JP7342096B2

JP7342096B2 - ガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法

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Publication number: JP7342096B2
Application number: JP2021199846A
Authority: JP
Inventors: 伸也阿部; 竜太田窪
Original assignee: Shin Kurushima Dockyard Co Ltd
Current assignee: Shin Kurushima Dockyard Co Ltd
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2023-09-11
Anticipated expiration: 2041-12-09
Also published as: JP2022097412A; JP2023021343A

Description

本発明は、ＬＮＧを燃料とするガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法に関する。

ＬＮＧ燃料船のガス燃料供給配管（以下、「ガス燃料管」）は、気化された天然ガス燃料を供給するガス供給管(以下、「内管」とも称する)を通気管(以下、「外管」とも称する)で囲った二重構造配管を使用することが義務付けられている区画がある。

図５は、本願出願人会社が発明し採用する独自の形状ないし構造の内管用サポートを使用するＬＮＧ燃料船に使用されるガス燃料管の概略を示す図であり、図５において、符号１００は、内管、１０１は、外管、１０３は、内管用サポートであり、内管１００には、内燃機関（主機、発電機）及びボイラーバーナーに供給される気化された天然ガスが、外管１０１には、内管１００内のガスが漏洩した際、速やかにガスを船外に排出させるために通気が行われている。
このような二重管構造のガス燃料管を船内に配置するには，所定長の二重管同士の接続箇所に対して、内管１００は完全溶け込みの突合せ溶接をする必要があり、外管１０１の接合については、外管の接合箇所を外側から覆うスリーブを縦方向に２分割にした半割形状のスリーブ(以下、「半割スリーブ」とも称する)で塞ぎ、この半割スリーブの半割切断部分を溶接し、その後、外管１０１と半割スリーブの間を接合（隅肉溶接）にて接合するようにしている。

図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、この種のガス燃料管の接合の概略を示す図であり、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）において、１００は、内管、１０１は、外管、１０４は、溶接された半割スリーブ、１０４ａ、１０４ｂは、半割スリーブである。
ところが、外管１０１を外側から覆うスリーブは、元の形状から半割りに切断する必要があり、この半割り切断の際に、半割スリーブ１０４ａ、１０４ｂ自体に歪みが生じて変形してしまうという問題があり、また、半割スリーブ１０４ａ、１０４ｂの切断面を完全溶け込み突合せ溶接を行う際に、溶接熱の影響を受けることでも熱変形が生じ、これらのことから溶接された半割スリーブ１０４の断面形状が真円にならないという問題があった。

また、この種のガス燃料船のガス供給配管について、所定長の二重管を現地で溶接を要する際には、溶接部に対しても、溶接品質を検証する品質検査を行うことが義務付けられ、非破壊検査である放射線透過試験（ＪＩＳＺ３１０４）が行われる（鋼船規則ＧＦ編参照）。放射線透過試験は、レントゲン（Ｘ線）を用いた検査（以下、「ＲＴ」とも称する）であって、溶接部を挟んで片方に放射線源（Ｘ線源）を, もう一方にフィルムをセットしてＸ線を放射して撮影することにより, 接合部の内部の欠陥位置や大きさを調べる方法である。

このため、この種のガス燃料船の所定長の二重管を現地で溶接においても、内管１００の完全溶け込み突合せ溶接後には、ＲＴ検査を行い、その後、さらに、外管１０１を半割スリーブ１０４ａ、１０４ｂで塞ぎ、半割スリーブ１０４ａ、１０４ｂの半割り切断面を鋼船規則ＧＦ編に則り完全溶け込み突合せ溶接を行い、その後、外管１０１と溶接された半割スリーブ１０４との間に隅肉溶接を行い、これらの接合部に対しＲＴ検査を行うようにしている（図６（ａ）（ｂ）（ｃ）においては、ＲＴ検査の概略は省略している。）。

