JPS5921719B2 - 突合せ溶接しようとするふたつのパイプを突合せて保持する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、突合せ溶接しようとする２本のパイプを溶接
に当つて内部からクランプし、整合させ。

突合せかつこの状態で保持できるようにする、一般にカ
ップラと呼ばれる装置に関し、限定するわけではないが
ことにたとえばパイプ敷設船の船上における溶接作業に
おいて経験するように互いに長手方向に往復動するよう
に２本の長いパイプを支持する装置に関する。このよう
な装置としてはたとえパイプが大口径のものであつても
これを海底に敷設するパイプラインとして溶設する作業
が簡易に、手早く、安価に行なえることが要求される。

海底パイプラインの敷設中、敷設に用いる船またはその
他の海上構造物は、すでに敷設したパイプラインに溶設
によつて追加するパイプの長さにほぼ等しい距離だけ長
手方向に段階的に前進させる。

この前進運動後慣性によつて敷設船は前進の終りに到達
しているべき平衡位置をこえてすすんでしまラ。従つて
敷設船は前進の力と敷設船上に配設したウインチのドラ
ムに接続したケーブルまたはチェーンによる船尾への引
きとの間の差に比例して生ずる船尾方向への弾性的な力
にさらさらる。この弾性的な力は敷設船の最大移動に依
存すると共に敷設船が作業している海の深さにも依存す
る。このようにして定錨した敷設船は、溶接したパイプ
長さの敷設の終りに当つて期待する静的な平衡の位置を
中心として緩衝された往復運動にさらされるのである。

これに加えて、たとえば海風のような敷設船に作用する
外力の長手方向成分は長手方向の運動を誘発せしめ、こ
れが前述の長手方向運動に合成されるようになる。

敷設中のパイプラインは敷設船上に装架したパイプライ
ンに引張りの力を与える機械によつて維持されるが、敷
設船上のパイプラインによつて呈される引張りの力が所
定値をこえると、このパイプラインは引張り機械から釈
放され、その結果パインライブと敷設船との間に相対的
な長手方向の運動が生ずる。

このためこのパイプラインの船上の端部はこれに溶接し
ようとするパイプに対して往復動することとなる。この
ようにして新たなパイプと敷設しようとするパイプとの
間の溶接作業は，溶接しようとする端部同志を合せるに
必要な時間のため６または溶接中突合せられる端部を合
せたまま保持することの困難性、ことに大口径のパイプ
ラインを敷設する場合におけるこの困難性のためのいず
れかにより、大きくさまたげられることは容易に理解で
きるところであろう。

大口径のパイプの溶接のために外部カツプラよりも好ま
れる既知の内部カツプラは，溶接しようとする２本のパ
イプの端部を合せるための装置を有するものではなかつ
た。

事実このような既知の内部カツブラはふたつのパイプの
端部同志を突合せた後におぃてのみ作用し、その機能は
溶接しようとするパイプの軸線を整合させて維持するこ
とにあつた。これはパイプを合体させようとするパイプ
ラインの不動性かまたはパイプライン敷設船の場合敷設
しようとするパイプラインに結合した重い複雑な面倒く
さいフレームワークの存在かを必要とすることとなる。
本発明によれば、軸線方向に延びる単一の軸に沿つて配
設した前部および後部を有する細長ぃ本体と．前記軸に
くさびを介して作動的に連結され前記後部内において半
径方向に突出して第１のパイプに任接し前記後部を中心
としてこの第１のパイプを対称的に位置決めする第１の
圧カパツドと６前記軸にくさびを介して作動的に連結さ
れ前記前部内において半径方向に突出して第２のパイプ
に圧接し前記前部を中心としてこの第２のパイプを対称
的に位置決めする第２の圧カパツドと６前記後部および
前部に設けられ前記くさびに作用して前記圧カパツドを
半径方向に付勢する作動装置と６前記前部に設けられこ
の前部を前記軸に沿つて前記後部に向けて並進せしめて
前記第２のパイプを前記第１のパイプに接近せしめる滑
動装置とを包６する、突合せ溶接１−ようとするふたつ
のパイプを突合せで保持する装置にある。

