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【プラント設計の基礎】ウォーターハンマー

2019年5月2日

ウォーターハンマーはただ単にシステムの問題だけではありません。大きな安全上の問題でもあります。

ウォーターハンマーのメカニズムをよく理解すれば、システム設計、蒸気のスタートアップ、メンテナンス、および設置への予防策の導入にも役立つはずです。

これはさらにの安全性を提供し、メンテナンスコストを削減し、システムのダウンタイムを短縮するのに役立ちます。

ウォーターハンマーは設備の破壊だけではなく、人々に危害を及ぼすことさえあります。

残念なことに多くの蒸気システムでは必ずと言っていいほどウォーターハンマーが発生しています。

ウォーターハンマーは避けられないと信じている人も多いですが、適切に設計し適切に操作すればウォーターハンマーの発生は最小限に抑えることができます。

それにより機器の全体的な寿命を高めるとともに、安全性の高いシステムを提供します。

ウォーターハンマーはどこで起こるのか?

ウォーターハンマーは、どのような蒸気ラインまたは復水ラインでも発生する可能性があります。

ウォーターハンマーの一般的な例は始動時または蒸気システムの起動中に発生します。

適切なウォームアップ時間なしで蒸気があまりにも急激に配管の中に流れ込むと、生成された水が適切に除去されずウォーターハンマーが起きるでしょう。

ウォーターハンマーの効果

ウォーターハンマーはただ単に配管をカンカン言わせているわけではありません。下記のように多くの危機に悪影響があります。

  • 圧力計に過度のストレスがかかる。
  • スチームトラップ本体に亀裂などを生じさせます。
  • 管継ぎ手などが破損する可能性があります。
  • バルブの故障の原因になります。
  • 熱交換器用機器のチューブの破損の原因になります。
  • パイプ溶接部などに亀裂を入れリークの原因になります。
  • 大きな振動により、配管サポートが壊れる原因となります。

ウォーターハンマーがひどい場合は、機器の損傷だけでなく作業員の怪我につながる可能性があります。

ウォーターハンマーに伴う継続的な音(カンカンという音)は蒸気システムが問題を伝えている証となります。

保全係員はウォーターハンマーのときの音を異常とし、判断して大きな問題が起こる前に対処する必要があります。

蒸気システムの故障についてウォーターハンマーが故障の多くを引き起こしているとも言われますので、大きな注意が必要です。

ウォーターハンマーの防止または解決作

ウォーターハンマーを防止または排除するために実装できるさまざまな設計またはシステムの変更があります。

  • プラント職員の適切な訓練を確実にする。
  • 蒸気と復水の設計方法を修正する。
  • 蒸気システムの起動と停止のための文書化された標準作業手順書作成し、実施する。
  • 蒸気部品の設置基準を作成する。
  • スチームトラップをスチームシステムに正しく配置する。
  • 適切なサイズで用途に適したスチームトラップを使用する。
  • 2インチを超える蒸気管遮断弁にはウォームアップ弁を使用する。
  • パイプの断熱材を点検または修理する。エネルギーを節約し配管システム内の凝縮水の量を減らします。
  • 蒸気ラインと復水ラインに正しくラベルを付ける。
  • 予防保守プログラムを実施する。

まとめ

ウォーターハンマーは蒸気システムがあるところであれば、必ずと行っていいほど発生しているはずです。

防止策がないと考えられがちなので、バルブをゆっくり開けるくらいしかないと思われがちですが、それ以外にも対処方法としては多くあります。

保温の見直すだけでも効果があるはずです。また、配管径が大きい場合は予熱用のバルブなどを使用するのも効果があります。

ウォーターハンマーを見直すことで上記システムの安全性を見直しましょう。

「配管設計」実用ノート


 

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