JP6680581B2 - 溶接接続部の未溶融部のシール方法およびシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、鋼材に他の金属材を接合してなるクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法およびシール構造に関する。

石油精製装置の常圧蒸留装置や減圧蒸留装置の主蒸留塔などの塔槽類等の圧力容器では、長年の使用により胴板の一部分が腐食により減肉した場合、更新や補修をする必要がある。
このような塔槽類の胴板の部分更新工法の一例として、特許文献１に記載のものが知られている。
この工法は、塔槽類の胴板の一部分の大型円筒状胴板部分を更新する工法であって、更新する前記大型円筒状胴板部分を上下方向に複数個の円筒状胴板部分に分け、この円筒状胴板部分を周方向に部分的に切断して取り除き、取り除いて生じた開口に新規部分胴板を溶接により取り付けることを繰り返すことにより、前記各円筒状胴板部分を順次更新して、前記大型円筒状胴板部分を更新する工法である。
また、このような工法において、胴板等の鋼板をチタンクラッド材等のクラッド材に代えて更新すると、胴板等を腐食に強いものにすることができる。

胴板等の鋼板をチタンクラッド材等のクラッド材に代えて更新する場合、チタンは鉄鋼やステンレスとの溶接が困難なため、塔槽類の胴部の材質が変わる境界に溶接個所が生じる構造を採用できない。
その解決法として、チタンクラッド材の仕切リングを軟鋼等の鋼材との境に設置し縁切りする方法がある。
この方法を図７を参照して説明する。この図に示すように、鋼材からなる胴板１に、鋼板３ａにチタン材２を接合してなるチタンクラッド材からなる胴板３を接合するには、まず、接合すべきチタンクラッド材３からなる上側の胴板３の鋼板３ａと、接合される下側の鋼板１とを溶接する。
次に、チタンクラッド材からなる胴板３の下端部のチタン材２を切除し、この切除によって現れた鋼板３ａに、チタンクラッド材からなる仕切リング５の下側の鋼材６を溶接する。
この場合、仕切リング５は非常に大きいものであるため、周方向に複数に分割してなる仕切リング片５ａ，５ａどうしを溶接によって接合する。
溶接によって接合する場合、仕切リング片５ａの上側のチタン材７どうしをチタン溶接する（符号Ｗ１で示す。）とともに、仕切リング片５ａの下側の鋼材６どうしを溶接する（符号Ｗ２で示す。）。
その後、チタンクラッド材からなる上側の胴板３のチタン材２と、仕切リング片５ａの上側のチタン材７とを、チタン材で形成されたＬ形のチタンアングル８によって接合する。

特許４８３７１３５号公報

ところが、チタンクラッド材からなる仕切リング片５ａ，５ａどうしを溶接によって接合して仕切リング５を形成すると、仕切リング５の厚さ方向の境界部分、つまり、仕切リング５の上側のチタン材７と、下側の鋼材６との境界部分に未溶融部Ｓが生じて、空洞Ｓが形成される。
このように、未溶融部Ｓの発生に起因する空洞Ｓが形成されると、この空洞Ｓから内容液が浸入し、本体母材、すなわち、胴板３の鋼板３ａに到達して腐食を起こさせるという問題がある。
このような問題は、チタンクラッド材からなる仕切リング片以外のチタンクラッド材どうしを溶接によって接合する場合でも生じ得るし、チタンクラッド材以外の溶接が困難なクラッド材どうしを溶接によって接合する場合も生じ得る。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、鋼材に他の金属材を接合してなるクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法およびシール構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明に係る溶接接続部の未溶融部のシール方法は、鋼材に他の金属材を接合してなるクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法であって、
溶接すべき前記クラッド材の鋼材どうしの溶接部と、前記金属材どうしの溶接部との溶接接続部に生じた前記未溶融部の一部を含んで、前記クラッド材に孔を前記溶接部の溶接線に交差して設け、
前記孔に前記未溶融部に密着可能なシール部材と、このシール部材を前記未溶融部の開口部に押圧する押圧手段を設け、
この押圧手段によって前記シール部材を前記未溶融部の開口部に押圧して密着させることによって、前記未溶融部の開口部をシールすることを特徴とする。

