WO2008026404A1 - Appareil de décapage de la surface interne de tubes en acier, procédé de décapage de la surface interne de tubes en acier et procédé de fabrication d'un tube en acier dont la surface interne présente d'excellentes propriétés de surface - Google Patents

Appareil de décapage de la surface interne de tubes en acier, procédé de décapage de la surface interne de tubes en acier et procédé de fabrication d'un tube en acier dont la surface interne présente d'excellentes propriétés de surface Download PDF

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steel pipe
carrier fluid
abrasive
blasting
air
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French (fr)
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Yoshiyuki Kuroiwa
Akihiro Sakamoto
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Sumitomo Metal Industries, Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • B24C3/325—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes
    • B24C3/327—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes by an axially-moving flow of abrasive particles without passing a blast gun, impeller or the like along the internal surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
    • B24C7/0046—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • B24C3/325—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes

Definitions

  • the present invention relates to a steel pipe inner surface blasting apparatus, a steel pipe inner surface blasting method, and an inner surface, which can cause an inner surface of various steel pipes to carry a polishing material or an abrasive to a carrier fluid to be polished or polished.
  • the present invention relates to a method for producing a steel pipe having excellent surface properties.
  • the high-pressure injection blasting apparatus conveys the abrasive or abrasive using high-pressure air as a carrier fluid, injects the steel pipe with one end force into the steel pipe, and causes the abrasive or abrasive to collide with the inner surface of the steel pipe In this way, the scale on the inner surface of the steel pipe is removed or the inner surface of the steel pipe is polished.
  • the abrasive or abrasive material transported in the steel pipe by high-pressure air is collected by a collection tank with a filter installed at the other end of the steel pipe.
  • the negative pressure suction blasting apparatus throws in an abrasive material or abrasive material stored in a supply device provided in the vicinity of the starting end of the steel pipe into the steel pipe from one end of the steel pipe, Air in the steel pipe is sucked from the other end of the steel pipe by a blower.
  • the inside of the steel pipe is set to a negative pressure, and the abrasive or abrasive is transported by the negative pressure air flow generated by this, and the abrasive or abrasive is made to collide with the inner surface of the steel pipe. It removes the inner scale and polishes the inner surface of the steel pipe.
  • the abrasive or abrasive material carried in the steel pipe by the negative pressure air flow is sucked into the blower from the other end of the steel pipe and discharged. It is collected by a gravity sedimentation dust collector, cyclone, dust collector with a filter, or a combination of these installed between the other end of the steel pipe and the blower, and part of it is recycled.
  • Patent Document 1 there is the following Patent Document 1 regarding such a high-pressure injection blast device and a negative pressure suction blast device.
  • the conventional high pressure injection blasting device and the negative pressure suction blasting device are referred to the problems as the blasting device, and a blasting device obtained by improving the conventional negative pressure suction blasting device has been proposed.
  • the negative pressure suction blasting device the shape of the supply part of the abrasive or abrasive provided near the starting end of the steel pipe is devised, so that it is sucked into the steel pipe due to the negative pressure inside the steel pipe. It has been proposed that the negative air flow be swirled when the abrasive or abrasive material is transferred to the vicinity of the starting end of the steel pipe.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 5-228842
  • FIG. 1 is a high-pressure injection blast device shown in FIG.
  • the compressor 1 for injecting the abrasive and supplying the high-pressure air to be conveyed and the water in the air liquefied in the high-pressure air when the pressure of the air is increased are removed.
  • the cyclone of the collector 9 and the polished material that has been polished and the high-pressure air that floats and conveys the polished material 8 and through the said dust collector 9 A blower 10 is connected, which sucks the air from the recovery tank 7 and sends the air from which the abrasives and abrasive scraps have been removed to the silencer 11.
  • the abrasive material is conveyed using the high-pressure air flow 20 as a carrier, and the abrasive material 5 is caused to collide with the steel tube inner surface 6 so that the inner surface of the steel pipe is blasted.
  • FIG. 2 is a schematic diagram when the abrasive 5 conveyed using the high-pressure air flow 20 as a carrier collides with the inner surface of the steel pipe.
  • the abrasive material collides with the inner wall of the steel pipe with an incident angle ⁇ .
  • the flow rate and static pressure of the air flow, the blasting material Work conditions such as type and quantity can be determined.
  • the static pressure is set within 10 kg / cm 2 at the start of high-pressure injection to ensure the flow rate.
  • abrasive granular materials such as sphere equivalent diameters of 10 m to 5 mm, alumina, sand, etc. are used.
  • the working conditions are determined empirically, and test and blasting is performed under the working conditions, the working conditions are corrected, and the working conditions to be actually used are determined.
  • the compressor 1 is operated in accordance with the working conditions, the generated moisture in the high-pressure air is removed by the air dryer 2, the abrasive is dropped from the abrasive tank 3 into the high-pressure air, and the high-pressure air is removed.
  • One end force of the blast pipe 6 is sprayed onto the inner surface of the steel pipe 6 from the abrasive / fluid mixing section 4 mixed with air.
  • the abrasive material that is transported suspended in high-pressure air reaches the other end of the blasted pipe 6 while cleaning the inner surface of the pipe, and is jetted into the recovery tank 7 together with the high-pressure air. Some abrasive material that has fallen and is not crushed is recovered here.
  • the air containing the scoured scouring material is sucked into the blower 10, and the relatively large smashed scouring material is separated by the cyclone 8, and the crushed scouring material is cleaned. Waste is separated by a dust collector 9 and discharged to the atmosphere via a blower 10 and a silencer 11.
  • the steel pipe needs to be rotated about its axis.
  • the scouring ability is exerted only at a very local position in the vicinity of the injection port of the scouring material or abrasive material, the pressure fluctuation of the high-pressure air, the fluctuation of the particle inflow amount, the steel pipe rotation speed Unevenness occurs in the polishing ability due to factors such as unevenness and unevenness in the moving speed of the particle injection port.
  • the high-pressure injection blasting device has no mechanism to reaccelerate the particles after the collision, so the particle injection port moves in the longitudinal direction.
  • the high-pressure jet blasting apparatus has a problem of the solid-gas ratio of the abrasive or abrasive (amount of abrasive or abrasive per unit volume of air).
  • the high-pressure air injected into the steel pipe expands and depressurizes in the steel pipe, increasing the volume.
  • the solid-gas ratio inside becomes very small, and the blasting effect by the abrasive or abrasive becomes small.
  • FIG. 3 shows a negative pressure suction blast device shown in FIG.
  • a negative pressure air flow is sucked from the blasted pipe 6 through the recovery tank 7, the cyclone 8, and the dust collector 9, and the air from which the scouring material and scouring waste have been removed is sent to the silencer 11 and discharged.
  • Connect blower 10 A negative pressure air flow is sucked from the blasted pipe 6 through the recovery tank 7, the cyclone 8, and the dust collector 9, and the air from which the scouring material and scouring waste have been removed is sent to the silencer 11 and discharged.
  • Connect blower 10 10.
  • the blast material / air supply unit 13 for supplying the blast material and a negative pressure air stream that floats and transports the blast material to the inside of the blast tube 6.
  • the abrasive material is dropped from the abrasive material tank 3 into the abrasive material / air supply unit 13, and the abrasive material and air supply unit 13 are removed from the abrasive material / air supply unit 13 by negative pressure suction action.
  • the negative pressure air stream that is transported in a suspended state is supplied to the inside of the blasted pipe 6, and the inner surface of the blasted pipe 6 is cleaned by the abrasive that is suspended and transported in this negative pressure air stream. Then, the scoured material and the negative pressure air flow after the scouring are sucked and discharged from the blast tube 6.
  • the scouring material / air supply unit 13 is provided with turbulence generating means (not shown), and the scouring material is floated and transported in a turbulent negative pressure air flow. Therefore, the abrasive material contacts the inner surface of the blasted pipe 6 in a turbulent state.
  • the abrasive 5 is conveyed using the negative pressure air flow suspended and conveyed in the negative pressure air stream as a carrier, and the abrasive is collided with the inner surface 6 of the steel pipe. As a result, the inner surface of the steel pipe is blasted.
  • FIG. 4 is a schematic diagram when the abrasive 5 conveyed using the negative pressure air flow 15 as a carrier collides with the inner surface 6 of the steel pipe.
  • the abrasive material collides with the inner wall of the steel pipe with an incident angle ⁇ .
  • the negative pressure suction blasting device When blasting using this negative pressure suction blasting device, as with blasting using the high pressure injection blasting device, it is based on the material of the blasted tube 6, the inner diameter of the tube, the length, and the specifications of the blasting. Therefore, the working conditions such as the flow rate and negative pressure of the negative pressure air flow, and the type and amount of abrasive are determined. Normally, the negative pressure is set within 0 lKg / cm 2 .
  • the abrasive is made of garnet, alumina, sand, or other granular material with a sphere equivalent diameter of about 10 m5 mm, just like blasting using a high-pressure jet blasting device.
  • the working conditions are determined empirically, and test and blasting is performed under the working conditions, the working conditions are corrected, and the working conditions to be actually used are determined.
  • Working conditions are determined According to this working condition, the abrasive is dropped from the abrasive tank 3 into the abrasive material 'air supply unit 13, and the abrasive is supplied into the blast pipe 6 by negative pressure suction action. The polishing material suspended in the negative pressure air flow reaches the end of the blast pipe 6 while polishing the inner surface of the pipe, and is subjected to gravity sedimentation dust collector 7, cyclone 8, The dust collector 9 with a filter is collected by!
  • the negative pressure suction force generated by the blower, the negative pressure air flow conveying the polishing material or the abrasive from the air supply pipe, is sucked, and in this state, the polishing is performed. Since the abrasive or abrasive supplied from the supply part of the scavenging material or abrasive is mixed with the negative pressure air flow, it is floated and conveyed by the negative pressure air flow from there to the blower. The speed of the abrasive or abrasive material that is transported suspended by the air flow can reach 20 to 50% of the wind speed of the negative pressure air flow in the steel pipe, so the inner surface of the steel pipe is polished or polished.
  • the speed of the abrasive or abrasive that is conveyed suspended by the negative pressure air flow can reach about 20 to 50% of the wind speed of the negative pressure air flow in the steel pipe.
  • the static pressure when the abrasive or abrasive supplied from the scavenging or abrasive supply section mixes with the negative pressure air flow, and when the conveyed abrasive or abrasive passes through the steel pipe. Since the fluctuation of the static pressure is smaller than that of the high-pressure jet blasting device, the abrasive or abrasive can be mixed with the negative pressure air flow up to the upper limit that can be floated and conveyed.
  • the solid-gas ratio of the abrasive or abrasive (such as the abrasive or per unit volume of air) found in high-pressure jet blast equipment. It is not necessary to take into account the decrease in the amount of abrasives) and the problem!
  • the polishing material or the abrasive stored in the supply device provided in the vicinity of the starting end portion of the steel pipe is thrown into the steel pipe at one end of the steel pipe, and from the other end of the steel pipe. Since the air in the steel pipe is sucked by the blower, the particle density or the particle velocity sufficient to blast the inner surface of the steel pipe may not be formed in the vicinity of the starting end of the steel pipe. In this case, the starting end of the steel pipe cannot be sufficiently polished or polished.
  • Patent Document 1 in the negative pressure suction blasting device, the negative pressure inside the steel pipe is reduced by devising the shape of the supply portion of the abrasive or abrasive provided near the starting end of the steel pipe. It has been proposed that the negative pressure air flow be swirled when the abrasive or abrasive is transported to the vicinity of the starting end of the steel pipe by being transported to the negative pressure air stream sucked into the steel pipe. However, there is a problem that the blasting effect is inferior at the terminal part because the swirl component of the air velocity is attenuated.
  • the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can sufficiently blast the inner surface of the steel pipe from the start end to the end of the steel pipe and improve the blasting capability and the steel pipe inner surface blasting method.
  • the purpose is to provide.
  • the present inventors have conducted various studies to provide a steel pipe inner surface blasting apparatus and a steel pipe inner surface blasting method capable of sufficiently blasting the inner surface of the steel pipe from the start end to the end of the steel pipe and improving the blasting ability. Piled up. As a result, the following findings (a) to (h) were obtained.
  • an axial tube coaxial with the cylinder of the carrier fluid introducing portion is provided inside the cylindrical carrier fluid introducing portion, and a hole provided in the end surface of the cylindrical carrier fluid introducing portion is provided in the axial tube. If a carrier fluid that transports the abrasive or abrasive that is pressed in horizontally is passed, a stable wind speed can be secured when the carrier fluid is ejected. Also, by adjusting the length, outlet diameter, outlet shape, and carrier fluid speed of the shaft tube, the carrier fluid that carries the pressed-in abrasive material or abrasive material is fed to the steel pipe starting end portion at a predetermined angle. It can be made to collide.
  • the polishing material or the abrasive together with the carrier fluid is placed in the cylindrical carrier fluid introducing portion.
  • the carrier fluid that transports the abrasive or abrasive material swirls the inner surface of the steel tube by combining the flow that rotates the inner surface of the steel tube in the circumferential direction. It is preferable to disperse the particles throughout the cross section by forming a swirling flow and winding up the polishing material or abrasive to the upper surface in the steel pipe.
