JP2004105994A - Welding method for tube and infusing nozzle for shielding gas for welding - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス製配管を含む金属製配管の溶接方法及び溶接用シールドガス注入用ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ステンレス製の配管同士を突合せ溶接する際には、空気中の酸素や窒素などが溶接部裏波ビードに侵入することによる金属の機械的,化学的劣化防止の観点から、アルゴン(Ar),ヘリウム(He),炭酸ガス(CO2 )などの溶接用シールドガスを配管内に注入して配管内の酸素濃度を低下させている。
【0003】
その配管内の溶接用シールドガスが溶接部近傍から移動しないように溶接用シールドガスを溶接部近傍に封入する必要があるが、その封入技術として、気化時に溶接用シールドガスとなるドライアイスと、そのドライアイスを配管内に固定するための固定用の水溶性固形物を併用して、パージダム生成とシールドガス注入を同時に可能とした公知例が特許文献1に挙げられる。
【0004】
また、配管の突合せ溶接開先部分から配管内に溶接用シールドガスを注入し、注入した溶接用シールドガスが抜けないように配管内面に水溶性フィルムによる袋を配管内で膨らませて溶接用シールドガスを封入する方法が特許文献2にて公知である。
【0005】
また、配管内に溶接開先部から差し込んだ溶接用シールドガス注入用ノズルを通じて溶接用シールドガスを注入する技術が特許文献3で公知である。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−307586号公報
【特許文献2】
特開平5−245633号公報
【特許文献3】
特開平9−295147号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
特開平6−307586号公報の技術は、配管とドライアイスの接触面でドライアイスが気化蒸発するので、溶接用シールドガスを配管内に封入するのに水溶性固形物が必要である。特開平5−245633号公報に記載の技術も配管内に水溶性フィルムによる袋が必要である。
【0008】
いずれの場合にも、水溶性材料が溶接後の配管内に残留するので、水洗にて水溶性材料を洗い流す必要がある。水洗する際には、多量の水と水の勢いとが必要であるから、配管に接続されたタンクや配管に水が残留したり排水しにくい配管系統では従来技術が利用しにくいという課題を有する。
【0009】
また、配管内に溶接用シールドガスを注入する際に従来の溶接用シールドガス注入用ノズルでは、ノズル周囲に均等にガスの流出用細孔が開いているので、溶接用シールドガスを配管の溶接開先に重点的に行き渡らせることが出来ない。
【0010】
また、ドライアイスのみで配管内を閉鎖して溶接用シールドガスを溶接開先部の局所において局部的に配管内に封じ込めることが思いつくが、この場合には、配管とドライアイスとが接する部分でドライアイスが気化蒸発して前述の封じ込めの機能が喪失されれるとともに、配管が傾斜乃至は垂直の場合には、ドライアイスが配管と接する部分で気化蒸発するので、ドライアイスが傾斜下降方向又は垂直下方へずれ動いて希望する領域での溶接用シールドガスの局部的封じ込め状態が達成できないという課題を負うことになる。
【0011】
したがって、本発明の目的は、水溶性材料による溶接用シールドガスの局部的封じ込めが利用できない場合や配管が傾斜乃至は垂直である場合にも溶接用シールドガスの局部的封じ込めを達成して配管溶接が可能な溶接方法を提供することである。
【0012】
また、本発明の他の目的は、配管の溶接開先近傍の配管内の酸素濃度を効率よく低下させることのできる溶接用シールドガス注入用ノズルを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための手段は、ドライアイスを配管内を塞ぐように設置して、溶接用シールドガスが抜けにくい壁を配管内に作り、そのドライアイスの壁を配管の外周から配管とともに冷却し、さらには配管内に溶接用シールドガスを注入する溶接用シールドガスのバックパージ方法を採用し、このような溶接用シールドガスのバックパージ方法により溶接個所近傍の配管内の局所的な空間の雰囲気の酸素濃度を溶接用シールドガスを注入する以前よりも低下させ、その後に配管の溶接個所を溶接する溶接方法を採用している。
【0014】
