JP5330580B2

JP5330580B2 - 溶接検査装置

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Description

本発明は、溶接の検査、特に、ノズルの溶接あるいは他のそのような固定の検査のための装置および方法に関する。１つの特別な態様では、上記発明は、ノズル内部に軸方向の応力を同時に加えながらの溶接の検査に適している。

流体材料を搬送することが、しばしば必要となる。そのような材料の搬送は、通常、一般的に金属によって製造された導管、パイプ、あるいは、保管容器または反応容器などのような設備を含む。搬送設備の分離した部品の接合は、必要な部品を一緒に溶接することによって達成される。例えば、隣接するパイプの端を接合するときに、それぞれの端に個別に溶接されたフランジが設けられ、その後ボルトで一緒に締結されて密閉を形成することが一般的である。あるいは、パイプまたは他の設備の端は、必要な導管の形成のために直接溶接されてもよい。いずれにせよ、搬送される原料の漏れを防止するために、それぞれの接合された溶接部が完全な密閉を形成しなければならないことが理解されるであろう。これは、潜在的に危険な（すなわち、可燃性の）あるいは有毒な原料のときに、特にそうである。

安全上の理由により、例えば、パイプや容器（vessel）やフランジなど設備の様々な部品の接合に用いられた溶接の完全性を周期的に検査することが、しばしば必要となる。しかしながら、ノズルをパイプまたは容器に接合するときに用いられる溶接の完全性を検査しようと試みる場合、特定の問題に直面する。ノズルは、通常、パイプまたは容器の開口部に挿入された、あるいは隣接する一方の端と、フランジを備えた他端とを有する短い導管を備えている。ノズルの導管部とパイプまたは容器と上記フランジとの間の接合は、それぞれ、溶接によって密閉される。技術的に知られているように、ノズルは、直径１インチ未満から数フィートまで、様々なサイズがあり得る。

従来技術は、導管の溶接の完全性の検査を行うための様々なツールを開示している。例えば、米国特許６，１３１，４４１および５，８４４，１２７（BerubeおよびCarson）（参照によってその開示全体がここに組み込まれる）は、パイプの特定の部分（例えば溶接を含んでいる部分）を隔離する溶接検査ツールであって、当該ツールとパイプ内部の表面とによって制約された環状の空間の中で上記部分を高圧流体にさらす溶接検査ツールを教える。上記環状の空間の内部における上記流体の圧力が監視され、任意の圧力の降下が溶接における漏れを示す。

米国特許６，４６３，７９１（BerubeおよびCarson）（参照によってその開示全体がここに組み込まれる）は、ノズルを固定する溶接を検査するための装置を教える。この引例の図１に示されるように、上記装置は、（例えば）容器の内側表面に配置される第１の密閉板とノズルの外側のフランジ部（すなわち面）に固定される第２の密閉板とを備えている。密閉板は互いに接続され、一方を他方に対して強く促すことによって、密閉が形成される。この方法では、上記ノズルの容積は密閉され、加圧流体がその中に注入される。理解されるように、上記プレートを互いの方向に強く促す上記処理は、フランジと上記ノズルに設けられた溶接に加わる軸方向の広範囲の力を引き起こす。

米国特許第６，４６３，７９１号明細書

上述した引例は、溶接をテストするための十分なツールを提供するが、それらは主に溶接に対して半径方向の力を加えるように設計されている。しかしながら、そのような溶接が極限の条件下において検査され得るように、「最悪のシナリオ」に備えるために溶接にさらなる応力を加える必要がある。とりわけ、検査されている溶接に軸方向の膨張力を加えながら、溶接検査を行う必要がある。

本発明は、ノズルを容器などに固定する溶接の完全性を検査するための溶接検査装置または組立部品を提供する。上記装置は、上記ノズルのフランジの端を密閉する手段と、上記ノズルの容器の開口部の端を密閉する手段と、上記ノズルの内部に加圧する手段とを備えている。上記装置は、また、溶接における漏れあるいは他の欠陥の存在を特定するためのノズル内部の圧力を監視する手段も含んでいる。

それゆえ、１つの態様では、本発明は、容器の壁の開口部に溶接されたステムの部分と、上記開口部から外部に延びる反対側のフランジの部分であって、外側面を有するフランジの部分とを備えたノズルを、容器に固定する溶接を検査するための溶接検査装置を提供する。上記装置は、上記フランジを密閉して閉じるために上記フランジの外側面に取り付けるためのブラインドと、上記容器の開口部を閉じるための上記容器の内部に取り付けるための裏板と、それらの間に密閉を形成するために、上記容器の壁に対して裏板に付勢するための手段と、ブラインドと裏板との間の上記ノズルの内部の空間に加圧する手段とを備えている。

