JP3562188B2

JP3562188B2 - 金属管の内面洗浄装置

Info

Publication number: JP3562188B2
Application number: JP00366497A
Authority: JP
Inventors: 幹雄林
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2017-01-13
Also published as: JPH10192966A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属管の内面洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属管の内面洗浄方法としては種々の方法があり、そのうちの１つに次の方法がある。
【０００３】
すなわち、モータにより正逆回転駆動し得るリールに巻回されるとともに、基端部が高圧水供給源に連結されたフレキシブルランスの先端に回転自在な噴射口を有する円柱状のノズルを取り付け、リールを正転駆動させてフレキシブルランスを延出させることによって被処理管の一方管端側からその管内にノズルを送り込んで高速移動させ、ノズルの噴射口から噴出する高圧水によってその内面を管全長にわたって洗浄し、しかる後にリールを逆転駆動させてノズルを引き戻す方法である。
【０００４】
上記の方法においては、一方管端側から他方管端側へ向けてのノズル送り込み時、他方管端からノズルが完全に飛び出してしまうと、ノズルが不規則な回転運動をして極めて危険である。また、他方管端から完全に飛び出したノズルは、リールを逆転駆動させて引き戻そうとしても、管端にノズルが引っかかって引き戻しできなくなることが多い。
【０００５】
上記の現象のうち、特に後者の現象は、管内面に対する高圧水の衝突エネルギーを大きくしてその洗浄効果を上げるために外径の大きなノズル、換言すれば被処理管内径との径差が小さいノズルを用いた場合、より顕著になる。
【０００６】
このため、通常、ノズルの送り込みと引き戻しは、被処理管材の長さに応じてフレキシブルランスの延出長さ、換言すればリールの正回転量を制御し、その正回転量が所定値に達した時点でリールの正回転を停止すると同時に、リールを逆回転駆動させる方法がとられる。そして、この方法は、多数本の被処理管材を１ロットとし、ロット単位で処理に供されるロット内の被処理管材の長さがほぼ同一の場合、有効である。
【０００７】
ところで、実際の金属管製造工程においては、上記のロットが同一長さのものばかりで構成されるとは限らない。これは、ほとんどの場合、ロット単位で製造管理される金属管には、用いる素材ビレットの重量バラツキや塑性加工時に用いるプラグやダイスなどの工具の寸法バラツキなどに起因し、最大で約２ｍ程度の長さのバラツキが生じることがある。しかし、最終的に出荷すべき製品管としては、外径と肉厚が同じであれば長さに上記２ｍ程度のバラツキがあってよいものがあり、また外径と肉厚に加えて長さがほぼ同一でなければならない場合でも、通常、その長さには複数グループがあり、途中工程で余長を切断したりすると材料歩留ロスを招くのでそのままのロット単位で必要な途中工程に供給し、最終工程において所望の長さグループ毎に仕分けるなどしているからである。
【０００８】
従って、長さバラツキが最大で約２ｍというようなロット単位の被処理管材を対象に上記の方法を適用しようとすると、リールの正回転駆動によるノズル送り込みに先立ち、被処理管材１本毎の長さをその都度実測することが必要になる。しかし、ロット単位の被処理管材は、通常、被処理管材が一方管端基準で横置される横置ラインであるノズル送り込みラインの側方に近設されたテーブル上に集束状態で一括供給される。このため、その測長作業を自動的に行うことは事実上不可能で、人手によらざるを得ず、これに要する工数が多大で実用的でない。もっとも、上記のテーブルを広くして集束状態で供給された多本数の被処理管材を展開並列させるとともに、ノズル送り込みライン直前のテーブル上下に光電式などからなる測長計を配置して自動測長を行うことが考えられる。ところが、この場合には、広い作業スペースが必要で、経済性が損なわれ、得策でない。
【０００９】
