JP5523587B2 - 蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管、及び蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法 - Google Patents

蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管、及び蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法 Download PDF

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Description

本発明は、蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管、及び蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法に係り、特に、蛇腹管の溶接がしやすくなり、熱処理による熱の影響を少なく受ける蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管及び蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法に関する。
一般に、航空機、自動車、機械設備、建築物の配管工事に用いられている蛇腹管は、ステンレススチールからなり、その両端部にフランジやエルボーなどの継ぎ手がアーク溶接方法、プラズマ溶接方法、ブレーズ溶接方法またはねじ結合構造などにより取り付けられている。
ステンレススチール製の蛇腹管は、肉厚が０．３ｍｍ以下であり、そこに溶接される継ぎ手のニップルまたはフィッティングの肉厚は１ｍｍ以上であるのが一般的であるが、肉厚の相違により薄板溶接が不可能だった。
そのため、肉厚０．５ｍｍ以上の溶接用リングと蛇腹管とをアーク溶接またはプラズマ溶接した後に、溶接した溶接用リングを継ぎ手のニップルまたはフィッティングに溶接した。こうすると、溶接工程が複雑になり、溶接コストが高すぎになり、肉厚の薄い蛇腹管の溶接ビード部及び溶接熱影響部に溶接応力による亀裂・腐食が発生するという問題につながる。
一方、ブレーズ溶接方法は、長さの短い蛇腹管とそこに溶接される継ぎ手の肉厚１ｍｍ以上のニップルまたはフィッティングを溶接する場合に、溶接技術に優れている熟練工しか溶接できず、熟練工以外は溶接が不可能だった。また、溶接部と溶接熱影響部に溶接応力による亀裂・腐食が発生する問題もあった。
本発明が解決しようとする課題は、蛇腹管の溶接がしやすくなり、熱処理による熱影響を少なく受ける蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管及び蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法を提供することである。
本発明の課題は、以上に言及した課題に制限されるものではなく、言及していない別の課題は、下の記載から、当業者に明確に理解されるであろう。
上記課題を達成するために、本発明の一実施例に係る蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管は、外面または内面に止め段部が形成された蛇腹管継ぎ手と、山と谷が形成された一端部が止め段部に当たって止まるように蛇腹管継ぎ手の少なくとも一部に挿入され、溶加材により一端部が蛇腹管継ぎ手に溶接される蛇腹管と、を備えてなる。
また、上記課題を達成するために、本発明の一実施例に係る蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法は、山と谷が形成された蛇腹管の一端部と、該蛇腹管の一端部が挿入される蛇腹管継ぎ手の結合部のうち少なくとも一方に溶加材を塗布する溶加材塗布段階と、前記蛇腹管の一端部を、前記蛇腹管継ぎ手に形成された止め段部に当たって止まるように、前記蛇腹管継ぎ手に形成された結合部に挿入する蛇腹管挿入段階と、前記蛇腹管継ぎ手に挿入された前記蛇腹管の少なくとも一部を加熱して、前記溶加材により前記蛇腹管の一端部と前記蛇腹管継ぎ手が溶接されるようにする蛇腹管溶接段階と、を有してなる。
