JPWO2015022943A1

JPWO2015022943A1 - 円筒状容器製造用支持装置

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Publication number: JPWO2015022943A1
Application number: JP2015531813A
Authority: JP
Inventors: 俊道森; 中川　明; 明中川
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2034-08-11
Also published as: CN105451930B; EP3034232A1; KR20160040676A; WO2015022943A1; EP3034232A4; CN105451930A; JP6107953B2

Abstract

製造する円筒状容器（２）を横向き姿勢で配置させるときの軸心位置に沿うｘ軸方向に沿って２台のターニングローラ装置（４）が設けられ、その両外側に、円筒状容器（２）を受ける凹部（１１）を備えたスキッド（５）が、ジャッキ（６）を備えたジャッキアップ架台（７）により支持した状態で設けられ、各ターニングローラ装置（４）は、２つのローラ（９）の間隔を変更できる機能を有し、円筒状容器（２）の周方向の溶接作業と非破壊検査作業は、各ターニングローラ装置（４）の間隔を縮小した各ローラ（９）上で円筒状容器を周方向に回転させながら行い、耐圧試験は、ターニングローラ装置（４）の各ローラ（９）の間隔を拡大させ、円筒状容器（２）をジャッキアップ架台（７）上のスキッド（５）に受け替えた状態で行うことで、作業時間と費用を削減すると共に、作業姿勢の悪化に伴う作業品質の低下を防止する。

Description

本発明は、円筒状で大型の容器、特に、製造時に水を注入して耐圧試験を行うことが必要とされる円筒状の圧力容器の製造に適した円筒状容器製造用支持装置に関するものである。

たとえば、蒸気発生器のような円筒状で大型の容器を製造する場合は、前記容器の軸方向が横向き（横倒し）の姿勢となるように架台上に載置した状態で、部材の接合等の製造作業を行う手法が広く採用されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１６３２９２号公報

ところが、たとえば、前記円筒状の容器が圧力容器である場合は、円筒状の胴部の軸心方向両端部に鏡板を取り付ける作業として、容器の外側と内側の両側からの完全溶込み溶接を周方向の全周に亘り実施する必要がある。又、溶接作業後には、溶接個所について、超音波探傷試験や放射線透過試験等の非破壊検査作業を、前記溶接個所の全長について、すなわち、容器の周方向の全周に亘り実施する必要がある。

そのために、従来のように軸方向が横向きの姿勢で容器を架台上に載置した状態では、前記溶接作業や非破壊検査作業を行う際に、周方向に或る角度間隔ごとに分割された複数の作業領域を設定して、そのうちの一つの作業領域について、容器の内外に前記作業領域に対応する足場を組み上げて、前記溶接作業や非破壊検査作業を実施する。

次いで、前記一つの作業領域での作業が終了すると、容器内外の足場を撤去してから、クレーン等を用いて容器を前記作業領域が設定されている所定の角度分、回転させる。

その後、前記作業が終了した作業領域に隣接する新たな作業領域について、再び足場を組み上げてから、前記溶接作業や非破壊検査作業を実施する。

このような手順を、前記周方向に設定されているすべての作業領域について順次繰り返して実施することにより、周方向の全周に亘る溶接作業及び非破壊検査作業が完了する。

したがって、従来は、前記複数の作業領域ごとに足場の組み上げと撤去を行わなければならないために、作業時間と費用が嵩んでしまう。又、個々の作業領域内では、周方向に沿って延びる溶接個所に対応するために、作業姿勢も変化させる必要が生じてしまう。更に、この作業姿勢の変化の際に、作業姿勢が悪くなる場合は、特に溶接欠陥のような作業品質の低下の要因になりやすい。

又、前記円筒状の容器が大型化する場合は、重量が増加して、容器製造を行う工場に装備された既設のクレーンでは吊り上げて周方向の向きを変える作業が困難になる虞がある。

なお、前記円筒状の容器が圧力容器の場合は、耐圧試験として、内部に水を封入して圧力をかける試験を行う必要があり、かかる耐圧試験を行う際には、容器の重量が、内部に封入した水の分、更に増加するため、前記容器を架台により確実に支持させる必要がある。

そこで、本発明は、大型の円筒状の容器の溶接作業や非破壊検査作業の際に、足場の組み上げと撤去の作業の回数を削減できて、作業時間と費用を削減でき、又、前記溶接作業や非破壊検査作業の作業姿勢の安定化を図ることができ、更に、耐圧試験の際には、前記容器を、架台を介し確実に支持させることができる円筒状容器製造用支持装置を提供するものである。

