JP2013541406A - ねじ部を有する鋼管管端部へのuv硬化樹脂塗布装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記鋼管をその中心軸回りに回転させながら支持する鋼管支持手段と、
前記ねじ部を有する鋼管管端部の外面または内面に向けてUV硬化性樹脂塗料を空気圧霧化により噴霧する少なくとも2つのノズルを備えた第1の噴霧ユニットと、
UV硬化性樹脂塗料を貯留するタンクと、このタンクからUV硬化性樹脂塗料を前記第1の噴霧ユニットの各ノズルに供給するためのポンプとを備えたUV硬化性樹脂供給系と、
前記第1の噴霧ユニットの各ノズルを前記鋼管の管軸方向および上下方向に移動自在に支持する第1のノズル支持手段と、
を備え、かつ
前記第1の噴霧ユニットが有する2つのノズルは、それらからの噴射流が前記鋼管の管軸垂直方向の面を挟んで互いに近づくように傾斜した角度で、前記鋼管の少なくとも管軸方向において異なる位置に配置され、
前記UV硬化性樹脂供給系は、前記第1の噴霧ユニットの各ノズルにおけるUV硬化性樹脂塗料の噴霧空気圧を個々に所定値に保つための第1のレギュレータを備えていることを特徴とする。
前記鋼管管端部の外面と内面のうち、前記第1の噴霧ユニットによる塗布が行われない方の面にUV硬化性樹脂塗料を空気圧により霧化して噴射させるための少なくとも1つのノズルを備えた第2の噴霧ユニットと、
この第2の噴霧ユニットのノズルを上下方向に移動自在に支持する第2のノズル支持手段と、
をさらに備え、
前記UV硬化性樹脂供給系は、前記タンクからUV硬化性樹脂塗料を前記第2の噴霧ユニットのノズルにも供給し、かつ前記第2の噴霧ユニットのノズルにおけるUV硬化性樹脂塗料の噴霧空気圧を所定値に保つための第2のレギュレータを備える。
・前記第1の噴霧ユニットの2つのノズルが前記鋼管の周方向においても異なる位置に配置される。
図1および図2を参照すると、油井管として使用される鋼管11は、その管端部が管ねじ継手のピン11Aを構成している。図1および図2には、ピンを構成する鋼管管端部は先細のテーパ状に単純化して示されている。実際には、当業者には周知のように、ピン11Aを構成する鋼管管端部の外面には、雄ねじ部およびメタルシール用のねじ無し金属接触部が形成されている。図2に示すように、鋼管管端部の内面には、テーパ状に切削されたリセス11Bが形成されている。本発明の塗布装置は、ピン11Aを構成する鋼管管端部の外面だけでなく、内面のリセス11BにもUV硬化性樹脂塗料を塗布することができる。
図示の態様の装置は、ピン表面、すなわち、ねじ部を有する鋼管管端部の外面にUV硬化性樹脂塗料を噴霧塗布する装置である。そのため、第1の噴霧ユニットは鋼管管端部の外面にUV硬化性樹脂塗料を噴霧するように配置される。
第1のノズル支持手段は、外面塗布用の第1の噴霧ユニットのノズル1a,1b(以下、単に外面ノズルともいう)を前記鋼管の管軸方向および垂直方向(上下方向)の2方向に移動自在に支持する。図示例では、第1のノズル支持手段は、外面ノズル管軸方向移動用ボールスクリュー3とその管軸方向の移動を制御する外面ノズル管軸方向移動用サーボモータ5、ならびに外面ノズル上下方向移動用ボールスクリュー7とその上下方向の移動を制御する外面ノズル上下方向移動用サーボモータ9とにより構成される。
図示の態様の装置は、ピン端部の内面側、すなわち、鋼管の管端の内面側に切削加工により形成されたリセス11BにもUV硬化性樹脂塗料を噴霧塗布することができるように設計されている。リセス11Bは、ピン11Aに比べて管軸方向長さが短く、かつ一般に表面は平滑で、ねじ部を有していない。
