JP7502776B2 - Pipe connection structure and pipe connection method - Google Patents

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Description

本願は、配管接続構造および配管接続方法に関する。 This application relates to a pipe connection structure and a pipe connection method.

従来より、ドレントラップ等の弁装置が知られている。弁装置の流出口には、配管が差込み溶接によって接続される。差込み溶接は、例えば特許文献1に開示されているように、溶接熱による配管の膨張によって溶接部に歪が発生しないように、配管と差込み対象物との間に所定の差込みギャップを設けた状態、即ち配管と差込み対象物とを離間させた状態で行われる。 Valve devices such as drain traps have been known for some time. A pipe is connected to the outlet of the valve device by plug welding. As disclosed in Patent Document 1, for example, plug welding is performed with a predetermined plug gap between the pipe and the object to be plugged, i.e., with the pipe and the object to be plugged apart, so that the weld does not become distorted due to the expansion of the pipe caused by welding heat.

特開2010-69595号公報JP 2010-69595 A

ところで、上述した弁装置においては、流出口と配管との間に幾分かの差込みギャップが残ったままになる場合がある。そうすると、流出口においては、配管の端部からエロージョンが発生しやすくなる。 However, in the above-mentioned valve device, some insertion gap may remain between the outlet and the piping. If this happens, erosion may easily occur at the end of the piping at the outlet.

本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、差込みギャップが残ることに起因するエロージョンの発生を抑制しつつ、溶接熱による影響を抑制することができる配管接続構造および配管接続方法を提供することにある。 The technology disclosed in this application has been developed in light of these circumstances, and its purpose is to provide a pipe connection structure and a pipe connection method that can suppress the effects of welding heat while suppressing the occurrence of erosion caused by remaining insertion gaps.

本願に開示の技術は、筒状に形成された流体の流出口と、前記流出口に差込み溶接によって接続される配管とを備えた配管接続構造である。前記流出口は、前記配管が差し込まれる大径部と、該大径部に連続して形成され、内径が前記大径部よりも小さい小径部とを有している。前記配管は、前記大径部に差し込まれる管本体と、前記管本体の内方端に設けられ、前記流出口における前記大径部と前記小径部との境界に形成された段差部に接すると共に、溶接熱によって生じる前記管本体のその管軸方向への膨張を吸収する膨張吸収部とを有している。 The technology disclosed in this application is a piping connection structure that includes a cylindrically formed fluid outlet and a pipe that is connected to the outlet by plug welding. The outlet has a large diameter portion into which the pipe is inserted, and a small diameter portion that is formed continuous with the large diameter portion and has an inner diameter smaller than that of the large diameter portion. The pipe has a pipe body that is inserted into the large diameter portion, and an expansion absorption portion that is provided at the inner end of the pipe body and contacts a step portion formed at the boundary between the large diameter portion and the small diameter portion at the outlet, and absorbs expansion of the pipe body in the pipe axial direction caused by welding heat.

本願に開示の別の技術は、筒状に形成され、内周面に段差部が設けられた流体の流出口に、配管を差込み溶接によって接続する配管接続方法である。前記配管接続方法は、前記段差部との間に所定の差込みギャップが存するように前記配管を前記流出口に差し込む工程と、前記流出口の端面と前記配管の外周面とを溶接接合すると共に、前記溶接接合の際の溶接熱による前記配管の膨張によって前記配管の端部が前記段差部に接して前記差込みギャップをゼロにする工程と、前記段差部に接した前記配管の端部が、前記溶接接合の際の溶接熱による前記配管のさらなる膨張を吸収するように変形する工程とを備えている。 Another technology disclosed in the present application is a piping connection method for connecting a pipe to a fluid outlet formed in a cylindrical shape and having a step on its inner circumferential surface by insertion welding. The piping connection method includes the steps of inserting the pipe into the outlet so that a predetermined insertion gap exists between the step and the outlet, welding the end face of the outlet and the outer circumferential surface of the pipe, and causing the end of the pipe to come into contact with the step due to the expansion of the pipe caused by the welding heat during the welding, thereby reducing the insertion gap to zero, and deforming the end of the pipe that comes into contact with the step to absorb further expansion of the pipe caused by the welding heat during the welding.

本願に開示の技術によれば、差込みギャップに起因するエロージョンの発生を抑制しつつ、溶接熱による影響を抑制することができる。 The technology disclosed in this application makes it possible to suppress the effects of welding heat while also suppressing the occurrence of erosion caused by the insertion gap.

