JPH0629724B2 - 接続配管の寸法決め方法 - Google Patents

接続配管の寸法決め方法

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JPH0629724B2
JPH0629724B2 JP2989088A JP2989088A JPH0629724B2 JP H0629724 B2 JPH0629724 B2 JP H0629724B2 JP 2989088 A JP2989088 A JP 2989088A JP 2989088 A JP2989088 A JP 2989088A JP H0629724 B2 JPH0629724 B2 JP H0629724B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は既設配管同士を接続するための現地接続配管の
寸法決め方法に係り、特に大径配管の場合に好適な現地
接続配管の寸法決め方法に関する。
[従来の技術] 既設配管同士を現地で接続配管により接続する場合、現
地で既設配管間寸法を測定して現地接続配管の寸法を決
めることが必要である。従来このための方法としては、
既設配管に寸法測定用器具を取付けて既設配管間寸法を
測定する方法(例えば特開昭54-147859 号、特開昭55-1
35702 号各公報)や既設配管間に寸法測定用模擬配管を
取付けて測定する方法がある。
[発明が解決しようとする課題] 寸法測定用器を既設配管に取付けて既設配管間寸法を測
定する方法では、接続配管が三次元的に曲っている場
合、正確に既設配管間寸法を測定することが困難であ
り、さらに、その寸法測定結果を接続配管寸法決めに反
映することが極めて困難である。さらに、既設配管と接
続配管を溶接により接合する場合、既設配管と接続配管
を開先合せした状態で開先合せ面全周について規定値以
上のギャップがあかないように接続配管は高い寸法精度
が要求される。前記公知の寸法では既設配管の開先合せ
面が配管の軸線に対して傾いている場合、既設配管間寸
法を配管全周にわたって正確に測定することができな
い。
また、既設配管間に寸法測定用模擬配管を取付ける方法
では、模擬配管の準備に多大の費用を要し、さらに、一
般的に接続配管据付部近傍は接続配据付前に他の配管、
機器等が既に据付けられて狭隘な環境にある為、模擬配
管を据付部まで搬入し、既設配管間寸法測定後、搬出す
るのに多大の工数を要する。また、模擬配管から接続配
管への寸法の移し換えは水平定盤上で実施しなければな
らない。その為には一般的に寸法測定後の模擬配管を現
地から工場に送り、工場内で接続配管の寸法決め加工を
行なわねばならない。従って、模擬配管の運搬に多大の
費用を要し、さらに接続配管寸法決め加工までに多大の
日数及び工数を必要とするという問題がある。また、寸
法測定後の模擬配管運搬中に模擬配管が他物に接触して
寸法が狂う場合があり、正確な接続配管寸法決めを行な
うことができない。
本発明の目的は、既設配管を接続配管で接続するに際し
て、簡便で所要時間や工数が少く、しかも正確な接続配
管の寸法決め方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の接続配管寸法決め方法は、接続配管によって接
続さるべき2本の既設配管の夫々の端面上に3点以上の
測定点をとり、これら測定点の三次元座標を測定し、こ
れらの三次元座標の測定値に基づいて該夫々の既設配管
の端面の平面の方程式を求め、他方、据付調整代を有す
る接続配管の両端面の平面の方程式を求め、この方程式
を、該接続配管を上記既設配管との最終接続位置に設置
したと仮想したときの該接続配管の両端面の平面の方程
式に座標変換により変換し、この変換後の接続配管の両
端面の平面の方程式と前記夫々の既設配管の端面の平面
の方程式とを用いて計算により該既設配管の端面に対す
る接続配管取合い部の位置寸法を接続配管上にとること
を特徴とする。
[作 用] 上記のように既設配管の端面の平面の方程式および既設