本発明のこれらおよび他の特徴は、添付の図面が参照される以下の詳細な説明においてより明らかになるであろう。

図１は、従来技術において知られているノズル用の溶接検査装置の断面図である。図２は、本発明の一実施の形態に係る装置の断面図である。図３は、本発明の他の実施形態に係る装置の断面図である。図４は、図３に示される裏板の斜視図である。図５は、本発明の他の実施形態に係る装置の断面図である。図６は、図５に示される裏板の斜視図である。

本発明の説明を通じて、以下の用語は、以下の付随する意味を有すると見なされる。

「容器」は、ノズルが取り付けられる任意の設備あるいは装置を意味すると理解されるであろう。そのようなものとして、「容器」という用語は、容器それ自体、パイプ、ドラム、および任意の他の類似した設備を含む。「容器」という用語は、ここでは単純に、全てのそのような設備あるいは装置を包含するのに便利な方法として用いられている。

「環状の」という用語は、少なくとも１つの外側の直径および少なくとも１つの内側の直径を有する物体を表すために用いられる。それゆえ、「環状の管」は、内側と外側の直径を有する中空の管であると考えられる。「環状の円盤」は、外側の直径と内側の直径を与える中央の開口部を有する物体であると考えられる。

「軸方向」という用語は、ノズルのステムの長手方向軸に沿った方向を表すのに用いられる。それゆえ、「軸力」あるいは「軸方向の応力」は、ノズルの長手軸方向に平行な方向に加わる力であると理解されるであろう。一般的に、「軸方向の応力」という用語は、ここでは、特に注記がない限り、軸方向の膨張応力に言及するために用いられる。

図１は、従来技術として知られた、米国特許６，４６３，７９１号において開示されたノズル溶接検査装置である。図のように、ノズル１０は、ステム１１と、溶接１３によってステムの一方の端に接合されたフランジ１２とを備えている。ステム１１の反対側の端は、他の溶接１５によって容器１４の開口部に接合されている。図１に示されるように、容器の壁は通常、曲線状の断面を有することが理解されるであろう。ステム１１は、一般的に知られているように、部分的に容器１４の中に部分的に延びてもよいことが理解されるであろう。さらに、便宜上、上記ノズルの上記ステムは、現在の図面に、上記容器の壁において終端するものとして示されている。本発明の上記装置は、それゆえ、任意の構成に適するように適応できる。従来技術の上記検査装置は、上記ノズルの内部の端を密閉するように、容器１４の内部に配置される、内側の第１の密閉板１６を含んでいる。上記装置は、また、フランジ１２に対して配置され、ボルト１８によってそれに接合された、外側の第２の密閉板１７を備えている。望ましい密閉を達成するための技術において知られているように、ガスケット、Ｏリング、および他のそのような密閉部材が用いられることが理解されるであろう。例えば、内側板１６と容器１４の壁との間の密閉は、Ｏリング１９を用いて達成されてもよい。内側および外側密閉板１６、１７は、一つ以上のタイロッドによって一緒に接合される。タイロッド２０の締め付けによって、容器の壁の内面に対して内側板が密閉される。この結果、ノズル１０の体積が密封される。口（ポート）２１は、ノズル容積の中に加圧された流体を注入するために用いられる。上記検査を行うために、上記ノズル内の圧力は、所望のレベルまで引き上げられ、監視される。任意の圧力降下または漏れが、溶接１３および１５の脆弱性あるいは漏れを示す。

上述したとおり、従来技術の装置は、効率的で正確だが、溶接１３および１５に対して半径方向力または応力を加える。当業者によって理解されるように、通常の動作においてノズルが受けるさらなる応力は、フランジ１２に影響を及ぼす、容器１４の中身の圧力に起因する軸力である。

図２は、本発明の一実施形態に係るノズル検査ツールを説明している。図のように、ノズル３０は、図１に示されているノズルと同様、パイプの部分またはステム３２およびフランジ３４を含んでいる。ステム３２は、溶接３８を用いて容器の壁３６の開口部に接続される。上記ノズルの上記フランジ３４は、溶接４０によってステム３２に接続される。この説明のために、「容器」という用語は、取り付けられたノズルを有する任意の種類の設備を意味するために用いられる。それゆえ、「容器」は、圧力容器、貯蔵タンク、パイプなども含んでもよい。

