JPH06500849A - 加圧流体を収容するまたは収容することを意図した配管系または容器の一部をその場所で修理または再生するための方法およびその方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 加圧流体を収容するまたは収容することを意図した配管系または容器の一部をそ の場所で修理または再生するための方法およびその方法を実施するための装置 本発明は加圧流体を収容するまたは収容することを意図した配管系または容器の 一部をその場で修理または再生するための方法に関する。

更に、本発明は上記方法を実施するための装置に関する。

加圧流体を収容するための配管系または容器上の変形等の有無に関係なく材料ま たは貫通孔の腐食、亀裂、剥離等本来的欠陥または自然に劣化した部分をその場 所で修理または再生することは知られている。

例えば、適宜、実際の欠陥を修理して配管系または容器の外形を再生した後に相 互を固く（実質的に）組立て、配管系または容器の強度およびリークタイト性を 回復するために設計された２つのシェルをその上にいかにして準備するかは知ら れている。かかる作業は労力を要しかつ地面でそれを実行する場合には微妙であ る。配管系または容器が海底に設置または埋蔵されている場合には向夏である更 に、一般的に鋼で形成された管要素または円筒容器を設置前に外面を均一に強化 するための種々方法が既知である。

上記方法によれば、管要素または個別容器は組立前に回転体として形成され、か つ高強度の鋼ワイヤまたはテープまたは可撓性紐が遠心力に対する内圧および／ または抵抗の観点から管または容器の・　強度を増すために張力をもってまたは 張力を加えないでその全周面上に巻かれる。

上記方法の目的は大きな内圧に耐えつる、または同一圧で軽量化するために金属 厚を薄くすることのできる配管系または容器を製造することにある。

上記方法において、可撓性紐はその中空体それ自体を回転することにより中空体 のまわりに実質的に隣接して巻き付けられて固定される。これらの紐は弾性限界 が中空体の材料よりも大きい材料により形成される。

上記方法によれば、上記巻付は中に僅かな張力が合成樹脂内に埋入されたガラス 繊維で形成された紐に加わる。この方法は腐食に対して優れた保護性を発揮し、 合成樹脂内に埋入さたガラス繊維は全面を補強された中空体に締結に固定される 。上記適用された僅かな張力は、普通に使用される材料である鋼とガラスのそれ ぞれの弾性率の差異を考慮した、ガラスのあらゆる強度を利用するために強化中 空体の油圧膨張を含んでいる。

他の方法によれば、可撓性テープは中空体を加圧するときに中空体および紐を巻 くときに加わわる応力が実質的に同時に最高許容値に達するように充分な張力で 巻き付けられる。

いずれの場合においても、金属は、配管系または容器のいかなる使用条件下、構 造、耐圧テスト、通常使用においていずれの点においても実質的に永久的に同様 に応力が加わるよに配管系または容器の全長にわたって均一にプレストレスされ る。従って、金属の疲れ破損に繋がるいかなる応力勾配も防止される。

上記方法はすでに設置されて使用されている配管系または容器、または地面また は海底、配管系または容器の一部等本来的位置で局部的に実施されるものでない 。

本発明の課題は、既知方法の欠点を克服し、かつ現存する設備のいかなる点にお いても実施が簡単、効果的かつ経済的な上記タイプの方法を提供することにある 。

本発明の他の課題は本発明の方法を実施する装置を提供することにある。

本発明によれば、上記タイプの方法は次の工程から成る。

ａ）必要に応じて、配管系等の一部のいかなる欠陥も閉塞材により閉塞し、 ｂ）断面の３０から６０％が熱可塑性マトリックスで被覆されかつその弾性限界 が配管系または容器の材料のそれよりも大きい連続長手繊維で形成された長手の 機械的強度が非常に高い可撓性ストリップの先端部を配管系または容器の外周面 に固定し、Ｃ）上記可撓性ストリップを供給する手段が配管系または容器のまわ りに巻付くように形成され、かつ配管系または容器に沿って軸方向へ前後移動さ せて上記一部の１端かつら他端へ変位し、ｄ）上記可撓性ストリップを配設また は容器のまわりに張力下で巻付け、続いて所定コイル角で連続的に交差つる巻線 として配管系または容器のいずれかの側の１区域またはその近傍を覆い、上記ス トリップのマトリックの熱可撓性材の実質的にその金塊を溶融するために上記ス トリップを加熱し、次にその周壁またはストリップの予備敷設層へ適用し、かつ 上記マトリックスを再硬化させるために上記適用直後に上記ストリップを冷却し 、かつ均一層を上記区域の全面上に形成し、そこで上記ストリップの後端部を上 記配管系または容器に対して固定し、 ｅ）同一点で重合された上記ストリップの層数、および上記ストリップのコイル 角度および張力を配管系または容器の材料を半径方向および長手方向の両方向へ プレストレスするのに充分な数にして上記配管系または容器の上記区域の所定機 械特性を回復する。

このようにして、欠陥を有する現存する配管系または容器の１区域のまわりに張 力下で可撓性ストリップを巻くことにより、可撓性ストリップを自明のごとく数 層に積み重ね、上記区域上に所望強度を有する局部補強を簡単に行う。

上記ストリップはこのように張力下で所定コイル角により螺旋状に連続的に交差 して積み重ねられる。上記ストリップの対応区域は修理される区域の材料上に長 手方向および半径方向のプレストレスを与え、修理されるべき欠陥による区域の 特性損失をできるかぎり補填する。

