JPH08215879A - 管材の溶接接合構造及び管材のフランジ接続構造 - Google Patents
管材の溶接接合構造及び管材のフランジ接続構造Info
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- JPH08215879A JPH08215879A JP7056661A JP5666195A JPH08215879A JP H08215879 A JPH08215879 A JP H08215879A JP 7056661 A JP7056661 A JP 7056661A JP 5666195 A JP5666195 A JP 5666195A JP H08215879 A JPH08215879 A JP H08215879A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 異なる熱膨張係数の管材を溶接接合する構造
における熱応力を緩和すること、異なる熱膨張係数の管
材をフランジ接続する構造における熱応力を緩和し且つ
シール性を確保することを目的とする。 【構成】 ３６％Ｎｉ鋼であるインバー製の直径６００
〜１０００ｍｍの第１管材１の端部と、ＳＵＳ３０４製
の直径６００〜１０００ｍｍの第２管材２の端部との間
に、９％Ｎｉ鋼製の短管部材３を同心状に介在させ、第
１管材１の端部と短管部材３の端部とが突き合わせて溶
接接合されるとともに、第２管材２の端部と短管部材３
の端部とが突き合わせて溶接接合される。
における熱応力を緩和すること、異なる熱膨張係数の管
材をフランジ接続する構造における熱応力を緩和し且つ
シール性を確保することを目的とする。 【構成】 ３６％Ｎｉ鋼であるインバー製の直径６００
〜１０００ｍｍの第１管材１の端部と、ＳＵＳ３０４製
の直径６００〜１０００ｍｍの第２管材２の端部との間
に、９％Ｎｉ鋼製の短管部材３を同心状に介在させ、第
１管材１の端部と短管部材３の端部とが突き合わせて溶
接接合されるとともに、第２管材２の端部と短管部材３
の端部とが突き合わせて溶接接合される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、管材の溶接接合構造及
び管材のフランジ接続構造に関し、特に、熱膨張係数の
異なる管材を溶接接合する構造及びフランジ接続する構
造に関する。
び管材のフランジ接続構造に関し、特に、熱膨張係数の
異なる管材を溶接接合する構造及びフランジ接続する構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、火力発電プラントやガス精製プラ
ント等において、低温液化ガス（ＬＮＧ、ＬＰＧ等）を
流通させる配管としてはＳＵＳ（ステンレススチール）
製の配管が広く適用されて来たが、ＳＵＳの熱膨張率
（約15.0×10-6）が大きいために、配管系が長い場合に
は、配管系の途中部に複数のＵ字又はコ字状のループ管
を設け、このループ管により配管系の長さ方向の熱膨張
や熱収縮を吸収する構造が一般に採用されている。前記
配管が６００〜１０００ｍｍもの大径配管の場合には、
複数のループ管を設置する為に、相当の敷地面積が必要
となり、その敷地費用が高額になる。そこで、本願出願
人は、ＳＵＳ製配管の代わりに、熱膨張係数が約1.5 ×
10-6で熱膨張係数が小さな３６％Ｎｉ鋼であるインバー
製の配管を適用することで、配管系のループ管を省略し
得る配管構造を検討しつつある。
ント等において、低温液化ガス（ＬＮＧ、ＬＰＧ等）を
流通させる配管としてはＳＵＳ（ステンレススチール）
製の配管が広く適用されて来たが、ＳＵＳの熱膨張率
（約15.0×10-6）が大きいために、配管系が長い場合に
は、配管系の途中部に複数のＵ字又はコ字状のループ管
を設け、このループ管により配管系の長さ方向の熱膨張
や熱収縮を吸収する構造が一般に採用されている。前記
配管が６００〜１０００ｍｍもの大径配管の場合には、
複数のループ管を設置する為に、相当の敷地面積が必要
となり、その敷地費用が高額になる。そこで、本願出願
人は、ＳＵＳ製配管の代わりに、熱膨張係数が約1.5 ×
10-6で熱膨張係数が小さな３６％Ｎｉ鋼であるインバー
製の配管を適用することで、配管系のループ管を省略し
得る配管構造を検討しつつある。
【０００３】しかし、インバー製の管材を適用した場合
には、管材に接続されるバルブや機器類としては、ＳＵ
Ｓ製のものが多いため、インバー製の管材とＳＵＳ製の
管材とを溶接接合したり、フランジ接続したりする必要
がある。従来、熱膨張係数の異なる金属製の管材を溶接
接合した接合構造であって、高温流体用の管材の接合構
造における熱応力を緩和する技術として、特公昭５２−
４５２９８号公報には、熱膨張係数が小さい方の管材に
加熱手段を設けて、熱膨張係数の大きい管材と同等の熱
膨張量となるように加熱する異種金属接合部分の熱応力
緩和方法が提案されている。
には、管材に接続されるバルブや機器類としては、ＳＵ
Ｓ製のものが多いため、インバー製の管材とＳＵＳ製の
管材とを溶接接合したり、フランジ接続したりする必要
がある。従来、熱膨張係数の異なる金属製の管材を溶接
接合した接合構造であって、高温流体用の管材の接合構
造における熱応力を緩和する技術として、特公昭５２−
４５２９８号公報には、熱膨張係数が小さい方の管材に
加熱手段を設けて、熱膨張係数の大きい管材と同等の熱
膨張量となるように加熱する異種金属接合部分の熱応力
緩和方法が提案されている。
【０００４】一方、異なる材質の、溶接接合するのに不
適切な管材を溶接接合する為に、両管材の間に、両方の
管材に溶接接合可能な材質の短管材を介在させて溶接接
合する技術は、公知であるが、この管材の溶接接合構造
は、熱膨張や熱収縮に起因する熱応力を緩和することを
目的とする技術ではない。
適切な管材を溶接接合する為に、両管材の間に、両方の
管材に溶接接合可能な材質の短管材を介在させて溶接接
合する技術は、公知であるが、この管材の溶接接合構造
は、熱膨張や熱収縮に起因する熱応力を緩和することを
目的とする技術ではない。
【０００５】更に、管材同士をフランジ接続する従来の
フランジ接続構造においては、両管材のフランジのボル
ト穴は丸穴に形成され、熱膨張や熱収縮に起因する両管
材の管径差を許容する構造でない。そして、管材のフラ
ンジ接続構造において、両方の管材の相対向するフラン
ジ面は、管材の軸心に直交するほぼフラットな面に形成
されている。
フランジ接続構造においては、両管材のフランジのボル
ト穴は丸穴に形成され、熱膨張や熱収縮に起因する両管
材の管径差を許容する構造でない。そして、管材のフラ
ンジ接続構造において、両方の管材の相対向するフラン
ジ面は、管材の軸心に直交するほぼフラットな面に形成
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記インバー製の管材
の端部とＳＵＳ３０４製の管材の端部とを突き合わせて
溶接接合した溶接接合構造における応力解析結果であっ
てＬＮＧ用配管を想定した場合における応力解析結果
は、図１０に示す通りである。この応力解析の前提条件
は、温度低下量２００℃、設計内圧１６Kgf/cm2G、イン
バーの熱膨張係数1.5 ×10-6、ＳＵＳ３０４の熱膨張係
数15.0×10-6、インバーのヤング率14,500Kgf/mm2 、Ｓ
ＵＳ３０４のヤング率20,600Kgf/mm2 である。図１０か
ら判るように、インバーの管材とＳＵＳ３０４の管材の
両方共、構造不連続部用設計基準応力内に入るものの、
ＳＵＳ３０４の管材における引張り熱応力が高くなるた
め、温度荷重と内圧による合計応力が設計基準応力近く
まで増加し、実用上好ましくない合計応力になる。前記
応力解析は、ＬＮＧ用配管を想定した場合のものである
が、高温流体用の配管では、ＳＵＳ３０４製管材の熱膨
張量が大きく、その熱歪みがインバー製管材で拘束され
るため、ＳＵＳ３０４製管材の応力は前記の場合よりも
緩和されるものの、インバー製管材の引張り熱応力が高
くなってインバー製管材の合計応力が高くなる。
の端部とＳＵＳ３０４製の管材の端部とを突き合わせて
溶接接合した溶接接合構造における応力解析結果であっ
