JP7216326B2 - PIPE WELDING METHOD AND PIPE WELDING DEVICE - Google Patents
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Description
本開示は、例えば、ボイラの火炉壁を構成する配管の補修や新設に用いるのに好適な配管溶接方法及び配管溶接装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a pipe welding method and a pipe welding apparatus suitable for use in, for example, repairing or newly installing pipes forming a furnace wall of a boiler.
従来、例えば、ボイラの火炉壁を構成する配管が破損した場合には、この破損した配管を新しい配管と交換したうえで、新しい配管の端部を全周にわたってTIG溶接することで既設配管に対して接合するようにしていた。
この補修は、火炉の内側及び外側の両面からの溶接施工になり、特に、火炉の内側においては足場を組んだうえでの溶接施工になるので、補修に多くの期間がかかるうえ、補修コストが嵩む施工となっていた。
Conventionally, for example, when a pipe that constitutes the furnace wall of a boiler is damaged, the damaged pipe is replaced with a new pipe, and the end of the new pipe is TIG-welded over the entire circumference to the existing pipe. I was trying to join.
This repair requires welding work from both the inside and outside of the furnace, and in particular, the inside of the furnace is welded after the scaffolding is assembled, so it takes a long time to repair and the repair cost is high. It was a bulky construction.
従来において、このような配管補修時における施工の欠点を補うべく成された配管補修溶接方法としては、例えば、特許文献1に記載された溶接方法がある。
Conventionally, there is a welding method described in
この溶接方法は、破損した配管の除去部分に新しい配管を挿入して、この新しい配管とその両端部に位置する既設配管との接続部を円周溶接する方法であり、まず、新しい配管及び既設配管の火炉壁の外側を向く面に開口部を穿設し、この開口部から小型の溶接トーチを管内に挿入して新しい配管及び既設配管の円周接ぎ部を管内面から自動溶接した後、開口部の形状に合わせた挿入管をTIG溶接で開口部に取り付けるようにしていた。 In this welding method, a new pipe is inserted into the removed part of the damaged pipe, and the new pipe is circumferentially welded to the existing pipe located at both ends. An opening is made in the surface of the pipe facing the outside of the furnace wall, and a small welding torch is inserted into the pipe through this opening to automatically weld the circumferential joint of the new pipe and the existing pipe from the inner surface of the pipe, An insertion tube matching the shape of the opening was attached to the opening by TIG welding.
ところが、上記した従来の配管補修溶接方法では、新しい配管及び既設配管の円周接ぎ部の管内面を自動溶接した後に行う施工が、開口部に対して挿入管をTIG溶接で取り付けるといった複雑な施工になるので、この挿入管の取り付けには高い技量が要求される。 However, in the conventional pipe repair welding method described above, the construction performed after automatic welding of the pipe inner surface of the circumferential joint of the new pipe and the existing pipe is a complicated construction such as attaching the insertion pipe to the opening by TIG welding. Therefore, a high skill is required to install this insertion tube.
つまり、上記した従来の配管補修溶接方法では、溶接品質が作業者の溶接の技量に左右されてしまうという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっている。 In other words, the conventional pipe repair welding method described above has a problem that the welding quality depends on the welding skill of the operator, and solving this problem has been a conventional problem.
本開示は、上記したような従来の課題を解決するためになされたもので、例えば、ボイラの火炉壁を構成する配管の補修を行う場合において、補修期間の短縮及び補修費用の低減を実現したうえで、作業者の溶接技量に左右されることなく、高い溶接品質の補修を行うことが可能な配管溶接方法及び配管溶接装置を提供することを目的としている。 The present disclosure has been made in order to solve the above-described conventional problems. For example, when repairing piping that constitutes the furnace wall of a boiler, the repair period is shortened and the repair cost is reduced. Another object of the present invention is to provide a pipe welding method and a pipe welding apparatus capable of repairing a pipe with high welding quality regardless of the welding skill of the operator.
