JP2008200736A - Uベンド管のマーキング方法およびオンライン精整処理設備 - Google Patents

Uベンド管のマーキング方法およびオンライン精整処理設備 Download PDF

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Abstract

【課題】Uベンド管の納入時のみでなく、使用時等においても、その製造履歴を把握でき、確実な品質管理を可能にするマーキング方法、およびそのマーキング方法を実施することができる工程を設けたUベンド管のオンライン精整処理設備を提供する。
【解決手段】曲げ加工に供される個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報をトラッキング処理装置1に入力し、精整ラインの曲げ加工後で管端切断工程より前に設けたマーキング工程で、自動マーキング装置2によりUベンド管5の所定位置に前記情報をマーキングする。本発明のオンライン精整処理設備は、曲げ加工後で管端切断工程より前にこの方法を実施できる工程を備えている。
【選択図】図2

Description

本発明は、化学用、原子力発電用等の熱交換器などに使用されるUベンド管のマーキング方法、およびそのマーキング方法を実施することができる工程を設けたUベンド管のオンライン精整処理設備に関する。
化学用、原子力発電用等の熱交換器などに使用されるUベンド管は、継目無鋼管あるいは溶接鋼管等を曲げ加工した後、湾曲部を熱処理し、続いて空圧および水圧による耐圧試験、管の曲り修正、管端切断、管端面取りおよび検査・クリーニングを行なった後、梱包して出荷される。
特許文献1には、この曲げ加工、熱処理、耐圧試験、曲り修正、管端切断、面取りおよび検査・クリーニングの精整処理工程をオンラインで行う高能率なUベンド管の精整処理設備が開示されている。
また、特に原子力発電用の蒸気発生管として用いられるUベンド管は、多数の管を溶接により管板に固定して使用されるが、使用中において個々の管を識別できるようにすることが、適正な品質管理を行う上で必要とされている。そのため、従来はUベンド管に所定の符号を記入したラベルを貼り付け、あるいは樹脂製リングを装着して個々の管の識別を行っていた。
しかし、これらの管を識別するためのラベルやリングは、管板への取り付け時にUベンド管から剥がされるか取り外される。また、管取り扱い作業時に紛失されるおそれもある。そのため、管板への取り付け後に個々の管を識別するのは難しく、取り付けた多数の管の位置とそれら個々の管についての前記所定の符号とを別途記録しておく等の対策が必要であり、品質管理の適正化、効率化を図る上での支障となっていた。
特許文献2には、熱交換器のUベンド管の管端部近傍に自動マーキングを行い、個々の管をそれぞれ識別する方法が開示されている。この方法ではUベンド管の管端部の管外面または管内面にリング状のバーコードによるマーキングを施すので、Uベンド管を管板に取り付けた後であっても、個々の管を識別することが可能である。前記リング状のバーコードは、管軸線に沿って規則的に離間された規定数の記号で、エンボス加工によって形成される押印である。2進性のコードからなっていて(押印:1、押印の不存在:0、とすることもできる)、渦電流検査プローブの助けにより渦電流が通過する間に解読される。
一方、近年、品質管理の質の向上を図るため、個々の管について、溶鋼番号や素管製造時の作業番号など、Uベンド素管の製造履歴まで管理することを要求される場合があり、そのために、例えば、Uベンド管の納入時や管板への取り付け加工時のみでなく、蒸気発生器として使用される時点においても、Uベンド管の素管製造や曲げ加工における個々の管のトレースが可能でそれら製造履歴を把握できるような確実な管理や、その履歴情報のマーキングが必要となってきた。
特開平1−252331号公報 特開平5−223479号公報
前掲の特許文献2に記載される方法では、Uベンド管の製造の終わりごろ、または管が曲げられる前に、バーコードを使用してマークを付される。
しかし、曲げ加工前のマーキングでは、個々の曲げ加工用素管の管長さが相違し、また、曲げ加工後の寸法も相違するので、曲げ加工工程後の余長(管端切断で切り落とす長さ)が個々の管によって異なる。そのため、折角マーキングを行っても管端切断工程で所定長さに切断した時にマーキング部分が切り落とされ、あるいは、管板への溶接でマーキングが隠れてしまうという問題がある。