てＬＮＧ用配管を想定した場合における応力解析結果
は、図１０に示す通りである。この応力解析の前提条件
は、温度低下量２００℃、設計内圧１６Kgf/cm2G、イン
バーの熱膨張係数1.5 ×10-6、ＳＵＳ３０４の熱膨張係
数15.0×10-6、インバーのヤング率14,500Kgf/mm2 、Ｓ
ＵＳ３０４のヤング率20,600Kgf/mm2 である。図１０か
ら判るように、インバーの管材とＳＵＳ３０４の管材の
両方共、構造不連続部用設計基準応力内に入るものの、
ＳＵＳ３０４の管材における引張り熱応力が高くなるた
め、温度荷重と内圧による合計応力が設計基準応力近く
まで増加し、実用上好ましくない合計応力になる。前記
応力解析は、ＬＮＧ用配管を想定した場合のものである
が、高温流体用の配管では、ＳＵＳ３０４製管材の熱膨
張量が大きく、その熱歪みがインバー製管材で拘束され
るため、ＳＵＳ３０４製管材の応力は前記の場合よりも
緩和されるものの、インバー製管材の引張り熱応力が高
くなってインバー製管材の合計応力が高くなる。
【０００７】前記特公昭５２−４５２９８号公報の技術
を適用すれば、熱応力を緩和できるけれども、加熱手段
を設けなければならないため、構造が複雑化し、製作コ
スト、ランニングコスト的に実用に適するものとは言い
難い。また、従来の管材のフランジ接続構造において
は、熱膨張や熱収縮に起因する両管材の管径差を許容す
る構造でないため、異なる熱膨張係数の管材同士をフラ
ンジ接続した場合に、熱膨張や熱収縮に起因する熱応力
が大きくなるという問題と内容液が漏洩するという問題
がある。本発明の目的は、異なる熱膨張係数の管材を溶
接接合する構造における熱応力を緩和すること、異なる
熱膨張係数の管材をフランジ接続する構造における熱応
力を緩和し且つシール性を確保することである。
を適用すれば、熱応力を緩和できるけれども、加熱手段
を設けなければならないため、構造が複雑化し、製作コ
スト、ランニングコスト的に実用に適するものとは言い
難い。また、従来の管材のフランジ接続構造において
は、熱膨張や熱収縮に起因する両管材の管径差を許容す
る構造でないため、異なる熱膨張係数の管材同士をフラ
ンジ接続した場合に、熱膨張や熱収縮に起因する熱応力
が大きくなるという問題と内容液が漏洩するという問題
がある。本発明の目的は、異なる熱膨張係数の管材を溶
接接合する構造における熱応力を緩和すること、異なる
熱膨張係数の管材をフランジ接続する構造における熱応
力を緩和し且つシール性を確保することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の管材の溶接接
合構造は、第１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨
張係数の大きい第２管材の端部とを突き合わせて溶接接
合する構造において、第１管材の端部と、第２管材の端
部との間に、第１管材の熱膨張係数よりも大きく第２管
材の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数の金属製の短管
部材を介在させて、第１管材と短管部材及び第２管材と
短管部材とを溶接接合したものである。請求項２の管材
の溶接接合構造は、請求項１の発明において、前記短管
部材が、１つの管部材からなるものである。請求項３の
管材の溶接接合構造は、請求項１の発明において、前記
短管部材が、熱膨張係数の異なる複数の管部材であって
第１管材から第２管材に向かって熱膨張係数が大きくな
る複数の管部材を溶接接合してなるものである。
合構造は、第１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨
張係数の大きい第２管材の端部とを突き合わせて溶接接
合する構造において、第１管材の端部と、第２管材の端
部との間に、第１管材の熱膨張係数よりも大きく第２管
材の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数の金属製の短管
部材を介在させて、第１管材と短管部材及び第２管材と
短管部材とを溶接接合したものである。請求項２の管材
の溶接接合構造は、請求項１の発明において、前記短管
部材が、１つの管部材からなるものである。請求項３の
管材の溶接接合構造は、請求項１の発明において、前記
短管部材が、熱膨張係数の異なる複数の管部材であって
第１管材から第２管材に向かって熱膨張係数が大きくな
る複数の管部材を溶接接合してなるものである。
【０００９】請求項４の管材のフランジ接続構造は、第
１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨張係数の大き
い第２管材の端部とをフランジ接続する構造において、
第１管材の端部に接合された第１フランジと、第２管材
の端部に接合された第２フランジと、第１フランジのう
ちの第２フランジ側の面に形成された環状の第１係合部
と、第２フランジのうちの第１フランジ側の面に形成さ
れた環状の第２係合部であって、第１係合部との間にシ
ール部材装着隙間を空けた状態で、第２管材の軸心方向
に第１管材側への接近移動を介して第１係合部に係合可
能な第２係合部と、前記シール部材装着隙間に装着され
た環状のシール部材とを備え、第１フランジと第２フラ
ンジの半径方向への熱変形量の差によって、シール部材
装着隙間が縮小するように第１係合部及び第２係合部を
形成したものである。
１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨張係数の大き
い第２管材の端部とをフランジ接続する構造において、
第１管材の端部に接合された第１フランジと、第２管材
の端部に接合された第２フランジと、第１フランジのう
ちの第２フランジ側の面に形成された環状の第１係合部
と、第２フランジのうちの第１フランジ側の面に形成さ
れた環状の第２係合部であって、第１係合部との間にシ
ール部材装着隙間を空けた状態で、第２管材の軸心方向
に第１管材側への接近移動を介して第１係合部に係合可
能な第２係合部と、前記シール部材装着隙間に装着され
た環状のシール部材とを備え、第１フランジと第２フラ
ンジの半径方向への熱変形量の差によって、シール部材
装着隙間が縮小するように第１係合部及び第２係合部を
形成したものである。
【００１０】請求項５の管材のフランジ接続構造は、請
求項４の発明において、前記第１管材及び第２管材が低
温流体を流通させる為の管材であり、前記第１係合部が
部分凸コーン状の係合部に構成され、第２係合部が部分
凹コーン状の係合部に構成されたものである。請求項６
の管材のフランジ接続構造は、請求項５の発明におい
て、前記第１又は第２フランジの一方に、両フランジを
ボルト結合する為の、フランジの半径方向に細長いボル
ト穴を形成し、前記細長いボルト穴が形成されたフラン
ジに、両フランジをボルト結合するボルト又はナットと
の滑りを促進する為の潤滑手段を設けたものである。
求項４の発明において、前記第１管材及び第２管材が低
温流体を流通させる為の管材であり、前記第１係合部が
部分凸コーン状の係合部に構成され、第２係合部が部分
凹コーン状の係合部に構成されたものである。請求項６
の管材のフランジ接続構造は、請求項５の発明におい
て、前記第１又は第２フランジの一方に、両フランジを
ボルト結合する為の、フランジの半径方向に細長いボル
ト穴を形成し、前記細長いボルト穴が形成されたフラン
ジに、両フランジをボルト結合するボルト又はナットと
の滑りを促進する為の潤滑手段を設けたものである。
【００１１】
【作用】請求項１の管材の溶接接合構造においては、第
１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨張係数の大き
い第２管材の端部とを突き合わせて溶接接合する構造に
おいて、第１管材の端部と、第２管材の端部との間に、
第１管材の熱膨張係数よりも大きく第２管材の熱膨張係
数よりも小さな熱膨張係数の金属製の短管部材を介在さ
せて、第１管材と短管部材及び第２管材と短管部材とを
溶接接合する。それ故、第１管材と第２管材とを直接溶
接接合した場合よりも、第１管材と短管部材の溶接接合
