JP2011152565A - Welding method of butt-welding groove joint of pipe using back shield member - Google Patents
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Description
本発明は、鋼管を突合せ溶接するとき、溶接部の管内面のガスシールドを簡単に且つ配管内に異物を残さないバックシールド材を用いた配管の突合せ溶接継手の溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a welding method for a butt-welded joint of a pipe using a back shield material that does not leave a foreign substance in the pipe easily and butt-welding a steel pipe.
従来、配管の突合せ溶接開先継手の溶接において、裏波溶接金属の表面が大気に触れて酸化しないように、第1層溶接により円滑で良好な裏波ビードを形成するために、シールドガスを用いて裏当てして裏面に滑らかな溶融金属を得る必要がある。このガスシールドをするためのバックシールド材は、多種多様な配管サイズに適合した大きさのものを提供する必要があった。 Conventionally, in welding butt welded pipe joints, a shield gas is used to form a smooth and good back bead by first layer welding so that the surface of the back weld metal does not oxidize when exposed to the atmosphere. It is necessary to use and back it to obtain a smooth molten metal on the back surface. The back shield material for the gas shield needs to be provided with a size suitable for various pipe sizes.
バックシールド材の例として、溶接開先の前後に配管内径に合わせた円板を設置しその円板間を連結金具で繋ぎシールドガスの空間を設ける方法、また、複数のガス吹出し小穴を突設した筒状のガス吹出管と該吹出管の前後方向に複数枚の板バネを設けてアルゴンガスを吹出管の中心から吹き出す方法(例えば、特許文献1を参照)、また、溶接開先の前後に前風船と後風船を設置し溶接検査用γプラグ孔から導管により風船に空気を送り込み膨らませ、シールドガスの空間を設ける方法(例えば、特許文献2を参照)、が提案されている。 As an example of back shield material, a method of installing a disc that matches the inner diameter of the pipe before and after the welding groove, connecting the discs with connecting fittings to create a shield gas space, and projecting multiple gas blowout small holes A cylindrical gas outlet pipe and a plurality of leaf springs provided in the front-rear direction of the outlet pipe to blow out argon gas from the center of the outlet pipe (see, for example, Patent Document 1), and before and after the welding groove A method has been proposed in which a front balloon and a rear balloon are installed in the air and air is blown into the balloon by a conduit from a welding inspection γ plug hole to inflate, thereby providing a shield gas space (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、従来のバックシールド方法における円板を使ったバックシールドの場合、配管内径に合わせたサイズの板を管内面に保持しているため、配管の製作歪や曲管に於いて内面と板との間に隙間が生じ、シールドガスが隙間から漏洩し、大量のシールドガスを封入する必要があり、様々な配管サイズに合わせてシールド板の準備も必要となる短所がある。また、上記引用文献1を含めた従来のバックシールド方法では、連続する配管溶接において直線で構成される配管においては、バックシールド装置を次の溶接部まで移動させ使用することは可能であるが、配管内部での作業となり円板の倒れや管内面との密着性が低下する短所もある。さらに最終の溶接完了後に配管内から撤去することが出来ない課題がある。
However, in the case of a back shield using a disk in the conventional back shield method, a plate of a size that matches the inner diameter of the pipe is held on the inner surface of the pipe. There is a disadvantage in that a gap is generated between the two, the shield gas leaks from the gap, and a large amount of shield gas needs to be sealed, and a shield plate needs to be prepared for various pipe sizes. Moreover, in the conventional back shield method including the above cited
また、上記特許文献2に開示されているような風船を使ったバックシールド装置の場合、溶接完了後に風船を溶接検査用のγプラグ孔から引き出す為に、風船より大きいサイズのγプラグ孔を設計する必要がありγプラグ孔とプラグの加工費用や溶接費用が増加する課題がある。また、風船の引き出しの際にゴムが傷付いたりすることを防ぐ必要がある。溶接部近傍で風船を設置した場合は余熱や溶接熱によりゴムが硬化するため再使用ができない課題がある。伸縮性の有る風船であるが類似する配管内径に適用するには限度があるため、各配管内径に適合したサイズの風船を準備する必要がある。
In the case of a back shield device using a balloon as disclosed in
本発明は、バックシールド材を溶接部に接近して配置させることができ、シールドガスの消費量を低減させることができ、従来適用できなかった垂直配管のバックシール材として使用することができ、溶接完了後に配管内部に残留物を残さずに取り除けることのできる、配管の突合せ溶接継手の溶接方法を提供することを目的とする。 The present invention can arrange the back shield material close to the welded portion, can reduce the consumption of shield gas, can be used as a back seal material for vertical piping that could not be applied conventionally, It aims at providing the welding method of the butt-welding joint of piping which can be removed without leaving a residue inside piping after completion of welding.
