JP5610715B2 - Pipe welding method and shielding gas filling foaming agent - Google Patents
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Description
この発明は、管材の溶接方法およびシールドガス充填用発泡剤に関し、さらに詳しくは、シールドガス保持性能および施工性を向上できる管材の溶接方法およびシールドガス充填用発泡剤に関する。 The present invention relates to a pipe welding method and a shielding gas filling foaming agent, and more particularly to a pipe welding method and a shielding gas filling foaming agent capable of improving shield gas retention performance and workability.
近年の管材の溶接方法では、例えば、鋼管、合金鋼管、ステンレス管、アルミニウム管などの溶接時にて、管材の内部に泡沫層を形成して管材の内部を封止し、この泡沫層により封止された空間にシールドガス(バックシールド)を充填して管材を溶接する方法が採用されている。また、この泡沫層の形成には、シールドガス充填用発泡剤が用いられている。そして、かかる溶接方法により、管材内部のシールドガス雰囲気が泡沫層により適正に保持されて、溶接の品質の向上が図られている。 In recent pipe material welding methods, for example, when welding steel pipes, alloy steel pipes, stainless steel pipes, aluminum pipes, etc., a foam layer is formed inside the pipe material and the inside of the pipe material is sealed, and the foam layer is sealed. A method is used in which the space is filled with a shielding gas (back shield) and the pipe material is welded. Moreover, the foaming agent for shielding gas filling is used for formation of this foam layer. And by this welding method, the shielding gas atmosphere inside a pipe material is appropriately hold | maintained with a foam layer, and the improvement of the quality of welding is aimed at.
かかる従来の管材の溶接方法には、特許文献1に記載される技術が知られている。また、シールドガス充填用発泡剤には、特許文献1〜特許文献3に記載される、飽和脂肪酸のアルカノールアミン塩および飽和脂肪酸のアルカノールアミドおよび溶媒として水およびアルコールを混合した薬剤を用いる技術が知られている。
The technique described in
管材の溶接方法では、泡沫層の形成から管材の溶接までに長時間を要する場合があり、工事の都合上、数日間にわたる長期の保持性能が求められる場合がある。シールドガス充填用発泡剤においては,形成された泡沫層が長時間にわたり安定に保持できることが求められているが,従来技術においては、形成された泡沫層は24時間以上の保持が可能とされているものの、複数日間以上の保持性能については明確でない。従って実工事に問題なく対応するためには、シールドガス保持性能の更なる向上が求められていた。また実際の工事では,部分補修など開先合せ後に隙間から泡沫を充填しなければならない場合があるが,従来技術では隙間からの泡沫の充填が困難であることから対応できないという問題があることから,シールドガス保持性能に加えて施工性の向上が望まれていた。 In the pipe material welding method, it may take a long time from the formation of the foam layer to the welding of the pipe material, and a long-term holding performance over several days may be required for the convenience of construction. In the foaming agent for filling a shielding gas, it is required that the formed foam layer can be stably held for a long time. However, in the prior art, the formed foam layer can be held for 24 hours or more. However, the retention performance for multiple days or more is not clear. Therefore, in order to cope with actual construction without any problem, further improvement in shielding gas retention performance has been demanded. Also, in actual construction, foam may need to be filled from the gap after groove alignment, such as partial repair, but the conventional technology has a problem that it cannot be handled because it is difficult to fill the foam from the gap. Therefore, improvement of workability in addition to shielding gas retention performance has been desired.
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、泡沫層のシールドガス保持性能および施工性を向上できる管材の溶接方法およびシールドガス充填用発泡剤を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the welding method of a pipe material and the foaming agent for shielding gas filling which can improve the shield gas retention performance and workability of a foam layer.
上記目的を達成するため、この発明にかかる管材の溶接方法は、管材の内部に泡沫層を形成すると共に前記泡沫層により封止された空間にシールドガスを充填して前記管材を溶接する管材の溶接方法であって、前記泡沫層の形成にあたり、質量分率0.1[%]以上5[%]以下の濃度でケラチンタンパク質を含むシールドガス充填用発泡剤が用いられることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method for welding pipes according to the present invention is a method for welding pipes by forming a foam layer inside the pipe and filling a space sealed by the foam layer with a shielding gas. In the welding method, a foaming agent for filling a shielding gas containing a keratin protein at a concentration of a mass fraction of 0.1 [%] to 5 [%] is used for forming the foam layer.
