JP2008184632A - 結束された鋼管の内面堆積物清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 結束された鋼管内面堆積物清掃装置を用いて自動的に高率良く結束単位で鋼管内面の堆積物を除去することを可能とした結束された鋼管の内面堆積物清掃装置を提供する。
【解決手段】 結束された鋼管の内面の堆積物の清掃装置であって、結束された鋼管を自動搬送機によって鋼管の内面堆積物清掃装置に搬送し、該内面堆積物清掃装置内に設置した水またはエアーと水を噴出させ、鋼管内面の堆積物を除去した後連続して酸洗することを特徴とする結束鋼管の内面堆積物自動清掃装置。
【選択図】 図４

Description

本発明は、結束された鋼管の内面堆積物自動清掃装置に関するものである。

従来、鋼管の酸洗前の鋼管内面のスケール等の堆積物を除去するには、鋼管を１本毎に人がエアーブローしている。これを束単位で自動エアーブローし、全ての鋼管内面の堆積物を除去することができれば、結束された鋼管を解束してエアーブローし、その後再結束するという人手作業を省略することができることから、鋼管の酸洗工程での自動化が求められて来た。

近年、結束された状態での鋼管を一度に鋼管内面のスケール等の堆積物を除去した後、酸洗を行うための自動化が進められて来た。例えば特開２００２−２６３５９８号公報（特許文献１）に開示されているように、鋼管内面から確実に防錆油等の汚染物を分離除去する鋼管の洗浄方法であって、束ねた鋼管を洗浄槽の洗浄液中に水平方向に対して角度を設けるように浸漬して静置する工程と洗浄槽の洗浄液中に浸漬中の鋼管の高位側の管端部に近い洗浄液面から浮遊汚染物を除去する工程と洗浄槽の洗浄液中より、鋼管を高位側の管端部から引き上げる工程からなる鋼管の洗浄方法が提案されいる。

また、特開平３−１７７５９０号公報（特許文献２）に開示されているように、長手方向に整合された複数本の管を酸洗槽内の酸液中に浸漬し、夫々の管を軸心回りに回動又は揺動せしめ、相互に擦り合わせつつ行う管の洗浄方法で、酸洗槽内の内部に、管の両端部外側及び／又は内側に臨ませて超音波振動子を配置し、回動又は揺動中の管に超音波を照射する管の酸洗方法が提案されている。

さらには、特開平６−７５０７４号公報（特許文献３）に開示されているように、被処理管の内部に酸液を流通させる溶解方式の内径制御において、複数本の被処理管の管内に酸液、ガスおよび洗浄水を独立に圧送し、かつ圧送のタイミングを独立に制御する。また、排出側の管端部を受槽に差し込み、酸液および洗浄水を回収する。酸流の圧送が終わった被処理管から順にガスパージする管内径制御装置が提案されている。
特開２００２−２６３５９８号公報 特開平３−１７７５９０号公報 特開平６−７５０７４号公報

上述した特許文献１は、結束された鋼管を洗浄槽の洗浄液中に水平方向に対して角度を設けるように浸漬して静置し、浸漬中の鋼管の高位側の管端部から洗浄液で防錆油等の汚染物を分離除去する鋼管内面の洗浄方法であるが、洗浄効果は十分でなく、かつそのための水圧液またはエアーと水圧液によって管内面を洗浄する方法は開示されていない。また、特許文献２は、複数本の管を酸洗槽内の酸液中に浸漬し、超音波振動子により回動又は揺動を与えて管を酸洗する方法であり、酸洗による洗浄効果を高めるものであって、酸洗前の鋼管内面の堆積物を除去する方法ではない。

