JP6089873B2 - Sealing and cutting device for piping and sealing and cutting method - Google Patents
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Description
本発明は、配管に内包されている有害物質や有害微生物を外部に漏洩させることなく、当該配管を切断除去するための配管の密閉切断装置および密閉切断方法に関するものである。 The present invention relates to a hermetic cutting device and a hermetic cutting method for piping for cutting and removing the piping without leaking harmful substances and harmful microorganisms contained in the piping to the outside.
各種プラントや製造設備における配管であって、内部に有害物質や有害微生物を含む配管をその老朽化等により切断除去する場合には、上記有害物質などを外部に漏洩させないように当該配管を切断する配管封止法が用いられている。 Piping in various plants and manufacturing equipment, when cutting and removing piping containing harmful substances and harmful microorganisms due to aging, etc., cut the piping so as not to leak the harmful substances to the outside. A pipe sealing method is used.
従来のこの種の配管封止法としては、配管の切断すべき箇所を高周波誘導加熱によって加熱し、次いで加熱した箇所を油圧シリンダを用いた押し金具によって押し潰して密着させた後に、密着箇所を鋸刃等を用いた一般的な機械的切断法を用いて切断する方法が知られている。 As a conventional pipe sealing method of this type, the part to be cut of the pipe is heated by high-frequency induction heating, and then the heated part is crushed with a metal fitting using a hydraulic cylinder and brought into close contact, A method of cutting using a general mechanical cutting method using a saw blade or the like is known.
しかしながら、上記従来の配管封止法を用いた切断にあっては、密着部を機械的に切断する際に、切断しようとする箇所において配管が確実に密着しているか否か判別することが難しいために、密着していない箇所を切断したり、密着箇所を外して切断したりして配管の閉止状態を保持することが困難になるという問題点があった。 However, in the cutting using the conventional pipe sealing method, it is difficult to determine whether or not the pipe is securely in contact with the portion to be cut when mechanically cutting the contact portion. For this reason, there is a problem that it is difficult to maintain the closed state of the pipe by cutting a portion that is not in close contact, or by removing the close portion and cutting.
また、配管の閉止および切断に、高周波誘導加熱と油圧シリンダ等による閉止工程と、鋸刃等を用いた機械的な切断工程との２工程を要するために、作業が煩雑化するという問題点もあった。 In addition, since the pipe closing and cutting requires two steps, a high-frequency induction heating and a closing step using a hydraulic cylinder, and a mechanical cutting step using a saw blade, the work is complicated. there were.
加えて、鋸刃等による機械的な切断工程において発生する切粉に、有害物質や有害微生物が付着している可能性があるために、配管切断後に上記切粉をすべて回収する必要があり、特に飛散した微細な切粉の回収に多大の手間を要するという問題点があった。 In addition, since there is a possibility that harmful substances and harmful microorganisms are attached to the chips generated in the mechanical cutting process with a saw blade or the like, it is necessary to collect all the above chips after cutting the pipe. In particular, there has been a problem that a great deal of labor is required to collect the scattered fine chips.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、配管を確実に閉止して切断することができるとともに、作業性にも優れる配管の密閉切断装置およびこれを用いた密閉切断方法を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a hermetic cutting device for piping and a hermetic cutting method using the same, which is capable of reliably closing and cutting a pipe and being excellent in workability. This is a problem.
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、配管の径方向に圧縮された箇所を高周波誘導加熱により溶封して切断する配管の密閉切断装置であって、上記圧縮箇所を含んで上記配管の外周を気密的に覆うシールボックスと、このシールボックス内において上記圧縮箇所を囲繞する加熱コイルを備えた高周波誘導加熱装置と、上記シールボックス内に不活性ガスを導入させる不活性ガスの供給ラインと、上記シールボックス内の酸素を排気させる排気ラインと、上記配管の上記圧縮箇所を間に挟んだ両側の外周を一体的に把持して固定する配管固定具と、上記高周波誘導加熱装置を制御して上記加熱コイルによって上記圧縮箇所を７００℃以上であって溶融温度以下の温度範囲に予熱した後に出力を上げて溶融温度以上まで昇温させる制御手段とを有してなることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a pipe hermetic cutting device that seals and cuts a place compressed in the radial direction of the pipe by high-frequency induction heating, and includes the compressed part. A seal box that hermetically covers the outer periphery of the pipe, a high-frequency induction heating device that includes a heating coil that surrounds the compression location in the seal box, and an inert gas that introduces an inert gas into the seal box Supply line, an exhaust line for exhausting oxygen in the seal box, a pipe fixture for integrally grasping and fixing the outer periphery of both sides of the compressed portion of the pipe, and the high-frequency induction heating The apparatus is controlled to preheat the compressed portion to a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than the melting temperature by the heating coil, and then increase the output to raise the temperature to the melting temperature or higher. Those characterized by comprising and a control means.
