JPS6029597B2 - 斜め切断管の自動溶接検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、石油、ガス、水道、下水処理プラント等の
配管工事あるいは構造物等の管接合工事において、斜め
切断された一方の被接合管と他方の被接合管とに開先加
工を施して自動溶接したのち、溶接部を非破壊方式によ
り検査する装置に関するものである。

鋼管等の被接合管の溶接工事においては、管軸に直角な
管端相互の溶暖だけでなく、管軸に対し傾斜した端面を
有する被接合管すなわち斜め切断管の溶接も必要であり
、特に都市近郊の都市ガス配管工事においては、配管工
事現場で被接合管を斜め切断して突合せ溶接する斜め継
手すなわち折れ曲り継手が相当量ある。

このため配管工事においては、直角切断管および斜め切
断管の何れも自動化が可能である溶接方法が要望されて
いる。また管の溶接継手接合作業においては、溶接後に
非破壊検査を行なうのが通常であり、さらに管の斜め切
合せ接合においては、工事現場での切断および開先加工
が不可欠となる。このため従釆は、開先加工、自動溶接
および検査についてそれぞれ別個の３種類の大規模な装
置を使用し、かつ個々の装置の取付けおよび取外しも著
しく煩雑であった。したがって各装置の着脱の簡便化お
よび装置の規模、数量、種類の縮少化が必要となってく
る。一方、総綾工事現場は狭くかつ足場も悪く、しかも
管接合部の位置は埋設溝の底部であったり、足場を必要
とするような地表面から高い位置にあるので作業環境が
悪く、さらに溶接作業位置の移行が前提となるため、施
工装置は小型、軽量でかつ人力により容易に移送および
取扱いできることが重要である。

さらに現場溶接はその用途に応じて、熔接法、被溶接管
の口径、肉厚等において多種多様であるが、装置はでき
るだけ共通に使用できるものが望ましい。この発明は前
述の要望を満足する斜め切断管の自動溶接検査装置を提
供することを目的とするものである。

次にこの発明を図によって詳細に説明する。

図面はこの発明の実施例を示すものであって、２つの半
円形レールユニット６，７の両端部が相互に突合され、
かつ対向する一方のレールユニット６の端部には、レー
ルユニット外面に開□する傾斜凹部８とその凹部および
レールユニット端面に開□する透孔９とが設けられ、他
方のレールユニット７の端部には、レールユニット端面
に閉口する雌ねじ孔１０が設けられ、前記凹部８から透
孔９を通って雌ねじ孔１川こ螺合された結合用ボルト１
１により、各レールユニット６，７の両端部が相互に綿
付結合されて円形ガイドレール１が構成されている。円
形ガイドレールーの上部および下部に、その半径方向に
延長すると共に外端にスパナ隊入用角孔１２を備えてい
る上部締付螺村１３および下部縦付螺村１４が螺合され
、各締付螺村１３，１４の内端部に設けられた半球状頭
部１５は締付シュー１６に設けられた半球状凹部１７に
競合され、かつ締付シュ−１６の外面に溶接等により固
着された保持板１８には、半球状凹部１７の開□部に位
置する係合孔１９が設けられ、各締付螺杵１３，１４の
内端部に設けられた小軽部２０１こ保持板１８の係合孔
が回動および任意方向に揺動自在に鉄設されている。

