JP2017219315A - 長尺管の製造設備 - Google Patents

Abstract

【課題】広大なＸ線管理区域を必要とせずに、製造過程において効率の良い長尺管のＸ線検査を可能にする長尺管の製造設備を提供する。【解決手段】長尺管の製造設備１００は、複数の管Ｐを長手方向に搬送する搬送装置１と、隣接する管の端部同士に周溶接を施して長尺管Ｐ１を形成する溶接装置２と、長尺管をリール３１に巻き取る巻取装置３と、溶接装置と巻取装置との間に配置され、長尺管の周溶接部ＰＷを検査するＸ線検査装置４と、制御装置５とを備える。Ｘ線検査装置は、Ｘ線検査装置本体４１と、Ｘ線検査装置本体の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられたＸ線漏洩抑制機構４２とを具備する。Ｘ線検査装置本体は、長尺管の端部がＸ線検査装置本体の入側及び出側の開口部から外部に突出した状態で長尺管の周溶接部を検査し、Ｘ線漏洩抑制機構は、前記入側及び出側の開口部から外部へのＸ線の漏洩を抑制する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の管の端部同士に周溶接を施して形成され、リールに巻き取られた長尺管の製造設備に関する。

従来、特許文献１に開示されているように、コイルドチュービングと称されるリールに巻き取られた管が知られている。このコイルドチュービングは、例えば、洋上においてリールから巻き出され、海底油田や海底ガス田等の坑井に降下される。コイルドチュービングは、例えば、洋上のホスト設備と海底坑井とを繋ぐ制御ラインとして機能するアンビリカルケーブルとして利用される。アンビリカルケーブルは、電線、高圧油圧ホース、光ケーブル等を内部に含んでいる。

一つのリールに巻き取られるコイルドチュービングは、一般的に３０００フィートを超えるような長尺の管であるため、コイルドチュービングとしては、複数の管の端部同士に周溶接を施して形成される長尺管が広く用いられる。

コイルドチュービングとして用いられる長尺管の製造設備は、一般的に、管を長手方向に搬送する搬送装置と、前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される複数の管の端部同士に周溶接を施して長尺管を形成する溶接装置と、前記搬送装置の終端側に配置され、前記搬送装置で搬送される前記長尺管をリールに巻き取る巻取装置とを備えている。

長尺管の周溶接部を検査するには、一般的にＸ線検査装置が用いられる。長尺管の周溶接部にＸ線検査を施すには、例えば、上記製造設備で製造したコイルドチュービングを製造設備とは別の検査設備まで搬送し、長尺管をリールから巻き出して、検査設備が備えるＸ線検査装置で周溶接部を検査することも考えられる。しかしながら、検査工程も含めたコイルドチュービングの製造工程全体の効率を高めるには、上記長尺管の製造設備において、周溶接部にＸ線検査を施した後に、リールに巻き取ることが好ましい。長尺管の製造設備においてＸ線検査を施すには、Ｘ線検査装置を前記製造設備が備える搬送装置に沿って溶接装置と巻取装置との間に配置する必要がある。すなわち、周溶接を施す管を長手方向に搬送する搬送装置に沿って（管の長手方向に沿って）、溶接装置、Ｘ線検査装置及び巻取装置をこの順に一直線上に配置する必要がある。

上記のように溶接装置と巻取装置との間に配置されたＸ線検査装置によって長尺管の周溶接部を検査した結果、周溶接部が不良である（例えば、周溶接部にポロシティーが存在している）と判断された場合には、例えば、以下の処置を施すことが考えられる。
まず、不良であると判断された周溶接部がＸ線検査装置を通過してＸ線検査装置の外部に位置するまで、搬送装置によって長尺管を搬送する。次に、不良であると判断された周溶接部を切断して除去する。次に、搬送装置及び巻取装置を逆方向に駆動して、長尺管の切断箇所が溶接装置の配置位置に戻るまで、長尺管をリールから巻き出して、通常の搬送方向とは逆方向に搬送する。次に、溶接装置によって長尺管の切断箇所に再び周溶接を施した後、搬送装置及び巻取装置を順方向に駆動して、再び形成された周溶接部をＸ線検査装置で検査する。検査の結果、再び形成された周溶接部が正常であれば、搬送装置及び巻取装置を更に順方向に駆動して、巻取装置によって長尺管をリールに巻き取る。

上記の処置を施す場合、上記のように、長尺管の巻き出し及び再巻き取りを行う必要が生じる。１本の長尺管のうち複数箇所の周溶接部が不良となったり、再び形成された周溶接部が再び不良となった場合には、巻き出し及び巻き取りを繰り返す必要が生じる。巻き出し及び巻き取りを繰り返せば、リール上で長尺管同士が擦れ合う回数が増加して長尺管の外面に疵が発生し易くなることや、長尺管に繰り返し曲げ応力が加わることで長尺管の強度が劣化するという問題がある。

