JPS59314B2 - 管体内面の被覆装置に長い被覆材料を供給する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、６５０〜１０００闘の直径をもつ管体の内面
の被覆装置に長い被覆材料を供給する供給装置に関する
。

長い被覆材料例えば帯状材料のような適用される材料を
用いて管体の内面被覆を形成する従来から既知の被覆装
置は、溶接ヘツドを有し、この溶接ヘツドは管体の内部
に通され、管体の軸線方向に溶接ヘツドを移動させるた
めのアームにより支持される。

管体が１回転される間に連続するパスにより被覆が行わ
れ、管体の内面に１巻きの被覆を形成する１パスの間に
長い被覆材料が溶接ヘツドに連続的に供給される。特に
原子力産業の分野では、加圧水型原子炉の冷却回路の加
圧水のように高温高圧の流体又は腐食性流体を搬送する
ための管体又は配管の内面はステンレス鋼で被覆しなけ
ればならない。

これらの管体の製造には、高温高圧の水又は他の腐食性
流体による腐食に耐性をもたせるためステンレス鋼で内
面を被覆した低合金鋼製の管要素が用いられる。

これらの管要素を製造する場合、上記したような被覆装
置が用いられ、この被覆装置の溶接ヘツドにステンレス
鋼製の帯状材料即ちストリツプが連続的に供給される。

ステンレス鋼の被覆を形成する必要がある、原子力産業
の分野に使用される配管は、一般に直径が１ｍ以下であ
るため、使用される溶接ヘツド並びにこれに組合される
帯状材料供給装置の取付けスペースに関連した問題が起
こる。

実際に、非常に大径の配管の場合、被覆帯状材料を巻回
した巻わくを溶接ヘツドの上方に配設でき、帯状材料は
垂直面内にて溶接ヘツド中に進入し、自己の軸線の周り
に回動させられる被覆すべき管体の一層低い個所にある
溶接域まで垂直方向に案内及び駆動される。

直径が１ｍ以下の配管の場合には、溶接ヘツドの上方に
帯状材料の巻わくを配置できず、この場合は溶接作業中
配管の外部にあるアーム部分上に巻わくを配設し、巻わ
くから水平アームに沿つて、又はこのアームと平行に溶
接ノズルのところまで帯状材料を移動させることになる
。

アームの長さの全部又は大部分に亘るこの帯状材料の移
動には、帯状材料をその全経路に亘つてロールにより案
内することが前提とされるが、このロールは搬送中に長
い帯状材料の変形又は破断を惹起させることがある。

帯状材料が破断したら、長い帯状材料を溶接ヘツド中に
再係合させるために溶接作業を中断せねばならないこと
は明らかである。

この中断のため溶接作業を高速に行うことが不可能にな
る。また長い帯状材料が変形を受けた場合には、帯状材
料の寸法、形状或いは冶金学的特性の変動を生ずること
がある。この場合には帯状材料を配設した後に研磨又は
切削のような補助作業を行うことが必要になる。従つて
本発明の目的は、軸線を水平にして支持体上におかれて
該支持体により上記軸線の周りに回動されるようになつ
た直径が６５０〜１０００ｍｍの管体の内面を被覆する
ための被覆装置に、長い被覆材料を供給する供給装置で
あつて、垂直方向及び水平方向に並進運動可能に水平ア
ームを取付けた支持体が設けられ、被覆作業中に上記管
体中に挿入される上記水平アームの先端には上記長い被
覆材料の案内兼駆動装置を備えた直立溶接へツドが担持
され、上記管体が自己の水平な上記軸線の周りに回動さ
れる時上記管体の下部の内面に溶接されるように該内面
と接触するまでは上記溶接ヘツド内においての上記長い
被覆材料の経路が垂直方向をもつようにして、上記長い
被覆材料の変形及び破断が回避されるようにした、管体
内部においてかさばらない供給装置を提供することにあ
る。

この目的のため、本発明の供給装置においては、長い被
覆材料を巻回した巻わくが溶接へツドの前方、即ち溶接
ヘツドがその入口側から導入されるところの管体の出口
側に配設してあり、また水平アームの前方端と一体の軸
に回動自在に取付けてあつて、水平アームとわずかな角
度を含み、また溶接ヘツドに組合せた案内兼駆動装置中
に長い被覆材料を導入するための垂直経路に終端する長
い被覆材料の幅及び可撓性に適合する経路に従つて、巻
わくの下方領域から溶接ヘツドの上部まで長い被覆材料
を案内するための調節可能な案内装置が設けられている
。