また、この発明にかかるシールドガス充填用発泡剤は、管路に噴射されて発泡することにより泡沫層を形成して前記管路を封止するシールド用発泡剤であって、質量分率0.1[%]以上5[%]以下の濃度でケラチンタンパク質を含むことを特徴とする。
The shield gas filling foam material according to the present invention is a shield for the blowing agent to seal the pipe to form a foam layer by foaming is injected into the conduit, the
この発明にかかる管材の溶接方法およびシールドガス充填用発泡剤では、たんぱく質を含まないシールドガス充填用発泡剤およびコラーゲンタンパク質を含むシールドガス充填用発泡剤が用いられる構成と比較して、泡沫層の保持性・耐圧性が向上するため,シールドガス保持性能が向上する利点がある。また、ケラチンタンパク質が両親媒性を有することにより、泡剤の粘度が低下し,噴射時にノズル部で生じる圧力損失がより小さくなるため、より細長いノズルでの施工が可能となるなど施工性が向上する利点がある。 In the pipe material welding method and the shielding gas filling foaming agent according to the present invention, the foam layer has a foam layer in comparison with the configuration in which the shielding gas filling foaming agent not containing protein and the shielding gas filling foaming agent containing collagen protein are used. Since retention and pressure resistance are improved, there is an advantage that shield gas retention performance is improved. In addition, the keratin protein has amphipathic properties, which lowers the viscosity of the foam and lowers the pressure loss that occurs at the nozzle during spraying. There are advantages to doing.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Further, the constituent elements of this embodiment include those that can be replaced while maintaining the identity of the invention and that are obvious for replacement. In addition, a plurality of modifications described in this embodiment can be arbitrarily combined within a range obvious to those skilled in the art.
[管材の溶接方法]
この管材の溶接方法は、例えば、鋼管、合金鋼管、ステンレス管、アルミニウム管などの溶接時にて、管材の内部に泡沫層を形成して管材の内部を封止し、この泡沫層により封止された空間にシールドガス(バックシールド)を充填して管材を溶接する管材の溶接方法に適用される。以下、この管材の溶接方法について図面を参照しつつ詳細に説明する(図1〜図6参照)。
[Pipe material welding method]
For example, when welding steel pipes, alloy steel pipes, stainless steel pipes, aluminum pipes, etc., this pipe material welding method forms a foam layer inside the pipe material and seals the inside of the pipe material, and is sealed by this foam layer. This method is applied to a pipe welding method in which a shield gas (back shield) is filled in a closed space to weld the pipe. Hereinafter, this pipe material welding method will be described in detail with reference to the drawings (see FIGS. 1 to 6).
この管材の溶接方法では、まず、溶接対象である一対の管材1、1が溶接部を突き合わせて配置される(図1参照)。例えば、この実施例では、長尺かつ細長な一対の円筒管1、1が端部を突き合わせて配置されている。
In this pipe material welding method, first, a pair of