配管に接続したと仮想したときの接続配管の端面の方程
式を求め、これに基づいて既設配管端面に対する接続配
管の取合部の位置寸法決めを行うので、正確かつ簡便に
接続配管の寸法決めができる。
[実施例] 第1図は本発明の実施例による接続配管寸法決め手順の
概要を示す。ステップで既設配管1及び既設配管2の
端面の開先加工を実施する。ステップで三次元寸法測
定器5を使用して、既設配管1と既設配管2の間の寸法
及びlを測定する。ステップで三次元寸法測定
器5を使用して据付調整代をもつ接続配管3の寸法L
及びLを測定する(このとき、接続配管3は適宜の場
所・台の上に置いて測定する)。ステップ及びステッ
プの寸法測定結果より、ステップで接続配管3の端
面からの加工位置a及びb寸法を決定し、ステップで
接続配管3の外表面に機械加工位置を罫書く。ステップ
でケガキ線に従って接続配管3を切断して調整代を切
り落し、そこに開先加工を施す。その後、この接続配管
3を既設配管1および2の端面に突き合せ(第2図参
照)、溶接する。
上記の手順における寸法測定の要領を第2図、第3図に
より説明する。一般に3点を通る平面の一般的方程式は
式(1)で与えられ、その定数A,B,C,Dは3点の三
次元座標値から決定することができる。
Ax+By+Cz+D=0 …(1) この原理に基づき、既設配管1及び既設配管2の端面に
測定点(本例では4点)をマークし、3次元寸法測定器
5の原点を適当な位置に取り、該4点の測定点の3次元
座標値を測定する。この4点の測定点の3次元座標値か
ら第3図(a)〜(d)に示すような該4点の測定点の中の3
点から構成される各三角形の面の方程式を求求め、その
方程式の係数の平均値より、既設配管1及び既設配管2
の端面の平均的な面の方程式(2)及び(3)を求める。
A1x+B1y+C1z+D1=0 …(2) (既設配管1の端面の方程式) A2x+B2y+C2z+D2=0 …(3) (既設配管2の端面の方程式) 式(2)及び式(3)より既設配管1と既設配管2の間の寸法
,l及び既設配管1、既設配管2の端面の傾きを
求めることができる。上記寸法測定結果を用いて後述の
ような要領で接続配管3の正確な寸法決めがなされる。
以上は概要であるが、次に具体的に一実施例を第4図〜
第10図により説明する。
第4図に示す様に、端面開先加工済の既設配管1及び既
設配管2の端面に夫々8つの測定点1A〜8A及び1B
〜8Bをマークする。正確な寸法測定結果を得るには測
定点1A〜8A及び1B〜8Bは円周方向にほぼ等間隔
になっている方が良い。寸法測定精度及び測定時間の観
点から本例のように円周方向に8つの測定点をとるのが
最も効果的である。次に測定点1A〜8A及び1B〜8
Bの各々に測距器6を順次に取付け(第5図)、測定の
原点を適当な位置に取って、三次元寸法測定器5により
既設配管1の各測定点1A〜8A及び既設配管2の各測
定点1B〜8Bの三次元座標を測定し、記録する。尚、
既設配管1及び既設配管2の周辺が比較的広い場合は測
距器6を使用しないで三次元寸法測定器5を2台を使用
して各測定点の座標を測定しても良い。
このように測定した既設配管1及び既設配管2の端面の
各測定点の三次元座標値から以下の要領に従い、既設配
管1及び既設配管2のそれぞれの端面の方程式を求め
る。
第6図は既設配管1の端面の方程式の決定要領を示す。
三次元座標系での面の方程式は前記の式(1)で与えら
れ、この面上の3点の三次元座標がわかっている場合、
式(1)の係数A,B,C,Dの値を決めることができ
る。ところで、前記各測定点1A〜8Aの三次元座標値
は前記測定結果よりわかっている。そこで測定点1A〜
8Aの中の3点から構成される第6図(a)〜(h)に示す8
ケの三角形の面の方程式を当該3点の座標値を用いて三
次元寸法測定器5に取付けられた計算器により求める。
8ケの三角形の各面の方程式は次のようになる。
A1i+B1iy+C1iz+D1i=0 (但しi=1,2,…,8) そして、これら8ケの方程式の係数A1iの平均、B1i
