JP2006095441A - スラグ除去方法及びピグ - Google Patents

Abstract

【課題】 管内が損傷することを抑制しつつ管内に付着しているスラグを確実に剥離させて除去することができるスラグ除去方法及びピグを提供する。
【解決手段】 スパイクピグ１を、ピグ本体１１の先頭部１２をスパイクピグ１の移動先に向けて、鋼管２内部で鋼管２の長手方向（図中白抜矢符方向）に移動させる。スパイクピグ１の移動中、スパイク１０，１０，…の先端部に形成してあるテーパ面１０ａ、先端面１０ｂ又はテーパ面１０ａと先端面１０ｂとの交差部が鋼管２の周溶接部内面側の裏波溶接部に衝突して裏波溶接部に付着しているスラグに衝撃を与え、この結果、付着しているスラグが剥離する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、鋼管の溶接スラグのような管内のスラグを除去するスラグ除去方法、及び管内のスラグを除去するためのピグに関する。

ガス、液体等を輸送するパイプラインを敷設する場合、鋼管を片面裏波溶接（被覆アーク溶接）して接合するとき、裏波溶接部に溶接スラグ（以下、スラグという）が付着することがあるため、スラグを除去する必要がある。

鋼管を溶接接合する場合、溶接プロセスとしては手溶接及び自動溶接、溶接方法としては被覆アーク溶接、ＴＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接等、種々の方法が用いられている。内径７００ｍｍ以下の鋼管を溶接する場合は、一般的に、片面裏波溶接が手作業で行なわれる。片面裏波溶接を行なう場合は片面からの溶接となるため、初層溶接（内面側の溶接）は、内面の溶接形状を滑らかに形成可能な裏波溶接棒を用いて溶接を行なう。裏波溶接棒を用いる場合、粘性が大きいスラグが溶接金属を覆うため裏波溶接部の表面形状が滑らかになる。しかしながら、管内の裏波溶接部表面にスラグが付着するためスラグを除去する必要がある。

管内面の裏波溶接部に付着しているスラグは、ハンマーによる打撃の衝撃によって容易に剥離する。このため、溶接作業者は初層溶接の終了後、管に対して管外面からハンマー打撃を行なう。

従来、管外面からのハンマー打撃を機械的な装置によって行なう方法、管内に挿入された回転装置によって、管に対して管内面からハンマー打撃を行なう方法等が提案されている（特許文献１，２参照）。
特開平０７−６８２３０号公報 特開２０００−８４４６２号公報

しかしながら、地中に埋設された管には管外面からのハンマー打撃を行なうことができない。また、端部が開口している筒状の管に対し、管端部から管内へハンマー打撃用の装置を挿入して管内面からハンマー打撃を行なう場合、管端部からの装置の操作距離に制限があり、また、溶接の都度、装置を挿入して剥離処理を行なう必要があった。

一方、溶接の都度、作業者がハンマー打撃を行なう場合、管内部を観察できないため剥離状況が不明のまま適当に打撃を終了していた。このため剥離の程度にばらつきが生じ、未剥離のスラグが裏波溶接部に残置されることがあった。このような残存スラグはパイプラインの操業後に内部水流、内部ガス流等によって剥落し、パイプラインに接続された各種機器へ移動して悪影響を及ぼすことがある。

ところで、発泡樹脂、合成ゴム等を用いてなる球状、砲弾状等のピグを移動させて管内を清掃するピグクリーニングが実行されている。ピグクリーニングにおいては、例えば高圧の液体、気体等でピグの後方を加圧して走行させるため、管の長さ、管の長手方向の形状等によらず、管内を清掃することができる。

しかしながら、従来のピグクリーニングで用いられているピグは、ピグの周面が管内面を擦過しながら管内を移動し、また、裏波溶接部に付着したスラグは、擦りつけられるような外力によってはほとんど剥離しないため、従来のピグを用いて裏波溶接部に付着したスラグを剥離させることは困難であった。また、従来のピグは、管内を移動する先頭側の形状が半球状、先細り形状等の凸状であるため、管外へ押し出すべきスラグがピグの周面と管内面との間に入り込んでピグの後方へ脱離し易く、この結果、管内にスラグが残存することがあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スパイクピグのスパイクを裏波溶接部に衝突させることにより、裏波溶接部に付着しているスラグを確実に剥離させることができるスラグ除去方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、スパイクピグのスパイク先端部の先端面、テーパ状の面又はテーパ状の面と先端面との交差部を裏波溶接部に衝突させることにより、裏波溶接部が損傷することを抑制しつつ裏波溶接部に付着しているスラグを確実に剥離させることができるスラグ除去方法及びピグを提供することにある。

