JPH10293776A - 配管仮組シミュレーション装置及び配管製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配管の現場合わせ作業を解消し、配管製作後の
配管取付前に塗装、保温、各種検査を行い、その後、現
場に発送し、即座に配管を取り付けることができるよう
にする配管仮組シミュレーション装置及び配管製作方法
を提供する。 【解決手段】本発明は、現場機器の接続端のフランジの
中心位置、面の傾き及びボルト穴振り角度を３次元計測
することにより、その結果を基に配管製作図の寸法を修
正し、配管を製作する。さらに、製作後の配管ピースの
両端のフランジの中心位置、面の傾き及びボルト穴振り
角度を３次元計測することで、その結果を基に配管ピー
スをコンピュータ上で接続し、最もずれ量が少ない取り
付け順序と、配管ピースの回転量を求め、許容応力値と
の比較によって作成した配管ピースの合否判定を行い、
不合格の場合は修正する配管ピースの決定と修正量を指
示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は配管仮組シミュレー
ション装置及び配管製作方法に係り、特に各種製造プラ
ント設備やビル設備において機器間を接続する配管をシ
ミュレーションにより組み立て、この結果により配管設
計の修正等を行う配管仮組シミュレーション装置及び配
管製作方向に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラント内に据え付けられた２つ機器間
を配管で接続する場合、配管製作図に従い配管を製作し
現場にて取り付けている。しかし、機器の製作公差や据
え付け公差のため、機器の配管取り合い個所は必ずしも
図面とは一致しない。このため、製作した配管を現場で
取り付けようとしても取り付かない場合があり、この場
合には、現場で配管を切断、溶接し調整する現場合わせ
が行われている。

【０００３】また、予め現場合わせする配管個所を決め
ておき、それ以外の配管を製作し現場に取り付け、合わ
せ個所の配管寸法を現場で下げ振りや金尺、トランシッ
トなどを用いて計測した後、合わせ部配管を製作し取り
付けるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記現
場合わせ作業は、高所作業の場合には足場の組立て、解
体などの付属作業が必要となり、危険な作業が伴う。ま
た、配管内を流れる流体によっては塗装、保温、各種法
規に則した検査作業を現場で行うためコスト高となる。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、現場合わせ作業を解消し、配管製作後の配管取
付前に塗装、保温、各種検査を行い、その後、現場に発
送し、即座に配管を取り付けることができるようにする
配管仮組シミュレーション装置及び配管製作方法を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、現場既設の２箇所の配管接続部の間に配管
される複数の配管ピースをコンピュータ上で接続する配
管仮組シミュレーション装置であって、３次元測定手段
によって予め測定されている前記現場既設の２か所の配
管接続部の３次元測定データ、及び前記各配管ピースの
両端の接続部の３次元測定データを入力する入力手段
と、前記入力手段から入力した３次元測定データに基づ
いてコンピュータ上で前記現場既設の２箇所の配管接続
部及び各配管ピースの両端の接続部の複数の接続箇所の
うちの最終接続箇所を除いた各接続箇所をそれぞれ接続
し、前記最終接続箇所の接続部間において生じるずれ量
を算出するずれ量算出手段と、前記最終接続箇所を接続
した場合に、前記ずれ量によって発生する配管の変位応
力を算出する変位応力算出手段と、を備え、前記変位応
力が所定の許容応力を越える場合には、前記配管を現場
に設置する前に前記配管ピースの寸法修正を可能にした
ことを特徴としている。

【０００７】本発明によれば、現場既設の２箇所の配管
接続部の３次元測定データと製作後の配管ピースの両端
の接続部の３次元測定データに基づいて配管ピースをコ
ンピュータ上で接続し、配管の変位応力を算出する。そ
して、この変位応力が所定の許容応力を越えた場合に
は、配管ピースの修正を指示する。これにより、製作し
た配管が取り付け可能か否かを事前に判断でき、塗装、
保温作業及び各種検査を現場発送前に完了でき、配管の
完全プレハブ化が可能となり、現場作業を低減できる。

【０００８】また、前記ずれ量算出手段が、前記複数の
接続箇所を順次接続する際に、該接続する配管ピースの
固定端側の接続部と隣接する配管ピースの接続部又は前
記現場既設の配管接続部との中心位置及び傾きを一致さ
せるとともに、前記接続する配管ピースの自由端側の接
続部の中心位置及び傾きが設計データの中心位置及び傾
きと一致するように接続部間を、接続する配管ピースの
固定端側の配管中心軸を回転中心として回転移動させる
ようにしたことにより、各配管ピースの製作誤差を相殺
し、配管経路全体で取り付け可能かどうかの検討が行え
るため、製作した配管の不良等の低減効果が期待でき
る。

