JP2018176244A - Pipe joining device and pipe joining method - Google Patents

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洋二 綱沢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pipe joining device and a pipe joining method by which good joining can be realized by friction stir welding even if ends of a pipe, which is configured from a material having a thick wall and a high strength, are joined.SOLUTION: A pipe joining device comprises: a probe which is pushed into a joint part of two pipes and performs friction stir welding; a joint tool which comprises the probe at a tip thereof; a rotating mechanism which rotates the joint tool around a central axis of a metal pipe; a device body which is provided with the rotating mechanism; and an axial movement part which is so configured as to be capable of freely advancing and retracting in a direction along the central axis of the pipe with respect to the device body. The device body comprises a first clamp mechanism which holds one pipe. The axial movement part comprises a second clamp mechanism which holds the other pipe.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、管同士を突き合わせて接合するための接合装置に関し、特に摩擦攪拌接合により管を接合するための管接合装置及び管接合方法に関する。   The present invention relates to a joining apparatus for butting and joining pipes, and more particularly to a pipe joining apparatus and pipe joining method for joining pipes by friction stir welding.

従来、パイプラインの建設工事では、管同士を軸方向に突き合わせ接合することが行われている。例えば、既に敷設された管に一方の端部が接合され固定されている管(既設管)に、両端が固定されていない管(新設管)を接合している。このとき、突き合わせた管のそれぞれの端部に開先を形成し、管の端部同士の間に所定のギャップをとって保持し、管の外周から、例えばマグ(MAG;Metal Active Gas)溶接等の溶融溶接が行われる。このような溶接を行う際、管を所定の位置に保持し溶接可能な状態に準備する工程と、溶接工程と、溶接する装置を取り外す工程とにより、一つの管の継ぎ手を溶接するために膨大な時間がかかっていた。特に、パイプラインは、比較的厚肉の鋼管が用いられるため、溶接工程に膨大な時間がかかっていた。また、パイプラインの溶接は、屋外で行われるため、作業時の防風対策が必要となり、さらに感電、アーク光、じん肺等の溶接作業者への影響が課題となっていた。   Conventionally, in pipeline construction work, pipes are butt-joined in the axial direction. For example, a pipe (newly installed pipe) whose both ends are not fixed is joined to a pipe (an existing pipe) in which one end is joined and fixed to a pipe already laid. At this time, a groove is formed at each end of the butted tubes, and a predetermined gap is held between the ends of the tubes, and for example, MAG (Metal Active Gas) welding is performed from the outer periphery of the tube. Fusion welding is performed. When performing such welding, the process of holding the pipe in a predetermined position and preparing it in a weldable state, the process of welding, and the process of removing the apparatus to be welded require a large amount of welding to weld one pipe joint. It took a long time. In particular, since a relatively thick steel pipe is used for the pipeline, the welding process took a great deal of time. In addition, since pipeline welding is performed outdoors, it is necessary to take measures against wind during operation, and the influence on welding workers such as electric shock, arc light and pneumoconiosis has been a problem.

一方、マグ溶接などの溶融溶接に比べて容易に金属材同士を接合することができる摩擦攪拌接合(FSW;Friction Stir Welding)が注目されている。摩擦攪拌接合においては、先端面にプローブと呼ばれる円柱状の突起を有する接合ツールを使用する。プローブを接合部に押し付け、接合ツールを中心軸周りに回転させると、プローブと接合部の材料との間に摩擦熱が発生して材料が軟化し、材料中にプローブが埋没する。プローブ周辺の材料は、プローブの回転により塑性流動を起こし、接合線に沿って接合ツールを移動させると、材料が接合される。   On the other hand, friction stir welding (FSW; Friction Stir Welding) which can join metal materials easily compared with fusion welding, such as mug welding, attracts attention. In friction stir welding, a welding tool having a cylindrical projection called a probe on the tip surface is used. When the probe is pressed against the joint and the jointing tool is rotated about the central axis, frictional heat is generated between the probe and the material of the joint to soften the material and the probe is buried in the material. The material around the probe causes plastic flow due to the rotation of the probe, and the material is joined when the joining tool is moved along the joining line.

摩擦攪拌接合により金属管同士を接合するものとしては、例えば、特許文献1に金属管の接合装置として摩擦攪拌接合を利用したものが開示されている。この金属管の接合装置は、接合ツールを備え、接合ツールを金属管の内周面に沿って円周方向に移動させ、2つの金属管を接合させるものであり、金属管の内部に配置され内側から摩擦攪拌接合を行うものである。摩擦攪拌接合により、金属管接合の時間を短縮させ、防風対策も不要となり、接合の際の作業者への影響を低減させることができる。   As what joins metal tubes together by friction stir welding, what utilized friction stir welding as a joining apparatus of a metal tube is disclosed by patent document 1, for example. The metal pipe joining apparatus includes a joining tool, moves the joining tool circumferentially along the inner circumferential surface of the metal pipe, joins the two metal pipes, and is disposed inside the metal pipe. Friction stir welding is performed from the inside. By friction stir welding, the time for metal pipe bonding can be shortened, no windbreak measures become necessary, and the influence on workers during bonding can be reduced.

国際公開第2013/172244号International Publication No. 2013/172244

しかし、金属管の端部を突き合わせて摩擦攪拌接合を行う際には、その接合部に接合ツールのプローブを埋没させプローブを回転させる。施工条件によっては、接合線前方が口開きをする、いわゆる回転変形が生ずる場合がある。そのため、摩擦攪拌接合時に回転変形が生じ、接合線が開いた場合、施工を継続できないという課題があった。また、摩擦攪拌接合においては、接合部の材料を塑性流動させるため、金属管の端部同士は極力均一に接触させる必要がある。しかし、金属管の端部は、製造の都合上理想的な平面に加工することはできないため、摩擦攪拌接合させるためには、金属管の端部同士を精度良く接触させなければならないという課題があった。また、摩擦攪拌接合は塑性流動により接合するため、金属を溶融させて接合するマグ溶接に比べ管の接合部の食違いに対する許容度が小さい。そのため、摩擦攪拌接合をする場合は、管同士の接合部の食違いを低減させる必要があった。   However, when friction stir welding is performed by butting the ends of the metal tubes, the probe of the welding tool is embedded in the joint and the probe is rotated. Depending on the construction conditions, so-called rotational deformation may occur in which the front of the joint line opens. Therefore, rotational deformation occurs at the time of friction stir welding, and there is a problem that the construction can not be continued when the welding line is opened. In addition, in the case of friction stir welding, in order to cause the material of the joint to plastic flow, it is necessary to make the ends of the metal pipe contact as uniformly as possible. However, since the end of the metal pipe can not be processed into an ideal flat surface for the convenience of production, there is a problem that the ends of the metal pipe must be brought into contact with each other with high accuracy in order to perform friction stir welding. there were. In addition, since friction stir welding is performed by plastic flow, the tolerance for the difference in the joint of the pipe is smaller than that of the mag welding in which the metal is melted and joined. Therefore, in the case of friction stir welding, it was necessary to reduce the difference in the joint between the tubes.

さらには、パイプライン等に用いられる金属管は、安全性を考慮し、比較的厚肉の鋼管が用いられる。このような金属管を摩擦攪拌接合する際には、接合部の材料の塑性流動を起こすために、プローブの回転数を上げ、接合ツールを接合部に押し付ける加圧力も大きくしなければならない。したがって、回転変形を抑えるためにはさらに大きな力によって拘束する必要があるという課題があった。特許文献1に開示されている接合装置では、例えば強度の低い軽金属の管で造られた比較的薄い管においては摩擦攪拌接合が可能であっても、例えばパイプラインに用いられる厚肉の金属管を接合するには限界があった。   Furthermore, in consideration of safety, a relatively thick steel pipe is used as a metal pipe used for a pipeline or the like. In friction stir welding of such metal tubes, in order to cause plastic flow of the material of the joint, it is necessary to increase the number of revolutions of the probe and to increase the pressing force to press the jointing tool against the joint. Therefore, in order to suppress rotational deformation, there is a problem that it is necessary to restrain by a larger force. In the joining apparatus disclosed in Patent Document 1, for example, in a relatively thin pipe made of a low strength light metal pipe, even if friction stir welding is possible, for example, a thick metal pipe used in a pipeline There were limits to joining together.

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、比較的厚肉で高強度な材料で構成された管の端部同士を接合する場合であっても、良好な接合を実現できる管接合装置及び管接合方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to achieve good bonding even when the ends of tubes made of relatively thick and high-strength materials are joined. An object of the present invention is to provide a pipe joint device and a pipe joint method.

本発明に係る管接合装置は、2つの管の接合部に押し込まれ摩擦攪拌接合するプローブと、前記プローブを先端に備える接合ツールと、前記接合ツールを前記管の中心軸周りに回転させる回転機構と、前記回転機構が設けられた装置本体と、前記装置本体に対し前記管の中心軸に沿った方向に進退自在に構成された軸方向移動部と、を備え、前記装置本体は、一方の前記管を保持する第1クランプ機構を備え、前記軸方向移動部は、他方の前記管を保持する第2クランプ機構を備える。   A pipe joining apparatus according to the present invention comprises a probe that is pushed into a joint of two pipes and is subjected to friction stir welding, a joining tool provided with the probe at its tip, and a rotation mechanism that rotates the joining tool around the central axis of the pipe. And a device body provided with the rotation mechanism, and an axial moving unit configured to be movable back and forth in a direction along the central axis of the pipe with respect to the device body, the device body comprising A first clamp mechanism for holding the tube is provided, and the axial movement unit is provided with a second clamp mechanism for holding the other tube.

