JPS6024234A - 管端接合構造 - Google Patents
管端接合構造Info
- Publication number
- JPS6024234A JPS6024234A JP13321983A JP13321983A JPS6024234A JP S6024234 A JPS6024234 A JP S6024234A JP 13321983 A JP13321983 A JP 13321983A JP 13321983 A JP13321983 A JP 13321983A JP S6024234 A JPS6024234 A JP S6024234A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- pipe
- tube
- joint
- diameter
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
- B21D39/04—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は例えば原子炉用圧力管の接合等に適用所
されるＰロールドジヨイントと呼ばれる管端接合構造の
改良に係り、特にジルコニウム合金製圧力管の端部接合
に好適する管端接合構造に関する。
改良に係り、特にジルコニウム合金製圧力管の端部接合
に好適する管端接合構造に関する。
例えば重水型原子炉の圧力管には、熱中性子吸収断面積
が小さく、かつ機械的な強度が大きいジルコニウム合金
が多用されている。
が小さく、かつ機械的な強度が大きいジルコニウム合金
が多用されている。
そして、このような圧力管の接合には、接合部たる管の
一端部を、被接合部たる外リングと内リングとの環状隙
間に挿入し、この内リングを内周側から拡管具を用いて
塑性的に拡径することによシ管端を各リングにサンドイ
ッチ状に接合する新開ロールドジヨイントと呼ばれる接
合構造が適用されているが、前記拡管時の引張り残留応
力と水素吸収との相乗作用による経時的な脆化により、
管の接合部に亀裂が生じる、所謂水素遅れ割れが生じる
おそれがあった。
一端部を、被接合部たる外リングと内リングとの環状隙
間に挿入し、この内リングを内周側から拡管具を用いて
塑性的に拡径することによシ管端を各リングにサンドイ
ッチ状に接合する新開ロールドジヨイントと呼ばれる接
合構造が適用されているが、前記拡管時の引張り残留応
力と水素吸収との相乗作用による経時的な脆化により、
管の接合部に亀裂が生じる、所謂水素遅れ割れが生じる
おそれがあった。
即ち、一般にジルコニウム合金は水素の吸収性が良いた
め、圧力管の製造時に約２０ｐＩ）ｍの水素を含有し、
しかも、稼動中には一次冷却水から水素を吸収するため
、水素脆化を起こし、管端接合部に高引張残留応力が発
生した場合には水素遅れ割れの発生が懸念されるもので
ある。
め、圧力管の製造時に約２０ｐＩ）ｍの水素を含有し、
しかも、稼動中には一次冷却水から水素を吸収するため
、水素脆化を起こし、管端接合部に高引張残留応力が発
生した場合には水素遅れ割れの発生が懸念されるもので
ある。
従来例について上記現象を第１図〜第３図によって説明
する。接合用各部は例えば第１図に示すように、ステン
レス鋼製の外リング１の最小内径ｄｌを管２の外径ｄ２
よシも大きく設定し、またステンレス鋼製の内リング３
の最大外径ｄ４を管２の内径ｄ３よシも小さく設定して
いる。そして、一定温度（略室温）の条件下において、
内リング３の接合用一端部を外リング１に締結した後、
この内外リング３，１の環状隙間に管２の端部を挿入す
る。しかる後、第２図に示すように、ロール４とテーパ
付マンドレル５とを有するロールドジヨイント装置、即
ち拡管具によって内リング３を塑性的に拡径させること
により、管２と内外リング３，１間を密着させると共に
、外リング１及び内リング３の拡径部に相対向して形成
した凹凸部６．７の拡径時の嵌合によって軸方向の結合
力及びシール機能、いわば接続機能を確実なものとして
いる。
する。接合用各部は例えば第１図に示すように、ステン
レス鋼製の外リング１の最小内径ｄｌを管２の外径ｄ２
よシも大きく設定し、またステンレス鋼製の内リング３
の最大外径ｄ４を管２の内径ｄ３よシも小さく設定して
いる。そして、一定温度（略室温）の条件下において、
内リング３の接合用一端部を外リング１に締結した後、
この内外リング３，１の環状隙間に管２の端部を挿入す
る。しかる後、第２図に示すように、ロール４とテーパ
付マンドレル５とを有するロールドジヨイント装置、即
ち拡管具によって内リング３を塑性的に拡径させること
により、管２と内外リング３，１間を密着させると共に
、外リング１及び内リング３の拡径部に相対向して形成
した凹凸部６．７の拡径時の嵌合によって軸方向の結合
力及びシール機能、いわば接続機能を確実なものとして
いる。
このような接合部（第２図■−■断面部）における周方
向残留応力分布を調べると、例えば第３図に示すように