次に、管材1内の所定の位置に泡沫層Sが形成される(図2参照)。例えば、円筒管1、1の突き合わせ部から円筒管1の内部にスプレー装置2のノズル22が挿入され、このノズル22を介してシールドガス充填用発泡剤が管材1内に噴射される。そして、シールドガス充填用発泡剤が発泡することにより、泡沫状の泡沫層Sが管材1内の所定の位置に形成される。また、この泡沫層Sが、突き合わされた一対の管材1、1の双方にそれぞれ形成される(図3参照)。なお、このシールドガス充填用発泡剤については、後述する。
Next, a foam layer S is formed at a predetermined position in the tube material 1 (see FIG. 2). For example, the
なお、スプレー装置2は、シールドガス充填用発泡剤を噴射するための装置であり、例えば、本体部21と、ノズル22と、ストッパー(ガイド)23とを有する(図6参照)。本体部21は、シールドガス充填用発泡剤を収容する容器である。ノズル22は、本体部21から引き出された長尺なチューブであり、シールドガス充填用発泡剤の噴射経路となる。このノズル22は、管材1の内部に湾曲しつつ挿入できるように、可撓性材料(例えば、プラスチック、フッ素樹脂などの樹脂材料)から成る。例えば、この実施例では、ノズル22がフッ素樹脂材料により構成されている。これにより、シールドガス充填用発泡剤の泡切れの良さ、および、ノズル22の耐摩耗性が高められている。また、かかるフッ素樹脂から成るノズル22は、管材1の内壁を傷つけないため、好ましい。なお、ノズル22の先端形状は、例えば、開放端形状、ラッパ形状、噴射孔を側部に有する形状などにより構成される。ストッパー23は、管材1に対するノズル22の挿入長さを規制する部材であり、例えば、シリコンゴム材料から成る。このストッパー23は、ノズル22が管材1の端部から内部に挿入されたときに、管材1、1の突き合わせ部に当接する。これにより、管材1に対するノズル22の挿入長さが規制されて、ノズル22の端部が所定の位置(泡沫層Sを形成すべき位置)に配置される。ノズル22の長さは,溶接時に発生する熱の影響を受けない程度に溶接部から十分離れた距離に泡沫を形成できる,30[cm]〜50[cm]の範囲に設定されている。
The
次に、管材1、1の突き合わせ部から管材1内にシールドガスGが充填されて、泡沫層S、S間にシールドガス雰囲気が形成される(図4参照)。そして、管材1、1の端部が突き合わされた後、このシールドガス雰囲気下にて管材1、1の溶接が行われる。このとき、管材1内部のシールドガス雰囲気が泡沫層Sにより適正に保持されるので、内面の溶接金属の酸化が抑制され、溶接の品質が向上する。その後に、管材1の内部が水洗浄されて、泡沫層Sが除去される(図5参照)。このとき、泡沫層Sを形成する泡沫(シールドガス充填用発泡剤)が水溶性なので、泡沫層Sの水洗浄が容易に行われて、管材1内の残留異物が低減される。なお、シールドガスGには、例えば、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスが用いられる。また、管材1の溶接には、例えば、アーク溶接機が用いられる。
Next, the shielding gas G is filled into the
[シールドガス充填用発泡剤]
ここで、この管材の溶接方法では、泡沫層Sの形成にあたり、ケラチンタンパク質を含むシールドガス充填用発泡剤が用いられることが好ましい。かかる構成では、たんぱく質を含まないシールドガス充填用発泡剤およびコラーゲンタンパク質を含むシールドガス充填用発泡剤が用いられる構成と比較して、(1)泡沫層S(泡沫の泡性状)の保持性が向上し、また、(2)泡沫層Sの耐圧性が向上する利点がある。また、ケラチンタンパク質が両親媒性を有するので、(3)泡剤の粘度が低下する利点がある。
[Foaming agent for shielding gas filling]
Here, in this pipe material welding method, in forming the foam layer S, it is preferable to use a foaming agent for filling a shield gas containing keratin protein. In such a configuration, compared with the configuration in which the shielding gas filling foaming agent not containing protein and the shielding gas filling foaming agent containing collagen protein are used, (1) the retention property of the foam layer S (foam foam property) is higher. And (2) there is an advantage that the pressure resistance of the foam layer S is improved. Moreover, since keratin protein has amphipathic property, there exists an advantage which the viscosity of (3) foaming agents falls.