本開示の第1の態様は、軸方向に並ぶ配管同士を接合する配管溶接方法であって、前記軸方向に並ぶ配管の互いに連続する端部のうちの少なくとも一方の端部に、前記配管を径方向に貫通する挿通部を該配管の周方向に沿って多くとも半周分形成し、前記挿通部が形成されていない前記配管の連続する端部の内面に対して前記配管の外部から前記挿通部を通してレーザ光を照射して溶接した後、前記配管の前記挿通部を溶接によって塞ぐ構成としている。 A first aspect of the present disclosure is a pipe welding method for joining pipes arranged in an axial direction, wherein the pipe is connected to at least one end of mutually continuous ends of the pipes arranged in the axial direction. An insertion portion penetrating in the radial direction is formed along the circumferential direction of the pipe for at most half the circumference, and the insertion portion is inserted from the outside of the pipe to the inner surface of the continuous end portion of the pipe where the insertion portion is not formed. After welding by irradiating a laser beam through the portion, the insertion portion of the pipe is closed by welding.
また、本開示の第2の態様は、軸方向に並ぶ配管のうちの一方が新しい配管であり他方が既設の配管である場合において、前記既設の配管の端部に連続する前記新しい配管の端部に前記挿通部を事前に形成する構成としている。 In addition, in a second aspect of the present disclosure, when one of the pipes arranged in the axial direction is a new pipe and the other is an existing pipe, the end of the new pipe that is continuous with the end of the existing pipe The insertion portion is formed in the portion in advance.
さらに、本開示の第3の態様は、前記挿通部が形成されていない前記配管の連続する端部の内面に対して前記配管の外部から前記挿通部を通してレーザ光を前記配管の軸心回りに回動させつつ照射すると共に、前記挿通部の両端においてレーザ光を直線状に移動させつつ照射する構成としている。 Furthermore, in a third aspect of the present disclosure, a laser beam is emitted from the outside of the pipe through the insertion portion to the inner surface of the continuous end portion of the pipe where the insertion portion is not formed, around the axis of the pipe. It is configured to irradiate while being rotated, and to irradiate while moving the laser light linearly at both ends of the insertion portion.
さらにまた、本開示の第4の態様は、前記挿通部を塞ぐ際の溶接時において、該挿通部の端部にタブ板を仮付けする構成としている。 Furthermore, a fourth aspect of the present disclosure is configured such that a tab plate is temporarily attached to an end portion of the insertion portion during welding for blocking the insertion portion.
さらにまた、本開示の第5の態様は、デフォーカスしたレーザ光を用いて前記挿通部を塞ぐ構成としている。 Furthermore, according to a fifth aspect of the present disclosure, a defocused laser beam is used to block the insertion portion.
さらにまた、本開示の第6の態様は、スポット形状を線状又は矩形状に成型したレーザダイオードのレーザ光を用いて前記挿通部を塞ぐ構成としている。 Furthermore, according to a sixth aspect of the present disclosure, the insertion portion is closed using laser light from a laser diode having a linear or rectangular spot shape.
さらにまた、本開示の第7の態様は、レーザ光をオシレートさせて前記挿通部を塞ぐ構成としている。 Furthermore, according to a seventh aspect of the present disclosure, the laser beam is oscillated to block the insertion portion.
さらにまた、本開示の第8の態様は、ガスタングステンアーク溶接を用いて前記挿通部を塞ぐ構成としている。 Furthermore, according to an eighth aspect of the present disclosure, gas tungsten arc welding is used to block the insertion portion.