図1は、実施形態1に係る配管接続構造の概略構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a pipe connection structure according to a first embodiment. 図2は、実施形態1に係る配管接続時の一状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing one state when piping is connected according to the first embodiment. 図3は、実施形態1に係る配管接続時の一状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing one state when piping is connected according to the first embodiment. 図4は、実施形態1に係る配管接続時の一状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing one state when piping is connected according to the first embodiment. 図5は、実施形態2に係る配管接続構造の概略構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a pipe connection structure according to the second embodiment. 図6は、実施形態2に係る配管接続時の一状態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing one state when piping is connected according to the second embodiment. 図7は、実施形態2に係る配管接続時の一状態を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing one state when piping is connected according to the second embodiment. 図8は、実施形態2に係る配管接続時の一状態を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing one state when piping is connected according to the second embodiment.

以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 The following describes embodiments of the present application with reference to the drawings. Note that the following embodiments are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the technology disclosed in the present application, its applications, or its uses.

(実施形態1)
本願の実施形態1について図1~図4を参照しながら説明する。本実施形態の配管接続構造100は、流体の流出口10と、配管20とを備えている。
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 4. A pipe connection structure 100 of this embodiment includes an outlet port 10 for a fluid and a pipe 20.

流出口10は、例えば、ドレントラップ1の流出口である。ドレントラップ1は、蒸気システム等に設けられ、ドレンが流入してきた場合にはドレンを流出させる一方、蒸気が流入してきた場合には蒸気の流出を阻止する。つまり、ドレントラップ1は、流入口から流入したドレンのみを流出口から流出させるものである。ドレントラップ1は流体機器の一例であり、ドレンは流体の一例である。 The outlet 10 is, for example, the outlet of the drain trap 1. The drain trap 1 is installed in a steam system or the like, and allows drain to flow out when drain flows in, but prevents steam from flowing out when steam flows in. In other words, the drain trap 1 allows only drain that flows in from the inlet to flow out from the outlet. The drain trap 1 is an example of a fluid device, and drain is an example of a fluid.

図1に示すように、流出口10は、筒状(より詳しくは、円筒状)に形成されている。流出口10は、大径部11と、小径部12とを有している。大径部11は、流出口10の一端側(下流端側)に設けられており、配管20が差し込まれる部分である。小径部12は、流出口10における大径部11の上流側に設けられている。小径部12は、大径部11に連続して形成されている。小径部12の内径d2は、大径部11の内径d1よりも小さい。 As shown in FIG. 1, the outlet 10 is formed in a tubular shape (more specifically, a cylindrical shape). The outlet 10 has a large diameter section 11 and a small diameter section 12. The large diameter section 11 is provided at one end side (downstream end side) of the outlet 10, and is the section into which the piping 20 is inserted. The small diameter section 12 is provided on the upstream side of the large diameter section 11 at the outlet 10. The small diameter section 12 is formed continuous with the large diameter section 11. The inner diameter d2 of the small diameter section 12 is smaller than the inner diameter d1 of the large diameter section 11.

上記のように構成された流出口10の内周面には、段差部14が設けられている。つまり、流出口10における大径部11と小径部12との境界には、段差部14が形成されている。段差部14は、流出口10の径方向に延びる面、即ち流出口10の軸心(後述する管軸Xと同軸)に直交する面を有している。流出口10では、図1に白抜きの矢印で示すように、小径部12から大径部11へ向かって流体が流れる。 The inner peripheral surface of the outlet 10 configured as described above is provided with a step portion 14. That is, the step portion 14 is formed at the boundary between the large diameter portion 11 and the small diameter portion 12 in the outlet 10. The step portion 14 has a surface that extends in the radial direction of the outlet 10, i.e., a surface that is perpendicular to the axis of the outlet 10 (coaxial with the tube axis X described below). In the outlet 10, the fluid flows from the small diameter portion 12 to the large diameter portion 11, as shown by the outline arrow in FIG. 1.

配管20は、流出口10に差込み溶接によって接続されるものである。配管20は、管本体21と、膨張吸収部22とを有している。 The pipe 20 is connected to the outlet 10 by plug welding. The pipe 20 has a pipe body 21 and an expansion absorption section 22.

管本体21は、円筒状に形成されている。管本体21の外径Dは、流出口10の大径部11の内径d1と略同じである。管本体21の内径d3は、流出口10の小径部12の内径d2と略同じである。管本体21は、流出口10の大径部11に差し込まれる。 The pipe body 21 is formed in a cylindrical shape. The outer diameter D of the pipe body 21 is approximately the same as the inner diameter d1 of the large diameter portion 11 of the outlet 10. The inner diameter d3 of the pipe body 21 is approximately the same as the inner diameter d2 of the small diameter portion 12 of the outlet 10. The pipe body 21 is inserted into the large diameter portion 11 of the outlet 10.