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
本発明の蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管、及び蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法によれば、下記のような効果が一つ以上得られる。
第一に、蛇腹管継ぎ手の結合部と蛇腹管の山及び谷のうち少なくとも一方で溶加材が溶融して結合部と蛇腹管とが溶接されるようにしたため、熟練者によらずにも溶接が可能になる。
第二に、止め段部を備えたため、蛇腹管が蛇腹管継ぎ手に締結される時に、蛇腹管を支持することができる。
第三に、止め段部を備えることで、溶加材が溶融時に流れ出ることを防ぎ、蛇腹管継ぎ手と蛇腹管の一端部との隙間に溶加材が溶着して容易に溶接が起きるようにする
第四に、蛇腹管の先端面と段差部との間が溶接されることで、蛇腹管の山と谷に塗布された溶加材が外部に流れ出ることなく蛇腹管継ぎ手の結合部と溶接されるようにする。
第五に、らせん状の山と谷を蛇腹管の一端部と結合部に形成することで、蛇腹管と結合部とが山と谷によって回転しつつ螺合し、この螺合により、溶接前に一定の強度で結合された状態に維持させることができる。
第六に、蛇腹管溶接段階において、蛇腹管の熱処理時に、同じ熱処理炉中で蛇腹管の熱処理と溶加材による溶接を同時に行うため、別の溶接工程を行わずにすみ、製造コストを節減することができる。
第七に、別の溶接工程時に発生する溶接熱による熱応力が発生せず、溶接部の熱応力による腐食が防止される。
第八に、蛇腹管溶接段階において、溶加材が溶融して溶接される時に、蛇腹管と蛇腹管継ぎ手に全体的に均一に熱が伝達され、溶加材の溶融及び溶接が容易に起き、溶接強度が向上する。
最後に、蛇腹管溶接段階において、蛇腹管と蛇腹管継ぎ手が一体として熱処理炉中で溶接されるので、蛇腹管の長さに拘わることなく溶接が可能であり、このような蛇腹管継ぎ手の存在により、別の溶接リングを必要とせず、未熟練者にも溶接が可能になる。
本発明の効果は以上に言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
本発明の一実施例に係る蛇腹管継ぎ手及び蛇腹管を示す断面図である。 蛇腹管継ぎ手が蛇腹管に接合された状態を示す図である。 止め段部の他の実施例を示す図である。 蛇腹管継ぎ手に蛇腹管が溶接された状態を示す図である。 本発明の他の実施例に係る蛇腹管継ぎ手を示す図である。 本発明の他の実施例に係る蛇腹管継ぎ手を示す図である。 本発明の他の実施例に係る蛇腹管継ぎ手を示す図である。 本発明の一実施例に係る蛇腹管と蛇腹管継ぎ手との溶接方法を示すフローチャートである。
本発明の利点及び特徴、並びにそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述される実施例から明確になるであろう。ただし、本発明は、以下に開示される実施例に限定されず、様々な形態とすることができる。そのため、これらの実施例は、本発明の開示を完全なものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に、発明の範ちゅうを完全に教示するために提供されるものであり、よって、本発明は、請求項の範ちゅうによって定義されなければならない。なお、明細書全体を通じて同一の参照符号は同一の構成要素を指す。
以下、図面を参考にして本発明について説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る蛇腹管継ぎ手１及び蛇腹管２を示す断面図であり、図２は、蛇腹管継ぎ手１が蛇腹管２に接合された状態を示す図であり、図３は、止め段部１３の他の実施例を示す図である。
図１乃至図３を参照すると、本発明の一実施例に係る蛇腹管継ぎ手１が接合された蛇腹管２は、外面または内面に止め段部１３が形成された蛇腹管継ぎ手１と、山２１及び谷２３が形成された一端部が止め段部１３に当たって止まるように蛇腹管継ぎ手１の少なくとも一部に挿入され、溶加材３によって一端部２５が蛇腹管継ぎ手１に溶接された蛇腹管２と、からなる。