例えば、(1)泡沫層Sの保持性が向上すると、シールドガス雰囲気が長時間適正に保持される。管材溶接の施工現場では、全体工程の都合上,管材の溶接方法の泡沫層Sの形成から管材1の溶接までに一定の時間が設けられる場合がある。このため、泡沫層Sの保持可能時間が長いほど,泡沫層Sの形成から管材1の溶接までの時間を長く設定することが出来、管材の溶接方法と他の工程との調整が容易となり,工事の都合上好ましい。
For example, (1) When the retainability of the foam layer S is improved, the shield gas atmosphere is properly maintained for a long time. At the construction site of pipe welding, a certain period of time may be provided from the formation of the foam layer S of the pipe welding method to the welding of the
また、(2)泡沫層Sの耐圧性が向上すると、泡沫層SがシールドガスGの圧力により流動することなく所定の位置に保持される。また、管材溶接の施工現場では、ユニット内の温度差により大気の比重差が生じて、管材内部に差圧が発生する場合がある。このとき、この差圧により泡沫層Sが管材内部を流動すると、シールドガス雰囲気が悪化するおそれがある。したがって、泡沫層Sの耐圧性が向上することにより、かかる事態が防止される。 Further, (2) when the pressure resistance of the foam layer S is improved, the foam layer S is held at a predetermined position without flowing due to the pressure of the shield gas G. In addition, at the construction site for pipe welding, a difference in the specific gravity of the atmosphere may occur due to a temperature difference in the unit, and a differential pressure may be generated inside the pipe. At this time, if the foam layer S flows inside the tube due to the differential pressure, the shielding gas atmosphere may be deteriorated. Therefore, this situation is prevented by improving the pressure resistance of the foam layer S.
また、(3)泡剤の粘度が低下すると、噴射される泡沫の粘度が低くなり、施工の自由度が広がるので好ましい。例えば、泡沫の粘度が低いほど、噴射時にノズル部で生じる圧力損失がより小さくなるため、より細長いノズル(例えば、内径2[mm]かつ長さ500[mm]のノズル)22を用いて泡沫層Sを形成できる。すると、管材1、1の突き合わせ部の狭い隙間からでもノズル22を挿入できるので、開先合わせの前後で時期を選ばず泡沫層Sの形成が可能である。これにより、泡沫層Sの形成のために他の工程を調整する必要が無くなる。また,部分補修など開先合せ後に隙間から泡沫を充填しなければならない場合でも対応が可能である。なお、LPGの配合率は、10[%]〜40[%]の範囲にあることが好ましく、15[%]〜35[%]の範囲にあることがより好ましい。
Moreover, (3) When the viscosity of a foaming agent falls, since the viscosity of the foam injected becomes low and the freedom degree of construction spreads, it is preferable. For example, the lower the foam viscosity, the smaller the pressure loss that occurs at the nozzle during injection, so the foam layer is formed using a longer and narrower nozzle (for example, a nozzle having an inner diameter of 2 [mm] and a length of 500 [mm]) 22. S can be formed. Then, since the
なお、ケラチンタンパク質は、動物の毛、皮膚外皮の角質、毛髪、爪などから抽出され、特に、ヒトの毛髪の8割以上を構成する。ケラチンタンパク質のアミノ酸組成は、他のタンパク質にほとんど存在しないシスチンを約1割含有する。シスチンは分子内にジスフィルド結合(S−S結合)を有することから,ケラチンたんぱく質のペプチド鎖はシスチンに由来するジスルフィド結合で網目状に結ばれ,その結果ケラチンたんぱく質が一定の機械的強度を有することが知られている。 The keratin protein is extracted from animal hair, skin keratin, hair, nails and the like, and particularly constitutes 80% or more of human hair. The amino acid composition of keratin protein contains about 10% of cystine which is hardly present in other proteins. Since cystine has a disulfide bond (SS bond) in the molecule, the peptide chain of keratin protein is networked by disulfide bonds derived from cystine, and as a result, keratin protein has a certain mechanical strength. It has been known.
なお、この管材の溶接方法では、シールドガス充填用発泡剤にかかるケラチンタンパク質の濃度が0.1[%]以上5[%]以下であることが好ましい。かかる構成では、シールドガス充填用発泡剤の泡沫の保持性・耐圧性・粘度が適正化されるので、シールドガス充填用発泡剤のシールドガス保持性能・施工性を両立できる利点がある。例えば、ケラチンタンパク質の濃度が5[%]を越えると、泡沫の粘性が過大となり、施工性が失われ好ましくない。また、ケラチンタンパク質の濃度が0.1[%]未満となると、ケラチンタンパク質添加による泡沫の保持性・耐圧性向上効果が十分に現れないため好ましくない。 In this pipe material welding method, it is preferable that the concentration of the keratin protein applied to the shielding gas filling foaming agent is 0.1 [%] or more and 5 [%] or less. In such a configuration, the foam retention property, pressure resistance, and viscosity of the shielding gas filling foaming agent are optimized, and thus there is an advantage that both the shielding gas retaining performance and workability of the shielding gas filling foaming agent can be achieved. For example, if the concentration of keratin protein exceeds 5%, the foam viscosity becomes excessive, and workability is lost. Further, if the concentration of keratin protein is less than 0.1 [%], the effect of improving foam retention and pressure resistance due to the addition of keratin protein does not appear sufficiently, which is not preferable.