そこで、従来は、ロット内の被処理管材長さのバラツキを考慮し、フレキシブルランスの延出長さが被処理管材中の最も長いものより若干長くなるようにリールの正回転量を一律に設定する一方、ノズル送り込み側とは反対側の被処理管材管端に最大バラツキ長さよりも長い被処理管材と同一内径のダミー管を人手により接続してからノズル送り込みラインへ供給することで、ノズルの管末端からの飛び出しを防止するようにしていた。
【００１０】
しかし、この方法は、ダミー管の着脱に時間がかかるのに加え、ロット内の短尺品に対してのノズル送り込み量が過多となって作業能率が悪いのみならず、ノズル送り込みに際しての初期設定とリールの正逆回転駆動指示を行う作業員以外にダミー管の着脱専用要員が必要であった。
【００１１】
このため、上記ダミー管の使用、並びに被処理管材１本毎の長さ実測がいずれも不要であり、しかも管末端からのノズル飛び出しを確実に防ぐことができるリールによるノズル送り込み方式の内面洗浄装置の開発が強く望まれていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の実状に鑑みてなされたもので、その課題は、ダミー管の使用が不要で作業人員の削減が図れ、かつ被処理管材１本毎の長さ実測が不要であるにもかかわらず管末端からのノズル飛び出しを確実に防ぐことができ、作業能率の向上が図り得るリールによるノズル送り込み方式になる金属管の内面洗浄装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々検討の結果、レーザ光を発信受光するレーザ発信受光器と反射板とが対向配置されたレーザ発信受光手段の存在に注目し、本発明をなすにいたった。
【００１４】
すなわち、ロット内の最も長い被処理管材の管末端から離れた位置に上記の反射板を位置させる一方、レーザ発信受光器をノズル送り込みラインに並設すると、管内に送り込まれたノズルが管末端から若干突出した時点で高圧水が管外に放射状に飛散し、この飛散した高圧水によってレーザ光線が遮断されて受光不可信号が得られ、この受光不可信号に基づいてリール駆動用のモータの正回転駆動を停止させると同時に逆回転駆動に切り換える場合には、ノズルの管末端からの完全飛び出しを確実に防止し得ることを知見した。
【００１５】
また、管末端から管外に放射状に飛散する高圧水による作業環境の悪化は、テーブル上への多本数の被処理管材を集束状態で一括供給可能で、しかもその長さバラツキ領域を覆うことが可能な伸縮自在な高圧水飛散防止カバーを、ノズル送り込みラインの末端部領域に位置可変に設置することで防ぐことができる。
【００１６】
上記の知見に基づく本発明の要旨は、下記（１）および（２）の金属管の内面洗浄装置にある。
【００１７】
（１）モータによって正逆回転駆動されるリールに巻回されるとともに、基端部が高圧水供給源に連結されたフレキシブルランスの先端に噴射口を有するノズルが取り付けられており、リールを正転駆動させてフレキシブルランスを延出させることによって前記のノズルを一方管端基準で横置される被処理管材の管内に管端基準側から他方管端に向けて送り込んで移動させ、ノズルの噴射口から噴出する高圧水によってその内面を管全長にわたって洗浄し、しかる後にリールを逆転駆動させてノズルを引き戻すようにした金属管の内面洗浄装置において、被処理管材が一方管端基準で横置される横置ラインの側方に、被処理管材の軸長方向の中間部位置に設けられ、管端基準側とは逆方向に向かってレーザ光を発信受光するレーザ発信受光器と、被処理管材の他方管端が在する位置よりも離れた反管端基準側に設けられ、レーザ発信受光器から発せられるレーザ光を反射する反射板とを具備するレーザ発信受光手段を並設したことを特徴とする金属管の内面洗浄装置。
【００１８】
（２）上記（１）に記載の金属管の内面洗浄装置において、被処理管材が一方管端基準で横置される横置ラインの反管端基準側部分に、下面と管端基準側の面のみが開放された被処理管材の軸長方向へ伸縮自在な高圧水飛散防止カバーを、横置ライン方向への在位位置可変に設けたことを特徴とする金属管の内面洗浄装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかわる金属管の内面洗浄装置について、その具体的な一例を示す添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
先ず、第１発明にかかわる金属管の内面洗浄装置について説明する。
【００２１】
図１は、第１発明の金属管の内面洗浄装置の全体構成を示す平面図であり、図中、符号１は受載テーブル、２は落とし込みラック、３はハンドピース、４はリール、５はレーザ発信受光器、６は反射板である。
