JP5067172B2

JP5067172B2 - 鋼管内面塗装装置

Info

Publication number: JP5067172B2
Application number: JP2008008030A
Authority: JP
Inventors: 恒義杉本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2028-01-17
Also published as: JP2009165981A

Description

本発明は、溶接熱の影響を受けた部分の鋼管内面を再塗装するときに用いられる鋼管内面塗装装置に関する。

ガス管や水道管として用いられる鋼管には、通常、腐食防止の観点から内面塗装が施されている。このため、内面塗装が施された鋼管同士を溶接接合すると、溶接部近傍の内面塗膜が溶接熱によって劣化するため、溶接熱の影響を受けた部分の鋼管内面を再塗装する必要がある。この場合、鋼管の口径が８００ｍｍを超える大口径である場合には、鋼管の中に作業員が入って再塗装することが可能であるが、８００ｍｍ未満の小口径である場合には、鋼管の中に作業員が入って再塗装することは困難である。

そこで、口径が８００ｍｍ未満の小口径である場合でも鋼管内面を現場で自動塗装できる方法として、管内研掃塗装機と走行駆動車と制御台車とを直列に連結して管路内を走行させ、流体供給圧が低下したとき他の流体供給源から代りの圧力流体を自動的に切替供給する切替装置を用いて、垂直管路内や傾斜管路内における前記管内研掃塗装機、走行駆動車、制御台車の後退落下を防止すると共に、作業位置の確認、管内面の研掃、塗装を行い、かつ管内研掃塗装機に内蔵したカメラにより作業後の結果を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開平６−２０６０４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法は管内研掃塗装機、走行駆動車および制御台車を直列に連結して管路内を走行させる必要があるため、管内研掃塗装機、走行駆動車および制御台車を含んだ装置全体の構成が大掛かりで複雑なものになってしまうという問題がある。
なお、溶接熱による鋼管内面の塗膜の劣化を回避できる方法として、図７に示すように、内面塗装が施された鋼管１，１同士をフランジ２，２により接合する方法があるが、この場合には、フランジ２やフランジ同士を締結するボルト等を必要するため、コスト高になる。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、溶接熱の影響を受けた部分の鋼管内面に塗膜を簡単な構成により形成することのできる鋼管内面塗装装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る鋼管内面塗装装置は、溶接熱の影響を受けた部分の鋼管内面を再塗装するときに用いられる鋼管内面塗装装置であって、前記鋼管の内部に挿入される中空状の挿入軸と、この挿入軸を前記鋼管の内部に案内する複数のガイドローラ機構と、前記挿入軸の内部に回転自在に設けられた回転軸と、前記挿入軸の先端から突出する前記回転軸の先端部に設けられた管内面塗装機構と、前記回転軸を介して前記管内面塗装機構を操作する操作ハンドルと、前記挿入軸が挿入される側の鋼管の開口端で前記挿入軸を支持する管端ガイドと、この管端ガイドと前記ガイドローラ機構との間の前記挿入軸に設けられた管内面ブラッシング機構と、この管内面ブラッシング機構と前記ガイドローラ機構との間の前記挿入軸に設けられた鋼管内仕切り機構と、この鋼管内仕切り機構と前記管端ガイドとの間の鋼管内を前記挿入軸に形成された吸引孔を通じて吸引する吸引機構とを具備してなることを特徴とする。

請求項２記載の発明に係る鋼管内面塗装装置は、請求項１記載の鋼管内面塗装装置であって、前記ガイドローラ機構が複数のガイドローラと、これらのガイドローラを回転自在に支持するガイドローラ支持部材と、このガイドローラ支持部材を介して前記ガイドローラを前記鋼管の内面に押し当てるガイドローラ押し当て機構とからなることを特徴とする。

請求項３記載の発明に係る鋼管内面塗装装置は、請求項１又は２記載の鋼管内面塗装装置であって、前記管内面塗装機構が前記鋼管の内面を塗装するロール刷毛と、このロール刷毛を前記挿入軸と平行に且つ回転自在に支持するロール刷毛支持部材と、このロール刷毛支持部材を介して前記ロール刷毛を前記挿入軸の径方向に進退駆動するロール刷毛進退駆動用シリンダとからなることを特徴とする。

請求項４記載の発明に係る鋼管内面塗装装置は、請求項１〜３のいずれか一項記載の鋼管内面塗装装置であって、前記管内面ブラッシング機構が前記鋼管の内面に付着した異物を除去する異物除去ブラシと、この異物除去ブラシを前記鋼管の周方向に案内するガイドロールと、前記異物除去ブラシおよび前記ガイドロールを回転駆動する回転駆動手段と、この回転駆動手段を介して前記異物除去ブラシおよび前記ガイドロールを前記挿入軸の径方向に進退駆動する進退駆動手段とからなることを特徴とする。