この実施例では、相互に異なる成分を有するシールドガス充填用発泡剤について、泡沫層Sの保持性、耐圧性および移動距離に関する性能試験が行われた。以下、これらの性能試験について説明する。 In this example, performance tests on the retention property, pressure resistance, and travel distance of the foam layer S were performed on the foaming agents for filling the shielding gas having different components. Hereinafter, these performance tests will be described.
[泡沫層の保持性に関する性能試験]
泡沫層の保持性に関する性能試験では、まず、調製されたシールドガス充填用発泡剤と噴射剤であるLPG(Liquefied petroleum gas)とが重量比2:1(LPGの重量比33.3[%])の割合でスプレー缶2(図6参照)に充填される。次に、このシールドガス充填用発泡剤が円筒形状のアクリル管(内径50[mm]かつ長さ300[mm])の内部に噴射されて、アクリル管の内部に泡沫層Sが形成される。そして、両端を解放したアクリル管が縦置き状態にて温度20[℃]の条件下で放置される。その後に、所定時間の経過後における泡沫層Sの性状が目視にて観察されて、評価が行われる。評価は、◎、○、△および×の4段階にて行われ、◎側であるほど好ましい(図8参照)。
[Performance test on foam layer retention]
In the performance test regarding the retention of the foam layer, first, the prepared shielding gas filling foaming agent and LPG (Liquefied petroleum gas) as a propellant were in a weight ratio of 2: 1 (LPG weight ratio of 33.3 [%]). ) Is filled in the spray can 2 (see FIG. 6). Next, the foaming agent for filling the shielding gas is injected into the cylindrical acrylic tube (inner diameter 50 [mm] and length 300 [mm]), and the foam layer S is formed inside the acrylic tube. Then, the acrylic tube with both ends open is left standing under the condition of a temperature of 20 [° C.] in a vertical state. Thereafter, the properties of the foam layer S after the elapse of a predetermined time are visually observed and evaluated. The evaluation is performed in four stages of 、, ○, Δ, and ×, and the ◎ side is more preferable (see FIG. 8).
図7−1において、実施例1、比較例1および比較例2のシールドガス充填用発泡剤は、(a)ステアリン酸トリエタノールアミン塩、(b)ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、(c)アルコール、(d)タンパク質、(e)水により調製されている。(a)ステアリン酸トリエタノールアミン塩および(b)ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドは、微細気泡(泡沫)を安定化するための発泡剤として用いられる。(c)アルコールは、溶媒および安定剤として用いられる。(d)タンパク質は、主として泡沫の保水性および金属に対する密着性を確保するために用いられる。(e)水は、溶媒として用いられる。なお、これらの成分の配合比は、当業者自明の範囲内にて最適化され得る。また、(d)タンパク質を除く他の成分が共通となっている(図7−1参照)。この(d)タンパク質について、実施例1では、ケラチンタンパク質(配合比5[%])が用いられている。また、比較例1では、コラーゲンタンパク質が用いられ、比較例2では、ガゼインタンパク質が用いられている。一方、従来例のシールドガス充填用発泡剤は、市販品(商品名「サンフォームP−30」)であり、ケラチンタンパク質が配合されていない。 In FIG. 7-1, the foaming agent for filling a shield gas of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is (a) stearic acid triethanolamine salt, (b) coconut oil fatty acid diethanolamide, (c) alcohol, (D) Protein, (e) Prepared with water. (A) Stearic acid triethanolamine salt and (b) coconut oil fatty acid diethanolamide are used as a foaming agent for stabilizing fine bubbles (foam). (C) Alcohol is used as a solvent and a stabilizer. (D) Protein is mainly used to ensure foam water retention and adhesion to metal. (E) Water is used as a solvent. In addition, the compounding ratio of these components can be optimized within the range obvious to those skilled in the art. Moreover, (d) Other components except protein are common (refer FIG. 7-1). Regarding this protein (d), in Example 1, keratin protein (blending ratio 5 [%]) is used. In Comparative Example 1, collagen protein is used, and in Comparative Example 2, casein protein is used. On the other hand, the conventional foaming agent for filling a shielding gas is a commercially available product (trade name “Sunfoam P-30”) and does not contain keratin protein.