また、Uベンド管の製造の終わりごろのマーキングでは、幾つもの処理工程を経由する間に個々の管の処理順序が入れ替わる場合がある。その場合、Uベンド管の材質や管サイズなどについて、通常の処理単位での管理とそれに基づくマーキングは可能であるが、Uベンド管製造の際の各処理工程内での流れの中で、管を1本毎に確実にトレースし、それに基づき個々の管について素管の製造履歴(溶鋼番号、作業番号等)を確実に把握するのは難しい。
本発明は、上記のような問題を解消し、Uベンド管の納入時や、特に原子力発電用の蒸気発生管として用いられる場合には、管板などへの取り付け加工時のみでなく、Uベンド管が実際に使用されている時点においても、素管段階の製造履歴や曲げ加工条件等を含むUベンド管の製造履歴を把握して確実な品質管理ができるように、その履歴情報をUベンド管の所定の位置にマーキングする方法、およびそのマーキング方法を実施することができる工程を設けたUベンド管のオンライン精整処理設備を提供することを目的としている。
本発明者は、上記の課題を解決するために検討を重ねた結果、Uベンド管の精整処理工程において、曲げ加工後で管端切断前にマーキング工程を設け、さらに、近年の、特に原子力発電用の蒸気発生管として用いられるUベンド管に対する要求(すなわち、蒸気発生器としての使用時点においても、Uベンド管の素管製造や曲げ加工において個々の管をトレースし、製造履歴を把握できること)に応えるべく、Uベンド素管の製造履歴を含む履歴情報をマーキングすることとした。
本発明の要旨は、下記(1)のUベンド管のマーキング方法、および(2)のUベンド管のオンライン精整処理設備にある。
(1)曲げ加工、熱処理、耐圧試験、管端切断、面取りおよび検査・クリーニングの各工程を有するUベンド管のオンライン精整処理工程において、曲げ加工に供される個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報をトラッキング処理装置に入力し、曲げ加工後で管端切断工程より前に設けたマーキング工程まで、各工程に供される個々の管に対応する前記情報をトラッキングし、マーキング工程で、前記情報をトラッキング処理装置から抽出し、管端切断工程で切断される管の管端相当位置を基準とする管の所定位置に、前記情報を含む識別記号を自動マーキングすることを特徴とするUベンド管のマーキング方法。
(2)曲げ加工、熱処理、耐圧試験、管端切断、面取りおよび検査・クリーニングの各工程を有し、曲げ加工後で管端切断工程より前にマーキング工程を設けたUベンド管のオンライン精整処理設備であって、曲げ加工に供される個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報ならびに曲げ加工後で管端切断工程より前に設けられたマーキング工程までの各工程に供される個々の管に対応する前記情報が入力されるトラッキング処理装置、および、前記マーキング工程で、管端切断工程で切断される管の管端相当位置を基準とする管の所定位置を決定し、前記トラッキング処理装置より抽出した情報を含む識別記号を出力し、前記所定位置にマーキングする自動マーキング装置を備えることを特徴とするUベンド管のオンライン精整処理設備。
本発明のUベンド管のマーキング方法によれば、Uベンド管のオンライン精整処理中に、個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報をそれぞれの管の所定位置にマーキングすることができ、Uベンド管の納入時や、特に原子力発電用の蒸気発生管として用いられる場合には、管板への取り付け加工時のみでなく、蒸気発生器として実際に使用されている時点においても、個々の管の製造履歴を把握でき、確実な品質管理が可能となる。
また、本発明のUベンド管のオンライン精整処理設備を使用すれば、精整処理工程の特定の段階(曲げ加工後で管端切断工程より前)にマーキング工程が設けられているので、オンラインで支障なく前記マーキング方法を実施することができる。
以下に、前記(1)に記載の本発明のUベンド管のマーキング方法、および(2)に記載のUベンド管のオンライン精整処理設備について、具体的に説明する。
