JP2007211888A - 配管の取替え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既設配管と新しく取替える取替配管との開先ルートギャップが狭くできる配管の取替え方法を提供する。
【解決手段】既設配管の途中の取替配管部分3を切除して、第１既設配管1と第２既設配管2を残し、取替える配管の形状を模擬したダミー管7を第１既設配管1と第２既設配管2の間に配置して隙間量8，9を測定し、ダミー管7の寸法原図11でダミー管7の寸法を取替配管10に写し、ダミー管7の寸法と隙間量8，9に基いて取替配管10の開先加工を行い、その取替配管10を第１既設配管1と第２既設配管2の間に配置して開先溶接を行なうことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば原子力機器等における配管の取替え方法に係り、特に既設配管と新しく取替える取替配管との開先ルートギャップが狭くできる配管の取替え方法に関するものである。

既設配管及び取替配管が自由に任意の方向へ動かせる場合は、例えば図１１に示すように開先の状態に応じて配管を動かして、開先ルートギャップ寸法を調整していた。図中の１は垂直方向に配置されている既設配管、２は水平方向に配置されている既設配管、３は既設配管の取替える部分、１０は新しく取替えるＬ字形配管からなる取替配管である。

また既設配管が固定されて自由に動かせない場合は、例えば図１２に示すように、開先ルートギャップが０．５ｍｍを超える個所には２つの開先ルート部２３，２３の間に溶接用インサートリング１６を介在して、このインサートリング１６を手動溶接で溶かすことにより、開先ルート部のギャップを埋める方法が採用されていた。

なお、接続配管の寸法決め方法に関しては、例えば下記のような特許文献を挙げることができる。

特公平６−２９７２４号公報

しかし従来技術では、既設配管が固定され、かつ、インサートリングが使用できない自動ＴＩＧ溶接の条件下での開先ルートギャップ寸法を調整に対する開先加工寸法精度の改善について配慮がされておらず、溶接方法（開先形状を含む）が手溶接となり、そのために作業効率が悪いという欠点を有していた。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、既設配管と新しく取替える取替配管との開先ルートギャップが狭くできる配管の取替え方法を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、既設配管の途中の取替える配管部分を切除して、その切除により第１既設配管と第２既設配管を残す工程と、
前記取替える配管の形状を模擬して製作したダミー管を前記第１既設配管と第２既設配管の間に配置して、前記ダミー管と既設配管との隙間量を測定する工程と、
前記ダミー管の寸法原図を使用して、そのダミー管の寸法を新しく取替える取替配管に写しとる工程と、
前記ダミー管の寸法と前記測定された隙間量に基いて前記取替配管の開先加工を行なう工程と、
その開先加工を行なった取替配管を前記第１既設配管と第２既設配管の間に配置して、取替配管と第１既設配管ならびに第２既設配管の間を開先溶接する工程とを含むことを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記取替える既設配管の形状ならびに新しく取替える取替配管の形状が曲管であることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記第１既設配管ならびに第２既設配管に配管合せガイド治具をそれぞれ装着して、その配管合せガイド治具により前記ダミー管を前記取替配管を第１既設配管ならびに第２既設配管に取り付けて、そのダミー管と前記既設配管との隙間量を測定し、しかる後、その既設配管に装着した配管合せガイド治具により前記取替配管を第１既設配管ならびに第２既設配管に取り付けて開先合せを行なうことを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は前記第１または第３の手段において、前記第１既設配管ならびに第２既設配管の切断面に開先加工部をそれぞれ形成して、その開先加工部を基準にして前記ダミー管との隙間量を測定することを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記第１ないし第４の手段において、前記第１既設配管ならびに第２既設配管と取替配管の間の開先ルートギャップが０．５ｍｍ以下であり、前記開先溶接をＴＩＧ溶接で行なうことを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、既設配管と新しく取替える取替配管との開先ルートギャップが狭くでき、そのためにＴＩＧ溶接による既設配管と取替配管との開先溶接が可能となり、作業効率の向上が図れる。

