JPH03128194A - 環状膜状パネルを金属被覆するための溶接被覆据え付け器具及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、構造物の溶接時、細長い構造物、例えば管体
を支持するための溶接据え付け器具に関する。詳細には
、管体の全露呈表面にわたって溶接金属を付着しつつ、
細長い管体を支持するためのかような据え付け器具及び
ゆがみのない金属被覆環状パネルを製造する方法に関す
る。

〈従来の技術〉 固形都市廃棄物（くず焼却）ボイラー内において、１０
００″Ｆ　（５３７，８℃）以上の高温、高いガス速度
及び過度の侵食並びに腐食環境はボイラーの管体を非常
に急速に摩耗させる。結果として、かようなボイラー管
体の修理、取り替えは今日、固形都市廃棄物ボイラー産
業に直面する最も費用のかかる問題である。さらに、か
ような修理によって引き起された長いボイラー閉鎖時間
、失ったサービス及び失った収益は耐えられるものでは
ない。これらの問題は都市廃棄物の焼却によって生じた
ボイラー管体の侵食並びに腐食によって引き起こされる
。この問題に対する現在の技術的解決は、耐侵食性並び
に耐腐食性金属被覆材料、例えばインコネル６２５で炉
域内のボイラー管体を完全に覆うことであり、ガス金属
アーク方法を使用してその材料をその場で人が溶接する
ことにより管体に付着される。

しかしながら、かような金属被ｆｆ溶接に対する主な品
質問題は、熱入力が高く、熱は非常に困難な状況や被覆
溶接される表面上に−様な溶接付着厚さの維持ができな
いことによる重大なそり、矛盾したストレス及び粗悪な
溶接を生じさせる。先行技術１例えば米国特許第３５９
６０４１号及び第３８９５２０９号は回転機械素子上で
溶接金属を付着させるためのいくつかの装置を開示する
が、細長い比較的薄い素子を溶接する際、この素子を回
転可能で緊固な中央溶接据え付け器具によって緊固に支
持させることによって、ゆがみを防止するための手順を
、それらは開示していない。これらの問題は、本発明に
よって有利に克服される。

本発明は特別の溶接据え付け器具によって緊固に支持さ
れつつ５例えば管体などの細長い構造物の必要な溶接金
属被覆を完遂するための特別な溶接据え付け器具及び方
法を提供する。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は細長い構造物、例えば管体を支持するために適
用される回転可能な溶接据え付け器具を提供し、一方溶
接被覆金属は細長い構造物の露呈された外表面にわたっ
て平行の列をなすように付着される。溶接据え付け器具
は緊固な中央骨組を含み、平面状あるいは曲線状外表面
を持つことができる。中央骨組みは種々の形状、例えば
平坦あるいは湾曲した板でつくられた構造物から形成さ
れることが可能であり、好ましくは、互いに緊固に取付
けられた複数の隣接し平行な長方形状の管体によって、
与えられる。この据え付け器具は端部プレート及び各端
部に緊固に取付けられたトラニオンを含み、トラニオン
は長手相方向に互いに整列される。トラニオンは好まし
くは、１組の変速回転ローラーに据え付けられ、従って
、このローラーに緊固に据え付けられた溶接据え付け器
具及び環状パネルはパネルにて行なわれる溶接操作を容
易にするためにトラニオンの長手軸の回りに３６０度回
転させられることを許容する。溶接によって金属被覆さ
れる環状表面は、溶接据え付け器具の周りに位置し、据
え付け器具によって構造的支持される。溶接すなわち金
属被覆据え付け器具及び管体パネルはその長手軸の回り
に３６０度回転させることができるので、それによって
全ての溶接を据え付け器具の上部側面及び「手の下方」
位置にて遂行されることを許容し、金属溶接の連続付着
及び溶接操作には以前から接近不可能な場所への接近を
許容する。細長い管体は、冷媒例えば４５〜６５°Ｆ　
（７，２〜１５℃）の水を溶接操作の間管体から過度の
熱を運び去るために管体を通過させることによって、溶
接操作中冷却される。

