JPS61108482A - 管板と伝熱管との接合方法 - Google Patents
管板と伝熱管との接合方法Info
- Publication number
- JPS61108482A JPS61108482A JP59230251A JP23025184A JPS61108482A JP S61108482 A JPS61108482 A JP S61108482A JP 59230251 A JP59230251 A JP 59230251A JP 23025184 A JP23025184 A JP 23025184A JP S61108482 A JPS61108482 A JP S61108482A
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- JP
- Japan
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- tube
- heat exchanger
- groove
- exchanger tube
- joining
- Prior art date
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
- B23K37/053—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work aligning cylindrical work; Clamping devices therefor
- B23K37/0531—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work aligning cylindrical work; Clamping devices therefor internal pipe alignment clamps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/14—Heat exchangers
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は火力発電プラントあるいは原子力発電プラント
等で使用される熱交換器の管板と伝熱管との接合方法１
こ関するものである。
等で使用される熱交換器の管板と伝熱管との接合方法１
こ関するものである。
第５図は火力発電プラントあるいは原子力発電プラント
等で使用されている多管式熱交換器の一例を示すもので
、この多管式熱交換器では、給水入口１から流入した給
水は水室２を通り管板３に固定される伝熱管４Ｉこ流入
し、ここで、加熱蒸気人口５からドレン出口６ ＋Ｃ向
けて流れる加熱蒸気１こ上り加熱された後、給水出ロア
から流出するよう；こしている。この種の熱交換器Ｅこ
おける製造上の問題点の一つは管板３の伝熱管４の接合
方法である。
等で使用されている多管式熱交換器の一例を示すもので
、この多管式熱交換器では、給水入口１から流入した給
水は水室２を通り管板３に固定される伝熱管４Ｉこ流入
し、ここで、加熱蒸気人口５からドレン出口６ ＋Ｃ向
けて流れる加熱蒸気１こ上り加熱された後、給水出ロア
から流出するよう；こしている。この種の熱交換器Ｅこ
おける製造上の問題点の一つは管板３の伝熱管４の接合
方法である。
この接合方法はたとえば第６図に示すように加熱管４を
エキスパンダを用いて拡管して行う（符号８は拡管部を
示す）方法や第７図のようにエキスパンダで拡管すると
共１こ管板３の表面に肉盛り部９を形成し、ＴＩＧ溶接
等でシール溶接する（符号１０はシール溶接部を示す）
ものがある。
エキスパンダを用いて拡管して行う（符号８は拡管部を
示す）方法や第７図のようにエキスパンダで拡管すると
共１こ管板３の表面に肉盛り部９を形成し、ＴＩＧ溶接
等でシール溶接する（符号１０はシール溶接部を示す）
ものがある。
しかし、このような従来の接合方法は、管板３と伝熱管
４との間の隙間が高温高圧蒸気；こより経年的・１こ腐
食を生じたり、また運転時１こ給水によるインレットア
タックを受け、伝熱管４が損傷するなどの欠点がある。
４との間の隙間が高温高圧蒸気；こより経年的・１こ腐
食を生じたり、また運転時１こ給水によるインレットア
タックを受け、伝熱管４が損傷するなどの欠点がある。
つ
この問題を解決する一方の試みは、第８図に示すようｆ
こ管板３と伝熱管４とを突合わせ溶接する（符号１１は
突合わせ溶接部を示す）ものである。
こ管板３と伝熱管４とを突合わせ溶接する（符号１１は
突合わせ溶接部を示す）ものである。
この接合方法は、管板３と伝熱管４との間の隙間腐食が
生じないこと、さらに溶接部１１１こ対して放射線等の
検査を行なうことで欠陥の発見が容易であることなどの
長所を備えており、溶接部として高い信頼性を有してい
る。
