WO2023090251A1 - 管の加工装置及び管の加工方法 - Google Patents

Abstract

管の加工装置は、管の端部を加工するための加工機と、加工機と前記管の芯合わせをするように、前記管の位置決めをするための位置決めサドルと、前記管を挟んで前記位置決めサドルと反対側に設けられ、前記位置決めサドルに向かって前記管を押さえつけるための押え部と、前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられるように、前記押え部又は前記位置決めサドルを手動で又は工具を用いて操作するための操作部と、を備え、前記操作部は、前記位置決めサドル側からアクセス可能に構成される。

Description

管の加工装置及び管の加工方法

　本開示は、管の加工装置及び管の加工方法に関する。
　本願は、２０２１年１１月１７日に日本国特許庁に出願された特願２０２１－１８６９９４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　管の端部同士の突合せ溶接をするとき等、管の端部に開先を形成するための開先加工が行われる。

　特許文献１には、加工対象の配管が載せられる芯調整ベッドと、配管を挟んで芯調整ベッドとは反対側に設けられる配管押えと、を含む開先加工装置が開示されている。この開先加工装置では、芯調整ベッド及び配管押えにて配管を外側から押さえて固定することで、開先加工機の回転軸と配管との芯出しを行うようになっている。

特開２００２－７９４０２号公報

　ところで、ボイラ等の火炉壁管の補修作業等を炉外側から作業することが提案されている。炉外側から作業することで、炉内に足場を設けなくて済むため、炉内側から作業する場合に比べて補修等に係る工数削減が可能である。

　一方、炉外側から作業する場合、例えば特許文献１に記載されるような従来の加工装置では、装置の構成上、加工対象の管のうち炉内側の部分を基準にして、加工装置と管との芯合わせを行うことになる。ここで、管の炉内側の部分は、ボイラの運転時に高温の燃焼ガスに曝されるため、特に長時間運転されたボイラでは腐食等により減肉していることがあり、その場合、管の炉内側の部分を基準にして芯合わせをすると、加工装置と管の芯がずれてしまい、適切な開先加工をすることが難しくなる。残存管（既設管）と新管がずれると、段差が生じることになり、特に、管の内面同士がずれる（目違い）が生じると、溶接時に欠陥が生じやすくなる。

　上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、加工対象の管と加工装置との芯合わせがしやすい管の加工装置及び管の加工方法を提供することを目的とする。

　本発明の少なくとも一実施形態に係る管の加工装置は、
　管の端部を加工するための加工機と、
　加工機と前記管の芯合わせをするように、前記管の位置決めをするための位置決めサドルと、
　前記管を挟んで前記位置決めサドルと反対側に設けられ、前記位置決めサドルに向かって前記管を押さえつけるための押え部と、
　前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられるように、前記押え部又は前記位置決めサドルを手動で又は工具を用いて操作するための操作部と、
を備え、
　前記操作部は、前記位置決めサドル側からアクセス可能に構成される。

　また、本発明の少なくとも一実施形態に係る管の加工方法は、
　加工機と、加工機に対する管の位置決めをするための位置決めサドルと、前記位置決めサドルに向かって前記管を押さえつけるための前記押え部と、を含む加工装置を用いて管の端部を加工する方法であって、
　前記位置決めサドルに加工対象の管を沿わせて、前記加工機と前記管の軸方向における芯合わせをするように前記管の位置決めをする位置決めステップと、
　前記位置決めサドル側からの操作により前記押え部又は前記位置決めサドルを操作して、前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられた状態にする操作ステップと、
　前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられた状態で、前記加工機を用いて前記管の端部を加工する加工ステップと、
を備える。

　本発明の少なくとも一実施形態によれば、加工対象の管と加工装置との芯合わせがしやすい管の加工装置及び管の加工方法が提供される。

一実施形態に係る管の加工装置の概略図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 典型的な加工装置における、図１のＡ－Ａ断面に相当する図である。 一実施形態に係る加工装置における、図１のＡ－Ａ断面に相当する図である。 一実施形態に係る加工装置の加工具の部分を拡大して示す図である。 図５のＢ－Ｂ断面である。 図５のＢ－Ｂ断面である。 一実施形態に係る管の加工方法を含む火炉壁管の補修方法のフローチャートである。 一実施形態に係る管の加工方法を含む火炉壁管の補修方法の過程を示す火炉壁の模式図である。 一実施形態に係る管の加工方法を含む火炉壁管の補修方法の過程を示す火炉壁の模式図である。 一実施形態に係る管の加工方法を含む火炉壁管の補修方法の過程を示す火炉壁の模式図である。 一実施形態に係る管の加工方法を含む火炉壁管の補修方法の過程を示す火炉壁の模式図である。