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記配管固定具は、上記配管に沿って配設されて上記圧縮箇所を間に挟んだ両側まで延出する連結部材と、この連結部材の両端部に立設された支持部材と、これら支持部材に固定されるとともに、上記配管の外周を一体的に把持するライナーとを備えてなり、上記支持部材および上記ライナーは、それぞれ上記配管を挟持すべく分割され、締結手段によって連結されるとともに、上記ライナーは上記支持部材に対して位置調整可能に設けられていることを特徴とするものである。 The invention according to claim 2 is the connecting member according to claim 1, wherein the pipe fixing member is disposed along the pipe and extends to both sides sandwiching the compression portion therebetween. A support member erected on both ends of the connecting member, and a liner that is fixed to the support member and that integrally grips the outer periphery of the pipe, and the support member and the liner are Each of the pipes is divided so as to sandwich the pipe and is connected by fastening means, and the liner is provided such that the position of the liner can be adjusted with respect to the support member.
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の配管の密閉切断装置を用いて、配管の径方向に圧縮された箇所を高周波誘導加熱により溶封して切断する配管の密閉切断方法であって、上記排気ラインから上記シールボックス内の酸素を排気するとともに上記供給ラインを介して上記シールボックス内に上記不活性ガスを充填させ、次いで上記制御手段によって上記圧縮箇所を７００℃以上であって溶融温度以下の温度範囲に予熱した後に、上記高周波誘導加熱装置の出力を上げることにより溶融温度以上まで昇温させて上記圧縮箇所を溶封・溶断することを特徴とするものである。 Invention of Claim 3 uses the airtight cutting apparatus for piping of Claim 1 or 2, and seals and cuts the piping which seals and cuts the place compressed in the radial direction of the pipe by high-frequency induction heating In the method, oxygen in the seal box is exhausted from the exhaust line and the inert gas is filled into the seal box through the supply line, and then the compression point is set to 700 ° C. or more by the control means. In this case, after preheating to a temperature range below the melting temperature, raising the output of the high-frequency induction heating device to raise the temperature to the melting temperature or higher to seal / cut the compressed portion. .
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の配管の密閉切断装置を用いて、配管の径方向に圧縮された箇所を高周波誘導加熱により溶封して切断する配管の密閉切断方法であって、上記排気ラインから上記シールボックス内の酸素を排気するとともに上記供給ラインを介して上記シールボックス内に上記不活性ガスを充填させ、次いで上記制御手段によって上記圧縮箇所を７００℃以上であって溶融温度以下の温度範囲に予熱した後に、上記高周波誘導加熱装置の出力を上げることにより溶融温度まで昇温させて上記圧縮箇所を溶封し、さらに出力を上げて溶融温度以上まで昇温させて溶断することを特徴とするものである。 Furthermore, the invention according to claim 4 is a pipe for cutting and sealing a portion compressed in the radial direction of the pipe by high-frequency induction heating using the pipe hermetic cutting apparatus according to claim 1 or 2. A hermetic cutting method in which oxygen in the seal box is exhausted from the exhaust line and the inert gas is filled into the seal box through the supply line, and then the compression point is set to 700 by the control means. After preheating to a temperature range of not less than ℃ and below the melting temperature, raising the output of the high-frequency induction heating device to raise the temperature to the melting temperature, sealing the compressed portion, and further increasing the output to exceed the melting temperature It is characterized in that the temperature is raised to fusing.
また、請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の配管の密閉切断装置を用いて、配管の径方向に圧縮された箇所を高周波誘導加熱により溶封して切断する配管の密閉切断方法であって、上記排気ラインから上記シールボックス内の酸素を排気するとともに上記供給ラインを介して上記シールボックス内に上記不活性ガスを充填させ、次いで上記制御手段によって上記圧縮箇所を７００℃以上であって溶融温度以下の温度範囲に予熱した後に、上記高周波誘導加熱装置の出力を上げることにより溶封させる温度まで昇温させて６０秒以内に上記圧縮箇所を溶封し、さらに上記高周波誘導加熱装置の出力を上げて３０秒以内に上記圧縮箇所を溶断することを特徴とするものである。 Further, the invention according to claim 5 is a pipe for cutting and sealing a portion compressed in the radial direction of the pipe by high frequency induction heating using the pipe hermetic cutting device according to claim 1 or 2. A hermetic cutting method in which oxygen in the seal box is exhausted from the exhaust line and the inert gas is filled into the seal box through the supply line, and then the compression point is set to 700 by the control means. After preheating to a temperature range of ℃ or higher and below the melting temperature, the temperature is raised to a temperature to be sealed by increasing the output of the high-frequency induction heating device, and the compressed portion is sealed within 60 seconds. The compression portion is melted within 30 seconds after increasing the output of the high-frequency induction heating device.
そして、請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の発明において、上記シールボックス内の圧力を大気圧より低く設定し、かつ上記配管内の圧力を上記シールボックス内の圧力以下に設定して上記溶断を行うことを特徴とするものである。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 3 to 5, wherein the pressure in the seal box is set lower than the atmospheric pressure, and the pressure in the pipe is set in the seal box. The above-mentioned fusing is performed by setting the pressure to less than the above pressure.
請求項１または２に記載の配管の密閉切断装置およびこれを用いた請求項３〜６のいずれかに記載の密閉切断方法によれば、圧縮箇所を７００℃〜溶融温度（融点）の範囲に予熱することにより、圧縮箇所における溶断箇所の温度差を小さくして均一に溶融させているために、溶封不良が生じることを防止することができる。 According to the sealed cutting apparatus for piping according to claim 1 or 2, and the sealed cutting method according to any one of claims 3 to 6 using the same, the compressed portion is set in a range of 700 ° C to a melting temperature (melting point). By preheating, since the temperature difference in the melted part at the compressed part is reduced and melted uniformly, it is possible to prevent the occurrence of poor sealing.
