(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つのパイプ形状の圧力管を互いに突合せ溶接することによって形成されたパイプ形状の圧力管に係合するための、突合せ溶接の接合の疲労寿命を延ばすための、及び圧力管が取り付けられたクランプと共に曲げられるときに圧力管の楕円化を低減すると共に圧力管のねじれを防止するための、クランプであって、
クランプは、
内側面と、第１端部と、第２端部とを有する内側クランプ部分であって、内側クランプ部分は、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、内側面は、内側クランプ部分の第１端部から第２端部まで延びる１８０度未満の角度の円筒部を画定する、内側クランプ部分と、
内側面と、第１端部と、第２端部とを有する外側クランプ部分であって、外側クランプ部分は、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、内側面は、外側クランプ部分の第１端部から第２端部まで延びる１８０度未満の角度の円筒部を画定する、外側クランプ部分と、
内側クランプ部分及び外側クランプ部分によって画定された円筒部は、第１端部から第２端部までの圧力管の外径に等しい一定の曲率半径を有し、
内側クランプ部分及び外側クランプ部分が圧力管に固定されるときに、長手方向の間隙が、内側クランプ部分及び外側クランプ部分の第１の長手方向の面の間と、内側クランプ部分及び外側クランプ部分の第２の長手方向の面の間の少なくともいずれか一方に存在する、クランプ。
【請求項２】
請求項１記載のクランプにおいて、
内側クランプ部分の内側面は、内側クランプ部分が係合される圧力管に対する内側クランプ部分の内側面の滑りを許容するために実質的に滑らかであり、
外側クランプ部分は、外側クランプ部分が係合される圧力管に対する外側クランプ部分の内側面の滑りを許容するために圧力管を把持するための摩擦要素及び摩擦要素係合面の一つを画定する、クランプ。
【請求項３】
請求項１記載のクランプにおいて、
内側クランプ部分の第１端部は、外側クランプ部分の第１端部と対向し、
内側クランプ部分の第２端部は、外側クランプ部分の第２端部と対向する、クランプ。
【請求項４】
請求項１記載のクランプにおいて、
内側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面は、複数の開口部を有し、
外側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面は、複数の開口部を有し、
クランプは、更に、
内側クランプ部分を外側クランプ部分に固定するために、内側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面の複数の開口部に配置するための、及び、外側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面の複数の開口部に配置するための複数のボルトからなる締結機構を備える、クランプ。
【請求項５】
請求項１記載のクランプの製造方法において、
内側クランプ部分の第１端部の第１部分は、第１応力除去領域を画定するために取り除かれ、その取り除かれた第１部分の幅は、内側クランプ部分の第１端部からの距離の相関関係として減少し、
内側クランプ部分の第２端部の第２部分は、第２応力除去領域を画定するために取り除かれ、その取り除かれた第２部分の幅は、内側クランプ部分の第２端部からの距離の相関関係として減少し、
第１応力除去領域及び第２応力除去領域は、圧力管の楕円化を低減すると共に圧力管のねじれを防止するために、圧力管が曲げられるときに第１端部及び第２端部での圧力管の応力集中を緩和する、クランプの製造方法。
【請求項６】
曲げられるパイプ形状の圧力管の突合せ溶接の疲労寿命を延ばすための方法であって、
圧力管の突合せ溶接上の圧力管の外面に曲げ抑制部材を取り付ける工程であって、曲げ抑制部材は、
内側面と第１端部と第２端部とを有し、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、内側面が第１端部から第２端部まで延びる１８０度未満の角度の円筒部を画定する、内側クランプ部分と、
内側面と第１端部と第２端部とを有し、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、内側面が第１端部から第２端部まで延びる１８０度未満の角度の円筒部を画定する、外側クランプ部分と、を備え、
内側クランプ部分及び外側クランプ部分によって画定された円筒部が、第１端部から第２端部までの圧力管の外径に等しい一定の曲率半径を有する、曲げ抑制部材を取り付ける工程と、
曲げ抑制部材に取り付けられて圧力管を曲げる工程であって、内側クランプ部分及び外側クランプ部分が圧力管に固定されるときに、長手方向の間隙が、内側クランプ部分及び外側クランプ部分の第１の長手方向の面の間か、内側クランプ部分及び外側クランプ部分の第２の長手方向の面の間の少なくともいずれか一方に存在する、圧力管を曲げる工程と、を備える、方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、
曲げ抑制部材は、突合せ溶接を収容するためにチャンネル又は半径方向の溝を画定する、方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法において、
圧力管及び突合せ溶接を、圧力管の多数の加圧サイクルと関連した繰り返される引っ張り応力にさらす工程を更に備える、方法。
【請求項９】
請求項６記載の方法において、
圧力管は、ハブの周りに又はパイプ形状の圧力管の前のコイルの周りに巻きつけられる、方法。
【請求項１０】
曲げられるパイプ形状の圧力管の突合せ溶接及び隣接する領域のための引っ張り曲げ応力を低減する方法であって、
圧力管の突合せ溶接上の圧力管の外面に曲げ抑制部材を取り付ける工程であって、曲げ抑制部材は、圧力管の外面の半径に等しい内側半径を有する内側クランプ部分と外側クランプ部分とを有し、
