JPH0132392B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は油井管等に用いるユニツト管相互の
カツプリングを介した継手連結の技術分野に属す
る。

而して、この発明は所定のユニツト管の管端部
にテーパー部とオネジ部が形成されており、これ
に対し該ユニツト管相互を連結するカツプリング
継手が該テーパー部に密着するテーパー部とオネ
ジ部に螺合して緊締するメネジ部を形成されてい
る管端継手部構造に関する発明であり、特に、ユ
ニツト管の管端部のオネジ部の先に設けたテーパ
ー部にネジ部の螺合を介しての圧入による圧縮歪
変形が半径、及び、軸方向に形成され、而して該
歪変形が少くとも弾性歪領域を越えて、塑性変形
とされるように与えられ管端部に圧縮残留応力が
形成される管端部継手構造に係る発明である。

＜従来技術＞ 周知の如く、油井機等に於ては管体の製造時の
装置の制約や、輪送上の規制等によりユニツト管
の管長は所定長さに決められており、したがつ
て、据付現地での配管に際してはユニツト管相互
の接合が行われるが、施工上の接合の迅速さ、確
実な脱着性、交換性、シール性等の点でカツプリ
ングによる管継手が広く用いられている。

＜発明が解決しようとする課題＞ 而して、近時原油等の腐蝕性のある流体や、放
射性を帯びたような危険性のある流体の輸送がさ
まざまな方面で採用されるようになると、該種カ
ツプリング継手に於ても、単なるネジ連結ではネ
ジ部でのシールが連結を兼ねるため、充分でない
不具合があつた。

これに対処するに、第１図に示す様に、ユニツ
ト管１，１の各管端部２にオネジ３を刻設し、先
端にオーバーハング状のテーパ部４を形成し、一
方、カツプリング継手５にオネジ３に対応するメ
ネジ６を刻設すると共に中央にテーパ部４に対応
するアンダーハング状のテーパ部７を形成し、ネ
ジ部３，６の螺合によりカツプリング継手５に対
するユニツト管１の緊結圧入機能による連結を図
り、両テーパ部４，７のメタルタツチ締付け機能
によりシールを行うような技術が案出採用されて
きている。

したがつて、該種継手ではネジ部３，６の連結
機能とテーパ部４，７との相互の緊結によるシー
ル機能に係る精度管理が極めて難しい難点があ
り、一応の連結とシール性が得られても、稼動中
の種々の振動等のためネジ部に緩みが生じたりす
ると、連結にガタをきたし、シール性が甘くなつ
たりする不都合さがあり、加えて、単なるメタル
タツチで圧縮力が弱まると、応力腐蝕割れを生ず
る等の不具合もあつた。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述従来技術に基づくカツプ
リングタイプの継手の問題点を解決すべき技術的
課題とし、カツプリングとユニツト管のネジ部の
緊結とテーパ部のメタルタツチシールの機能分離
のメリツトを生かすと共にテーパ部の弾性を利用
し締結による圧縮を介して半径方向に塑性変形さ
せ、又、軸方向にも塑性変形を与えて端部にユニ
ツト管の端部の密着性を良くし、シール性を確保
するようにし、併せて圧縮残留応力を付与して可
動中の応力腐蝕割れを防止し得るようにして各種
産業における流体輸送技術利用分野に益する優れ
た管端継手部構造を提供せんとするものである。

＜課題を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの発明の構成は前述課題を解決するために、
ユニツト管とカツプリング継手を両者のネジ部を
介して螺合していくと、ユニツト管の管端部のテ
ーパ部の先端がカツプリング継手のテーパ部に当
接し、更に締め込んでいくと、該管端部のテーパ
部の先端は弾性歪で変形して内側に縮径されると
共に軸方向に短尺化されていき、先端がカツプリ
ング継手のテーパ部に全ててメタルタツチ状にな
ると該テーパ部先端の径方向歪は弾性歪領域を越
えて降伏し、弾性変形し始め、併せて軸方向も圧
縮変形され、その歪は弾性歪領域を越えて塑性変
形され、その結果、径、及び軸方向共に圧縮残留
応力が付与され、シール性が確保され、稼動中の
応力腐蝕割れも生じないようにした技術的手段を
調じたものである。

＜実施例＞ 次にこの発明の１実施例を第２図以下の図面に
基づいて説明すれば以下の通りである。

図示実施例は油井管の態様であり、所定長、直
径、肉厚の炭素鋼製ユニツト管８はその管端部９
にオネジ部１０を刻設されており、該オネジ部１
０に接続し、且つ、先端に於て△Ｒの半径方向の
嵌合代をもつ如く外方拡大状に作成されたテーパ
状部１１に形成されたメタルタツチ部１２はオー
バーハング状に形成されている。

而して、該メタルタツチ部１２の嵌合代△Ｒは
カツプリング継手１３に対する嵌合代とされるも
のであり、後述する如く少なくとも弾性歪の領域
を越えて半径方向に塑性変形させる量であり、嵌
合後テーパ状部１１の内外面の大部分が緊結する
ように設計されている。

そしてその長さｌについても、カツプリング継
手１３に対して緊結される過程で径方向嵌合代△
Ｒに等しいか、越える量の圧縮代であつて実施例
としては少くとも弾性歪領域を越えて塑性変形す
る圧縮代△ｌを与える長さにされている。

