JPS5884693A

JPS5884693A - 爆発式管膨脹装置および方法

Info

Publication number: JPS5884693A
Application number: JP57188900A
Authority: JP
Inventors: ジヨセフ・ダブリユ−・シユロ−ダ−
Original assignee: Foster Wheeler Inc
Current assignee: Foster Wheeler Inc
Priority date: 1981-11-09
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1983-05-20
Also published as: US4449280A; JPS5953158B2; DE3275707D1; EP0079716A1; CA1193528A; EP0079716B1

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、’ＦＪを看板に接合することに関し、特Ｋ　
、青受答穴内で管を爆発に」二り膨張させて管受容穴に
接合することに関する３４看を膨張させることに」こつて管ＡＩＱに接合すること
ば既に知られている。低圧使用のための管の場合は、管
を管板の穴内で機械的に膨張さぜるだけで管を看板に接
合するのＶＣ十分である３３多くの場合、管板の骨受容
穴の壁に円形−土／こに１良手方向の溝が設けられてお
り、骨壁をこの（１νｊ内に寸で膨張させ、管に対する
握持力ｋ　％め／）ようＩＩ（なされている。高圧用の
肯の場合には腐食性物質がた捷る割れ目を回避するため
に、管の端部を管板に溶接した後管と管板との間の重な
り部分において管を膨張させるのが普通である５、また、火薬装入物を充填した＋１０１１方向の内孔を有
する円筒状のポリエチレン製挿入体を川しることによっ
て管金管板の穴内で膨張させることも周知である（米国
特許第３，４１１，１９８弓）３．この挿入体は、看板
の穴に挿通した管の内部に挿入し、挿人体の外側は、や
はりポリエチレン製の緩衝スリーブによって囲包する。

このような膨張技法は、接合すべき肯の直径より何倍も
厚い管板の場合には好適であることが認められている。

この技法は、管板の穴に通きれた管部分が比較的長いこ
とを利用してテーパ効果を生じさせる。ポリエチレン挿
入体の両端に生じる膨張量が少くされる。なぜなら、挿
入体の銅材はその両端において借ｆ１　方向に膨出する
部面を有しているからである１゜１だ、結すべき２つの
管分節の端部を連結スリーブ内へ挿入することによって
内宮分節を結合することも周知である。連結スリーブの
両端に爆薬コーＩＳヲ巻きつけ、これを爆発させること
ＶＣよってスリーブ全半径方向内方へ据込み、２つの管
分節に固着させる。しかしながら、この技法は、基本的
に、管を管板に接合させる場合に必要とされる外方への
半径方向の変形に関するものではなく、また、加工物に
エネルギーを伝達し、かつ、加工物を損傷から防護する
ための緩衝部拐を設けること全教示していない。

更に別の爆発式膨張技法ｔＩ：ｆ　、米国特π［第：（
，５４３゜３７０号に開示されている。

従って、管を爆発膨張に、ｉ：　ｆ）管板ＰＣ接合する
／ξめの効果的な装置および方法奮求める要望があり、
しかも、それは大径の管紮比較的（ＩＩｉい青板ｖＣ接
合するのに通したものでなければならない。

略述すれは、管を管板の穴内で膨張させるための本発明
の装＃は、挿入体と、環状の緩衝部拐と、爆発手段とを
有し、挿入体は管内に同＋１１１目的に嵌合するように
寸法つけされている３、爆発手段は挿入体全囲続してお
り、爆発すると爆発力を生しる。

檄状緩雨部材は、管と爆発手段との間に嵌合するように
寸法づけされている３゜１だ、本発明の方法によれば１．１ｒ（１人体と、緩衝
部拐と、爆薬層とを用いることによって＃を管板の穴内
で膨張させる。、１ず、管倭宜板の管受容穴内・＼挿入
する。挿入体は、管内に管受芥穴Ｖ′ｃ対応［するようＵ’（ｌ　Ｌで同軸的に装Ａ゛■する１、緩衝
部制は爆薬層と宮との間に介設する。青Ｑ−１、爆薬層
を爆発させることによって膨張さぜる３゜３− このような装置および方法を用いることによって、挿入
体に装着した爆薬層により雷と・Ｕ板との間に比較的単
純な接手部が形成される。かぐして、比較的大径の管に
対して比較的薄い看板内に強固な接手部を形成すること
ができる。