　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

（加工装置の構成）
　図１は、一実施形態に係る管の加工装置の概略図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図１に示す加工装置１は、加工対象の管５０の端部５１を加工するための装置である。加工対象の管５０は、例えば、ボイラ（石炭焚きボイラ又はソーダ回収ボイラ等）の火炉壁を構成する火炉壁管であってもよい。

　図１に示すように、加工装置１は、加工機２０と、位置決めサドル４と、押え部６と、操作部８と、を備える。

　加工機２０は、加工対象の管５０の端部５１を加工するように構成される。図１に示す加工機２０は、本体部２に支持される加工具ホルダ２２と、加工具ホルダ２２に取り付けられる加工具２４と、加工具２４を駆動するためのモータ３４と、を含む。

　加工具ホルダ２２及び加工具２４は、回転シャフト２３とともに、回転軸Ｏの周りを回転可能に構成される。モータ３４の出力シャフト３２は、動力伝達機構を介して加工具２４に接続される。図示する実施形態では、動力伝達機構は、軸方向に延びるシャフト３０、出力シャフト３２とシャフト３０との間に設けられるかさ歯車３１、及び、シャフト３０と回転シャフト２３との間に設けられる歯車２９，２７を含む。モータ３４の回転は、該動力伝達機構を介して加工機２０の回転シャフト２３に伝達される。このようにして、モータ３４によって加工具ホルダ２２及び加工具２４が回転駆動される。なお、図１においてモータ３４はモータケーシング３６に収容されている。
　なお、幾つかの実施形態では、動力伝達機構は、上述の実施形態のようにかさ歯車を含んでもよく、あるいは、フレキシブルシャフト又はリンク機構等を含んでもよい。

　軸方向における加工具ホルダ２２及び加工具２４の位置は、位置調節ハンドル３８によって調節することが可能になっている。

　図１に示す加工具２４は、管５０の端部を切削するためのバイト２６である。位置調節ハンドル３８を操作して軸方向におけるバイト２６の位置を調節しながら、モータ３４によってバイト２６を回転軸Ｏ周りに回転させることで、管５０の端部に突合せ溶接のための開先を形成することができる。

　位置決めサドル４は、加工機２０と加工対象の管５０の芯合わせをするように、管５０の位置決めをするためのものである。図１に示すように、位置決めサドル４は、本体部２のうち、加工機２０の中心軸Ｏに向かって、該中心軸Ｏに直交する方向に沿って突出する突出部２Ａに取り付けられる。また、図１及び図２に示すように、位置決めサドル４は、加工機２０の軸方向に延び、軸方向に見たときに円形の管５０を２点以上で支持可能な形状を有する。これにより、位置決めサドル４に対する管５０の相対的な位置決めが可能である。位置決めサドル４の形状及び位置は、加工対象の管５０の外径に応じて、管５０の中心軸Ｑと、加工機の中心軸Ｏとが一致するように設定される。

　図２に示す位置決めサドル４は、加工機２０の軸方向に直交する断面の形状がＹ字形状を有するが、位置決めサドル４の形状はこれに限定されない。位置決めサドル４は、例えば、加工対象の管５０の外面に対応する円弧状の形状を有してもよい。

　押え部６は、管５０を挟んで位置決めサドル４と反対側に設けられ、位置決めサドル４に向かって管を押さえつけるように構成される。図１に示す押え部６は、外面に雄ねじが形成された第１シャフト１０の端部に設けられている。第１シャフト１０は、本体部２に設けられ、雌ねじが形成されたねじ穴９に螺合される。第１シャフト１０をねじ穴９にねじ込むことにより、押え部６を介して管５０を位置決めサドル４に向けて押さえつけることができる。

　操作部８は、押え部６によって管５０が位置決めサドル４に押し付けられるように、押え部６又は位置決めサドル４を手動で又は工具（レンチ等）を用いて操作するために用いられる。

　図１に示す操作部８は、押え部６を操作するためのハンドル７を含む。ハンドル７は、管５０の軸方向（あるいは加工機２０の軸方向）に沿って延びる第２シャフト１２の一端部に設けられる。第２シャフト１２は、支持部１４を介して本体部２に支持されている。第２シャフト１２と第１シャフト１０の間には動力伝達機構が設けられており、作業者等の操作によるハンドル７の回転が、第２シャフト１２及び動力伝達機構を介して第１シャフト１０に伝達される。よって、ハンドル７を回転させることにより、第１シャフト１０をねじ穴９に対してねじ込むことが可能である。
　図示する実施形態では、上述の動力伝達機構は、かさ歯車１１を含む。幾つかの実施形態では、上述の動力伝達機構は、フレキシブルシャフト又はリンク機構を含んでもよい。