蛇腹管２は、クロムとニッケルを含有したり、用途によって、ニッケル、タングステン、チタン、モリブデンなどの元素を含有した耐食性の鋼鉄で、航空機、自動車、機械設備、建築物の流体が通過する流路を形成するために取り付けられる。
蛇腹管２は、曲げや伸張が可能なように多数の山２１及び谷２３が連続して形成されたフレキシブルチューブ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｔｕｂｅ）でよい。蛇腹管２の一端部２５は、後述する蛇腹管継ぎ手１と接合される蛇腹管２の一部分であり、蛇腹管２と同じ山２１及び谷２３が形成されている。
蛇腹管２は、オーステナイト系ステンレススチールに属するＳＴＳ ３０４及びＳＴＳ ３１６Ｌで作製されると好ましい。ＳＴＳ ３０４は、Ｃが０．０８％以下、Ｓｉが０．５〜０．７５％、Ｐが０．０３５％以下、Ｎｉが８．００〜１５．００％、Ｃｒが１７．００〜１８．００％が含まれている。また、ＳＴＳ ３１６Ｌは、Ｃが０．０３％以下、Ｓｉが０．５〜０．７５％、Ｐが０．０３５％以下、Ｓが０．０３％以下、Ｎｉが１２．００〜１５．００％、Ｃｒが１７．００〜１８．００％、Ｍｏが２．００〜３．００％が含まれている。
蛇腹管継ぎ手１は、蛇腹管２が挿入されるようにする一種の取付部材である。蛇腹管継ぎ手１は、一つの蛇腹管２と他の蛇腹管２とを結合させて蛇腹管２を延長したり、他の装置との連結、直径の異なる蛇腹管２の連結などに使われる。蛇腹管継ぎ手１に蛇腹管２が挿入される構造には様々な実施例があり、それについては後述する。
蛇腹管継ぎ手１は、炭素鋼鍛鋼品（ＫＳＤ３７１０）や炭素鋼鋳鋼品（ＫＳＤ４１０１）からなると好ましいが、これに蛇腹管継ぎ手１の材質が限定されることはない。
蛇腹管継ぎ手１は、外面または内面の少なくとも一方に止め段部１３が形成される。止め段部１３は、蛇腹管２の一端部２５が蛇腹管継ぎ手１の少なくとも一部に挿入される時に、蛇腹管２の一端部２５が一定の距離挿入されてから止まるようにするストッパの役割と、溶接時に溶加材３が流れ込むことを防ぐ役割を有する。溶接時における止め段部１３の役割については後述する。
止め段部１３のストッパの役割について説明すると、止め段部１３は、蛇腹管２の一端部２５が蛇腹管継ぎ手１に挿入される際に、挿入された蛇腹管２の一端部２５が止まるようにし、蛇腹管２の一端部２５が蛇腹管継ぎ手１に少なくとも一部挿入されるようにする。
止め段部１３は蛇腹管継ぎ手１の外面または内面の少なくとも一方に形成されるようにすることができ、図１乃至図３には、止め段部１３が蛇腹管継ぎ手１の内面に形成されている。蛇腹管２の一端部２５が蛇腹管継ぎ手１に挿入される時に、蛇腹管継ぎ手１の内面に挿入される場合は、止め段部１３が蛇腹管継ぎ手１の内面に形成されることで、ストッパの役割、及び溶接時に溶加材３が流れ出ることを防ぐ役割を担うこととなる。止め段部１３が蛇腹管継ぎ手１の外面に形成される場合については、図５及び図７等を参照して詳述する。
溶加材３は、ペースト（Ｐａｓｔｅ）タイプのＢＮｉ系を含むものとすることが好ましい。具体的に、溶加材３は、蛇腹管２の材質によって異なってくる。ＳＴＳ ３０４及びＳＴＳ ３１６Ｌの蛇腹管２は、応力除去のための固溶化熱処理の温度範囲が１０６５℃〜１１２０℃であり、溶接温度が蛇腹管２の固溶化熱処理温度に近似する１０５０℃〜１１５０℃であるＮｉ ６５〜７５％、Ｃｒ １３〜２０％、Ｂ ２．７５〜４．７５％及び微量のＦｅ、Ｓｉ、Ｃが含まれたＢＮｉ系溶加材３が用いられることが好ましい。
溶加材３は蛇腹管２の一端部２５または蛇腹管継ぎ手１の少なくとも一部に塗布される構成とすることができる。以下では溶加材３が蛇腹管継ぎ手１の少なくとも一部に塗布されるとして説明するが、これに本発明の思想が限定されるものではない。
溶加材３は蛇腹管継ぎ手１の外面または内面の少なくとも一方に塗布可能であり、蛇腹管継ぎ手１と蛇腹管２の一端部２５が挿入される実施例によって適宜塗布すればよい。これについては後述する。以下では、蛇腹管継ぎ手１の内面に蛇腹管２の一端部２５が挿入されるとして説明するが、これに本発明の思想が限定されるものではない。
溶加材３が蛇腹管２の継ぎ手の一部に塗布された状態で、蛇腹管２の一端部２５が蛇腹管継ぎ手１に挿入され、この時、止め段部１３には蛇腹管２の一端部２５が突き当たる。この状態で溶接装置または熱処理炉により溶接温度に達すると溶加材３が溶融し、蛇腹管２の一端部２５と蛇腹管継ぎ手１とが溶接される。