しかも、この種の高周波誘導加熱による溶断においては、原理上、溶断が開始されると当該溶断部の入熱量が減って以降の溶断に支障を来すおそれがあるのに対して、本発明においては、溶融温度まで昇温させて溶封するとともに、急速に溶断しているために、溶断不良も招くことなく確実に溶断することができる。 Moreover, in this type of fusing by high frequency induction heating, in principle, when fusing is started, the amount of heat input to the fusing portion may be reduced, which may hinder subsequent fusing. Since it is heated up to the melting temperature and melted and rapidly melted, it can be surely melted without incurring defective melting.
この際に、配管固定具によって、上記配管の圧縮箇所を間に挟んだ両側の外周を一体的に把持して固定しているために、配管施工時に配管に残留した応力によって、溶融の進行により機械的強度が低下した溶断箇所の両側に相対的なズレが生じて、切断部が破断されることによる溶封不良や、切断部が互いに接近することによる溶断不良が発生し、確実な溶封および溶断が妨げられることを防止することができる。 At this time, since the outer periphery of both sides sandwiching the compressed portion of the pipe is integrally held and fixed by the pipe fixing tool, due to the progress of melting due to the stress remaining in the pipe during the pipe construction Relative misalignment occurs on both sides of the melted part where the mechanical strength has been reduced, resulting in poor sealing due to the fracture of the cut parts and poor melting due to the close proximity of the cut parts. It is possible to prevent the fusing from being hindered.
この結果、配管に内包されている有害物質や有害微生物を外部に漏洩させることなく、当該配管を切断すべき圧縮箇所において確実に閉止して切断することができる。しかも、高周波誘導加熱装置によって配管の閉止および切断を連続的に行うことができるために、作業の簡易化と効率化を図ることも可能になる。 As a result, the pipe can be reliably closed and cut at the compression point where the pipe is to be cut without leaking harmful substances and harmful microorganisms contained in the pipe to the outside. In addition, since the piping can be continuously closed and cut by the high frequency induction heating device, the work can be simplified and made more efficient.
また、溶断は、配管の金属が溶融して圧縮された配管の隙間が溶封された後、すぐに始まるため、溶封に長い時間を掛けると溶封が完了する前に溶断が行われる可能性がある。このため、請求項４に記載の発明のように、予熱後に高周波誘導加熱装置の出力を上げ、溶封させる温度まで昇温させて６０秒以内に圧縮箇所を溶封し、さらに上記高周波誘導加熱装置の出力を上げて３０秒以内に上記圧縮箇所を溶断することが好適である。 In addition, fusing starts immediately after the piping metal melted and compressed and the gap between the pipes is sealed, so if a long time is taken for fusing, the fusing may be performed before the sealing is completed There is sex. For this reason, as in the invention described in claim 4, after the preheating, the output of the high frequency induction heating device is increased, the temperature is raised to the sealing temperature, the compressed portion is sealed within 60 seconds, and the high frequency induction heating is further performed. It is preferable to melt the compressed portion within 30 seconds after increasing the output of the apparatus.
また、請求項５に記載の発明によれば、配管内の圧力をシールボックス内の圧力以下に設定しているために、溶封時に、溶融した金属を円滑に圧縮箇所の内部隙間および周辺に導いて確実な溶封を行わせることができるとともに、シールボックス内の圧力を大気圧より低く設定しているために、溶断時に、万一配管内の有害物質等がシールボックス内に漏洩したとしても、シールボックスの外に排出されることを未然に防止することができる。 Further, according to the invention described in claim 5, since the pressure in the pipe is set to be equal to or lower than the pressure in the seal box, the melted metal is smoothly put into the internal gap and the periphery of the compressed portion at the time of sealing. In addition to being able to guide and ensure reliable sealing, the pressure inside the seal box is set lower than atmospheric pressure. In addition, it can be prevented from being discharged out of the seal box.
図１〜図４は、本発明に係る配管の密閉切断装置の一実施形態を示すものである。
この密閉切断装置は、図２に示すように、切断すべき箇所が所定の幅寸法Ｌによって扁平帯板状に圧縮された配管Ｐを、高周波誘導加熱により溶封して切断するためのものであって、図１中符号１は、水平に配置された上記圧縮箇所Ａの前後の配管Ｐの外周を気密的に覆うシールボックスである。ちなみに、図１においては、シールボックスを一部断面視した平面図として示してある。
1 to 4 show an embodiment of a hermetic cutting apparatus for piping according to the present invention.
As shown in FIG. 2, this hermetic cutting device is for sealing and cutting a pipe P in which a portion to be cut is compressed into a flat belt plate shape with a predetermined width dimension L by high frequency induction heating. 1 is a seal box that hermetically covers the outer periphery of the pipe P before and after the compressed portion A arranged horizontally. Incidentally, in FIG. 1, the seal box is shown as a plan view partially in cross section.