一方、 本開示の第9の態様は、径方向に貫通する挿通部を軸方向に並ぶ配管の互いに連続する端部のうちの少なくとも一方の端部の周方向に沿って多くとも半周分形成した前記軸方向に並ぶ配管同士を接合する配管溶接装置であって、前記挿通部が形成されていない前記配管の連続する端部の内面に対して前記配管の外部から前記挿通部を通してレーザ光を照射して溶接するレーザヘッドと、前記配管の前記挿通部を塞ぐ溶接機構と、前記レーザヘッド及び前記溶接機構を前記配管の軸心周りに移動させる駆動機構を備え、前記駆動機構は、前記配管と同芯配置される湾曲レールと、前記レーザヘッド及び前記溶接機構を保持して前記湾曲レール上を移動するスライダを具備し、前記レーザヘッドは、レーザ光を照射しつつ前記駆動機構のスライダとともに前記湾曲レール上を移動することで、レーザ光を前記配管の軸心周りに回動させて前記配管の外部から前記挿通部を通して前記配管の連続する端部の内面に照射して溶接する構成としている。 On the other hand, in the ninth aspect of the present disclosure, the radially penetrating portion is formed along the circumferential direction of at least one of the mutually continuous ends of the pipes arranged in the axial direction for at most half the circumference. A pipe welding device for joining the pipes arranged in the axial direction, wherein a laser beam is irradiated from the outside of the pipe through the insertion portion to the inner surface of the continuous end portion of the pipe where the insertion portion is not formed. a welding mechanism for closing the insertion portion of the pipe; and a drive mechanism for moving the laser head and the welding mechanism around the axis of the pipe , wherein the drive mechanism is configured to move the pipe and A concentrically arranged curved rail and a slider that holds the laser head and the welding mechanism and moves on the curved rail are provided, and the laser head irradiates the laser beam and moves along with the slider of the driving mechanism. By moving on a curved rail, a laser beam is rotated around the axis of the pipe and irradiated from the outside of the pipe through the insertion portion to the inner surface of the continuous end of the pipe for welding. there is
本開示の配管溶接方法及び配管溶接装置において、レーザには、ファイバーレーザやディスクレーザや半導体レーザ等の高密度レーザを用いるのが一般的であるが、これらのものに限定されない。 In the pipe welding method and the pipe welding apparatus of the present disclosure, the laser is generally a high-density laser such as a fiber laser, a disk laser, or a semiconductor laser, but is not limited to these lasers.
本開示の第1の態様に係る配管溶接方法を用いて、例えば、ボイラの火炉壁の破損した配管の補修を行う場合には、まず、破損した配管を除去したうえで、この除去した配管と軸方向に並ぶ既設配管の間に新しい配管を嵌める。 Using the pipe welding method according to the first aspect of the present disclosure, for example, when repairing a damaged pipe on the furnace wall of a boiler, first, after removing the damaged pipe, the removed pipe and Fit the new pipe between the existing pipes aligned in the axial direction.
この際、軸方向に並ぶ既設配管及び新しい配管の互いに連続する端部のうちの少なくとも一方の端部における火炉壁の外側に位置する面に、径方向に貫通する挿通部を配管の周方向に沿って多くとも半周分形成する。
この挿通部は、既設配管の間に新しい配管を嵌める際に形成してもよいし、本開示の第2の態様に係る配管溶接方法のように、新しい配管に予め形成しておいてもよい。
At this time, on the surface located outside the furnace wall at at least one end of the mutually continuous ends of the existing pipe and the new pipe aligned in the axial direction, an insertion portion penetrating in the radial direction is formed in the circumferential direction of the pipe. forming at most half a circumference along.
This insertion portion may be formed when fitting a new pipe between existing pipes, or may be formed in a new pipe in advance like the pipe welding method according to the second aspect of the present disclosure. .
次いで、挿通部が形成されていない既設配管及び新しい配管の連続する端部の内面に対して、配管の外部から挿通部を通してレーザ光を照射して溶接した後、配管の挿通部を溶接によって塞ぐことで、既設配管に対する新しい配管の接合が完了する。 Next, a laser beam is irradiated from the outside of the pipe through the insertion part to the inner surface of the continuous end of the existing pipe and the new pipe where the insertion part is not formed, and the insertion part is closed by welding. This completes the joining of the new pipe to the existing pipe.
このように、本開示の第1の態様に係る配管溶接方法では、補修のための溶接施工を火炉壁の外側から行うので、火炉の内側に足場を組む必要がない分だけ、補修に費やす時間が少なくて済むと共に補修費用の低減が図られることとなる。 In this way, in the pipe welding method according to the first aspect of the present disclosure, since the welding work for repair is performed from the outside of the furnace wall, it is not necessary to build scaffolding inside the furnace, so the time spent on repair is unnecessary. As a result, the repair cost can be reduced.
また、本開示の第1の態様に係る配管溶接方法では、従来の配管補修溶接方法で必要としていた既設配管及び新しい配管に対する開口部の設置が不要になって、この開口部に対する挿入管のTIG溶接による複雑な取り付け施工をしなくても済むので、作業者の溶接技量に左右されることなく、高い溶接品質の補修を行い得ることとなる。 In addition, in the pipe welding method according to the first aspect of the present disclosure, it is unnecessary to install an opening in the existing pipe and new pipe, which is required in the conventional pipe repair welding method, and TIG of the insertion pipe to this opening is eliminated. Since there is no need for complicated attachment work by welding, it is possible to perform repairs with high welding quality regardless of the welding skill of the operator.