生じないこと、さらに溶接部１１１こ対して放射線等の
検査を行なうことで欠陥の発見が容易であることなどの
長所を備えており、溶接部として高い信頼性を有してい
る。
しかし、この突合わせ溶接の難点は伝熱管４の内部から
溶接トーチを挿入して溶接する施工法のため、管板３側
の開先部を高精度に保たねばならないことであり、それ
には多大の工数が必要なことと併せ、常に高度な製造技
術が要求され、対応が難しいものとなっている。
溶接トーチを挿入して溶接する施工法のため、管板３側
の開先部を高精度に保たねばならないことであり、それ
には多大の工数が必要なことと併せ、常に高度な製造技
術が要求され、対応が難しいものとなっている。
また、溶接施行環境、および溶接条件の影響を敏感に受
け、ブローホール、ピンホールや溶ケ込み不良等の溶接
欠陥を生じ易い欠点もある。
け、ブローホール、ピンホールや溶ケ込み不良等の溶接
欠陥を生じ易い欠点もある。
したがって、このような施行法で管板３と伝熱管４とを
溶接する１こは上述の難点が克服されなければならず、
直ぐ思わしい結果が得られるとは限らない。かくしてこ
のような場合の既１こ知られた技術は何れも一長一短が
あり、より優れた技術の確立が求められている。
溶接する１こは上述の難点が克服されなければならず、
直ぐ思わしい結果が得られるとは限らない。かくしてこ
のような場合の既１こ知られた技術は何れも一長一短が
あり、より優れた技術の確立が求められている。
本発明の目的は１．管板と伝熱管の接合方法で突合わせ
開先を用いる場合にも高度な溶接技術は必要とせず、比
較的短時間で高品質な接合部を得ることのできる熱交換
器の管板と伝熱管との接合方法を提供しようとするもの
である。
開先を用いる場合にも高度な溶接技術は必要とせず、比
較的短時間で高品質な接合部を得ることのできる熱交換
器の管板と伝熱管との接合方法を提供しようとするもの
である。
本発明＃とよる接合方法は初めに管板と伝熱管の取付部
を１型の突合わせ開先１こし、次に管内部からマンドレ
ル式開先合わせ装置を挿入して両者を固定し、その後開
先部を圧着下において拡散接合 、することを特徴とす
るものである。
を１型の突合わせ開先１こし、次に管内部からマンドレ
ル式開先合わせ装置を挿入して両者を固定し、その後開
先部を圧着下において拡散接合 、することを特徴とす
るものである。
本発明の接合方法はこれを適切１ζ利用するならば次の
ような効果がある。
ような効果がある。
１）通常の溶融溶接１こみられる凝固組織がないためブ
ローホール、割れ等が発生しにくい。
ローホール、割れ等が発生しにくい。
２）固体の状態で接合するため塑性変形をほとんど生じ
ず、高精度な継手部が得られる。
ず、高精度な継手部が得られる。
３）接合部の物理的性質及び化学的性質が母材とほとん
ど変わらず、接合による残留応力も少ない。
ど変わらず、接合による残留応力も少ない。
４）接合前段取りおよび接合過程が短時間である。
（発明の実施例〕
本発明の基本的な接合過程は、接合面に対して加工、加
熱、温度保持の過程、を行い接合されるものであり、以
下図面を参照して説明する。
熱、温度保持の過程、を行い接合されるものであり、以
下図面を参照して説明する。
工程の最初は第１図に示されるよう１こ管板３と伝熱管
４とを開先合わせするため、管式よりマンドレル式開先
合わせ装置２０を挿入し、予備的に両者、の接合面を合
わせるものである。なおこの工程１こ先立って管板３と
伝熱管４と１こはそれぞれ■型の突合わせ開先が形成さ
れるが、この場合の両者の開先は並みの精度がでていれ
ば充分である。次の工程は開先合わせであり、マンドレ
ルのシャフト２１を回転させることｔこよりローラー２
２が拡がり管板３と伝熱管４とが面当りし、固定される
。
４とを開先合わせするため、管式よりマンドレル式開先
合わせ装置２０を挿入し、予備的に両者、の接合面を合
わせるものである。なおこの工程１こ先立って管板３と
伝熱管４と１こはそれぞれ■型の突合わせ開先が形成さ
れるが、この場合の両者の開先は並みの精度がでていれ
ば充分である。次の工程は開先合わせであり、マンドレ
ルのシャフト２１を回転させることｔこよりローラー２
２が拡がり管板３と伝熱管４とが面当りし、固定される
。
この場合第２図１こ示されるよう！こローラー２２はシ
ャフト２１を中心に３ケ所配置される。
ャフト２１を中心に３ケ所配置される。
次１こ、接合部の酸化防止および不純物の混入を防ぐた
め管内を真空にする工程を置く。これはマンドレル中心
の真空引き用穴２３（第１図参照）により行う。なおフ
ランジ部２４１こはこの作業Ｅこおける真空漏れを防ぐ
ためＱ ｌ）ング５が設けられる。
め管内を真空にする工程を置く。これはマンドレル中心
の真空引き用穴２３（第１図参照）により行う。なおフ
ランジ部２４１こはこの作業Ｅこおける真空漏れを防ぐ
ためＱ ｌ）ング５が設けられる。