この時、止め段部１３は、蛇腹管継ぎ手１と蛇腹管２の一端部２５との隙間を塞ぐことで、溶融した溶加材３が流れ出ることを防ぐ。具体的に、蛇腹管継ぎ手１に塗布された溶加材３は、蛇腹管継ぎ手１と蛇腹管２の一端部２５との間に位置し、溶融温度に達すると粘性の液体状態で溶接が行われるが、この時、止め段部１３がないと、蛇腹管継ぎ手１の内面に沿って溶加材３がはみ出され、蛇腹管継ぎ手１と蛇腹管２の一端部２５との溶接が不完全になる。そのため、蛇腹管継ぎ手１に形成された止め段部１３が溶加材３が溶融時に流れ出ることを防ぎ、蛇腹管継ぎ手１と蛇腹管２の一端部２５との隙間に溶加材３が溶融して容易に溶接が起きるようにする。また、止め段部１３と蛇腹管２の一端部とが溶接されることによって、後述する蛇腹管２の山２１と谷２３における溶加材３も外部に流れ出ることなく蛇腹管継ぎ手１の結合部１１と溶接されるようにする。
蛇腹管２と蛇腹管継ぎ手１との溶接時に、蛇腹管２が溶接される温度は１０５０℃乃至１１５０℃であり、この温度は、蛇腹管２の溶接応力と加工硬化を除去するための固溶化熱処理温度に相当する。溶加材３は、１０５０℃乃至１１５０℃で溶融して溶接される材質のもので、上述のようにＢＮｉ系溶加材３とすることができる。これにより、蛇腹管２の熱処理時に、同じ熱処理炉中で蛇腹管２の熱処理と溶加材３による溶接（ブレーズ溶接、Ｂｒａｚｉｎｇ）を同時に行うため、別の溶接工程を行わずにすみ、製造コストを節減することができる。なお、別の溶接工程時に発生する溶接熱による熱応力が発生せず、溶接部の熱応力による腐食を防止することができる。
また、溶加材３が溶融して溶接される時に、蛇腹管２と蛇腹管２継ぎ手に全体的に均一に熱が伝達されるから、溶加材３の溶融及び溶接が容易に起き、溶接強度が向上する。
また、蛇腹管２と蛇腹管継ぎ手１とが一体として熱処理炉中で溶接されるので、蛇腹管２の長さにかかわることなく溶接可能であり、このような蛇腹管継ぎ手１の存在により、別の溶接リングを必要とせず、未熟練者にも溶接が可能になる。
最終的に、熱処理及び溶接の完了した蛇腹管２と蛇腹管継ぎ手１を熱処理炉中から取り出して冷却させることで、溶接が終了する。
以下、蛇腹管継ぎ手１の構成と溶加材３により溶接される具体的な構成について詳細に説明する。
まず、蛇腹管継ぎ手１の構成について説明すると、蛇腹管継ぎ手１は、胴部１５と、胴部１５よりも肉厚が小さく、かつ蛇腹管２の一端部２５が挿入されて溶接される結合部１１と、を有して構成される。
胴部１５は、蛇腹管継ぎ手１の胴体をなす部分を指す。
結合部１１は、蛇腹管２の一端部２５が挿入されて溶接される部分である。結合部１１は、胴部１５よりも肉厚を小さくする。この場合、止め段部１３は、胴部１５と結合部１１との間に形成される段差部１３に該当する。胴部１５と胴部１５よりも肉厚を小さくした結合部１１との間に両者の肉厚の差による段差部１３が形成され、この段差部１３が上述の止め段部１３の役割を担う。
また、止め段部１３の他の実施例として、図３に示すように、蛇腹管継ぎ手１の外面または内面に突出した突起部１３を形成することもできる。以下では、止め段部１３として図１乃至図２に示す段差部１３を挙げて説明するが、これに止め段部１３の形状や位置が限定されるものではない。
結合部１１の外面または内面のいずれか一方と、蛇腹管２の一端部２５の内面または外面とがそれぞれ対応して接する。すなわち、結合部１１の内面に蛇腹管２の一端部２５が挿入されると、蛇腹管２の一端部２５の外面が結合部１１の内面と接する。この時、溶加材３は結合部１１の内面に塗布される。また、結合部１１の外面に蛇腹管２の一端部２５が挿入されると、蛇腹管２の一端部２５の内面が結合部１１の外面と接する。この時、溶加材３は結合部１１の外面に塗布される。以下では、蛇腹管２の一端部２５の外面が結合部１１の内面と接する前者を挙げて説明し、後者については図５で説明する。
段差部１３の肉厚ｔは０．０１ｍｍ乃至０．０３ｍｍとする。段差部１３は、蛇腹管２を支持し、また段差部１３による蛇腹管２と蛇腹管継ぎ手１間の流路を一致させるために小さい肉厚とすることが好ましく、特に、０．０１ｍｍ乃至０．０３ｍｍにすればよい。
