JP2018523063A - ターボ機械の支持体に機器を組み付けるための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ターボ機械の支持体（１００）に機器を組み付けるための方法に関する。本方法は、機器を締結装置（１０）によって前記支持体（１００）の部分（１０１）に機械的に組み付けるステップと、さらに前記締結装置（１０）と前記支持部分（１０１）との間の境界領域に樹脂のコーティング層（５０）を設けることよりなるステップとを含む。このコーティング層（５０）によって、締結装置（１０）と前記支持部分（１０１）との間の境界を完全に密閉し、したがって、塗装することなく内面の酸化を避けることができる。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、ターボ機械の支持体に機器を組み付けるための方法に関する。

より詳細には、本発明は、電気パッケージング、チュービング、配管、および同様な機器、ならびにガスおよび蒸気タービン、および／または遠心圧縮機用の支持体を、溶接することなくスキッドに機械的に組み付けるための方法に関する。

ガスまたは蒸気タービン、および圧縮機を含むターボ機械プラントの分野では、電線ケーブル、チュービング、および配管、ならびにガスまたは蒸気タービンおよび圧縮機がしっかりと結合されるスキッドという名のベース支持体を設けることが知られている。

電気パッケージングは、電線ケーブルを保護するための一組の電線導板および関連する支持体であり、チュービングは、流体供給用のチャネルの組（主および空圧チュービング）であり、タービンおよび圧縮機は機械的な支持体、すなわち、支持ブラケットによって支持され、これらの機器のすべての支持体は支持スキッドに接続されなければならず、それらは現場で溶接によって組み付けられる。

ターボ機械プラントにおけるガス／蒸気タービンおよび圧縮機の機器組立体の重要な態様は酸化に関係する。すべてのプラント組立体は、特にプラントが沖合のプラットホームに配置されるとき、侵食性環境に曝される。したがって、石油＆ガスプラントのすべての構成部品および組み付けられる部品は腐食に対して保護されることが必須である。

したがって、支持体は特別な保護コーティングで塗装されて密閉される。

通常、ターボ機械はスキッド上に組み付けられ、したがって、本明細書では以降、スキッド上での組付けを考えるが、本発明の方法は、支持体上の、一般には、例えば、支持体の梁の上のターボ機械の組立体に関する。

発注者は、機器をスキッドに配置する方法および配置する位置を決める場合があり、したがって、組付け作業は、作業者が現場で機器を直接スキッドに溶接することによって手作業で行われる。

機器の支持体をスキッドに溶接するには、支持体が溶接されるベースプレート領域の表面のミーリング、サブソールプレートの事前固定、サブソールプレートの最終溶接、および溶接後に溶接領域周りのベースプレートの表面の保護コーティングでのさらなる塗装、最終的に、支持組立体の塗装などのいくつかの準備作業が必要である。

知られている上記に示した溶接プロセスにはいくつかの欠点に影響される。

第１の欠点は、溶接段階を含む組付けプロセスは手作業であり、その結果、コストおよび時間がかかり、全プロセスの品質に関する制御を保つことが困難であるという事実よりなる。

さらなる欠点は、溶接プロセスが、スキッドの実装のリードタイムおよびコストに大きく影響するという事実によって代表される。

さらに、溶接プロセスによって、溶接領域への接近性などの設計および製作可能性の制約が課される。

溶接組付けプロセスの別の欠点は、ベースプレートの表面の溶接領域の塗装段階の高コストによって代表される。

本発明は、ターボ機械の支持体に機器を組み付けるための方法に関する。

より詳細には、本発明は、電気パッケージング、チュービング、配管、および同様な機器、ならびにガスまたは蒸気タービン、および遠心圧縮機用の支持体を、溶接することなくスキッドに組み付けるための方法に関する。