管受各穴の壁には同上・の溝を設けることか好ましく、
骨壁が爆発力によってこの溝内へ押込まれるようにする
４、この特徴は、管と看板との接手部に一層確実な係止
を与える。そのような係止の創生を促進するために、爆
薬層として、例えばプリマコー１のような爆薬コードを
使用し、それを挿入体の周りに巻きつける３、そして、
官受谷穴の溝に近接した部位の挿入体の部分には大きい
爆薬装入物（コード）を巻装することができる。この不
均一な爆薬装入態様により、管か宙受答穴の溝内へ押込
まれるように変形され、強固な接手部を形成する。

更に、管自体が同軸の内側管を有しているＪ場合には、
挿入体にも、同軸内側１管を受容するための同心孔を有
するものとすることができる。これに−＋− より、同軸前を有する管の場合でも、簡単に管を接合す
ることができる。

好ましくはポリエチレンのよう淫プラスチック材製の緩
衝部材によって爆薬層を囲包することによって加工物へ
の損傷全防止するようにする。本発明によって実施され
る動的爆発においては爆発のエイ・ルギーの全部がポリ
エチレン製の媒体を介して半径方向に伝達され、エネル
ギー損失は最少限にされる。寸だ、ポリエチレン製の媒
体は、接手形成過程中実質的に間隙ケ生じることなく、
接手郡全体に亘って爆発力が及はされることを保証する
１、爆発により管が膨張セしめられ／ζ後、塑性的に膨
張せしめられた緩衝部制は、その元の形状に収縮するこ
とができるので、容易に取外すことができる。

本発明の叙」二およびその他の目的ならびに利点は、添
旧図を参照して記述した以下の説明から一層明らかに々
ろう。

第１および３図を参照すると、管１０か、複数の管受各
穴１４を有する青板１２に同軸的に挿入されたところが
示されている１、管受容入１４の１つが同心の溝１６全
治する溝付穴として示されている。場合によっては、牌
１６は、省除してもよいが、管１０に対する接合強度を
高めるので好ましい。−！た、ある種の実施例において
は、管１゜の端部１８を置板１２の面に溶接し、仮接合
を形成してもよいが、そのよう々溶接は、どの実施例に
おいても必要なわけではない。管機は、炭素鋼製であっ
てよく、あるいは、ニッケル合金ｌたはヌテンレス＊を
被覆したものであってよい。管１０は、炭素鋼、ステン
レス鋼、または銅ニッケルまたはモネルなどの合金製で
あってよい。一般に、管】０は、管４ル１２の穴１４内
ＶＣ約０．００６４．ｎ　（０，１５２４ｍｍ）の半径
方向クリアランスにもって挿入される。管】０の直径は
一実施例では６　ｉｎ　０５２，４ｎｍ　）であり、管
の肉厚は−ｊ、ｎ（６，３５淵１）であったが、用途に
応じて他の＼１−法のものも使ｊ旧される４、上記実施
例の管板の厚みは、ｌ　ｊ、ｎ　（２５，４＋ｕｍ　）
であったが、やはり他の寸法のものも使用される。留意
すべきことは、管１０の直径が看板１２の厚さ環状の緩
歯部４１’　２０は、ここでは、管１０の内壁にぴった
り嵌着するように」法づけされたプラスチックのパンＩ
Ｓとして示されている。、管板１２の肉厚が１　ｉｎ　
（２５，４ｎ＋ｍ　）である上記例の場合、緩衝部材２
０の長さは、１．３７５〜１．５　ｉｎ　（３４，９２
５〜３８．１ｍｍ）どしたが、他の長さも考えられる。

好ましくは、緩衝部材２０の軸方向の長さは、緩衝部材
が管１０の端面１８と同一平面をなし、青１０内を延長
し、看板の反？Ｊ佃の面と同一平面となる位置Ｋまで延
長するように寸法つけする９、一実施例においては、緩
衝部材２０の厚さは’　ｉｎ　（３，１７５順）であっ
たが、用例に応じて変えることができる。好壕しくは、
緩価部４．．ｉ　２０は、ボ１ｊエチレン筐たはポリエ
チレンと同じような特性を有する他の硬化可能な熱可塑
性樹脂で形成する３、ポリエチレン以外の適当な素材と
しては、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール
、ポリスチレン、ナイロン、テフロン、ポリエステルＩ
？ＪＩＩＬチルリン、レキザン、ポリプロピレン、タイ
ボン等があ７− る。本発明の目的にとってのこれらの素材の重要な特性
は下記の通りである。

