JPS599265B2 - 熱交換器用管端溶接方法 - Google Patents
熱交換器用管端溶接方法Info
- Publication number
- JPS599265B2 JPS599265B2 JP976275A JP976275A JPS599265B2 JP S599265 B2 JPS599265 B2 JP S599265B2 JP 976275 A JP976275 A JP 976275A JP 976275 A JP976275 A JP 976275A JP S599265 B2 JPS599265 B2 JP S599265B2
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- JP
- Japan
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- tube
- welding
- gap
- cooling
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
- F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
- F28F9/182—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding the heat-exchange conduits having ends with a particular shape, e.g. deformed; the heat-exchange conduits or end plates having supplementary joining means, e.g. abutments
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/086—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from titanium or titanium alloys
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は管式熱交換器の冷却管を管板に固着する方法に
係り、特にチタン、不銹鋼などの肉厚１．０ｍｍ以下の
薄肉冷却管を用いた管式熱交換器の冷却管を管板に溶接
するに好適な管端溶接方法に関する。
係り、特にチタン、不銹鋼などの肉厚１．０ｍｍ以下の
薄肉冷却管を用いた管式熱交換器の冷却管を管板に溶接
するに好適な管端溶接方法に関する。
復水器冷却管漏洩事故の防止、さらにアルミニウム黄銅
管製復水器冷却管の保護対策として行つている海水処理
（冷却水である海水中に塩素および硫酸第一鉄を注入し
て処理している。
管製復水器冷却管の保護対策として行つている海水処理
（冷却水である海水中に塩素および硫酸第一鉄を注入し
て処理している。
）によつて起る環境汚染の防止等のためにアルミニウム
負銅管製復水器の代りに全チタン管復水器を望む発電業
界などの要請が著しく高まつている。従来チタン管は復
水器空気冷却部のアンモニアアタック対策として実用化
され、既に約４年の運転実績を有している。
負銅管製復水器の代りに全チタン管復水器を望む発電業
界などの要請が著しく高まつている。従来チタン管は復
水器空気冷却部のアンモニアアタック対策として実用化
され、既に約４年の運転実績を有している。
チタンは耐腐蝕性が良く、そのため復水器冷却管として
の寿命は非常に長い。またチタン管を復水器冷却管とし
て取付けた場合はほとんど取りはずす必要がないこと、
および装置の起動あるいは停止時に起る恐れのあるスロ
ーリークの完全な防止等のためにチタン管を管板に取付
ける方法として溶接取付が要求されている。また復水器
用チタン管は価格および伝熱性能面から肉厚０．５困の
薄肉管が使用される。肉厚０．５ｍｍの薄肉チタン管を
管板に溶接することは管と管板との熱容量の差、チタン
の高温での性質および管と管板との間に生ずる隙間等の
ために非常に困難である。従来一般の熱交換器冷却管の
管端溶接の場合冷却管肉厚は厚く約１．０ｍｍ以上がほ
とんどであり、管と管板孔との隙間がかなり大きくても
ＴＩＧ溶接、その他の溶接で十分良好な溶接が得られて
いる。
の寿命は非常に長い。またチタン管を復水器冷却管とし
て取付けた場合はほとんど取りはずす必要がないこと、