本発明の装置は、フランジの外側面にボルト締結されたブラインドフランジ４２を含んでいる。これは、ボルト４４と関連するナット４５とを用いてなされ、通常は、フランジ面に設けられているボルト孔を上記ボルトが通って延びている。示されてはいないが、ガスケットなどは、上記フランジと上記ブラインドフランジとの間の接合部分で用いられてもよいことは、当業者に知られているであろう。上記ノズルの反対側の端には、上記装置の裏板４６が容器の中に設けられている。図のように、裏板４６は、一般的に、基部４８を備えたパンと一般的に垂直に延びるリム５０とを備えている。リム５０が容器の壁３６の内側の面３３と接するように、裏板４６は、容器の開口部よりも大きなサイズとなる。リム５０はまた、後述するように、リム５０が容器の壁３６と共に圧力密閉を形成するように、Ｏリングなどのような密閉手段５２が設けられている。便宜上、密閉手段５２は、さらには、Ｏリングとして述べられるであろう。しかしながら、この専門用語は密閉手段５２を多少なりとも制限することを意味していないことが理解されるであろう。

裏板４６は、ノズル３０を通って延びる１つ以上のタイロッド５４が設けられており、タイロッドは、裏板４６に取り付けられた第１の端５１とノズル３０を通って外部へ延びる第２の端５３とを備えている。タイロッド５４は、溶接などによって取り外せない方法で裏板４６に取り付けられてもよい（このような場合、裏板４６は、ロッドの第１の端５３を受けるための適合する開口部が設けられるであろう）。あるいは、タイロッドは、裏板５４のネジ穴に相補的に係合するためのネジ端を備えていてもよい。タイロッド５４を裏板４６に取り付ける、あるいは、固定するための技術の当業者にとって、様々な代替が自明であろう。

タイロッド５４の第２の端５３は、ノズルのフランジ３４およびブラインドフランジ４２に設けられた開口部５６を通って延びる。タイロッド５４は、ブラインドフランジの開口部５６が密閉されるのを確実にするため、密閉手段５８が設けられている。密閉手段は、例えばパッキン押さえやＯリングなどを備えていてもよい。一例では、密閉手段は、一般的に技術的に知られているようにパッキングボックスを備えていてもよい。便宜上、ここでは、密閉手段５８は、パッキン押さえとして述べられる。しかしながら、この専門用語は密閉手段５８を多少なりとも制限することを意味していないことが理解されるであろう。さらに後述されるように、ノズル内の本発明の装置の実装時、パッキン押さえ５８およびＯリング５２の組み合わせは、裏板４６、ブラインドフランジ４２、およびノズル部分（すなわち、ステム３２およびフランジ３４）および容器の壁３６の一部によって境界される密閉された空間またはノズル内の領域６０を作り上げる。この点において、要求される多数のタイロッド５４が用いられるツールの直径に依存することは、当業者によって理解されるであろう。例えば、より小さい直径のツールのために、ただ一つのタイロッド５４で十分かもしれない。しかしながら、より大きい直径のため、複数のタイロッドが要求されて、そのようなタイロッドが円周に等距離に間隔をあけていてもよい。

ブラインドフランジは、また、好ましくは、注入口６２および排出口６４が備えられている。そのような口は、密閉された空間６０の内部に加圧流体が流入するのを可能にする役割を果たす。排出口は、図示しない加圧流体の源やゲージなどの他の必要な設備に順に接続された図示しない配管、ホースなどの公知の設備に接続される。上記装置は、状況に応じて、裏板４６に設けられた１つ以上の注入または排出口６６も備えていてよい。密閉空間６０の注入および排出の様々な他の手段が当業者によって知られているであろう。

技術的に述べられているように、溶接３８および４０の完全性の検査を行う際、密閉空間６０が最初に作り出され、それから、所望の高圧力値まで密閉空間に加圧するため、加圧流体で満たされる。圧力は、それから、溶接の完全性を判断するために監視される。技術的に知られているように、任意の圧力損失が、漏れ溶接を表す。

