JPH0751893A - 配管バックシールド用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接を行う配管の状況に応じて様々な使用形
態を採ることができ、複雑な配管系においても最適なバ
ックシールドを行うことができる配管バックシールド用
治具を提供する。 【構成】 外周にシール用環状チューブ３を気密に設け
た本体部２に、該本体部２を軸方向に貫通するガス供給
通路４及びガス抜き用通路５と、ガス供給通路４の中間
部から分岐して前記シール用環状チューブ３内に連通す
るガス導入通路６と、シール用環状チューブ３内から本
体部２外に排気弁７を介して連通する排気通路８とを設
け、前記ガス供給通路４の両端開口部に、ガス供給管又
は閉塞具をそれぞれ装着可能に形成するとともに、前記
ガス抜き用通路５の両端開口部に、閉塞具をそれぞれ装
着可能に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配管バックシールド用
治具に関し、詳しくは、ステンレス鋼やチタン合金等の
活性金属配管の突合わせ溶接を行う際に、溶接熱によっ
て配管内面が酸化することを防止するために用いる治具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、活性金属配管を突合わせ溶接
する際には、配管内部を不活性ガス雰囲気にして配管内
面が酸化することを防止するようにしている。このと
き、配管内部を不活性ガス雰囲気にする手段としては、
単に被溶接管の両端にキャップを装着して内部に不活性
ガス、例えばアルゴンを導入し、配管系全体を不活性ガ
スで置換する方法が採用されていた。しかし、この方法
では配管系全体を不活性ガスで置換しなければならない
ため、配管内部の酸素濃度が規定値以下になるまでに長
い時間と多量の不活性ガスを必要としていた。また、キ
ャップを配管のサイズ毎に用意しなければならず、多種
類のキャップが必要であり、汎用性が低かった。

【０００３】また、特開昭５７−５８９３号公報に記載
されているように、ガス放出孔を有する連結管により２
個の風船状のシール体を所定間隔で接続したシール装置
を配管内部に挿入し、両シール体内に不活性ガスを注入
して膨張させるとともに、連結管部分から両シール体間
に不活性ガスを供給し、これによって配管内部の溶接部
近傍を不活性ガス雰囲気にするものが提案されている。
この方法によれば、必要個所のみを不活性ガス雰囲気と
すればよいため、短時間かつ少量の不活性ガスで作業を
終えることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造のシール装置は、連結管にガス放出孔を設けているた
め、いわゆる二連球としての使用しかできず、シール体
を使用する部位に制限があった。さらに、従来から、各
種構成のシール体が提案されているが、いずれも使用状
態が限られており、汎用性に難点があった。

【０００５】そこで本発明は、溶接を行う配管の状況に
応じて様々な使用形態を採ることができ、複雑な配管系
においても最適なバックシールドを行うことができる配
管バックシールド用治具を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の配管バックシールド用治具は、配管内部
に挿入され、配管内の流体の流れを遮断して内部雰囲気
を他の雰囲気ガスに置換する配管バックシールド用治具
において、外周にシール用環状チューブを気密に設けた
本体部に、該本体部を軸方向に貫通するガス供給通路及
びガス抜き用通路と、ガス供給通路の中間部から分岐し
て前記シール用環状チューブ内に連通するガス導入通路
と、シール用環状チューブ内から本体部外に排気弁を介
して連通する排気通路とを設け、前記ガス供給通路の両
端開口部に、ガス供給管又は閉塞具をそれぞれ装着可能
に形成するとともに、前記ガス抜き用通路の両端開口部
に、閉塞具をそれぞれ装着可能に形成したことを特徴と
している。

