JP7118956B2 - ボイラチューブを製造するためのシステム、方法および装置 - Google Patents

ボイラチューブを製造するためのシステム、方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7118956B2
JP7118956B2 JP2019520006A JP2019520006A JP7118956B2 JP 7118956 B2 JP7118956 B2 JP 7118956B2 JP 2019520006 A JP2019520006 A JP 2019520006A JP 2019520006 A JP2019520006 A JP 2019520006A JP 7118956 B2 JP7118956 B2 JP 7118956B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
station
weld
tubes
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019520006A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020500284A (ja
Inventor
コノパッキ，ロナルド・フランシス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2020500284A publication Critical patent/JP2020500284A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7118956B2 publication Critical patent/JP7118956B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/06—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of metal tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • B08B7/0042—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like by laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/021—Cleaning pipe ends or pipe fittings, e.g. before soldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/361—Removing material for deburring or mechanical trimming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/235—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G13/00—Appliances or processes not covered by groups F28G1/00 - F28G11/00; Combinations of appliances or processes covered by groups F28G1/00 - F28G11/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06—Tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

本発明の実施形態は、一般に動力発生システムおよびプロセスに関し、より詳細には、ボイラ用の長尺チューブを生産するためのシステム、方法および装置に関する。
ボイラで使用するための長尺チューブは、商業的に入手できて出荷できるチューブ長さを端部同士で溶接することによって典型的に製造される。これらの長尺チューブは、生産および機械性能要件に応じて長さが様々である。典型的には、チューブ長さは、長尺チューブを曲げて蛇行体にするために利用されるチューブ曲げシステムの物理的な制限によって制限される。一般に、既存の長尺チューブ曲げシステムは、２５～１００メートルの長さ範囲のチューブを取り扱うことができる。長尺チューブ端部要件を満たすために、多数の長尺チューブは、セクションにおける曲げシステムの最大能力に作製され、そして、所望の完成製品長さを作り出すために共に突合せ溶接される。様々な長さを有することに加えて、長尺チューブは、複数の個々のチューブから構成されており、複数のチューブ直径、肉厚および化学組成を有する場合がある。
ボイラに使用するための長尺チューブを製造するために使用されるすべてのチューブは、曲げる前に同じ調製プロセスを受ける。これらのステップは、逐次的なものであり一般に動作が手動である、および／または、複数の個別的な動作のうちの１つを各々が実行する専用の機械で実行される。さらに、そういったステップは、バッチモードで典型的に運転され、動作間の材料貯蔵は、仕掛品（ＷＩＰ）と各機械を操作するための人間の数の増加のせいで、コスト高の原因になっている。例えば、既存の長尺チューブ製造プロセスは、事前調製、材料チェック、清掃、チューブ端部調製、真直チューブ突合せ溶接、非破壊溶接テスト、修復、および、事後生産曲げステップを伴い、それらのすべては、手動オペレータを必要とする個々の機械で実行される。
事前調製ステップでは、束ねられたチューブは、工場において屋内または屋外のクレーンによってトラックから荷降ろしされ、寸法、品質および化学的性質の観点から注文書の条項を満たすことを確実にするために検査される。個々のチューブは、チューブミルにおいて、追跡可能性のための化学的性質グレード、外径や肉厚などの寸法、および、ヒート番号を物理的にマーキングされ、生産のために要求されるまで屋外の貯蔵ヤードに積重ねて貯蔵される。さらなるプロセスの前に、チューブは、ショットブラストのエリアに輸送され、チューブ表面が清掃される。
大部分の生産設備では、材料のチェックは、チューブ束が作業ステーションで受け取られる現場において品質検査者またはショットブラストオペレータによって手動で実行される。チューブは、適切なチューブが作業ステーションにあるのを決定するために、生産計画に対して手動でチェックされる。どの材料チェックも、そういったチェックが典型的に生産要件ではないので、無作為に行われる。
溶接および最後の塗装などの任意の製造動作を始める前に、清掃ステップは、任意のミルスケール、酸化、オイルまたは防腐剤コーティングを除去するためにチューブの表面を清掃するために使用される。これを成し遂げるために、チューブの束は、破られて、個々のチューブは、スチールショットを利用して表面を清掃する市販のショットブラストシステムを通して送られる。ショットブラストシステムは、通常はバッチロードされて、一度に１～４のチューブを処理することができる。現行のプロセスでは、ミルで取り付けられる保護チューブ端部キャップは、チューブの端部の所定の位置にとどまり、ブラスト媒体がチューブの内部に進入するのを防止する。これらのキャップは、その後に、ブラスト後かまたは次の動作の直前に、プライヤまたはねじ回しを用いて、手動で除去される。清掃後に、チューブは、追跡可能要件を満たすために、手でリマークされ、その後に貯蔵ラックに収集され、そこでは、次の動作に移動する前に、一時的な貯蔵のために、束にされて列にされる。
大部分の生産設備では、チューブ端部調製のために、チューブの束は、溶接され得るようにチューブの端部の溶接調製部を機械加工するための独立した調製ステーション、または、ヘッダニップルやルーズチューブとして使用するためにチューブを短めの長さに鋸で挽くかカットする小さめのライン、のどちらかに送られる。これらの端部調製ラインは、手動かまたは半自動式のスタンドアロンシステムである場合がある。端部調製中に、チューブ端部の外径は、清掃され、次いで、溶接開先調製部が、端部に機械加工される。しかしながら、様々なチューブ突合せ溶接調製ジオメトリが存在するという理由で、様々なチューブ直径および肉厚のための異なったツーリングが必要とされる。これらやツール摩耗原因のためのツール交換は、極めて時間の掛かる場合がある。チューブ端部の溶接調製部の機械加工の完了後に、チューブは、貯蔵ラックに送られるか、あるいは、次の動作のために再度束ねられる。
大部分の工場では、様々な作業ステーションは、コンベヤによってすべてが直接連結されてはおらず、チューブの束をクレーンによって一方のステーションから別のステーションに持ち上げる必要がある。チューブを共に突合せ溶接して長尺チューブを形成する目的で、チューブの束は、束を解くラック上に配置され、そこでは、束ねるストラップは、取り外され、貯蔵／フィードラックに送られて溶接前に列を作る。個々のチューブは、要求に応じてインフィードコンベヤ上にロードされ、真直チューブ溶接作業ステーションにシャトル送りされる。このステーションで、チューブは、手動突合せ溶接、オービタル溶接等々を用いて、端部同士が直列に溶接される。既存のシステムの場合、チューブの挿入、アライメント、開始／停止、および溶接パラメータ制御は、すべてがオペレータによって手動で実行される。