本開示に係る配管溶接方法によれば、例えば、破損した配管を補修する場合において、補修期間の短縮及び補修費用の低減を実現しつつ、作業者の溶接技量に左右されることなく、高い溶接品質の補修を行うことができるという非常に優れた効果がもたらされる。 According to the pipe welding method according to the present disclosure, for example, when repairing a damaged pipe, it is possible to shorten the repair period and reduce the repair cost, while achieving high welding performance without being affected by the welding skill of the operator. The very good effect of being able to perform quality repairs is provided.
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本開示の一実施形態に係る配管溶接方法に用いる配管溶接装置を示しており、この実施形態は、本開示の配管溶接方法をボイラの火炉壁の破損した配管の補修に用いた場合を示している。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings.
FIG. 1 shows a pipe welding apparatus used in a pipe welding method according to an embodiment of the present disclosure, and this embodiment uses the pipe welding method of the present disclosure to repair damaged pipes in the furnace wall of a boiler. indicates the case.
図1に概略的に示すように、この配管溶接装置1は、ボイラの火炉壁Wの破損した配管を補修する配管溶接装置である。火炉壁Wは、火炉内熱源との間で熱交換する多数の上下方向の配管Pgを互いに平行を成すようにして一列に並べて構成されており、隣接する配管Pg同士はフィンFを介して互いに接続されている。
As schematically shown in FIG. 1, this
この配管溶接装置1は、レーザ発振器2と、このレーザ発振器2から光ファイバ3を介して供給されるレーザ光Lを内蔵した光学系により集光するレーザヘッド4と、このレーザヘッド4で集光したレーザ光Lを90°屈曲させて補修する配管Pに向けて照射するトーチミラー5と、レーザヘッド4及びトーチミラー5の駆動機構10を備えており、レーザ発振器2には、ファイバーレーザやディスクレーザや半導体レーザ等の高密度レーザの発振器を用いることができる。
This
駆動機構10は、補修する配管Pの両側に位置するフィンFに溶着される固定部11と、補修する配管Pのうちの後述する新しい配管PNを支持するチャック12と、固定部11に支持された湾曲レール13と、レーザヘッド4及びトーチミラー5を保持して湾曲レール13上を移動するスライダ14を具備しており、スライダ14を湾曲レール13上で移動させる駆動方式には、例えば、ラック&ピニオン方式を採用し得るがこれに限定されない。
The
ここで、補修する配管Pは、図2(a)にも示すように、破損した配管を除去した後の軸方向に並ぶ既設配管PE,PEの間に新しい配管PNを嵌めて成っており、新しい配管PNの端部Paには、図2(b)に示すように、径方向に貫通する挿通溝(挿通部)Ptが周方向に沿って半周弱にわたって形成されている。 Here, as shown in FIG. 2(a), the pipe P to be repaired is made by fitting a new pipe PN between the existing pipes PE, PE aligned in the axial direction after removing the damaged pipe. At the end Pa of the new pipe PN, as shown in FIG. 2(b), an insertion groove (insertion portion) Pt penetrating in the radial direction is formed over a little less than half the circumference along the circumferential direction.