　特に図示しないが、幾つかの実施形態では、操作部８は、押え部６によって管５０が位置決めサドル４に押し付けられるように、位置決めサドル４を操作するために用いられるものであってもよい。

　なお、加工機２０の本体部２の位置決めサドル４側には、持ち手部１６が設けられており、作業員が持ち手部１６を掴んで各種作業を行うことが可能である。

　幾つかの実施形態では、操作部８は、位置決めサドル４側からアクセス可能に構成される。即ち、操作部８は、加工装置１の位置決めサドル４側にいる作業者がアクセス可能な位置に設けられている。

　例えば、図１に示す例示的な実施形態では、操作部８は、管５０の軸方向（又は加工機２０の軸方向）において、加工機２０、位置決めサドル４及び押え部６を含む領域Ｒ１からずれて位置している。このため、加工装置１の位置決めサドル４側にいる作業者は、加工機２０、位置決めサドル４及び押え部６に阻害されずに操作部８（ハンドル７）にアクセス可能である。

　炉外側から火炉壁の補修等の作業する場合、従来の加工装置では、装置の構成上、加工対象の管のうち炉内側の部分を基準にして、加工装置と管との芯合わせを行うことになる。ここで、管の炉内側の部分は、ボイラの運転時に高温の燃焼ガスに曝されるため腐食等により減肉していることがある。この場合、仮に、例えば図３に示すように、減肉している管５０の炉内側の部分を基準にして芯合わせをすると、加工機の中心軸Ｏと管の中心軸Ｑとがずれてしまい、適切な開先加工をすることが難しくなる。

　なお、図３は、典型的な加工装置における、図１のＡ－Ａ断面に相当する図である。図３では、炉内側に位置決めサドル４’が位置し、炉外側に押え部６’が位置している。また、５０’の破線は、減肉する前の管５０の外面の位置を示す。

　一方、ボイラの火炉壁管の炉外側部分は、火炉壁管の炉内側部分とは異なり、ボイラの運転時に高温の燃焼ガスに直接曝されないため、腐食等による減肉は生じ難い。この点、上述の実施形態に係る構成では、押え部６によって管５０（火炉壁管等）を位置決めサドル４に押し付ける操作を行うための操作部８は、管５０と加工機２０との芯合わせの基準となる位置決めサドル４側からアクセス可能である。よって、位置決めサドル４が炉外側に、押え部６が炉内側にそれぞれ位置した状態で、炉外側（すなわち位置決めサドル４側）から操作部８を操作して、押え部６によって管５０が位置決めサドル４に押し付けられた状態にすることができる。よって、炉外側から作業をする場合であっても、図２に示すように、管５０の炉外側部分を基準にして適切な芯合わせをすることができる（即ち、加工機２０の中心軸Ｏと管５０の中心軸Ｑの位置を合わせることができる）とともに、これにより、管５０の端部５１を適切に加工することができる。

　なお、腐食等による減肉が生じていない新管は、外径の中心と内径の中心が一致している。このため、このような新管が加工対象である場合には、管の炉外側部分及び炉内側部分のどちらを基準にしても、管と加工機との適切な芯合わせをすることができる。

　図４は、一実施形態に係る加工装置における、図１のＡ－Ａ断面に相当する図である。図４において、加工対象の管５０は、炉内側部分に防食のための肉盛部５２が設けられた管である。上述の実施形態に係る加工装置１では、管５０の炉外側部分を基準にして適切な芯合わせをすることができるので、図４に示すように、管５０の炉内側部分の管厚が炉外側部分よりも厚い場合であっても、適切な芯合わせをすることができる。

　図１に示す例示的な実施形態では、加工具２４の回転軸Ｏは管５０の軸方向に沿って延びるとともに、加工機２０を駆動するためのモータ３４の出力シャフト３２は、管５０の軸方向（又は加工機２０の軸方向）に交差する方向に延びている。そして、上述したように、出力シャフト３２と加工具２４とは、動力伝達機構（かさ歯車３１等）を介して互いに接続されている。