【００２２】
図に示すように、受載テーブル１は、例えば、一端部の上面にＶ溝１ａが形成された複数の水平スキッドレール１ｂを並配設して構成されており、天井走行起重機などの適宜な搬送手段によって集束状態で搬送されてくる多本数の被処理管材をロット単位で一括受載し、そのうちの１本づつを人手によりＶ溝１ａ上に横置するようになっている。
【００２３】
落とし込みラック２は、例えば、後述の図４に示すように、一方端が固定され、他方端にカウンターウエイトなどの適宜な張力調整手段２ａが装着されたベルト２ｂを支柱間に張架してなる複数のベルト式ラック部材２ｃを並配設して構成されており、内面洗浄完了後の被処理管材Ｐを集積するようになっている。
【００２４】
ハンドピース３は、受載テーブル１の右端側にその軸心をＶ溝ラインＬに一致させて固定配置されている。このハンドピース３は、上記Ｖ溝１ａ上に横置移載された被処理管材Ｐの一端部を管端基準で固定する一方、正逆回転自在なモータ４ａにより回転駆動されるリール４に巻回されたフレキシブルランスの先端に装着したノズルの管内送り込みガイドを兼ねるようになっている。
【００２５】
図２は、ハンドピース３の具体的構造の一例を示す縦断面図で、図に示すように、後端部の内径が被処理管材Ｐの外径よりも大きく、先端部の内径が被処理管材Ｐの外径と同等に形成された金属製の本体３ａと、内径が被処理管材Ｐの外径よりも若干小さく形成された硬質ゴムなどの弾性材料からなる管端挿入用の先端部材３ｂと、ゴムなどの弾性材料からなる緩衝部材３ｃと、ガイド筒が突設形成された金属製のフランジ部材３ｄとからなっている。
【００２６】
そして、ハンドピース３には、フレキシブルランス４ｂの先端部が挿入されるとともに、フレキシブルランス４ｂの先端に取り付けられ、同軸上に真直保持可能な状態で連結された前後一対の長さの短い先端ガイド部材４ｄと長さの長い後端ガイド部材４ｅを備える高圧水噴射用のノズル４ｃが内蔵配置されている。
【００２７】
なお、３ｅは、被処理管材Ｐへのノズル４ｃの送り込みに伴って送り込み方向とは逆方向へ逆流する噴射後の高圧水排出口で、図示しないホースを介して排水ピットと配管接続されている。
【００２８】
上記のように構成されたハンドピース３の先端部材３ｂは、これに対して被処理管材Ｐの管端部が人手により挿入されるとその弾性力によって気密シールすると同時に、被処理管材Ｐを軸長不動にクランプする。
【００２９】
なお、クランプをより確実なものとするには、先端部材３ｂの小径部周りに機械的なクランプ装置を配置するのが好ましい。また、上記の緩衝部材３ｃは、その内部に負荷検出手段を内蔵させ、ノズル４ｃの引き戻し衝撃を検知することにより、モータ４ａの逆回転駆動を停止させ得るようにするのが好ましい。
【００３０】
一方、レーザ発信受光器５は、受載テーブル１の長手方向の中間部に位置する水平スキッドレール１ｂに取り付けられており、その内面洗浄作業中、受載テーブル１の左端側に向かってＶ溝ラインＬに平行な集束レーザ光を常時発信受光するようになっている。
【００３１】
また、反射板６は、受載テーブル１の左端側方に固定配置されており、上記のレーザ発信受光器５から発せられた集束レーザ光を反射させるようになっている。
【００３２】
上記のように構成された金属管の内面洗浄装置にあっては、従来と同様に、モータ４ａを起動することでリール４を正回転させ、フレキシブルランス４ｂを延出させてノズル４ｃを被処理管材Ｐの内部に送り込んで内面洗浄を行う。
【００３３】
しかし、本発明の内面洗浄装置によれば、先端ガイド部材４ｄとノズル４ｃの一部がハンドピース３とは反対側の管末端から突出した途端に管外に高圧水が放射状に飛散し、レーザ発信受光器５から反射板６に向けて発信される集束レーザ光が遮断される。この結果、内面洗浄作業中、常時発信受光状態にあるレーザ発信受光器５から受光不可信号が得られる。従って、この受光不可信号に基づいてモータ４ａの正回転駆動を停止させると同時に逆回転駆動に切り換え、ノズル４ｃの引き戻しを行うことができる。
【００３４】
このように、レーザ発信受光器５からの受光不可信号に基づいてノズル４ｃの送り込み停止を行うと、上記したように、先端ガイド部材４ｄとノズル４ｃの一部が管末端から突出する。しかし、フレキシブルランス４ｂ側の長さの長い後端ガイド部材４ｅが管内に位置した状態である。このため、ノズル４ｃの引き戻しに際し、管末端から完全に突出した先端ガイド部材４ｄおよびノズル４ｃが管端エッジに引っかかることは全くなく、極めて円滑に引き戻すことができる。