膨張吸収部22は、管本体21の内方端に設けられ、管本体21と一体に設けられている。管本体21の内方端は、管本体21の両端のうち、流出口10の大径部11に差し込まれる側の端部を意味する。また、膨張吸収部22は、配管20の端部に位置する。膨張吸収部22は、先端23が流出口10の段差部14に接している。 The expansion absorption section 22 is provided at the inner end of the pipe body 21 and is provided integrally with the pipe body 21. The inner end of the pipe body 21 refers to the end of the pipe body 21 that is inserted into the large diameter section 11 of the outlet 10. The expansion absorption section 22 is located at the end of the piping 20. The tip 23 of the expansion absorption section 22 is in contact with the step section 14 of the outlet 10.

膨張吸収部22は、差込み溶接時の溶接熱によって生じる管本体21のその管軸X方向への膨張を吸収する。より詳しくは、膨張吸収部22は、管軸X方向に短縮することによって、管本体21の膨張を吸収するように構成されている。 The expansion absorbing section 22 absorbs the expansion of the pipe body 21 in the pipe axis X direction caused by the welding heat during plug welding. More specifically, the expansion absorbing section 22 is configured to absorb the expansion of the pipe body 21 by shortening in the pipe axis X direction.

具体的に、膨張吸収部22の縦断面形状は、ジグザグ形に形成されている。この構成により、膨張吸収部22は管軸X方向に短縮可能となっている。ジグザグ形は、Z字状に直線が何度も折れ曲がっている形であり、稲妻形ともいう。配管20は、管本体21および膨張吸収部22が流出口10に差し込まれた状態で、差込み溶接が行われる。つまり、流出口10の端面13と管本体21の外周面とが溶接接合される(図1に示す溶接部Wを参照)。 Specifically, the cross-sectional shape of the expansion absorption section 22 is formed in a zigzag shape. This configuration allows the expansion absorption section 22 to be shortened in the pipe axis X direction. The zigzag shape is a straight line that is bent multiple times in a Z shape, and is also called a lightning bolt shape. The pipe 20 is inserted and welded with the pipe body 21 and the expansion absorption section 22 inserted into the outlet 10. In other words, the end face 13 of the outlet 10 and the outer circumferential surface of the pipe body 21 are welded together (see welded part W shown in Figure 1).

差込み溶接時には、配管20が溶接熱によって膨張する。即ち、差込み溶接時には、管本体21における溶接部Wの近傍の部分が、段差部14側(図1において左側)へ向かって膨張する。この管本体21の膨張により、膨張吸収部22は段差部14側へ向かって短縮する。こうして、溶接熱による管本体21(配管20)の膨張が、膨張吸収部22によって吸収される。これにより、差込みギャップをゼロにしつつ、溶接熱による配管20の膨張が吸収される。なお、膨張吸収部22の先端23は、段差部14から径方向内方へ突出していない。 During insertion welding, the pipe 20 expands due to the welding heat. That is, during insertion welding, the portion of the pipe body 21 near the welded portion W expands toward the step portion 14 (left side in FIG. 1). This expansion of the pipe body 21 causes the expansion absorbing portion 22 to shorten toward the step portion 14. In this way, the expansion of the pipe body 21 (piping 20) due to the welding heat is absorbed by the expansion absorbing portion 22. This makes the insertion gap zero while absorbing the expansion of the pipe 20 due to the welding heat. Note that the tip 23 of the expansion absorbing portion 22 does not protrude radially inward from the step portion 14.

〈配管接続方法〉
本実施形態の配管接続方法について、図2~図4を参照しながら説明する。この配管接続方法は、流出口10に配管20を差込み溶接によって接続する方法であり、「差込み工程」、「第1の膨張吸収工程」および「第2の膨張吸収工程」を順に備えている。
<Pipe connection method>
The pipe connection method of this embodiment will be described with reference to Figures 2 to 4. This pipe connection method is a method for connecting the pipe 20 to the outlet 10 by plug welding, and includes an "insertion step", a "first expansion absorption step" and a "second expansion absorption step" in this order.