溶接時に、少なくとも段差部１３と蛇腹管２の先端面Ｄとが溶加材３によって溶接される。上述のように、蛇腹管継ぎ手１と蛇腹管２の一端部２５とが溶接される時に、蛇腹管継ぎ手１の段差部１３と蛇腹管２の一端部２５の先端面Ｄとの間で溶加材３による溶接がなされる。すなわち、段差部１３と蛇腹管２の先端面Ｄとが溶接されることで、蛇腹管２の一端部２５と結合部１１との間で溶融した溶加材３が流れ出ることを防ぐ。
溶加材３が溶接される部分は、蛇腹管２の先端面Ｄの一部でよく、また、先端面Ｄ全体の周りと段差部１３との間が溶接されるとよい。上述のように、段差部１３は、溶加材３が溶融時に流れ出ることを防き、かつ、蛇腹管２の先端面Ｄと段差部１３との間に溶加材３が溶融して溶接がなされるようにする。また、蛇腹管２の先端面Ｄと段差部１３との間が溶接されることによって、後述する蛇腹管２の山２１及び谷２３に塗布された溶加材３が外部に流れ出ることなく蛇腹管継ぎ手１の結合部１１と溶接されるようにする。
図２及び図４は、蛇腹管継ぎ手１に蛇腹管２が溶接された状態を示す図である。
図２及び図４を参照すると、蛇腹管２の山２１及び谷２３の少なくとも一部が溶加材３によって結合部１１に溶接される。
溶加材３は、上述のように、蛇腹管継ぎ手１の内面と蛇腹管２の一端部２５の外面との間に設けられ、この状態で溶融して溶接される。溶加材３が溶融すると、蛇腹管２の先端面Ｄと段差部１３との間で溶融し、かつ、図２に示すように、蛇腹管継ぎ手１の結合部１１に挿入された蛇腹管２の一端部２５における谷２３の少なくとも一部に溶加材３が充填されて蛇腹管２を溶接することができる。すなわち、溶加材３が結合部１１に塗布された状態で蛇腹管２の一端部２５が挿入されると、結合部１１と蛇腹管２の一端部２５との間の空間である谷２３の少なくとも一部に溶加材３が充填され、この状態で溶融して結合部１１と蛇腹管２の一端部２５とを溶接する。また、図４に示すように、蛇腹管２の一端部２５の少なくとも一部の山２１と結合部１１との間に溶加材３が溶融して溶接されてもよい。また、溶加材３は、山２１の一部及び谷２３の一部に充填されて結合部１１と蛇腹管２の一端部２５とを溶接してもよい。
図５乃至図７は、本発明の他の実施例に係る蛇腹管継ぎ手１を示す図である。
図５を参照すると、本発明の他の実施例に係る蛇腹管継ぎ手１は、外面に止め段部１３が形成され、蛇腹管２の一端部２５の内面に結合部１１の外面が接する。
蛇腹管２の一端部２５が蛇腹管継ぎ手１の結合部１１に外嵌されてもよい。この場合、溶加材３は、蛇腹管２の一端部２５の内面または結合部１１の外面に塗布され、好ましくは、図５に示すように、結合部１１の外面に塗布される。
溶加材３が塗布されている状態で蛇腹管２の一端部２５が外嵌され、止め段部１３は段差部１３として蛇腹管継ぎ手１の外面に形成されている。蛇腹管２の一端部２５が結合部１１の外面に嵌って接し、溶加材３は、蛇腹管２の一端部２５の山または谷の少なくとも一部と結合部１１の外面との間で溶融して溶接される。段差部１３は、蛇腹管２の一端部２５の先端面Ｄと溶接されて、溶加材３が溶融時に蛇腹管継ぎ手１の外面に沿って流れていくことを防止する。
図６乃至図７を参照すると、本発明の他の実施例に係る蛇腹管継ぎ手１が接合された蛇腹管２は、蛇腹管２にらせん状の山２１と谷２３が形成され、結合部１１にも、蛇腹管２の山２１と谷２３に対応するらせん状の山１５と谷１７が形成され、蛇腹管２が結合部１１に螺合するようになっている。
蛇腹管２にはらせん状の山２１と谷２３が形成されており、結合部１１にも、蛇腹管２の山２１と谷２３に対応するらせん状の山１５と谷１７が形成されている。
らせん状は、スクリューのような螺旋からなるとよく、蛇腹管２と結合部１１は、それらの山１５と谷１７によって回転しつつ螺合する。この螺合により、溶接前に一定の強度で結合した状態になる。
結合部１１に塗布された溶加材３は、螺合時に、蛇腹管２の山２１及び／または谷２３と結合部１１との間に位置するようになる。この状態で溶加材３は溶融して蛇腹管２と結合部１１とを溶接する。
蛇腹管２の一端部２５と結合部１１とが締結される実施例について説明すると、図６に示すように、蛇腹管２の一端部２５の外面に結合部１１の内面が螺合し、段差部１３は結合部１１の内面に形成されている。