融点：ワックスやその他の融解１〜易い材料の問題点は
、爆発の後融解し、管１０の内壁面に付着することであ
る。ポリエチレンの場合、僅かな量の材料が管の内壁面
に残留するだけであり、その残留物は容易にワイヤプラ
ンによって管から除去することかできる４、管板に接合
される管の本数は、一般に非常に多く、管全清掃するに
は多大の労力を必要とするので、緩衝部材２０のための
プラスチック材は、管壁にほとんど残留物を残さないよ
うなものでなければならない３、可撓性：緩衝部材を、凸起などを越えて挿入するのに必
要な一時的な撓曲が可能でガければならないが、寸法を
実質的に不変に維持することができるものでなければな
らない。

成形特性：緩衝部材２０（力伝達媒体でもある）は、硬
化可能なものであり、約−’　ｉｎ　（１，５８７５ｒ
ａｎ　）６以下の密な公差にまで機械加工または押出成形できるも
のでなければならない。この点、管ｌＯ内ｆ− へ容易に挿入できることが基準となるが、管との嵌合が
あまり弛すぎてもいけない。炭系鋼製の管の場合、緩衝
部材２０は、管】０の内壁に対して比較的弛い嵌合関係
（最高Ｊ　、　５８７５１ｒｕｅ＋のクリアランス）と
することができるか、銅ニッケルのような硬い金属製の
青の場合は、（管および看板の降伏点が高いので）膨張
度をより精細に制御しなければならず、緩’ｌ１ｉｉ都
桐２０と青の内ｈη而との間に約０．０１０　ｊ、ｎ　
（（Ｊ、２５４ｍｍ）の公差を必要とする、。

９ｆｆの公差を達成するために成形１１Ｍ　節が小さい
ことが好才しい（０，０５〜Ｑ　、１２７　ｎｕｎ／岨
）、。

弾性：緩衝部材２０ｉｌＳｉ、管１０が膨張する以上に
膨張し、管に圧接する。緩価部）ｌＡは、実質的に破断
することなく、はぼ２０％の歪み（半径の単位長さ当り
の半径の変化）に耐えることができ、はぼ元の寸法に戻
ることができなければならない。

密度：爆発力を有効に伝達するためにはポリエチレンの
密度とほぼ同じ密世であることが好ましい。

その他：この素材は、肯ＩＯお上ひ看板１２に対して不
活性でなけれはならず、水および溶媒に対する耐性を有
しており、不燃性など、その他の有利な特性を有するも
のでなければならない。例えばある種の材質の場合、看
板１２は「無延性」温度とイシ１１される温題（おそら
く最Ａ　］　３０Ｆ＝５４．４℃）に、即ち、その金属
累月が延性から脆弱状態へ遷移する温度に維持される。

、　＋の場合、緩衝部材２０は、その完全性ｔｍ持して
いなければならない。

挿入体２２は、青ｌＯ内に同軸的に装着されたものとし
て示されている。挿入体２２は、緩衝部材２０の内径よ
り小さい外径を有する環状部利である。一実施例におい
ては、緩衝部材２０と挿入体２２との間の間隙は、Ｌ　
ｉｎ　（３，１７５ｍｍ　）としたが、他の実施例では
変えることができる。挿入体２２は、後述するような態
様で生じる爆発衝撃に耐えることができる鋼、プラスチ
ック捷たはその他の材料で形成することができる１１図
示の例では、管１０は、同ノー・の内側管２４を有して
いるので、挿入体２２は、環状にされているか、管ＩＯ
が内側管２４を有していない場合には、挿入体は無孔の
ディスクの形にしてもよい。

爆発手段は、挿入体２２の周りに巻きつけた爆薬コード
２６として示さＡでいる１、爆薬コード２６には電気に
より起爆させることができる雷管２８が接続されて因る
。このようにして巻きつけられた爆薬コード２６は、コ
ー１−″′のＪ（さｌｆｔ当り２５〜４０グレイン程度
の所ボグレイン数の爆薬を包含した爆薬層を形成する６
、［プＩＪ　”／コーＩＳ」（商標名）と称される爆薬
コー１’　ｉｉ　、繊＃（Ｃｔたはプラスチック本体内
に埋入し／ζ爆薬粒子から成るものであり）本発明の爆
発手段として使用することができる。プリマコードは、
単に爆薬のグレイン数に対するギヤリア材の比率を変え
るたけて一定限度内で任意の直径のものに製造すること
ができる。

長さｌｆｔ当り４グレインもの低い曝桑装入儂ｊすを得
ることもできる。

図示の実施例では、爆薬コード２６は全長に亘って均一
なものではない、　＋＋１１ち、コード２６のうち巻き
２６Ａ、２６Ｂの部分は、直径が大きく、かつ、長さｌ
ｆｔ当りの爆薬量の多い部分である。