このシールボックス１は、配管Ｐの位置を境にして上下に２分割され、下側が配管Ｐに吊り下げられて設置されるとともに、その上部に上側が載置され、固定金物によって密閉されたもので、上側と下側との間および配管Ｐの貫通孔等にゴムパッキンやシリコンゴムシート等からなるシールが介装されることにより、内部が気密的に配設されるようになっている。 This seal box 1 is divided into two parts in the vertical direction with the position of the pipe P as a boundary, and the lower side is suspended and installed on the pipe P, and the upper side is placed on the upper part and sealed with a fixed hardware. Thus, a seal made of a rubber packing, a silicon rubber sheet or the like is interposed between the upper side and the lower side and in the through hole of the pipe P, so that the inside is arranged in an airtight manner.
そして、この密閉切断装置においては、上記配管Ｐの圧縮箇所Ａを溶封して溶断するための高周波誘導加熱装置および冷却水循環装置５が設けられている。
この高周波誘導加熱装置は、移動可能となるようにキャスターを備えて床上に設置されたもので、図２に示すように圧縮箇所Ａを囲繞する加熱コイル３と、加熱コイル３に高周波電流を供給するための高周波電源装置４ａおよび整合トランス４ｂとから概略構成され、整合トランス４ｂがシールボックス１の側壁に設けられた加熱コイルリード部２にボルトを介して着脱自在に装着されたものである。また、冷却水循環装置５は、これら整合トランス４ｂおよび加熱コイル３に冷却水を循環供給して冷却するための装置である。
In this sealed cutting device, a high-frequency induction heating device and a cooling water circulation device 5 for sealing and cutting the compressed portion A of the pipe P are provided.
This high-frequency induction heating device is provided on a floor with casters so as to be movable, and as shown in FIG. 2, a heating coil 3 surrounding a compression point A and a high-frequency current are supplied to the heating coil 3. The high-frequency power supply device 4a and the matching transformer 4b are schematically configured, and the matching transformer 4b is detachably attached to the heating coil lead portion 2 provided on the side wall of the seal box 1 via bolts. The cooling water circulation device 5 is a device for circulating and supplying cooling water to the matching transformer 4b and the heating coil 3 for cooling.
そして、この高周波誘導加熱装置には、加熱コイルへの出力の増加を段階的に制御することにより、先ず配管Ｐの圧縮箇所Ａを７００℃以上であって溶融温度（融点）以下の温度範囲に予熱し、次いで上記出力を上げることにより溶封させる温度まで昇温させて６０秒以内（より好ましくは３０秒以内）に上記圧縮箇所を溶封した後に、さらに上記出力を上げて加熱を強め、３０秒以内（より好ましくは１０秒以内）に圧縮箇所Ａを溶断する制御手段が組み込まれている。 In this high-frequency induction heating device, the increase in the output to the heating coil is controlled stepwise, so that the compressed portion A of the pipe P is first brought to a temperature range of 700 ° C. or higher and below the melting temperature (melting point). After preheating and then raising the temperature to the sealing temperature by raising the output and sealing the compressed portion within 60 seconds (more preferably within 30 seconds), the output is further increased to increase the heating, Control means for fusing the compressed portion A within 30 seconds (more preferably within 10 seconds) is incorporated.
なお、このような制御手段は、例えば圧縮箇所Ａ近傍の温度を検出する熱電対等の温度検出器と、当該温度検出器の出力信号に基づいて、加熱コイルの出力をプログラム制御する制御装置とを組み合わせて構成することができる。また、切断する配管Ｐの寸法諸元および材質から、予め各々の上記温度に達するまでの時間を設定しておき、予熱開始時刻からタイマーによって上記設定時間ごとに、所要の出力に切り換える構成を採用することもできる。 Such a control means includes, for example, a temperature detector such as a thermocouple that detects the temperature in the vicinity of the compression point A, and a control device that performs program control of the output of the heating coil based on the output signal of the temperature detector. They can be combined. In addition, the time to reach each of the above temperatures is set in advance from the dimensions and material of the piping P to be cut, and a configuration that switches to the required output for each set time from the preheating start time by the timer is adopted. You can also
また、シールボックス１には、窒素ボンベ６に充填された窒素ガス（不活性ガス）を内部に導入させる供給ライン７が接続されており、この供給ライン７にはシールボックス１内の圧力と大気圧との差圧によってシールボックス１内を大気圧よりも低い圧力に保持する制御バルブ８が設けられている。さらに、シールボックス１には、内部の圧力を計測する圧力計９が設置されている。また、シールボックス１内における配管Ｐの溶断部の下方位置には、溶融金属を受け止める断熱材が敷設されたのろ受１０が設置されている。 The seal box 1 is connected to a supply line 7 for introducing nitrogen gas (inert gas) filled in the nitrogen cylinder 6 into the seal box 1. A control valve 8 is provided to maintain the inside of the seal box 1 at a pressure lower than the atmospheric pressure by a differential pressure from the atmospheric pressure. Further, the seal box 1 is provided with a pressure gauge 9 for measuring the internal pressure. Further, a filter tray 10 in which a heat insulating material for receiving the molten metal is laid is provided below the melted portion of the pipe P in the seal box 1.