蛇腹管２の一端部２５が結合部１１の内側に挿入されて、蛇腹管２の一端部２５の外面と結合部１１の内面が接する。この時、結合部１１に形成された山１５と谷１７によって蛇腹管２が螺合する。結合部１１に塗布された溶加材３は、蛇腹管２の螺合時に、蛇腹管２の谷２３と結合部１１との間に多量位置し、微量が蛇腹管２の寸法公差などにより蛇腹管２の山２１と結合部１１との間に位置することがある。溶加材３は、上述のように、溶融して結合部１１と蛇腹管２とを溶接する。
蛇腹管２の一端部２５と結合部１１とが締結される他の実施例について説明すると、図７に示すように、結合部１１が蛇腹管２の一端部２５の内側に挿入され、蛇腹管２の一端部２５の内面と結合部１１の外面が接する。この時、結合部１１に形成された山１５と谷１７によって蛇腹管２が螺合する。結合部１１に塗布された溶加材３は、蛇腹管２の螺合時に、蛇腹管２の山２１の内側面に該当する、谷２３のように形成された部分と結合部１１との間に多量位置し、微量が蛇腹管２の寸法公差などにより蛇腹管２の谷２３と結合部１１との間に位置することがある。溶加材３は、上述のように溶融して結合部１１と蛇腹管２を溶接する。
図８は、本発明の一実施例に係る蛇腹管２と蛇腹管継ぎ手１との溶接方法を示すフローチャートである。
図８を参照すると、本発明の一実施例に係る蛇腹管２と蛇腹管継ぎ手１との溶接方法は、山２１と谷２３が形成された蛇腹管２の一端部２５と、蛇腹管２の一端部２５が挿入される蛇腹管継ぎ手１の結合部１１のうち少なくとも一方に溶加材３を塗布する溶加材塗布段階（Ｓ１０）、蛇腹管２の一端部２５を蛇腹管継ぎ手１に形成された止め段部１３に突き当たって止まるように蛇腹管継ぎ手１の結合部１１に挿入する蛇腹管挿入段階（Ｓ２０）、及び蛇腹管継ぎ手１に挿入された蛇腹管２の少なくとも一部を加熱して溶加材３によって蛇腹管２の一端部２５と蛇腹管継ぎ手１とが溶接されるようにする蛇腹管溶接段階（Ｓ３０）を含む。
溶加材塗布段階（Ｓ１０）では、蛇腹管２の一端部２５と蛇腹管継ぎ手１の結合部１１のうち少なくとも一方に溶加材３が塗布される。図１乃至図７で上述したように、蛇腹管２の一端部２５と蛇腹管継ぎ手１が挿入される実施例によって溶加材３の塗布される位置がそれぞれ異なる。蛇腹管２の一端部２５と結合部１１が挿入される実施例に対応して溶加材３の塗布される位置が決定されるようにする。
蛇腹管挿入段階（Ｓ２０）は、図１乃至図５に示した蛇腹管２の一端部２５と結合部１１が挿入される実施例に従って挿入される。具体的に、結合部１１の外面または内面のいずれかと、蛇腹管２の一端部２５の内面または外面がそれぞれ対応して接する。もし、結合部１１の内面に蛇腹管２の一端部２５が挿入されると、蛇腹管２の一端部２５の外面が結合部１１の内面と接する。この時、溶加材塗布段階（Ｓ１０）の溶加材３は、結合部１１の内面に塗布されている。また、結合部１１の外面に蛇腹管２の一端部２５が外嵌されると、蛇腹管２の一端部２５の内面が結合部１１の外面と接する。この時、溶加材塗布段階（Ｓ１０）の溶加材３は結合部１１の外面に塗布されている。以下では、蛇腹管２の一端部２５の外面が結合部１１の内面と接するとして説明するが、これに本発明の思想が限定されるものではない。
また、蛇腹管挿入段階（Ｓ２０）では、図６または図７に示すように、らせん状の山２１と谷２３が形成された蛇腹管２が、蛇腹管２の山２１と谷２３に対応するらせん状の山２１と谷２３が形成された結合部１１に螺合しつつ挿入されてもよい。
蛇腹管挿入段階（Ｓ２０）は、溶加材３が塗布された状態で蛇腹管２の一端部２５が蛇腹管継ぎ手１に挿入され、この時、止め段部１３は、蛇腹管２の一端部２５が止まるようにする。
蛇腹管溶接段階（Ｓ３０）は、上記の蛇腹管継ぎ手１と蛇腹管２を溶接装置または熱処理炉により溶接温度に達するようにし、溶接温度で溶加材３が溶融して蛇腹管２の一端部２５と蛇腹管継ぎ手１とが溶接されるようにする段階である。
蛇腹管溶接段階（Ｓ３０）で、少なくとも止め段部１３と蛇腹管２の先端面Ｄが溶加材３により溶接される。すなわち、止め段部１３と蛇腹管２の先端面Ｄが溶接されることで、蛇腹管２の一端部２５と結合部１１との間に溶融している溶加材３が流れ出ることを防ぐ。また、溶加材３が溶接される部分は、蛇腹管２の先端面Ｄの一部でよく、また、先端面Ｄ全体における管の周りと止め段部１３との間が溶接されるとよい。上述のように、止め段部１３は、溶加材３の溶融時に流れ出ることを防き、蛇腹管２の先端面Ｄと止め段部１３との間に溶加材３が溶融して溶接がなされるようにする。また、蛇腹管２の先端面Ｄと止め段部１３との間が溶接されることによって、蛇腹管２の一端部２５における山２１と谷２３に塗布された溶加材３が外部に流れ出ることなく蛇腹管継ぎ手１の結合部１１と溶接されるようにする。