先ず、「差込み工程」が行われる。図2に示すように、「差込み工程」は、段差部14との間に所定の差込みギャップGが存するように配管20を流出口10に差し込む工程である。具体的に、この「差込み工程」では、管本体21の一部および膨張吸収部22が、流出口10の大径部11に差し込まれる。その際、膨張吸収部22の先端23と段差部14との間には、所定の差込みギャップGが確保される。 First, the "insertion process" is carried out. As shown in FIG. 2, the "insertion process" is a process in which the pipe 20 is inserted into the outlet 10 so that a predetermined insertion gap G exists between the stepped portion 14 and the pipe 20. Specifically, in this "insertion process", a part of the pipe body 21 and the expansion absorption portion 22 are inserted into the large diameter portion 11 of the outlet 10. At that time, a predetermined insertion gap G is secured between the tip 23 of the expansion absorption portion 22 and the stepped portion 14.

所定の差込みギャップGは、差込み溶接時の溶接熱によって配管20が膨張した際、確実に膨張吸収部22の先端23が段差部14に接するギャップ量に設定されている。より詳しくは、所定の差込みギャップGは、溶接熱によって生じ得る配管20の膨張量よりも少ない量に設定されている。 The specified insertion gap G is set to a gap amount that ensures that the tip 23 of the expansion absorbing section 22 comes into contact with the step section 14 when the pipe 20 expands due to the welding heat during insertion welding. More specifically, the specified insertion gap G is set to an amount that is smaller than the amount of expansion of the pipe 20 that may occur due to the welding heat.

続いて、「第1の膨張吸収工程」が行われる。図3に示すように、「第1の膨張吸収工程」は、流出口10の端面13と配管20(管本体21)の外周面とを溶接接合すると共に、その溶接接合の際の溶接熱による配管20(管本体21)の膨張によって配管20の端部(膨張吸収部22)が段差部14に接して差込みギャップGをゼロにする工程である。 Then, the "first expansion absorption process" is performed. As shown in FIG. 3, the "first expansion absorption process" is a process in which the end face 13 of the outlet 10 and the outer peripheral surface of the pipe 20 (pipe body 21) are welded together, and the end of the pipe 20 (expansion absorption section 22) comes into contact with the step section 14 due to the expansion of the pipe 20 (pipe body 21) caused by the welding heat during the welding process, thereby reducing the insertion gap G to zero.

具体的に、「第1の膨張吸収工程」では、流出口10の端面13と管本体21の外周面とが溶接接合される。このとき、管本体21における溶接部Wの近傍の部分が、溶接熱によって段差部14側へ向かって膨張する(図3に示す破線の矢印を参照)。これに伴い、膨張吸収部22が段差部14側へ向かって変位し、膨張吸収部22の先端23が段差部14に接する。これにより、差込みギャップGがゼロになる。このように、「第1の膨張吸収工程」では、「差込み工程」で設けた差込みギャップGによって、溶接熱による配管20の膨張が吸収される。 Specifically, in the "first expansion absorption process", the end face 13 of the outlet 10 and the outer circumferential surface of the pipe body 21 are welded together. At this time, the portion of the pipe body 21 near the welded portion W expands toward the step 14 due to the welding heat (see the dashed arrow in Figure 3). As a result, the expansion absorption section 22 is displaced toward the step 14, and the tip 23 of the expansion absorption section 22 comes into contact with the step 14. This makes the insertion gap G zero. Thus, in the "first expansion absorption process", the expansion of the pipe 20 due to the welding heat is absorbed by the insertion gap G provided in the "insertion process".

続いて、「第2の膨張吸収工程」が行われる。図4に示すように、「第2の膨張吸収工程」は、段差部14に接した配管20の端部(膨張吸収部22)が、溶接接合の際の溶接熱による配管20(管本体21)のさらなる膨張を吸収するように変形する工程である。 Then, the "second expansion absorption process" is carried out. As shown in FIG. 4, the "second expansion absorption process" is a process in which the end of the pipe 20 in contact with the step portion 14 (expansion absorption portion 22) deforms so as to absorb further expansion of the pipe 20 (pipe body 21) caused by the welding heat during welding.

具体的に、「第2の膨張吸収工程」では、管本体21における溶接部Wの近傍の部分が、溶接熱によってさらに段差部14側へ向かって膨張する(図4に示す破線の矢印を参照)。これに伴い、膨張吸収部22は段差部14側へ向かって短縮する(図4に示す実線の矢印を参照)。このように、「第2の膨張吸収工程」では、溶接熱による配管20のさらなる膨張が膨張吸収部22によって吸収される。つまり、「第1の膨張吸収工程」において膨張しきれなかった分の配管20の膨張が、膨張吸収部22によって吸収される。こうして、差込みギャップをゼロにしつつ、溶接熱による配管20の膨張が吸収される。 Specifically, in the "second expansion absorption process", the portion of the pipe body 21 near the welded portion W further expands toward the step portion 14 due to the welding heat (see the dashed arrow in FIG. 4). Accordingly, the expansion absorption portion 22 shortens toward the step portion 14 (see the solid arrow in FIG. 4). In this way, in the "second expansion absorption process", the further expansion of the pipe 20 due to the welding heat is absorbed by the expansion absorption portion 22. In other words, the expansion of the pipe 20 that was not fully expanded in the "first expansion absorption process" is absorbed by the expansion absorption portion 22. In this way, the expansion of the pipe 20 due to the welding heat is absorbed while the insertion gap is made zero.