而して、カツプリング継手１３はその両側内側
にユニツト管８のオネジ部１０に対応するメネジ
部１４が刻設され、その内側中央部寄りにはテー
パ部１５が内端にメタルタツチ部１６を形成さ
れ、嵌合代△Ｒ、及び、圧縮代△ｌを形成するよ
うにされている。

上述構成において、第２図に示す様に、ユニツ
ト管８側に対しカツプリング継手１３を近接して
回転させていくと、（勿論逆でも良いが）オネジ
部１０に対しメネジ部１４が螺合し、螺合のスト
ロークエンド近くで第３図に示す様に、ユニツト
管８側のテーパ状部１１の先端がカツプリング継
手１３のテーパ部１５に近接して遂には線接触
し、更に、最後の螺合を進めて締めつけていく
と、テーパ状部１１の先端は外方に拡開状に曲げ
られてカツプリング継手１３のテーパ部１５に当
接して弾性的に内側に曲がり始め、第４図に示す
様に、その先端のオーバーハング状のメタルタツ
チ部１２がカツプリング継手１３のハンダーハン
グ状のメタルタツチ部１６に面当接すると共に設
計に基づいて弾性歪領域を越えて降伏し、塑性変
形し、△Ｒの径方向の嵌合代が得られ、ユニツト
管８、カツプリング継手１３共テーパ部１１，１
５の内外面の大部分は緊結され、且つ、第４図か
ら第５図に示す様に、テーパ部１１は軸方向にね
じ込みにより圧縮変形されていき、その変形は同
じく弾性歪領域を越え降伏し、塑性変形し、しか
も、上記半径方向歪△Ｒに対して最終軸方向圧縮
変形歪量△ｌが実施例では、例えば、△ｌ≧△Ｒ
であるようにされていることから、第５図に示す
様に、最終の緊結接合完了状態でのカツプリング
継手１３に対するユニツト管８側の端部ではテー
パ状部１１は全体、或は、大部分が密着したメタ
ルタツチ状態でシールされるばかりでなく、径方
向、軸方向共に少くとも弾性変形を越えて降伏
し、塑性変形され、その結果、圧縮残留応力を付
与される。

そのため、流体を輸送させても、弾性的に弛み
が生じたり、又、応力腐蝕割れが生じたりはしな
い。

この場合ユニツト管８のカツプリング継手に対
する連結プロセスで該ユニツト管８のテーパ状部
１１が内方に曲げられる際に外側に引張り力が働
くが、流体はユニツト管８及びテーパ状部１１の
内側を流過し、外側はメチルタツチ及びネジ螺合
で確実にシールされることから流体に触れること
なく、したがつて、引張り残留応力による応力腐
蝕割れが外側部に生ずる虞は全くない。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るこ
となく、例えば、外管を炭素鋼製に、内管をステ
ンレス鋼製にする等の耐蝕二重管にする態様でも
良く、又、ネジ螺合時に焼ばめ、冷しばめ方式を
採用する等種々の態様が採用可能であることは勿
論である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、基本的にユニツト管
のカツプリング継手に対する接合がネジ部と該ネ
ジ部に続くテーパ部で締結、及び、圧縮によるシ
ール性確保を得るようにしたことにより、前者は
連結と緊結に強く与り、後者は残留圧縮応力付与
による耐蝕性とシール確保に与るという優れた効
果が奏される。

而して、ユニツト管の端部テーパ部がその径方
向に於て弾性歪領域を越えて塑性変形されて圧縮
させることにより、強固な嵌合代が得られるのみ
ならず、稼動中の振動等による弛み防止に与える
優れた効果があり、圧縮残留応力が付与されるの
で、稼動中の応力腐蝕割れも防止出来、局部的に
降伏するので、密着性も向上し、したがつて、シ
ール性が格段に向上するという効果も奏される。

そして、軸方向に対しても同じく弾性歪領域を
越えて塑性変形させられるため、同じく密着性が
向上し、シール性が良くなり、軸方向に於ても圧
縮残留応力がなされることによる応力腐蝕割れが
防止出来るという優れた効果があるのみならず、
稼動中の緩みを防止し、流体流過面でのシール
性、応力腐蝕割れ防止の機能をより大きくする効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく管端継手部構造の概
略断面図、第２図以下はこの発明の１実施例の説
明図であり、第２図はユニツト管とカツプリング
継手の螺合近接取分断面図、第３図はテーパー部
当接状態断面図、第４図はメタルタツチ状態断面
図、第５図は連結完了状態断面図である。 １１……テーパー部、１０……オネジ部、９…
…管端、１５……テーパー部、１４……メネジ
部、１３……管継手（カツプリング）、△Ｒ……
嵌合代、△ｌ……圧縮代。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ テーパー部とこれに続くオネジ部を有してい
   るユニツト管の管端部とこれに対応するテーパー
   部とメネジ部を有しているカツプリング管継手と
   から成る管端継手部構造において、上記管端側に
   オネジ部が刻設されると共に該オネジ部の管端部
   先端のテーパー部に少くとも弾性歪の領域を越え
   る半径方向の縮径変形を与える嵌合代が形成され
   ると共に軸方向にも少くとも弾性歪領域を越える
   縮少変形を与える圧縮代が形成されていることを
   特徴とする管端部継手構造。