本発明の装置は圧力検査が行われる間の溶接における軸方向の膨張力の向上を可能にすることが、当業者によって理解されるであろう。以上のとおり、そのような軸方向の応力の利用は、「通常の」動作条件をシミュレートすることによる正確な検査結果を提供する役割を果たす。より具体的には、本発明の装置は、さらに、ブラインドフランジ４２から、軸方向に外側に、すなわちノズル３０から離れる方向に、分離された正面の支持板６８が備えられている。複数の別のロッド７０が同様に設けられ、容器に隣接する第１の端７１と、そこから離れる方向に向かう第２の端７３を備えている。別のロッド７０の第１の端７１は、好ましくは、容器の壁３６の外面に対して配置されたベアリングパッド７２が設けられている。ベアリングパッド７２は、単独のユニットから成ってもよく、この場合には、一般的に環状の形状を有している。あるいは、多数の個別のパッドがロッド７０のそれぞれの端に備えられていてもよい。別のロッド７０の第２の端７３は、前板６８に設けられた開口部を通って延びている。ナット７４は、前板６８を所望の位置に配置し固定するように、ブラインドフランジ４２から定められた間隔離れて、別のロッド７０の第２の端に設けられている。この目的のため、別のロッドの第２の端７３は、前板６８がノズルの中心軸に沿って長手方向に所望の位置に調整されることを可能にするため、十分ネジ山が設けられていることが理解されるであろう。別のロッドは、好ましくは、それらの間で荷重を等しく分割するように、互いに対して円周に等距離にあることもまた理解されるであろう。

前板もまた図２に示されているように、タイロッド５４の外端５３を受けるための開口部を備えている。タイロッドは、好ましくは取り外し可能な方法で、前板に固定されている。好ましい実施形態では、タイロッド５４は、ナット７６によって前板６８に固定される。ワッシャー７８もまた設けられてもよい。前述のとおり、タイロッド５４の反対の端は、裏板４６に固定される。それゆえ、当然のことながら、ナット７６は締め付けられ、裏板４６は容器の壁３６の内面３３に対して押し付けられ、密閉５２を含めて、裏板４６は最終的に容器の壁と共に密閉を形成する。当業者によって同様に理解されるように、タイロッド５４、前板６８および別のロッド７０と共に、（裏板４６を容器の壁３６の内面３３に対して位置させるための）ナット７６の任意の締め付けは、容器の壁３６の外面３５に対して別のロッドの第１の端７１によって加えられる反対の力を引き起こす（後者の力は、好ましくはベアリングパッド７２を介して伝えられる）。それゆえ、当然のことながら、広範囲の力はノズル３０のフランジ３４に全く加えられない。結果的に、密閉領域６０の内部で高められた任意の圧力がブラインドフランジ４２の内面に加えられる軸力を引き起こす。しかしながら、ブラインドフランジ４２はノズルのフランジ３４に固定されるので、そのような軸力はそれゆえノズルに加えられ、順に溶接３８および４０に加えられる。当業者によって理解されるように、このようにして行われる圧力検査は、通常発生する応力をより正確にシミュレートし、検査結果をより信頼できるようにする。

一実施の形態では、上記装置のベアリングパッド７２は、別のロッド７０の第１の端７１がタイロッド５４に連結された係合しているナット７６より前に容器の壁３６の外面３５に積極的に配置されるように、電磁石を備えていてもよい。当然のように、これは、上記装置を実装するのに役立ち、そのような場合、ナット７６を締める間、前板６８は保持される必要がない。この種の電磁石は一般的に知られている。関連した電気的な接続および電力源などは、便宜上示されない。

本発明の上記装置のさらなる実施形態が図３に示されている。ここで、類似の要素は同じ参照符号で識別されるが、変更が含まれる場合、明確性のために加えられた「ａ」という文字で識別される。この実施形態では、先に述べたとおり、前板の必要性は未然に取り除かれている。特に、図３に示されているように、上記装置は、ブラインドフランジ４２ａおよび裏板４６ａを備えている。ブラインドフランジ４２ａは、一般的に、ブラインドフランジが適所に取り付けられるときにボルト４４が通されるたくさんのボルト孔を有する板を備えている。ブラインドフランジは、一般的に知られているように、ボルト４４および関連するナット４５を用いてフランジ３４のむき出しの外側面に取り付けられ得る。ブラインドフランジ４２ａもまた、上述したように、注入および排出口６２および６４を備えている。同様に上述したように、任意の種類のガスケットまたはそのような密閉手段は、必要となる密閉を実現するためにブラインドフランジとフランジ面との間に設けられ得ることが理解されるであろう。そのようなガスケットは、一般的に技術的に知られている。