【０００９】また、本発明は上記目的を達成するため
に、現場既設の２箇所の配管接続部の間に配管される複
数の配管ピースを製作する配管製作方法であって、前記
配管を構成する複数の配管ピースのうち一部の配管ピー
スを製作し、前記現場既設の２か所の配管接続部の３次
元測定データと、前記製作した配管ピースの両端の接続
部の３次元測定データを入力し、前記入力した配管ピー
スをコンピュータ上で接続するシミュレーションを行
い、前記シミュレーションの結果に基づいて前記配管を
構成する残りの配管ピースの設計データを修正し、前記
修正した設計データに基づいて前記配管を構成する残り
の配管ピースを製作することを特徴としている。

【００１０】本発明によれば、配管を構成する複数の配
管ピースのうち、所定本数の配管ピースを設計データに
基づいて製作し、これらの配管ピースに関して配管ピー
ス接続のシミュレーションを行い、その結果、残りの配
管ピースの設計データを修正して、これらの配管ピース
を修正した設計データに基づいて製作するようにする。

【００１１】これにより、一度製作した配管ピースを修
正することなく、現場既設の配管接続部に確実に接続で
きる配管を容易に製作することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る配管仮組シミュレーション装置及び配管製作方法の好
ましい実施の形態について説明する。図１は、本発明に
係る配管組立シミュレーション装置とその周辺機器を示
した図である。同図に示すように配管組立シミュレーシ
ョン装置は、配管組立シミュレーションプログラムを搭
載した汎用のコンピュータ１０である。コンピュータ１
０は、演算装置本体、キーボード等の入力手段及びモニ
タ等の表示手段から構成される。

【００１３】周辺機器には、配管製作図を作成するＣＡ
Ｄ１２や、３次元測定を行う３次元測定装置１４が使用
される。また、同図に示すフロッピーディスク１６や電
子手帳１８はＣＡＤ１２や３次元測定装置１４によって
得られたデータを上記コンピュータ１０に入力するため
の情報伝達媒体と使用される。尚、フロッピーディスク
１６や電子手帳１８の代わりに他の情報伝達方法を使用
することも当然可能である。

【００１４】図２は上記ＣＡＤ１２によって設計された
配管製作図の一例を示した図であり、図２に示す配管Ｐ
は、現場に設置される機器１と機器２の間の配管経路を
構成するために設計されたものである。同図に示すよう
に配管Ｐは、複数の配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４
から構成され、配管ピースＰ１から順に配管ピースＰ４
まで接続される。そして、機器Ｍ１と配管ピースＰ１が
接続されるとともに、機器Ｍ２と配管ピースＰ４が接続
されて機器Ｍ１と機器Ｍ２の間に配管Ｐによる配管経路
が形成される。

【００１５】各配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の両
端にはフランジＦ１Ａ、Ｆ１Ｂ、Ｆ２Ａ、Ｆ２Ｂ、Ｆ３
Ａ、Ｆ３Ｂ、Ｆ４Ａ、Ｆ４Ｂが設けられ、これらのフラ
ンジにより各配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、ボ
ルト締結される。尚、配管ピースＰ３と配管ピースＰ４
の間には図示しないバルブが配設されるが、以下、この
バルブは配管ピースＰ４の一部として取り扱い、配管ピ
ースＰ３のフランジＦ３Ｂとボルト締結されるバルブの
フランジをフランジＦ４Ａとする。

【００１６】また、機器Ｍ１、機器Ｍ２の接続端にもフ
ランジ（以下、機器Ｍ１及び機器Ｍ２の接続端のフラン
ジを機器フランジＦ０、機器フランジＦ５とする。）が
設けられ、これらの機器Ｍ１及び機器Ｍ２の機器フラン
ジＦ０、Ｆ５と配管ピースＰ１、Ｐ４のフランジＰ１
Ａ、Ｐ４Ｂがボルト締結される。尚、各フランジには、
フランジの面を当接してボルト締結するためのボルト穴
がボルト穴裕度（ボルト穴径とボルト径との差）をもっ
て複数設けられている。