内側クランプ部分は、内側面と第１端部と第２端部とを有し、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、内側面が第１端部から第２端部まで延びる１８０度未満の角度の円筒部を画定し、
外側クランプ部分は、内側面と第１端部と第２端部とを有し、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、内側面が第１端部から第２端部まで延びる１８０度未満の角度の円筒部を画定する、曲げ抑制部材を取り付ける工程と、
外側クランプ部分を、圧力管の突合せ溶接上の圧力管の外面に取り付ける工程であって、内側クランプ部分及び外側クランプ部分が圧力管に固定されるときに、長手方向の間隙が、内側クランプ部分及び外側クランプ部分の第１の長手方向の面の間か、内側クランプ部分及び外側クランプ部分の第２の長手方向の面の間の少なくともいずれか一方に存在する、圧力管の外面に取り付ける工程と、
曲げに起因する軸方向の引っ張り歪みに突合せ溶接がさらされるのを防止するために、内側クランプ部分及び外側クランプ部分で圧力管に圧縮力を圧力管に対して垂直にかける工程と、を備える、方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、
内側クランプ部分及び外側クランプ部分を圧力管に配置するときに、突合せ溶接の溶接ビード上に、内側クランプ部分及び外側クランプ部分の内面上に形成された内方半径方向の溝を配置する工程を更に備える、方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の方法において、
圧力管の外側面に対して内側クランプ部分の内側面が滑るのを許容する工程を更に備える、方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の方法において、
外側クランプ部分の内側面及び圧力管の外側面の一方又は双方上の摩擦要素でパイプ形状の圧力管を外側クランプ部分で把持する工程を更に備える、方法。
【請求項１４】
請求項１０記載の方法において、
圧力管を取り囲むために内側クランプ部分を外側クランプ部分に固定するために、内側クランプ部分によって画定された複数の開口部に複数のボルトを挿入する工程及び外側クランプ部分の複数の開口部に複数のボルトを挿入する工程をさらに備える、方法。
【請求項１５】
請求項１０記載の方法において、
圧力管及び突合せ溶接を、圧力管の多数の加圧サイクルと関連した応力にさらす工程を更に備える、方法。
【請求項１６】
請求項１０記載の方法において、
圧力管は、ハブの周りに又はパイプ形状の圧力管の前のコイルの周りに巻きつけられる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本出願は、２０１０年８月１３日に提出された“後で曲げる管の圧力管の突合わせ溶接の疲労寿命を増大するのに適当なクランプ”と題された米国特許出願第１２／８５５９７０号の利益を主張し、その内容が、これによって、参照により組み込まれる。
【０００２】
本発明は、パイプ溶接及びパイプクランプを容易にするために、パイプ溶接のための及びパイプクランプのための曲げ歪みを最小限にするための方法に関する。特に、本発明は、溶接領域における過度の変形を保護するために曲げ力にさらされるパイプの長さにおける突合わせ溶接上に配置するためのパイプクランプに関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、パイプ、例えば鋼管の非常に長い長さ（一般的には１ｋｍ以上３０ｋｍ以下）からなる圧力管内の圧力の下での天然ガス（ＣＮＧ）あるいは他の流体又はガスの貯蔵に関する。実際的な管理のため、これらのパイプの長さは、簡単な巻き工程によって鋼スプールに巻かれる。結果物は、“Ｃｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）”と呼ばれる。多くのＣｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）は、船舶の船倉に取り付けられる。Ｃｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）を運ぶ船舶は、第１ポートでガスを積み込み、第２ポートで降ろす。Ｃｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）を運ぶ船舶は、１年あたり６０回以下行う。ガスの装填及び抜き降ろしに関連した圧入及び圧抜きは、疲労割れにつながるＣｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）の鋼の主要な応力変化を生じさせる。パイプの長い長さは、短い長さのパイプを互いに溶接することにより必要的に構成される。溶接部及び溶接部に隣接するパイプ材料は、パイプの母材よりも疲労の問題に影響されやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
６インチ（１５．２４ｃｍ）のパイプが９メートル以下の直径のハブの周りに巻かれたプロトタイプのＣｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）の試験中、平均ひずみよりも高ければ高いほど、パイプに含まれる周囲の接合溶接すなわち突合わせ溶接の熱影響部（ＨＡＺ）の境面でのパイプの外壁で経験されることが明らかになった。非常に集中されたひずみ（約１．８％の平均とは対照的に約６％）は、溶接部の疲労寿命を短縮し、Ｃｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）の最終的な疲労寿命を制限する原因になる。その結果、疲労寿命が延長された場合には許容されるより低い作動圧力で作動させる必要があり、それは、ガス量を減少させ、ガス輸送の全体的なコストを上昇させる。
【０００５】