請求項５記載の発明に係る鋼管内面塗装装置は、請求項１〜４のいずれか一項記載の鋼管内面塗装装置であって、前記鋼管内仕切り機構が環状仕切り板と、この環状仕切り板の外側周縁部に設けられたバルーンとからなることを特徴とする。

請求項１〜５記載の発明によれば、溶接熱の影響を受けた部分の鋼管内面に再塗装を施すときに管内研掃塗装機と走行駆動車と制御台車とを直列に連結したものを用いたりする必要がないので、溶接熱の影響を受けた部分の鋼管内面に塗膜を簡単な構成により形成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る鋼管内面塗装装置の概略構成を図１に示す。同図において符号５は内面塗装が施された鋼管１の内部に挿入される中空状の挿入軸を示し、この挿入軸５の先端部には、挿入軸５を鋼管１の内部に案内する複数（例えば三つ）のガイドローラ機構６が挿入軸５の周方向にほぼ等間隔で設けられている。
挿入軸５の内部には、回転軸７が回転自在に設けられている。この回転軸７は挿入軸５の先端部内に設けられたシール部材８を貫通して挿入軸５の先端から突出する先端部７ａを有しており、この先端部７ａには、鋼管１の内面を塗装する管内面塗装機構９が設けられている。

また、回転軸７は挿入軸５の基端部内に設けられたシール部材１０を貫通して挿入軸５の基端から突出する基端部７ｂを有しており、この基端部７ｂには、回転軸７を介して管内面塗装機構９を操作する操作ハンドル１１が設けられている。
挿入軸５は管端ガイド１２を有しており、挿入軸５が挿入される側の鋼管１の開口端は管端ガイド１２により閉塞されるようになっている。また、挿入軸５は鋼管１の内面をブラッシングする管内面ブラッシング機構１３をガイドローラ機構６との管端ガイド１２との間に有しており、ガイドローラ機構６と管内面ブラッシング機構１３との間の挿入軸５には、ガイドローラ機構６と管内面ブラッシング機構１３との間の鋼管内を仕切る鋼管内仕切り機構１４が設けられている。

挿入軸５は管端ガイド１２を貫通して鋼管１の内部に進退自在に挿入されており、この挿入軸５の基端部には、鋼管内仕切り機構１４と管端ガイド１２との間の鋼管内を挿入軸５に穿設された吸引孔１５を通じて吸引する吸引機構１６が接続されている。
ガイドローラ機構６の詳細構成を図２に示す。同図に示されるように、ガイドローラ機構６は二つのガイドローラ１８をそれぞれ有しており、これらのガイドローラ１８は挿入軸５の軸方向に延出するガイドローラ支持部材１９の長手方向両端部に回転自在に支持されている。

また、ガイドローラ機構６はガイドローラ支持部材１９を介してガイドローラ１８を鋼管１の内面に押し当てるガイドローラ押し当て機構２０を有している。このガイドローラ押し当て機構２０は挿入軸５の軸方向に移動自在なスライダ２１ａを有するリニアガイド２１と、リニアガイド２１のスライダ２１ａに一端部を回動自在に連結された第１のリンク部材２２と、挿入軸５の外周面に固定された固定部材２３に一端部を回動自在に連結された第２のリンク部材２４と、リンク部材２２，２４の他端部をガイドローラ支持部材１９に回動自在に連結する連結軸２５と、リンク部材２２，２４を介してガイドローラ支持部材１９を挿入軸５の外径方向に付勢する付勢部材としてのコイルバネ２６とからなり、コイルバネ２６の一端部はリニアガイド２１のスライダ２１ａに螺挿された付勢力調整用螺子２７に連結され、他端部は固定部材２３に連結されている。

管内面塗装機構９の詳細構成を図３に示す。同図に示されるように、管内面塗装機構９は鋼管１の内面を塗装するロール刷毛２８と、このロール刷毛２８を挿入軸５と平行に且つ回転自在に支持するロール刷毛支持部材２９と、このロール刷毛支持部材２９を介してロール刷毛２８を挿入軸５の径方向に進退駆動するロール刷毛進退駆動用シリンダとしてのエアーシリンダ３０とからなり、ロール刷毛２８の中空回転軸２８ａには、ロール刷毛２８に塗料を供給する多数の塗料供給孔（図示せず）が穿設されている。なお、図中３１はロール刷毛２８の中空回転軸２８ａに塗料を供給する塗料供給チューブを示している。

