JPH0558809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、例えば管寄せ、ボイラドラム、脱硫
リアクタ、原子力圧力容器、アンモニアコンバー
タなどの母管に、ノズル管、分岐管、枝管などの
短管を一体構造に接合した管部材の製作方法に関
するものである。

＜従来の技術及びその問題点＞ 火力発電用ボイラのボイラドラム、管寄せ、原
子力発電用の電子力圧力容器、化学プラントの脱
硫リアクタ、アンモニアコンバータなどの本体
（母管）は、益々大型化の一途をたどり、例えば
アンモニアコンバータの単品重量で500トンにも
達し、外筒長さ15ｍ、外筒外径５ｍ、板厚160mm
にも及ぶことから、工場で製作される限界にきて
いる。

このために建設現場へこれら本体（母管）を単
品として輸送し、現地の工事作業に際しこれらの
本体（母管）へ配管などを溶接接続して一つのプ
ラントに組立ている。

この現地工事での組立作業を容易にするために
本体（母管）側へ予め工場でノズル管、枝管、分
岐管などの短管を溶接によつて接合して一体に形
成した、いわゆる管部材として発送される。

第１図は火力発電用ボイラの管部材として用い
られる管寄せの斜視図、第２図は第１図の−
線拡大断面図、第３図は鞍形開先で短管を母管に
接続したものの部分斜視図である。

管寄せは第１図に示す如く、管寄せ母管１に対
して多数本の中空短管２を溶接３によつて一体に
接合して製作する。しかし中空短管２は第２図に
示すような接続構造にして作業が行なわれてい
た。

まず中空短管２の取り付けに先立つて管寄せ母
管１に対しては中空短管２の挿通用の凹所１ａ、
および中空短管２の外周壁に沿つて形成される溝
部１ｂを切削加工し、中空短管２を第２図の溝部
１ｂへ挿通後、この溝部１ｂを溶接開先４とし、
この部分に前述の溶接３を行う。このような製作
方法にあつては、中空短管２の挿通部である凹所
１ａと中空短管２の当接面５においては溶接３を
おこなうことができず、非溶接部となり全体とし
て中空短管２の取り付け強度をあまり高めること
ができない。従つてこの非溶接部である当接面５
は溶接部に対してノツチとなり、初層溶接６を施
すと、このノツチが割れ感受性を高めるための欠
陥となるほか他の欠陥を誘発する原因ともなる。

特に原子力発電用機器のごとくきわめて高い安
全性を要求される場合にはこのような欠陥の発生
は絶対に容認できず、他の確実な溶接方法による
溶接が要求される。

第３図は別の製作方法を示す斜視図である。

この方法においては管寄せ等の母管１の肉厚全
部を溶接する鞍形の溶接開先４を形成する必要が
あり、第２図の如き非溶接部５が発生しないよう
にしたものである。この方法により溶接品質と強
度は第２図のものより大幅に向上するが、その反
面、溶接開先４の形状は第３図に示す如く複雑な
鞍形の形状を程し、溶接開先４の切削加工にあた
つては多大な工数を必要とし、かつ溶接者の技
量、溶接作業に要する時間もこの鞍形溶接のため
長時間を要するという欠点がある。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述した問題点を除去し、溶
接部品質を高く保持でき、しかも溶接効率の高い
管部材の製作方法を提供することにある。

＜手段の概要＞ 要するにこの発明は、短管構成部材７の円柱状
ブロツク部に続き台形円錐状の第一絞り部７ａ
と、これに続く円筒部７ｂと、さらにこの円筒部
に続き第一絞り部７ａの円錐頂角と等しい円錐頂
角をもつ第二絞り部７ｃを設け、母管１側には前
記第一絞り部７ａの円錐面に対向して開先を形成
する同一円錐頂角の円錐面をもつ凹部８を形成
し、この凹部８に前記第二絞り部７ｃの円錐面を
密着させ、これにより形成された開先４で前記短
管構成部材７と前記母管１を溶接接続し、この溶
接の初層溶接部６を含み前記短管構成部材７の軸
心部をくりぬき切削し短管部を形成することを特
徴とする管部材の製作方法である。

実施例 １ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。第４図、第５図及び第６図は従来の構造たる
第２図に対応する本願発明による作業手順を示す
短管構成部材の母管との接続部の部分断面図であ
る。第７図は短管構成部材の斜視図である。

第４図〜第７図において符号７は母管に溶接接
続され、軸心部をくりぬき切削加工した後は短管
部となる短管構成部材の部分断面図である。

この短管構成部材７は第７図に斜視図で示すよ
うに円柱状ブロツク部７ｆをもち、これに続き台
形円錐状に切削加工された第一絞り部７ａと、こ
れに続く円柱状ブロツク部７ｆより小径の円筒部
７ｂと、これに続き前記第一絞り部の円錐頂角と
同一の円錐頂角をもつ第二絞り部７ｃが連設して
ある。また符号７ｄは円柱状ブロツクの上端面の
中心に位置する切削時に使用する位置決め穴を示
すもので、短管構成部材と母管の溶接接続をした
後の、なかぐり切削加工時に使用される。