他方、シールボックス１には、内部の酸素ガスをパージするための排気ライン１１が接続されており、当該排気ライン１１には、シールボックス１内を吸引するブロアーが接続されている。また、この排気ライン１１には、フィルタ１２および酸素濃度計１３が介装されている。そして、配管Ｐには、シールボックス１内において圧縮箇所Ａを間に挟んだ両側の外周を一体的に把持して固定する配管固定具１４が設けられている。 On the other hand, an exhaust line 11 for purging internal oxygen gas is connected to the seal box 1, and a blower for sucking the inside of the seal box 1 is connected to the exhaust line 11. In addition, a filter 12 and an oximeter 13 are interposed in the exhaust line 11. The pipe P is provided with a pipe fixture 14 that integrally grips and fixes the outer circumferences on both sides of the seal box 1 with the compression point A interposed therebetween.
この配管固定具１４は、図３および図４に示すように、シールボックス内において配管Ｐに沿って配置される連結部材１５と、この連結部材１５の両端部に立設された補強材１６上に固定されて圧縮箇所Ａを間に挟んで配管Ｐの延在方向に対向する下部クランパー１７と、２本の調整ボルト１８によって下部クランパー１７に対して上下方向に位置調整可能に設けられた下部ライナー１９と、下部クランパー１７に２本のボルト２０によって着脱自在に設けられた上部クランパー２１と、この上部クランパー２１に固定されて下部ライナー１９と対を為す上部ライナー２２とから構成されたものである。なお、図中符号２３は、下部ライナー１９および上部ライナー２２の脱落防止用のボルトである。 As shown in FIGS. 3 and 4, the pipe fixture 14 includes a connecting member 15 disposed along the pipe P in the seal box, and a reinforcing member 16 erected on both ends of the connecting member 15. And a lower clamper 17 that faces the extending direction of the pipe P with the compression point A in between, and a lower part that is vertically adjustable with respect to the lower clamper 17 by two adjusting bolts 18. It is composed of a liner 19, an upper clamper 21 detachably provided on the lower clamper 17 by two bolts 20, and an upper liner 22 fixed to the upper clamper 21 and making a pair with the lower liner 19. is there. Reference numeral 23 in the figure denotes a bolt for preventing the lower liner 19 and the upper liner 22 from falling off.
ここで、上下部ライナー１９、２２には、対向して配管Ｐの外周を把持する円弧面が形成されており、上下部クランパー１７、２１には、上記円弧面よりも大径の円弧面が形成されている。そして、上下部ライナー１９、２２によって、配管Ｐを把持するライナーが構成され、上下部クランパー１７、２１によって、上下部ライナー１９、２２を保持する支持部材が構成されている。 Here, the upper and lower liners 19 and 22 are formed with arc surfaces facing the outer periphery of the pipe P, and the upper and lower clampers 17 and 21 have arc surfaces having a diameter larger than that of the arc surface. Is formed. The upper and lower liners 19 and 22 constitute a liner that holds the pipe P, and the upper and lower clampers 17 and 21 constitute a support member that holds the upper and lower liners 19 and 22.
次に、上記構成からなる配管の密閉切断装置を用いた本発明に係る密閉切断方法の一実施形態について説明する。
予め、シールボックス１を取り付ける前に、配管Ｐ内に窒素ガス（不活性ガス）を流入または封入させて、配管Ｐ中の酸素濃度を１％以下にした後、配管の切断すべき箇所を可搬式油圧圧縮装置等を用いて所定の幅寸法Ｌ（例えば、５０〜１５０ｍｍ）だけ扁平に圧縮する。
Next, an embodiment of the hermetic cutting method according to the present invention using the hermetic pipe cutting device having the above-described configuration will be described.
Before attaching the seal box 1 in advance, nitrogen gas (inert gas) is allowed to flow or sealed in the pipe P to reduce the oxygen concentration in the pipe P to 1% or less, and then the pipe should be cut. Using a portable hydraulic compression device or the like, it is compressed flat by a predetermined width dimension L (for example, 50 to 150 mm).
次いで、配管Ｐの上記圧縮箇所Ａの前後を囲むようにして、２分割されたシールボックス１の下側を配管Ｐに吊り下げて設置した後に、この圧縮箇所Ａを間に挟んだ両側に位置する配管Ｐの外周を、配管固定具４の上下部ライナー１９、２２によって挟持して、上下部クランパー１７、２１をボルト２０によって締め付けることにより当該配管固定具４を装着する。 Next, after the pipe P is surrounded by the pipe P so as to surround the compression point A before and after the pipe P, the pipe P located on both sides sandwiching the compression point A is installed. The outer periphery of P is sandwiched between upper and lower liners 19 and 22 of the pipe fixing tool 4, and the upper and lower clampers 17 and 21 are tightened with bolts 20 to attach the pipe fixing tool 4.
次に、分割されている加熱コイル３を、配管Ｐの圧縮箇所Ａを囲繞するように配置して一体に組み立てる。 Next, the divided heating coils 3 are arranged so as to surround the compressed portion A of the pipe P and are assembled together.