【００１７】配管Ｐの設計においては、まず、機器Ｍ１
と機器Ｍ２の機器フランジＦ０、Ｆ５の中心位置、面の
傾き及びボルト穴振り角度（ボルト穴の位置を特定する
ためのフランジの回転角度）が設定され、これに基づい
て機器Ｍ１と機器Ｍ２の間に所望の配管経路を形成する
ための各配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の形状が決
められる。そして、それに応じて各配管ピースＰ１、Ｐ
２、Ｐ３、Ｐ４のフランジＦ１Ａ、Ｆ１Ｂ、Ｆ２Ａ、Ｆ
２Ｂ、Ｆ３Ａ、Ｆ３Ｂ、Ｆ４Ａ、Ｆ４Ｂの中心位置、面
の傾き及びボルト穴振り角度が決定される。即ち、ボル
ト締結されるフランジ同士の中心位置、面の傾き及びボ
ルト穴の位置が一致するように、各フランジＦ１Ａ、Ｆ
１Ｂ、Ｆ２Ａ、Ｆ２Ｂ、Ｆ３Ａ、Ｆ３Ｂ、Ｆ４Ａ、Ｆ４
Ｂの中心位置、面の傾き及びボルト穴振り角度が決定さ
れる。

【００１８】このように上記ＣＡＤ１２によって作成さ
れた設計データはフロッピーディスク１６を介してコン
ピュータ１０に入力されるようになっている。また、図
２に示す機器Ｍ１及び機器Ｍ２が現場に設置されると、
上記３次元測定装置１４によってこれらの機器フランジ
Ｆ０、Ｆ５の中心位置、面の傾き及びボルト穴振り角度
が３次元測定される。また、設計データにしたがって各
配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が製作されると各配
管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のフランジＦ１Ａ、Ｆ
１Ｂ、Ｆ２Ａ、Ｆ２Ｂ、Ｆ３Ａ、Ｆ３Ｂ、Ｆ４Ａ、Ｆ４
Ｂの中心位置、面の傾き及びボルト穴振り角度が３次元
測定される。

【００１９】図３及び図４は、それぞれ現場に設置され
た機器の機器フランジと、製作された配管ピースのフラ
ンジの上記３次元測定状況を説明した模式図である。
尚、同図に示すフランジ３０は上記機器Ｍ１、Ｍ２の機
器フランジＦ０、Ｆ５又は各配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４のフランジＦ１Ａ、Ｆ１Ｂ、Ｆ２Ａ、Ｆ２Ｂ、
Ｆ３Ａ、Ｆ３Ｂ、Ｆ４Ａ、Ｆ４Ｂを示す。

【００２０】これらの図３及び図４に示すようにフラン
ジ３０の周辺部に複数（３つ）のターゲット３２、３
２、３２が治具３２Ａ、３２Ａ、３２Ａによって装着さ
れる。これらのターゲット３２、３２、３２は、フラン
ジ３０の中心位置、面の傾き及びボルト穴の位置と所定
の関係をもって装着されており、３次元測定装置１４は
これらのターゲット３２、３２、３２に光（赤外線等）
を照射してその反射光を検出することにより、ターゲッ
ト３２、３２、３２の３次元的位置を測定し、その結果
からフランジ３０の中心位置、面の傾き及びボルト穴振
り角度を測定する。

【００２１】このように３次元測定装置１４によって得
られた実測データは、測定現場において一旦上記電子手
帳１８に記録され、その後電子手帳１８を介してコンピ
ュータ１０に入力されるようになっている。次に上記コ
ンピュータ１０を用いた配管製作手順について説明す
る。配管設計者は、まず、上記配管Ｐの設計データを上
記ＣＡＤ１２からフロッピーディスク１６を介して上記
コンピュータ１０に入力するとともに、現場に機器Ｍ１
及び機器Ｍ２が設置された段階で、上述したように３次
元測定装置１４によって機器Ｍ１及び機器Ｍ２の機器フ
ランジＦ０、Ｆ５の上記実測データ（フランジの中心位
置、面の傾き及びボルト穴振り角度）を得て、電子手帳
１８を介して上記コンピュータ１０に入力する。そし
て、この配管Ｐの設計データと実測データとを比較し、
配管Ｐの設計データの修正が必要か否かを判定する。即
ち、機器フランジＦ０、Ｆ５間の位置関係、フランジ面
の傾き及びボルト穴振り角度の設計データと実測データ
とのずれを確認し、ずれが大きい場合には、上記ＣＡＤ
１２により再度各配管ピースの寸法等を修正し、そのず
れを解消する。これにより、機器フランジＦ０、Ｆ５の
実際の設置位置に適した配管Ｐを設計するようにする。