本発明の一態様は円筒状容器製造用支持装置であって、製造すべき円筒状容器を横向きの姿勢で配置させるときの軸心位置に沿う鉛直面内の水平な一軸方向に沿って或る間隔を隔てて複数配設されたターニングローラ装置と、前記一軸方向に沿って或る間隔を隔てて複数配設され、前記円筒状容器を前記ターニングローラ装置と受け替えるための凹部を有するスキッドと、前記スキットを支持した状態で配設され、ジャッキを含むジャッキアップ架台とを備えることを要旨とする。

各ターニングローラ装置は、２つのローラの間隔を縮小及び拡大する機能を備えてもよい。各ターニングローラ装置は、前記２つのローラを、間隔を縮小した状態に配置させると、前記各ローラにより、円筒状容器を、ジャッキを収縮させた状態のジャッキアップ架台上のスキッドより上方に離れた配置で支持し、前記２つのローラを、間隔を拡大した状態に配置させると、前記ジャッキを収縮させた状態の前記ジャッキアップ架台上の前記スキッドによって支持される円筒状容器に対して非接触となる位置まで前記２つのローラを退避させる機能を備えてもよい。

ジャッキアップ架台は、ベースプレート上に、上下に延びる角筒状の荷重伝達壁を設けたベース部材と、前記荷重伝達壁の上部の内側に収容可能な直方体形状の荷重伝達ブロックの上端部に、前記荷重伝達壁よりも大きな平面形状を有する天板を設けた昇降部材とを備えてもよい。ジャッキアップ架台は、前記荷重伝達壁の内側の前記昇降部材の下方となる位置に、ジャッキを収容するように構成されていてもよい。

本発明によれば、円筒状容器の製造の際の溶接作業や、溶接個所の非破壊検査作業のための足場の組み上げと撤去の作業の回数を削減又はこれらを不要にできる。従って、作業時間と費用を削減することができる。また、溶接作業や非破壊検査作業の作業姿勢の安定化を図ることができて、作業姿勢の悪化に伴う作業品質の低下を防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る円筒状容器製造用支持装置を示す概略側面図である。図２は、図１の円筒状容器製造用支持装置の概略平面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図１の円筒状容器製造用支持装置において、ジャッキアップ架台におけるジャッキを伸長作動させた状態を示すもので、図３（ａ）は図１のＡ−Ａ方向矢視に対応する拡大図、図３（ｂ）は図１のＢ−Ｂ方向矢視に対応する拡大図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図１の円筒状容器製造用支持装置において、ターニングローラ装置のローラ間隔を縮小させた状態で、ジャッキアップ架台のジャッキを収縮させた状態を示すもので、図４（ａ）は図１のＡ−Ａ方向矢視に対応する拡大図、図４（ｂ）は図１のＢ−Ｂ方向矢視に対応する拡大図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図１の円筒状容器製造用支持装置において、ターニングローラ装置のローラ間隔を拡大させた状態で、ジャッキアップ架台のジャッキを収縮させた状態を示すもので、図５（ａ）は図１のＡ−Ａ方向矢視に対応する拡大図、図５（ｂ）は図１のＢ−Ｂ方向矢視に対応する拡大図である。図６（ａ）乃至図６（ｃ）は、図１の円筒状容器製造用支持装置におけるジャッキアップ架台を拡大して示すもので、図６（ａ）は概略正面図、図６（ｂ）は概略切断側面図、図６（ｃ）はジャッキを伸長作動させた状態を示す概略正面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１乃至図６（ｃ）は本実施形態の円筒状容器製造用支持装置１を示すものである。

以下の説明において、ｘ軸方向は、容器製造を行う工場にて、製造すべき円筒状容器２を横向き（横倒し）の姿勢で配置させるときの軸心位置（軸心）に沿う鉛直面内の水平な一軸をｘ軸とし、これが延伸する方向を云うものとする。

本実施形態の円筒状容器製造用支持装置１では、工場の床面（基礎面）３におけるｘ軸方向に沿って或る間隔を隔てた２個所に、ターニングローラ装置４が１台ずつ設置されている。

更に、工場の床面３におけるｘ軸方向に沿って或る間隔を隔てた２個所、たとえば、各ターニングローラ装置４の両外側の近傍となる２個所には、円筒状容器２を回転しないように支持させるためのスキッド５が配設されている。スキッド５は、ｘ軸方向に直交する幅方向の両端部のそれぞれが、ジャッキ６を収納したジャッキアップ架台７により支持された状態で配設されている。

