(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状物体製造のためのアルミニウム製弧状プレート組立体にして、少なくとも２０ｍｍの厚さを有するアルミニウム製弧状プレート組立体を検査するための装置であって、
該検査装置が、
検査すべきプレート組立体（４）を所定の検査位置に支持する固定治具（３）と、
前記所定の検査位置におけるプレート組立体（４）の弧状形状が少なくともその全域にわたって検査されるのを可能にする離れた位置に配置されたレーザ測定装置（１１）と、
前記所定の検査位置におけるプレート組立体（４）の少なくとも一つの溶接接合部（５）を検査する溶接検査手段とを有し、
前記溶接検査手段が、
前記所定の検査位置のプレート組立体（４）の一方の側に、
第１レールシステム（９）と、
該第１レールシステム（９）に沿って可動の第１キャリッジ（１９）と、
該第１キャリッジ（１９）に設けられたＸ線材料検査用の放射線源（２０）とを有し、
前記所定の検査位置のプレート組立体（４）の他方の側に、
第２レールシステム（８）と、
該第２レールシステム（８）に沿って可動の第２キャリッジ（１４）と、
該第２キャリッジ（１４）に設けられている画像増幅器（１６）とＸ線検査用ビデオカメラ（１７）とを有し、
さらに、前記放射線源（２０）と、画像増幅器（１６）及びＸ線検査用ビデオカメラ（１７）とが溶接接合部の検査時に共働するように、前記第１キャリッジ（１９）と前記第２キャリッジ（１４）の動きを同期させる手段をさらに有している、検査装置。
【請求項２】
前記弧状プレート組立体（４）の一方の側は弧状プレート組立体（４）の凸部側であり、他方の側は弧状プレート組立体（４）の凹部側であり、前記レーザ測定装置（１１）と放射線源（２０）は弧状プレート組立体（４）の凸部側に配置されている、請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記固定用治具（３）は、弧状プレート組立体（４）を水平位置に維持するように配置され、前記弧状プレート組立体（４）の一方の側は弧状プレート組立体（４）の上側であり、他方の側は弧状プレート組立体（４）の下側であり、弧状プレート組立体（４）の上側に前記放射線源（２０）が、下側に画像増幅器（１６）とビデオカメラ（１７）とが配置されている、請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
前記第２レールシステム（８）と第１レールシステム（９）は、溶接接合の検査領域にわたって弧状プレート組立体（４）の形状に追従していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記弧状プレート組立体（４）からの前記レーザ測定装置（１１）の距離は、少なくとも５ｍである、請求項１から４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項６】
前記レーザ測定装置（１１）と前記溶接検査手段とは、前記固定用治具（３）から側方に離隔した一対のレール（６ａ，６ｂ）上を一つのユニットとして、前記固定用治具（３）から離れた位置に移動可能である、請求項１から５のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項７】
形状検査データと溶接検査データとをＣＤデイスクに記録するための装置をさらに有している、請求項１から６のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項８】
前記検査装置は放射線保護壁（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）に囲まれている、請求項１から７のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項９】
球状物体製造のためのアルミニウム製の弧状プレート組立体にして、少なくとも２０ｍｍの厚さを有するアルミニウム製の弧状プレート組立体を検査する方法であって、
前記アルミニウム製の弧状プレート組立体を所定の検査位置に支持し、
前記弧状プレート組立体の一方の側に放射線源（２０）を配置し、他方の側に画像増幅器（１６）及びＸ線検査用ビデオカメラ（１７）を配置して、前記放射線源（２０）と前記画像増幅器（１６）及びＸ線検査用ビデオカメラ（１７）を同期して動かし、前記弧状プレート組立体の溶接接合部を検査し、
