JP2024518309A - 鋼板コイルを用いた移動式ヘリカルパイプ工場 - Google Patents

鋼板コイルを用いた移動式ヘリカルパイプ工場 Download PDF

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Abstract

トレーラー(1)、ラフト(2)、コンテナ型構造物(3)に設置可能なヘリカルパイプ製造工場であって、任意選択の駆動装置(4)、ベベラー(13)、１パスあたり２本(36)、３本(37)、４本(38)、５本(39)の溶接ワイヤを使用できるワイヤ溶接システム(18)の使用により、高速生産と、最大で２５．４ｍｍ（１インチ）の鋼板コイルの使用が可能であることを特徴とする。

Description

（はじめに）
本特許は、トラック、ラフト、またはコンテナ型構造物に設置可能な移動式工場に関するものであり、ヘリカルパイプの製造に必要なすべての装置および工具を含む。その特徴は、主としてコイルの移動、使用される鋼板の端部の準備、およびパイプを得るための溶接において得られる生産速度の向上である。
（発明の属する技術分野）
本発明は、重機の分野で使用され、より具体的には、らせん状の継ぎ目を有する鋼板コイルパイプを現場で製造するための手段で使用される。
（説明）
らせん状の継ぎ目を有するパイプの製造は、２０世紀初頭の中頃まで遡り、今日、パイプ製造業、特に、配管、メタルライナー、石油およびガス輸送において最も一般的に使用されている形態の１つである。製造におけるらせん状の継ぎ目の使用は、様々な直径のパイプを製造する設備を使用することによるコストの削減、工場レイアウトの縮小による節約、他のタイプの継ぎ目と同等かそれ以上の機械的性能などの利点をもたらす。
通常、パイプの製造は定置された工場で行われる。そのため、保管や取り扱いの過程で、パイプの長さによって工程が制限される。パイプの長さが３０メートルを超えると、ＤＮＩＴの２０２０年１月６日付決議第１号に従い、特別な認可が必要となるため、移動および輸送ロジスティクスの点で実行不可能となる。
このため、現場へのパイプの供給に関する物流活動の改善と生産性の向上を可能にする新技術が、当該分野において望まれている。
（技術の現状）
現在の技術状況には、「移動式薄板ヘリカルパイプ工場」と題されたブラジル国特許出願第ＰＩ０８０２７１２－９が含まれる。この特許文献では、アンワインダー（巻出式）、（プラー（牽引機）アセンブリ、プレス機、サイドガイドローラー、カレンダー、溶接機アセンブリ、電源、および薄板ヘリカルパイプの製造に必要なその他の手段から構成される工場について言及されている。この工場は、移動式であり、牽引トラックの移動アセンブリである低床式トレーラーに設置され、これによって、この移動式工場は、パイプが使用される建設現場に移動し、パイプを、継ぎ目を要することなく、指定された長さで直接「現場」製造することができる。ここで、ローラーベッドは、他の設備、工具、および材料とともに、工場の一部を構成する補助トラックによって運搬可能な取り外し可能な構造であり、このローラーベッドは、カレンダーの出口でトレーラーに直交して取り付けられている。
上記文献に予見される工場は、パイプの継ぎ目の数を著しく減少させることによる機械的性能の向上、遠隔地や交通の便の悪い多くの場所でのパイプの製造、定置された工場で製造されるパイプの平均よりも大きな長さのパイプを含む、コスト削減の著しい改善を提供する。しかしながら、上記の解決策で遭遇する主な問題は、溶接される薄板の厚さに制限されるプロセスの生産性、薄板に開先加工部がないこと、薄板の厚さなどの要因に依存する溶接速度範囲、使用される溶接エネルギーおよび1本に制限される溶接ワイヤの量、およびコイルを移動させるクレーンにかかる時間である。
（発明の目的）
本発明は、低床式トレーラーへの設置に加えて、ラフトおよびコンテナ型構造物への設置も可能な鋼板コイルヘリカルパイプ工場を提供しようとするものである。
本発明は、製造速度が向上し、生産性が向上した鋼板コイルヘリカルパイプ工場を提供しようとするものである。
本発明は、その場で、すなわち現場で、定置された工場と同様に任意の長さのパイプを同じ品質で製造することができ、したがって、設計および物流に関する問題を低減することができる鋼板コイルヘリカルパイプ工場を提供しようとするものである。
本発明は、鋼板の側面に面取り部を形成するベベラー（開先加工機）によって、上部の溶接を改善するために鋼板の接合部を中央に配置することができ、それによって溶接の速度を向上させることができる鋼板コイルヘリカルパイプ工場を提供しようとするものである。開先加工部がない場合、融着不足、非効率的な融着、または接合部の片側のみの融着という問題が生じる。
本発明は、鋼板の側面を開先加工することによって、より低いまたは等量のエネルギーを使用することに加えて、より大きな厚さで、より少ないパス数で、鋼板接合部への溶接の完全な溶け込みを可能にする鋼板コイルヘリカルパイプ工場を提供しようとするものである。
本発明は、複数の溶接ワイヤを使用して鋼板をらせん状の継ぎ目で結合することにより、生産速度を向上させることができる鋼板コイルヘリカルパイプ工場を提供しようとするものである。生産能力の増加は、内面溶接または外面溶接のいずれかで使用されるワイヤの量に比例し、１溶接あたり２～５本のワイヤを使用することができる。
本発明は、厚い鋼板コイルにのみ適用可能な任意選択のコイル駆動装置を備えた鋼板コイルヘリカルパイプ工場を提供しようとするものであり、このコイル駆動装置は、外部媒体を要することなく、この資源の変更時間を短縮し、それによって工場の生産性を向上させる。
本発明は、速度を低下させることなく厚い鋼板を加工するのに役立つ追加的なプレス機および（１つは追加的である）プラー（牽引機）、ならびにガイドテーブルを備えた鋼板コイルヘリカルパイプ工場を提供しようとするものである。
本発明は、費用対効果の大きい鋼板コイルヘリカルパイプ工場を提供しようとするものである。
（発明の概要）