【００３５】
上記の各現象は、被処理管材Ｐの長さの如何にかかわらず同じである。このため、ロット内の各被処理管材ＰのＶ溝１ａ上への供給に先立って、その長さを測定する必要が全くない。しかも、ノズル４ｃの送り込み量と引き戻し量は、各被処理管材Ｐの実際の長さに応じた分だけとなって無駄がなくなるので、その分だけ確実に作業能率が向上する。
【００３６】
次に、第２発明の金属管の内面洗浄装置について説明する。
【００３７】
なお、この第２発明の金属管の内面洗浄装置は、管末端からのノズル先端部分突出時における管外への飛散高圧水による作業環境悪化防止と安全性確保の観点から、受載テーブルと落とし込みラックの反ハンドピース設置側領域に高圧水飛散防止カバーを設置したものである。
【００３８】
そのため、その基本構造は前述した第１発明の装置と同様である。従って、その要部を示す以下の図面では、第１発明と同一部材に関しては同一符号を付して示し、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
図３は第２発明の要部を示す平面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図である。図３および図４において、符号７は高圧水飛散防止カバーであり、受載テーブル１の反ハンドピース３設置側に、受載テーブル１と落とし込みラック２の全幅を覆うように設けられている。
【００４０】
この高圧水飛散防止カバー７は、下面およびレーザ発信受光器５と対向する側面のみが開放されており、受載テーブル１の長手方向、具体的には図３の右方から左方に向かって伸縮自在なテレスコピック構造とされている。
【００４１】
また、高圧水飛散防止カバー７は、２条のレール７ａ、７ａ上に搭載されており、ロット単位の被処理管材Ｐの平均長さ、換言すれば公称長さに応じて受載テーブル１の長手方向の任意位置に固定自在とされている。なお、高圧水飛散防止カバー７の位置固定は、図示省略するが、図３中左方の内奥壁側に設けられたレール７ａ、７ａの挟持手段により行うようになっている。
【００４２】
上記高圧水飛散防止カバー７の移動域における受載テーブル１の下方の床面８は、図示しない排水ピットに接続された集水溝８ａに向かって下り勾配で、周囲に堰８ｂを形成した斜床面とされており、管末端から排出される水を集めるようになっている。
【００４３】
上記のように構成された第２発明の金属管の内面洗浄装置では、先ず始めに、伸長状態の高圧水飛散防止カバー７がその長手方向中央部を処理対象ロットの被処理管材Ｐの公称長さにほぼ一致させて位置を固定するとともに、右端上面に突設された把手部７ｂ、７ｂを人手で押して左方に縮小させる。
【００４４】
次いで、この状態下で受載テーブル１上に処理対象のロット単位の被処理管材Ｐを移載した後、再度把手部７ｂ、７ｂを人手で押して右方に伸長させて管末端部を覆うことで内面洗浄の予備作業を完了する。
【００４５】
しかる後、上記第１発明の金属管の内面洗浄装置の場合と同様の手順に従って内面洗浄作業を行うが、この第２発明の金属管の内面洗浄装置は、各被処理管材Ｐの末端部が高圧水飛散防止カバー７で覆われている。
【００４６】
このため、先端ガイド部材４ｄとノズル４ｃの一部が管末端から突出することで飛散する高圧水は、全て高圧水飛散防止カバー７に当たって下方に落下し、傾斜床面を介して集水溝８ａに集められて排水ピットに流入する。従って、作業環境が悪化しないのみならず、安全性も確保される。また、高圧水飛散防止カバー７は、伸縮自在であるので、受載テーブル１上への被処理管材Ｐの移載は勿論、落とし込みラック２に集積された被処理管材Ｐをロット単位で排出するのに何らの支障もない。
【００４７】
なお、予備作業時における高圧水飛散防止カバー７の操作は、上記に代えて次のようにして行ってもよい。すなわち、受載テーブル１の最末端部（図３中の左端）に高圧水飛散防止カバー７を縮小させて位置させ、この状態で受載テーブル１上に処理対象のロット単位の被処理管材Ｐを移載する。次いで、ロット中の最も長い被処理管材Ｐの管端位置近傍にその内奥壁が位置するように高圧水飛散防止カバー７を縮小状態のままで移動させてレール７ａ、７ａに挟持固定し、しかる後に把手部７ｂ、７ｂを人手で押して右方に伸長させて管末端部を覆う。