環状の外表面はボイラー膜壁パネルを生産するために金
属被覆され、該パネルは好ましくは、細長い溶接据え付
け器具の周りを包み、互いに溶接される４個の片にて製
造され、従って実際に矩形形状の細長い環状パネル構造
物を製作することになる。このパネルの側面素子は、後
に溶接据え付け器具から切り取られ、溶接据え付け器具
の周辺に等しい幅を有する単独の平坦な環状膜パネルを
備えるために互いに再結合してもよい。

プラグは溶接されるべき各管体の対向端に挿入され、そ
のプラグは、溶接の間生じた、過度の熱を運び去り及び
ゆがみを軽減するために環状構造物全体を通して冷媒の
絶えない流れを供給するため、供給冷媒に連結される。

冷却、最適連続溶接パターンの組み合わせは、平坦な上
部位置でのあらゆる溶接階段を遂行することができ、溶
接の直線インチ（２，５４ａｎ）当り約２８０００ジユ
ールからの熱入力を１インチ（２，５４ａｎ）当り５０
００ジユールに軽減する。結果として得られる溶接被覆
の外形は大きく改善され、被覆材料（非常に高価である
）の少ない使用で、しかもボイラー管体侵食防止は、注
目に値するほど改善され、最適化される。

本発明はまた、溶接による構造物のゆがみを最小にする
溶接によって細長い構造物１例えば管体及び環状パネル
を連続的に金属被覆する方法を含む。この方法では、単
独の幅のあるパネルを初めに作るというよりむしろ、こ
の方法は矩形形状の据え付け器具の周辺の周りに置かれ
た４つの幅狭のパネルを作り、その後、パネルは互いに
長手方向に溶接される。かくして、実際に膜状パネルは
閉ループ状に矩形フレームを包む。以前の平坦な据え付
け方法において１曲げ及び縮みを引き起こすストレスは
互いに閉ループ製作方法においては今や互いに反対に作
用しあい互いに打ち消す。被覆されるパネル構造物は据
え付け器具上でとらえられ、据え付け器具のフレームの
境界より少なく縮むことができず、フレームの周辺はパ
ネル構造物の仕上げ総幅に等しくなる。

位置づけされたパネルがフレームに対してしっかりする
まで溶接パネルに加えられるストレスはパネルを縮め、
管体がわずかに変形すなわち平坦になる点まで徐々にパ
ネルを締める。管体が平坦になるにつれ、パネルはわず
かに幅を増大し、従って縮みが補償され、その結果、完
成したパネルの幅は据え付け器具の周辺と同じ幅になる
。それが故に仕上がったパネルの寸法はデザイン基準に
決定合致させることが可能である。この現象はいかなる
現在知られた手段によっても威し遂げられない。

本発明はまた。細長い構造物、例えば環状パネルの連続
被覆溶接の最適使用を提供する。これにより、１局部に
偏在される熱の集中を軽減し、故にストレス及び結果と
して生じる縮みを軽減し。

−様な溶接の付着を与え、高価な消費溶接被覆材料を軽
減し、そして被覆表面の外形を美しくする。

〈実施例〉 第１図に示すように、細長い溶接据え付け器具１０は、
硬い中心芯すなわちフレーム１１を有し。

好ましくは矩形すなわち正方形状の断面形状を有する複
数の細長い管体１２からなる。管体は緊固なフレームを
形成するために溶接によって互いに緊固に取付けられる
。中央芯すなわちフレーム１１−は例えば、溶接によっ
て各端部にて実質的に平坦な端部プレート１４．１４ａ
に取付けられる。

円筒状のトラニオン１６．１６ａは例えば溶接によって
各端部プレート↓４，１４ａの外表面に各々取付けられ
、トラニオンは長手軸方向にフレーム１１の中心軸と整
列される。トラニオン１６゜１、６　ａは通常動力ロー
ラ１８，１８ａによって各端部にて回転可能に支持され
る。

矩形形状中央管体１２は、複数の囲包する細長い構造物
、例えば管体を支持するために、２〜１６の散設けられ
、少なくて２個の実質的に平坦な表面工３を与える。管
体上には、金属溶接被覆作用がなされる。第３図に示す
ように、９本の支持管体１２は各々断面正方形状及び平
坦な外表面１３を有し、好ましくは緊固なフレーム１１
のために利用され得る。

