファン２６による排気時には、この絞り部２７を介して排気速度を早めることにより、チャンバ１１内の残留ガスが効率的にパージされる。
【００４９】
支持用治具１３は、ワーク２の両側付近が載置可能な所定間隔で枠体１０に設けられ、ワーク２を下方側から支持可能になっている。支持用治具１３の上面側の載置面２８は、六角形や八角形などの多角形状であるバルブ（ワーク２）側部を保持可能なテーパ形状、或は円筒形状であるバルブ側部を保持可能な円弧形状などの適宜形状に設けられる。
【００５０】
クランプ治具１４は、固定クランプ治具３０、可動クランプ治具３１を有している。
固定クランプ治具３０は、ワーク２の一次側となる位置に固定用保持具３２を介して配置され、この固定クランプ治具３０の中央付近にはワーク２内部にサーチガスを供給するための一次側流路３３が形成されている。固定クランプ治具３０のワーク２の一次側との対向面には、リング状のガスケットからなるシール部材３４が装着され、このガスケット３４により、ワーク２固定時におけるこのワーク２との圧接部分からの漏れが防がれる。
【００５１】
図２において、可動クランプ治具３１は、ワーク２の二次側に配置され、前記固定クランプ治具３０とにより、ワーク２を保持可能に締付け方向に進退自在に取付けられる。
前述したチャンバ１１の進退方向と、ワーク２のクランプ治具である可動クランプ治具３１の進退方向とは、同一方向になるように配置されている。可動クランプ部材３１の内部にはパージ流路である二次側流路３５が設けられ、ワーク２の耐圧検査後には、このパージ流路３５を介してワーク２内のサーチガスが空気圧でパージされ、検査空間Ｓ及び検査スペースＲの外部に排出されるようになっている。
【００５２】
可動クランプ治具３１のワーク２の二次側との対向面には、固定クランプ治具３０と同様にリング状のガスケットからなるシール部材３４が装着される。このガスケット３４により、ワーク２固定時における可動クランプ治具３１との圧接部分からの漏れが防がれる。
【００５３】
装置本体１により検査される被検査物であるワーク２は、バルブなどの圧力機器類であり、本実施形態では、被検査物をボールバルブとし、このボールバルブの構成部品の一部を組立てた状態のものが使用される。
ワーク２は、鋳物部品であるボデー４０を用いて構成され、このボデー４０に形成された軸筒部４１に回転操作用のステム４２が挿着され、この上からパッキン押え４３が取付けられ、ステム４２が位置決め状態で回転可能に設けられる。ステム４２外周にはＯリング４５が２箇所に装着され、これらＯリング４５によりシール部位４６が設けられ、本実施形態ではワーク２がボールバルブであることから、このシール部位４６はバルブのステム軸シール部位となる。
【００５４】
上記ワーク２に対して、弁座検査及び耐圧検査時に供給されるサーチガスとしては、例えば、水素を含む気体が用いられ、このうち、拡散性を有するガスとして、５％水素と、不活性のガスとして９５％窒素をそれぞれ含有する混合気体である水素ガスが用いられる。この混合気体は、耐圧試験時に外部漏れがある場合には、ボデー４０の軸筒部４１とパッキン押え４３との螺着部付近から漏れ出す性質を有している。
【００５５】
サーチガスである５％水素と９５％窒素の混合気体は不燃性の高圧ガスであるため、安全に使用可能となる。サーチガスは、水素を含む気体以外のガスであってもよく、例えば、ヘリウムガス、メタンガスなどの各種ガスを用いることができる。サーチガスとしてヘリウムガスを用いた場合には、水素含有の混合気体と同様に拡散性が高い。
【００５６】
次いで、図３においては、ワーク２がボールバルブであるときの装置本体１を備えた検査ライン５０の一例を示している。この検査ライン５０において、水素ガス供給側から装置本体１の一次側までの流路を第一流路５１、装置本体１の二次側以降の流路を第二流路５２とする。