部の熱応力及び第２管材と短管部材の溶接接合部の熱応
力を緩和することができる。
１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨張係数の大き
い第２管材の端部とを突き合わせて溶接接合する構造に
おいて、第１管材の端部と、第２管材の端部との間に、
第１管材の熱膨張係数よりも大きく第２管材の熱膨張係
数よりも小さな熱膨張係数の金属製の短管部材を介在さ
せて、第１管材と短管部材及び第２管材と短管部材とを
溶接接合する。それ故、第１管材と第２管材とを直接溶
接接合した場合よりも、第１管材と短管部材の溶接接合
部の熱応力及び第２管材と短管部材の溶接接合部の熱応
力を緩和することができる。
【００１２】ここで、例えば、第１管材がインバー（熱
膨張係数1.5 ×10-6）製の管材であり、第２管材がＳＵ
Ｓ３０４（熱膨張係数15.2×10-6）製の管材である場合
に、短管部材を９％Ｎｉ鋼（熱膨張係数9.2 ×10-6）製
の管部材で構成してもよく、また、短管部材を４２％Ｎ
ｉ鋼（熱膨張係数4.4 ×10-6）製の管部材と５０％Ｎｉ
鋼（熱膨張係数10.0×10-6）製の管部材とを溶接接合し
てなる短管材であって第１管材から第２管材に向かって
熱膨張係数が大きくなるように配置される短管部材で構
成してもよい。
膨張係数1.5 ×10-6）製の管材であり、第２管材がＳＵ
Ｓ３０４（熱膨張係数15.2×10-6）製の管材である場合
に、短管部材を９％Ｎｉ鋼（熱膨張係数9.2 ×10-6）製
の管部材で構成してもよく、また、短管部材を４２％Ｎ
ｉ鋼（熱膨張係数4.4 ×10-6）製の管部材と５０％Ｎｉ
鋼（熱膨張係数10.0×10-6）製の管部材とを溶接接合し
てなる短管材であって第１管材から第２管材に向かって
熱膨張係数が大きくなるように配置される短管部材で構
成してもよい。
【００１３】請求項２の管材の溶接接合構造において
は、請求項１と同様の作用を奏するが、前記短管部材が
１つの管部材からなるので、短管部材の構造が簡単で、
溶接線も一本増えるだけであるため溶接コストの面でも
有利である。
は、請求項１と同様の作用を奏するが、前記短管部材が
１つの管部材からなるので、短管部材の構造が簡単で、
溶接線も一本増えるだけであるため溶接コストの面でも
有利である。
【００１４】請求項３の管材の溶接接合構造において
は、請求項１と同様の作用を奏するが、前記短管部材
が、熱膨張係数の異なる複数の管部材であって第１管材
から第２管材に向かって熱膨張係数が大きくなる複数の
管部材を溶接接合してなるので、第１管材と第２管材の
熱膨張係数の差が大きい場合にも、確実に熱応力を緩和
することができる。
は、請求項１と同様の作用を奏するが、前記短管部材
が、熱膨張係数の異なる複数の管部材であって第１管材
から第２管材に向かって熱膨張係数が大きくなる複数の
管部材を溶接接合してなるので、第１管材と第２管材の
熱膨張係数の差が大きい場合にも、確実に熱応力を緩和
することができる。
【００１５】請求項４の管材のフランジ接続構造におい
ては、第１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨張係
数の大きい第２管材の端部とをフランジ接続する構造に
おいて、第１管材の端部には第１フランジが接合され、
第２管材の端部には第２フランジが接合されている。第
１フランジのうちの第２フランジ側の面には、環状の第
１係合部が形成され、第２フランジのうちの第１フラン
ジ側の面には、環状の第２係合部が形成され、この第２
係合部は、第１係合部との間にシール部材装着隙間を空
けた状態で、第２管材の軸心方向に第１管材側への接近
移動を介して第１係合部に係合可能に形成されている。
前記シール部材装着隙間には、環状のシール部材が装着
されている。そして、第１係合部と第２係合部とは、第
１フランジと第２フランジの半径方向への熱変形量の差
によって、シール部材装着隙間が縮小するように形成さ
れている。
ては、第１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨張係
数の大きい第２管材の端部とをフランジ接続する構造に
おいて、第１管材の端部には第１フランジが接合され、
第２管材の端部には第２フランジが接合されている。第
１フランジのうちの第２フランジ側の面には、環状の第
１係合部が形成され、第２フランジのうちの第１フラン
ジ側の面には、環状の第２係合部が形成され、この第２
係合部は、第１係合部との間にシール部材装着隙間を空
けた状態で、第２管材の軸心方向に第１管材側への接近
移動を介して第１係合部に係合可能に形成されている。
前記シール部材装着隙間には、環状のシール部材が装着
されている。そして、第１係合部と第２係合部とは、第
１フランジと第２フランジの半径方向への熱変形量の差
によって、シール部材装着隙間が縮小するように形成さ
れている。
【００１６】従って、第１管材と第２管材との熱膨張係
数の差によって、第１フランジと第２フランジの半径方
向への熱変形量の差が生じても、シール部材装着隙間が
縮小するように第１係合部と第２係合部とが形成されて
いるため、シール部材によるシール性を確保できるう
え、第１フランジと第２フランジの半径方向への熱変形
量の差を許容する構造であるため熱応力を緩和すること
ができる。例えば、第１管材と第２管材内に低温流体を
流通させる場合には、第１係合部が第２係合部にシール
部材装着隙間を空けて内嵌するように第１及び第２係合
部が構成されるし、また、第１管材と第２管材内に高温
流体を流通させる場合には、第１係合部が第２係合部に
シール部材装着隙間を空けて外嵌するように第１及び第
２係合部が構成される。
数の差によって、第１フランジと第２フランジの半径方
向への熱変形量の差が生じても、シール部材装着隙間が
縮小するように第１係合部と第２係合部とが形成されて
いるため、シール部材によるシール性を確保できるう
え、第１フランジと第２フランジの半径方向への熱変形
量の差を許容する構造であるため熱応力を緩和すること
ができる。例えば、第１管材と第２管材内に低温流体を
流通させる場合には、第１係合部が第２係合部にシール
部材装着隙間を空けて内嵌するように第１及び第２係合
部が構成されるし、また、第１管材と第２管材内に高温
流体を流通させる場合には、第１係合部が第２係合部に
シール部材装着隙間を空けて外嵌するように第１及び第
２係合部が構成される。
【００１７】請求項５の管材のフランジ接続構造におい
ては、請求項４と同様の作用を奏するが、前記第１管材
及び第２管材が低温流体を流通させる為の管材であり、
前記第１係合部が部分凸コーン状の係合部に構成され、
第２係合部が部分凹コーン状の係合部に構成されている
ため、第２係合部の収縮量が、第１係合部の収縮量より
も大きくなるため、シール部材装着隙間が小さくなりシ
ール性を確保できる。
ては、請求項４と同様の作用を奏するが、前記第１管材
及び第２管材が低温流体を流通させる為の管材であり、
前記第１係合部が部分凸コーン状の係合部に構成され、
第２係合部が部分凹コーン状の係合部に構成されている
ため、第２係合部の収縮量が、第１係合部の収縮量より
も大きくなるため、シール部材装着隙間が小さくなりシ
ール性を確保できる。
【００１８】請求項６の管材のフランジ接続構造におい
ては、請求項５と同様の作用を奏するが、前記第１又は
第２フランジの一方に、両フランジをボルト結合する為
の、フランジの半径方向に細長いボルト穴を形成し、前
記細長いボルト穴が形成されたフランジに、両フランジ
をボルト結合するボルト又はナットとの滑りを促進する
為の潤滑手段を設けたので、前記細長いボルト穴と潤滑
手段を介して、第１フランジと第２フランジの熱変形量
の差が生じるのが許容され、熱応力が確実に緩和される
ことになる。
ては、請求項５と同様の作用を奏するが、前記第１又は
第２フランジの一方に、両フランジをボルト結合する為
の、フランジの半径方向に細長いボルト穴を形成し、前
記細長いボルト穴が形成されたフランジに、両フランジ
をボルト結合するボルト又はナットとの滑りを促進する
為の潤滑手段を設けたので、前記細長いボルト穴と潤滑
手段を介して、第１フランジと第２フランジの熱変形量