　上述の構成によれば、加工具２４を駆動するためのモータ３４の出力シャフト３２の延在方向を、加工具２４の回転軸Ｏと交差する方向に沿った方向としたので、モータ３４の出力シャフト３２に加工具２４が直結される場合に比べて、加工具２４の回転軸方向における（即ち、管５０の軸方向における）加工装置１のサイズを小さくしやすい。したがって、加工装置１の設置スペースを設けるために必要な火炉壁の切除領域の軸方向における長さを短くすることができる。よって、火炉壁の補修に要する時間を短縮することができる。

　図５は、一実施形態に係る加工装置１の加工具２４の部分を拡大して示す図である。図６及び図７は、それぞれ、図５のＢ－Ｂ断面である。幾つかの実施形態では、加工装置１は、加工機２０の加工具２４を交換可能に構成される。例えば、図１に示す加工装置１において、加工機２０のバイト２６（加工具２４）と、図５に示すドリル２８とを交換できるようになっていてもよい。

　図５及び図６に示すように、火炉壁管等の管５０の内面にリブ５４が設けられている場合、管５０の開先加工の前に、管５０の端部５１のリブ５４を除去することで、開先加工の精度を向上させることができる。そこで、加工装置１の加工具ホルダ２２にドリル２８を取り付けて、ドリル２８を回転軸Ｏ周りに回転させることで、図７に示すように、管５０の端部５１リブを切削して除去することができる。

　このようにして、ドリル２８を取り付けた加工装置１を用いることで、手作業での研磨によってリブを除去する場合に比べて、リブの除去にかかる時間を短縮することができる。また、上述の実施形態では、加工具２４を付け替えることにより、リブの除去と開先加工の両方を１台の加工装置１で行うことができる。よって、管５０の端部の加工にかかる時間をより効果的に短縮することができる。

（加工方法／補修方法のフロー）
　以下、一実施形態に係る管の加工方法を含む火炉壁管の補修方法について説明する。図８は、一実施形態に係る管の加工方法を含む火炉壁管の補修方法のフローチャートである。図９～図１２は、それぞれ、一実施形態に係る管の加工方法を含む火炉壁管の補修方法の過程を示す、火炉壁の模式図である。

　一実施形態では、まず、図８に示すステップＳ２の前に、火炉壁６１を構成する複数の火炉壁管６２の中から、減肉や亀裂等の損傷が生じた箇所等に基づいて、補修対象管６２Ａ（加工対象の管５０）及び該補修対象管６２Ａの管交換範囲６６を決定する（図９参照）。管交換範囲６６は、後述する手順により新管に交換される部位である。一度の作業で補修対象とする補修対象管６２Ａの本数は限定されない。

　なお、図９に示すように、管交換範囲６６及びフィン切除部６８を示すマーキング７０（図９において破線で示す）を施してもよい。

　次に、上述の手順で決定した補修対象管６２Ａの管交換範囲６６、及び、補修対象管６２Ａに接続されたフィン６４のうち、火炉壁管６２の長手方向にて管交換範囲６６よりも広範囲に及ぶフィン切除部６８を、任意の切断装置を用いて切断し、取り除く（ステップＳ２）。

　ステップＳ２で補修対象管６２Ａ及びフィン６４から管交換範囲６６及びフィン切除部６８が切除されると、図１０に示すように、火炉壁６１には、ボイラの炉外側（火炉壁６１の両側のうち一方側）と炉内側（火炉壁６１の両側のうち他方側）とを連通する開口穴７６が形成される。また、各補修対象管６２Ａの管交換範囲６６の切断箇所に一対の切除端７２，７２が形成され、各補修対象管６２Ａと、該補修対象管６２Ａに隣り合う火炉壁管６２（他の補修対象管６２Ａであってもよい）との間に隙間７４が形成される。隙間７４は、ステップＳ２で切除されたフィン切除部６８に対応する位置に形成され、火炉壁管６２の長手方向において、一対の切除端７２，７２の間の範囲よりも広範囲にわたり延在する。

　次に、上述した加工装置１を用いて、補修対象管６２Ａ（管５０）の切除端７２を含む端部の内面に設けられたリブを除去する（ステップＳ４；図６及び図７参照）。ステップＳ４では、加工装置１の位置決めサドル４に加工対象の補修対象管６２Ａを沿わせて、加工機２０と補修対象管６２Ａの軸方向における芯合わせをするように、補修対象管６２Ａの位置決めをする。そして、炉外側（位置決めサドル側）からの操作によりハンドル７（操作部８）を操作して、押え部６によって補修対象管６２Ａが位置決めサドル４に押し付けられた状態にする。加工機２０の加工具ホルダ２２にドリル２８（図５参照）を取り付ける。そして、押え部６によって補修対象管６２Ａが位置決めサドル４に押し付けられた状態で、ドリル２８を駆動して、補修対象管６２Ａの端部のリブを切削して除去する。