検査ライン５０は、前述した装置本体１に加えて、水素ガス供給源５３、レギュレータ５４、パージエア供給源５５、電磁弁５６、５７、５８、５９、圧力ゲージ６０、圧力センサ６１を有している。
【００５７】
水素ガス供給源５３は、検査ライン５０の第一流路５１からワーク２に水素ガスを供給可能に設けられ、レギュレータ５４を介して、０．２ＭＰａ程度に調整された水素ガスが電磁弁５６に供給される。電磁弁５６は、その開閉操作により耐圧検査時にワーク２内に水素ガスを供給可能に設けられる。パージエア供給源５５は、第一流路５１からワーク２に０．６ＭＰａ程度の圧力のパージエアを供給可能に設けられ、電磁弁５７の開閉操作により耐圧検査終了後にワーク２内にパージエアが供給される。電磁弁５６、５７と固定クランプ金具３０との間にはバキューム流路６２が設けられ、このバキューム流路６２を介して電磁弁５８の開閉操作により第一流路５１内の水素ガス又はパージエアが外部に排出可能に設けられる。第一流路５１のバキュームは、内部圧力の排気と、外部からの圧力吸引とによりおこなわれる。
【００５８】
第二流路５２には、排気流路６３が設けられ、この排気流路６３は電磁弁５９により開閉可能に設けられる。排気流路６３内には、圧力ゲージ６０、圧力センサ６１が設けられ、これらを介してワーク２内の水素ガスの圧力が測定可能になっている。
【００５９】
図示しないが、検査ライン６０にはＣＰＵ（中央処理装置）からなる制御部が接続され、この制御部は、ガスセンサ１２、各電磁弁５６〜５９、水素ガス供給源５３、パージエア供給源５５などの各素子とが電気的に接続されている。制御部には、ワーク２の呼び圧力、呼び径、弁種等に基づいて設定されたテーブル（設置データ）が格納され、このテーブルに基づいて各部の動作が制御される。
【００６０】
さらに、制御部にはデジタル表示部が設けられ、ワーク２から水素漏れが生じた場合には、制御部に設けられた信号処理部を介して水素ガス濃度に応じた電圧としてこのデジタル表示部に出力される。デジタル表示部は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を有し、このＬＣＤに各ガスセンサ１２の出力電圧がインジケータ表示される。
【００６１】
次に、本発明のバルブなどの圧力機器の耐圧検査方法の実施形態を、図３の検査ライン５０に基づいて説明する。本実施形態における耐圧検査方法は、例えば、ＪＩＳ Ｂ ２００３（バルブの検査通則）に規定される弁箱耐圧検査の各空気圧試験に準じるものとする。
【００６２】
図４に示したフローチャートにおいて、本実施形態における耐圧検査方法の工程としては、ワーク２の構成部品の部分的な検査をおこなう耐圧予備検査と、ワーク２全体や各シール部分の全体的な検査をおこなう耐圧本検査とがあり、これらを続けて実施するようにする。
【００６３】
耐圧予備検査の実施時には、先ず、ワーク２の構成部品の一部である、前述したボデー４０、ステム４２、Ｏリング４５、パッキン押え４３を一体に組立てて半完成状態とする。このように、少なくとも構成部品間のシール部位を含む半完成状態のワーク２の一次側を固定クランプ治具３０のガスケット３４に当接させつつワーク２を支持用治具１３に載置し、この状態で可動クランプ治具３１をワーク２の二次側から保持方向に移動させてワーク２を所定位置にクランプする。このとき、ワーク２の一次、二次側端部にそれぞれガスケット３４、３４がシールし、漏れを防いだ状態で、ワーク２の一次、二次側開口側に、固定クランプ治具３０の一次側流路３３、可動クランプ治具３１のパージ流路３５を連通できるようになっている。
【００６４】
図５のフローチャートには、ワーク２保持後の耐圧予備検査の工程を示している。
図５において、ワーク２保持後には、図１における全てのガスセンサ１２をゼロアジャストし、これらガスセンサ１２の合否判定基準をＣＰＵに記憶させる。この状態が検査開始前の待機状態となり、検査スタート信号の入力により耐圧予備検査がスタートする。
【００６５】