本発明をより良く理解できるように、図面を参照して本
発明の好ましい実施例について以下に詳細に説明する。

第１図において、管体１の内部には、被覆材料であるス
テンレス鋼製の帯状材料即ちストリツプ４を管体１の内
面３と接触させてそれを内面３に溶接により固着するた
めの溶接ヘツド２が配設されている。

第１，２図を参照して、溶接ヘツド２はねじ１１，１２
を介して支持部材７に固着してあり、支持部材７自身は
アーム６の先端に２個のすべり支持部材９，１０を介し
支持されている。

スライダーとして形成されたアーム６は、１個の台から
成る図示しない支持体上に、垂直方向及び自己の軸線方
向に並進運動可能に取付けてあり、上記支持体は、大き
な振幅のアーム６の垂直運動並びにストリツプ４の幅に
ほぼ等しい振幅の連続するピツチによるアーム６の軸線
１４方向の水平運動を生じさせるようになつている。

支持部材７の前方部分、即ち管体１中に溶接へツド２を
進入させる端側と反対の管体端に指向した支持部材７の
部分は、端板１６により構成され、端板１６はねじ１７
により支持部材７の先端に固着され、このねじ１７によ
り支持部材７従つてアーム６に対する端板１６の配向を
調節して、支持部材７の端板１６に一体に固着された軸
１８の配向を調節する。

軸１８はナツト１９により支持部材７上に固着され、ス
トリツプ４の巻わく２０を支持している。

従つて、支持部材７の端板１６の、支持部材７及びアー
ム６に対する配向を調節すると、アーム６に対する巻わ
く２０の配向が調節される。この配向調節は、実際には
、巻わく２０の軸１８をアーム６の軸線１４の周りに回
動させることである。軸１８は、それの全部の位置にお
いて、アーム６の軸線１４に対して或るわずかな角度を
有する。一配向調節によつて、垂直面並びにアーム６の
軸線１４を通る水平面に対する巻わく２０の面の可変傾
斜が得られる。

この可変傾斜は一般に９０゜とは異なる。他方ではすべ
り支持部材９，１０により、アーム６に対する溶接ヘツ
ド２並びに巻わく２０の位置を調節できる。

すべり支持部材９により、横断方向即ちアーム６の軸線
と直角な水平方向においてのアーム６に対する溶接ヘツ
ド２の位置が調節される。

この調節はねじ２４を駆動する電動機２３によつて行わ
れ、ねじ２４自身は支持部材７の固定板２６と一体の支
持部材２５と係合している。同様に、２個の案内柱２８
，２９を有するすべり支持部材１０は、電動機により駆
動させるねじ２７により垂直並進運動を行うようになつ
ている。

従つて、溶接ヘツド２及び巻わく２０の水平位置及び垂
直位置が、被覆装置の制御ステーシヨンから管体１の内
部においてきわめて正確に制御できる。溶接ヘツド２は
、ストリツプ４が管体１の内面３に適用及び溶接される
時にストリツプ４との電気的接触を確実にする端部材３
０を備えている。

溶接ヘツド２は、電流供給個所である端部材３０のとこ
ろに、溶接域に溶接フラツクスを分配するための２個の
バケツト３１も備えている。これらのバケツト３１には
、管体１中に挿入された溶接ヘツド２を支持する端側と
反対側のアーム６の先端に配設された貯蔵器から溶接フ
ラツクスが圧縮空気により給送される。主にシリケート
粒子から成る溶接フラツクスは、搬送用圧縮空気により
これらのバケツト３１に給送管を経て給送される。スト
リツプ４が溶接ヘツド２から垂直方向に走行する間スト
リツプ４と係合する２対の駆動，口ール３３，３４及び
ストリツプ４の案内路３２が溶接ヘツド２に配設されて
いる。

案内兼駆動装置すなわち駆動ロール３３，３４は減速装
置に連結してあり、これにより回動して、溶接ヘツド２
の内部においてストリツプ４を走行させる。溶接ヘツド
２は、ストリツプ４が到来する土部に変向ロール３５を
有し、これによりストリツプ４が溶接ヘツド２の内部に
案内される。

