特許ウォッチ

公開番号2025136247
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024034576
出願日2024-03-07
発明の名称ガスケット接続部信頼性評価システム、ガスケット接続部信頼性評価方法及びプログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 17/00 20060101AFI20250911BHJP(測定;試験)
要約【課題】ガスケットを備えた配管接続部の信頼性を評価するシステムを提供する。
【解決手段】システムは、センサが計測する計測値を取得する計測値取得部と、計測値に基づいてシステムを流れる流体の挙動を模擬し、流体の状態量を算出するシミュレーション部と、計測値と状態量に基づいて、ガスケットに加わる荷重を解析し、ガスケットの接続指標を算出する荷重解析部と、ガスケットおよびガスケット接続部の仕様及び状態に基づいて疲労状態を解析し、ガスケットの劣化指標を算出する疲労解析部と、計測値、状態量、接続指標、劣化指標、信頼性評価モデルに基づいて、ガスケット接続部の信頼性を算出する信頼性評価部を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガスケットを備えた配管接続部を含むシステムに設けられるセンサが計測する計測値を取得する計測値取得部と、
前記計測値に基づいて、前記システムを流れる流体の挙動を模擬し、前記流体に関する状態量を算出するシミュレーション部と、
前記計測値と、前記状態量と、に基づいて、前記ガスケットに加わる荷重を解析し、前記ガスケットの接続指標を算出する荷重解析部と、
前記計測値と、前記状態量と、前記ガスケットに加わる荷重と、前記ガスケットおよび前記配管接続部を示すガスケット接続部の仕様及び状態と、に基づいて、前記ガスケットの疲労状態を解析し、前記ガスケットの劣化指標を算出する疲労解析部と、
前記計測値と、前記状態量と、前記接続指標と、前記劣化指標と、所定の信頼性評価モデルと、に基づいて、前記ガスケット接続部の信頼性を算出する信頼性評価部と、
を備えるガスケット接続部信頼性評価システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記信頼性評価部は、前記システムに含まれる前記ガスケット各々の前記信頼性に基づいて、前記システムの信頼性を評価する、
請求項１に記載のガスケット接続部信頼性評価システム。
【請求項３】
前記計測値および前記状態量には、前記システムを流れる流体の運転条件、物性、化学組成のうちの少なくとも１つが含まれる、
請求項１に記載のガスケット接続部信頼性評価システム。
【請求項４】
前記運転条件には、温度、圧力、流量のうちの少なくとも１つが含まれ、
前記物性は、ガス/液比、密度、粘度、比熱のうちの少なくとも１つが含まれ、
前記化学組成は、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、Ｎ２,炭化水素、砂、その他の不純物のうちの少なくとも１つが含まれる、
請求項３に記載のガスケット接続部信頼性評価システム。
【請求項５】
前記接続指標は、前記ガスケットの反発係数と漏れ係数である、
請求項１に記載のガスケット接続部信頼性評価システム。
【請求項６】
前記劣化指標は、前記ガスケットの劣化係数と低減係数である、
請求項１に記載のガスケット接続部信頼性評価システム。
【請求項７】
前記信頼性評価部は、さらに、時系列の前記接続指標の推移に基づいて、運転可能な期間を評価する、
請求項１に記載のガスケット接続部信頼性評価システム。
【請求項８】
前記信頼性評価部は、さらに、温度ごとの前記劣化指標に基づいて、使用可能な温度範囲を評価する、
請求項１に記載のガスケット接続部信頼性評価システム。
【請求項９】
前記シミュレーション部が算出した前記状態量、前記荷重解析部が算出した前記接続指標、前記疲労解析部が算出した前記劣化指標、前記信頼性評価部が算出した前記信頼性のうちの少なくとも１つを出力する出力部、
をさらに備える請求項１に記載のガスケット接続部信頼性評価システム。
【請求項１０】
前記シミュレーション部は、前記ガスケットの上流または下流においてセンサを設けることができない位置での前記状態量を算出する、
請求項１に記載のガスケット接続部信頼性評価システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスケット接続部信頼性評価システム、ガスケット接続部信頼性評価方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
石油、ガスなどの流体を扱う産業において、流体が流れる配管の接続部を密閉した状態で維持することが重要である。ある配管を別の配管や設備に接続する場合、一般的にフランジとガスケットが使用される。接合するフランジは両方とも剛性部材のため、機械加工され、位置合わせされる必要がある。使用条件を変更する場合、密閉状態を維持するためには、互いの位置を調整する必要がある。しかし、設備に使用される合金の性質、流体、プロセス変数(振動、温度変動、圧力変動、内部流体サージ、摩耗、化学的適合性など)およびコスト制約(メンテナンス工数、製品コスト、ダウンタイム)を考慮すると、密閉の達成が困難な場合がある。このような場合に、ガスケットの存在が重要となる。ガスケットは、接合される剛性部品よりも軟らかく、２つの部材間のギャップを充填し、流体の漏れを防止する。