本発明の他の目的は、スパイクピグの移動後、ピグの非凸状の一端面を用いて管内のスラグを管外へ押し出すことにより、管内のスラグを確実に除去することができるスラグ除去方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、スパイクピグの移動後、管に対するハンマー打撃後等に、ピグの非凸状の一端面を用いて管内のスラグを管外へ押し出すことにより、管内のスラグを確実に除去することができるスラグ除去方法を提供することにある。

第１発明に係るスラグ除去方法は、管の周溶接部の内面側のスラグを除去するスラグ除去方法において、スパイクを突設してあるスパイクピグを、前記管の内部で前記管の長手方向に移動させることによって、前記周溶接部の裏波溶接部に前記スパイクを衝突させることを特徴とする。

第２発明に係るスラグ除去方法は、前記スパイクピグは、柱状のピグ本体を備え、前記スパイクは、前記ピグ本体の側面に立設された柱状体であり、前記スパイクの先端部は、前記ピグ本体の一端側がテーパ状であり、前記スパイクピグを、前記一端側を先頭にして、前記管の内部で前記管の長手方向に移動させることによって、前記周溶接部の裏波溶接部に、前記先端部の先端面、テーパ状の面、又は該面と前記先端面との交差部を衝突させることを特徴とする。

第３発明に係るスラグ除去方法は、前記スパイクピグの移動後、前記管の内面形状に応じた側面形状を有し、一端面が非凸状である柱状のピグを、前記一端面を先頭にして、前記管の内部で前記管の長手方向に移動させることによって、移動する前記一端面を用いて前記管の内部のスラグを前記管の外部へ押し出すことを特徴とする。

第４発明に係るスラグ除去方法は、管の内部のスラグを除去するスラグ除去方法において、前記管の内面形状に応じた側面形状を有し、一端面が非凸状である柱状のピグを、前記一端面を先頭にして、前記管の内部で前記管の長手方向に移動させることによって、移動する前記一端面を用いて前記管の内部のスラグを前記管の外部へ押し出すことを特徴とする。

第５発明に係るピグは、管の内部のスラグを剥離させて除去するためのピグであって、柱状のピグ本体と、該ピグ本体の側面に立設された柱状のスパイクとを備え、該スパイクの先端部は、前記ピグ本体の一端側がテーパ状であることを特徴とする。

第１発明にあっては、管の周溶接部の内面側のスラグを除去する場合に、角柱状又は角錐状、円柱状又は円錐状等のスパイクを突設してあるスパイクピグを用いる。スパイクピグは、例えば従来のピグクリーニングで用いられるピグと同様に、高圧の気体、液体等で加圧されることによって管の一端部から管内に送られ、管の他端部に到達するまで、管内を管の長手方向に移動する。

一般に、スパイクピグのスパイクは管内面に接触する。このため、スパイクピグの移動に伴って、スパイクが管の周溶接部内面側の裏波溶接部に衝突する。スパイクピグのスパイクが裏波溶接部に衝突することによって、裏波溶接部に付着したスラグに衝撃が与えられ、この結果、管に対し管内面／外面からハンマー打撃を行なった場合と同様に、裏波溶接部に付着しているスラグが剥離する。

第２発明及び第５発明にあっては、スパイクピグが、柱状のピグ本体と、ピグ本体の側面に立設された１又は複数のスパイクとを備える。ピグ本体は、端部が平面状、凹面状等である円柱型、角柱型、又は先頭側端部が凸状である砲弾型等である。

スパイクは柱状体であり、スパイクの先端部は、ピグ本体の一端側がテーパ状である。つまりスパイクは、スパイクの先端部に、先端面と、テーパ状の面（以下、テーパ面という）とを有する。