次に本発明の実施形態を図と共に説明する。図１は実施形態に係る配管の取替え方法を説明するための工程図、図２はその配管の取替え方法のフローチャートである。

本実施形態は、例えば原子力機器などに付設されている配管の取替え方法を例にとって説明する。原子力機器に付設されている既設配管には図１（ａ）に示すように、垂直方向に垂下してＬ字形に曲がり、その先が水平方向に延びた配管などが多数あり、本例は垂直方向に延びている配管１と水平方向に延びている配管２とをＬ字形の配管３で接続しており、そのＬ字形の配管３を取替える例を示している。

図１（ａ）ならびに図２のＳ１に示すように、前記Ｌ字形の既設配管３の切断位置Ｘ，Ｙを罫書きし、その罫書き線に沿って切断して既設配管３を取り除く（図２：Ｓ２）。この切除により直管状の既設配管１と既設配管２が離れた状態で残り、この既設配管１及び２は固定されており、自由に動かすことはできない。

そしてこの既設配管１及び２の切断面を水平方向ならびに垂直方向に開先加工を行なう（図２：Ｓ３）。図１（ｂ）の符合４は既設配管１の水平方向の開先加工部、符合５は既設配管２の垂直方向の開先加工部である。

次に前記開先加工部４の近傍外周部に配管合わせ用ガイド６を既設配管１の管軸に沿って垂直方向に取り付け、前記開先加工部５の近傍外周部に配管合せガイド治具６を既設配管２の管軸に沿って水平方向に取り付ける。

図３ないし図６は配管合せガイド治具６を説明するための図で、図３は配管合せガイド治具６の平面図、図４は配管合せガイド治具６の側面図、図５は図３のＡ−Ａ’視図、図６は図３のＢ−Ｂ’視図である。

配管合せガイド治具６は、中間部に蝶番１７を設けた半割り状のバンドリング１８を有し、バンドリング１８はボルト１９とナット２０によって既設配管１及び２の外周部に固定される（図５参照）。

バンドリング１８の周方向の３個所から同じ方向に向けてアーム２１が延びており、そのアーム２１の先端部にナット２２が固定され、そのナット２２にバンドリング１８の内側に向けてボルト２３が螺挿されている（図４、図５参照）。図３に示す３本のボルト２３ａ〜２３ｃのうち互いに対向するボルト２３ａとボルト２３ｃは締め付け用に、ボルト２３ａとボルト２３ｃの中間位置にあるボルト２３ｂは位置調整用となっている。

寸法測定用として取替えるべき配管形状を模擬して製作したダミー管であるテンプレート管７（本実施例ではＬ字形曲り管）を準備し（図２：Ｓ４）、これを図１（ｃ）に示すように既設配管１と既設配管２の間に配置して、前記配管合せガイド治具６を用いて既設配管１と既設配管２の間に固定する。

テンプレート管７は、例えばリフタ―付き台車で既設配管１と既設配管２の間に運び込まれる。そしてテンプレート管７の上端部を既設配管１に取り付けている配管合せガイド治具６の３本のアーム２１の間に挿入して、各アーム２１に螺挿されているボルト２３ａ〜２３ｃを調整しながら締め付けて、既設配管１の下端部とテンプレート管７の上端部との位置合わせと固定を行なう。次にテンプレート管７の左端部を既設配管２に取り付けている配管合せガイド治具６の３本のアーム２１の間に挿入して、各アーム２１に螺挿されているボルト２３ａ〜２３ｃを調整しながら締め付けて、既設配管２の右端部とテンプレート管７の左端部との位置合わせと固定を行なう。

そして図１（ｃ）に示すように、既設配管１の開先加工部４とテンプレート管７の上端開口部との垂直方向の隙間量８、ならびに既設配管２の開先加工部５とテンプレート管７の左端開口部との水平方向の隙間量９をノギスやピンゲージなどを用いて０．０１ｍｍ単位で正確に測定する（図２：Ｓ５）。この隙間量８，９は、既設配管１，２の開先加工部４，５を基準にして、管開口部の円周４点（９０°等間隔）で測定する。このように配管合せガイド治具６とテンプレート管７を用いることにより、既設配管１と既設配管２の垂直方向と水平方向の位置関係（長さ、傾きなど）を正確に測定することができる。