、外リング１と管２との間の初期間隙が一定値以上とな
った場合には、管２の内周面の引張残留応力が破壊に対
する許容値を超えることが判明した。
向残留応力分布を調べると、例えば第３図に示すように
、外リング１と管２との間の初期間隙が一定値以上とな
った場合には、管２の内周面の引張残留応力が破壊に対
する許容値を超えることが判明した。
特に、管２の材料であるジルコニウム合金は水素との親
和性が強いため、ＺｒＨｇなる水素化物が合金中に形成
され、前述した所謂水素遅れ割れが高引張残留応力の存
在によって発生することが懸念される。
和性が強いため、ＺｒＨｇなる水素化物が合金中に形成
され、前述した所謂水素遅れ割れが高引張残留応力の存
在によって発生することが懸念される。
そこで、このような水素遅れ割れを防止する手段が望ま
れ、従来例えば第４図及び第５図に示す焼ばめ併用手段
が案出された。即ち、外リング１の内径ｄｌを管２の外
径ｄ２よシも小さく設定し、かつ、内リングの外径ｄ４
を管２の内径ｄ３よシも小さく設定しておき、接合前段
で、外リング１をその外周側に設けた熱源８で加熱する
ことによシ、該リング１の内径ｄ１を管２の外径ｄ２よ
シも拡大させる。そして、第５図に示すように、内外リ
ング３，１間に管２を挿入し、前記同様の拡管によシ接
合作業を行うものである。
れ、従来例えば第４図及び第５図に示す焼ばめ併用手段
が案出された。即ち、外リング１の内径ｄｌを管２の外
径ｄ２よシも小さく設定し、かつ、内リングの外径ｄ４
を管２の内径ｄ３よシも小さく設定しておき、接合前段
で、外リング１をその外周側に設けた熱源８で加熱する
ことによシ、該リング１の内径ｄ１を管２の外径ｄ２よ
シも拡大させる。そして、第５図に示すように、内外リ
ング３，１間に管２を挿入し、前記同様の拡管によシ接
合作業を行うものである。
このような方法によると、例えば第６図に示すように、
管２に発生する周方向残留応力σ−は焼ばめの採用によ
って圧縮残留応力となる。しかし、軸方向残留応力σ、
は外リング１の先端部Ａからの圧縮力を受けるために図
中の実線で示されるような引張如となる。そして、この
引張残留応力は焼ばめ代が大きい場合には、許容応力以
上と表るとともある。
管２に発生する周方向残留応力σ−は焼ばめの採用によ
って圧縮残留応力となる。しかし、軸方向残留応力σ、
は外リング１の先端部Ａからの圧縮力を受けるために図
中の実線で示されるような引張如となる。そして、この
引張残留応力は焼ばめ代が大きい場合には、許容応力以
上と表るとともある。
一方、第７図は内リング３の端面外局部にＲ部を設けた
従来例の場合である。焼ばめを併用しない場合は上記Ｒ
部の存在により、管３の周方向残留応力の低下に対して
は効果があるが、焼ばめ方式を採用した場合には、第７
図に示す外リング１の端部Ａが管２を半径方向に押えつ
けるので、結果として第６図の場合と同様に軸方向残留
応力σ、は第７図中に示すように許容値を超えることが
める。
従来例の場合である。焼ばめを併用しない場合は上記Ｒ
部の存在により、管３の周方向残留応力の低下に対して
は効果があるが、焼ばめ方式を採用した場合には、第７
図に示す外リング１の端部Ａが管２を半径方向に押えつ
けるので、結果として第６図の場合と同様に軸方向残留
応力σ、は第７図中に示すように許容値を超えることが
める。
更に重水炉の場合には第８図囚、■に示すように、鉄水
遮へい体２０のカランドリアタンク２１内に挿通する圧
力管集合体２２に当該接合構造を適用した場合、管２及
び内リング１の内側に、冷却水が流れるため、第７図に
示すように、内リング３の外面にＲ部を設けた場合、管
２と内リング３との間１６で隙間腐食を起すこともある
。
遮へい体２０のカランドリアタンク２１内に挿通する圧
力管集合体２２に当該接合構造を適用した場合、管２及
び内リング１の内側に、冷却水が流れるため、第７図に
示すように、内リング３の外面にＲ部を設けた場合、管
２と内リング３との間１６で隙間腐食を起すこともある
。
本発明は以上の各事情に着眼してなされたもので、焼ば
め方式を採用した場合でも管内部の残留応力を許容値以
下に抑制することができ、特に原子炉用圧力′Ｕに対す
る水素遅れ割れ防止用として好適する管端接続構造を提
供することを目的とする。
め方式を採用した場合でも管内部の残留応力を許容値以
下に抑制することができ、特に原子炉用圧力′Ｕに対す
る水素遅れ割れ防止用として好適する管端接続構造を提
供することを目的とする。
本発明に係る管端接合構造では、外リングをその接合端
部側の内径が一部拡大する形状とすることによシ、焼ば
めによる外リングからの管線付力を抑制し、軸方向及び
周方向共に残留応力を管の許容値以内とするものである
。
部側の内径が一部拡大する形状とすることによシ、焼ば
めによる外リングからの管線付力を抑制し、軸方向及び
周方向共に残留応力を管の許容値以内とするものである
。
好ましくは、外リングの拡大した接合端部内周を端部側
が次第に大径となるテーバ付、又は段部を介して拡大す
る同一径とする。また、テーパ部の開始点或は段付部を
