JP4945389B2 - 水中補修システム及びこれを用いた水中補修方法 - Google Patents
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Description
すなわち、上記水中溶接装置は、パッチ支持機構、溶接トーチ、溶接トーチ移動機構、溶加材送給機構、及び監視機構等をチャンバ内に収納するため(言い換えれば、少なくとも当て板の全体を覆うように気相空間を形成するため)、その小型化には限界があり、例えばプール内壁の被補修部の近傍に構造物が設置された場所(狭隘部)で用いることが困難であった。このような狭隘部でも当て板の溶接作業を実施するためには、例えば、当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ溶接する小型の水中溶接装置を採用することが考えられる。ところが、このタイプの水中溶接装置を用いて当て板の周縁部を溶接する場合、当て板とプール内壁との隙間に水が存在し、この水が溶接熱で加熱され蒸発するので溶接部に噴き出し穴が生じる虞がある。そこで、当て板にガス抜き穴を形成して対応する方法が考えられるものの、この場合、当て板の周縁部の溶接後、当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける必要が生じる。
また、上記目的を達成するために、第2の発明は、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システムであって、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する当て板支持装置と、前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付けるプラグ取付装置と、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接し、その後、前記プラグ取付装置で前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ、前記閉止プラグの周縁部を溶接する水中溶接装置と、前記当て板支持装置、前記プラグ取付装置、及び前記水中溶接装置を遠隔操作する制御装置とを備え、前記水中溶接装置は、前記プール内壁の近傍に設けられた構造物に本体を着座するための着座フレームと、前記着座フレームに接続され、前記プール内壁に複数箇所で当接して前記プール内壁に対する本体の姿勢を調整する姿勢調整機構と、前記着座フレームに設けられ前記構造物をクランプするクランプ機構とを備える。
また、上記目的を達成するために、第3の発明は、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システムであって、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する当て板支持装置と、前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付けるプラグ取付装置と、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接し、その後、前記プラグ取付装置で前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ、前記閉止プラグの周縁部を溶接する水中溶接装置と、前記当て板支持装置、前記プラグ取付装置、及び前記水中溶接装置を遠隔操作する制御装置とを備え、前記水中溶接装置は、前記当て板の局部及び前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成するための隔壁、前記隔壁の内部にガスを供給するガス供給手段、前記隔壁内における前記当て板の周縁部や前記閉止プラグの周縁部を溶接する溶接トーチ、及び前記溶接トーチの近傍に溶加材を供給する溶加材供給手段を備えた溶接ユニットと、前記溶接ユニットを移動させる第1の溶接移動機構とを備え、前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記溶接トーチを移動させる第2の溶接移動機構を備え、前記制御装置は、前記第1及び第2の溶接移動機構の駆動制御により前記溶接トーチを溶接部の止端にそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を演算する溶接部演算手段を備える。
図1は、本発明の水中補修システムの一実施形態の構成の一部を燃料貯蔵プールとともに表す概略図である。また、図2は、プール内壁の被補修部に溶接する当て板の構造を表す斜視図である。
作業者は、オペレーションフロア9上にて、まず、当て板4の外観に異常がないことを確認する。なお、当て板4の設置面(裏面)の形状は、プール内壁2の被補修部に合わせることが好ましい。また、当て板4の厚み寸法を計測し、その計測値を制御装置10に入力し記憶させる。
作業者は、クレーン11で水中溶接装置8をプール1内に降ろし、水中溶接装置8を冷却水配管3に着座させる。このとき、水中溶接装置8の溶接ユニット50内への水の侵入を最小限とするため、溶接ユニット50のケーシング54内に乾燥空気を供給するとともに、ワイヤノズル56等を介し溶接ユニット50の隔壁53内に乾燥空気を供給する。また、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置8の監視カメラ58の映像により溶接ユニット50の位置を確認し、水中溶接装置8の配置を調整する。その後、制御装置10によって水中溶接装置8のクランプ機構45L,45Rを駆動させて把持アーム47aが冷却水配管3をクランプし、水中溶接装置8を固定する。
水中溶接装置8の溶接ユニット50へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換えた後、制御装置10によって水中溶接装置8のクランプ機構45L,45Rを駆動させて把持アーム47aのクランプを解除し、水中溶接装置8をプール内壁2の被補修部から一旦離脱させる。その後、制御装置10によって当て板支持装置6の本体固定機構13を停止させ、当て板支持装置6を回収する。そして、上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置8を冷却水配管3に固定し、溶接ユニット50の隔壁53を当て板4やプール内壁に押し付ける。