【０００７】

【作 用】上記構成によれば、本体部を貫通するガス供
給通路にガス供給管を接続して不活性ガスを供給するこ
とにより、ガス導入通路を介してシール用環状チューブ
内にガスを導入してシール用環状チューブを膨張させ、
該シール用環状チューブで配管内をシールすることがで
きる。そして、ガス供給通路とガス抜き用通路の両端を
開放したり閉塞したりすることにより、ガスの流れを変
更することができ、不活性ガスの供給方向を任意に設定
することができる。また、２個の配管バックシールド用
治具のガス供給通路同士をガス供給管と同様の連結管で
接続することにより、二連球として使用することもでき
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を、図面に示す実施例に基づい
てさらに詳細に説明する。まず、図１に示すように、配
管バックシールド用治具１は、円柱状の本体部２と、該
本体部２の外周面に気密に設けられたシール用環状チュ
ーブ３とにより構成されている。本体部２の内部には、
該本体部２を軸方向に貫通するガス供給通路４及びガス
抜き用通路５と、ガス供給通路４の中間部から径方向に
分岐して前記シール用環状チューブ３内に連通するガス
導入通路６と、シール用環状チューブ３内から本体部２
外に排気弁７を介して連通する排気通路８とが設けられ
ており、ガス供給通路４及びガス抜き用通路５の両端開
口部は、それぞれ閉塞具９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが装着
可能に形成されている。

【０００９】また、上記ガス供給通路４の両端には、本
体部２から突出する短管４ａ，４ｂが設けられており、
一方の短管４ａには雄ネジが、他方の短管４ｂには雌ネ
ジが、それぞれ設けられ、後述のガス供給管や連結管を
ネジ結合できるように形成されている。

【００１０】前記シール用環状チューブ３は、合成ゴム
等の通気性がほとんど無いゴム状弾性体で形成されてお
り、ガス導入前は配管内に挿入可能な大きさで、内部に
ガス供給通路４，ガス導入通路６を介してガスが導入さ
れて膨張すると、その外周面が配管内面に圧着して配管
内の流体の流れを遮断するように形成されている。な
お、シール用環状チューブ３は、例えばリング状の結束
具等の適宜な固定手段で本体部２の外周面に装着されて
いる。

【００１１】次に、上記構成の配管バックシールド用治
具１の使用方法を、図２乃至図５に基づいて説明する。

【００１２】まず、図２は、配管１０ａ，１０ｂを突合
わせ溶接する際に、配管バックシールド用治具１で一方
の配管１０ａ内を閉塞する例を示すもので、例えば分岐
管部分等を閉塞する場合である。

【００１３】この場合は、ガス供給通路４の一方の短管
４ａに弁１１を有するガス供給管１２を接続し、他方の
短管４ｂに閉塞具９ａを装着するとともに、ガス抜き用
通路５にも閉塞具９ｄを装着し、排気通路８の排気弁７
を閉じた状態で配管１０ａ内の所定位置に配管バックシ
ールド用治具１を挿入する。この状態でガス供給管１２
から適当なガスを供給すると、ガス供給管１２，弁１
１，ガス供給通路４，ガス導入通路６を介してシール用
環状チューブ３内にガスが導入され、シール用環状チュ
ーブ３が膨張して配管１０ａの内壁に圧着してこの部分
が閉塞される。次いで、ガス供給管１２の弁１１を閉じ
ることにより、少量のガスで配管内の閉塞を行うことが
できる。なお、この場合は、配管バックシールド用治具
１の向きは任意である。

【００１４】図３は、一方の配管１０ｂ内を配管バック
シールド用治具１で閉塞するとともに、溶接部１０ｃか
ら他方の配管１０ａに向けて不活性ガスを流下させる例
を示している。なお、図３以下においては、ガスの流れ
方向を矢印で示す。