第２図に示すように複数の細長い平行な管体２０が据え
付け器具１０の中央芯フレーム１１の外表面１３上に据
え付けられ設けられている。管体２０の各々は工以上の
中央芯管体１２に対して置かれ、緊固に支持される。隣
接する管体２０は各管体２０に付着した長手方向フィン
２２によって通常互いに連結される、管体２０及びフィ
ン２２の各々の外表面は溶接操作によって金属被覆すな
わちめっきされる。

第３図に明示されるように、中央芯＋！１−ｍみ１１は
好ましくは、９個の正方形状管体■２によって形成され
、中央芯骨組み１１の各側面はフィン付の９個の熱交換
管体２０によって覆われ、各骨休は２個の長手方向のフ
ィン２２を有する。各フィンは平面パネル壁すなわち膜
を提供するために隣接するフィンに溶接される。４個の
パネル状膜が、溶接据え付け器具のフレームの各側面に
１個ずつ備えられ、プレート２３によって一時的に互い
に連結される。管体２０及びフィン２２の外表面は。

管体２０のいかなる過度の熱及びゆがみをも最小限にす
るために特定の順序での溶接によって金属被覆される。

詳細には、金属被覆操作の間、溶接据え付け器具の上部
側面に１〜３個の隣接する管体が溶接被覆される。その
後、据え付け器具はトラニオン１６．１６ａによって、
その長手方向の軸の回りに回転され、その結果据え付け
器具の別の面は上面にひっくり返り、溶接被覆操作がく
り返される。溶接によって引き起こされた管体２０のゆ
がみを最小限とするかまたは防止するために、管体２０
の各々は例えば水のような冷却流体を管体２０に通過さ
せることによって溶接操作中冷却される。かような冷却
を威し遂げるためには、環状シール２５によって囲まれ
るアダプタープラグ２４が管体を通る水の流れを制御す
るために管体２０の各端部に押入され、概略的に第４図
に示される。水供給のためのバルブ付き連結器２６は１
つのアダプタープラグ２４に連結するために設けられ、
出口２７は管体２０の他方の端部でそのプラグと連結さ
れる。さらに、所望であれば、空気結合器２８を、管体
２０の内部を乾燥させるために管体入口に設けてもよい
。ゆがみを最小限にするための各管体への所望の最終溶
接順序及びパターンは第５図に示される。そして、この
溶接順序によればＡからしの各溶接ビードが後に適用さ
れる溶接ビードによって覆われることが可能になるとい
うことである。

本発明に有用な被覆金属はクロム及びニッケル合金で例
えばインコネル６２５を含む。なぜなら、金属被覆操作
に使用された溶接手続は米国特許第２７５５３６９号に
記載されるように従来技術で一般に知られており、参照
により本願に組み入れられているが、かような溶接手続
は、詳細には記載しない。

本発明はさらに次の実験例によって記述されるが、範囲
を限定するものとして解釈されるべきではない。

去−１Ｌ（ｌｆｌｊ 細長い回転可能な溶接据え付け器具は、−束の９個の細
長い管体を使用して構成され備えられており、各管体は
、厚さ０．０５０インチ（１，２７ｎｗｎ）、長さ２０
フイート（６，０９６ｍ）、１２インチ（３０，４８■
）正方形であり、断面正方形状を有する平行パターンで
互いに溶接される。端部プレート叉びトラニオンは、管
体束の中央水平軸と整列して正方形管体の各端部に溶接
される。

溶接据え付け器具を３６個のフィン付管体が囲んでおり
、この溶接据え付け器具によって各側面すべてに９個の
管体が緊固に支持される。各管体は直径３インチ（７，
６２ａｍ）であり、管体の各側面上に設けられた＠０．
５インチ（１，２７ｃｎ＋）のフィンを２個有する。

管体及びフィンの外表面は溶接被覆され管体を通して流
れる５０〜６０°Ｆ（１０〜１５．６℃）の水によって
冷却され、各々の管体及びフィンは、インコネル６２５
合金金属及び腐食防止クロム、ニッケル合金材料と共に
外表面に溶接被覆される。