その後、シールボックス１の上側を被せて図示されない固定金具で一体化することにより、両者間に介装されたゴムパッキンやゴムシート等のシールや、一体化後に、シールボックスの配管挿通部と配管Ｐの外周にわたって巻回されたシリコンゴムシート等のシールによって、シールボックス１内が気密に保持される。 After that, by covering the upper side of the seal box 1 and integrating with a fixing bracket (not shown), seals such as a rubber packing or a rubber sheet interposed between the two, and after integration, the pipe insertion portion of the seal box and the piping The inside of the seal box 1 is kept airtight by a seal such as a silicon rubber sheet wound around the outer periphery of P.
次いで、窒素ボンベ６内の窒素ガスを、供給ライン７からシールボックス１内に注入し、これと併行してブロアーにより排気ライン１１からシールボックス１内の酸素を排気し、酸素濃度計１３によって測定される酸素濃度が１％以下にするとともに、圧力計９の指示値によってシールボックス１内の圧力が配管Ｐの内圧以上であって、かつ大気圧よりも低いことを確認する。この際に、制御バルブ８の開度を制御することにより、シールボックス内１の圧力を調整する。 Next, nitrogen gas in the nitrogen cylinder 6 is injected into the seal box 1 from the supply line 7. At the same time, oxygen in the seal box 1 is exhausted from the exhaust line 11 by the blower and measured by the oxygen concentration meter 13. It is confirmed that the oxygen concentration is 1% or less and that the pressure in the seal box 1 is equal to or higher than the internal pressure of the pipe P and lower than the atmospheric pressure by the indicated value of the pressure gauge 9. At this time, the pressure in the seal box 1 is adjusted by controlling the opening degree of the control valve 8.
そして、シールボックス１内の圧力および酸素濃度が上記条件に保持された状態で、高周波誘導加熱装置の高周波電源装置４ａや冷却水循環装置５を作動させ、制御手段によって予め設定されたシーケンスに基づいて、先ず所定の出力で整合トランス４ｂを介して加熱コイル３に電流を流し、配管Ｐの圧縮箇所Ａに流れる高周波誘導電流により発生するジュール熱によって、上記圧縮箇所Ａの一部を７００℃以上であって配管Ｐの禁則の溶融温度以下の予熱温度に保持させる。ちなみに、上記配管Ｐがステンレス鋼（ＳＵＳ）である場合には、上記予熱温度は、約１０００℃が好適である。 Then, in a state where the pressure and oxygen concentration in the seal box 1 are maintained under the above conditions, the high frequency power supply device 4a of the high frequency induction heating device and the cooling water circulation device 5 are operated and based on a sequence preset by the control means. First, a current is passed through the heating coil 3 through the matching transformer 4b with a predetermined output, and a part of the compressed portion A is heated to 700 ° C. or more by Joule heat generated by a high frequency induction current flowing in the compressed portion A of the pipe P. Therefore, the preheating temperature below the prohibition melting temperature of the pipe P is maintained. Incidentally, when the pipe P is stainless steel (SUS), the preheating temperature is preferably about 1000 ° C.
次いで、上記予熱が完了した後に、出力を上げて配管Ｐの溶融温度（融点）付近（ステンレス鋼の場合は約１４００℃）まで加熱して６０秒以内に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、圧縮箇所Ａにおける配管Ｐ内の隙間Ｓに流入した溶融金属Ｍ1および溶断部に付着した溶融金属Ｍ2によって溶封する。この際に、通常配管Ｐの圧縮箇所Ａにおける内部の隙間Ｓが約３ｍｍ以下であって、かつ配管Ｐの内圧がシールボックス１内の圧力と同じか、それ以下であれば、溶融金属Ｍ1は隙間Ｓに流入して隙間Ｓを閉塞させる。 Next, after the preheating is completed, the output is increased and heated to the vicinity of the melting temperature (melting point) of the pipe P (about 1400 ° C. in the case of stainless steel) within 60 seconds, FIG. 5 (a), (b) As shown in FIG. 2 , the molten metal M 1 that has flowed into the gap S in the pipe P at the compression point A and the molten metal M 2 that adheres to the melted portion are sealed. At this time, if the internal clearance S at the compression point A of the normal pipe P is about 3 mm or less and the internal pressure of the pipe P is the same as or lower than the pressure in the seal box 1, the molten metal M 1 Flows into the gap S and closes the gap S.
そして、上記溶封が完了した後に、さらに出力を上げると、余分な溶融金属が自重で落下することにより圧縮箇所Ａが３０秒以内に溶断される。このようにして圧縮箇所Ａにおける溶断が完了した後に、高周波誘導加熱装置の電源をオフにする。すると、シールボックス１内に流入する窒素ガスによって、溶断部の溶融金属Ｍ1、Ｍ2および自重でのろ受１０の断熱材上に落下した溶融金属が冷却されて凝固する。 When the output is further increased after the above-described sealing is completed, the compressed portion A is melted within 30 seconds due to the excess molten metal falling by its own weight. In this way, after the fusing at the compressed portion A is completed, the high-frequency induction heating device is turned off. Then, the molten metal M 1 and M 2 in the fusing part and the molten metal falling on the heat insulating material of the filter 10 under its own weight are cooled and solidified by the nitrogen gas flowing into the seal box 1.