【００１５】この場合は、ガス供給通路４の排気弁７側
の短管４ａにガス供給管１２を接続し、他方の短管４ｂ
及びガス抜き用通路５に、それぞれ閉塞具９ａ，９ｃを
装着するとともに、排気弁７を適当な開度に開いた状態
にする。この状態で配管バックシールド用治具１を配管
１０ｂ内の所定位置に挿入してガス供給管１２からアル
ゴン等の不活性ガスを供給すると、該不活性ガスは、ガ
ス供給通路４，ガス導入通路６を介してシール用環状チ
ューブ３内に流入し、供給圧力と排気弁７の開度とに応
じてシール用環状チューブ３が膨張して配管１０ｂを閉
塞するとともに、排気通路８から排気弁７を介して配管
１０ｂ内に流出する。これにより、配管バックシールド
用治具１より下流側となる配管１０ｂ，１０ａ内に不活
性ガスを導入することができる。

【００１６】図４は、配管１０ａ，１０ｂの溶接部１０
ｃを挟んで両側に配管バックシールド用治具１ａ，１ｂ
をそれぞれ配置し、その間を不活性ガス雰囲気にする例
を示している。

【００１７】まず、不活性ガス供給側となる配管バック
シールド用治具１ａ（図左側）は、ガス供給通路４の排
気弁７と反対側の短管４ｂにガス供給管１２を接続し、
他方の短管４ａ及びガス抜き用通路５に、それぞれ閉塞
具９ｂ，９ｃを装着するとともに、排気弁７を適当な開
度に開いた状態にする。他方のガス抜き側となる配管バ
ックシールド用治具１ｂ（図右側）は、ガス供給通路４
の排気弁７側の短管４ａにシール用環状チューブ３を膨
張させるためのガスを導入する管１３を接続し、他方の
短管４ｂに閉塞具９ａを装着するとともに、排気弁７を
閉じた状態にする。

【００１８】そして、ガス抜き側の配管バックシールド
用治具１ｂを配管１０ｂの所定位置に挿入し、管１３か
らガス供給通路４，ガス導入通路６を介してシール用環
状チューブ３内に所定圧力のガスを導入し、シール用環
状チューブ３を膨張させて配管１０ｂを閉塞する。

【００１９】次いで、ガス供給管１２から不活性ガスを
供給すると、該不活性ガスは、ガス供給通路４，ガス導
入通路６を介してシール用環状チューブ３内に流入し、
シール用環状チューブ３を膨張させて配管１０ａを閉塞
するとともに、排気通路８から排気弁７を通って両配管
バックシールド用治具１ａ，１ｂの間の空間内に流出す
る。

【００２０】上記空間内に流出した不活性ガスは、ガス
抜き側の配管バックシールド用治具１ｂのガス抜き用通
路５を通過して排出され、このとき、溶接部１０ｃの内
部空間内のガス（空気）を置換して該空間内を不活性ガ
ス雰囲気とする。このように、２個の配管バックシール
ド用治具１ａ，１ｂを用いることにより、配管の溶接部
近傍の配管内に独立した空間を形成できるとともに、該
空間内のガスの置換も容易に行うことができる。

【００２１】図５は、２個の配管バックシールド用治具
１ａ，１ｂを連結管１５で連結して二連球状態とした例
を示すものである。この場合、ガス供給管１２が接続さ
れる側（図左側）の配管バックシールド用治具１ａは、
ガス供給通路４のいずれか一端、例えば短管４ａにガス
供給管１２を接続するとともに、他端の短管４ｂに連結
管１５を接続する。また、ガス抜き用通路５は貫通状態
とし、排気弁７は閉じておく。

【００２２】一方、先端側（図右側）となる配管バック
シールド用治具１ｂは、ガス供給通路４の排気弁７側の
短管４ａに連結管１５の先端を接続し、ガス供給通路４
の短管４ｂ及びガス抜き用通路５に、それぞれ閉塞具９
ａ，９ｃを装着するとともに、排気弁７を適当な開度に
開いた状態にする。