本発明の好ましい実施形態によれば、このような機器をターボ機械の支持体に組み付けるための方法は、前記機器を締結装置によって機械的に組み付けるステップを含む。

前記締結装置がリベットナットを含むことは好都合である。

好ましい実施形態によれば、締結装置は、塗装することなく内面の酸化を防ぐために特別に設計される。

本発明の第１の態様によれば、機器を支持体に組み付けるための本発明による方法は、前記機器を締結装置によって支持体の一部に機械的に組み付けるステップと、締結装置と支持部分との間の境界領域にコーティング層を設けることよりなるステップとを含み、前記コーティング層が、エポキシ樹脂、またはその代わりに、嫌気性樹脂の層であるのが好ましい。

本発明の好ましい実施形態によれば、締結装置はリベットナットを含み、リベットナットには、その外面に、その全長に沿って、かつリベットの頭部の下に、樹脂、好ましくはエポキシ樹脂、より好ましくはマイクロカプセル化されたエポキシ樹脂、または嫌気性樹脂のコーティングが設けられる。全長とは、支持部分に挿入することができる締結装置の部分を意味する。

リベットナットはこの場合、好ましくは頭部の反対側の自由端の底面以外のその全外面に沿って、すなわち、その全長に沿って、および頭部の下を、かつ頭部の上部以外を、樹脂の固体層によって取り囲まれる。

これに代えて、半固体または粘性の形態のコーティングを外面に、すなわち、頭部の反対側の自由端の底面以外のその全外面に沿って、すなわち、その全長に沿って、および頭部の下に塗布することができる。

本発明の代替の実施形態によれば、エポキシまたは嫌気性樹脂は、機器を組み付けなければならない支持部分に直接配置され、好ましくは、支持部分に設けられた固定穴の周囲に直接配置される。

本明細書の下記の本発明の詳細な説明を読めばより明瞭になるように、リベットナットはブラインドねじ穴または貫通ねじ穴を有することができる。

リベットナットの前記二者択一の形状のそれぞれには、固体コーティングを設けることができ、半固体または粘性コーティングはリベットナットに直接設けることができる。

これに代えて、ブラインド穴または貫通穴を有するリベットではどちらも、エポキシまたは嫌気性樹脂が、機器を組み付けなければならない支持部分に直接配置され、好ましくは、スキッド部分に設けられた固定穴の周囲に直接配置される。

本発明のさらなる態様によれば、締結装置はさらに、シール要素、好ましくはＯリング、より好ましくはＮＢＲまたはＦＫＭ製のＯリングを含む。

さらなる詳細および特定の実施形態は添付の図面を参照する。

機器が組み付けられるスキッドの斜視図である。 従来技術によって前記スキッドに溶接される電線ケーブル用の導管またはパッケージングの概略図である。 従来技術によって前記支持スキッドに溶接される液圧ライン用のチュービング組立体の概略図である。 本発明の第１の実施形態によるリベットナットの図である。 本発明の第２の実施形態によるリベットナットの図である。 外面に固体コーティングが設けられた、図４Ａの第１の実施形態によるリベットナットの図である。 外面に固体コーティングが設けられた、図４Ｂの第２の実施形態によるリベットナットの図である。 本発明の態様によるリベットナットの支持体への組付け手順の図である。 本発明の一実施形態によるリベットナットの据え込み後の拡大図である。 発明の一実施形態によるリベットナットの固定ねじをその中に挿入した状態の拡大図である。 本発明の代替の態様によるリベットナットの支持体への組付け手順の図である。 本発明による導管パッケージングの支持体への組付けの可能な構成の断面図である。 本発明による導管パッケージングの支持体への可能な組付け構成の全体図である。 本発明によるチュービング機器の支持体への可能な組付け構成の全体図である。

添付の図を参照して例示的な実施形態を以下に説明する。以下の詳細な説明は本発明を限定するものではない。その代わり、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。

本明細書を通して、「一実施形態」または「実施形態」として言及することは、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、開示する主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の様々な箇所で「一実施形態では」または「実施形態では」という表現が現れるが、これらは、必ずしも同じ実施形態について言及している訳ではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な様態で組み合わせることができる。

