JP6772562B2 - 長尺管の製造設備 - Google Patents
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Description
まず、不良であると判断された周溶接部がX線検査装置を通過してX線検査装置の外部に位置するまで、搬送装置によって長尺管を搬送する。次に、不良であると判断された周溶接部を切断して除去する。次に、搬送装置及び巻取装置を逆方向に駆動して、長尺管の切断箇所が溶接装置の配置位置に戻るまで、長尺管をリールから巻き出して、通常の搬送方向とは逆方向に搬送する。次に、溶接装置によって長尺管の切断箇所に再び周溶接を施した後、搬送装置及び巻取装置を順方向に駆動して、再び形成された周溶接部をX線検査装置で検査する。検査の結果、再び形成された周溶接部が正常であれば、搬送装置及び巻取装置を更に順方向に駆動して、巻取装置によって長尺管をリールに巻き取る。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明に係る長尺管の製造設備は、管を長手方向に搬送する搬送装置と、前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される複数の管の端部同士に周溶接を施して長尺管を形成する溶接装置と、前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される前記長尺管をリールに巻き取る巻取装置と、前記搬送装置に沿って前記溶接装置と前記巻取装置との間に配置され、前記長尺管の周溶接部を検査するX線検査装置と、前記搬送装置、前記溶接装置、前記巻取装置及び前記X線検査装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記溶接装置と前記X線検査装置とは、前記搬送装置に沿って互いに別個に移動可能であることを特徴とする。
次に、本発明によれば、第4手順において、溶接装置を長尺管の搬送方向上流側に移動させる(例えば、溶接装置の元の位置まで移動させる)ことで、第5手順において、溶接装置が干渉することなく、なお且つ、長尺管を搬送することなく、長尺管の再び形成された周溶接部まで(X線検査装置の元の位置まで)、X線検査装置を長尺管の搬送方向上流側に移動させることが可能となる。そして、第6手順において、移動後のX線検査装置によって長尺管の再び形成された周溶接部を検査することができる。
以上のように、本発明によれば、搬送装置及び巻取装置を逆方向に駆動することなく(長尺管を逆方向に搬送することなく)、溶接装置で長尺管に再び周溶接部を形成し、X線検査装置で再び形成された周溶接部を検査することが可能である。
すなわち、本発明は、管を長手方向に搬送する搬送装置と、前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される複数の管の端部同士に周溶接を施して長尺管を形成する溶接装置と、前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される前記長尺管をリールに巻き取る巻取装置と、前記搬送装置に沿って前記溶接装置と前記巻取装置との間に配置され、前記長尺管の周溶接部を検査するX線検査装置と、前記搬送装置、前記溶接装置、前記巻取装置及び前記X線検査装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記溶接装置と前記X線検査装置とは、前記搬送装置に沿って互いに別個に移動可能であり、前記X線検査装置は、X線検査装置本体と、X線検査装置本体の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられたX線漏洩抑制機構とを具備し、前記X線検査装置本体は、前記長尺管が前記X線検査装置本体の入側及び出側の開口部から外部に突出した状態で前記長尺管の周溶接部を検査し、前記X線漏洩抑制機構は、径方向に開閉可能な複数の部材から構成され、該複数の部材が径方向に閉じた位置にあるとき、内側に前記長尺管が挿通する開口部が形成される閉塞部材を具備し、前記制御装置は、前記X線検査装置本体によって前記長尺管