JPS58212890A - 管溶接部の溶接中の冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管溶接部に生ずる残留応力を一様な圧縮の残留
応力にし得る、管溶接部の溶接中の冷却方法に関する。

原子カプラントその他の設備においては、配管溶接部の
応ノＪ腐食割れや腐食疲労を防止するために、管溶接中
に管内面を冷却水により冷却し、溶接中に生ずる残留応
力を管の内面で圧縮して一様な圧縮の残留応力を得るこ
とが必要である。しかし、冷却が不充分だと管内面の残
留１心力を圧縮するどころか大きな引張りの残留応力が
発生する。従って管内面の冷却は非常に重要である。

而して、従来の溶ｍｓの冷却方法としては第１図〜第３
図に示すものがある。

第１図に示す方法の場合は、管ａの溶接を行う際に、管
ａ両端開口部に蓋す、ｃを取付け、Ｍｂに設けた注入管
ｄより冷却水を管ａ内に供給し、実線イに示す経路で冷
却水を流して蓋Ｃに設けた排出管Ｃより排水するか、或
は実線口に示す経路で流して蓋すに設けた排出管ｆより
排水している。しかし、何れにしても、冷却水の流れが
軸線方向であり全体としての流速が遅く、且つ溶接部ｇ
の内面は開先合せ用に管内径より大きく加工されている
ため、この部分に渦ができ気泡が溶接部ｇの内面に残留
し易い。又溶接中に加熱されて蒸気が発生しても、それ
がなかなか取除けない。更に管内の流速を上げようと、
注入管ｄより大量の水を入れると管内の流れが不整脈流
となり、冷却が一様に行われない。

第２図に示す方法の場合は、局部的に流速を上げるよう
に管ａ内に中子りを入れるが、この場合、中子りと管ａ
内面との間の隙間ｊは非常に狭くする必要がある。従っ
て、中子りの中心と管ａの中心がわずかにずれても、隙
間ｊの一様性が大きく崩れ、隙間ｉの小さい部分は、流
量、流速とも少なくなって十分な冷却ができないうえ、
管ａの周に沿って一様な冷却とはならない。

第３図に示す方法の場合は、注入管ｊの先端に一多数の
六ｋを穿設したノズルヘッダーｑを設け、ノズルヘッダ
ーＱから冷却水を管ａ内に流出させるが、排水ｍが管ａ
の下側に溜るため、管ａの上面と下面とでは均一な冷却
とはならない。

本発明の目的は、管溶接中に管内面を水により冷却し、
溶接中に生ずる残留応力を管の内面で圧縮することによ
り一様な圧縮の残留応力を得、配管溶接部の応ノＪ腐食
割れや腐食疲労を防止することにある。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第４図中１は容器、２−１　、２−２　、２−３・・・
・は管であり、所要長さの管材が順次溶接される。

これら管□が溶接される際に使用される冷却装置の一例
は第５図に示してあり、溶接すべき管２−１．２−２．
２−３・・・・の内径よりも外径が小さい内管３の一端
に、リング状の突起４ａを有するフランジ４を固着し、
該フランジ４の側面にボルト・ナツト５で着脱し得る閉
止蓋６を取付け、フランジ４、突起４ａ、閉止蓋６で包
囲された空間部に、管２−１　、２−２　、２−３・・
・・の内周に対して当接し冷却水の漏洩を防止し得るよ
うにしたパツキン７を嵌合せしめ、内管３のフランジ４
側ｗＡ部円周上に冷却水戻り用の開口８を所要数穿設す
る。

内管３の他端外周にリング状の閉止蓋９を固着すると共
に押え酸１０を内管３の外周に着脱自在に螺合せしめ、
閉止蓋９と押え板１０の間の空間部に、管２−１　、２
−２　、２−３・・・・の内周に対して当接し冷却水の
漏洩を防止し得るようにしたパツキン１１を嵌合せしめ
、閉止蓋９、パツキン１１、押え板ｌＯに、軸線が内管
３と平行な穴を円周上４〜６個所穿設し、該穴に４〜６
組のノズル１２を貫入せしめ、その先端部を閉止蓋９か
らフランジ４側に向けて突出せしめる。該ノズル１２の
先端は、円周方向に向けて所要の角度に折り曲げられて
おり、ノズル１２から流出した冷却水Ｗに旋回流を付与
し得るようになっている。

