JP2005034895A

JP2005034895A - 溶接方法及び溶接システム

Info

Publication number: JP2005034895A
Application number: JP2003276349A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Omi; 忠弘大見; Yasuyuki Shirai; 泰雪白井; Takahiko Shindo; 隆彦新藤; Masakuni Yugawa; 真邦湯川; Shinji Miyoshi; 伸二三好
Original assignee: Japan Air Gases Ltd
Current assignee: Japan Air Gases Ltd
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】一対の配管を突合せ溶接する際の溶接部の内圧調整作業の簡略化並びに生産性の向上を図ることができる溶接方法を提供する。
【解決手段】一対の配管を突合せ溶接するに際して配管内部に供給するバックシールドガスの流量を流量制御器にて一定に制御すると共に、溶接部位よりも下流に位置する配管の圧力損失を予め算出しておき、溶接部位よりも最下流に配置された圧力モニタ並びに圧力損失調整バルブとで溶接部位付近の内圧を調整するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステンレス鋼管を突合せ溶接施工する際に、配管内部にバックシールドガスを供給しつつ行う溶接方法に関する。

特開平５−２３８４７号公報従来から、ステンレス鋼管を突合せ溶接する際には、溶接部の焼け防止及び溶接部の凹凸を小さくするための内圧調整として配管内部にバックシールドガスを供給する溶接方法が周知である。

また、図２に示すように、配管１１，１２の両端部を突合せた状態で、各配管１１，１２の内面にバックシールドガスを供給しつつ溶接作業を行うに際して、配管１１，１２よりも上流側に配置したマノメータ１３等で内圧を監視しつつ配管１１，１２よりも下流側に配置した圧力損失調整バルブ１４で内圧が一定となるように調整する溶接方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。

実際の溶接手順としては、最初に末端の圧力をモニタリングする圧力モニタを取り付けると共に、溶接部に圧力をモニタリングする圧力モニタを取り付け、バックシールドガスの流量を、例えば、末端の圧力損失調整バルブ１４によって、溶接部の内圧を所定の圧力に調整し、その時の末端圧力を確認する。

次に、溶接部の圧力モニタを取り外し、上流側の配管を位置決め治具を用いて配管固定用カセットに固定した後、その位置決め治具を取り外して下流側の配管の上流側端面を上流側の配管の下流側端面に突合せつつ配管固定用カセットに下流側の配管を固定する。

この際、溶接部の内圧調整を行った時に確認した末端圧力の８割未満にならないように各端面を突合せて固定する。

この状態から、溶接機のヘッドを配管固定用カセットに装着し、溶接機を始動させて、溶接を行う。

その溶接が完了したらば、溶接機のヘッド及び配管固定用カセットを取り外して溶接部の目視確認をする。

ところで、このような配管の突合せ溶接時における内圧調整方法には大きく分けて２種類ある。

１つめの方法は、溶接部材の末端にオリフィスを設けて、上流からのガス流量を調整して内圧調整する方法である。

２つめの方法は、溶接部材の末端にニードル弁等の流量調整機構を圧力損失調整バルブとして用いて、内圧調整する方法であり、溶接機の移動を伴うような現場溶接に用いられる。

また、現場溶接のように複数のラインを平行して溶接施工する場合では、ライン毎にバックシールドガスの流量を制御することなく、レギュレーター等を用いて流量を大まかに調整している。

しかしながら、このような場合では、溶接部材の末端の圧力損失調整バルブにて溶接部の内圧を調整していたが、溶接施工が進み、レギュレーター等の流量調整している機構から溶接部までの距離が長くなるにつれて、配管等による圧力損失が増大することにより、バックシールドガスの流量が減少して、溶接部の内圧を所定の圧力に調整できなくなり、レギュレーターの再調整作業等が発生してしまい、溶接部の内圧調整作業の煩雑化並びに生産性の低下を及ぼすといった問題が生じていた。

本発明は、上記問題を解決するため、一対の配管を突合せ溶接する際の溶接部の内圧調整作業の簡略化並びに生産性の向上を図ることができる溶接方法を提供することを目的とする。

その目的を達成するため、請求項１に記載の溶接方法は、一対の配管を突合せ溶接するに際して前記配管内部に供給するバックシールドガスの流量を流量制御器にて一定に制御すると共に、溶接部位よりも下流に位置する配管の圧力損失を予め算出しておき、溶接部位よりも最下流に配置された圧力モニタと圧力損失調整バルブとで溶接部位付近の内圧を調整することを要旨とする。

また、請求項２に記載の溶接システムは、一つの溶接ラインの下流側に複数の溶接ラインを平行して設けると共に、前記複数の溶接ラインの上流側にバックシールドガスの流量に応じた差圧を１次側と２次側との間に発生させるオリフィスをそれぞれ設け、前記一つの溶接ラインに１台のレギュレーターを設け、前記複数の溶接ラインの全てに一定流量のバックシールドガスを供給することを要旨とする。

これにより、オリフィスの１次側の圧力が２次側の圧力よりも２倍以上あればバックシールドガスの流量を１次側の圧力のみで制御することが可能となる。

また、複数のラインを平行して溶接施工する場合にあっても、各ラインの上流側に流量に応じた差圧を１次側と２次側との間に発生させるオリフィスを設け、さらにそれよりも上流側に１台のレギュレーターを設けるだけで、全てのラインに一定流量のバックシールドガスを供給することが可能となる。