さらに、特許文献３は、複数本の被処理管の管内に酸液、ガスおよび洗浄水を独立に圧送する点は開示されているが、この発明は、ＢＷＲ（Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ）型原子炉（沸騰水型発電炉）の燃料被覆管のような極めて高い内径精度が要求される管の内径を酸洗を用いた内面溶解により目標内径に仕上げる管内径制御装置であって、被処理管の複数本をそれぞれの酸液、ガスおよび洗浄水を独立により洗浄するものであって、多数の結束された管を同時に行うものでないことから、生産性が悪いと言う問題があり、また、特許文献２と同様に酸洗による洗浄効果を高めるものであって、酸洗前の鋼管内面の堆積物を除去する方法ではない。

上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、結束された鋼管内面堆積物清掃装置を用いて自動的に高率良く結束単位で鋼管内面の堆積物を除去することを可能とした結束された鋼管の内面堆積物清掃装置を提供するものである。
その発明の要旨とするところは、
（１）結束された鋼管の内面の堆積物の清掃装置であって、結束された鋼管を自動搬送機によって鋼管の内面堆積物清掃装置に搬送し、該内面堆積物清掃装置内に設置した水またはエアーと水を噴出させ、鋼管内面の堆積物を除去した後連続して酸洗することを特徴とする結束鋼管の内面堆積物自動清掃装置。

（２）前記（１）に記載の内面堆積物清掃装置内に設置した水圧力を０．２〜３．０ＭＰａとしたことを特徴とする結束鋼管の内面堆積物自動清掃装置。
（３）前記（１）に記載の内面堆積物清掃装置内に設置したエアー圧を０．２〜２．０ＭＰａとしたことを特徴とする結束鋼管の内面堆積物自動清掃装置にある。

以上述べたように、本発明による結束鋼管の内面堆積物自動清掃装置により、酸洗する前に管の内面にムラなく、かつ自動洗浄が可能になることにより、人による結束鋼管を解束、水シャワー、エアーブローおよび再結束する作業を省略することが可能となり、工場内の省略化を飛躍的に推進するものである。

以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係るエアーノズルの部分を示す断面図である。図１（ａ）はエアーノズル部分の断面図であり、図１（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。この図１に示すように、エアー配管フレーム１に連結されたエアー配管２にエアーノズル３が配設されている。このエアーノズル３はエアー配管２に、例えば６６個設けられ、エアー配管２の内部にエアーが供給され、エアーノズル３から圧縮空気が噴出される。このエアーノズルは流体（圧縮空気）の直線性が優れたノズルを用いる。

図２は、本発明に係る水噴出ノズルの部分を示す断面図である。図２（ａ）は水噴出ノズル部分の断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。この図２に示すように、水配管フレーム４に連結された水配管５に水噴出ノズル６が配設されている。この水噴出ノズル６は水配管５に、例えば３６個設けられ、水配管５の内部に水が供給され、水噴出ノズル６から圧力水が噴出される。この水噴出ノズルは扇型ノズルを用いる。この扇型ノズルを用いた理由は、もし直進性の高いノズルであると鋼管断面を通して鋼管の内面全体をカバーすることができず、これを扇型ノズルにすれば多少の鋼管束サイズの違いがあっても確実に束全面にシャワーすることができることから扇型ノズルとした。

上記エアーの供給源は工場内エアーを０．２〜２．０ＭＰａの範囲内に調整したものを用いる。しかし、０．２ＭＰａ未満では管内の堆積物を完全に排出するには不十分であり、また、２．０を超える圧力は堆積物を完全に排出するに必要な効果が飽和することから、それ以上の圧力を高める必要はなく、むしろ圧力を高めるための設備的なコスト高となることから、その範囲を０．２〜２．０ＭＰａとした。また、水の供給源は特設ポンプを設け、水圧を一定にしている。しかし、０．２ＭＰａ未満では管内の堆積物を完全に排出するには不十分であり、３．０を超える水圧は必要なく堆積物を完全に排出することが可能であることから、その範囲を０．２〜３．０ＭＰａとした。