図７は、ガス燃料管（二重管）について、ＲＴ検査の実施概略を示す図であり、図７において、符号１００は、内管、１０１は、外管、１０６は、Ｘ線発生器、１０７は、フィルム、１０８は、架台である。
図７に示すように、半割スリーブ１０４ａ、１０４ｂの切断面に対して完全溶け込み突合せ溶接をした後、当該溶接接合部に対してＲＴ検査を実施する際には、内部の内管１００も一緒に撮影されてしまい、接合内部の小さな傷などが視認できない可能性などがあり、品質検査判定に困難が伴うなどの問題があった。
また、従来から使用されるこの種の二重管にあっては、例えば、図８に示すようなＶ字溝４ｂ、５ｂを有する受け金具４及び締付金具５によって内管２を支持する構造の内管サポート部材が使用されるが、内管とこれらの金具との間は金属同士（内管とサポート部材の両金属同士）が接触するメタルタッチ構造であるので、線膨張による内管の伸縮で金属の摩耗等によって内管に穴が開き、さらに火花が発生し内管を流通するガス等が爆発する危険もあった。なお、図８は、実開平５－７３３８３号公報の図１である。

特開２００１-２８０５９１号公報

そこで、本願発明は、ガス燃料船の二重管の接合に際し、内管の摺動性に優れ作業性が改善すると共に接合後のメタルタッチを防止して安全で、そもそも外管間を塞ぐ半割りスリーブを必要とすることなく、したがって、スリーブ製作の際の半割り時の形状変形や半割り切断面溶接時にも溶接熱の影響を受けることなく、断面真円を維持でき、かつ、半割り切断面の溶接接合部のＲＴ検査を必要としないガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願請求項１に係る発明は、ガス燃料船二重管内管サポート構造において、所定長のガス燃料船のガス供給二重管の内管の完全溶け込み突合せ溶接作業及びその溶接部の非破壊検査に必要な作業の離間間隔に配置される外管と、当該離間間隔を覆う長さで、外管外周を摺動可能なスライドスリーブと、スライドスリーブ両端と外管との間の隅肉溶接部と、外管と内管の間に外管と内管を同心に外管内端部近傍に溶接配置され、高さ調整シムプレートと高さ調整シムプレート上に内管に接して配置されるＰＴＦＥシートとを有する断面Ｔ字状内管サポート部材と、内管サポート部材上に内管を把持する内周面にピラフロン材（ピラフロンは登録商標第０７１５６０８）を有するピラフロンＵボルト（ピラフロンは登録商標第０７１５６０８）と、を有することを特徴とする。
また、本願請求項２に係る発明は、前記請求項１に係るガス燃料船二重管内管サポート構造の製作方法において、内管の完全溶け込み突合せ溶接作業及びその溶接部の非破壊検査に必要な作業の離間間隔に外管を配置するステップと、外管の端部近傍にＴ型サポート部材を溶接するステップと、外管に当該離間間隔より長いスライドスリーブを外管外周に挿通するステップと、内管の完全溶け込み突合せ溶接作業及びその溶接部の非破壊検査の終了後に当該スライドスリーブを摺動させて当該離間間隔を覆うステップと、スライドスリーブの両端と外管との間を隅肉溶接で接合するステップと、からなることを特徴とする。
そして、本願請求項３に係る発明は、前記請求項１に記載のガス燃料船二重管内管サポート構造において、前記離間間隔が２００ｍｍであることを特徴とする。
さらに、本願請求項４に係る発明は、前記請求項２に記載のガス燃料船二重管内管サポート構造の製作方法において、前記離間間隔が２００ｍｍであることを特徴とする。

上記の構成からなる本願発明は次のような効果を有する。
（１）半割スリーブを使用しないので、突合せ溶接箇所が少ない形状とすることができ、鋼船規則ＧＦ編で要求されるＲＴ検査を実施する箇所を少なくすることが可能となり、現場の作業を軽減できるガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法とすることができる。
（２）外管を外側からスライドさせて覆う環状のスリーブ形状としたので、予め半割りする等の作業や半割り切断面の溶接接合時の溶接熱による影響を受けることがなく真円を維持できるスリーブ形状としたので、ガス燃料船二重管内管サポートの接合作業の作業効率が格段に向上することとなる。
（３）内部を流れる流体の温度変化の影響や、船体のホギング・サギング、船体運動の加速度の影響で内管と外管で変位・伸縮が異なる二重管において、内管と外管はそれぞれの動きに追従することなく一定位置にサポート固定することができる。
（４）二重管の外管と内管を固定する際に容易に、かつ確実に外管の芯に対して内管の芯が重なるような施工ができ、さらに施工設置後の二重管の内管・外管が動く際に、メタルタッチ箇所がないので、金属接触による摩耗が原因となる内管の破損及びスパークが起きないという効果を奏する。