蛇腹管溶接段階（Ｓ３０）は、結合部１１と、結合部１１に挿入された蛇腹管２の一端部２５における山２１及び谷２３のうち少なくとも一部とが、溶加材３によって溶接される。
具体的に、図２に示すように、蛇腹管継ぎ手１の結合部１１に挿入された蛇腹管２の一端部２５の谷２３の少なくとも一部に溶加材３が充填され、結合部１１と蛇腹管２とを溶接することができる。すなわち、溶加材３が結合部１１に塗布された状態で蛇腹管２の一端部２５が挿入されると、結合部１１と蛇腹管２の一端部２５との間の空間である谷２３の部分の少なくとも一部に溶加材３が充填され、この状態で溶加材３が溶融して結合部１１と蛇腹管２の一端部２５とを溶接する。
また、図４に示すように、蛇腹管２の一端部２５の少なくとも一部の山２１と結合部１１との間に溶加材３が溶融して溶接されてもよい。また、溶加材３は、山２１の一部と谷２３の一部に充填されて結合部１１と蛇腹管２の一端部２５とを溶接してもよい。
また、図６乃至図７に示すように、、蛇腹管継ぎ手１の結合部１１と蛇腹管２の一端部２５とが螺合する場合にも、山２１及び／または谷２３の少なくとも一部に溶加材３が充填され、結合部１１と蛇腹管２の一端部２５とが溶接されてもよい。
蛇腹管２と蛇腹管継ぎ手１との溶接時に、蛇腹管２が溶接される温度は１０５０℃乃至１１５０℃であり、この温度は、蛇腹管２の溶接応力と加工硬化を除去するための固溶化熱処理温度に相当する。溶加材３は、１０５０℃乃至１１５０℃で溶融して溶接される材質のもので、上述のようにＢＮｉ系溶加材３とすることができる。これにより、蛇腹管２の熱処理時に、同じ熱処理炉中で蛇腹管２の熱処理と溶加材３による溶接（ブレーズ溶接、Ｂｒａｚｉｎｇ）を同時に行うため、別の溶接工程を行わずにすみ、製造コストを節減することができる。なお、別の溶接工程時に発生する溶接熱による熱応力が発生せず、溶接部の熱応力による腐食を防止することができる。
また、溶加材３が溶融して溶接される時に、蛇腹管２と蛇腹管２継ぎ手に全体的に均一に熱が伝達されるから、溶加材３の溶融及び溶接が容易に起き、溶接強度が向上する。
また、蛇腹管２と蛇腹管継ぎ手１とが一体として熱処理炉中で溶接されるので、蛇腹管２の長さにかかわることなく溶接可能であり、このような蛇腹管継ぎ手１の存在により、別の溶接リングを必要とせず、未熟練者にも溶接が可能になる。
最終的に、熱処理及び溶接の完了した蛇腹管２と蛇腹管継ぎ手１を熱処理炉中から取り出して冷却させることで、溶接が終了する。
以上では、本発明の好適な実施例について図示及び説明してきたが、本発明は、上述した特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱することなく、当該発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には様々な変形実施が可能であり、それらの変形実施は、本発明の技術的思想や展望と別個のものとして理解されてはならない。

Claims (13)

  1. 外面または内面に止め段部が形成された蛇腹管継ぎ手と、
    山と谷が形成された一端部が前記止め段部に当たって止まるように前記蛇腹管継ぎ手の少なくとも一部に挿入され、溶加材によって前記一端部が前記蛇腹管継ぎ手に溶接される蛇腹管と、を備え、
    前記蛇腹管は、オーステナイト系ステンレススチールから形成され、
    前記蛇腹管継ぎ手は、炭素鋼から形成され、
    前記溶加材は、６５〜７５％のＮｉと、１３〜２０％のＣｒと、２．７５〜４．７５％のＢとを含み、
    前記蛇腹管継ぎ手と前記蛇腹管との溶接は、熱処理工程と同時に、１０５０℃乃至１１５０℃の炉中で行われる、蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管。
  2. 前記蛇腹管継ぎ手は、
    胴部と、
    前記胴部に比べて小さい肉厚を有し、前記蛇腹管の一端部が挿入されて溶接される結合部と、
    を備えて構成され、