本発明においては、溶接接続部に生じた未溶融部の一部を含んで、クラッド材に設けられた孔にシール部材を設け、このシール部材を押圧手段によって未溶融部の開口部に押圧して密着させるので、当該クラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部の開口部を確実にシールできる。したがって、未溶融部による空洞から内容液が浸入することがないので、これに起因する腐食を防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記押圧手段は、前記孔の軸方向に移動可能な軸部材と、この軸部材をその軸方向に移動させる軸移動手段とを備え、
前記軸部材には前記軸方向に対して傾斜する軸部材傾斜面が設けられ、前記シール部材には前記軸部材傾斜面に係合可能なシール部材傾斜面が設けられ、
前記孔に前記軸部材と前記軸移動手段とを挿入するとともに、前記軸部材傾斜面をシール部材傾斜面に係合させた後、前記軸部材を前記軸移動手段によって、軸方向の一方向に移動させることによって、前記シール部材を前記孔の径方向に拡げて、前記未溶融部の開口部に押圧して密着させることが好ましい。

このような構成によれば、軸移動手段によって、軸部材を軸方向の一方向に移動させることによって、軸部材傾斜面がシール部材傾斜面を押圧して、当該シール部材を孔の径方向に拡げて、未溶融部の開口部に押圧して密着させるので、未溶融部の開口部を確実にシールできる。

また、本発明の前記構成において、前記軸移動手段は、前記軸部材に設けられた雄ねじ部と、この雄ねじ部に螺合し、かつ、前記クラッド材の表面に軸回りに回転可能に設けられたナットとを備え、
前記ナットを回すことによって、前記軸部材を軸方向の一方向に移動させることが好ましい。

このような構成によれば、軸部材の雄ねじ部に螺合しているナットを回すことによって、軸部材を軸方向の一方向に移動させるので、ナットを回すという簡単な操作によって、シール部材で未溶融部の開口部を確実にシールできる。

また、本発明の前記構成において、前記ナットを回すことによって、前記軸部材を軸方向の一方向に移動させて、前記シール部材を前記未溶融部の開口部に押圧して密着させた後、前記ナットを前記クラッド材に溶接することが好ましい。

このような構成によれば、シール部材を未溶融部の開口部に押圧して密着させた後、ナットをクラッド材に溶接するので、ナットが緩むことがない。したがって、シール部材による未溶融部のシール性が低下するのを防止できる。また、ナットをクラッド材に溶接するので、ナットとクラッド材との間の隙間から内容液が浸入するのを防止できる。

また、本発明の係る溶接接続部の未溶融部のシール構造は、鋼材に他の金属材を接合してなるクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール構造であって、
溶接すべき前記クラッド材の鋼材どうしの溶接部と、前記金属材どうしの溶接部との溶接接続部に生じた前記未溶融部の一部を含んで、前記溶接部の溶接線に交差する方向に孔が前記クラッド材に設けられており、
前記孔に設けられたシール部材が前記未溶融部の開口部に密着されていることを特徴とする。

本発明においては、クラッド材の孔に設けられたシール部材が未溶融部に密着されているので、クラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部による空洞から内容液が浸入することがないので、これに起因する腐食を防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記孔に設けられた押圧手段によって前記シール部材が前記未溶融部の開口部に押圧されて密着されていることが好ましい。

このような構成によれば、このシール部材が押圧手段によって未溶融部の開口部に押圧されて密着されているので、未溶融部による空洞を確実にシールできる。

本発明によれば、鋼材に他の金属材を接合してなるクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部を確実にシールできる。したがって、未溶融部による空洞から内容液が浸入することがないので、これに起因する腐食を防止できる。

本発明の第１の実施の形態を示すもので、チタンクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法を説明するための概略斜視図である。 同、チタンクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール構造の側断面図である。 同、チタンクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール構造の正断面図である。 同、チタンクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法を説明するための工程図であり、（ａ）はチタンクラッド材に孔を設けた状態を示す側断面図、（ｂ）は孔にシール部材と押圧手段を設けた状態を示す側断面図、（ｃ）はシール構造を示す正断面図である。 同、シール部材および軸部材等を示す分解斜視図である。 発明の第２の実施の形態を示すもので、チタンクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール構造の側断面図である。 従来のチタンクラッド材の仕切リングを軟鋼等の鋼材との境に設置し縁切りする方法を説明するための要部の概略斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態を示すもので、クラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法（以下、単にシール方法と称する。）を説明するための概略斜視図である。
図１に示すように、本実施の形態のシール方法は、鋼材にチタン材を接合してなるチタンクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部をシールする方法である。
つまり、本実施の形態のシール方法は、塔槽類の鋼材からなる胴板の一部（特に塔槽類の胴部の上端部に位置する胴板の一部）をチタンクラッド材からなる胴板３に代えて更新する際において、塔槽類の胴部の内周部に溶接される大型の仕切リング５を周方向に複数に分割してなる仕切リング片５ａ，５ａどうしを溶接によって接合する場合に、本発明を適用した例である。