図１を参照すると、石油＆ガスプラントの機器を支持するための典型的なスキッド１００が示されている。

より詳細には、スキッド１００は、下部ベースプレート１０１ａおよび上部カバープレート１０２を有する閉じられたケースとして構成される。スキッドケース内では、電線ケーブル、液圧ライン用のチュービング、および同様な機器は、通常、スキッド部分１０１にしっかりと接続される。前記スキッド部分１０１は、ベースプレート１０１ａ、または側面の鉛直壁１０１ｂの内面の場合がある。スキッド部分１０１は、図５から図９に概略的に示されており、また、スキッド部分は、機器を支持するのに適したスキッドの任意の部分とすることができる。

図２は、典型的な電線ケーブル用の電気パッケージング２００、図３は典型的なチュービング３００用の配置を示す。電気パッケージングおよびチュービング組立体は、溶接作業によってスキッド１００にしっかりと接続される典型的な機器である。

より詳細には、電気パッケージング２００用、チュービング組立体３００用、ならびに／またはタービンおよび圧縮機用の支持ブラケットは、ベースプレート１０１の領域に、または側壁１０１ａ、１０１ｂの内面の領域に溶接され、次いで、機器は前記支持ブラケットに接続される。

既述のように、ブラケットをスキッドに溶接するために、いくつかの準備作業および修正作業が必要である。すなわち、ブラケットを溶接する表面領域を手作業でミーリングする必要があり、次いで、ブラケットを前記領域に事前固定する必要があり、その後、作業員が手作業で最終溶接を進める。スキッド領域の腐食を避けるために、溶接作業後、溶接した周りの領域を塗装することが必須である。

本発明の方法を使えば、溶接段階を完全に避けられる。

機器を支持体に組み付けるための本発明による方法は、前記機器を締結装置１０によって支持スキッド１００に機械的に組み付けるステップを含む。

前記締結装置１０は少なくともリベットナット１１、１２を含む。

第１の実施形態によれば、前記リベットナット１１は貫通ねじ穴を有する。

第２の実施形態によれば、前記リベットナット１２はブラインドねじ穴を有する。

ブラインドねじ穴を有するリベットナット１２は、例えば、締結装置が侵食性環境と連通する支持体に固定されるとき、例えば、侵食性蒸気および／または液体を入れるためのタンクが支持体に固定されるとき、および、一般的には、締結装置１０が関係する支持体またはスキッド部分に関して、締結装置１０が内部環境と外部環境との間のいかなる連通をも避けることが必須であるときに、使用される。

リベットナットが貫通ねじ穴を有するか、ブラインドねじ穴を有するかに関わらず、締結装置１０はさらに、ねじ回し４０を使用してリベットを引き出すことによってリベットナットを塑性変形させたときにスキッド部分１０１と接合するための固定ねじ２０を含む。

リベットナットが変形すると、膨らみ部１１ｂが、前記スキッド部分１０１の下面１０１ｃと接触した状態で生成される。

機器を支持体に組み付けるための本発明による方法はさらに、締結装置１０を挿入するためにスキッド部分１０１に固定穴３０をあけることよりなるステップを含む。

より詳細には、固定穴３０は、好ましくは、段付きドリルによってスキッドにあけられる。段付きドリルは、少なくとも３つの異なる直径を有することがより好ましい。第１の直径はセンターグランドの形成用に４ｍｍの直径であり、第２の直径はほぼ１ｍｍで、中ぐり工具である最終ステップより小さいことが好都合である。

好ましくは、穴を準備する段階は、可変速歯車を使った穴あけ機の使用を含み、穴あけ段階中、ドリルは専用機器を用いてスキッド表面に対して鉛直位置を保つ。固定穴３０があけられると、穴から、特に穴の輪郭からバリが取り除かれる。

スキッドに穴３０があけられると、リベットナットを穴３０に挿入することができ、ねじ回し４０によって引き出すことができる。

したがって、リベットナットとスキッド部分１０１との間の境界領域が画定される。

境界領域は主に、
− 固定穴３０の内面とリベットナットの側面との間の接触面
− リベットの膨らみ部１１ｂとスキッド部分１０１の下面１０１ｃとの間の接触面
− リベットナットの頭部１１ａ、１１ｂのカラーとスキッド部分１０１の上面１０１ａとの間の接触面
によって代表される。

