JP7074602B2 - 配管削り加工補助装置 - Google Patents

Description

本願に係る配管削り加工補助装置は、配管の外周面に削り加工を施す際の加工補助の技術に関する。

産業プラントには、蒸気等の流体を移送する配管系統が設置されていることがある。この配管系統のメンテナンス等を行うにあたって、配管の所定の状態を検出するためにセンサを取り付け、配管の状態を表すデータを収集する技術が知られている。

このような技術として後記特許文献１に開示されている超音波探触子の設置方法がある。これは、T字管やエルボ管等の複雑形状部、特に凹部に耐熱性を有する接着剤を塗布し、薄膜センサを固定する技術である。

ところで、センサの種類や検出するデータによっては、センサの検出ヘッドを配管の平坦な部分に取り付けなければならないことがあり、このような場合、配管の外周面に削り加工を施して平面部を形成する。この際、産業プラント内にすでに設置されている配管にセンサを取り付けることも多い。この場合、防爆上の配慮から研磨装置を用いるのではなく、作業者が平やすり等を使用し、手作業で配管の外周面に削り加工を施して平面部を形成する必要がある。

特開2013-113752号公報

作業者が平やすり等を使用して手作業で配管の外周面に削り加工を施す場合、削り加工の程度を判断するのは難しい。かりに、配管の外周面を過度に削った場合、配管の肉厚が局所的に薄くなり、配管の耐久性が低下してしまうという問題がある。

配管内には高温・高圧の蒸気が移送されていることがあり、局所的に薄くなった配管部分は耐圧性が低下しているため、この部分に破損が生じるおそれがある。配管に破損が生じると、外部に高温の蒸気が噴出して深刻な事故を引き起こす場合もあり得る。

そこで本願に係る配管削り加工補助装置は、これらの問題を解決することを課題とし、容易かつ確実に過度の削り加工を回避することができ、配管の外周面に適正な加工面を施すことができる配管削り加工補助装置の提供を目的とする。

本願に係る配管削り加工補助装置は、
配管の外周面を所定の加工面に削り加工するにあたり、当該削り加工を補助する配管削り加工補助装置であって、
配管の外周面に対して位置決めを行う位置決め手段、
外周面を所定の加工面に案内する案内手段、
を備えたことを特徴とする。

本願に係る配管削り加工補助装置においては、案内手段が外周面を所定の加工面に案内する。このため、容易かつ確実に過度の削り加工を回避することができ、配管の外周面に適正な加工面を施すことができる。

本願に係る配管削り加工補助装置の第１の実施形態である治具10の平面図である。 図1に示す治具10の側面図である。 図1に示すIII－III方向の矢視断面図である。 図１に示す治具10を配管2に装着した状態を示す斜視図である。 図１に示す治具10を配管2に装着し、削り加工を施した状態を示す斜視図である。 本願に係る配管削り加工補助装置の第２の実施形態を示す側面図であり、治具10を配管2に装着した状態を示す側面図である。 本願に係る配管削り加工補助装置の第３の実施形態を示す側面図であり、治具10を配管2に装着した状態を示す側面図である。

実施形態において示す主な用語は、それぞれ本願に係る配管削り加工補助装置の下記の要素に対応している。
配管2・・・配管
配管外周曲面2G・・・外周面、外周曲面
加工平面2H・・・加工面、加工平面
治具10・・・配管削り加工補助装置
ガイド面11a、11b・・・案内手段、案内基準平面
ブリッジ部13a、13b・・・位置決め手段
固定バイス30、固定ベルト40・・・固定手段

［第１の実施形態］
本願に係る配管削り加工補助装置の第１の実施形態である治具10を説明する。図１ないし図３に示すように、治具10は湾曲した形状の二つのブリッジ部13a、13bを有しており、それぞれの両端は、二つのガイド面11a、11bに一体的に固定されている。これらガイド面11a、11bは、ブリッジ部13a、13bの配置方向と直行する方向に設けられている。

さらに、ガイド面11a、11bには各々、直角方向に屈曲させた形で脚部12a、12bが連続的に形成されている。ブリッジ部13a、13b及びガイド面11a、11bに囲まれて形成される内側の空間が加工用空間15である。

本実施形態においては、配管2の配管外周曲面2G（図４、図５）に削り加工を施し、平坦な平面部分を形成する。作業者はまず、図４に示すように、配管2に治具10を装着する。治具10のブリッジ部13a、13bの内側の湾曲面は、配管外周曲面2Gに対応するように構成されているため、ブリッジ部13a、13bの内側面の全面を配管外周曲面2Gに接触させれば、配管2に対して治具10を安定的に位置決めすることができる。