これと同時に管内を真空；こするＩこあたっては、接合
する伝熱管４の反対側穴ｉこ第３図１こ示されるように
盲栓２６挿入されねばならない。
する伝熱管４の反対側穴ｉこ第３図１こ示されるように
盲栓２６挿入されねばならない。
これは、管内の真空漏れを防ぐためであり、盲栓２６の
フランジ部および開先合せ部にはＱＩＪング２７ａ１２
７ｂが取付けられる。
フランジ部および開先合せ部にはＱＩＪング２７ａ１２
７ｂが取付けられる。
次の工程は、開先部を加圧する工程である。それには伝
熱管４を第３図（こ示されるクランプ兼加圧装置２８に
より加圧する。
熱管４を第３図（こ示されるクランプ兼加圧装置２８に
より加圧する。
この加圧装置四は圧縮空気又は油圧等を動力源とするシ
リンダー２９と締め金３０とにより構成される。
リンダー２９と締め金３０とにより構成される。
続いて、第４図１こ示されるよう１こ管板３と伝熱管４
との接合部に拡散接合装置３１取付け、拡゛散接合する
。拡散接合装置３１のヒーター３２は、高周波誘導加熱
器を用いており、接合設定温度までの加熱上昇や温度保
持を敏感かつ正確；こ行うことにより、熱効率の損失を
少なくしている。
との接合部に拡散接合装置３１取付け、拡゛散接合する
。拡散接合装置３１のヒーター３２は、高周波誘導加熱
器を用いており、接合設定温度までの加熱上昇や温度保
持を敏感かつ正確；こ行うことにより、熱効率の損失を
少なくしている。
拡散接合中は、接合部の酸化防止及び不純物の混合を防
ぐため、ヒーター３２の回りを真空状態に保つ。真空引
きは、パイプ３３により行い、０リング３４にて外気と
シールする。
ぐため、ヒーター３２の回りを真空状態に保つ。真空引
きは、パイプ３３により行い、０リング３４にて外気と
シールする。
また、接合時には装置全体が高温Ｅこなるため、パイプ
３４１こより冷却水をチャンバー３５１こ通し拡散接合
袋＃３１を保護する。
３４１こより冷却水をチャンバー３５１こ通し拡散接合
袋＃３１を保護する。
以上述べたように本発明によれば、管板と伝熱管との接
合部は通常の溶接にみられる凝固組織がないため、プロ
ーボール、割れ等の溶接欠陥の少ない継手部が得られ、
接合部の品質を大幅に高めることが可能である。
合部は通常の溶接にみられる凝固組織がないため、プロ
ーボール、割れ等の溶接欠陥の少ない継手部が得られ、
接合部の品質を大幅に高めることが可能である。
第１図、第３図および第４図は本発明の接合方法を示す
工程説明図、第２図はマンドレル式開先合わせ装置の断
面図、第５図は不発明方が適用される熱交換器の断面図
、第６図、ないし第８図は従来の接合方法のうち、代表
的なものを示す説明３・・・伝熱管 ４・・・
管板２０・・・開先合わせ装置２１・・・シャフト２２
・・・ローラー ２３・・・真空引き用穴２４−
・・フランジ部 ２５，２７ａ 、２７ｂ 、 ３
４−０リング２６・・・盲栓 あ・・・加圧
装置２つ・・・シリンダー ３０・・・締め金３１
・・・拡散接合装置 ３２・・・ヒーター３３．３４
・・・パイプ３５・・・チャンバー代理人 弁理士 則
近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第３図 第４図 第５図 第６図
工程説明図、第２図はマンドレル式開先合わせ装置の断
面図、第５図は不発明方が適用される熱交換器の断面図
、第６図、ないし第８図は従来の接合方法のうち、代表
的なものを示す説明３・・・伝熱管 ４・・・
管板２０・・・開先合わせ装置２１・・・シャフト２２
・・・ローラー ２３・・・真空引き用穴２４−
・・フランジ部 ２５，２７ａ 、２７ｂ 、 ３
４−０リング２６・・・盲栓 あ・・・加圧
装置２つ・・・シリンダー ３０・・・締め金３１
・・・拡散接合装置 ３２・・・ヒーター３３．３４
・・・パイプ３５・・・チャンバー代理人 弁理士 則
近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- 熱交換器の管板と伝熱管とを接合するにあたり、初めに
管板と伝熱管の取付部をＩ型の突合せ開先にし、次に管
内部から開先合わせ装置を用いて両者を固定し、その後
同開先部を圧着下において拡散接合することを特徴とす
る管板と伝熱管との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59230251A JPS61108482A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 管板と伝熱管との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59230251A JPS61108482A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 管板と伝熱管との接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61108482A true JPS61108482A (ja) | 1986-05-27 |