リベットナット１１、１２は、特に沖合での用途では、酸化を防ぐために、ステンレス鋼製が好ましく、オーステナイトステンレス鋼製がより好ましい。好ましい実施形態によれば、リベットナットはステンレス鋼ＡＩＳＩ３１６Ｌ製である。

本発明による方法はさらに、リベットナット１１、１２とスキッド部分１０１との間の境界領域にコーティング層５０を設けることよりなるステップを含む。

前記コーティング層５０は、少なくとも穴３０の内面とリベットナット１１、１２の外面との間の境界に設けられることが好都合である。

本発明の一態様によれば、前記コーティングはエポキシまたは嫌気性樹脂製である。前記エポキシ樹脂はマイクロカプセル化されたエポキシ樹脂がより好ましい。

リベットナットが、ねじ回しによって引き出されて塑性変形されると、境界のコーティング層はリベットの変形に追従する。すなわち、リベットの変形中、コーティングはスキッド部分１０１の下側で圧縮される。コーティングは、圧着されたナットとスキッド部分１０１との間に閉じ込められ、ナットとスキッド部分との間の境界は樹脂があるため完全に密閉されて酸化する危険性が避けられる。

好ましい実施形態によれば、締結装置は、樹脂製のコーティング５０が穴３を向く外面に、かつその全長に沿って、したがって、穴に挿入された部分に沿って設けられたリベットナット１１、１２を含む。樹脂の前記外側コーティング５０がリベットナットの外面全体、特にリベット頭部１１ａ、１２ａの下面を取り囲むことがより好ましい。図４Ｃおよび４Ｄを参照のこと。

外側コーティングが、エポキシ樹脂または嫌気性樹脂、より好ましくはマイクロカプセル化されたエポキシ樹脂製であることが好都合である。リベットの変形中、エポキシ樹脂を含むマイクロカプセル化された球体が壊れてエポキシ樹脂を流出させ、圧着されたナットとスキッド部分との間の隙間を満たす。

本発明の代替の実施形態によれば、コーティング層５０は、スキッド部分１０１の固定穴３０の内面に設けられる。

図６を参照のこと。

リベットが固定穴３０に挿入されると、引き出されて塑性変形される。この作業の後、樹脂はスキッド部分１０１の下側、すなわちリベットナットの頭部の方向に対してスキッドの反対側で圧縮される。

リベットナットの変形中、樹脂は、圧着されたナットとスキッド部分との間に閉じ込められ、これによって、この領域が密閉される。

締結装置１０はさらに、シール要素６０を含むことが好ましい。

前記シール要素６０は、カラーの下に配置されるＯリングであることが好都合である。リベットナットが組み付けられてＯリングが圧縮されるとＯリングによって密閉結合がもたらされる。

樹脂５０が固定穴３０の内面に直接配置されると、樹脂自体が、リベットの頭部１１ａ、１２ａの下面とリベットが固定されるスキッド部分１０１との間の空間を満たす。

図５Ｂを参照すると、リベットナット１１、１２がスキッド部分１０１に固定されると、スキッド部分に固定しなければならないブラケットまたは支持要素７０は、リベットナットにねじ込まれる固定ねじ２０によって配置および固定することができる。

固定ねじ２０の頭部とブラケット７０との間に座金８０を挿入することが好ましい。

電気パッケージング２００用のブラケットの可能な例が図７および図８に示されている。チュービング組立体３００用の可能な例が図９に示されている。

機器をスキッドに組み付けるための本発明による方法によって、従来の溶接プロセスのリードタイムおよび関連するコストが削減され、同時に、塗装することなく内面の酸化を防ぐことができる。