図３は、本発明に係る水噴出ノズル部分またはエアーノズルと水噴出ノズル部分からの噴出状態を示す断面図である。図３（ａ）はエアーノズル部分からの噴出状態を示す断面図であり、図３（ｂ）は水噴出ノズル部分からの噴出状態を示す断面図である。この図３に示すように、エアーノズルの場合には、エアー配管フレーム１に連結されたエアー配管２に各エアーノズル３が配設されている。このエアーノズル３から圧縮空気７が噴出される。このエアーノズルは流体（圧縮空気）の直線性が優れたノズルを用いる。その結果、結束された鋼管に作用する領域８の範囲内で洗浄が行われる。

また、水噴出ノズルの場合には、水配管フレーム４に連結された水配管５に水噴出ノズル６が配設され、この水噴出ノズル６は水配管５の内部に水が供給され、水噴出ノズル６から圧力水が噴出される。この水噴出ノズル６は扇型ノズルを用いる。その結果、水噴出ノズル６からある広がり噴出角度９を持って噴出され、結束された鋼管に作用する領域８の範囲内で洗浄が行われる。

図４は、本発明に係る水噴出ノズルまたはエアーノズルと水噴出ノズルを内面堆積物自動清掃装置内に一体に配設した断面図である。図４（ａ）はエアーノズルおよび水噴出ノズルの部分の側面図であり、図４（ｂ）はエアーノズルおよび水噴出ノズルの全体上面断面図である。この図４に示すように、内面堆積物自動清掃装置１２内にゴムホース１１を介してエアーノズル３およびサクション用ホース１０を介して水噴出ノズル６を配設し、それぞれのエアーノズルおよび水噴出ノズルから噴出する。このエアーノズル３および水噴出ノズル６は内面堆積物自動清掃装置１２内の鋼管等の長尺被洗浄物の一方の端部に設けられ、他の端部から管内の堆積物は排出されるように設けられている。

図５は、酸洗槽の概略断面図である。図５（ａ）は酸洗槽の断面を示す側面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。この図５に示すように、１３は酸洗槽であり、酸洗液１４が満たされている。１５は鋼管１６等の長尺被洗浄物群Ａの各端部に対する受台であり、長尺被洗浄物群Ａが酸洗槽内底面１７との間に間隔をおいて支承されている。１８は酸洗槽１３内の両端面に設けた受板である。

上述したように、結束された鋼管を内面堆積物自動清掃装置１２内に入れ、酸洗前の鋼管内面のスケール等の堆積物を自動的に水噴出ノズルまたはエアーノズルと水噴出ノズルから噴出されるエアーおよび圧水によって、結束された状態の鋼管内面の堆積物を除去する。この場合に結束された鋼管の断面を通して鋼管の内面に均一に水シャワーまたはエアーと水シャワーを行ない結束された鋼管を解束する必要なく鋼管内面の堆積物を除去することを可能としたものである。

ここで、水噴出ノズルまたはエアーノズルと水噴出ノズルから噴出されるエアーおよび圧水によると定めたのは、エアーノズルと水噴出ノズルの両者を用いることなく、水噴出ノズルのみを単独で使用した場合でも結束された状態の鋼管内面の堆積物を除去するに十分な目的を達成することが出来る。さらに、エアーノズルと併用すればエアーの効果がプラスされてより効果の高い除去効果が得られる。ただし、エアーノズル単独では十分な効果が得られないことから、水噴出ノズルを必須の条件としたものである。

このように結束された状態での鋼管の内面でのスケール等の堆積物を自動的に除去した後、引続き連続的に図５に示すような酸洗槽に搬送し、この浸漬式酸洗槽内に結束された鋼管をクレーン等に連結されたワイヤにて酸洗槽内の酸洗液に浸漬して水噴出ノズルまたはエアーノズルと水噴出ノズルで除去できないスケールや防錆油等の汚染物を分離除去し、再びクレーン等に連結されたワイヤにて酸洗槽内から引き上げるものである。