各ターニングローラ装置４は、工場の床面３に図示しないボルトのような取り外し可能な固定手段（図示せず）を介して設置された支持台８を備える。支持台８は、ｘ軸と直交する幅方向に或る寸法延びる形状を有する。支持台８の上側には、ｘ軸方向に平行な回転軸を有する２個一組のローラ９が、ｘ軸を対称軸とする線対称な位置（ｘ軸から幅方向に等距離の位置）に配置された状態で、個別のブラケット１０に回転自在に支持されている。

更に、各ターニングローラ装置４は、支持台８上にて、各ローラ９が取り付けられている各ブラケット１０を、ｘ軸方向と直交する幅方向に沿ってｘ軸に対して近接、離反する方向に変位させて、各ローラ９同士の間隔を拡大、縮小させるためのローラ間隔変更手段（図示せず）を備えている。なお、ローラ間隔変更手段により変化させるローラ９同士の間隔と、ジャッキアップ架台７のジャッキ６によるスキッド５の昇降との関連については後述する。

各ターニングローラ装置４のうち、少なくとも一方のターニングローラ装置４は、２個一組のローラ９の一方又は双方を回転駆動するためのモータの如き回転駆動装置（図示せず）を備える。これにより、２台のターニングローラ装置４では、それぞれの２個ずつのローラ９により、横向きに配置される円筒状容器２の軸心方向の対応する個所の外周面を受けて支持することができる。更に、図示しない回転駆動装置により対応する単数または複数のローラ９を回転駆動することにより、各ローラ９によって支持された状態の円筒状容器２を、周方向に回転させることができる。

各スキッド５は、ｘ軸方向と直交する幅方向に延び、且つ上面側に円筒状容器２の軸心方向に対応する個所の外周面に沿う半円形状の凹部１１を備える。これにより、各スキッド５の凹部１１は、軸心方向における円筒状容器２の対応個所の外周面を受け、円筒状容器２を支持する。また、スキッド５の支持によって、円筒状容器２の回転方向の変位が防止される。

図６（ａ）乃至図６（ｃ）に示すように、ジャッキアップ架台７はスキッド５を支持する。また、ジャッキアップ架台７は、ジャッキ６を収容できる構造を有するベース部材１２と、ベース部材１２上に載置して、ベース部材１２に収納されたジャッキ６により昇降させる昇降部材１３とを備える。

ベース部材１２は、方形の平面形状を有するベースプレート１４と、ベースプレート１４上に設けられ、上下方向に延びる角筒状の荷重伝達壁１５とを備える。荷重伝達壁１５の一つの側壁面には、ジャッキ６を出し入れするための開口部１６が設けられている。更に、荷重伝達壁１５には、少なくとも開口部１６を挟む位置の外面と、ベースプレート１４の上面との間に、補強用のリブ１７が設けられている。

昇降部材１３は、荷重伝達ブロック１８と、荷重伝達ブロック１８の上端部に取り付けられた天板１９とを備える。荷重伝達ブロック１８は、ベース部材１２の荷重伝達壁１５の内側に配置可能な平面形状を有し、且つ、上下に扁平した直方体形状を有する。天板１９は、ベース部材１２の荷重伝達壁１５よりも大きな平面形状を有するしたがって、スキッド５は、各ジャッキアップ架台７の天板１９上に載置されている。

ジャッキアップ架台７は、開口部１６を通して荷重伝達壁１５の内側にジャッキ６を収容する。ジャッキアップ架台７が各ジャッキ６を伸長させたとき、各ジャッキ６により、昇降部材１３と一緒に天板１９上に載置されたスキッド５が上昇する。この際、スキッド５より作用する荷重は、昇降部材１３よりジャッキ６と、ベース部材１２のベースプレート１４を介してジャッキアップ架台７の設置個所の床面３に伝えらえる。

一方、ジャッキアップ架台７がジャッキ６を収縮させたときには、昇降部材１３の荷重伝達ブロック１８が、ベース部材１２の荷重伝達壁１５の上部内側に収納されて、天板１９の外周縁部が、荷重伝達壁１５の上側に載置される。このため、スキッドより作用する荷重は、昇降部材１３の天板１９の外周縁部よりベース部材１２の荷重伝達壁１５に直接伝えられ、荷重伝達壁１５よりベースプレート１４を介してジャッキアップ架台７の設置個所の床面３に伝えられる。したがって、この状態では、ジャッキアップ架台７は、スキッド５より作用する荷重を、ジャッキ６の能力に依存することなく支持することができる。