スパイクピグは、ピグ本体の一端側を先頭にして、管の内部で管の長手方向に移動する。つまり、スパイクピグは、スパイク先端部のテーパ面をスパイクピグの移動先に向けて、管内を長手方向に移動する。このため、移動するスパイクピグのスパイクが裏波溶接部に衝突する場合、スパイクの先端面、テーパ面、又はテーパ面と先端面との交差部が裏波溶接部に衝突する。この結果、管の裏波溶接部には、先端面又はテーパ面のような平面か、テーパ面と先端面との交差部のような鈍角状の角部が衝突するため、裏波溶接部は損傷し難い。しかも、スパイクが裏波溶接部に衝突することによってスラグに衝撃が与えられ、この結果、管に対し管内面／外面からハンマー打撃を行なった場合と同様に、裏波溶接部に付着しているスラグが剥離する。

第３発明にあっては、管の内面形状に応じた側面形状を有し、一端面が非凸状、即ち平面状又は凹面状である柱状のピグを用いる。スパイクピグを管内で移動させた場合に裏波溶接部から剥離したスラグ、及び／又は、剥離して管内に存在していたスラグは、一部がスパイクピグの移動に伴って管内から除去され、残部が管内に残留する。スパイクピグを管内移動させた後、つまりスパイクピグを用いたスラグの剥離後、本発明のピグは、非凸状の一端面を先頭にして、例えば従来のピグクリーニングで用いられるピグと同様に高圧の気体、液体等で加圧されることによって管の一端部から管内に送られ、管の他端部に到達するまで、管内を管の長手方向に移動する。

このようなピグのサイズは管の内部のサイズよりひとまわり大きく、ピグと管内面との間に空隙がない。また、ピグの先頭側である一端面が凸状ではないため、管外へ押し出すべきスラグが一端面に沿ってピグの側面と管内面との間に入り込むことが抑制される。以上のことから、非凸状の一端面がスラグを直接的に、又は管内の液体、気体等を介して管外へ押し出し、管外へ押し出すべきスラグがピグの側面と管内面との間に入り込んでピグの後方へ脱離することが抑制される。

第４発明にあっては、管の内部のスラグを除去する場合に、管の内面形状に応じた側面形状を有し、一端面が非凸状、即ち平面状又は凹面状である柱状のピグを用いる。スパイクピグを管内移動させた後、管にハンマー打撃を行なった後等には、裏波溶接部から剥離したスラグが管内に存在する。管内のスラグを剥離させた後、本発明のピグは、非凸状の一端面を先頭にして、例えば従来のピグクリーニングで用いられるピグと同様に高圧の気体、液体等で加圧されることによって管の一端部から管内に送られ、管の他端部に到達するまで、管内を管の長手方向に移動する。

このようなピグはピグと管内面との間に空隙がない。また、ピグの先頭側である一端面が凸状ではないため、管外へ押し出すべきスラグが一端面に沿ってピグの側面と管内面との間に入り込むことが抑制される。以上のことから、非凸状の一端面がスラグを直接的に、又は管内の液体、気体等を介して管外へ押し出し、管外へ押し出すべきスラグがピグの側面と管内面との間に入り込んでピグの後方へ脱離することが抑制される。

第１発明のスラグ除去方法によれば、スパイクピグの移動中、スパイクピグのスパイクが裏波溶接部に衝突することによって裏波溶接部に付着しているスラグに衝撃を与える。このため、管に対してハンマー打撃を行なった場合と同様に、裏波溶接部に付着しているスラグを確実に剥離させることができる。

また、ピグクリーニングを行う場合と同様にして、スパイクピグを管内に送ることができるため、スラグ剥離のために新たな装置を準備する必要がなく、更に、管の長さ、管の長手方向の形状等によらず、スパイクピグを管内移動させることができる。この結果、管の長さ、管の長手方向の形状、管が地中に埋設されているか否か等によらず、裏波溶接部に付着しているスラグを剥離させることができる。

以上のようにして、裏波溶接部に付着しているスラグを確実に剥離させることができるため、裏波溶接部に付着しているスラグがパイプライン操業後に剥落して、パイプラインに接続された各種機器に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。

第２発明のスラグ除去方法及び第５発明のピグによれば、スパイクピグの移動中、スパイクピグのスパイクが裏波溶接部に衝突することによって裏波溶接部に付着しているスラグに衝撃を与える。スパイクが裏波溶接部に衝突する場合、尖端状、鋭角状、直角状等の尖鋭部が裏波溶接部に衝突するときは、裏波溶接部に付着しているスラグを剥離させることはできても、裏波溶接部を損傷することがある。一方、スパイクが裏波溶接部を打撃する場合に、平坦な先端面若しくはテーパ面、又はテーパ面と先端面との鈍角状の交差部が裏波溶接部に衝突するときは、裏波溶接部が損傷することを抑制することができ、しかも、裏波溶接部に付着しているスラグを確実に剥離させることができる。