以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
(実施例１）
図１および図２に示すように、エアーノズル６６個、水噴射ノズル３６個を有する配管製フレームを設け、その配管の内部に、水もしくはエアーをそれぞれ供給し、結束された鋼管に水シャワーおよびエアーシャワーを行う。この場合、エアーノズルは直線性の優れたノズルを選定し、エアーの供給源は工場内エアーをエアータンク（容量１．２ｍ² ）を設置し、上記エアーノズル６６個の使用量は０．４Ｎｍ³ ／ｍｉｎを用い、０．４ＭＰａなる圧縮空気をもって、ジェット噴射を行う。また、水噴射ノズルは扇型ノズルを選定し、水供給源は特設ポンプによって０．２ＭＰａなる圧力にて供給した。その結果、結束された鋼管に水シャワーおよびエアーシャワーによって鋼管に体積物が後の酸洗でのトータル酸液使用量が３０％削減できた。

（実施例２）
実施例１と同様に、水噴射ノズル４０個を有する配管の内部に、水を供給し、結束された鋼管に水シャワーを行う。この場合の水圧は３．０ＭＰａにて供給した。その結果、結束された鋼管に水シャワーの単独シャワーによって鋼管に体積物が後の酸洗でのトータル酸液使用量が２０％削減できた。

なお、上記鋼管内の体積物の除去状態の良否の判定基準としては、鋼管内の体積物を除去した後酸洗を行う場合の酸液の汚れ具合によって判断し、鋼管内の堆積物の除去が悪い場合は酸洗後の廃液において酸が劣化し、この廃液を再使用する場合でのトータルの酸液使用量の削減率によって良否を決定した。そこで一般には、鋼管内の堆積物が除去されることによりトータルの酸液使用量は、ほぼ２割程度削減することが出来る。これを基準として堆積物の除去の良否を判断したものである。

上述のように、結束された状態での鋼管の内面でのスケール等の堆積物を自動的に除去可能とし、人が結束された鋼管を解束する必要なく、水シャワーないし水シャワーと同時にエアーブローによって、結束された状態で酸洗する前の管の内面を均一にムラなく自動洗浄が可能になった。その結果、工場内の省略化を飛躍的に推進することが可能となると共に酸液のコスト削減を図ることが出来る等極めて優れた効果を奏するものである。

本発明に係るエアーノズルの部分を示す断面図である。 本発明に係る水噴出ノズルの部分を示す断面図である。 本発明に係る水噴出ノズル部分またはエアーノズルと水噴出ノズル部分からの噴出状態を示す断面図である。 本発明に係る水噴出ノズルまたはエアーノズルと水噴出ノズルを内面堆積物自動清掃装置内に一体に配設した断面図である。 酸洗槽の概略断面図である。

符号の説明

１ エアー配管フレーム
２ エアー配管
３ エアーノズル
４ 水配管フレーム
５ 水配管
６ 水噴出ノズル
７ 圧縮空気
８ 鋼管に作用する領域
９ 広がり噴出角度
１０ サクション用ホース
１１ ゴムホース
１２ 内面堆積物自動清掃装置
１３ 酸洗槽
１４ 酸洗液
１５ 受台
１６ 鋼管
１７ 酸洗槽内底面
１８ 受板
Ａ 長尺被洗浄物群Ａ


特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊

Claims (3)

1. 結束された鋼管の内面の堆積物の清掃装置であって、結束された鋼管を自動搬送機によって鋼管の内面堆積物清掃装置に搬送し、該内面堆積物清掃装置内に設置した水またはエアーと水を噴出させ、鋼管内面の堆積物を除去した後連続して酸洗することを特徴とする結束鋼管の内面堆積物自動清掃装置。
2. 請求項１に記載の内面堆積物清掃装置内に設置した水圧力を０．２〜３．０ＭＰａとしたことを特徴とする結束鋼管の内面堆積物自動清掃装置。
3. 請求項１に記載の内面堆積物自動清掃装置内に設置したエアー圧を０．２〜２．０ＭＰａとしたことを特徴とする結束鋼管の内面堆積物自動清掃装置。

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