例外的なひずみに加えて、溶接部の特性もまた曲げ工程中にパイプの楕円化によって悪影響を受ける可能性がある。楕円形の高低の湾曲の４つの点において、応力が加圧工程中に増加され、これは、特に突合わせ溶接に対する疲労寿命を短くする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
双方が巻きつけプロセスによって誘発される熱影響領域の過度の歪み及び楕円化の双方に対して保護することにより、Ｃｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）管の圧力管の突合せ溶接に対する長い疲労寿命を確実にすることが経済的に重要である。これは、本発明のクランプ装置によって達成される。
【０００７】
過度の歪みの問題に対して選択された解決は、管の曲げを厳格に制限すること及び突合
せ溶接の領域の楕円化を防止し、同時に管の外側の歪みを十分に防止することである。これは、突合せ溶接上で管にクランプなどの曲げ抑制部材を適用することによって達成されることができる。以下は、開発されて成功的に試験されたクランプを説明する。しかしながら、曲げ抑制部材又はクランプの他の実施形態が所望の結果を達成するために引き出される。
【０００８】
突合せ溶接近接の管を曲げるときの重要なことは、溶接に隣接する熱影響領域、例えば、曲げ管の外側又は“伸長”部分上の熱影響領域の歪みである。本発明のクランプは、二つのことを行う。第１に、クランプは、管の曲げを主として排除する。第２に、クランプは、また、管の上半分が歪むのを防止する。一実施形態では、後者は、クランプの内側上の刻み目によって達成される。刻み目の狭い隆起部は、ボルトの締結によって管に圧縮されるときに、パイプの外面が著しく動くのを防止する高い摩擦力を生じ、溶接領域の歪みをほぼ排除する。
【０００９】
例のクランプは、３００ｍｍの長さを有する。好ましくは、クランプは、管の１．７５の外径の長さを有するが、より大きな又はより小さなクランプも使用されることができる。クランプは、管の両側にある互いにボルト締めされた二つの半円状の直線状の鋼の半円筒からなる補強留め具として機能する。クランプは、管の曲げ部の外側に配置された第１の半円筒部で構成されると共に、管の曲げ部の内側に配置された第２の半円筒部で構成される。クランプの半円筒部の双方の内側曲率半径は、好ましくは、管の外径に等しい。クランプの厚さは、曲げ力によってクランプが塑性変形しないような厚さである。
【００１０】
クランプの剛性は、以下に説明されたその特別な特徴で、溶接の領域の管の曲げを制限し、管の外側壁の軸方向の集中歪みが巻き付け中及び巻き付けの後低いままにすることを確実にする。同時に、クランプは、楕円化が最小限にされるのを確実にする。
【００１１】
好適実施形態では、クランプの外側半分は、管の外面と結合するのを確実にするためにその内面に刻み目を含む。それによってクランプが管の外側面の歪みを制限するために作用する主要な機構は、管の表面上の粒子間の静止摩擦であり、これが、刻み目を提供するための理由である。（好ましくはねじ山に似ている）刻み目は、曲げ工程中に圧縮力によって管を損傷しないように隆起部が管及び全接触領域にわずかにかみつくようにピッチを有する。この適用の目的のために、出願人は、“ねじ山”又は“ねじ部”を参照するとき、“ねじ又はボルトの螺旋隆起部の特徴を有すること”を意味する。クランプの内側の半分は、刻み目がなく、実際には、管の内側の滑りは望ましくない。
【００１２】
背景で述べられたように、集中歪みは、６インチ（１５．２４ｃｍ）の管を直径が約９メートルのハブの周りに巻き付けることによって誘発される。クランプを使用しない集中歪みは、溶接部の領域において約６％で管に対して１．８％の平均値であることがわかった。本発明のクランプの使用で、集中歪みは、約０．５％であることがわかった。
【００１３】
管の溶接部の近傍では、管は、剛性クランプによってほぼ完全に取り囲まれる。従って、管の楕円化は、ほぼ完全に防止される。しかしながら、クランプの存在は、管がスプールに巻き付けられるときにクランプの両端部での管の深刻な楕円化、均一な歪みを誘発する。この問題に対処するために、クランプの内側半分に対して二つの形状の変更が行われる。第１に、クランプの内側半分の二つの端部は、クランプの両端部での管上の集中応力を緩和するために特定のパターンで取り除かれて研削される。取り除かれた金属、すなわち間隙の好適な形状は、管の半径に等しい半径の半円形であるが、この半円形に類似した形状が使用されることができる。第２に、クランプ近傍の楕円化は、その中心部に比べて外側縁部で十分に薄い（約半分の厚さが好ましい）ように、クランプの内側半分の厚さから取り除かれて研削することによって低減される。その理由は、クランプが取り除かれた
半円形によって提供された除去を超えて横たわる管に最初に当たるときに管上の横方向の力をさらに最小限に抑えることである。
【００１４】
クランプの双方の半分が管の外側面と同じ曲率半径を有するが、クランプの二つの半分は、完全な３６０度の回転を構成しない。ボルトが完全に締結されたとき、クランプの半分の完全な力が管に加えられるように、クランプの二つの半分は、好ましくは、互いに接触しない。
【００１５】
管の曲げが完了したとき、クランプは、次のように取り除かれる。管の内方の力がスプールハブの非常にわずかな逆回転によって低減される。その後、クランプは、取り外される。クランプの外側半分が取り除かれ、その後、クランプの内側半分が管の周りを回転されて持ち上げられる。回転を容易にするために、クランプの下半分は、回転の意味で、適度に均一なあるいは減少された厚さの輪郭を有する方が好ましい。
【００１６】
使用の際、クランプは、一連のボルトによって管上に非常に強固に締結される。刻み目及びボルト穴の締結ねじ部は、使用によりすり減り、その結果、クランプは、多くの使用後に交換される。
【００１７】
クランプの双方の半分は、突合せ溶接の溶接ビードを収容するために巻きつけ方向において半分の内側中心から取り除かれた金属の小さなチャンネルを有する。