また、配管内に溶接用シールドガスを注入するシールドガス注入用ノズルは、ノズルに開けたシールドガスの噴出用の孔を、シールドガス注入ノズルの径の中心を通る線上と、前記線から前記径の周方向±45度の角度の線上とに設け、これら各孔をシールドガス注入ノズルの軸心方向に千鳥配置で備えて前記孔を不均一に分布させてあることに特徴がある。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例は以下のとおりである。即ち、図1に示すように、互いに突合せ溶接されるステンレス製の一対の配管12の溶接取合端部17を合わせる。溶接取合端部17には配管12の端部を加工して溶接開先を形成し、図1のように配管12同士を突き合わせた状態では溶接取合端部17には外側に開かれたV字型の断面の溶接開先の部分が表れる。
【0016】
そして、その溶接開先が合わされた溶接取合端部17を配管12の外周囲側からTIG(タングステン イナート ガス)溶接によって突合せ溶接する。TIG溶接するに際しては、アルゴン(Ar),ヘリウム(He),炭酸ガス(CO2)などの溶接用シールドガスを配管12の外周から溶接部に吹き付けながら行う。その突合せ溶接を行う際に、あらかじめ溶接を行う当該配管12の内径と等しい外径に成型した円柱状ドライアイス11を、突合せ溶接部を行う各々の配管12の突合せ溶接部にて溶接時の熱影響が無視できる距離を確保した溶接部近傍にそれぞれ挿入して配管12内に円柱状ドライアイス11を壁とした溶接用シールドガスのパージダムを生成する。
【0017】
このようにして、円柱状ドライアイス11の壁を境に溶接取合端部17から遠い方の配管12内部空間である非溶接側空間13と、円柱状ドライアイス11の壁を境に溶接取合端部17に近い方の空間である配管内部空間14との空気の流れを遮断する。ここで言う遮断とは、配管12とドライアイス11の接触部15は、自然に空気の流れを生ずることを遮断する程度の密着で良く、気密という意味ではない。
【0018】
溶接作業中にドライアイス11の気化蒸発を抑制するために、ドライアイス設置部の配管12外周を、液化炭酸ガスを通したフリージングジャケット10にて包み込みドライアイス11を配管12に挿入後は配管12外周をフリージングジャケット10を冷却手段に用いて常に冷却させておく。
【0019】
その後、溶接取合端部17に加工した孔よりシールドガス注入用ノズル16を配管12の内部14に挿入し、アルゴン(Ar),ヘリウム(He),炭酸ガス(CO2 )或いはそれらのいずれかの混合ガスによる溶接用シールドガス18を配管内部空間14へ注入することで配管内に供給し、配管内部14空間の空気を溶接用シールドガス18により置換する。この置換で配管内部14の酸素濃度を低下させつつ、溶接取合端部17の溶接開先同士を溶接し、この溶接時の配管内面溶接裏波部の酸化防止を図る。
【0020】
更に詳細に説明すれば以下のとおりである。即ち、図1におけるシールドガス注入用ノズル16の先端部であるA部の詳細を図2に示す。シールドガス注入用ノズル16は、ガス用ホース19の一端に接続され、ガス用ホース19の他端は溶接用シールドガス18が配管内部空間14よりも高圧に貯蔵してあるガスボンベに接続されている。好ましくは、ガス用ホース19と前述のガスボンベとは流量及び圧力調整機構を通じて接続され、配管内部空間14内の圧力よりも溶接用シールドガス18の圧力が高圧となるように、及び予め決められた流量の溶接用シールドガス18が配管内部空間14内に注入されるように制御することが好ましい。
【0021】
ドライアイス11の壁と配管12内面とはドライアイス設定時の若干の気化減容とドライアイスの加工精度からドライアイス11の壁と配管12内面全周囲が完全には閉鎖されず、高圧な溶接用シールドガス18が配管内部空間14内に入ると、配管内部空間14内が非溶接側空間13内よりも高圧となって、配管内部空間14内の空気が非溶接側空間13内側へドライアイス11の壁と配管12内面との不完全閉鎖部から抜けて配管内部空間14内が溶接用シールドガス18に置換される。
【0022】
配管内部空間14内と非溶接側空間13内との間で、差圧が生じていなければ、容易には配管内部空間14内と非溶接側空間13内との間で雰囲気の通り抜けは発生しない。実際には、溶接作業中は、溶接用シールドガス18を配管内部空間14内へ注入し続けて配管内部空間14内の圧力が高く非溶接側空間13内の圧力が低い状態の差圧が常に生じるようにする。
【0023】