の周溶接部が検査される際に、前記閉塞部材を構成する前記複数の部材が径方向に閉じた位置となるように前記X線漏洩抑制機構を駆動すると共に、前記X線検査装置本体による前記長尺管の周溶接部の検査が終了し、前記搬送装置によって前記長尺管を搬送する際に、前記閉塞部材を構成する前記複数の部材が径方向に開いた位置となるように前記X線漏洩抑制機構を駆動し、前記複数の部材が径方向に閉じた位置にあるとき、前記閉塞部材の開口部の径方向寸法は、前記X線検査装置本体の入側及び出側の開口部の径方向寸法よりも小さく、前記長尺管の周溶接部以外の径方向寸法と略同一であり、前記複数の部材が径方向に開いた位置にあるとき、前記閉塞部材は、前記長尺管の周溶接部に干渉しない位置となっていることを特徴とする長尺管の製造設備としても提供される。
具体的には、本発明によれば、X線検査装置本体によって長尺管の周溶接部が検査される際に、X線漏洩抑制機構が具備する閉塞部材を構成する複数の部材が径方向に閉じた位置となり、閉塞部材の内側に形成される開口部の径方向寸法がX線検査装置本体の入側及び出側の開口部の径方向寸法よりも小さく、長尺管の周溶接部以外の径方向寸法と略同一となる。したがい、X線検査装置本体の開口部の一部が閉塞部材(複数の部材)によって閉塞されると共に、閉塞部材の開口部と長尺管との隙間が無くなるか又は極微小となる。このため、X線検査装置本体によって長尺管の周溶接部が検査される際に、X線検査装置本体の開口部から外部へのX線の漏洩を抑制することが可能である。
また、本発明によれば、X線検査装置本体による長尺管の周溶接部の検査が終了し、搬送装置によって長尺管を搬送する際に、閉塞部材を構成する複数の部材が径方向に開いた位置となり、閉塞部材は、長尺管の周溶接部に干渉しない位置となっている。このため、X線検査装置本体でのX線検査が終了した後に、長尺管を搬送しても、長尺管の周溶接部が閉塞部材に干渉するおそれがなく、搬送に支障が生じない。
なお、本発明において、「径方向」とは、長尺管の径方向を意味し、「径方向寸法」とは、長尺管の径方向に沿った寸法を意味する。
図1は、本実施形態に係る長尺管の製造設備の概略構成を模式的に示す平面図である。
図1に示すように、本実施形態に係る長尺管の製造設備(以下、適宜、単に「製造設備」という)100は、搬送装置1と、溶接装置2と、巻取装置3と、X線検査装置4とを備えている。また、本実施形態に係る製造設備100は、搬送装置1、溶接装置2、巻取装置3及びX線検査装置4の動作を制御する制御装置5を備えている。さらに、本実施形態に係る製造設備100は、複数の管Pが載置された搬入台6を備えている。
本実施形態に係る製造設備100は、溶接装置2とX線検査装置4とが、搬送装置1に沿って互いに別個に移動可能とされている。すなわち、溶接装置2とX線検査装置4とが、管Pの搬送方向(管Pの長手方向)に沿って互いに別個に移動可能とされている。具体的には、例えば、溶接装置2及びX線検査装置4は、それぞれエアシリンダ等の駆動機器(図示せず)に取り付けられており、下部にはそれぞれ車輪(図示せず)が取り付けられている。また、床面には、管Pの搬送方向に沿ってレール(図示せず)が設けられている。制御装置5によって、前記駆動機器を駆動することにより、溶接装置2及びX線検査装置4は、それぞれの車輪がレール上で転動して、搬送装置1に沿って互いに別個に移動可能とされている。このため、後述のように、X線検査装置4によって周溶接部が不良であると判断された場合に、搬送装置1及び巻取装置3を逆方向に駆動する必要がない。また、例えば、周溶接を施す管Pの長さに応じて、溶接装置2とX線検査装置4との離間距離を調整して管Pの長さに略等しい距離に設定すれば、溶接装置2による周溶接と、X線検査装置4による周溶接部の検査とを並行して行い、製造効率を高めることも可能である。
サイドクランプローラ11は、溶接装置2に対して管Pの搬送方向(X方向)上流側において、管Pを水平方向に挟持するように配置されている。サイドクランプローラ11は、モータ等を駆動源として回転することで、管Pの長手方向に駆動力を付与する。
Vローラは、搬入台6から管Pが搬入される位置から巻取装置3までの間において、管P(長尺管P1を含む)の下方に配置されている。Vローラは、管Pを下方から支持し、管Pの長手方向への搬送に伴って回転する。