  • Such a flow rotating in the circumferential direction on the inner surface of the steel pipe has one air inlet for introducing air into the carrier fluid introducing portion in the cylindrical portion of the cylindrical carrier fluid introducing portion. Or it is formed by providing two or more. In order for the air flow introduced from the air introduction port to rotate in the circumferential direction on the inner surface of the steel pipe, the air flow introduced from the air introduction port is moved in the circumferential direction of the inner wall of the cylindrical carrier fluid introduction part. Induction is preferred. Specifically, by providing a whistle-shaped air introduction device at the air introduction port, the air flow sucked or pressed from the air introduction port is directed upward or downward along the inner wall of the cylindrical carrier fluid introduction part. Is preferably induced.
  • a high-pressure fluid is used as a carrier, and a polishing material or an abrasive is injected into the steel pipe, and air in the steel pipe is sucked from the terminal portion of the steel pipe to create a negative pressure in the steel pipe.
  • the steel pipe can be sufficiently blasted from the start to the end.
  • the blasting was incomplete in a part of the steel pipe, but by using a hybrid blasting device that combines high pressure injection and negative pressure suction, The steel pipe can be sufficiently blasted from the start to the end.
  • the air introduction loca of the carrier fluid introduction part, and also the abrasive or abrasive are used. By supplying, the blasting ability of the inner surface of the steel pipe can be improved.
  • the present invention has been completed on the basis of these new findings, and a steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention has the gist of any of the following (1) to (9):
  • the steel pipe inner surface blasting method according to the present invention is summarized in the following (10), and the method of manufacturing a steel pipe excellent in inner surface properties according to the present invention is as follows (11). Is a summary.
  • the present invention is referred to as (1) to (11), respectively.
  • the present invention (1) to (11) are collectively referred to as the present invention.
  • a steel pipe inner surface blasting device comprising a cylindrical carrier fluid introduction part connected to one end of a horizontally installed steel pipe, and a negative pressure suction part connected to the other end of the steel pipe,
  • a steel pipe inner surface block is characterized in that a polishing material or an abrasive is pressed into the carrier fluid introduction part together with the carrier fluid in a horizontal direction from a hole provided in an end face of the cylindrical carrier fluid introduction part.
  • a steel pipe inner surface blasting device comprising a cylindrical carrier fluid introduction part connected to one end of a horizontally installed steel pipe, and a negative pressure suction part connected to the other end of the steel pipe, A steel pipe inner surface blasting apparatus, wherein a polishing material or an abrasive is pressed into a carrier fluid introduction part together with a carrier fluid in a horizontal direction from a hole provided in the center of an end face of a cylindrical carrier fluid introduction part.
  • the cylinder portion of the cylindrical carrier fluid introduction portion is provided with one or more air introduction loci for introducing air into the carrier fluid introduction portion. ) ⁇ (4)
  • V slippery steel pipe inner surface blasting device
  • V slippery steel pipe inner surface blasting device
  • the inner surface of the steel pipe can be sufficiently blasted from the start end portion to the end portion of the steel pipe, and the steel pipe inner surface blasting device, the steel pipe inner surface blasting method, and the inner surface property of the inner surface are improved.
  • the manufacturing method of can be provided.
  • FIG. 5 is an example of a steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention, and shows an overall view of the steel pipe inner surface blasting apparatus.
  • This steel pipe inner surface blasting apparatus uses a high-pressure fluid as a carrier fluid 20 and injects a polishing material into the blast pipe (steel pipe) 6 and sucks air in the steel pipe from the end of the steel pipe 6.
  • This is a hybrid blasting device that makes the inside of a steel pipe negative pressure and combines high-pressure injection and negative pressure suction. Since there is little fluctuation in the pressure of the carrier fluid from the start end to the end of the blast pipe (steel pipe) 6, it is necessary to blast the inner surface of the steel pipe in the blast pipe (steel pipe) 6. The flow rate is sufficiently secured.
  • the abrasive material stored in the abrasive material tank 3 is dropped into the high-pressure air stream 20 supplied from a compressor (not shown), and the abrasive material is applied to the high-pressure air.
  • the abrasive / fluid mixing section 4 to be mixed is provided on the start side of the blast pipe (steel pipe) 6 through the cylindrical carrier fluid introduction section 21 and the dummy pipe 23.
  • the blast material having finished the inner surface of the blast pipe 6 and the negative pressure air flow that carries the blast material in a suspended state are provided.
  • a gravity sedimentation type recovery tank 7 is installed to separate the abrasive and air, and after passing through the cyclone 8 and the dust collector 9, the air from which abrasive particles other than ultrafine particles have been removed is silenced.
  • Blower 10 is connected to 11 and discharged. A part of the abrasive is collected by the gravity sedimentation dust collector 7 and / or the cyclone 8 and recycled to the abrasive tank 3 by mechanical and / or fluid conveying means 14.
  • FIG. 6 shows a cylindrical carrier fluid introduction part of the steel pipe inner surface blasting apparatus shown in FIG. An enlarged view (perspective view) is shown.
  • the cylindrical carrier fluid introduction part 21 has a hole 19 for pressing the abrasive together with the carrier fluid 20 into the carrier fluid introduction part 21 in the horizontal direction, and an end face of the cylindrical carrier fluid introduction part 21. Have in the center of.
  • the carrier fluid introducing portion 21 is an axial tube coaxial with the cylinder of the carrier fluid introducing portion.
  • the carrier fluid 20 that conveys the abrasive that has been pressed horizontally into the shaft tube from the hole 19 provided in the end surface of the cylindrical carrier fluid introduction portion 21 is press-fitted at a longitudinal speed V, It passes through the shaft tube at a longitudinal speed V.
  • the carrier fluid 20 that transports the abrasive in the horizontal direction passes through the shaft tube, and then a radial velocity V is applied due to the spread of the jet of carrier fluid.
  • the abrasive material conveyed by the carrier fluid 20 is subjected to the velocity V shown in the following equation (1) by adding the radial velocity V to the longitudinal velocity V. It will collide with a blast pipe (steel pipe) 6.
  • V (V 2 + V 2 ) 1/2 Equation (1)
  • the force in which the length of the shaft tube 22 is set to be the same as the length of the cylindrical carrier fluid introducing portion 21 is adjusted by adjusting the length of the shaft tube 22 and the speed of the carrier fluid 20. Since the carrier fluid 20 carrying the scavenging material can collide with a predetermined angle and a predetermined position, the abrasive fluid conveyed by the carrier fluid 20 is adjusted so as to start colliding from the inner surface of the steel pipe starting end. It is recommended to set the length of the big shaft 22. Further, here, the dummy pipe 23 is installed between the steel pipe starting end portion installed horizontally and the cylindrical carrier fluid introduction portion 21. By installing the dummy tube 23, the inner surface including part of the dummy tube 23 can be blasted, so that the abrasive can be reliably blasted from the starting end of the inner surface of the steel tube.
  • FIG. 7 is another example of the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention, and shows an overall view of the steel pipe inner surface blasting apparatus.
  • the high-pressure fluid is used as the carrier fluid 20 and the abrasive is injected into the blast pipe (steel pipe) 6 and the end portion of the steel pipe 6 is used.
  • This is a hybrid-type blasting device that combines high-pressure injection and negative-pressure suction to suck the air in the pipe and create a negative pressure inside the steel pipe.
  • the air 24 is used as the carrier fluid introduction part 21. It has an air inlet 25 for introduction into the interior.
  • a swirl flow is formed along the inner wall of the carrier fluid introduction portion by the air 24 sucked or press-fitted from the air introduction port.
  • the abrasive 5 that is pressed together with the carrier fluid 20 from the horizontal direction is mixed with the carrier fluid in the abrasive / fluid mixing section 4 and then pressed into the carrier fluid introduction section 21 from the horizontal direction.
  • the blast pipe (steel pipe) 6 Since the fluctuation of the pressure of the carrier fluid is small from the start end to the end of the blast pipe (steel pipe) 6, the blast pipe (steel pipe) 6 is used for blasting the inner surface of the steel pipe. The necessary flow rate is sufficiently secured.
  • the abrasive material stored in the abrasive material tank 3 is dropped into the high-pressure air stream 20 supplied from a compressor (not shown), and the abrasive material is applied to the high-pressure air.
  • the abrasive / fluid mixing section 4 to be mixed is provided on the start side of the blast pipe (steel pipe) 6 through the cylindrical carrier fluid introduction section 21 and the dummy pipe 23.
  • the structure of the abrasive material 'fluid mixing section 4 is the same as that shown in Fig. 2, and the high-pressure air flow 20 supplied through the nozzle 16 and the abrasive material 5 supplied through the feeder 17 are Then, they are mixed in the differential user 18 and conveyed to the carrier fluid introduction part 21.
  • the blast material that has finished the inner surface of the blast pipe 6 and the negative pressure air flow that carries the blast material in a suspended state are provided.
  • a recovery tank 7 is installed to separate the abrasive and air that has not yet been crushed and removed, and the unloading means 14 for carrying out the abrasive separated in the recovery tank 7 The abrasive is returned to the abrasive tank 3).
  • the recovery tank 7 includes a cyclone 8 and a dust collector 9 for separating the crushed scouring material and the scouring waste and the negative pressure air flow, and the scouring material after the scouring and the scouring material.
  • the negative pressure air stream that is transported in a suspended state is sucked from the blasted pipe 6 through the recovery tank 7, the cyclone 8, and the dust collector 9, and the air from which the abrasive is removed is cleaned.
  • the blower 10 to send and discharge to the silencer 11 is connected!
  • FIG. 8 shows a cylindrical carrier fluid introduction in the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the second embodiment.
  • the enlarged view (perspective view) of a part is shown.
  • the cylindrical carrier fluid introduction part 21 includes a hole 19 for pressing the abrasive together with the carrier fluid 20 into the carrier fluid introduction part 21 in the horizontal direction, and an end surface of the cylindrical carrier fluid introduction part 21. Have in the center of.
  • the cylindrical carrier fluid introduction part 21 has an air introduction port 25 for introducing the air 24 into the carrier fluid introduction part 21.
  • a swirl flow having a circumferential velocity V is formed along the inner wall of the carrier fluid introduction portion by the air 24 sucked or press-fitted from the air introduction port 25.
  • the carrier fluid introduction part 21 has a shaft tube 22 coaxial with the cylinder of the carrier fluid introduction part, and a hole provided in the end surface of the cylindrical carrier fluid introduction part 21 in the shaft tube.
  • a carrier fluid 20 that transports the abrasive pressed horizontally from 19 is press-fitted at a longitudinal speed V, and is passed through the z-axis tube at a longitudinal speed V.
  • the abrasive material conveyed by the carrier fluid 20 is the following (
  • V (V 2 + V 2 + V 2 ) 1/2 (2)
  • the length of the shaft tube 22 is set to be the same as the length of the cylindrical carrier fluid introducing portion 21, but the pressure can be adjusted by adjusting the length of the shaft tube 22 and the speed of the carrier fluid 20.
  • the carrier fluid 20 that transports the scoured abrasive material can be made to collide with the steel pipe starting end at a predetermined angle, so that the abrasive fluid conveyed by the carrier fluid 20 collides with the inner surface of the steel pipe starting end. It is better to set the length of the tube shaft 22 to be adjusted to start.
  • the dummy pipe 23 is installed between the steel pipe starting end part installed horizontally and the cylindrical carrier fluid introduction part 21.
  • the inner surface including a part of the dummy tube 23 can be blasted, so that the abrasive can be reliably blasted from the starting end of the inner surface of the steel tube.
  • FIG. 9 is another example of the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention, and shows an overall view of the steel pipe inner surface blasting apparatus.
  • a swirling flow is formed along the inner wall of the carrier fluid introducing portion by the air 24 sucked or press-fitted from the air introducing device 26.
  • the abrasive 5 that is press-fitted together with the carrier fluid 20 from the horizontal direction is mixed with the carrier fluid in the abrasive material / fluid mixing unit 4 and then the horizontal force is also injected into the carrier fluid introduction unit 21.
  • the blast pipe (steel pipe) 6 Since the fluctuation of the pressure of the carrier fluid is small from the start end to the end of the blast pipe (steel pipe) 6, the blast pipe (steel pipe) 6 is used for blasting the inner surface of the steel pipe. The necessary flow rate is sufficiently secured.
  • the abrasive stored in the abrasive tank 3 is dropped into the high-pressure air stream 20 supplied from a compressor (not shown), and the abrasive is applied to the high-pressure air.
  • the abrasive / fluid mixing section 4 to be mixed is provided on the start side of the blast pipe (steel pipe) 6 through the cylindrical carrier fluid introduction section 21 and the dummy pipe 23.
  • the structure of the abrasive material 'fluid mixing section 4 is the same as that shown in Fig. 2, and the high-pressure air flow 20 supplied through the nozzle 16 and the abrasive material 5 supplied through the feeder 17 are Then, they are mixed in the differential user 18 and conveyed to the carrier fluid introduction part 21.