溶接の完了に続いて、溶接の非破壊試験は、Ｘ線の使用などを通して実行される。典型的にそれは、スタンドアロンの作業ステーションである。検査を合格したチューブは、曲げのために列に貯蔵され、その一方、不合格のチューブは、修復される。既存のシステムの場合、修復は、欠陥の場所をマーキングすること、チューブをシステムを通して修復なしで通すこと、および、チューブを修復エリアに修復のためにオフロードすること、を伴う。いったん溶接が完了すると、長尺チューブは、曲げのためにフィードラックシステムに配置される。
上で指摘したように、既存の製造プロセスは、個々の個別的な機械および手動オペレータを用いて、各ステップの前にチューブが列にされるのをしばしば要求し、著しい製造時間と費用をもたらす。
上に鑑みて、既存の方法よりも合理化され、費用効果が高く、消費時間の短い、ボイラ用の長尺チューブを製造するためのシステム、方法、および、装置の必要性が存在する。
欧州特許第００８４４５５号
一実施形態では、ボイラチューブを製造するための方法が提供される。方法は、複数のチューブから端部キャップを取り外すステップであって、複数のチューブが少なくとも第１のチューブおよび第２のチューブを含む、取り外すステップと、第１のチューブおよび第２のチューブの外側表面を清掃するステップと、第１のチューブの上流端部に溶接調製部を形成するステップと、第２のチューブの下流端部に溶接調製部を形成するステップと、長尺チューブを生産するために突合せ溶接を形成するため、第１のチューブの上流端部を第２のチューブの下流端部に溶接するステップと、自動デバイスを用いて、少なくとも第１のチューブおよび第２のチューブのパラメータを測定するステップと、を含む。端部キャップを取り外すステップ、チューブの外側表面を清掃するステップ、溶接調製部を形成するステップ、第１のチューブを第２のチューブに溶接するステップ、および、パラメータを測定するステップは、自律的に実行される。
別の実施形態では、長尺ボイラチューブの製造のための自律的装置が提供される。装置は、端部キャップを第１のチューブおよび第２のチューブの端部から取り外すように構成されたデキャッピングステーションと、汚染物質表面層を第１のチューブおよび第２のチューブの外側表面から除去するように構成された清掃ステーションと、溶接調製部を少なくとも第１のチューブの上流端部および第２のチューブの下流端部に形成するように構成された溶接調製ステーションと、第１のチューブを第２のチューブに突合せ溶接するように構成された接合ステーションと、第１のチューブおよび第２のチューブがデキャッピングステーションで受け取られた後で人オペレータによる介入を伴うことなく、デキャッピングステーション、清掃ステーション、溶接調製ステーション、および、接合ステーションの動作を制御するように、また、デキャッピングステーションから接合ステーションまでの第１のチューブおよび第２のチューブの材料の流れを制御するように、構成された少なくとも１つの制御ユニットと、を含む。
さらに別の実施形態では、長尺ボイラチューブの製造のための自律的システムが提供される。システムは、端部キャップを第１のチューブおよび第２のチューブの端部から取り外すように構成されたデキャッピングデバイスと、レーザアブレーションを介して汚染物質表面層を第１のチューブおよび第２のチューブの外側表面から除去するように構成された、デキャッピングデバイスに合致している清掃デバイスと、汚染物質表面層が除去された後で、少なくとも第１のチューブの上流端部および第２のチューブの下流端部の溶接調製部を機械加工するように構成された溶接調製デバイスと、第１のチューブを第２のチューブに溶接するように構成された接合デバイスと、デキャッピングデバイス、清掃デバイス、溶接調製デバイス、および、接合デバイスの動作を自動的に制御するように、また、長尺チューブを生産するためにデキャッピングデバイスから接合デバイスまでの第１のチューブおよび第２のチューブの材料の流れを制御するように、構成された少なくとも１つの制御ユニットと、を含む。
本発明は、添付の図面を参照して、非限定の実施形態の以下の説明を読み取ることから、より良く理解されるであろう。
本発明の実施形態に係る長尺ボイラチューブを製造するための自動システムの概略図である。 図１のシステムにチューブがそこから搬送される貯蔵ラックの斜視図である。 図１のシステムのデキャッピングデバイスの断面図である。 図３のデキャッピングデバイスの端部立面図である。 図１のシステムのデキャッピングデバイスの詳細断面図である。 図１のシステムのレーザアブレーション清掃システムおよび動作の概略図である。 図１のシステムの検証検査システムの概略図である。 図１のシステムの識別システムによって適用されるマーキングを示すチューブの断面の概略図である。 図１のシステムの溶接システムの斜視図である。 図１のシステムの一部分を形成する修復システムのカッティングステーションの斜視図である。 図１のシステムの一部分を形成する修復システムのチューブ端部調製ステーションの斜視図である。 図１のシステムのプロセスフロー図である。
参照は、以下に詳細に、その例が添付の図面に例証される本発明の例示的な実施形態について、行なわれるであろう。可能な限り、図面全体を通して使用される同一の参照符号については、同じまたは同様の部品を指す。本発明の実施形態は、過熱器、再加熱器、エコノマイザ、および、水管壁膜パネルなどの蛇行性要素に使用することを含むボイラ用の長尺チューブの製造に関連して使用することに適しているが、本発明の実施形態は、様々なエンドユーザ用の長い長さの任意の材料またはストックを作り出すために利用されてもよい。例えば、本発明のシステムおよび方法は、様々な用途のための長い長さのチューブまたはコンジットを作り出すのに適用できる。
本明細書で使用するとき、「動作可能に結合され」は、直接または間接のことがある連結を指す。連結は、必ずしも機械式の取り付けではない。本明細書で使用するとき、「流体結合され」または「流体連通」は、２つ以上の特徴部の配置を指し、したがって、特徴部は、特徴部間の流体の流れを可能にするように連結され、流体の移動を可能にする。
本発明の実施形態は、長尺ボイラチューブを製造するためのシステム、方法および装置に関する。システムは、完全自律モードで動作可能であり、また、蛇行体ベンダまたは他のチューブ製作プロセスへのさらなる処理のために、きれいで検証されて端部調製された長尺チューブを送達する。チューブミルから出荷された原チューブは、束を解かれて、本発明のシステムに送り込まれ、そして、画定した要素すなわち長い水冷壁パネルに折り曲げられるべきという生産要件を満たす完成した長尺チューブとして現出する。本明細書で使用するとき、「自律的」とは、手のまたは人の介入がないこと、また、連続したステップ間または動作間に実質的に停止時間がないこと、を意味する。加えて、自律的は、連続したステップ間または動作間でチューブをオフライン（すなわち、システムの外側）に貯蔵することなしで、動作を実行することを含む。
図１を参照すると、ボイラ用の長尺チューブを製造するための完全に自動化および統合化された装置の形式のシステム１０は、例証されている。本明細書に示されているように、システム１０は、各々が１つまたは複数の個別的な機能を実行する複数のサブシステム、ステーション、およびデバイスを含む。システム１０は、入口コンベヤ１２、デキャッピングデバイス１４、チューブ清掃システム１６、検証検査システム１８、オフロードデバイス２０、識別ステーション２２、カッティングステーション２４、端部調製システム２６、ショートチューブオフロードデバイス２８、突合せ溶接システム３０、溶接テストステーション３２、修復システム３４、および、出口コンベヤ３６を含む。下で詳細に議論するように、システム１０は、動作間に何ら列ステップがなしで、長尺ボイラチューブの製造を可能にする。
図２～１１を参照すると、図１２におそらく最良に例証されているように、それぞれのサブシステムおよびステーションの各々の構成および作用は、示されている。一実施形態では、チューブは、入口コンベヤ１２によって自動チューブ貯蔵システムまたは輸送システムからシステム１０の中にロードされる。他の実施形態では、チューブは、システム１０に送達され、フィードラックによって手動で導入されることがある。図２は、長尺チューブを作り出すために溶接されるべき複数のチューブ２０２を貯蔵する例示的なフィードラック貯蔵システム２００を示す。チューブ２０２は、束を解かれて、端部同士が溶接されるであろう順序で貯蔵される。
いったん、手動でまたは入口コンベヤ１２を介してのいずれかで、システムの中にロードされると、チューブは、樹脂端部キャップをチューブから取り外す自動デキャッピングデバイス１４に渡される。考えられることは、デキャッピングデバイス１４が、貯蔵ラックの前または後に、いずれにしても、清掃システム１６の前に、位置することがある、ということである。デキャッピングデバイス１４は、入口コンベヤ１２に合致して位置し、また、定着した設計または高度の設計にされることがある。図３～５を参照すると、デキャッピングデバイス１４は、貫通端部６６を有する分割ブレード６４がその中に摺動可能に受容される、それを貫く略矩形のスロット６２を有するセンタリングデバイスまたはアンビル６０を含むことがある。ブレード６４は、ブレード６４をスロット６２内部で軸方向に動かすように構成されるアクチュエータデバイス６８に連結される。一実施形態では、アクチュエータデバイスは、図３に破線および実線によって例証されるように、ブレード６４をアンビル６０から延長および縮退するように構成される、ばね、気圧式、液圧式、電気式、または他のデバイスであることがある。一実施形態では、アンビルは、長さが略１．５インチであることがあり、ブレード６４の角度付き端部は、略４分の１インチの長さであることがある。