溶接ヘツド２にストリツプ４を供給する供給装置は、軸
１８上に回動自在に取付けた巻わく２０の外に、３組の
案内装置すなわち案内ロール３６，３７，３８を有し、
これらの案内ロールは溶接ヘツド２及び巻わく２０の支
持部材７と一体の支持体上に軸３９，４０，４１を介し
取付けてあり、これらの軸上において案内ロール３６，
３７，３８がストリツプ４の弾性及び形状、寸法特性に
従つてそれぞれ配向されるようになつている。

ストリツプ４は各組の案内ロール３６，３７，３８のロ
ール間隙を通過する。

巻わく２０は軸１８上に取付けた軸受４３と一体の９０
゜間隔の２本のアーム２０ａ，２０ｂ（第２図参照）を
備えている。

巻わく２０の各々のアーム２０ａ，２０ｂはストリツプ
４の保持機構を有し、この保持機構はストリツプ４の幅
の関数として保持機構を調節するための軸４６を両端に
備えている。このように、ストリツプ４のコイルは巻わ
く２０上に支持され、駆動ロール３３，３４によりスト
リツプ端にけん引力が及ぼされるまではストリツプ４が
繰出されることはなく、このけん引力が及ぼされた時駆
動ロール３３，３４によつて巻わく２０が回転し始める
。

ストリツプ４は巻わく２０の下部５０から、溶接へツド
２の土部を形成する変向ロール３５に到達するまで、３
組の案内ロール３６，３７，３８により案内される。

上記案内装置は、ストリツプ４が巻わく２０の下部５０
から繰出されるように位置される。

第１および２図かられかるように、ストリツプ４は１つ
のループを描き、このループの下部は巻わく２０の下部
に対し接線方向に延長し、ループの上部はアーム６の軸
線１４を通る垂直面に対し接線方向に延長している。軸
１８の位置の調節による巻わく２０の配向並びに案内ロ
ール３６，３７，３８の調節により、ストリツプ４の特
性の関数として、巻わく２０と溶接ヘツド２との間にス
トリツプ４により形成されるループの形状が調節される
。

第１図を参照するとわかるように、横断面内での溶接ヘ
ツド２と巻わく２０との全体装置の寸法は、巻わく２０
を溶接ヘツド２の上部に配設した装置の対応寸法に比べ
て非常に小さい。

管体１の内面被覆を形成するストリツプ４の溶接作業の
間、駆動ロール５２，５３上に軸線を水平にしておかれ
た管体１は、内面３上での溶接速度に対応するおそい速
度で、自己の軸線の周りに回動させられる。

管体１を回動させるのと同時に、溶接ヘツド２に配設し
た駆動ロール３３，３４が回動させられ、管体１の内面
３への適用を可能にする線速度でストリツプ４を繰出す
。

これによりストリツプ４は電流供給個所である端部材３
０を通過して管体１の内面３に融着する。この融着はバ
ケツト３１により溶接域に供給される電導性固体フラツ
クスの内部において行われる。管体１が１回転したら、
管体１の回動と駆動ロール３３，３４の駆動と溶接域へ
のストリツプ４の給送とを同時に中止する。

次に未だ被覆されていない管体１の領域の方にアーム６
を水平移動させ、駆動ロール５２，５３による管体１の
回動と駆動ロール３３，・３４によるストリツプ４の運
動とを新たに生じさせて、次のパスを開始する。

次々の適用が少しずつ重なつて行われるようにストリツ
プ４の幅より少し小さい振幅でアーム６を水平移動させ
る。

一例として、直径６６０關の原子炉用配管の管体に幅６
０１１のステンレス鋼製ストリツプを被覆する場合、各
適用の重なり幅は８篇ｍである。

被覆作業の開始時に、溶接ヘツド２を有するアーム６の
支持体上での高さを粗く調節した後、被覆装置の方に進
入面を向けて、管体１の内部に、溶接ヘツド２を支持す
る側のアーム６の先端を進入させる。次に溶接ヘツド２
の高さ方向の正確な位置決めをすベリ支持部材１０によ
つて、また横方向の正確な位置決めをすべり支持部材９
によつてそれぞれ行う。

本発明による供給装置の主な利点は、管体の軸線に対す
る横断方向においての供給装置及び溶接ヘツドの寸法が
小さいこと、ストリツプが変形又は破断されないように
これを溶接ヘツド中に導入できること、並びに巻わくと
溶接へツドとの間の通路を形成するループがストリツプ
の形状、寸法及び機械的特性に従つて充分大きな曲率半
径をもつようにストリツプを案内できること、である。