作業者は、オペレーションフロア9上にて、プラグ取付装置7のプラグ支持アーム35のプラグ回動部35eに閉止プラグ5を保持させる。その後、クレーン11でプラグ取付装置7をプール1内に降ろし、プラグ取付装置6で保持された閉止プラグ5を当て板4のガス抜き穴4aへ配置させる。そして、制御装置10によってプラグ取付装置7の本体固定機構32を駆動させ、本体固定機構32の吸着パット32aがプール内壁2に吸着し、プラグ取付装置7を固定する。このとき、作業者は、本体固定機構32にそれぞれホース(図示せず)を介し接続された圧力計(図示せず)により吸着パット32a内の圧力を確認し、これによって全ての本体固定機構32の吸着パット32aがプール内壁2に吸着したかどうかを確認する。
上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置8を冷却水配管3に固定し、溶接ユニット50の隔壁53を当て板4に押し付ける。そして、例えば閉止プラグ5のヘッド部5bの周縁部に初層溶接(第1層溶接)を行うことを意図して、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置8の監視カメラ58の映像により溶接トーチ55の位置を確認しつつ、制御装置10によってX軸方向移動機構及びY軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ55を溶接開始位置から溶接線に沿って溶接終了位置まで移動させ、その溶接通過点を制御装置10に記憶させる(教示作業)。その後、溶接アークが発生しない状態の溶接トーチ55を制御装置10に記憶された溶接通過点に基づいて移動させ、事前確認する。そして、溶接ユニット50へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、閉止プラグ5のヘッド部5bの周縁部に初層溶接を行わせる。
4 当て板
4a ガス抜き穴
5 閉止プラグ
5a ネジ部
5b ヘッド部
6 当て板支持装置
7 プラグ取付装置
8 水中溶接装置
10 制御装置
16 当て板支持アーム
17 当て板保持ユニット
19 当て板保持機構
20 当て板押付部
25 接触子
26L,26R 検出器
27L,27R 検出器移動機構
28L,28R 検出器移動機構
35 プラグ支持アーム
38 プラグ回転機構
43L,43R 着座フレーム
44L,44R 姿勢調整機構
45L,45R クランプ機構
48 第1スライド部
49 第2スライド部
50 溶接ユニット
53 隔壁
55 溶接トーチ
56 ワイヤノズル
Claims (13)
- プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システムであって、
前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する当て板支持装置と、
前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付けるプラグ取付装置と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接し、その後、前記プラグ取付装置で前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ、前記閉止プラグの周縁部を溶接する水中溶接装置と、
前記当て板支持装置、前記プラグ取付装置、及び前記水中溶接装置を遠隔操作する制御装置とを備え、
前記閉止プラグは、前記当て板のガス抜き穴に螺合可能なネジ部を有し、
前記プラグ取付装置は、前記閉止プラグを前記当て板のガス抜き穴に押し付けるプラグ押付機構と、前記閉止プラグを回転させるプラグ回転機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。 - プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システムであって、
前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する当て板支持装置と、
前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付けるプラグ取付装置と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接し、その後、前記プラグ取付装置で前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ、前記閉止プラグの周縁部を溶接する水中溶接装置と、
前記当て板支持装置、前記プラグ取付装置、及び前記水中溶接装置を遠隔操作する制御装置とを備え、
前記水中溶接装置は、前記プール内壁の近傍に設けられた構造物に本体を着座するための着座フレームと、前記着座フレームに接続され、前記プール内壁に複数箇所で当接して前記プール内壁に対する本体の姿勢を調整する姿勢調整機構と、前記着座フレームに設けられ前記構造物をクランプするクランプ機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。 - 請求項2記載の水中補修システムにおいて、
前記水中溶接装置は、前記当て板の局部及び前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成するための隔壁、前記隔壁の内部にガスを供給するガス供給手段、前記隔壁内における前記当て板の周縁部や前記閉止プラグの周縁部を溶接する溶接トーチ、及び前記溶接トーチの近傍に溶加材を供給する溶加材供給手段を備えた溶接ユニットと、前記溶接ユニットを移動させる第1の溶接移動機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。 - 請求項3記載の水中補修システムにおいて、
前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記当て板の周縁部及び前記閉止プラグの周縁部を溶接する溶接方向に対応し、前記溶接トーチに対する前記溶加材の供給位置を切り換える溶加材位置切換機構を備えたことを特徴とする水中補修システム。 - 請求項3又は4記載の水中補修システムにおいて、
前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記溶接トーチを移動させる第2の溶接移動機構を備え、
前記制御装置は、前記第1及び第2の溶接移動機構の駆動制御により前記溶接トーチを前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を演算する隙間演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。 - プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システムであって、