以上のように、上記実施形態の配管接続構造100は、筒状に形成された流体の流出口10と、流出口10に差込み溶接によって接続される配管20とを備えている。流出口10は、配管20が差し込まれる大径部11と、大径部11に連続して形成され、内径が大径部11よりも小さい小径部12とを有している。配管20は、大径部11に差し込まれる管本体21と、管本体21の内方端に設けられ、流出口10における大径部11と小径部12との境界に形成された段差部14に接すると共に、溶接熱によって生じる管本体21のその管軸X方向への膨張を吸収する膨張吸収部22とを有している。 As described above, the piping connection structure 100 of the above embodiment includes a cylindrically formed fluid outlet 10 and a pipe 20 connected to the outlet 10 by plug welding. The outlet 10 has a large diameter section 11 into which the pipe 20 is inserted, and a small diameter section 12 formed continuous with the large diameter section 11 and having an inner diameter smaller than that of the large diameter section 11. The pipe 20 has a pipe body 21 inserted into the large diameter section 11, and an expansion absorption section 22 provided at the inner end of the pipe body 21, contacting a step section 14 formed at the boundary between the large diameter section 11 and the small diameter section 12 at the outlet 10, and absorbing the expansion of the pipe body 21 in the pipe axis X direction caused by welding heat.

また、上記実施形態の配管接続方法は、段差部14との間に所定の差込みギャップが存するように配管20を流出口10に差し込む工程(差込み工程)と、流出口10の端面13と配管20の外周面とを溶接接合すると共に、溶接接合の際の溶接熱による配管20の膨張によって配管20の端部が段差部14に接して差込みギャップをゼロにする工程(第1の膨張吸収工程)と、段差部14に接した配管20の端部が、溶接接合の際の溶接熱による配管20のさらなる膨張を吸収するように変形する工程(第2の膨張吸収工程)とを備えている。 The pipe connection method of the above embodiment also includes a step of inserting the pipe 20 into the outlet 10 so that a predetermined insertion gap exists between the outlet 10 and the step 14 (insertion step), a step of welding the end face 13 of the outlet 10 to the outer circumferential surface of the pipe 20 together, and a step of bringing the end of the pipe 20 into contact with the step 14 due to the expansion of the pipe 20 caused by the welding heat during welding, thereby reducing the insertion gap to zero (first expansion absorption step), and a step of deforming the end of the pipe 20 in contact with the step 14 to absorb further expansion of the pipe 20 caused by the welding heat during welding (second expansion absorption step).

これらの構成によれば、差込みギャップをゼロにしつつ、溶接熱による配管20の膨張を吸収することができる。つまり、上記実施形態では、溶接熱によって生じる配管20の膨張量の一部は所定の差込みギャップによって吸収し、残りの膨張量は膨張吸収部22によって吸収するようにした。したがって、差込みギャップが残ることに起因するエロージョンの発生を抑制しつつ、溶接熱による影響(例えば、溶接部Wの歪やクラック)を抑制することができる。 These configurations make it possible to absorb the expansion of the pipe 20 due to the welding heat while keeping the insertion gap to zero. That is, in the above embodiment, a portion of the expansion of the pipe 20 caused by the welding heat is absorbed by a predetermined insertion gap, and the remaining expansion is absorbed by the expansion absorption section 22. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of erosion caused by the remaining insertion gap, while suppressing the effects of the welding heat (e.g., distortion and cracks in the welded portion W).

また、上記実施形態の配管接続構造100において、膨張吸収部22は、管軸X方向に短縮することによって、管本体21の膨張を吸収するように構成されている。具体的には、膨張吸収部22の縦断面形状は、ジグザグ形に形成されている。 In addition, in the pipe connection structure 100 of the above embodiment, the expansion absorption section 22 is configured to absorb the expansion of the pipe body 21 by shortening in the pipe axis X direction. Specifically, the vertical cross-sectional shape of the expansion absorption section 22 is formed in a zigzag shape.

