JP3086261U

JP3086261U - 分岐ステンレス鋼管

Info

Publication number: JP3086261U
Application number: JP2001007069U
Authority: JP
Inventors: 勝行大村
Original assignee: 勝行大村
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2002-06-14
Anticipated expiration: 2007-10-30

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】信頼性が高く、溶接技術の高度な熟練を必要と
しない分岐ステンレス鋼管を提供する。【解決手段】少なくとも３方向の流路を有し、ステンレ
ス鋼管製枝管１ｂの少なくとも一方の端部がフランジ部
３を有しており、ステンレス鋼管製主管１ａの外周側壁
に前記フランジ部の外縁と略同一形状、略同一寸法の孔
部を有しており、前記孔部に枝管のフランジ部がはめこ
まれ、フランジ部外縁と前記孔部周縁部Ｗ１とが突き合
わせ溶接によって接合されてなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、複数のステンレス鋼管を溶接してなる分岐ステンレス鋼管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

送水管など建築物の中あるいはその周辺に敷設される流体物を目的の地点まで伝達するための配管には強度、耐久性、耐熱性などについてある一定レベル以上の特性が求められており、従来より信頼性の面から普通鋼管（炭素鋼鋼管）が使用されていた。しかし、昨今の建築物の耐久性向上に伴い配管設備など付帯設備のメンテナンスフリー化の要求が強くなり、マンション内の一般給排水管などにはステンレス鋼管が使用されるようになっている。また、構造物のウォターフロント建設に伴う屋外に設置される付帯設備への耐食性の向上要求に対してもステンレス鋼管の適用が検討されている。さらに、最近では消防設備のうち、連結送水管設備や屋内消火栓設備など厳格な特性（強度、耐食性、耐熱性）が要求される部位にもステンレス鋼管が採用されるようになってきている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のような配管設備では配管が分岐する個所において、主管としてのステンレス鋼管の開口部に対して枝管としてのステンレス鋼管を溶接によって接合する必要があり、溶接部を備えることとなる。係る溶接部は従来の普通鋼管では図１２に示すように主管（普通鋼管）９５ａの開口部にサドル９５ｂと呼ばれる普通鋼の口金鋳物を乗せてサドル９５ｂ外周と主管９５ａの接触部分で溶接することによって形成されていた。しかし、ステンレス鋼を適用してこの従来の溶接部を形成する場合には主管と枝管の接合部分にステンレス鋼特有の問題である隙間腐食が生じてしまう。したがってステンレス鋼を適用する場合には図１３（ロ）に示すように隅肉溶接を施すことによって隅肉溶接部を形成し、隙間が生じないようにする必要があった。

【０００４】図１３及び図１４に基づいて、従来の分岐ステンレス鋼管の溶接部である隅肉溶接部の製造方法を説明する。まず主管となるステンレス鋼管９１ａと枝管となるステンレス鋼管９１ｂを用意する。いずれのステンレス鋼管も両端はレーザーカットなどによる通常の切断を行っている。（Ｓ９１）主管９１ａの外周側壁の分岐個所となる部分に開口加工を施し、孔部９２を形成する。孔部９２の内周部の円周寸法は枝管９１ｂの外径寸法に合わせてある。（Ｓ９２）主管９１ａの孔部９２に枝管９１ｂの端部をはめ込む。（Ｓ９３）主管９１ａと枝管９１ｂの接触部分について枝管９１ｂの全周溶接の形で隅肉溶接する（図１３のＷ２部分）。このとき、溶接方法はＴＩＧ溶接であり、シールドガスとしてアルゴンガスを、溶加棒としてＳＵＳＹ３０８を使用している。この段階で従来の分岐ステンレス鋼管９１の溶接部は完成である。ついで、（Ｓ９４）分岐ステンレス鋼管９１を現地に搬入して、所定の個所に設置し、その主管９１ａの両端を配管に溶接接合する。