クランプは、好ましくは、管の鋼のヤング率と厳密に等しいヤング率をもつ鋼材で作られる。クランプに使用される鋼材の降伏応力は、少なくとも管の降伏応力であり、最大４０％大きい。
【００１８】
本発明の第１実施形態は、剛性があり重い（約２００ポンド重量（約９０．７２ｋｇ））。この実施形態は、溶接部を完全に保護し、１００万回でさえ、疲労損傷が溶接部に発生したと認められなかった。しかしながら、第１実施形態は、扱うのが厄介である。第２実施形態は、より軽量なバージョン（約４０ポンド（約１８．１４４ｋｇ））である。
【００１９】
以上詳細に説明したクランプは、管の外縁の歪みを最小限にすると共にコイル（図１３）を中心にして曲げる際に突合せ溶接の領域の楕円化を最小限にするデバイスの好適実施形態である。また、他の実施形態を使用することもできる。
【００２０】
例えば、クランプ力は、ボルトだけではなく外部の油圧によって提供されることができる。クランプの二つの半分は、溶接又はワイヤを使用した締め付けによって互いに保持されることができる。代替的に、クランプの二つの半分は、適用されて溶接される前に十分に加熱されることができる。クランプ力は、クランプが冷えると、金属収縮を生じるであろう。代替的に、二つのクランプの半分は、油圧プレスの援助の有無にかかわらず、座屈構造によって互いに引っ張られる。
【００２１】
摩擦を形成する代替的な手段は、金属接着剤、低温金属合金はんだ、及び、炭化ケイ素などの鋼よりも硬い物質の鋭い粒子の層など、ねじ切りの必要性を排除するために開発されることができる。さらに、突合せ溶接部上に中心に配置された鋼のストリップは、管上に軸方向に溶接される。突合せ溶接部及びその隣接する領域は、管に接合される強力な材料で巻かれる。材料は、鋼線、Ｅガラス、ケブラー（登録商標）又は管に恒久的に接合されることができる他の材料にすることができ、誘発された巻線歪みを低減し、及び／又は楕円化を低減することができる。
【００２２】
さらなる実施形態では、ＩＤ（内径）が主要な管のＯＤ（外径）と同じである管の部分は、溶接作業前に、主要な管に滑らせることができる。次に、その管の部分は、突合せ溶
接部上の中心に配置される。この管の部分は、クランプに似ているが、主要な管が曲げられた後に適所に残存する。
【００２３】
代替的に、小さな管の部分又は他の鋼構造は、主要な管の内側に挿入され、突合せ溶接部上の中心に配置されるように拘束される。管の小さな部分は、溶接及び曲げ加工の後適所に残存する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、内側クランプ部分及び外側クランプ部分を含む本発明のパイプ溶接クランプの分解斜視図である。
【図２】図２は、パイプ内に取り付けられて示された図１のパイプ溶接クランプの部分断面図である。
【図３】図３は、図１の内側パイプクランプ部分の斜視図である。
【図４】図４は、図１の内側パイプクランプの外面の概略図である。
【図５】図５は、図１の内側パイプクランプの内面の概略図である。
【図６】図６は、図１の外側パイプクランプの内面の斜視図である。
【図７】図７は、図１の内側パイプクランプの外面の概略図である。
【図８】図８は、図１の内側パイプクランプの内面の概略図である。
【図９】図９は、円形溶接部に隣接する両端部に形成された刻み目を有する変更パイプの正面図である。
【図１０】図１０は、円形溶接部に隣接するパイプ部分の両端部に付けられた小さな小片を有する変更パイプの正面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、パイプ部分に固定された変更パイプクランプであって、そのクランプの内面上のドリル穴内に取り付けられたＮｅｌｓｏｎ（商標登録）スタッドを有する変更パイプクランプの正面図である。
【図１１Ｂ】クランプの穴内のＮｅｌｓｏｎ（商標登録）スタッドを示す図１１Ａのクランプの拡大図である。
【図１２Ａ】円形状溶接に隣接した、その外面に取り付けられた補強ストラップ又はフィンを有する変更パイプの正面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの変更パイプの平面図である。
【図１３】コア上に巻きつけられた図２のパイプの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１及び図２を参照すると、概ね１０で示されたパイプクランプが示される。パイプクランプ１０は、パイプ１２（図２、１３）に取り付けるためのものである。パイプ１２は、突合せ溶接によって端と端を互いに接合された複数のパイプ部分からなり、例えば、第１パイプ部分１４と第２パイプ部分１６とが突合せ溶接によって互いに接続される。パイプクランプ１０は、突合せ溶接部１８を保護するため、及び、図１３に示されるようにＣｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）を形成するためにパイプ１２の巻回工程によって双方とも誘発されるその過度の歪み及び楕円化からの熱影響領域を保護するために提供される。
【００２６】
パイプクランプ１０は、内側クランプ部分２０を有する（図１、３−５）。内側クランプ部分２０は、半円筒形状を有し、第１端部２２及び第２端部２４を有する。内側クランプ部分２０は、付加的に、内側面２６、長手方向の上部接合面２８及び長手方向の下部接合面３０を有する。第１端部２２は、第１応力除去領域３２を画定する。第２端部２４は、第２応力除去領域３４を画定する（図３−５）。
【００２７】
内側クランプ部分２０は、好ましくは、内側クランプ部分２０がパイプ１２上に配置されるときに突合せ溶接部１８を受け入れるための半径方向の溝３６を画定する。内側クランプ部分２０の内面２６は、好ましくは、内側クランプ部分２０の内面２６に対するパイ
プ１２の外面の滑りを許容するために実質的に滑らかである。
【００２８】
一実施形態では、第１応力除去領域３２は、第１半円を画定し、第２応力除去領域３４は、第２半円を画定する。第１応力除去領域３２によって画定された第１半円及び第２応力除去領域３４によって画定された第２半円は、好ましくは、パイプ１２の半径にほぼ等しい半径をそれぞれ有する。また、半円形状の近似が、応力除去領域として使用するために熟慮される。