図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明に係るガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法を実施するための実施例１を示す概略図であり、図１（ａ）は、ガス燃料管の接合前を、図１（ｂ）は、内管接合時を、図１（ｃ）は、外管接合後を示す概略図である。図２（ａ）は、実施例２に係る内管サポート部材の斜視図、図２（ｂ）は、同内管サポート部材に使用するピラフロンＵボルト中央部の断面概略図である。図３は、ピラフロンＵボルト１４を用いて内管１００と外管１０１との間に組み立て固定する概略を示す図である。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、所定長の外管１０１の端部内近傍に実施例２に係る内管サポート部材１０を溶接固定した概略を示す図である。図５は、本願出願人会社が採用する独自の形状ないし構造の内管用サポートを使用するＬＮＧ燃料船のガス燃料管の概略を示す図である。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ガス燃料管の接合の概略を示す図である。図７は、ガス燃料管（二重管）について、ＲＴ検査の実施概略を示す図である。図８は、実開平５－７３３８３号公報記載の内管と内管サポート部材が金属接触(メタルタッチ)構造となることを示す図である。

本発明に係るガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法を実施するための一実施例を図面に基づき詳細に説明する。

図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明に係るガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法を実施するための実施例１を示す概略図であり、図１（ａ）は、ガス燃料管の接合前を、図１（ｂ）は、内管接合時を、図１（ｃ）は、外管接合後を示す概略図であり、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）において、符号１は、本発明の実施例１に係るガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法概略であり、２は、外管を外側から覆いスライド可能なスライドスリーブである。その余の符号１００は、内管、１０１は、外管、１０３は、内管用サポート、１０５は、溶接部である。
図１（ａ）に示すように、ガス燃料船の所定長の気化された天然ガス燃料ス供給二重菅の接合においては、まず、内管１００溶接時又は内管１００突合せ溶接部１０５のＲＴ検査実施時にはスライドスリーブ２は，これらの作業の邪魔にならない所へスライドさせておく（図１（ａ））。

なお、この場合の、それぞれの外管１０１の開放端の離間間隔は、内管１００同士の接合溶接に充分な作業域が確保できる間隔であり、かつ、その後のＲＴ検査においても、内管１００の接合部１０５のＲＴ検査に十分な間隔、例えば、２００ｍｍの間隔を開けるものとし、したがって、スライドスリーブ２の長さもこの間隔を覆うに必要充分な長さとする。
その離間間隔の隙間で内管１００同士の完全溶け込み突合せ溶接を行う。
しかる後、内管１００の突合せ溶接部１０５のＲＴ検査を行う。
次に、内管１００の溶接部１０５のＲＴ検査が終了した後にスライドスリーブ２を前述の離間管間隔を覆う位置（正規の位置）にスライドさせる（図１（ｃ））。
しかる後、スライドスリーブ２の両端を２つの外管１０１、１０１に隅肉溶接を行う。
なお、外管１０１、１０１とスライドスリーブ２の両端との溶接は隅肉溶接となるため、鋼船規則等では非破壊検査は義務付けられてなく、この面からも作業効率の格段の向上ができることとなる。

上述してきたように、本実施例１に係るガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法によれば、外管１０１同士の接続に半割りスリーブ１０４ａ、１０４ｂで必要な切断面の突合せ溶接を行う必要がないので、外管１０１同士の接合時におけるＲＴ検査が不要となり、この面で作業効率が向上する。
また、半割りスリーブ１０４ａ、１０４ｂを用いるものではないので、半割りスリーブ１０４ａ、１０４ｂを作製する際の形状変形や半割りスリーブ１０４ａ、１０４の切断面の突合せ溶接を行う必要がないので、溶接熱変形も生じることがなく、現場作業の効率が向上する。

すなわち、本実施例１に係るガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法によれば、全体として、突合せ溶接の少ない二重管構造とすることができ、また、非破壊試験（ＲＴ検査）項目を減少させることができる二重管構造とすることができる。さらに、後述するように、内管と実施例２に係る内管サポートのＵボルト内で上下の緩衝材の間を挿通する内管が左右及び軸方向に摺動することができるので、外管接合の作業が容易となり、また、現場作業の少ない極めて効率的なガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法とすることができることとなる。