  • the blast material having finished the inner surface of the blast pipe 6 and the negative pressure air flow that carries the blast material in a suspended state are provided.
  • a recovery tank 7 is installed to separate the abrasive and air that has not yet been crushed and removed, and the unloading means 14 for carrying out the abrasive separated in the recovery tank 7
  • the abrasive is returned to the abrasive tank 3).
  • the recovery tank 7 contains crushed abrasive material and abrasive scraps.
  • the cyclone 8 and the dust collector 9 for separating the negative pressure air flow, the polished material that has been cleaned, and the negative pressure air flow that floats and transports the cleaned material are recovered from the blasted pipe 6
  • FIG. 10 shows an enlarged view (perspective view) of a cylindrical carrier fluid introduction portion in the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the third embodiment.
  • the cylindrical carrier fluid introduction section 21 has a hole 19 for pressing the abrasive 5 together with the carrier fluid 20 into the carrier fluid introduction section 21 in the horizontal direction. At the center of the end face.
  • the cylindrical carrier fluid introduction part 21 has a whistle-shaped air introduction device 26 for introducing the air 24 into the carrier fluid introduction part 21.
  • a swirling flow synthesized from the circumferential velocity V and the radial velocity V is formed along the inner wall of the carrier fluid introduction portion by the air 24 sucked or press-fitted from the air introduction device 26.
  • the carrier fluid introduction part 21 has a shaft tube 22 coaxial with the cylinder of the carrier fluid introduction part, and a hole provided in the end surface of the cylindrical carrier fluid introduction part 21 in this shaft tube.
  • a carrier fluid 20 that transports the abrasive pressed horizontally from 19 is press-fitted at a longitudinal speed V, and is passed through the z-axis tube at a longitudinal speed V.
  • the carrier fluid 20 that transports the abrasive in the horizontal direction passes through the shaft tube, and then a swirl flow formed by the air 24 sucked or injected from the air introduction device 26 is added, and the velocity is Synthesized from longitudinal velocity V, circumferential velocity V and radial velocity V
  • the abrasive material transported by the carrier fluid 20 is transferred to the blasted tube (steel tube) 6 at the speed V shown in the following equation (2) as in the embodiment. It will collide.
  • V (V 2 + V 2 + V 2 ) 1/2 (2)
  • the length of the shaft tube 22 is set to be the same as the length of the cylindrical carrier fluid introducing portion 21, but the pressure can be adjusted by adjusting the length of the shaft tube 22 and the speed of the carrier fluid 20.
  • the carrier fluid 20 that transports the scoured abrasive material collides with the steel pipe start end at a predetermined angle. Therefore, it is better to set the length of the shaft tube 22 that is adjusted so that the abrasive material conveyed by the carrier fluid 20 starts to collide from the inner surface of the steel pipe.
  • the dummy pipe 23 is installed between the steel pipe starting end part installed horizontally and the cylindrical carrier fluid introduction part 21.
  • the inner surface including a part of the dummy tube 23 can be blasted, so that the abrasive can be reliably blasted from the starting end of the inner surface of the steel tube.
  • FIG. 11 is another example of the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention, and shows an overall view of the steel pipe inner surface blasting apparatus.
  • the whistle-shaped air introduction device 26 In addition to having a whistle-shaped air introduction device 26 for introduction into the interior of 21, the whistle-shaped air introduction device 26 also carries the abrasive material stored in the abrasive material tank 3 as a carrier. The fluid is supplied to the fluid introduction part 21. A swirl flow is formed along the inner wall of the carrier fluid introduction portion by the air 24 sucked or press-fitted from the air introduction device 26.
  • the abrasive 5 that is pressed together with the carrier fluid 20 from the horizontal direction is mixed with the carrier fluid in the abrasive / fluid mixing unit 4 and then pressed into the carrier fluid introducing unit 21 from the horizontal direction.
  • the blast pipe (steel pipe) 6 Since the fluctuation of the pressure of the carrier fluid is small from the start end to the end of the blast pipe (steel pipe) 6, the blast pipe (steel pipe) 6 is used to blast the inner surface of the steel pipe. The necessary flow rate is sufficiently secured.
  • the abrasive material stored in the abrasive material tank 3 is dropped into the high-pressure air stream 20 supplied from the compressor (not shown), and the abrasive material is then applied to the high-pressure air.
  • Abrasive and fluid mixing part 4 to be mixed passes through a cylindrical carrier fluid introduction part 21 and a dummy pipe 23.
  • the blast pipe (steel pipe) 6 is provided on the start end side.
  • the structure of the abrasive material 'fluid mixing section 4 is the same as that shown in Fig.
  • the high-pressure air flow 20 supplied through the nozzle 16 and the abrasive material 5 supplied through the feeder 17 are Then, they are mixed in the differential user 18 and conveyed to the carrier fluid introduction part 21. Further, in this steel pipe inner surface blasting device, the force that the abrasive 5 is supplied to the carrier fluid introducing portion 21 because of the whistle shape provided on the side surface of the cylindrical carrier fluid introducing portion 21. Above the apparatus 26, a polishing material tank 3 capable of storing the polishing material 5 is installed.
  • the blast material that has finished the inner surface of the blast pipe 6 and the negative pressure air flow that carries the blast material in a suspended state are provided.
  • a recovery tank 7 is installed to separate the abrasive and air that has not yet been crushed and removed, and the unloading means 14 for carrying out the abrasive separated in the recovery tank 7 The abrasive is returned to the abrasive tank 3).
  • the recovery tank 7 includes a cyclone 8 and a dust collector 9 for separating the crushed scouring material and the scouring waste and the negative pressure air flow, and the scouring material after the scouring and the scouring material.
  • the negative pressure air stream that is transported in a suspended state is sucked from the blasted pipe 6 through the recovery tank 7, the cyclone 8, and the dust collector 9, and the air from which the abrasive is removed is cleaned.
  • the blower 10 to send and discharge to the silencer 11 is connected!
  • FIG. 12 shows an enlarged view (perspective view) of a cylindrical carrier fluid introduction portion in the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the fourth embodiment.
  • the cylindrical carrier fluid introduction part 21 has a hole 19 for pressing the abrasive 5 together with the carrier fluid 20 into the carrier fluid introduction part 21 in the horizontal direction. At the center of the end face.
  • the cylindrical carrier fluid introduction part 21 has a whistle-shaped air introduction device 26 for introducing the air 24 together with the abrasive 5 into the carrier fluid introduction part 21.
  • a swirling flow synthesized from the circumferential velocity V and the radial velocity V is formed along the inner wall of the carrier fluid introduction portion by the air 24 sucked or press-fitted from the air introduction device 26.
  • the carrier fluid introduction part 21 is an axial tube coaxial with the cylinder of the carrier fluid introduction part.
  • the carrier fluid 20 that conveys the abrasive that has been pressed horizontally into the shaft tube from the hole 19 provided in the end surface of the cylindrical carrier fluid introduction portion 21 is press-fitted at a longitudinal speed V, z It passes through the shaft tube at a longitudinal speed V. Furthermore, it is provided in the carrier fluid introduction part 21 z
  • the air 24 introduced from the whistle-shaped air introducing device 26 conveys the abrasive 5 supplied from the whistle-shaped air introducing device 26 and introduces a cylindrical carrier fluid around the outer periphery of the shaft tube 22. Forms a swirl flow with swirl velocity V swirling along the inner wall
  • V (V 2 + V 2 + V 2 ) 1/2 (2)
  • the length of the shaft tube 22 is set to be the same as the length of the cylindrical carrier fluid introducing portion 21, but the pressure can be adjusted by adjusting the length of the shaft tube 22 and the speed of the carrier fluid 20.
  • the carrier fluid 20 that transports the scoured abrasive material can be made to collide with the steel pipe starting end at a predetermined angle, so that the abrasive fluid conveyed by the carrier fluid 20 collides with the inner surface of the steel pipe starting end. It is better to set the length of the tube shaft 22 to be adjusted to start.
  • the dummy pipe 23 is installed between the steel pipe starting end part installed horizontally and the cylindrical carrier fluid introduction part 21.
  • the inner surface including a part of the dummy tube 23 can be blasted, so that the abrasive can be reliably blasted from the starting end of the inner surface of the steel tube.
  • FIG. 13 An enlarged view (perspective view) of a cylindrical carrier fluid introducing portion in the negative pressure suction blast device shown in FIG. 3 (shown in FIG. 1 in Patent Document 1). This is shown in Fig. 13.
  • the cylindrical carrier fluid introduction part 21 has a whistle-shaped air introduction device 26 for introducing the air 24 together with the abrasive 5 into the carrier fluid introduction part 21.
  • the air 24 sucked or press-fitted from the air introduction device 26 is moved along the inner wall of the carrier fluid introduction portion.
  • a swirling flow with a circumferential velocity V is formed.
  • the velocity of the swirling flow is combined with the longitudinal velocity V and the circumferential velocity V force.
  • V (V 2 + V 2 ) 1/2 Equation (3)
  • FIG. 14 shows an experimental apparatus for grasping the behavior of the abrasive in the blasted pipe (steel pipe) when the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the third embodiment is used.
  • a transparent tube made of polycarbonate is used as the material for the pipe inner surface blasting device, and the silica sand flowing in this polycarbonate transparent tube is photographed at several locations in the longitudinal direction of the blast tube with a high-speed camera, and the silica sand at each location is taken. The speed and its direction were analyzed.
  • the carrier fluid introduction part 21 was press-fitted through the shaft tube 22. Separately, air 24 is sucked or pressed into the carrier fluid introduction part 21 from the whistle-shaped air introduction device 26 provided in the carrier fluid introduction part 21 at a negative pressure of the air flow rate Q.
  • Fig. 15 is an experimental apparatus for comparison, and using this experimental apparatus, the behavior of the abrasive in the blast pipe (steel pipe) in the negative pressure suction blast apparatus was grasped.
  • a polycarbonate transparent tube is used as the material for the tube inner surface blasting device, and this polycarbonate transparent
  • the silica sand flowing in the pipe was photographed at several locations along the length of the blast tube with a high-speed camera, and the speed and direction of the silica sand at each location were analyzed.
  • the silica sand as the abrasive 5 from the abrasive tank 3 is supplied to the whistle-shaped air introducing device 26 provided in the carrier fluid introducing portion 21 and the whistle provided in the carrier fluid introducing portion 21.
  • a swirling flow was formed along the inner wall of the carrier fluid introducing portion 21 by sucking air 24 into the carrier fluid introducing portion 21 from the shaped air introducing device 26 with a negative pressure of the air flow rate Q.
  • the experimental conditions are as shown in Table 1 (Comparative Examples 1 and 2).
  • Figs. 16 to 19 show various moving speeds (synthesis speed V, longitudinal speed V, circumferential speed V) of the silica sand as the abrasive and the incident angle ⁇ of the silica sand.
  • the synthesis speed V is not different at the start end of the blast tube, but the invention examples 1 and 2 after the middle of the blast tube. Is higher than Comparative Examples 1 and 2 ( Figure 16).
  • the longitudinal velocity V is higher in Comparative Examples 1 and 2 than in Comparative Examples 1 and 2 in the invention examples 1 and 2 from the start end to the end of the blast tube (FIG. 17).
  • Comparative Examples 1 and 2 are significantly higher than Invention Examples 1 and 2 at the start end, and Comparative Examples 1 and 2 are also higher at the end of the blast tube (FIG. 18).
  • the swivel angle ⁇ is too large as in Comparative Examples 1 and 2, there is a possibility that a striped pattern may be generated on the inner surface of the blasted tube, and the start end of the blasted tube as in Comparative Examples 1 and 2. If there is too much difference in the swivel angle ⁇ between the head and end, the blasting effect on the inner surface of the blasted pipe differs in the longitudinal direction. Occurs.
  • the incident angle ⁇ of the scouring material is significantly higher in Comparative Examples 1 and 2 than Invention Examples 1 and 2 at the start end of the blasted tube, and in Comparative Example 1 and 2 at the end of the blasted tube. 2 is higher ( Figure 19).
  • the incident angle ⁇ of the abrasive is too large as in Comparative Examples 1 and 2, the blasting effect on the inner surface of the blasted tube may not be obtained.
  • the incident angle ⁇ of the blast material is too different between the start end and the end of the blast tube, there is a problem that the blast effect on the inner surface of the blast tube differs in the longitudinal direction.
  • Examples 1 and 2 of the present invention are in the optimum angle range where the incident angle ⁇ of the abrasive is 10 to 30 °.
  • Figure 20 shows Kenji Hashimoto's “Countermeasures against wear in powder air transportation” p.56, NTS,
  • Carrier fluid press-fit flow rate suction arch I 3% of flow rate
  • Inner diameter of shaft tube about 1/4 of inner diameter of carrier fluid inlet 21
  • Powder input position Longitudinal position same as end point of air inlet
  • Powder input position Drop input from air suction device 26
  • Table 2 shows the experimental results of Example 6 and Comparative Example 3. This is a visual observation of the state of the inner surface of the terminal end when the polishing is completed at a predetermined time. ⁇ indicates that descaling is completed, and X indicates that descaling is not completed. Indicates.