の差が生じるのが許容され、熱応力が確実に緩和される
ことになる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。 実施例１・・・図１、図２参照 本実施例は、ＬＮＧを流通させる為の配管における熱膨
張係数の異なる管材を溶接接合する構造に本発明を適用
した場合の一例である。図１に示すように、３６％Ｎｉ
鋼であるインバー製の直径６００〜１０００ｍｍの第１
管材１の端部と、ＳＵＳ３０４製の直径６００〜１００
０ｍｍの第２管材２の端部とを同心状に突き合わせて溶
接接合する構造において、第１管材１の端部と第２管材
２の端部との間に、９％Ｎｉ鋼製の短管部材３を同心状
に介在させ、第１管材１の端部と短管部材３の端部とが
突き合わせて溶接接合されるとともに、第２管材２の端
部と短管部材３の端部とが突き合わせて溶接接合され
る。前記インバー製の第１管材１は、ＬＮＧを流通させ
る為の配管の大部分を構成するものであり、ＳＵＳ３０
４製の第２管材２は、その配管系におけるバルブや機器
側の従属的な配管部分を構成するものである。
つつ説明する。 実施例１・・・図１、図２参照 本実施例は、ＬＮＧを流通させる為の配管における熱膨
張係数の異なる管材を溶接接合する構造に本発明を適用
した場合の一例である。図１に示すように、３６％Ｎｉ
鋼であるインバー製の直径６００〜１０００ｍｍの第１
管材１の端部と、ＳＵＳ３０４製の直径６００〜１００
０ｍｍの第２管材２の端部とを同心状に突き合わせて溶
接接合する構造において、第１管材１の端部と第２管材
２の端部との間に、９％Ｎｉ鋼製の短管部材３を同心状
に介在させ、第１管材１の端部と短管部材３の端部とが
突き合わせて溶接接合されるとともに、第２管材２の端
部と短管部材３の端部とが突き合わせて溶接接合され
る。前記インバー製の第１管材１は、ＬＮＧを流通させ
る為の配管の大部分を構成するものであり、ＳＵＳ３０
４製の第２管材２は、その配管系におけるバルブや機器
側の従属的な配管部分を構成するものである。
【００２０】前記３６％Ｎｉ鋼であるインバーの熱膨張
係数は1.5 ×10-6であり、ＳＵＳ３０４の熱膨張係数は
15.0×10-6であり、９％Ｎｉ鋼の熱膨張係数は9.2 ×10
-6である。このように、第１管材１の端部と第２管材２
の端部との間に、第１管材１の熱膨張係数よりも大きく
第２管材２の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数の短管
部材３を介在させて溶接接合することにより、第１管材
１の端部と第２管材２の端部とを直接溶接接合する場合
に比較して、第１管材１の端部と短管部材３の端部との
溶接接合部及び第２管材２の端部と短管部材３の端部と
の溶接接合部の熱応力を著しく緩和することができる。
係数は1.5 ×10-6であり、ＳＵＳ３０４の熱膨張係数は
15.0×10-6であり、９％Ｎｉ鋼の熱膨張係数は9.2 ×10
-6である。このように、第１管材１の端部と第２管材２
の端部との間に、第１管材１の熱膨張係数よりも大きく
第２管材２の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数の短管
部材３を介在させて溶接接合することにより、第１管材
１の端部と第２管材２の端部とを直接溶接接合する場合
に比較して、第１管材１の端部と短管部材３の端部との
溶接接合部及び第２管材２の端部と短管部材３の端部と
の溶接接合部の熱応力を著しく緩和することができる。
【００２１】図２は、図１のように溶接接合した溶接接
合構造における応力解析結果で、この応力解析の前提条
件は、温度低下量２００℃、設計内圧１６Kgf/cm2G、イ
ンバーの熱膨張係数1.5 ×10-6、ＳＵＳ３０４の熱膨張
係数15.0×10-6、インバーのヤング率14,500Kgf/mm2 、
ＳＵＳ３０４のヤング率20,600Kgf/mm2 である。第１管
材１の端部と第２管材２の端部とを直接溶接接合した構
造における応力解析結果を示す前記図１０と比較すれ
ば、熱収縮に起因する熱応力が著しく緩和されているこ
とが判る。
合構造における応力解析結果で、この応力解析の前提条
件は、温度低下量２００℃、設計内圧１６Kgf/cm2G、イ
ンバーの熱膨張係数1.5 ×10-6、ＳＵＳ３０４の熱膨張
係数15.0×10-6、インバーのヤング率14,500Kgf/mm2 、
ＳＵＳ３０４のヤング率20,600Kgf/mm2 である。第１管
材１の端部と第２管材２の端部とを直接溶接接合した構
造における応力解析結果を示す前記図１０と比較すれ
ば、熱収縮に起因する熱応力が著しく緩和されているこ
とが判る。
【００２２】即ち、第１管材１の端部と第２管材２の端
部とを直接溶接接合した構造においては、熱収縮の際、
第１管材１の熱収縮量は、第２管材２の熱収縮量よりも
小さいため、第２管材２の熱収縮が第１管材１で抑制さ
れるため、第２管材２の熱応力に起因する引張応力が増
大する。そして、第１管材１の熱膨張係数と第２管材２
の熱膨張係数の差が大きくなる程、熱応力に起因する引
張応力が増大する。しかし、短管部材３を介在させて溶
接接合することにより、第１管材１の熱膨張係数と第２
管材２の熱膨張係数の差よりも、第１管材１の熱膨張係
数と短管部材３の熱膨張係数の差が小さくなり、また、
第２管材２の熱膨張係数と短管部材３の熱膨張係数の差
が小さくなるため、熱応力を緩和することができる。
部とを直接溶接接合した構造においては、熱収縮の際、
第１管材１の熱収縮量は、第２管材２の熱収縮量よりも
小さいため、第２管材２の熱収縮が第１管材１で抑制さ
れるため、第２管材２の熱応力に起因する引張応力が増
大する。そして、第１管材１の熱膨張係数と第２管材２
の熱膨張係数の差が大きくなる程、熱応力に起因する引
張応力が増大する。しかし、短管部材３を介在させて溶
接接合することにより、第１管材１の熱膨張係数と第２
管材２の熱膨張係数の差よりも、第１管材１の熱膨張係
数と短管部材３の熱膨張係数の差が小さくなり、また、
第２管材２の熱膨張係数と短管部材３の熱膨張係数の差
が小さくなるため、熱応力を緩和することができる。
【００２３】以上は、熱収縮の場合を例として説明した
が、高温流体を流通させる為の配管における熱膨張に起
因する熱応力についても同様であり、その場合、第１管
材１の端部と第２管材２の端部とを直接溶接接合した構
造では、第２管材２の熱膨張量が、第１管材１の熱膨張
量よりも大きくなるため、第１管材１の熱応力に起因す
る引張応力が増大し、第１管材１の熱膨張係数と第２管
材２の熱膨張係数の差が大きくなる程、熱応力に起因す
る引張応力が増大する。しかし、短管部材３を介在させ
て溶接接合することにより、熱応力を緩和することがで
きる。
が、高温流体を流通させる為の配管における熱膨張に起
因する熱応力についても同様であり、その場合、第１管
材１の端部と第２管材２の端部とを直接溶接接合した構
造では、第２管材２の熱膨張量が、第１管材１の熱膨張
量よりも大きくなるため、第１管材１の熱応力に起因す
る引張応力が増大し、第１管材１の熱膨張係数と第２管
材２の熱膨張係数の差が大きくなる程、熱応力に起因す
る引張応力が増大する。しかし、短管部材３を介在させ
て溶接接合することにより、熱応力を緩和することがで
きる。
【００２４】次に、前記実施例を部分的に変更した変更
態様について説明する。但し同一のものには、同一を符
号を付して説明する。図３に示すように、この溶接接合
構造においては、前記実施例の短管部材３に代わり、イ
ンバー製の第１管材１の端部とＳＵＳ３０４製の第２管
材２の端部との間に、４３％Ｎｉ鋼製の管部材５と５０
％Ｎｉ鋼製の管部材６とを溶接接合してなる短管部材３
Ａを同心状に介在させ、第１管材１の端部と４２％Ｎｉ
鋼製の管部材５の端部とが突き合わせて溶接接合される
とともに、第２管材２の端部と５０％Ｎｉ鋼製の管部材
６の端部とが突き合わせて溶接接合される。
態様について説明する。但し同一のものには、同一を符
号を付して説明する。図３に示すように、この溶接接合
構造においては、前記実施例の短管部材３に代わり、イ
ンバー製の第１管材１の端部とＳＵＳ３０４製の第２管
材２の端部との間に、４３％Ｎｉ鋼製の管部材５と５０
