工場には、さまざまな液体や気体を流す配管が張り巡らされています。継手やバルブは、これらの配管の接続や流体の制御に使用されています。ここでは、配管継手・バルブのデジタルマイクロスコープでの観察・測定事例を紹介します。

配管継手・バルブのデジタルマイクロスコープでの観察・測定

配管継手・バルブにかかわる用語

流体
配管の中を流れる液体や気体のことです。
継手
管と管、管とバルブなどを接続する配管部品です。管の進路変更、分岐/集合、太さの変更、延長、末端の閉鎖などを行うことができます。
バルブ
配管内を通る流体の量や方向、圧力などを調整するために使われる部品です。代表的なものに、グローブバルブ、ボールバルブ、ゲートバルブ、バタフライバルブなどがあります。
圧力損失
流体の流れの勢いが弱くなることです。バルブや継手を通るときに流れの形や方向が変わると、圧力損失が発生します。

継手の種類

ソケット

外ねじ同士を接続します。

ニップル

内ねじ同士を接続します。

ユニオン

配管途中で外ねじ同士を接続します。

チーズ

外ねじをT字に分岐します。

クロス

外ねじを4方向に分岐します。

エルボ

外ねじ同士を90度曲げて接続します。

ストリートエルボ

外ねじと内ねじを90度曲げて接続します。

ブッシング

径が異なる内ねじと外ねじを接続します。径の大きい方が内ねじ、小さい方が外ねじになっています。

キャップ

外ねじのエンドキャップです。

プラグ

内ねじのエンドプラグです。

バルブの種類

グローブバルブ

弁箱が球形で、玉形弁やグローブ弁と呼ばれています。流体の流れはS字状となり、中央に設けられた隙間に弁体を押しつけて塞ぎます。ハンドルを回すため、開け閉めに時間がかかりますが、流体の流量を調節することができます。水道の蛇口が代表的です。

A:流体の流れ
ゲートバルブ

板状の弁体で、流路を垂直に仕切って開閉します。流路の開放/閉鎖に使用され、流量は調節しません。ハンドルを回すため、開け閉めに時間がかかり、縦方向の寸法が大きくなります。水道の排水本管やプラントの配管の止水などに使用されます。

A:流体の流れ
ボールバルブ

ボール状の弁体が弁箱の中で回転することで開閉します。貫通孔の向きを流路に合わせると全開、流路に対して直角に向けると全閉します。操作をレバーの90度回転で行うため、開閉操作が早く、流路が直線で抵抗が少ない特性があります。ガスの元栓が代表的です。

A:流体の流れ
バタフライバルブ

円板状の弁体を、弁箱内で90度回転させることで開閉します。開閉操作が早く、流量調整機能にも優れています。シンプルな構造で設置スペースが少ないため、さまざまな場所で使用されています。

A:流体の流れ

配管への接続方法

ねじ込み形

配管をねじ込んで接続するタイプで、テーパーねじと平行ねじにわかれています。主に小口径・低圧・常温の配管に使用されています。

テーパーねじ
  • A:めねじ
  • B:おねじ
  • C:テーパー
平行ねじ
  • A:めねじ
  • B:おねじ
フランジ形
フランジ形状にした接続箇所をボルトとナットで固定します。小口径から大口径、低圧から高圧まで幅広く使用されています。
差し込み溶接形
雌型の接続箇所に管を差し込み溶接します。高温高圧で、漏れを防止したい場合に使用されています。
突き合わせ溶接形
管を突き合わせたあと、溶接して固定するタイプです。しっかりと溶接ができるように開先を設けます。高温高圧で、漏れを防止したい場合に使用されています。

代表的な配管の材質

鉄管(クロ)
見た目が黒い鉄管。水、油、蒸気、空気などの流体に対応しています。
鉄管(シロ)
見た目が白い溶融亜鉛めっきがされている鉄管。錆や腐食を防げます。
黄銅(真鍮)
見た目は金色で銅に亜鉛を加えた合金です。水洗トイレの給水管などに使用されています。
青銅(ブロンズ)
見た目はくすんだ金色で、銅に錫・亜鉛・鉛などを加えた合金です。黄銅より強度・硬度・耐力に優れ、錆びにくくなります。
ステンレス(SUS)
優れた耐食性・耐久性・耐熱性で幅広く使用されています。
塩ビ
見た目は灰色で価格が安く、汎用性・強度に優れています。給排水で使用されています。

デジタルマイクロスコープによる配管・継手・バルブの観察・測定事例

キーエンスの4Kデジタルマイクロスコープ「VHXシリーズ」を用いた配管・継手・バルブの観察・測定の最新事例を紹介します。

継手内壁の観察
VH-Z20 30x リング照明 通常画像
ハレーション除去+深度合成画像
ハレーション除去機能と深度合成機能で、
全面にピントの合った状態で継手内壁が鮮明に観察できます。
バルブ内壁の観察

VH-Z00 30x リング照明

VH-Z00を使用すれば、95mmの観察距離で
バルブ内壁のバリが確認できます。

バルブ内壁の傷の2D測定

VH-Z00 50x マルチライティング照明

マルチライティング照明機能を使用すれば、微細な傷が可視化できます。

配管内面の深度合成

ZS-20 30x リング照明画像

  • A:深度合成なし
  • B:深度合成あり
配管内部のショットブラスト面の3D形状測定
VH-Z20 200x リング照明画像
塩化ビニル製継手のウエルドライン3D形状測定
VH-Z20 200x リング照明画像
バルブ切削面の3D形状測定
ZS-200 1000x 同軸片射照明画像
バルブ表面の観察
VHX-E100 150x リング照明  通常画像
Opt-SEM画像
Opt-SEM カラーマップ画像
Opt-SEM機能(Optical Shadow Effect Mode)で表面の凹凸が可視化できます。