JP4369763B2 - 飽和炭化水素燃料ガスによるガス圧接法およびそこで用いる加熱用バーナー - Google Patents
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Description
図1aに基づき説明したガス圧接装置、および図5に示したバーナー6aに図2に示したバーナー火口5を取り付けたものを用い、12個の試験体(鉄筋)を3つのグループ1〜3に分け、天然ガス(CNG)流量と酸素(O2)流量とを変えることにより酸素比を変化させた以外は同じ条件で鉄筋の圧接試験を行った。後期加熱終了後の接合鉄筋の接合部にノッチ(切り込み)を入れ、接合鉄筋を曲げて破断し、破面の残留酸化膜面積を観察することで圧接状況の良否を判断した。なお、前期加熱は、バーナー火炎先端が鉄筋表面にほぼ接する条件で行った。その結果を表1に示す。
実施例1と同じ装置とバーナーを用い、天然ガス(CNG)流量と酸素(O2)流量とを変えることにより、酸素比λを、0.40、0.44、0.50の3つの態様とした。各態様について、火炎先端と鉄筋表面との距離を変化させた以外は同じ条件で鉄筋の圧接試験を行った。後期加熱終了後の接合鉄筋の接合部にノッチ(切り込み)を入れ、接合鉄筋を曲げて破断し、破面のフラット面積を観察することで圧接状況の良否を判断した。その結果を図6のグラフに示す。
図2に示したメイン火炎をパイロット火炎にて保炎させるタイプの構造のバーナー火口を用い、メイン火炎とパイロット火炎の燃料量比(メイン火炎/パイロット火炎)を変化させて燃焼状態の安定性を検討した。表2はその結果を示している。
本発明によるガス圧接法では、飽和炭化水素系の燃料ガス(例えば、天然ガス)と酸素と予混合火炎を用いるが、このような予混合火炎は、予混合気流速と燃焼速度との釣合により火炎の形成位置が決定することから、一般に燃焼量(炎孔負荷)を増加させると火炎長が長くなる。同時にメイン保炎用のパイロット炎の火炎長も徐々に増加して基部がリフトし、燃焼安定性が劣化する。従って、図2あるいは図3に示すようなタイプの構造を持つバーナー火口を用いて本発明によるガス圧接を行う場合、燃焼安定性が劣化しない範囲での火口の炎孔負荷で作業を行うことが推奨される。
図1aに示す装置を用い、バーナー火口として図2に示すメイン炎孔の周囲にパイロット炎孔を配置するタイプの構造のものを用いて、複数の試験体に対して実際に鉄筋のガス圧接を行った。ただし、燃焼条件は、天然ガス(CNG)流量と酸素(O2)流量とを変えて酸素比0.48〜0.58の範囲で変化させた。なお、すべての試験体について、メイン火炎とパイロット火炎の燃料量比(メイン火炎/パイロット火炎)は2.3、バーナー火口の炎孔負荷は970kcal/mm2hで一定とした。その条件で、前期加熱時における火炎先端と鉄筋表面との距離sを、0mm<s<10mmのもの(試験体1〜7)と、s≒15mm(試験体8)、s≒15mm(試験体9)、s≒14mm(試験体10)とした。
Claims (5)
- 飽和炭化水素燃料ガス−酸素火炎を用いてガス圧接を行うに際して、接合部密着までの前期加熱を、加熱用バーナーとして、メイン火炎をパイロット火炎にて保炎させる構造のバーナーを用い、かつ、メイン火炎とパイロット火炎の燃料量比(メイン火炎/パイロット火炎)が1.2以上であり、火口の炎孔負荷を1200kcal/mm 2 h以下とし、かつ、前記加熱用バーナー火炎の酸素比を0.44〜0.58の範囲内に設定して行うことを特徴とする飽和炭化水素燃料ガスによるガス圧接法。
- 請求項1に記載の飽和炭化水素燃料ガスによるガス圧接法であって、加熱用バーナー火炎の先端と接合部とに隔離距離を保持した状態で、接合部密着までの前期加熱を行うことを特徴とする飽和炭化水素燃料ガスによるガス圧接法。
- 請求項2に記載の飽和炭化水素燃料ガスによるガス圧接法であって、隔離距離が10mm以下の範囲で前期加熱を行うことを特徴とする飽和炭化水素燃料ガスによるガス圧接法。
- 飽和炭化水素燃料ガス−酸素火炎を用いてガス圧接を行うガス圧接装置で用いる加熱用バーナーであって、鉄筋やレールなどの被圧接物を囲うようになっている燃料ガス供給管と、燃焼ガスの噴出方向が被圧接物に向かうようにして燃料ガス供給管に取り付けられた複数個のバーナー火口とを有し、各バーナー火口はメイン炎孔とその周囲のパイロット炎孔を備え、メイン火炎とパイロット火炎の燃料量比(メイン火炎/パイロット火炎)が1.2以上となるように、かつ、火口の炎孔負荷を1200kcal/mm2h以下として加熱を行うことを特徴とするガス圧接用の加熱用バーナー。
- 複数個のバーナー火口は、各バーナー火口からの燃焼火炎が被圧接物の表面にほぼ等間隔で衝突できるように、かつ、各バーナー火口からの火炎先端と被圧接物の表面との隔離距離がほぼ等しくなるようにして、燃料ガス供給管に取り付けられていることを特徴とする請求項4に記載のガス圧接用の加熱用バーナー。
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