円形ガイドレール１の横方向の両側に、その半径線方向
に延長する軸線を有する駆動歯車２１の内端部に一体に
蓮設された支軸２２が回転自在に鉄挿され、その支軸２
２の内端部には抜止め用スナップリング２３が鉄設され
、かつ駆動歯車２１の外端部にはスパナ隊入用角孔１２
が設けられ、さらに円形ガイドレール１の側部には、前
記支髄２２のガイドレール周囲方向の両側において支藤
２２と平行に延長する側部綿付螺村２４が螺合され、各
側部締付螺村２４の外端部には、前記駆動歯車２１に噛
み合う従動歯車２５が一体に設けられ、また駆動歯車２
１および各従動歯車２５は円形ガイドレールーに設けら
れた凹部２６内に収容されている。各側部締付螺村２４
の内端部に設けられた半球状頭部２７は側部締付シュー
２８の前後両端に設けられた半球状凹部２９に鉄合され
、かつ側部緒付シュー２８の外面に溶接等により固着さ
れた保持板３０‘こは、半球状凹部２９の関口部に位直
する係合孔３１が設けられ、各側部緒付螺村２４の内端
部に設けられた小径部３２は保持板３０の係合孔３１に
回動自在に鉄設されている。

側部締付シュー２８は、ガイドレール周囲方向に間隔を
おいて配置されて相互に同調移動する１対の側部締付螺
村２４により平行移動されるので、被接合管の軸線と円
形ガイドレールーの軸線とが上下方向に偏位していても
安定状態で締付けることができる。フレーム３３の左右
両側に、円形ガイドレールーの左右両側（ガイドレール
中方向の両側）にあるフランジの内面に係合すべき遊動
車輪３４が取付けられ、かつフレーム３３の前後両側に
は、円形ガイドレールーの外面に押付けられるべき板ば
ねからなる脳性押圧部材３５が取付けられ、さらにフレ
ーム３３の前後両端に係合具取付け用ねじ孔３６が設け
られて移動支持フレーム２が構成されている。

この移動支持フレーム２は円形ガイドレール１を絹立て
る前に予め一方のレールユニットに俄装着され、次いで
各レールユニット６，７が結合されて円形ガイドレール
ーが組立構成されたのち、その円形ガイドレール１が被
接合管の管端の外側に蕨挿され、円形ガイドレールーの
中心が管端面からＬの位置に配置される。円形ガイドレ
ール１を斜め切断された被接合管３７に固定する場合は
、まず被接合管３７の斜め切断角度のこ応じて取付高さ
ＡとＢの差が沙ｔａｎ８となるように、スパナにより上
部綿付螺杵１３および下部続付螺村１４を回敷して位置
出ししながら上下方向の締付けを行ない、次に横方向の
両側の取付間隔Ｃが互いに等しくなるように、スパナに
より駆動歯車２１を回転すると共にその駆動歯車２１に
より各従動歯車２５を介して各側部綿付螺村２４を回転
し、横方向の両側の縦付けを行ない、円形ガイドレール
ーを被接合管３７の管端面に平行になるように取付ける
。

なお円形ガイドレールを被接合管３７に取付ける場合、
簾方向の縞付けを行なったのち上下方向の緒付けを行な
ってもよく、また円形ガイドレールを直角切断された被
接合管３８に取付ける場合は、円形ガイドレールを、そ
の被接合管３８の管端面に直角になるように配置し、か
つ円形ガイドレールが被接合管３８と同じ的に配置され
るように上下および横方向の締付けを行なう。

第８図および第９図は走行装置付き自動溶接用ヘッド４
を、円形ガイドレール１に対し移動支持フレーム２を介
して着脱自在に装着した状態を示すものであって、走行
用モータ３９と円形ガイドレール１の外面に接触する複
数の走行ローラ４０とを備えている走行装置４１Ａに、
ワイヤリール４２、溶接トーチ４３、ワイヤフィードロ
ーラ４４、オシレート装置４５および倣い装置４６等が
取付けられ、かつ走行装置４１Ａの前後両側にはねじ式
係止具４７が回動自在に取付けられ、その係止具４７が
移動支持フレーム２のねじ孔３６に螺合されることによ
り、走行装置付き目動溶援用ヘッド４が移動支持フレー
ム２に対し着脱自在に固定されている。

