JPH0573519B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、構造物の溶接時、細長い構造物、例
えば管体を支持するための溶接据え付け器具に関
する。詳細には、管体の全露呈表面にわたつて溶
接金属を付着しつつ、細長い管体を支持するため
のかような据え付け器具及びゆがみのない金属被
覆環状パネルを製造する方法に関する。

＜従来の技術＞ 固形都市廃棄物（くず焼却）ボイラー内におい
て、1000〓（537.8℃）以上の高温、高いガス速
度及び過度の侵食並びに腐食環境はボイラーの管
体を非常に急速に摩耗させる。結果として、かよ
うなボイラー管体の修理、取り替えは今日、固形
都市廃棄物ボイラー産業に直面する最も費用のか
かる問題である。さらに、かような修理によつて
引き起された長いボイラー閉鎖時間、失つたサー
ビス及び失つた収益は耐えられるものではない。
これらの問題は都市廃棄物の焼却によつて生じた
ボイラー管体の侵食並びに腐食によつて引き起こ
される。この問題に対する現在の技術的解決は、
耐侵食性並びに耐腐食性金属被覆材料、例えばイ
ンコネル625で炉域内のボイラー管体を完全に覆
うことであり、ガス金属アーク方法を使用してそ
の材料をその場で人が溶接することにより管体に
付着される。

しかしながら、かような金属被覆溶接に対する
主な品質問題は、熱入力が高く、熱は非常に困難
な状況や被覆溶接される表面上に一様な溶接付着
厚さの維持ができないことによる重大なそり、矛
盾したストレス及び粗悪な溶接を生じさせる。先
行技術、例えば米国特許第3596041号及び第
3895209号は回転機械素子上で溶接金属を付着さ
せるためのいくつかの装置を開示するが、細長い
比較的薄い素子を溶接する際、この素子を回転可
能で緊固な中央溶接据え付け器具によつて緊固に
支持させることによつて、ゆがみを防止するため
の手順を、それらは開示していない。これらの問
題は、本発明によつて有利に克服される。本発明
は特別の溶接据え付け器具によつて緊固に支持さ
れつつ、例えば管体などの細長い構造物の必要な
溶接金属被覆を完遂するための特別な溶接据え付
け器具及び方法を提供する。

＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明は細長い構造物、例えば管体を支持する
ために適用される回転可能な溶接据え付け器具を
提供し、一方溶接被覆金属は細長い構造物の露呈
された外表面にわたつて平行の列をなすように付
着される。溶接据え付け器具は緊固な中央骨組を
含み、平面状あるいは曲線状外表面を持つことが
できる。中央骨組みは種々の形状、例えば平坦あ
るいは湾曲した板でつくられた構造物から形成さ
れることが可能であり、好まくは、互いに緊固に
取付けられた複数の隣接し平行な長方形状の管体
によつて、与えられる。この据え付け器具は端部
プレート及び各端部に緊固に取付けられたトラニ
オンを含み、トラニオンは長手軸方向に互いに整
列される。トラニオンは好ましくは、１組の変速
回転ローラーに据え付けられ、従つて、このロー
ラーに緊固に据え付けられた溶接据え付け器具及
び環状パネルはパネルにて行なわれる溶接操作を
容易にするためにトラニオンの長手軸の回りに
360度回転させられることを許容する。溶接によ
つて金属被覆される環状表面は、溶接据え付け器
具の周りに位置し、据え付け器具によつて構造的
支持される。溶接すなわち金属被覆据え付け器具
及び管体パネルはその長手軸の回りに360度回転
させることができるので、それによつて全ての溶
接を据え付け器具の上部側面及び「手の下方」位
置にて遂行されることを許容し、金属溶接の連続
付着及び溶接操作には以前から接近不可能な場所
への接近を許容する。細長い管体は、冷媒例えば
45〜65〓（7.2〜15℃）の水を溶接操作の間管体
から過度の熱を運び去るために管体を通過させる
ことによつて、溶接操作中冷却される。