【００２２】次に、このように適宜機器フランジＦ０、
Ｆ５の実測データにより修正された配管Ｐの設計データ
に基づいて各配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が製作
される。配管設計者は、上述したように３次元測定装置
１４によって各配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のフ
ランジの上記実測データ（フランジの中心位置、面の傾
き及びボルト穴振り角度）を得て、電子手帳１８を介し
て上記コンピュータ１０に入力する。

【００２３】上記コンピュータ１０は、このように機器
Ｍ１、機器Ｍ２と各配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４
のフランジの実測データを入力すると、この実測データ
に基づいて配管仮組シミュレーションを実行する。図５
は、上記コンピュータ１０による配管仮組シミュレーシ
ョンの処理手順を示したフローチャートである。まず、
上記コンピュータ１０は、入力した機器Ｍ１、機器Ｍ２
と各配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のフランジの実
測データに基づいて各配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ
４のフランジをコンピュータ上で接続して配管経路を生
成する。その際、機器Ｍ１から各配管ピースＰ１、Ｐ
２、Ｐ３、Ｐ４を順に接続して配管経路Ａを生成する場
合（ステップＳ１０）と、機器Ｍ２から各配管ピースＰ
４、Ｐ３、Ｐ２、Ｐ１を順に接続して配管経路Ｂを生成
する場合（ステップＳ１２）とを計算する。

【００２４】ここで配管経路を生成する際のフランジ接
続方法の詳細について図６のフローチャートを用いて説
明する。まず、コンピュータ１０は、機器、配管ピース
の接続順序を入力する（ステップＳ３０）。ここでは、
上記ステップＳ１０の配管経路Ａを計算する場合につい
て配管経路Ａの機器、及び配管ピースの接続順序を入力
するものとする。

【００２５】次に、ステップＳ３０において入力した接
続順序に従って順次機器と配管ピースを順にコンピュー
タ内で接続していく。そこで、まず配管経路Ａの接続元
である機器１に配管ピース１をコンピュータ内で接続す
る。この時、接続するフランジ同士の中心位置、面の傾
き及びボルト穴振り角度を一致させるための配管ピース
の平行・回転移動量を計算する（ステップＳ３２）。具
体的には、まず、機器Ｍ１の機器フランジＦ０と配管ピ
ースＰ１の固定端フランジＦ１Ａ（以下において、各配
管ピースの両端のフランジの内、各配管経路で前段のフ
ランジに接続されるフランジを固定端フランジといい、
後段のフランジに接続されるフランジを自由端フランジ
ということにする。）の中心位置を一致させ、フランジ
間にライナを挿入する場合には、挿入するライナ厚みの
設計量だけ配管ピースＰ１の固定側フランジＦ１Ａの中
心位置を機器フランジＦ０の面の傾きに垂直な方向に平
行移動させる。また、機器フランジＦ０の面の傾きに配
管ピースＰ１の固定端フランジＦ１Ａの面の傾きを一致
させ、機器フランジＦ０のボルト穴振り角度に配管ピー
スＰ１の固定端フランジＦ１Ａのボルト穴振り角度を合
わせる。このような条件の基、配管ピースＰ１の平行・
回転移動量を計算する。

【００２６】そして、上記ステップ３２によって計算し
た平行・回転移動量に基づいて配管ピースの移動を行
い、この配管ピースの自由端フランジの中心位置、面の
傾き及びボルト穴振り角度を計算する（ステップＳ３
４）。これにより、上記配管ピースＰ１の固定端フラン
ジＦ１Ａを機器フランジＦ０に接続した場合の配管ピー
スＰ１の自由端フランジＦ１Ｂの中心位置、面の傾き及
びボルト穴振り角度が求まる。

【００２７】次にこの計算により求まった配管ピースＰ
１の自由端フランジＦ１Ｂの中心位置、面の傾き及びボ
ルト穴振り角度が上記設計データと一致するか否かを判
定する（ステップＳ３６）。一致する場合には、配管ピ
ースが全て接続されたか否かを判定し（ステップＳ３
８）、ＮＯの場合には接続する配管ピースを１つ進めて
（ステップＳ４０）、次の配管ピース（例えば配管ピー
スＰ２）に進み、上記ステップＳ３２からステップＳ３
８までの処理を繰り返す。