なお、図中１３は管３に固着された冷却水の戻り管であ
る。

例えば、管２−１と２−２を溶接する場合には、すでに
容器ｌに溶接されている管２−１の先端に、第５図の冷
却装置を略１／２が…１方へ突出するよう挿入し、しか
る後溶接すべき管２−２を管２−１の前方に所要の手段
で配設して位置決めし、ノズル１２に図示してない水供
給手段を接続する。

この場合、冷却装置の管２−１から突出していた部分は
、管２−２の先端に挿入された状態となる。

管２．２の配設、位置決め等が終了したら１図示してな
い溶接機により管２−１及び管２−２の開先部を先ず一
層だけ溶接する。この溶接により開先部は密閉され、流
体が開先部から漏洩しなくなるから、ノズル１２から冷
却水Ｗを管２−１゜２−２、内管３で形成されている空
間部へ流出させつつ溶接部Ｍの溶接を行う。

ノズル１２から流出した冷却水Ｗは、管２−１及び２・
２の内周に沿い旋回しつつ流れ、管２−１゜２−２の内
面を冷却し、開口８から内管３内に入り、戻り管１３よ
り外部へ排出される。このように冷却水Ｗを旋回流とす
ることによって、管内面の流速を大きくでき、溶接部Ｍ
に気泡があっても管内面から離され易いため直ちに除去
でき、しかも管周方向の冷却を一様に行うことができる
。又管２−１．２−２と内管３の中心が多少ずれていて
も旋回流の場合には、管内面の各点における流速は略一
様になり、冷却も一様になる。

しかも、配管系全体でなく冷却部だけに冷却水を流せば
よいから作業が簡単になる。

ところで、４インチ管の内面を充分に冷却しようとする
と、約０．５〜ｌ　ｆｌｌ／５ｅｃ−の流速が必要であ
り、軸線方向への流れだけでは約２００〜４００　（１
／ｗｉｎ、の流量が必要となるが、本実施例ではつる壱
角約６０の旋回流の場合は、約２０〜４ＱＱ／＋ｎｉｎ
、の流量で充分となる。従って、装置は小容量の可搬式
とすることができる。

第６図は本発明の他の実施例で、前記実施例は内管３を
小径にすれば管２−１　、２−２　、２−３・・・・等
が小口径の場合にも使用できるが、大口径のものに適し
ている。従って、管２−１．２−２　。

２−３・・・・等が小口径の場合には、第５図に示すよ
うな装置は使用せず、例えば、管２−１と２−２を溶接
する場合には、管２−２の反溶接側端部に第５図に示す
と同様な構造のノズルを設け、冷却水Ｗに旋回流を付与
する。この場合、冷却水Ｗは管２−２から２−１を通り
容器ｌ側へ排出される。

なお、本発明の実施例においては冷却水を旋回流とする
場合について説明したが、旋回流に限るものではなく、
管内面の冷却水の流れを軸線方向流れの他に周方向流れ
を加えた流れなら、どのような流れでも実施し得ること
、冷却流体としては水の他油等を使用することも可能な
こと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更を加え得ること、等は勿論である。

本発明の管溶接部の溶接中の冷却方法によれば、管溶接
中に管内面を旋回流の冷却流体により確実に冷却してい
るため、溶接中に生ずる残留応力を管内面で圧縮し？一
様な圧縮の残留応力を得ることができ、従って、配管溶
接部の応力腐食割れや腐食疲労を確実に防止できる、等
種々の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来の管溶接部の溶接中の冷却方法の
説明図、第４図は本発明の管溶接部の溶接中の冷却方法
を適用する配管系統の説明図、第５図は本発明の管溶接
部の溶接中の冷却方法の一実施例の麟明図、第６図は同
地の実施例の説明図である。 図中２−１　、２−２　、２−３・・・・は管、３は内
管、４はフランジ、６は閉止蓋、７はパツキン、８は開
口、９は閉止蓋、１ｏは押え板、１１はパツキン、１２
はノズルを示す。 特　　許　　出　　願　　人 石川島播磨重工業株式会社 特許出願人代理人 ヘ 瀝 １・ Ｃつ 皺　　　、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）溶接中の管内面に、管軸線方向流れと周方向流れを
   加えた流れの冷却流体を流通せしめることを特徴とする
   管溶接部の溶接中の冷却方法。