前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する当て板支持装置と、
前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付けるプラグ取付装置と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接し、その後、前記プラグ取付装置で前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ、前記閉止プラグの周縁部を溶接する水中溶接装置と、
前記当て板支持装置、前記プラグ取付装置、及び前記水中溶接装置を遠隔操作する制御装置とを備え、
前記水中溶接装置は、前記当て板の局部及び前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成するための隔壁、前記隔壁の内部にガスを供給するガス供給手段、前記隔壁内における前記当て板の周縁部や前記閉止プラグの周縁部を溶接する溶接トーチ、及び前記溶接トーチの近傍に溶加材を供給する溶加材供給手段を備えた溶接ユニットと、前記溶接ユニットを移動させる第1の溶接移動機構とを備え、
前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記溶接トーチを移動させる第2の溶接移動機構を備え、
前記制御装置は、前記第1及び第2の溶接移動機構の駆動制御により前記溶接トーチを溶接部の止端にそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を演算する溶接部演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。 - 請求項6記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置は、前記プール内壁の近傍に設けられた構造物に本体を着座するための着座フレームと、前記着座フレームに接続され、前記プール内壁に複数箇所で当接して前記プール内壁に対する本体の姿勢を調整する姿勢調整機構と、前記着座フレームに設けられ前記構造物をクランプするクランプ機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
- 請求項6又は7記載の水中補修システムにおいて、
前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記当て板の周縁部及び前記閉止プラグの周縁部を溶接する溶接方向に対応し、前記溶接トーチに対する前記溶加材の供給位置を切り換える溶加材位置切換機構を備えたことを特徴とする水中補修システム。 - 請求項6〜8のいずれか1項記載の水中補修システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1及び第2の溶接移動機構の駆動制御により前記溶接トーチを前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を演算する隙間演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。 - 請求項2〜9のいずれか1項記載の水中補修システムにおいて、
前記閉止プラグは、前記当て板のガス抜き穴に螺合可能なネジ部を有し、
前記プラグ取付装置は、前記閉止プラグを前記当て板のガス抜き穴に押し付けるプラグ押付機構と、前記閉止プラグを回転させるプラグ回転機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。 - 請求項1〜10のいずれか1項記載の水中補修システムにおいて、
前記当て板支持装置は、本体に着脱可能に設けられ、前記当て板を保持可能な当て板保持機構を有する当て板保持ユニットと、前記当て板保持機構と干渉しないように前記当て板の中央部に当接可能な当て板押付部と、前記当て板押付部で前記当て板を前記プール内壁に押し付ける当て板押付機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。 - 請求項1〜11のいずれか1項記載の水中補修システムにおいて、
前記当て板支持装置は、検出器移動機構によって移動可能に設けられ、接触子を前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ当接させたときの前記接触子の位置を検出する検出器を備え、
前記制御装置は、前記検出器の検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき、前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を演算する隙間演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。 - 当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、
前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記当て板支持装置の接触子を当接させたときの前記接触子の位置を検出し、その検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第1の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の複数カ所を溶接する手順と、
前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記水中溶接装置の溶接トーチを当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第2の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の全体を溶接する手順と、
前記当て板の周縁部を溶接した溶接部の止端部に前記水中溶接装置の溶接トーチをそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を溶接部演算手段で演算する手順と、
前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順と、
前記閉止プラグの周縁部を溶接した溶接部の止端部に前記水中溶接装置の溶接トーチをそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を溶接部演算手段で演算する手順とを有することを特徴とする水中補修方法。
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