  • Example 6 using the steel pipe inner surface blasting device according to the present invention, the descaling could be completed even if the operation time was reduced by 10%, whereas the comparison using the negative pressure suction blasting device was performed. In Example 3, descaling could not be completed if the operating time was reduced by 10%. That is, the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention was higher than the negative pressure suction blasting apparatus and had a scouring ability.
  • the present invention it is possible to provide a steel pipe inner surface blasting apparatus and a steel pipe inner surface blasting method capable of sufficiently blasting the inner surface of the steel pipe from the start end to the end of the steel pipe and improving the blasting capability. Providing a manufacturing method for steel pipes with excellent surface properties on the inner surface.
  • FIG. 1 Brief Description of Drawings 1 is a high-pressure injection blasting device shown in FIG.
  • FIG. 2 is a schematic diagram when the abrasive 5 conveyed using the high-pressure air flow 20 as a carrier collides with the inner surface of the steel pipe with an incident angle ⁇ .
  • FIG. 3 shows a negative pressure suction blast device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic view when the abrasive 5 conveyed with the negative pressure air flow 15 as a carrier collides with the steel pipe inner surface 6 with an incident angle ⁇ .
  • FIG. 5 is an example of a steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention, and shows an overall view of the steel pipe inner surface blasting apparatus.
  • FIG. 6 shows an enlarged view (perspective view) of a cylindrical carrier fluid introduction part in the steel pipe inner surface blasting apparatus shown in FIG.
  • FIG. 7 shows another example of the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention, showing an overall view of the steel pipe inner surface blasting apparatus.
  • FIG. 8 shows an enlarged view (perspective view) of a cylindrical carrier fluid introduction part in the steel pipe inner surface blasting apparatus shown in FIG.
  • FIG. 9 is another example of the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention, and shows an overall view of the steel pipe inner surface blasting apparatus.
  • FIG. 10 An enlarged view (perspective view) of a cylindrical carrier fluid introducing portion of the steel pipe inner surface blasting apparatus shown in FIG. 9 is shown.
  • FIG. 11 is another example of the steel pipe inner surface blasting apparatus according to the present invention, and shows an overall view of the steel pipe inner surface blasting apparatus.
  • FIG. 12 An enlarged view (perspective view) of a cylindrical carrier fluid introducing portion of the steel pipe inner surface blasting device shown in Fig. 11 is shown.
  • FIG. 13 An enlarged view (perspective view) of the cylindrical carrier fluid introduction part of the negative pressure suction blasting device shown in FIG. 3 is shown for comparison.
  • FIG. 14 An experimental apparatus for grasping the behavior of the abrasive in the blast pipe (steel pipe) when the steel pipe inner surface blasting apparatus shown in FIGS. 9 and 10 is used.
  • FIG. 15 shows an experimental device for grasping the behavior of the abrasive in the blast pipe (steel pipe) in the negative pressure suction blasting device shown in FIG. [Fig.16]
  • the moving speed (synthesis speed V) of silica sand as the abrasive is shown.
  • Sono] Shows the moving speed (longitudinal speed V) of silica sand as a polishing material.
  • FIG.19 Shows the incident angle ⁇ of silica sand as a polishing material.
  • FIG. 20 An example showing the relationship between the collision angle between metal powder and metal surface and the amount of wear.

Landscapes

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Description

明 細 書
鋼管内面ブラスト装置、鋼管内面ブラスト方法及び内面の表面性状に優 れた鋼管の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、各種鋼管の内面に研掃材又は研磨材をキャリア流体に搬送させて、鋼 管の内面を研掃又は研磨することができる鋼管内面ブラスト装置、鋼管内面ブラスト 方法及び内面の表面性状に優れた鋼管の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 鋼管の内面を研掃又は研磨することができるブラスト装置を用いて、従来から、鋼 管の一端より鋼管内に研掃材又は研磨材をキャリア流体に搬送させ、鋼管の内面に 研掃材又は研磨材を衝突させることによって、鋼管の内面のスケールを除去したり、 鋼管の内面を研磨したりすることがなされている。もって、内面の表面性状に優れた 鋼管を製造することがなされてレ、る。
[0003] そして、このようなブラスト装置としては、高圧噴射ブラスト装置と負圧吸引ブラスト 装置とが知られている。
[0004] 高圧噴射ブラスト装置は、高圧空気をキャリア流体として研掃材又は研磨材を搬送 させ、鋼管の一端力 鋼管内に噴射させ、そして、鋼管の内面に研掃材又は研磨材 を衝突させることによって、鋼管の内面のスケールを除去したり、鋼管の内面を研磨 したりするものである。なお、高圧空気によって鋼管内を搬送された研掃材又は研磨 材は、鋼管の他端に設置されたフィルター付きの回収タンクによって回収される。
[0005] これに対して、負圧吸引ブラスト装置は、鋼管の始端部の近傍に設けられた供給装 置に蓄えられた研掃材又は研磨材を、鋼管の一端から鋼管内に投入し、鋼管の他 端からブロアによって鋼管内の空気を吸引するものである。ここでは、鋼管内部を負 圧にして、これによつて生じた負圧空気流により研掃材又は研磨材を搬送させ、鋼管 の内面に研掃材又は研磨材を衝突させることによって、鋼管の内面のスケールを除 去したり、鋼管の内面を研磨するものである。なお、負圧空気流によって鋼管内を搬 送された研掃材又は研磨材は、鋼管の他端からブロアに吸引されて排出されるが、 鋼管の他端とブロアの間に設けられた重力沈降式のダストコレクタ、サイクロン、フィ ルター付きのダストコレクタのいずれか又はこれらの組み合わせによって回収され、 一部はリサイクルされる。
[0006] このような高圧噴射ブラスト装置と負圧吸引ブラスト装置に関して、次の特許文献 1 がある。ここでは、従来の高圧噴射ブラスト装置と負圧吸引ブラスト装置のそれぞれ について、ブラスト装置としての問題点に言及するとともに、従来の負圧吸引ブラスト 装置を改良してなるブラスト装置が提案されている。すなわち、負圧吸引ブラスト装置 において、鋼管の始端部の近傍に設けられた研掃材又は研磨材の供給部の形状を 工夫することによって、鋼管内部の負圧に起因して鋼管内部に吸引される負圧空気 流に搬送させて研掃材又は研磨材を鋼管の始端部の近傍に搬送する際に、その負 圧空気流を旋回させることが提案されて!/、る。
[0007] 特許文献 1 :特開平 5— 228842号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] しかしながら、次に述べるとおり、高圧噴射ブラスト装置と負圧吸引ブラスト装置は いずれも、次に述べるとおり、問題点を有する。
[0009] まず、高圧噴射ブラスト装置を用いてブラストする際の動作を図 1に基づいて説明 する。図 1は、上記特許文献 1に図 12として示されている高圧噴射ブラスト装置であ
[0010] この高圧噴射ブラスト装置では、研掃材を噴射して、搬送する高圧空気を供給する ためのコンプレッサ 1と、空気を高圧化する時に高圧空気内で液化した空気中の水 分を取り除くエアードライヤ 2と、高圧空気流に研掃材を落下させる研掃材タンク 3と、 高圧空気流にこの研掃材を混合する研掃材 ·流体混合部 4を力 S、被ブラスト管 6の一 端に接続され、この被ブラスト管 6の他端には、被ブラスト管 6の管内面の研掃を終え た研掃材を受けて、この研掃材の一部を回収する回収タンク 7と、研掃後でもまだ完 全には破砕してレ、な!/、粒状の研掃材と噴射空気とを分離するサイクロン 8と、破砕し た研掃材と噴射空気とを分離するダストコレクタ 9と、研掃を終えた研掃材とこの研掃 材を浮遊させて搬送する高圧空気とを前記サイクロン 8と前記ダストコレクタ 9とを介し て前記回収タンク 7から吸引し、研掃材ゃ研掃屑が除去された空気をサイレンサ 11 に送り排出するブロワ 10が、接続されている。
[0011] この高圧噴射ブラスト装置を用いて、高圧空気流 20をキャリアとして研掃材を搬送 し、研掃材 5を鋼管内面 6に衝突させることによって鋼管内面がブラストされる。