本願出願人は、上述の内管サポート１０３について、種々検討するうちに、当該内管サポートは、外管１０１の内部から内管１００を固定する必要があり、通常通りのアングル材を使用した内管サポート１０３は外管１０１の内部に挿入するにはサイズが限定され、内管サポート１０３の溶接作業に困難を極める。また、内管サポート１０３は、アングル材及びＵバンドと内管１００はメタルタッチとなり、各々がメタルタッチとなっているために、二重管全体の伸縮により、内管１００と外管１０１との間では伸縮度合いが異なり、その結果、金属接触箇所の摩耗が懸念されることが判明した。

そこで、この内管サポート１０３について、二重管外管１０１と内管１００を固定する際に確実に施工ができ、さらに内管１００と外管１０１とが伸縮等によって動く際にもメタルタッチ箇所が生じないようにすることにより、金属接触による摩耗が原因となる内管１００の破損及びスパーク（金属摩耗による発火）が起きない形状の内管サポートを案出するに至ったものである。

本発明に係るガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法の実施に使用する改良に係る内管サポート部材の実施例２を図面に基づき詳細に説明する。
図２（ａ）は、実施例２に係る内管サポート部材の斜視図、図２（ｂ）は、同内管サポート部材に使用するピラフロンＵボルト中央部の断面概略図である（「ピラフロン」は登録商標）。

図２において、符号１０は、本実施例２に係る内管サポート部材、１１は、断面Ｔ字状のＳＵＳ製Ｔ型サポート部材、１２は、ＳＵＳ製高さ調整シムプレート、１３は、内管とＵボルトがメタルタッチにならないようにする摺動性のあるＰＴＦＥシート、１４は、ピラフロンＵボルト、１４ａは、ピラフロンＵボルト１４の内管１００との接触側に設けられる凹切欠き、１４ｂは、ピラフロン材、１５ａ、１５ｂは、上ナット、１６ａ、１６ｂは、下ナットである。
なお、ＰＴＦＥとは、摩擦係数が非常に低い特性を有するポリテトラフルオロエチレン４フッ化エチレン樹脂「通称：テフロン（登録商標）Ｒ」をいい（https://kashima-kagaku.com/material/ptfe/）、また、ピラフロン（登録商標）は、ふっ素樹脂「PTFE」をベースレジンとした日本ピラー工業株式会社の各種シール材・すべり材製品をいう（https://premium.ipros.jp/pillar/product/category/27087/）。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、本実施例２に係る内管サポート部材１０は、二重管の外管１０１に対して、ＳＵＳ製フラットバーにて製作したＴ型サポート部材１１を溶接接合し、Ｔ型サポート部材１１に内管１００を乗せる際、Ｔ型サポート部材１１と内管１００との間にＰＴＦＥシート１３と高さ調整シムプレート１２を挟みこむ構造としたものである。なお、シムプレート１２の厚みは任意値としており、外管１０１の芯と内管１００の芯が同一となるよう、シムプレート１２で高さの調節を行うようにしたものである。
また、ピラフロンＵボルト１４は、Ｕ字状ボルトの内側に凹切欠き１４ａを形成し、この凹切欠き１４ａに摺動材たるピラフロン材１４ｂを介装させた構造とするものである。

図３は、ピラフロンＵボルト１４を用いて内管１００と外管１０１との間に組み立て固定する概略を示す図である。図３において、符号は図２（ａ）（ｂ）で示した同じ部材は同じ符号で示した。
図３に示すような組み立てを行った後、狭隘な外管１０１の端部近傍に溶接する。この結果、所定長の外管１０１の端部内に実施例２に係る内管サポート部材１０を取付けることができることなる。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、所定長の外管１０１の端部内近傍に実施例２に係る内管サポート部材１０を溶接固定した概略を示す図であり、図４（ａ）は、管端方向から見た図であり、図４（ｂ）は、側面図（外管１０１は判断面）、図４（ｃ）は平面図（外管１０１は判断面）である。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）においても符号は、図２（ａ）（ｂ）及び図３で示した同じ部材は同じ符号で示すその詳しい説明は省略する。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）から明らかなように、実施例２に係る内管サポート部材１０は、適宜の厚さの高さ調整シムプレート１２を介在させることにより、外管１０１と内管１００が同心位置となるように組み立てており、また、所定長の外管１０１の端部内近傍に実施例２に係る内管サポート部材１０が溶接により取りつけられている構造とするものである。