図５に最良に示すように、作用では、センタリングデバイス／アンビル６０は、先ず樹脂キャップ２０４の中心をチューブ端部上に位置させるために利用される。アクチュエータデバイス６８は、その後に、ブレード６４をスロット６２からセンタリングデバイス６０の内部に、キャップ２０４を貫通するまで、延長させるために、活動化される。一実施形態では、デキャッピングデバイス１４は、アクチュエータデバイス６８に電気的に接続された機械式トリガまたはセンサ７０を含むことがあり、したがって、アクチュエータデバイス６８は、センタリングデバイス６０が端部キャップ２０４に接触すると、キャップ２０４を貫通するために、ブレード６４をセンタリングデバイス６０から自動的に延長させる。図５に示すように、分割ブレード６４は、（機械的に変形または焼き戻しなど）形成される２つの平らなブレード部分７２、７４を含み、したがって、スロット６２の壁によって抑制されないときに、互いから遠ざかるように付勢される。このような具合に、ブレード６４がスロット６２から延びるときに、ブレード部分７２、７４は、反対方向に曲がるであろう。樹脂チューブキャップ２０４は、その後に延長ブレード６４およびアンビル６０間に把持されたチューブ２０２から引き寄せることができる。ブレード６４は、その後にアクチュエータデバイス６８を用いて（張力を解放するなどによって）スロット６２の内部に縮退することができ、キャップを落下させる。
ここで図６に転じると、いったん端部キャップがチューブから取り外されると、チューブ清掃システム１６は、レーザアブレーションを介してチューブ２０４から汚染物質表面層８２を取り除くために利用される。本明細書に示すように、システム１６は、レーザビーム８０をチューブ２０４の表面に対して方向付け、そこでは、レーザエネルギの大部分が汚染物質層８２によって吸収される。層８２は、プラズマ８４に変形して、衝撃波を起こさせ、層８２を亀裂させ分解させる。アブレーションされた汚染物質（蒸発したフュームおよびアッシュ粒子）は、統合フィルタを有する吸引デバイス８６を介するなどしてチューブ表面から除去される。チューブ材料は、表面の汚染物質（すなわち、汚染物質層８２）とは違って、レーザビームエネルギを吸収せずに、むしろ、反射する。一実施形態では、清掃システム１６は、チューブ表面から反射されるこのレーザビームエネルギを検出するように構成されたセンサ８８を含むことがある。したがって、ひとたびセンサ８８による検出時に反射性基材層に達すると、制御ユニットは、レーザ清掃プロセスを自動的に停止するように構成される。
チューブ表面が露出するや否や清掃プロセスを自動的に停止することによって、チューブ表面に対する機械的なおよび／または熱的なダメージは、防止ないし最小化されることがある。既存の清掃デバイスとは対照的に、装置１０の自動清掃システム１６は、コンパクトであり、よりきれいな表面を提供し、処分されねばならない大容量の廃棄物を作り出さない。加えて、ブラスト処理の媒体は、劣化せず、交換する必要がない（メタルショットまたはブラストグリットが利用されるケースである）。さらに、システム１６は、典型的なショットブラスト処理プロセス中にチューブから出るショットを保持するために典型的に要求される清掃の間において保護用端部キャップをチューブ上に保持する必要性をなくす。
いったん清掃されると、チューブは、軸方向に自動検査および検証システム１８に渡され、それは、チューブについての２ステップの検査および検証を実行する。この時点では、チューブ表面は、きれいであり、金属識別作用のためにチューブ表面を調製するためのサンダ処理などの特別な調製（ショットブラスト処理後に典型的に要求されるであろう）を必要としない。図７を参照すると、自動検査および検証システム１８は、ポジティブ材料識別（ＰＭＩ）で一般的に使用される市販グレードのＸ線蛍光（ＸＲＦ）ユニット９０や非破壊分析および金属合金材料のグレード識別のための携帯式合金分析器を含む。チューブは、１秒間のうちのほんの僅かの間、止まって、分析が実行され、材料情報は、オンボードコンピュータで、データベースに記憶された生産要件のそれと比較され、正しいチューブがシステム１０に進入したことを確実にする。材料の識別と同時に起こる第２のステップは、光学センサまたはカメラ９２を用いるチューブ外側とチューブの肉厚の光学的な測定である。一実施形態では、システム１８は、例えば、クリープ強度が向上された焼き戻しフェライト合金を検証するために使用される自動硬さ試験機９４を含む場合もある。この情報は、キャプチャされて品質データベースに送られる。
上に加えて、一実施形態では、検査および検証システム１８は、ＸＲＦユニット９０、光学センサ９２および硬さ試験機９４を用いて検証されるものなどの材料仕様および／またはパラメータをチューブの表面にマークするドットピンマーカ９６を含むことがある。システム１８は、バーコードや材料ＩＤのための読取機９８を含むこともある。さらに他の実施形態では、システム１８は、チュブがシステムを通過する際に肉厚をチェックするための渦流探傷検査デバイスを含むこともあり、チューブがその長さ全体にわたって均一の肉厚を有すること、および、事前設定の基準または要求に適合すること、を確実にする。このテストは、チューブ工場で行われるそれに対して冗長であるかもしれないが、入ってくるチューブがすべての契約要求事項に適合するという追加の再保証を提供するであろう。
チューブの特性は、システム１８によって測定されるときに、生産計画で求められる材料に対してチェックされる。要求を満たさない場合、チューブは、自動的に拒絶されて、第２のダンプラック２０にオフロードされ、システム１８は、それ以上のチューブが処理され得ると共に端部調製および溶接の形式のかなりの作業が行われ得る前に、不適合の警報または通知を自動的に発生させる。これは、かなりの追加の作業が行われる生産ラインに不適合な材料が進入できる可能性、または、完成品の中に誤って組み込まれ得る可能性、を排除する。
検証テストにうまく合格した後、識別ステーション２２は、識別情報をチューブの外側表面に適用する。この識別情報は、生産情報と共に独特なシリアル番号の形式を採ることがある。一実施形態では、識別情報は、インクジェット印刷システムを用いてチューブの外側表面に適用されることがある。印刷された情報は、図８および１２に示すように、反復パターンのチューブの長さに沿った、シリアル番号付きバーコード９９、ならびに、人間の読み取れる情報１０１、を含む。反復パターンは、たとえチューブのセクションが切り離されても、あるいは、なんらか他のプロセスがその一部分を読み取りづらくしても、チューブ情報の記録が保存される、ということを確実にする。斬新な識別シリアル番号に加えて、バーコードは、売主情報、購入注文番号、ヒート番号、店舗注文番号を含むことがある。この情報は、製造システムで追跡可能であろうし、また、様々なそれに続くステーションで手持ち式バーコードスキャナや自動式スキャナの配置によって識別される場合もある。印刷された識別情報を有するチューブ２０４の例は、図８に示す。
識別情報の印刷後に、チューブは、カッティングステーション２４に渡され、そこでは、チューブがソー１０３によって所定長にカットされる。一実施形態では、カッティングステーション２４は、測定デバイス、クランプデバイス、および、ソーを含む。入ってくるチューブは、測定されて、チューブが適切な長さか否か、あるいは、トリミングが必要か否か、が決定される。チューブは、適切な長さである場合、カットなしでカッティングステーション２４を通過する。チューブがカットを必要とする場合、測定デバイスは、チューブを所望の長さに測定し、チューブをクランプし、そして、ソーを作動させてカットを行う。一実施形態では、ソーは、移動レール上のコールドソーである。一実施形態では、考えられることは、カッティングステーション２４が、望まれる場合に短いニップルやルーズチューブを作製するために利用されることがあるということである。
図１をさらに参照すると、適切な長さにカット後に、チューブは、溶接調製ステーション２８に渡され、そこでは、溶接調製部が、システムを通してそのシーケンスで求められるように、チューブの一端または両端で機械加工される。溶接調製ステーション２８は、自動制御（例えば、ＣＮＣやＰＬＣ制御など）の下で動くツールチェンジャを備えたスタンドアロンの機械加工ステーションを含む。ステーション２８は、プログラム可能シングルポイントツールまたはマルチインサート付き機械加工ヘッドを用いてスピンドル１０５を機械加工する２つの方法を採用することがある。チューブは、ステーション２８に、ツールからの既知距離にそれを位置決めするためのハードストッパにそれが衝突するであろうコンベヤによって、到着するであろう。クランプ機構は、チューブを所定の位置に保持するであろうし、ツールは、チューブ端部を軌道周回して、それによって所望の溶接調製部を機械加工するであろう。一実施形態では、ツールは、現場溶接で使用するための従来の「Ｖ字形」調製部、ならびに、自動溶接のための「Ｊ」開先、を作製することができる。ステーション２８は、チューブの対向する端部がそれによって機械加工され得る２つの別個のサブステーションまたは作業エリア（別個の機械加工ヘッドまたはツールを備えた）を含むことがある。
一実施形態では、任意の短いチューブは、その後にオフロードデバイス２８によってオフロードされ、後の使用のためにオフロードフィードラックに貯蔵されることがあり、その一方、長尺チューブを製造するのに使用するための長めのチューブは、コンベヤによって溶接ステーション３０に移動されることがある。これは、システム１０が、検証されて所定長にカットされて両端が調製されるのだけが必要なニップルおよびルーズチューブのために使用されるのを可能にする。