％Ｎｉ鋼製の管部材６とを溶接接合してなる短管部材３
Ａを同心状に介在させ、第１管材１の端部と４２％Ｎｉ
鋼製の管部材５の端部とが突き合わせて溶接接合される
とともに、第２管材２の端部と５０％Ｎｉ鋼製の管部材
６の端部とが突き合わせて溶接接合される。
【００２５】前記４３％Ｎｉ鋼の熱膨張係数は4.4 ×10
-6であり、５０％Ｎｉ鋼の熱膨張係数は10.0×10-6であ
り、短管部材３Ａにおいては、第１管材１から第２管材
２に向かって熱膨張係数が大きくなるように、管部材
５，６が溶接接合される。つまり、第１管材１の端部と
第２管材２の端部との間に、第１管材から第２管材に向
かって熱膨張係数が大きくなる２個の管部材を介在させ
て溶接接合することにより、第１管材１の端部と短管部
材３Ａの端部との溶接接合部及び第２管材２の端部と短
管部材３Ａの端部との溶接接合部の熱応力を確実に緩和
することができる。また、高温流体を流通させる為の配
管における熱膨張に起因する熱応力についても前記実施
例１と同様、短管部材３Ａを介在させて溶接接合するこ
とにより、熱応力を確実に緩和することができる。
-6であり、５０％Ｎｉ鋼の熱膨張係数は10.0×10-6であ
り、短管部材３Ａにおいては、第１管材１から第２管材
２に向かって熱膨張係数が大きくなるように、管部材
５，６が溶接接合される。つまり、第１管材１の端部と
第２管材２の端部との間に、第１管材から第２管材に向
かって熱膨張係数が大きくなる２個の管部材を介在させ
て溶接接合することにより、第１管材１の端部と短管部
材３Ａの端部との溶接接合部及び第２管材２の端部と短
管部材３Ａの端部との溶接接合部の熱応力を確実に緩和
することができる。また、高温流体を流通させる為の配
管における熱膨張に起因する熱応力についても前記実施
例１と同様、短管部材３Ａを介在させて溶接接合するこ
とにより、熱応力を確実に緩和することができる。
【００２６】ここで、前記実施例１及びその変更態様で
は、３６％Ｎｉ鋼であるインバー製の第１管材１と、Ｓ
ＵＳ３０４製の第２管材２の溶接接合構造を説明した
が、熱膨張係数の異なる管材を溶接接合する場合にも、
前記実施例１及びその変更態様の管材の溶接接合構造が
適用できるのは勿論である。特に、第１管材と第２管材
の熱膨張係数の差が大きい場合においては、前記変更態
様の短管部材３Ａを、熱膨張係数の異なる２個以上の管
部材であって、第１管材１から第２管材２に向かって熱
膨張係数が大きくなる２個以上の管部材を溶接接合して
構成してもよく、この場合、第１管材１及び第２管材２
の熱応力を著しく緩和することができる。
は、３６％Ｎｉ鋼であるインバー製の第１管材１と、Ｓ
ＵＳ３０４製の第２管材２の溶接接合構造を説明した
が、熱膨張係数の異なる管材を溶接接合する場合にも、
前記実施例１及びその変更態様の管材の溶接接合構造が
適用できるのは勿論である。特に、第１管材と第２管材
の熱膨張係数の差が大きい場合においては、前記変更態
様の短管部材３Ａを、熱膨張係数の異なる２個以上の管
部材であって、第１管材１から第２管材２に向かって熱
膨張係数が大きくなる２個以上の管部材を溶接接合して
構成してもよく、この場合、第１管材１及び第２管材２
の熱応力を著しく緩和することができる。
【００２７】実施例２・・・図４参照 本実施例は、ＬＮＧを流通させる為の配管における熱膨
張係数の異なる管材をフランジ接続する構造に本発明を
適用した場合の一例である。図４に示すように、インバ
ー製（熱膨張係数1.5 ×10-6）の第１管材１Ａの端部に
は、第１管材１Ａと同材質（インバー製）の第１フラン
ジ１０が接合され、ＳＵＳ３０４製（熱膨張係数15.0×
10-6）の第２管材２Ａの端部には、第２管材２Ａと同材
質（ＳＵＳ３０４製）の第２フランジ２０が接合されて
いる。
張係数の異なる管材をフランジ接続する構造に本発明を
適用した場合の一例である。図４に示すように、インバ
ー製（熱膨張係数1.5 ×10-6）の第１管材１Ａの端部に
は、第１管材１Ａと同材質（インバー製）の第１フラン
ジ１０が接合され、ＳＵＳ３０４製（熱膨張係数15.0×
10-6）の第２管材２Ａの端部には、第２管材２Ａと同材
質（ＳＵＳ３０４製）の第２フランジ２０が接合されて
いる。
【００２８】第１フランジ１０は、第１管材１Ａの約２
倍の外径を有し、第１フランジ１０の外周近傍部位に
は、両フランジ１０，２０をボルト結合する為の複数の
ボルト穴１２が形成されている。第１フランジ１０の右
端部には、部分凸コーン状の第１係合部１３が設けら
れ、この第１係合部１３の外周部面は、先端側程小径化
するテ−パ状外周部面１４に形成されている。第１フラ
ンジ１０には、第１管材１Ａの流通路１ａと同径の流通
部１０ａが形成され、８ａはボルト８側に装着されるワ
ッシャ、９ａはナット９側に装着されるワッシャであ
る。
倍の外径を有し、第１フランジ１０の外周近傍部位に
は、両フランジ１０，２０をボルト結合する為の複数の
ボルト穴１２が形成されている。第１フランジ１０の右
端部には、部分凸コーン状の第１係合部１３が設けら
れ、この第１係合部１３の外周部面は、先端側程小径化
するテ−パ状外周部面１４に形成されている。第１フラ
ンジ１０には、第１管材１Ａの流通路１ａと同径の流通
部１０ａが形成され、８ａはボルト８側に装着されるワ
ッシャ、９ａはナット９側に装着されるワッシャであ
る。
【００２９】第２フランジ２０は、前記第２フランジ２
０と同外径長を有し、第２フランジ２０の外周近傍部位
には、第２フランジ２０の半径方向に細長い（例えば、
ボルト８の直径の約２倍の長さを有する）複数の長穴２
２が、第１フランジ１０に形成された複数のボルト穴１
２と対向して形成されている。第２フランジ２０の右側
面において、各長穴２２周辺部のナット９との摺動部分
には、潤滑手段７としてテフロンコーティングが施さ
れ、ワッシャ９ａを介して第２フランジ２０とナット９
との滑りを促進している。第２フランジ２０の左端部に
は、部分凹コーン状の第２係合部２３が設けられ、この
第２係合部２３は、先端側程大径化するテ−パ状内周面
２４に形成されている。
０と同外径長を有し、第２フランジ２０の外周近傍部位
には、第２フランジ２０の半径方向に細長い（例えば、
ボルト８の直径の約２倍の長さを有する）複数の長穴２
２が、第１フランジ１０に形成された複数のボルト穴１
２と対向して形成されている。第２フランジ２０の右側
面において、各長穴２２周辺部のナット９との摺動部分
には、潤滑手段７としてテフロンコーティングが施さ
れ、ワッシャ９ａを介して第２フランジ２０とナット９
との滑りを促進している。第２フランジ２０の左端部に
は、部分凹コーン状の第２係合部２３が設けられ、この
第２係合部２３は、先端側程大径化するテ−パ状内周面
２４に形成されている。
【００３０】そして、第２係合部２３は、そのテ−パ状
内周面２４と第１係合部１３のテ−パ状外周面１４間に
シール部材装着隙間３０を空けた状態で、第２管材２Ａ
の軸心方向に第１管材１Ａ側への接近移動を介して第１
係合部１３に係合し、複数のボルト８とナット９によ
り、両フランジ１０，２０がボルト結合される。このシ
ール部材装着隙間３０には、環状のシール部材３１が装
着されていて、第１係合部１３と第２係合部２３とは、
第１フランジ１０と第２フランジ２０の半径方向への熱
変形量の差によって、シール部材装着隙間３０が縮小す
るように形成されている。
内周面２４と第１係合部１３のテ−パ状外周面１４間に
シール部材装着隙間３０を空けた状態で、第２管材２Ａ
の軸心方向に第１管材１Ａ側への接近移動を介して第１
係合部１３に係合し、複数のボルト８とナット９によ
り、両フランジ１０，２０がボルト結合される。このシ
ール部材装着隙間３０には、環状のシール部材３１が装
着されていて、第１係合部１３と第２係合部２３とは、
第１フランジ１０と第２フランジ２０の半径方向への熱
変形量の差によって、シール部材装着隙間３０が縮小す
るように形成されている。
【００３１】従って、第１管材１Ａと第２管材２Ａとの
熱膨張係数の差によって、第１フランジ１０と第２フラ
ンジ２０の半径方向への熱変形量の差が生じても、シー
ル部材装着隙間３０が縮小するように形成されているた