国際公開第１９９８／３１４９９号

本発明は、外面疵の発生や強度の劣化を抑制可能な長尺管の製造設備を提供することを課題とする。

長尺管の外面に疵が発生し易くなることや強度が劣化するという問題は、溶接装置、Ｘ線検査装置及び巻取装置がこの順に配置され、なお且つ、溶接装置及びＸ線検査装置が巻取装置に対して固定した位置に配置されていることに起因して生じる問題である。本発明者らは鋭意検討した結果、この問題を抑制するには、溶接装置及びＸ線検査装置を搬送装置に沿って互いに別個に移動可能に構成すればよいことに想到し、本発明を完成した。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、管を長手方向に搬送する搬送装置と、前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される複数の管の端部同士に周溶接を施して長尺管を形成する溶接装置と、前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される前記長尺管をリールに巻き取る巻取装置と、前記搬送装置に沿って前記溶接装置と前記巻取装置との間に配置され、前記長尺管の周溶接部を検査するＸ線検査装置と、前記搬送装置、前記溶接装置、前記巻取装置及び前記Ｘ線検査装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記溶接装置と前記Ｘ線検査装置とは、前記搬送装置に沿って互いに別個に移動可能であることを特徴とする長尺管の製造設備を提供する。

本発明に係る長尺管の製造設備によれば、Ｘ線検査装置によって周溶接部が不良であると判断された場合に、溶接装置とＸ線検査装置とを別個に移動させることで、搬送装置及び巻取装置を逆方向に駆動することなく、溶接装置で長尺管に再び周溶接部を形成し、Ｘ線検査装置で再び形成された周溶接部を検査することが可能である。搬送装置及び巻取装置を逆方向に駆動する必要がないため（長尺管を逆方向に搬送する必要がないため）、長尺管を逆方向に搬送することに起因する外面疵の発生や強度の劣化を抑制可能である。

具体的には、前記Ｘ線検査装置によって前記長尺管の周溶接部が不良であると判断された場合、前記制御装置は、前記Ｘ線検査装置を前記長尺管の搬送方向下流側に移動させる第１手順と、前記不良であると判断された周溶接部が切断された後の前記長尺管の切断箇所まで、前記溶接装置を前記長尺管の搬送方向下流側に移動させる第２手順と、前記溶接装置を駆動して、前記溶接装置によって前記長尺管の切断箇所に再び周溶接を施す第３手順と、前記溶接装置を前記長尺管の搬送方向上流側に移動させる第４手順と、前記長尺管の再び形成された周溶接部まで、前記Ｘ線検査装置を前記長尺管の搬送方向上流側に移動させる第５手順と、前記Ｘ線検査装置を駆動して、前記Ｘ線検査装置によって前記長尺管の再び形成された周溶接部を検査する第６手順と、を実行することが好ましい。

上記の好ましい構成によれば、第１手順において、Ｘ線検査装置を長尺管の搬送方向下流側に移動させることで、Ｘ線検査装置が邪魔にならず、なお且つ、長尺管を搬送することなく、不良であると判断された周溶接部を切断することが可能である。また、Ｘ線検査装置を長尺管の搬送方向下流側に移動させることで、第２手順において、Ｘ線検査装置が干渉することなく、なお且つ、長尺管を搬送することなく、長尺管の切断箇所まで（Ｘ線検査装置の元の位置まで）、溶接装置を長尺管の搬送方向下流側に移動させることが可能となる。そして、第３手順において、移動後の溶接装置によって長尺管の切断箇所に再び周溶接を施すことができる。
次に、上記の好ましい構成によれば、第４手順において、溶接装置を長尺管の搬送方向上流側に移動させる（例えば、溶接装置の元の位置まで移動させる）ことで、第５手順において、溶接装置が干渉することなく、なお且つ、長尺管を搬送することなく、長尺管の再び形成された周溶接部まで（Ｘ線検査装置の元の位置まで）、Ｘ線検査装置を長尺管の搬送方向上流側に移動させることが可能となる。そして、第６手順において、移動後のＸ線検査装置によって長尺管の再び形成された周溶接部を検査することができる。
以上のように、上記の好ましい構成によれば、搬送装置及び巻取装置を逆方向に駆動することなく（長尺管を逆方向に搬送することなく）、溶接装置で長尺管に再び周溶接部を形成し、Ｘ線検査装置で再び形成された周溶接部を検査することが可能である。

ここで、Ｘ線検査装置によってＸ線検査を施すには、Ｘ線の実効線量が、１．３ｍＳＶ／３ヶ月を超える（すなわち、２．５μＳＶ／ｈｒを超える）範囲を管理区域とする必要がある。本発明のように、溶接装置、Ｘ線検査装置及び巻取装置をこの順に配置した長尺管の製造設備の場合、Ｘ線検査装置のみならず、溶接装置及び巻取装置を含む製造設備全体を管理区域とすることが考えられる。しかしながら、製造設備全体を管理区域としたのでは、広大な管理区域が必要になると共に、Ｘ線検査装置でＸ線検査を実施している際、作業者は溶接装置及び巻取装置に近づけないため、作業効率に支障を来すという問題がある。したがい、広大なＸ線管理区域を必要とせずに、製造過程において効率の良い長尺管のＸ線検査を可能にする長尺管の製造設備が望まれている。