本発明の溶接方法にあっては、溶接部位下流の配管（エルボ等を含む）の圧力損失を事前に計算しておくことで、溶接部に圧力モニタを取り付けて内圧調整を行なうことなく最下流の圧力モニタと圧力損失調整バルブとで溶接部位の内圧を簡便に調整することができ、生産性の向上を図ることができる。

次に、本発明の溶接方法並びに溶接システムを図面に基づいて説明する。

図１において、１は一つの溶接ライン、２−１、２−２、２−３、……は溶接ライン１の下流側に平行して設けられた複数の溶接ライン、３−１、３−２、３−３、……は複数の溶接ライン２−１、２−２、２−３、……の上流側にバックシールドガスの流量に応じた差圧を１次側と２次側との間に発生させるオリフィス、４は一つの溶接ライン１の中途部に設けられた１台のレギュレーター（圧力制御器）である。

また、複数の溶接ライン２−１、２−２、２−３、……のオリフィス３−１、３−２、３−３、……よりも下流側には、突合せ溶接される一対の配管（図示せず）が固定されると共に、さらにその一対の配管よりも末端（最下流）にマノメータ等の圧力モニタ並びに圧力損失調整バルブがそれぞれ配置されている。

バックシールドガスは、レギュレータ４を経由して各溶接ライン２−１、２−２、２−３、……に分岐され、それぞれオリフィス３−１、３−２、３−３、……によって１次側と２次側との間に差圧を発生させ、オリフィス３−１、３−２、３−３、……の１次側の圧力が２次側の圧力よりも２倍以上あればバックシールドガスの流量を１次側の圧力のみで制御して全ての溶接ライン２−１、２−２、２−３、……に一定流量のバックシールドガスを供給する。

尚、オリフィス３−１、３−２、３−３、……の下流側には、各ライン毎に接続されたシリンダーキャビネット（Ｃ／Ｃ）を介して一つのバルブボックスや溶接装置（圧力損失調整バルブ等を含む）等の消費設備（Ｖ／Ｂ）が配置されている。

従来の溶接方法では、溶接機の移動や段取りの時間２１０秒を含めて、溶接１箇所あたり５１０秒程度を必要としていた。また、この際の溶接部位の内圧調整作業は、上述した所要時間のうち約９０秒の時間を要していた。

一方、本発明の溶接方法及びそのシステムを用いて、シリンダーキャビネットからのガス供給配管の突合せ溶接施工（１ラインのみの単独配管溶接施工）を行ったところ、溶接後のポストパージ中に内圧調整が可能なために、実質約９０秒の時間を短縮することができたため、溶接機の移動や段取りを含めても溶接１箇所あたり４２０秒程度となり、作業効率を１７％以上向上させることができた。

本発明の溶接方法及び図１に示すようなシステムを用いて、シリンダーキャビネットからのガス供給配管５ラインを平行して突合せ溶接施工した場合と、従来の技術でガス供給配管５ラインを平行して突合せ溶接を行った場合の所要時間を比較してみた。

その結果、平行して溶接施工することにより溶接機の移動や段取りに要していた時間はどちらの場合も５箇所の溶接に対して１回となった。

従来の溶接方法では、５箇所を溶接終了するまでに、移動等を含めて１８００秒程度の時間を要し、１箇所当たりの溶接所用時間は３６０秒程度であった。

一方、本発明では、移動等の時間を含めても５箇所溶接するのに１３８０秒程度しか要せず、１箇所当たりの溶接時間は２７６秒程度となり、作業効率が２３％以上向上させることができた。

このように、バックシールドガスの内圧調整にかかる時間を廃止することで、単独に配管を溶接する場合でも１７％以上の生産性の向上が可能となった。

また、複数ライン（実施例では５ライン）を平行して突合せ溶接施工する場合においては、それ以上の生産性の向上を実現することができるうえ、工期の短縮に伴う低コストでの施工が可能となった。

本発明の実施の形態に係わる溶接システムの要部の配管回路図である。従来の溶接システムの配管説明図である。

符号の説明

１溶接ライン
２−１、２−２、２−３溶接ライン
３−１、３−２、３−３オリフィス
４レギュレータ（圧力制御器）

Claims

一対の配管を突合せ溶接するに際して前記配管内部に供給するバックシールドガスの流量を流量制御器にて一定に制御すると共に、溶接部位よりも下流に位置する配管の圧力損失を予め算出しておき、溶接部位よりも最下流に配置された圧力モニタと圧力損失調整バルブとで溶接部位付近の内圧を調整することを特徴とする溶接方法。
一つの溶接ラインの下流側に複数の溶接ラインを平行して設けると共に、前記複数の溶接ラインの上流側にバックシールドガスの流量に応じた差圧を１次側と２次側との間に発生させるオリフィスをそれぞれ設け、前記一つの溶接ラインに１台のレギュレーターを設け、前記複数の溶接ラインの全てに一定流量のバックシールドガスを供給することを特徴とする溶接システム。