このシールドガス注入用ノズル16の配管内部空間14内へ挿入される先端部の側面には、図2の(a),(b)で表示されているように、溶接取合端部17の溶接開先合わせ部方向と、その方向を基準にシールドガス注入用ノズル16の円周方向へ振り角45度にて6方向、且つノズル軸方向(ノズル長手方向)では千鳥配置として微細な孔加工を施し、この微細な孔20から溶接取合端部17の溶接開先合わせ部方向に集中的にシールドガスを噴射させ、効率良く図1に示す溶接取合端部17の内側の配管内部空間14を溶接用シールドガスで置換し、また溶接時の溶接裏波部への効率的な溶接用シールドガス供給の為の配管内部空間14内でのガス流を生成する機能を有する。
【0024】
このように、シールドガス注入用ノズル16の孔20は、シールドガス注入用ノズル16の軸心を示す線Cと直交する第1の断面(X−X断面)でシールドガス注入用ノズル16の径の中心を通る線A上と、前記第1の断面の位置と異なる位置におけるシールドガス注入ノズルの軸心示す線Cと直交する第2の断面(Y−Y断面)で前記線Aから前記径の周方向±45度の角度の線B上とに配置して、前記孔を不均一に分布させてある。
【0025】
この図2(a)(b)に示す本発明のシールドガス注入用ノズル16の微細な孔20の配置の効果を確認するために、図3(a)(b)に示す様にノズル側面に周方向に均等に微細な孔30を加工した従来型のシールドガス注入用ノズル
16aとの比較検証結果を図4に示す。
【0026】
図4では、長さ500mm、内径が106.3mm、外径が114.3mmの端部開放の二本の配管12を突合せたものに対して、ノズルAを図3(a)(b)に示す従来型をノズルとして、ノズルBを図2(a)(b)に示す今回発明のノズルとして、流量10L/min で不活性ガスであるアルゴン(Ar)ガスを注入して5分後のそれぞれの酸素濃度計(図中41〜43)の値を示したものである。本図から明らかなように、同じ溶接用シールドガス注入流量にて、従来型に比較して本発明のノズルでは、効率的に溶接取合端部17周辺を0.1% まで酸素濃度を低下させることが確認出来た。この際、ノズルBは図3(a)(b)に示すように線Bの向きが溶接取合端部17の溶接開先合わせ部方向に向くようにした。
【0027】
次に、図1に示す本発明の方法での適用配管口径の最大径を確定するため、実機の配管溶接を想定した図5に示す試験体にて、配管12内部の酸素濃度測定によるバックパージの状況確認を行った。図5に示す水平に設置した溶接対象と仮定した配管12に対し、中央部を溶接取合端部17の溶接開先合わせ位置に仮定し、図2(a)(b)に示すシールドガス注入用ノズル16を設定、溶接取合端部17の溶接開先合わせ部を中心に、酸素濃度計51−56を配管内部中央部に設定し、配管内部空間14の酸素濃度分布を管軸方向の分布として測定できるようにした。
【0028】
また、水平設置の配管12の両端部には、円柱状の配管12内径に外径を合わせたドライアイス11を設定した。その設定位置は、図5に示すように、溶接取合端部17の溶接開先合わせ位置から500mmにドライアイス11の壁の溶接取合端部17側の面が位置するようにされる。この配管12は配管呼び径100A(管内径106.2mm)のSUS304TPステンレス製配管である。
【0029】
このドライアイス11の設定箇所における配管12の外周面には、液化炭酸ガスを通したフリージングジャケット10を覆いかぶせて実機で必要な溶接作業時間の間、十分にパージダムとしての機能を果たせる様にドライアイス11の気化減容を抑制させた。
【0030】
表1は、図5に示す試験体にて、バックパージの経過時間と各酸素濃度測定値を示した表である。経過時間4min にて酸素濃度が低下して配管溶接が可能な状態にバックパージが達成され、以後240min の間、安定的に溶接用シールドガスによるバックシールドが確保され、実機での配管溶接に適用できることが確認された。なお、ドライアイス設定後、溶接用シールドガス噴射開始時間を0min とし、以後、溶接用シールドガスは常にシールドガス注入用ノズル16を通じて配管内部空間14内に噴射させてある。この際の溶接用シールドガスはアルゴン(Ar)ガスであり、その流量は10L/min である。
【0031】
【表1】
【0032】
本発明を利用した、実機での配管溶接の作業手順を図6に示す。配管溶接作業場所の安全確認600を実施した後、溶接取合端部17の溶接開先合わせ位置である配管溶接部からの熱影響が無視できる距離を確保した位置に、フリージングジャケット10を設定601する。これにより、フリージングを開始602して、配管12自体を予め冷却してドライアイス11の配管12内への設定時のドライアイス11の配管接触面での滑りと気化減容を抑制する。
【0033】
