(57)【要約】【課題】水等の非圧縮性流体を使用するパイプラインの圧力試験において、残留空気量の影響を受けずに、精度良く変形や漏洩を検知できるパイプラインの圧力試験方法を提供すること。【解決手段】非圧縮性流体を注入してパイプラインを加圧し、該加圧後のパイプライン内の圧力変動を所定期間監視するパイプラインの圧力試験方法であって、加圧されたパイプライン内の残留空気量を求めて、該残留空気量に応じて前記圧力変動の監視期間を設定することを特徴とするパイプラインの圧力試験方法を用いる。また、加圧されたパイプライン内の残留空気量を求めて、予め設定された監視期間で得られる試験精度が必要な精度以上であるかを確認して試験結果の採否を決定することを特徴とするパイプラインの圧力試験方法を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非圧縮性流体を注入してパイプラインを加圧し、該加圧後のパイプライン内の圧力変動を所定期間監視するパイプラインの圧力試験方法であって、加圧されたパイプライン内の残留空気量を求めて、該残留空気量に応じて前記圧力変動の監視期間を設定することを特徴とするパイプラインの圧力試験方法。
【請求項２】
非圧縮性流体を注入してパイプラインを加圧し、該加圧後のパイプライン内の圧力変動を所定期間監視するパイプラインの圧力試験方法であって、加圧されたパイプライン内の残留空気量を求めて、予め設定された監視期間で得られる試験精度が必要な精度以上であるかを確認して試験結果の採否を決定することを特徴とするパイプラインの圧力試験方法。
【請求項３】
非圧縮性流体をパイプラインに注入する際の注入量とパイプライン内の圧力との関係から残留空気量を求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパイプラインの圧力試験方法。
【請求項４】
非圧縮性流体をパイプラインから抜き取る際の抜き取り量と、パイプライン内の圧力との関係から残留空気量を求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパイプラインの圧力試験方法。
【請求項５】
非圧縮性流体が水であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のパイプラインの圧力試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプラインの変形、漏洩を検知するためのパイプラインの圧力試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油類、化学製品類等を輸送するパイプラインでは、建設されて使用される前に有害な変形や漏洩が無いことを確認するための使用前検査として、通常は圧力試験が実施される。パイプラインのように長大な構造物に内圧をかけて、全ての部分の変形や漏洩を目視で確認して検査することは困難であり、特にパイプラインが埋設されている場合は目視確認は不可能である。したがって、パイプライン内に圧力をかけてパイプライン内の圧力の変化を測定することで変形や漏洩の有無を確認する圧力試験（耐圧試験）が実施されている。一般的には、圧力試験においてパイプラインの設計圧力の１．５倍の圧力をかけた場合でも有害な変形および漏洩がないことが必要であるとされている。
【０００３】
パイプラインに圧力をかける場合には、水を用いることが一般的である。水は非圧縮性流体であるため、空気等を用いる場合に比べて加圧の際の使用量が少なく、また、どこかで漏れたり変形が生じた場合すぐに圧力の低下として現れ、さらに、パイプラインが万一破壊した場合でも周辺への影響が少ないからである。空気（または窒素等）で同様に圧力試験を行う場合は、パイプラインの加圧に大量の空気が必要であり、圧力の伝播が遅いため圧力が安定するのに時間がかかり、試験時間が長くなる。また、漏洩があっても、全空気量に対する漏れ量の比率が小さいため、圧力に反映されにくく試験精度が低下する。さらに、加圧された空気は、水と比べて膨大なエネルギーを蓄えているので、万一パイプラインが破壊すると、大災害になり得るという問題がある。
【０００４】