前記プレート組立体（４）の弧状形状が少なくともその全域にわたって検査されるのを可能にする位置にレーザ測定装置（１１）を配置して、弧状形状を測定する、検査方法。
【請求項１０】
各々が少なくとも２０ｍｍの厚さを有する複数のアルミニウム製弧状プレート組立体から球状物体を製造する方法であって、
各プレート組立体を請求項９に記載の検査方法で検査し、
該プレート組立体を一緒に溶接して、球状物体を製造する、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弧状に湾曲された溶接プレート組立体を検査するための請求項１の序文に記載の装置およびＬＮＧタンクなどに関し、タンクを形成する溶接された弧状の球状プレート組立体が請求項１に記載の種類の装置で検査される。
【０００２】
【従来の技術】
液化天然ガス（ＬＮＧ）を輸送および／または貯蔵するためのタンクを形成する場合、大きくかつ比較的厚いアルミニウムプレートが一体的に溶接されて球状面の部分に形成され、その後、これらの部分は他の球状部に接合されてタンクを形成する。球状タンクの径は通常、２０ｍより大きく、４０ｍよりも大きい場合もある。タンクを形成するために一体的に組立てられた溶接プレート組立体は極めて大きく、大きな溶接コストを最小とするために、出来る限り大きなプレートブランクから始める必要がある。溶接接合部の品質要件は非常に高い。また、溶接されたプレート組立体は正確な形状と寸法とを有していなければならず、そうでないと許容可能な最終結果は得られない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
溶接接合部は、潜在的な溶接欠陥を発見するために、種々の方法で検査される。基本的な方法はＸ線撮影である。Ｘ線フィルムカセットが溶接部の一側に配置され、他側にＸ線源が配置され、これにより、溶接部のＸ線画像を得ることができる。この方法は、通常０．５ｍより小さい短い溶接部だけに応用可能である。５〜１０ｍの長さの溶接部のＸ線撮影は時間が長くかかりすぎ、作業上の障害を含んでいる。溶接欠陥は、Ｘ線フィルムを現像した後にのみ判明する。そのため、各溶接欠陥の正確な位置を発見することが困難な場合がある。
【０００４】
ＬＮＧタンクの溶接接合部はその全長にわたって検査する必要があるので、一般的に使用されるＸ線フィルムの大きさは１００×４８０ｍｍであるために、一つのタンクに対し数百のＸ線フィルムを必要とし、大きなスペースを占める。
【０００５】
溶接されたプレート組立体の形状を検査するために、テンプレートがワークピースの異なる箇所および異なる方向に配置される。これは、プレートの縁部の形状をチェック可能とするが、スペース内の正確な位置をチェックすることはできない。また、大きくかつ正確なテンプレートを製造し、使用することは困難かつ高価である。１０ｍより大きな長さのテンプレートを都合よく使用することは全く不可能である。
【０００６】
本発明の目的は、溶接されたプレート組立体の溶接接合部および形状の検査を本質的に迅速化しかつ自動化し、検査作業およびこの作業の分析における誤りの危険性を減少することである。他の目的は、検査作業の安全を改善し、検査装置およびフィルム材料に必要なスペースを本質的に減少することである。本発明の目的は請求項１の記載に従って達成される。
【０００７】
本発明の装置は、少なくとも２０ｍｍの厚さを有する大きな弧状のアルミニウムプレート組立体の検査に特に適している。補強材がミリング加工により除去され、表面は通常、研磨により仕上げられる。大きなプレート組立体を形成する最初の工程が欧州特許第Ａ−５７０２１２号明細書に記載されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
弧状プレート組立体は一つの凸部側と一つの凹部側とを有している。本発明によれば、検査サイトは形状を検査するために、Ｘ線装置とレーザ測定装置とを含んでいる。検査サイトの周囲は検査に際し使用されるＸ線から保護されなければならない。更に、固定用治具が設けられ、プレート組立体の形状だけでなく溶接接合部も検査可能である。
【０００９】
プレート組立体を検査するために、プレート組立体の一側に、第１レールシステムに沿って可動のキャリッジが設けられている。このキャリッジはＸ線源を有している。プレート組立体の反対側に、画像増幅器とビデオカメラとを有する可動の第２キャリッジのための第２レールシステムがある。形状検査のために、プレート組立体の一側に、好ましくは、その中心点においてプレートに直交する方向に配置されたレーザ測定装置がある。キャリッジをリモートコントロールして検査および測定を実施するのが有利である。全ての検査を、プレート組立体を移動せずに実施可能であり、検査工程を簡略化する。複数の検査を同時に実施することも可能であるが、互いに妨害することが全くないように順次行うことが好ましい。