また、本発明に係る管接合装置は、2つの管の接合部に押し込まれ摩擦攪拌接合するプローブと、前記プローブを先端に備える接合ツールと、前記接合ツールが設けられた装置本体と、前記接合ツールを前記装置本体の周りに回転させる回転機構と、前記装置本体に対し前記回転機構の中心軸に沿った方向に進退自在に構成された軸方向移動部と、を備え、前記装置本体は、前記回転機構の回転軌道の半径方向に進退自在に構成された第1クランプ機構を備え、前記軸方向移動部は、前記回転機構の回転軌道の半径方向に進退自在に構成された第2クランプ機構を備える。   Further, according to the pipe joint device according to the present invention, a probe which is pushed into a joint portion of two pipes and performs friction stir welding, a bonding tool provided with the probe at the tip, a device main body provided with the bonding tool, and the bonding The apparatus includes: a rotation mechanism configured to rotate a tool around the apparatus body; and an axial movement unit configured to be movable back and forth in a direction along the central axis of the rotation mechanism with respect to the apparatus body. The first clamp mechanism is configured to be movable back and forth in the radial direction of the rotation track of the rotation mechanism, and the second moving mechanism is configured to be movable in the radial direction of the rotation track of the rotation mechanism. Equipped with

また、本発明に係る管接合方法は、管接合装置が備えるプローブを既設管の端面に合わせ、前記管接合装置に設けられた第1クランプ機構を前記既設管の内周面に接触させ前記管接合装置を前記既設管の内部に固定する管接合装置設置工程と、前記管接合装置に設けられた第2クランプ機構を前記既設管と接合する新設管の内部に配置し、前記第2クランプ機構を前記新設管の内周面に接触させ、前記新設管を前記管接合装置に固定する新設管固定工程と、前記第2クランプ機構を前記第1クランプ機構側に移動させ、前記既設管及び前記新設管の端面同士を接触させ荷重を加える接合部加圧工程と、前記既設管の端面と前記新設管の端面とを接触させて形成される接合部に内側から回転した前記プローブを押し込み、前記接合部に沿って前記プローブを移動させ摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌接合工程と、を備えるものである。   Further, in the pipe joining method according to the present invention, the probe provided in the pipe joining device is aligned with the end face of the existing pipe, and the first clamp mechanism provided in the pipe joining device is brought into contact with the inner circumferential surface of the existing pipe A pipe bonding apparatus installation step of fixing a bonding apparatus inside the existing pipe, and a second clamp mechanism provided in the pipe bonding apparatus disposed inside a new pipe to be connected to the existing pipe, the second clamp mechanism A new pipe fixing step of bringing the new pipe into contact with the inner peripheral surface of the new pipe and fixing the new pipe to the pipe joining device; moving the second clamp mechanism to the first clamp mechanism side; Pressing the probe rotated from the inside into the joint formed by bringing the end face of the new pipe into contact and applying a load, and bringing the end face of the existing pipe and the end face of the new pipe into contact with each other Before along the junction And friction stir welding step of performing friction stir welding by moving the probe, but with a.

本発明によれば、比較的厚肉で高強度な材料により構成された管を摩擦攪拌接合する際において、接合部にプローブを押し込むことにより生じる接合部の開きや接合部の段差を抑え、精度の良い良好な接合を行うことができる。また、管を接続する現地において簡素な設備で管の接合ができる。   According to the present invention, when friction stir welding a tube made of a relatively thick and high-strength material, the opening of the joint and the level difference of the joint caused by pushing the probe into the joint are suppressed, and the accuracy is achieved. Good bonding can be done. In addition, it is possible to join pipes with simple equipment at the site where pipes are connected.

実施の形態1に係る管接合装置を金属管内に設置した状態の模式図である。It is a schematic diagram of the state which installed the pipe joining apparatus concerning Embodiment 1 in the metal pipe. 図1のA−A断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the AA cross section of FIG. クランプヘッドと金属管との接触部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the contact part of a clamp head and a metal pipe. 実施の形態1に係る管接合装置を使用した金属管接合方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of a metal pipe joining method using the pipe joining device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る管接合装置を使用した金属管接合方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of a metal pipe joining method using the pipe joining device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る管接合装置を使用した金属管接合方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of a metal pipe joining method using the pipe joining device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る管接合装置を使用した金属管接合方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of a metal pipe joining method using the pipe joining device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る管接合装置を使用した金属管接合方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of a metal pipe joining method using the pipe joining device according to the first embodiment. 本発明の実施の形態2に係る管接合装置を使用した金属管接合方法の説明図である。It is explanatory drawing of the metal pipe joining method which uses the pipe joining apparatus concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る管接合装置を使用した金属管接合方法の説明図である。It is explanatory drawing of the metal pipe joining method which uses the pipe joining apparatus concerning Embodiment 2 of this invention. 図9及び図10のクランプバンドを管軸方向から見た状態の図である。It is the figure which looked at the clamp band of FIG.9 and FIG.10 from the pipe-axis direction. 図9の接合部99周辺の拡大図である。It is an enlarged view of the junction part 99 periphery of FIG.

本発明に係る管接合装置は、主に2つの管を摩擦攪拌接合する際に使用するものである。以下に、2つの金属管を接合する場合を一例として、本発明に係る管接合装置の実施の形態を説明する。   The pipe joining apparatus according to the present invention is mainly used in friction stir welding of two pipes. Hereinafter, an embodiment of a pipe joining apparatus according to the present invention will be described by taking the case of joining two metal pipes as an example.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る管接合装置100を金属管内に設置した状態の模式図である。図1は、端面81、91が突き合わされた金属管80、90の内部に設置された管接合装置100を模式的に表したものである。金属管80、90は、例えば、管軸83、93が水平方向となるように配置されている。ただし、管軸83、93の配置は、水平方向に限定されるものではなく、設置される環境によって金属管80、90の姿勢は適宜変更できる。以下の説明においては、特に、金属管80を既設金属管80、金属管90を新設金属管90として説明する場合がある。既設金属管80は、既に設置された金属管に一方の端部が接合され、固定されている。新設金属管90は、既設金属管80に接合される金属管であり、接合前の状態では両端が固定されていない。なお、金属管80、90は本発明の「管」に相当し、既設金属管80は本発明の「既設管」、新設金属管90は本発明の「新設管」に相当するものである。
Embodiment 1
FIG. 1: is a schematic diagram of the state which installed the pipe bonding apparatus 100 concerning Embodiment 1 in the metal pipe. FIG. 1: represents typically the pipe joining apparatus 100 installed in the inside of the metal pipe 80,90 in which the end surface 81,91 was abutted. The metal tubes 80 and 90 are arranged, for example, such that the tube axes 83 and 93 are in the horizontal direction. However, the arrangement of the tube shafts 83 and 93 is not limited to the horizontal direction, and the posture of the metal tubes 80 and 90 can be appropriately changed depending on the installation environment. In the following description, in particular, the metal pipe 80 may be described as the existing metal pipe 80, and the metal pipe 90 may be described as the new metal pipe 90. One end of the existing metal pipe 80 is joined and fixed to the already installed metal pipe. The new metal pipe 90 is a metal pipe joined to the existing metal pipe 80, and its both ends are not fixed in the state before joining. The metal pipes 80 and 90 correspond to the "pipe" of the present invention, the existing metal pipe 80 corresponds to the "existing pipe" of the present invention, and the new metal pipe 90 corresponds to the "new pipe" of the present invention.

管接合装置100は、例えば地下に埋設されるパイプラインに用いられる金属管80、90を接合するために使用される。実施の形態1において、金属管80、90は、鋼管が用いられ、管内圧力に対する強度や耐震性を考慮し、例えば板厚10mm以上の比較的厚肉のものが使用されている。   The pipe joint device 100 is used, for example, to join metal pipes 80 and 90 used for pipelines buried underground. In the first embodiment, a steel pipe is used as the metal pipe 80, 90, and in consideration of the strength against a pressure in the pipe and the earthquake resistance, for example, a relatively thick one having a thickness of 10 mm or more is used.

管接合装置100は、金属管80、90の内部に設置され、金属管80、90の内部から接合部99を接合するものである。管接合装置100によれば、外部に設置する器具等を必要とせずに金属管80、90を接合できるため、金属管80、90の接合作業時に接合部99の周辺に大きな空間を設ける必要がない。例えば、地中に埋設されるパイプラインの接合において、接合部99の周辺のみを広く掘削して作業空間を確保する必要がなく、パイプラインの敷設に掛かる作業時間を減少させることができる。   The pipe bonding apparatus 100 is installed inside the metal pipes 80, 90, and bonds the joint portion 99 from the inside of the metal pipes 80, 90. According to the pipe bonding apparatus 100, since the metal pipes 80 and 90 can be bonded without the need for a device or the like installed outside, it is necessary to provide a large space around the bonding portion 99 when bonding the metal pipes 80 and 90. Absent. For example, in the connection of a pipeline buried in the ground, it is not necessary to excavate only the periphery of the joint portion 99 widely to secure a work space, and it is possible to reduce the work time required for laying the pipeline.