次に図１（ｄ）に示すように、テンプレート管７の長さが写し取ってある寸法原図１１を準備し、その上に新しく取替える配管（取替配管）１０を載せて合わせる。このとき取替配管１０と寸法原図１１とを合わせるための基準は、取替配管１０の直管部の外表面とする。取替配管１０と寸法原図１１とを合わせた後、その寸法原図１１を基にしてテンプレート管７の長さを取替配管１０へ罫書き作業で写しとる（図２：Ｓ６）。

取替配管１０の開先加工仕上がり寸法は、［テンプレート管７の長さ］＋［テンプレート管７と既設配管１の隙間量８］＋［テンプレート管７と既設配管２の隙間量９］である。この隙間量８，９の測定データに基いて、取替配管１０の開先加工を行なう（図２：Ｓ７）。

この開先加工は図１（ｅ）に示すように、取替配管１０の直管部の外表面を基準として、開先加工機（ＮＣ機械）１４上へ取替配管１０の一方の開先加工部１２または他方の開先加工部１３をセットして、芯出し作業を行なう。

次に前記テンプレート管７と既設配管１，２の隙間量８，９の測定データの円周４点のうち３点を通る円の軌道上で開先加工を行なう。このように３点を通る円の軌道上で開先加工を行なえば、開先加工面が平面になるという特長を有している。開先加工時の芯出し基準点は、テンプレート管７の長さの写しとり作業の基準点と同一にする。このようにすることにより、開先加工の精度を高めることができる。取替配管１０の開先加工仕上がり長さは、［テンプレート管７の長さ］＋［テンプレート管７と既設配管１の隙間量８］＋［テンプレート管７と既設配管２の隙間量９］となる。

開先加工後、図１（ｆ）に示すように配管合せガイド治具６を使用して、取替配管１０と既設配管１，２との開先合わせを行ない、既設配管１の開先加工部４と取替配管１０の開先加工部１２が合わされ、既設配管２の開先加工部５と取替配管１０の開先加工部１３が合わされる。開先合わせは、取替配管１０の外周面基準（円周４点、９０°等間隔）で行なう（図２：Ｓ８）。この方法により開先加工の寸法精度が高められ、自動ＴＩＧ溶接時に要求される開先ルートギャップ０．５ｍｍ以下を満足することができる。

図７は、既設配管１の開先加工部４と取替配管１０の開先加工部１２、ならびに既設配管２の開先加工部５と取替配管１０の開先加工部１３との開先ルートギャップ１５を示す拡大断面図である。本発明によればこの開先ルートギャップ１５を、自動ＴＩＧ溶接で要求される０．５ｍｍ以下にすることが可能である。

図８ないし図１０は、本発明の実施形態に基いて開先合わせを行なったときの開先ルートギャップ１５の測定例を示す図であり、図８は既設配管１，２と取替配管１０の開先合わせを行なった状態を示す側面図、図９は図８Ａ−Ａ′線上での開先ルートギャップの測定値を示す図、図１０は図８Ｂ−Ｂ′線上での開先ルートギャップの測定値を示す図である。測定点は、図９ならびに図１０に示すように円周方向の４点である。なお図８では開先ルートギャップ１５の最大を明確に示すため、ギャップの大きさを実際のものよりも誇張して示している。

この測定例の場合、既設配管１と取替配管１０の間の開先ルートギャップは０ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲で、最大でも０．３０ｍｍである。一方、既設配管２と取替配管１０の間の開先ルートギャップは０ｍｍ〜０．３４ｍｍの範囲で、最大でも０．３４ｍｍであり、両方とも最大値は０．５ｍｍ以下である。従って、既設配管１，２と取替配管１０との間の開先溶接２４（図５参照）にＴＩＧ溶接の適用が可能となる。

このようにして既設配管１，２と取替配管１０との開先合わせを行なった後、配管合せガイド治具６を外して、ＴＩＧ溶接による既設配管１，２と取替配管１０との開先溶接２４を行ない（図５参照）、配管の取替え作業を終了する。

本発明では寸法測定用として取替配管の形状を模擬して製作したダミー管（テンプレート管）が必要となるが、最近の配管加工はＮＣ加工機などで行なっており、同じ形状のものを複数製作することは容易に行なえる。なお、大径管の曲管では多少曲げ精度が下がるが、その場合でも本発明によれば既設配管が基準面となり、配管合せガイド治具のガイド機能により前記既設配管の基準面に対して挿入する側の間の面を合わせているので、ダミー管（テンプレート管）と実際に取替える配管の曲げ精度に多少の差があっても問題なく設定可能である。