上記の構成によれば、比較的簡易な構成により配管20の膨張を吸収することができる。なお、上記実施形態の配管接続構造100において、膨張吸収部22の縦断面形状は、ジグザグ形に代えて、波形に形成するようにしてもよい。波形は、上述したジグザグ形の角の部分を緩やかな曲線にしたものである。 The above configuration allows the expansion of the pipe 20 to be absorbed with a relatively simple configuration. In the pipe connection structure 100 of the above embodiment, the cross-sectional shape of the expansion absorption section 22 may be formed into a corrugated shape instead of a zigzag shape. The corrugated shape is obtained by making the corners of the zigzag shape described above into gentle curves.

(実施形態2)
本願の実施形態2について図5~図8を参照しながら説明する。本実施形態の配管接続構造100は、上記実施形態1において、配管の膨張吸収部の構成を変更するようにしたものである。ここでは、上記実施形態1と異なる点について説明する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 5 to 8. The pipe connection structure 100 of this embodiment is obtained by modifying the configuration of the expansion absorption section of the pipe in the first embodiment. Here, differences from the first embodiment will be described.

図5に示すように、本実施形態の配管30は、上記実施形態1と同様、流出口10に差込み溶接によって接続されるものであり、管本体31と、膨張吸収部32とを備えている。管本体31は、円筒状に形成され、流出口10の大径部11に差し込まれる。膨張吸収部32は、管本体31の内方端に設けられ、管本体31と一体に設けられている。膨張吸収部32は、差込み溶接時の溶接熱によって生じる管本体31のその管軸X方向への膨張を吸収する。 As shown in FIG. 5, the piping 30 of this embodiment is connected to the outlet 10 by plug welding, as in the first embodiment, and includes a pipe body 31 and an expansion absorbing section 32. The pipe body 31 is formed cylindrically and is inserted into the large diameter section 11 of the outlet 10. The expansion absorbing section 32 is provided at the inner end of the pipe body 31 and is integral with the pipe body 31. The expansion absorbing section 32 absorbs the expansion of the pipe body 31 in the pipe axis X direction caused by the welding heat during plug welding.

より詳しくは、膨張吸収部32は、管本体31よりも薄肉に形成されると共に、先端33が径方向内方へ曲げられて段差部14に接している。そして、膨張吸収部32は、先端33が段差部14に沿って径方向内方へ変位することによって、管本体31の膨張を吸収するように構成されている。これにより、上記実施形態1と同様、差込みギャップをゼロにしつつ、溶接熱による配管30の膨張が吸収される。なお、膨張吸収部32の先端33は、段差部14から径方向内方へ突出していない。 More specifically, the expansion absorbing section 32 is formed thinner than the pipe body 31, and the tip 33 is bent radially inward to contact the step 14. The expansion absorbing section 32 is configured to absorb the expansion of the pipe body 31 by displacing the tip 33 radially inward along the step 14. As a result, similar to the first embodiment, the insertion gap is made zero and the expansion of the pipe 30 due to welding heat is absorbed. Note that the tip 33 of the expansion absorbing section 32 does not protrude radially inward from the step 14.

〈配管接続方法〉
本実施形態の配管接続方法について、図6~図8を参照しながら説明する。この配管接続方法は、上記実施形態1と同様、流出口10に配管30を差込み溶接によって接続する方法であり、「差込み工程」、「第1の膨張吸収工程」および「第2の膨張吸収工程」を順に備えている。
<Pipe connection method>
The pipe connection method of this embodiment will be described with reference to Figures 6 to 8. This pipe connection method, like the first embodiment, is a method of connecting the pipe 30 to the outlet 10 by insertion welding, and includes an "insertion step", a "first expansion absorption step", and a "second expansion absorption step" in this order.

先ず、「差込み工程」が行われる。図6に示すように、「差込み工程」は、段差部14との間に所定の差込みギャップGが存するように配管30を流出口10に差し込む工程である。具体的に、この「差込み工程」では、管本体31の一部および膨張吸収部32が、流出口10の大径部11に差し込まれる。その際、膨張吸収部32の先端33と段差部14との間には、所定の差込みギャップGが確保される。 First, the "insertion process" is performed. As shown in FIG. 6, the "insertion process" is a process in which the piping 30 is inserted into the outlet 10 so that a predetermined insertion gap G exists between the stepped portion 14 and the piping 30. Specifically, in this "insertion process", a part of the pipe body 31 and the expansion absorption portion 32 are inserted into the large diameter portion 11 of the outlet 10. At that time, a predetermined insertion gap G is secured between the tip 33 of the expansion absorption portion 32 and the stepped portion 14.