【０００５】しかし、以上の従来の分岐ステンレス鋼管の溶接部ではつぎのような問題が存在していた。（１）内部の流量欠損従来の分岐ステンレス鋼管の隅肉溶接部では、溶接部の内面ビード（裏波）を安定に形成することは困難であり、溶接部の内面ビード（裏波）が不安定であることに起因する内部凹凸ができることは事実上不可避である。係る内部凹凸が分岐ステンレス鋼管内部を流れる水などの流体の円滑な流通を損なっていた。そのため、ある一定量以上の水量が要求される配管では必要以上に配管径を太くする必要があった。（２）耐食性の低下従来の分岐ステンレス鋼管の隅肉溶接部では、分岐の根元の表裏ともに凹凸があるため、汚れがつきやすく周辺の未溶接部と比較して腐食しやすい傾向があった。寿命問題までに至らないとしても赤錆が発生することによる外観の見栄えが問題であった。（３）熟練技術が必要となる。従来の分岐ステンレス鋼管の隅肉溶接部を形成するには通常ＴＩＧ溶接が行なわれる。しかし、その場合の隅肉溶接（図１３（ロ））には熟練技術が必要である。すなわち、誰でも分岐ステンレス鋼管を製造できるわけではなく、製造作業者が限定されることによる生産性、施工性などの制約があった。（４）溶接部の強度が不安定で不十分上述したように、ステンレス鋼管の隅肉溶接では安定した溶接ビードを形成することが困難であり、溶接部に欠陥が多く含まれる可能性があるため、溶接部の強度が不安定になる傾向がある。とくに、枝管に応力が加わった場合、従来の隅肉溶接構造（図１３）では枝管の根元、すなわち溶接部分に力が加わることになるため隅肉溶接による溶接部分の不安定性とあいまって強度の信頼性に欠ける面があった。（５）歩留まりの低下上記（４）の溶接ビード形成が不安定であることから規定の強度を満足しない不良発生率も高く、歩留まりが低下していた。（６）現地溶接施工困難上記（４）のように品質管理を厳格に行う必要があるため、現地での検査では不充分であり工場での品質検査が必要であった。そのために、主管、枝管ともに短いステンレス鋼管として工場で溶接接合し、品質検査後に輸送して現地で主管の両端部分を接合していた。これにより、従来の三方分岐管では現地施工後に隅肉溶接部（１箇所）、主管両端の接合部（２箇所）及び枝管の延長部（１箇所）の合わせて計４箇所の配管設備として管理が必要な部分が生じていた。

【０００６】本考案は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、信頼性が高く、その製造にあたって特には溶接技術の高度な熟練を必要としない溶接部を備える分岐ステンレス鋼管を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本願の考案者は分岐ステンレス管の製造に、ステンレス鋼の溶接と隅肉溶接という２つの比較的高度な溶接技術が重なっているために本件の問題が発生している点に着目し、ステンレス鋼管の分岐構造の検討を行った結果、本願の考案をなすに至った。すなわち、前記課題を解決するために提供する本願第一の考案に係る分岐ステンレス鋼管は、少なくとも３方向の流路を有し、ステンレス鋼管製枝管の少なくとも一方の端部がフランジ部を有しており、ステンレス鋼管製主管には前記フランジ部が嵌合可能な孔部が形成され、前記孔部に前記ステンレス鋼管製枝管のフランジ部を嵌合させて、フランジ部外縁と前記孔部周縁部とが突き合わせ溶接によって接合された突き合わせ溶接部を備えてなることを特徴とする。

【０００８】これにより、本願第一の考案に係る分岐ステンレス鋼管にあっては突き合わせ溶接部を備え、係る突き合わせ溶接部を介してステンレス鋼管製主管とステンレス鋼管製枝管とが接合されてなるので、接合部の信頼性が高く、また内部を流れる流体の流量欠損を少なくしかつ内外部の耐食性を改善することができる。また、隙間腐食の危険を回避することができる。係る本願第一の考案に係る分岐ステンレス鋼管はステンレス鋼の溶接ではあるが、隅肉溶接ではなく比較的容易でかつ溶接後の品質の信頼性の高い突き合わせ溶接で枝管の溶接接合が可能とされ、その施行にあたっては高度な熟練技術を必要としない。以上の本願第一の考案に係る分岐ステンレス鋼管に適用されるステンレス鋼管の断面形状としては通常丸型が採用される、角型でもよく、主管孔部と枝管フランジ部の突き合わせ溶接が可能であればその形状には制約を受けない。また、このときのステンレス鋼管のベース鋼種としては一般的にはＳＵＳ３０４が多く使用されているが、とくに制約されるものではない。なお、ステンレス鋼管としての口径サイズは特に制約を受けるものではなく、ステンレス鋼管の溶接部肉厚も制約を受けない。ただし、肉厚２〜４ｍｍであれば１パスによっての溶接が可能である。