続いて、この直後にチャンバ１１を前進・下降させて、ワーク２の検査対象部位２２であるＯリングによるシール部位、すなわち、バルブ２のステム軸シール部位４６が含まれるボデー４０の軸筒部４１をチャンバ１１で覆う。これにより、図２に示すように、ワーク２の検査対象部位２２を検査空間Ｓの容積を減じた状態で包囲した状態となる。
この状態で、ワーク２内にサーチガスである水素ガスを供給し、このワーク２内に水素ガスを封入して加圧し、チャンバ１１内の検査空間Ｓにおける水素ガスの漏れの有無を検出する。これにより、ワーク２の欠陥や加工不良を早期に検出可能になる。
【００６６】
この場合、耐圧予備検査は、ＣＰＵにより図５において、以下のように制御される。
図３の検査ライン５０の圧力センサ６１により測定された圧力値（ワーク２内の圧力値）が、規定の圧力よりも小さい場合にはエンド（ＮＧ）となり、ＮＧ信号を出力して初期状態に戻る。一方、測定された圧力値が規定の圧力以上のときには、次の圧力降下検出ステップに進む。このとき、水素ガスの供給が停止される。
【００６７】
圧力降下検出ステップでは、水素ガスによる加圧の停止後、圧力センサ６１による測定値（ワーク２内の圧力値）が初期値の９７％よりも大きい状態であることが確認され、この状態において、次の耐圧漏れ検出のステップでガスセンサ１２により検査空間Ｓの圧力が測定される。この測定は、圧力センサ６１の測定値が初期値の９７％以下になるまで続けられ、９７％以下になったときには、ワーク２内が検査に適さない圧力値まで圧力降下したものとみなされ、エンド（ＮＧ）となり、ＮＧ信号を出力して初期状態に戻る。この場合、ワーク２は耐圧予備検査に対して不合格となる。
【００６８】
耐圧漏れ検出ステップでは、ガスセンサ１２による測定値が漏れの発生と判断する閾値よりも小さければ、次の検出時間測定ステップに進む。ガスセンサ１２の測定値が、漏れの閾値以上になったときには、ワーク２から耐圧漏れを検出したものとみなされ、エンド（ＮＧ）となり、ＮＧ信号を出力して初期状態に戻る。この場合、ワーク２は耐圧予備検査に対して不合格となる。
【００６９】
検出時間測定ステップでは、予め設定した検出時間を経過したか否かが測定され、所定の検出時間に達していない場合には、前記の圧力降下検出ステップにフィードバックされる。
圧力降下検出ステップから検出時間測定ステップまでの工程は、この検出時間測定ステップの検出時間が所定時間に達するまで繰り返しループされる。所定時間に達するまで圧力降下検出ステップ並びに耐圧漏れ検出ステップでＮＧが発生しなかった場合、所定圧力下における水素ガスの漏れが基準値以下を維持したことになり、ワーク２は耐圧予備検査に対して合格となる。
【００７０】
所定時間経過後には、チャンバ１１をワーク２の検査対象部位２２に対して上昇・後退させ、ワーク２内にパージエアを供給しつつバキューム流路６２からバキュームをおこなうことにより、密封状態のワーク２内のフラッシングを実施する。その後、可動クランプ治具３１をワーク２から離間させる方向に移動させるアンクランプによってワーク２を装置本体１から取り外す。この場合、排気ファン２６により検査空間Ｓのサーチガスが検査スペースＲに排出され、この検査スペースＲのサーチガスが排気ファン２１により外部に排出されることで、これら検査空間Ｓ及び検査スペースＲへのサーチガスの残留を防いでいる。
続いて、次のワーク２の耐圧予備検査をおこなう場合には、前記検査方法と同様の手順により実施するようにすればよい。
【００７１】
上記耐圧予備検査の後には、図６に示すように、一部組み立て状態のワーク２に、弁体７０、ボールシート７１、キャップ７２などの圧力が加わる全ての構成部品を組み込んで一体化し、ステム４２の上部には、座金７３、ナット７４を介してハンドル７５を固定し、製品として使用する状態のワーク（バルブ）８０を設ける。このワーク８０を、図示しない大検査装置内の大検査空間にクランプ治具で保持し、大検査空間でワーク８０全体が覆われた状態で耐圧本検査を実施するようにする。