配管2は鉄製であり、高温・高圧の蒸気を移送する。加工用空間15から現れている配管外周曲面2G部分が加工対象となる範囲である。なお、配管の径及び肉厚には数種類のものがあるが、この各々に対応する治具を用意しておき、削り加工の対象となる配管の種類に応じて治具を選択して用いる。

また、すでに産業プラント内に設置されている配管2に削り加工を施す場合も多いため、防爆上の配慮から、研磨装置で加工を行うのではなく、作業者は平やすり等を用いて手作業で配管外周曲面2Gに削り加工を施す。削り加工を行う場合、本実施形態においては、作業者は配管2に対して手で治具10を押さえ付けて固定し、加工用空間15から現れている配管外周曲面2G部分にやすり掛けを行って、配管外周曲面2Gが平坦になるよう削り加工を施す。

この場合、ブリッジ部13a、13bの配置方向と同様の矢印101、102方向（図４）に向けてやすり掛けを行う。やすり掛けによる削り加工の進行に応じ、配管外周曲面2Gの平坦部分の範囲が徐々に広がる。

ここで、治具10のガイド面11a、11bは、適正な削り加工によって得られる加工平面2H（図５）と同一平面上に位置するように構成されている。このため、作業者はガイド面11a、11bを目安として、ガイド面11a、11bに沿って平坦な面が形成されるよう、配管外周曲面2Gの削り加工を進める。そして、平坦な面がガイド面11a、11bと面一の状態に達した時点で削り加工を停止する。図５は、ガイド面11a、11bと面一の加工平面2Hが形成された状態を示している。加工平面2Hを形成した後、作業者は治具10を配管2から取り外し、加工作業を終了する。

以上のようにして形成した加工平面2Hに、本実施形態ではモニタリングセンサの検出ヘッドを取り付ける（図示せず）。例えば、この検出ヘッドは、温度を計測する熱電対プローブ及び、振動を計測する超音波プローブを含む。このモニタリングセンサは、配管2の温度及び振動を検出し、検出データを制御装置に向けて無線で送信する装置である。

前述のように、本実施形態における配管2は高温・高圧の蒸気を移送しており、配管2内には蒸気が液化してドレン（凝縮水）が発生する。このドレンは蒸気移送の障害となるため、配管系統の随所に設けられたスチームトラップによって、ドレンは適宜、自動的に外部に排出されるようになっている。ところが、スチームトラップの動作不良によってドレンが適正に排出できなくなった場合、ドレンが配管2内に過度に滞留して配管2の温度が低下する。

この配管2の温度低下は、モニタリングセンサによって検出され、検出データを受信した制御装置はスチームトラップの動作不良を認識して、ドレン排出不良に関するメンテナンスを促すための所定の処理を実行する。

また、配管系統のスチームトラップや接続箇所等から蒸気漏れが生じている場合、蒸気漏れに応じて特有の振動が発生する。この振動は、モニタリングセンサによって検出され、検出データを受信した制御装置は蒸気漏れを認識して、蒸気漏れに関するメンテナンスを促すための所定の処理を実行する。

このように、本実施形態における加工平面2Hには、モニタリングセンサの検出ヘッドが取り付けられて固定されるため、加工平面2Hは少なくとも検出ヘッドの取り付け可能な大きさに形成する必要があり、これに対応するよう治具10の加工用空間15が設定されている。

［第２の実施形態］
本願に係る配管削り加工補助装置の第２の実施形態を図６に基づいて説明する。基本的な構成は前記第１の実施形態における治具10と同様であるが、本実施形態では治具10を配管2に固定するために、固定バイス30を取り付ける。

作業者は治具10を配管2に装着した後、図６に示すように、固定バイス30で治具10の脚部12a、12bを外側から挟み込む。そして、操作レバー31を回転操作し、押圧ネジ軸32を締め込んで脚部12a、12bを内側に加圧する。これによって、治具10は配管外周曲面2G上で固定され、その後の削り加工の作業中、治具10の加工用空間15にずれが生じることはなく、容易かつ確実に適正な加工平面2Hを形成することができる。

なお、本実施形態においては、より確実に治具10を固定するために、ガイド面11a、11bと平行に形成される配管2の中心線90よりも、脚部12a、12bの先端120a、120b側の箇所を固定バイス30で挟み込んでいる。