本発明者らは鋭意検討した結果、Ｘ線検査装置の入側及び出側に所定のＸ線漏洩抑制機構を設けることで、製造設備全体を管理区域にせずとも、Ｘ線の漏洩量を規定値（２．５μＳＶ／ｈｒ）以下に抑制できることを知見した。
すなわち、好ましくは、前記Ｘ線検査装置は、Ｘ線検査装置本体と、Ｘ線検査装置本体の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられたＸ線漏洩抑制機構とを具備し、前記Ｘ線検査装置本体は、前記長尺管が前記Ｘ線検査装置本体の入側及び出側の開口部から外部に突出した状態で前記長尺管の周溶接部を検査し、前記Ｘ線漏洩抑制機構は、径方向に開閉可能な複数の部材から構成され、該複数の部材が径方向に閉じた位置にあるとき、内側に前記長尺管が挿通する開口部が形成される閉塞部材を具備し、前記制御装置は、前記Ｘ線検査装置本体によって前記長尺管の周溶接部が検査される際に、前記閉塞部材を構成する前記複数の部材が径方向に閉じた位置となるように前記Ｘ線漏洩抑制機構を駆動すると共に、前記Ｘ線検査装置本体による前記長尺管の周溶接部の検査が終了し、前記搬送装置によって前記長尺管を搬送する際に、前記閉塞部材を構成する前記複数の部材が径方向に開いた位置となるように前記Ｘ線漏洩抑制機構を駆動し、前記複数の部材が径方向に閉じた位置にあるとき、前記閉塞部材の開口部の径方向寸法は、前記Ｘ線検査装置本体の入側及び出側の開口部の径方向寸法よりも小さく、前記長尺管の周溶接部以外の径方向寸法と略同一であり、前記複数の部材が径方向に開いた位置にあるとき、前記閉塞部材は、前記長尺管の周溶接部に干渉しない位置となっている。

Ｘ線検査装置が具備するＸ線検査装置本体が、長尺管がＸ線検査装置本体の入側及び出側の開口部から外部に突出した状態で長尺管の周溶接部を検査するため、Ｘ線検査装置本体がＸ線検査を実施する際、各開口部からＸ線が漏洩するおそれがある。しかしながら、上記の好ましい構成によれば、Ｘ線検査装置が具備するＸ線漏洩抑制機構によって、各開口部から外部へのＸ線の漏洩を抑制可能である。
具体的には、上記の好ましい構成によれば、Ｘ線検査装置本体によって長尺管の周溶接部が検査される際に、Ｘ線漏洩抑制機構が具備する閉塞部材を構成する複数の部材が径方向に閉じた位置となり、閉塞部材の内側に形成される開口部の径方向寸法がＸ線検査装置本体の入側及び出側の開口部の径方向寸法よりも小さく、長尺管の周溶接部以外の径方向寸法と略同一となる。したがい、Ｘ線検査装置本体の開口部の一部が閉塞部材（複数の部材）によって閉塞されると共に、閉塞部材の開口部と長尺管との隙間が無くなるか又は極微小となる。このため、Ｘ線検査装置本体によって長尺管の周溶接部が検査される際に、Ｘ線検査装置本体の開口部から外部へのＸ線の漏洩を抑制することが可能である。
また、上記の好ましい構成によれば、Ｘ線検査装置本体による長尺管の周溶接部の検査が終了し、搬送装置によって長尺管を搬送する際に、閉塞部材を構成する複数の部材が径方向に開いた位置となり、閉塞部材は、長尺管の周溶接部に干渉しない位置となっている。このため、Ｘ線検査装置本体でのＸ線検査が終了した後に、長尺管を搬送しても、長尺管の周溶接部が閉塞部材に干渉するおそれがなく、搬送に支障が生じない。

以上のように、上記の好ましい構成によれば、溶接装置及び巻取装置を含む製造設備全体を管理区域にせずとも、Ｘ線の漏洩を規定値以下に抑制可能であり、広大なＸ線管理区域を必要とせずに、製造過程において効率の良い長尺管のＸ線検査が可能である。
なお、上記の好ましい構成において、「径方向」とは、長尺管の径方向を意味し、「径方向寸法」とは、長尺管の径方向に沿った寸法を意味する。