次に、配管12に勾配が有るか否か判断し、配管12に勾配がある場合には、配管12内に配管12の内径に外径を合わせた円柱状の氷70を設定604し、配管12に勾配が無い場合には円柱状の氷70の配管12内への設定は行わない。この氷の設定要否は、配管勾配有り603の判定により決定し、氷を設定することで、氷70で勾配下降方向にずれ動くドライアイス11を受け止めてドライアイス11の配管12内の滑りを防止することが出来る。次に、配管12内に配管12の内径に外径を合わせた円柱状のドライアイス11を設定605する。
【0034】
図7は、配管12の勾配が90度の垂直配管へのドライアイス11と氷70の設置状態を示したものである。垂直に設置された配管12に対してドライアイス11の落下方向に配管12の内径に合わせた円柱上の氷70を設定する。その設定の際に氷との接点となる配管内面71は、予め配管外周面からフリージングジャケット10にて十分に冷却されており、空気中の水蒸気による霜が発生するため、氷70が配管12の内面に接着される。接着されにくい場合は配管内面71へ向けての霧吹きなどで、配管内面71に水分を与えて接着を達成させる。
【0035】
このようにして配管12内にドライアイス11の設定605を突合せ溶接を行う対象の一対の各々の配管12に行った後、溶接取合端部17の溶接開先合わせとしての配管組立作業606を行う。その後に、一対の配管の溶接取合端部17の溶接開先合わせ部に配管穴開作業606にて小穴を開け、その小穴にシールドガス注入用ノズル16を挿入して溶接取合端部17にセットする作業608を行う。
【0036】
また、配管溶接時の品質保証として、酸素濃度計を配管12に差し込んでセットする酸素濃度測定用ノズルセット作業609も合わせて行い、溶接時の酸素濃度の変動を確認できるようにする。その後、シールドガス注入用ノズル16から溶接用シールドガスをシールドガス注入用ノズルを通して配管内部空間14に注入すること、即ちバックパージ用ガス注入611を行い、溶接に悪影響を及ぼさない所望の酸素濃度になったことを確認する酸素濃度低下612確認が実施される。
【0037】
所望の酸素濃度になったことを確認した場合には、次に溶接取合端部17の溶接開先合わせ部に対してTIG溶接で配管12の外周側から周溶接613を行う。周溶接613を行っている間は、溶接用シールドガスは配管内部空間14内に注入し続けて酸素濃度の上昇を極力抑制する。フリージングジャケット10による配管12の冷却も溶接中においても継続して氷70の液化やドライアイス11の気化蒸発を極力抑制して配管内部空間14内の酸素濃度の上昇を少ない溶接用シールドガス流量で抑制する。
【0038】
酸素濃度低下612の判定で希望の酸素濃度に下がらなかった場合には、図6に示すフリージングジャケット設定601以降酸素濃度低下612までの各ステップを繰り返して、溶接開先合せ部周溶接613が行えるようにする。
【0039】
図7のように氷70を配管12内に設定した例の場合にも、ドライアイス11の設定時の若干の気化減容と、氷70の加工精度から配管12内全周面に対してドライアイス11と氷70が気密に密着しているわけではなく、部分部分に気密で無い部分が生じ、ドライアイス11と氷70で完全には配管12を閉鎖出来ず、したがって、シールドガス注入用ノズルから溶接用シールドガスを配管内部空間14内に注入すると、配管内部空間14とその外部との差圧で配管内部14内の空気が前述の気密で無い部分から流出し、溶接用シールドガスによる配管内部空間14内が置換できる。
【0040】
希望する酸素濃度に溶接用シールドガスによる配管内部空間14内が置換出来たか否かは、酸素濃度計で測定して知ることもできるが、予め溶接用シールドガスの注入時間と配管内部空間14内の酸素濃度との関係を表1のように知っておけば、酸素濃度計の採用を必須のものでは無くなる。
【0041】
図6で溶接開先合せ部周溶接613が進んで終了直前になったら、シールドガス注入用ノズルや酸素濃度計を配管12から抜いて撤去し、直ちにTIG溶接でシールドガス注入用ノズルや酸素濃度計を抜いた後に配管12に残った穴とシールドガス注入用ノズルの有った周辺の溶接開先部を塞ぐ。
【0042】
その後に、フリージングジャケット10を配管12から撤去して、ドライアイス11を自然に気化させ、氷70も併用してある場合には、その氷70も自然にとかして液体に戻す。その氷70を採用する場合には、ドライアイス11との併用によって氷70の量は少なくて済み、とけて生じた液体の量も配管内を水フラッシングして生じる排水に比較して極端に少なくて済む。
【0043】