第2のノズル支持手段は、内面塗布用の第2の噴霧ユニットのノズル2(以下、単に内面ノズルともいう)を少なくとも上下方向に移動自在に支持する。第2の噴霧ユニットは、管軸方向の噴霧幅がピン表面を塗布する第1の噴霧ユニットに比べて非常に短いため、そのノズルが垂直方向(上下方向)に移動する(それにより上述したように管軸方向の塗布幅が変化する)だけでも、リセスを十分に塗布することができる場合がある。従って、第2のノズル支持手段は、ノズルを管軸方向に移動させる機能を有していなくてもよい。しかし、好ましくは、第1の塗布部のノズルと同様に、ノズルが上下方向のみならず、管軸方向にも移動自在とする。それにより、内面のより広い範囲にわたってUV硬化性樹脂塗料を塗布することが可能となる。図示の態様ではそのようになっている。
図2に示すように、UV硬化性樹脂塗料を第1噴霧ユニットのノズル1a,1bおよび第2噴霧ユニットのノズル2に供給するUV硬化性樹脂供給系は、UV硬化性樹脂塗料を貯留するタンク21と、このタンクからUV硬化性樹脂塗料を前記第1および第2の噴霧ユニットの各ノズルに供給するためのポンプ22とを備える。ポンプ22にはエア源からエアレギュレータ22Aを経て制御された圧力の圧縮空気が供給され、その空気圧で塗料を一定の流量で送り出す。
外面塗布用の第1噴霧ユニットの少なくとも2つのノズル1a,1bは、管軸方向と上下方向の両方向に移動可能で、その移動を駆動するサーボモータ5、9により、ノズルの移動量と速度を制御することができる。
V≦m×n×W ・・・ (1)
ノズルの管軸方向移動速度Vが上の式で規定される上限速度を超えると、螺旋状の塗布幅の間に十分に塗布できていない部分が発生し、塗布が管軸方向に不均一になる。
Q=t/10000×V/10×π×D ・・・ (2)
以上には、鋼管管端に形成されたピン、すなわち、ねじ部を有する鋼管管端部の外面と、その内面側のリセスにUV硬化性樹脂塗料を塗布する態様について本発明の塗布装置を説明した。しかし、管ねじ継手がインテグラル方式である場合には、鋼管管端部の内面にボックスが形成され、そのボックスを構成する、ねじ部を有する鋼管管端部の内面にUV硬化樹脂被膜を形成することが必要となる場合がある。その場合には、例えば、図1、図2に示した塗布装置の外面塗布用ノズルと内面塗布用ノズルを入れ替え、内面塗布用のノズルとして、互いに傾斜角度が異なる2以上のノズルを配置することにより、鋼管管端部の内面に設けられたねじ部を有するボックス表面をUV硬化性樹脂塗料で均一に塗布することができる。この場合も、必要に応じて、管ねじ継手が形成されていない鋼管管端部の外面をUV硬化性樹脂塗料で塗布することも可能である。
管ねじ継手の表面に形成される防食被膜には、プロテクタ装着時に加わる力では容易に被膜が破壊されないことが要求される。プロテクタは、管ねじ継手を保護するため、保管中のピンまたはボックスに装着される。この防食皮膜はまた、輸送や保管中に露点の関係から凝縮した水に曝されても溶解しないこと、および75℃を超える高温下でも容易には軟化しないことも必要である。
本発明に係る塗布装置でUV硬化性樹脂塗料を塗布すべき鋼管管端部の外面および/または内面に塗布した後、塗膜中のUV硬化樹脂を硬化させるために、紫外光照射装置で塗布面に紫外光を照射する。
2:内面(塗布用)ノズル
3:外面ノズル管軸方向移動用ボールスクリュー
4:内面ノズル管軸方向移動用ボールスクリュー
5:外面ノズル管軸方向移動用サーボモータ
6:内面ノズル管軸方向移動用サーボモータ
7:外面ノズル上下方向移動用ボールスクリュー
8:内面ノズル上下方向移動用ボールスクリュー
9:外面ノズル上下方向移動用サーボモータ
10:内面ノズル上下方向移動用サーボモータ
11:油井管用鋼管;11A:ピン;11B:リセス
12:塗布装置本体;13:本体前後進移動用エアシリンダ
14:ターニングローラ
21:UV硬化性樹脂塗料貯留タンク
22:ポンプ;22A:エアレギュレータ;23:ヒータ
24a,24b,24c:レギュレータ(塗布圧調整用)
25a,25b,25c:エアレギュレータ(圧縮空気圧調整用)
26:外面塗布用霧化空気経路
27:外面塗布用噴射空気経路
28:内面塗布用霧化空気経路
29:内面塗布用噴射空気経路
31:外面照射用UVランプ;32:内面照射用UVランプ
33:ボールスクリュー;34:サーボモータ
35:油井管用鋼管
36:照射装置本体;37:本体前後進移動用エアシリンダ