および装置の起動あるいは停止時に起る恐れのあるスロ
ーリークの完全な防止等のためにチタン管を管板に取付
ける方法として溶接取付が要求されている。また復水器
用チタン管は価格および伝熱性能面から肉厚０．５困の
薄肉管が使用される。肉厚０．５ｍｍの薄肉チタン管を
管板に溶接することは管と管板との熱容量の差、チタン
の高温での性質および管と管板との間に生ずる隙間等の
ために非常に困難である。従来一般の熱交換器冷却管の
管端溶接の場合冷却管肉厚は厚く約１．０ｍｍ以上がほ
とんどであり、管と管板孔との隙間がかなり大きくても
ＴＩＧ溶接、その他の溶接で十分良好な溶接が得られて
いる。
しかし復水器用チタン管の場合肉厚は０．５ｍｍ程度と
なり管の管端溶接はこれまでに実績がなく著しく困難を
伴うことは周知のとおりである。つまりチタン管の管端
溶接の場合にはチタンと他金属との溶接親和性が非常に
悪く、チタンと他金属との溶接は不可能であり、そのた
め管板もチタン或はチタンクラッドでなければならない
。さらに復水器用チタン管は肉厚が０．５１ｔｍ程度の
薄肉管であり、その製作面から溶接管であるため管の真
円度は非常に悪い。
なり管の管端溶接はこれまでに実績がなく著しく困難を
伴うことは周知のとおりである。つまりチタン管の管端
溶接の場合にはチタンと他金属との溶接親和性が非常に
悪く、チタンと他金属との溶接は不可能であり、そのた
め管板もチタン或はチタンクラッドでなければならない
。さらに復水器用チタン管は肉厚が０．５１ｔｍ程度の
薄肉管であり、その製作面から溶接管であるため管の真
円度は非常に悪い。
また管板の孔開け作業性による孔内径公差があり管巣形
成後管と管板との間にある程度の隙間が生じることは止
むを得ない。しかし管と管板との間の隙間があまりに大
きいと溶接は不可能になる。この場合の対策として例え
ば、特公昭４８３２９０６号公報に見られる如く管をエ
キスパンドにより拡げた後溶接を行う方法があるが、こ
の方法では、拡管部の外形が真円にならず、局部的に隙
間が大きくなる欠点がある。
成後管と管板との間にある程度の隙間が生じることは止
むを得ない。しかし管と管板との間の隙間があまりに大
きいと溶接は不可能になる。この場合の対策として例え
ば、特公昭４８３２９０６号公報に見られる如く管をエ
キスパンドにより拡げた後溶接を行う方法があるが、こ
の方法では、拡管部の外形が真円にならず、局部的に隙
間が大きくなる欠点がある。
また、公知のローラエキスパンダで拡管する方法もある
が、拡管部が管板の厚み方向に、管板の厚みとはぼ同じ
長さにわたり行なわれるので溶接終期にエキスパンド部
と溶接部との間に閉じこめられた空気が吹き出し、ブロ
ーホールの原因となる恐れがある。また一般にエキスパ
ンド時にエキスパンドロールの回転を滑らかにしロール
と管との焼付きを防止するためにエキスパンドオイルを
使用するが、チタン管の場合チタンが高温で非常に活性
が高いのでエキスパンドオイルをよく拭き取つておかな
いと溶接時にチタン内に吸収され脆化の原因になる。し
かし管内および管と管板との間の隙間に残存するエキス
パンドオイルを完全に除去することは不可能であり溶接
の信頼性を著しく低下させることになる。そのためロー
ラエキスパンドにより隙間を減少させることによつてこ
の問題を解決することはできない。すなわち薄肉チタン
管の溶接方法は完全に確立されていないのが現状である
。〔発明の目的〕本発明の目的は従来の欠陥を改善し、
チタン管等の薄肉冷却管による管式熱交換器を作製する
場合薄肉冷却管を管板に溶接する方法として溶接欠陥が
生じにくく、かつ溶接部の信頼性の高い熱交換器用管端
溶接方法を提供することにある。
が、拡管部が管板の厚み方向に、管板の厚みとはぼ同じ
長さにわたり行なわれるので溶接終期にエキスパンド部
と溶接部との間に閉じこめられた空気が吹き出し、ブロ
ーホールの原因となる恐れがある。また一般にエキスパ
ンド時にエキスパンドロールの回転を滑らかにしロール
と管との焼付きを防止するためにエキスパンドオイルを
使用するが、チタン管の場合チタンが高温で非常に活性
が高いのでエキスパンドオイルをよく拭き取つておかな
いと溶接時にチタン内に吸収され脆化の原因になる。し
かし管内および管と管板との間の隙間に残存するエキス
パンドオイルを完全に除去することは不可能であり溶接
の信頼性を著しく低下させることになる。そのためロー
ラエキスパンドにより隙間を減少させることによつてこ
