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減圧弁を用いた低圧化パイプラインにおける自励的圧力脈動の発生について、供用開始後に継続的で過大な自励振動や減圧弁等の破損事故を生じている。これらの事故発生地区は、これまでの現地での実測データから減圧弁の機能不全が疑われる。
減圧弁を用いた低圧化パイプラインにおける自励的圧力脈動の発生について、施設のデータにより管路の固有振動周期を求め、さらに現地実験により得られたデータに基づいて、減圧弁の2次圧制御により発生した圧力波の周期を抽出して、自励振動的圧力脈動発生の検証を実施した。
圧力脈動発生のメカニズムは、減圧弁下流の末端側で、定流量弁、電磁弁、スプリンクラーなどの機器が起動停止して、圧力変動を起こした場合、減圧弁が末端側から伝播した圧力変動を設定圧力に制御する代償として、上流側に２倍に増幅して伝播し、この圧力波が上流端で反射し、減圧弁に戻ってきた時に、下流側の圧力波と合成されて、さらに大きな圧力波を上流部で発生させて、これが往復しながら、成長することになる。実際には、減圧弁による増幅は、摩擦による減衰と相殺されるが、圧力脈動は継続することになる。
この現象は、管路の固有振動周期と減圧弁の設置位置の組み合わせにより、減圧弁の上下流の管路の振動周期が奇数倍の時に、自励振動的圧力脈動が発生することを明らかにした。さらに、自励振動対策としては、サージステッキ等により管路の振動周期を上下流でずらすことが有効であることを示した。減圧弁を用いた低圧化システムにおける自励的圧力脈動の発生可能性の評価法と自励振動対策技術の確立への基礎的な知見は得られた。
また、塩化ビニル管の疲労破壊については、エアーコンプレッサにより長期間圧力変動に晒される塩ビ管の疲労限度を求める試験を実施した。管内面に製造時の異物混入等によるキズがない場合は、疲労破壊の起点がないので、管が破断しないことが明らかとなった。
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