    前記止め段部は、前記胴部と前記結合部との間に形成される段差部である、請求項１に記載の蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管。
  3. 前記蛇腹管は、少なくとも前記段差部と前記蛇腹管の先端面とが前記溶加材によって溶接された、請求項２に記載の蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管。
  4. 前記蛇腹管は、前記山と谷のうち少なくとも一部が前記溶加材によって前記結合部と溶接された、請求項２に記載の蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管。
  5. 前記蛇腹管は、前記結合部に挿入された前記蛇腹管の一端部における谷の少なくとも一部に、前記溶加材が充填されて溶接された、請求項４に記載の蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管。
  6. 前記蛇腹管は、らせん状の山と谷が形成された、請求項２に記載の蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管。
  7. 前記結合部の外面または内面と、前記結合部に挿入された前記蛇腹管の一端部の内面または外面とがそれぞれ対応して接する、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管。
  8. 前記蛇腹管にはらせん状の山と谷が形成され、
    前記結合部は、前記蛇腹管の前記山と谷に対応するらせん状の山と谷が形成され、
    前記蛇腹管が前記結合部に螺合する、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の蛇腹管継ぎ手付きの蛇腹管。
  9. 山と谷が形成された蛇腹管の一端部と、前記蛇腹管の一端部が挿入される蛇腹管継ぎ手の結合部のうち少なくとも一方に溶加材を塗布する溶加材塗布段階と、
    前記蛇腹管の一端部を前記蛇腹管継ぎ手に形成された止め段部に当たって止まるよに前記蛇腹管継ぎ手の結合部に挿入する蛇腹管挿入段階と、
    前記蛇腹管継ぎ手に挿入された前記蛇腹管の少なくとも一部を加熱し、前記溶加材により前記蛇腹管の一端部と前記蛇腹管継ぎ手とが溶接されるようにする蛇腹管溶接段階と、
    を有し、
    前記蛇腹管は、オーステナイト系ステンレススチールから形成され、
    前記蛇腹管継ぎ手は、炭素鋼から形成され、
    前記溶加材は、６５〜７５％のＮｉと、１３〜２０％のＣｒと、２．７５〜４．７５％のＢとを含み、
    前記蛇腹管溶接段階は、１０５０℃乃至１１５０℃の炉中で行われ、溶接工程及び熱処理工程が同時に行われる、蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法。
  10. 前記蛇腹管挿入段階は、
    らせん状の山と谷が形成された前記蛇腹管が、前記蛇腹管の前記山と谷に対応するらせん状の山と谷が形成された前記結合部に螺合しつつ挿入される、請求項９に記載の蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法。
  11. 前記蛇腹管溶接段階は、少なくとも前記止め段部と前記蛇腹管の先端面が前記溶加材により溶接される、請求項９に記載の蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法。
  12. 前記蛇腹管溶接段階は、
    前記結合部と、前記結合部に挿入された前記蛇腹管の一端部における山と谷のうち少なくとも一部とが、前記溶加材により溶接される、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法。
  13. 前記蛇腹管溶接段階は、
    前記結合部に挿入された前記蛇腹管の一端部における谷の少なくとも一部に前記溶加材が充填されて溶接される、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の蛇腹管継ぎ手と蛇腹管との結合方法。
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