内リングの接合端部よシも外端側に配置する。
が次第に大径となるテーバ付、又は段部を介して拡大す
る同一径とする。また、テーパ部の開始点或は段付部を
内リングの接合端部よシも外端側に配置する。
以下、本発明の一実施例を第９図〜第１１図を参照して
説明する。
説明する。
本実施例に係る管端接合構造では、外リング１１の拡大
した接合端部内周１０を端部側に次第に大径となるテー
パ付としている。即ち、外リング１１の内径ｄｌｌより
も管１２の外径ａｔａを太きくシ、内リング１３の外径
ｄ１４を管１２の内径ｄ１３よシも小さくしている。そ
して、接合端部内周、即ちテーパ部１０は、その開始点
Ｂが内リング１３の接合端部よりも外端側に配置されて
いる。
した接合端部内周１０を端部側に次第に大径となるテー
パ付としている。即ち、外リング１１の内径ｄｌｌより
も管１２の外径ａｔａを太きくシ、内リング１３の外径
ｄ１４を管１２の内径ｄ１３よシも小さくしている。そ
して、接合端部内周、即ちテーパ部１０は、その開始点
Ｂが内リング１３の接合端部よりも外端側に配置されて
いる。
詳細には、このテーパ部１０の開始点は第９図に示すよ
うに、内り／グ１３の先端部位置に相当するＢ部、或は
第１０図に示すように、内り／グ１の先端部から内リン
グの厚さ重の倍以内、即ちｔ≦２重の距離だけ離れたＣ
部近傍とすることが望ましい。ｔ）２ｔでは従来と殆ん
ど同様に軸方向の残留応力が発生することが認められる
からである。但し、焼はめ代の大きさによってはデーパ
部１０の開始点を変更することも可能である。
うに、内り／グ１３の先端部位置に相当するＢ部、或は
第１０図に示すように、内り／グ１の先端部から内リン
グの厚さ重の倍以内、即ちｔ≦２重の距離だけ離れたＣ
部近傍とすることが望ましい。ｔ）２ｔでは従来と殆ん
ど同様に軸方向の残留応力が発生することが認められる
からである。但し、焼はめ代の大きさによってはデーパ
部１０の開始点を変更することも可能である。
このような構成によると、管１２の内周面軸方向の引張
応力を許容値以内にすることが可能である。この場合、
管１２が外リング１１のＢ、０点からの圧縮力を受けな
いので、残留応力σ、、σ。
応力を許容値以内にすることが可能である。この場合、
管１２が外リング１１のＢ、０点からの圧縮力を受けな
いので、残留応力σ、、σ。
は第１１図に示すように、許容値以下となる。なお、外
リング１１の内面の隙間で、かつ管１２の外側部分（第
８図■の１５に相当する部分）に炭酸ガスを注入してお
けば隙間部分（第８図面の１６に相当する部分）の腐食
の虞れはない。
リング１１の内面の隙間で、かつ管１２の外側部分（第
８図■の１５に相当する部分）に炭酸ガスを注入してお
けば隙間部分（第８図面の１６に相当する部分）の腐食
の虞れはない。
従って、本実施例によれば水素遅れ割れなどが確実に防
止され、原子炉用圧力管の管端接合等に特に好適したも
のとなる。
止され、原子炉用圧力管の管端接合等に特に好適したも
のとなる。
なお、第１２図は拡径した接合端部内周１０を、段部１
４を介して拡大する同一径の孔形状としたものである。
４を介して拡大する同一径の孔形状としたものである。
このような構成でも、管１２に対する焼ばめ残留応力の
発生を防止することができ、前記実施例と同様の効果を
奏するものである。
発生を防止することができ、前記実施例と同様の効果を
奏するものである。
なお、段部１４の位置は、前記実施例のテーバ開始点と
同様に考えることができる。
同様に考えることができる。
以上のように、本発明に係る管端接合構造によれば、例
えばジルコニウム合金からなる管端接合部近傍の管の内
周面に発生する引張残留応力を減少させることによシ、
水素遅れ割れの発生を防止することができる等、管の健
全性のひいては接続機能を確保できるという優れた効果
・と奏する。
えばジルコニウム合金からなる管端接合部近傍の管の内
周面に発生する引張残留応力を減少させることによシ、
水素遅れ割れの発生を防止することができる等、管の健
全性のひいては接続機能を確保できるという優れた効果
・と奏する。
第１図及び第２図は従来例を段階的に示す要部断面図、
第３図は第２図の■−■線断面部分の残（０Ｘ 留応力を示す模式図、第４図及び第５図は他の従来例を
段階的に示す要部断面図、第６図は同特性図、第７図は
更に異なる従来例を特性と共に示すの一実施例を示す要
部（口枠部）の断面図、第１０図は第９図の変形例を示
す要部断面図、第１１図は本実施例の特性を示す模式図
、第１２図は本発明の他の実施例を示す要部断面図であ
る。 １０・・・拡大した接合端部内周（テーパ部）、１２・
・・管、１３・・・内リング、４・・・ローラ、５・・
・マンドレル。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 （ｌＯ） 茶１図 千２図 茅３図 半４−広 茶６図 第７回 ｌ 第２図 静転陣 第９１￥１ 竿１０図 １ ＄１１図
第３図は第２図の■−■線断面部分の残（０Ｘ 留応力を示す模式図、第４図及び第５図は他の従来例を