本発明によれば、外面疵の発生や強度の劣化を抑制可能な長尺管の製造設備が提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係る長尺管の製造設備の概略構成を模式的に示す平面図である。 図２は、図１に示すＸ線検査装置本体が具備するＸ線検査機の概略構成を模式的に示す図である。 図３は、図１に示すＸ線漏洩抑制機構の概略構成を模式的に示す図である。 図４は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図５は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図６は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図７は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図８は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図９は、図１に示す制御装置が実行する手順による溶接装置及びＸ線検査装置の動きを説明する平面図である。 図１０は、図１に示すＸ線検査装置で検査を行っている際に、一方のＸ線漏洩抑制機構の近傍においてＸ線漏洩量を測定した結果の一例を示す。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る長尺管の製造設備について説明する。
図１は、本実施形態に係る長尺管の製造設備の概略構成を模式的に示す平面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る長尺管の製造設備（以下、適宜、単に「製造設備」という）１００は、搬送装置１と、溶接装置２と、巻取装置３と、Ｘ線検査装置４とを備えている。また、本実施形態に係る製造設備１００は、搬送装置１、溶接装置２、巻取装置３及びＸ線検査装置４の動作を制御する制御装置５を備えている。さらに、本実施形態に係る製造設備１００は、複数の管Ｐが載置された搬入台６を備えている。
本実施形態に係る製造設備１００は、溶接装置２とＸ線検査装置４とが、搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされている。すなわち、溶接装置２とＸ線検査装置４とが、管Ｐの搬送方向（管Ｐの長手方向）に沿って互いに別個に移動可能とされている。具体的には、例えば、溶接装置２及びＸ線検査装置４は、それぞれエアシリンダ等の駆動機器（図示せず）に取り付けられており、下部にはそれぞれ車輪（図示せず）が取り付けられている。また、床面には、管Ｐの搬送方向に沿ってレール（図示せず）が設けられている。制御装置５によって、前記駆動機器を駆動することにより、溶接装置２及びＸ線検査装置４は、それぞれの車輪がレール上で転動して、搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされている。このため、後述のように、Ｘ線検査装置４によって周溶接部が不良であると判断された場合に、搬送装置１及び巻取装置３を逆方向に駆動する必要がない。また、例えば、周溶接を施す管Ｐの長さに応じて、溶接装置２とＸ線検査装置４との離間距離を調整して管Ｐの長さに略等しい距離に設定すれば、溶接装置２による周溶接と、Ｘ線検査装置４による周溶接部の検査とを並行して行い、製造効率を高めることも可能である。

本実施形態の管Ｐは、例えば、ステンレス鋼管であり、溶接装置２によって管Ｐに周溶接が施されることによって形成される長尺管Ｐ１がアンビリカルケーブルとして用いられる場合には、好ましくは二相ステンレス鋼管とされる。管Ｐは、電縫管であっても、継目無管であってもよい。

搬送装置１は、制御装置５によって駆動され、管Ｐをその長手方向（図１に示すＸ方向）に一直線上に搬送する装置である。具体的には、本実施形態では、搬入台６に載置された複数の管Ｐが、搬送装置１に向けて長手方向に直交する方向（図１に示すＹ方向）に順次搬入され、搬送装置１が、搬入された複数の管Ｐを長手方向に搬送する。なお、搬入台６は、所定の搬入機構（図示せず）を具備し、制御装置５によって搬入機構が駆動されることで、複数の管Ｐが順次搬入される。

本実施形態の搬送装置１は、サイドクランプローラ１１と、Ｖローラ１２とを具備する。
サイドクランプローラ１１は、溶接装置２に対して管Ｐの搬送方向（Ｘ方向）上流側において、管Ｐを水平方向に挟持するように配置されている。サイドクランプローラ１１は、モータ等を駆動源として回転することで、管Ｐの長手方向に駆動力を付与する。
Ｖローラは、搬入台６から管Ｐが搬入される位置から巻取装置３までの間において、管Ｐ（長尺管Ｐ１を含む）の下方に配置されている。Ｖローラは、管Ｐを下方から支持し、管Ｐの長手方向への搬送に伴って回転する。
以上の構成により、溶接装置２によって周溶接を施される前の管Ｐ及び巻取装置３によってリール３１に巻き取られる前の長尺管Ｐ１は、サイドクランプローラ１１によって長手方向の駆動力を付与され、巻取装置３によってリール３１に巻き取られた後の長尺管Ｐ１は、巻取装置３によって長手方向の駆動力を付与され、それぞれ長手方向に搬送されることになる。
なお、本実施形態では、搬送装置１として、駆動力を付与するサイドクランプローラ１１と、駆動力を付与せずに従動するだけのＶローラ１２とを具備する構成について説明したが、本発明は、これに限るものではない。本発明の搬送装置としては、例えば、サイドクランプローラ１１に代えて、管Ｐを搬送方向上流側から下流側に押すプッシャを採用するなど、管Ｐを長手方向に搬送できる限りにおいて種々の構成を採用可能である。

溶接装置２は、搬送装置１に沿って配置されている。溶接装置２は、制御装置５によって駆動され、搬送装置１で搬送される複数の管Ｐの端部同士に周溶接を施して長尺管Ｐ１を形成する装置である。
本実施形態の溶接装置２は、周溶接機（円周溶接機）２１と、周溶接機２１を挟んで管Ｐの搬送方向（管Ｐの長手方向）に沿って配置された一対の把持装置２２とを具備する。また、本実施形態の溶接装置２は、冷却装置（図示せず）も具備する。冷却装置の冷却方法としては、例えば強制空冷を例示できる。