本実施形態では取替配管の形状がＬ字形曲り配管の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、どのような形状の曲管でも直管でも適用可能である。

本実施形態では原子力機器に付設する配管の取替えについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば火力発電所用ボイラ装置など他の機器等に付設する配管の取替えにも適用可能である。

本発明の実施形態に係る配管の取替え方法を説明するための工程図である。 その配管の取替え方法のフローチャートである。 本発明の実施形態で使用される配管合せガイド治具の平面図である。 その配管合せガイド治具の側面図である。 図３のＡ−Ａ’視図である。 図３のＢ−Ｂ’視図である。 本発明の実施形態での既設配管の開先加工部と取替配管の開先加工部との開先ルートギャップを示す拡大断面図である。 本発明の実施形態に基いて既設配管と取替配管の開先合わせを行なった状態を示す側面図である。 図８Ａ−Ａ′線上での開先ルートギャップの測定値例を示す図である。 図８Ｂ−Ｂ′線上での開先ルートギャップの測定値例を示す図である。 従来の開先の状態に応じて配管を動かして開先ルートギャップ寸法を調整する状態を示す図である。 従来の開先ルート部の間に溶接用インサートリングを介在した状態を示す拡大断面図である。

符号の説明

１：既設配管、２：既設配管、３：既設配管の取替える部分、４：既設配管の開先加工部、５：既設配管の開先加工部、６：配管合せガイド治具、７：テンプレート管、８：既設配管とテンプレート管の隙間量、９：既設配管とテンプレート管の隙間量、１０：取替配管、１１：テンプレート管の寸法原図、１２：取替配管の開先加工部、１３：取替配管の開先加工部、１４：開先加工機、１５：開先ルートギャップ、１７：蝶番、１８：バンドリング、１９：ボルト、２０：ナット、２１：アーム、２２：ナット、２４：開先溶接、Ｘ：切断位置、Ｙ：切断位置。

Claims (5)

1. 既設配管の途中の取替える配管部分を切除して、その切除により第１既設配管と第２既設配管を残す工程と、
   前記取替える配管の形状を模擬して製作したダミー管を前記第１既設配管と第２既設配管の間に配置して、前記ダミー管と既設配管との隙間量を測定する工程と、
   前記ダミー管の寸法原図を使用して、そのダミー管の寸法を新しく取替える取替配管に写しとる工程と、
   前記ダミー管の寸法と前記測定された隙間量に基いて前記取替配管の開先加工を行なう工程と、
   その開先加工を行なった取替配管を前記第１既設配管と第２既設配管の間に配置して、取替配管と第１既設配管ならびに第２既設配管の間を開先溶接する工程とを含むことを特徴とする配管の取替え方法。
2. 請求項１記載の配管の取替え方法において、前記取替える既設配管の形状ならびに新しく取替える取替配管の形状が曲管であることを特徴とする配管の取替え方法。
3. 請求項１記載の配管の取替え方法において、前記第１既設配管ならびに第２既設配管に配管合せガイド治具をそれぞれ装着して、その配管合せガイド治具により前記ダミー管を前記取替配管を第１既設配管ならびに第２既設配管に取り付けて、そのダミー管と前記既設配管との隙間量を測定し、しかる後、その既設配管に装着した配管合せガイド治具により前記取替配管を第１既設配管ならびに第２既設配管に取り付けて開先合せを行なうことを特徴とする配管の取替え方法。
4. 請求項１または３記載の配管の取替え方法において、前記第１既設配管ならびに第２既設配管の切断面に開先加工部をそれぞれ形成して、その開先加工部を基準にして前記ダミー管との隙間量を測定することを特徴とする配管の取替え方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載の配管の取替え方法において、前記第１既設配管ならびに第２既設配管と取替配管の間の開先ルートギャップが０．５ｍｍ以下であり、前記開先溶接をＴＩＧ溶接で行なうことを特徴とする配管の取替え方法。

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