め、シール部材３１によるシール性を確保できるうえ、
第１フランジ１０と第２フランジ２０の半径方向への熱
変形量の差を許容する構造であるため熱応力を緩和する
ことができる。
熱膨張係数の差によって、第１フランジ１０と第２フラ
ンジ２０の半径方向への熱変形量の差が生じても、シー
ル部材装着隙間３０が縮小するように形成されているた
め、シール部材３１によるシール性を確保できるうえ、
第１フランジ１０と第２フランジ２０の半径方向への熱
変形量の差を許容する構造であるため熱応力を緩和する
ことができる。
【００３２】更に、第２フランジ２０に、第１フランジ
１０とのボルト結合の為の、第２フランジ２０の半径方
向に細長い複数の長穴２２を形成し、この第２フランジ
２０と第１フランジ１０をボルト結合するナット９側ワ
ッシャ９ａとの滑りを促進する為に、第２フランジ２０
において、各長穴２２周辺部のナット９との摺動部に、
潤滑手段７としてのテフロンコーティングが施されてい
るので、長穴２２と潤滑手段７を介して、第１フランジ
１０と第２フランジ２０の熱変形量の差が生じることを
容易にし、熱応力を確実に緩和することができる。
１０とのボルト結合の為の、第２フランジ２０の半径方
向に細長い複数の長穴２２を形成し、この第２フランジ
２０と第１フランジ１０をボルト結合するナット９側ワ
ッシャ９ａとの滑りを促進する為に、第２フランジ２０
において、各長穴２２周辺部のナット９との摺動部に、
潤滑手段７としてのテフロンコーティングが施されてい
るので、長穴２２と潤滑手段７を介して、第１フランジ
１０と第２フランジ２０の熱変形量の差が生じることを
容易にし、熱応力を確実に緩和することができる。
【００３３】次に、前記実施例２の別実施例について説
明する。但し、同一のものには同一符号を付して説明す
る。 別実施例１・・・図５参照 別実施例１の管材のフランジ接続構造は、前記実施例２
と略同様の構造であるが、第１係合部１３と第２係合部
２３において、テ−パ状外周面１４とテ−パ状内周面２
４に、１対の環状溝１５，２５が相対向状に形成され、
シール部材装着隙間３０には、シール用のＯリング３２
が、これら環状溝１４，２５に嵌合して装着されてい
る。この場合、前記実施例２と略同様の作用・効果が得
られるが、環状溝１５，２５を形成することで、シール
用のＯリング３２を簡単に装着することができる。
明する。但し、同一のものには同一符号を付して説明す
る。 別実施例１・・・図５参照 別実施例１の管材のフランジ接続構造は、前記実施例２
と略同様の構造であるが、第１係合部１３と第２係合部
２３において、テ−パ状外周面１４とテ−パ状内周面２
４に、１対の環状溝１５，２５が相対向状に形成され、
シール部材装着隙間３０には、シール用のＯリング３２
が、これら環状溝１４，２５に嵌合して装着されてい
る。この場合、前記実施例２と略同様の作用・効果が得
られるが、環状溝１５，２５を形成することで、シール
用のＯリング３２を簡単に装着することができる。
【００３４】別実施例２・・・図６参照 第１フランジ１０Ａの右端部には、環状凸型の第１係合
部１３Ａであって、外周部面１６ａとこの外周部面に直
交する先端部１６ｂとを有す第１係合部１３Ａが設けら
れ、第２フランジ２０Ａの左側面には、第１係合部１３
Ａに係合可能な環状凹型の第２係合部２３Ａであって、
内周面２６ａと前記先端部１６ｂと平行な基端部２６ｂ
とを有す第２係合部２３Ａが設けられている。シール部
材装着隙間３０Ａにおいて、第１係合部１３Ａの外周面
１６ａと第２係合部２３Ａの内周面２６ａ間には、環状
の第１シール部材３３ａが介装され、第１係合部１３Ａ
の先端部１６ｂと第２係合部２３Ａの基端部２６ｂ間に
は、環状の第２シール部材３３ｂが介装されている。
部１３Ａであって、外周部面１６ａとこの外周部面に直
交する先端部１６ｂとを有す第１係合部１３Ａが設けら
れ、第２フランジ２０Ａの左側面には、第１係合部１３
Ａに係合可能な環状凹型の第２係合部２３Ａであって、
内周面２６ａと前記先端部１６ｂと平行な基端部２６ｂ
とを有す第２係合部２３Ａが設けられている。シール部
材装着隙間３０Ａにおいて、第１係合部１３Ａの外周面
１６ａと第２係合部２３Ａの内周面２６ａ間には、環状
の第１シール部材３３ａが介装され、第１係合部１３Ａ
の先端部１６ｂと第２係合部２３Ａの基端部２６ｂ間に
は、環状の第２シール部材３３ｂが介装されている。
【００３５】つまり、第１フランジ１０Ａと第２フラン
ジ２０Ａとをボルト連結した際に、第２シール部材３３
ｂによるシール性を確保でき、そして、ＬＮＧ流通の際
に、第１管材１Ａと第２管材２Ａとの熱膨張係数の差に
よって、第１フランジ１０Ａと第２フランジ２０Ａの半
径方向への熱変形量の差が生じても、シール部材装着隙
間３０Ａが半径方向へ縮小するため、第１シール部材３
３ａによるシール性を確保できるうえ、第１フランジ１
０Ａと第２フランジ２０Ａの半径方向への熱変形量の差
を許容する構造であるため熱応力を緩和することができ
る。
ジ２０Ａとをボルト連結した際に、第２シール部材３３
ｂによるシール性を確保でき、そして、ＬＮＧ流通の際
に、第１管材１Ａと第２管材２Ａとの熱膨張係数の差に
よって、第１フランジ１０Ａと第２フランジ２０Ａの半
径方向への熱変形量の差が生じても、シール部材装着隙
間３０Ａが半径方向へ縮小するため、第１シール部材３
３ａによるシール性を確保できるうえ、第１フランジ１
０Ａと第２フランジ２０Ａの半径方向への熱変形量の差
を許容する構造であるため熱応力を緩和することができ
る。
【００３６】別実施例３・・・図７参照 第１フランジ１０Ｂの右端部には、環状凹型の第１係合
部１３Ｂが設けられ、第２フランジ２０Ｂの左側面に
は、第１係合部１３Ｂと係合可能な環状凸型の第２係合
部２３Ｂが設けられている。シール部材装着隙間３０Ｂ
には、環状のシール部材３４が、流通部１０ａ，２０ａ
の近傍部に装着されている。この管材のフランジ接続構
造においては、前記実施例２と同様の作用・効果が得ら
れるとともに、第１係合部１３Ｂと第２係合部２３Ｂを
簡単な形状で構成することができる。
部１３Ｂが設けられ、第２フランジ２０Ｂの左側面に
は、第１係合部１３Ｂと係合可能な環状凸型の第２係合
部２３Ｂが設けられている。シール部材装着隙間３０Ｂ
には、環状のシール部材３４が、流通部１０ａ，２０ａ
の近傍部に装着されている。この管材のフランジ接続構
造においては、前記実施例２と同様の作用・効果が得ら
れるとともに、第１係合部１３Ｂと第２係合部２３Ｂを
簡単な形状で構成することができる。
【００３７】別実施例４・・・図８参照 第１フランジ１０Ｃの右端部には、環状凸型の第１係合
部１３Ｃが設けられ、第２フランジ２０Ｃの左側面に
は、第１係合部１３Ｃに係合可能な環状凹型の第２係合
部２３Ｃが設けられている。シール部材装着隙間３０Ｃ
には、環状のシール部材３５が、両フランジ１０Ｃ，２
０Ｃの側面近傍部に装着されている。この管材のフラン
ジ接続構造においては、前記別実施例３と同様の作用・
効果を得ることができる。
部１３Ｃが設けられ、第２フランジ２０Ｃの左側面に
は、第１係合部１３Ｃに係合可能な環状凹型の第２係合
部２３Ｃが設けられている。シール部材装着隙間３０Ｃ
には、環状のシール部材３５が、両フランジ１０Ｃ，２
０Ｃの側面近傍部に装着されている。この管材のフラン
ジ接続構造においては、前記別実施例３と同様の作用・
効果を得ることができる。
【００３８】別実施例５・・・図９参照 第１フランジ１０Ｄの右側面には、環状の第１係合部１
３Ｄが凸設され、第１フランジ２０Ｄの左側面には、環
状の第２係合部２３Ｄが凹設され、第２係合部２３Ｄに
は、凹部３６ａを有す環状のシール部材３６が密嵌状に
装着され、第１係合部１３Ｄと第２係合部２３Ｄとは、
シール部材３６を介して係合される。この管材のフラン
ジ接続構造によれば、前記実施例１と同様の作用・効果
を得ることができる。
３Ｄが凸設され、第１フランジ２０Ｄの左側面には、環
状の第２係合部２３Ｄが凹設され、第２係合部２３Ｄに
は、凹部３６ａを有す環状のシール部材３６が密嵌状に
装着され、第１係合部１３Ｄと第２係合部２３Ｄとは、
シール部材３６を介して係合される。この管材のフラン
ジ接続構造によれば、前記実施例１と同様の作用・効果
