JPS61219483A - 鋼管矢板の管曲り防止方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、大径鋼管に小径鋼管または、形鋼等を溶接し
て成る鋼管矢板の継手溶接時の溶接歪による管曲り防止
方法に関するものである。

（従来の技術） 鋼管矢板のタイプには、大きく分けて第４図に示す鋼管
矢板断面図のように３つのタイプがある。

第４図（イ）は、継手として山形鋼（６５Ｘ６５　。

７’５Ｘ７５等）の組合せと、Ｔ形鋼（１２５Ｘ　３９
等）とを互にスパイラル鋼管等の大径鋼管（４５０φ〜
１６００φ程度）の中心を通る線上の１８０°離れだ位
置に溶接する方式で、俗に標準型Ｌ−Ｔタイプと呼ばれ
る鋼管矢板である〇 第４図（ロ）は、同じく継手としてスリットを入れた小
径管（１６５，２φ、２１６．３φ等）と、Ｔ形鋼（１
２５Ｘ６５等）の組合せで、俗に標準型Ｃ−Ｔタイプと
呼び、第４図ぐうは、同じく継手としてスリットを入れ
た２つの小径管の組合せで、俗に標準型Ｃ−Ｃタイプと
呼ばれる鋼管矢板である。

これらの鋼管矢板の内、第４図（ハ）の標準型Ｃ−Ｃタ
イプを除き、左右の継手溶接時の溶接熱収縮量が異なる
ため、左右のバランスが崩れ鋼管矢板に曲シが発生する
。

熱収縮量は、溶接入熱量の他継手の断面形状（継手の剛
性）、継手の材質及び溶接熱の冷却速度等が影響するが
、このうち溶接入熱量が最も大きく影響している。

即ち、左右の継手はそれぞれ所定の溶接強度が必要であ
るため、一定のビードを付与する必要性があり、どうし
ても溶接入熱量が左右の継手で異なり、一般に溶接入熱
前の大きい側にビード及びその周辺の鋼管の収縮が働き
、曲りが発生する。

例えば、第４図（イ）の標準型Ｌ−ＴタイプであればＬ
継手側に、第４図（ロ）の標準型Ｃ−Ｔタイプであれば
Ｃ継手側が収縮して曲る。

以上標準型Ｌ−Ｔ型、Ｃ−Ｔ型及びＣ−Ｃ型について述
べだが、鋼管矢板には、第５図（イ）〜（へ）に示す通
りＬ−Ｔ型、Ｃ−Ｔ型及びＣ−Ｃ型で継手溶接位置が標
準と異った角度で２〜３条取付けられた鋼管矢板或は、
第６図（イ）、←）、（ハ）に示す通り、山形鋼・Ｔ形
鋼又はスリットされた小径鋼管を１条取付けられた鋼管
矢板があり、この第５図及び第６図の鋼管矢板が標準型
に対し、俗に異形型と呼ばれる。

この異形鋼管矢板は、継手を取りつける鋼管の円中心に
対し、左右の溶接入熱量による伸縮バランスが完全に崩
れているため、継手側に大きな凹み膨曲りが発生する。

これら前記の鋼管矢板曲り矯正方法としては、従来第７
図に示すように、矢板溶接終了後（溶接ビード部が大気
温まで冷却し曲りの進行が停止した後）製品１をスキッ
ド２の上に収縮側を下にしてストッパー３で固定し、膨
張側をアセチレンガス又は、プロＡンガス等をガスバー
ナーを使用して、鋼管温度が５００°〜７００℃になる
まで、長手方向に図のように３〜５個所を、各個所幅１
００覇〜２００調で鋼管の半円周程度を局部的に加熱し
、同時に加熱部に注水急冷し、膨張側を収縮させること
によって、製品規格である曲りが全欠板長の１／１００
０以下或は、１／１５００以下となるように曲多を矯正
していた。

しかし、このような従来の矯正方法には以下に示す欠点
がある。

（発明が解決しようとする問題点） （ａ）　　鋼管矢板の曲り矯正は、数人の人力による手
作業であるため、非能率的である。

（ｂ）　　作業性が悪く、安全衛生上も問題がある。

（ｃ）一度に多量の矯正が不可能なため、曲り鋼管のス
トックヤード難曲り矯正場としての広い敷地が必要であ
る。

（ｄ）　　屋外作業であるため、曲り矯正段取υ等作業
用重機を必要とする。

（ｅ）曲り矯正作業上の輸送費も膨大なものとなる。

（ｆ）　　オンライン曲多矯正は、処理能力不足のため
不可能であり、通常屋外作業となるため、雨天時や強風
の日は作業を中止せざるを得ない。

（ｇ）　　製品の納期管理が難かしい。

（ｈ）　　加熱が過ぎると局部的に収縮歪が残シ、品質
面でも問題がでること。

等の欠点がある。

（発明の目的） 本発明は、これら従来法による欠点を解消すると共に、
生産コストを低減し、且つ、容易な作業方法によ如所定
の真直度を確保できる曲り発生防止法を提供するもので
ある。