【０００９】前記課題を解決するために提供する本願第二の考案に係る分岐ステンレス鋼管は、第一の考案において、前記フランジ部外縁及び孔部内縁が平面視において略円形であることを特徴とする。これにより、とくに孔部についてホールソーなどの加工器具を用いて施行現地での開口加工作業が可能となり、現地溶接施工を行うことができる。

【００１０】前記課題を解決するために提供する本願第三の考案に係る分岐ステンレス鋼管は、第一または第二の考案において、前記ステンレス鋼管製枝管のフランジ部が一体形成されてなることを特徴とする。枝管のステンレス鋼管本体を塑性加工することによってフランジ部が一体成形される。これにより、分岐部分周辺の施工後の配管設備としての管理個所は孔部 −フランジ部の溶接接合部と枝管の延長部の２個所となる。このことは、従来の溶接分岐ステンレス鋼管における４箇所、引き出し加工分岐管（いわゆるチーズ）の３箇所（主管両端の接合と枝管の延長部分）に比べて管理個所を低減することができ、施工後の管理が容易となる。

【００１１】

【考案の実施の形態】

以下に、本考案に係る分岐ステンレス鋼管の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、図１〜図４を参照して本考案に係る分岐ステンレス鋼管の構造を説明する。図１〜図４に示されるように本考案の分岐ステンレス鋼管１は主管である丸型のステンレス鋼管１ａと枝管となる丸型のステンレス鋼管１ｂとを突き合わせ溶接部Ｗ１を介して接合してなる。図５及び図６に示されるように前記主管１ａには孔部２が設けられる。この孔部２内縁はその平面視が略円形にされる。一方、図７〜図１０に示されるように前記枝管１ｂにはフランジ部３が設けられる。係る枝管１ｂのフランジ部３は、図８に示されるようにその外縁平面視が略円形にされる。さらに図８平面図におけるVIII矢視側面図である図９に示されるように、係る図８VIII矢視においてフランジ部３外縁には先端方向に突出せしめられた突出部3aが形成され、一方図８ IX矢視側面図である図１０に示されるように図８平面図におけるIX矢視においてフランジ部３外縁には凹面を形成する湾曲部３ｂが形成される。

【００１２】以上のようにフランジ部3が突出部３ａ及び湾曲部３ｂを有してその外縁平面視がほぼ円形にされることによって、フランジ部３ａ外縁は主管１ａのその平面視が略円形にされた孔部２内縁に嵌合可能にされてなる。以上の実施の形態の分岐ステンレス鋼管によれば、突き合わせ溶接部Ｗ１を備え、係る突き合わせ溶接部Ｗ１を介してステンレス鋼管製主管１ａとステンレス鋼管製枝管１ｂとが接合されてなるので、突き合わせ溶接部Ｗ１からなる接合部の信頼性が高く、また内部を流れる流体の流量欠損を少なくしかつ内外部の耐食性を改善することができる。また、突き合わせ溶接部Ｗ１からなる接合部の隙間腐食の危険を回避することができる。

【００１３】次に図１１を参照して、以上の実施の形態の分岐ステンレス鋼管の製造方法を説明する。（Ｓ１）主管である丸型のステンレス鋼管１ａをマンションなどの建築構造物の所定の場所に施工する。このとき、所定の場所とは構造物における配管設備として設計上の予定された場所のことである。また、主管１ａの長さにはとくに制約はなく、通常は配管設備として必要な長さである。