ここで、各ジャッキアップ架台７による各スキッド５の昇降と、各ターニングローラ装置４におけるローラ間隔変更手段により変化させるローラ９同士の間隔との関連について説明する。

図３（ａ）に示すように、各ジャッキアップ架台７が各スキッド５を最も上昇するまで各ジャッキ６を伸長させたとき、各スキッド５は円筒状容器２を受けて、円筒状容器２を支持する。この際、各スキッド５に受けられた円筒状容器２は、図３（ｂ）に示すように、各ターニングローラ装置４における各ローラ９同士の間隔に関わりなく、各ローラ９より上方に離反した位置に位置する。したがって、この状態では、各ターニングローラ装置４にて、ローラ９同士の間隔を、円筒状容器２に干渉させることなく拡大又は縮小させることができる。

次に、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、各ターニングローラ装置４が、各ローラ９同士の間隔を縮小させた状態で、且つ各ジャッキアップ架台７が、各スキッド５が最も下降するまで各ジャッキ６を収縮させた状態では、図４（ｂ）に示すように、各ターニングローラ装置４の各ローラ９上に円筒状容器２が載置される。即ち、各ターニングローラ装置４は円筒状容器２を受けて、円筒状容器２を支持する。この際、図４（ａ）に示すように、円筒状容器２は、各スキッド５より上方へ離反する。したがって、この状態では、円筒状容器２は、各ターニングローラ装置４における各ローラ９の回転駆動に応じて周方向に回転することができる。

これに対し、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、各ターニングローラ装置４が、各ローラ９同士の間隔を拡大させた場合は、各ジャッキアップ架台７にて各ジャッキ６の収縮により各スキッド５が最も下降した状態であっても、図５（ｂ）に示すように、各ターニングローラ装置４の各ローラ９は、各スキッド５によって支持される円筒状容器２に対して非接触となる位置まで外側に退避する。したがって、この状態では、図５（ａ）に示すように、円筒状容器２は、各スキッド５と各ジャッキアップ架台７により、各ジャッキ６の能力に依存することなく支持することができる。

なお、円筒状容器２を図５（ａ）及び図５（ｂ）の状態とする場合には、各ジャッキアップ架台７によって支持される各スキッド５が、各スキッド５の直下に位置する床面３上に予め配置された補助支持台２０によっても受けられるようにすることが望ましい。

本実施形態の円筒状容器製造用支持装置１を使用して、円筒状容器２を製造する場合は、予め、図４（ａ）及び図４（ｂ）のように、各ターニングローラ装置４にて、各ローラ９同士の間隔を縮小させた状態に設定し、又、各スキッド５を支持しているジャッキアップ架台７では、ジャッキを収縮させた状態に設定しておく。

次に、工場に装備されている図示しないクレーンや、その他、任意の搬送手段を用いて、円筒状容器２を形成する胴部を、各ターニングローラ装置４の各ローラ９上に載置すると共に、この胴部を各スキッド５の上方に配置する。

この状態で、円筒状容器２の胴部の両端に鏡板を取り付ける場合は、各ターニングローラ装置４により円筒状容器２の胴部を必要に応じて回転させながら、内外両側からの完全溶込み溶接を周方向の全周に亘り行うと共に、溶接後には、溶接個所についての非破壊検査作業を全周に亘り行う。

この溶接作業及び非破壊検査作業のときには、円筒状容器２を必要に応じて周方向に回転させることができるため、溶接作業及び非破壊検査作業を周方向に連続して行うことができる。更に、溶接作業や非破壊検査作業の対象である円筒状容器２側を回転させることにより、溶接作業及び非破壊検査作業を行う位置や角度は、一定に保つことができる。このため、各作業の際の作業姿勢は、安定させることができて、作業姿勢の悪化に伴う作業品質の低下を防止することができる。

更に、溶接作業や非破壊検査作業を行う場合に、容器内側では、特に足場を必要とすることがなくなり、周方向に回転される円筒状容器２の下端寄りに位置する部分を作業対象個所に設定すれば、足場を不要にすることができる。又、容器外側では、たとえば、円筒状容器２の周方向の一個所に接近した足場を一度設置するのみでよく、更には、高所作業車を使用すれば、足場を不要にすることができる。

よって、本実施形態の円筒状容器製造用支持装置１によれば、円筒状容器の製造の際に、足場の組み上げと撤去の作業の回数を削減又は不要にできて、作業時間と費用を削減することができる。

製造後の円筒状容器２の耐圧試験を行う場合は、先ず、図３（ａ）及び図３（ｂ）のように、各ジャッキアップ架台７の各ジャッキ６を伸長作動させて、円筒状容器２を、各ターニングローラ装置４上より、各ジャッキ６により上昇させた各スキッド５上に受け替える。