図２において、符号３がチタンクラッド材からなる胴板である。この胴板３は鋼板３ａとこの鋼板３ａに接合されたチタン材２とから構成されている。
そして、この胴板３にチタンクラッド材からなる仕切リング片５ａの外周部が溶接されている。この場合、胴板３の内面側を構成するチタン材２の下端部を切除して、鋼板３ａの内周面を露出させた後、この露出した鋼板３ａに、仕切リング片５ａの下面側を構成する鋼材６の外周面を溶接する。なお、溶接した部分は黒塗りの三角形で示している。以下において、溶接した分は同様に黒塗りの三角形で示す。
また、胴板３の内面側のチタン材２と、仕切リング片５ａの上面側を構成するチタン材７とをチタン材で形成されたＬ形のチタンアングル８によって接合する。
このような、胴板３への仕切リング片５ａの溶接やチタンアングル８による接合は、仕切リング片５ａを周方向に溶接して接合するにともなって順次行う。また、仕切リング片５ａを順次溶接していくことで、仕切リング５を形成し、その後、仕切リング５をチタンアングル８によってチタン材２に接合してもよい。

次に、チタンクラッド材からなる仕切リング片５ａ，５ａを溶接するとともに、仕切リング片５ａ，５ａどうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法について説明する。
仕切リング片５ａ，５ａどうしを溶接する場合、図１に示すように、仕切リング片５ａ，５ａの上側のチタン材７，７どうしをチタン溶接する（符号Ｗ１で示す。）とともに、仕切リング片５ａ，５ａの下側の鋼材６，６どうしを溶接する（符号Ｗ２で示す。）。

このようにして、仕切リング片５ａ，５ａどうしを溶接すると、図１に示すように、仕切リング片５ａ，５ａの厚さ方向の境界部分、つまり、仕切リング片５ａの上側のチタン材７と、下側の鋼材６との境界部分に未溶融部Ｓが生じて、空洞Ｓが形成される。
このように、未溶融部Ｓの発生に起因する空洞Ｓが形成されると、この空洞Ｓから内容液が浸入し、本体母材、すなわち、胴板３の鋼板３ａに到達して腐食を起こさせるため、この空洞Ｓを以下のようにしてシールする。

すなわちまず、図４（ａ）に示すように、溶接すべき仕切リング片５ａの鋼材６どうしの溶接部と、チタン材７どうしの溶接部との溶接接続部に生じた未溶融部Ｓの一部を含んで、溶接部の溶接線に直交（交差）する方向に孔１０を仕切リング片５ａに貫通して設ける。この場合、孔１０は、図１に示すように、溶接線Ｌの長手方向略中央部、つまり仕切リング片５ａの幅方向の略中央部にリーマ加工によって設ける。

次に、孔１０に図４（ｂ）に示すように、未溶融部Ｓに密着可能なシール部材１１と、このシール部材１１を未溶融部Ｓの開口部に押圧する押圧手段１２を設ける。
ここで、シール部材１１と押圧手段１２の構成について説明する。
シール部材１１は、図５に示すように、全体としてリング状に形成されており、軸方向に離間して配置されている上下２つのリング１１ａ，１１ａどうしを連結部１１ｂ，１１ｂで連結することによって構成されている。リング１１ａの外周部には、複数の三角形状の切欠部１１ｃが周方向に所定間隔で離間して形成されている。
また、連結部１１ｂ，１１ｂはシール部材１１の径方向に対向して設けられており、当該連結部１１ｂの内面は、シール部材傾斜面１１ｄとなっている。このシール部材傾斜面１１ｄは、軸方向の上方に向かうほど径方向外側に傾くような傾斜面となっているとともに、周方向には湾曲した面となっている。また、連結部１１ｂの外面は軸方向と平行な一部円柱面となっており、この一部円柱面がシール面１１ｅとなっている。
このようなシール部材１１は、例えばチタンによって形成されているが、仕切リング片５ａや後述する軸部材１３より硬度を低くすることによって、未溶融部Ｓの開口部、すなわち未溶融部Ｓの端部が開口している孔１０の内周面への密着度が増し、シール性を向上させることができる。