図３および図４に示されるとおり、本実施の形態の裏板４６ａは、基部４８ａおよび垂直方向に延びているリム５０ａとを備えている。従来どおり、裏板４６ａは、ノズルのステム３２を収容するための容器の壁３６における開口部より直径が大きいサイズとなる。Ｏリング５２またはそのような密閉部材は、リム５０ａと容器の壁３６の内面３３との間に密閉を形成できるように、リム５０ａの終端に設けられる。好ましくは、リム５０ａの終端は、Ｏリングを受けるための溝を備えている。裏板４６ａもまた、基部４８から外側へ半径方向に延びているフランジ８０を備えている。フランジ８０が基部４８と一体化されてもよいことが理解されるであろう。従前どおり、裏板４６ａは、１つ以上の口６６ａを備えていてもよい。

フランジ８０は、ボルト８２を収容するのに適合した複数の孔が設けられている。ボルト８２は、順に断面を一緒に溶接あるいはネジ留めすることによって、電磁石８４に接続される。一実施の形態では、磁石８４は、ボルトをねじ込み可能なナット８５が設けられている。ナット８６はまた、裏板を固定するためのボルト８２の反対側の端に設けられる。

図３の上記装置の動作がこれから説明される。第１に、ブラインドフランジ４２ａは、ボルト４４と関連するナット４５とを用いて、フランジ３４の外側面に配置されて固定される。裏板４６ａは、その後、容器の壁３６の内面３３に対して配置される。好ましくは、ボルト８２は、たとえ緩い方法であっても、裏板４６ａのフランジ８０にすでに設けられている。一旦、裏板４６ａが所望の位置におかれる（すなわち、容器の壁３６の開口部を覆う）と、電磁石８４は活性化される。そのような活性化は、磁石８４と容器の壁３６の内面３３との間に引力を生成する。当然のことながら、そのような引力は、容器の壁が鉄類でできている場合に可能である。一実施の形態では、磁石８４はリング上に設けられて、一度に内面３３に固定され得る。この選択肢は、あらゆる磁石を備えていることの利便性を提供し、裏板４６ａのボルト８２への配置が容易になされるように関連したボルト８２が予め定められた関連のある場所に固定されることが理解されるであろう。そのような取り付け手段の様々な他のバリエーションは当業者にとって明らかであろう。

一度、磁石８４が活性化され、容器の壁３６に対して固定されると、裏板４６ａのリム５０ａが容器の壁３６の内面３３に対して押し付けられながら、ナット８６は締め付けられる。ナット８６は、リム５０ａと容器の壁３６の内面３３との間に十分な密閉が作り上げられるまで締め付けられる。前述のとおり、Ｏリングまたは他の類似のデバイスは、そのような密閉を形成する際に補助するために提供される。裏板４６ａがこのように配置され、ブラインドフランジがフランジ３４の面に固定されて、上述したように密閉空間６０が形成される。この点で、１つ以上の口６２、６４、および６６ａを用いて、適した加圧流体が注入され、密閉空間６０を満たして加圧する。そのような圧力が、溶接３８および４０の完全性を評価するために、それから一時期監視される。前述したのと同様に、軸方向の広範囲の力が加えられることなく、密閉空間６０内部の圧力は軸方向の膨張力をノズル要素そしてそれゆえ溶接３８および４０に及ぼすように働くことが理解されるであろう。そのような軸力は、通常、ノズルおよび容器の動作中に通常発生する力をシミュレートする。それゆえ、本発明は、溶接の完全性の正確な評価を実現する。

電磁石８４は、一般的に知られており、入手可能であり、そして、電気的な接続および電源などは便宜上図面には示されていない。磁石８４の強さは裏板４６ａの重さ、密閉空間６０の内部に作り上げられた圧力などを含む様々な要因に依存することが理解されるであろう。当業者は、これらの値に基づいて要求される磁気の強さを容易に決定することができる。

上記の説明において、裏板４６、４６ａは単独の部分から成るとして述べられた。しかしながら、重さおよびサイズを考慮して、容器へ同じものを入れることを容易にするため裏板は２つ以上の部分で設けられてもよい。そのような場合には、裏板の部分はボルトなどを受けるためのフランジのような接続手段が備わっていることが理解されるであろう。また、裏板を作り上げる部分の間の任意の接合を密閉するように、適合した密閉手段もまた備えられるであろう。

図５は、図３の装置の一変形例を示している。ここで、類似の要素は同じ参照符号で識別されるが、変更が含まれる場合、明確性のために加えられた「ｂ」という文字で識別される。図５では、ノズルのフランジ部分は、便宜上示されていないが、図３に示されるものと同じであることが理解されるであろう。すなわち、図５の装置は、図３に示されるものと同じブラインドフランジを備えている。図５に示される実施形態では、裏板４６ｂは支持棒から成るケージを備えている。上記棒は、例えば平行、交差、または、放射状など、任意の方向に備えられていてよい。図６は、図５の裏板４６ｂの１つの例を示している。図５および図６に示されるように、裏板４６ｂは、ボルト８２を通す複数の開口部１００を有するフランジ８０ｂを備えている。複数の支持棒１０２は、フランジ８０ｂの直径にわたって設けられている。「ケージ」は、以下に概略される目的を果たすため、任意の形状あるいは配置において構成され得ることが理解される。