【００２８】一方、計算により求まった配管ピースＰ１
の自由端フランジＦ１Ｂの中心位置、面の傾き及びボル
ト穴振り角度が上記設計データと一致しない場合には、
ステップＳ４２とステップＳ４４の処理を行う。ステッ
プＳ４２は、フランジ検索の処理であり、既に接続した
フランジの中から今着目している自由端フランジの面と
平行でないフランジを接続順序と逆にたどって見つけ出
す処理である。またステップＳ４４は、ステップＳ４２
において検索したフランジをボルト穴裕度以内でフラン
ジ面と垂直な軸中心で回転移動させ、着目している自由
端フランジが設計データに最も近づくようにする処理で
ある。

【００２９】尚、ステップＳ４２において、該当するフ
ランジが複数ある場合には、そのフランジ全てについて
着目している自由端フランジが設計データに最も近づく
ように回転移動を行うようにしてもよいし、又は、接続
順序を逆にたどって見つけ出した最初の所定数のフラン
ジに関してのみ回転移動を行うようにしてもよい。また
該当するフランジが存在しない場合には、そのままステ
ップＳ３８に移る。

【００３０】配管ピースＰ１に関しては、配管ピースＰ
１の自由端フランジＦ１Ｂの面と固定側フランジＦ１Ａ
の面とが平行（配管ピース１が直管）でない場合に限
り、ボルト穴裕度以内で機器Ｍ１の機器Ｆ０の面と垂直
な軸中心の回転移動を行い、配管ピースＰ１の自由端フ
ランジＦ１Ｂが設計データに最も近づくようにする。こ
のようにして配管ピースＰ１を機器Ｍ１に接続した後、
ステップＳ３２からの処理を配管ピースＰ２、Ｐ３、Ｐ
４に対しても同様に繰り返し、機器Ｍ１から配管ピース
Ｐ１さらに配管ピースＰ４までを接続する。そして、配
管ピースＰ１から配管ピースＰ４までの自由端フランジ
Ｆ１Ｂ、Ｆ２Ｂ、Ｆ３Ｂ、Ｆ４Ｂの中心位置、面の傾き
及びボルト穴振り角度を記録する。

【００３１】また、上記図５のフローチャートのステッ
プＳ１２において配管経路Ｂを生成する場合についても
同様に上記フランジ接続処理を実行し、機器Ｍ２から配
管ピースＰ４さらに配管ピースＰ１までの順序で接続し
て配管ピースＰ４から配管ピースＰ１までの自由端フラ
ンジＦ４Ａ、Ｆ３Ａ、Ｆ２Ａ、Ｆ１Ａの中心位置と面の
傾き、ボルト穴振り角度を記録する。

【００３２】以上のフランジ接続方法により配管経路Ａ
と配管経路Ｂとを生成した後（ステップＳ１０、ステッ
プＳ１２）、図５のフローチャートに戻り、次にこれら
の配管経路Ａ、Ｂにおいて接続されるフランジ同士の中
心位置、面の傾き及びボルト穴振り角度の差を計算する
（ステップＳ１４）。即ち、配管ピースＰ１、Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４の接続順序を変えた場合に、最後に接続される
フランジ同士で生じるずれを算出する。図７に５通りの
接続順序のパターン（接続パターン）を示す。

【００３３】同図（１）乃至（５）に示す接続パターン
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、それぞれ機器Ｍ１と配管ピース
Ｐ１、配管ピースＰ１と配管ピースＰ２、配管ピースＰ
２と配管ピースＰ３、配管ピースＰ３と配管ピースＰ
４、配管ピースＰ４と機器Ｍ２が最後に接続される場合
を示している。これらの図に示すように配管ピースが全
て設計データと誤差なく製作された場合以外は、最後に
接続されるフランジの部分にずれが生じる。コンピュー
タ１０は、これらの接続パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに
おけるずれを求める場合に、上記ステップＳ１０とステ
ップＳ１２で求めた配管経路Ａと配管経路Ｂにおける各
フランジの中心位置、面の傾き及びボルト穴振り角度の
計算結果を用いて、以下（１）から（５）に示すフラン
ジ同士の中心位置、面の傾き及びボルト穴振り角度の差
を算出する。