（発明の概要） 次に、本発明方法の要旨を述べる。即ち、本発明者は、
溶接冷却後に発生する曲りを矯正するのではなく、事前
に曲り発生を防止する方法へ発想を転換した。

発想転換の引き金となったのは、第３図に示す異形鋼管
矢板の白シ発生防止であるが、第３図（イ）。

（ロ）に示す片継手の異形鋼管矢板は、いづれも継手の
ついている側に湾曲する。

また、継手が仮付状態の鋼管矢板には、溶接歪防止のた
めに第３図（イ）、（ロ）のＡ　−Ａ’断面である（ハ
）のように、歪防止支柱が入っている。

この状態で継手の本溶接をすると、溶接部が冷却して収
縮し、継手方向に曲多が発生する。

しかし、本発明者はこの作用を利用して、逆に継手の反
対側を加熱してやシ、互の伸縮力の力のバランスをとる
ことによシ、曲り防止が可能と判断した。

また、４５０φ〜７００φの鋼管矢板に関しては、歪防
止支柱挿入が困難なため支柱を使用しないが、継手を溶
接加工するその鋼管の円中心に対し、継手と対称のその
鋼管外壁を管軸方向に加熱することによって、左右の伸
縮バランスを与えることで、十分に曲りを防止できる。

本発明の方法は、曲りが発生してからでは実行不可能（
効果なし）であり、継手を溶接すると同時に継手と対称
側の管壁を加熱してやることが必要であシ、この方法に
より曲シ発生防止が可能となる。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは大径鋼管の管軸方向に沿っ
て、相対する２つの継手或は、１〜３つの継手が鋼管に
異った角度で管軸方向に溶接する鋼管矢板の製作工程で
、溶接をする継手部分の鋼管入熱に対し、該継手部分の
鋼管円周上のほぼ対称位置の鋼管入熱量と対比し、入熱
が小さい鋼管の部分を溶接と同時又はやや遅れて加熱し
、鋼管の円中心に対し溶接を進めている継手の鋼管部分
と対称位置の鋼管管軸方向膨張作用の両者の・々ランス
を図り、自然冷却による収縮作用も同様に両者のバラン
スをとりながら行なうことによって、溶接歪による曲シ
防止をすることを特徴とする鋼管矢板の管曲り防止方法
である。

以下本発明方法を図面に示す実施例に基づいて説明する
。

第１図は、本発明方法の１実施例を示す略図であるが、
大径管４に継手であるＴ形鋼５を仮付した状態の矢板で
あり、この仮付状態の鋼管矢板４をターニングロール７
寸きの台車６に積載し、固定さｎた溶接トーチ８を溶接
すべき継手５の端にセットし、溶接スタートと同時に台
車を図の矢印ａ方向に移動させ、本溶接を開始する。９
は、本発明方法に係る加熱用・マーナーであるが、溶接
トーチ８の後部に通常０〜３ｍ程（図中の６）離して、
継手と反対側に取付ける。

溶接トーチ８と加熱バーナー９を０〜３ｍ１Ｊｌした理
由は、継手溶接部分の管壁温度安定と、加熱バーナー９
の適切な設置場所が、トーチ周辺に取れない場合があシ
、且つ、０〜３ｍの位置迄継手溶接管壁の長さ方向伸び
の影響がすぐには現れないからであシ、加熱のスタート
は０〜３ｍの位置で対称側の管壁の加熱をスタートし昇
温させれば十分である。

次に、台車６が継手の他端まで移動して、連続して溶接
及び加熱が終ると、更にターニングロール７によシ鋼管
矢板４を１８０°　半転させて、ａの、方向を逆向きに
台車６を移動して、往きと同様に帰シも連続して溶接と
加熱を行ない、矢板の本溶接を完了する。この溶接及び
加熱方法は、前記の方法とは逆に鋼管矢板４をターニン
グロール７上に固定し、溶接トーチ８や加熱バーナー９
を積載した門形を移動させる方法でもよい。

このような曲り防止方法は、第５図に示す異形鋼管矢板
にそのままで適用可能であり、第４図に示すような通常
の鋼管矢板タイプにも完全に適用できる。即ち、左右の
継手のうち溶接入熱量の少ない方の継手数げ部（凸曲り
となる側）を異形矢板の場合と同様の手順で加熱してや
ればよい。また、加熱位置は第２図（イ）、（ロ）に示
すように、溶接入熱量の小さい継手（図ではＴ形鋼）の
取付位置全中心として、約５０ミリ（図中のＣ）振り分
けた位置であり、加熱幅は約２０〜５０ミリ程度である
。