【００２３】この状態でガス供給管１２から適当な圧力
の不活性ガスを供給すると、まず、配管バックシールド
用治具１ａでは、不活性ガスがガス供給通路４，ガス導
入通路６を介してシール用環状チューブ３内に流入し、
シール用環状チューブ３を膨張させて配管１０ａを閉塞
する。配管バックシールド用治具１ａのガス供給通路４
を通過した不活性ガスは、連結管１５を経て先端側の配
管バックシールド用治具１ｂに至り、ガス供給通路４，
ガス導入通路６を介してシール用環状チューブ３内に流
入し、供給圧力と排気弁７の開度とに応じてシール用環
状チューブ３が膨張して配管１０ｂを閉塞するととも
に、排気通路８から排気弁７を介して両配管バックシー
ルド用治具１ａ，１ｂの間の空間内に流出する。この空
間内に流出した不活性ガスは、連結管１５内のガス流れ
と逆方向に流れて配管バックシールド用治具１ａのガス
抜き用通路５から排出される。このとき、前記同様に、
溶接部１０ｃの内部空間内のガス（空気）を置換して該
空間内を不活性ガス雰囲気とする。

【００２４】なお、このとき、２個の配管バックシール
ド用治具１ａ，１ｂの少なくともいずれか一方の排気弁
７は、前記空間側に連通した状態にするとともに、他方
の配管バックシールド用治具のガス抜き用通路５から空
間内のガスを排出するように設定する必要があるが、配
管バックシールド用治具１ａ，１ｂの向きの組み合わせ
は、ガスの抜き方向等に応じて適当に設定することがで
きる。

【００２５】また、排気弁７としては、シール用環状チ
ューブ３の膨張状態を維持しながら適当量のガスを排気
する必要があるため、開度調節が容易なニードル弁等を
使用することが好ましい。さらに、各閉塞具は、ネジ込
み式でも圧入式でもよいが、不活性ガス導入時に圧力が
加わるガス供給通路４の両端はネジ込み式にすることが
好ましい。また、ガス抜き用通路５に閉塞具９ｃ，９ｄ
を装着する際には、該ガス抜き用通路５内にガス溜りが
できないように、不活性ガス雰囲気側の開口に閉塞具９
ｃ，９ｄを装着することが好ましい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の配管バッ
クシールド用治具は、配管内を閉塞シールするシール用
環状チューブとガスの供給排気通路とを一体構造にした
ので、ガス供給管や連結管及び閉塞具の装着位置を適宜
に選定することにより、配管内の単なるシールから溶接
部近傍の両側をシールして内部を不活性ガス雰囲気とす
る二連球状態まで、各種用途に用いることができ、複雑
な配管系においても最適なバックシールド状態を採用す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配管バックシールド用治具の一実施例
を示す断面図である。

【図２】配管バックシールド用治具の使用状態の一例を
示す断面図である。

【図３】他の使用状態例を示す断面図である。

【図４】２個の配管バックシールド用治具を用いた一例
を示す断面図である。

【図５】配管バックシールド用治具を二連球状態にした
一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…配管バックシールド用治具、２…本体部、３…シー
ル用環状チューブ、４…ガス供給通路、５…ガス抜き用
通路、６…ガス導入通路、７…排気弁、８…排気通路、
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…閉塞具、１２…ガス供給管、
１５…連結管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管内部に挿入され、配管内の流体の流
   れを遮断して内部雰囲気を他の雰囲気ガスに置換する配
   管バックシールド用治具において、外周にシール用環状
   チューブを気密に設けた本体部に、該本体部を軸方向に
   貫通するガス供給通路及びガス抜き用通路と、ガス供給
   通路の中間部から分岐して前記シール用環状チューブ内
   に連通するガス導入通路と、シール用環状チューブ内か
   ら本体部外に排気弁を介して連通する排気通路とを設
   け、前記ガス供給通路の両端開口部に、ガス供給管又は
   閉塞具をそれぞれ装着可能に形成するとともに、前記ガ
   ス抜き用通路の両端開口部に、閉塞具をそれぞれ装着可
   能に形成したことを特徴とする配管バックシールド用治
   具。