[0012] 図 2は、高圧空気流 20をキャリアとして搬送された研掃材 5が鋼管内面に衝突する 際の模式図である。研掃材は、入射角 αでもって鋼管内壁に衝突する。
[0013] この高圧噴射ブラスト装置を用いて、ブラストする際に、被ブラスト管 6の材質、管内 径、長さと、研掃の仕様に基づいて、空気流の流量と静圧力、研掃材の種類と量など の作業条件が決められる。通常、静圧力は、流量を確保するために、高圧噴射開始 時で 10Kg/cm2以内に設定する。研掃材としては球等価直径で 10 m〜5mmガ 一ネット、アルミナ、砂等の粒状物が用いられる。
[0014] 通常、作業条件は経験的に決められて、その作業条件でテスト'ブラストを行い、こ の作業条件に修正を加え、実際に使用する作業条件を決定する。作業条件が決まる と、この作業条件に従って、コンプレッサ 1を動作させ、発生した高圧空気内の水分を エアードライヤ 2で除去し、研掃材タンク 3から研掃材を高圧空気内に落下させ、高圧 空気に混合する研掃材 ·流体混合部 4から、被ブラスト管 6の一端力 鋼管 6の内面 に噴射される。高圧空気に浮遊させて搬送されている研掃材は、管内面を研掃しな がら、被ブラスト管 6の他端に達し、回収タンク 7に高圧空気と共に噴出し、ここで、速 度が低下し、破砕していない一部の研掃材はここで回収される。破砕した研掃材ゃ 研掃屑を含んだ空気は、ブロワ 10に吸引されて、比較的大きな破砕した研掃材ゃ研 掃屑をサイクロン 8で分離し、小さく破砕した研掃材ゃ研掃屑をダストコレクタ 9で分離 し、ブロワ 10とサイレンサ 11を経て大気中に排出される。
[0015] 以上は、研掃材を用いて鋼管内面を研掃する場合について説明した力 研磨材を 用いて鋼管内面を研磨する場合も同様である。なお、研磨材としては球等価直径で 0. 1 11 m〜； 100 m程度のアルミナ粉、チタン粉、ダイヤモンド粉等が用いられる。
[0016] しかしながら、高圧噴射ブラスト装置にお!/、ては、研掃材又は研磨材を搬送する高 圧空気を噴射孔から鋼管内に噴射するに際して、低速度で噴射すると、高圧空気は 層流となり、この層流域では研掃材又は研磨材が十分に加速されず、研掃能力又は 研磨能力が不足する。
[0017] 次に、鋼管の内面を円周方向の全面にわたって均一に研掃又は研磨するために は、鋼管をその軸を中心にして回転する必要がある。し力、しながら、研掃能力は研掃 材または研磨材の噴射口近辺の非常に局所的な位置でのみ発揮されるため、高圧 空気の圧力変動、粒子流入量の変動、鋼管回転速度のムラ、粒子噴射口の移動速 度のムラ、などの因子によって研掃能力にムラが発生する。この問題を解決するため に、研掃能力平均化のため高圧空気を複数の噴射孔から圧入することも提案されて いるが、鋼管の回転は依然として必要であるとともに、ブラスト装置自体が複雑になり 、作業効率が悪くなる。
[0018] また、研掃材又は研磨材は一度の衝突で運動エネルギーを失うが、高圧噴射ブラ スト装置においては衝突後の粒子を再加速するメカニズムが無いため、粒子噴射口 を長手方向に移動しながら管全面にわたって研掃を実施する必要があり、大量の研 掃材又は研磨材が必要になる。
[0019] さらに、また、高圧噴射ブラスト装置では、研掃材又は研磨材の固気比（空気の単 位体積当たりの研掃材又は研磨材の量）の問題がある。研掃材又は研磨材を高圧 空気に混入した場合、高圧空気が研掃材又は研磨材を浮遊させて搬送できる上限 量は、体積比で、（研掃材又は研磨材) /空気 = 1/100程度であり、この上限を上 回る量の研掃材又は研磨材を高圧空気に混入しても、鋼管内に噴射された高圧空 気が鋼管内で膨張減圧し体積が増加するので、鋼管内の固気比は非常に小さくなり 、研掃材又は研磨材によるブラスト効果が小さくなる。
[0020] これに対して、負圧吸引ブラスト装置を用いてブラストする際の動作を図 3に基づい て説明する。図 3は、上記特許文献 1に図 1として示されている負圧吸引ブラスト装置 である。
[0021] この負圧吸引ブラスト装置においては、被ブラスト管 6の終端部に、被ブラスト管 6の 内面の研掃を終えた研掃材とこの研掃材を浮遊させて搬送する負圧空気流とを受け て、まだ破砕していない研掃材と空気とを分離する回収タンク 7が設置され、また、回 収タンク 7で分離された研掃材を搬出する搬出手段 14 (ここで分離した研掃材は研 掃材タンク 3に戻される。）が設置される。 [0022] そして、破砕した研掃材ゃ研掃屑と負圧空気流とを分離するサイクロン 8、ダストコ レクタ 9と、研掃を終えた研掃材とこの研掃材を浮遊させて搬送する負圧空気流とを 被ブラスト管 6から前記回収タンク 7と前記サイクロン 8と前記ダストコレクタ 9とを介して 吸引し、研掃材ゃ研掃屑が除去された空気をサイレンサ 11に送り排出するブロワ 10 を接続する。
[0023] また、この被ブラスト管 6の始端部には、研掃材とこれを浮遊させて搬送する負圧空 気流とをこの被ブラスト管 6の内部に供給する研掃材 ·空気供給部 13を接続し、この 研掃材 ·空気供給部 13の中に研掃材タンク 3から研掃材を落下させ、負圧吸引作用 によって、研掃材'空気供給部 13から、研掃材とこれを浮遊させて搬送する負圧空 気流とを被ブラスト管 6の内部に供給し、この負圧空気流に浮遊させて搬送される研 掃材によって、被ブラスト管 6の内面を研掃し、その後、研掃後の研掃材と負圧空気 流とを被ブラスト管 6から吸引'排出する。
[0024] ここでは、研掃材 ·空気供給部 13には乱流化手段（図示せず）が設けられており、 研掃材は乱流状態の負圧空気流に浮遊し搬送される。したがって、研掃材は乱流状 態で被ブラスト管 6の内面に接触することになる。
[0025] この負圧吸引ブラスト装置を用いて、この負圧空気流に浮遊させて搬送される負圧 空気流をキャリアとして研掃材 5を搬送し、研掃材を鋼管内面 6に衝突させることによ つて鋼管内面がブラストされる。
[0026] 図 4は、負圧空気流 15をキャリアとして搬送された研掃材 5が鋼管内面 6に衝突す る際の模式図である。研掃材は、入射角《でもって鋼管内壁に衝突する。
[0027] この負圧吸引ブラスト装置を用いてブラストする際に、高圧噴射ブラスト装置を用い てブラストするのと同様に、被ブラスト管 6の材質、管内径、長さと、研掃の仕様に基 づいて、負圧空気流の流量と負圧、研掃材の種類と量などの作業条件が決められる 。通常、負圧は、 0 lKg/cm2以内に設定する。なお、研掃材は、高圧噴射ブラ スト装置を用いてブラストするのと同様に、球等価直径で 10 m 5mm程度のガー ネット、アルミナ、砂等の粒状物が用いられる。
[0028] 通常、作業条件は経験的に決められて、その作業条件でテスト'ブラストを行い、こ の作業条件に修正を加え、実際に使用する作業条件を決定する。作業条件が決まる と、この作業条件に従って、研掃材タンク 3から研掃材を研掃材 '空気供給部 13の中 に落下させ、研掃材は負圧吸引作用によって、被ブラスト管 6の内部に供給され、こ の負圧空気流に浮遊させて搬送されている研掃材は、管内面を研掃しながら、被ブ ラスト管 6の終端部に達し、重力沈降式のダストコレクタ 7、サイクロン 8、フィルター付 のダストコレクタ 9の!/、ずれかあるいはこれらを組み合わせによって回収され、極微粒 子のみ含んだキャリアガスがブロワ 10とサイレンサ 11を経て大気中に排出される。破 砕して!/、な!/、一部の研掃材は重力沈降式ダストコレクタ 7および/またはサイクロン 8 で回収され、機械的および/または流体的搬送手段 14によって研掃材タンク 3にリ サイクルされる。
[0029] 以上は、研掃材を用いて鋼管内面を研掃する場合について説明した力 研磨材を 用いて鋼管内面を研磨する場合も同様である。なお、研磨材としては球等価直径で 0. 1 11 m〜； 100 m程度のアルミナ粉、チタン粉、ダイヤモンド粉等が用いられる。
[0030] このように、負圧吸引ブラスト装置に関しては、ブロワによって発生した負圧吸引力 、空気補給管から研掃材又は研磨材を搬送する負圧空気流を吸引し、この状態で 、研掃材又は研磨材の供給部から供給された研掃材又は研磨材が負圧空気流と混 合し、そこからブロワに向かって負圧空気流によって浮遊させて搬送されるので、この 負圧空気流によって浮遊させて搬送される研掃材又は研磨材の速度は、鋼管内の 負圧空気流の風速の 2〜5割程度にまで達することができるので、鋼管の内面を研掃 又は研磨すること力できる。したがって、鋼管の内径が大きい場合であっても、鋼管 内で風速が低下することはなぐ内径が大きい鋼管の終端部であっても均一な研掃 又は研磨をすること力 Sできる。この際、鋼管を回転しないですませることもできる。
[0031] また、負圧空気流によって浮遊させて搬送される研掃材又は研磨材の速度は、鋼 管内の負圧空気流の風速の 2〜5割程度にまで達することができるので、研掃材又 は研磨材の供給部から供給された研掃材又は研磨材が負圧空気流と混合するとき の静圧力と、搬送される研掃材又は研磨材が鋼管内を通過するときの静圧力の変動 は、高圧噴射ブラスト装置に比して小さいので、浮遊させて搬送できる上限量まで研 掃材又は研磨材を負圧空気流に混合することができる。したがって、高圧噴射ブラス ト装置にみられる、研掃材又は研磨材の固気比（空気の単位体積当たりの研掃材又 は研磨材の量）の低下とレ、う問題は考慮する必要はな!/、。
[0032] しかしながら、負圧吸引ブラスト装置では、鋼管の始端部の近傍に設けられた供給 装置に蓄えられた研掃材又は研磨材を鋼管の一端力 鋼管内に投入し、鋼管の他 端からブロアによって鋼管内の空気を吸引するので、鋼管の始端部の近傍では鋼管 の内面をブラストするのに十分な粒子密度あるいは粒子速度が形成されないことがあ る。この場合、鋼管の始端部を十分に研掃又は研磨することができない。
[0033] 前記の特許文献 1では、負圧吸引ブラスト装置において、鋼管の始端部の近傍に 設けられた研掃材又は研磨材の供給部の形状を工夫することによって、鋼管内部の 負圧に起因して鋼管内部に吸引される負圧空気流に搬送させて研掃材又は研磨材 を鋼管の始端部の近傍に搬送する際に、その負圧空気流を旋回させることが提案さ れているが、終端部においては、空気速度の旋回成分が減衰するため、ブラスト効 果が劣るという問題点がある。
[0034] 本発明は、上記の従来の問題点を解決して、鋼管の始端部から終端部まで鋼管の 内面を十分にブラストできるとともにブラスト能力が向上した鋼管内面ブラスト装置及 び鋼管内面ブラスト方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0035] 本発明者らは、鋼管の始端部から終端部まで鋼管の内面を十分にブラストできると ともにブラスト能力が向上した鋼管内面ブラスト装置及び鋼管内面ブラスト方法を提 供すベぐ種々の検討を重ねた。その結果、次の (a)〜(h)の知見を得た。
[0036] (a)鋼管の始端部の内面を確実にブラストできるようにするためには、高圧流体をキ ャリアとして研掃材又は研磨材を鋼管内に噴射するのがよい。鋼管始端部の鋼管内 面をブラストできるための風速を確保するためには、鋼管を水平状態に設置し、鋼管 始端部に筒状のキャリア流体導入部を設けて、この筒状のキャリア流体導入部の端 面に設けられた孔から、研掃材又は研磨材をキャリア流体とともにキャリア流体導入 部内に水平方向に圧入すればよい。なお、研掃材又は研磨材をキャリア流体とともに キャリア流体導入部内に水平方向に圧入するための孔は、筒状のキャリア流体導入 部の端面の中心に設けるのが好ましい。
[0037] (b)この際、水平に設置された鋼管始端部と筒状のキャリア流体導入部との間にダ ミー管を設置し、ダミー管の一部を含めて内面をブラストすると、研掃材又は研磨材 が鋼管内面の始端部から確実にブラストできるので、鋼管始端部と筒状のキャリア流 体導入部とをダミー管を介して接続し、研掃材又は研磨剤が内壁に衝突開始する位 置よりも鋼管始端部を下流側に位置づけるのが好ましい。
[0038] (c)また、筒状のキャリア流体導入部の内部にキャリア流体導入部の筒と同軸の軸 管を設け、この軸管内に筒状のキャリア流体導入部の端面に設けられた孔から水平 に圧入された研掃材又は研磨材を搬送するキャリア流体を通せば、このキャリア流体 を噴射する際に安定した風速を確保できる。また、この軸管の長さ、出口径、出口形 状およびキャリア流体の速度を調節することによって、圧入された研掃材又は研磨材 を搬送するキャリア流体を、所定角度でもって鋼管始端部に衝突させることができる。 したがって、キャリア流体によって搬送された研掃材又は研磨材が、ちょうど鋼管始 端部の内面から衝突し始めるように調節することができる。よって、筒状のキャリア流 体導入部の内部にキャリア流体導入部の筒と同軸の軸管が設けるのが好ましい。
[0039] (d)さらに、鋼管の内面を始端部から終端部まで全面にわたって十分にブラストでき るようにするためには、研掃材又は研磨材をキャリア流体とともに筒状のキャリア流体 導入部内に水平方向に圧入することによって形成される水平方向の流れに加えて、 鋼管内面を円周方向に回転する流れを組み合わせることによって、研掃材又は研磨 材を搬送するキャリア流体が鋼管内面を旋回する旋回流を形成させ、鋼管内におい て研掃材又は研磨剤を上面まで巻き上げることにより、断面全体に粒子を分散させる のが好ましい。