管接合装置100は、接合ツール40が設けられた装置本体70を備える。接合ツール40は、先端部にプローブ41を備える。プローブ41は、高速で回転し接合部99に押し込まれ、接合部99を構成する材料とプローブ41との摩擦熱を利用して接合するものである。装置本体70には、回転機構74が設けられている。回転機構74は、接合ツール40を装置本体70の周りに回転させるものである。回転機構74を装置本体70の周りに回転させることにより、接合ツール40に備えられたプローブ41は、接合部99に押し込まれた状態で接合部99に沿って移動する。プローブ41を金属管80、90の円周方向に接合部99に沿って一周回転させることにより、接合部99は摩擦攪拌接合により接合される。   The pipe joining apparatus 100 includes an apparatus main body 70 provided with a joining tool 40. The welding tool 40 has a probe 41 at its tip. The probe 41 is rotated at a high speed and pushed into the bonding portion 99, and bonds using the frictional heat of the material forming the bonding portion 99 and the probe 41. The apparatus main body 70 is provided with a rotation mechanism 74. The rotation mechanism 74 rotates the welding tool 40 around the device body 70. By rotating the rotation mechanism 74 around the device body 70, the probe 41 provided on the welding tool 40 moves along the welding portion 99 while being pushed into the welding portion 99. The joint 99 is joined by friction stir welding by rotating the probe 41 around the joint 99 in the circumferential direction of the metal tubes 80 and 90.

装置本体70は、金属管80の内周面82に接触するローラー50及び金属管80の内周面82に荷重をかけるように構成されている第3クランプ機構30を備える。ローラー50は、金属管80の内径に合わせて装置本体70から外側に突出して設けられている。ローラー50が金属管80の内周面82に接触し、転動することにより、装置本体70は、金属管80の内部を管軸83に沿った方向に容易に移動することができる。第3クランプ機構30は、装置本体70から外側に向かってクランプヘッド31が進退自在に構成されている。クランプヘッド31を金属管80の内周面82に押し付けることにより、装置本体70を金属管80の内部に固定することができる。   The device body 70 includes a roller 50 in contact with the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80 and a third clamp mechanism 30 configured to apply a load to the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80. The roller 50 is provided so as to protrude outward from the apparatus main body 70 in accordance with the inner diameter of the metal pipe 80. When the roller 50 contacts the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80 and rolls, the apparatus main body 70 can easily move the inside of the metal tube 80 in the direction along the tube axis 83. The third clamp mechanism 30 is configured such that the clamp head 31 can be advanced and retracted outward from the apparatus main body 70. The device body 70 can be fixed to the inside of the metal tube 80 by pressing the clamp head 31 against the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80.

また、装置本体70は、接合ツール40の近傍に第1クランプ機構10を備える。第1クランプ機構10は、金属管80の接合される端面81に可能な限り近い位置に設けられるのが望ましい。第1クランプ機構10は、装置本体70から外側に突出し進退自在なクランプヘッド11を備える。更に言うと、クランプヘッド11は、回転機構74の回転軌道の半径方向に向かって進退自在に構成されている。クランプヘッド11は、装置本体70を中心として円周方向に均等に配置されている。第1クランプ機構10は、クランプヘッド11を金属管80の内周面82に押し付け、装置本体70を金属管80の内部に固定するものである。望ましくは、第1クランプ機構10は、回転機構74の回転中心と金属管80の管軸83が一致する様に装置本体70を固定する。また、クランプヘッド11は、金属管80の端面81に近い位置の内周面82に接触させ、金属管80の内周面82に荷重を加えることにより、金属管80の接合される端部の形状を矯正する。この金属管80の端部の形状矯正工程については後述する。   In addition, the device main body 70 includes the first clamp mechanism 10 in the vicinity of the welding tool 40. It is desirable that the first clamp mechanism 10 be provided as close as possible to the joined end surface 81 of the metal tube 80. The first clamp mechanism 10 includes a clamp head 11 which protrudes outward from the device body 70 and is retractable. Furthermore, the clamp head 11 is configured to be movable forward and backward in the radial direction of the rotation path of the rotation mechanism 74. The clamp heads 11 are equally disposed circumferentially around the apparatus body 70. The first clamp mechanism 10 presses the clamp head 11 against the inner circumferential surface 82 of the metal pipe 80 to fix the device body 70 inside the metal pipe 80. Desirably, the first clamp mechanism 10 fixes the apparatus main body 70 so that the rotation center of the rotation mechanism 74 and the pipe axis 83 of the metal pipe 80 coincide with each other. In addition, the clamp head 11 is brought into contact with the inner peripheral surface 82 at a position close to the end surface 81 of the metal tube 80, and a load is applied to the inner peripheral surface 82 of the metal tube 80. Correct the shape. The shape correction process of the end of the metal tube 80 will be described later.

管接合装置100は、装置本体70から金属管80の管軸83に沿った方向に進退自在な軸方向移動部71を有する。換言すると、軸方向移動部71は、装置本体70に対し、回転機構74の回転中心軸に沿った方向に移動自在に構成されている。   The pipe joining apparatus 100 has an axial moving unit 71 which can be advanced and retracted from the apparatus body 70 in the direction along the pipe axis 83 of the metal pipe 80. In other words, the axial direction moving unit 71 is configured to be movable in the direction along the central axis of rotation of the rotation mechanism 74 with respect to the apparatus main body 70.

軸方向移動部71は、第2クランプ機構20を備える。第2クランプ機構20は、軸方向移動部71から外側に突出し進退自在なクランプヘッド21を備える。更に言うと、クランプヘッド21は、回転機構74の回転軌道の半径方向に向かって進退自在に構成されている。クランプヘッド21は、クランプヘッド21を金属管90の内周面92に押し付け、軸方向移動部71に対し金属管90を固定するものである。軸方向移動部71は、第2クランプ機構20に金属管90を固定したまま、第2クランプ機構20を第1クランプ機構10に近づく方向に移動させることができる。管接合装置100は、図示しない駆動部を備え、駆動部は、軸方向移動部71を第2クランプ機構20が第1クランプ機構10に近づけたり遠ざけたりするように移動させる。また、図1に示されるように、金属管80の端面81と金属管90の端面91とが接触した状態においては、駆動部は、端面同士を押し付ける方向に荷重をかけられるように、装置本体70に軸方向移動部71を引きつける方向に荷重を発生させる。なお、第2クランプ機構20もクランプヘッド21を金属管90の端面91に近い位置の内周面92に接触させ、金属管90の内周面92に荷重を加えることにより、金属管90の接合される端部の形状を矯正する。   The axial moving unit 71 includes a second clamp mechanism 20. The second clamp mechanism 20 includes a clamp head 21 which protrudes outward from the axial movement unit 71 and is movable back and forth. Furthermore, the clamp head 21 is configured to be able to advance and retract in the radial direction of the rotation path of the rotation mechanism 74. The clamp head 21 presses the clamp head 21 against the inner circumferential surface 92 of the metal tube 90 to fix the metal tube 90 to the axial movement portion 71. The axial direction moving unit 71 can move the second clamp mechanism 20 in a direction approaching the first clamp mechanism 10 while fixing the metal pipe 90 to the second clamp mechanism 20. The tube bonding apparatus 100 includes a drive unit (not shown), and the drive unit moves the axial movement unit 71 such that the second clamp mechanism 20 moves closer to or away from the first clamp mechanism 10. Further, as shown in FIG. 1, in a state where the end face 81 of the metal pipe 80 and the end face 91 of the metal pipe 90 are in contact, the drive unit is capable of applying a load in the direction of pressing the end faces together. A load is generated in a direction to attract the axial direction moving portion 71 to 70. The second clamp mechanism 20 also brings the clamp head 21 into contact with the inner circumferential surface 92 at a position close to the end surface 91 of the metal tube 90, and applies a load to the inner circumferential surface 92 of the metal tube 90 to join the metal tubes 90. The shape of the end being

第2クランプ機構20が第1クランプ機構10に近づく側に移動し、金属管80の端面81と金属管90の端面91とが接触して端面81と端面91との間に互いに押し付けあう荷重がかかっているときには、第2クランプ機構20の中心が、第1クランプ機構10の中心軸と同軸上に位置する様に構成されているのが望ましい。また、第2クランプ機構20の中心軸と第1クランプ機構の中心軸とが同軸上に位置する様に構成されていてもよい。例えば、装置本体70に軸方向移動部71の移動を支持する案内を備え、軸方向移動部71が第1クランプ機構10の中心軸に対しに平行に移動するように構成されている。   The second clamp mechanism 20 moves to the side closer to the first clamp mechanism 10, and the end face 81 of the metal pipe 80 and the end face 91 of the metal pipe 90 contact each other, and the load which mutually presses between the end face 81 and the end face 91 Preferably, the center of the second clamp mechanism 20 is configured to be coaxial with the central axis of the first clamp mechanism 10 when it is engaged. Further, the central axis of the second clamp mechanism 20 and the central axis of the first clamp mechanism may be coaxially positioned. For example, the apparatus main body 70 is provided with a guide for supporting the movement of the axial movement part 71, and the axial movement part 71 is configured to move parallel to the central axis of the first clamp mechanism 10.