の問題を解決することはできない。すなわち薄肉チタン
管の溶接方法は完全に確立されていないのが現状である
。〔発明の目的〕本発明の目的は従来の欠陥を改善し、
チタン管等の薄肉冷却管による管式熱交換器を作製する
場合薄肉冷却管を管板に溶接する方法として溶接欠陥が
生じにくく、かつ溶接部の信頼性の高い熱交換器用管端
溶接方法を提供することにある。
〔発明の概要〕本発明のこの目的は下記要旨とする本発
明の構成によつて達成される。
明の構成によつて達成される。
本発明の要旨とするところは、薄肉冷却管を管板に設け
た管板孔に挿入し、冷却管端部を管板に溶接する方法に
おいて、冷却管を管板孔に挿入し、冷却管の端部を管端
押拡工具によつてテーパ状に拡管し、前記拡管は、管端
外周がほぼ真円形状に、しかも管端外周と管板孔内壁と
の最大隙間が前記冷却管肉厚の７０％以下となるまで管
端を押し拡げ、拡管された管端が管板の端面と一致する
位置に保持し、管端と管板とを溶接固着することを特徴
とする熱交換器用管端溶接方法にある。
た管板孔に挿入し、冷却管端部を管板に溶接する方法に
おいて、冷却管を管板孔に挿入し、冷却管の端部を管端
押拡工具によつてテーパ状に拡管し、前記拡管は、管端
外周がほぼ真円形状に、しかも管端外周と管板孔内壁と
の最大隙間が前記冷却管肉厚の７０％以下となるまで管
端を押し拡げ、拡管された管端が管板の端面と一致する
位置に保持し、管端と管板とを溶接固着することを特徴
とする熱交換器用管端溶接方法にある。
まず参考のため、第１図および第２図に管巣形成時に管
と管板との状態を示す。
と管板との状態を示す。
このうち第２図は管と管板の熱容量をはぼ同一とするた
めに管板に孔の周囲をとりかこむ溝を形成した場合を示
した。第１図及び第２図においてチタン製の管１は、管
板２にあけられた管板孔６に挿入され、管巣を形成した
場合には管外面と管板孔面との間に隙間３が生ずる。第
２図は溶接部７における管と管板の熱容量をほぼ同一に
するため、管板に溝８を形成した場合であり、管を挿人
した状況は溝のない場合と同じである。
めに管板に孔の周囲をとりかこむ溝を形成した場合を示
した。第１図及び第２図においてチタン製の管１は、管
板２にあけられた管板孔６に挿入され、管巣を形成した
場合には管外面と管板孔面との間に隙間３が生ずる。第
２図は溶接部７における管と管板の熱容量をほぼ同一に
するため、管板に溝８を形成した場合であり、管を挿人
した状況は溝のない場合と同じである。
第３図および第４図は管と管板との間の隙間が適正な場
合具体的には最大隙間が管肉厚の７００１０以下の場合
における管端溶接状態を示す。
合具体的には最大隙間が管肉厚の７００１０以下の場合
における管端溶接状態を示す。
このように隙間が適正な場合は良好な溶接外観が得られ
る。第５図および第６図は隙間が大きい場合、具体的に
は、管肉厚の７００１０以上の場合における溶接状態を
示す。この場合管や管板が独自に溶け相互に接合せず良
好な溶接外観は得られない。本発明の具体的実施例であ
る復水器の冷却管と管板とをチタン材で形成した復水器
の管と管板との溶接方法を第７図によつて説明する。
る。第５図および第６図は隙間が大きい場合、具体的に
は、管肉厚の７００１０以上の場合における溶接状態を
示す。この場合管や管板が独自に溶け相互に接合せず良
好な溶接外観は得られない。本発明の具体的実施例であ
る復水器の冷却管と管板とをチタン材で形成した復水器
の管と管板との溶接方法を第７図によつて説明する。
第７図Ａは管１を管板２の管板孔６に挿入して、管外面
と管板孔面との間に隙間３が生じる状態を示し、第７図
Ｂは管１の端部に対してベルマウス工具のようなテーパ
ーのついた管端押拡工具４を当てて、その端をハンマー
あるいはその他の道具を用いて力を加えるところを示す
。第７図Ｃは管端押拡工具によつて管端を管板孔径との
隙間３が管肉厚の７０％以下になるように押し拡げて変
形された管端の状態を示１−、第７図Ｄは変形された管
板を管板２の管板孔６と一致させ管１と管板２との間に
生ずる最大隙間３が管肉厚の７０％よりも小さいことを
確認するところを示し、隙間３が適正であれば第７図Ｅ
に示すように管と管板孔との隙間３が管肉厚の７０％以
下の状態で溶接機５によって管端溶接を行い溶接部７を
形成して第７図Ｆに示すような良好な溶接結果が得られ
る。チタン材質の溶接においては、チタンが高温で活性
であるため不活性ガス１０等により溶接部７をシールす