　次に、上述した加工装置１を用いて、補修対象管６２Ａ（管５０）の切除端７２を含む端部の開先加工を行う（ステップＳ６）。ステップＳ６では、加工装置１の加工具ホルダ２２からドリル２８を取り外すとともに、加工具ホルダ２２に、開先加工をするためのバイト２６（図１参照）を取り付ける。そして、押え部６によって補修対象管６２Ａが位置決めサドル４に押し付けられた状態で、バイト２６を駆動して、補修対象管６２Ａの端部の開先加工を行う。

　なお、加工対象の補修対象管６２Ａの端部が減肉している場合等には、ステップＳ４，Ｓ６を行う前に、補修対象管６２Ａの端部に肉盛り溶接をしてもよい。ここでは、例えば、補修対象管６２Ａの周方向に沿って溶接可能な溶接機を用いて、補修対象管６２Ａの端部にて１周に亘って肉盛り溶接をしてもよい。

　加工対象の管の端部のうち一部が減肉している状態で、管の開先加工後に別の管との突合せ溶接を行うと、管厚が薄くなっているところにおいて、溶接時に供給されるシールドガスが乱れて外気（空気）が溶接個所に入り込み、溶接欠陥が生じる場合がある。この点、上述のように、加工機と補修対象管６２Ａとの芯合わせをする前に、補修対象管６２Ａの端部に肉盛溶接をすることにより、管厚を厚くした状態で、ステップＳ６における補修対象管６２Ａ管の開先加工及びその後の突合せ溶接をすることができる。よって、管厚が薄くなっている場合に生じ得る溶接欠陥を効果的に抑制することができる。

　次に、新管７７の両端７８，７８（図１１参照）と、補修対象管６２Ａの一対の切除端７２，７２とがそれぞれ対向するように新管７７を設置し、補修対象管６２Ａの中心軸と新管７７の中心軸とが重なるように位置合わせをし、補修対象管６２Ａの切除端７２と新管７７とを溶接により接続する（ステップＳ８）。なお、補修対象管６２Ａと新管７７との位置合わせ及び溶接は、例えば特開２０２１－１０７７４７号公報に記載される装置で行うことができる。

　図１１に示すように、ステップＳ８が終了した状態において、火炉壁６１の補修部１００は、ステップＳ８での溶接で形成される溶接部７９を介して補修対象管６２Ａの切除端７２に新管７７が接続された管補修領域１０２と、フィン切除部６８（図９参照）に対応する位置にてフィン６４が切除されたフィン切除領域１０４と、を含む。

　次に、フィン切除部６８に対応するフィン部８２（図１２参照）を、フィン切除領域１０４に嵌め込んで溶接することにより、フィン切除領域１０４を塞ぐ。このとき、図１２に示すように、フィン部８２は、火炉壁管６２の長手方向にて隣り合うフィン６４に溶接されるとともに、火炉壁管６２の配列方向（長手方向と直交する方向）にてフィン部８２の両側に位置する火炉壁管６２、補修対象管６２Ａ、及び、新管７７にそれぞれ溶接される。これにより、フィン部８２の外縁に沿って溶接部８４が形成される。

　以上に説明した方法により、炉外側での作業により、火炉壁管６２の補修作業（加工装置１を用いた補修対象管６２Ａの開先加工を含む）を行うことができる。

　上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る管の加工装置（１）は、
　管（５０）の端部（５１）を加工するための加工機（２０）と、
　前記加工機と前記管の芯合わせをするように、前記管の位置決めをするための位置決めサドル（４）と、
　前記管を挟んで前記位置決めサドルと反対側に設けられ、前記位置決めサドルに向かって前記管を押さえつけるための押え部（６）と、
　前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられるように、前記押え部又は前記位置決めサドルを手動で又は工具を用いて操作するための操作部（８）と、
を備え、
　前記操作部は、前記位置決めサドル側からアクセス可能に構成される。

　ボイラの火炉壁管の炉外側部分は、火炉壁管の炉内側部分とは異なり、ボイラの運転時に高温の燃焼ガスに直接曝されないため、腐食等による減肉は生じ難い。この点、上記（１）の構成では、押え部によって管を位置決めサドルに押し付ける操作を行うための操作部は、管と加工機との芯合わせの基準となる位置決めサドル側からアクセス可能である。よって、位置決めサドルが炉外側に、押え部が炉内側にそれぞれ位置した状態で、炉外側（すなわち位置決めサドル側）から操作部を操作して、押え部によって管が位置決めサドルに押し付けられた状態にすることができる。よって、炉外側から作業をする場合であっても、管の炉外側部分を基準にして適切な芯合わせをすることができるとともに、これにより、管の端部を適切に加工することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
　前記操作部は、前記押え部を操作するように構成されるとともに、前記管の軸方向において、前記加工機、前記位置決めサドル及び前記押え部を含む領域（Ｒ１）からずれて位置している。