すなわち、本実施例２に係る内管サポート部の構造ないし形状は、外管と内管を同心に外管内端部近傍に溶接配置する断面Ｔ字状内管サポート部材と、内管サポート部材上に内管を把持するＵボルトとを有する基本的構造ないしは形状としたものである。そして、断面Ｔ字状サポート材は、その上に高さ調整シムプレートが配置され、高さ調整シムプレート上に内管に接して配置されるＰＴＦＥシートと、内管に跨がるＵボルトが内周面にピラフロンが内管に接するピラフロンＵボルトと、を有する構造ないし形状としたものである。

また、内管１００は、摺動性の優れたＰＴＦＥシート１３及び同ピラフロン材１４ｂと接触するようにしたので、本実施例２に係る内管サポート部材１０は、内管１００の接触部にＰＴＦＥシート１３を挟むことで滑りを良くし、メタルタッチによる金属磨耗を防ぐ形状とし、さらに、内管１００と外管１０１の変位量が異なることから、Ｕボルト１４に対して内管１００からの応力を受けないようにして、内管１００の上下両サイドとＵボルト１４が干渉しないような"コの字形状"としたものである。

この結果、内部を流れる流体の温度変化や船体のホギング・サギング、船体運動の加速度等の影響で船内配管自体が伸縮・変位し、その伸縮と変位は二重管の内管と外管では異なる二重管において、上記のような構造ないしは形状の本実施例２に係る内管サポート部材１０を使用したので、内管１００と外管１０１のそれぞれの動きに追従することなく、内管１００を常に一定の状態で固定することができることとなる。

また、本実施例２に係る内管サポート部材１０を使用する二重管は、外管１０１と内管１００を固定する際に容易に、かつ確実に外管の芯に対して内管の芯が重なるような施工ができ、さらに内管１００・外管１０１が動く際に、メタルタッチ箇所がないので、金属接触による摩耗が原因となる内管１００の破損及びスパークが起きないという効果を奏することとなる。

本発明は、ＬＮＧを燃料とするガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法に利用される。

１実施例１に係るガス燃料船二重管内管サポート構造及び同構造の製作方法概略
２スライドスリーブ
１０本実施例２に係る内管サポート部材
１１Ｔ型サポート
１２ＳＵＳ製高さ調整シムプレート
１３ＰＴＦＥシート
１４ピラフロンＵボルト
１４ａ凹切欠き
１４ｂピラフロン材
１５ａ、１５ｂ上ナット
１６ａ、１６ｂ下ナット
１００内管
１０１外管
１０３内管用サポート
１０４、１０４ａ、１０４ｂ半割りスリーブ
１０５溶接部
１０６Ｘ線発生器
１０７フィルム
１０８架台

Claims

所定長のガス燃料船のガス供給二重管の内管の完全溶け込み突合せ溶接作業及びその溶接部の非破壊検査に必要な作業の離間間隔に配置される外管と、
当該離間間隔を覆う長さで、外管外周を摺動可能なスライドスリーブと、
スライドスリーブ両端と外管との間の隅肉溶接部と、
外管と内管の間に外管と内管を同心に外管内端部近傍に溶接配置され、高さ調整シムプレートと高さ調整シムプレート上に内管に接して配置されるＰＴＦＥシートとを有する断面Ｔ字状内管サポート部材と、
内管サポート部材上に内管を把持する内周面にピラフロン材（ピラフロンは登録商標第０７１５６０８）を有するピラフロンＵボルト（ピラフロンは登録商標第０７１５６０８）と、を有することを特徴とするガス燃料船二重管内管サポート構造。
内管の完全溶け込み突合せ溶接作業及びその溶接部の非破壊検査に必要な作業の離間間隔に外管を配置するステップと、
外管の端部近傍にＴ型サポート部材を溶接するステップと、
外管に当該離間間隔より長いスライドスリーブを外管外周に挿通するステップと、
内管の完全溶け込み突合せ溶接作業及びその溶接部の非破壊検査の終了後に当該スライドスリーブを摺動させて当該離間間隔を覆うステップと、
スライドスリーブの両端と外管との間を隅肉溶接で接合するステップと、
からなることを特徴とする請求項１に係るガス燃料船二重管内管サポート構造の製作方法。
前記離間間隔が２００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のガス燃料船二重管内管サポート構造。
前記離間間隔が２００ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載のガス燃料船二重管内管サポート構造の製作方法。