一方母管１に対しては、第４図及び第５図に示
すように短管構成部材７の第二絞り部７ｃの円錐
面が密着係合するように切削加工して円錐面の凹
部８を形成する。この密着係合と短管構成部材が
円筒部７ｂを有することから、第一絞り部の円錐
面と凹部８の円錐面との間に形成する空間は溶接
開先４となる。

短管構成部材７が第４図のように管寄せ母管１
の所定の位置に配置されたならば、次に第５図に
示す如く溶接トーチ９をこの溶接開先４内に挿入
し初層溶接部６を形成する。この場合円錐台面で
ある第一絞り部７ａの円錐頂角と凹部８の円錐頂
角の角度は同一であり、円筒部７ｂの背丈寸法に
より開先４の幅Ｗは定まり溶接作業を容易なもの
にすることができる。また溶接開先の全体形状は
厚さ一定で中空の円錐台形となる。なお溶接手段
としてはMIG（メタルイナートガスアーク）溶
接、TIG（タングステンイナートガスアーク）溶
接をはじめ種々の溶接手段を採用することができ
る。

第５図の状態から第６図に示すように所定数の
バスで母管１と短管構成部材７の接続溶接１０が
され、接続が完全に終わつたならば、次にドリル
等の中空形成切削装置により、短管構成部材７の
位置決め穴７ｄを始点として使用し短管構成部材
の軸心部を初層溶接部６と円筒部を含み切削しく
りぬき除去し、中空部７ｅは母管１に開口する。

このようにして第６図に一点鎖線で示すように
円筒部７ｂ、第二絞り部７ｃ及び初層溶接部６を
含み短管構成部材の軸心がくりぬき除去されるの
で短管を母管に溶接したと同一の構造が溶接欠陥
なしに得られる。

なお短管構成部材の形成に際しては、円筒部７
ｂの直径L₂を中空部７ｅの直径L₁より小にして
おき溶接欠陥の出やすい初層溶接部６と共にくり
ぬき切削で除去されるようにする。

実施例 ２ 第８図は他の実施例を示す。この場合には短管
構成部材７の内部に中空部７ｅとなるべき中空部
形成用空間７e′を一部形成しておき、溶接終了後
に残り部分を含み切削加工して母管１側に開口さ
せ中空部切削作業時間を軽減するように構成した
ものである。この場合中空部７e′部の径は第６図
のL₁寸法またはそれよりやや小にする必要があ
る。この実施例は短管構成部材の径が大きいもの
のときに有効である。

以上の実施例を用いて母管に対し短管構成部材
を溶接して短管部を形成することについて説明し
たが、本発明はこの実施例に限定するものではな
く、広くボイラドラム、原子力圧力容器、脱硫リ
アクタ、アンモニアコンバータ等に短管部を形成
する作業に適用できる。

＜発明の効果＞ この発明を実施することにより、母管と形成さ
れた短管部との溶接部には欠陥は皆無となり、開
先の形成作業はきわめて容易となり、開先形成に
要する時間を大幅に短縮することができる。

また開先は対向する円錐面で形成されるので、
溶接作業の自動化が容易にでき、溶接の作業時間
の短縮、工数の低減、溶接部での欠陥発生の防止
ができる。

さらに短管構成部材と母管の接続につき当接部
のような非溶接部は切削で除去され、溶接欠陥の
生じ易い初層溶接部も同時に切削除去され、溶接
部の品質、強度を大幅に向上させることができる
など種々の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は管寄せの斜視図、第２図は従来の管寄
せに短管を溶接する前の組み付け部分拡大断面
図、第３図は鞍形開先で短管を溶接するときの部
分斜視図、第４図は短管構成部材の第二絞り部を
母管の凹部に当接位置させたときの断面図、第５
図は第４図で形成された開先部の初層溶接部を示
す断面図、第６図は第二絞り部と母管開先の当接
部と初層溶接部が共にくりぬき切削で除去される
部分を一点鎖線で示す断面図、第７図は短管構成
部材の斜視図、第８図は第２実施例の短管構成部
材の縦断面図である。 １……母管 ２……短管 ７……短管構成部材
７ａ……第一絞り部 ７ｂ……円筒部 ７ｃ…
…第二絞り部 ７ｅ……中空部 ７ｆ……円柱状
ブロツク部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 短管構成部材７の円柱状ブロツク部に続き台
   形円錐状の第一絞り部７ａと、これに続く円筒部
   ７ｂと、さらにこの円筒部に続き第一絞り部７ａ
   の円錐頂角と等しい円錐頂角をもつ第二絞り部７
   ｃを設け、母管１側には前記第一絞り部７ａの円
   錐面に対向して開先を形成する同一円錐頂角の円
   錐面をもつ凹部８を形成し、この凹部８に前記第
   二絞り部７ｃの円錐面を密着させ、これにより形
   成された開先４で前記短管構成部材７と前記母管
   １とを溶接接続し、この溶接の初層溶接部６を含
   み前記短管構成部材７の軸心部をくりぬき切削し
   短管部を形成することを特徴とする管部材の製作
   方法。