る必要がある。管端に押拡げの変形を与える作業は管の
受取り倹査時に管のつば出し試１験を行なつているので
十分可能な作業である。
と管板孔面との間に隙間３が生じる状態を示し、第７図
Ｂは管１の端部に対してベルマウス工具のようなテーパ
ーのついた管端押拡工具４を当てて、その端をハンマー
あるいはその他の道具を用いて力を加えるところを示す
。第７図Ｃは管端押拡工具によつて管端を管板孔径との
隙間３が管肉厚の７０％以下になるように押し拡げて変
形された管端の状態を示１−、第７図Ｄは変形された管
板を管板２の管板孔６と一致させ管１と管板２との間に
生ずる最大隙間３が管肉厚の７０％よりも小さいことを
確認するところを示し、隙間３が適正であれば第７図Ｅ
に示すように管と管板孔との隙間３が管肉厚の７０％以
下の状態で溶接機５によって管端溶接を行い溶接部７を
形成して第７図Ｆに示すような良好な溶接結果が得られ
る。チタン材質の溶接においては、チタンが高温で活性
であるため不活性ガス１０等により溶接部７をシールす
る必要がある。管端に押拡げの変形を与える作業は管の
受取り倹査時に管のつば出し試１験を行なつているので
十分可能な作業である。
また本発明では管端部のみをテーパ状に押拡げ管端部の
管板との隙間を小さくするが管板孔内部には、大きな隙
間が保持されるので管端溶接時におけるガス抜きがよく
、ブローホールは防止され信頼性の高い溶接が得られる
。また、管端押拡工具４によつて、拡管された管端の外
径は、ほぼ真円形状となつているために、第７図Ｄに示
す如く、管板孔に管を挿入した場合、孔に対し管が偏心
して位置しても、局部的に大きな、すなわち管肉厚の７
０％を越えるような隙間は存在しないので、溶接欠陥が
生ずる恐れ（はない。尚、管板孔に挿人される冷却管（
は孔に対して完全に同心状になることはむしろ少く、大
ていの場合偏心した状態にあり、その状態で溶接される
ので、そのような場合でも一番大きな部分の隙間が管肉
厚の７００Ａ）以下となるように拡管する必要がある。
溶接時に許容しうる隙間は、管の肉厚に応じて大きくな
り、反対に肉厚が薄くなれば、小さくなる。熱交換器用
の冷却管として実用化されるものの最小肉厚は０．５ｍ
ｍ近辺であり、この程度の管では肉厚の７０％までの隙
間の許容しうる。〔発明の効果〕 本発明の効果を要約すると次の如くである。
管板との隙間を小さくするが管板孔内部には、大きな隙
間が保持されるので管端溶接時におけるガス抜きがよく
、ブローホールは防止され信頼性の高い溶接が得られる
。また、管端押拡工具４によつて、拡管された管端の外
径は、ほぼ真円形状となつているために、第７図Ｄに示
す如く、管板孔に管を挿入した場合、孔に対し管が偏心
して位置しても、局部的に大きな、すなわち管肉厚の７
０％を越えるような隙間は存在しないので、溶接欠陥が
生ずる恐れ（はない。尚、管板孔に挿人される冷却管（
は孔に対して完全に同心状になることはむしろ少く、大
ていの場合偏心した状態にあり、その状態で溶接される
ので、そのような場合でも一番大きな部分の隙間が管肉
厚の７００Ａ）以下となるように拡管する必要がある。
溶接時に許容しうる隙間は、管の肉厚に応じて大きくな
り、反対に肉厚が薄くなれば、小さくなる。熱交換器用
の冷却管として実用化されるものの最小肉厚は０．５ｍ
ｍ近辺であり、この程度の管では肉厚の７０％までの隙
間の許容しうる。〔発明の効果〕 本発明の効果を要約すると次の如くである。
（１）管と管板との間の隙間を減らして、管端溶接がで
きるので管板と管との溶接の信頼性が向上する。（２）
管端のみをテーパ状に拡管するので、管板孔の内部では
管外周との間に大きな隙間が存在するので溶接時のブロ
ーホールの発生が防止され信頼性の高い溶接が行える。
きるので管板と管との溶接の信頼性が向上する。（２）
管端のみをテーパ状に拡管するので、管板孔の内部では
管外周との間に大きな隙間が存在するので溶接時のブロ
ーホールの発生が防止され信頼性の高い溶接が行える。
第１図は管巣形成時の管と管板の取付け部分の断面図を
示し、第２図｛１溝のある場合を示す。 第３図、第４図は管と管板との間の隙間が適正な場合に
おける管端溶接状態を示し、第５図、第６図（は隙間が
適正でない場合における管端溶接状態を示す。第７図は
本発明による溶接法を示し、Ａは管巣形成状態、Ｂは押
拡工具を挿入し、力を加えている状態、Ｃは管端変形状
態、Ｄは管端と管板の端面を一致させる状態、Ｅは管端