　上記（２）の構成によれば、押え部を操作するための操作部は、管の軸方向において、加工機、位置決めサドル及び押え部を含む領域からずれて位置している。したがって、押え部が炉内側に位置した状態であっても、加工機、位置決めサドル及び押え部によって、炉外側（即ち位置決めサドル側）から操作部へのアクセスを阻害されることがない。このため、位置決めサドルが炉外側に、押え部が炉内側にそれぞれ位置した状態で、炉外側から操作部を適切に操作しやすい。よって、炉外側から作業をする場合であっても、管の炉外側部分を基準にした適切な芯合わせがしやすくなる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
　前記加工装置は、
　前記管の径方向に沿って延び、一端側に前記押え部が設けられる第１シャフト（１０）と、
　動力伝達機構（例えばかさ歯車１１等）を介して前記第１シャフトに接続され、前記管の軸方向に沿って延びる第２シャフト（１２）と、
を備え、
　前記操作部は、前記第２シャフトに設けられたハンドル（７）を含む。

　上記（３）の構成によれば、押え部が設けられる第１シャフトに動力伝達機構を介して接続されるとともに管の軸方向に沿って延びる第２シャフトに、押え部を操作するためのハンドルを設けたので、管の軸方向において、加工機、位置決めサドル及び押え部を含む領域からずれた位置にハンドル（操作部）を位置させやすい。このため、上記（２）で述べたように、位置決めサドルが炉外側に、押え部が炉内側にそれぞれ位置した状態で、炉外側から操作部を適切に操作しやすい。よって、炉外側から作業をする場合であっても、管の炉外側部分を基準にした適切な芯合わせがしやすくなる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
　前記加工機は、前記管の端部を加工するための加工具（２４）と、前記加工具を駆動するためのモータ（３４）を含み、
　前記加工具の回転軸（Ｏ）は、前記管の軸方向に沿って延び、
　前記モータは、前記軸方向と交差する方向に延びるとともに、動力伝達機構（例えばかさ歯車３１等）を介して前記加工具に接続される出力シャフト（３２）を有する。

　上記（４）の構成によれば、加工具を駆動するためのモータの出力シャフトの延在方向を、加工具の回転軸と交差する方向に沿った方向としたので、モータの出力シャフトに加工具が直結される場合に比べて、加工具の回転軸方向における（即ち、管の軸方向における）加工装置のサイズを小さくしやすい。したがって、加工装置の設置スペースを設けるために必要な火炉壁の切除領域の軸方向における長さを短くすることができる。よって、火炉壁の補修に要する時間を短縮することができる。

（５）本発明の少なくとも一実施形態に係る管の加工方法は、
　前記加工機（２０）と、加工機に対する管（５０）の位置決めをするための位置決めサドル（４）と、前記位置決めサドルに向かって前記管を押さえつけるための押え部（６）と、を含む加工装置（１）を用いて管の端部（５１）を加工する方法であって、
　前記位置決めサドルに加工対象の管を沿わせて、前記加工機と前記管の軸方向における芯合わせをするように前記管の位置決めをする位置決めステップと、
　前記位置決めサドル側からの操作により前記押え部又は前記位置決めサドルを操作して、前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられた状態にする操作ステップと、
　前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられた状態で、前記加工機を用いて前記管の端部を加工する加工ステップと、
を備える。

　上記（５）の方法では、押え部によって管を位置決めサドルに押し付ける操作を、管と加工機との芯合わせの基準となる位置決めサドル側から行う。よって、位置決めサドルが炉外側に、押え部が炉内側にそれぞれ位置した状態で、炉外側（すなわち位置決めサドル側）から操作することにより、押え部によって管が位置決めサドルに押し付けられた状態にすることができる。よって、炉外側から作業をする場合であっても、管の炉外側部分を基準にして適切な芯合わせをすることができるとともに、これにより、管の端部を適切に加工することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の方法において、
　前記加工方法は、
　前記位置決めステップの前に前記管の前記端部に肉盛溶接をするステップ
を含む。