第１０図は走行装置付き開先加工装置３を、円形ガイド
レール１に対し移動支持フレーム２を介して着脱自在に
装着した状態を示すものであって、前述のように構成さ
れた走行装置４１Ｂに固定されたガイド部材４８に、被
接合管３７の軸方向に延長すると共にハンドル４９を備
えている調節螺村５０が回動自在に取付けられ、そのガ
イド部材４８に情勤自在に係合された保持部材５１には
前記調節螺村５０が螺合され、かつその保持部材５１に
は、円形ガイドレール１の接線方向に延長する支軸５２
が固定され、その支髄５２には、締付ナット５３が螺合
されると共にガス供給口５４を有するガス切断トーチ５
５が回動自在に鼓設され、前記支軸５２と締付ナット５
３とからなる傾斜調節取付具により、ガス切断トーチ５
５が保持部材５１に対し角度調節自在に取付けられ、前
記調節螺村５０を回動すると保持部材５１およびこれに
より保持されているガス切断トーチ５５が円形ガイドレ
ールーの軸万向に移動される。

なおこのように構成された開先加工装置３における走行
装置４１Ｂと移動支持フレーム２の着脱自在な固定構造
は、自動溶接用ヘッド４における走行装置４１Ａと移動
支持フレーム２の着脱自在な固定構造と同一であるので
、その図示および説明を省略する。第１１図は走行装置
付き溶接部検査装置５を、円形ガイドレール１に対し移
動支持フレーム２を介して着脱自在に装着した状態を示
すものであって、前述のような構造の走行装置４１Ｃに
検査装置本体５６が固定され、その検査装置５６には管
軸万向に延長する支持アーム５７が固定され、その支持
アーム５７に摺動自在に鮫設された保持部材５８には、
これを支持アーム５７に対し固定するためのねじ式縦付
臭５９が設けられると共に、ねじ式調節支持臭６０によ
り被接合管の半径方向に位置調節される溶接部探傷装置
６１が取付けられ、その溶接部深傷装置６１は信号ケー
ブル６２を接続した超菅波探触子６３と被接合管３８の
外面に接触する支承ローラ６４とを備えている。

前記実施例においては、フレーム３３の側部に２個の遊
動車輪３４を取付けているが、フレーム３３の側部に取
付ける遊動車輪の数は１個でもよい。また係合具を敬付
ける手段としては、ねじ孔３６に代えてフックまたは他
の任意の取付手段を採用してもよい。なお、この発明は
、口径１０仇岬〜７０物側め程度の鋼管の斜め突合せ自
動溶接に適しており、管の姿勢は水平、鏡斜、垂直の何
れであってもよい。

また開先加工装置としては、ガス切断トーチ式のものに
代えて公知の任意型式のものを使用してもよい。さらに
溶接法もＭＩＧ、ＴＩＧ、ノンガス法を同様の原理で用
いることができる。この発明によれば、少なくとも一方
が斜め切断管である被接合管を熔接により接合するに際
し、被接合管の外側に、それぞれ管端面を含む平面に平
行となるようにして円形ガイドレール１を取付けたのち
、その円形ガイドレール１に沿って走行装置付き関先加
工装置３を走行させて管端に開先加工を施し、次に前記
円形ガイドレール１に沿って走行装置付き自動溶接用ヘ
ッド４を走行させて溶接を行ない、続いて前記円形ガイ
ドレールーに沿って走行装置付き溶接部検査装置５を走
行させて溶接部の検査を行なうことができるので、任意
の懐斜角の管軸に対し工事現場において容易かつ正確に
開先加工を施すことができると共に、少なくとも一方が
斜め切断管である被接合管を正確に自動溶接したのち溶
接部の検査を容易に行なうことができ、かつ斜め切断管
の接合すなわち管屈折接合を含む配管工事において、全
溶接作業および検査作業を自動化することができ、しか
も走行装置付き開先加工装置３と走行装置付き自動溶接
用ヘッド４と走行装置付き溶接部検査装置５との３つの
装置について走行基準となる円形ガイドし−ル１を共通
化したので、開先加工と自動熔接と検査とを行なう装置
を簡略化してコストダウンを計ることができ、かつ最も
煩雑で作業時間が長くかかるガイドレールの位置決め装
着作業が１回で済むので、作業時間を大中に短縮するこ
とができ、したがって手熔接と自動溶接とを併用してい
た従来の場合に比べて、人件費を少なくしてコストダウ
ンを計ることができると共に、溶接の品質管理を向上さ
せることができ、さらに溶接施工法および検査基準等の
統一化が容易になる。