平均、C1iの平均、D1iの平均を夫々係数A,B
,Dとした方程式を以て既設配管1の端面の平均
的面の方程式 A1x+B1y+C1z+D1=0 …(2) とする。
同様の方法で既設配管2の端面の平均的面の方程式(3)
を求める。
A2x+B2y+C2z+D2=0 …(3) この方程式(2)および(3)から、第4図に示す既設配管1
と既設配管2の端面の中心間寸法lおよびlを計算
し、更に、既設配管1と既設配管2の端面外周部の複数
個(例えば8個)の点における間隔寸法も計算する。ま
た既設配管1および2の端面の傾きθ(第7図参照)も
計算することができる。
次に端面開先加工前(据付調整代有)の接続配管3の寸
法を測定する。第8図にその要領を示す。接続配管3に
は据付調整式が含まれており、正確な寸法測定が行なえ
る様に接続配管3の端面は機械加工により平滑な面を出
しておく。尚、端面は接続配管3の外表面に対して直角
になっている方が、正確な寸法測定結果が得られる。ま
ず、第8図に示す様に、接続配管3の両端面に夫々8個
の測定点1c〜8c及び1d〜8dをマークする。測定
点1c〜8c及び1d〜8dは正確な寸法を得るために
は円周方向にほぼ等間隔になっている方が良い。この接
続配管3を適当な所に置き、適当に座標軸を定め、2台
の三次元寸法測定器5を、夫々の三次元寸法測定器5と
測定点ができるだけ正三角形に近くなる様、設定する。
このように、できるだけ正三角形に配置した方が正確な
測定結果が得られる。この三次元寸法測定器5の2台を
使用して、原点を適当な位置に取り、接続配管3の端面
の測定点1c〜8c及び1d〜8dの三次元座標を求め
る。なお、この測定は第4図、第5図のときと同様に1
台の三次元寸法測定器5と測距器6を使用しても良い。
次に、第4図に示す既設配管の場合と同様に、測定点1
c〜8c及び1d〜8dの中の3点から構成される各三
角形の面の方程式を計算器により求め、その平均的面の
方程式(4)及び(5)を求め、これらを接続配管3の夫々の
端面の平面の方程式とする。
A3x+B3y+C3z+D3=0 …(4) A4x+B4y+C4z+D4=0 …(5) 方程式(4)および(5)より第8図に示す接続配管3の両端
面の中心間寸法L及びLを計算する。さらに、接続
配管3の端面外周部の複数個(例えば8個)の点におけ
る両端間寸法も計算する。また両端面における傾きθ
(第9図)も式(4)及び式(5)から計算することができ
る。
次に第10図は接続配管寸法決め要領を示す。既設配管
1、既設配管2の端面での配管の中心軸と接続配管3の
両端面の配管中心軸が一致する様に、上記接続配管の測
定の座標軸を座標変換し、座標変換した後の接続配管3
の夫々の端面の平面の方程式(6)及び(7)を求める。
A5x+B5y+C5z+D5=0 …(6) A6x+B6y+C6z+D6=0 …(7) 既設配管1の端面の方程式(2)と接続配管3の端面の方
程式(6)の関係より、接続配管3の端面外周部の例えば
8個の点から既設配管1の端面までの寸法a,a
…a(第10図ではそのうちa,aのみを示す)
を計算し、接続配管3の外表面に機械加工位置のケガキ
線を入れる。ケガキ線は上記のように円周方向に8ケ所
程度の点を用いて入れると正確な機械加工ができる。同
様に、既設配管2の端面の方程式第(3)と接続配管3の
端面の方程式(7)の関係より、接続配管3の端面から既
設配管2の端面までの円周方向8個所端の寸法b,b
,…b(第6図ではそのうちb,bのみを示
す)を計算し、接続配管3の外表面にケガキ線を入れ
る。
上記ケガキ線に従って接続配管3を切断し、その切断端
面に端面加工・開先加工を実施することにより、既設配
管1と2とを接続すべき接続配管3の寸法決めを正確に
行なうことができる。
本発明の実施例に示す方法によれば、既設配管1と既設
配管2との間に入れる接続配管3の寸法決めを簡単で正
確に行なうことができる。また、既設配管1、既設配管
2と接続配管3の開先合せ面の評価を面の方程式で実施
している為、接続配管3の端面機械加工位置のケガキは