【００１４】（Ｓ２）施工した主管１ａの所定の分岐予定個所の外周側壁をホールソーやホールカッターなどによって切削孔あけ加工を施し、孔部２を形成する。一例として孔部２形成後の主管１ａの概略図を図５に示す。このとき、所定の分岐予定個所とは配管設備として設計上予定された個所のことであるが、周辺の構造物の付帯物との配置関係により現地での開口位置の微調整も可能である。また、孔部２の形状は孔部２に正対して正面から見て円形（図５）であり、その内径寸法は後述の枝管１ｂのフランジ部３の外径寸法と整合させてあり（図５におけるφＣ）、そのフランジ部３が無理なくはめ込むことができる程度に調整されている。また、主管１ａの肉厚（Ｔ１）は枝管１ｂの肉厚（Ｔ２）より厚い場合があるが、そのときには孔部２の縁についてグラインダ研削などを行い、孔部２の縁の部分の肉厚を枝管１ｂのフランジ部３の外縁部分の肉厚まで薄くする（Ｔ１＝Ｔ２）、いわゆる開先加工を行う。これにより良好な突き合わせ溶接が可能となる。

【００１５】（Ｓ３）枝管となる丸型のステンレス鋼管１ｂの一端をプレスによって塑性加工し、フランジ部３を形成する。このとき、フランジ部３を形成した枝管１ｂ本体根元の部分は曲面でよく、その曲面の半径Ｒ１は内部の流体の流れ損失と加工度の兼ね合いで決定される。図８〜図１０では主管１ａに対する枝管１ｂの角度は９０°の例を示しているが、プレス加工の調整によってその角度及び分岐の方向は任意に調整が可能である。

【００１６】（Ｓ４）枝管１ｂに形成されたフランジ部３の寸法出しのために耳切り加工を行う。これにより、フランジ部３外縁は円形となり、上記主管１ａの孔部内縁の内径寸法に合った外径となる。ここで、フランジ部とは、図８〜図１０において記号３で示されるように鋼管の一端に有する鍔状の湾曲した円盤の形状の部分を指している。フランジ部３の形状は主管１ａの孔部２内縁の形状に適合させており、フランジ部３に正対して正面から見ると円形（図８）であるが、主管１ａの長手方向から見ると主管１ａの径φＡに合わせた曲面形状（半径Ｒ２）となる（図１０）。また、そのフランジ部外径寸法も主管１ａの孔部２内縁の内周寸法と合わせてある（図８〜図１０におけるφＣや曲面半径Ｒ２＝φＡ／２）。なお、枝管１ｂのフランジ部３の形成は予め工場で加工された後、現地へ搬入される。

【００１７】（Ｓ５）枝管１ｂのフランジ部３を主管１ａの孔部２にはめ込む。（Ｓ６）枝管１ｂのフランジ部３と主管１ａの孔部２内縁の間の突き合わせ溶接Ｗ１を行う。これによって、分岐ステンレス鋼管が完成する（図１、図２、図３）。このとき、図４に示されるように枝管１ｂのフランジ部３と主管１ａの孔部２とはほぼ平面上で端部を突き合わせた状態で溶接することができるため、図１３（ロ）で示される従来の隅肉溶接よりも溶接部への入熱が均一であるために安定した溶接ビードが形成されることになる。また、枝管の根元が溶接部分ではないために強度の信頼性も向上している。また、主管１ａの内面と枝管１ｂのフランジ部３主管内径側の面は段差なく揃っていることとする。これにより、隙間腐食もなく、流量損失の小さい分岐ステンレス鋼管となる。なお、溶接方法は通常のＴＩＧ溶接でよい。例えば、シールドガスはアルゴンガスや窒素ガスを、溶加棒としてはＳＵＳ３０４ＴＰ−Ａの場合、ＳＵＳＹ３０８を使用する。溶加棒も鋼管の鋼種に合わせて適宜選択すればよい。本考案ではステンレス鋼管の肉厚制約はなく、必要十分な溶接が得られるように肉厚に合わせて突き合わせ溶接のパス回数を設定すればよい。ちなみに、肉厚が２〜４ｍｍの範囲内であれば、ＴＩＧ溶接１パスで配管設備として必要十分な溶接が可能である。