また小型、軽量で取扱いも簡便でしかも安価である縦付
固定臭付き円形ガイドレール１および移動支持フレーム
２を共通の補助具として使用して正確な開先加工と自動
溶接と検査とを行なうことができ、大規模、高価格、高
精密な装置を用いることなく、斜め切断管の突合せ溶接
を自動化できるので実用的に非常に有効であり、さらに
管の口径変化に対しては、円形ガイドレールを交換する
だけで容易に対応することができる等の効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すものであって、第１図
は締付固定臭を備えている円形ガイドレールの正面図、
第２図はしールュニットの連結部を示す拡大縦断正面図
、第３図は移動支持フレームの斜視図、第４図は円形ガ
イドレールの上部稀付固定部を示す縦断側面図、第５図
は円形ガイドレールの下部稀付固定部を示す縦断正面図
、第６図は円形ガイドレールの側部締付固定部を示す縦
断正面図、第７図はその側面図、第８図は被接合管に取
付けた円形ガイドレールに走行装置付き自動溶接用ヘッ
ドを装着した状態を示す正面図、第９図はその一部縦断
面図、第１０図は被接合管に取付けた円形ガイドレール
に走行装置を有する関先加工装置を装着した状態を示す
縦断側面図、第１１図は被接合管に取付けた円形ガイド
レールに走行装置を有する溶接部検査装置を装着した状
態を示す縦断側面図である。 図において、１は円形ガイドレール、２は移動支持フレ
ーム、３は走行装置付き閥先加工装置、４は走行装置付
き自動溶接用ヘッド、５は走行装置付き溶接部検査装置
、６および７は半円形レールユニット、１１は結合用ボ
ルト、１３は上部締付螺杵、１４は下部締付螺杵、１５
は半球状頭部、１６は締付シュー、１７は半球状凹部、
１８は保持板、２１は駆動歯車、２４は側部締付螺杵、
２５は従動歯車、２８は側部綿付シュ−、３０は保持板
、３３はフレーム、３４は遊動車輪、３５は弾性押圧部
材、３６は係合具取付用ねじ孔、３７は斜め切断された
被接合管、３８は直角切断された被接合管、３９は走行
用モータ、４０は走行ローラ、４１Ａ〜４１Ｃは走行装
置、４７はねじ式係止具、５５はガス切断トーチ、６３
は超音波探触子、６４は支承ローラである。 第２図 第１図 第３図 第４図 累５図 第６図 溝フ図 溝丁０図 第８図 溝ｎ図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接線を含む平面が少なくとも一方の被接合管の管
   軸に対して傾斜している斜め切断管を溶接する装置にお
   いて、管軸に対し直角および傾斜状態で取付けることが
   できる締付固定具をえている円形ガイドレール１と、そ
   の円形ガイドレール１によりガイドされて移動する移動
   支持フレーム２と、その移動支持フレーム２と介して円
   形ガイドレール１に着脱自在に装着される走行装置付き
   開先加工装置３と、前記移動支持フレーム２を介して円
   形ガイドレール１に着脱自在に装着される走行装置付き
   自動溶接用ヘツド４と、前記移動支持フレーム２を介し
   て円形ガイドレール１に着脱自在に装着される走行装置
   付き溶接部検査装置５とからなる斜め切断管の自動溶接
   検査装置。