上記マトリックスの熱可塑性材料の塊全体が溶融すると言うことは、上記区域が 上記区域の全周を完全かつ均一に被覆するために交差領域で変形することを意味 する。冷却は、熱硬化性マトリックスへの繊維の移動を防止するために上記スト リップが適用されると直ちに行われる。

上記ストリップはこのようにして上記ストリップの属性を劣化かせることなく上 記プレストレスをもたらす予測された張力下でコイル状にされる。

本発明の利点は先例を精確に克服したことにあり、これによれば中空体をプレス トレスすることにより補強することが中空体の材料の強度を弱体化させるような 応力勾配を上記中空体に与えないために、かつ可撓性ストリップを巻く工程をこ の作業に利用するために欠陥を修理することにより発生する問題を分析するため に可撓性ストリップを連続的かつ均一に巻くことが必要である。

本発明の方法は海底または地面上に存在する設備のその領域のいずれの点におい ても簡単に実施できことは理解されるであろう。

本発明の有利な態様によれば、上記ストリップを配管系または容器の周壁または ストリップの予備敷設層へ使用した直後に上記周壁上へプレスする。

配管系または容器の壁と重合したストリップ層との間に捕捉された気泡はこのよ うにして除去され、かつ上記ストリップの材料はテープの２セグメント間で相互 に接触して完全に結合させるに僅かに流れるように形成され、配管系または容器 の周壁を完全かつ均一に被覆および強化し、かつ完全なリークタイトと優れた腐 食保護を確実にする。

本発明の好ましい態様によれば、配管系または容器の材料上に加わるプレストレ スを、配管系または容器のいずれかの剥土の修理または補強された区域から離れ るにつれて所定点から徐々に減少させるように巻付けが行われる。

局部的プレストレス勾配、および従って、この勾配による内部応力は修理または 補強区域のいずれかの剥土の金属の疲れを低下させるためにこのようにして減少 させる。

本発明の他の態様によれば、本発明による方法により圧力下の流体を収容するま たは収容することを意図した配管系または容器の一部をその場所で修理または再 生するための装置は次の構成から成る一配管系または容器に上記シャシを固定し てセンタリングする手段、 一上記シヤシに対して移動しかつ配管系または容器のまわりを回転することので きる装置、 一上記可動装置を配管系または容器のまわりでシャシに対して回転させる手段、 一可撓性ストリップを軸方向へ移動して供給する手段および上記可撓性ストリッ プを配管系または容器のまわりに張力下で看き、続いて上記可動装置を配管系ま たは容器のまわりに回転させるときに所定のコイル角で連続的に螺旋状に交差さ せる手段、上記ストリップの熱可塑性マトリックスの金塊を上記ストリップを適 用する前に溶融するために上記ストリップを加熱する手段、および上記マトリッ クスを再硬化させるために適用すると直ちに上記ストリップを冷却するための手 段。

本発明の他の特徴および利点を以下詳細に説明する。

非制限例として示す添付図面において、図１は修理すべき欠陥を有する配管系の １区域を上から見た部分線図である。

図２は図１の配管系の長手方向断面の部分図であり、修理後の欠陥は配管系の壁 へ通過していない。

図３は図２と同様の図であるが、欠陥は配管系の壁を通過する。

図４は配管系のまわりに可撓性ストリップを巻くための小組立体を示す線図であ る。

図５は本発明の第１態様による装置の実施状態を説明するための斜視図である。

図６は図５の装置の拡大斜視図である。

図７は本発明による装置の他の態様の拡大斜視図である。

図８は本発明の装置の他の態様を示す図６と同様の図である。

図９は本発明の他の態様におけるカートリッジおよびシャシに対する巻付は小組 立体の５軸に沿った可能な運動を説明するためのグラフである。

図１Ｏは配管系上の適所のシャシの関節フォークの概略前面図てあって、配管系 はこのフォークのために意図された最大径を有する図１１は図１Ｏと同様の図で あって、上記フォークはそれ用に意図された最小径を有する配管系上の適所にあ る。

図１は、特に例えば、天然ガス等の加圧ガス、または例えば、水、原油、石油製 品、加熱輸送液等の加圧液体等の加圧流体を収容しているまたは収容するための 配管系２上の欠陥ｌを示す。かかる配管系は天然ガスおよび油産業、化学、核産 業において、通常、蒸気または温水等の加工および輸送に使用される。かかる配 管系２は一般的に鋼で形成される。配管系２は地面上に設置されるかまたはその 下へ埋蔵される。配管系２は海底または何らかの水面下に設置または埋蔵されて いてよい。

欠陥１は自然または元来のものであってよい。かかる欠陥は腐食、金属疲れ、鈍 器等によりもたらされる。従って、亀裂、金属剥離、配管系の壁を通過する孔が 含まれる。後者の場合、上記欠陥のエツジが変形することもあればしないことも ある。この欠陥は配管系２の外面上または内面にあることもある。

かかる配管系は概ね保護膜、特に腐食保護膜を有する。潜水小配管系は更にバラ スト等として作用するコンクリート外膜を有する。

欠陥になんらかの修理を施す前に、配管系は予めその保護膜を剥がされ、例えば サンドブラスト、トリミング、ブラシラング等により表面処理され、それにより 補強要素の接着を促進し、かつ腐食に対する保護を確実にする基礎膜で被覆され る。これらは全てそれ自体既知方法により行われる。

必要に応じて、配管系または容器は、その配管系の最初の内部形状を再生するた めにその内側の流体の圧力により押された「ビッグＪ　（ｐｉｇ）等により内側 から除去された窪みまたは瘤を有する。特に上記欠陥のエツジが配管系の外側へ 向かって変形している場合には、スラストシリンダ、ジャック等の他の既知手段 が使用できる。