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
溶接開先継手の一方の開先を構成する一方の配管と、他方の開先を構成するとともに溶接検査用のγプラグ孔を穿設した他方の配管と、前記一方と他方の配管内に装着されたバックシールド材と、を備え、シールドガスを配管内に保持して配管を突合せ溶接する溶接方法において、
帯状、紐状又は線状の耐熱クロスが前記一方の配管の内径寸法に対応して渦巻状に巻回されたバックシールド材を、前記一方の配管の管内面に装着するステップと、
前記一方の配管に装着された前記バックシールド材の巻回中心側の一端部を、前記γプラグ孔から引き出すステップと、
前記耐熱クロスが前記他方の配管の内径寸法に対応して渦巻状に巻回されたバックシールド材を、前記他方の配管の管内面であって前記γプラグ孔よりも開先側に装着するステップと、
前記他方の配管に装着された前記バックシールド材の巻回中心側の一端部を、前記γプラグ孔から引き出すステップと、
前記一方と他方の配管のそれぞれの開先を合わせ、前記開先の間からバックシールドガスをバックシールド材で囲まれた空間に供給した後に両配管を開先溶接するステップと、
溶接完了後に前記γプラグ孔から引き出されたバックシールド材の前記一端部を引っ張ることにより、前記他方の配管に装着されたバックシールド材と前記一方の配管に装着されたバックシールド材を順次引き抜いて前記バックシールド材を両配管から除去するステップと、から構成され、溶接部の管内面のガスシールドを簡単にし、さらに配管内に異物を残さないような構成とする。
In order to solve the above problems, the present invention mainly adopts the following configuration.
One pipe constituting one groove of the weld groove joint, the other pipe constituting the other groove and having a γ plug hole for welding inspection, and mounted in the one and other pipes A welding method for butt welding the pipe while holding the shield gas in the pipe,
A step of attaching a back shield material in which a belt-like, string-like or linear heat-resistant cloth is spirally wound corresponding to the inner diameter dimension of the one pipe to the pipe inner surface of the one pipe;
A step of pulling out one end of the back shield member attached to the one pipe from the γ plug hole,
A step of attaching the back shield material in which the heat-resistant cloth is wound in a spiral shape corresponding to the inner diameter dimension of the other pipe, to the groove inner side of the pipe inner surface of the other pipe and from the γ plug hole When,
A step of pulling out one end of the back shield material attached to the other pipe from the γ plug hole,
Combining the respective grooves of the one and the other pipes, supplying a back shield gas from between the grooves to the space surrounded by the back shield material, and then welding the two pipes;
By pulling the one end portion of the back shield material drawn out from the γ plug hole after the welding is completed, the back shield material attached to the other pipe and the back shield material attached to the one pipe are sequentially pulled out. The step of removing the back shield material from both pipes is configured to simplify the gas shield on the inner surface of the pipe of the welded portion, and to leave no foreign matter in the pipe.
本発明によれば、耐熱クロスを用いてバックシールド材を形成し、溶接作業完了後にγプラグ孔から取り出すことが可能な溶接継手の溶接手法とすることにより、管内に残留物を残さない方法でバックシールドができ、裏波溶接を可能とすることができる。 According to the present invention, a back shield material is formed using a heat-resistant cloth, and a welding joint welding method that can be taken out from the γ plug hole after the welding operation is completed is a method that does not leave residue in the pipe. A back shield can be formed and back wave welding can be performed.