被覆層は多重に重ねたビードで提供される。そして、結
果として生ずる溶接被覆の環状パネルは溶接据え付け器
具から取り除かれる。

修正及び変形は本発明で可能であり、請求項によって規
定されるということが理解されることだろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、長手軸すなわち中心線に細長い緊固な溶接据
え付け器具の回転のために各端部にトラニオンを有する
据え付け器具の斜視図を示す。 第２図は、環状のパネル外表面に耐侵食被覆金属を金属
アーク溶接によって金属被覆する環状パネルによって覆
われる第１図の据え付け器具の正面図を示す。 第３図は、第２図の３−３断面で切り取られた溶接据え
付け器具及び環状パネルの断面図を示す。 第４図は、被覆溶接操作の間、各管体を通して冷却液体
を通過させるための装置の図を示す。 第５図は、管体及びフィンの外表面を金属被覆するため
に使われる溶接パターンを示す。 １０・・溶接据え付け器具、１１・・中央フレーム、１
２・・管体、１３・・管体の外表面。 １４．１４ａ・・端部プレート、１６．１６ａ・・トラ
ニオン、２０・・熱交換管体、２２・・フィン、２３・
・プレート、２４・・アダプタープラグ、 ２５　・ ・環状シール。 ２６　・ ・連結器、 ２８　・ ・空気結合器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）据え付け器具によって支持される細長い構造物上に
   溶接操作するために適合される回転可能な溶接据え付け
   器具であって、 （ａ）細長い緊固な中央フレームと、 （ｂ）円筒状トラニオンとを備え、前記フレームは少な
   くとも１個の外表面及び該フレームの各端部に緊固に取
   付けられた端部プレートを有しており、前記トラニオン
   は、各端部プレートの外側に緊固に取付けられ、前記中
   央フレームの長手軸と整列され、それにより回転可能な
   溶接据え付け器具は、該器具の周辺に位置づけされ、緊
   固に支持される細長い外側の構造物上に溶接操作を行な
   うためにフレームの中央長手軸の回りを回転されうるよ
   うにしたことを特徴とする器具。 ２）据え付け器具の長手軸の回りに回転可能であり、該
   器具によって支持される細長い構造物上に溶接操作をす
   るために適合される溶接据え付け器具であって、 （ａ）互いに緊固に取付けられた複数の矩形形状管体か
   ら形成される細長い緊固な中央フレームを備えており、
   前記フレームは平面状の外表面及び該フレームの各端部
   に溶接された端部プレートを有しており、 （ｂ）各前記端部プレートの外側面に緊固に取付けた円
   筒状トラニオンを備えており、前記トラニオンは、前記
   中央フレームの長手軸と整列され、 （ｃ）前記緊固な中央フレームの外表面の周りに支持可
   能に取付けた複数の隣接した細長い管体と、 （ｄ）前記管体に溶接操作の間管体を冷却するたに前記
   細長い管体を通して冷却液体を通すための手段とを備え
   、それにより、前記据え付け器具は前記管体の外表面に
   金属溶接被覆操作を施し、溶接据え付け器具によって緊
   固に支持される際、据え付け器具の長手軸の回りに回転
   され得るようにしたことを特徴とする器具。 ３）（ａ）少くとも１個の平面外表面を有し且つ長手軸
   の回りに回転可能な細長い緊固な溶接据え付け器具を設
   け、 （ｂ）前記溶接据え付け器具の他の長手方向の表面に取
   り付けた複数の細長い構造物を設け、 （ｃ）該構造物の外表面上に連続した金属被覆ビードを
   溶接することを特徴とする 溶接据え付け器具によって支持される細長い構造物を溶
   接金属被覆するための方法。 ４）（ａ）断面矩形形状を有し且つ長手軸の回りに回転
   可能な細長い緊固な溶接据え付け器具を設け、 （ｂ）各々互いに連結された複数の長手方向フィン付管
   体を有する４個の細長い環状パネル構造物を設け、該パ
   ネルを、前記溶接据え付け器具の外側の長手方向の表面
   に位置させ、 （ｃ）該環状パネル構造物の外表面に連続した金属被覆
   ビードを溶接し、 （ｄ）溶接据え付け器具から溶接されたパネル構造物を
   取除くことを特徴とする 溶接据え付け器具によって緊固に支持される細長い環状
   構造物を金属被覆する方法。