潜水小配管系の場合、バラストおよび保護膜の除去は概ね水中で行われ、その後 に全修理作業が潜水鐘下で実施されるのが好ましい後述の配管系に関する本発明 の説明は全て、非対称的ある必要のない何らかの加圧容器に適用できる。但し、 非対称形状は均等かつ均一補強を可能にする限り好ましく、他の形状は不規則性 または均一欠如を補填するために付加的安全係数の使用を必要とする。上記配管 系は鋼で形成されると仮定できるが、本発明は何らかの他の材料、例えば、コン クリート等で形成された配管系または容器にも容易に利用できることは明らかに 理解されるであろう。

本発明の方法は、修理または再生されるべき区域が配管系または容器の厚みを通 過する欠陥を含まないので使用中または圧力下の配管系または容器上で実施でき る。この配管系または容器は略１００ｍｍより大きい外径を有するのが好ましい 。

圧力下の流体を収容しているまたは収容すことを意図した配管系の１区域をその 場所で修理または再生するための方法は、次の工程から成る。

ａ）必要に応じて、配管系等の一部のいかなる欠陥も閉塞材により閉塞し、 ｂ）断面の３０から６０％が熱可塑性マトリックスで被覆されかつその弾性限界 が配管系または容器の材料のそれよりも大きい連続長手繊維で形成された長手の 機械的強度が非常に高い可撓性ストリップの先端部を配管系または容器の外周面 に固定し、Ｃ）上記可撓性ストリップを供給する手段を配管系または容器のまわ りに巻付けるように形成し、かつ配管系または容器に沿って軸方向へ前後移動さ せて上記一部の１端から他端へ変位させ、ｄ）上記可撓性ストリップを配管系ま たは容器のまわりに張力下で巻付け、続いて所定コイル角で連続的に交差してつ る巻線を形成して配管系または容器のいずれかの側の一部またはその近傍をそれ で覆い、上記ストリップのマトリックの熱可撓性材を実質的にその金塊を溶融す るために上記ストリップを加熱し、次にその周壁または上記ストリップの予備敷 設層へ適用し、かつ上記マトリックスを再硬化させるためにその適用後、直ちに 上記ストリップを冷却し、かつ均一層を上記一部の全面上に形成し、そこで上記 ストリップの後端部を上記配管系または容器に対して固定し、ｅ）同一点て重合 された上記ストリップの層数、および上記ストリップのコイル角度および張力を 配管系または容器の材料を半径方向および長手方向の両方向へプレストレスする のに充分な数にして上記配管系または容器の上記一部の所定機械特性を回復する 。

所定の機械特性は配管系が設計されたときのものに少なくとも等しいのが好まし い。

既知方法においては、上記欠陥の修理または可能な閉塞の後に、修理領域の表面 処理、および結合層または耐腐食層として働く基礎膜の敷設か行われる。

配管系または容器の材料上に加わるプレストレスは、配管系または容器のいずれ かの側止の修理または再生された区域から離れるにつれて所定点から徐々に減少 するようにに巻付けが行われる。

上記閉塞材は配管系の外周面に対して半径方向外方へ延ばしてよい。

上記ストリップを予備敷設層へ適用するときに、この敷設層は外面に取りつけら れているのか好ましい。

最後に、上記ストリップは配管系または容器の周壁または上記ストリップの予備 敷設層へ適用した直後に上記周壁上へプレスされる配管系内側の流体圧が耐圧と 同様である場合には、同一点上に重合される上記スＩ・リップの層数はコイル角 度および張力と同様にプレストレスされるべき配管系の区域の材料および／また は閉塞材のために充分な数でなければならない。しかし、上記テープおよび特に その繊維はいかなる認知できる弛緩をも期間中に生じない応力水準であることを 条件とするのみである。ガラスの場合、その繊維に加わる張力は略４０％の破壊 強度を越えないものであろう。

種々のストリップの螺旋状セグメントが同一コイル角または数コイル角で使用で き、半径方向および長手方向の両方向において所望プレストレスを確実にするよ うに決定される。

上記条件下で、圧縮またはプレストレスの状態は維持され、これが内圧に対する 配管系の強度およびリークタイトを回復させ、かつ腐食および環境集合体から配 管系を保護する。

実際に、かかるプレストレス下での配管系の金属亀裂は閉鎖されかつ封鎖されて いることが容易に理解されかつ計算から確認される。同様に、貫通孔を閉塞する プラグ、また同様に、配管系の厚みが一方で種々のテープ層により適所に保持さ れかつ他方で上記孔の周辺に設置された金属により圧縮されかつこのプレストレ スを受ける。最後に、敷設前の上記ストリップの内面の外側溶融により相互結合 した隣接回転各層はリークタイト・ジャケットを構成する。

このようにして、部分的に透過または一様に穿孔された壁を有する配管系を局部 的に補強することができる。

もはや安全保証を必要としない配管系を広範囲にわたって均一に補強できる。

最後に、使用時に応力が緊張する良好な配管系と、使用時に応力が概ね圧縮する 修理または再生された区域との間のリスクのない移行を絶対的に確実にするため に、プレストレスが修理または再生された区域から離れるにつれて徐々に減少す る一定長の移動区域が修理されるべき実際の区域のいずれかの側止に形成される 。このプレストレスの値、およびそれが減少する長さは上記移行区域内の金属の 内部応力を僅かなリスクも伴うことなくその金属が耐えうる水準て維持できるよ うに計算できる。

上記配管系または予備敷設層への上記ストリップの優れた迅速な接着は巻き手段 （後述参照）の各軸方向への前後運動によりつる巻線として敷設されたストリッ プの各セグメントの各端部の巻き張力を容易に低下させることができる。