押圧手段１２は、図５に示すように、前記孔１０の軸方向に移動可能な軸部材１３と、この軸部材１３をその軸方向に移動させる軸移動手段１４（図２参照）とを備えている。
軸部材１３は、円柱状のボルト部１３ａと、このボルト部１３ａの上端面から上方に延出する矩形板状の延出板部１３ｂと、この延出板部１３ｂの上端部に形成された台形板状の台形板部１３ｃとから構成されている。
延出板部１３ｂの幅はボルト部１３ａの直径と略等しくなっており、当該延出板部１３ｂの幅方向に対向する面は、前記ボルト部１３ａの外周面と同一の曲率を有する部分円柱面となっている。
台形板部１３ｃは、その厚さ方向に直交する２つの面が互いに平行な平坦面となっており、当該平坦面は延出板部１３ｂの厚さ方向に直交する２つの平坦面と面一となっている。また、台形板部１３ｃの幅方向に対向する面は、軸方向の上方に向かうほど外側に向かうような軸部材傾斜面１３ｄ，１３ｄとなっているとともに、周方向には湾曲した面となっている。
この軸部材傾斜面１３ｄと、前記シール部材傾斜面１１ｄとは孔１０の軸方向に対する傾き角度が等しくなっており、軸部材傾斜面１３ｄはシール部材傾斜面１１ｄと係合するようになっている（図２参照）。

また、軸部材１３の上部には、クランプボルト１５が係合されている。クランプボルトは上ボルト部１５ａと、この上ボルト部１５ａと同軸に一体的に設けられ、当該上ボルト部１５ａより小径の下ボルト部１５ｂと、上ボルト部１５ａの上端面に設けられた頭部１５ｃとを備えている。
下ボルト部１５ｂには、その下端面から軸方向に沿って上方に延びる溝部１５ｄが形成されている。溝部１５ｄは上ボルト部１５ａの下端を超えて当該上ボルト部１５ａの軸方向の一部まで延びている。また、溝部１５ｄの溝幅は台形板部１３ｃの厚さとほぼ等しいか若干大き目に形成されている。そして、この溝部１５ｄに台形板部１３ｃが下方から挿入されて嵌合している。

また、下ボルト部１５ｂにはシール部材１１が下方から外挿され、下ボルト部１５ｂの雄ねじが形成されていない円柱部１５ｅに外挿されている。さらに、軸部材１３には下方から、円筒状のシール押え１８が外挿されている。シール押え１８の内周面の略下半分には雌ねじ部１８ａが形成され（図２参照）、この雌ねじ部１８ａがクランプボルト１５の下ボルト部１５ｂに螺合している。そして、このシール押え１８の上端面がシール部材１１の下端面に当接している。これによって、シール部材１１はシール押え１８によって下方への移動が規制されている。

また、クランプボルト１５の頭部１５ｃは上ボルト部１５ａの上端面の径方向に延在する略直方体状の方向指標部１５ｃとなっている。すなわち、この方向指標部１５ｃの延在方向（長手方向）は溝部１５ｄの方向と同一となっており、これによって、当該溝部１５ｄに嵌合している台形板部１３ｃの軸部材傾斜面１３ｄ，１３ｄを結ぶ方向と、方向指標部１５ｃの方向とが一致することになる。したがって、この軸部材傾斜面１３ｄ，１３ｄに係合しているシール部材傾斜面１１ｄ，１１ｄの周方向における位置が方向指標部１５ｃの向きによって分かるようになっている。

軸移動手段１４は、図１〜図３に示すように、軸部材１３のボルト部（雄ねじ部）１３ａと、このボルト部（雄ねじ部）１３ａに螺合し、かつ、仕切リング片５ａの下面に軸回りに回転可能に設けられたナット２０と、前記ボルト部１３ａに外挿された調整リング２１と、皿ばね２２とを備えている。
調整リング２１は、図２に示すように、小径部２１ａと大径部２１ｂとを有しており、小径部２１ａの外周面が孔１０の下端部の内周面に当接し、大径部２１ｂの上面が仕切リング片５ａの下面に当接している。
調整リング２１の大径部２１ｂの下面には座部が設けられており、この座部に皿ばね２２が設けられている。
ナット２０は、袋ナットで構成されており、ナット部２０ａと、このナット部２０ａより大径のフランジ部２０ｂとから構成され、フランジ部２０ｂの内側には円環状の凹部が設けられている。そして、この凹部に皿ばね２２と、調整リング２１の大径部２１ｂとが収容されている。
そして、調整リング２１は皿ばね２２によって仕切リング片５ａの下面に圧接されて固定されており、これによって、軸部材１３の上下の移動をガイドしている。

このような構成の軸移動手段１４では、ナット２０を一方向に回すことによって、軸部材１３が下方に移動する。これによって、軸部材傾斜面１３ｄがシール部材傾斜面１１ｄに係合して、シール部材１１が孔１０の径方向に拡がるようになっている。