環状の外表面はボイラー膜壁パネルを生産する
ために金属被覆され、該パネルは好ましくは、細
長い溶接据え付け器具の周りを包み、互いに溶接
される４個の片にて製造され、従つて実際に矩形
形状の細長い環状パネル構造物を製作することに
なる。このパネルの側面素子は、後に溶接据え付
け器具から切り取られ、溶接据え付け器具の周辺
に等しい幅を有する単独の平坦な環状膜パネルを
備えるために互いに再結合してもよい。

プラグは溶接されるべき各管体の対向端に挿入
され、そのプラグは、溶接の間生じた、過度の熱
を運び去り及びゆがみを軽減するために環状構造
物全体を通して冷媒の絶えない流れを供給するた
め、供給冷媒に連結される。冷却、最適連続溶接
パターンの組み合わせは、平坦な上部位置でのあ
らゆる溶接段階を遂行することができ、溶接の直
線インチ（2.54cm）当り約28000ジユールからの
熱入力を１インチ（2.54cm）当り500ジユールに
軽減する。結果として得られる溶接被覆の外形は
大きく改善され、被覆材料（非常に高価である）
の少ない使用で、しかもボイラー管体侵食防止
は、注目に値するほど改善され、最適化される。

本発明はまた、溶接による構造物のゆがみを最
小にする溶接によつて細長い構造物、例えば管体
及び環状パネルを連続的に金属被覆する方法を含
む。この方法では、単独の幅のあるパネルを初め
に作るというよりむしろ、この方法は矩形形状の
据え付け器具の周辺の周りに置かれた４つの幅狭
のパネルを作り、その後、パネルは互いに長手方
向に溶接される。かくして、実際に膜状パネルは
閉ループ状に矩形フレームを包む。以前の平坦な
据え付け方法において、曲げ及び縮みを引き起こ
すストレスは互いに閉ループ製作方法においては
今や互いに反対に作用しあい互いに打ち消す。被
覆されるパネル構造物は据え付け器具上でとらえ
られ、据え付け器具のフレームの境界より少なく
縮むことができず、フレームの周辺はパネル構造
物の仕上げ総幅に等しくなる。

位置づけされたパネルがフレームに対してしつ
かりするまで溶接パネルに加えられるストレスは
パネルを縮め、管体がわずかに変形すなわち平坦
になる点まで徐々にパネルを締める。管体が平坦
になるにつれ、パネルはわずかに幅を増大し、従
つて縮みが補償され、その結果、完成したパネル
の幅は据え付け器具の周辺と同じ幅になる。それ
が故に仕上がつたパネルの寸法はデザイン基準に
決定合致させることが可能である。この現象はい
かなる現在知られた手段によつても成し遂げられ
ない。

本発明はまた、細長い構造物、例えば環状パネ
ルの連続被覆溶接の最適使用を提供する。これに
より、１局部に偏在される熱の集中を軽減し、故
にストレス及び結果として生じる縮みを軽減し、
一様な溶接の付着を与え、高価な消費溶接被覆材
料を軽減し、そして被覆表面の外形を美しくす
る。

＜実施例＞ 第１図に示すように、細長い溶接据え付け器具
１０は、硬い中心芯すなわちフレーム１１を有
し、好ましくは矩形すなわち正方形状の断面形状
を有する複数の細長い管体１２からなる。管体は
緊固なフレームを形成するために溶接によつて互
いに緊固に取付けられる。中央芯すなわちフレー
ム１１は例えば、溶接によつて各端部にて実質的
に平坦な端部プレート１４，１４ａに取付けられ
る。円筒状のトラニオン１６，１６ａは例えば溶
接によつて各端部プレート１４，１４ａの外表面
に各々取付けられ、トラニオンは長手軸方向にフ
レーム１１の中心軸と整列される。トラニオン１
６，１６ａは通常動力ローラ１８，１８ａによつ
て各端部にて回転可能に支持される。

矩形形状中央管体１２は、複数の囲包する細長
い構造物、例えば管体を支持するため、２〜16の
数設けられ、少なくて２個の実質的に平坦な表面
１３を与える。管体上には、金属溶接被覆作用が
なされる。第３図に示すように、９本の支持管体
は１２は各々断面正方形状及び平坦な外表面１３
を有し、好ましくは緊個なフレーム１１のために
利用され得る。