上述された実施形態と同様、ボルトが電磁石８４に固定され、容器の壁３６の内面３３に対して位置する。裏板のフランジ８０ｂは、ナット８６を用いてナット８２に固定される。

図５に示される裏板４６ｂは、リム５０の内部に収容されるキャップのような挿入部９０を備えている。挿入部は、一般的に、基部９２と通常垂直に延びるリム９４とを有している。挿入部９０は、その開口部が容器の壁における開口部に向けられて、適した位置に配置され、リムのむき出しの端にＯリング９６のような密閉が設けられる。

図５の裏板４６ｂは、通常、上述した図３の装置と同じように取り付けられる。しかしながら、しかしながら、この場合、挿入部９０もまた取り付けられることが理解されるであろう。一度、裏板４６ｂの要素が適所に設置されると、電磁石８４が活性化された後、ナット８６が締め付けられる。そのような締め付け時には、挿入部９０は、壁面３３とリム９４の縁との間に密閉を形成するように、容器の壁３６の内面３３に対して押し付けられる。理解されるように、Ｏリング９６は、そのような密閉の形成を容易にする役割を果たす。リム５０ｂが容器に対する挿入部の前進を妨げたり、制限せず、それゆえ、密閉の形成を制限する可能性がないことを確実にするために、挿入部９０のリム９４が裏板４６ｂのリム５０ｂを超えて延びていることが好ましい。図５に示されるように、容器の内面３３とリム５０ｂの縁との間にある程度の隙間が設けられていることが好ましい。一度、裏板４６ｂが取り付けられると、（図３において４２ａで示されているように）ブラインドフランジもまた取り付けられ得て、溶接の完全性の検査が行われる。

図５の装置が様々な有利な点を有していることが理解されるであろう。第１に、ケージの形で裏板４６ｂを設けることによって、あるいは、支持構造のみ（すなわち、ケージを形成している部材によって形成される多数の開口部）を設けることによって、裏板の重さが大幅に低減される。これにより、裏板の運搬と取り付けとが容易になる。挿入部９０は好ましくは、プラスティックや金属（例えばアルミニウム）などのような、任意の硬くて軽い材料でできてもよく、その結果、同じ分の重さが低減されるという利点を提供する。裏板４６ｂのケージの部分は、検査が行われる間、挿入部９０に対する十分な支持強度を提供するように設計される。

上述の議論は、参照を容易にするために、環状や円周などとういう幾何学的な用語を用いていることが理解されるであろう。しかしながら、これらの用語は、任意の特定のノズルの形状に制限するものとして解釈されるべきではなく、同じものを任意のノズル形状またはデザインに適合させるために装置の様々な変形が当業者にとって明らかであろう。また、上述したとおり、装置の様々な部分（特に容器の壁を収容するもの）の形状は容器の形状に対して相補的な形状であることが理解されるであろう。

本発明はある特定の実施形態を参照して述べられたが、添付の特許請求の範囲において述べられているように、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、その様々な変形が当業者にとって明らかである。上記の引用された全ての先行文献の開示は参照によって全てここに組み込まれる。

〔総括〕
以上のように、１つの態様では、本発明は、ノズルに設けられた溶接の検査の方法であって、上記ノズルの反対側の端を密閉する工程と、上記ノズルの内部に加圧する工程と、上記ノズルの内部圧力を監視する工程とを含み、上記ノズルに軸方向の広範囲の力を加える工程を含んでいない方法を提供する。そのような方法は、それゆえ、検査の間における溶接への通常の軸方向の膨張応力シミュレートし、その正確性を増大させる。

別の態様では、本発明は、ノズルを容器などに固定する溶接の完全性を検査するための溶接検査装置または組立部品を提供する。上記装置は、上記ノズルのフランジの端を密閉する手段と、上記ノズルの容器の開口部の端を密閉する手段と、上記ノズルの内部に加圧する手段とを備えている。上記装置は、また、溶接における漏れあるいは他の欠陥の存在を特定するためのノズル内部の圧力を監視する手段も含んでいる。