[0040] (e)このような鋼管内面を円周方向に回転する流れは、筒状のキャリア流体導入部 の筒部に、空気をキャリア流体導入部に導入するための空気導入口を 1個又は 2個 以上設けることによって形成される。空気導入口から導入される空気流が鋼管内面を 円周方向に回転するようにするためには、空気導入口から導入される空気流を筒状 のキャリア流体導入部の内壁の円周方向に誘導するのが好ましい。具体的には、空 気導入口にホイッスル形状の空気導入装置を設けることによって、空気導入口から 吸引又は圧入される空気流を筒状のキャリア流体導入部の内壁に沿って上方又は 下方に向けて誘導するのが好ましい。 [0041] (f)これに対して、鋼管の終端部の内面を十分にブラストできるようにするためには、 鋼管の終端部から鋼管内の空気を吸引し、鋼管内部を負圧にすることによって、鋼 管の終端部であっても、ブラストするのに必要な風速を確保できるようにすればよい。
[0042] (g)このように、高圧流体をキャリアとして、研掃材又は研磨材を鋼管内に噴射する とともに、鋼管の終端部から鋼管内の空気を吸引し、鋼管内部を負圧にすることによ つて、鋼管の始端部から終端部まで十分にブラストすることができる。すなわち、高圧 噴射ブラスト装置と負圧吸引ブラスト装置では、それぞれ、鋼管の一部でブラストが 不完全であったのが、高圧噴射と負圧吸引を組み合わせたハイブリッド式ブラスト装 置とすることによって、鋼管の始端部から終端部までを十分にブラストすることができ るあのとなる。
[0043] (h)また、高圧噴射と負圧吸引を組み合わせたハイブリッド式ブラスト装置とすること によって、鋼管の始端部から終端部まで研掃材又は研磨材の搬送速度を増大させる ことができるので、研掃材又は研磨材が鋼管内面に衝突する速度を増大させることが できる。したがって、研掃材又は研磨材が鋼管内面に衝突する際の運動エネルギー が増大するので、鋼管内面のブラスト能力を向上させることができる。
[0044] さらに、キャリア流体導入部内に研掃材又は研磨材をキャリア流体とともに水平方 向に圧入することに加えて、キャリア流体導入部の空気導入ロカ、らも研掃材又は研 磨材を供給することによって、鋼管内面のブラスト能力を向上させることができる。
[0045] 本発明は、これらの新たな知見に基づいて完成されたものであり、本発明に係る鋼 管内面ブラスト装置は、次の (1)〜(9)のいずれかを要旨とするものであり、本発明に係 る鋼管内面ブラスト方法は次の (10)を要旨とするものであり、そして、本発明に係る内 面の表面性状に優れた鋼管の製造方法は次の (11)を要旨とするものである。以下、 それぞれ、本発明 (1)〜(11)という。本発明 (1)〜(11)を総称して、本発明ということがあ
[0046] (1)水平に設置された鋼管の一端に接続される筒状のキャリア流体導入部と、この 鋼管の他端に接続される負圧吸引部からなる鋼管内面ブラスト装置であって、筒状 のキャリア流体導入部の端面に設けられた孔から、研掃材又は研磨材をキャリア流 体とともにキャリア流体導入部内に水平方向に圧入することを特徴とする鋼管内面ブ ラスト装置。
[0047] (2)水平に設置された鋼管の一端に接続される筒状のキャリア流体導入部と、この 鋼管の他端に接続される負圧吸引部からなる鋼管内面ブラスト装置であって、筒状 のキャリア流体導入部の端面の中心に設けられた孔から、研掃材又は研磨材をキヤ リア流体とともにキャリア流体導入部内に水平方向に圧入することを特徴とする鋼管 内面ブラスト装置。
[0048] (3)水平に設置された鋼管の一端と筒状のキャリア流体導入部とをダミー管を介し て接続することを特徴とする上記 (1)又は (2)の鋼管内面ブラスト装置。
[0049] (4)筒状のキャリア流体導入部の内部にはキャリア流体導入部の筒と同軸の軸管が 設けられていることを特徴とする上記 (1)〜(3)のいずれかの鋼管内面ブラスト装置。
[0050] (5)筒状のキャリア流体導入部の筒部に、空気をキャリア流体導入部に導入するた めの空気導入ロカ 個又は 2個以上設けられていることを特徴とする上記 (1)〜(4)の
V、ずれかの鋼管内面ブラスト装置。
[0051] (6)少なくとも 1個の空気導入口にはホイッスル形状の空気導入装置が設けられて いることを特徴とする上記 (5)の鋼管内面ブラスト装置。
[0052] (7)キャリア流体導入部内に研掃材又は研磨材をキャリア流体とともに水平方向に 圧入することに加えて、キャリア流体導入部の空気導入ロカ、らも研掃材又は研磨材 を供給することを特徴とする、上記 (5)又は (6)の鋼管内面ブラスト装置。
[0053] (8)空気導入口から導入された空気が筒状のキャリア流体導入部の内壁に沿って 旋回流を形成することを特徴とする上記 (5)〜(7)のいずれかの鋼管内面ブラスト装置
[0054] (9)鋼管がマルテンサイト系ステンレス鋼管であることを特徴とする、上記 (1)〜(8)の
V、ずれかの鋼管内面ブラスト装置。
[0055] (10)上記 (1)〜(9)のいずれかの鋼管内面ブラスト装置を用いることを特徴とする鋼 管内面ブラスト方法。
[0056] (11)上記 (1)〜(9)のいずれかの鋼管内面ブラスト装置を用いて鋼管内面を研掃又 は研磨することを特徴とする、内面の表面性状に優れた鋼管の製造方法。
発明の効果 [0057] 本発明によれば、鋼管の始端部から終端部まで鋼管の内面を十分にブラストできる とともに、ブラスト能力が向上した鋼管内面ブラスト装置、鋼管内面ブラスト方法及び 内面の表面性状に優れた鋼管の製造方法を提供することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0058] 以下、図面に基づいて、本発明を説明する。なお、本発明は実施例に限定されるも のではない。また、以下は、研掃材を用いる場合について説明する力 研磨材を用 V、る場合にも同様であることは言うまでもなレ、。
実施例 1
[0059] 図 5は、本発明に係る鋼管内面ブラスト装置の一例であり、鋼管内面ブラスト装置の 全体図を示す。
[0060] この鋼管内面ブラスト装置は、高圧流体をキャリア流体 20として、研掃材を被ブラス ト管 (鋼管） 6の内部に噴射するとともに、鋼管 6の終端部から鋼管内の空気を吸引し 、鋼管内部を負圧にするものであり、高圧噴射と負圧吸引を組み合わせたハイブリツ ド式ブラスト装置である。被ブラスト管 (鋼管） 6の始端部から終端部の全体にわたつ て、キャリア流体の圧力の変動が少ないため、被ブラスト管 (鋼管） 6の中では鋼管の 内面をブラストするために必要な流速が十分に確保されている。
[0061] この鋼管内面ブラスト装置では、コンプレッサ（図示せず)から供給された高圧空気 流 20に、研掃材タンク 3に蓄えられた研掃材を落下させ、高圧空気にこの研掃材を 混合する研掃材 ·流体混合部 4が、筒状のキャリア流体導入部 21とダミー管 23を介 して、被ブラスト管 (鋼管） 6の始端側に設けられて!/、る。
[0062] そして、被ブラスト管 (鋼管） 6の終端部には、被ブラスト管 6の内面の研掃を終えた 研掃材とこの研掃材を浮遊させて搬送する負圧空気流とを受けて、研掃材と空気と を分離する重力沈降式の回収タンク 7が設置され、サイクロン 8及びダストコレクタ 9を 経て、極微粒子以外の研掃材ゃ研掃屑が除去された空気をサイレンサ 11に送り排 出するブロワ 10が接続されている。一部の研掃材は重力沈降式ダストコレクタ 7およ び/またはサイクロン 8で回収され、機械的および/または流体的搬送手段 14によ つて研掃材タンク 3にリサイクルされる。
[0063] 図 6に、図 5に示される鋼管内面ブラスト装置のうち、筒状のキャリア流体導入部の 拡大図 (斜視図）を示す。
[0064] 筒状のキャリア流体導入部 21は、キャリア流体 20とともに研掃材をキャリア流体導 入部 21の内部に水平方向に圧入するための孔 19を、筒状のキャリア流体導入部 21 の端面の中心に有する。
[0065] そして、ここでは、キャリア流体導入部 21は、キャリア流体導入部の筒と同軸の軸管
22を有し、この軸管内に筒状のキャリア流体導入部 21の端面に設けられた孔 19か ら水平に圧入された研掃材を搬送するキャリア流体 20を長手方向速度 Vで圧入し、 軸管内を長手方向速度 Vで通過させている。そして、研掃材を水平方向に搬送する キャリア流体 20は軸管内を通過した後、キャリア流体の噴流の広がりのため、半径方 向速度 Vが加わる。
[0066] すなわち、軸管を通過した後、キャリア流体 20によって搬送される研掃材は、長手 方向速度 Vに半径方向速度 Vが加わって、次の (1)式で示す速度 Vでもって被ブラ スト管 (鋼管） 6に衝突することになる。
[0067] V= (V 2 + V 2) 1/2 (1)式
ここでは、軸管 22の長さを筒状のキャリア流体導入部 21の長さと同じに設定してい る力 この軸管 22の長さとキャリア流体 20の速度を調節することによって、圧入され た研掃材を搬送するキャリア流体 20を、所定角度と所定位置でもって衝突させること ができるので、キャリア流体 20によって搬送された研掃材カ、ちょうど鋼管始端部の 内面から衝突し始めるように調節するべぐ軸管 22の長さを設定するのがよい。 ま た、ここでは、ダミー管 23が水平に設置された鋼管始端部と筒状のキャリア流体導入 部 21との間に設置されている。ダミー管 23を設置することによって、ダミー管 23の一 部を含めて内面をブラストすることができるので、研掃材が鋼管内面の始端部から確 実にブラストすることができる。
実施例 2
[0068] 図 7は、本発明に係る鋼管内面ブラスト装置の他の一例であり、鋼管内面ブラスト装 置の全体図を示す。
[0069] これは、実施例 1の鋼管内面ブラスト装置と同様に、高圧流体をキャリア流体 20とし て、研掃材を被ブラスト管 (鋼管） 6の内部に噴射するとともに、鋼管 6の終端部から鋼 管内の空気を吸引し、鋼管内部を負圧にするものであり、高圧噴射と負圧吸引を組 み合わせたハイブリッド式ブラスト装置である。ただし、ここでは、高圧流体をキャリア 流体 20として、研掃材を被ブラスト管 (鋼管） 6の内部に噴射するための筒状のキヤリ ァ流体導入部 21は、空気 24をキャリア流体導入部 21の内部に導入するための空気 導入口 25を有する。この空気導入口から吸引又は圧入された空気 24によって、キヤ リア流体導入部の内壁に沿って旋回流が形成される。ここで、キャリア流体 20とともに 水平方向から圧入される研掃材 5は、研掃材 ·流体混合部 4でキャリア流体と混合さ れた後、キャリア流体導入部 21に水平方向から圧入される。
[0070] なお、被ブラスト管 (鋼管） 6の始端部から終端部の全体にわたって、キャリア流体の 圧力の変動が少ないため、被ブラスト管 (鋼管） 6の中では鋼管の内面をブラストする ために必要な流速が十分に確保されている。
[0071] この鋼管内面ブラスト装置では、コンプレッサ（図示せず)から供給された高圧空気 流 20に、研掃材タンク 3に蓄えられた研掃材を落下させ、高圧空気にこの研掃材を 混合する研掃材 ·流体混合部 4が、筒状のキャリア流体導入部 21とダミー管 23を介 して、被ブラスト管 (鋼管） 6の始端側に設けられている。この研掃材 '流体混合部 4の 構造は図 2に示されたものと同様であり、ノズル 16を通して供給された高圧空気流 20 と、フィーダ一 17を通って供給される研掃材 5が、デフユーザー 18において混合され 、キャリア流体導入部 21へと搬送される。
[0072] そして、被ブラスト管 (鋼管） 6の終端部には、被ブラスト管 6の内面の研掃を終えた 研掃材とこの研掃材を浮遊させて搬送する負圧空気流とを受けて、まだ破砕してレ、 ない研掃材と空気とを分離する回収タンク 7が設置され、また、回収タンク 7で分離さ れた研掃材を搬出する搬出手段 14 (ここで分離した研掃材は研掃材タンク 3に戻さ れる。）が設置されている。さらに、この回収タンク 7には、破砕した研掃材ゃ研掃屑と 負圧空気流とを分離するためのサイクロン 8及びダストコレクタ 9と、研掃を終えた研 掃材とこの研掃材を浮遊させて搬送する負圧空気流とを被ブラスト管 6から前記回収 タンク 7と前記サイクロン 8と前記ダストコレクタ 9とを介して吸引し、研掃材ゃ研掃屑が 除去された空気をサイレンサ 11に送り排出するブロワ 10が接続されて!/、る。
[0073] 図 8に、本実施例 2にかかる鋼管内面ブラスト装置のうち、筒状のキャリア流体導入 部の拡大図 (斜視図）を示す。
[0074] 筒状のキャリア流体導入部 21は、キャリア流体 20とともに研掃材をキャリア流体導 入部 21の内部に水平方向に圧入するための孔 19を、筒状のキャリア流体導入部 21 の端面の中心に有する。そして、筒状のキャリア流体導入部 21は、空気 24をキャリア 流体導入部 21の内部に導入するための空気導入口 25を有する。この空気導入口 2 5から吸引又は圧入された空気 24によって、キャリア流体導入部の内壁に沿って円 周方向速度 V の旋回流が形成される。
[0075] そして、ここでは、キャリア流体導入部 21は、キャリア流体導入部の筒と同軸の軸管 22を有し、この軸管内に筒状のキャリア流体導入部 21の端面に設けられた孔 19か ら水平に圧入された研掃材を搬送するキャリア流体 20を長手方向速度 Vで圧入し、 z 軸管内を長手方向速度 Vで通過させている。
z
[0076] したがって、研掃材を水平方向に搬送するキャリア流体 20は軸管内を通過した後、 空気導入口 25から導入された空気 24によって形成される旋回流が加わり、その速度 は長手方向速度 Vと円周方向速度 V と半径方向速度 Vから合成される。