を得ることができる。
【００３９】ここで、前記実施例２及びその別実施例１
〜別実施例５を部分的に変更したの変形例について説明
する。 〔１〕これらの管材のフランジ接続構造においては、イ
ンバー製とＳＵＳ３０４製の管材とをフランジ接続する
ものに限らず、熱膨張係数の異なる２種類の管材をフラ
ンジ接続する際にも適用できるのは勿論であり、低温流
体を流通させる場合、熱膨張係数の小さい管材を第１管
材とし、熱膨張係数の大きい管材を第２管材としてフラ
ンジ接続するとよい。尚、第１管材と第１フランジ、及
び、第２管材と第２フランジとは、同材質で形成するこ
とが望ましい。 〔２〕第１管材１Ａと第２管材２Ａ内に高温流体を流通
させる場合には、第１係合部の構造を第２係合部と同様
の構造で形成し、第２係合部の構造を第１係合部と同様
の構造で形成して、フランジ接続するとよい。
〜別実施例５を部分的に変更したの変形例について説明
する。 〔１〕これらの管材のフランジ接続構造においては、イ
ンバー製とＳＵＳ３０４製の管材とをフランジ接続する
ものに限らず、熱膨張係数の異なる２種類の管材をフラ
ンジ接続する際にも適用できるのは勿論であり、低温流
体を流通させる場合、熱膨張係数の小さい管材を第１管
材とし、熱膨張係数の大きい管材を第２管材としてフラ
ンジ接続するとよい。尚、第１管材と第１フランジ、及
び、第２管材と第２フランジとは、同材質で形成するこ
とが望ましい。 〔２〕第１管材１Ａと第２管材２Ａ内に高温流体を流通
させる場合には、第１係合部の構造を第２係合部と同様
の構造で形成し、第２係合部の構造を第１係合部と同様
の構造で形成して、フランジ接続するとよい。
【００４０】〔３〕第２フランジに複数のボルト穴を形
成し、第１フランジに複数の長穴を形成してもよい。ま
た、長穴側にボルト８の頭部がくるようにして、ボルト
８とナット９により、両フランジ１０，２０をボルト連
結してもよい。但し、潤滑手段７は、長穴を形成したフ
ランジに設けられる。 〔４〕前記潤滑手段７において、テフロンコーティング
に代わりナイロン等の滑りやすい材料をコーティングし
てもよいし、フランジにナイロン又はテフロン等で形成
した長穴を有する潤滑部材を内嵌固着させてもよい。ま
た、長穴が形成されるフランジと、ボルト８又はナット
９との間に介装されるワッシャ８ａ，９ａにテフロンコ
ーティング等を施してもよい。
成し、第１フランジに複数の長穴を形成してもよい。ま
た、長穴側にボルト８の頭部がくるようにして、ボルト
８とナット９により、両フランジ１０，２０をボルト連
結してもよい。但し、潤滑手段７は、長穴を形成したフ
ランジに設けられる。 〔４〕前記潤滑手段７において、テフロンコーティング
に代わりナイロン等の滑りやすい材料をコーティングし
てもよいし、フランジにナイロン又はテフロン等で形成
した長穴を有する潤滑部材を内嵌固着させてもよい。ま
た、長穴が形成されるフランジと、ボルト８又はナット
９との間に介装されるワッシャ８ａ，９ａにテフロンコ
ーティング等を施してもよい。
【００４１】
【発明の効果】請求項１の管材の溶接接合構造において
は、第１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨張係数
の大きい第２管材の端部との間に、第１管材の熱膨張係
数よりも大きく第２管材の熱膨張係数よりも小さな熱膨
張係数の金属製の短管部材を介在させて、第１管材と短
管部材及び第２管材と短管部材とを溶接接合するため、
第１管材と第２管材とを直接溶接接合した場合よりも、
第１管材と短管部材の溶接接合部の熱応力及び第２管材
と短管部材の溶接接合部の熱応力を緩和することができ
る。
は、第１管材の端部と、この第１管材よりも熱膨張係数
の大きい第２管材の端部との間に、第１管材の熱膨張係
数よりも大きく第２管材の熱膨張係数よりも小さな熱膨
張係数の金属製の短管部材を介在させて、第１管材と短
管部材及び第２管材と短管部材とを溶接接合するため、
第１管材と第２管材とを直接溶接接合した場合よりも、
第１管材と短管部材の溶接接合部の熱応力及び第２管材
と短管部材の溶接接合部の熱応力を緩和することができ
る。
【００４２】請求項２の管材の溶接接合構造において
は、請求項１と同様の効果を奏するが、短管部材が１つ
の管部材からなるので、短管部材の構造が簡単で、溶接
線も一本増えるだけであるため溶接コストの面でも有利
である。
は、請求項１と同様の効果を奏するが、短管部材が１つ
の管部材からなるので、短管部材の構造が簡単で、溶接
線も一本増えるだけであるため溶接コストの面でも有利
である。
【００４３】請求項３の管材の溶接接合構造において
は、請求項１と同様の効果を奏するが、短管部材が、熱
膨張係数の異なる複数の管部材であって第１管材から第
２管材に向かって熱膨張係数が大きくなる複数の管部材
を溶接接合してなるので、第１管材と第２管材の熱膨張
係数の差が大きい場合にも、確実に熱応力を緩和するこ
とができる。
は、請求項１と同様の効果を奏するが、短管部材が、熱
膨張係数の異なる複数の管部材であって第１管材から第
２管材に向かって熱膨張係数が大きくなる複数の管部材
を溶接接合してなるので、第１管材と第２管材の熱膨張
係数の差が大きい場合にも、確実に熱応力を緩和するこ
とができる。
【００４４】請求項４の管材のフランジ接続構造におい
ては、第１管材の端部には第１フランジが接合され、第
１管材よりも熱膨張係数の大きな第２管材の端部には第
２フランジが接合され、第１フランジのうちの第２フラ
ンジ側の面には、環状の第１係合部が、また、第２フラ
ンジのうちの第１フランジ側の面には、環状の第２係合
部が夫々形成され、この第２係合部は、第１係合部との
間にシール部材装着隙間を空けた状態で、第２管材の軸
心方向に第１管材側への接近移動を介して第１係合部に
係合可能に形成されている。前記シール部材装着隙間に
は、環状のシール部材が装着されている。そして、第１
係合部と第２係合部とは、第１フランジと第２フランジ
の半径方向への熱変形量の差によって、シール部材装着
隙間が縮小するように形成されている。
ては、第１管材の端部には第１フランジが接合され、第
１管材よりも熱膨張係数の大きな第２管材の端部には第
２フランジが接合され、第１フランジのうちの第２フラ
ンジ側の面には、環状の第１係合部が、また、第２フラ
ンジのうちの第１フランジ側の面には、環状の第２係合
部が夫々形成され、この第２係合部は、第１係合部との
間にシール部材装着隙間を空けた状態で、第２管材の軸
心方向に第１管材側への接近移動を介して第１係合部に
係合可能に形成されている。前記シール部材装着隙間に
は、環状のシール部材が装着されている。そして、第１
係合部と第２係合部とは、第１フランジと第２フランジ
の半径方向への熱変形量の差によって、シール部材装着
隙間が縮小するように形成されている。
【００４５】従って、第１管材と第２管材との熱膨張係
数の差によって、第１フランジと第２フランジの半径方
向への熱変形量の差が生じても、シール部材装着隙間が
縮小するように形成されているため、シール部材による
シール性を確保できるうえ、第１フランジと第２フラン
ジの半径方向への熱変形量の差を許容する構造であるた
め熱応力を緩和することができる。
数の差によって、第１フランジと第２フランジの半径方
向への熱変形量の差が生じても、シール部材装着隙間が
縮小するように形成されているため、シール部材による
シール性を確保できるうえ、第１フランジと第２フラン
ジの半径方向への熱変形量の差を許容する構造であるた
め熱応力を緩和することができる。
【００４６】請求項５の管材のフランジ接続構造におい
ては、請求項４と同様の効果を奏するが、第１管材及び
第２管材が低温流体を流通させる為の管材であり、第１
係合部が部分凸コーン状の係合部に構成され、第２係合
部が部分凹コーン状の係合部に構成されているため、第
２係合部の収縮量が、第１係合部の収縮量よりも大きく
なるため、シール部材装着隙間が小さくなりシール性を
確保できる。
ては、請求項４と同様の効果を奏するが、第１管材及び
第２管材が低温流体を流通させる為の管材であり、第１
係合部が部分凸コーン状の係合部に構成され、第２係合