本実施形態においても、所定の差込みギャップGは、差込み溶接時の溶接熱によって配管30が膨張した際、確実に膨張吸収部32の先端33が段差部14に接するギャップ量に設定されている。より詳しくは、所定の差込みギャップGは、溶接熱によって生じ得る配管30の膨張量よりも少ない量に設定されている。 In this embodiment, the predetermined insertion gap G is set to a gap amount that ensures that the tip 33 of the expansion absorbing section 32 contacts the step section 14 when the pipe 30 expands due to the welding heat during insertion welding. More specifically, the predetermined insertion gap G is set to an amount that is smaller than the amount of expansion of the pipe 30 that may occur due to the welding heat.

続いて、「第1の膨張吸収工程」が行われる。図7に示すように、「第1の膨張吸収工程」は、流出口10の端面13と配管30(管本体31)の外周面とを溶接接合すると共に、その溶接接合の際の溶接熱による配管30(管本体31)の膨張によって配管30の端部(膨張吸収部32)が段差部14に接して差込みギャップGをゼロにする工程である。 Then, the "first expansion absorption process" is performed. As shown in FIG. 7, the "first expansion absorption process" is a process in which the end face 13 of the outlet 10 and the outer peripheral surface of the pipe 30 (pipe body 31) are welded together, and the end of the pipe 30 (expansion absorption section 32) comes into contact with the step section 14 due to the expansion of the pipe 30 (pipe body 31) caused by the welding heat during the welding process, thereby making the insertion gap G zero.

具体的に、「第1の膨張吸収工程」では、流出口10の端面13と管本体31の外周面とが溶接接合される。このとき、管本体31における溶接部Wの近傍の部分が、溶接熱によって段差部14側へ向かって膨張する(図7に示す破線の矢印を参照)。これに伴い、膨張吸収部32が段差部14側へ向かって変位し、膨張吸収部32の先端33が段差部14に接する。これにより、差込みギャップGがゼロになる。このように、「第1の膨張吸収工程」では、「差込み工程」で設けた差込みギャップGによって、溶接熱による配管30の膨張が吸収される。 Specifically, in the "first expansion absorption process", the end face 13 of the outlet 10 and the outer circumferential surface of the pipe body 31 are welded together. At this time, the portion of the pipe body 31 near the welded portion W expands toward the step 14 due to the welding heat (see the dashed arrow in Figure 7). As a result, the expansion absorption section 32 is displaced toward the step 14, and the tip 33 of the expansion absorption section 32 comes into contact with the step 14. This makes the insertion gap G zero. Thus, in the "first expansion absorption process", the expansion of the pipe 30 due to the welding heat is absorbed by the insertion gap G provided in the "insertion process".

続いて、「第2の膨張吸収工程」が行われる。図8に示すように、「第2の膨張吸収工程」は、段差部14に接した配管30の端部(膨張吸収部32)が、溶接接合の際の溶接熱による配管30(管本体31)のさらなる膨張を吸収するように変形する工程である。 Then, the "second expansion absorption process" is carried out. As shown in FIG. 8, the "second expansion absorption process" is a process in which the end of the pipe 30 in contact with the step portion 14 (expansion absorption portion 32) is deformed so as to absorb further expansion of the pipe 30 (pipe body 31) due to the welding heat during welding.

具体的に、「第2の膨張吸収工程」では、管本体31における溶接部Wの近傍の部分が、溶接熱によってさらに段差部14側へ向かって膨張する(図8に示す破線の矢印を参照)。これに伴い、膨張吸収部32は段差部14側へ向かって短縮する(図8に示す実線の矢印を参照)。このように、「第2の膨張吸収工程」では、溶接熱による配管20のさらなる膨張が膨張吸収部32によって吸収される。つまり、「第1の膨張吸収工程」において膨張しきれなかった分の配管30の膨張が、膨張吸収部32によって吸収される。こうして、差込みギャップをゼロにしつつ、溶接熱による配管30の膨張が吸収される。 Specifically, in the "second expansion absorption process", the portion of the pipe body 31 near the welded portion W further expands toward the step portion 14 due to the welding heat (see the dashed arrow in FIG. 8). Accordingly, the expansion absorption portion 32 shortens toward the step portion 14 (see the solid arrow in FIG. 8). In this way, in the "second expansion absorption process", the further expansion of the pipe 20 due to the welding heat is absorbed by the expansion absorption portion 32. In other words, the expansion of the pipe 30 that was not fully expanded in the "first expansion absorption process" is absorbed by the expansion absorption portion 32. In this way, the expansion of the pipe 30 due to the welding heat is absorbed while the insertion gap is made zero.