【００１８】本考案では主管１ａ、枝管１ｂともにステンレス鋼管としての鋼種、仕上げ、肉厚、径、断面形状などは適用される用途（強度、耐久性、耐食性、耐熱性、暴露環境、法規で定められた規格など）に応じて決定することができる。例えば、送水設備であれば主管には丸管の径１００Ａ規格、肉厚３ｍｍのＳＵＳ３０４ＴＰ−Ａ配管が使用され、枝管には丸管の径８０Ａ規格、肉厚３ｍｍのＳＵＳ３０４ＴＰ−Ａ配管が使用される。

【００１９】

【考案の効果】

本願考案の分岐ステンレス鋼管によれば溶接接合部の信頼性が高く、内部を流れる流体の流量欠損や内外部の耐食性も改善できる。また、隙間腐食が発生することもない。

【００２０】また、孔部についてホールソーやホールカッターなどの加工器具によって現地で開口加工作業が可能となり、現地溶接施工をより容易に行うことができる。さらに、枝管（第２）のステンレス鋼管本体にあってはプレスなどの塑性加工によってフランジ部が一体成形される。したがって、分岐部分周辺の施工後の配管設備としての管理個所は孔部−フランジ部の溶接接合部と枝管の延長部の２個所となり、施工後の管理が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形態
における分岐個所周辺の平面図である。

【図２】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形態
における分岐個所周辺の側面図である。

【図３】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形態
における分岐個所近傍の断面図である。

【図４】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形態
における分岐溶接部の断面図である。

【図５】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形態
における主管孔部周辺の平面図である。

【図６】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形態
における主管孔部周辺の側面図である。

【図７】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形態
における枝管フランジ部の斜視図である。

【図８】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形態
における枝管フランジ部の平面図である。

【図９】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形態
における枝管フランジ部の図８矢印VIII方向からの側面
図である。

【図１０】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形
態における枝管フランジ部の図７矢印IX方向からの側面
図である。

【図１１】本考案に係る分岐ステンレス鋼管の一実施形
態における製造工程図である。

【図１２】従来の分岐普通鋼管の分岐個所周辺溶接部分
の部分切り欠き断面図である。

【図１３】（ａ）従来の分岐ステンレス鋼管の分岐個所
周辺溶接部分の部分切り欠き断面図である。（ｂ）従来の分岐ステンレス鋼管の分岐個所周辺溶接部
分の断面図である。

【図１４】従来の分岐ステンレス鋼管の製造工程図であ
る。

【符号の説明】

１ … 分岐ステンレス管１ａ … 主管１ｂ … 枝管２ … 孔部３ … フランジ部９１ … 従来の分岐ステンレス管９１ａ … 主管９１ｂ … 枝管９２ … 孔部９５ … 分岐普通鋼管９５ａ … 主管９５ｂ … サドルＲ１ … フランジ部側枝管本体根元の曲面半径Ｒ２ … フランジ部曲面半径Ｔ１ … 主管１ａの肉厚Ｔ２ … 枝管１ｂの肉厚Ｗ１ … 突き合わせ溶接Ｗ２ … 隅肉溶接Ｗ３ … 外周溶接 φＡ … 主管径 φＣ … 孔部径及び枝管のフランジ部径

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】少なくとも３方向の流路を有し、ステンレス鋼管製枝管の少なくとも一方の端部がフラン
ジ部を有しており、ステンレス鋼管製主管には前記フランジ部が嵌合可能な
孔部が形成され、前記孔部に前記ステンレス鋼管製枝管のフランジ部を嵌
合させて、フランジ部外縁と前記孔部周縁部とが突き合
わせ溶接によって接合された突き合わせ溶接部を備えて
なることを特徴とする分岐ステンレス鋼管。
【請求項２】前記フランジ部外縁及び孔部内縁が平面視
において略円形であることを特徴とする請求項１に記載
の分岐ステンレス鋼管。
【請求項３】前記ステンレス鋼管製枝管のフランジ部が
一体形成されてなることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の分岐ステンレス鋼管。