本発明のUベンド管のマーキング方法は、前記のように、曲げ加工、熱処理、耐圧試験、管端切断、面取りおよび検査・クリーニングの各工程を有するUベンド管のオンライン精整処理工程において、曲げ加工に供される個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報をトラッキング処理装置に入力し、曲げ加工後で管端切断工程より前に設けたマーキング工程まで、各工程に供される個々の管に対応する前記情報をトラッキングし、マーキング工程で、前記情報を処理装置から抽出し、管端切断工程で切断される管の管端相当位置を基準とした管の所定位置に、前記情報を含む識別記号を自動マーキングする方法である。
図1は、本発明のマーキング方法を適用しようとするUベンド管のオンライン精整処理工程を例示する概略図である。マーキング工程は曲げ加工後で管端切断工程より前、すなわち、同図中に二点鎖線の矢印を付して示したAからBの範囲内に設けられる。
図1において、曲げ加工、熱処理、耐圧試験、管端切断、面取りおよび検査・クリーニングの各工程における操作は、例えば前掲の特許文献1に記載されるUベンド管の精整処理設備により、以下のように実施することができる。なお、マーキング工程については、後述する。
曲げ加工に供される個々のUベンド素管は、曲げ加工工程で、常法により1本ずつ曲げ加工され、所定の曲げ半径を有するUベンド管(このUベンド管は、精整処理を終えた製品としてのUベンド管とは異なるが、便宜上「Uベンド管」と記す)となる。得られたUベンド管は、例えばリフター付き台車式ラック装置に載置される。
Uベンド管は、リフター付き台車式ラック装置から1本ずつ横行起重機で吊上げられて湾曲部熱処理装置へ搬入され、直接通電方式により湾曲部が熱処理される。
熱処理後、Uベンド管は再び横行起重機で吊上げられて耐圧試験装置へ搬入される。耐圧試験工程では、Uベンド管をベルトコンベアにより所定の位置に移動させ、昇降式クランプ装置で固定した後、耐圧テストヘッドを前進させて耐圧試験をする。耐圧試験は空圧テスター、水圧テスターにより行なわれる。なお、試験後のUベンド管は脱水乾燥装置で脱水乾燥される。
耐圧試験が終了した後、Uベンド管はベルトコンベアで管端切断・形状修正定盤装置へ搬入され、定盤上に搬送、載置されて形状修正された後、所定の位置でクランプ固定され、管端切断装置により管端を切断される。
切断終了後、管端面取り装置へ搬送されたUベンド管は、クランプ装置で固定され、前後および左右移動可能な面取機本体が移動して片方ずつ面取する。
面取り後、Uベンド管はベルトコンベアで、検査・クリーニング装置へ搬入され、検査およびクリーニングに供される。検査・クリーニングが終了したUベンド管は、製品として梱包、出荷される。
上記Uベンド管のオンライン精整処理工程において、本発明のUベンド管のマーキング方法を適用するに際し、先ず、『曲げ加工に供される個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報をトラッキング処理装置に入力』する。
これは、後述するマーキング工程で、これらの情報をトラッキング処理装置から抽出し(すなわち、電気的信号として取り出し)、識別記号としてUベンド管の所定位置にマーキングするためである。プロセスコンピュータやビジネスコンピュータで管理しているUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報を、精整処理設備への個々の管の供給順にしたがってトラッキング処理装置に入力する。なお、Uベンド素管の製造履歴情報や、曲げ半径、足長さ(曲げ後の直管部の長さ)などの規定された曲げ加工情報は、予め曲げ加工前に入力しておけるが、その他の曲げ加工情報や不良品のライン外への排出情報等については、曲げ加工時にデータ入力される場合もある。
前記の「曲げ加工に供されるUベンド素管の製造履歴情報」としては、作業番号(これにより、熱間加工、冷間加工での加工条件や熱処理履歴が判る)、ロット番号、溶鋼番号、寸法(外径、肉厚)、材質、規格などがある。
「曲げ加工情報」としては、曲げ半径、足長さ、展開長さ、曲げ開始側か曲げ終了側かの判別などがあげられる。
続いて、『曲げ加工後で管端切断工程より前に設けたマーキング工程まで、各工程に供される個々の管に対応する前記情報をトラッキング』する(つまり、前記情報をトラッキング処理装置に入力する)。なお、「前記情報」とは、Uベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報である。