駆動機構10の固定部11は、湾曲レール13を配管PE,PN(P)と同芯配置するべく芯合わせ可能に湾曲レール13を固定するようになっており、これにより、レーザヘッド4(レーザ光路)を湾曲レール13上において配管PE,PN(P)の軸心Cと平行を成す状態で該軸心周りに移動させることができるようにしている。
The
つまり、挿通溝Ptが形成されていない配管PE,PN(P)の互いに連続する端部Pa,Paの内面Psに焦点を合わせたレーザヘッド4からのレーザ光Lをトーチミラー5で屈曲させ、この状態でレーザヘッド4を湾曲レール13に沿って図1矢印方向に移動させることで、図3にも示すように、レーザ光Lを配管PE,PN(P)の軸心C回りに回動させつつ配管Pの外部から挿通溝Ptを通して端部Pa,Paの内面Psに照射することができるようになっている。
That is, the laser beam L from the
この際、駆動機構10の湾曲レール13の両端部において、スライダ14に対してレーザヘッド4を図1右下方向に移動させて、焦点距離を適正に調整しつつレーザ光Lを直線状に図3下方向に移動させるように成すことで、配管PとフィンFとの接続部分近傍における内面Psの溶接も行うことができる。なお、スライダ14に対してレーザヘッド4を移動させる機構には、例えば、ラック&ピニオン方式やボールねじ方式を採用し得るがこれらに限定されない。
At this time, the
そして、この実施形態における配管溶接装置1では、レーザヘッド4において、図4に示すように、デフォーカスしたレーザ光Laを照射することができるようにしており(挿通溝Ptを塞ぐ溶接機構をレーザヘッド4が兼ねるようにしており)、レーザヘッド4から照射されるデフォーカスしたレーザ光Laを用いて、新しい配管PNの端部Paにおいて径方向に貫通する挿通溝Ptを塞ぐことができるようになっている。
In the
この挿通溝Ptを塞ぐ際の溶接時において、図5に示すように、挿通溝Ptの端部Plに配管Pと同じ材質又は溶接材料から成るタブ板Tを仮付けすることで、挿通溝Ptの端部Pl(レーザ光Laの照射終端)において生じるクレータがタブ板Tに移るようにしている。 At the time of welding for closing the insertion groove Pt, as shown in FIG. The crater generated at the end Pl (irradiation end of the laser beam La) is moved to the tab plate T. As shown in FIG.
なお、挿通部を塞ぐ際の溶接時において、図6(a)に示すように、開先Pkとして形成した挿通部にインサート材Aを挿入して初層盛を行ったのち、図6(b)に示すように、開先Pkに溶接ワイヤを送給して積層施工を行うようにしてもよい。 In addition, at the time of welding when closing the insertion portion, as shown in FIG. ), the welding wire may be fed to the groove Pk to perform lamination.
上記した配管溶接装置1を用いて、ボイラの火炉壁Wの破損した配管の補修を行う場合には、まず、破損した配管(図示せず)を除去したうえで、図2(a)に示すように、除去した配管と軸方向に並ぶ既設配管PE,PEの間に新しい配管PNを嵌める。
When repairing a damaged pipe on the furnace wall W of a boiler using the
この際、新しい配管PNの端部Paにおける火炉壁Wの外側(図2(b)手前側)に位置する面に、レーザ光Lが挿通し得る挿通溝Ptを新しい配管PNの周方向に沿って多くとも半周分形成する。例えば、図3におけるレーザ光Lのスポットサイズθが3°の場合には、溝深さが約1.5mmの挿通溝Ptを形成する。
この挿通溝Ptは、既設配管PE,PEの間に新しい配管PNを嵌める際に形成してもよいし、新しい配管PNに予め形成しておいてもよい。
At this time, an insertion groove Pt through which the laser beam L can be inserted is formed along the circumferential direction of the new pipe PN in the surface positioned on the outer side of the furnace wall W at the end Pa of the new pipe PN (the front side in FIG. 2(b)). form at most half a circumference. For example, when the spot size θ of the laser beam L in FIG. 3 is 3°, the insertion groove Pt having a groove depth of about 1.5 mm is formed.
The insertion groove Pt may be formed when fitting the new pipe PN between the existing pipes PE, PE, or may be formed in the new pipe PN in advance.