[0077] すなわち、軸管を通過した後、キャリア流体 20によって搬送される研掃材は、次の（
2)式で示す速度 Vでもって被ブラスト管 (鋼管） 6に衝突することになる。
[0078] V= (V 2 + V 2 + V 2) 1/2 (2)式
なお、ここでは、軸管 22の長さを筒状のキャリア流体導入部 21の長さと同じに設定 しているが、この軸管 22の長さとキャリア流体 20の速度を調節することによって、圧 入された研掃材を搬送するキャリア流体 20を、所定角度でもって鋼管始端部に衝突 させること力 Sできるので、キャリア流体 20によって搬送された研掃材カ ちょうど鋼管 始端部の内面から衝突し始めるように調節するべぐ軸管 22の長さを設定するのがよ い。
[0079] また、ここでは、ダミー管 23が水平に設置された鋼管始端部と筒状のキャリア流体 導入部 21との間に設置されている。ダミー管 23を設置することによって、ダミー管 23 の一部を含めて内面をブラストすることができるので、研掃材が鋼管内面の始端部か ら確実にブラストすることができる。
実施例 3 [0080] 図 9は、本発明に係る鋼管内面ブラスト装置の他の一例であり、鋼管内面ブラスト装 置の全体図を示す。
[0081] これは、実施例 1の鋼管内面ブラスト装置と同様に、高圧流体をキャリア流体 20とし て、研掃材を被ブラスト管 (鋼管） 6の内部に噴射するとともに、鋼管 6の終端部から鋼 管内の空気を吸引し、鋼管内部を負圧にするものであり、高圧噴射と負圧吸引を組 み合わせたハイブリッド式ブラスト装置である。ただし、ここでは、高圧流体をキャリア 流体 20として、研掃材を被ブラスト管 (鋼管） 6の内部に噴射するための筒状のキヤリ ァ流体導入部 21は、空気 24をキャリア流体導入部 21の内部に導入するためのホイ ッスル形状の空気導入装置 26を有する。この空気導入装置 26から吸引又は圧入さ れた空気 24によって、キャリア流体導入部の内壁に沿って旋回流が形成される。ここ で、キャリア流体 20とともに水平方向から圧入される研掃材 5は、研掃材'流体混合 部 4でキャリア流体と混合された後、キャリア流体導入部 21に水平方向力も圧入され
[0082] なお、被ブラスト管 (鋼管） 6の始端部から終端部の全体にわたって、キャリア流体の 圧力の変動が少ないため、被ブラスト管 (鋼管） 6の中では鋼管の内面をブラストする ために必要な流速が十分に確保されている。
[0083] この鋼管内面ブラスト装置では、コンプレッサ（図示せず)から供給された高圧空気 流 20に、研掃材タンク 3に蓄えられた研掃材を落下させ、高圧空気にこの研掃材を 混合する研掃材 ·流体混合部 4が、筒状のキャリア流体導入部 21とダミー管 23を介 して、被ブラスト管 (鋼管） 6の始端側に設けられている。この研掃材 '流体混合部 4の 構造は図 2に示されたものと同様であり、ノズル 16を通して供給された高圧空気流 20 と、フィーダ一 17を通って供給される研掃材 5が、デフユーザー 18において混合され 、キャリア流体導入部 21へと搬送される。
[0084] そして、被ブラスト管 (鋼管） 6の終端部には、被ブラスト管 6の内面の研掃を終えた 研掃材とこの研掃材を浮遊させて搬送する負圧空気流とを受けて、まだ破砕してレ、 ない研掃材と空気とを分離する回収タンク 7が設置され、また、回収タンク 7で分離さ れた研掃材を搬出する搬出手段 14 (ここで分離した研掃材は研掃材タンク 3に戻さ れる。）が設置されている。さらに、この回収タンク 7には、破砕した研掃材ゃ研掃屑と 負圧空気流とを分離するためのサイクロン 8及びダストコレクタ 9と、研掃を終えた研 掃材とこの研掃材を浮遊させて搬送する負圧空気流とを被ブラスト管 6から前記回収 タンク 7と前記サイクロン 8と前記ダストコレクタ 9とを介して吸引し、研掃材ゃ研掃屑が 除去された空気をサイレンサ 11に送り排出するブロワ 10が接続されて!/、る。
[0085] 図 10に、本実施例 3にかかる鋼管内面ブラスト装置のうち、筒状のキャリア流体導 入部の拡大図 (斜視図）を示す。
[0086] 筒状のキャリア流体導入部 21は、キャリア流体 20とともに研掃材 5をキャリア流体導 入部 21の内部に水平方向に圧入するための孔 19を、筒状のキャリア流体導入部 21 の端面の中心に有する。そして、筒状のキャリア流体導入部 21は、空気 24をキャリア 流体導入部 21の内部に導入するためのホイッスル形状の空気導入装置 26を有する 。この空気導入装置 26から吸引又は圧入された空気 24によって、キャリア流体導入 部の内壁に沿って円周方向速度 V と半径方向速度 Vから合成される旋回流が形成 される。
[0087] そして、ここでは、キャリア流体導入部 21は、キャリア流体導入部の筒と同軸の軸管 22を有し、この軸管内に筒状のキャリア流体導入部 21の端面に設けられた孔 19か ら水平に圧入された研掃材を搬送するキャリア流体 20を長手方向速度 Vで圧入し、 z 軸管内を長手方向速度 Vで通過させている。
z
[0088] したがって、研掃材を水平方向に搬送するキャリア流体 20は軸管内を通過した後、 空気導入装置 26から吸引又は圧入された空気 24によって形成される旋回流が加わ り、その速度は長手方向速度 Vと円周方向速度 V と半径方向速度 Vから合成され
[0089] すなわち、軸管を通過した後、キャリア流体 20によって搬送される研掃材は、実施 例と同様に、次の (2)式で示す速度 Vでもって被ブラスト管 (鋼管） 6に衝突することに なる。
[0090] V= (V 2 + V 2 + V 2) 1/2 (2)式
なお、ここでは、軸管 22の長さを筒状のキャリア流体導入部 21の長さと同じに設定 しているが、この軸管 22の長さとキャリア流体 20の速度を調節することによって、圧 入された研掃材を搬送するキャリア流体 20を、所定角度でもって鋼管始端部に衝突 させること力 Sできるので、キャリア流体 20によって搬送された研掃材カ ちょうど鋼管 始端部の内面から衝突し始めるように調節するべぐ軸管 22の長さを設定するのがよ い。
[0091] また、ここでは、ダミー管 23が水平に設置された鋼管始端部と筒状のキャリア流体 導入部 21との間に設置されている。ダミー管 23を設置することによって、ダミー管 23 の一部を含めて内面をブラストすることができるので、研掃材が鋼管内面の始端部か ら確実にブラストすることができる。
実施例 4
[0092] 図 11は、本発明に係る鋼管内面ブラスト装置の他の一例であり、鋼管内面ブラスト 装置の全体図を示す。
[0093] これは、実施例 1の鋼管内面ブラスト装置と同様に、高圧流体をキャリア流体 20とし て、研掃材 5を被ブラスト管 (鋼管） 6の内部に噴射するとともに、鋼管 6の終端部から 鋼管内の空気を吸引し、鋼管内部を負圧にするものであり、高圧噴射と負圧吸引を 組み合わせたハイブリッド式ブラスト装置である。ただし、ここでは、高圧流体をキヤリ ァ流体 20として、研掃材を被ブラスト管 (鋼管） 6の内部に噴射するための筒状のキヤ リァ流体導入部 21は、空気 24をキャリア流体導入部 21の内部に導入するためのホ イツスル形状の空気導入装置 26を有することに加えて、このホイッスル形状の空気導 入装置 26からも、研掃材タンク 3に蓄えられていた研掃材をキャリア流体導入部 21 に供給するものである。この空気導入装置 26から吸引又は圧入された空気 24によつ て、キャリア流体導入部の内壁に沿って旋回流が形成される。ここで、キャリア流体 2 0とともに水平方向から圧入される研掃材 5は、研掃材 ·流体混合部 4でキャリア流体 と混合された後、キャリア流体導入部 21に水平方向から圧入される。
[0094] なお、被ブラスト管 (鋼管） 6の始端部から終端部の全体にわたって、キャリア流体の 圧力の変動が少ないため、被ブラスト管 (鋼管） 6の中では鋼管の内面をブラストする ために必要な流速が十分に確保されている。
[0095] この鋼管内面ブラスト装置では、コンプレッサ（図示せず)から供給された高圧空気 流 20に、研掃材タンク 3に蓄えられた研掃材を落下させ、高圧空気にこの研掃材を 混合する研掃材 ·流体混合部 4が、筒状のキャリア流体導入部 21とダミー管 23を介 して、被ブラスト管 (鋼管） 6の始端側に設けられている。この研掃材 '流体混合部 4の 構造は図 2に示されたものと同様であり、ノズル 16を通して供給された高圧空気流 20 と、フィーダ一 17を通って供給される研掃材 5が、デフユーザー 18において混合され 、キャリア流体導入部 21へと搬送される。また、この鋼管内面ブラスト装置では、筒状 のキャリア流体導入部 21の側面に設けられたホイッスル形状のからも、研掃材 5がキ ャリア流体導入部 21に供給される力 このために空気導入装置 26の上方には、研掃 材 5を蓄えることができる研掃材タンク 3が設置されている。
[0096] そして、被ブラスト管 (鋼管） 6の終端部には、被ブラスト管 6の内面の研掃を終えた 研掃材とこの研掃材を浮遊させて搬送する負圧空気流とを受けて、まだ破砕してレ、 ない研掃材と空気とを分離する回収タンク 7が設置され、また、回収タンク 7で分離さ れた研掃材を搬出する搬出手段 14 (ここで分離した研掃材は研掃材タンク 3に戻さ れる。）が設置されている。さらに、この回収タンク 7には、破砕した研掃材ゃ研掃屑と 負圧空気流とを分離するためのサイクロン 8及びダストコレクタ 9と、研掃を終えた研 掃材とこの研掃材を浮遊させて搬送する負圧空気流とを被ブラスト管 6から前記回収 タンク 7と前記サイクロン 8と前記ダストコレクタ 9とを介して吸引し、研掃材ゃ研掃屑が 除去された空気をサイレンサ 11に送り排出するブロワ 10が接続されて!/、る。
[0097] 図 12に、本実施例 4にかかる鋼管内面ブラスト装置のうち、筒状のキャリア流体導 入部の拡大図 (斜視図）を示す。
[0098] 筒状のキャリア流体導入部 21は、キャリア流体 20とともに研掃材 5をキャリア流体導 入部 21の内部に水平方向に圧入するための孔 19を、筒状のキャリア流体導入部 21 の端面の中心に有する。そして、筒状のキャリア流体導入部 21は、研掃材 5とともに 空気 24をキャリア流体導入部 21の内部に導入するためのホイッスル形状の空気導 入装置 26を有する。この空気導入装置 26から吸引又は圧入された空気 24によって 、キャリア流体導入部の内壁に沿って円周方向速度 V と半径方向速度 Vから合成 される旋回流が形成される。
[0099] そして、ここでは、キャリア流体導入部 21は、キャリア流体導入部の筒と同軸の軸管
22を有し、この軸管内に筒状のキャリア流体導入部 21の端面に設けられた孔 19か ら水平に圧入された研掃材を搬送するキャリア流体 20を長手方向速度 Vで圧入し、 z 軸管内を長手方向速度 Vで通過させている。さらに、キャリア流体導入部 21に設け z
られたホイッスル形状の空気導入装置 26から導入された空気 24は、ホイッスル形状 の空気導入装置 26から供給された研掃材 5を搬送するとともに、軸管 22の外周を、 筒状のキャリア流体導入部の内壁に沿って旋回する、旋回速度 V の旋回流を形成
Θ
する。
[0100] したがって、研掃材 5を水平方向に搬送するキャリア流体 20が軸管内を通過した後 、別途、空気導入装置 26から供給された研掃材 5を搬送する空気 24によって形成さ れる旋回流が加わり、その速度は長手方向速度 Vと円周方向速度 V と半径方向速 z Θ
度 Vから合成される。
[0101] すなわち、軸管を通過した後、キャリア流体 20によって搬送される研掃材は、実施 例 2と同様に、次の (2)式で示す速度 Vでもって被ブラスト管 (鋼管） 6に衝突すること になる。
[0102] V= (V 2 + V 2 + V 2) 1/2 (2)式
なお、ここでは、軸管 22の長さを筒状のキャリア流体導入部 21の長さと同じに設定 しているが、この軸管 22の長さとキャリア流体 20の速度を調節することによって、圧 入された研掃材を搬送するキャリア流体 20を、所定角度でもって鋼管始端部に衝突 させること力 Sできるので、キャリア流体 20によって搬送された研掃材カ ちょうど鋼管 始端部の内面から衝突し始めるように調節するべぐ軸管 22の長さを設定するのがよ い。
[0103] また、ここでは、ダミー管 23が水平に設置された鋼管始端部と筒状のキャリア流体 導入部 21との間に設置されている。ダミー管 23を設置することによって、ダミー管 23 の一部を含めて内面をブラストすることができるので、研掃材が鋼管内面の始端部か ら確実にブラストすることができる。
[0104] 比較のために、図 3に示された負圧吸引ブラスト装置（前記特許文献 1に図 1として 示されたもの）のうち、筒状のキャリア流体導入部の拡大図（斜視図）を図 13に示す。
[0105] 筒状のキャリア流体導入部 21は、研掃材 5とともに空気 24をキャリア流体導入部 21 の内部に導入するためのホイッスル形状の空気導入装置 26を有する。この空気導入 装置 26から吸引又は圧入された空気 24によって、キャリア流体導入部の内壁に沿つ て円周方向速度 V の旋回流が形成される。さらに、負圧の空気流によって長手方向
Θ
に引っ張られるから、円周方向速度 V に加えて長手方向速度 Vが発生するので、
Θ z
その旋回流の速度は長手方向速度 Vと円周方向速度 V 力 合成される。
z Θ