段階的に示す要部断面図、第６図は同特性図、第７図は
更に異なる従来例を特性と共に示すの一実施例を示す要
部（口枠部）の断面図、第１０図は第９図の変形例を示
す要部断面図、第１１図は本実施例の特性を示す模式図
、第１２図は本発明の他の実施例を示す要部断面図であ
る。 １０・・・拡大した接合端部内周（テーパ部）、１２・
・・管、１３・・・内リング、４・・・ローラ、５・・
・マンドレル。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 （ｌＯ） 茶１図 千２図 茅３図 半４−広 茶６図 第７回 ｌ 第２図 静転陣 第９１￥１ 竿１０図 １ ＄１１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、接合部たる管の一端部を被接合部たる外リングと内
リングとの環状隙間に挿入し、この内リングを内周側か
ら拡管具を用いて塑性的に拡径することによシ、上記管
と内外リングとを接合する構造であって、上記外リング
の内径を上記管の外径よシも小さく設定しておき、接合
前に上記外リングを加熱によってその内径が上記管の外
径よシも大きくなるまで膨張させるようにしている管端
接合構造において、上記外リングをその接合端部側の内
径が一部拡大する形状にしたことを特徴とする管端接合
構造。 ２、外リングの拡大した接合端部内周は端部側が次第に
大径となるテーバ面、又は段部を介して拡大する等後面
とされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の管端接合構造。 ３、外リングの拡大した接続端内周はテーパ開始部或い
は段付部を内リングの接合端部よ如も外端側に配置した
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の管端接合
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13321983A JPS6024234A (ja) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | 管端接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13321983A JPS6024234A (ja) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | 管端接合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024234A true JPS6024234A (ja) | 1985-02-06 |
| JPS6313777B2 JPS6313777B2 (ja) | 1988-03-28 |
Family
ID=15099511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13321983A Granted JPS6024234A (ja) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | 管端接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024234A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62147190A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | 株式会社日立製作所 | 管体接続構造 |
| JPS6362992A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-19 | 株式会社日立製作所 | 低残留応力型管体接続構造 |
-
1983
- 1983-07-21 JP JP13321983A patent/JPS6024234A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62147190A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | 株式会社日立製作所 | 管体接続構造 |
| JPS6362992A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-19 | 株式会社日立製作所 | 低残留応力型管体接続構造 |
| JPH054556B2 (ja) * | 1986-09-03 | 1993-01-20 | Hitachi Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6313777B2 (ja) | 1988-03-28 |
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