修理または再生される区域が配管系の厚みよりも厚いバルブ、補強材等の配管系 の付属品に連続している場合には、より厚い付属品上巻付けは次第に薄くなるよ うに移行させて形成する。

この目的のために、上記ストリップの暦数および上記ストリップの張力上に関し て同時または独立にその両者を修理または再生された区域から移動させるときに 徐々に減少させる。

図２および図３の各態様において、欠陥ｌの１つは図３において配管系２の壁３ を通過し、他方図２では壁３を通過しないプラグ４により閉塞されている。

プラグ４は既知いずれかの材料により形成される。例えば、電気溶接により敷設 された金属が付加されてよい。このプラグはまた合成樹脂または他の配管系２の 金属に適合する他の材料で形成されていよい。

プラグ４は後述のごとく補強材５ａ、　５ｂ、　５ｃの３層で被覆される図４の 態様において、図示されていない可動装置上に取り付けられている巻胴小組立体 ４２は配管系２のまわりで矢印６ａにより示された方向へ回転し、かつ同時につ る巻線１０ｂとして第２セグメントを敷設するために矢印６ｂの方向へ、図面上 方から右へ、配管系２と平行に変位する。この巻胴小組立体４２は予めつる巻線 ｌＯａとして第１セグメントを敷設するために図面上で左右へ変位していて、上 記第１セグメントはセグメント１０ｂと交差する。セグメント１０ａ、１０ｂの それぞれのコイル角度は反対である。左への変位において、巻胴小組立体４２は 新セグメントを敷設し、この新セグメントはセグメント１０ａに対してオフセッ トされかつセグメント１０ｂと交差する。

他の態様として、単一方向への巻胴小組立体４２の変位中に１０ａ等のつる巻線 として平行セグメントを巻き付けることによりの第１均一層を敷設することがで き、次いで他の方向へ単独変位中１０ｂ等の平行セグメントを巻き付けることに よりの第２均一層を敷設することができる。

巻胴小組立体４２は次の構成要素から成る。

−巻胴小組立体４２が矢印６ａの方向へ回転するときに矢印８の方向へ回転する ブレーキ付きスプール７゜スプール７は、つる巻線１０ａ、１０ｂとして連続交 差セグメントを形成するために該スプールから解巻されて配管２のまわりを巻く 可撓性ストリップを担持する。

一可挑性ストリップ９を挾持しかつそれにブレーキを掛ける１セツトの２つのロ ーラー１１．１２゜上記２つのローラーは、例えば、その周辺がテフロン加工さ れており、可撓性ストリップ９の巻き張力を調整する。

一ストリップ９を配管系２へ適用する方向を決定する角度ガイド１３゜角度ガイ ド１３は、例えば、周辺をテフロン加工した小車輪またはロール、またはいずれ かの棒であって固定または回転するものであってよい。角度ガイド１３はその周 辺にストリップ９を受ける凹溝または外方向の空洞を有する。角度ガイド１３は 特に様々の直径を有する配管系に巻胴小組立体４２をフィツトさせるために使用 される。

一可撓性ストリップ９を配管系２の周壁またはストリップの予備敷設層へ適用す る直前に上記ストリップのマトリックスの熱可塑性材料の実質的金塊を加熱かつ 溶融し、配管系２または上記層を加熱するための手段１４゜これには、例えば、 作業が野外で行われる場合には電気加熱装置または酸素アセチレン型の還元炎を もつブロートーチ、または作業が潜水で行われる場合には、必要により好ましく は非酸化のガスを封入した潜水鐘下で使用するホットガスブロートーチまたは電 気加熱装置が含まれる。上記ストリップをこのようにして上記周壁または層へ非 常に良好に接着する。

−適用直後に上記ストリップを必要により冷却するための手段１４ａ、これは、 例えば、送風または冷風を含む。例えば温度−１００Ｃの加圧ガスを輸送するた めに配管系の１区域上には冷却手段の使用は必要ない。

一上記ストリップを敷設すべき１以上のストリップ層ですてに被覆された点の配 管系２の周面の温度を測定するための手段１５および上記周面または配管系２を 被覆する予備敷設ストリップ層の接着条件を最適にするために測定温度の１関数 として加熱手段１４の加熱力を調整するための手段（図示せず）。これには、例 えば、いずれかの梨の温度プローブが含まれる。

−上記配管系の周壁へ可撓性ストリップ９を適用した直後に上記周壁に上記スト リップをプレスするための、巻き張力を調整する系とは独立のローラーまたはテ フロン加工ロール等の手段１６゜この圧力は上記マトリックスの材料を僅かに流 動させ、これが隣接回転層を相互に結合させて配管系２のリークタイトを確実に する。

角度ガイド１３はストリップ９の加熱領域または上記ストリップの移動方向に対 して加熱領域の上流に位置する冷却領域に設置される。角度ガイド１３および加 熱装置１４は巻き条件および特に配管系２の直径に適合させるために調整自在で ある。

配管系２に沿った巻胴小組立体４２の長手変位の速度は得られるコイル角度の関 数として調整される。

非常に高い長手機械強度を有する可撓性ストリップ９はマトリックスに被覆され た連続長手繊維により形成される。上記マトリックスは金属、例えば、アルミニ ウム、上記繊維は例えば鋼であってよい。上記マトリックスは熱可塑性合成繊維 で形成されるのが好ましく、上記繊維はガラス、カーボン、アラミド等の繊維で ある。上記繊維はストリップ９が配管系２の鋼よりも大きい弾性限界を有するよ うに選択される。上記マトリックスの融点および／またはガラス質転移点はあら ゆる場合にそれぞれの繊維のそれよりも小さい少なくとも５０　Ｋである。繊維 の断面が、横断面において、概ね、３０から６０％、好ましくは４０から５０％ であるストリップが使用される。