【００２９】
一実施形態では、図４に最もよく示されるように、内側クランプ部分２０の厚さは、第１端部２２と近接し、第２端部２４は、内側クランプ部分２０の中心で内側クランプ部分２０の厚さよりも小さい。
【００３０】
パイプクランプ１０は、付加的に、半円筒形状を有する外側クランプ部分４０（図１、２、６−８）有する。外側クランプ部分４０は、第１端部４２及び第２端部４４を有する。外側クランプ部分４０は、付加的に、長手方向の上部接合面４６及び長手方向の下部接合面４８を画定する。外側クランプ部分４０は、付加的に、内側面５０を有する。好ましくは、内側面５０は、摩擦要素５２を画定する。摩擦要素５２は、パイプ１２の外面を把持するためのものである。
【００３１】
外側クランプ部分４０は、付加的に、外側クランプ部分４０がパイプ１２上に配置されるときに突合せ溶接部１８を受け入れるための半径方向の溝５４（図６、８）を画定するのが好ましい。好適実施形態では、摩擦要素５２は、内側面５０上の刻み目で構成される。より好ましくは、刻み目は、線状部で構成される。一例の線状部は、深さが０．７７インチ（１．９５５８ｃｍ）で頂部から頂部までの長さが０．１６６インチ（０．４２１６４ｃｍ）である。また、摩擦要素５２は、金属接着剤、低温金属合金はんだの使用によってあるいは内側面５０上に配置された硬質小片の層によって形成されることができる。
【００３２】
好ましくは、内側クランプ部分２０の長手方向の上部接合面２８及び長手方向の下部接合面３０は、複数の開口部６０を画定する。付加的に、好適実施形態では、外側クランプ部分４０の長手方向の上部接合面４６及び長手方向の下部接合面４８は、複数の開口部６２を画定する。複数のボルト６４（図１、２）が、内側クランプ部分２０の長手方向の上部接合面２８及び長手方向の下部接合面３０によって画定された複数の開口部６０に配置するために提供される。ボルト６４は、付加的に、外側クランプ部分４０の長手方向の上部接合面４６及び長手方向の下部接合面４８によって画定された複数の開口部６２内に配置する。ボルト６４は、内側クランプ部分２０を外側クランプ部分４０に固定する。好適実施形態では、ボルト６４は、頭部６４ａと小径の軸部６４ｂとを有する。好ましくは、内側クランプ部分２０は、ボルト６４のねじ軸部６４ｂを受け入れるためにねじが切られた開口部６０を画定する。外側クランプ部分４０は、好ましくは、滑らかな壁であると共にボルトの頭部と係合する面６２ａを画定する開口部６４を画定する。従って、ボルト６４が穴６０、６２に配置されると、ボルトの頭部と係合する面６２ａは、穴６０に形成されたねじ部の方に引き付けられ、それによって、内側クランプ部分２０の上部接合面２８を外側クランプ部分４０の上部接合面４６の方に引き付ける。
【００３３】
好適実施形態では、内側クランプ部分２０及び外側クランプ部分４０は、パイプクランプ１０すなわち内側クランプ部分２０及び外側クランプ部分４０が、パイプクランプ１０がパイプ１２に固定された後にパイプ１２が曲げられるときに巻回工程によって誘発された曲げ力により塑性変形しないような厚さを有する。
【００３４】
好適実施形態では、内側クランプ部分２０及び外側クランプ部分４０は、パイプ１２の曲率半径に実質的に等しい曲率半径を有する。好ましくは、内側クランプ部分２０及び外
側クランプ部分４０は、内側クランプ部分２０及び外側クランプ部分４０がパイプ１２を中心にして完全に締結されたときに、内側クランプ部分２０の上部接合面２８及び外側クランプ部分４０の上部接合面４６が互いに接触しないように寸法づけられる。同様に、内側クランプ部分２０の下部接合面３０及び外側クランプ部分４０の下部接合面４８は、内側クランプ部分２０及び外側クランプ部分４０の完全な圧縮力が、ボルト６４が締結されたときにパイプ１０に押し付けるように互いに接しないことが好ましい。
【００３５】
また、パイプクランプ１０内にパイプ１２を圧縮する他の方法が考えられ、油圧で内側クランプ部分２０及び外側クランプ部分４０を互いに押し付けることを含む。また、内側クランプ部分２０及び外側クランプ部分４０は、締結ワイヤで互いに押し付けられることができる。さらに、内側クランプ部分２０及び外側クランプ部分４０は、内側クランプ部分２０及び外側クランプ部分４０の金属冷却によって互いに押し付けられることができる。
【００３６】
図９を参照すると、粗研磨工具あるいは砂粒などでパイプ１２の外面を粗研磨するなどの他の適当な方法によって突合せ溶接部１８の両面上のパイプ１２の外面に刻み目９０が形成されている本発明の実施形態が示される。工程は、上述したようにクランプ１０に刻み目を入れるのとは逆であるが、同様の効果がある。クランプ１０の外側クランプ部分４０は、滑らかな内部を有する。
【００３７】
図１０を参照すると、（鋼鉄、カーボランダム、コランダム、酸化アルミニウムよりも硬い）非常に硬い物質の鋭くて小さな小片１００は、外側クランプ部分４０の滑らかな内面２６とパイプ１２の外側半分との間に挿入される（例えば、粘性液体に付けられ、あるいは、パイプ１２の外側半分又は外側クランプ部分４０の内面２６上のいまだ液体の粘性の接着剤上に巻き散らかされる）。その後、クランプ１０は、小片１００が外側クランプ部分４０及びパイプ１２の上記表面に浸透して所望の摩擦力を形成するように締結される。
【００３８】
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、付加的な代替的パイプ曲げ抑止装置が示される。例えば、直径が１５ｍｍの多くの小さな穴１００は、上クランプに開けられる。例えば、直径が１０ｍｍで高さが１０ｍｍのＮｅｌｓｏｎ（商標登録）スタッド１１２は、例えば、パイプ１２上にスポット溶接されて固定される。パイプ１２の曲げが完了した後、クランプ１０が取り除かれ、スタッド１１２がすり減らされる。
【００３９】