このようなパイプラインの圧力試験においては、短時間に高精度で変形や漏洩の有無を確認できることが重要であり、例えば、温度変化による圧力変化の影響を取り除いて短時間で従来方式と同程度か、それ以上の漏洩検知能を有するパイプラインの漏洩検知方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、パイプラインに圧力をかけた際に温度補正を行うことで漏洩検知の感度を調整する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２７５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、水を用いて圧力試験を行う場合、水をパイプライン内に完全に充填させるのが困難であるという問題がある。パイプラインは長大であり、場所により高低差を有する。また、曲がりや上り下り、分岐等も存在するため、空気溜まりの発生が避けらず、水注入後でもパイプライン内にある程度の空気が残留する。加圧時に圧縮されて体積を減じている残留空気は、漏洩によりパイプライン内の水量が減る、あるいはパイプラインの塑性変形により全体の容積が増加した場合に、膨張して圧力の変動を抑制する方向に作用する。圧力の変動を抑制する作用は、残留している空気が多いほど顕著であり、残留空気量によっては試験時間内に変形や漏洩を検知できず、正確な圧力試験の実施が困難となる場合がある。このようなパイプライン内の残留空気に関する問題は、上述した従来の漏洩検知方法では対応できない。
【０００６】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、水等の非圧縮性流体を使用するパイプラインの圧力試験において、残留空気量の影響を受けずに、精度良く変形や漏洩を検知できるパイプラインの圧力試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）非圧縮性流体を注入してパイプラインを加圧し、該加圧後のパイプライン内の圧力変動を所定期間監視するパイプラインの圧力試験方法であって、加圧されたパイプライン内の残留空気量を求めて、該残留空気量に応じて前記圧力変動の監視期間を設定することを特徴とするパイプラインの圧力試験方法。
（２）非圧縮性流体を注入してパイプラインを加圧し、該加圧後のパイプライン内の圧力変動を所定期間監視するパイプラインの圧力試験方法であって、加圧されたパイプライン内の残留空気量を求めて、予め設定された監視期間で得られる試験精度が必要な精度以上であるかを確認して試験結果の採否を決定することを特徴とするパイプラインの圧力試験方法。
（３）非圧縮性流体をパイプラインに注入する際の注入量とパイプライン内の圧力との関係から残留空気量を求めることを特徴とする（１）または（２）に記載のパイプラインの圧力試験方法。
（４）非圧縮性流体をパイプラインから抜き取る際の抜き取り量と、パイプライン内の圧力との関係から残留空気量を求めることを特徴とする（１）または（２）に記載のパイプラインの圧力試験方法。
（５）非圧縮性流体が水であることを特徴とする（１）ないし（４）のいずれかに記載のパイプラインの圧力試験方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水等の非圧縮性流体を使用するパイプラインの圧力試験において、残留空気の多少に応じて、精度良く変形や漏洩を検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、水等の非圧縮性流体を注入してパイプラインを加圧し、加圧後のパイプライン内の圧力変動を所定期間監視するパイプラインの圧力試験方法であって、加圧されたパイプライン内の残留空気量を求めて、該残留空気量に応じて前記圧力変動の監視期間を設定することを特徴とする。また、加圧されたパイプライン内の残留空気量を求めて、予め設定された監視期間で得られる試験精度が必要な精度以上であるかを確認して、試験結果の採否を決定することを特徴とする。
【００１０】
圧力変動を所定期間監視することで、パイプラインの変形や漏洩の有無を判断する。本発明は、新設されたパイプライン以外にも、休止中のパイプラインや、パイプライン以外の大型もしくは長大な圧力容器や導管等の構造物にも適用可能である。
【００１１】
パイプラインの圧力試験において、非圧縮性流体をパイプライン内に注入して実施することが望ましいが、パイプライン内に空気が残留すると圧力変動が緩和されるため試験精度が低下する。パイプライン内に残留する空気の量に応じて圧力変動が緩和される原理を図１を用いて説明する。図１は、水または空気のパイプライン内への注入量とパイプライン内圧力の関係を示すグラフであり、水１００％であれば、所定の圧力まで増加させるための注入量が少なく、漏洩により水が漏れた場合、少量であっても大きな圧力変化として検知できることが分かる。一方、空気の割合が大きくなるほどグラフの傾きは小さくなり、所定の圧力まで増加させるための注入量が増え、漏洩により水が漏れた場合も、圧力変化が小さくなるため検知することが困難となることが分かる。