本発明はパイプの内部からこれにクランプすることがで
きこれらのパイプの軸線を整合させて維すことができる
ばかりでなく、高精度をもつてこれらのパイプの端部を
突合せてたとえばパイプ敷設船の甲板上で起り得るよう
にパイプの一方が長手方向の往復運動にさらされた場合
であつても溶接中にこれらのパイプを突合せて保持する
ことを可能にするものである。

本発明装置はまた大口行のパイプの溶接を陸上で行なう
際にも有利に用いることができる。

以下添付図面に例示した本発明の好適な実施例について
詳述する。まず６第１図によれば、敷設すべきパイプラ
イン１を示してある。

パイプ３は溶接部２によつて結合される。パイプライン
１ば矢印４で示した方向に長手方向で往復運動を受け，
この同じ運動は矢印５で示したようにパイプ３において
も明らかに生じ得る。

パィブラィン１とパイプ３との掛け渡しは前部１５及び
後部１６を有する本体またはカツプラ６によつて行なわ
れる。後部１６には．半径方向に伸縮自在の油圧作動の
２組の辻カパツド７と６１組の駆動車輪９と１組の案内
車輪１０とが設けられている。

前部１５には１組の同じ様に配置され，環状スライダ１
８に担持され、装架された環状スライド１７に沿つて摺
動可能であつてしかも軸方向の中空の軸（第７図に符号
２８で示してある）に沿つて摺動可能の油圧作動の汗カ
パツド８が設けてある。スライド１７はたとえば適当な
油圧装置により軸２８に沿つて移動することができ、ス
ライダ１８はたとえば手動あるぃは電動機によりスライ
ド１７に沿つて移動することができる。第１図に示した
段階においては６パイプ３はパイプライン１に溶接され
，圧カパツド７及び８は引込み，車輪９はパイプ３中を
カツブラ６が前進するよう回転している。

するとスライド１７は第２図に示すように前部の先導端
部１４の方向に移動される。この段階におぃては次のパ
イプ１１は矢印１２で示したようにパイプ３の正面とだ
いたい整列するまで横に移動される。安全ケーブルとし
て作用し，カツプラに電力を供給する図示しない電気ケ
ーブルを取り付けることのできるケーブルがパイプ１１
の中を通され，前部１５の先導端部１４に結合される。
さらにカツブラが前進することによつて３第３図に示す
ように前部１５がパイプ１１の範囲内に入り、スライダ
１８をスライド１了に従つて前進させる。

カツプラ６がパイプ３及び１１に関して正確に位置決め
されると駆動車輪９は停止し、圧カパツド７が突出する
ようになり、後部１６は最終的にパイプ３内の場所を決
める。次いで、第４図に示すように、圧カパツド８はパ
イプ１１の内壁をしつかりと捕えるよう突出し，パイプ
３とパイプ１１とを整合させるようにする。

次いで第５図に示すように、スライド１７はスライダ１
８のレベルに来るまで後部１６の方へ移動させられ、ス
ライダ１８を後部１６の方向に進める。スライダ１８が
圧カパツド８によつてパイプに把持されているという事
実を考えると，スライダ１８のこの運動はパイプ１１を
接触するか又は溶接できるような接近した距離になるま
でパイプ３の方に移動することがわかる。この最終的な
位置を第６図に示す。溶接後６圧カパツド７及び８は引
込まれ．カツプラ６が現在最初の位置に沿つて次のバイ
ブにあることを除いて第１図に示した状態となる。さて
、第７図には第４図に示した位置に相当する位置，すな
わち２本の離れたパイプ３及び１１の中にあるカツプラ
６が示してある。

カツブラ６はその長さのほとんどが一般に円筒状である
が前部１５の先導端部ではテーパ状に、また後部１６の
尾端部でテーパ状にしてある。

カツブラ６の先導端部は上にリング２１（ケーブル１３
の装架用）とプラグ（図示しない）に電気ケーブルの端
部にて適応できるソケツト２２とを備えてぃる。後部１
６の尾端部はカパ一３０の形をとり、軸方向に配置の中
空軸２８はカバー３０からヘツド２０に延在させてある
。隔壁２９はその端部の中間部に軸２８を支持し，隔壁
２９は前部１５と後部１６との間の境界としてみなすこ
とができる。ヵッブラ６はだぃたぃその中心点の上部に
穴２３が与えられている。