【００３４】（１）接続パターンＡの場合：機器Ｍ１の
機器フランジＦ０と配管経路Ｂにおける配管ピースＰ１
の自由端フランジＦ１Ａ （２）接続パターンＢの場合：配管経路Ａにおける配管
ピースＰ１の自由端フランジＦ１Ｂと配管経路Ｂにおけ
る配管ピースＰ２の自由端フランジＦ２Ａ （３）接続パターンＣの場合：配管経路Ａにおける配管
ピースＰ２の自由端フランジＦ２Ｂと配管経路Ｂにおけ
る配管ピースＰ３の自由端フランジＦ３Ａ （４）接続パターンＤの場合：配管経路Ａにおける配管
ピースＰ３の自由端フランジＦ３Ｂと配管経路Ｂにおけ
る配管ピースＰ４の自由端フランジＦ４Ａ （５）接続パターンＥの場合：配管経路Ａにおける配管
ピースＰ４の自由端フランジＦ４Ｂと機器Ｍ２の機器フ
ランジＦ５ 上記コンピュータ１０は、以上の各接続パターンについ
て最後に接続するフランジ同士の中心位置，面の傾き及
びボルト穴振り角度の差を算出したのち、この算出結果
に基づいて次式で定義されるずれ量を算出する。

【００３５】ずれ量＝（中心位置の差）² ＋（フランジ
面の傾きの差）²＋（ボルト穴振り角度の差）² そして、各接続パターンについて算出したずれ量のうち
最も値が小さい接続パターンを最良の接続パターンとし
て決定する（ステップＳ１６）。このようにして最良の
接続パターンを決定すると、次に、この接続パターンに
おいて、そのずれ量を配管取り付け時に配管経路全体の
可撓性により吸収することが可能かどうかの判定を行
う。即ち、最小ずれ量分の変位によって配管経路に生じ
る応力をコンピュータによる応力解析で求め（ステップ
Ｓ１８）、生じる最大応力が配管の許容応力未満である
かどうかを判定する（ステップＳ２０）。

【００３６】生じる最大応力が許容応力未満であれば、
製作した配管ピースは取り付け可能と判断し、その接続
パターンと各配管ピース接続時のボルト穴裕度分の回転
移動量を指示し、これに基づいて配管を取り付ける（ス
テップＳ２２）。一方、生じる最大応力が許容応力以上
であれば、製作した配管ピースは取り付け不可と判断
し、選択した接続パターンの最終接続配管ピースの内、
曲がりが少ない単純な形状のピースを修正することと
し、かつ、ずれ量を修正量として配管の手直しを指示す
る（ステップＳ２４）。

【００３７】以上の配管製作手順により、配管設計の修
正を現場合わせ作業を行うことなくコンピュータ上で行
うことが可能となる。尚、上記実施の形態では、全ての
配管ピースを製作してから配管仮組シミュレーションを
行っていた場合であったが、例えば１つの配管ピースを
残して他の配管ピースを製作して配管仮組シミュレーシ
ョンを行い、そのシミュレーションの結果により残り１
つの配管ピースの寸法を決めて製作するようにしてもよ
い。

【００３８】

【発明の効果】以上本発明によれば、現場既設の２箇所
の配管接続部の３次元測定データと製作後の配管ピース
の両端の接続部の３次元測定データに基づいて配管ピー
スをコンピュータ上で接続し、配管の変位応力を算出す
る。そして、この変位応力が所定の許容応力を越えた場
合には、配管ピースの修正を指示する。

【００３９】これにより、製作した配管が取り付け可能
か否かを事前に判断でき、塗装、保温作業及び各種検査
を現場発送前に完了でき、配管の完全プレハブ化が可能
となり、現場作業を低減できる。また、複数の接続箇所
を順次接続する際に、該接続する配管ピースの固定端側
の接続部と隣接する配管ピースの接続部又は前記現場既
設の配管接続部との中心位置及び傾きを一致させるとと
もに、前記接続する配管ピースの自由端側の接続部の中
心位置及び傾きが設計データの中心位置及び傾きと一致
するように接続部間を、接続する配管ピースの固定端側
の配管中心軸を回転中心として回転移動させるようにし
たことにより、各配管ピースの製作誤差を相殺し、配管
経路全体で取り付け可能かどうかの検討が行えるため、
製作した配管の不良等の低減効果が期待できる。