本発明は、トレーラー、ラフト、およびコンテナ型構造物に設置された、鋼板の溶接によってヘリカルパイプを製造するための工場である。その主な利点は、鋼板の厚さに依存しない生産速度である。これは、可変角度を有するベベラーであって、鋼板の側面をフライス加工する際に頂部の接合／溶接に有利であるベベラーの作用、内面および外面の継ぎ目に２～５本の溶接ワイヤを使用すること、および、厚い鋼板に対して使用されるコイル駆動装置によってコイルの移動に速度を与えること、によってもたらされる。
以下に、本発明の実施形態が説明され、理解を深めるために、添付図面が参照される。
図１は、トレーラーに設置された移動式ヘリカルパイプ工場を模式的に示す側面図である。 図２は、トレーラーに設置された移動式ヘリカルパイプ工場のベベラーの上面図である。 図３は、移動式ヘリカルパイプ工場のベベラーの上面図である。 図４は、移動式ヘリカルパイプ工場のベベラーを、切削要素の詳細とともに示す側面図である。 図５は、移動式ヘリカルパイプ工場の、２本の溶接ワイヤを使用した溶接アセンブリを、切削要素の詳細とともに側面図である。 図６は、トレーラーに設置された移動式ヘリカルパイプ工場の、３本の溶接ワイヤを使用した溶接アセンブリの側面図である。 図７は、移動式ヘリカルパイプ工場の、４本の溶接ワイヤを使用した溶接アセンブリの側面図である。 図８は、移動式ヘリカルパイプ工場の、５本の溶接ワイヤを使用した溶接アセンブリの側面図である。 図９は、移動式ヘリカルパイプ工場のコイル駆動装置の正面図である。 図１０は、移動式ヘリカルパイプ工場のコイル駆動装置の側面図である。 図１１は、移動式ヘリカルパイプ工場のパイプストレートナーの透視図である。 図１２は、ラフトに設置された移動式ヘリカルパイプ工場を模式的に示す側面図である。 図１３は、ラフトに設置された移動式ヘリカルパイプ工場を模式的に示す上面図である。 図１４は、コンテナ型構造物に設置され移動式ヘリカルパイプ工場を模式的に示す側面図である。 図１５は、コンテナ型構造物に設置された移動式ヘリカルパイプ工場を模式的に示す上面図である。
（発明の詳細な技術的説明）
本発明は、トレーラー１、ラフト２、コンテナ型構造物３に設置可能なヘリカルパイプの製造工場からなる移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場に関する。この工場は、生産速度が速いこと、最大で２５．４ミリメートル（１インチ）の鋼板コイルを使用すること、任意選択のコイル駆動装置４、ベベラー（開先加工機）１３、および１パス当たり２本(３６)、３本(３７)、4本(３８)、または５本(３９)の溶接ワイヤを含むことができる(内面および外面の)ワイヤ溶接システム１８を使用すること、によって特徴付けられる。
より具体的には、本発明は、好ましくは厚さ６．３５ミリメートル（１／４インチ）から２５．４ミリメートル（１インチ）の鋼板コイルを使用してヘリカルパイプを製造するための工場に関する。この工場は、低床式トレーラー１、ラフト２、またはコンテナ型構造物３に設置することができるため移動可能であり、すべて自律的であり、そして、帯鋼板を相当な速度でヘリカルパイプに変換するために必要な装置を駆動するのに十分な電気エネルギーを有しており、その結果、より生産性の高い工場モデルが得られる。ヘリカルパイプの製造工場１、２、３は、任意選択のコイル駆動装置４を含み、この装置はコイルの変更・交換の速さを向上させるために使用される。これは、生産ラインに沿って戦略的に配置された少なくとも３つのプラー７、８、９のセットによって鋼板コイルが移動するアンワインダー（巻出機）６の領域に配置された外部サポートの独立した移動が可能になるからである。この装置が、より厚い鋼板コイルで作動するという事実のため、および、生産速度を向上させる必要性を考慮すると、既存のプレス機１１にプレス機１０を追加し、それらを前面に配置し、新規のパイプストレートナー（パイプ矯正機）１２と、ガイドテーブル１４、１５に挟まれたベベラー１３との間に配置されたプラー７、８を再配置する必要があった。このガイドテーブル１５の後には、任意選択の補助プラー９と別のガイドテーブル１６が続き、次いで、カレンダー１７と溶接機１８が続く。任意選択のコイル駆動装置４は、アンワインダー６にコイルを迅速に配置する役割を担い、トレーラー１、ラフト２、またはコンテナ型構造物３の前部に配置され、キャスター２０を備えたガントリー１９を含む。キャスター２０は、工場フロア１、２、３上に配置されたレール２１上に支持され、これによって、コイル駆動装置がアンワインダー６に向かって移動することが可能となる。このガントリー１９の底部には、高架軌道２２があり、ローラー２４が移動する高架軌道のレール２３によって、クレードル２５が、横梁２７上に配置された油圧カート２６によって移動するコイルを受けるためにスライド移動することが可能となる。アンワインダー６上にコイルが配置されると、プラー７、８、９が起動し、鋼板を、直面するプレス機１０、１１およびパイプストレートナー１２を通して生産ラインに沿って移動させる。パイプストレートナーにおいて、下側シリンダ２９と平行な上側シリンダ２８は、電動機３０によって十分に駆動され、調整ロック３２を備えたアンワインダー（スピンドル）３１によって調整することができ、鋼板がベベラー１３に入る準備ができる。ベベラーにおいて、側縁には１５°から３０°の面取りが施される。これによって、厚さ２５．４ミリメートル（１インチ）までの鋼板の継ぎ目への溶接の完全な溶け込みが、少ないパス数で可能になる。ベベラー１３は、鋼板の両側縁を囲み、切削インサート３５が１５°か３０°の角度に調整されたフライスカッター３４を駆動する電動機３３を含む。前述のすべての手順を経た鋼板は、ガイドテーブル１４、１５、１６の作用により位置合わせを維持したまま、カレンダー１７に送られ、そこで近接する側面がらせん状のパイプの形をとり、その後、溶接機１８での溶接工程に供される。溶接システムは、タンデムアーク方式（各ワイヤーに溶接電源）および／またはツインアーク方式（単一の溶接電源）および／または混合方式（タンデムアーク＋ツインアーク）で、１パス（内面および外面）あたり２本（３６）、３本（３７）、４本（３８）、または５本（３９）の溶接ワイヤを含むことができる。システムの選択は使用されるパラメーターに依存する。