この穴はカツブラ６を釣り上げるためのフックを掛ける
ために使用される。また第７図には第１図ないし第６図
に概略的に示した圧カパツド７及び８、駆動車輪９．案
内車輪１０．スライド１７及びスライダ１８を示してあ
る。第７図のカツプラにおいて、後部１６は２組の軸方
向に離れ半径方向に配置された圧カパツド７を包檎して
ぃる。

各圧カパツド７はくさび４１又は４２に与えられたあり
みぞ４３に適合のばち形突出部によりその内側端部に与
えられた半径方向に配置のコラム４４にピン４５で固定
され、その配置はたとえばくさび４１又は４２の軸方向
運動がコラム４４のそして圧カパツド７の半径方向運動
を生むような配置である。この配置は圧カパツド７のそ
れぞれに適用され、同様な配置が圧カパツド８のそれぞ
れに適用されている。圧カパツド７及び８の当接面４６
，４７は荒くしてあるか又は刻み目あるぃは他の模様を
付けられておりこれによつて圧カパツド７及び８がカツ
プラ６の外側に突出したときパイプ３又は１１の内面と
パツドとの間の固着を増すようにされている。

ハウジング４８がカツプラに形成され、圧力パツドがカ
ツブラ６内に充分に引込まれるようにしている。後部の
内側は下の方に油汗ポンプ２５を駆動する電動機２４が
設けられ６上の方には各種チエンバ（後述する）からの
油圧媒体を集めるタンク２６が設けられている。

ポンプ２５はカツブラの各種構成要素を動作させるに必
要なエネルギを供給し、ポンプ２５はタンク２６からの
給導管２７からの油圧媒体を送つている。また．後部１
６の下の方には２組の駆動車輪９があり６これらはふた
つの電動機（図示しない）によつて前後の方向に駆動さ
れ得る。

後部の上の方には６さらに２組の車輪、すなわち６案内
車輪１０がばね（図示しない）によつてカツプラ６の主
体の上方に通常付勢されている。その目的は敷設すべき
パイプラインの内側で運転中カツプラを案内することに
ある。敷設すべきパイプラインにすでに取付けたパイプ
３及びこのパイプ３に取付けようとするパイプ１１には
重くするためコンクリート製の層３１が設けてある。

後部１６の中空軸の部分に沿つて摺動可能に装架してあ
るのはその右方向端部にくさび４１を担持しその左方向
に外方向環状突出部３３を与えられたスライダ３２であ
る。

また６軸２８に関して摺動可能に装架してあるのはその
左方向端部にくさび４２を担持しているスライダ３４で
ある。

このスライダ３４は６その右方向端部にスライダ３２及
び３４が互いに摺動できるよう考慮して異つた大きさの
ふたつのチエンバ３５及び３６を定めるような方法で突
出部《を越えて延長してぃる。ここでは突出部３３が大
き目な内径を有するスライダ３４の部分の内壁と協働し
てぃる。さらに，スライダ３４の一番右側の端部はスラ
イダ３２の外壁と摺動可能に接触している。ふたつのチ
エンバ３５及び３６は導管３７及び制御弁３８により油
圧ポンプに結合され．制御弁は油圧ポンプからチエンバ
３５及び３６の一方は他方に油圧媒体を直結させている
。