制御装置５は、各管Ｐの端部が周溶接機２１の配置位置に到着したタイミングで、搬送装置２及び巻取装置３の動作を停止し、各把持装置２２を駆動する。これにより、各把持装置２２が、各管Ｐの端部を把持する。すなわち、管Ｐの搬送方向上流側に配置された把持装置２２で搬送方向上流側に位置する管Ｐの先端部を把持し、搬送方向下流側に配置された把持装置２２で搬送方向下流側に位置する管Ｐ（長尺管Ｐ１）の後端部を把持する。そして、各把持装置２２は、各管Ｐの軸心が合致するように、各管Ｐの位置を調整する。次いで、制御装置５は、周溶接機２１を駆動し、周溶接機２２が、位置調整された各管Ｐの端部同士に周溶接を施す。最後に、制御装置５は、冷却装置を駆動し、冷却装置が、形成された周溶接部ＰＷを冷却する。周溶接部ＰＷの冷却が終了した後、制御装置５は、各把持装置２２による把持を解除し、搬送装置２及び巻取装置３を駆動して、長尺管Ｐ１を搬送する。

巻取装置３は、搬送装置１に沿って、溶接装置２に対して管Ｐ（長尺管Ｐ１）の搬送方向下流側に配置されている。巻取装置３は、制御装置５によって駆動され、搬送装置１で搬送される長尺管Ｐ１をリール３１に巻き取る装置である。
具体的には、本実施形態の巻取装置３は、リール３１をその中心軸周りに回転させる回転機構（図示せず）と、中心軸方向（Ｙ方向）にリール３１を移動させる移動機構（図示せず）とを具備する。巻取装置３は、回転機構によってリール３１を回転させると共に、移動機構によってリール３１を移動させることで、長尺管Ｐ１をリール３１の外表面上に巻き取る。

Ｘ線検査装置４は、搬送装置１に沿って、溶接装置２と巻取装置３との間に配置されている。Ｘ線検査装置４は、制御装置５によって駆動され、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する装置である。
制御装置５は、溶接装置２によって形成された長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷがＸ線検査装置４の配置位置（具体的には、後述するＸ線源４１２によってＸ線が放射される位置）に到着したタイミングで、搬送装置２及び巻取装置３の動作を停止することで長尺管Ｐ１を停止させ、Ｘ線検査装置４を駆動する。

Ｘ線検査装置４は、Ｘ線検査装置本体４１と、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられたＸ線漏洩抑制機構４２とを具備する。Ｘ線検査装置本体４１は、長尺管Ｐ１がＸ線検査装置本体４１の入側（長尺管Ｐ１の搬送方向上流側）及び出側（長尺管Ｐ１の搬送方向下流側）の開口部から外部に突出した状態で長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。Ｘ線漏洩抑制機構４２は、Ｘ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査されている最中に、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部から外部へのＸ線の漏洩を抑制する。
以下、適宜、図２及び図３も参照しつつ、Ｘ線検査装置４のより具体的な構成について説明する。

図１に示すように、Ｘ線検査装置本体４１は、筐体４１ａと、筐体４１ａの入側及び出側にそれぞれ設けられ、筐体４１ａと連通する一対のスリーブ４１ｂと、筐体４１ａ内に配置されたＸ線検査機４１ｃとを具備する。Ｘ線検査装置本体４１は、長尺管Ｐ１が筐体４１ａ内に配置されたＸ線検査機４１ｃ及び各スリーブ４１ｂに挿通された状態で、Ｘ線検査機４１ｃによって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する。

図２は、Ｘ線検査装置本体４１が具備するＸ線検査機４１ｃの概略構成を模式的に示す図である。図２（ａ）は斜視図を、図２（ｂ）は長尺管Ｐ１の長手方向から見た正面図を示す。
図２に示すように、Ｘ線検査機４１ｃは、回転機構部４１１と、Ｘ線源４１２と、Ｘ線画像検出器４１３と、画像処理装置４１４とを具備する。

回転機構部４１１は、例えば、長尺管Ｐ１の周方向周りを囲繞する外環部材４１１Ａと、外環部材４１１Ａに対して回転可能に外環部材４１１Ａの内側に取り付けられた内環部材４１１Ｂとを具備する。
Ｘ線源４１２は、長尺管Ｐ１に向けてＸ線を放射する装置である。Ｘ線源４１２は、回転機構部４１１の内環部材４１１Ｂに取り付けられ、内環部材４１１Ｂが外環部材４１１Ａに対して回転することにより、長尺管Ｐ１の周方向周りに回転する。図２（ｂ）に示すように、Ｘ線源４１２は、回転・停止を繰り返し、予め決められた複数の位置（図２（ｂ）に示す例では、６０°ピッチの３箇所）でＸ線を放射する。
Ｘ線画像検出器４１３は、長尺管Ｐ１を挟んでＸ線源４１２に対向する位置に配置され、Ｘ線源４１２から放射されて長尺管Ｐ１を透過したＸ線を検出して画像化する装置であり、例えばフラットパネルディテクター（ＦＰＤ）が好適に用いられる。Ｘ線画像検出器４１３も回転機構部４１１の内環部材４１１Ｂに取り付けられ、内環部材４１１Ｂが外環部材４１１Ａに対して回転することにより、Ｘ線源４１２と一体的に（長尺管Ｐ１を挟んでＸ線源４１２に対向する状態を維持して）長尺管Ｐ１の周方向周りに回転する。
画像処理装置４１４は、Ｘ線画像検出器４１３で撮像したＸ線画像に画像処理を施して、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査する装置である。画像処理装置４１４は、例えば、Ｘ線画像に対して画像処理を施すことで、画素濃度の大きい（明るい）画素領域を欠陥領域（例えば、ポロシティー）として抽出し、抽出した欠陥領域の面積の大小を評価して、周溶接部ＰＷの良否を判断する。