溶接システムまたはステーション３０では、個々のチューブは、突合せ溶接によって端部同士が接合される。実施形態では、溶接ステーション３０は、２つの作業ステーションを有し、その各々がロボット溶接アームを有する。他の実施形態では、１つの作業ステーションだけであることがある。ステーション３０も、チューブがステーション３０に進入するときにチューブのシリアル番号を検証するように構成されたバーコード読取機を含む。バーコードを読み取ることによって取得されるジョブ番号、チューブ直径、チューブ肉厚、および、材料のタイプは、実行されるべき溶接手順を決定するために、ステーション３０の制御ユニットによって利用されることがある。制御ユニットは、適切な手順が使用されていることを確実にするために、また、必要に応じて事前加熱を提供するために、溶接手順を検証するように構成される。
図９を参照すると、チューブは、長尺チューブを作り上げる個々のチューブのサブセットの順に溶接ステーション３０に進入する。チューブストッパは、チューブを溶接トーチノズルに対して位置決めする。ストッパは、縮退して、旋盤タイプのチャック１０６は、チューブをクランプして配向を維持する。第１のチューブの後縁は、センサを用いて、第２のチューブの前縁と整列する。ストッパは、その後に縮退し、チューブ端部溶接調製部は、整列し、溶接の用意ができている。
ロボット溶接アーム１００の場合、溶接プロセストーチ１０２は、制御ユニットの制御下でロボットによってあらゆる方向に操縦され、チューブ突合せ継手の整列は、ロボット光学または視覚システム１０４によって測定される。ロボットも、溶着物が溶接開先を満たすときに振動幅を自動的に制御するために使用される。溶接消耗品の切換えは、チューブ突合せ溶接材料の要求に応じて、トーチを自動的に保管／回復するロボットによって行われる。ロボットアームは、チューブ突合せ継手を溶接するために自律的に動作する。
図１に示すように、溶接ステーション３０およびその作業ステーションは、作製された直後に溶接を検査するために、溶接テストステーション３２に直接インライン接続される。溶接テストステーションでは、すべての溶接がＸ線を用いて検査される。溶接テストステーション３２は、欠陥を認識して分類する自動欠陥認識（ＡＤＲ）技術を用いて自律的に動作するように構成される。これは、完全なコンピュータ動作式システムであり、溶接の欠陥が識別されるときに、測定されて、容認された基準との適合から脱していると決定される場合に拒絶される。この情報は、統計的な測定の目的などのために、システムによって記録され、下で議論するように、修復サイクルに送られる。
一実施形態では、溶接テストステーション３２は、デジタルのＡＤＲ付きインラインＸ線システムであり、耐放射線、Ｘ線カメラ、および、デジタル画像キャプチャデバイスであるエンクロージャを含む。Ｘ線カメラおよびデジタル画像キャプチャデバイスは、突合せ溶接の放射線検査を実行するように構成され、その一方、ＡＤＲ画像化ソフトウエアは、動作の介入がすべてなしで、放射線画像の評価を行う。ソフトウエアは、欠陥について溶接の各々を分析し、上で指摘したように、統計的なプロセス制御データを提供する。
標準を満たさない欠陥溶接が識別される場合には、システム１０は、試験後に溶接を自動的に修復するように構成される。これに関連して、システム１０は、真直チューブ溶接ステーション３０および溶接テストステーション３２の中間の修復ステーション３４を含む。上で議論したように、ステーション３２で取られたＸ線は、統計的な目的のために欠陥タイプによって品質データベースシステム内に記録され、チューブは、Ｘ線エンクロージャから修復ステーション３４に逆送（すなわち、後方に移動）される。システムは、検知または測定のデバイスを介して、図１０に示すような高架コールドソー１１０などのソー上に欠陥溶接を位置決めして、ソー１１０は、突合せ溶接部の中心を切り開く。ソー１１０は、その後に縮退し、チューブの切断端部は、図１１に示すように、回転テーブル１１４上のＣＮＣ機械加工ヘッド１１２の中に送り込まれる。回転テーブル１１４は、上昇し、チューブをクランプし、1つのチューブの切断端部の溶接調製部を機械加工し、その後に１８０度回転して、他のチューブの切断端部の溶接調製部を機械加工する、というように構成される。２ラインの真直チューブ溶接機が使用される実施形態では、修復ステーションは、２ライン間をシャトル送りされるであろう。
欠陥溶接の切り離しおよび切断チューブ端部の新たな溶接調製部の再機械加工に続いて、チューブの２つのセクションは、コンベヤを逆転させることによって溶接ステーション３０に送り戻される。新たな突合せ溶接を完了するためのプロセスは、繰り返され、溶接は、溶接テストステーション３２によって再度チェックされて検証される。
すべての突合せ溶接が試験されて合格したときに、完了した長尺チューブは、出口コンベヤ３６を介してシステム１０から出て、折り曲げシステムに直接輸送され、あるいは、ベンダへの列のために貯蔵システムに貯蔵され、そこでは、チューブがその後に曲げのために選択され、生産に必要とされるような順序で貯蔵システムから放出される。
図１２を参照すると、自動システム１０の動作を例証するプロセスフロー図が示される。上で議論したように、入口コンベヤ１２は、様々な直径、肉厚、化学的性質の原チューブをロードするために利用される。樹脂端部キャップは、その後にステーション１４でチューブから取り外され、チューブの外側表面は、ステーション１６でレーザアブレーションを用いて清掃される。チューブは、軸方向に検証および検査ステーション１８に渡され、そこでは、チューブ寸法、化学的性質、および硬度が自動的に測定される。拒絶されるチューブはどれもインラインシステムからオフロードされる。識別ステーション２２では、チューブ識別情報は、チューブの外側表面に適用され、バーコードならびに人および／または機械の読取可能なテキストを含む。チューブは、その後にステーション２４で所定長にカットされて、溶接調製ステーション２６に渡され、そこでは、溶接調製部が、スピンドルおよび自動ツールチェンジャを用いて、チューブ端部で機械加工される。短めのチューブが処理されていない場合、溶接調製部を備えたチューブは、その後に溶接ステーション３０に搬送され、そこでは、チューブセクションは、ロボット溶接システムを用いて端部同士が突合せ溶接される。溶接は、その後に検査ステーション３２で自動欠陥認識付きデジタルインラインＸ線システムを用いて欠陥について検査される。修復ステーション３４は、突合せ溶接が拒絶されるときに利用される。拒絶された溶接は、溶接の中心線でカットされ、チューブは、新たな溶接調製部を備えて再機械加工され、そして、コンベヤ上を逆送されて再溶接のために溶接ステーション３０に戻される。いったん長尺チューブが互いに突合せ溶接されたチューブ長さを含んで形成されると、長尺チューブは、列に貯蔵するかまたは所望の形状に直ちに曲げるために、システム１０に存続する。
図１に示すように、システム１０は、様々なステーションとそれらの間に配置されたコンベヤとの動作を制御するために、各ステーション／サブシステムと、電気的に、そうでなければ、コミュニケーション的に、結合されるマスタ制御ユニット３００を含むことがある。図１は、マスタ制御ユニット３００を例証しているが、考えられることは、ステーションの各々が、個々に、製造プロセス全体の一部としてそのステーション特有の動作を制御するためにそれと統合された制御ユニットを含むことがある、ということである。制御ユニット３００は、入力／出力の能力を含むことがあり、例えば、プロセスステータスが表示されるのを可能にすると共に、チューブ構成、生産計画、変更等々を自律的な実行のためにシステム１０に入力するのを可能にする。
したがって、上で指摘したように、本発明のシステム、方法および装置は、長尺ボイラチューブの完全な自律的な製造を提供する。これは、制御ユニット３００（または、複数の制御ユニット）の制御下でインライン製造プロセスで１つまたは複数の個別的なステップを実行するように構成されるステーションおよびサブシステムのインライン配置によって達成される。本明細書で使用するとき、「自律的」とは、完全なる自動、デキャッピングステーションへのチューブのロードと、溶接テストステーションからのチューブの取り外しと、の間において人の介入の必要性がないことを意味し、システムおよびセンサ測定値についての人オペレータの分析、チューブの位置決め、あるいは、様々なステーション、サブシステムおよび／またはデバイスの動作の必要性がないことを含む。複数の人オペレータを採用する必要性を不要にすることに加えて、本発明は、ステーション間や動作間のチューブの列を排除することによって、また、チューブを直接ステーションからステーションに渡して様々な必須の動作を実行することによって、製造効率の向上を提供する。