管接合装置100の金属管90側には管接合装置100を駆動するための電源等を供給するためのケーブル72が接続されている。ケーブル72は、軸方向移動部71側から金属管90の他方の端部に向かって延び、外部に引き出されている。   A cable 72 for supplying power or the like for driving the pipe bonding apparatus 100 is connected to the metal pipe 90 side of the pipe bonding apparatus 100. The cable 72 extends from the axial movement portion 71 side to the other end of the metal pipe 90 and is drawn to the outside.

次に、金属管80、90の端部の形状矯正について説明する。
図2は、図1のA−A断面を示す模式図である。第1クランプ機構10は、ロッド12の先端に取り付けられたクランプヘッド11を、金属管80の内周面82に接触させ、荷重を加えるものである。クランプヘッド11の外周面は、円筒面を任意の数に分割した形状になっている。実施の形態1においては、クランプヘッド11の外周面は、金属管80の内周面82と同じ半径の円筒面を12分割した形状になっている。第1クランプ機構10は、例えば油圧などによりクランプヘッド11を金属管80の内周面に向かって押し付け、内周面82の全周にわたって均一に荷重をかける。なお、第2クランプ機構20も図2に示される第1クランプ機構10の構造と同様に構成されている。すなわち、図1のB−B断面も図2と同様である。
Next, shape correction of the ends of the metal tubes 80 and 90 will be described.
FIG. 2: is a schematic diagram which shows the AA cross section of FIG. The first clamp mechanism 10 applies a load by bringing the clamp head 11 attached to the end of the rod 12 into contact with the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80. The outer peripheral surface of the clamp head 11 has a shape obtained by dividing the cylindrical surface into an arbitrary number. In the first embodiment, the outer peripheral surface of the clamp head 11 has a shape obtained by dividing a cylindrical surface having the same radius as the inner peripheral surface 82 of the metal tube 80 into twelve. The first clamp mechanism 10 presses the clamp head 11 toward the inner circumferential surface of the metal pipe 80 by, for example, hydraulic pressure, and applies a load uniformly over the entire circumference of the inner circumferential surface 82. The second clamp mechanism 20 is also configured in the same manner as the structure of the first clamp mechanism 10 shown in FIG. That is, the B-B cross section of FIG. 1 is the same as that of FIG.

図3は、クランプヘッド11と金属管80との接触部の模式図である。図3は、管軸に沿った方向から金属管80の端面81の一部を見た状態の図である。図3(a)は、第1クランプ機構10が金属管80の内周面82に接触する前の状態を示している。図3(b)は、第1クランプ機構10のクランプヘッド11が内周面82に接触した状態、図3(c)は、クランプヘッド11から内周面82に荷重がかかり、内周面82の形状が矯正された状態を示す。   FIG. 3 is a schematic view of the contact portion between the clamp head 11 and the metal tube 80. As shown in FIG. FIG. 3 is a view of a part of the end face 81 of the metal pipe 80 as seen from the direction along the pipe axis. FIG. 3A shows a state before the first clamp mechanism 10 contacts the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80. FIG. 3B shows a state in which the clamp head 11 of the first clamp mechanism 10 is in contact with the inner circumferential surface 82. In FIG. 3C, a load is applied from the clamp head 11 to the inner circumferential surface 82. The shape of is corrected.

金属管80は、例えば溶接鋼管が用いられる。溶接鋼管は、製造都合上、断面形状が真円に形成されず、内周面82が真円に対し突出している部分と凹んでいる部分とがある。溶接鋼管は、鋼帯を幅方向に円形に変形させ、鋼帯幅方向の端部同士を溶接して形成される。そのため、溶接部の残留応力等の影響等による変形を除去するために溶接鋼管は形状が矯正される。その矯正に用いられる治具の形状により、金属管80の内周面82を詳細に見ると、例えば多角形状にゆがんでいる。   The metal pipe 80 is, for example, a welded steel pipe. In the welded steel pipe, the cross-sectional shape is not formed in a perfect circle for manufacturing convenience, and there are a portion where the inner circumferential surface 82 protrudes with respect to the true circle and a portion where the inner circumferential surface 82 is recessed. The welded steel pipe is formed by deforming a steel strip into a circular shape in the width direction and welding the end portions in the width direction of the steel strip. Therefore, the shape of the welded steel pipe is corrected in order to remove the deformation due to the influence of the residual stress or the like of the welded portion. When the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80 is seen in detail, it is distorted, for example, in a polygonal shape due to the shape of the jig used for the correction.

図3(a)に示されるような断面形状のまま金属管80と金属管90とを接合した場合、接合部99の内周面及び外周面に段差(食違い)が生じる。接合部99の内周面及び外周面に段差が生じたまま接合すると、金属管80、90の管板厚方向の接合深さ(のど厚)が不均一になり金属管80、90の円周方向の位置によって接合強度にばらつきが生じる。また、接合後に残った段差を起点にして接合した金属管80、90の破損などのおそれがある。従って、実施の形態1に係る管接合装置100のように、金属管80及び金属管90の端部の円筒形状を矯正しつつ、接合部99を摩擦攪拌接合することにより、接合部99に生じる食違いを抑え、良好な継手品質を確保することができる。   When the metal pipe 80 and the metal pipe 90 are joined with the cross-sectional shape as shown in FIG. 3A, a step (difference) occurs on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the joint portion 99. If the inner and outer peripheral surfaces of the joint portion 99 are joined while having a level difference, the joint depth (the throat thickness) of the metal pipes 80 and 90 in the tube sheet thickness direction becomes uneven, and the circumference of the metal pipes 80 and 90 Bonding strength varies depending on the position of the direction. Moreover, there is a possibility that the metal tubes 80 and 90 joined may be damaged etc. starting from the level difference which remained after joining. Therefore, as in the tube bonding apparatus 100 according to the first embodiment, the friction stir welding is performed on the bonding portion 99 while correcting the cylindrical shape of the end portions of the metal pipe 80 and the metal pipe 90, thereby producing the bonding portion 99. Staggering can be suppressed, and good joint quality can be secured.

図3に示されるように、クランプヘッド11の外周面13は、円筒面を円周方向に任意の数で分割した形状になっている。実施の形態1においては、外周面13は、金属管80の内径と等しい円筒面になるように形成されている。図3(b)に示されるように、クランプヘッド11の外周面13が金属管80の内周面82に接触した状態で内周面82に荷重がかけられていない状態では、クランプヘッド11の外周面13と金属管80の内周面82との間には、接触部84と隙間部85とが形成されている。ここで、第1クランプ機構10は、油圧等の力でクランプヘッド11を金属管80の内周面82に押し付けていく。クランプヘッド11は、金属管80よりも剛性が高く構成されているため、金属管80の内周面82は、次第にクランプヘッド11の外周面13に倣い形状が矯正される。   As shown in FIG. 3, the outer peripheral surface 13 of the clamp head 11 has a shape obtained by dividing the cylindrical surface by an arbitrary number in the circumferential direction. In the first embodiment, the outer circumferential surface 13 is formed to be a cylindrical surface equal to the inner diameter of the metal pipe 80. As shown in FIG. 3B, in a state where the outer peripheral surface 13 of the clamp head 11 is in contact with the inner peripheral surface 82 of the metal tube 80 and no load is applied to the inner peripheral surface 82, A contact portion 84 and a clearance 85 are formed between the outer circumferential surface 13 and the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80. Here, the first clamp mechanism 10 presses the clamp head 11 against the inner circumferential surface 82 of the metal pipe 80 by a force such as oil pressure. Since the clamp head 11 is configured to have higher rigidity than the metal tube 80, the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80 is gradually corrected in the shape following the outer circumferential surface 13 of the clamp head 11.

図2に示されるように、クランプヘッド11は、金属管80の内周面82に沿って全周にわたって極力隙間なく複数のクランプヘッド11が並んでいるのが望ましいが、この形態だけに限定されるものではない。各クランプヘッド11は、隣合ったクランプヘッド11との間に所定の間隔を置いて設置されていても良い。また、図2においては、クランプヘッド11は、円周方向に12等分に配置されているが、この分割数も適宜設定できる。   As shown in FIG. 2, the clamp head 11 preferably has a plurality of clamp heads 11 arranged along the inner circumferential surface 82 of the metal tube 80 without any gap as much as possible, but is limited to this form. It is not a thing. Each clamp head 11 may be installed at a predetermined distance between adjacent clamp heads 11. Moreover, in FIG. 2, although the clamp head 11 is arrange | positioned in 12 circumferential directions equally, this division number can also be set suitably.

なお、第2クランプ機構20も第1クランプ機構10と同様に構成されており、金属管90の端部の形状がクランプヘッド21の外周面23に倣い矯正される。   The second clamp mechanism 20 is also configured in the same manner as the first clamp mechanism 10, and the shape of the end portion of the metal tube 90 is corrected according to the outer peripheral surface 23 of the clamp head 21.