　加工対象の管の端部のうち一部が減肉している状態で、管の開先加工後に別の管との突合せ溶接を行うと、管厚が薄くなっているところにおいて、溶接時に供給されるシールドガスが乱れて外気（空気）が溶接個所に入り込み、溶接欠陥が生じる場合がある。この点、上記（６）の方法では、加工機と管との芯合わせをする前に、管の端部に肉盛溶接をするようにしたので、管厚を厚くした状態で、管の開先加工及びその後の突合せ溶接をすることができる。よって、管厚が薄くなっている場合に生じ得る溶接欠陥を効果的に抑制することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の方法において、
　前記加工ステップは、バイト（２６）が取り付けられた前記加工機で前記管の前記端部の開先加工を行う開先加工ステップを含む。

　上記（７）の方法によれば、バイトが取り付けられた加工機で、管の端部の開先加工を適切に行うことができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（５）乃至（７）の何れかの方法において、
　前記加工ステップは、ドリル（２８）が取り付けられた前記加工機で前記端部における前記管の内壁面に設けられたリブ（５４）を除去するリブ除去ステップを含む。

　上記（８）の方法によれば、ドリルが取り付けられた加工機で、管の内壁面に設けられたリブを適切に除去することができる。よって、手作業での研磨によってリブを除去する場合に比べて、リブの除去にかかる加工時間を短くすることができる。また、手作業での研磨によってリブを除去する場合に比べて、リブ除去後の管の端部の内周面を、管の外周面と同心の真円に近付けることができる。よって、開先加工の精度を向上させることができ、管の突合せ溶接の品質を向上させることができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（７）の方法において、
　前記加工ステップは
　　前記開先加工ステップと、
　　ドリルが取り付けられた前記加工機で前記端部における前記管の内壁面に設けられたリブを除去するリブ除去ステップと、を含み、
　前記加工方法は、
　前記加工機の前記バイトと前記ドリルとを付け替えるステップを備える。

　上記（９）の方法によれば、加工機においてバイトとドリルとを付け替えることで、同一の加工機でリブの除去と開先加工の両方を行うことができる。よって、加工時間を効果的に短縮することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（５）乃至（９）の何れかの方法において、
　前記加工対象の管は、火炉壁（６１）を構成する複数の火炉壁管（６２）のうち、一部が切除されて切除端部を有する補修対象管（６２Ａ）であり、
　前記火炉壁の炉外側に前記位置決めサドルが位置し、前記火炉壁の炉内側に前記押え部が位置した状態で、前記位置決めステップ、前記操作ステップ、及び前記加工ステップを行う。

　上記（１０）の方法によれば、位置決めサドルが炉外側に、押え部が炉内側にそれぞれ位置した状態で、炉外側（すなわち位置決めサドル側）から操作することにより、押え部によって加工対象の火炉壁管が位置決めサドルに押し付けられた状態にすることができる。よって、炉外側から作業をする場合であっても、火炉壁管の炉外側部分を基準にして適切な芯合わせをすることができるとともに、これにより、火炉壁管の切除端部を適切に加工することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法において、
　前記補修対象管の炉内側部分の管厚は、前記補修対象管の炉外側部分の管厚よりも小さい。

　上記（１１）の方法では、上記（５）で述べたように、管と加工機との芯合わせの基準となる位置決めサドルは炉外側に位置するので、例えば管の炉内側部分の管厚が腐食等により減肉して炉外側部分に比べて薄くなっている場合であっても、管の炉外側部分を基準にして適切な芯合わせをすることができる。よって、管の端部を適切に加工することができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法において、
　前記補修対象管の炉内側部分の管厚は、前記補修対象管の炉外側部分の管厚よりも大きい。

　上記（１２）の方法では、上記（５）で述べたように、管と加工機との芯合わせの基準となる位置決めサドルは炉外側に位置するので、例えば管の炉内側部分の管厚が、防食のための肉盛等により炉外側部分に比べて厚い場合であっても、管の炉外側部分を基準にして適切な芯合わせをすることができる。よって、管の端部を適切に加工することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