別の態様では、本発明は、容器の壁の開口部に溶接されたステムの部分と、上記開口部から外部に延びる反対側のフランジの部分であって、外側面を有するフランジの部分とを備えたノズルを、容器に固定する溶接の完全性を検査する方法を提供する。上記方法は、フランジ面をブラインドで密閉する工程と、上記開口部よりも大きい裏板を、上記容器の内部に設ける工程と、上記フランジに広範囲の力を加えることなく、上記裏板を容器の壁に向かって促し、それらの間に密閉を形成する工程と、上記溶接を含む領域を取り囲む空間であって、上記ノズルの内面によって境界された密閉空間を上記ノズルの内部に作り出す工程と、上記ノズルに対して半径方向の膨張応力が加えられ、上記フランジに対して軸方向の膨張応力が加えられる、上記空間を加圧流体で満たして加圧する工程と、上記圧力を監視する工程とを含んでいる。

〔補足〕
なお、本発明は以下のように表現することもできる。

すなわち、本発明に係る装置は、容器の壁における開口部に溶接されたステムの部分と、上記開口部から外部に延びる反対側のフランジの部分であって、外側面を有するフランジの部分とを備えたノズルを容器に固定する溶接を検査するための溶接検査装置であって、使用される場合、上記フランジを密閉するように閉じるために上記フランジの外側面に取り付けるためのブラインドと、上記開口部を閉じるために上記容器の内部に取り付けるための裏板と、上記裏板を上記容器の壁の内面に対して促して、それらの間に密閉空間を形成するために、上記容器の壁の内面または外面に対抗して付勢された促進手段と、上記ブラインドと上記裏板との間の上記ノズルの内部の上記密閉空間に加圧するための手段とを備えていることを特徴とする。

上記装置では、上記促進手段は、上記ブラインドの前に取り付けるための前板であって、上記容器の壁の外面に対抗して付勢された支持手段を有する前板と、上記前板と上記裏板とに接続され、それらの間に延びる１つ以上のタイロッドと、裏板を前板の方へ押し付けるための締付手段とを備えてもよい。

上記装置では、上記締付手段は、上記タイロッドのネジの端に設けられたナットを備えてもよい。

上記装置では、上記支持手段は、上記容器の外壁に対抗して付勢された第１の端と上記前板に接続された第２の端とを有する２つ以上の支持ロッドを備えてもよい。

上記装置では、上記支持ロッドの上記第１の端は、上記容器の壁への取り付けのための１つ以上の磁石を備えてもよい。

上記装置では、上記促進手段は、上記容器の上記内面に取り付けられた１つ以上の取付手段であって、各々が上記裏板に設けられたフランジを通って延びるためのネジ棒を含んでいる取付手段と、上記容器の上記内面に対して裏板を押し付けるための上記ネジ棒のそれぞれに関連付けられた１つ以上のナットとを備えてもよい。

上記装置では、上記取付手段は、磁石を備えてもよい。

また、本発明に係る装置は、容器の壁における開口部に溶接されたステムの部分と、上記開口部から外部に延びる反対側のフランジの部分であって、外側面を有するフランジの部分とを備えたノズルを容器に固定する溶接を検査するための溶接検査装置であって、上記フランジを密閉するように閉じるために上記フランジの外側面に取り付けるためのブラインドと、上記開口部を閉じるために上記容器の内部に取り付けるための裏板と、上記ブラインドの前に取り付けるための前板であって、上記容器の壁の外面に対抗して付勢された支持手段を有する前板と、上記前板と上記裏板とに接続され、それらの間に延びる１つ以上のタイロッドと、上記前板の方へ上記裏板を促すための手段と、上記ブラインドと上記裏板との間の上記ノズルの内部の空間に加圧するための手段とを備えていることを特徴とする。

上記装置では、上記裏板を促すための手段は、上記タイロッドのネジの端に設けられたナットを備えてもよい。

また、本発明に係る装置は、容器の壁における開口部に溶接されたステムの部分と、上記開口部から外部に延びる反対側のフランジの部分であって、外側面を有するフランジの部分とを備えたノズルを容器に固定する溶接を検査するための溶接検査装置であって、上記フランジを密閉するように閉じるために上記フランジの外側面に取り付けるためのブラインドと、上記開口部を閉じるために上記容器の内部に取り付けるための裏板と、上記容器の内面への上記裏板の取り付けのための取付手段と、上記裏板と上記容器の壁との間に密閉空間を形成するために、上記裏板に上記容器の壁に対抗して付勢するための手段と、上記ブラインドと上記裏板との間の上記ノズルの内部の上記密閉空間に加圧するための手段とを備えていることを特徴とする。