【００１０】
レーザ測定装置およびＸ線源はプレート組立体の凸部側に配置されるのが好ましい。この装置およびそのレールシステムのレールは、検査作業後、プレート組立体から側方に容易に移動可能であり、この結果、プレート組立体を検査サイトから容易に除去可能である。放射源は上記のものであり、画像増幅器およびビデオカメラはプレート組立体の下側に配置されるのが有利である。Ｘ線が下方向に放射される場合、放射のその周囲への拡散が容易に防止される。更に、プレートを主に水平方向で検査する場合、検査すべきプレートは検査サイトとの間を容易に移動可能である。
【００１１】
キャリッジの移動は、検査装置とＸ線源と画像増幅器とビデオカメラとが検査工程中、画像増幅器とビデオカメラとが必要な画像を得ることが可能な位置に互いに自動的に配置されるように同期するのが好ましい。通常、キャリッジは一つの検査点から他の検査点に移動するとき約１０ｃｍ移動する。
【００１２】
検査は検査室から行うことが可能であり、欠陥を即座に検出可能である。検査室は放射から保護されている。ここで検査結果が記録される。欠陥が検出されると、検査者は欠陥の位置を記録し、その後、リモートコントロールにより検査装置が次の検査位置に移動する。
【００１３】
好ましい実施例において、第１レールシステムおよび第２レールシステムの双方は検査領域においてプレート組立体の形状に追従する。したがって、検査装置は全検査点においてプレート組立体の表面からほぼ同一距離に配置される。検査装置は全ての検査点において、プレート組立体にほぼ直交して作動するのが有利である。これにより、検査装置の機能が最良の状態で制御される。
【００１４】
レーザ測定装置は、プレート組立体から少なくとも５ｍ、好ましくは、９ｍより大きな距離を置いて配置されるのがプレート組立体の形状検査において有利である。レーザ測定装置はいわゆる、３次元レーザ測定ヘッドを有し、この測定ヘッドは十分に離れて、好ましくは、その中心点でプレート組立体に対しほぼ直交する方向に配置される。プレート組立体の形状をその凸部側から測定する場合、プレート組立体の垂線と測定方向との間の角度は、レーザ測定ヘッドがプレート組立体から大きな距離を置いているために、許容可能な範囲内にある。
【００１５】
固定用治具の反対側のプレート組立体の側、好ましくは、プレート組立体の凸部側の検査装置は固定用治具から非常に離れた方向に移動可能であり、プレート組立体は他のものと容易に交換可能である。検査装置は、特に、プレート組立体の凸部側においてキャリッジ上に配置可能であり、このキャリッジは第３レールシステムで支えられて移動し、この第３レールシステムのレールは固定用治具の側方外側に配置される。第３レールシステムのレールはこの場合、互いに非常に離れているので、固定用治具の両側において、この装置は容易に強固となりかつ剛性を有するようになる。
【００１６】
プレート組立体の形状検査データおよび溶接接合部の検査データはＣＤデイスクに記録されるのが好ましい。従来のＸ線フィルムカセット技術と比較して、画像を得るために必要な時間はほとんど同じであるが、本発明によれば、フィルムを現像する必要はない。したがって、Ｘ線フィルムの検査サイトとの間の搬送は必要なく、検査記録のために必要な貯蔵スペースが公知技術と比較してほぼ９８％に減少する。場合によっては迷路状の検査サイトにおけるＸ線フィルムカセットの手作業による取扱いが必要ないために、作業時の安全も改善される。全検査作業は、ほとんどの場合に完全に自動的に、リモートコントロールにより達成可能である。必要ならば、同じ装置によっても検査データをその後、チェックすることが容易である。
【００１７】
また、本発明は２０ｍより大きな径を有し、更に、少なくとも２０ｍｍの厚さを有するアルミニウムプレートの溶接により形成される大きな球状のＬＮＧタンクなどにも関し、タンク内のプレート組立体は上述の手段で検査される。
【００１８】