図4〜図8は、実施の形態1に係る管接合装置100を使用した金属管接合方法の説明図である。図4〜図8を用いて、実施の形態1に係る管接合装置100を使用した金属管接合方法について説明する。   4-8 is explanatory drawing of the metal pipe joining method which uses the pipe joining apparatus 100 which concerns on Embodiment 1. FIG. A metal pipe joining method using the pipe joining apparatus 100 according to the first embodiment will be described using FIGS. 4 to 8.

図4に示されるように、まず管接合装置100は、既設金属管80の内部に設置される。既設金属管80は、図4に示されている一方の端面81を新設金属管90の端面91に突き合わせることにより接合部99を形成する。既設金属管80の図示されていない他方の端面は、他の金属管に接合されている。   As shown in FIG. 4, first, the pipe joining apparatus 100 is installed inside the existing metal pipe 80. The existing metal pipe 80 forms a joint 99 by abutting one end face 81 shown in FIG. 4 to the end face 91 of the new metal pipe 90. The other non-illustrated end face of the existing metal pipe 80 is joined to another metal pipe.

管接合装置100は、装置本体70から外側に突出して設置されるローラー50を備えているため、既設金属管80内部において内周面82にローラー50が接し転動することによって、管軸に沿った方向に移動自在である。このとき、管接合装置100は、プローブ41の先端が既設金属管80の端面81と管軸方向における位置が合うように調節される。   Since the pipe bonding apparatus 100 is provided with the roller 50 installed so as to project outward from the apparatus main body 70, the roller 50 is in contact with the inner peripheral surface 82 inside the existing metal pipe 80 and is rolled along the pipe axis. It is movable in the other direction. At this time, the pipe bonding apparatus 100 is adjusted such that the tip end of the probe 41 is aligned with the end surface 81 of the existing metal pipe 80 in the pipe axis direction.

プローブ41の先端が適正な位置に配置されたところで、装置本体70に設けられている第3クランプ機構30を既設金属管80の内周面82に接触させ荷重を加える。これにより、装置本体70は、既設金属管80の内周面82に固定される。新設金属管90は、既設金属管80の端面81から突出している軸方向移動部71を端面91側から挿入され、新設金属管90の端面91が既設金属管80の端面81に対向する様に配置されている。新設金属管90は、設置される環境に応じて、例えば、吊り下げた状態で支持したり、又は台の上に支持されるなどして、移動自在に支持されている。   When the tip of the probe 41 is disposed at an appropriate position, the third clamp mechanism 30 provided in the apparatus body 70 is brought into contact with the inner circumferential surface 82 of the existing metal pipe 80 to apply a load. Thus, the device body 70 is fixed to the inner circumferential surface 82 of the existing metal pipe 80. The new metal pipe 90 is inserted from the end face 91 side with the axial moving part 71 projecting from the end face 81 of the existing metal pipe 80 so that the end face 91 of the new metal pipe 90 faces the end face 81 of the existing metal pipe 80 It is arranged. The new metal pipe 90 is movably supported, for example, by being supported in a suspended state or supported on a table, depending on the installation environment.

図5に示されるように、装置本体70が適正な位置に固定されたところで、第1クランプ機構10を作動させる。第1クランプ機構10は、クランプヘッド11を既設金属管80の内周面82に接触させ荷重をかける。第1クランプ機構10が内周面82を押す荷重は、例えば第3クランプ機構30が内周面82を押す荷重よりも高く設定されており、これにより、第1クランプ機構10の中心が既設金属管80の管軸83上に位置する様に管接合装置100が位置決めされる。管接合装置100が位置決めされると同時に、既設金属管80の内周面82は、クランプヘッド11の外周面13に沿って形状が矯正される。図4及び図5に示される管接合装置100を既設金属管80内に設置する工程を管接合装置設置工程と呼ぶ。   As shown in FIG. 5, the first clamp mechanism 10 is operated when the device body 70 is fixed at a proper position. The first clamp mechanism 10 applies a load by bringing the clamp head 11 into contact with the inner circumferential surface 82 of the existing metal pipe 80. The load by which the first clamp mechanism 10 pushes the inner circumferential surface 82 is set higher than the load by which, for example, the third clamp mechanism 30 presses the inner circumferential surface 82, whereby the center of the first clamp mechanism 10 is the existing metal The pipe jointing apparatus 100 is positioned so as to be located on the pipe axis 83 of the pipe 80. At the same time as the pipe bonding apparatus 100 is positioned, the inner peripheral surface 82 of the existing metal pipe 80 is corrected in shape along the outer peripheral surface 13 of the clamp head 11. The process of installing the pipe joining apparatus 100 shown in FIGS. 4 and 5 in the existing metal pipe 80 is called a pipe joining apparatus installation process.

なお、管接合装置設置工程において、第1クランプ機構10が作動しクランプヘッド11から内周面82に荷重がかかったら、第3クランプ機構30はクランプを解除しても良い。または、クランプヘッド11から内周面82に荷重をかける直前に第3クランプ機構30は荷重を解除しても良い。また、管接合装置100は、装置本体70に第3クランプ機構30を設けずに第1クランプ機構10を設けても良い。第1クランプ機構10は、既設金属管80の端部の形状を矯正するとともに、既設金属管80と装置本体70との位置決めを行うことができれば、ローラー50及び第3クランプ機構30は、実施の形態1に示された形態に限定されず、その他の形態をとることができる。   The third clamp mechanism 30 may release the clamp when the first clamp mechanism 10 is actuated and a load is applied from the clamp head 11 to the inner circumferential surface 82 in the pipe bonding apparatus installation step. Alternatively, the third clamp mechanism 30 may release the load immediately before the clamp head 11 applies a load to the inner circumferential surface 82. Further, in the pipe bonding apparatus 100, the first clamp mechanism 10 may be provided without providing the third clamp mechanism 30 in the device main body 70. If the first clamp mechanism 10 corrects the shape of the end of the existing metal pipe 80 and can position the existing metal pipe 80 and the apparatus main body 70, the roller 50 and the third clamp mechanism 30 are It is not limited to the form shown in the form 1, and other forms can be taken.

次に、新設金属管90を管接合装置100に固定する。この工程を、新設金属管固定工程と呼ぶ。図6に示されるように、軸方向移動部71に設けられた第2クランプ機構20を作動させる。第2クランプ機構20も、第1クランプ機構10と同様な構造になっており、クランプヘッド21を新設金属管90の内周面92に接触させ荷重を加える。新設金属管90は、例えば吊り下げられて支持されており、移動自在に支持されている。そのため、クランプヘッド21が内周面92に接触し荷重が加えられることにより、第2クランプ機構20の中心は新設金属管90の管軸93上に来るように新設金属管90の位置が決まる。新設金属管90の位置が決まると同時に、新設金属管90の内周面92は、クランプヘッド21の外周面23に沿って形状が矯正される。   Next, the new metal pipe 90 is fixed to the pipe joining apparatus 100. This process is called a new metal pipe fixing process. As shown in FIG. 6, the second clamp mechanism 20 provided in the axial movement unit 71 is operated. The second clamp mechanism 20 also has a structure similar to that of the first clamp mechanism 10, and applies a load by bringing the clamp head 21 into contact with the inner circumferential surface 92 of the new metal pipe 90. The new metal pipe 90 is, for example, suspended and supported, and is movably supported. Therefore, when the clamp head 21 contacts the inner circumferential surface 92 and a load is applied, the position of the new metal pipe 90 is determined such that the center of the second clamp mechanism 20 is on the pipe axis 93 of the new metal pipe 90. At the same time when the position of the new metal pipe 90 is determined, the shape of the inner circumferential surface 92 of the new metal pipe 90 is corrected along the outer circumferential surface 23 of the clamp head 21.

管接合装置100に対する新設金属管90の位置が決まると、既設金属管80の端面81と新設金属管90の端面91とを接触させる。この工程を、接合部加圧工程と呼ぶ。図7に示されるように、管接合装置100は、駆動部により軸方向移動部71を駆動し、第2クランプ機構20を第1クランプ機構10に近づける方向に移動させる。すると、既設金属管80の端面81と新設金属管90の端面91とが接触するが、駆動部は、端面81と端面91とが接触しても軸方向移動部71を駆動しつづけ、所定の荷重で端面81と端面91とを互いに加圧させる。   When the position of the new metal pipe 90 with respect to the pipe joining apparatus 100 is determined, the end face 81 of the existing metal pipe 80 and the end face 91 of the new metal pipe 90 are brought into contact with each other. This process is called a joint pressure process. As shown in FIG. 7, the pipe joining apparatus 100 drives the axial direction moving unit 71 by the drive unit, and moves the second clamp mechanism 20 in a direction approaching the first clamp mechanism 10. Then, the end face 81 of the existing metal pipe 80 and the end face 91 of the new metal pipe 90 come into contact, but the drive part continues to drive the axial moving part 71 even when the end face 81 and the end face 91 come in contact. The end face 81 and the end face 91 are mutually pressurized by a load.