従って、爆発したとき、巻＠２６Ａ、２６Ｂの近傍には
より大きい力が創生される。この目的については後述す
る。

上述の装置の作動原理の理解を容易にするために、以下
にその使用方法を説明する。捷す、管１０を管板１２の
穴１４に挿通し、管の自由端１８に好１しくは約Ａ−害
・・・（９、５２５〜１．２．７−）たけ管板　　　２１２の面を越えて突出させる。この寸法は、用例に応じ
て変えることができる。この実施例では行わないが、管
１０の端部１８を管板１２に予め溶接により仮止めする
こともできる５、緩衝部材２０をその外端を管１０の自
由端１８に揃えて肯１０内に嵌挿する。緩衝部材２０の
他端も管板１２の他方の而と同一平面内に位置する３、
挿入体２２をそれに巻きつけた爆薬コード２６と共に緩
衝部拐２０の内側に挿入する。コード２６の大径の巻き
部分２６Ａ、２６Ｂは穴Ｉ４の溝】６．１Ｇにそれぞれ
隣接して配置される。以上の各部材は、内側管２４に干
渉することが々いから管ｌＯ内に容−八２− 易に挿入することができる。

雷管２８をコード２６の自由端ｒ（取伺け、爆発部所を
清掃した後、雷管２８に電荷をかけ、コード２６を爆発
さぜる。その結果、激し−衝撃波が挿入体２２および緩
衝部拐２０に当り、後者を半径方向外方へ押拡げ、管１
０を管板、１２の穴１４およびその溝１６に係合させ、
穴１４および溝１６の形状に合致するように変形させる
。極めて高い圧力が加えられるので、管］０は、あたか
も肢体であるかのように変形し、看板に密」、１係合す
る３３カくシて得られた接手部は、第２図に示合れてい
る。即ち、管１０の管壁から押出された素材が溝１６内
に突入し、管と管板との間に確実な係止を形成している
。また、管の自由端１８も外力に拡開し、接手強度を高
めている。たたし、場合によっては、管の自由端１８お
よびその内側の緩衝部材２（」の端面を管板１２０面と
同一平面内に位置するようにしてもよく、その場合には
、管の端部の拡開は生じない。また、緩衝部月２０（第
１図）は、爆発後に収縮し、しかも、管】０の内壁に伺
着し々いポリエチレン寸たはそれに類する材料で形成さ
れているので、容易に取外すことができる。

上述した好寸しい実施例に対しているいろな変更を加え
ることかできる５、例えは、管受各穴１４の壁面に設け
る溝１６の数は必要に応じて増減することかできる１、
−また、先に述へたまうに、ある種の実施例ではそのよ
う々溝を設けない場合もある。もちろん、加工物、即ち
管１０および管板１２の寸法は、用？ｌＪ　ｉ７ｒ応じ
ているいろに異る。爆薬装入物の濃度は、所望の接手強
度や、加り物の延性や、溝１６の有無などに応して変更
することができる。捷だ、挿入体２２ば、無孔の、丑た
は孔あきディスクとして説明したが、特定の加工物に嵌
合するように非円形、チー・月・」刀多状なと、その他
の形状に変えることができる。！、Ｊ！に、各部制の口
質も、Ｄ［望の強ＩＷ１重側、完全性、腐食抵抗なとに
応じて変えることができる。

上記の教示にてらして本発明のいろいろな変型および改
変が可能であることは当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の縦断面図、第２図は爆発による
接手形成後の第１の装置のａ；ｒ；を断面図、第３図は
第１図の装置の端面図である。図中、ＩＯは管、１２は管板、１４は管受各穴、１６は
溝、２０は緩衝部イ」、２２は挿入体、２６は爆発手段
（爆薬コー１２）４゜

Claims

【特許請求の範囲】 ■）管′ｆｒニー＃板の管受容穴内で膨張させるための
装置において、前記管内に同軸的に嵌合するように寸法づけされた挿入
体と、前記挿入体を囲繞しており、爆発したとき爆発力全発生
する爆薬と、前記管と爆薬との間に１沃合するようｒＣ寸法づけされ
た環状の緩衝部材とから成る膨張装置。２）挿入体と、緩衝部材と、爆薬層を用いて管を看板の
管受答穴内で膨張させるための方法において、前記管を看板の管受容穴内へ挿入し、前記挿入体を前記管受答穴内の前記管内に同軸的に配置
し、前記挿入体に前記爆薬層を被覆し、前記緩衝部材を前記爆薬層と管との曲に介設することか
ら成る膨張方法。