管内面ブラッシング機構１３の詳細構成を図４に示す。同図に示されるように、管内面ブラッシング機構１３は鋼管１の内面に付着した劣化塗膜等の異物を除去するロール状の異物除去ブラシ３２と、この異物除去ブラシ３２を鋼管１の周方向に案内するガイドロール３３とを有しており、異物除去ブラシ３２およびガイドロール３３は回転駆動手段としてのエアーモータ３４により挿入軸５の軸芯を中心として回転駆動されるようになっている。

また、管内面ブラッシング機構１３はエアーモータ３４を介して異物除去ブラシ３２およびガイドロール３３を挿入軸５の径方向に進退駆動する進退駆動手段としてのエアーシリンダ３５を有しており、このエアーシリンダ３５は挿入軸５の外周面に設けられたシリンダ支持部材３６により挿入軸５の周方向に移動可能に支持されている。
鋼管内仕切り機構１４の詳細構成を図５に示す。同図に示されるように、鋼管内仕切り機構１４は挿入軸５の外周面に固定される環状仕切り板３７を有しており、この環状仕切り板３７の外側周縁部には、ゴム等の弾性材からなるバルーン３８が設けられている。なお、バルーン３８には空気給排チューブ３９の一端部が接続されている。

このように構成される鋼管内面塗装装置を用いて溶接熱の影響を受けた部分の鋼管内面を再塗装する場合は、先ず、図６（ａ）に示すように、管内面ブラッシング機構１３が所定位置（鋼管１の溶接接合部１ａの位置）に達するまで挿入軸５を鋼管１の内部に挿入する。次に、鋼管内仕切り機構１４のバルーン３８に空気などの作動流体を供給し、図６（ｂ）に示すように、バルーン３８を膨らませてガイドローラ機構６と管内面ブラッシング機構１３との間を気密に仕切った後、管内面ブラッシング機構１３の異物除去ブラシ３２およびガイドロール３３が鋼管１の内面に当接するまでエアーシリンダ３５を伸長動作させる。そして、エアーシリンダ３５の伸長動作により異物除去ブラシ３２およびガイドロール３３が鋼管１の内面に当接したならば、異物除去ブラシ３２およびガイドロール３３をエアーモータ３４により回転駆動する。このとき、異物除去ブラシ３２は鋼管１の周方向に移動しながら回転し、これにより鋼管１の内面に付着した劣化塗膜等の異物が鋼管１の内面から除去される。なお、鋼管１の内面から除去された異物は挿入軸５の外周面に穿設された吸引孔１５から挿入軸５の内部に吸引され、挿入軸５の基端部に接続された吸引機構１６に回収される。

このようにして鋼管１の内面に付着した劣化塗膜等の異物が管内面ブラッシング機構１３の異物除去ブラシ３２によって除去されたならば、鋼管内仕切り機構１４のバルーン３８から空気を抜いた後、図６（ｃ）に示すように、管内面塗装機構９が所定位置（鋼管１の溶接接合部１ａの位置）に達するまで挿入軸５を鋼管１の内部から引き抜く。そして、管内面塗装機構９のロール刷毛２８が鋼管１の内面に当接するまでエアーシリンダ３０を伸長動作させた後、操作ハンドル１１を操作すると、溶接熱の影響を受けた部分の鋼管１の内面に塗膜がロール刷毛２８によって形成される。

したがって、上述した本発明の第１の実施形態では、溶接熱の影響を受けた部分の鋼管１の内面に再塗装を施すときに管内研掃塗装機と走行駆動車と制御台車とを直列に連結したものを用いたりする必要がないので、溶接熱の影響を受けた部分の鋼管１の内面に塗膜を簡単な構成により形成することができる。
上述した第１の実施形態では、ガイドローラ支持部材１９を介してガイドローラ１８を鋼管１の内面に押し当てるガイドローラ押し当て機構２０として、挿入軸５の軸方向に移動自在なスライダ２１ａを有するリニアガイド２１と、リニアガイド２１のスライダ２１ａに一端部を回動自在に連結された第１のリンク部材２２と、挿入軸５の外周面に固定された固定部材２３に一端部を回動自在に連結された第２のリンク部材２４と、リンク部材２２，２４の他端部をガイドローラ支持部材１９に回動自在に連結する連結軸２５と、リンク部材２２，２４を介してガイドローラ支持部材１９を挿入軸５の外径方向に付勢する付勢部材としてのコイルバネ２６とからなるものを例示したが、これに限られるものではなく、たとえば、挿入軸の軸方向に移動可能なナットを有するボールねじと、このボールねじのねじ軸を駆動する駆動モータと、ボールねじのナットに一端部を回動自在に連結された第１のリンク部材と、挿入軸の外周面に固定された固定部材に一端部を回動自在に連結された第２のリンク部材と、これらリンク部材の他端部をガイドローラ支持部材に回動自在に連結する連結軸とからガイドローラ押し当て機構を構成してもよい。