【００１２】
図２はパイプライン内の残留空気量の多少による、漏洩、変形等の検出精度と、水の注入による加圧後の保持時間の関係を示したものである。図２の縦軸は保持時間であり、横軸は検出可能な欠陥サイズまたは漏れ水量であり、検出精度に対応する。一般に保持時間を長くとる方がより高い検出精度が得られる。これは微小な欠陥による漏洩でも時間をかければ大きな圧力差として現れるため検出可能となるからである。短い保持時間では大きな欠陥がある場合しか検出できないが、逆に、高い検出精度を必要としない状況であれば、保持時間は短くすることができる。したがって、図２のグラフは右下がりの傾向を示す。空気が多くパイプライン内に残っている（パイプライン内の残留空気率が高い）状態であれば、全体的に検出精度が悪化し、グラフは右側にシフトする。逆に、空気が少ししかパイプライン内に残っていない状態（パイプライン内の残留空気率が低い）であれば、グラフは左側にシフトする。図２のグラフの形状は、測定計器の圧力検出精度にも依存して変動するものである。
【００１３】
したがって、パイプラインの残留空気量を求めれば、残留空気率（残留空気率＝残留空気量／パイプラインの容積）を求めることができ、検出精度と保持時間（監視期間）の関係を示すグラフが確定される。例えば、図３に示すようにグラフが確定された場合、必要とされる検出精度を満足するためにはどの程度の保持時間が必要であるかを求めて、圧力変動の監視期間を設定することができる。または、あらかじめ設定していた保持時間（監視期間）でどの程度の検出精度があり、その検出精度が要求されている精度を満足しているのかを確認することができ、これにより試験結果の採否を決定することができる。
【００１４】
パイプライン内の残留空気量は、非圧縮性流体をパイプラインに注入する際の注入量とパイプライン内の圧力との関係から求めることが望ましい。
【００１５】
例えば、パイプライン内の残留空気量は、非圧縮性流体として水を用いた場合、圧力をＰ1からＰ2に加圧する際に要した注水ポンプのストローク数Ｎ’と、ポンプの吐出量Ｋ、理論的に必要とされるポンプストローク数Ｎから、下式で大気圧下での空気量Ｖａとして下記（ａ）式を用いて求めることができる（加圧法）。
【００１６】
Ｖａ＝（Ｎ’−Ｎ）・Ｋ・（Ｐ1＋１５）・（Ｐ2＋１５）／１５／（Ｐ2―Ｐ1）・・・（ａ）
上記と同様に、パイプラインから抜水する場合に、圧力低下と水量から空気量を求めることも可能である（抜水法）。
【００１７】
非圧縮性流体としては、環境面の問題が少なく、比較的安価で調達が容易であるため、水を用いることが望ましい。水の他に油やアルコール類等を用いることも可能である。
【実施例１】
【００１８】
図４は、本発明の圧力試験方法を実施したパイプラインの概略図である。パイプライン１は直径６１０．０ｍｍの溶接鋼管によるもので、全長約２０ｋｍであり、最大約６０ｍの高低差を有していた。パイプラインの最高使用圧力は７ＭＰａであり、パイプラインの使用開始に当たり、７ＭＰａの１．５倍の圧力（１０．５ＭＰａ）で水による圧力試験を行った。
【００１９】
昇圧時の加圧水量計測から算出した残留空気量は、加圧法で約３３リットルであり、残留空気の含有率としては０．００１％以下であった。したがって、残留空気率は十分小さく、図５に示すように、予め設定した２０分の保持時間で検出が可能な最小欠陥サイズが、検出が必要な最小欠陥サイズである孔径（直径）０．０３ｍｍに対して十分小さく、検出精度として十分であることを確認した。
【００２０】
非常に長いパイプラインについて、圧力試験を高精度で行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】水または空気のパイプライン内への注入量とパイプライン内圧力の関係を示すグラフ。
【図２】パイプラインの残留空気率に対する検出精度と保持時間との関係を示すグラフ。
【図３】残留空気量が確定した場合の検出精度と保持時間との関係を示すグラフ。
【図４】パイプラインの概略図。
【図５】実施例１における検出精度と保持時間との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２２】
１    パイプライン
【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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