図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、付加的な代替的パイプ曲げ抑制装置が示される。少なくとも一つのストラップ又はフィン１２０が曲げ部の外側にあるパイプ１２の外側に溶接される。クランプは必要とされない。フィン１２０は、例えば、長さが２０インチ（５０．８ｃｍ）で高さが４インチ（１０．１６ｃｍ）で厚さが０．４インチ（１．０１６ｃｍ）にすることができる。フィン１２０は、好ましくは、突合せ溶接１８の溶接ビードを収容するために中間部に小さな円形の切取り部分１２２（図９Ｂ）を有する。フィン１２０は、パイプ１２が曲げられる際にパイプ１２の外側を保護する。ひとたびパイプ１２がＣｏｓｓｅｌｌｅ（登録商標）上に置かれると、フィン１２０は、切り取られて、その表面が滑らかに磨かれる。
【００４０】
パイプ部分が突合せ溶接部１８上の中心にすることもさらに考えられる。さらには、パイプ部分がパイプ１２の内側の突合せ溶接部１８下の中心にすることも考えられる。
パイプ１２の曲げが完了すると、クランプ１０は、以下のように取り除かれる。パイプ１２の内方の力がスプールハブ６６の非常にわずかな逆回転によって低減される（図１３）。その後、クランプ１０は、取り外される。外側クランプ部分４０が取り除かれ、その後、クランプ１０の内側クランプ部分２０がパイプ１２の周りを回転されて持ち上げられ
る。回転を容易にするために、クランプ１０の下半分は、回転の意味で、適度に均一なあるいは減少された厚さの輪郭を有する方が好ましい。
【００４１】
使用の際、クランプ部分２０、４０は、一連のボルト６４によってパイプ１２上に非常に強固に締結される。他のクランプ機構を使用することもできる。摩擦要素５２、例えば、刻み目、小さな小片又はスタッド及びボルト穴６０の締結ねじ部は、使用によりすり減り、その結果、クランプ１０は、多くの使用後に交換される。
【００４２】
クランプ１０の要素２０、４０の双方は、溶接部１８の溶接ビードを収容するために巻きつけ方向においてクランプ部分２０の内面２６及びクランプ部分４０の内面５０から取り除かれた金属の小さなチャンネル又は半径方向の溝３６を有する。これは、溶接部１８の溶接ビードを粉砕する必要がなくなる。
【００４３】
クランプ１０は、好ましくは、パイプ１２の鋼のヤング率と厳密に等しいヤング率をもつ鋼材で作られる。クランプ１０に使用される鋼材の降伏応力は、少なくともパイプ１２の降伏応力にすべきであり、最大４０％大きいものでなければならない。
【００４４】
従って、本発明は、うまく目的を遂行すると共に、上述した目的及び利点並びにその中の固有のものを達成するように適合される。現在の好ましい実施形態は、この開示の目的のために説明してきたが、多くの変更および修正が、当業者には明らかであろう。明細書によって定義されるようにそのような変更および修正は、本発明の精神内に包含される。
[形態１]  曲げられるパイプに取り付けるためのパイプクランプであって、
パイプクランプは、
半円筒形状と、第１応力除去領域を画定する第１端部と、及び第２応力除去領域を画定する第２端部とを有する内側クランプ部分と、
半円筒形状と、内側面とを有する外側クランプ部分と、
内側クランプ部分を外側クランプ部分に固定するためのクランプ機構と、を備える、パイプクランプ。
[形態２]  形態１記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分及び外側クランプ部分は、パイプの曲率半径と実質的に等しい曲率半径を有する、パイプクランプ。
[形態３]   形態１記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分及び外側クランプ部分の少なくとも一つは、内側クランプ部分及び外側クランプ部分がパイプに配置されたときに突合せ溶接部の溶接ビードを受け入れるための半径方向の溝を画定する、パイプクランプ。
[形態４]   形態１記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分の内側面は、内側クランプ部分の内側面に対するパイプの外面の滑りを許容するために実質的に滑らかである、パイプクランプ。
[形態５]   形態１記載のパイプクランプにおいて、
第１応力除去領域は、ほぼ半円形状を有する第１空隙であり、
第２応力除去領域は、ほぼ半円形状を有する第２空隙である、パイプクランプ。
[形態６]   形態５記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分の第１端部の第１空隙及び内側クランプ部分の第２端部の第２空隙は、内側クランプ部分及び外側クランプ部分が取り付けられるパイプの半径とほぼ等しい半径を有する、パイプクランプ。
[形態７]   形態１記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分は、厚さを有し、
内側クランプ部分の第１端部に近接した厚さ及び内側クランプ部分の第２端部に近接した厚さは、内側クランプ部分の中心での内側クランプ部分の厚さよりも小さい、パイプクランプ。
[形態８]   形態１記載のパイプクランプにおいて、
外側クランプ部分の内側面は、摩擦要素及び摩擦要素係合面の一つを画定し、摩擦要素は、外側クランプ部分が配置されるパイプの外面を把持するためのものである、パイプクランプ。
[形態９]   形態８記載のパイプクランプにおいて、
摩擦要素は、外側クランプ部分の内側面上の刻み目である、パイプクランプ。
[形態１０]   形態９記載のパイプクランプにおいて、
刻み目は、線条で構成される、パイプクランプ。
[形態１１]   形態８記載のパイプクランプにおいて、
摩擦要素は、外側クランプ部分の内側面に配置された複数の硬質小片である、パイプクランプ。
[形態１２]   形態８記載のパイプクランプにおいて、
摩擦要素は、パイプに取り付けられた複数のスタッドを受け入れるために外側クランプ部分によって画定された複数の穴を備える、パイプクランプ。
[形態１３]   形態１記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分は、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、