Family
ID=16904878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59230251A Pending JPS61108482A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 管板と伝熱管との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61108482A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04119720U (ja) * | 1991-04-12 | 1992-10-27 | 愛知機械工業株式会社 | エンジンルーム冷却システム |
| KR20040007137A (ko) * | 2002-07-16 | 2004-01-24 | 현대모비스 주식회사 | 관의 브레이징 방법 |
| JP2006153360A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱交換器及びその製造方法 |
| JP2006207937A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱交換器及びその製造方法 |
| KR100638568B1 (ko) | 2005-10-28 | 2006-10-27 | 한국생산기술연구원 | 공압식 맨드릴을 이용한 열교환기용 튜브의 용접장치 |
| WO2013023083A3 (en) * | 2011-08-09 | 2013-07-04 | Lockheed Martin Corporation | Method and apparatus for friction stir welding tube ends for a heat exchanger |
| US10113815B2 (en) | 2013-08-26 | 2018-10-30 | Lockheed Martin Corporation | Method of friction stir welding a tube to an element using a tubular anvil; structure manufactured by this method |
| CN110355505A (zh) * | 2018-03-26 | 2019-10-22 | 上海美焊智能化科技有限公司 | 固定换热器焊接设备的u弯夹紧装置 |
| CN112122865A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-12-25 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种异种钢开坡口管板与换热管封口焊工艺 |
| KR102296237B1 (ko) * | 2021-03-15 | 2021-09-01 | 한전케이피에스 주식회사 | 스터브 튜브를 위한 고정장치 |
-
1984
- 1984-11-02 JP JP59230251A patent/JPS61108482A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04119720U (ja) * | 1991-04-12 | 1992-10-27 | 愛知機械工業株式会社 | エンジンルーム冷却システム |
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| KR20140066720A (ko) * | 2011-08-09 | 2014-06-02 | 록히드 마틴 코포레이션 | 열교환기용 튜브단을 마찰 교반 용접하는 방법 및 장치 |
| US9174301B2 (en) | 2011-08-09 | 2015-11-03 | Lockheed Martin Corporation | Method and apparatus for friction stir welding tube ends for a heat exchanger |
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| KR102296237B1 (ko) * | 2021-03-15 | 2021-09-01 | 한전케이피에스 주식회사 | 스터브 튜브를 위한 고정장치 |
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