さて、図４（ｂ）に戻って、孔１０にシール部材１１と押圧手段１２を設ける場合、軸部材１３、クランプボルト１５、シール部材１１およびシール押え１８を組み立ててなる組立体を孔１０の上部から挿入する。この場合、軸部材１３の上ボルト部１５ａが仕切リング片５ａの上面から突出するようにして挿入したうえで、上ボルト部１５ａにナット２５を螺合する。なお、予め上ボルト部１５ａにナット２５を螺合してなる組立体を孔１０に挿入してもよい。
組立体を孔１０に挿入した後、クランプボルト１５を必要に応じて回して、方向指標部１５ｃを、図１に示すように、溶接線Ｌの延在方向に合わせるとによって、シール部材１１のシール面１１ｅ，１１ｅを未溶融部Ｓの発生に起因する空洞Ｓの開口面（空洞Ｓが開口する孔１０の内周面）に当接する。
また、この状態おいて、軸部材１３の軸部材傾斜面１３ｄはシール部材１１のシール部材傾斜面１１ｄに係合している。

次に、図４（ｃ）に示すように、軸部材１３のボルト部１３ａに、調整リング２１と、皿ばね２２とを外挿したうえで、ナット２０を螺合する。そして、このナット２０を回して締め付けていくと、軸部材１３が下方に移動して、軸部材傾斜面１３ｄがシール部材傾斜面１１ｄを押圧して、シール部材１１を孔１０の径方向に拡げて、当該シール部材１１のシール面１１ｅ，１１ｅを未溶融部（空洞）Ｓの開口部（孔１０の内周面）に押圧して密着させる。これによって、孔１０に開口している未溶融部（空洞）Ｓの端部の開口部が密閉（シール）されるので、空洞Ｓから内容液が浸入して、母材である鋼板３ａに達することがない。

このようにして、シール部材１１のシール面１１ｅを未溶融部（空洞）Ｓの開口部に押圧して密着させた後、ナット２０を仕切リング片５ａの下面に全周溶接する。
また、軸部材１３の上ボルト部１５ａに螺合しているナット２５を仕切リング片５ａの上面に全周溶接するとともに、上ボルト部１５ａの上端部をナット２５の上面に全周溶接する。
このように全周溶接することによって、ナット２０と仕切リング片５ａとの間の隙間、ナット２５と仕切リング片５ａとの間の隙間および上ボルト部１５ａとナット２５のねじ孔との間の隙間からの内容液の浸入を防止する。

このようなシール方法によるシール構造は、図２に示すように、鋼材６にチタン材７を接合してなるクラッド材（仕切リング片）５ａ，５ａどうしの溶接接続部に生じた未溶融部Ｓのシール構造であり、溶接すべきクラッド材５ａ，５ａの鋼材６，６どうしの溶接部と、チタン材７，７どうしの溶接部との溶接接続部に生じた未溶融部Ｓの一部を含んで、溶接部の溶接線Ｌに交差（直交）する方向に孔１０がクラッド材５ａに設けられており、孔１０に設けられたシール部材１１が未溶融部Ｓの開口部に密着されたものとなっている。
また、シール部材１１は、孔１０に設けられた押圧手段１２によって溶接接続部の未溶融部の開口部に押圧されている。

以上のように本実施の形態によれば、チタンクラッド材からなる仕切リング片５ａ，５ａの溶接接続部に生じた未溶融部Ｓの一部を含んで、仕切リング片５ａ，５ａに設けられた孔１０にシール部材１１を設け、このシール部材１１を押圧手段１２によって未溶融部Ｓの開口部に押圧して密着させるので、当該仕切リング片５ａ，５ａどうしの溶接接続部に生じた未溶融部Ｓを確実にシールできる。したがって、未溶融部Ｓによる空洞Ｓから内容液が浸入することがないので、これに起因する腐食を防止できる。
特に、シール部材１１はリング状に形成され、径方向に対向して２つのシール面１１ｅ，１１ｅによって、空洞（未溶融部）Ｓの２つの開口部をシールできるので、二重の密封構造となり、密封性を高めることができる。

また、仕切リング片５ａ，５ａに設けられた孔１０に軸部材１３と軸移動手段１４とを挿入するとともに、軸部材傾斜面１３ｄをシール部材傾斜面１１ｄに係合させた後、軸部材１３を軸移動手段１４によって、下方に移動させることによって、シール部材１１を孔１０の径方向に拡げて、シール面１１ｅを未溶融部Ｓの開口部に押圧して密着させるので、未溶融部Ｓを確実にシールできる。つまり、軸部材１３には軸移動手段１４によって下方に向けて荷重が作用するが、この荷重の一部は軸部材傾斜面１３ｄとシール部材傾斜面１１ｄとの係合面によって、孔１０の径方向に作用してシール部材１１のシール面１１ｅ，１１ｅを未溶融部Ｓの開口部に強い力で押し付けるので、未溶融部Ｓを確実にシールできる。