以上の構成により、溶接装置2によって周溶接を施される前の管P及び巻取装置3によってリール31に巻き取られる前の長尺管P1は、サイドクランプローラ11によって長手方向の駆動力を付与され、巻取装置3によってリール31に巻き取られた後の長尺管P1は、巻取装置3によって長手方向の駆動力を付与され、それぞれ長手方向に搬送されることになる。
なお、本実施形態では、搬送装置1として、駆動力を付与するサイドクランプローラ11と、駆動力を付与せずに従動するだけのVローラ12とを具備する構成について説明したが、本発明は、これに限るものではない。本発明の搬送装置としては、例えば、サイドクランプローラ11に代えて、管Pを搬送方向上流側から下流側に押すプッシャを採用するなど、管Pを長手方向に搬送できる限りにおいて種々の構成を採用可能である。
本実施形態の溶接装置2は、周溶接機(円周溶接機)21と、周溶接機21を挟んで管Pの搬送方向(管Pの長手方向)に沿って配置された一対の把持装置22とを具備する。また、本実施形態の溶接装置2は、冷却装置(図示せず)も具備する。冷却装置の冷却方法としては、例えば強制空冷を例示できる。
具体的には、本実施形態の巻取装置3は、リール31をその中心軸周りに回転させる回転機構(図示せず)と、中心軸方向(Y方向)にリール31を移動させる移動機構(図示せず)とを具備する。巻取装置3は、回転機構によってリール31を回転させると共に、移動機構によってリール31を移動させることで、長尺管P1をリール31の外表面上に巻き取る。
制御装置5は、溶接装置2によって形成された長尺管P1の周溶接部PWがX線検査装置4の配置位置(具体的には、後述するX線源412によってX線が放射される位置)に到着したタイミングで、搬送装置2及び巻取装置3の動作を停止することで長尺管P1を停止させ、X線検査装置4を駆動する。
以下、適宜、図2及び図3も参照しつつ、X線検査装置4のより具体的な構成について説明する。
図2に示すように、X線検査機41cは、回転機構部411と、X線源412と、X線画像検出器413と、画像処理装置414とを具備する。
X線源412は、長尺管P1に向けてX線を放射する装置である。X線源412は、回転機構部411の内環部材411Bに取り付けられ、内環部材411Bが外環部材411Aに対して回転することにより、長尺管P1の周方向周りに回転する。図2(b)に示すように、X線源412は、回転・停止を繰り返し、予め決められた複数の位置(図2(b)に示す例では、60°ピッチの3箇所)でX線を放射する。
X線画像検出器413は、長尺管P1を挟んでX線源412に対向する位置に配置され、X線源412から放射されて長尺管P1を透過したX線を検出して画像化する装置であり、例えばフラットパネルディテクター(FPD)が好適に用いられる。X線画像検出器413も回転機構部411の内環部材411Bに取り付けられ、内環部材411Bが外環部材411Aに対して回転することにより、X線源412と一体的に(長尺管P1を挟んでX線源412に対向する状態を維持して)長尺管P1の周方向周りに回転する。
画像処理装置414は、X線画像検出器413で撮像したX線画像に画像処理を施して、長尺管P1の周溶接部PWを検査する装置である。画像処理装置414は、例えば、X線画像に対して画像処理を施すことで、画素濃度の大きい(明るい)画素領域を欠陥領域(例えば、ポロシティー)として抽出し、抽出した欠陥領域の面積の大小を評価して、周溶接部PWの良否を判断する。
X線漏洩抑制機構42は、前述のように、X線検査装置本体41の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられている。具体的には、X線漏洩抑制機構42は、X線検査装置本体41が具備する一対のスリーブ41bが有する略円形の開口部410の近傍に取り付けられている。より具体的には、X線漏洩抑制機構42は、一対のスリーブ41bのうち、長尺管P1の搬送方向上流側に設けられたスリーブ41bに対してはその上流側の開口部410の近傍に取り付けられ、長尺管P1の搬送方向下流側に設けられたスリーブ41bに対してはその下流側の開口部410の近傍に取り付けられている。X線検査装置本体41の入側及び出側に取り付けられた各X線漏洩抑制機構42は、同様の構成を有するため、ここでは一つのX線漏洩抑制機構42についてのみ説明する。