このような配管Ｐの閉止状態および切断状態は、シールボックス１に形成された覗き窓（図示を略す。）から、溶断部における溶融金属Ｍ2の落下面Ｆによって確認することができる。 Such a closed state and a cut state of the pipe P can be confirmed from the observation window (not shown) formed in the seal box 1 by the falling surface F of the molten metal M 2 in the fusing part.
以上説明したように、上記構成からなる配管の密閉切断装置およびこれを用いた密閉切断方法によれば、圧縮箇所Ａを７００℃〜溶融温度（融点）の範囲に予熱することにより、圧縮箇所における溶断箇所の温度を均一にしたうえで、高周波誘導加熱装置の出力を上げて６０秒以内に圧縮箇所を溶封した後に、さらに上記出力を上げて３０秒以内に上記圧縮箇所を溶断しているために、溶封不良が生じることを防止して、確実に溶断することができる。 As described above, according to the hermetic cutting device for piping having the above-described configuration and the hermetic cutting method using the same, by preheating the compression point A in the range of 700 ° C. to the melting temperature (melting point), After the temperature of the melted part is made uniform, the output of the high frequency induction heating device is increased and the compressed part is sealed within 60 seconds, and then the output is further increased and the compressed part is melted within 30 seconds. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of poor sealing, and to blow out reliably.
この際に、溶封および溶断時に、配管固定具１４によって配管Ｐの圧縮箇所Ａを間に挟んだ両側の外周を一体的に把持して固定しているために、配管施工時の残留応力によって、溶融が進行した際に、円滑な溶封および溶断を妨げるような溶断箇所の相対的なズレを生じるおそれがない。 At this time, since the outer periphery on both sides sandwiching the compressed portion A of the pipe P is integrally held and fixed by the pipe fixing tool 14 at the time of sealing and fusing, due to the residual stress at the time of pipe construction When melting progresses, there is no risk of relative displacement of the fusing part that hinders smooth sealing and fusing.
しかも、配管Ｐ内の圧力をシールボックス１内の圧力以下に設定しているために、溶封時に、溶融金属Ｍ1を円滑に圧縮箇所Ａの内部隙間Ｓに導いて当該隙間Ｓを閉塞させることにより確実な溶封を行わせることができるとともに、シールボックス１内の圧力を大気圧より低く設定しているために、溶断時に、万一配管Ｐ内の有害物質等がシールボックス１内に漏洩したとしても、シールボックス１の外に排出されることを未然に防止することができる。 Moreover, since the pressure in the pipe P is set to be equal to or lower than the pressure in the seal box 1, the molten metal M 1 is smoothly guided to the internal gap S of the compression location A during sealing and the gap S is closed. As a result, reliable sealing can be performed and the pressure in the seal box 1 is set lower than the atmospheric pressure. Even if it leaks, it can be prevented from being discharged out of the seal box 1 beforehand.
この結果、配管Ｐに内包されている有害物質や有害微生物を外部に漏洩させることなく、当該配管Ｐを切断すべき圧縮箇所Ａにおいて確実に閉止して切断することができる。しかも、高周波誘導加熱装置によって配管Ｐの閉止および切断を連続的に行うことができるために、作業の簡易化と効率化を図ることも可能になる。 As a result, the pipe P can be reliably closed and cut at the compression point A where the pipe P is to be cut without leaking harmful substances and harmful microorganisms contained in the pipe P to the outside. In addition, since the piping P can be continuously closed and cut by the high-frequency induction heating device, the work can be simplified and improved in efficiency.
加えて、溶断により配管Ｐから落下した溶融金属は、凝固時における溶融金属の表面張力により丸みを帯びた比較的大きな塊（約２ｍｍ以上）となり、溶断部の下方に落下しているために、簡単に拾い集めて回収することができるとともに、圧縮箇所Ａの溶融時、溶融金属の一部がヒュームとなって窒素ガスに同伴し、シールボックス１から排気ライン１１へと排出されるが、当該排気ライン１１に介装したフィルタ１２によって捕集されるために、配管Ｐから遊離した溶融金属については、全て容易に回収することができる。 In addition, the molten metal dropped from the pipe P by fusing becomes a relatively large lump (about 2 mm or more) rounded by the surface tension of the molten metal at the time of solidification, and falls below the fusing part. It can be easily picked up and collected, and when the compressed portion A is melted, a part of the molten metal becomes fume and is accompanied by nitrogen gas and is discharged from the seal box 1 to the exhaust line 11. Since it is collected by the filter 12 interposed in the exhaust line 11, all of the molten metal released from the pipe P can be easily recovered.