さらに、軸移動手段１４は、軸部材１３に設けられた雄ねじ部１３ａと、この雄ねじ部１３ａに螺合し、かつ、仕切リング片５ａの下面に軸回りに回転可能に設けられたナット２０とを備え、このナット２０を回すことによって、軸部材１３を下方に移動させるので、ナット２０を回すという簡単な操作によって、シール部材１１で未溶融部Ｓを確実にシールできる。

また、シール部材１１のシール面１１ｅを未溶融部（空洞）Ｓの開口部に押圧して密着させた後、ナット２０を仕切リング片５ａの下面に全周溶接するとともに、軸部材１３の上ボルト部１５ａに螺合しているナット２５を仕切リング片５ａの上面に全周溶接し、さらに、上ボルト部１５ａの上端部をナット２５の上面に全周溶接するので、ナット２０と仕切リング片５ａとの間の隙間、ナット２５と仕切リング片５ａとの間の隙間および上ボルト部１５ａとナット２５のねじ孔との間の隙間からの内容液の浸入を確実に防止できる。

（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態を示すもので、クラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法（以下、単にシール方法と称する。）を説明するための断面図である。
第１の実施の形態は、チタン材７と鋼材６の溶接深さ方向を塔槽類の軸方向に向けて仕切リング５を配置した場合の例であるのに対し、本実施の形態はチタン材７と鋼材６の溶接深さ方向を塔槽類の軸方向と直交する方向に向けて仕切リング５を配置した場合の例である。つまり、第１の実施の形態を横型の例であるとすると、第２実施の形態は縦型の例である。
なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と共通部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施の形態では、上下の胴板３，３の溶接部において、胴板３，３の内周面にリング状の段差調整用ライナープレート３０を溶接し、この段差調整用ライナープレート３０の下側において、胴板３に仕切リング片５ａを構成する鋼材６の外周部を溶接する。また、上側の胴板３の内面側のチタン材２と、仕切リング片５ａを構成するチタン材７とをチタン材で形成されたＬ形のチタンアングル８によって接合する。
このような、胴板３への仕切リング片５ａの溶接やチタンアングル８による接合は、仕切リング片５ａを周方向に溶接して接合するにともなって順次行う。

次に、チタンクラッド材からなる仕切リング片５ａ，５ａを溶接するとともに、仕切リング片５ａ，５ａどうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法について説明する。
仕切リング片５ａ，５ａどうしを溶接する場合、仕切リング片５ａ，５ａの内周側のチタン材７どうしをチタン溶接するとともに、仕切リング片５ａ，５ａの外周側の鋼材６，６どうしを溶接する。

このようにして、仕切リング片５ａ，５ａどうしを溶接すると、図６に示すように、仕切リング片５ａ，５ａの厚さ方向の境界部分、つまり、仕切リング片５ａの内側のチタン材７と、外側の鋼材６との境界部分に未溶融部Ｓが生じて、空洞Ｓが形成される。
このように、未溶融部Ｓの発生に起因する空洞Ｓが形成されると、この空洞Ｓから内容液が浸入し、本体母材、すなわち、胴板３の鋼板３ａに到達して腐食を起こさせるため、この空洞Ｓを以下のようにしてシールする。

すなわちまず、溶接すべき仕切リング片５ａの鋼材６どうしの溶接部と、チタン材７どうしの溶接部との溶接接続部に生じた未溶融部Ｓの一部を含んで、溶接部の溶接線に直交（交差）する方向に孔１０Ａを仕切リング片５ａに設ける。この孔１０Ａは貫通孔ではなく、仕切リング片５ａの表面（塔槽類の内側を向く面）に開口する孔である。なお、孔１０Ａは、溶接線の長手方向略中央部、つまり仕切リング片５ａの幅方向（図６では上下方向）の略中央部にリーマ加工によって設ける。

次に、孔１０Ａに未溶融部Ｓに密着可能なシール部材１１と、このシール部材１１を未溶融部Ｓに押圧する押圧手段３２を設ける。
ここで、押圧手段３２の構成について説明する。
押圧手段３２は、前記孔１０Ａの軸方向に移動可能な軸部材１３と、この軸部材１３をその軸方向に移動させる軸移動手段３４とを備えている。
軸移動手段３４は、軸部材１３のボルト部（雄ねじ部）１３ａと、このボルト部（雄ねじ部）１３ａに螺合するナット２０と、このナット２０と仕切リング片５ａとの間に設けられた筒状のスペーサ３５と、スペーサ３５とナット２０との間に設けられた皿ばね２２とを備えている。