【００４８】
ノズル４ｃの送り込みによる管内面洗浄後の管内に残留する水は、送り込みラインＬの落とし込みラック２側の受載テーブル１上において、ハンドピース３に併設された図示しないノズルから圧空を吹き込むことによって排除される。これは、第１発明および第２発明の装置とも同じである。また、Ｖ溝１ａからの被処理管材Ｐの排出は、Ｖ溝１ａへの被処理管材Ｐの落下防止ストッパーを具備する図示しない揺動キッカーによって行われる。
【００４９】
【実施例】
外径１７．４６ｍｍ、内径１５．４２ｍｍ、公称長さ２５０００ｍｍで、長さバラツキが２０００ｍｍの被処理管材７０本からなるロットを対象に、図３および図４に示す本発明にかかわる第２発明になる金属管の内面洗浄装置と前述のダミー管接続を行う従来の金属管の内面洗浄装置の能率比較を行った。
【００５０】
なお、本発明の内面洗浄装置を構成するレーザ発信受光器には、その発信受光可能範囲が０．１〜１３１ｍのものを用いた。
【００５１】
その結果、本発明の内面洗浄装置によった場合には、２時間で全ての被処理管材の内面洗浄作業を完了することができた。これに対し、従来の装置によった場合には、全ての被処理管材の内面洗浄作業を完了するのに、約３倍の６時間を要した。
【００５２】
また、この時、いずれの装置によった場合も、ノズル引き戻し不可本数は皆無であった。さらに、作業者は、従来の装置では２名を要したが、本発明の装置では１名ですんだ。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の装置によれば、ロット内の被処理管材に長さのバラツキがあっても管末端からノズルが完全に飛び出すことがなく、その引き戻しが不可能になることが全くない。また、そのノズル送り込み量は、自動的に被処理管材の長さに応じた分だけとなって無駄がない。この結果、作業能率が向上するのみならず、作業人員の削減も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる第１発明の金属管の内面洗浄装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】ハンドピースの拡大縦断面図である。
【図３】本発明にかかわる第２発明の金属管の内面洗浄装置の要部を示す平面図である。
【図４】のＡ−Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
１：受載テーブル、
１ａ：Ｖ溝、
１ｂ：水平スキッドレール、
２：落とし込みラック、
２ａ：張力調整手段、
２ｂ：ベルト、
２ｃ：ベルト式ラック部材、
３：ハンドピース、
３ａ：本体、
３ｂ：先端部材、
３ｃ：緩衝部材、
３ｄ：フランジ部材、
３ｅ：高圧水排出口、
４：リール
４ａ：モータ、
４ｂ：フレキシブルランス、
４ｃ：ノズル、
４ｄ：先端ガイド部材、
４ｅ：後端ガイド部材、
５：レーザ発信受光器、
６：反射板、
７：高圧水飛散防止カバー、
７ａ：レール、
７ｂ：把手部、
８：床面、
８ａ：集水溝、
８ｂ：堰。

Claims

モータによって正逆回転駆動されるリールに巻回されるとともに、基端部が高圧水供給源に連結されたフレキシブルランスの先端に噴射口を有するノズルが取り付けられており、リールを正転駆動させてフレキシブルランスを延出させることによって前記のノズルを一方管端基準で横置される被処理管材の管内に管端基準側から他方管端に向けて送り込んで移動させ、ノズルの噴射口から噴出する高圧水によってその内面を管全長にわたって洗浄し、しかる後にリールを逆転駆動させてノズルを引き戻すようにした金属管の内面洗浄装置において、被処理管材が一方管端基準で横置される横置ラインの側方に、被処理管材の軸長方向の中間部位置に設けられ、管端基準側とは逆方向に向かってレーザ光を発信受光するレーザ発信受光器と、被処理管材の他方管端が在する位置よりも離れた反管端基準側に設けられ、レーザ発信受光器から発せられるレーザ光を反射する反射板とを具備するレーザ発信受光手段を並設したことを特徴とする金属管の内面洗浄装置。
請求項１に記載の金属管の内面洗浄装置において、被処理管材が一方管端基準で横置される横置ラインの反管端基準側部分に、下面と管端基準側の面のみが開放された被処理管材の軸長方向へ伸縮自在な高圧水飛散防止カバーを、横置ライン方向への在位位置可変に設けたことを特徴とする金属管の内面洗浄装置。