【００４０】また、請求項６に記載の発明によれば、配
管を構成する複数の配管ピースのうち、所定本数の配管
ピースを設計データに基づいて製作し、これらの配管ピ
ースに関して配管ピース接続のシミュレーションを行
い、その結果、残りの配管ピースの設計データを修正し
て、これらの残りの配管ピースを前記修正した設計デー
タに基づいて製作するようにする。

【００４１】これにより、一度製作した配管ピースを修
正することなく、現場既設の配管接続部に確実に接続で
きる配管を容易に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る配管仮組シミュレーショ
ン装置とその周辺機器を示した図である。

【図２】図２は、配管経路の一例を示した図である。

【図３】図３は、現場機器のフランジの測定状況を示し
た図である。

【図４】図４は、製作した配管ピースのフランジの計測
状況を示した図である。

【図５】図５は、配管仮組シミュレーションの処理手順
を示したフローチャートである。

【図６】図６は、フランジ接続方法を示したフローチャ
ートである。

【図７】図７は、配管接続パターンを示した図である。

【符号の説明】

Ｍ１、Ｍ２…機器 Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４…配管ピース Ｆ０、Ｆ５…機器フランジ Ｆ１Ａ、Ｆ１Ｂ、Ｆ２Ａ、Ｆ２Ｂ、Ｆ３Ａ、Ｆ３Ｂ、Ｆ
４Ａ、Ｆ４Ｂ…フランジ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現場既設の２箇所の配管接続部の間に配
   管される複数の配管ピースをコンピュータ上で接続する
   配管仮組シミュレーション装置であって、 ３次元測定手段によって予め測定されている前記現場既
   設の２か所の配管接続部の３次元測定データ、及び前記
   各配管ピースの両端の接続部の３次元測定データを入力
   する入力手段と、 前記入力手段から入力した３次元測定データに基づいて
   コンピュータ上で前記現場既設の２箇所の配管接続部及
   び各配管ピースの両端の接続部の複数の接続箇所のうち
   の最終接続箇所を除いた各接続箇所をそれぞれ接続し、
   前記最終接続箇所の接続部間において生じるずれ量を算
   出するずれ量算出手段と、 前記最終接続箇所を接続した場合に、前記ずれ量によっ
   て発生する配管の変位応力を算出する変位応力算出手段
   と、 を備え、 前記変位応力が所定の許容応力を越える場合には、前記
   配管を現場に設置する前に前記配管ピースの寸法修正を
   可能にしたことを特徴とする配管仮組シミュレーション
   装置。
2. 【請求項２】 前記ずれ量算出手段は、前記複数の接続
   箇所を順次接続する際に、該接続する配管ピースの固定
   端側の接続部と隣接する配管ピースの接続部又は前記現
   場既設の配管接続部との中心位置及び傾きを一致させる
   とともに、前記接続する配管ピースの自由端側の接続部
   の中心位置及び傾きが設計データの中心位置及び傾きと
   一致するように接続部間を、接続する配管ピースの固定
   端側の配管中心軸を回転中心として回転移動させること
   を特徴とする請求項１の配管シミュレーション装置。
3. 【請求項３】 前記ずれ量算出手段は、前記複数の接続
   箇所を最適な接続順序で接続し、最小のずれ量を算出す
   ることを特徴とする請求項１又は２の配管仮組シミュレ
   ーション装置。
4. 【請求項４】 前記最小のずれ量を示す最適な接続順序
   を指示することを特徴とする請求項３の配管仮組シミュ
   レーション装置。
5. 【請求項５】 前記現場既設の配管接続部及び前記各配
   管ピースの接続部はボルト締結のためのボルト穴を有す
   るフランジであり、前記３次元測定データは、前記フラ
   ンジの中心位置、面の傾き及びボルト穴振り角度を示す
   データであることを特徴とする請求項１、２、３又は４
   の配管仮組シミュレーション装置。
6. 【請求項６】 現場既設の２箇所の配管接続部の間に配
   管される複数の配管ピースを製作する配管製作方法であ
   って、 前記配管を構成する複数の配管ピースのうち一部の配管
   ピースを製作し、 前記現場既設の２か所の配管接続部の３次元測定データ
   と、前記製作した配管ピースの両端の接続部の３次元測
   定データを入力し、 前記入力した配管ピースをコンピュータ上で接続するシ
   ミュレーションを行い、 前記シミュレーションの結果に基づいて前記配管を構成
   する残りの配管ピースの設計データを修正し、 前記修正した設計データに基づいて前記配管を構成する
   残りの配管ピースを製作することを特徴とする配管製作
   方法。