スペーサ３５の内側には、略円筒状のシール押え３６が設けられている。また、スペーサ３５の内周面には雌ねじ部３５ａが設けられており、この雌ねじ部３５ａにシール押え３６の外周面に設けられた雄ねじ部３６ａが螺合されている。また、シール押え３６の端部（図６において左端部）がシール部材の１１の端部（図６において右端部）に当接している。
また、孔１０Ａの底部にはリング状のシール押え３７が設けられており、その一端部（図６において左端部）は孔１０Ａの底面に当接され、他端部（図６において右端部）はシール部材１１の端部（図６において左端部）に当接されている。
これによって、シール部材１１は孔１０Ａの軸方向への移動が規制されている。

そして、このような構成の軸移動手段３４では、ナット２０を一方向に回すことによって、軸部材１３が右方に移動する。これによって、軸部材傾斜面１３ｄがシール部材傾斜面１１ｄを押圧して、シール部材１１が孔１０Ａの径方向に拡がるようになっている。

孔１０Ａにシール部材１１と押圧手段３２を設ける場合、孔１０Ａにシール押え３７を挿入した後、軸部材１３、シール部材１１、シール押え３６およびスペーサ３５を組み立ててなる組立体を孔１０Ａに挿入する。この状態おいて、軸部材１３の軸部材傾斜面１３ｄはシール部材１１のシール部材傾斜面１１ｄに係合している。

次に、軸部材１３のボルト部１３ａに、皿ばね２２を外挿したうえで、ナット２０を螺合する。そして、このナット２０を回して締め付けていくと、軸部材１３が右方に移動して、軸部材傾斜面１３ｄがシール部材傾斜面１１ｄを押圧して、シール部材１１を孔１０Ａの径方向に拡げて、当該シール部材１１のシール面１１ｅ，１１ｅを未溶融部（空洞）Ｓの開口部に押圧して密着させる。これによって、孔１０Ａに開口している未溶融部（空洞）Ｓの端部の開口部が密閉（シール）されるので、空洞Ｓから内容液が浸入して、母材である鋼板３ａに達することがない。

このようにして、シール部材１１のシール面１１ｅを未溶融部（空洞）Ｓの開口部に押圧して密着させた後、ナット２０をスペーサ３５の右端面に全周溶接する。
また、スペーサ３５を仕切リング片５ａのチタン材７に全周溶接する。
このように全周溶接することによって、ナット２０とスペーサ３５との間の隙間およびスペーサ３５とチタン材７との間の隙間からの内容液の浸入を防止する。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、シール部材１１を押圧手段３２によって未溶融部Ｓの開口部に押圧して密着させるので、当該仕切リング片５ａ，５ａどうしの溶接接続部に生じた未溶融部Ｓを確実にシールできる。したがって、未溶融部Ｓによる空洞Ｓから内容液が浸入することがないので、これに起因する腐食を防止できる。
特に、シール部材１１はリング状に形成され、径方向に対向して２つのシール面１１ｅ，１１ｅによって、空洞（未溶融部）Ｓの２つの開口部をシールできるので、二重の密封構造となり、密封性を高めることができる。

また、仕切リング片５ａ，５ａに設けられた孔１０Ａに軸部材１３と軸移動手段３４とを挿入するとともに、軸部材傾斜面１３ｄをシール部材傾斜面１１ｄに係合させた後、軸部材１３を軸移動手段３４によって、下方に移動させることによって、シール部材１１を孔１０Ａの径方向に拡げて、シール面１１ｅを未溶融部Ｓの開口部に押圧して密着させるので、未溶融部Ｓを確実にシールできる。

さらに、軸移動手段３４は、軸部材１３に設けられた雄ねじ部１３ａと、この雄ねじ部１３ａに螺合し、かつ、仕切リング片５ａの下面にスペーサ３５を介して軸回りに回転可能に設けられたナット２０とを備え、このナット２０を回すことによって、軸部材１３を下方に移動させるので、ナット２０を回すという簡単な操作によって、シール部材１１で未溶融部Ｓを確実にシールできる。

また、シール部材１１のシール面１１ｅを未溶融部（空洞）Ｓに押圧して密着させた後、ナット２０をスペーサ３５の右端面に全周溶接するとともに、スペーサ３５を仕切リング片５ａのチタン材７に全周溶接するので、ナット２０とスペーサ３５との間の隙間およびスペーサ３５とチタン材７との間の隙間からの内容液の浸入を確実に防止できる。