以上のように、ドライアイス11又はドライアイス11と氷70とを使用して溶接用シールドガスが溶接部近傍から抜けないように配管12内に壁を作る際に、突合せ溶接される一対の各配管12全部に対してその壁を作ってもよく、溶接近傍に弁が存在して弁を閉めることで壁の役割を果たすことや配管が垂直であるとか、何らかの原因で一対の各配管12の一方の配管12に対してのみドライアイス11又はドライアイス11と氷70とを使用して壁を配管内に設定するようにしても良い。また、溶接用シールドガスを溶接取合端部17から配管内に注入するようにしても良いが、図7のように溶接用シールドガス18を配管12の端部から図7に表示した矢印方向に注入して溶接取合端部17の配管内側の雰囲気の酸素濃度を低下するようにしても良い。
【0044】
また、酸素濃度計を配管12内に差し込む位置を配管の溶接取合端部17にしても良い。この場合には、配管同士を突き合せた状態の溶接取り合い端部17に穴をあけて、その穴を通じて酸素濃度計を配管12内に差し込むことであても良い。この場合にも、溶接取合端部17の配管内側の空間における酸素濃度を酸素濃度計で計測して確認し、溶接しても溶接裏波に大きな悪影響を及ぼさない酸素濃度になった時点で溶接取合端部17を溶接する。その穴は最終的には、酸素濃度計を配管から抜き去った後に溶接で穴埋めされる。
【0045】
以上、説明してきたように、本発明の実施例では、自然に気化・蒸発するドライアイスを配管溶接時のバックパージダムの壁として使用するため、配管溶接後の水フラッシングを行う必要は無く、水フラッシングの適用出来ない配管溶接部へのバックパージ方法が可能となる。また、本発明の実施例では、局所的なバックパージ方法を提供するものであり、配管系統全体をバックパージして溶接するのに比して極少量の溶接用シールドガスにて配管溶接が可能となり、経済性も良くなる。
【0046】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、自然に気化・蒸発するドライアイスを配管溶接時の溶接用シールドガスを配管内に貯留させるための壁として使用するため、配管溶接後の水洗が適用できない配管溶接部に対しても溶接用シールドガスを配管溶接部に対応した配管の局所において充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による配管突合せ溶接時のパックパージ方法を説明する配管断面図である。
【図2】本発明の実施例で用いられるシールドガス注入用ノズルの拡大断面図であり、(a)図はそのノズルの長手方向の断面図であり、(b)図は(a)図のX−X断面図であり、(c)図は(a)図のY−Y断面図である。
【図3】従来のシールドガス注入用ノズルの拡大断面図であり、(a)図はそのノズルの長手方向の断面図であり、(b)図は(a)図のX−X断面図であり、(c)図は(a)図のY−Y断面図である。
【図4】従来型と本発明のシールドガス注入ノズルを用いた配管内酸素濃度低減効果の比較説明図である。
【図5】本発明を実機適用へ模擬した試験体を示した図である。
【図6】本発明による突合せ溶接作業の流れを示した図である。
【図7】本発明を垂直配管に適用した場合の図である。
【符号の説明】
10…フリージングジャケット、11…ドライアイス、12…配管、16…シールドガス注入用ノズル、70…氷。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for welding metal piping including stainless steel piping and a nozzle for injecting a shielding gas for welding.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when stainless steel pipes are butt-welded to each other, argon (Ar) is used to prevent mechanical and chemical deterioration of the metal due to oxygen and nitrogen in the air penetrating into the weld backside bead. , Helium (He), carbon dioxide gas (CO 2 ), or other welding shielding gas is injected into the pipe to reduce the oxygen concentration in the pipe.