すなわち、治具10の脚部12a、12bを、配管2の中心線90より長く形成した上、中心線90を超えた脚部12a、12bの箇所を固定バイス30による締め込み個所として形成している。これによって、脚部12a、12bに対する固定バイス30の押圧力が十分に配管2に伝わり、確実に治具10を配管2に固定することができる。

［第３の実施形態］
本願に係る配管削り加工補助装置の第３の実施形態を図７に基づいて説明する。基本的な構成は前記第１の実施形態における治具10と同様であるが、本実施形態では治具10を配管2に固定するために、固定ベルト40を取り付ける。

治具10の脚部12aには、固定部45によって固定ベルト40の一端41が固定されている。作業者は治具10を配管2に装着した後、固定ベルト40の他端42を、脚部12bに設けられている貫通穴及びロック部46に通す。そして、作業者は固定ベルト40の他端42を引っ張って締め込み、ロック部46を操作し、図７に示す状態で固定ベルト40をロックする。

この固定ベルト40の締め込みによって、治具10は配管外周曲面2G上で固定され、その後の削り加工の作業中、治具10の加工用空間15にずれが生じることはなく、容易かつ確実に適正な加工平面2Hを形成することができる。

なお、本実施形態においては、より確実に治具10を固定するために、ガイド面11a、11bと平行に形成される配管2の中心線90よりも、脚部12a、12bの根本側の箇所に固定ベルト40を取り付けている。

すなわち、中心線90よりも脚部12a、12bの根本側の箇所に、固定ベルト40の接続箇所としての固定部45及びロック部46を設けている。これによって、配管外周曲面2Gと固定ベルト40との接触面を大きく確保した上、十分な締め込みを行うことができ、確実に治具10を配管2に固定することができる。

本実施形態では、一つの固定ベルト40を治具10に設ける例を掲げたが、配管2の軸方向に沿って、治具10に複数の固定ベルト40を取り付けることもできる。

［その他の実施形態］
前記各実施形態においては、削り加工によって平坦な加工平面2Hを形成したが、加工面として曲面や凹部等を削り加工によって形成してもよく、この場合、案内手段による案内によって、適正な曲面や凹部等を得る。

また、前記各実施形態においては、案内手段又は案内基準平面として治具10のガイド面11a、11bを例示したが、これに限られるものではなく、配管外周曲面2G（外周面、外周局面）を加工平面2H（加工面、加工平面）に案内するものであれば他の構成を採用することもできる。たとえば、削り加工される配管外周曲面2Gに当接し、削り深さを計測して所定の加工平面2H（加工面、加工平面）に案内するメジャーを案内手段として用いてもよい。

さらに、前記各実施形態においては、位置決め手段として二つのブリッジ部13a、13bを例示し、ブリッジ部13a、13bの内側面の全面が配管外周曲面2Gに接触する構成を示したが、これに限られるものではなく、配管外周曲面2G（外周面、外周曲面）に対して治具10（配管削り加工補助装置）の位置決めを行うものであれば他の構成を採用することもできる。たとえば、治具10の内面に複数の突起部を設け、この突起部を配管外周曲面2G（外周面、外周曲面）に当接させて位置決めを行ってもよい。

また、前記第２の実施形態及び第３の実施形態において、固定手段として固定バイス30及び固定ベルト40を例示したが、配管外周曲面2G（外周面、外周曲面）とガイド面11a、11b（案内手段）との位置関係を固定するものであれば他の構成を採用することができる。たとえば、治具10に強力な磁力を備えた磁石を設け、この磁石を用いて鉄製の配管2に治具10を固定してもよい。

2：配管 2G：配管外周曲面 2H：加工平面 10：治具
11a、11b：ガイド面 13a、13b：ブリッジ部 30：固定バイス
40：固定ベルト

Claims (2)

1. 配管の外周曲面を所定の加工平面に削り加工するにあたり、当該削り加工を補助する配
   管削り加工補助装置であって、
   配管の外周曲面に対して位置決めを行う位置決め手段、
   削り加工の程度を指示し、外周面を所定の加工平面に案内する案内手段であって、加工
   平面と同一平面上に位置する案内基準平面を有する案内手段、
   を備えたことを特徴とする配管削り加工補助装置。
2. 請求項１に係る配管削り加工補助装置において、
   配管の外周面又は外周曲面と案内手段との位置関係を固定する固定手段、
   を備えたことを特徴とする配管削り加工補助装置。

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