バックシールドは必要な配管内径に合わせた大きさに形成でき、且つ耐熱クロスによる伸縮性があるので規格品以外の配管や曲管、垂直配管へも適用が可能であり配管内面との密着性が向上し、さらに不燃性であるため溶接開先に極めて近く設置することにより安定したガスシールドを可能とし、シールドガスの消費量を極限まで低減することができる。 The back shield can be formed to a size that matches the required inner diameter of the pipe, and it is stretchable by heat-resistant cloth, so it can be applied to pipes other than standard products, curved pipes, and vertical pipes, and has good adhesion to the inner surface of the pipe. It is improved and it is nonflammable, so it can be installed in a very close position to the welding groove, enabling a stable gas shield and reducing the amount of shield gas consumption to the limit.
また、耐熱クロスをロール状に巻き上げているので、溶接完了後に耐熱クロス先端をそのまま引き出すことにより配管内部にバックシールドの異物を残すことなく完全に取り除ける。さらに、取り出したバックシールドは、そのまま巻き上げ装置で再度巻き上げて流用使用が可能であり何回も長期間使用することができる。 Further, since the heat-resistant cloth is wound up in a roll shape, it is possible to completely remove the back shield foreign matter without leaving the inside of the pipe by pulling out the tip of the heat-resistant cloth as it is after the completion of welding. Furthermore, the taken out back shield can be re-rolled with a hoisting device as it is, and can be reused, and can be used many times for a long time.
本発明の実施形態に係る配管の突合せ溶接開先継手の溶接方法について、図1〜図5を参照しながら以下説明する。図1〜図4には、本実施形態に関するバックシールド材の溶接前の取り付けから溶接後の引き抜きまでの過程を示し、図5には本実施形態に関するバックシールド材の巻き上げ装置を示す。 A welding method for a butt weld groove joint for piping according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 show a process from attachment before welding of the back shield material according to the present embodiment to extraction after welding, and FIG. 5 shows a back shield material winding device according to the present embodiment.
図面において、1はバックシールド材、2はバックシールド材端部、3は配管(反γプラグ孔側)、4は溶接開先(反γプラグ孔側)、5は配管(γプラグ孔側)、6は溶接開先(γプラグ孔側)、7はγプラグ孔(溶接後における溶接検査用のγ線源を配管内に挿入するための孔)、8は耐熱テープ、9は銅管、10はシールドガス、11はヒーターコイル、12は溶接部、21はバックシールド材、22は耐熱クロスの端面揃え台、23は巻き上げ機の巻き上げ中心軸、24は巻き上げられたバックシールド材、25はバックシールド材端部の止め部材、26は巻き上げ機の回転用ハンドル、27は耐熱クロスの端面くずれ防止ガイド、30は巻き上げられたバックシールド材の端部、をそれぞれ表す。 In the drawings, 1 is a back shield material, 2 is a back shield material end, 3 is a pipe (anti-γ plug hole side), 4 is a weld groove (anti-γ plug hole side), and 5 is a pipe (γ plug hole side). , 6 is a welding groove (γ plug hole side), 7 is a γ plug hole (a hole for inserting a γ ray source for welding inspection after welding), 8 is a heat-resistant tape, 9 is a copper pipe, 10 is a shielding gas, 11 is a heater coil, 12 is a welded part, 21 is a back shield material, 22 is an end face alignment base of a heat resistant cloth, 23 is a winding central axis of a hoisting machine, 24 is a wound back shield material, and 25 is A stop member at the end of the back shield material, 26 is a handle for rotating the hoisting machine, 27 is a guide for preventing breakage of the end face of the heat-resistant cloth, and 30 is an end of the wound back shield material.