[0003]
It is necessary to seal the welding shield gas in the vicinity of the welded portion so that the welding shield gas in the pipe does not move from the vicinity of the welded portion, but as the sealing technology, dry ice that becomes the shielding gas for welding during vaporization,
[0004]
In addition, a welding gas is injected into the pipe from the butt weld groove of the pipe, and a bag made of a water-soluble film is inflated in the pipe so that the injected welding gas does not escape. A method for encapsulating is disclosed in
[0005]
Patent Document 3 discloses a technique for injecting a welding shield gas through a welding shield gas injection nozzle inserted into a pipe from a welding groove.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-6-307586 [Patent Document 2]
JP-A-5-245633 [Patent Document 3]
JP-A-9-295147
[Problems to be solved by the invention]
In the technique disclosed in JP-A-6-307586, since dry ice is vaporized and evaporated at the contact surface between the pipe and the dry ice, a water-soluble solid is required to seal the welding shielding gas into the pipe. The technique described in JP-A-5-245633 also requires a bag made of a water-soluble film in the piping.
[0008]
In any case, since the water-soluble material remains in the pipe after welding, it is necessary to wash away the water-soluble material with water. When washing with water, a large amount of water and the momentum of the water are required, so there is a problem that the conventional technology is difficult to use in a piping system in which water remains or is difficult to drain in a tank or piping connected to the piping. .
[0009]
In addition, when the welding shield gas is injected into the pipe, the conventional welding shield gas injection nozzle has a gas outflow opening evenly around the nozzle, so that the welding shield gas is used to weld the pipe. I can't focus on the bevel.
[0010]
In addition, it is conceivable that the pipe is closed only with dry ice and the shielding gas for welding is locally confined in the pipe at a local portion of the welding groove, but in this case, the pipe is in contact with dry ice. When the dry ice is vaporized and evaporated, the above-mentioned function of the containment is lost, and when the pipe is inclined or vertical, the dry ice is vaporized and evaporated at a portion in contact with the pipe, so that the dry ice is inclined downward or vertically. This poses the problem that it moves downward and cannot achieve the local containment of the welding shielding gas in the desired area.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to achieve the local containment of the welding shield gas even when the local containment of the welding shield gas by the water-soluble material is not available or the pipe is inclined or vertical, and to perform pipe welding. It is to provide a welding method that is possible.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a welding shield gas injection nozzle capable of efficiently reducing the oxygen concentration in the pipe near the welding groove of the pipe.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The means to solve the problem is to install dry ice so as to close the inside of the pipe, create a wall in the pipe where the welding shield gas is difficult to escape, and cool the dry ice wall together with the pipe from the outer circumference of the pipe. In addition, a welding shield gas back-purge method of injecting a welding shield gas into the pipe is adopted. By such a back-purging method of the welding shield gas, a local space atmosphere in the pipe near the welding point is adopted. The welding method of lowering the oxygen concentration of the pipe than before injecting the shielding gas for welding, and then welding the welding portion of the pipe is adopted.