なお、前記２つの実施の形態では、本発明をチタンクラッド材からなる仕切リング片５ａ，５ａを溶接して接合する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限ることなく、仕切リング片５ａ，５ａ以外のチタンクラッド材どうしを溶接によって接合する場合や、チタンクラッド材以外の溶接が困難なクラッド材どうしを溶接によって接合する場合でも適用できる。

Ｓ 未溶融部
５ 仕切リング
５ａ 仕切リング片（クラッド材）
６ 鋼材
７ チタン材
１０，１０Ａ 孔
１１ シール部材
１１ｄ シール部材傾斜面
１２，３２ 押圧手段
１３ 軸部材
１３ａ 雄ねじ部
１３ｄ 軸部材傾斜面
１４，３４ 軸移動手段
２０ ナット

Claims (10)

1. 鋼材に他の金属材を接合してなるクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール方法であって、
   溶接すべき前記クラッド材の鋼材どうしの溶接部と、前記金属材どうしの溶接部との溶接接続部に生じた前記未溶融部の一部を含んで、前記クラッド材に孔を前記溶接部の溶接線に交差して設け、
   前記孔に前記未溶融部に密着可能なシール部材と、このシール部材を前記未溶融部に押圧する押圧手段を設け、
   この押圧手段によって前記シール部材を前記未溶融部の開口部に押圧して密着させることによって、前記未溶融部の開口部をシールすることを特徴とする溶接接続部の未溶融部のシール方法。
2. 前記押圧手段は、前記孔の軸方向に移動可能な軸部材と、この軸部材をその軸方向に移動させる軸移動手段とを備え、
   前記軸部材には前記軸方向に対して傾斜する軸部材傾斜面が設けられ、前記シール部材には前記軸部材傾斜面に係合可能なシール部材傾斜面が設けられ、
   前記孔に前記軸部材を挿入するとともに、前記軸部材傾斜面をシール部材傾斜面に係合させた後、前記軸部材を前記軸移動手段によって、軸方向の一方向に移動させることによって、前記シール部材を前記孔の径方向に拡げて、前記未溶融部の開口部に押圧して密着させることを特徴とする請求項１に記載の溶接接続部の未溶融部のシール方法。
3. 前記軸移動手段は、前記軸部材に設けられた雄ねじ部と、この雄ねじ部に螺合し、かつ、前記クラッド材の表面に軸回りに回転可能に設けられたナットとを備え、
   前記ナットを回すことによって、前記軸部材を軸方向の一方向に移動させることを特徴とする請求項２に記載の溶接接続部の未溶融部のシール方法。
4. 前記ナットを回すことによって、前記軸部材を軸方向の一方向に移動させて、前記シール部材を前記未溶融部の開口部に押圧して密着させた後、前記ナットを前記クラッド材に溶接することを特徴とする請求項３に記載の溶接接続部の未溶融部のシール方法。
5. 塔槽類の胴部を構成する鋼板に対して、仕切リングを構成する前記クラッド材の外周部が溶接により接合されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶接接続部の未溶融部のシール方法。
6. 鋼材に他の金属材を接合してなるクラッド材どうしの溶接接続部に生じた未溶融部のシール構造であって、
   溶接すべき前記クラッド材の鋼材どうしの溶接部と、前記金属材どうしの溶接部との溶接接続部に生じた前記未溶融部の一部を含んで、前記溶接部の溶接線に交差する方向に孔が前記クラッド材に設けられており、
   前記孔に設けられたシール部材が前記未溶融部の開口部に密着されていることを特徴とする溶接接続部の未溶融部のシール構造。
7. 前記孔に設けられて押圧手段によって前記シール部材が前記未溶融部の開口部に押圧されて密着されていることを特徴とする請求項６に記載の溶接接続部の未溶融部のシール構造。
8. 塔槽類の胴部を構成する鋼板に対して、仕切リングを構成する前記クラッド材の外周部が溶接により接合されていることを特徴とする請求項６または７に記載の溶接接続部の未溶融部のシール構造。
9. 前記鋼板には前記クラッド材の金属材と同種の金属材が接合されており、
   前記クラッド材の金属材と、前記鋼板の金属材とが、前記クラッド材および前記鋼板の金属材と同種の金属材で形成された部材で接合されることを特徴とする請求項５に記載の溶接接続部の未溶融部のシール方法。
10. 前記鋼板には前記クラッド材の金属材と同種の金属材が接合されており、
    前記クラッド材の金属材と、前記鋼板の金属材とが、前記クラッド材および前記鋼板の金属材と同種の金属材で形成された部材で接合されることを特徴とする請求項８に記載の溶接接続部の未溶融部のシール構造。

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