次に、既設金属管80の端面81と新設金属管90の端面91とを押し付けたまま、摩擦攪拌接合を行う。この工程を摩擦攪拌接合工程と呼ぶ。図8に示されるように、接合ツール40は、プローブ41を金属管80、90の内側から外側に向けて移動させ、プローブ41をプローブ41の中心軸周りに高速回転させると共に、プローブ41を接合部99に押し込む。このとき、図8に示されるように、接合部99は、プローブ41を押し込まれた位置において、接合部99を開く方向に荷重がかかる。つまり、図8に示される矢印1の方向に荷重がかかる。既設金属管80は、既に他の金属管に接合されているため、固定されているが、新設金属管90は、自由に移動できる状態であるため、図8に示される矢印2の方向に倒れるように移動しようとする。   Next, friction stir welding is performed while pressing the end face 81 of the existing metal pipe 80 and the end face 91 of the new metal pipe 90. This process is called a friction stir welding process. As shown in FIG. 8, the bonding tool 40 moves the probe 41 from the inside to the outside of the metal tubes 80 and 90, rotates the probe 41 at high speed around the central axis of the probe 41, and bonds the probe 41. Push into section 99. At this time, as shown in FIG. 8, the joint 99 applies a load in a direction to open the joint 99 at a position where the probe 41 is pushed. That is, a load is applied in the direction of arrow 1 shown in FIG. The existing metal pipe 80 is fixed because it is already joined to another metal pipe, but the new metal pipe 90 falls in the direction of arrow 2 shown in FIG. Try to move.

しかし、既設金属管80と新設金属管90とは、第1クランプ機構10及び第2クランプ機構20により円周方向に固定され、更に軸方向移動部71と装置本体70との間に第2クランプ機構20を第1クランプ機構10に近づける方向に荷重がかけられている。従って、接合部99に沿ってプローブ41が移動して接合部99を開く方向に荷重がかかったとしても、既設金属管80と新設金属管90とは端面81と端面91とを押し付け合ったまま保持される。これにより、既設金属管80と新設金属管90とは、端面81と端面91とを突き合わせた当初の位置関係のまま、摩擦攪拌接合される。   However, the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 are circumferentially fixed by the first clamp mechanism 10 and the second clamp mechanism 20, and a second clamp is further provided between the axially moving portion 71 and the apparatus main body 70. A load is applied in the direction in which the mechanism 20 approaches the first clamp mechanism 10. Therefore, even if the probe 41 moves along the joint 99 and a load is applied in the direction to open the joint 99, the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 keep the end face 81 and the end face 91 pressed against each other. It is held. As a result, the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 are friction stir welded as they are in the initial positional relationship in which the end face 81 and the end face 91 are butted.

接合ツール40は、プローブ41を接合部99に押し込んだままの状態で、回転機構74により接合部99に沿って金属管80、90の円周方向に一周回転する。これにより、接合部99は、摩擦攪拌接合により接合される。回転機構74の回転中心は、例えば第1クランプ機構10の中心と第2クランプ機構20の中心とを結んだ仮想線上に位置する様に構成されているのが望ましい。この構成により、プローブ41は、金属管80、90の内周面82、92に沿って接合部99への押し込み量を変動させることなく移動することができる。   The welding tool 40 rotates around the metal pipes 80 and 90 in the circumferential direction of the metal tubes 80 and 90 along the joint 99 by the rotation mechanism 74 while keeping the probe 41 pressed into the joint 99. Thus, the bonding portion 99 is bonded by friction stir welding. It is desirable that the rotation center of the rotation mechanism 74 be configured to be located on an imaginary line connecting the center of the first clamp mechanism 10 and the center of the second clamp mechanism 20, for example. According to this configuration, the probe 41 can move along the inner circumferential surfaces 82, 92 of the metal tubes 80, 90 without changing the amount of pressing into the joint 99.

<作用効果>
上記のように、管接合装置100は、金属管80、90内に設置され、管内から接合部99を摩擦攪拌接合するものである。これにより、接合部99周辺の外周側の領域に装置等を配置することなく2つの管の接合が可能となり、例えば地中に埋設される管においては掘削する範囲を削減することができる。また、管接合装置100は、金属管80を第1クランプ機構10に固定し、金属管90を第2クランプ機構20に固定することにより、金属管80の管軸83と金属管90の管軸93とを同軸上に位置する様に位置決めすることができる。これにより、金属管80と金属管90とを位置決めする支持構造を金属管80、90の周囲に設置する必要がない。また、金属管80、90の内周面82、92を用いて位置決めするため、接合部99を形成する金属管80の端面81と金属管90の端面91とを精度良く突き合わせることができる。さらに、第1クランプ機構10のクランプヘッド11は、金属管80の内周面82に接触し荷重をかけることにより、金属管80の端部の断面形状が真円に近づくように矯正される。第2クランプ機構20のクランプヘッド21も同様に金属管90の端部の断面形状を矯正する。これにより、金属管80と金属管90との接合部99は、段差を抑えることができ、管板厚方向の接合深さ(のど厚)のばらつきも抑えられ良好な継手品質を確保することができる。
<Function effect>
As described above, the pipe joining apparatus 100 is installed in the metal pipes 80 and 90, and friction stirs and joins the joint portion 99 from the pipe. Thereby, joining of two pipes becomes possible, without arranging an apparatus etc. in a field by the side of the perimeter around joint part 99, for example, can reduce a range which excavates in a pipe buried under the ground. In addition, the pipe joining apparatus 100 fixes the metal pipe 80 to the first clamp mechanism 10 and fixes the metal pipe 90 to the second clamp mechanism 20 so that the pipe axis of the metal pipe 80 and the pipe axis of the metal pipe 90 93 can be positioned to be coaxially positioned. Thus, it is not necessary to provide a support structure for positioning the metal pipe 80 and the metal pipe 90 around the metal pipes 80, 90. Further, since the positioning is performed using the inner circumferential surfaces 82 and 92 of the metal pipes 80 and 90, the end surface 81 of the metal pipe 80 forming the joint portion 99 and the end surface 91 of the metal pipe 90 can be accurately butted. Furthermore, the clamp head 11 of the first clamp mechanism 10 is corrected such that the cross-sectional shape of the end of the metal tube 80 approaches a perfect circle by contacting the inner peripheral surface 82 of the metal tube 80 and applying a load thereto. The clamp head 21 of the second clamp mechanism 20 also corrects the cross-sectional shape of the end of the metal tube 90 in the same manner. As a result, the joint portion 99 between the metal pipe 80 and the metal pipe 90 can suppress the level difference, and also suppress the dispersion of the joint depth (throat thickness) in the tube sheet thickness direction, and ensure good joint quality. it can.

金属管80の端面81と金属管90の端面91とを突き合わせるにあたり、軸方向移動部71を装置本体70側に移動させる。軸方向移動部71の移動により、第2クランプ機構20は、第1クランプ機構10側に近づき、端面81と端面91とが接触する。端面81と端面91とが接触した後も、軸方向移動部71は装置本体70側に移動するように駆動され、端面81と端面91とは互いに加圧された状態に保持される。これにより、接合部99にプローブ41が押し込まれた際の接合部99を開こうとする向きの荷重に対向することができ、金属管80と金属管90とは、端面81と端面91との接触状態を保持しながら摩擦攪拌接合することができる。特に、パイプライン等において使用される比較的厚肉の鋼管を接合する際には、プローブ41の押し込み荷重も高くなるため、接合部99を開く力は大きくなるが、管接合装置100を使用することにより、端面81と端面91との接触状態を保持が可能となる。なお、実施の形態1においては、金属管80、90を一例として説明したが、管の材質は金属のみに限定するものではない。   When the end face 81 of the metal pipe 80 and the end face 91 of the metal pipe 90 are butted, the axial direction moving part 71 is moved to the apparatus main body 70 side. By the movement of the axial movement unit 71, the second clamp mechanism 20 approaches the first clamp mechanism 10 side, and the end surface 81 and the end surface 91 come in contact with each other. Even after the end face 81 and the end face 91 contact, the axial moving part 71 is driven to move to the apparatus main body 70 side, and the end face 81 and the end face 91 are held in a mutually pressurized state. Thereby, it is possible to face the load in the direction to open the joint 99 when the probe 41 is pushed into the joint 99, and the metal pipe 80 and the metal pipe 90 have the end face 81 and the end face 91. Friction stir welding can be performed while maintaining the contact state. In particular, when joining a relatively thick steel pipe used in a pipeline or the like, the pressing load of the probe 41 is also high, so the force to open the joint 99 is large, but the pipe joining apparatus 100 is used. Thus, the contact between the end face 81 and the end face 91 can be maintained. In the first embodiment, the metal pipes 80 and 90 have been described as an example, but the material of the pipes is not limited to only metal.

実施の形態2.
実施の形態2は、実施の形態1の管接合装置100を用いた金属管80、90の接合方法に対し、さらにクランプバンド60を用いて金属管80、90を接合するものである。以下、実施の形態2について、実施の形態1からの変更点を中心に説明する。実施の形態2で特に記述しない項目については実施の形態1と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
Second Embodiment
In the second embodiment, in addition to the method of joining the metal tubes 80 and 90 using the tube joining apparatus 100 of the first embodiment, the clamp bands 60 are used to join the metal tubes 80 and 90. In the following, the second embodiment will be described focusing on the changes from the first embodiment. Items not particularly described in the second embodiment are the same as in the first embodiment, and the same functions and configurations are described using the same reference numerals.