図３は、Ｘ線漏洩抑制機構４２の概略構成を模式的に示す図である。図３（ａ）はＸ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査される際のＸ線漏洩抑制機構４２の状態を示す正面図を、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂｂ矢視断面図を示す。図３（ｃ）はＸ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷの検査が終了し、搬送装置１によって長尺管Ｐ１を搬送する際のＸ線漏洩抑制機構４２の状態を示す正面図を、図３（ｄ）は図３（ｃ）のｄｄ矢視断面図を示す。
Ｘ線漏洩抑制機構４２は、前述のように、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられている。具体的には、Ｘ線漏洩抑制機構４２は、Ｘ線検査装置本体４１が具備する一対のスリーブ４１ｂが有する略円形の開口部４１０の近傍に取り付けられている。より具体的には、Ｘ線漏洩抑制機構４２は、一対のスリーブ４１ｂのうち、長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその上流側の開口部４１０の近傍に取り付けられ、長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその下流側の開口部４１０の近傍に取り付けられている。Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側に取り付けられた各Ｘ線漏洩抑制機構４２は、同様の構成を有するため、ここでは一つのＸ線漏洩抑制機構４２についてのみ説明する。

Ｘ線漏洩抑制機構４２は、閉塞部材４２１を具備する。閉塞部材４２１は、径方向（長尺管Ｐ１の径方向）に開閉可能な複数の部材（図３に示す例では、半分割された２つの部材４２ａ、４２ｂ）から構成され、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置にあるとき（図３（ａ）、（ｂ）の状態）、内側に長尺管Ｐ１が挿通する略円形の開口部４２１ａが形成される。具体的には、各部材４２ａ、４２ｂは、エアシリンダ等の駆動機器（図示せず）に取り付けられており、この駆動機器を駆動することにより、各部材４２ａ、４２ｂは、径方向（図３に示す例では上下方向）に開閉可能（進退動可能）とされている。閉塞部材４２１を構成する部材４２ａ、４２ｂは、例えばステンレス鋼から形成されている。
なお、図３に示す例では、各部材４２ａ、４２ｂは、上下方向に開閉可能とされているが、本発明はこれに限るものではなく、長尺管Ｐ１の径方向（長尺管Ｐ１の長手方向に直交する方向）である限りにおいて、水平方向など他の方向に開閉可能な部材とすることも可能である。また、図３に示す例では、閉塞部材４２１は、２つの部材４２ａ、４２ｂから構成されているが、本発明はこれに限るものではなく、径方向に開閉可能な複数の部材である限りにおいて、３つ以上の部材から構成することも可能である。

制御装置５は、Ｘ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査される際（すなわち、Ｘ線源４１２からＸ線が放射される際）、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、閉塞部材４２１を構成する複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置となるようにＸ線漏洩抑制機構４２を駆動する。すなわち、制御装置５からの制御信号によってＸ線漏洩抑制機構４２が具備するエアシリンダ等の駆動機器が駆動することで、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置となる。そして、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置にあるとき、閉塞部材４２１の開口部４２１ａの径方向寸法Ｌ１は、Ｘ線検査装置本体４１の入側及び出側の開口部の径方向寸法Ｌ２（スリーブ４１ｂの開口部４１０の径方向寸法、図３（ｃ）参照）よりも小さくなっている。したがい、Ｘ線検査装置本体４１の開口部の一部（スリーブ４１ｂの開口部４１０の一部）が閉塞部材４２１（複数の部材４２ａ、４２ｂ）によって閉塞されることになる。また、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置にあるとき、閉塞部材４２１の開口部４２１ａの径方向寸法Ｌ１は、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷ以外の径方向寸法と略同一である。したがい、閉塞部材４２１の開口部４２１ａと長尺管Ｐ１との隙間が無くなるか又は極微小となる。このため、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に閉じた位置に到達した後に、Ｘ線検査装置本体４１によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷを検査すれば、Ｘ線検査装置本体４１の開口部（スリーブ４１ｂの開口部４１０）から外部へのＸ線の漏洩を抑制することが可能である。

一方、制御装置５は、Ｘ線検査装置本体４１による長尺管Ｐ１の周溶接部Ｐ１の検査が終了（すなわち、Ｘ線源４１２からのＸ線の放射が停止し）し、搬送装置１によって長尺管Ｐ１を搬送する際に、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、閉塞部材４２１を構成する複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に開いた位置となるようにＸ線漏洩抑制機構３２を駆動する。そして、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、複数の部材４２ａ、４２ｂが径方向に開いた位置にあるとき、閉塞部材４２１は、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷに干渉しない位置となっている。本実施形態では、閉塞部材４２１を構成する複数の部材４２ａ、４２ｂが、スリーブ４１ｂよりも径方向外方の位置となる。このため、Ｘ線検査装置本体４１でのＸ線検査が終了した後に、長尺管Ｐ１を搬送しても、長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが閉塞部材４２１に干渉するおそれがなく、搬送に支障が生じない。