外側クランプ部分は、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、
内側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面は、複数の開口部を有し、
外側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面は、複数の開口部を有し、
クランプ機構は、内側クランプ部分を外側クランプ部分に固定するために、内側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面の複数の開口部に配置するための、及び、外側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面の複数の開口部に配置するための複数のボルトからなる、パイプクランプ。
[形態１４]   形態１３記載のパイプクランプにおいて、
ボルトは、大径部分及びねじ付きの小径部分を有する、パイプクランプ。
[形態１５]   形態１３記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分の内側面及び外側クランプ部分の内側面によって画定された外周は、内側クランプ部分及び外側クランプ部分が配置されるパイプの外面によって画定された外周よりも小さく、それによって、内側クランプ部分及び外側クランプ部分がパイプに固定されるときに第１の長手方向の面と第２の長手方向の面との間に間隙が存在するのを確実にする、パイプクランプ。
[形態１６]  曲げられるパイプに係合するためのパイプクランプであって、
パイプクランプは、
半円筒形状と、第１端部と、第２端部とを有する内側クランプ部分と、
内側クランプ部分の内側面に対するパイプの外面の滑りを許容するために実質的に滑らかである内側クランプ部分の内側面と、
半円筒形状と、第１端部と、第２端部とを有する外側クランプ部分であって、外側クランプ部分が係合されるパイプの外面を把持するための摩擦要素及び摩擦要素係合面の一つを画定する外側クランプ部分と、
内側クランプ部分を外側クランプ部分に固定するためのクランプ機構と、を備える、パイプクランプ。
[形態１７]   形態１６記載のパイプクランプにおいて、
摩擦要素は、外側クランプ部分上にある、パイプクランプ。
[形態１８]   形態１６記載のパイプクランプにおいて、
摩擦要素係合面は、外側クランプ部分上にある、パイプクランプ。
[形態１９]   形態１６記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分及び外側クランプ部分の少なくとも一つは、内側クランプ部分及び外側クランプ部分がパイプに配置されたときに突合せ溶接部の溶接ビードを受け入れるための半径方向の溝を画定する、パイプクランプ。
[形態２０]   形態１６記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分の第１端部は、第１応力除去領域を画定し、その第２端部は、第２応力除去領域を画定する、パイプクランプ。
[形態２１]   形態２０記載のパイプクランプにおいて、
第１応力除去領域は、ほぼ半円形状を有する第１空隙であり、
第２応力除去領域は、ほぼ半円形状を有する第２空隙である、パイプクランプ。
[形態２２]   形態２１記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分の第１端部の第１空隙及び内側クランプ部分の第２端部の第２空隙は、内側クランプ部分及び外側クランプ部分が取り付けられるパイプの半径とほぼ等しい半径を有する、パイプクランプ。
[形態２３]   形態１６記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分は、厚さを有し、
内側クランプ部分の第１端部に近接した厚さ及び内側クランプ部分の第２端部に近接した厚さは、内側クランプ部分の中心での内側クランプ部分の厚さよりも小さい、パイプクランプ。
[形態２４]   形態１６記載のパイプクランプにおいて、
摩擦要素は、外側クランプ部分の内側面上の刻み目である、パイプクランプ。
[形態２５]   形態２４記載のパイプクランプにおいて、
刻み目は、線条で構成される、パイプクランプ。
[形態２６]   形態１６記載のパイプクランプにおいて、
摩擦要素は、外側クランプ部分の内側面に配置された複数の硬質小片である、パイプクランプ。
[形態２７]   形態１６記載のパイプクランプにおいて、
摩擦要素は、パイプに取り付けられた複数のスタッドを受け入れるために外側クランプ部分によって画定された複数の穴を備える、パイプクランプ。
[形態２８]   形態１６記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分は、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、
外側クランプ部分は、第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面を画定し、
内側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面は、複数の開口部を有し、
外側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面は、複数の開口部を有し、
クランプ機構は、内側クランプ部分を外側クランプ部分に固定するために、内側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面の複数の開口部に配置するための、及び、外側クランプ部分の第１の長手方向の面及び第２の長手方向の面の複数の開口部に配置するための複数のボルトからなる、パイプクランプ。
[形態２９]   形態２８記載のパイプクランプにおいて、