次いで、図1に示すように、配管溶接装置1の駆動機構10における固定部11,11を補修する配管Pの両側に位置するフィンF,Fにそれぞれ溶着すると共に、補修する配管Pの新しい配管PNをチャック12で支持する。
Next, as shown in FIG. 1, the fixed
そして、挿通溝Ptが形成されていない配管PE,PN(P)の互いに連続する端部Pa,Paの内面Psに焦点を合わせたレーザ光Lを、配管溶接装置1のレーザヘッド4から照射してトーチミラー5で屈曲させる。
Then, the
この状態で、駆動機構10を動作させて、レーザヘッド4を湾曲レール13に沿って図1矢印方向に移動させることで、図3に示すように、レーザ光Lを配管PE,PN(P)の軸心C回りに回動させ、配管Pの外部から挿通溝Ptを通して端部Pa,Paの内面Psにレーザ光Lを照射して溶接を行う。
In this state, the
続いて、駆動機構10の湾曲レール13の両端部では、スライダ14に対してレーザヘッド4を図1右下方向に移動(戻し動作)させ、焦点距離を適正に調整しつつレーザ光Lを直線状に図3下方向に移動させることで、配管PとフィンFとの接続部分近傍における内面Psの溶接も行う。
Subsequently, at both ends of the
この端部Pa,Paの内面Psに対する溶接、及び、配管PとフィンFとの接続部分近傍における内面Psの溶接の後、挿通溝Ptの端部Plに配管Pと同じ材質又は溶接材料から成るタブ板Tを仮付けするのに続いて、図4に示すように、デフォーカスしたレーザ光Laをレーザヘッド4から配管PE,PNの各端部Pa,Paに照射し、これにより径方向に貫通する挿通溝Ptを塞ぐことで、既設配管PEに対する新しい配管PNの接合が完了する。
After welding to the inner surface Ps of the ends Pa and Pa and welding of the inner surface Ps in the vicinity of the connecting portion between the pipe P and the fin F, the end Pl of the insertion groove Pt is made of the same material as the pipe P or a welding material. After the tab plate T is temporarily attached, as shown in FIG. 4, a defocused laser beam La is irradiated from the
そして、このような新しい配管PNの一方の端部Paに行った配管溶接を他方の端部Paに対しても行うことで、配管Pの補修が完了する。 Then, the repair of the pipe P is completed by performing the pipe welding performed on one end Pa of the new pipe PN also on the other end Pa.
このように、この実施形態に係る配管溶接装置1では、補修のための溶接施工を火炉壁Wの外側から行い得るので、火炉の内側に足場を組む必要がない分だけ、補修に費やす時間が少なくて済むと共に補修費用の低減が図られることとなる。
As described above, with the
また、この実施形態に係る配管溶接装置1では、従来の配管補修溶接方法で必要としていた既設配管及び新しい配管に対する開口部の設置が不要になり、その結果、開口部に対する挿入管のTIG溶接による複雑な取り付け施工も不要になるので、作業者の溶接技量に左右されることなく、高い溶接品質の補修を行い得ることとなる。
In addition, in the
上記した実施形態に係る配管溶接装置1では、径方向に貫通する挿通溝Ptを塞ぐ溶接機構による溶接に、レーザヘッド4からのデフォーカスしたレーザ光Laを用いるようにしているが、他の構成として、例えば、図7に示すように、スポット形状を矩形状(線状でもよい)に成型したレーザダイオードのレーザ光Lbを用いて挿通溝Ptを塞ぐようにしてもよい。
In the
また、トーチミラー5を揺動させる機構を設けて、図8に示すように、レーザヘッド4からのレーザ光Lをオシレートさせて挿通溝Ptを塞ぐようにしたり、図9に示すように、駆動機構10のスライダ14に対してレーザヘッド4に代えてガスタングステンアーク溶接のトーチ17を取り付けて、溶接ワイヤ18を送給しながら挿通溝Ptを塞ぐようにしたりしてもよい。
Further, a mechanism for oscillating the
上記した実施形態では、径方向に貫通する挿通溝(挿通部)Ptが新しい配管PNの端部Paに形成されている場合を示したが、これに限定されるものではなく、径方向に貫通する挿通溝(挿通部)Ptを既設配管PEの端部Paに形成したり、既設配管PE及び新しい配管PNの各端部Paに跨って形成したりしてもよいほか、例えば、新しい配管PNの端部Paに挿通部としてのスリットを形成してもよい。 In the above-described embodiment, the insertion groove (insertion portion) Pt penetrating in the radial direction is formed at the end Pa of the new pipe PN. The insertion groove (insertion portion) Pt may be formed at the end Pa of the existing pipe PE, or may be formed across each end Pa of the existing pipe PE and the new pipe PN. A slit as an insertion portion may be formed at the end Pa of the .