Claims (8)

  1. 移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場であって、より高い生産速度で最大で２５．４ミリメートル（1インチ）の鋼板コイルで動作するために、プラー(7, 8)、プレス機(10)、カレンダー(17)、および溶接機(18)を駆動するために十分な電気エネルギーを有する自律型低床式トレーラー(1)に設置された装置を使用して、鋼板コイルからヘリカルパイプが得られ、トレーラー(1)の前部にコイルをアンワインダー(6)上に位置するコイル駆動装置(4)を任意選択で有しており、プラー（7, 8, 9）は、直面するプレス機（10, 11）およびパイプストレートナー（12）を通して、鋼板を生産ラインに沿って移動させ、ベベラー（13）は、鋼板の側縁に１５°から３０°の面取りを施し、ガイドテーブル(14, 15, 16)は、カレンダー(17)の方向における鋼板の位置合わせを維持し、溶接機(18)において、ワイヤ溶接システム(18)は、１パスあたり２本(36)、３本(37)、４本(38)、または５本(39)の溶接ワイヤを含むことができる、移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場。
  2. コイル駆動装置（4）は、工場フロア（1, 2, 3）上に配置されたレール（21）上に支持され、アンワインダー（6）の方向への移動を可能とするキャスター（20）を備えるガントリー（19）を含み、ガントリー(19)の底部には高架軌道(22)があり、そのレール(23)をローラー(24)が移動することで、コイルを受けるクレードル(25)をスライド移動させることができる、請求項１に記載の移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場。
  3. 新規のパイプストレートナー（12）と、ガイドテーブル（14、15）に挟まれたベベラー（13）との間に配置されるプラー（7、8）の再配置を提示し、ガイドテーブル（15）には、任意選択の補助プラー（9）と別のガイドテーブル（16）が続く、請求項１に記載の移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場。
  4. プレス機(10)が付加されている、請求項１に記載の移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場。
  5. パイプストレートナー(12)は、下側シリンダ(29)に平行な上側シリンダ(28)を有し、電動機(30)によって十分に駆動され、調整ロック(32)を有するスピンドル(31)によって調整可能である、請求項１に記載の移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場。
  6. ベベラー（13）は、鋼板の２つの側縁を囲み、切削インサート（35）が１５°から３０°の角度に調整されるフライスカッター（34）を駆動する電動機（33）を有する、請求項１に記載の移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場。
  7. 前記工場がラフト(2)に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載の移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場。
    可動式工場。
  8. 前記工場がコンテナ型構造物(3)に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載の移動式鋼板コイルヘリカルパイプ工場。
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