マーキング工程を曲げ加工後に設けるのは、マーキング位置を曲げ加工後の管の周方向で一定の位置とすることができ、マークの確認を簡便に行えるからである。
また、マーキング工程を管端切断工程より前に設けるのは、管端切断工程後、例えば、Uベンド管の製造の終わりごろにマーキングするのでは、前述のように、精整処理工程の中で個々の管の処理順序が入れ替わるなどして、管1本毎の確実なトレースが難しくなる場合があるからである。不良品の排出情報の入力忘れなどによる後続管の履歴情報への影響(各管への異なった情報の付与のおそれ)等を避けるためにも、曲げ加工後、できるだけ前工程でマーキングするのが望ましい。
すなわち、前記図1に、マーキング工程を設ける範囲をAからBの範囲内として示しているが、この範囲内でも、極力曲げ加工工程に近いところに設けるのが望ましい。
曲げ加工からこのマーキング工程まで、各工程に供される個々の管に対応する前記情報をトラッキングするのは、トラッキング処理装置に予めまたは曲げ加工時に入力した個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報を補充するためである。例えば、精整処理の途中で不良等のため管がライン外へ排出された場合は、その不良管の履歴情報および排出情報(不良管情報)を入力し、後続管の履歴情報に影響しないようにする。
さらに、本発明のUベンド管のマーキング方法においては、『マーキング工程で、前記情報をトラッキング処理装置から抽出し、管端切断工程で切断される管の管端相当位置を基準として、管の所定位置に前記情報を含む識別記号を管に自動マーキング』する。
「トラッキング処理装置から抽出する前記情報」とは、個々のUベンド素管の製造履歴情報、曲げ加工情報、および、曲げ加工からこのマーキング工程まで、各工程に供される個々の管に対応する前記情報(例えば、前記の不良管情報)である。不良管はライン外へ排出されているので、不良管に関する情報を除いたUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報(各工程に供される個々の管に対応する前記情報、つまり補充された情報が含まれる)を含む識別記号を管の所定位置にマーキングすることになる。なお、「前記情報を含む識別記号をマーキングする」としているのは、前記情報以外に、簡単な数字や符号がマーキングに加えられることがあるからである。
前記の「管端相当位置」とは、管端切断工程で管が切断されたときに管端に相当する位置であり、曲げ半径と足長さから算出することができる。「管の所定位置」は、この管端相当位置を基準として決められる。例えば、以下のように管端相当位置を求め、管の所定位置にマーキングする。
i)管の曲げ部中央の背側を基準とし、「曲げ半径+足長さ」で管端相当位置を決める(後述する図2参照)。足長さは、通常3〜10m程度である。
ii)その管端相当位置から200〜300mm内側(管の曲げ部に近い側)の管外表面を管の所定位置とし、その部分にマーキングを行う。なお、その際、曲げ加工情報に基づき、管の所定位置がUベンド管の曲げ開始側および曲げ終了側のいずれに相当するかが判別される。
このように、管の所定位置にマーキングを行うのは、曲げ加工工程後の余長(管端切断で切り落とす長さ)が個々の管によって異なるからである。マーキングは管端切断工程前に行うので、折角マーキングを行っても所定長さに切断した時にマーキング部分が切り落とされたり、出荷後、原子力発電用の熱交換器などに使用される場合は、Uベンド管を管板へ溶接する際にマーキングが隠れてしまうのを防止することができる。
マーキングは自動マーキング装置により行う。本発明のマーキング方法を適用する対象がオンライン精整処理設備で製造されるUベンド管であり、マーキングを手作業で行う余裕がなく、また手作業では能率が低下するからである。
マーキングの実施に際しては、自動マーキング装置のマーキングヘッド部を管の所定位置へ移動させてもよいし、Uベンド管を移動させ、前記管の所定位置をマーキングヘッド部に対向させてもよい。
マーキングの方法としては、ステンシル塗装による方法、電解エッチングを利用する方法、レーザーを利用する方法等、公知の方法が適用できる。マーキング後の精整処理、梱包、あるいはUベンド管の使用時における管板への取り付け加工等で剥がれたり消えたりしないマーキングができる方法であればよい。