一実施形態では、ボイラチューブを製造するための方法が提供される。方法は、複数のチューブから端部キャップを取り外すステップであって、複数のチューブが少なくとも第１のチューブおよび第２のチューブを含む、取り外すステップと、第１のチューブおよび第２のチューブの外側表面を清掃するステップと、第１のチューブの上流端部に溶接調製部を形成するステップと、第２のチューブの下流端部に溶接調製部を形成するステップと、長尺チューブを生産するために突合せ溶接を形成するため、第１のチューブの上流端部を第２のチューブの下流端部に溶接するステップと、自動デバイスを用いて、少なくとも第１のチューブおよび第２のチューブのパラメータを測定するステップと、を含む。端部キャップを取り外すステップ、チューブの外側表面を清掃するステップ、溶接調製部を形成するステップ、第１のチューブを第２のチューブに溶接するステップ、および、パラメータを測定するステップは、自律的に実行される。一実施形態では、方法は、コンベヤを介して、端部キャップの取り外しのために複数のチューブを受け取るステップを含むこともある。一実施形態では、パラメータは、チューブ寸法、肉厚、硬度、および、化学的性質のうちの少なくとも１つを含む。実施形態では、方法は、第１のチューブのパラメータのための測定値をメモリに記憶されたパラメータのための必要値と比較するステップと、パラメータのための測定値が必要値と調和しない場合に第１のチューブをオフロードするステップと、を含むこともある。一実施形態では、方法は、自動印刷システムを用いて、第１のチューブおよび第２のチューブの測定パラメータのための値を受け取るステップと、識別情報を第１のチューブおよび第２のチューブの外側表面に印刷するステップであって、識別情報が測定パラメータのうちの少なくとも１つのための少なくとも１つの値を含む、印刷するステップと、をさらに含む。一実施形態では、方法は、溶接調製部を第１のチューブおよび第２のチューブに形成する前に、第１のチューブおよび第２のチューブの少なくとも一方を所定の長さにカットするステップを含むこともある。一実施形態では、方法は、第１のチューブを第２のチューブに溶接した後に、自動欠陥認識付きデジタルインラインＸ線システムを利用して欠陥について突合せ溶接を検査するステップを含むこともある。一実施形態では、ステップの各々は、人オペレータによる介入を伴うことなく、長尺チューブ製造プロセスのインライン部分として自律的に実行される。一実施形態では、端部キャップを取り外すステップは、各端部キャップ毎に、中心決めデバイスを端部キャップに係合させるステップと、分割ブレードを中心決めデバイスから延長するステップであって、したがって、分割ブレードが端部キャップを貫通し、ブレードの対向するブレード部分が互いに付勢して遠ざかる、延長するステップと、端部キャップをチューブから引くために、ブレードを中心決めデバイスの中に縮退させるステップと、を含む。一実施形態では第１のチューブおよび第２のチューブの外側表面を清掃するステップは、レーザアブレーションを介して実行される。実施形態では、方法は、第１のチューブを第２のチューブに溶接した後に、突合せ溶接を欠陥について検査することを含むこともある。欠陥が検出される場合に、第１のコンベヤは、第１のチューブおよび第２のチューブを修復ステーションに移動させるために逆転され、突合せ溶接は、修復ステーションでカットされ、新たな溶接調製部は、第１のチューブおよび第２のチューブで機械加工され、第２のコンベヤは、第１のチューブおよび第２のチューブを溶接ステーションに後退移動させるために逆転され、溶接ステーションで、第１のチューブは、第２のチューブに突合せ溶接される。
別の実施形態では、長尺ボイラチューブの製造のための自律的装置が提供される。装置は、端部キャップを第１のチューブおよび第２のチューブの端部から取り外すように構成されたデキャッピングステーションと、汚染物質表面層を第１のチューブおよび第２のチューブの外側表面から除去するように構成された清掃ステーションと、溶接調製部を少なくとも第１のチューブの上流端部および第２のチューブの下流端部に形成するように構成された溶接調製ステーションと、第１のチューブを第２のチューブに突合せ溶接するように構成された接合ステーションと、第１のチューブおよび第２のチューブがデキャッピングステーションで受け取られた後で人オペレータによる介入を伴うことなく、デキャッピングステーション、清掃ステーション、溶接調製ステーション、および、接合ステーションの動作を制御するように、また、デキャッピングステーションから接合ステーションまでの第１のチューブおよび第２のチューブの材料の流れを制御するように、構成された少なくとも１つの制御ユニットと、を含む。一実施形態では、装置は、第１のチューブおよび第２のチューブの複数の特性を測定するように、また、測定特性値をメモリに記憶されたターゲット特性値と比較するように、構成された検査および検証ステーションも含み、複数のパラメータは、少なくとも化学的性質、肉厚、および、硬度を含む。一実施形態では、装置は、制御ユニットによって制御される識別ステーションも含み、識別ステーションは、識別情報を第１のチューブおよび第２のチューブの外側表面に印刷するように構成される。実施形態では、装置は、制御ユニットによって制御されるカッティングステーションも含み、カッティングステーションは、メモリに記憶されたチューブ長さ仕様を検索するように、また、チューブ長さ仕様に従って第１のチューブおよび第２のチューブの少なくとも一方をカットするように、構成される。一実施形態では、装置は、溶接ステーションで作り出される溶接が所定の品質標準を満たすかどうかを検証するように構成された溶接テストステーションも含み、制御ユニットは、溶接テストステーションの動作、ならびに、溶接テストステーションへのおよびそれからの第１のチューブおよび第２のチューブの運動、を制御するように構成される。一実施形態では、装置は、溶接テストステーションおよび接合ステーションの中間の、制御ユニットによって制御される修復ステーションも含み、修復ステーションは、突合せ溶接を切り開くためのソーと、第１のチューブおよび第２のチューブの少なくとも一方の上流端部および下流端部の溶接調製部を機械加工するための機械加工デバイスを有する回転テーブルと、を有する。制御ユニットは、溶接テストステーションによって欠陥があると決定された溶接を修復するために、溶接テストステーションから、修復ステーションへの、また、接合ステーションへの、少なくとも第１のチューブの流れを制御するように構成される。
さらに別の実施形態では、長尺ボイラチューブの製造のための自律的システムが提供される。システムは、端部キャップを第１のチューブおよび第２のチューブの端部から取り外すように構成されたデキャッピングデバイスと、レーザアブレーションを介して汚染物質表面層を第１のチューブおよび第２のチューブの外側表面から除去するように構成された、デキャッピングデバイスに合致している清掃デバイスと、汚染物質表面層が除去された後で、少なくとも第１のチューブの上流端部および第２のチューブの下流端部の溶接調製部を機械加工するように構成された溶接調製デバイスと、第１のチューブを第２のチューブに溶接するように構成された接合デバイスと、デキャッピングデバイス、清掃デバイス、溶接調製デバイス、および、接合デバイスの動作を自動的に制御するように、また、長尺ボイラチューブを生産するためにデキャッピングデバイスから接合デバイスまでの第１のチューブおよび第２のチューブの材料の流れを制御するように、構成された少なくとも１つの制御ユニットと、を含む。一実施形態では、システムは、第１のチューブと第２のチューブの間の溶接を検査するように構成された溶接検査デバイスを含むことがあり、溶接検査デバイスは、自動欠陥認識付きデジタルインラインＸ線システムを含む。
本明細書で使用するとき、単数形で記載されて単語「１つ（ａ）」又は「１つ（ａｎ）」が先に来る要素又はステップについては、複数の前記要素又はステップを除外するものではないと、そういった除外を明白に述べていない限り、理解すべきである。さらに、本発明の「１つの実施形態」についての言及は、記載した特徴を組み込んでもいる追加の実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図していない。さらにまた、それと反対を明白に述べていない限り、特定の特性を有している１つの要素又は複数の要素を「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、この特性を有していない追加のそういった要素を含んでいてもよい。
ここに記載した説明は、例を用いて、ベストモードを含めて本発明の幾つかの実施形態を開示していると共に、任意のデバイスやシステムを作製および使用することと任意の組み入れた方法を実行することとを含めて当業者が本発明の実施形態を実践できるようにもしている。特許性を有する本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者の想到する他の例を含むことができる。そういった他の例は、特許請求の範囲の文字通りの用語と異ならない構造要素を有する場合に、あるいは、特許請求の範囲の文字通りの用語に対する差異の実体がない等価な構造要素を含む場合に、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図している。
１０ システム
１２ 入口コンベヤ
１４ デキャッピングデバイス
１６ チューブ清掃システム
１８ 検証検査システム
２０ オフロードデバイス
２２ 識別ステーション
２４ カッティングステーション
２６ 端部調製システム
２８ ショートチューブオフロードデバイス
３０ 突合せ溶接システム
３２ 溶接テストステーション
３４ 修復システム
３６ 出口コンベヤ
９０ ＸＲＦユニット
９２ 光学センサ
９４ 硬さ試験機
９９ バーコード
１０２ 溶接プロセストーチ
１０４ 視覚システム
１０６ チャック
１１０ ソー
１１２ ＣＮＣ機械加工ヘッド
１１４ 回転テーブル
３００ 制御ユニット