これらふたつのチエンバ３５及び３６はまたタンク２６
に導びく制御弁４０の備わつた導管３９によつて結合さ
れている。カツプラ６の前部１５にある構成要素を詳述
する前に６後部１６の圧カパツド７を動かす方法をまず
説明する。カツブラ６から半径方向に圧カパツド７を突
出させるには，制御弁８を油圧ポンプ２５から油圧媒体
がチエンバ３６に導かれるように開閉し、弁４０をチエ
ンバ３６から油圧媒体を放出するように開閉する。チエ
ンバ３６に油圧媒体を導入することによつてくさび４２
（そのふたつだけが示されている）と続ぃているスライ
ダ３４を左方向（第７図にて）に動かし６くさび４１と
対応して続いているスライダ３２を右方向に動かす。し
たがつて６コラム４４は半径方向の外側に付勢され．圧
カパツド７の当接面４がパイプ長さ３の内面に対して強
く押されるようになる。これはカツプラの後部１６がパ
イプ長さ３の範囲内で真に整列されたことを保証十ＺＯ
圧カパツド７をカツブラ６内に後退させる時が来ると、
制御弁３８は作動して室３６への液圧媒体の流れを妨げ
るが６室３５へのこの媒体の流れは許容するようになる
。同様に制御弁４０は作動してチエンバ３６からタンク
２６への油圧媒体の流れを許容する。チエンバ３５へ油
圧媒体をｎ人することはスライダ３４を右方へ動かし６
スライダ３２を左方に動かす。この結果コラム４４及び
圧カパツド７はカツブラ６の内部に引込まれる。カツブ
ラ６の前部部分１５内に存在する構成部分に関して云え
ば．スライド１７にはふたつの間隔を隔てて内方に向う
環状の突出部５５が設けてある。これらの突出部５５は
前部部分１５内において中空軸２８の部分５４に密封的
かつ滑動的に係合する。これらの突出部５５の間には軸
５４上に装架した突起５６があり、これにより可変容量
のふたつのチエンバ５８および５９が限界される。油圧
ポンプ２５から先には導管６０があり、この導管には制
御弁６１があつてチエンバ５８および５９の一方または
他方に加圧下の油圧媒体を差し７向けることを可能にす
る。また図示しない導管および制御弁が設けてあり，油
圧媒体をチエンバ関および５９の一方または他方からタ
ンク２６へ排出することを許容するようにしてある。こ
のようにしてスライド１７を軸５４に沿い前方または後
方に動かすことを可能にする装置が設けられているので
ある。主としてスライド１７の外方にスライダ１８が位
置しており，このスライダ１８は鋼鉄製のボールベアリ
ング５３の助けにより軸５４に対して滑動することがで
きる。

このスライダ１８はスライド１７に対して滑動する。ス
ライダ１８の左方端部領域には内方に向いた環状の突起
があり、これに対してスライド１７の左方端部が当接す
ることができる。これによりスライダ１８とスライド１
７との両方は左方に動くようになる。スライダ１８の右
方端部には対応するものがなく６従つてスライド１７に
よる右方への運動は必然的にスライダ１８による対応運
動を生ぜしめない。おおよそ環状のスライダ１８には内
方スライダ５２が設けてあり６この内方スライダ５２の
左方領域にはくさびが設けてあり，このくさびは６外端
に汗カバツド８を担持するコラム１９の内端領域と係合
する。

スライダ１８の形状およびスライダ５２の形状はふたつ
のチエンバ４９および５０が限界されるように定めてあ
り．これらふたつのチエンバはスライダ５２とスライダ
１８との相互位置に依存して変る容積を有する。導管５
７は油圧ポンプ２５からのびており、制御弁５１をそな
えている。この制御弁５１は加圧下の油圧媒体をチエン
バ４９および５０の一方または他方へと差し向ける。ま
た６図示はしないが制御弁と同様に室４９および５０か
らタンク２６へ油圧媒体を戻すドレン導管がある。全体
の配置はカツプラ６の後部部分１６内の室３５および３
６から油圧媒体を除去また導入するための配置と同様で
ある。前部部分１５には一連の長手方向にのびるスロツ
ト６２が設けてあり、これらにより圧カパツド８の長手
方向の運動を許容する。孔６３は隔壁２９内に設けてあ
り６これによりスライダ５２およびこのスライダにより
担持されたくさびの所望最大移行を許容している。上述
の軸２８６スライダ１８．３２、突出部３３，チエンバ
３５，３６，４９，５０、くさび４１，４２６コラム４
４，１９等が作動装置を構成している。本発明装置が第
７図に示す状態にある時、換言すれば圧カパツド７がパ
イプ３にしつかりと当接し、圧カパツド８がパイプ１１
にしつかりと当接している時、加圧下の油圧媒体は導管
６０および弁６１を介して室５８へと導入され、チエン
バ５９内の油圧媒体はタンク２６へと排出される。