以上述べた本発明のUベンド管のマーキング方法によれば、Uベンド管のオンライン精整処理中に、個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報をそれぞれの管の所定位置にマーキングすることができる。これにより、Uベンド管の納入時や、管板への取り付け加工時のみでなく、蒸気発生器等としての使用時においても、個々のUベンド管の製造履歴(素管の製造履歴および曲げ加工条件)を把握でき、確実な品質管理が可能となる。
次に、前記(2)に記載の本発明のUベンド管のオンライン精整処理設備について説明する。
本発明のUベンド管のオンライン精整処理設備は、前記のとおり、曲げ加工、熱処理、耐圧試験、管端切断、面取りおよび検査・クリーニングの各工程を有し、曲げ加工後で管端切断工程より前にマーキング工程を設けたUベンド管のオンライン精整処理設備であって、曲げ加工に供される個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報ならびに曲げ加工後で管端切断工程より前に設けられたマーキング工程までの各工程に供される個々の管に対応する前記情報が入力されるトラッキング処理装置、および、前記マーキング工程で、管端切断工程で切断される管の管端相当位置を基準とする管の所定位置を決定し、前記トラッキング処理装置より抽出した情報を含む識別記号を出力し、前記所定位置にマーキングする自動マーキング装置を備える設備である。
曲げ加工、熱処理、耐圧試験、管端切断、面取りおよび検査・クリーニングの各工程は、前述のとおり、特許文献1に記載されるUベンド管の精整処理設備により実施することができる。すなわち、本発明のUベンド管のオンライン精整処理設備の特徴は、精整処理工程の所定の段階(つまり、曲げ加工後で管端切断工程より前)にマーキング工程が設けられ、その工程での処理を行うために、トラッキング処理装置および自動マーキング装置を具備していることにある。
図2は、マーキング工程に設けられたトラッキング処理装置および自動マーキング装置の概略構成例を示す図である。
図2に示すように、マーキング工程には、トラッキング処理装置1と、この装置1に接続され、前記トラッキング処理装置1より抽出した情報を含む識別記号をUベンド管5の所定位置にマーキングする自動マーキング装置2が配設されている。なお、Uベンド管5は、半円を形成する曲げ部5aと曲げ後の直管部(足部)5bからなる。
トラッキング処理装置1には、個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報、ならびに曲げ加工後で管端切断工程より前に設けられたマーキング工程までの各工程に供される個々の管に対応する前記情報(不良管情報を含む)(以下、これらの情報を「(Uベンド管の)履歴情報」ともいう)が入力される。図2に記した「情報入力」の「情報」とは、このUベンド管の履歴情報を指す。図示した例では、さらに、「個々の管の工程位置」も入力されている。個々の管とは、Uベンド素管またはUベンド管を意味する。この工程位置に関する情報によって、精整処理工程に供給される個々の管の工程内における位置が把握でき、精整処理の進捗状況、ならびに、次にマーキング工程に搬入される管とその管の履歴情報を確認できるので、望ましい。
自動マーキング装置2は、図2に示すように、Uベンド管5の所定位置に前記情報を含む識別記号をマーキングするためのマーキングヘッド3と、Uベンド管5の曲げ部中央の背側(図2において、符号Pを付した点の背側)を基準としてUベンド管の位置を確定する(これを、「背側位置決め」という)ためのセンサー4を備えている。
このように構成されたトラッキング処理装置および自動マーキング装置が設けられたマーキング工程に、Uベンド管5が搬入され、マーキングのための定位置に誘導されると、センサー4がこれを検知し、同時に、背側位置決めが行われる。
自動マーキング装置2は、この位置決めされたUベンド管5についての履歴情報をトラッキング処理装置1から抽出し、その情報に基づいて、前述の「曲げ半径+足長さ」により管端相当位置を決め、これを基準として管の所定位置を定める。図2中の符号P1、P2が管端相当位置を示す。なお、Uベンド管の履歴情報は、通常は、精整処理設備への個々の管の供給順にしたがって入力されているので、位置決めされたUベンド管5に対応する履歴情報の抽出は容易である。
