液体配管に負圧？

Question

液体配管に負圧が生まれるのかを調べています。どちら様かお力ぞいを頂けたら幸いです。
普段は付帯図のように液体を納入タンクへ圧送しております。液体物は60℃です。
所がある日　「液体圧送中に圧力計が上がったので液体配管の詰まりだと思い　バルブAとバルブBを閉め作業を中止しました。配管掃除用の蒸気を5から10分ぐらい液体配管に送りました。
その後　荷卸し圧送作業を再開しましたが圧力計が1分ぐらいで上がったので　また作業を中断しました」
「　　」カッコ内の作業を3回繰り返しました。

4回目に配管バルブAを開くと搬入ホースが50センチほど潰れました。
ストローを指で押さえたような状態にホースが変形しました。

液体配管内に何らかの原因で　負圧が生まれたと考えましたが
原因や要因の見解がわかりません。違う可能性もあるかも知れません。
思い出すたびに　気持ちが悪くて心がスッキリしません。

蒸気や配管に詳しい方などおられましたらお知恵をお貸しください。
ヒントになりそうな事でも結構で御座います。
宜しくお願い致します

Accepted Answer

バルブAを開いた時点でバルブBは閉じていたという前提での考察ですが、搬入ホースが押し潰されたのは大気圧によるということは当然として、ホース内部が負圧になった原因は、蒸気停止後のホース冷却によりホース内部が水蒸気の凝縮により体積が減少し負圧が発生しホースに負担がかかったのではないでしょうか。

もちろん通常ならそうはならないので複合要素としては、
ホース先端(付近)の詰まりが完全に除去されてないこと(またすぐ詰まるような状態)。
ホースの潰れた付近はいつも曲げ負荷がかかる位置などで劣化がすすんでいたこと。
ホースの仕様として、正圧には耐性があるが負圧(特に高温状態)には弱い構造なこと。

さらに付け加えるなら、ホース先端とタンクの液面の差が大きくなり過ぎて(先端が下がり過ぎて)いた
などの複合原因によるものかと。

Answer

エアで圧送開始して途中でエア圧が上がったということですが、上がった圧力は減圧弁の設定圧からバルブを開いて下がった圧力に対して上昇したということ出ないですか？少なくとも設備の耐圧以上に圧力がかかるとは思えません。
圧力が上がり始めたときタンク内に流体は流れ出ていますか？
おそらく絵の通りの流路なら立ち上がり配管を上り始めたとき圧力は上がります。また圧力が上がったとき流体の流量は少なくなっていると思われます。
数回繰り返した後にホース部分が負圧でつぶれたといいますが、そのときのタンク内に入り込んでいる部分の配管はタンク内に入った液体に浸かっていませんか？浸かっていなければ立ち下がり部分の液体が下がった後空気が入り大気圧になるでしょうが、浸かってしまっていれば立ち下がり部分の液体が落ちてしまった後配管内は下がってしまった部分が真空状態になるので大気圧より圧力は下がります。加圧する圧力が指定通りの設定で作業を開始していれば減圧弁が壊れていない限り設定圧力以上になることはないと思います。
流体の慣性力で負圧になっているとしたら流量が最大になっているときにバルブBをいきなり締めた場合です。この場合は流体が負圧で引き戻されバルブBまたはホース部分に過負荷がかかる可能性もあると思います。
温度管理が必要な流体のようなので基本的に温度問題が生じるような搬送方法をしているとは思えません。

Answer

まず
作業途中で、"詰まり"と思えるほどの圧力上昇は
　60℃に保持しないと送れないほどの高粘性の液体物が
　[100メートルあたり]パイプの中で冷えたのでしょう。

納入タンク直前での温度は50℃以上でしたか？
　夏だからと、ローリー予熱温度を下げたのではありませんか？

蒸気を30分間掃気しても、[100メートルあたり]パイプの
　断面2/3以上に固着した液体物が排出されるはずもなく
　再開で流れた60℃液体物が
　固着した液体物に冷やされ粘性が高まるのでしょう。

さて、そんな状態で蒸気を通すと
水蒸気が充満した[100メートルあたり]パイプは、両端が閉じているので
　直ぐに中の水蒸気が結露し、真空に近い強い負圧になります。

抜本的対策は
[100メートルあたり]パイプを1600mm以上に持ち上げ
　勾配を作って常時は空にしておく事。 または
パイプ内の底にヒーター線を配線しておく事。　です。

Answer

液体で動力吸引無しでの負圧発生というのは主に2通りの発生パターンが有ります。

1つは、水撃タイプで、配管内の流れをバルブなどでせき止める時に、バルブ下流配管内の流速変化が配管末端まで到達するより早くバルブを閉めると発生します。

供給は無いけど放出が続いてしまい、閉塞部付近で負圧を生じるパターンですね。

もう一つは、アスピレーションタイプで、大流量の基幹配管に細い枝管がつながっていると起きやすいです。
配管合流部で枝管内の流体が基幹配管の流れに巻き込まれ、引きずられて流出する事で、枝管内が負圧となります。

ダイソンのハネナシ扇風機の液体版と言えます。

Answer

現場にいたわけではないが
ウォーターハンマー　で　負圧になったのでは
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E6%92%83%E4%BD%9C%E7%94%A8

正側
https://syoubou123.com/2019/02/water-hammer-toha/
↑
反対側は負になってます

応用例
水撃ポンプ
https://www.youtube.com/watch?v=tBRqC25CW64

液体配管に負圧が生まれるのか？原因や要因の見解は？