１０ 締結装置
１１ リベットナット
１１ａ リベット頭部
１１ｂ 膨らみ部
１２ リベットナット
１２ａ リベット頭部
２０ 固定ねじ
３０ 固定穴
４０ ねじ回し
５０ コーティング層
６０ シール要素
７０ 支持ブラケット
８０ 座金
１００ 支持体、スキッド
１０１ 支持部分、スキッド部分
１０１ａ 側壁、スキッド部分の上面、下部ベースプレート
１０１ｂ 側壁
１０１ｃ スキッド部分の下面
１０２ 上部カバープレート
２００ 電気パッケージング
３００ チュービング組立体

Claims (15)

1. 機器をターボ機械の支持体（１００）に組み付けるための方法であって、前記機器を締結装置（１０）によって前記支持体（１００）の部分（１０１）に機械的に組み付けるステップと、前記締結装置（１０）と前記支持部分（１０１）との間の境界領域にエポキシ樹脂のコーティング層（５０）を設けることよりなるさらなるステップとを含む方法。
2. 前記締結装置（１０）がリベットナット（１１、１２）を含む、請求項１記載の方法。
3. 前記機器を前記スキッド部分（１０１）に機械的に組み付ける前記ステップが、
   前記支持部分（１０１）に固定穴（３０）をあけるステップと、
   前記固定穴（３０）の内縁をバリ取りするステップと、
   前記リベットナット（１１、１２）を前記固定穴（３０）に挿入し、したがって、前記リベットナット（１１、１２）と前記支持部分（１０１）との間の前記境界領域を画定するステップと、
   前記境界領域にコーティング層（５０）を設けるステップと、
   前記リベットナット（１１、１２）を塑性変形させ、したがって、前記リベットナット（１１、１２）を前記支持部分（１０１）にしっかりと組み付けるステップと
   を含む、請求項２記載の方法。
4. 前記リベットナット（１１、１２）と前記支持部分（１０１）との間の前記境界領域にコーティング層を設ける前記段階が、前記リベットナット（１１、１２）の外面にコーティング層（５０）を設けるステップを含む、請求項１乃至３のいずれか記載の方法。
5. 前記リベットナット（１１、１２）と前記支持部分（１０１）との間の前記境界領域にコーティング層を設ける前記段階が、前記固定穴（３０）の内面にコーティング層（５０）を設けるステップを含む、請求項１乃至４のいずれか記載の方法。
6. 前記機器を前記支持部分（１０１）に機械的に組み付ける前記ステップが、
   支持ブラケット（７０）を前記リベットナット（１１、１２）に結合するステップと、
   固定ねじ（２０）を前記リベットナット（１１、１２）に挿入し、したがって、前記リベットナット（１１、１２）が組み付けられた前記支持部分（１０１）に前記支持ブラケット（７０）をしっかりと組み付けるステップと
   を含む、請求項１乃至５の１つまたは複数記載の方法。
7. エポキシ樹脂の前記コーティングが、マイクロカプセル化されたエポキシ樹脂の固体コーティングである、請求項１乃至６の１つまたは複数記載の方法。
8. エポキシ樹脂の前記コーティングが、前記支持部分（１０１）を向く前記リベットナット（１１、１２）の外面に配置される、請求項７記載の方法。
9. エポキシ樹脂の前記コーティングが、前記リベット頭部（１１ａ、１２ａ）の下面に配置される、請求項７または８記載の方法。
10. 前記リベットナット（１１、１２）が、ステンレス鋼製、好ましくは、オーステナイトステンレス鋼製である、請求項２乃至９の１つまたは複数記載の方法。
11. 前記締結装置（１０）がさらに、前記リベット頭部（１１ａ、１２ａ）と前記支持部分（１０１）との間に配置されるシール要素（６０）、好ましくはＯリング（６０）を含む、請求項１乃至１０の１つまたは複数記載の方法。
12. 前記シール要素（６０）がＮＢＲまたはＦＫＭ製である、請求項１１記載の方法。
13. 前記支持体（１００）がターボ機械のスキッドである、請求項１乃至１２の１つまたは複数記載の方法。
14. 前記リベットナット（１１）が貫通ねじ穴を有する、請求項１乃至１３の１つまたは複数記載の方法。
15. 前記リベットナット（１２）がブラインドねじ穴を有する、請求項１乃至１４の１つまたは複数記載の方法。