[0106] すなわち、負圧の空気 24によって搬送される研掃材は、次の (3)式で示す速度 Vで もって被ブラスト管 (鋼管） 6に衝突することになる。
[0107] V= (V 2 + V 2) 1/2 (3)式
Θ
実施例 5
[0108] 次に、本実施例 3に示された鋼管内面ブラスト装置の構成を有する実験装置を用 いて、研掃材をキャリア流体によって搬送したときの被ブラスト管 (鋼管）内の研掃材 の挙動を把握するための実験を行った。
[0109] 図 14は、本実施例 3にかかる鋼管内面ブラスト装置を用いた際の被ブラスト管 (鋼 管）内の研掃材の挙動を把握するための実験装置を示す。管内面ブラスト装置の材 料としてポリカーボネート製の透明管を用い、このポリカーボネート製の透明管内を 流れる珪砂を高速度カメラでブラスト管の長手方向の数か所で撮影して、各個所で の珪砂の速度とその方向を分析した。
[0110] コンプレッサ（図示せず）から供給された空気流量 Q の高圧空気流 20を研掃材-
N
流体混合部 4 (内径 D )に供給した。そして、研掃材タンク 3から研掃材 5としての珪
T
砂を供給し、両者を混合した後、キャリア流体導入部 21に軸管 22を通して圧入した 。別途、キャリア流体導入部 21に設けられたホイッスル形状の空気導入装置 26から 、空気流量 Q の負圧で空気 24をキャリア流体導入部 21の内部に吸引又は圧入す
A
ることで、キャリア流体導入部 21の内壁に沿って旋回流を形成した。なお、実験条件 は表 1に示すとおりである（本発明例 1及び 2)。
[0111] 比較のために、図 3および図 13に示された負圧吸引ブラスト装置の構成を有する 比較実験装置を用いて、研掃材をキャリア流体によって搬送したときの被ブラスト管（ 鋼管）内の研掃材の挙動を把握した。
[0112] 図 15は、比較のための実験装置であり、この実験装置を用いて、負圧吸引ブラスト 装置における被ブラスト管 (鋼管）内の研掃材の挙動を把握した。管内面ブラスト装 置の材料としてポリカーボネート製の透明管を用い、このポリカーボネート製の透明 管内を流れる珪砂を高速度カメラでブラスト管の長手方向の数か所で撮影して、各 個所での珪砂の速度とその方向を分析した。
[0113] 研掃材タンク 3から研掃材 5としての珪砂を、キャリア流体導入部 21に設けられたホ イツスル形状の空気導入装置 26に供給するとともに、キャリア流体導入部 21に設け られたホイッスル形状の空気導入装置 26から、空気流量 Q の負圧で空気 24をキヤ リア流体導入部 21の内部に吸引することで、キャリア流体導入部 21の内壁に沿って 旋回流を形成した。なお、実験条件は表 1に示すとおりである（比較例 1及び 2)。
[0114] [表 1] 表 1
Figure imgf000023_0001
[0115] 図 16〜； 19に、研掃材としての珪砂の各種の移動速度（合成速度 V、長手方向速度 V、円周方向速度 V )及び珪砂の入射角 αを、それぞれ示す。
Θ
[0116] 本発明例 1及び 2と比較例 1及び 2を比較すると、合成速度 Vは被ブラスト管の始端 部においては差異はないが、被ブラスト管の中程以降は本発明例 1及び 2が比較例 1及び 2を上回る（図 16)。そして、長手方向速度 Vは、本発明例 1及び 2では、被ブ ラスト管の始端部から終端部までのいずれにおいても比較例 1及び 2を上回る（図 17
)。
[0117] これに対して、旋回角 Θ (研掃材の速度成分 V と Vのなす角度）は被ブラスト管の
θ ζ
始端部においては比較例 1及び 2が本発明例 1及び 2を大幅に上回り、被ブラスト管 の終端部においても比較例 1及び 2が上回っている（図 18)。し力もながら、比較例 1 及び 2のように旋回角 Θが大きすぎると、被ブラスト管の内面に縞模様が発生する恐 れがあるし、比較例 1及び 2のように被ブラスト管の始端部と終端部で旋回角 Θに差 異がありすぎると、被ブラスト管の内面のブラスト効果が長手方向で異なるという問題 が生じる。
[0118] また、研掃材の入射角 αは被ブラスト管の始端部においては比較例 1及び 2が本 発明例 1及び 2を大幅に上回り、被ブラスト管の終端部においても比較例 1及び 2が 上回っている（図 19)。しかしながら、比較例 1及び 2のように研掃材の入射角 αが大 きすぎると、被ブラスト管の内面のブラスト効果が得られない恐れがある。また、被ブラ スト管の始端部と終端部で研掃材の入射角 αに差異がありすぎると、被ブラスト管の 内面のブラスト効果が長手方向で異なるという問題が生じる。これに対して、本発明 例 1及び 2は研掃材の入射角 αが 10〜30° という最適の角度範囲に入っている。
[0119] なお、被ブラスト管の始端部において合成速度 Vに差異はないのは、本発明例 1及 び 2では長手方向速度 Vが大きく、比較例 1及び 2では円周方向速度 V が大きいた めであると考えられる。
[0120] ここで、研掃材の入射角 αは 10〜30° が最適の角度範囲である理由は、次のと おりである。
[0121] 図 20は、橋本建次著「粉体空気輸送における摩耗対策」 p.56， NTS,
(1989)の図 3. 13 (金属の衝突角度と摩耗量の関係（Arundelら） )を転載したもので ある。ここには、一般に金属粒子と鋼材との衝突摩耗速度は入射角 αが 10〜30° の範囲にピークを持つ旨の記載があることが示されており、入射角 α力 0〜30° の 範囲になることが好ましいからである。
実施例 6
[0122] 本実施例 3にかかる鋼管内面ブラスト装置（図 9及び図 10参照）を実機の鋼管内面 のブラストに適用した。研掃材として珪砂を用いて、 13%Crマルテンサイト系ステンレ ス鋼 (API (米国石油協会）規格)からなる鋼管 (外径 114. 3mm)のデスケーリングを 行った。その実験条件は次のとおりである。
[0123] 管内断面平均流速 = 90〜110m/SeC (長手方向位置によって異なる）
キャリア流体圧入流量 =吸弓 I流量の 3 %
軸管の内径 =キャリア流体導入部 21の内径の約 1/4
軸管の外径 = 114. 3mm
軸管の肉厚 = 6. 88mm 軸管の長さ = 12. 5m
粉体の投入位置 =空気導入口の終点と同じ長手方向位置
比較のために、図 3および図 13に示された負圧吸引ブラスト装置を実機の鋼管内 面のブラストに適用した。研掃材として珪砂を用いて、 13%Crマルテンサイト系ステ ンレス鋼 (API (米国石油協会）規格)からなる鋼管 (外径 1 14· 3mm)のデスケーリン グを行った（比較例 3)。その実験条件は次のとおりである。
[0124] 管内断面平均流速 = 90〜110m/Sec (長手方向位置によって異なる）
粉体の投入位置 =空気吸引装置 26から落下投入
表 2に、実施例 6と比較例 3の実験結果を示す。これは、所定の時間で研掃終了し た際の終端部内面研掃状態を目視観察したものであり、〇はデスケーリングが完了 したことを、そして、 Xはデスケーリングが未完であったことを示す。
[0125] [表 2] 表 2
Figure imgf000025_0001
[0126] 本発明に係る鋼管内面ブラスト装置を用いる実施例 6では、操業時間を 10%短縮 してもデスケーリングを完了することができたのに対して、負圧吸引ブラスト装置を用 いる比較例 3では操業時間を 10%短縮するとデスケーリングを完了することができな かった。すなわち、本発明に係る鋼管内面ブラスト装置の方が、負圧吸引ブラスト装 置よりも高!/、研掃能力を有するとレ、う結果が得られた。
産業上の利用可能性
[0127] 本発明によれば、鋼管の始端部から終端部まで鋼管の内面を十分にブラストでき るとともに、ブラスト能力が向上した鋼管内面ブラスト装置及び鋼管内面ブラスト方法 を提供することができるとともに、内面の表面性状に優れた鋼管の製造法を提供する こと力 Sでさる。
図面の簡単な説明 [図 1]特許文献 1に図 12として示されている高圧噴射ブラスト装置である。
[図 2]高圧空気流 20をキャリアとして搬送された研掃材 5が入射角 αでもって鋼管内 面に衝突する際の模式図である。
[図 3]特許文献 1に図 1として示されている負圧吸引ブラスト装置である。
[図 4]負圧空気流 15をキャリアとして搬送された研掃材 5が入射角 αでもって鋼管内 面 6に衝突する際の模式図である。
[図 5]本発明に係る鋼管内面ブラスト装置の一例であり、鋼管内面ブラスト装置の全 体図を示す。
[図 6]図 5に示される鋼管内面ブラスト装置のうち、筒状のキャリア流体導入部の拡大 図 (斜視図）を示す。
[図 7]本発明に係る鋼管内面ブラスト装置の他の一例であり、鋼管内面ブラスト装置 の全体図を示す。
[図 8]図 7に示される鋼管内面ブラスト装置のうち、筒状のキャリア流体導入部の拡大 図 (斜視図）を示す。
[図 9]本発明に係る鋼管内面ブラスト装置の他の一例であり、鋼管内面ブラスト装置 の全体図を示す。
[図 10]図 9に示される鋼管内面ブラスト装置のうち、筒状のキャリア流体導入部の拡 大図 (斜視図）を示す。
[図 11]本発明に係る鋼管内面ブラスト装置の他の一例であり、鋼管内面ブラスト装置 の全体図を示す。
[図 12]図 1 1に示される鋼管内面ブラスト装置のうち、筒状のキャリア流体導入部の拡 大図 (斜視図）を示す。
[図 13]図 3に示される負圧吸引ブラスト装置のうち、筒状のキャリア流体導入部の拡 大図（斜視図）を比較のために示す。
[図 14]図 9及び 10に示される鋼管内面ブラスト装置を用いた際の被ブラスト管 (鋼管) 内の研掃材の挙動を把握するための実験装置を示す。
[図 15]図 3に示される負圧吸引ブラスト装置における被ブラスト管 (鋼管）内の研掃材 の挙動を把握するための実験装置を示す。 [図 16]研掃材としての珪砂の移動速度（合成速度 V)を示す。 園 17]研掃材としての珪砂の移動速度（長手方向速度 V )を示す。
z
[図 18]研掃材としての珪砂の旋回角 Θを示す。
[図 19]研掃材としての珪砂の入射角 αを示す。
[図 20]金属粉と金属面との衝突角度と摩耗量の関係を示す例図て 符号の説明
1 コンプレッサ
2 エアードライヤ
3 研掃材タンク
4 研掃材*流体混合部
5 研掃材
6 被ブラスト管 (鋼管）
7 重力沈降式回収タンク
8 サイクロン
9 フイノレター付きダストコレクタ
10 吸引ブロワ
11 サイレンサ
13 研掃材*空気供給部
14 搬出手段
15 負圧空気流 (キャリア流体)
16 ノズノレ
17 フィーダ一
18 デフユーザー
19 孔
20 高圧空気流（キャリア流体)
21 キャリア流体導入部
22 軸管
23 ダミー管 24 空気
25 空気導入口
26 空気導入装置
a 研掃材の入射角
Θ 研掃材の速度成分 V と Vのなす角度
Θ Z
D 研掃材'流体混合部の内径
T
Q 負圧の空気流量
A
Q 高圧空気流の空気流量
N
V 長手方向速度
z
V 円周方向速度
Θ
V 半径方向速度

Claims

請求の範囲
[1] 水平に設置された鋼管の一端に接続される筒状のキャリア流体導入部と、この鋼管 の他端に接続される負圧吸引部からなる鋼管内面ブラスト装置であって、筒状のキヤ リア流体導入部の端面に設けられた孔から、研掃材又は研磨材をキャリア流体ととも にキャリア流体導入部内に水平方向に圧入することを特徴とする鋼管内面ブラスト装 置。
[2] 水平に設置された鋼管の一端に接続される筒状のキャリア流体導入部と、この鋼管 の他端に接続される負圧吸引部からなる鋼管内面ブラスト装置であって、筒状のキヤ リア流体導入部の端面の中心に設けられた孔から、研掃材又は研磨材をキャリア流 体とともにキャリア流体導入部内に水平方向に圧入することを特徴とする鋼管内面ブ ラスト装置。
[3] 水平に設置された鋼管の一端と筒状のキャリア流体導入部とをダミー管を介して接 続することを特徴とする、請求項 1又は 2に記載の鋼管内面ブラスト装置。
[4] 筒状のキャリア流体導入部の内部にはキャリア流体導入部の筒と同軸の軸管が設 けられていることを特徴とする、請求項 1から 3までのいずれかに記載の鋼管内面ブラ スト装置。
[5] 筒状のキャリア流体導入部の筒部に、空気をキャリア流体導入部に導入するための 空気導入口が 1個又は 2個以上設けられていることを特徴とする、請求項 1から 4まで のいずれかに記載の鋼管内面ブラスト装置。
[6] 少なくとも 1個の空気導入口にはホイッスル形状の空気導入装置又は空気圧入装 置が設けられていることを特徴とする、請求項 5に記載の鋼管内面ブラスト装置。
[7] キャリア流体導入部内に研掃材又は研磨材をキャリア流体とともに水平方向に圧入 することに加えて、キャリア流体導入部の空気導入ロカ、らも研掃材又は研磨材を供 給することを特徴とする、請求項 5又は 6に記載の鋼管内面ブラスト装置。
[8] 空気導入口から導入された空気が筒状のキャリア流体導入部の内壁に沿って旋回 流を形成することを特徴とする、請求項 5から 7までのいずれかに記載の鋼管内面ブ ラスト装置。
[9] 鋼管がマルテンサイト系ステンレス鋼管であることを特徴とする、請求項 1から 8まで のいずれかに記載の鋼管内面ブラスト装置。
[10] 請求項 1から 9までのいずれかに記載の鋼管内面ブラスト装置を用いることを特徴と する鋼管内面ブラスト方法。
[11] 請求項 1から 9までのいずれかに記載の鋼管内面ブラスト装置を用いて鋼管内面を 研掃又は研磨することを特徴とする、内面の表面性状に優れた鋼管の製造方法。
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