図9及び図10は、本発明の実施の形態2に係る管接合装置100を使用した金属管接合方法の説明図である。図11は、図9及び図10のクランプバンド60を管軸83、93方向から見た状態の図である。図9は、図7に対しクランプバンド60を金属管80、90の外面に追加したものである。図10は、図8に対しクランプバンド60を金属管80、90の外面に追加して設置したものである。   FIG.9 and FIG.10 is explanatory drawing of the metal pipe joining method which uses the pipe joining apparatus 100 based on Embodiment 2 of this invention. FIG. 11 is a view of the clamp band 60 of FIGS. 9 and 10 as viewed from the direction of the tube axes 83 and 93. FIG. FIG. 9 is the same as FIG. 7 except that a clamp band 60 is added to the outer surface of the metal tubes 80, 90. In FIG. 10, a clamp band 60 is additionally installed on the outer surface of the metal tubes 80 and 90 as compared with FIG.

図9に示されるように、管接合装置100に対する新設金属管90の位置が決まり、既設金属管80の端面81と新設金属管90の端面91とを接触させる接合部加圧工程が完了したところで、接合部99の外周にクランプバンド60が取り付けられる。クランプバンド60は、既設金属管80が第1クランプ機構10により加圧されている部分及び新設金属管90が第2クランプ機構20により加圧されている部分の管の外周面を囲う様に設けられている。なお、クランプバンド60の取り付けは、接合部加圧工程が完了する前に行っても良い。   As shown in FIG. 9, the position of the new metal pipe 90 with respect to the pipe bonding apparatus 100 is determined, and the joint pressure application process for bringing the end face 81 of the existing metal pipe 80 and the end face 91 of the new metal pipe 90 into contact is completed. The clamp band 60 is attached to the outer periphery of the joint 99. Clamp band 60 is provided so as to surround the outer peripheral surface of the portion where existing metal pipe 80 is pressurized by first clamp mechanism 10 and the portion where new metal pipe 90 is pressurized by second clamp mechanism 20. It is done. The clamp band 60 may be attached before the joint pressing step is completed.

図11に示されるように、クランプバンド60は、円筒を中心軸に沿って分割されたものを組み合わせて構成されている。実施の形態2においては、クランプバンド60は、2分割されたバンド部品61、62を組み合わせて構成されているが、更に多数に分割されていても良い。一方のバンド部品61は、両端部に、平面部を中心軸に平行にして設けられた平板部63を有している。他方のバンド部品62も、一方のバンド部品61と同様に構成されている。バンド部品61、62は、平板部63と平板部64との平面部を接触させて、固定部材65により固定されている。   As shown in FIG. 11, the clamp band 60 is configured by combining ones of the cylinders divided along the central axis. In the second embodiment, the clamp band 60 is configured by combining the band parts 61 and 62 divided into two, but may be further divided into a large number. One band component 61 has flat portions 63 provided at both ends with the flat portion parallel to the central axis. The other band component 62 is also configured similarly to the one band component 61. The band parts 61 and 62 are fixed by the fixing member 65 with the flat portions of the flat plate portion 63 and the flat plate portion 64 in contact with each other.

図12は、図9の接合部99周辺の拡大図である。図12において接合ツール40は表示を省略している。クランプバンド60は、内周面66、67を既設金属管80及び新設金属管90の外周面に接する程度、又は微小な隙間を持って取り付けられる。クランプバンド60の内周面66、67の内径寸法は、例えば既設金属管80及び新設金属管90の外径寸法に対し微小に大きくなるように設定されている。このように設定されることにより、図12(a)のように食違いが生じている接合部99を、図12(b)に示されるように、クランプバンドを設置した状態で、クランプで荷重をかけることにより食違いを矯正することができる。クランプバンド60は、円筒形状を中心軸に沿って2分割したバンド部品61、62から構成されており、平板部63と平板部64とを固定部材65を締め付けて接続して使用する。   FIG. 12 is an enlarged view of the vicinity of the joint 99 of FIG. The welding tool 40 is omitted in FIG. The clamp band 60 is attached with the inner circumferential surfaces 66 and 67 in contact with the outer circumferential surfaces of the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 or with a minute gap. The inner diameter dimensions of the inner circumferential surfaces 66 and 67 of the clamp band 60 are set to be, for example, slightly larger than the outer diameter dimensions of the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90. By setting in this manner, as shown in FIG. 12 (b), in the state where the clamp band is installed, as shown in FIG. Can be used to correct misplacement. The clamp band 60 is composed of band parts 61 and 62 divided into two along the central axis of the cylindrical shape, and the flat plate portion 63 and the flat plate portion 64 are used by tightening the fixing member 65 and connecting them.

<作用効果>
既設金属管80及び新設金属管90は、接合部99の外周側にクランプバンド60が設置されたまま接合部99にプローブ41が押し込まれ、摩擦攪拌接合が行われる。既設金属管80及び新設金属管90は、内周側から第1クランプ機構10及び第2クランプ機構20により形状が矯正され、さらに外周側からクランプバンド60で囲われている。クランプバンド60は、内周側から第1クランプ機構10及び第2クランプ機構20により加圧され径方向に拡大しようとする既設金属管80及び新設金属管90を所定の範囲内に抑える役割を果たす。さらには、既設金属管80及び新設金属管90には内周側及び内周側から加圧されるため、プローブ41が接合部99に押し込まれ接合部99を開こうとする力が掛かっても、接合部99は、接触した状態を維持することができる。つまり、図11に示される矢印2の方向に倒れるように移動しようとする新設金属管90を当初の位置に保持することができる。
<Function effect>
In the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90, the probe 41 is pushed into the joint 99 while the clamp band 60 is installed on the outer peripheral side of the joint 99, and friction stir welding is performed. The shapes of the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 are corrected by the first clamp mechanism 10 and the second clamp mechanism 20 from the inner peripheral side, and are further surrounded by the clamp band 60 from the outer peripheral side. The clamp band 60 plays a role of keeping the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 which are to be radially expanded by being pressurized by the first clamp mechanism 10 and the second clamp mechanism 20 from the inner circumferential side within a predetermined range. . Furthermore, since the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 are pressurized from the inner peripheral side and the inner peripheral side, even if the probe 41 is pushed into the joint portion 99 and a force to open the joint portion 99 is applied. The joint 99 can be kept in contact with each other. That is, the new metal pipe 90 which is going to move so as to fall down in the direction of the arrow 2 shown in FIG. 11 can be held at the initial position.

1 矢印、2 矢印、10 第1クランプ機構、11 クランプヘッド、12 ロッド、13 外周面、20 第2クランプ機構、21 クランプヘッド、23 外周面、30 第3クランプ機構、31 クランプヘッド、40 接合ツール、41 プローブ、50 ローラー、60 クランプバンド、61 バンド部品、62 バンド部品、63 平板部、64 平板部、65 固定部材、66 内周面、67 内周面、70 装置本体、71 軸方向移動部、72 ケーブル、74 回転機構、80 (既設)金属管、81 端面、82 内周面、83 管軸、84 接触部、85 隙間部、90 (新設)金属管、91 端面、92 内周面、93 管軸、99 接合部、100 管接合装置。   Reference Signs List 1 arrow, 2 arrow, 10 first clamp mechanism, 11 clamp head, 12 rod, 13 outer circumferential surface, 20 second clamp mechanism, 21 clamp head, 23 outer circumferential surface, 30 third clamp mechanism, 31 clamp head, 40 welding tool , 41 probes, 50 rollers, 60 clamp bands, 61 band parts, 62 band parts, 63 flat plate parts, 64 flat plate parts, 65 fixing members, 66 inner circumferential surface, 67 inner circumferential surface, 70 device main body, 71 axial direction moving portion , 72 cable, 74 rotation mechanism, 80 (existing) metal pipe, 81 end face, 82 inner circumferential surface, 83 pipe axis, 84 contact portion, 85 clearance, 90 (newly installed) metal pipe, 91 end face, 92 inner circumferential surface, 93 pipe axis, 99 joints, 100 pipe joining equipment.

<作用効果>
既設金属管80及び新設金属管90は、接合部99の外周側にクランプバンド60が設置されたまま接合部99にプローブ41が押し込まれ、摩擦攪拌接合が行われる。既設金属管80及び新設金属管90は、内周側から第1クランプ機構10及び第2クランプ機構20により形状が矯正され、さらに外周側からクランプバンド60で囲われている。クランプバンド60は、内周側から第1クランプ機構10及び第2クランプ機構20により加圧され径方向に拡大しようとする既設金属管80及び新設金属管90を所定の範囲内に抑える役割を果たす。さらには、既設金属管80及び新設金属管90には内周側及び内周側から加圧されるため、プローブ41が接合部99に押し込まれ接合部99を開こうとする力が掛かっても、接合部99は、接触した状態を維持することができる。つまり、図10に示される矢印2の方向に倒れるように移動しようとする新設金属管90を当初の位置に保持することができる。
<Function effect>
In the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90, the probe 41 is pushed into the joint 99 while the clamp band 60 is installed on the outer peripheral side of the joint 99, and friction stir welding is performed. The shapes of the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 are corrected by the first clamp mechanism 10 and the second clamp mechanism 20 from the inner peripheral side, and are further surrounded by the clamp band 60 from the outer peripheral side. The clamp band 60 plays a role of keeping the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 which are to be radially expanded by being pressurized by the first clamp mechanism 10 and the second clamp mechanism 20 from the inner circumferential side within a predetermined range. . Furthermore, since the existing metal pipe 80 and the new metal pipe 90 are pressurized from the inner peripheral side and the inner peripheral side, even if the probe 41 is pushed into the joint portion 99 and a force to open the joint portion 99 is applied. The joint 99 can be kept in contact with each other. That is, the new metal pipe 90 which is going to move so as to fall down in the direction of the arrow 2 shown in FIG. 10 can be held at the initial position.