試験結果に示すように、実施例1では、噴射直後および24時間放置後の泡性状が「◎:硬く安定した泡」のまま維持されており、比較例1および比較例2よりも好ましい(図7−1および図8参照)。また、48時間放置後の泡性状が「○:比較的硬い泡(泡の緻密さが低下)」に留まっており、「△:泡の緻密さが喪失」した従来例よりも好ましい。このように、シールドガス充填用発泡剤がケラチンタンパク質を含むことにより、泡沫層Sの保持性が向上することが分かる。 As shown in the test results, in Example 1, the foam properties immediately after injection and after being left for 24 hours are maintained as “「: hard and stable foam ”, which is preferable to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 (FIG. 7-1 and FIG. 8). Further, the foam properties after standing for 48 hours remain at “◯: relatively hard foam (decrease in bubble density)”, which is more preferable than the conventional example in which “Δ: loss of foam density”. Thus, it turns out that the retainability of foam layer S improves because the foaming agent for shielding gas filling contains keratin protein.
また、図7−2において、実施例6、実施例7および比較例3のシールドガス充填用発泡剤は、(a)ステアリン酸トリエタノールアミン塩、(b)ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、(c)アルコール、(d)ケラチンタンパク質、(e)水により調製されている。また、(d)ケラチンタンパク質の配合比が0.5[%]、0.1[%]および0.0[%]から選択されており、これに応じて(e)水の配合比が調整されている。 Moreover, in FIG. 7-2, the foaming agent for shielding gas filling of Example 6, Example 7 and Comparative Example 3 is (a) stearic acid triethanolamine salt, (b) coconut oil fatty acid diethanolamide, (c) It is prepared with alcohol, (d) keratin protein, and (e) water. In addition, (d) the ratio of keratin protein is selected from 0.5 [%], 0.1 [%] and 0.0 [%], and (e) the ratio of water is adjusted accordingly. Has been.
試験結果に示すように、実施例6および実施例7では、噴射直後および48時間放置後の泡性状が「○:比較的硬い泡」に維持されており、比較例3よりも好ましい(図7−2および図8参照)。このように、シールドガス充填用発泡剤がケラチンタンパク質を含むことにより、泡沫層Sの保持性が向上することが分かる。特に、実施例7のように少量(0.1[%])のケラチンタンパク質が配合された場合であっても、ケラチンタンパク質が配合されていない比較例3よりも好ましい試験結果が得られている。また、実施例6と実施例7とを比較すると、0.5[%]の配合比を有する実施例6は、1週間経過後における泡性状が「△:泡の緻密さが喪失」に留まっており、0.1[%]の配合比を有する実施例7よりも好ましい。したがって、ケラチンタンパク質の配合比が適正化されることにより、泡沫層Sの保持性が向上することが分かる。 As shown in the test results, in Examples 6 and 7, the foam properties immediately after injection and after standing for 48 hours are maintained as “◯: relatively hard foam”, which is preferable to Comparative Example 3 (FIG. 7). -2 and Figure 8). Thus, it turns out that the retainability of foam layer S improves because the foaming agent for shielding gas filling contains keratin protein. In particular, even when a small amount (0.1 [%]) of keratin protein is blended as in Example 7, a preferable test result is obtained over Comparative Example 3 in which no keratin protein is blended. . Further, when Example 6 and Example 7 are compared, Example 6 having a blending ratio of 0.5 [%] has a foam property of “Δ: loss of bubble density” after one week. And more preferable than Example 7 having a blending ratio of 0.1 [%]. Therefore, it can be seen that the retention of the foam layer S is improved by optimizing the blending ratio of the keratin proteins.