巻き工程の前に、可撓性ストリップ９の出発端部を、例えば結合により何らかの 既知方法により、配管系２の周壁へ固定する。この端部をストリップをプレスす るための手段１６またはストリップの第１巻き付は回転により適所に保持する。

配管系２の外面上に５ａ等の第１層を敷設するために上記した説明は全て第１層 ５ａ上に第２層５ｂを敷設し、次いて第２層５ｂ上に第３層５Ｃを敷設する場合 に通用する。断層の上記ストリップの溶融材料を前の層のストリップの材料へ完 全に接着し、該断層のリークタイトはいずれの含有物をも排除するようにローラ ー１６の圧力により確実にする。

図２および図３に詳細に示されたように、下層５ａをそれを被覆する連続層５ｂ 、５ｃよりも長くして配管系２の長手を被覆して、配管系または容器の材料上に 加わるプレストレスを配管系２のいずれか側止の欠陥１から離れるにつれて所定 点から徐々に減少させる図５の態様において、本発明の第１態様により参照番号 １８により概ね示された装置は地面（または海底）上を付勢する支持体１９から 懸垂する。支持体１９はそれ自体図示されていない昇降機のフック２０から懸垂 してよく、地面（または潜水小パイプの表面）上の作動ユニットに連結された可 撓性リンク２１を介して全流体および装置１８を作動させるのに必要な情報を受 ける。支持体１９はプロジェクタ、カメラ、センサ等（図示せず）の要素から成 り、特に海中小パイプの場合に、装置１８の遠隔制御および得られた巻き状態の モニタを可能にする。この場合、支持体１９は潜水鐘（図示せず）として作用す るように配置されてよい。

図６に詳細に示されたように、装置１８は次の構成要素から成るーシャシ２２を 配管系２・＼固定して配管系２に対してセンタリングするための手段３０，３１ 、 −シャシ２２に対して移動しか配管系２のまわりてシャシ２２に対して回転する 可動装置２６、 一可動装ｆ１２６を配管系２のまわりて回転させるための手段２７、　２８．　 ２９、 一上記可動装置２６は、配管系２のまわりを回転するときに張力下で配管系２の まわりに可撓性ストリップ９を供給して巻き付けるための巻胴小組立体４２を有 する。

例示において、シャシ２２は２つの関節フォーク３１のそれぞれにしっかりと固 定されかつ例えば、図５の支持体１９へ懸垂Ｕリンク３３を担持する交差部材３ ２により連結された２つの軸受はキャリパ３０で形成されている。関節フォーク ３１の各々は配管系２ヘシヤシ２２を固定するためにスラストシリンダ２５によ り作動するＵリンク２４またはクラックの作用により配管系２のまわりで閉鎖す る２つの関節アーム２３から成る（図１０および［Ｎ１１参照）。

図１Ｏおよび図１１に詳細に示されたように、上記アーム２３は配管系２に対す るフォーク３１の係止ど離脱を可能にするために開放、閉鎖する。

実線により示した上記開放位置において、上記スラストシリンダ２５は、その１ つのみが便宜上図示されているが、収縮位置にあり、かつアーム２３は配管系２ 上にフォーク３１を設置するためにそれぞれの関節ビン４３を中心として外方へ 軸回転する。

スラストシリンダ２５の変位はアーム２３を付勢して点線で示された閉鎖位置方 向へ軸回転させる。この閉鎖位置において、フォーク３１およびアーム２３上に 設置された固定ジョ４４は配管系２と接触する。ジョ４４はフォーク３１および アーム２３へ固定されていてよく、アーム２３を操作するためにフォーク３１は スラストシリンダ２５上の圧力を平衡にすることにより配管系２上のセンタリン グする。ジョ４４はまた図１１の４５で図式的に示された伸縮支持体上に取り付 けられて配管系２に対して半径方向へ向けられてぃてよい。上記支持体はフォー ク３１および装置１８をフォーク３１の内径よりも顕著に小さい外径を有する配 管系２ヘフイツトさせ、センタ！Ｊ：／グは支持体４５上の圧力の平衡により達 成される。

表面が配管系２と接触しているジ５１４４は、配管系２上へフォーク３１および その装置１８を正確に固定するために刻みまたは切り欠き等によりいずれかの既 知方法により荒削りされているのが有利であり、後述のごとく、装置１８を配管 系２に沿って走行させることのできるローラーにより置換できる。同様に、チェ ーン盟のジョが使用できる。

図６の装ｆｔ１８はキャリパ３０と隣接フォーク３Ｉとの間で軸回転する閉塞ジ ：１４６を有し、その各々はスラストシリンダ４７とクランク４７ａにより配管 系２に対して挟持される。

可動装置２６は円孤形放射状外エツジを有し、かつ装置ｔ１８の２つのフォーク ３１の相互に反対面にそれぞれ連結された２つのガイドレール２７を有する。上 記外エツジの各々はフォーク３１上に設置された１セツトの歯ローラー２８に属 する数ローラー２８上を同時に付勢して噛み合うラックであり、少なくともその 幾つかは対応するフォーク３１に固定された、例えば、油圧モータ等の制御され たモータにより駆動される駆動ローラーである。ローラー２８は実質的に均等に 実際のフォーク３１およびアーム２３の上に分配され、それによりガイドレール ２７は配管系２のまわりの回転運動による駆動を可能にする少なくとも２つのロ ーラー２８と永久的に接触する。