溶接状態、Ｆは管端溶接後の状態を示す。１・・・・・
・管、２・・・・・・管板、３・・・・・・隙間、４・
・・・・・管端押拡工具、５・・・・・・溶接機。
示し、第２図｛１溝のある場合を示す。 第３図、第４図は管と管板との間の隙間が適正な場合に
おける管端溶接状態を示し、第５図、第６図（は隙間が
適正でない場合における管端溶接状態を示す。第７図は
本発明による溶接法を示し、Ａは管巣形成状態、Ｂは押
拡工具を挿入し、力を加えている状態、Ｃは管端変形状
態、Ｄは管端と管板の端面を一致させる状態、Ｅは管端
溶接状態、Ｆは管端溶接後の状態を示す。１・・・・・
・管、２・・・・・・管板、３・・・・・・隙間、４・
・・・・・管端押拡工具、５・・・・・・溶接機。
Claims (1)
- １ 薄肉冷却管を管板に設けた管板孔に挿入し、冷却管
端部を管板に溶接する方法において、冷却管を管板孔に
挿入し、冷却管の端部を管端押拡工具によつてテーパ状
に拡管し、前記拡管は、管端外周がほぼ真円形状に、し
かも管端外周と管板孔内壁との最大隙間が前記冷却管肉
厚の７０％以下となるまで管端を押し拡げ、拡管された
管端が管板の端面と一致する位置に保持し、管端と管端
とを溶接固着することを特徴とする熱交換器用管端溶接
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP976275A JPS599265B2 (ja) | 1975-01-24 | 1975-01-24 | 熱交換器用管端溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP976275A JPS599265B2 (ja) | 1975-01-24 | 1975-01-24 | 熱交換器用管端溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5188445A JPS5188445A (ja) | 1976-08-03 |
| JPS599265B2 true JPS599265B2 (ja) | 1984-03-01 |
Family
ID=11729276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP976275A Expired JPS599265B2 (ja) | 1975-01-24 | 1975-01-24 | 熱交換器用管端溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599265B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000043662A1 (fr) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Hino Motors, Ltd. | Refroidisseur egr |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH664626A5 (de) * | 1983-04-28 | 1988-03-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | Wassergekuehlter kondensator. |
| CN110253115A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-20 | 隆华科技集团（洛阳）股份有限公司 | 一种用于钛及钛合金丝堵式空冷器管板角接头的焊接方法 |
-
1975
- 1975-01-24 JP JP976275A patent/JPS599265B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000043662A1 (fr) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Hino Motors, Ltd. | Refroidisseur egr |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5188445A (ja) | 1976-08-03 |
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