[泡沫層の耐圧性に関する性能試験]
泡沫層の耐圧性に関する性能試験では、調製されたシールドガス充填用発泡剤と噴射剤であるLPGとが重量比2:1(LPGの重量比33.3[%])の割合でスプレー缶2(図6参照)に充填される。次に、このシールドガス充填用発泡剤が円筒形状のアクリル管10(内径50[mm]かつ長さ300[mm])の内部に噴射されて、アクリル管10の内部に泡沫層Sが形成される。次に、両端を解放したアクリル管10が縦置き状態にて温度20[℃]の条件下で放置される。次に、所定時間の放置後に、評価装置3が用いられてアクリル管10に内圧が付加される。そして、内圧が5[mmH20/min]の速度で加圧され、内圧の上昇が停止(泡沫層Sが崩壊)したときの内圧が計測されて、評価が行われる(図9参照)。評価は、◎、○、△および×の4段階にて行われ、◎側であるほど泡が崩壊し難く好ましい(図8参照)。
[Performance test on pressure resistance of foam layer]
In the performance test relating to the pressure resistance of the foam layer, the
なお、評価装置3は、圧力調整用アクリル管31と、流量計32と、マノメータ33と、圧力調整用バルブ(流量可変バルブ)34と、内圧開放用バルブ35とを備える(図9参照)。また、圧力調整用アクリル管31と泡沫層Sが形成されたアクリル管10とが接続管36を介して接続される。この評価装置3では、圧縮空気が流量計32を介して圧力調整用アクリル管31に導入される。そして、マノメータ33および圧力調整用バルブ34が用いられて、圧力調整用アクリル管31内の空気圧が調整される。これにより、アクリル管10内の空気圧が調整される。
The evaluation device 3 includes a pressure adjusting
図10において、実施例2〜実施例5のシールドガス充填用発泡剤は、(a)ステアリン酸トリエタノールアミン塩、(b)ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、(c)アルコール、(d)ケラチンタンパク質、(e)水により調製されており、共通の成分を有している。ただし、(d)ケラチンタンパク質の配合比が3.0[%]、4.0[%]および5.0[%]から選択されており、これに応じて他の成分(a)〜(c)および(e)が調整されている。一方、従来例のシールドガス充填用発泡剤は、市販品(商品名「サンフォームP−30」)であり、ケラチンタンパク質が配合されていない。 In FIG. 10, the foaming agents for filling the shield gas of Examples 2 to 5 are (a) stearic acid triethanolamine salt, (b) coconut oil fatty acid diethanolamide, (c) alcohol, (d) keratin protein, (E) It is prepared with water and has common components. However, the blending ratio of (d) keratin protein is selected from 3.0 [%], 4.0 [%] and 5.0 [%], and other components (a) to (c) are selected accordingly. ) And (e) are adjusted. On the other hand, the conventional foaming agent for filling a shielding gas is a commercially available product (trade name “Sunfoam P-30”) and does not contain keratin protein.
試験結果に示すように、実施例2〜実施例5では、噴射直後における泡沫層Sの耐圧性が「◎:20[mmH20/min]」の水準にあり、「△:5[mmH20/min]」である従来例よりも好ましい(図10および図11参照)。このように、シールドガス充填用発泡剤がケラチンタンパク質を含むことにより、泡沫層Sの耐圧性が向上することが分かる。さらに、実施例2および実施例3では、1週間放置後における泡沫層Sの耐圧性が「○:10[mmH20/min]」の水準にあり、実施例4および実施例5よりも好ましい。このように、(d)ケラチンタンパク質の比率が適正化されることにより、泡沫層Sの耐圧性が向上することが分かる。 As shown in the test results, in Examples 2 to 5, the pressure resistance of the foam layer S immediately after injection is at the level of “◎: 20 [mmH20 / min]”, and “Δ: 5 [mmH20 / min]”. Is more preferable than the conventional example (see FIGS. 10 and 11). Thus, it turns out that the pressure resistance of foam layer S improves because the foaming agent for shielding gas filling contains keratin protein. Furthermore, in Example 2 and Example 3, the pressure resistance of the foam layer S after standing for 1 week is at the level of “◯: 10 [mmH20 / min]”, which is more preferable than Example 4 and Example 5. Thus, it turns out that the pressure resistance of the foam layer S improves by optimizing the ratio of (d) keratin protein.