チエンバ５８への油圧媒体の導入はスライド１７を第７
図で左方に動かし、これが短い距離だけ回復した後、ス
ライダ１７の左方端部はスライダ１８上の内方突起に当
接し、このためスライド１７による左方とのこれ以上の
運動はスライダ１８およびパツド８を包自するスライダ
１８の付属部材の左方への運動を意味することとなる。
この左方への運動はパイプ１１の左方への運動（矢印６
４で示す）を生ぜしめ、このパイプ１１はパイプ３に当
接するかまたは溶接に適当な至近距離にもたらされるの
である。上述のスライド１７、突出部５５、５６６チエ
ンバ５８，５９が滑動装置を構成する。以上本発明を添
付図面に例示したその好適な実施例について詳述したが
本発明はこの特定の実施例に限定されるものではなく本
発明の精神を逸脱しなぃで幾多の変化変形がなし得るこ
とはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明によるカツプラの概略図で
あつて、（１）パイプラインとパイプとの間の溶接され
た領域からカツプラの前進、（Ｉｉ）パイブラインド結
合する次のパイプに対するカツプラの一部の位置選定，
（Ｉｉンくイプラインにカツブラを固定６ （Ｉｖ）次
のパイプにカツブラを固定，そして（ｖ）次のパイプと
パイフライ／とを共に引き寄せ、を民自する周期の各段
階における原理を示す図、第７図はパイフライ７とパイ
プラインに結合すべきパイプとの中に置かれた本発明に
よるカツプラの垂直部分断面を示す図である。 １・・・・・・パイプライン６２・・・・・・溶接部、
３，１１・・・・・・パイプ、４，５，１２・・・・・
・矢印６６・・・・・・カツプラ６７，８・・・・・・
圧カパツド６９・・・・・・駆動車輪、１０・・・・・
・案内車輪． １３・・・・・・ケーブル、１５・・・
・・・前部６１６・・・・・・後部、１７・・・・・・
スライド、１８，３２，３４，５２・・・・・・スライ
ダ６２０・・・・・・ヘツド６２１・・・・・・リング
、２２・・・・・・ソケツト， ２３・・・・・・穴、
２４・・・・・・電動機、２５・・・・・・油圧ポンプ
、２６・・・・・・タンク、２７，３７，５７，６０・
・・・・・導管、２８・・・・・・中空軸、２９・・・
・・・隔壁、３０，３１・・・・・・層、３３，５５・
・・・・・突出部、３５，３６，４９，５０，５８，５
９・・・・・・チエンバ．３，４０，５１，６１・・・
・・・弁６４１，４２・・・・・べさび、４４・・・・
・・コラム、４６，４７・・・・・・当接面、４８・・
・・・・・・ウジング６５３・・・・・・ボールベアリ
ング、５４・・・・・・軸，６２・・・・・・スロツト
、６３・・・・・・孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸線方向に延びる単一の軸２８に沿つて配設した前
   部１５および後部１６を有する細長い本体と、前記軸に
   くさび４１、４２を介して作動的に連結され前記後部内
   において半径方向に突出して第１のパイプ３に圧接し前
   記後部を中心としてこの第１のパイプを対称的に位置決
   めする第１の圧力パッド７と、前記軸にくさびを介して
   作動的に連結され前記前部内において半径方向に突出し
   て第２のパイプ１１に圧接し前記前部を中心としてこの
   第２のパイプ１１を対称的に位置決めする第２の圧力パ
   ッド８と、前記後部および前部に設けられ前記くさびに
   作用して前記圧力パッドを半径方向に付勢する作動装置
   と、前記前部に設けられこの前部を前記軸に沿つて前記
   後部に向けて並進せしめて前記第２のパイプを前記第１
   のパイプに接近せしめる滑動装置１７、５５、５６、５
   ８、５９とを包含する、突合せ溶接しようとするふたつ
   のパイプを突合せて保持する装置。