また、テーパ面を有するスパイクを備えるスパイクピグは、柱状のスパイクを備える一般的なスパイクピグのスパイクの先端部を面取りすることによって容易に製造することができる。

第３発明のスラグ除去方法によれば、ピグの側面と管内面との間に空隙がなく、また、ピグの先頭側の端面が平面状又は凹面状であるため、管外へ押し出すべきスラグがピグの先頭側の端面に沿ってピグの側面と管内面との間に入り込み、ピグの後方へ脱離することを抑制して、ピグの先頭側の端面がスラグを直接的に、又は管内の液体、気体等を介して、スラグを管外へ押し出し除去することができる。つまり、平面状又は凹面状の一端面を有する本発明のピグを用いて、管内のスラグを確実に除去することができる。このため、管内のスラグが、パイプラインに接続された各種機器に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。

第４発明のスラグ除去方法によれば、裏波溶接部に付着したスラグを剥離させる手段によらず、第３発明のスラグ除去方法と同様に、管内のスラグを確実に除去することができる。このため、管内のスラグが、パイプラインに接続された各種機器に悪影響を及ぼすことを抑制することができる等、本発明は優れた効果を奏する。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態 １．
図１は、本発明の実施の形態１に係るスラグ除去方法を実行するためのスラグ除去装置３の構成を示す説明図である。図中２は鋼管であり、鋼管２は、複数の鋼製の管を片面裏波溶接して接合することによって形成してある。片面裏波溶接によって発生した鋼管２の周溶接部の内面側のスラグを排除する場合、本実施の形態では、鋼管２が鋼管２の長手方向を略水平にして横置され、スラグ除去装置３のピグ射出部３１が一端部に、ピグ回収部３２が他端部に、夫々取り付けられる。なお、鋼管２の中央部は、例えば地中に埋設されていても良い。

ピグ射出部３１は、スパイク１０，１０，…を突設してあるスパイクピグ１（図２参照）と、ピグ４１（図４（ａ）参照）とを個別に鋼管２内へ射出し、ピグ回収部３２は、鋼管２内へ射出されたスパイクピグ１とピグ４１とを回収する。ただし、図１にはスパイクピグ１のみが例示してある。

スラグ除去装置３は、ピグ射出部３１及びピグ回収部３２の他、コンプレッサ３４を備える。コンプレッサ３４は、スパイクピグ１（又はピグ４１）を射出すべくピグ射出部３１へ、エアホース３４１を介して圧縮空気を送る。鋼管２内から除去されたスラグは、ピグ回収部３２に捕集される。また、ピグ射出部３１から鋼管２内へ圧縮空気が送られた場合、鋼管２内の空気はピグ回収部３２へ移動し、エアホース３５１を介して外部へ排出される。なお、各種ピグの射出に、圧縮空気以外の気体を用いる構成、液体（例えば水）を用いる構成等でも良い。

図２は、スパイクピグ１の構成を示す斜視図であり、図３（ａ）は、スパイクピグ１が備えるスパイク１０の構成を示す斜視図である。また、図４（ａ）は、ピグ４１の構成を示す斜視図である。図２〜図４に夫々含まれる白抜矢符は、図１に含まれる白抜矢符と同一方向を示している。

本実施の形態においては、鋼管２の周溶接部内面側の裏波溶接部に付着しているスラグを、鋼管２内部で鋼管２の長手方向に移動するスパイクピグ１を用いて剥離させ、スパイクピグ１を用いて剥離されたスラグを含む鋼管２内のスラグを、鋼管２内部で鋼管２の長手方向に移動するピグ４１を用いて管外へ押し出すことによって、鋼管２内のスラグを除去する。

スパイクピグ１は、円柱状のピグ本体１１と、ピグ本体１１の両端に設けられ、ピグ本体１１よりも外径が大きい各円柱状の先頭部１２及び後尾部１３とを、夫々の軸が一致するように一体成型してなる発泡ウレタン樹脂体である。先頭部１２は一端部側（スパイクピグ１の最先端）が先細りの凸状に形成してあり、後尾部１３は他端部側（スパイクピグ１の端面）が平面状である。このためスパイクピグ１は略砲弾型である。