また、上記した実施形態では、本開示の配管溶接方法をボイラの火炉壁の破損した配管の補修に用いた場合を示したが、本開示の配管溶接方法を、例えば、ボイラの火炉壁の組み立て時における配管の新設に用いてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the pipe welding method of the present disclosure is used to repair damaged pipes in the boiler furnace wall. It may be used for newly installing piping at times.
さらに、上記した実施形態では、本開示の配管溶接方法をボイラの火炉壁の配管に採用した場合を示したが、本開示の配管溶接方法を、例えば、過熱器や再熱器等の熱交換器に採用してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the pipe welding method of the present disclosure is adopted for pipes on the furnace wall of a boiler has been shown, but the pipe welding method of the present disclosure can be applied, for example, to a heat exchanger such as a superheater or a reheater. It may be used in equipment.
本開示に係る配管溶接方法及び配管溶接装置の構成は、上記した実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。 The configurations of the pipe welding method and pipe welding apparatus according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the spirit of the invention.
1 配管溶接装置
4 レーザヘッド(兼溶接機構)
10 駆動機構
C 配管の軸心
L レーザ光
La デフォーカスしたレーザ光
Lb レーザダイオードのレーザ光
P 補修する配管
PE 既設配管
PN 新しい配管
Pa 配管の端部
Pg 火炉壁を構成する配管
Pk 開先(挿通部)
Ps 内面
Pt 挿通溝(挿通部)
1
10 Drive mechanism C Piping axis L Laser beam La Defocused laser beam Lb Laser diode laser beam P Pipe to be repaired PE Existing pipe PN New pipe Pa Pipe end Pg part)
Ps inner surface Pt insertion groove (insertion portion)
Claims (9)
前記軸方向に並ぶ配管の互いに連続する端部のうちの少なくとも一方の端部に、前記配管を径方向に貫通する挿通部を該配管の周方向に沿って多くとも半周分形成し、
前記挿通部が形成されていない前記配管の連続する端部の内面に対して前記配管の外部から前記挿通部を通してレーザ光を照射して溶接した後、
前記配管の前記挿通部を溶接によって塞ぐ配管溶接方法。 A pipe welding method for joining pipes arranged in an axial direction,
Forming at least one of the ends of the axially aligned pipes that are continuous with each other, an insertion portion penetrating the pipe in the radial direction along the circumferential direction of the pipe for at most half the circumference,
After welding by irradiating a laser beam from the outside of the pipe through the insertion portion to the inner surface of the continuous end portion of the pipe where the insertion portion is not formed,
A pipe welding method for closing the insertion portion of the pipe by welding.
前記挿通部が形成されていない前記配管の連続する端部の内面に対して前記配管の外部から前記挿通部を通してレーザ光を照射して溶接するレーザヘッドと、
前記配管の前記挿通部を塞ぐ溶接機構と、
前記レーザヘッド及び前記溶接機構を前記配管の軸心周りに移動させる駆動機構を備え、
前記駆動機構は、前記配管と同芯配置される湾曲レールと、前記レーザヘッド及び前記溶接機構を保持して前記湾曲レール上を移動するスライダを具備し、
前記レーザヘッドは、レーザ光を照射しつつ前記駆動機構のスライダとともに前記湾曲レール上を移動することで、レーザ光を前記配管の軸心周りに回動させて前記配管の外部から前記挿通部を通して前記配管の連続する端部の内面に照射して溶接する配管溶接装置。 Piping that joins the axially aligned pipes, in which a radially penetrating portion is formed along the circumferential direction of at least one of the mutually continuous ends of the axially aligned pipes for at most half the circumference A welding device,
a laser head for welding by irradiating a laser beam from the outside of the pipe through the insertion portion to the inner surface of the continuous end portion of the pipe where the insertion portion is not formed;
a welding mechanism that closes the insertion portion of the pipe;
A drive mechanism for moving the laser head and the welding mechanism around the axis of the pipe ,
The drive mechanism comprises a curved rail arranged concentrically with the pipe, and a slider that holds the laser head and the welding mechanism and moves on the curved rail,
The laser head moves on the curved rail together with the slider of the driving mechanism while irradiating the laser beam, thereby rotating the laser beam around the axis of the pipe and passing the laser beam from the outside of the pipe through the insertion portion. A pipe welding device for welding by irradiating the inner surface of the continuous ends of the pipe.
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