第２図に示すように複数の細長い平行な管体２
０が据え付け器具１０の中央芯フレーム１１の外
表面１３上に据え付けられ設けられている。管体
２０の各々は１以上の中央芯管体１２に対して置
かれ、緊個に支持される。隣接する管体２０は各
管体２０に付着した長手方向フイン２２によつて
通常互いに連結される。管体２０及びフイン２２
の各々の外表面は溶接操作によつて金属被覆すな
わちめつきされる。

第３図に明示されるように、中央芯骨組み１１
は好ましくは、９個の正方形状管体１２によつて
形成され、中央芯骨組み１１の各側面はフイン付
の９個の熱交換体２０によつて覆われ、各管体は
２個の長手方向のフイン２２を有する。各フイン
は平面パネル壁すなわち膜を提供するために隣接
するフインに溶接される。４個のパネル状膜が、
溶接据え付け器具のフレームの各側面に１個ずつ
備えられ、プレート２３によつて一時的に互いに
連結される。管体２０及びフイン２２の外表面
は、管体２０のいかなる過度の熱及びゆがみをも
最小限にするために特定の順序での溶接によつて
金属被覆される。詳細には、金属被覆操作の間、
溶接据え付け器具の上部側面に１〜３個の隣接す
る管体が溶接被覆される。その後、据え付け器具
はトラニオン１６，１６ａによつて、その長手方
向の軸の回りに回転され、その結果据え付け器具
の別の面は上面ににつくり返り、溶接被覆操作が
くり返される。溶接によつて引き起こされた管体
２０のゆがみを最小限とするかまたは防止するた
めに、管体２０の各々は例えば水のような冷却流
体を管体２０に通過させることによつて溶接操作
中冷却される。かような冷却を成し遂げるために
は、環状シール２５によつて囲まれるアダプター
プラグ２４が管体を通る水の流れを制御するため
に管体２０の各端部に挿入され、概略的に第４図
に示される。水供給のためのバルブ付き連結器２
６は１つのアダプタープラグ２４に連結するため
に設けられ、出口２７は管体２０の他方の端部で
そのプラグと連結される。さらに、所望であれ
ば、空気結合器２８を、管体２０の内部を乾燥さ
せるために管体入口に設けてもよい。ゆがみを最
小限にするための各管体への所望の最終溶接順序
及びパターンは第５図に示される。そして、この
溶接順序によればＡからＬの各溶接ビードが後に
適用される溶接ビードによつて覆われることが可
能になるということである。

本発明に有用な被覆金属はクロム及びニツケル
合金で例えばインコネル625を含む。なぜなら、
金属被覆操作に使用された溶接手続は米国特許第
2755369号に記載されるように従来技術で一般に
知られており、参照により本願に組み入れられて
いるが、かような溶接手続は、詳細には記載しな
い。

本発明はさらに次の実験例によつて記述される
が、範囲を限定するものとして解釈されるべきで
はない。

実験例 細長い回転可能な溶接据え付け器具は、一束の
９個の細長い管体を使用して構成され備えられて
おり、各管体は、厚さ0.050インチ（1.27mm）、長
さ20フイート（6.096ｍ）、12インチ（30.48cm）
正方形であり、断面正方形状を有する平行パター
ンで互いに溶接される。端部プレート及びトラニ
オンは、管体束の中央水平軸と整列して正方形管
体の各端部に溶接される。溶接据え付け器具を36
個のフイン付管体が囲んでおり、この溶接据え付
け器具によつて各側面すべてに９個の管体が緊個
に支持される。各管体は直径３インチ（7.62cm）
であり、管体の各側面上に設けられた幅0.5イン
チ（1.27cm）のフインを２個有する。

管体及びフインの外表面は溶接被覆され管体を
通して流れる50〜60〓（10〜15.6℃）の水によつ
て冷却され、各々の管体及びフインは、インコネ
ル625合金金属及び腐食防止クロム、ニツケル合
金材料と共に外表面に溶接被覆される。被覆層は
多重に重ねたビードで提供される。そして、結果
として生ずる溶接被覆の環状パネルは溶接据え付
け器具から取り除かれる。