先頭部１２及び後尾部１３夫々の外径は、鋼管２の内径よりやや大きい。先頭部１２及び後尾部１３は、柔軟な発泡ウレタン樹脂体であるため、スパイクピグ１が先頭部１２を先頭にして鋼管２の内部へ送られた場合に、鋼管２の内面に接触して径方向に圧縮される。この結果、先頭部１２及び後尾部１３夫々の周面は鋼管２内面に密着し、先頭部１２及び後尾部１３夫々の周面と鋼管２内面との間に空隙は生じない。一方、ピグ本体１１の周面１１ａと鋼管２の内面との間には空隙が生じる。

各スパイク１０は鋼製の四角柱であり、一端部がピグ本体１１に埋設されることによってピグ本体１１の周面１１ａに略垂直に立設してある。各スパイク１０の他端部（以下、先端部という）は、ピグ本体１１の先頭部１２側がテーパ状である。具体的には、スパイク１０の先端部に、スパイク１０が立設してある周面１１ａに対して傾斜するテーパ面１０ａと、周面１１ａに対して略平行な先端面１０ｂとが、ピグ本体１１の軸方向に並置して形成してある。先端面１０ｂは、周面１１ａからの離隔距離が略一定の平坦面であり、テーパ面１０ａは、先端面１０ｂとの交差部を有し、交差部から先頭部１２側へスパイク１０の突出長が減少するように形成してある。つまり、スパイク１０の先端部は、四角柱の端面と側面とが交差する交差部を切り落としたような形状である。

ピグ本体１１の外径とスパイク１０の突出長との和は、先頭部１２及び後尾部１３夫々の外径に略等しく、具体的には鋼管２の内径より３％〜５％大きい外径である。ピグ本体１１は柔軟な発泡ウレタン樹脂体であるため、スパイクピグ１が鋼管２の内部へ送られた場合に、スパイク１０，１０，…が鋼管２の内面に接触してピグ本体１１が圧縮される。このため、スパイク１０，１０，…の先端面１０ｂ，１０ｂ，…と鋼管２内面とが接触する。

ピグ４１は、鋼管２の内径よりやや大きい外径を有する円柱状の柔軟な発泡ウレタン樹脂体であり、少なくとも一端面４１ａが平面状である。なお、他端面は平面状でなくても良いが、鋼管２内への射出時に、ピグ４１は平面状の端面を先頭に射出されるため、両方の端面が平面状であることが好ましい。

ピグ４１は、柔軟な発泡ウレタン樹脂体であるため、ピグ４１が一端面４１ａを先頭にして鋼管２の内部へ送られた場合に、鋼管２の内面に接触して径方向に圧縮される。この結果、ピグ４１の周面は鋼管２内面に密着し、ピグ４１の周面と鋼管２内面との間に空隙は生じない。

以上のようなスラグ除去装置３を用いて鋼管２内部のスラグを除去する場合、スパイクピグ１及びピグ４１は、夫々ピグ射出部３１から射出されて、ピグ回収部３２に到着するまで鋼管２内を移動する。更に詳細には、片面裏波溶接完了後、つまり複数の鋼製の管を接合することによる鋼管２の形成後、まず、スラグ除去装置３のオペレータが、スパイクピグ１を、先頭部１２を鋼管２側に向けてピグ射出部３１に装填し、コンプレッサ３４を運転する。

ピグ射出部３１内にセットされたスパイクピグ１は、コンプレッサ３４がエアホース３４１を介してピグ射出部３１内へ圧送した圧縮空気によって後尾部１３側から加圧され、鋼管２へ白抜矢符方向に射出される。この後、スパイクピグ１は、先頭部１２及び後尾部１３夫々の周面とスパイク１０，１０，…の先端面１０ｂ，１０ｂ，…とが常に鋼管２の内面に接触した状態で鋼管２内を白抜矢符方向に、つまり鋼管２の長手方向に、ピグ回収部３２まで移動する。

スパイクピグ１の移動に伴い、スパイクピグ１のスパイク１０，１０，…、更に詳細にはスパイク１０のテーパ面１０ａ、先端面１０ｂ、又はテーパ面１０ａと先端面１０ｂとの交差部は、鋼管２内面の裏波溶接部に衝突する。このことによって、鋼管２内面の裏波溶接部に付着しているスラグに衝撃が与えられ、この結果、付着しているスラグが剥離する。剥離されたスラグの一部は、スパイクピグ１と共に移動するか、又は、鋼管２の底部に残留する。スパイクピグ１と共に移動したスラグは、ピグ回収部３２に捕集される。