図1において、突き合わせ溶接される一方の配管3はその端部に開先4が形成され、他方の配管5にも同様にその端部に開先6が形成されていて、それぞれの配管3,5に装填されるバックシールド材1が準備される。バックシールド材1は帯状、線状又は紐状の耐熱クロスを巻回したものであり、巻回数を増減することにより巻回の巻き径を変更して配管の内径に合わせるように構成することができる。また、このバックシールド材1は、クロスでできているので伸縮性を有し配管内面との密着性も良い。さらに、バックシールド材1の最内周側からその端部2が延在する構造であり、その延在した端部2は他方の配管5に設けられたγプラグ孔(溶接後に溶接検査用のγ線源を配管内に挿入するための孔)に挿通されるだけの長さを有している。
In FIG. 1, a
図2において、突き合わせ溶接される一方の配管3の開先4の近傍にバックシールド材1が図示のように取り付けられる。この取り付けのときにバックシールド材1の端部2を、他方の配管5に設けられたγプラグ孔7を通して引き出しておく。次に、他方の配管5の開先6の近傍にバックシールド1を取り付ける前に端部2をγプラグ孔7から引き出しておき、バックシールド1を開先6にセットする。この際、一方の配管3に取り付けられたバックシールド材1の端部2は、他方の配管5に取り付けられたバックシールド材1の最外周部と配管5の内壁との間に介在している。当該介在した端部2はバックシールド材1の耐熱クロスの伸縮性によってバックシールド材1のシールド性を阻害することはない。
In FIG. 2, the
次に、図3に示すように、溶接開先4と6を合わせ、開先の溝を耐熱テープ8で覆って気密性を持たせる。その後、両配管3,5内のバックシールド材1で囲まれ且つ耐熱テープ8で覆われた配管内に銅管9を封入し、銅管9の端部に存するシールドガス10を銅管9を通して配管内にシールドガスの封入を行う。
Next, as shown in FIG. 3, the
溶接に要求される予熱処理を行うためのヒーターコイル11を開先近傍(開先とγプラグ孔との間)に設置する。その後、両配管内のバックシールド材1と耐熱テープ8で覆われた配管内にシールドガス10を充填し、不図示の溶接機からシールガスを吹き付けて前記覆われた配管内に酸素の侵入を防ぎながら溶接を行い、図示する溶接部12を形成する。
A
図4に示す溶接部12を形成することで配管の突き合わせ溶接の終了後、まず、γプラグ孔7から突出している配管5内のバックシールド材1の端部2を引っ張ることにより、配管5内のバックシールド材1をその中心より解いて抜き出す。続いて、配管3(γプラグ孔7が設けられた配管5に対向して突き合わされた配管)内のバックシールド材1の端部2(γプラグ孔7から突出している)を引っ張ることにより、配管3内のバックシールド材1をその中心より解いて抜き出す。このように、耐熱クロス(帯状、紐状、又は線状)の端部又は先端をγプラグ孔7を利用してそのまま引き出すことにより、配管5,3の内部にバックシールド材1の異物を残すことなく完全に取り除くことができる。さらに、取り出したバックシールド材1は、そのまま再度巻き上げることで再度使用することが可能である。
After the end of the butt welding of the pipe by forming the
図5に本実施形態に関するバックシールド用耐熱クロスの巻き上げ装置を示す。図5において、図4に示す溶接の終了後に引き出されたバックシールド材21は、図示例で帯状又はテープ状の耐熱クロスがその端部30をバックシールド材端部の止め部材25に仮止され、巻き上げ機の回転用ハンドル26を回転操作させることによって、耐熱クロスの端面揃え台22と耐熱クロスの端面くずれ防止ガイド27でその両端面を案内されながら巻き上げ機の巻き上げ中心軸23を回転中心として巻き上げられていく。端面揃え台22に巻き上げられたバックシールド材1の径を示す数値を表示しておくと、配管3,5の内径に見合ったバックシールド材1を作り上げることができる。
FIG. 5 shows a backshield heat-resistant cloth winding apparatus according to this embodiment. In FIG. 5, the
以上説明したように、本発明の実施形態におけるバックシールド材を用いた配管の突合せ溶接継手の溶接方法は、耐熱クロスを巻き上げ装置を用いて配管内径に合せてロール状に形成したバックシールド材を作り、開先合せ前に溶接部に接近した管内面にはめ込み、両方の耐熱クロスの先端をγプラグ孔より引き出した装着方法であり、さらに、バックシールドを必要とする溶接作業終了後に既存のγプラグ孔より引き出しておいた耐熱クロスの端部を引っ張ることにより、ロール状のバックシールド材が中心よりほどけて取り出せ、配管内部にバックシールド材の残留物を残ることがない手法であること特徴とするものである。 As described above, the welding method of the butt-welded joint of the pipe using the back shield material in the embodiment of the present invention includes the back shield material formed in a roll shape according to the inner diameter of the pipe using a hoisting device. This is a mounting method in which the tip of both heat-resistant cloths is pulled out from the γ plug hole, and the existing γ is installed after the end of the welding operation that requires a back shield. By pulling the end of the heat-resistant cloth drawn out from the plug hole, the roll-shaped back shield material can be taken out from the center, and the back shield material residue is not left inside the piping. To do.