続いて、自動マーキング装置2は、履歴情報を含む識別記号をUベンド管5の所定位置へマーキングすべしとの信号をマーキングヘッド3に対して出力し、その指示を受けたマーキングヘッド3によりUベンド管の所定位置に前記識別記号がマーキングされる。マーキング終了後のUベンド管は次工程へ送られる。
本発明のUベンド管のオンライン精整処理設備は、このように、オンラインで本発明のマーキング方法を実施できる設備をライン内に有するUベンド管の精整処理設備である。
この設備により、前記図1に示した各工程での精整処理を行うことができる。マーキング工程は、前述のように、図1に示すA、B間のいずれかの段階に設けられていればよい。望ましくは、曲げ加工工程に近いところである。
本発明のUベンド管のオンライン精整処理設備を使用すれば、Uベンド管のオンライン精整処理中に、本発明のマーキング方法を実施し、精整処理が施される個々の管の所定位置にUベンド管の履歴情報をマーキングすることができる。
本発明のUベンド管のマーキング方法は、曲げ加工に供される個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報をトラッキング処理装置に入力し、精整ラインの特定の位置(曲げ加工後で管端切断工程より前)で、前記情報を抽出し、マーキングする方法である。Uベンド管の納入時や、特に原子力発電用の蒸気発生管として用いられる場合には、管板への取り付け加工時のみでなく、蒸気発生器として実際に使用されている時点においても個々の管の製造履歴を把握でき、確実な品質管理が可能となる。
また、本発明のUベンド管のオンライン精整処理設備を使用すれば、精整処理工程の特定の段階にマーキング工程が設けられているので、オンラインで支障なく前記マーキング方法を実施することができる。
したがって、本発明のUベンド管のマーキング方法およびオンライン精整処理設備は、Uベンド管のオンライン精整処理中における識別記号のマーキング方法として、また、その工程を組み込んだオンライン精整処理設備として有効に利用することができる。
本発明のマーキング方法を適用しようとするUベンド管のオンライン精整処理工程を例示する概略図である。 本発明のUベンド管のオンライン精整処理設備を用いて行う精整処理工程において、マーキング工程に設けられたトラッキング処理装置および自動マーキング装置の概略構成例を示す図である。
符号の説明
1:トラッキング処理装置
2:自動マーキング装置
3:マーキングヘッド
4:センサー
5:Uベンド管、5a:曲げ部、5b:曲げ後の直管部(足部)

Claims (2)

  1. 曲げ加工、熱処理、耐圧試験、管端切断、面取りおよび検査・クリーニングの各工程を有するUベンド管のオンライン精整処理工程において、
    曲げ加工に供される個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報をトラッキング処理装置に入力し、
    曲げ加工後で管端切断工程より前に設けたマーキング工程まで、各工程に供される個々の管に対応する前記情報をトラッキングし、
    マーキング工程で、前記情報をトラッキング処理装置から抽出し、管端切断工程で切断される管の管端相当位置を基準とする管の所定位置に、前記情報を含む識別記号を自動マーキングすることを特徴とするUベンド管のマーキング方法。
  2. 曲げ加工、熱処理、耐圧試験、管端切断、面取りおよび検査・クリーニングの各工程を有し、曲げ加工後で管端切断工程より前にマーキング工程を設けたUベンド管のオンライン精整処理設備であって、
    曲げ加工に供される個々のUベンド素管の製造履歴情報および曲げ加工情報ならびに曲げ加工後で管端切断工程より前に設けられたマーキング工程までの各工程に供される個々の管に対応する前記情報が入力されるトラッキング処理装置、および、
    前記マーキング工程で、管端切断工程で切断される管の管端相当位置を基準とする管の所定位置を決定し、前記トラッキング処理装置より抽出した情報を含む識別記号を出力し、前記所定位置にマーキングする自動マーキング装置を備えることを特徴とするUベンド管のオンライン精整処理設備。
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