内側クランプ部分の内側面及び外側クランプ部分の内側面によって画定された外周は、内側クランプ部分及び外側クランプ部分が配置されるパイプの外面によって画定された外周よりも小さく、それによって、内側クランプ部分及び外側クランプ部分がパイプに固定されるときに第１の長手方向の面と第２の長手方向の面との間に間隙が存在するのを確実にする、パイプクランプ。
[形態３０]  曲げられるパイプの突合せ溶接のための疲労を最小限にする方法であって、
パイプの突合せ溶接に近接するパイプの外側面に曲げ抑制部材を取り付ける工程と、
パイプを曲げる工程と、
曲げ抑制部材を取り除く工程と、を備える、方法。
[形態３１]   形態３０記載の方法において、
曲げ抑制部材は、パイプの曲げ部の外側にあるパイプに取り付けられたフィンである、方法。
[形態３２]  曲げられるパイプの突合せ溶接及び隣接する領域のための曲げ歪みを最小限にする方法であって、
パイプの突合せ溶接に近接するパイプの外側面に曲げ抑制部材を取り付ける工程であって、曲げ抑制部材は、内側クランプ部分及び外側クランプ部分を有するクランプ部材である工程と、
パイプの突合せ溶接に近接するパイプの外側面に外側クランプ部分を取り付ける工程と、
突合せ溶接が曲げ力にさらされるのを防止するために内側クランプ部分及び外側クランプ部分でパイプをクランプする工程と、を備える、方法。
[形態３３]   形態３２記載の方法において、
パイプ上に内側クランプ部分及び外側クランプ部分を配置するときに、突合せ溶接の溶接ビード上に、内側クランプ部分及び外側クランプ部分の少なくとも一つの内側面に形成された内側半径方向溝を配置する工程をさらに備える、方法。
[形態３４]   形態３２記載の方法において、
内側クランプ部分の内側面がパイプの外側面に対して滑るのを許容する工程をさらに備える、方法。
[形態３５]   形態３２記載の方法において、
外側クランプ部分の内側面及びパイプの外側面の一方の摩擦要素で、外側クランプ要素でパイプを把持する工程をさらに備える、方法。
[形態３６]   形態３２記載の方法において、
内側クランプ部分を外側クランプ部分に固定するために、内側クランプ部分によって画定された複数の開口部に複数のボルトを挿入する工程及び外側クランプ部分の複数の開口部に複数のボルトを挿入する工程をさらに備える、方法。
[形態３７]  圧縮ガス輸送システムであって、
圧縮ガス源及び圧縮ガスの目的地の一方を備えるガス処理施設と、
船舶及び車両の一方に支持される複数のパイプコイルであって、複数のパイプコイルの各々は、突合せ溶接で端と端が接合された複数のパイプ要素からなるパイプの長さを備え、パイプの長さは、複数のループを含む複数の層の実質的に連続したパイプコイルに曲げられる、複数のパイプコイルと、を備え、
突合せ溶接及び突合せ溶接に隣接するパイプ材は、パイプに対する平均ひずみの約三分の一又はパイプに対する平均ひずみ以下で曲げられ、
圧縮ガス輸送システムは、さらに、
船舶及び車両の一方に支持されたバルブであって、ガス処理施設への選択的な流れ接続に適用されるようになっているバルブと、
複数のパイプコイルの各々をバルブに流れ接続するためのパイプと、を備え、
圧縮ガスは、ガス処理施設からバルブを通じて収容されて複数のパイプコイルに蓄積され、あるいは、圧縮ガスは、複数のパイプコイルに蓄積されてバルブを通じてガス処理施設に分散される、圧縮ガス輸送システム。
[形態３８]   形態３７記載の圧縮ガス輸送システムにおいて、
ガス処理施設は、地上配備である、圧縮ガス輸送システム。
[形態３９]  圧縮ガスを搬送するためにガス処理施設を使用する方法であって、
ガス処理施設を船舶及び車両の一方からなる運搬装置に流れ接続する工程と、
圧縮ガスを搬送する工程であって、圧縮ガスを搬送する工程は、運搬装置上の複数のパイプコイルから圧縮ガスを収容すること及び運搬装置によって支持された複数のパイプコイルに圧縮ガスを解放することの一方からなり、複数のパイプコイルの各々は、突合せ溶接で端から端まで接合された複数のパイプ部分で構成されたパイプの長さを備え、パイプの長さは複数の層の実質的に連続したパイプコイルに曲げられ、複数の層の各々は、複数のループを含む、圧縮ガスを搬送する工程と、を備え、
突合せ溶接及び突合せ溶接に隣接するパイプ材は、パイプに対する平均ひずみの約三分の一又はパイプに対する平均ひずみ以下で曲げられる、方法。
[形態４０]  圧縮ガスを搬送するために運搬装置を使用する方法であって、
運搬装置をガス処理施設に流れ接続する工程と、
圧縮ガスを搬送する工程であって、ガス処理施設から運搬装置上の複数のパイプコイルの圧縮ガスを収容する工程及び運搬装置によって支持された複数のパイプコイルからガス処理施設に圧縮ガスを解放する工程の一方を備える圧縮ガスを搬送する工程と、を備え、
複数のパイプコイルの各々は、突合せ溶接で端から端まで接合された複数のパイプ部分で構成されたパイプの長さを備え、パイプの長さは複数の層の実質的に連続したパイプコイルに曲げられ、複数の層の各々は、複数のループを含み、
突合せ溶接及び突合せ溶接に隣接するパイプ材は、パイプに対する平均ひずみの約三分の一又はパイプに対する平均ひずみ以下で曲げられる、方法。
【図１】
0005926829.tif 000002
【図２】
0005926829.tif 000003
【図３】
0005926829.tif 000004
【図４】
0005926829.tif 000005
【図５】
0005926829.tif 000006
【図６】
0005926829.tif 000007
【図７】
0005926829.tif 000008
【図８】
0005926829.tif 000009
【図９】
0005926829.tif 000010
【図１０】
0005926829.tif 000011
【図１１Ａ】
0005926829.tif 000012
【図１１Ｂ】
0005926829.tif 000013
【図１２Ａ】
0005926829.tif 000014
【図１２Ｂ】
0005926829.tif 000015
【図１３】
0005926829.tif 000016