1 バックシールド材
2 バックシールド材端部
3 配管(反γプラグ孔側)
4 溶接開先(反γプラグ孔側)
5 配管(γプラグ孔側)
6 溶接開先(γプラグ孔側)
7 γプラグ孔
8 耐熱テープ
9 銅管
10 シールドガス
11 ヒーターコイル
12 溶接部
21 バックシールド材
22 耐熱クロスの端面揃え台
23 巻き上げ機の巻き上げ中心軸
24 巻き上げられたバックシールド材
25 バックシールド材端部の止め部材
26 巻き上げ機の回転用ハンドル
27 耐熱クロスの端面くずれ防止ガイド
30 巻き上げられたバックシールド材の端部
1 Back shield
4 Welding groove (anti-γ plug hole side)
5 Piping (γ plug hole side)
6 Weld groove (γ plug hole side)
7 γ plug
Claims (3)
帯状、紐状又は線状の耐熱クロスが前記一方の配管の内径寸法に対応して渦巻状に巻回されたバックシールド材を、前記一方の配管の管内面に装着するステップと、
前記一方の配管に装着された前記バックシールド材の巻回中心側の一端部を、前記γプラグ孔から引き出すステップと、
前記耐熱クロスが前記他方の配管の内径寸法に対応して渦巻状に巻回されたバックシールド材を、前記他方の配管の管内面であって前記γプラグ孔よりも開先側に装着するステップと、
前記他方の配管に装着された前記バックシールド材の巻回中心側の一端部を、前記γプラグ孔から引き出すステップと、
前記一方と他方の配管のそれぞれの開先を合わせ、前記開先の間からバックシールドガスをバックシールド材で囲まれた空間に供給した後に両配管を開先溶接するステップと、
溶接完了後に前記γプラグ孔から引き出されたバックシールド材の前記一端部を引っ張ることにより、前記他方の配管に装着されたバックシールド材と前記一方の配管に装着されたバックシールド材を順次引き抜いて前記バックシールド材を両配管から除去するステップと、から構成される
ことを特徴とするバックシールド材を用いた配管の溶接開先継手の溶接方法。 One pipe constituting one groove of the weld groove joint, the other pipe constituting the other groove and having a γ plug hole for welding inspection, and mounted in the one and other pipes A welding method for butt welding the pipe while holding the shield gas in the pipe,
A step of attaching a back shield material in which a belt-like, string-like or linear heat-resistant cloth is spirally wound corresponding to the inner diameter dimension of the one pipe to the pipe inner surface of the one pipe;
A step of pulling out one end of the back shield member attached to the one pipe from the γ plug hole,
A step of attaching the back shield material in which the heat-resistant cloth is wound in a spiral shape corresponding to the inner diameter dimension of the other pipe, to the groove inner side of the pipe inner surface of the other pipe and from the γ plug hole When,
A step of pulling out one end of the back shield material attached to the other pipe from the γ plug hole,
Combining the respective grooves of the one and the other pipes, supplying a back shield gas from between the grooves to the space surrounded by the back shield material, and then welding the two pipes;
By pulling the one end portion of the back shield material drawn out from the γ plug hole after the welding is completed, the back shield material attached to the other pipe and the back shield material attached to the one pipe are sequentially pulled out. Removing the back shield material from both pipes. A welding method for a welded groove joint of a pipe using the back shield material.
前記開先溶接の前に、予熱用のヒーターコイルを前記開先と前記γプラグ孔との間の配管に巻き付けることを特徴とするバックシールド材を用いた配管の溶接開先継手の溶接方法。 In claim 1,
Before the groove welding, a preheating heater coil is wound around a pipe between the groove and the γ plug hole, and a welding method for a welded joint of a pipe using a back shield material.
耐熱性をもつ前記バックシールド材は、伸縮性と通気性を備え、断面形状として真円度の無い配管に適用可能であってシール効果を有する
ことを特徴とするバックシールド材を用いた配管の溶接開先継手の溶接方法。 In claim 1 or 2,
The back shield material having heat resistance is stretchable and breathable, and can be applied to pipes having no roundness as a cross-sectional shape, and has a sealing effect. Welding method for welded groove joints.
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