スパイクピグ１の射出後、スパイクピグ１がピグ回収部３２に到着した場合にコンプレッサ３４による圧送が停止される。この場合、スラグ除去装置３のオペレータは、例えばスパイクピグ１がピグ回収部３２に到着しピグ回収部３２の内壁に衝突した衝突音が生じたときに、スパイクピグ１がピグ回収部３２に到着したと判定し、コンプレッサ３４の運転を停止させる。

スパイクピグ１がピグ回収部３２に到着した後、つまりスパイクピグ１の移動後、スパイクピグ１と同様にピグ４１が、一端面４１ａを鋼管２側に向けてピグ射出部３１に装填され、コンプレッサ３４が運転されて圧縮空気で射出される。ピグ４１は、ピグ４１の周面が常に鋼管２の内面に接触した状態で鋼管２内を白抜矢符方向に、つまり鋼管２の長手方向に、ピグ回収部３２まで移動する。この場合、ピグ４１は移動しつつ鋼管２内のスラグ、具体的には裏波溶接部から剥離されて鋼管２底部に残留していたスラグを一端面４１ａで白抜矢符方向に押し出して鋼管２内から除去する。鋼管２内から除去されたスラグは、ピグ回収部３２に捕集される。

ここで、スパイクピグ１が鋼管２内を移動した場合と、スパイクを備えない砲弾型のピグ、及びスパイク１０，１０，…の形状とは異なる一般的な形状のスパイクを備えるスパイクピグ（以下、一般的なスパイクピグという）が鋼管２内を移動した場合との違いについて述べる。

スパイクを備えない砲弾型のピグとしては、砲弾状のウレタン発泡体の表面にウレタン樹脂を塗布して耐磨耗性を向上させたピグ（以下、クリスクロスという）、砲弾状のウレタン発泡体の表面にワイヤブラシを貼ったワイヤピグ等が用いられている。パイプライン敷設完了後、ピグによる管内の清掃を行なう場合は、一般にクリスクロスが使用される。しかしながら、クリスクロスが鋼管２内を同一方向に１０回移動した場合でも、スラグの剥離量は付着しているスラグの量の５０％程度である。また、ワイヤピグが鋼管２内を移動した場合、スラグの剥離量は付着しているスラグの量の６０％程度である。

クリスクロス、ワイヤピグのようなピグは、ピグ周面が鋼管２内部を擦過するようにして移動する。しかしながら、スラグはガラス質であり、鋼管２内部に付着しているスラグの表面は一般に滑らかである。このため、ピグ周面をスラグに擦りつけるような作用ではスラグを剥離させることができないと考えられる。

図３（ｃ），（ｄ）は、他のスパイクの構成の例を示す斜視図である。一般的なスパイクピグとしては、図３（ｂ）に示すような角柱のスパイク１０１、図３（ｃ）に示すような円柱のスパイク１０２、円錐のスパイク、角錐のスパイク等を周面に備えるスパイクピグが用いられている。このようなスパイクピグが鋼管２内を移動した場合、スラグの剥離量は付着しているスラグの量の略１００％である。

鋼管２内部に付着しているスラグは、ハンマリングのような衝撃に対しては容易に剥離する。スパイクピグは、鋼管２内を移動中に、スパイクピグに備えられているスパイクが鋼管２の周溶接部内面側の裏波溶接部に衝突することによって裏波溶接部にハンマリングのような衝撃が与えられるため、スラグの剥離性能が高いと考えられる。

しかしながら、スパイク１０１、スパイク１０２、円錐のスパイク、角錐のスパイク等は、先端部に尖端状、直角状又は鋭角状の尖鋭部を有し、この尖鋭部が裏波溶接部に衝突する。このため、裏波溶接部が損傷し、又は、鋼管２内面に塗布してある塗料を剥離することがある。

スパイクピグ１が鋼管２内を移動した場合、一般的なスパイクピグと同様に、スパイク１０，１０，…の裏波溶接部に対する衝突によって裏波溶接部に付着しているスラグに衝撃が与えられるため、スラグの剥離量は、付着しているスラグの量の略１００％である。更に、テーパ面１０ａ、先端面１０ｂ、又はテーパ面１０ａと先端面１０ｂとの交差部が裏波溶接部に衝突し、尖鋭部は衝突しない。この結果、裏波溶接部が損傷すること、又は鋼管２内面に塗布してある塗料を剥離することが抑制される。