その後、図５（ａ）及び図５（ｂ）のように、ターニングローラ装置４は、各ローラ９同士の間隔を拡大させ、且つ各ジャッキ６を収縮させる。これにより、円筒状容器２が、各スキッド５と共に下降し、各ジャッキアップ架台７及び各補助支持台２０上に載置される。

このようにして円筒状容器２及び各スキッド５が、各ジャッキアップ架台７と補助支持台２０によって支持される。この状態で、円筒状容器２内に水を封入して圧力をかけることで耐圧試験が行われる。

耐圧試験の際には、円筒状容器２の重量が、内部に封入した水の分だけ増加する。しかしながら、各ジャッキアップ架台７及び各補助支持台２０による支持は、各ジャッキ６の能力には全く依存していない。そのため、円筒状容器２の重量が増加しても、確実に円筒状容器２を支持することできる。

耐圧試験の終了後、水を抜いた円筒状容器２を搬出する場合は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、各ジャッキアップ架台７の各ジャッキ６により、各スキッド５と共に円筒状容器２の位置を一旦上昇させ、この状態で、ターニングローラ装置４を適宜分解して撤去する。又、補助支持台２０も撤去する。

その後は、両端部が各ジャッキアップ架台７の各ジャッキ６により支持された状態の各スキッド５の下方へ、図示しない搬送用車両を進入させ、搬送用車両に装備されたジャッキに受け替えることにより、各スキッド５ごと円筒状容器２を搬送用車両に搭載させるようにすればよい。

このように、本実施形態の円筒状容器製造用支持装置１によれば、円筒状容器２の製造の際の溶接作業や非破壊検査作業、製造された円筒状容器２の耐圧試験、更には、円筒状容器２の搬出するときに、クレーンを使用する必要をなくすことができる。したがって、本実施形態の円筒状容器製造用支持装置１によれば、工場に既設のクレーンの能力では対応しきれないような重量の円筒状容器２の製造に好適なものとすることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されない。各ターニングローラ装置４、各ジャッキアップ架台７及び各スキッド５のｘ軸方向の配列順序は適宜変更してもよい。たとえば、各ターニングローラ装置４の間に、各ジャッキアップ架台７及び各スキッド５を配置してもよい。或いは、各ターニングローラ装置４と、各ジャッキアップ架台７及び各スキッド５とを交互に配置してもよい。

各ターニングローラ装置４は、ｘ軸方向に３台以上設けてもよい。

同様に、各ジャッキアップ架台７及び各スキッド５の組は、ｘ軸方向に３組以上設けてもよい。

本発明の円筒状容器製造用支持装置は、円筒状容器であれば蒸気発生器以外のいかなる円筒状容器の製造に適用してもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

Claims

製造すべき円筒状容器を横向きの姿勢で配置させるときの軸心位置に沿う鉛直面内の水平な一軸方向に沿って或る間隔を隔てて複数配設されたターニングローラ装置と、
前記一軸方向に沿って或る間隔を隔てて複数配設され、前記円筒状容器を前記ターニングローラ装置と受け替えるための凹部を有するスキッドと、
前記スキットを支持した状態で配設され、ジャッキを含むジャッキアップ架台と
を備えることを特徴とする円筒状容器製造用支持装置。
各ターニングローラ装置は、２つのローラの間隔を縮小および拡大する機能を備え、前記２つのローラを、間隔を縮小した状態に配置させると、前記各ローラにより、円筒状容器を、ジャッキを収縮させた状態のジャッキアップ架台上のスキッドより上方に離れた配置で支持し、且つ前記２つのローラを、間隔を拡大した状態に配置させると、前記ジャッキを収縮させた状態の前記ジャッキアップ架台上の前記スキッドによって支持される円筒状容器に対して非接触となる位置まで前記２つのローラを退避させる機能を備えた
請求項１記載の円筒状容器製造用支持装置。
前記ジャッキアップ架台は、ベースプレート上に、上下に延びる角筒状の荷重伝達壁を設けたベース部材と、
前記荷重伝達壁の上部の内側に収容可能な直方体形状の荷重伝達ブロックの上端部に、前記荷重伝達壁よりも大きな平面形状を有する天板を設けた昇降部材とを備え、
前記ジャッキアップ架台は、前記荷重伝達壁の内側の前記昇降部材の下方となる位置に、前記ジャッキを収容するように構成されている
請求項１又は２記載の円筒状容器製造用支持装置。