添付図面を参照して本発明について、より詳細に説明する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図中、１は放射保護壁２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄで囲まれた検査サイトを示している。支持点３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ等を有する固定用治具が設けられ、この治具はプレート組立体４を固定するための吸引固定装置（図示されていない）またはその他の装置を含んでいる。検査すべきプレート組立体の溶接接合部５は点５ａ、５ｂの間に配置されている。固定用治具３の各側に２つのレール６ａ、６ｂを有している。検査すべき溶接接合部５ａ−５ｂは、レール６ａ、６ｂにほぼ直交し、固定用治具３のほぼ中央領域に配置されている。ホイール装置７ａ、７ｂで装架されたキャリッジ７は、図２に示したキャリッジ駆動モータ１０ａ、１０ｂで駆動され、レール６ａ、６ｂに沿って走行する。キャリッジ７が固定用治具領域から離れる方向に移動するとき、位置７´に配置される場合がある。
【００２０】
図２および図３は第２レールシステム８を示し、レールとその支持構造体とがその中央領域において固定用治具３の中央領域の下側に配置されている。プレート組立体４の上方に、レールと支持構造体とを有する他のレールシステム９がある。Ｂは溶接接合部の検査装置を示している。プレート組立体の上方、９ｍより高いところに、形状検査のためのレーザ検査装置１１が設けられている。これはプラスマイナス約１ｍｍの測定精度を有している。このレーザ装置はビーム１２ａ、１２ｂで支えられている。装置１１の測定領域は全プレート組立体を覆っている。Ｘ線放射から保護された検査室１３が固定用治具３の側方のキャリッジ７上に配置されている。
【００２１】
図４はキャリッジ１４を駆動するための、電気駆動モータ１５とパワー伝達装置１５ａとを有するキャリッジ１４を示している。キャリッジ１４は画像増幅器１６とビデオカメラ１７とを装架する。プレート組立体４の溶接接合部５の上方の第１レール９に、電気駆動モータ１８とパワー伝達装置１８ａとにより駆動される共働キャリッジ１９が設けられている。キャリッジ１９に、主にＸ線ビームの中心点２２において、プレート組立体４をほぼ直交して通過するＸ線２１を放射する放射源２０が設けられている。キャリッジ１４および１９の動きは同期し、画像増幅器１６の中心点２３はＸ線ビーム２１の中心２２に追従する。
【００２２】
溶接接合部５の検査は溶接接合部の一端から始めるのが好ましい。キャリッジ１４および１９は一つの検査点から他の検査点にほぼ１０ｃｍ移動する。補助装置として、検査された溶接接合部の一端において鉛製のスケールテープが使用可能である。検査データは装置２４によりＣＤデイスクに記録される。通常、検査者は常に、溶接接合部５の品質を観察している。
【００２３】
プレート組立体の形状検査は溶接検査の前または後に実施可能である。静的チェックポイント（図示していない）が固定用治具３に関連して配置され、これらのチェックポイントを使用して測定装置１１はまず較正される。測定点の望ましい数および位置が定められ、この後、測定装置１１はプレート組立体４の表面の実際の形状を測定し、それと理論的な球形状とを比較する。
【００２４】
本発明は図示した実施例に制限されないが、その幾つかの変形が添付特許請求の範囲内で可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査サイトの平面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩに沿う横断面の概略図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面の概略図。
【図４】図２に概略的に示した検査装置の詳細図。
【符号の説明】
１  検査サイト
２  放射保護壁
３  固定用治具
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  支持点
４  プレート組立体
５  溶接接合部
６ａ，６ｂ  レール
７，１４，１９  キャリッジ
８  第２レールシステム
９  第１レールシステム
１１  レーザ測定装置
１２ａ，１２ｂ  ビーム
１３  検査室
１５，１８  電気駆動モータ
１５ａ，１８ａ  パワー伝達装置
１６  画像増幅器
１７  ビデオカメラ
２０  放射源
２１  Ｘ線
２２，２３  中心点
２４  装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003703888.tif 000005