以上のように、本実施形態の配管接続構造100および配管接続方法によれば、上記実施形態1と同様、差込みギャップをゼロにしつつ、溶接熱による配管20の膨張を吸収することができる。したがって、差込みギャップが残ることに起因するエロージョンの発生を抑制しつつ、溶接熱による影響を抑制することができる。 As described above, according to the pipe connection structure 100 and pipe connection method of this embodiment, as in the first embodiment, the insertion gap can be made zero while absorbing the expansion of the pipe 20 due to the welding heat. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of erosion caused by the remaining insertion gap while suppressing the effects of the welding heat.

本願に開示の技術は、流体の流出口に配管を差込み溶接によって接続する配管接続構造および配管接続方法について有用である。 The technology disclosed in this application is useful for a pipe connection structure and a pipe connection method that connects a pipe to a fluid outlet by plug welding.

100 配管接続構造
10 流出口
11 大径部
12 小径部
13 端面
14 段差部
20 配管
21 管本体
22 膨張吸収部
30 配管
31 管本体
32 膨張吸収部
33 先端
X 管軸
G 差込みギャップ
Reference Signs List 100 Pipe connection structure 10 Outlet 11 Large diameter portion 12 Small diameter portion 13 End surface 14 Step portion 20 Pipe 21 Pipe body 22 Expansion absorbing portion 30 Pipe 31 Pipe body 32 Expansion absorbing portion 33 Tip X Pipe axis G Insertion gap

Claims (2)

筒状に形成された流体の流出口と、前記流出口に差込み溶接によって接続される配管とを備えた配管接続構造であって、
前記流出口は、前記配管が差し込まれる大径部と、該大径部に連続して形成され、内径が前記大径部よりも小さい小径部とを有し、
前記配管は、前記大径部に差し込まれる管本体と、前記管本体の内方端に設けられ、前記流出口における前記大径部と前記小径部との境界に形成された段差部に接すると共に、溶接熱によって生じる前記管本体のその管軸方向への膨張を吸収する膨張吸収部とを有しており、
前記膨張吸収部は、前記管軸方向に短縮することによって、前記管本体の膨張を吸収するように構成され、
前記膨張吸収部の縦断面形状は、ジグザグ形または波形に形成されている
ことを特徴とする配管接続構造。
A piping connection structure including a tubular fluid outlet and a piping connected to the outlet by plug welding,
the outlet has a large diameter portion into which the pipe is inserted, and a small diameter portion formed continuously with the large diameter portion and having an inner diameter smaller than that of the large diameter portion,
the piping includes a pipe body inserted into the large diameter portion, and an expansion absorbing portion provided at an inner end of the pipe body, contacting a step portion formed at a boundary between the large diameter portion and the small diameter portion at the outlet, and absorbing expansion of the pipe body in the pipe axis direction caused by welding heat ;
The expansion absorbing portion is configured to absorb the expansion of the pipe main body by shortening in the pipe axial direction,
The longitudinal cross-sectional shape of the expansion absorbing portion is formed in a zigzag or wave shape.
A piping connection structure characterized by:
筒状に形成され、内周面に段差部が設けられた流体の流出口に、配管を差込み溶接によって接続する配管接続方法であって、
前記段差部との間に所定の差込みギャップが存するように前記配管を前記流出口に差し込む工程と、
前記流出口の端面と前記配管の外周面とを溶接接合すると共に、前記溶接接合の際の溶接熱による前記配管の膨張によって前記配管の端部が前記段差部に接して前記差込みギャップをゼロにする工程と、
前記段差部に接した前記配管の端部が、前記溶接接合の際の溶接熱による前記配管のさらなる膨張を吸収するように変形する工程とを備えている
ことを特徴とする配管接続方法。
A pipe connection method for connecting a pipe to a fluid outlet that is formed in a cylindrical shape and has a step portion on an inner peripheral surface by socket welding, comprising:
inserting the pipe into the outlet port so that a predetermined insertion gap exists between the pipe and the step portion;
a step of welding an end face of the outlet and an outer peripheral surface of the pipe together, and causing the end of the pipe to come into contact with the step portion due to expansion of the pipe caused by welding heat during the welding, thereby reducing the insertion gap to zero;
and a step of deforming the end of the pipe in contact with the step portion so as to absorb further expansion of the pipe due to welding heat during the welding joint.
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