なお、Ｘ線の漏洩をより一層抑制するには、図１に示すように、Ｘ線漏洩抑制機構４２と同様の構成を有する一対のＸ線漏洩抑制機構４２Ａを筐体４１ａ内に取り付けることが好ましい。Ｘ線漏洩抑制機構４２Ａは、一対のスリーブ４１ｂのうち、長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその下流側の開口部４１０の近傍に取り付けられ、長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に設けられたスリーブ４１ｂに対してはその上流側の開口部４１０の近傍に取り付けられる。

以上に説明したＸ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが検査され、周溶接部ＰＷが正常であると判断された場合、制御装置５が搬送装置２及び巻取装置３を駆動することで、長尺管Ｐ１は搬送され、リール３１に巻き取られる。

一方、Ｘ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判断された場合、前述のように、溶接装置２とＸ線検査装置４とが搬送装置１に沿って互いに別個に移動可能とされているため、制御装置５は、好ましい態様として、以下の第１手順〜第６手順を実行可能である。以下、図４〜図９を適宜参照しつつ、制御装置５が実行する第１手順〜第６手順について説明する。なお、図４〜図９は、制御装置が実行する第１手順〜第６手順による溶接装置２及びＸ線検査装置４の動きを説明する平面図であり、便宜上、搬送装置１の図示は省略している。

＜第１手順＞
図４に破線で示す初期位置にあるＸ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の周溶接部ＰＷが不良であると判断された場合、制御装置５は、Ｘ線検査装置４を長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に移動させる。Ｘ線検査装置４の移動量は、不良であると判断された周溶接部ＰＷの切断作業の邪魔にならず、なお且つ、後述の第２手順において溶接装置２を長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に移動させた際に、溶接装置２がＸ線検査装置４と干渉しないように設定することが好ましい。
Ｘ線検査装置４が移動した後、図５に示すように、不良であると判断された周溶接部ＰＷを切断すればよい。周溶接部ＰＷの切断は、例えば、溶接装置２の下流側に設置された可搬式の切断機を用いて、作業者が手動で行うことが可能である。
なお、切断後の長尺管Ｐ１の端面は、バリ取りや研磨等を施し、後述の第３手順において周溶接を施し易くすることが好ましい。長尺管Ｐ１の端面のバリ取りや研磨は、例えば、溶接装置２の下流側に設置された可搬式の開先・面取り機を用いて、作業者が手動で行うことが可能である。

＜第２手順＞
次に、制御装置５は、図６に示すように、不良であると判断された周溶接部ＰＷが切断された後の長尺管Ｐ１の切断箇所まで、破線で示す初期位置にある溶接装置２を長尺管Ｐ１の搬送方向下流側に移動させる。

＜第３手順＞
次に、制御装置５は、図７に示すように、溶接装置２を駆動して、溶接装置２によって長尺管Ｐ１の切断箇所に再び周溶接を施し、周溶接部ＰＷを形成する。
以上に説明した第１手順〜第３手順によれば、搬送装置１及び巻取装置３（図１参照）を逆方向に駆動して長尺管Ｐ１を逆方向（上流側）に搬送する必要がない。長尺管Ｐ１を逆方向に搬送する代わりに、Ｘ線検査装置４及び溶接装置２を長尺管Ｐ１の通常の搬送方向に移動させている。

＜第４手順＞
次に、制御装置５は、図８に示すように、溶接装置２を長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に移動させる。この際、溶接装置２を初期位置（図４に示す位置）まで移動させることが好ましい。これにより、後述の第５手順においてＸ線検査装置４を移動させても、溶接装置２がＸ線検査装置４に干渉しない。

＜第５手順＞
次に、制御装置５は、図９に示すように、長尺管Ｐ１の再び形成された周溶接部ＰＷまで、Ｘ線検査装置４を長尺管Ｐ１の搬送方向上流側に移動させる。すなわち、Ｘ線検査装置４を初期位置（図４に破線で示す位置）まで移動させる。
なお、第４手順及び第５手順は、Ｘ線検査装置４の移動速度の方が大きくて溶接装置２とＸ線検査装置４とが干渉するというような支障が無い限り、同時に実行することも可能である。

＜第６手順＞
最後に、制御装置５は、Ｘ線検査装置４を駆動して、Ｘ線検査装置４によって長尺管Ｐ１の再び形成された周溶接部ＰＷを検査する。
以上に説明した第４手順〜第６手順においても、長尺管Ｐ１を搬送する必要がない。
すなわち、上記の第１手順〜第６手順を実行することにより、搬送装置１及び巻取装置３を逆方向に駆動することなく（長尺管Ｐ１を逆方向に搬送することなく）、溶接装置２で長尺管Ｐ１に再び周溶接部ＰＷを形成し、Ｘ線検査装置４で再び形成された周溶接部ＰＷを検査することが可能である。このため、長尺管Ｐ１を逆方向に搬送することに起因する外面疵の発生や強度の劣化を抑制可能である。