38:ターニングローラ
Claims (11)
- 管ねじ継手のピンまたはボックスを構成する、ねじ部を有する鋼管の管端部の外面または内面にUV硬化性樹脂塗料を噴霧塗布するための塗布装置であって、
前記鋼管をその中心軸回りに回転させながら支持する鋼管支持手段、
前記ねじ部を有する鋼管管端部の外面または内面にUV硬化性樹脂塗料を空気圧により霧化して噴射させるための少なくとも2つのノズルを備えた第1の噴霧ユニット、
UV硬化性樹脂塗料を貯留するタンクと、このタンクからUV硬化性樹脂塗料を前記第1の噴霧ユニットの各ノズルに供給するためのポンプとを備えたUV硬化性樹脂供給系、ならびに
前記第1の噴霧ユニットの各ノズルを前記鋼管の管軸方向および上下方向に移動自在に支持する第1のノズル支持手段、
を備え、かつ
前記第1の噴霧ユニットが有する2つのノズルは、それらのノズルからの噴射流が前記鋼管の管軸垂直方向の面を挟んで互いに近づくように傾斜した角度で、前記鋼管の少なくとも管軸方向において異なる位置に配置され、
前記UV硬化性樹脂供給系は、前記第1の噴霧ユニットの各ノズルにおけるUV硬化性樹脂塗料の噴霧空気圧を個々に所定値に保つための第1のレギュレータとを備えていることを特徴とする塗布装置。 - 前記UV硬化性樹脂供給系が、前記UV硬化性樹脂塗料の粘度を調整するためのヒータをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。
- 前記鋼管管端部の外面と内面のうち、前記第1の噴霧ユニットによる塗布が行われない方の面にUV硬化性樹脂塗料を空気圧により霧化して噴射させるための少なくとも1つのノズルを備えた第2の噴霧ユニット、および
この第2の噴霧ユニットのノズルを上下方向に移動自在に支持する第2のノズル支持手段、
をさらに備え、前記UV硬化性樹脂供給系は、前記タンクからUV硬化性樹脂塗料を前記第2の噴霧ユニットのノズルにも供給し、かつ前記第2の噴霧ユニットのノズルにおけるUV硬化性樹脂塗料の噴霧空気圧を所定値に保つための第2のレギュレータを備える、
請求項1または2に記載の塗布装置。 - 前記第2のノズル支持手段が前記第2の噴霧ユニットのノズルを管軸方向にも移動自在に支持する、請求項3に記載の塗布装置。
- 前記第1噴霧ユニットの2つのノズルが前記鋼管の周方向においても異なる位置に配置される、請求項1〜4のいずれかに記載の塗布装置。
- 前記第1の噴霧ユニットが管ねじ継手のピンを構成する前記鋼管管端部の外面にUV硬化性樹脂塗料を噴射する、請求項1〜5のいずれかに記載の塗布装置。
- 前記第1の噴霧ユニットの傾斜配置された前記2つのノズルの傾斜角度の絶対値が、前記鋼管の管軸垂直方向の面に対してそれぞれ20〜40°の範囲内である、請求項1〜6のいずれかに記載の塗布装置。
- 前記UV硬化性樹脂供給系は、前記第1および第2の噴霧ユニットの一方または両方が動作を停止している間はUV硬化性樹脂塗料を噴霧ユニットのノズルから前記ポンプおよび前記ヒータを経て該ノズルに循環させる循環経路を備える、請求項2〜7のいずれかに記載の塗布装置。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の塗布装置と、
前記鋼管を横方向に搬送する鋼管搬送手段と、
前記鋼管の搬送方向において前記塗布装置より下流側に配置された、前記鋼管の管端部の内面と外面の片面または両面に紫外光を照射する照射ランプを備えた紫外光照射装置と
を備える、ねじ部を有する鋼管管端部の内面または外面にUV硬化樹脂被膜を形成するためのシステム。 - 前記紫外光照射装置が、前記鋼管をその中心軸回りに回転させる機構を備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記紫外光照射装置の鋼管管端部の外面に紫外光を照射する照射ランプが上下方向に移動自在に支持されている、請求項8または9に記載のシステム。
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