水平定盤を使用する必要がなく、作業が容易である。
以上の実施例では、既設配管の端面および接続配管の端
面に4つ以上の測定点をマークし、それらのうちの異な
る3点で構成される複数個の三角形の面を表わす方程式
を平均化して端面の平面の方程式としたが、端面に3つ
の測定点をとり、この3点を通る平面の方程式を端面の
方程式としてもよい。あるいは、端面に4つ以上の測定
点をとり、最小二乗法などを用いてこれら測定点を最も
良く通る平面の方程式を端面の方程式としてもよい。
[発明の効果] 本発明によれば、接続配管を接続すべき既設配管の端面
の三次元座標位置を三次元寸法測定器により測定し、そ
の測定結果を接続配管に移しかえることにより、接続配
管の寸法決めをすることができる為、取合い部寸法測定
用の模擬配管の製作、据付現場までの模擬配管の搬入、
模擬配管の寸法決め後の据付現場からの搬出、接続配管
加工工場までの模擬配管の運搬等が不要であって、しか
も取合い部の正確な寸法決めができる効果がある。
また、接続配管の据付現場が狭隘な場合、従来は重量配
管を数人の作業者が手作業で運搬することもあるので安
全上問題であったが、本発明によれば軽量な三次元寸法
測定器を据付現場に運搬するだけで取合い部寸法決めが
できるので、安全上も問題ない。
さらに本発明では接続配管の寸法決めは端面における平
面の方程式で管理するので、水平定盤を準備することな
く据付現地で容易に寸法決めを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例による方程式の手順の概要を示
す図、第2図は既設配管と接続配管との接続を示す図、
第3図(a)〜(d)は既設配管の端面の測定点で出来る三角
形の説明図、第4図は既設配管の端面の測定寸法を示す
図、第5図は端面に測距器を取り付けた様子を示す図、
第6図(a)〜(h)は既設配管端面の測定点で出来る三角形
の説明図、第7図は既設配管端面の傾きを示す図、第8
図は接続配管の端面の測定方法を示す図、第9図は接続
配管端面の傾きを示す図、第10図は接続配管の寸法決
めの要領を示す図である。 1……既設配管、2……既設配管、 3……接続配管、4……据付調整代、 5……三次元寸法測定器、 6……測距器。
フロントページの続き (72)発明者 杉江 保彰 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭54−147859(JP,A) 特開 昭55−135702(JP,A) 特開 昭58−15109(JP,A) 特開 昭58−68607(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接続配管によって接続さるべき2本の既設
    配管の夫々の端面上に3点以上の測定点をとり、これら
    測定点の三次元座標を測定し、これらの三次元座標の測
    定値に基づいて該夫々の既設配管の端面の平面の方程式
    を求め、他方、据付調整代を有する接続配管の両端面の
    平面の方程式を求め、この方程式を、該接続配管を上記
    既設配管との最終接続位置に設置したと仮想したときの
    該接続配管の両端面の平面の方程式に座標変換により変
    換し、この変換後の接続配管の両端面の平面の方程式と
    前記夫々の既設配管の端面の平面の方程式とを用いて計
    算により該既設配管の端面に対する接続配管取合い部の
    位置寸法を接続配管上にとることを特徴とする接続配管
    の寸法決め方法。
  2. 【請求項2】前記既設配管の端面の方程式は、該端面上
    にとった3点の測定点を通る平面の方程式、又は該端面
    上にとった4点以上の測定点のうち順次ずらされた複数
    組の3点を通る複数の平面の方程式の平均化された方程
    式として求めることを特徴とする請求項1記載の接続配
    管の寸法決め方法。
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