上記の第１手順〜第６手順を実行した結果、再び形成された周溶接部ＰＷが正常であると判断された場合、制御装置５が搬送装置２及び巻取装置３を駆動することで、長尺管Ｐ１は搬送され、リール３１に巻き取られる。一方、再び形成された周溶接部ＰＷが不良であると判断された場合、上記の第１手順〜第６手順が繰り返し実行されることになる。

図１０は、以上に説明した本実施形態に係る製造設備１００が備えるＸ線検査装置４で検査を行っている際に、一方のＸ線漏洩抑制機構４２の近傍（一方のスリーブ４１ｂの開口部４１０の近傍）においてＸ線漏洩量を測定した結果の一例を示す。Ｘ線漏洩量は、φ３２．８ｍｍ、φ２２．３ｍｍ、φ１５．２ｍｍの３種類の内径を有する管Ｐを用いて形成した長尺管Ｐ１について、Ｘ線漏洩抑制機構４２、４２Ａの何れも備えない場合、Ｘ線漏洩抑制機構４２のみを備える場合、Ｘ線漏洩抑制機構４２、４２Ａの双方を備える場合の３条件で測定した。
図１０から分かるように、少なくともＸ線漏洩抑制機構４２を備えることで、Ｘ線漏洩量を２．５μＳＶ／ｈｒ以下に抑制可能である。このため、溶接装置２及び巻取装置３を含む製造設備１００全体を管理区域にせずとも、Ｘ線の漏洩を規定値以下に抑制可能であり、広大なＸ線管理区域を必要とせずに、効率の良い長尺管Ｐ１のＸ線検査が可能である。

１・・・搬送装置
２・・・溶接装置
３・・・巻取装置
４・・・Ｘ線検査装置
５・・・制御装置
３１・・・リール
４１・・・Ｘ線検査装置本体
４２・・・Ｘ線漏洩抑制機構
１００・・・長尺管の製造設備
Ｐ・・・管
Ｐ１・・・長尺管
ＰＷ・・・周溶接部

Claims (3)

1. 管を長手方向に搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される複数の管の端部同士に周溶接を施して長尺管を形成する溶接装置と、
   前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される前記長尺管をリールに巻き取る巻取装置と、
   前記搬送装置に沿って前記溶接装置と前記巻取装置との間に配置され、前記長尺管の周溶接部を検査するＸ線検査装置と、
   前記搬送装置、前記溶接装置、前記巻取装置及び前記Ｘ線検査装置の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記溶接装置と前記Ｘ線検査装置とは、前記搬送装置に沿って互いに別個に移動可能であることを特徴とする長尺管の製造設備。
2. 前記Ｘ線検査装置によって前記長尺管の周溶接部が不良であると判断された場合、前記制御装置は、
   前記Ｘ線検査装置を前記長尺管の搬送方向下流側に移動させる第１手順と、
   前記不良であると判断された周溶接部が切断された後の前記長尺管の切断箇所まで、前記溶接装置を前記長尺管の搬送方向下流側に移動させる第２手順と、
   前記溶接装置を駆動して、前記溶接装置によって前記長尺管の切断箇所に再び周溶接を施す第３手順と、
   前記溶接装置を前記長尺管の搬送方向上流側に移動させる第４手順と、
   前記長尺管の再び形成された周溶接部まで、前記Ｘ線検査装置を前記長尺管の搬送方向上流側に移動させる第５手順と、
   前記Ｘ線検査装置を駆動して、前記Ｘ線検査装置によって前記長尺管の再び形成された周溶接部を検査する第６手順と、
   を実行することを特徴とする請求項１に記載の長尺管の製造設備。
3. 前記Ｘ線検査装置は、Ｘ線検査装置本体と、Ｘ線検査装置本体の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられたＸ線漏洩抑制機構とを具備し、
   前記Ｘ線検査装置本体は、前記長尺管が前記Ｘ線検査装置本体の入側及び出側の開口部から外部に突出した状態で前記長尺管の周溶接部を検査し、
   前記Ｘ線漏洩抑制機構は、径方向に開閉可能な複数の部材から構成され、該複数の部材が径方向に閉じた位置にあるとき、内側に前記長尺管が挿通する開口部が形成される閉塞部材を具備し、
   前記制御装置は、前記Ｘ線検査装置本体によって前記長尺管の周溶接部が検査される際に、前記閉塞部材を構成する前記複数の部材が径方向に閉じた位置となるように前記Ｘ線漏洩抑制機構を駆動すると共に、前記Ｘ線検査装置本体による前記長尺管の周溶接部の検査が終了し、前記搬送装置によって前記長尺管を搬送する際に、前記閉塞部材を構成する前記複数の部材が径方向に開いた位置となるように前記Ｘ線漏洩抑制機構を駆動し、
   前記複数の部材が径方向に閉じた位置にあるとき、前記閉塞部材の開口部の径方向寸法は、前記Ｘ線検査装置本体の入側及び出側の開口部の径方向寸法よりも小さく、前記長尺管の周溶接部以外の径方向寸法と略同一であり、前記複数の部材が径方向に開いた位置にあるとき、前記閉塞部材は、前記長尺管の周溶接部に干渉しない位置となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の長尺管の製造設備。

Images