　本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

１　　　加工装置
２　　　本体部
２Ａ　　突出部
４　　　位置決めサドル
６　　　押え部
７　　　ハンドル
８　　　操作部
９　　　ねじ穴
１０　　第１シャフト
１１　　かさ歯車
１２　　第２シャフト
１４　　支持部
１６　　持ち手部
２０　　加工機
２２　　加工具ホルダ
２３　　回転シャフト
２４　　加工具
２６　　バイト
２７　　歯車
２８　　ドリル
２９　　歯車
３０　　シャフト
３１　　かさ歯車
３２　　出力シャフト
３４　　モータ
３６　　ケーシング
３８　　位置調節ハンドル
５０　　管
５１　　端部
５２　　肉盛部
５４　　リブ
６１　　火炉壁
６２　　火炉壁管
６２Ａ　補修対象管
６４　　フィン
６６　　管交換範囲
６８　　フィン切除部
７０　　マーキング
７２　　切除端
７４　　隙間
７６　　開口穴
７７　　新管
７８　　端
７９　　溶接部
８２　　フィン部
８４　　溶接部
１００　補修部
１０２　管補修領域
１０４　フィン切除領域
Ｏ　　　回転軸
Ｑ　　　中心軸

Claims (12)

1. 　管の端部を加工するための加工機と、
   　前記加工機と前記管の芯合わせをするように、前記管の位置決めをするための位置決めサドルと、
   　前記管を挟んで前記位置決めサドルと反対側に設けられ、前記位置決めサドルに向かって前記管を押さえつけるための押え部と、
   　前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられるように、前記押え部又は前記位置決めサドルを手動で又は工具を用いて操作するための操作部と、
   を備え、
   　前記操作部は、前記位置決めサドル側からアクセス可能に構成された
   管の加工装置。
2. 　前記操作部は、前記押え部を操作するように構成されるとともに、前記管の軸方向において、前記加工機、前記位置決めサドル及び前記押え部を含む領域からずれて位置している
   請求項１に記載の管の加工装置。
3. 　前記管の径方向に沿って延び、一端側に前記押え部が設けられる第１シャフトと、
   　動力伝達機構を介して前記第１シャフトに接続され、前記管の軸方向に沿って延びる第２シャフトと、
   を備え、
   　前記操作部は、前記第２シャフトに設けられたハンドルを含む
   請求項２に記載の管の加工装置。
4. 　前記加工機は、前記管の端部を加工するための加工具と、前記加工具を駆動するためのモータを含み、
   　前記加工具の回転軸は、前記管の軸方向に沿って延び、
   　前記モータは、前記軸方向と交差する方向に延びるとともに、動力伝達機構を介して前記加工具に接続される出力シャフトを有する
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の管の加工装置。
5. 　加工機と、前記加工機に対する管の位置決めをするための位置決めサドルと、前記位置決めサドルに向かって前記管を押さえつけるための押え部と、を含む加工装置を用いて管の端部を加工する方法であって、
   　前記位置決めサドルに加工対象の管を沿わせて、前記加工機と前記管の芯合わせをするように前記管の位置決めをする位置決めステップと、
   　前記位置決めサドル側からの操作により前記押え部又は前記位置決めサドルを操作して、前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられた状態にする操作ステップと、
   　前記押え部によって前記管が前記位置決めサドルに押し付けられた状態で、前記加工機を用いて前記管の端部を加工する加工ステップと、
   を備える管の加工方法。
6. 　前記位置決めステップの前に前記管の前記端部に肉盛溶接をするステップ
   を含む請求項５に記載の管の加工方法。
7. 　前記加工ステップは、バイトが取り付けられた前記加工機で前記管の前記端部の開先加工を行う開先加工ステップを含む
   請求項５又は６に記載の管の加工方法。
8. 　前記加工ステップは、ドリルが取り付けられた前記加工機で前記端部における前記管の内壁面に設けられたリブを除去するリブ除去ステップを含む
   請求項５又は６に記載の管の加工方法。
9. 　前記加工ステップは
   　　前記開先加工ステップと、
   　　ドリルが取り付けられた前記加工機で前記端部における前記管の内壁面に設けられたリブを除去するリブ除去ステップと、を含み、
   　前記加工機の前記バイトと前記ドリルとを付け替えるステップを備える
   請求項７に記載の管の加工方法。
10. 　前記加工対象の管は、火炉壁を構成する複数の火炉壁管のうち、一部が切除されて切除端部を有する補修対象管であり、
    　前記火炉壁の炉外側に前記位置決めサドルが位置し、前記火炉壁の炉内側に前記押え部が位置した状態で、前記位置決めステップ、前記操作ステップ、及び前記加工ステップを行う
    請求項５又は６に記載の管の加工方法。
11. 　前記補修対象管の炉内側部分の管厚は、前記補修対象管の炉外側部分の管厚よりも小さい
    請求項１０に記載の管の加工方法。
12. 　前記補修対象管の炉内側部分の管厚は、前記補修対象管の炉外側部分の管厚よりも大きい
    請求項１０に記載の管の加工方法。

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