【００７２】
この場合、ハンドル７５を介してステム４２を回動し、バルブ８０を半開状態にした後に、このワーク８０内に水素ガスからなるサーチガスをバルブキャビティＣａも含めて封入し、このサーチガスの漏れの有無をガスセンサで検出することにより、各ワークの耐圧本検査の合格又は不合格を判定する。前述した耐圧予備検査と、この耐圧本検査との双方に合格したワークが、耐圧検査の合格品となる。耐圧本検査において不合格と判定された場合には、その原因箇所は、耐圧予備検査で合格したシール部位を除いて確認すればよく、早く原因箇所を特定することができる。耐圧検査後には、ワーク内部をパージして残留ガスを排出し、その後、クランプ治具を緩めてワークを取り外すようにする。
【００７３】
次に、本発明の圧力機器の耐圧検査方法とその耐圧検査装置の上記実施形態における作用を述べる。
耐圧検査として先ず耐圧予備検査をおこない、この耐圧予備検査は、Ｏリング４５を装着したステム４２をボデー４０に挿着した状態とし、この構成部品の一部を組立てたバルブを対象としているので、耐圧予備検査の不合格時には、ボデー４０からステム４２を取り外して不具合の発生した箇所の補修や修理を簡単に実施可能になる。このように、バルブの完成品以前の半完成品の状態をワーク２として耐圧予備検査することで、不具合に伴う分解・組立て時間を短縮できる。
【００７４】
耐圧予備検査によるワーク２は鋳物部品であり、その検査対象部位２２をＯリング４５によるシール部位、本実施形態ではバルブのステム軸シール部位４６を含む部分とし、この検査対象部位２２に被せたチャンバ１１内の検査空間Ｓでガスセンサ１２により漏れを測定している。これにより、検査空間Ｓの容積を最小限に抑えて水素ガスの滞留領域を少なくし、水素ガスの退避空間側の排気ファン２６により迅速に残留ガスを排出できる。排出されたガスは、枠体１０に取付けられた２つの排気ファン２１により検査スペースＲの外部に排出される。このとき、検査空間Ｓからの残留ガスが小量であることから、装置本体１の外部に検査スペースＲから迅速にガスを排出し、検査空間Ｓ及び検査スペースＲを短時間でクリーンにできる。
【００７５】
耐圧予備検査時にワーク２に弁体７０やボールシート７１を組み込んでいないことから、ステム４２の回転操作を必要とすることがなく、ステム４２の回転状態にかかわらずステム軸シール部位４６まで水素ガスを充てんし、余計な手間を要することなく耐圧検査可能となる。
【００７６】
耐圧予備検査後の半完成品であるバルブボデー２に錆止め塗装を施すことができるため、このボデー２をバルブ完成品の状態に組込むことなく、早い段階で鋳鉄部品であることで錆びやすいバルブの錆止めを図ることができる。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。例えば、本発明は、グローブバルブやゲートバルブなどのボールバルブ以外のバルブにも適用でき、バルブ以外の配管機器を含む、例えば空気圧式アクチュエータなどの各種の圧力機器に適用することができる。耐圧検査の実施時には、漏れの有無に代え、漏れ量を測定するようにしてもよい。耐圧本検査後には、これに連続して弁座検査を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  装置本体
２  ボールバルブ（ワーク）
１１  チャンバ
１２  ガスセンサ
１４  クランプ治具
２０  開放部
２２  検査対象部位
２６  排気ファン
３０  固定クランプ治具
３１  可動クランプ治具
３５  パージ流路
４５  Ｏリング
４６  ステム軸シール部位
Ｒ  検査スペース
Ｓ  検査空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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