Claims (14)

  1. ボイラチューブを製造するための方法であって、当該方法が、
    複数のチューブから端部キャップを取り外すステップであって、前記複数のチューブが少なくとも第１のチューブ及び第２のチューブを含む、ステップと、
    第１のチューブ及び第２のチューブの外側表面を清掃するステップと、
    第１のチューブの上流端部に溶接調製部を形成するステップと、
    第２のチューブの下流端部に溶接調製部を形成するステップと、
    長尺チューブを生産するために突合せ溶接を形成するため、第１のチューブの上流端部を第２のチューブの下流端部に溶接するステップと、
    第１のチューブを第２のチューブに溶接した後に、前記突合せ溶接を欠陥について検査するステップと、
    欠陥が検出される場合に、第１のチューブ及び第２のチューブを修復ステーションに移動させるために、第１のコンベヤを逆転させるステップと、
    前記修復ステーションで前記突合せ溶接を切り開くステップと、
    第１のチューブ及び第２のチューブの新たな溶接調製部を機械加工するステップと、
    第１のチューブ及び第２のチューブを溶接ステーションに後退移動させるために、第２のコンベヤを逆転させるステップと、
    前記溶接ステーションで、第１のチューブを第２のチューブに突合せ溶接するステップと、
    自動デバイスを用いて、少なくとも第１のチューブ及び第２のチューブのパラメータを測定するステップと、
    を含み、
    前記端部キャップを取り外すステップ、前記チューブの外側表面を清掃するステップ、前記溶接調製部を形成するステップ、第１のチューブを第２のチューブに溶接するステップ及び前記パラメータを測定するステップが、これらのステップ間でオフラインに貯蔵することなく自律的に実行される、方法。
  2. 当該方法が、コンベヤ（１２、３６）を介して、前記端部キャップの取り外しのために前記複数のチューブを受け取るステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記パラメータが、チューブ寸法、肉厚、硬度及び化学的性質のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
  4. 当該方法が、
    第１のチューブのパラメータのための測定値をメモリに記憶された前記パラメータのための必要値と比較するステップと、
    前記パラメータのための測定値が前記必要値と調和しない場合に第１のチューブをオフロードするステップと
    をさらに含む、請求項３に記載の方法。
  5. 当該方法が、
    自動印刷システムを用いて、第１のチューブ及び第２のチューブの測定パラメータのための値を受け取るステップと、
    識別情報を第１のチューブ及び第２のチューブの外側表面に印刷するステップであって、前記識別情報が前記測定パラメータのうちの少なくとも１つのための少なくとも１つの値を含む、ステップと
    をさらに含む、請求項４に記載の方法。
  6. 当該方法が、前記溶接調製部を第１のチューブ及び第２のチューブに形成する前に、第１のチューブ及び第２のチューブの少なくとも一方を所定の長さにカットするステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
  7. 当該方法が、第１のチューブを第２のチューブに溶接した後に、自動欠陥認識付きデジタルインラインＸ線システムを利用して前記突合せ溶接を欠陥について検査するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記ステップの各々が、人オペレータによる介入を伴うことなく、長尺チューブ製造プロセスのインライン部分として自律的に実行される、請求項７に記載の方法。
  9. ボイラチューブを製造するための方法であって、当該方法が、
    複数のチューブから端部キャップを取り外すステップであって、前記複数のチューブが少なくとも第１のチューブ及び第２のチューブを含む、取り外すステップと、
    第１のチューブ及び第２のチューブの外側表面を清掃するステップと、
    第１のチューブの上流端部に溶接調製部を形成するステップと、
    第２のチューブの下流端部に溶接調製部を形成するステップと、
    長尺チューブを生産するために突合せ溶接を形成するため、第１のチューブの上流端部を第２のチューブの下流端部に溶接するステップと、
    自動デバイスを用いて、少なくとも第１のチューブ及び第２のチューブのパラメータを測定するステップと、
    を含み、
    前記端部キャップを取り外すステップ、前記チューブの外側表面を清掃するステップ、前記溶接調製部を形成するステップ、第１のチューブを第２のチューブに溶接するステップ及び前記パラメータを測定するステップが、これらのステップ間でオフラインに貯蔵することなく自律的に実行され、
    前記端部キャップを取り外すステップが、各端部キャップ毎に、
    中心決めデバイスを前記端部キャップに係合させるステップと、
    分割ブレードを前記中心決めデバイスから延長するステップであって、前記分割ブレードが前記端部キャップを貫通し、前記ブレードの対向するブレード部分が互いに付勢して遠ざかる、ステップと、
    前記端部キャップを前記チューブから引くために、前記ブレードを前記中心決めデバイスの中に縮退させるステップと
    を含む、方法。
  10. 第１のチューブ及び第２のチューブの外側表面を清掃するステップが、レーザアブレーションを介して実行される、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 長尺ボイラチューブの製造のための自律的装置であって、当該装置が、
    端部キャップを第１のチューブ及び第２のチューブの端部から取り外すように構成されたデキャッピングステーションと、
    汚染物質表面層を第１のチューブ及び第２のチューブの外側表面から除去するように構成された清掃ステーションと、
    溶接調製部を少なくとも第１のチューブの上流端部及び第２のチューブの下流端部に形成するように構成された溶接調製ステーションと、
    第１のチューブを第２のチューブに突合せ溶接するように構成された接合ステーションと、
    第１のチューブ及び第２のチューブが前記デキャッピングステーションで受け取られた後で人オペレータによる介入を伴うことなく、前記デキャッピングステーション、清掃ステーション、溶接調製ステーション及び接合ステーションの動作を制御するとともに、前記デキャッピングステーションから前記接合ステーションまでの第１のチューブ及び第２のチューブの材料の流れを制御するように構成された少なくとも１つの制御ユニットと、
    前記溶接ステーションで作り出される前記溶接が所定の品質標準を満たすかどうかを検証するように構成された溶接テストステーション（３２）と、
    前記溶接テストステーション（３２）と前記接合ステーションの中間にあり、前記制御ユニットによって制御される修復ステーションであって、前記突合せ溶接を切り開くためのソーと、第１のチューブ及び第２のチューブの少なくとも一方の上流端部及び下流端部の溶接調製部を機械加工するための機械加工デバイスを有する回転テーブルとを有する修復ステーションと
    を含み、
    前記制御ユニットが、前記溶接テストステーション（３２）の動作、並びに前記溶接テストステーション（３２）への及びそれからの第１のチューブ及び第２のチューブの運動、を制御するように構成されており、かつ
    前記制御ユニットが、前記溶接テストステーション（３２）によって欠陥があると決定された溶接を修復するために、前記溶接テストステーション（３２）から、前記修復ステーションへの及び前記接合ステーションへの、少なくとも第１のチューブの流れを制御するように構成されている、装置。
  12. 当該装置が、第１のチューブ及び第２のチューブの複数の特性を測定するとともに、前記測定特性値をメモリに記憶されたターゲット特性値と比較するように構成された検査及び検証ステーションをさらに含み、前記複数のパラメータが、少なくとも化学的性質、肉厚及び硬度を含む、請求項１１に記載の装置。
  13. 当該装置が、前記制御ユニットによって制御される識別ステーション（２２）をさらに含み、前記識別ステーション（２２）が、識別情報を第１のチューブ及び第２のチューブの外側表面に印刷するように構成される、請求項１２に記載の装置。
  14. 当該装置が、前記制御ユニットによって制御されるカッティングステーション（２４）をさらに含み、前記カッティングステーション（２４）が、メモリに記憶されたチューブ長さ仕様を検索するとともに、前記チューブ長さ仕様に従って第１のチューブ及び第２のチューブの少なくとも一方をカットするように構成される、請求項１３に記載の装置。
JP2019520006A 2016-10-27 2017-09-15 ボイラチューブを製造するためのシステム、方法および装置 Active JP7118956B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/335,867 2016-10-27
US15/335,867 US20180117661A1 (en) 2016-10-27 2016-10-27 System, method and apparatus for manufacturing boiler tubes
PCT/US2017/051721 WO2018080655A1 (en) 2016-10-27 2017-09-15 System, method and apparatus for manufacturing boiler tubes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020500284A JP2020500284A (ja) 2020-01-09
JP7118956B2 true JP7118956B2 (ja) 2022-08-16