ガイドレール２７はこの目的のためにローラー２８と接触する軌道上にガイドレ ール２７を保持するためのそれ自体は既知のなんからの手段、例えば、他のガイ ドルールまたはフォーク３１に固定された他のガイドローラー上に支持かつ突出 して取り付けられたガイドレールの部分とフィツトする。

ガイドレール２７の外エツジとローラー２８は、特に比較的小さい直径の配管系 のためには円滑であってよい。このエツジ上のローラー２８の圧力はそれにより ガイドレール２７および配管系２のまわりを回転する可動装置２６を駆動するの に足りるものとなる。

ガイドルール２７は数対の長手滑行路３４．３５により相互に連結されている。

キャリッジ３６はツーウェイモータ３８により制御される玉ねしくｂａｌｌ　ｓ ｃｒｅｗ）　３７の作動下で２つの滑斜路３４上で配管系２の長手方向へ移動す る。キャリッジ３６は図４で参照して説明した巻胴小組立体４２を担持する。図 面上ではそのプーリー７のみが図面を判り易くするために示されている。

上記ねじの速度は所望のコイル角度の１関数として調整される。

同様に、キャリッジ３９は玉ねじ４０の作動下で２つの滑斜路３５上を移動し、 図４を参照して説明したプレスロール１６を担持し、このロール１６はキャリッ ジ３６により担持された巻胴小組立体４２の一部を形成するその１つのものの動 作を完全にし、またはそれを置換できる。

図７の態様において、図４および図６を参照して説明したと同様の要素は同様参 照番号で示す。

この態様において、装置４８はセンタリングスペーサ５２、交差部材５３および 懸垂Ｕリンク５４により相互に連結された軸受はキャリパ５０および関節フォー ク５１により形成されている。キャリパ５０はクランク５６により配管系２へ装 置４８を固定するために配管系２を付勢する閉塞ジョ５７を作動させるスラスト シリンダ５５を担持する。フォーク５１は図６のフォーク３１と実質的に同一で あり、かつ特に配管系２のまわりを閉鎖する２つの関節アーム２３を有する。可 動装置５８は単一のガイドレール２７を有し、ガイドルール２７のラックを形成 する円孤形外エツジはフォーク５１およびそのアーム２３上に実質的に均一に分 配されかつラック２７の外部に接する１セツトの歯付きローラー２８を付勢する 。

２つの長手滑行路５９はガイドレール２７に突出して取り付けられ、かつねじ３ ７の作動により後者に沿って移動するキャリッジ３６を支持する。キャリッジ３ ６は巻胴小組立体４２を担持し、そのブレーキ付きスプール７だけが図面を明確 にするために図示されている。

図８の態様において、装置６０は実質的に配管系２の長手方向において前後に配 置された１８のごとき２つの装置に対応する。

２セツトの可動装置ｔ２６ａ、２６ｂは一方で７ｔ−り３１ａと３１ｂとの間、 他方で３１ｂと３１ｃとの間でそれぞれ回転できる。

対応するガイドレール２７のラックと噛み合うローラー２８はツーウェイモータ ２９を有する。従って、２セツトの可動装置を配管系２のまわりで同一方向、ま たは好ましくは矢印６１ａおよび６１ｂにより示された反対方向へ回転させるこ とができる。この後者の場合、可動装置２６ａと２６ｂの回転により装置６ｏに それぞれ加わる反作用力は相互に平衡を崩して装置６０は配管系２のまわりて回 転しなくなる。可動装置２６ｂのキャリッジ３６ｂ上の巻胴小組立体４２の配置 は、当然ながらキャリッジ３６ｂの回転方向（矢印６１ｂ）に適合する。

装置６０は配管系２の長手方向、矢印６２ａの方向または矢印６２ｂにより示さ れた反対方向へそれ自体の手段により変位できる。

この目的のために、キャリパ３０ａ、３０ｂおよび／または装置６０のフォーク ３１ａ、３１ｂ、３１ｃは図示されていないモータにより駆動する６３等のロー ラーから成り、該ローラーは配管系２上の適所に装置６０を保持しかつ配管系２ 上の長手へ変位させる働きをする。これらのローラー６３は図１０および図１１ で参照して説明した伸縮支持体またはバネ付き支持体上に設置されてよい。

当然ながら、ローラー６３を駆動しないで、装置ｔ６０をなんらかの外部手段に より配管系２に沿って変位させてよい。

最後に、本発明の装置はベンドを有する配管系の区域を補強または再生する働き をする。このベンドは、配管系の中間平面に対して、ベンドの出発点における配 管系の軸と水平径により左右ベンド、上下ベンド、またはそれらの組み合わせを 形成する。

上記配管系のベンドのまわりのストリップの巻き条件を最適にするために、巻胴 小組立体４２はキャリッジ３６上に取り付けられて５つの軸に沿ってキャリッジ ３６に対して移動するようにする。かかる取り付けはそれ自体既知であるが図９ に図式化されている。この図には、配管系２の軸６４、および軸６４に実質的に 平行の回転軸ｘ−ｘ’　を有するスプール７により図式的に示された巻胴小組立 体が示されている。軸Ｙ−Ｙ’　は軸ｘ−ｘ’　と垂直のスプール７の水平径に 対応し、かつ軸ｚ−ｚ’　は２つの軸ｘ−ｘ’　およびＹ−Ｙ′に垂直である。