[泡沫層の移動距離に関する性能試験]
泡沫層の移動距離に関する性能試験では、調製されたシールドガス充填用発泡剤と噴射剤であるLPGとが重量比2:1(LPGの重量比33.3[%])の割合でスプレー缶2(図6参照)に充填される。次に、このシールドガス充填用発泡剤が円筒形状のステンレス管20(内径50[mm]かつ長さ600[mm])の内部に噴射されて、ステンレス管20の内部に泡沫層Sが形成される。次に、評価装置3(図9参照)が用いられてステンレス管20に内圧5[mmH20]が付加される。そして、ステンレス管20を縦置きにして温度20[℃]の条件下で放置する(図12参照)。次に、所定時間の放置後に、泡沫層Sの長さおよび移動距離が測定される。そして、この測定結果に基づいて評価が行われる。
[Performance test on moving distance of foam layer]
In the performance test relating to the movement distance of the foam layer, the
この性能試験では、ケラチンタンパク質を含む実施例1のシールドガス充填用発泡剤(図7−1参照)と、従来例のシールドガス充填用発泡剤とが比較される。 In the performance test, the shielding gas filling foaming agent of Example 1 containing keratin protein (see FIG. 7-1) and the conventional shielding gas filling foaming agent are compared.
試験結果に示すように、実施例1のシールドガス充填用発泡剤では、従来例のシールドガス充填用発泡剤と比較して、経過時間に対する泡沫層の移動距離が短い(図13参照)。すなわち、実施例1のシールドガス充填用発泡剤では、工事現場でユニット内の温度差による大気の比重差などにより管材1内部に差圧が発生した場合にも泡沫層Sが移動し難いので、従来例に比べてシールドガス雰囲気がより適正に確保される。したがって、シールドガス充填用発泡剤がケラチンタンパク質を含むことにより、差圧条件下におけるシールドガス保持性能が向上することが分かる。
As shown in the test results, the foaming agent for filling a shielding gas of Example 1 has a shorter moving distance of the foam layer with respect to the elapsed time than the foaming agent for filling a shielding gas of the conventional example (see FIG. 13). That is, in the foaming agent for filling a shielding gas of Example 1, the foam layer S is difficult to move even when a differential pressure is generated inside the
以上のように、この発明にかかる管材の溶接方法およびシールドガス充填用発泡剤は、シールドガス保持性能および施工性を向上できる点で有用である。 As described above, the pipe welding method and shielding gas filling foaming agent according to the present invention are useful in that the shielding gas retention performance and workability can be improved.
1 管材
2 スプレー装置(スプレー缶)
21 本体部
22 ノズル
23 ストッパー
3 評価装置
31 圧力調整用アクリル管
32 流量計
33 マノメータ
34 圧力調整用バルブ
35 内圧開放用バルブ
36 接続管
10 アクリル管
20 ステンレス管
G シールドガス
S 泡沫層
1
21
Claims (2)
前記泡沫層の形成にあたり、質量分率0.1[%]以上5[%]以下の濃度でケラチンタンパク質を含むシールドガス充填用発泡剤が用いられることを特徴とする管材の溶接方法。 A method of welding a pipe material, wherein a foam layer is formed inside the pipe material and a space sealed by the foam layer is filled with a shielding gas to weld the pipe material,
In forming the foam layer, a foaming agent for filling a shielding gas containing a keratin protein at a concentration of a mass fraction of 0.1 [%] to 5 [%] is used.
質量分率0.1[%]以上5[%]以下の濃度でケラチンタンパク質を含むことを特徴とするシールドガス充填用発泡剤。 A foaming agent for shielding that seals the pipeline by forming a foam layer by being injected and foamed into the pipeline,
A foaming agent for filling a shielding gas, comprising keratin protein at a mass fraction of 0.1 [%] to 5 [%].
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