Family

ID=60009712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019520006A Active JP7118956B2 (ja) 2016-10-27 2017-09-15 ボイラチューブを製造するためのシステム、方法および装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20180117661A1 (ja)
JP (1) JP7118956B2 (ja)
CN (1) CN109963681A (ja)
TW (1) TWI730184B (ja)
WO (1) WO2018080655A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10890388B2 (en) 2016-10-21 2021-01-12 General Electric Technology Gmbh System and method for additively manufacturing boiler tubes
DE102018115533A1 (de) * 2018-06-27 2020-01-02 Minimax Viking Research & Development Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von Rohren mit einem vorbestimmten Rohrdurchmesser, Rohr, sowie Rohrleitungssystem
US11440062B2 (en) * 2019-11-07 2022-09-13 General Electric Company System and method for cleaning a tube
CN115319321B (zh) * 2021-04-25 2024-04-02 株洲中车时代电气股份有限公司 一种货运列车车厢智能检修系统及检修方法
CN116493755B (zh) * 2023-06-29 2023-08-22 丸一金属制品(佛山)有限公司 一种自动连续金属焊接设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006523538A (ja) 2003-03-28 2006-10-19 ジョン・ガンディ・コーポレイション 冷間加工された高強度シームレス耐食管の製造方法
JP2008200736A (ja) 2007-02-22 2008-09-04 Sumitomo Metal Ind Ltd Ｕベンド管のマーキング方法およびオンライン精整処理設備