なお、図3に示す例では、各部材42a、42bは、上下方向に開閉可能とされているが、本発明はこれに限るものではなく、長尺管P1の径方向(長尺管P1の長手方向に直交する方向)である限りにおいて、水平方向など他の方向に開閉可能な部材とすることも可能である。また、図3に示す例では、閉塞部材421は、2つの部材42a、42bから構成されているが、本発明はこれに限るものではなく、径方向に開閉可能な複数の部材である限りにおいて、3つ以上の部材から構成することも可能である。
図4に破線で示す初期位置にあるX線検査装置4によって長尺管P1の周溶接部PWが不良であると判断された場合、制御装置5は、X線検査装置4を長尺管P1の搬送方向下流側に移動させる。X線検査装置4の移動量は、不良であると判断された周溶接部PWの切断作業の邪魔にならず、なお且つ、後述の第2手順において溶接装置2を長尺管P1の搬送方向下流側に移動させた際に、溶接装置2がX線検査装置4と干渉しないように設定することが好ましい。
X線検査装置4が移動した後、図5に示すように、不良であると判断された周溶接部PWを切断すればよい。周溶接部PWの切断は、例えば、溶接装置2の下流側に設置された可搬式の切断機を用いて、作業者が手動で行うことが可能である。
なお、切断後の長尺管P1の端面は、バリ取りや研磨等を施し、後述の第3手順において周溶接を施し易くすることが好ましい。長尺管P1の端面のバリ取りや研磨は、例えば、溶接装置2の下流側に設置された可搬式の開先・面取り機を用いて、作業者が手動で行うことが可能である。
次に、制御装置5は、図6に示すように、不良であると判断された周溶接部PWが切断された後の長尺管P1の切断箇所まで、破線で示す初期位置にある溶接装置2を長尺管P1の搬送方向下流側に移動させる。
次に、制御装置5は、図7に示すように、溶接装置2を駆動して、溶接装置2によって長尺管P1の切断箇所に再び周溶接を施し、周溶接部PWを形成する。
以上に説明した第1手順〜第3手順によれば、搬送装置1及び巻取装置3(図1参照)を逆方向に駆動して長尺管P1を逆方向(上流側)に搬送する必要がない。長尺管P1を逆方向に搬送する代わりに、X線検査装置4及び溶接装置2を長尺管P1の通常の搬送方向に移動させている。
次に、制御装置5は、図8に示すように、溶接装置2を長尺管P1の搬送方向上流側に移動させる。この際、溶接装置2を初期位置(図4に示す位置)まで移動させることが好ましい。これにより、後述の第5手順においてX線検査装置4を移動させても、溶接装置2がX線検査装置4に干渉しない。
次に、制御装置5は、図9に示すように、長尺管P1の再び形成された周溶接部PWまで、X線検査装置4を長尺管P1の搬送方向上流側に移動させる。すなわち、X線検査装置4を初期位置(図4に破線で示す位置)まで移動させる。
なお、第4手順及び第5手順は、X線検査装置4の移動速度の方が大きくて溶接装置2とX線検査装置4とが干渉するというような支障が無い限り、同時に実行することも可能である。
最後に、制御装置5は、X線検査装置4を駆動して、X線検査装置4によって長尺管P1の再び形成された周溶接部PWを検査する。
以上に説明した第4手順〜第6手順においても、長尺管P1を搬送する必要がない。
すなわち、上記の第1手順〜第6手順を実行することにより、搬送装置1及び巻取装置3を逆方向に駆動することなく(長尺管P1を逆方向に搬送することなく)、溶接装置2で長尺管P1に再び周溶接部PWを形成し、X線検査装置4で再び形成された周溶接部PWを検査することが可能である。このため、長尺管P1を逆方向に搬送することに起因する外面疵の発生や強度の劣化を抑制可能である。
図10から分かるように、少なくともX線漏洩抑制機構42を備えることで、X線漏洩量を2.5μSV/hr以下に抑制可能である。このため、溶接装置2及び巻取装置3を含む製造設備100全体を管理区域にせずとも、X線の漏洩を規定値以下に抑制可能であり、広大なX線管理区域を必要とせずに、効率の良い長尺管P1のX線検査が可能である。