フランジとガスケットを締め付ける力と内圧の相互作用によって、フランジ表面の凹凸を充填し、密閉を達成する。ガスケットの故障は、流体を扱うプラント等にとって最も重要な保守問題である。ガスケットの疲労や接続部からの漏れによって火災等の事故が発生することがある。ガスケット接続部の故障前に適切に対処するためには、ガスケットの状態や健全性を監視する必要があるが、そのような方法は提案されておらず、事後的にガスケットの故障に気づくことが多い。例えば、産業用ガスケットは、石油・ガス生産現場、ガス処理プラント、ディープウォーター施設、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）施設、パイプライン輸送施設、製油所、石油化学プラントなど、あらゆる分野で使用されているが、それぞれの使用環境の違いにより、異なるタイプのガスケットが使用される。これら多数のガスケットは、運転中の状態や健全性に基づいて交換されるのではなく、システムの修理や改造の機会に交換される。しかし、現場の運転条件によっては、ベンダーが推奨する寿命より前に故障する可能性がある。
【０００３】
関連する技術として、特許文献１には、プラント等の配管システムに関し、配管の使用期間と減肉量の関係から、腐食による配管の寿命と寿命到達確率を算出する技術が開示されている。特許文献２には、オイルガス生産設備が備える機械から動作特性を表すセンサ情報を取得し、GUI（Graphical User Interface）を通じたユーザ入力に基づいて機械のデジタルモデルを生成するシステムが開示されている。特許文献３には、オイルガス生産設備の機械のデジタルモデルの出力値を視覚的に表示する対話型の監視システムが開示されている。特許文献１～３には、配管の接続部に注目して、接続部の信頼性を評価する技術については開示が無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－２５４９７号公報
米国特許第１０８８４４０２号明細書
米国特許第１０７４６０１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
配管の接続部の故障等に事前に対処することができるよう、接続部の状態を監視し、信頼性を評価する方法が求められている。
【０００６】
本開示は、上記課題を解決することができるガスケット接続部信頼性評価システム及びガスケット接続部信頼性評価方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のガスケット接続部信頼性評価システムは、ガスケットを備えた配管接続部を含むシステムに設けられるセンサが計測する計測値を取得する計測値取得部と、前記計測値に基づいて、前記システムを流れる流体の挙動を模擬し、前記流体に関する状態量を算出するシミュレーション部と、前記計測値と、前記状態量と、に基づいて、前記ガスケットに加わる荷重を解析し、前記ガスケットの接続指標を算出する荷重解析部と、前記計測値と、前記状態量と、前記ガスケットに加わる荷重と、前記ガスケットおよび前記配管接続部を示すガスケット接続部の仕様及び状態と、に基づいて、前記ガスケットの疲労状態を解析し、前記ガスケットの劣化指標を算出する疲労解析部と、前記計測値と、前記状態量と、前記接続指標と、前記劣化指標と、所定の信頼性評価モデルと、に基づいて、前記ガスケット接続部の信頼性を算出する信頼性評価部と、を備える。
【０００８】
本開示のガスケット接続部信頼性評価方法は、ガスケットを備えた配管接続部を含むシステムに設けられるセンサが計測する計測値を取得するステップと、前記計測値に基づいて、前記システムを流れる流体の挙動を模擬し、前記流体に関する状態量を算出するステップと、前記計測値と、前記状態量と、に基づいて、前記ガスケットに加わる荷重を解析し、前記ガスケットの接続指標を算出するステップと、前記計測値と、前記状態量と、前記ガスケットに加わる荷重と、前記ガスケットおよび前記配管接続部を示すガスケット接続部の仕様及び状態と、に基づいて、前記ガスケットの疲労状態を解析し、前記ガスケットの劣化指標を算出するステップと、前記計測値と、前記状態量と、前記接続指標と、前記劣化指標と、所定の信頼性評価モデルと、に基づいて、前記ガスケット接続部の信頼性を算出するステップと、を有する。
【０００９】
本開示のプログラムは、ガスケットを備えた配管接続部を含むシステムに設けられるセンサが計測する計測値を取得するステップと、前記計測値に基づいて、前記システムを流れる流体の挙動を模擬し、前記流体に関する状態量を算出するステップと、前記計測値と、前記状態量と、に基づいて、前記ガスケットに加わる荷重を解析し、前記ガスケットの接続指標を算出するステップと、前記計測値と、前記状態量と、前記ガスケットに加わる荷重と、前記ガスケットおよび前記配管接続部を示すガスケット接続部の仕様及び状態と、に基づいて、前記ガスケットの疲労状態を解析し、前記ガスケットの劣化指標を算出するステップと、前記計測値と、前記状態量と、前記接続指標と、前記劣化指標と、所定の信頼性評価モデルと、に基づいて、前記ガスケット接続部の信頼性を算出するステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
上述のガスケット接続部信頼性評価システム、ガスケット接続部信頼性評価方法及びプログラムによれば、ガスケット等の配管接続部の信頼性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許