Claims (14)

2つの管の接合部に押し込まれ摩擦攪拌接合するプローブと、
前記プローブを先端に備える接合ツールと、
前記接合ツールを前記管の中心軸周りに回転させる回転機構と、
前記回転機構が設けられた装置本体と、
前記装置本体に対し前記管の中心軸に沿った方向に進退自在に構成された軸方向移動部と、を備え、
前記装置本体は、
一方の前記管を保持する第1クランプ機構を備え、
前記軸方向移動部は、
他方の前記管を保持する第2クランプ機構を備える、管接合装置。
A probe that is pushed into the joint of two tubes and friction stir welded;
A welding tool provided with the probe at its tip;
A rotation mechanism for rotating the welding tool around a central axis of the pipe;
An apparatus body provided with the rotation mechanism;
An axial moving unit configured to be movable back and forth in a direction along the central axis of the pipe with respect to the apparatus main body;
The device body is
A first clamp mechanism for holding one of the tubes;
The axial moving unit is
A pipe joining apparatus comprising a second clamp mechanism for holding the other of the pipes.
2つの管の接合部に押し込まれ摩擦攪拌接合するプローブと、
前記プローブを先端に備える接合ツールと、
前記接合ツールが設けられた装置本体と、
前記接合ツールを前記装置本体の周りに回転させる回転機構と、
前記装置本体に対し前記回転機構の中心軸に沿った方向に進退自在に構成された軸方向移動部と、を備え、
前記装置本体は、
前記回転機構の回転軌道の半径方向に進退自在に構成された第1クランプ機構を備え、
前記軸方向移動部は、
前記回転機構の回転軌道の半径方向に進退自在に構成された第2クランプ機構を備える、管接合装置。
A probe that is pushed into the joint of two tubes and friction stir welded;
A welding tool provided with the probe at its tip;
An apparatus body provided with the welding tool;
A rotation mechanism for rotating the welding tool around the device body;
An axial movement unit configured to be movable back and forth in a direction along the central axis of the rotation mechanism with respect to the apparatus main body;
The device body is
A first clamp mechanism configured to be movable forward and backward in a radial direction of a rotation path of the rotation mechanism;
The axial moving unit is
A pipe joining apparatus, comprising: a second clamp mechanism configured to be movable back and forth in a radial direction of a rotation track of the rotation mechanism.
前記軸方向移動部は、
前記第2クランプ機構が前記第1クランプ機構に近づく方向に移動する、請求項1又は2に記載の管接合装置。
The axial moving unit is
The pipe joint device according to claim 1, wherein the second clamp mechanism moves in a direction approaching the first clamp mechanism.
前記第2クランプ機構が前記第1クランプ機構に近づく方向の荷重を、前記軸方向移動部と前記装置本体との間に発生させる駆動部を更に備える、請求項1〜3の何れか1項に記載の管接合装置。   The drive part which generates a load in a direction in which the second clamp mechanism approaches the first clamp mechanism between the axial movement unit and the apparatus main body is further provided. Pipe joint device as described. 前記第1クランプ機構及び前記第2クランプ機構は、
前記回転機構の回転軌道の半径方向に進退自在なクランプヘッドを備え、
前記クランプヘッドは、
前記管の端部における内周面に荷重を加え、前記端部の形状を当該クランプヘッドの外周面に沿った形状に矯正する、請求項1〜4の何れか1項に記載の管接合装置。
The first clamp mechanism and the second clamp mechanism are
And a clamp head which is movable back and forth in the radial direction of the rotation path of the rotation mechanism,
The clamp head is
The pipe joint device according to any one of claims 1 to 4, wherein a load is applied to the inner peripheral surface at the end of the pipe, and the shape of the end is corrected to a shape along the outer peripheral surface of the clamp head. .
前記第1クランプ機構及び前記第2クランプ機構は、
複数の前記クランプヘッドを備え、
前記クランプヘッドの外周面は、
円筒面を該円筒面の円周方向に任意の数で分割した形状に形成され、前記管の前記内周面に荷重を加える、請求項5に記載の管接合装置。
The first clamp mechanism and the second clamp mechanism are
Comprising a plurality of said clamp heads,
The outer peripheral surface of the clamp head is
The pipe joint device according to claim 5, wherein a cylindrical surface is formed in a shape divided in an arbitrary number in a circumferential direction of the cylindrical surface, and a load is applied to the inner peripheral surface of the pipe.
前記装置本体は、
当該装置本体を一方の前記管の内部に固定する第3クランプ機構を更に備える、請求項1〜6の何れか1項に記載の管接合装置。
The device body is
The pipe joint device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a third clamp mechanism that fixes the device body inside one of the tubes.
前記装置本体は、
当該装置本体から外側に突出して設けられ当該装置本体を前記管の前記内周面に沿って案内するローラーを備える、請求項1〜7の何れか1項に記載の管接合装置。
The device body is
The pipe joint device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a roller provided to project outward from the device body and guiding the device body along the inner circumferential surface of the tube.
前記第2クランプ機構の中心は、
前記第1クランプ機構の中心軸と同軸上に配置される、請求項1〜8の何れか1項に記載の管接合装置。
The center of the second clamp mechanism is
The pipe joint device according to any one of claims 1 to 8, arranged coaxially with the central axis of the first clamp mechanism.
前記回転機構の回転中心軸は、
前記第1クランプ機構の中心と前記第2クランプ機構の中心とを結んだ仮想線上に配置される、請求項1〜9の何れか1項に記載の管接合装置。
The rotation center axis of the rotation mechanism is
The pipe joint device according to any one of claims 1 to 9, arranged on an imaginary line connecting a center of the first clamp mechanism and a center of the second clamp mechanism.
前記回転機構の回転中心軸は、
前記第1クランプ機構の中心軸及び前記第2クランプ機構の中心軸と同軸上に配置される、請求項1〜10の何れか1項に記載の管接合装置。
The rotation center axis of the rotation mechanism is
The pipe joint device according to any one of claims 1 to 10, which is disposed coaxially with the central axis of the first clamp mechanism and the central axis of the second clamp mechanism.
管接合装置が備えるプローブを既設管の端面に合わせ、前記管接合装置に設けられた第1クランプ機構を前記既設管の内周面に接触させ前記管接合装置を前記既設管の内部に固定する管接合装置設置工程と、
前記管接合装置に設けられた第2クランプ機構を前記既設管と接合する新設管の内部に配置し、前記第2クランプ機構を前記新設管の内周面に接触させ、前記新設管を前記管接合装置に固定する新設管固定工程と、
前記第2クランプ機構を前記第1クランプ機構側に移動させ、前記既設管及び前記新設管の端面同士を接触させ荷重を加える接合部加圧工程と、
前記既設管の端面と前記新設管の端面とを接触させて形成される接合部に内側から回転した前記プローブを押し込み、前記接合部に沿って前記プローブを移動させ摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌接合工程と、を備える管接合方法。
The probe provided in the pipe joining apparatus is aligned with the end face of the existing pipe, and the first clamp mechanism provided in the pipe joining device is brought into contact with the inner circumferential surface of the existing pipe to fix the pipe joining apparatus inside the existing pipe. Pipe joint installation process,
A second clamp mechanism provided in the pipe joining apparatus is disposed inside a new pipe to be joined to the existing pipe, the second clamp mechanism is brought into contact with the inner circumferential surface of the new pipe, and the new pipe is connected to the pipe A new pipe fixing step of fixing to a joining device,
A joint pressing step of moving the second clamp mechanism to the first clamp mechanism side and bringing the end faces of the existing pipe and the new pipe into contact with each other to apply a load;
Friction stir welding is performed by pressing the probe rotated from the inside into a joint formed by bringing the end face of the existing pipe and the end face of the new pipe into contact with each other and moving the probe along the joint to perform friction stir welding. And a pipe joint method comprising:
前記既設管及び前記新設管の端面同士を接触させ荷重を加えながら前記摩擦攪拌接合工程が行われる、請求項12に記載の管接合方法。   The pipe joining method according to claim 12, wherein the friction stir welding step is performed while bringing the end faces of the existing pipe and the new pipe into contact with each other and applying a load thereto. 前記既設管及び前記新設管の前記接合部の外周面を包囲するクランプバンドを設置する、請求項12又は13に記載の管接合方法。   The pipe joining method according to claim 12 or 13, wherein a clamp band surrounding the outer peripheral surface of the joint of the existing pipe and the new pipe is installed.
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KR20230081397A (en) * 2021-11-30 2023-06-07 한국생산기술연구원 Reinforcement device for old pipe, method and system thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230081398A (en) * 2021-11-30 2023-06-07 한국생산기술연구원 Welded steel pipe having resistance to hydrogen embrittlement, and manufacturing method and apparatus therefor
KR20230081397A (en) * 2021-11-30 2023-06-07 한국생산기술연구원 Reinforcement device for old pipe, method and system thereof
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