溶接入熱量は、通常電流Ｉ（アンペア）、電圧Ｖ（＆ル
ト）、溶接速度ｖ　（ｃＩｒＬ／ｍｉｎ　）とすると、
。

ＩＸＶＸ６０　　　　” Ｊｏｕｌｅ／ｃＩＩＬ　　　で表わされる。

τ 矢板の溶接部・熱量は、通常Ｔ形継子で２０，０００〜
２２　、　ＯＯＯＪｏｕｌｅ／ｃｒＩＬ、　Ｃ形継子で
２３，０００〜２４　、　ＯＯＯＪｏｕｌｅ／ｃｒｒＬ
であるが、加熱すべき入熱量は単純に左右の継手の溶接
入熱量の差だけ加熱してやればよいというのでは々く、
特に、左右の継手の断面性状（継手の剛性）の影響を受
ける。

即ち、同じ入熱量であっても、継手の剛性が強ければ曲
シも小さく、加熱量も小さくて済むし、その逆も生ずる
。

また、加熱効率及び加熱速度（溶接速度）の関係もあシ
、−概に加熱部分の温度で表わすと、通常１８０°〜２
５０℃程度でおる。

従って、本発明方法で定常作業を実施するには、最初の
継手片側本溶接終了直後の鋼管矢板の左右の継手取付部
伸張塵（外径方向の膨み）を見て、左右が均等であるか
否かによって、帰シ本溶接の加熱量を決めればよく、通
常プロパンガスバーナー１本で十分所定の温度を確保す
ることができる。

（発明の作用） 本発明の曲り防止方法の作用を、第４図に示す標準型タ
イプの鋼管矢板で説明すれば、まず左右の継手を同時溶
接すると、溶接後数分間は溶接部が長手方向に膨張（外
径方向に膨む）し、鋼管矢板は太鼓状に膨む。この時、
素管の内部には継手方向に素管内径長よりやや長め（＋
５〜＋２５ミリ程度）の支柱が前記の通り挿入されてお
り、溶接入熱量の小さい継手側がやや小さ々膨みを示す
。

この入熱量の小さい側を加熱してやシ、左右の継手取付
部でほぼ同程度の膨張塵としてやることが、一つの目安
である。

このようにして加熱された鋼管矢板は、数分後溶接ビー
ド方向に収縮し始める。このとき素管の内部に装入され
た支柱に、左右の継手の収縮力が働き、互の力が相殺さ
れる。

そして、矢板幅確保のため溶接部の温度が大気温度まで
降下した後に、素管内に装入した支柱を取外すと、曲り
の小さい鋼管矢板が得られるものである。

（発明の効果） 以上の本発明方法により 以下或は、１．。。以下に曲りを押えることが１００％
可能と々っだ。

口）曲シ矯正のための広い敷地と処理要員が不要となシ
、曲り矯正骨が大幅にダウンする。

一つ　曲り矯正のための輸送費及び重機骨が不要となる
。

二）熱処理温度が１８０°〜２５０℃の範囲であるため
、加熱部分の品質は安定している。

ホ）加熱作業は、継手本溶接工程の中で、且つ、本溶接
速度で可能なため、本溶接能力が維持された状態で曲シ
防止が可能で、安価で特に設備投資等ない状態で安価に
処理できる。

へ）作業性も良く、安全衛生面でも問題がない。

ト）曲り処理による納期の問題は、完全に解消される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の曲り防止法に係る説明図、第２図（
イ）、（ロ）は、本発明法による実施例の加熱位置を示
す説明図、 第３図（イ）、（ロ）、０→は、本発明状実施例の異形
矢板を示す略図、 第４図（イ）、（ロ）、０→は、標準型鋼管矢板のタイ
プを示す略断面図、 第５図（イ）、（ロ）、（）Ｊ、に）、（（ホ）、（へ
）は、２〜３個所の継手をもつ異形鋼管矢板のタイプを
示す略断面図、 第６図（イ）、（ロ）、（・つば、１個所の継手金もつ
異形中管矢板のタイプを示す略断面図、 第７図は、従来の３１管矢板の曲り矯正方法を示す説明
図である。 １・・・鋼管矢板、　　　　　２・・、スキッド、３・
・・ストッパー、　　　４・・・仮付状態の鋼管矢板、
５・・・Ｔ形鋼継手、　　　　６・・・台車、７・・・
ターニングロール、　　８・・溶接トーチ、９・・・カ
ロ熱バーナー。 第５図 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）　　　　
　　　　　　　　　　　（ハ）第６図 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）　　　　
　　　　　　　　　　　　（ハ）第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 大径鋼管の管軸方向に沿って、相対する２つの継手或は
   、１〜３つの継手が鋼管に異った角度で管軸方向に溶接
   する鋼管矢板の製作工程で、溶接をする継手部分の鋼管
   入熱に対し、該継手部分の鋼管円周上のほぼ対称位置の
   鋼管入熱量と対比し、入熱が小さい鋼管の部分を溶接と
   同時又はやや遅れて加熱し、鋼管の円中心に対し溶接を
   進めている継手の鋼管部分と対称位置の鋼管管軸方向膨
   張作用の両者のバランスを図り、自然冷却による収縮作
   用も同様に両者のバランスをとりながら行なうことによ
   って、溶接歪による曲り防止をすることを特徴とする鋼
   管矢板の管曲り防止方法。