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2649527A (en) 1951-01-18 1953-08-18 Combustion Eng Butt welding tube ends by induction heating
JPS5019279B1 (ja) 1970-12-31 1975-07-05
GB1525876A (en) 1976-10-27 1978-09-20 Bordat H Cork extractor
JPS5369812U (ja) 1976-11-16 1978-06-12
JPS5384833A (en) 1976-12-28 1978-07-26 V Pk Tekunorojichiesukii I Ato Method of connecting pipe row and automation line used for executing said method
JPS54112735A (en) 1978-02-24 1979-09-03 Nippon Kokan Kk <Nkk> Pulling-out device for cap fixed into metal tube end
US4434348A (en) * 1982-01-18 1984-02-28 Hobart Brothers Company Cathodic cleaning of aluminum tube
JPS6195730A (ja) 1984-10-16 1986-05-14 Babcock Hitachi Kk パネル製造方法
CN2079181U (zh) * 1990-03-04 1991-06-19 陈志良 医药用开瓶器
JPH06300210A (ja) 1993-04-14 1994-10-28 Toshiba Corp 伝熱管構造物の製造方法およびその装置
US5456405A (en) 1993-12-03 1995-10-10 Quality Tubing Inc. Dual bias weld for continuous coiled tubing
JPH08112683A (ja) * 1994-10-12 1996-05-07 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レーザーによる表面改質処理方法及び装置
US6693255B2 (en) * 2001-03-22 2004-02-17 R. F. Envirotech, Inc. Laser ablation cleaning
US6817589B2 (en) * 2002-02-19 2004-11-16 Hawkeye Concrete Products Co. Apparatus and method for removing joint rings from cured concrete products
CN1451497A (zh) * 2002-04-15 2003-10-29 李志雄 钢塑复合管生产方法及其设备
US20050224474A1 (en) * 2002-10-17 2005-10-13 Kilburn Chris A Method and apparatus for removing a thermal barrier coating from a power generation component
DE10331000B3 (de) * 2003-07-03 2004-10-14 Mannesmannröhren-Werke Ag Verfahren und Einrichtung zur Herstellung geschweißter Großrohre in Form von Schraubennahtrohren
CN100410003C (zh) * 2006-03-29 2008-08-13 詹其国 带有v型槽防砂筛管的加工工艺
CN101752769B (zh) * 2009-08-07 2011-09-07 凯信通电子(南京)有限公司 带高清晰度多媒体接口的连接线的制造方法
US20130048619A1 (en) * 2009-12-31 2013-02-28 J. Ray Mcdermott, S.A. Adaptive Control Of Arc Welding Parameters
CN101870031B (zh) * 2010-07-12 2014-11-19 中国化学工程第四建设公司 炉管与异种钢焊接施工方法
CN202015947U (zh) * 2011-03-04 2011-10-26 南京奥特电气有限公司 多功能模块化集装式管道预制工作站
CN202114470U (zh) * 2011-05-06 2012-01-18 浦杰 一种石化用耐高温合金炉管以及管排的生产线
CN102513787B (zh) * 2011-12-08 2013-08-14 中国海洋石油总公司 海洋工程结构钢管生产线工艺
DE102012006472B4 (de) * 2012-03-22 2013-11-21 Europipe Gmbh Verfahren zur Herstellung geschweißter Rohre aus Stahl
CN103028945B (zh) * 2012-12-31 2015-05-20 南京奥特电气股份有限公司 一种信息化全生命周期管道预制系统和方法及其装置
CN103186801A (zh) * 2013-03-26 2013-07-03 鄂州市兴欣建材有限责任公司 管件条形码扫描装置
CN103692176A (zh) * 2013-12-11 2014-04-02 浙江松信汽车空调有限公司 一种汽车空调用平行流热交换器的生产方法
CN105485424B (zh) * 2015-11-26 2018-06-29 天津市安维康家科技发展有限公司 一种大口径管道自动连续铺设作业的方法及作业机器人
CN105499761B (zh) * 2015-12-16 2017-08-11 四川华象林产工业有限公司 电机定子壳体与磁极氩弧焊工艺
US20180010457A1 (en) 2016-07-08 2018-01-11 General Electric Company Coupon for hot gas path component having manufacturing assist features
US10354371B2 (en) * 2016-10-06 2019-07-16 General Electric Company System, method and apparatus for locating the position of a component for use in a manufacturing operation
US10336482B2 (en) * 2016-10-21 2019-07-02 General Electric Technology Gmbh System, method and apparatus for preserving and capping tubes
US10890388B2 (en) 2016-10-21 2021-01-12 General Electric Technology Gmbh System and method for additively manufacturing boiler tubes
US10702941B2 (en) * 2017-02-27 2020-07-07 General Electric Technology Gmbh System, method and apparatus for welding tubes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006523538A (ja) 2003-03-28 2006-10-19 ジョン・ガンディ・コーポレイション 冷間加工された高強度シームレス耐食管の製造方法
JP2008200736A (ja) 2007-02-22 2008-09-04 Sumitomo Metal Ind Ltd Ｕベンド管のマーキング方法およびオンライン精整処理設備

Also Published As

Publication number Publication date
US11141775B2 (en) 2021-10-12
WO2018080655A1 (en) 2018-05-03
TWI730184B (zh) 2021-06-11
US20180117661A1 (en) 2018-05-03
JP2020500284A (ja) 2020-01-09
CN109963681A (zh) 2019-07-02
TW201819062A (zh) 2018-06-01
US20200055109A1 (en) 2020-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7118956B2 (ja) ボイラチューブを製造するためのシステム、方法および装置
US7617603B2 (en) Method for inspection and repair
DE102013018654A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Detektion und zur Korrektur einer räumlichen Lage eines in einer Positionierungseinrichtung gehaltenen Werkstücks
US11554437B2 (en) System, method and apparatus for welding tubes
EP0746442A4 (en) WELDING WITH TWO OBLIQUE CUTTINGS FOR CONTINUOUSLY PRODUCING SPIRAL TUBES
US20240102598A1 (en) Method for producing a polymer-improved pipe element
EP3261799B1 (en) Laser welding twip steel tubular components
JP6885920B2 (ja) ネジ自動検査システム
CN109490029A (zh) 用于制造构件样品的方法
JP2012139725A (ja) スポット溶接自動検査装置
Nilsson et al. Automatic ultrasonic testing for metal deposition
KR101002628B1 (ko) 원자력발전소 가압기의 이종금속으로 이루어진 노즐부의 자동 오버레이 용접, 검사 및 가공장치와 그의 방법
WO2018002964A1 (ja) パイプライン溶接システム、パイプ管理装置及びパイプ形状計測装置
JP2021070032A (ja) スポット溶接システム
CN113798140B (zh) 一种自动生产线
EP2167249B1 (en) System and method for forming a continuous strip/plate from a plurality of strips/plates and for forming a pipe from the continuous strip/plate
KR20230006753A (ko) 배관스풀 자동제조 시스템
US20230405743A1 (en) Piping spool auto manufacturing system
CN217371334U (zh) 一种用于焊缝返修的设备
JP2014172070A (ja) 自動溶接方法及び自動溶接装置
JP2003053581A (ja) 溶接部の判定方法及びそれに使用する溶接部判定治具
Borst et al. Automation of composite repairs
CN117381328A (zh) 一种双曲面深度焊缝缺陷的局部加工清除方法
WO2022024075A1 (en) System and method for automated detection, marking and repair of welding abnormalities
Maske A literature review on welding certificate for robotized welding

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190729

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190527

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200907

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210611

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220525

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20220525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220706

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220803

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7118956

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350