１ シールボックス
３ 加熱コイル
７ 不活性ガスの供給ライン
１１ 排気ライン
１４ 配管固定具
１５ 連結部材
１７ 下部クランパー（支持部材）
１８ 調整ボルト
１９ 下部ライナー
２１ 上部クランパー（支持部材）
２２ 上部ライナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seal box 3 Heating coil 7 Inert gas supply line 11 Exhaust line 14 Piping fixture 15 Connecting member 17 Lower clamper (supporting member)
18 Adjustment bolt 19 Lower liner 21 Upper clamper (supporting member)
22 Upper liner
Claims (6)
上記圧縮箇所を含んで上記配管の外周を気密的に覆うシールボックスと、このシールボックス内において上記圧縮箇所を囲繞する加熱コイルを備えた高周波誘導加熱装置と、上記シールボックス内に不活性ガスを導入させる不活性ガスの供給ラインと、上記シールボックス内の酸素を排気させる排気ラインと、上記配管の上記圧縮箇所を間に挟んだ両側の外周を一体的に把持して固定する配管固定具と、上記高周波誘導加熱装置を制御して上記加熱コイルによって上記圧縮箇所を７００℃以上であって溶融温度以下の温度範囲に予熱した後に出力を上げて溶融温度以上まで昇温させる制御手段とを有してなることを特徴とする配管の密閉切断装置。 A pipe hermetic cutting device that seals and cuts a place compressed in the radial direction of the pipe by high frequency induction heating,
A seal box that airtightly covers the outer periphery of the pipe including the compressed portion, a high-frequency induction heating device that includes a heating coil that surrounds the compressed portion in the seal box, and an inert gas in the seal box An inert gas supply line to be introduced, an exhaust line for exhausting oxygen in the seal box, and a pipe fixture for integrally grasping and fixing the outer circumferences of both sides of the pipe sandwiching the compression point therebetween And a control means for controlling the high frequency induction heating device and preheating the compressed portion to a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than the melting temperature by the heating coil, and then increasing the output to raise the temperature to the melting temperature or higher. A sealed cutting device for piping.
上記支持部材および上記ライナーは、それぞれ上記配管を挟持すべく分割され、締結手段によって連結されるとともに、上記ライナーは上記支持部材に対して位置調整可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の配管の密閉切断装置。 The pipe fixture includes a connecting member that is disposed along the pipe and extends to both sides sandwiching the compression portion, a supporting member that is erected at both ends of the connecting member, and these supporting members And a liner that integrally grips the outer periphery of the pipe,
The said support member and the said liner are each divided | segmented so that the said piping may be clamped, and it is connected by the fastening means, The said liner is provided so that position adjustment with respect to the said support member is possible. The hermetic cutting apparatus for piping according to 1.
上記排気ラインから上記シールボックス内の酸素を排気するとともに上記供給ラインを介して上記シールボックス内に上記不活性ガスを充填させ、次いで上記制御手段によって上記圧縮箇所を７００℃以上であって溶融温度以下の温度範囲に予熱した後に、上記高周波誘導加熱装置の出力を上げることにより溶融温度以上まで昇温させて上記圧縮箇所を溶封・溶断することを特徴とする配管の密閉切断方法。 A method for hermetically cutting a pipe that uses the hermetic cutting apparatus for piping according to claim 1 or 2 to weld and cut a portion compressed in the radial direction of the pipe by high-frequency induction heating,
Oxygen in the seal box is exhausted from the exhaust line, and the inert gas is filled into the seal box through the supply line. After preheating to the following temperature range, raising the output of the said high frequency induction heating apparatus, it heats up to more than melting temperature, and the said compression location is sealed and blown, The sealing cutting method of the piping characterized by the above-mentioned.
上記排気ラインから上記シールボックス内の酸素を排気するとともに上記供給ラインを介して上記シールボックス内に上記不活性ガスを充填させ、次いで上記制御手段によって上記圧縮箇所を７００℃以上であって溶融温度以下の温度範囲に予熱した後に、上記高周波誘導加熱装置の出力を上げることにより溶融温度まで昇温させて上記圧縮箇所を溶封し、さらに出力を上げて溶融温度以上まで昇温させて溶断することを特徴とする配管の密閉切断方法。 A method for hermetically cutting a pipe that uses the hermetic cutting apparatus for piping according to claim 1 or 2 to weld and cut a portion compressed in the radial direction of the pipe by high-frequency induction heating,
Oxygen in the seal box is exhausted from the exhaust line, and the inert gas is filled into the seal box through the supply line. After preheating to the following temperature range, raising the output of the high-frequency induction heating device to raise the temperature to the melting temperature to seal the compressed portion, further raising the output to raise the temperature to the melting temperature or more to blow A hermetic cutting method for piping.
上記排気ラインから上記シールボックス内の酸素を排気するとともに上記供給ラインを介して上記シールボックス内に上記不活性ガスを充填させ、次いで上記制御手段によって上記圧縮箇所を７００℃以上であって溶融温度以下の温度範囲に予熱した後に、上記高周波誘導加熱装置の出力を上げることにより溶封させる温度まで昇温させて６０秒以内に上記圧縮箇所を溶封し、さらに上記高周波誘導加熱装置の出力を上げて３０秒以内に上記圧縮箇所を溶断することを特徴とする配管の密閉切断方法。 A method for hermetically cutting a pipe that uses the hermetic cutting apparatus for piping according to claim 1 or 2 to weld and cut a portion compressed in the radial direction of the pipe by high-frequency induction heating,
Oxygen in the seal box is exhausted from the exhaust line, and the inert gas is filled into the seal box through the supply line. After preheating to the following temperature range, by raising the output of the high-frequency induction heating device, the temperature is raised to the sealing temperature, and the compressed portion is sealed within 60 seconds, and the output of the high-frequency induction heating device is further increased. A method for hermetically cutting a pipe, wherein the compressed portion is fused within 30 seconds.
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