[0014]
Further, the shield gas injection nozzle for injecting the shield gas for welding into the pipe is provided with a hole for ejecting the shield gas opened in the nozzle on a line passing through the center of the diameter of the shield gas injection nozzle and the diameter from the line. The holes are provided on a line having an angle of ± 45 degrees in the circumferential direction, and the holes are provided in a staggered arrangement in the axial direction of the shield gas injection nozzle so that the holes are unevenly distributed.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Examples of the present invention are as follows. That is, as shown in FIG. 1, the
[0016]
Then, the
[0017]
Thus, the
[0018]
In order to suppress the vaporization and evaporation of the
[0019]
Thereafter, a shielding
[0020]
This will be described in more detail below. That is, FIG. 2 shows the details of the portion A which is the tip of the shielding
[0021]
The wall of the
[0022]
If there is no pressure difference between the inside of the pipe
[0023]
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the side of the tip of the shield
[0024]
As described above, the
[0025]
In order to confirm the effect of the arrangement of the fine holes 20 of the shield
[0026]
In FIG. 4, the nozzle A is shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) with two
[0027]
Next, in order to determine the maximum diameter of the applicable pipe diameter in the method of the present invention shown in FIG. 1, a back purge by measuring the oxygen concentration inside the
[0028]
Further,
[0029]
The outer peripheral surface of the
[0030]
Table 1 is a table showing the elapsed time of the back purge and the measured value of each oxygen concentration in the test specimen shown in FIG. Back purge was achieved in a state where oxygen concentration was reduced and pipe welding was possible at an elapsed time of 4 min, and a back shield with a welding shield gas was secured stably for 240 min thereafter, and applied to pipe welding in actual equipment It was confirmed that it was possible. After setting the dry ice, the welding shield gas injection start time was set to 0 min. Thereafter, the welding shield gas was always injected into the pipe
[0031]
[Table 1]
[0032]
FIG. 6 shows an operation procedure of pipe welding in an actual machine using the present invention. After the
[0033]
Next, it is determined whether or not the
[0034]
FIG. 7 shows a state where the
[0035]
After the setting 605 of the
[0036]
Further, as a quality assurance at the time of pipe welding, an oxygen concentration measurement
[0037]
When it is confirmed that the desired oxygen concentration has been obtained, next,
[0038]
If the oxygen concentration does not drop to the desired oxygen concentration in the determination of the
[0039]
In the case where the
[0040]
Whether or not the inside of the pipe
[0041]
In FIG. 6, when the welding groove circumferential welding 613 proceeds and immediately before the end, the shield gas injection nozzle and the oxygen concentration meter are pulled out from the
[0042]
Thereafter, the freezing
[0043]
As described above, when a wall is formed in the
[0044]
Further, the position where the oxygen concentration meter is inserted into the
[0045]
As described above, in the embodiment of the present invention, since dry ice that evaporates and evaporates naturally is used as the wall of the back purge dam at the time of pipe welding, there is no need to perform water flushing after pipe welding. A back-purging method for piping welds to which water flushing cannot be applied becomes possible. Further, in the embodiment of the present invention, a local back-purge method is provided, and pipe welding can be performed with a very small amount of welding shielding gas as compared with back-purging and welding the entire pipe system. And the economy is improved.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since dry ice that evaporates and evaporates naturally is used as a wall for storing the welding shielding gas in the pipe during pipe welding, water washing after pipe welding cannot be applied. The welding shield gas can also be filled into the pipe weld at the local portion of the pipe corresponding to the pipe weld.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a pipe for explaining a pack purging method at the time of pipe butt welding according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are enlarged sectional views of a shielding gas injection nozzle used in an embodiment of the present invention, FIG. 2A is a longitudinal sectional view of the nozzle, and FIG. 2B is a sectional view of FIG. It is XX sectional drawing, (c) drawing is YY sectional drawing of (a) drawing.
3A and 3B are enlarged cross-sectional views of a conventional shielding gas injection nozzle, in which FIG. 3A is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the nozzle, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. FIG. 3C is a sectional view taken along line YY of FIG.
FIG. 4 is a comparative explanatory view of the effect of reducing the oxygen concentration in a pipe using the conventional type and the shield gas injection nozzle of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a test body simulating the present invention for application to an actual machine.
FIG. 6 is a diagram showing a flow of a butt welding operation according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram when the present invention is applied to a vertical pipe.
[Explanation of symbols]
10: Freezing jacket, 11: Dry ice, 12: Piping, 16: Shield gas injection nozzle, 70: Ice.
Claims (4)
前記孔を、シールドガス注入ノズルの軸心と直交する第1の断面でシールドガス注入ノズルの径の中心を通る線上と、前記第1の断面の位置と異なる位置におけるシールドガス注入ノズルの軸心と直交する第2の断面で前記線から前記径の周方向±45度の角度の線上とに配置して、前記孔を不均一に分布させてあるシールドガス注入用ノズル。In a shielding gas injection nozzle having a plurality of holes for supplying a welding shielding gas in a pipe,
The hole is formed on a line passing through the center of the diameter of the shield gas injection nozzle in a first cross section orthogonal to the axis of the shield gas injection nozzle, and the axis of the shield gas injection nozzle at a position different from the position of the first cross section. A shield gas injection nozzle in which the holes are non-uniformly arranged at a second cross section orthogonal to the above and on a line at an angle of ± 45 degrees in the circumferential direction of the diameter from the line.
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