このようにして上記巻胴小組立体は３つの軸Ｘ−Ｘ’　、Ｙ−Ｙ”、ｚ−ｚ’　 の各々に沿って移動しかつ左右ベンドについては軸Ｚ−Ｚ′を中心に（矢印６５ ）、かつ上下ベンドについては軸Ｙ−Ｙ’を中心にそれぞれ両方向へ回転できる ものでなければならない。

上記巻胴小組立体はこのようにしてロボット手首がロボットの本体へ取り付けら れるように上記キャリッジに取り付けられてよい。

種々の運動はコンピュータにより制御かつ統制さる。かかる小組立体は本発明の 装置の態様のいずれか１つにフィツトできる。

一般的に、キャリパ３０．５０および／またはフォーク３１，５１にしつかりと 固定された要素の運動は例えば油圧制御される。これはローラー２８のモータ２ ９、関節アームを作動させるスラストシリンダ２５、閉塞ジー１４６．５７を作 動させるためのスラストシリンダ４７，５５、ジＢ４４の伸縮支持体４５等に関 連する。　可動装置２６．５８上に使用されるエネルギは電気であるのが好まし く、かつ例えば、レール２７０１つにより担持された対応するフォーク３１の隣 接面による張力下の２つの絶縁レール（図示せず）上を拭（絶縁ワイパ（図示せ ず）によりピックアップされる。これは特にキャリッジ３６．３９を作動させる ねじ３７，４０、ホットガスブロートーチ１４の作動等に関係する。

以下、図面を参照して本発明の装置の上記態様の作用について説明する。

図６の装置に関する限り、この装置は支持体１９等の適宜昇降機により配管系へ 供給され、ジョ４６および４４により配管系２へ固定される。ローラー２８を作 動させるモータ２９はガイドレール２７および配管系２のまわりを回転する可動 装置２６を駆動する。図２および図３のストリップ５ａ等のストリップの第１Ｉ Ｉを敷設するために、それと同時に共働方法でキャリッジ３６は配管系２の全長 にわたって滑斜路３４に沿って変位し、滑斜路３４と略同−長さの領域を被覆す る。

上記説明は図７の装置４８に通用する。

図８の装置６０は配管系２の相当長にわたる補強を形成するのに特に適する。こ の装置は可動装置２６のセット数に等しいストリップ層数を敷設すると同時に前 進するために２方向へ交互に回転する２セツト以上の可動装置２６から成ってよ い。装置６０は、通常、配管に沿って変位し、キャリッジ３６は長手滑斜路へ固 定されている。

本発明の方法および装置の上記説明は石油製品、天然ガス等の流体輸送のための 高圧基礎ネットワーク上で修理を実施する場合に関する。

当然ながら、本発明は上記態様に限定されず、数々の変更および改良が本発明の 範囲から逸脱することなく可能である。

キャリパ３０，５０、関節フォーク３１，５１、長手滑斜路３４．３５，５９、 玉ねじ３７，４０、アーム２３、スラストシリンダ２５．５５、固定ジ１ｉ４４ 、伸縮支持体４５、ジーｉ４６等、およびジｇ４４装置の構成要素の全ては概ね 比較できる機能を実行する同等手段により置換できる。上記構成要素は配管系に 沿って本発明の装置を固定しかつ変位し、可動装置をシャシおよび配管系に対し て回転諮セ、シャシに対−してキャリッジを変位するための上記種々の機能を実 行するために首尾よ（組み合わせることができる。

同様に、図８の装置６０は滑斜路３４　ａ、３４　ｂ、３５　ａ、３５ｂを含ま ない可動装置２６ａ、２６ｂを具備してよい。キャリッジ３６ａ、３６ｂは対応 するガイドレール２７に固定されてよい。

反対に、２６または５８で示したような各セットの可動装置は、同時に複数スト リップを巻くために、巻胴小組立体を各々が担持する複数キャリッジ、または４ ２等の数巻胴小組立体を担持する単一キャリッジから成ってよい。

波状外形の配管系のために、波状形状に均一に数ストリップを巻きかつ前進する 相互に関節連結された１セツトの可動装置を各々が担持する個別シャシが設計さ れてよい。

上記装置は、また、潜水手配管系２に本発明を実施するために潜水鐘を形成する 系に使用できる。かかる条件下で、本発明の装置は自動、遠隔制御操作に使用で きる。このようにして、スプール７はストリップを供給するためのモータを有し 、かつ巻胴小組立体は配管系から遠くブロートーチの前でブレーキローラー間に ストリップを供給するためのガイド、偶発事故の場合にストリップをカットして 良好状態で巻き工程を再開することのできるギロチンを含んでよい。

巻胴小組立体４２の代わりにキャリッジ３６上に閉塞材料の付加、敷設後のこの 材料の表面処理、基礎結合膜の筒布、修理前の初期保護またはバラスト材料の除 去等の他の作業を可能にする小組立体を取り付けることができる。

一般的に、本発明の装置は修理すべき配管系または容器により全体的に支持され てよい。反対に、本発明の装置はそれ自体不動であってよく、または反対に自己 推進してよい１９（図５）等のキャリング機から懸垂されてよく、その足は、例 えば、キャタピラトラックまたは車輪を具備してよい。本発明の装置は自己推進 塁にするための車輪またはキャタピラトラック等の変位手段Ｃ３適合する調整自 在の足等自己支持手段により地面上に同様に首尾よく設置できる。