修正及び変形は本発明で可能であり、請求項に
よつて規定されるということが理解されることだ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、長手軸すなわち中心線に細長い緊固
な溶接据え付け器具の回転のために各端部にトラ
ニオンを有する据え付け器具の斜視図を示す。第
２図は、環状のパネル外表面に耐侵食被覆金属を
金属アーク溶接によつて金属被覆する環状パネル
によつて覆われる第１図の据え付け器具の正面図
を示す。第３図は、第２図の３−３断面で切り取
られた溶接据え付け器具及び環状パネルの断面図
を示す。第４図は、被覆溶接操作の間、各管体を
通して冷却液体を通過させるための装置の図を示
す。第５図は、管体及びフインの外表面を金属被
覆するために使われる溶接パターンを示す。 １０……溶接据え付け器具、１１……中央フレ
ーム、１２……管体、１３……管体の外表面、１
４，１４ａ……端部プレート、１６，１６ａ……
トラニオン、２０……熱交換管体、２２……フイ
ン、２３……フレート、２４……アダプタープラ
グ、２５……環状シール、２６……連結器、２８
……空気結合器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 据え付け器具によつて支持される細長い構造
   物上に溶接操作するために適合される回転可能な
   溶接据え付け器具であつて、 (a) 細長い緊固な中央フレームと、 (b) 円筒状トラニオンとを備え、前記フレームは
   少なくとも１個の外表面及び該フレームの各端
   部に緊固に取付けられた端部プレートを有して
   おり、前記トラニオンは、各端部プレートの外
   側に緊固に取付けられ、前記中央フレームの長
   手軸と整列され、それにより回転可能な溶接据
   え付け器具は、該器具の周辺に位置づけされ、
   緊固に支持される細長い外側の構造物上に溶接
   操作を行なうためにフレームの中央長手軸の回
   りを回転されうるようにしたことを特徴とする
   器具。 ２ 据え付け器具の長手軸の回りに回転可能であ
   り、該器具によつて支持される細長い構造物上に
   溶接操作をするために適合される溶接据え付け器
   具であつて、 (a) 互いに緊固に取付けられた複数の矩形形状管
   体から形成される細長い緊固な中央フレームを
   備えており、前記フレームは平面状の外表面及
   び該フレームの各端部に溶接された端部プレー
   トを有しており、 (b) 各前記端部プレートの外側面に緊固に取付け
   た円筒状トラニオンを備えており、前記トラニ
   オンは、前記中央フレームの長手軸と整列さ
   れ、 (c) 前記緊固な中央フレームの外表面の周りに支
   持可能に取付けた複数の隣接した細長い管体
   と、 (d) 前記管体に溶接操作の間管体を冷却するたに
   前記細長い管体を通して冷却液体を通すための
   手段とを備え、それにより、前記据え付け器具
   は前記管体の外表面に金属溶接被覆操作を施
   し、溶接据え付け器具によつて緊固に支持され
   る際、据え付け器具の長手軸の回りに回転され
   得るようにしたことを特徴とする器具。 ３ (a) 少くとも１個の平面外表面を有し且つ長
   手軸の回りに回転可能な細長い緊固な溶接据え
   付け器具を設け、 (b) 前記溶接据え付け器具の他の長手方向の表面
   に取り付けた複数の細長い構造物を設け、 (c) 該構造物の外表面上に連続した金属被覆ビー
   ドを溶接することを特徴とする 溶接据え付け器具によつて支持される細長い
   構造物を溶接金属被覆するための方法。 ４ (a) 断面矩形形状を有し且つ長手軸の回りに
   回転可能な細長い緊固な溶接据え付け器具を設
   け、 (b) 各々互いに連結された複数の長手方向フイン
   付管体を有する４個の細長い環状パネル構造物
   を設け、該パネルを、前記溶接据え付け器具の
   外側の長手方向の表面に位置させ、 (c) 該環状パネル構造物の外表面に連続した金属
   被覆ビードを溶接し、 (d) 溶接据え付け器具から溶接されたパネル構造
   物を取除くことを特徴とする 溶接据え付け器具によつて緊固に支持される
   細長い環状構造物を金属被覆する方法。