さらに本発明による利点すなわち効果としては、被覆材
料を被覆すべき管体の内径に比して、直径が極端に小さ
くない巻わくを使用できること、被覆材料の機械的特性
すなわち幅および可撓性に適合するために被覆材料の巻
込み曲率の半径を充分大きくできること、換言すればそ
の被覆材料の巻込み曲率半径を大きくするために被覆材
料の巻込み経路をループ状とし、しかもそのループ状経
路を調節できることである。本発明は上述した実施態様
に限定されず、種々の変形を包含する。

例えば巻わくの位置調節装置、固定装置並びにストリツ
プの案内装置は、上述した特定の構成と異なるものとし
てもよい。本発明は上述した形式の溶接ヘツドだけでな
く、電流供給及び実現される溶接の形態について種々の
形式の溶接ヘツドにも適用される。

また本発明は、ストリツプの溶接だけでなく、巻取り面
からこれと直角の方向にずれた位置までループ状の経路
上において搬送される線材その他の全部の長い可撓性材
料の溶接にも適用される。

本発明は更に、原子力産業の分野において使用される配
管の内面の被覆だけでなく、それ以外の産業分野に用い
られる全部の配管その他の材料の内面の被覆にも使用し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は管体の内部の使用位置にある溶接ヘツド及びこ
れにストリツプを供給する装置を、配管の軸線方向にみ
た立面図であり、長い被覆材料の巻わくは輪郭のみによ
り表わした図、第２図は第１図の矢印Ａの方向にみた被
覆装置のアーム端の上面図である。 １・・・・・・管体、２・・・・・・溶接ヘツド、３・
・・・・・内面、４・・・・・・被覆材料すなわちスト
リツプ、６・・・・・・アーム、１８・・・・・・軸、
２０・・・・・・巻わく、３０・・・・・・端部材、３
３，３４・・・・・・案内兼駆動装置すなわち駆動ロー
ル、３６，３７，３８・・・・・・案内装置すなわち案
内ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管体がその軸線を水平にして支持体に配置され、か
   つ上記管体が上記軸線の周りに回動可能に配置され、か
   つ直径が６５０ないし１０００ｍｍである上記管体の内
   面を被覆するための装置に、長い被覆材料を供給する供
   給装置であつて、上記支持体に垂直方向および水平方向
   に並進運動可能に水平アームを取付け、被覆作業中に上
   記管体中に上記水平アームの一端が挿入され、上記管体
   中に上記水平アームと、垂直溶接ヘッドとを支持し、上
   記溶接ヘッドは、上記長い被覆材料のための案内兼駆動
   装置を有し、上記溶接ヘッド中の上記被覆材料の経路は
   、上記管体がその水平軸線の周りに回動する際に、上記
   管体の下部内面に上記被覆材料が、溶接されるように上
   記内面と上記被覆材料が接触するまでは、垂直方向を保
   つようになつており、上記長い被覆材料は、上記水平ア
   ームの先端に固定された軸上の回動可能に支持された上
   記溶接ヘッドの前方にある巻わく上に巻付けられている
   ところの、管体内面の被覆装置に長い被覆材料を供給す
   る供給装置において、上記巻わくの軸は、上記水平アー
   ムに対して或るわずかな傾斜角度を有し、上記水平アー
   ム側にある巻わくの領域から上記溶接ヘッドの上部まで
   、上記長い被覆材料の幅および可撓性に適合するループ
   状経路に従つて、次いで上記溶接ヘッドに結合された案
   内兼駆動装置中に上記長い被覆材料を導くための垂直経
   路に従つて、上記溶接ヘッドの上部まで上記長い被覆材
   料を案内するための調節可能の案内装置を備えているこ
   とを特徴とする管体内面の被覆装置に長い被覆材料を供
   給する供給装置。 ２ 上記水平アームは、上記巻わくの軸を強固に取付け
   た端部材を包含し、上記巻わくは、上記溶接ヘッドに対
   する上記巻わく配向を変えるために上記アームに対する
   上記巻わくの配向を調節する装置を包含していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の供給装置。 ３ 上記水平アームは、その先端に、垂直位置および水
   平位置を変更するためのすべり支持部材を介し上記巻わ
   くを支持していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の供給装置。 ４ 上記長い被覆材料は、ストリップ状のものであり、
   上記案内装置は、２対のロールよりなり、上記長い被覆
   材料は、上記ロール間に通され上記巻わくの下部と上記
   溶接ヘッドの上部との間のループ状の経路において保持
   および案内されるようになつていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のうちのいずれか１つ
   の項に記載の供給装置。