本発明の第１の実施形態に係る鋼管内面塗装装置の概略構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る鋼管内面塗装装置のガイドローラ押し当て機構の詳細構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る鋼管内面塗装装置の管内面塗装機構の詳細構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る鋼管内面塗装装置の管内面ブラッシング機構の詳細構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る鋼管内面塗装装置の鋼管内仕切り機構の詳細構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る鋼管内面塗装装置を用いて溶接熱の影響を受けた部分の鋼管内面を再塗装する場合の手順を説明するための説明図である。内面塗装が施された鋼管同士をフランジにより接合する方法を示す図である。

符号の説明

１鋼管
２フランジ
５挿入軸
６ガイドローラ機構
７回転軸
８，１０シール部材
９管内面塗装機構
１１操作ハンドル
１２管端ガイド
１３管内面ブラッシング機構
１４鋼管内仕切り機構
１５吸引孔
１６吸引機構
１８ガイドローラ
１９ガイドローラ支持部材
２０ガイドローラ押し当て機構
２１リニアガイド
２１ａスライダ
２２第１のリンク部材
２３固定部材
２４第２のリンク部材
２５連結軸
２６コイルバネ（付勢部材）
２８ロール刷毛
２９ロール刷毛支持部材
３０，３５エアーシリンダ
３１塗料供給チューブ
３２異物除去ブラシ
３３ガイドロール
３４エアーモータ
３６シリンダ支持部材
３７環状仕切り板
３８バルーン
３９空気給排チューブ

Claims

溶接熱の影響を受けた部分の鋼管内面を再塗装するときに用いられる鋼管内面塗装装置であって、前記鋼管の内部に挿入される中空状の挿入軸と、この挿入軸を前記鋼管の内部に案内する複数のガイドローラ機構と、前記挿入軸の内部に回転自在に設けられた回転軸と、前記挿入軸の先端から突出する前記回転軸の先端部に設けられた管内面塗装機構と、前記回転軸を介して前記管内面塗装機構を操作する操作ハンドルと、前記挿入軸が挿入される側の鋼管の開口端で前記挿入軸を支持する管端ガイドと、この管端ガイドと前記ガイドローラ機構との間の前記挿入軸に設けられた管内面ブラッシング機構と、この管内面ブラッシング機構と前記ガイドローラ機構との間の前記挿入軸に設けられた鋼管内仕切り機構と、この鋼管内仕切り機構と前記管端ガイドとの間の鋼管内を前記挿入軸に穿設された吸引孔を通じて吸引する吸引機構とを具備してなることを特徴とする鋼管内面塗装装置。
請求項１記載の鋼管内面塗装装置であって、前記ガイドローラ機構が複数のガイドローラと、これらのガイドローラを回転自在に支持するガイドローラ支持部材と、このガイドローラ支持部材を介して前記ガイドローラを前記鋼管の内面に押し当てるガイドローラ押し当て機構とからなることを特徴とする鋼管内面塗装装置。
請求項１又は２記載の鋼管内面塗装装置であって、前記管内面塗装機構が前記鋼管の内面を塗装するロール刷毛と、このロール刷毛を前記挿入軸と平行に且つ回転自在に支持するロール刷毛支持部材と、このロール刷毛支持部材を介して前記ロール刷毛を前記挿入軸の径方向に進退駆動するロール刷毛進退駆動用シリンダとからなることを特徴とする鋼管内面塗装装置。
請求項１〜３のいずれか一項記載の鋼管内面塗装装置であって、前記管内面ブラッシング機構が前記鋼管の内面に付着した異物を除去する異物除去ブラシと、この異物除去ブラシを前記鋼管の周方向に案内するガイドロールと、前記異物除去ブラシおよび前記ガイドロールを回転駆動する回転駆動手段と、この回転駆動手段を介して前記異物除去ブラシおよび前記ガイドロールを前記挿入軸の径方向に進退駆動する進退駆動手段とからなることを特徴とする鋼管内面塗装装置。
請求項１〜４のいずれか一項記載の鋼管内面塗装装置であって、前記鋼管内仕切り機構が環状仕切り板と、この環状仕切り板の外側周縁部に設けられたバルーンとからなることを特徴とする鋼管内面塗装装置。