さて、スパイクピグ１によって剥離され鋼管２内に残留しているスラグを除去する場合、例えば、先端部が先細り形状であるクリスクロスに鋼管２を移動させることによって、残留スラグの約６０％がピグ回収部３２に排出される。このため、クリスクロスを用いる場合はクリスクロスに複数回鋼管２を移動させる必要がある。

一方、平面状の一端面４１ａを有する円柱状のピグ４１に鋼管２を移動させた場合、残留スラグの略１００％（９９．３％）がピグ回収部３２に排出される。ピグ４１はスパイクを備えず、ピグ４１周面と鋼管２内面との間の離間距離に空隙がない。また、一端面４１ａがスラグを直接的に鋼管２外へ押し出す。この場合、鋼管２内を移動するピグ４１の先頭側の形状が平面状であり、凸状ではないため、鋼管２外へ押し出すべきスラグが、一端面４１ａに沿ってピグ４１周面と鋼管２内面との間に入り込んでピグ４１の後方へ脱離することが抑制される。つまり、スパイクピグ１とピグ４１とを併用することによって、スラグの剥離性及び排出性が向上される。

以上の結果、本実施の形態のスラグ除去方法及びスパイクピグ１によれば、鋼管２の周溶接部内面側の裏波溶接部の裏波溶接部に付着したスラグを、裏波溶接部を損傷させることなく確実に剥離させ、鋼管２内のスラグを、確実に除去することができる。このため、鋼管２内のスラグが、パイプラインに接続された各種機器に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。

なお、スパイクピグ１が備えるスパイクの形状は、スパイク１０のように角柱の一部が切り落とされたような形状に限るものではない。図３（ｂ）は、スパイクピグ１が備える他のスパイクの構成の例を示す斜視図である。

スパイク１００は鋼製の円柱であり、一端部がピグ本体１１に埋設されることによってピグ本体１１の周面１１ａに略垂直に立設してある。各スパイク１００の他端部（以下、先端部という）は、ピグ本体１１の先頭部１２側がテーパ状である。具体的には、スパイク１００の先端部に、スパイク１００が立設してある周面１１ａに対して傾斜するテーパ面１００ａと、周面１１ａに対して略平行な先端面１００ｂとが、ピグ本体１１の軸方向に並置して形成してある。先端面１００ｂは、周面１１ａからの離隔距離が略一定の平坦面であり、テーパ面１００ａは、先端面１００ｂとの交差部を有し、交差部から先頭部１２側へスパイク１００の突出長が減少するように形成してある。つまり、スパイク１００の先端部は、円柱の端面と側面とが交差する交差部の一部を切り落としたような形状である。

スパイク１００，１００，…を備えるスパイクピグ１が鋼管２内を移動した場合、スパイク１０，１０，…を備えるスパイクピグ１と同様に、スパイク１００，１００，…の裏波溶接部に対する衝突によって裏波溶接部に付着しているスラグに衝撃が与えられるため、スラグの剥離量は、付着しているスラグの量の略１００％である。更に、テーパ面１００ａ、先端面１００ｂ、又はテーパ面１００ａと先端面１００ｂとの交差部が裏波溶接部に衝突し、尖鋭部は衝突しない。この結果、裏波溶接部が損傷すること、又は鋼管２内面に塗布してある塗料を剥離することが抑制される。

なお、スパイクピグ１が備えるスパイクの先端部の形状は、例えば略半球の凸状でも良い。この場合、裏波溶接部の損傷は更に抑制される。ただし、テーパ面１０，１００を有するスパイクを備えるスパイクピグは、四角柱又は円柱のスパイクを備える一般的なスパイクピグのスパイクの先端部を面取りすることによって容易に製造することができる。

また、スパイクピグ１を、高圧の液体で鋼管２２内へ射出する場合、スパイクピグ１は、先頭部１２及び後尾部１３を除くピグ本体１１及びスパイク１０，１０，…のみで構成されても良い。このとき、ピグ本体１１の先頭側を先細りの凸状となし、ピグ本体１１を砲弾型とすることが好ましい。

実施の形態 ２．
図４（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るスラグ除去方法を実行するためのピグ４２の構成を示す斜視図である。