最後に、上記説明はつる＃！線として連続セグメントのストリップの螺旋巻きに 関する。本発明の方法および装置は実質的円筒面を完全に被覆することのできる 他の巻き工程を同様に首尾よく使用できる。このように、本発明は被覆される配 管系にそのまわりを回転することなく１以上のスプールを貯蔵する工程を利用し てよい。対応するストリップは、配管系の全面を１またはそれ以上の回数により 完全に被覆するために、１以上の回転によって各回に２方向へ交互に回転する１ セツトの可動装置からできるだけ離れた長手方向へ運ばれる。更に、同一作業に おいて相互に積み上げた数層を敷設するために同時に数セットの可動装置を使用 できる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．加圧流体を収容するまたは収容するための配管系または容器の一区域をその 場所で修理または再生するための方法であって、上記方法は次の工程から成るこ とを特徴とする。 ａ）必要により、配管系等の一区域のいかなる欠陥をも閉塞材により閉塞し、 ｂ）断面の３０から６０％が熱可塑性マトリックスで被覆されかっその弾性限界 が配管系または容器の材料のそれよりも大きい連続長手繊維で形成された長手の 機械的強度が非常に高い可撓性ストリップの先端部を配管系または容器の外周面 に固定し、ｃ）上記可撓性ストリップを供給する手段を配管系または容器のまわ りで回転するように形成し、かつ配管系または容器に沿って軸方向へ前後移動さ せて上記一区域の１端から他端へ変位させ、ｄ）上記可撓性ストリップを配管系 または容器のまわりに張力下で巻付け、続いて配管系または容器のいずれかの側 の上記１区域またはその近傍を所定コイル角度で連続的に交差つる巻線を形成し 、それを上記ストリップの周壁または予め敷設したストリップ層へ適用する直前 に上記ストリップのマトリックの熱可撓性材の実質的全塊を溶融するために上記 ストリップを加熱し、かつ上記マトリックスを再硬化するためにその直後に上記 ストリップを冷却して均一層を上記区域の全面上に形成し、 ｅ）上記ストリップの層数を同一点および上記ストリップのコイル角度および張 力が配管系または容器の材料を半径方向および長手方向の両方向へプレストレス するのに足りるよう重合し、そのようにして上記配管系または容器の上記区域の 所定機械特性を回復する２．上記巻付けを上記配管系または容器の材料に加わる プレストレスが上記配管系または容器のいずれかの側の上記修理または再生され た区域から離れるるにつれて所定点から徐々に減少するように行う、請求項１の 方法。 ３．上記閉塞材を上記配管系または容器の外周面に対して半径方向外方へ延ばす 、請求項１または２の方法。 ４．上記配管系または容器の周壁または上記ストリップの予備敷設層へ上記スト リップを適用した直後に上記配管系または容器の周壁上にプレスする、請求項１ から３のいずれか１の方法。 ５．上記区域の同一点に重合されたストリップの層数、コイル角度およびストリ ップの張力は上記配管系または容器の区域の材料および／または閉塞材が上記配 管系内側の流体圧が耐圧と等しいときにプレストレスされる、請求項１から３の いずれか１の方法。 ６．加圧流体を収容するまたは収容するための配管系または容器の一区域を請求 項１から５のいずれか１の方法によりその場所で修理または再生するための装置 であって、上記装置は次の構成要素から成ることを特徴とする。 −配管系または容器および／または地面上を付勢するシャシ、−上記シャシを上 記配管系または容器へ固定して上記配管系に対してセンタリングするための手段 、 −上記シャシに対して移動しか上記配管系または容器のまわりを回転する可動装 置、 −上記可動装置を上記配管系または容器のまわりで上記シャシに対して回転させ るための手段、 −上記可動装置は、上記配管系または容器のまわりを回転するときに張力下で上 記配管系または容器のまわりに可撓性ストリップを供給して巻き付けるための手 段を有し、−上記ストリップを適用する前に上記ストリップの熱可塑性マトリッ クスをその全体塊を溶融するための上記ストリップを加熱するための手段、およ び上記マトリックスを再硬化させるために上記ストリップの適用直後に上記スト リップを冷却するための手段。 ７．上記可動装置を上記配管系または容器のまわりで回転させるための手段は上 記配管系または容器のまわりに設置された１セットのローラーに属する数ローラ ー上を同時に付勢する円弧形エッジを有する少なくとも１つのガイドレールを有 し、上記ガイドレールおよび上記セットのローラーはそれぞれ上記シャシまたは 上記可動装置へ締結に固定されている、請求項６の装置。 ８．上記円弧形ガイドレールは歯付きローラーにより駆動されるラックである、 請求項７の装置。 ９．上記可動装置は上記可撓性ストリップを供給するための手段を有する巻胴小 組立体を担持する少なくとも１つのキャリジを有する、請求項６から８のいずれ か１の装置。 １０．上記巻胴小組立体は上記キャリジおよび／または上記シャシに対して５軸 に沿って移動すべく上記キャリジ上に取り付けられている、請求項９の装置。 １１．上記可動装置は、上記少なくともが上記周壁または上記ストリップの予備 敷設層へ適用された直後に上記配管系または容器の周壁に対して上記ストリップ をプレスするための手段を有する、請求項６から１０の装置。 １２．上記キャリジは上記可動装置の長手滑斜路に沿って移動でき、上記可動装 置は上記滑斜路に沿って上記キャリジを変位させる手段を有する、上記従属請求 項のいずれか１または請求項９の装置。 １３．上記滑斜路は上記シャシから突出して取り付けられている、請求項１２の 装置。 １４．本装置は上記配管系または容器沿って長手方向へ変位する手段を有する、 請求項６から１３のいずれか１の装置。 １５．本記装置は上記配管系または容器のまわりを反対方向へ回転する少なくと も２つの可動装置を有する、請求項６から１４のいずれか１の装置。