2・・・溶接装置
3・・・巻取装置
4・・・X線検査装置
5・・・制御装置
31・・・リール
41・・・X線検査装置本体
42・・・X線漏洩抑制機構
100・・・長尺管の製造設備
P・・・管
P1・・・長尺管
PW・・・周溶接部
Claims (2)
- 管を長手方向に搬送する搬送装置と、
前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される複数の管の端部同士に周溶接を施して長尺管を形成する溶接装置と、
前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される前記長尺管をリールに巻き取る巻取装置と、
前記搬送装置に沿って前記溶接装置と前記巻取装置との間に配置され、前記長尺管の周溶接部を検査するX線検査装置と、
前記搬送装置、前記溶接装置、前記巻取装置及び前記X線検査装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記溶接装置と前記X線検査装置とは、前記搬送装置に沿って互いに別個に移動可能であり、
前記X線検査装置によって前記長尺管の周溶接部が不良であると判断された場合、前記制御装置は、
前記X線検査装置を前記長尺管の搬送方向下流側に移動させる第1手順と、
前記不良であると判断された周溶接部が切断された後の前記長尺管の切断箇所まで、前記溶接装置を前記長尺管の搬送方向下流側に移動させる第2手順と、
前記溶接装置を駆動して、前記溶接装置によって前記長尺管の切断箇所に再び周溶接を施す第3手順と、
前記溶接装置を前記長尺管の搬送方向上流側に移動させる第4手順と、
前記長尺管の再び形成された周溶接部まで、前記X線検査装置を前記長尺管の搬送方向上流側に移動させる第5手順と、
前記X線検査装置を駆動して、前記X線検査装置によって前記長尺管の再び形成された周溶接部を検査する第6手順と、
を実行することを特徴とする長尺管の製造設備。 - 管を長手方向に搬送する搬送装置と、
前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される複数の管の端部同士に周溶接を施して長尺管を形成する溶接装置と、
前記搬送装置に沿って配置され、前記搬送装置で搬送される前記長尺管をリールに巻き取る巻取装置と、
前記搬送装置に沿って前記溶接装置と前記巻取装置との間に配置され、前記長尺管の周溶接部を検査するX線検査装置と、
前記搬送装置、前記溶接装置、前記巻取装置及び前記X線検査装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記溶接装置と前記X線検査装置とは、前記搬送装置に沿って互いに別個に移動可能であり、
前記X線検査装置は、X線検査装置本体と、X線検査装置本体の入側及び出側の開口部近傍に取り付けられたX線漏洩抑制機構とを具備し、
前記X線検査装置本体は、前記長尺管が前記X線検査装置本体の入側及び出側の開口部から外部に突出した状態で前記長尺管の周溶接部を検査し、
前記X線漏洩抑制機構は、径方向に開閉可能な複数の部材から構成され、該複数の部材が径方向に閉じた位置にあるとき、内側に前記長尺管が挿通する開口部が形成される閉塞部材を具備し、
前記制御装置は、前記X線検査装置本体によって前記長尺管の周溶接部が検査される際に、前記閉塞部材を構成する前記複数の部材が径方向に閉じた位置となるように前記X線漏洩抑制機構を駆動すると共に、前記X線検査装置本体による前記長尺管の周溶接部の検査が終了し、前記搬送装置によって前記長尺管を搬送する際に、前記閉塞部材を構成する前記複数の部材が径方向に開いた位置となるように前記X線漏洩抑制機構を駆動し、
前記複数の部材が径方向に閉じた位置にあるとき、前記閉塞部材の開口部の径方向寸法は、前記X線検査装置本体の入側及び出側の開口部の径方向寸法よりも小さく、前記長尺管の周溶接部以外の径方向寸法と略同一であり、前記複数の部材が径方向に開いた位置にあるとき、前記閉塞部材は、前記長尺管の周溶接部に干渉しない位置となっていることを特徴とする長尺管の製造設備。
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