実施の形態１においては、スラグ除去装置３を用いてスパイクピグ１に鋼管２内を移動させた後、つまりスパイクピグ１を用いてスラグを剥離させた後、スラグ除去装置３を用いて、円柱状のピグ４１に鋼管２内を移動させることによって、鋼管２内のスラグを除去していた。本実施の形態においては、スパイクピグ１を用いてスラグを剥離させた後、又は、鋼管２をハンマーで打撃するような従来のスラグ剥離方法の実行後、スラグ除去装置３を用いて、円柱状のピグ４２に鋼管２内を移動させることによって、鋼管２内のスラグを除去する。その他、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

ピグ４２は、鋼管２の内径に略等しい外径を有する円柱状の柔軟な発泡ウレタン樹脂体であり、少なくとも一端面４２ａが凹面状である。なお、他端面は凹面状でなくても良いが、鋼管２内への射出時に、ピグ４２は凹面状の端面を先頭に射出されるため、両方の端面が凹面状であることが好ましい。

以上のようなピグ４２は、ピグ４１と同様に、一端面４２ａを鋼管２側に向けてピグ射出部３１に装填され、コンプレッサ３４によって圧縮空気で鋼管２内へ射出される。ピグ４２は、ピグ４２の周面が常に鋼管２の内面に接触した状態で鋼管２内を白抜矢符方向に、つまり鋼管２の長手方向に、ピグ回収部３２まで移動する。この場合、ピグ４２は移動しつつ鋼管２内のスラグを一端面４２ａで白抜矢符方向に押し出して鋼管２内から除去する。ピグ４２が鋼管２を移動した場合、ピグ４１が鋼管２を移動した場合と同様に、残留スラグの略１００％がピグ回収部３２に捕集される。

以上の結果、本実施の形態のスラグ除去方法によれば、裏波溶接部に付着したスラグを剥離させる手段によらず、鋼管２内のスラグを、確実に除去することができる。このため、鋼管２内のスラグが、パイプラインに接続された各種機器に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係るスラグ除去方法を実行するためのスラグ除去装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係るスパイクピグの構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るスパイクピグが備えるスパイクの構成、及び他のスパイクの構成の例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１，２に係るスラグ除去方法を実行するためのピグの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ スパイクピグ（ピグ）
１０，１００，１０１，１０２ スパイク
１０ａ，１００ａ テーパ面（テーパ状の面）
１０ｂ，１００ｂ 先端面
１１ ピグ本体
２ 鋼管（管）
４１，４２ ピグ
４１ａ，４２ａ 一端面

Claims (5)

1. 管の周溶接部の内面側のスラグを除去するスラグ除去方法において、
   スパイクを突設してあるスパイクピグを、前記管の内部で前記管の長手方向に移動させることによって、前記周溶接部の裏波溶接部に前記スパイクを衝突させることを特徴とするスラグ除去方法。
2. 前記スパイクピグは、柱状のピグ本体を備え、
   前記スパイクは、前記ピグ本体の側面に立設された柱状体であり、
   前記スパイクの先端部は、前記ピグ本体の一端側がテーパ状であり、
   前記スパイクピグを、前記一端側を先頭にして、前記管の内部で前記管の長手方向に移動させることによって、前記周溶接部の裏波溶接部に、前記先端部の先端面、テーパ状の面、又は該面と前記先端面との交差部を衝突させることを特徴とする請求項１に記載のスラグ除去方法。
3. 前記スパイクピグの移動後、
   前記管の内面形状に応じた側面形状を有し、一端面が非凸状である柱状のピグを、前記一端面を先頭にして、前記管の内部で前記管の長手方向に移動させることによって、移動する前記一端面を用いて前記管の内部のスラグを前記管の外部へ押し出すことを特徴とする請求項１又は２に記載のスラグ除去方法。
4. 管の内部のスラグを除去するスラグ除去方法において、
   前記管の内面形状に応じた側面形状を有し、一端面が非凸状である柱状のピグを、前記一端面を先頭にして、前記管の内部で前記管の長手方向に移動させることによって、移動する前記一端面を用いて前記管の内部のスラグを前記管の外部へ押し出すことを特徴とするスラグ除去方法。
5. 管の内部のスラグを剥離させて除去するためのピグであって、
   柱状のピグ本体と、該ピグ本体の側面に立設された柱状のスパイクとを備え、
   該スパイクの先端部は、前記ピグ本体の一端側がテーパ状であることを特徴とするピグ。

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