部が部分凹コーン状の係合部に構成されているため、第
２係合部の収縮量が、第１係合部の収縮量よりも大きく
なるため、シール部材装着隙間が小さくなりシール性を
確保できる。
【００４７】請求項６の管材のフランジ接続構造におい
ては、請求項５と同様の効果を奏するが、第１又は第２
フランジの一方に、両フランジをボルト結合する為の、
フランジの半径方向に細長いボルト穴を形成し、前記細
長いボルト穴が形成されたフランジに、両フランジをボ
ルト結合するボルト又はナットとの滑りを促進する為の
潤滑手段を設けたので、前記細長いボルト穴と潤滑手段
を介して、第１フランジと第２フランジの熱変形量の差
が生じるのが許容され、熱応力が確実に緩和されること
になる。
ては、請求項５と同様の効果を奏するが、第１又は第２
フランジの一方に、両フランジをボルト結合する為の、
フランジの半径方向に細長いボルト穴を形成し、前記細
長いボルト穴が形成されたフランジに、両フランジをボ
ルト結合するボルト又はナットとの滑りを促進する為の
潤滑手段を設けたので、前記細長いボルト穴と潤滑手段
を介して、第１フランジと第２フランジの熱変形量の差
が生じるのが許容され、熱応力が確実に緩和されること
になる。
【図１】本発明の実施例１に係る、インバー製の第１管
材とＳＵＳ３０４製の第２管材との間に９％Ｎｉ鋼製の
短管部材を介装した管材の溶接接合構造の図である。
材とＳＵＳ３０４製の第２管材との間に９％Ｎｉ鋼製の
短管部材を介装した管材の溶接接合構造の図である。
【図２】前記溶接接合における応力解析結果を示す図で
ある。
ある。
【図３】前記実施例１の変更態様の、インバー製の第１
管材とＳＵＳ３０４製の第２管材との間に４２％Ｎｉ鋼
と５０％Ｎｉ鋼製からなる短管部材を介装した管材の溶
接接合構造の図である。
管材とＳＵＳ３０４製の第２管材との間に４２％Ｎｉ鋼
と５０％Ｎｉ鋼製からなる短管部材を介装した管材の溶
接接合構造の図である。
【図４】実施例２に係る、インバー製の第１管材とＳＵ
Ｓ３０４製の第２管材とのフランジ接続構造の図であ
る。
Ｓ３０４製の第２管材とのフランジ接続構造の図であ
る。
【図５】前記実施例２の別実施例１のフランジ接続構造
の図である。
の図である。
【図６】前記実施例２の別実施例２のフランジ接続構造
の図である。
の図である。
【図７】前記実施例２の別実施例３のフランジ接続構造
の図である。
の図である。
【図８】前記実施例２の別実施例４のフランジ接続構造
の図である。
の図である。
【図９】前記実施例２の別実施例５のフランジ接続構造
の図である。
の図である。
【図１０】従来のインバー製の管材とＳＵＳ３０４製の
管材とを溶接接合した溶接接合構造における応力解析結
果を示す図である。
管材とを溶接接合した溶接接合構造における応力解析結
果を示す図である。
１，１Ａ 第１管材 ２，２Ａ 第２管材 ３，３Ａ 短管部材 ５，６ 管部材 ７ 潤滑手段 ８ ボルト ９ ナット １０，１０Ａ〜１０Ｄ 第１フランジ １３，１３Ａ〜１３Ｄ 第１係合部 ２０，２０Ａ〜２０Ｄ 第２フランジ ２３，２３Ａ〜２３Ｄ 第２係合部 ３０，３０Ａ〜３０Ｃ シール部材装着隙間 ２２ 長孔 ３１，３４，３５，３６ シール部材 ３２ Ｏリング ３３ａ 第１シール部材 ３３ｂ 第２シール部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 23/028 (72)発明者 津田 真二 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)発明者 谷口 朋代 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内
Claims (6)
- 【請求項１】 第１管材の端部と、この第１管材よりも
熱膨張係数の大きい第２管材の端部とを突き合わせて溶
接接合する構造において、 第１管材の端部と、第２管材の端部との間に、第１管材
の熱膨張係数よりも大きく第２管材の熱膨張係数よりも
小さな熱膨張係数の金属製の短管部材を介在させて、第
１管材と短管部材及び第２管材と短管部材とを溶接接合
したことを特徴とする管材の溶接接合構造。 - 【請求項２】 前記短管部材が、１つの管部材からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の管材の溶接接合構
造。 - 【請求項３】 前記短管部材が、熱膨張係数の異なる複
数の管部材であって第１管材から第２管材に向かって熱
膨張係数が大きくなる複数の管部材を溶接接合してなる
ことを特徴とする請求項１に記載の管材の溶接接合構
造。 - 【請求項４】 第１管材の端部と、この第１管材よりも
熱膨張係数の大きい第２管材の端部とをフランジ接続す
る構造において、 第１管材の端部に接合された第１フランジと、 第２管材の端部に接合された第２フランジと、 第１フランジのうちの第２フランジ側の面に形成された
環状の第１係合部と、 第２フランジのうちの第１フランジ側の面に形成された
環状の第２係合部であって、第１係合部との間にシール
部材装着隙間を空けた状態で、第２管材の軸心方向に第
１管材側への接近移動を介して第１係合部に係合可能な
第２係合部と、 前記シール部材装着隙間に装着された環状のシール部材
とを備え、 第１フランジと第２フランジの半径方向への熱変形量の
差によって、シール部材装着隙間が縮小するように第１
係合部及び第２係合部を形成したことを特徴とする管材
のフランジ接続構造。 - 【請求項５】 前記第１管材及び第２管材が低温流体を
流通させる為の管材であり、前記第１係合部が部分凸コ
ーン状の係合部に構成され、第２係合部が部分凹コーン
状の係合部に構成されたことを特徴とする請求項４に記
載の管材のフランジ接続構造。 - 【請求項６】 前記第１又は第２フランジの一方に、両
フランジをボルト結合する為の、フランジの半径方向に
細長いボルト穴を形成し、前記細長いボルト穴が形成さ
れたフランジに、両フランジをボルト結合するボルト又
はナットとの滑りを促進する為の潤滑手段を設けたこと
を特徴とする請求項５に記載の管材のフランジ接続構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7056661A JP2868430B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 管材のフランジ接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7056661A JP2868430B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 管材のフランジ接続構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08215879A true JPH08215879A (ja) | 1996-08-27 |
| JP2868430B2 JP2868430B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=13033583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7056661A Expired - Fee Related JP2868430B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 管材のフランジ接続構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2868430B2 (ja) |
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-
1995
- 1995-02-20 JP JP7056661A patent/JP2868430B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2868430B2 (ja) | 1999-03-10 |
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