上記装置では、上記取付手段は、複数の磁石を備えてもよい。

上記装置では、上記付勢するための手段は、上記磁石に設けられて、上記裏板が上記磁石のほうへ促されてもよい。

また、本発明に係る方法は、容器の壁における開口部に溶接されたステムの部分と、上記開口部から外部へと延びて対向する、外側面を有するフランジの部分とを備えたノズルを容器に固定する溶接を検査するための溶接検査方法であって、上記フランジの面をブラインドで密閉する工程と、上記容器の内部に上記開口部よりも大きい裏板を設ける工程と、上記容器の内壁または外壁に対して促進手段に付勢する工程と、上記裏板を上記促進手段に接続し、上記裏板を上記容器の壁に押し付けて、それらの間に密閉を形成する工程と、上記ノズルの内面、上記ブラインド、および、上記裏板によって境界され、上記溶接を収容する領域を含む空間であって、上記ノズルの内部に密閉された空間を作り出す工程と、上記空間を加圧流体で充填し、加圧する工程と、上記圧力を監視する工程とを含んでいることを特徴とする。

上記方法では、上記促進手段は、上記容器の上記外壁に対抗して付勢されてもよい。

上記方法では、上記促進手段は、上記容器の上記内壁に対抗して付勢されてもよい。

また、本発明に係る方法は、容器の壁における開口部に溶接されたステムの部分と、上記開口部から外部へと延びる反対側のフランジの部分であって、外側面を有するフランジの部分とを備えたノズルを容器に固定する溶接を検査するための溶接検査方法であって、上記フランジの面をブラインドで密閉する工程と、上記容器の内部に上記開口部よりも大きい裏板を設ける工程と、上記ノズルの内面、上記ブラインド、および、上記裏板によって境界され、上記溶接を収容する領域を含む空間であって、上記ノズルの内部に密閉された空間を作り出す工程と、上記空間を加圧流体で充填し、加圧する工程と、上記ノズルに対して半径方向の膨張応力を加えて、フランジに対して軸方向の膨張応力が加えられる工程と、上記圧力を監視する工程とを含んでいることを特徴とする。

上記方法では、上記半径方向の膨張応力および上記軸方向の膨張応力が加圧流体によって加えられてもよい。

上記方法では、上記裏板を上記容器のほうへ促進する工程は、上記容器の上記内面または外面に付勢力を加える工程を含んでもよい。

Claims

容器の壁における開口部に溶接されたステムの部分と、上記開口部から外部に延びる反対側のフランジの部分であって、外側面を有するフランジの部分とを備えたノズルを容器に固定する溶接を検査するための溶接検査装置であって、
上記フランジを密閉するように閉じるために上記フランジの外側面に取り付けるためのブラインドと、
上記開口部を閉じるために上記容器の内部に取り付けるための裏板と、
上記容器の内面への上記裏板の取り付けのための、複数の磁石を備えた取付手段と、
上記裏板と上記容器の壁との間に密閉空間を形成するために、上記裏板を上記容器の壁に対して促すための手段と、
上記ブラインドと上記裏板との間の上記ノズルの内部の上記密閉空間に加圧するための手段とを備えている装置。
上記促すための手段は、
上記磁石に設けられて、上記裏板が上記磁石のほうへ促される請求項１の装置。
容器の壁における開口部に溶接されたステムの部分と、上記開口部から外部へと延びて対向する、外側面を有するフランジの部分とを備えたノズルを容器に固定する溶接を検査するための溶接検査方法であって、
上記フランジの面をブラインドで密閉する工程と、
上記容器の内部に上記開口部よりも大きい裏板を設ける工程と、
上記容器の内面に上記裏板を取り付ける、複数の磁石を備えた取付手段を設ける工程と、
上記容器の壁の内面に対して促進手段を付勢する工程と、
上記裏板を上記促進手段に接続し、上記裏板を上記容器の壁に押し付けて、それらの間に密閉を形成する工程と
上記ノズルの内面、上記ブラインド、および、上記裏板によって境界され、上記溶接を収容する領域を含む空間であって、上記ノズルの内部に密閉された空間を作り出す工程と、
上記空間を加圧流体で充填し、圧力を加える工程と、
上記圧力を監視する工程とを含んでいる方法。
上記加圧流体によって、上記ノズルに対して半径方向の膨張応力を加え、且つ、上記フランジに対して軸方向の膨張応力を加える請求項３の方法。