JPS61273257A - 鋼管とソケット管継手との溶接装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、原子炉内などに使用される小口径ステンレ
ス鋼鋼管とソケット管継手との溶接装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

原子炉内などの配管に使用される呼び径２Ｂ以下のオー
ステナイト系ステンレス鋼管（以下単にステンレス鋼管
と言う）全突合せ溶接するときは、管内面にビード裏波
が突出してその部分の損失水頭が大きくなるため、ステ
ンレス鋼管とステンレス鋼管とを直接突合せ溶接せず、
ステンレス鋼管の端上ソケット管継手に挿入し、ステン
レス鋼管をその外周においてソケット管継チの端に隅肉
ぞ接により溶接する方法が採られている。この溶取は複
層にわたって行われ、溶接部の酸化や応力腐食割れ防止
のため、ステンレス鋼管内に、初層容接の場合には不活
性のシールドガス金泥し、２＋侍目以降溶接の場合には
冷却水全流して通水溶接全行う必要があるが、従来は、
ステンレス鋼管内へシールドガスと冷却水と全簡単に切
り換え且つ冷却水ｔを所望量に調節して供給できる鋼管
とソケット管継手との通水冷却溶接装置が提供されてい
なかった。更に又、小口径にして長尺例えば呼び径ＩＢ
にして全長４〜７ｍのステンレス鋼管トソケット管継手
と老溶接する場合、従来は、ステンレス鋼管の熱膨張に
対処する之めソケット管継手の内周突当て段部とソケッ
ト管継手に挿入されるステンレス鋼管端間には所定の例
えば１．５ｍの隙間をあけていて、ステンレス鋼管が自
重で念わみ変形し中心軸線を水平にして静置したソケッ
ト管継手に対し真直度が悪化するのを防ぐ念めに、ステ
ンレス鋼管士、その中心軸線がソケット管継手の中心軸
線の延長線上に位置するように、下方から複数台のころ
付鋼管受台により支持し、横向き姿勢で隅肉溶接を行っ
ていたが、溶接が横向き姿勢で行われるため、その溶接
ビードの滑らかさと所要ののど厚さ、従って溶接部の健
全性老確保することが、下向き溶接の場合に比し劣る欠
点がめつた。

〔発明の目的〕

この発明は、小口径にして特に長尺のステンレス鋼管と
ソケット管継手との前記従来の溶接手段の問題点を解決
するためになされたもので、ステンレス鋼管とソケット
管継手とをそれらの内部に所望量の通水をしつつ下向き
溶接でき、初層溶接の際における管内シールドガスの通
気と２層以降溶接の際における管内通水と全簡単に切り
換え且つ通水量を容易に調節できる鋼管とソケット管継
手との溶接装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明による鋼管とソケット管継手との溶接装置は、
ソケット管継手金その一開口端全上方に向かわせその中
心軸線と水平面との間に所定の角度を挾ませて取付具を
介し定位置に回転自在に着脱自在に把持する位置決め台
と、この位置決め」に把持され次ソケット管継手の前記
−関口端に下端全挿入された被溶接鋼管をその中心軸線
をソケット管継手の中心軸線の延長線上に置いて回転自
在に支承する鋼管受台と、送水量調整自在な別置冷却水
装置と、前記取付具に接続され内孔がソケット管継手の
内孔に通じる導出部材及び被溶接鋼管それぞれの露出端
に着脱自在に取り付けられシールドガス管路と冷却水装
置に接続する冷却水管路と圧縮空気管路とのいずれにも
任意に着脱自在に接続される回転管継手と、被溶接鋼管
ｔそれがソケット管継手に挿入された部分の外周におい
て下向き隅肉溶接する溶接機とを備えｔ構成とすること
により、前記目的を達するものである。

〔発明の実施例〕

この発明の一実施例老第１図ないし第４図について説明
する。第１図において図に向って手前側を前と言い向う
側を後と言う。

ベッド１０は、その主体は長尺の溝形鋼にして、その下
面には平水平床面に接する４個の座材１１がベッド１０
の長さ方向等間隔に溶接固着されている。ベッド１０に
は、その長さ方向左端前後に、１対２個のプラタン）　
１２．１３　（１３は図示せず）が溶接固着されている
。ベッド１ｏの左端には、プラタン）１２．１３を介し
て、長尺の溝形鋼からなる支持はり２０が、その左端に
おいて、右端を上下に回動自在従って平水平床面に対し
傾斜自在に枢着されている。支持ｔ’！、り２０の右端
に遠くない位置には、傾斜角度調整棒２１が、水平軸を
中心として回動自在に、上端において枢着されている。

ベッド１０には、その右端部水平線上にほぼ等間隔に６
個の傾斜角度調整穴１４が水平に貫通している。傾斜角
度調整穴１４の任意新宅位置の−と傾斜角度ｆＡｖ棒２
１の下端に設けられている水平貫通穴とｔ挿通して係止
ピン２２’ｔｔ’ｉめ込めば、支持はｖ２０は水平に対
し１５度ないし２５度間の所望の角度に右方上りに傾斜
した状態に保持される。

支持はｖ２０の左端上面には、位置決め台３０が、その
内部定位置に組み込まれている把持主軸３１の中心軸線
を支持はり２０の中心軸線に平行にして、その外箱３２
において溶接固着されている。把持主軸３１は、中空に
して、その一端には取付フランジ３３が溶接固着され、
他端外周には減速用ベルト車３４が固着され、長さ方向
中間部にはカム板３５がそのボス３６を介して固着され
ている。把持主＠３１は、外箱３２にボルト締着された
１対２個の軸受３７，３８に回転自在に支承され、その
中心軸線は支持はｖ２０の中心軸線と平行になっている
。把持主軸３１の回転、駆動用変速電動機（以下１．駆
動電動機と言う）３９は、その中心軸線を把持主軸３１
の中心軸線に平行にして外箱３２にボルト締着され、そ
の出力軸端にはベルト車４０が固着さｎている、ベルト
車４０と減速用ベルト車３４間にはベルト４１が掛けら
れていて、把持主軸３１は駆動電動機３９により回転駆
動される。カム板３５はその外周部に１個所突出カム部
を備え、この突出カム部が外箱３２に固着された図示し
ないリミットスイッチに係合することにより、運転する
駆動電動機３９は、把持主軸３１が整数回転をした後、
停止するように図示しない別置制御装置により運転制御
される。

取付具５０は、基準金具５１、導出管５２．０リング５
３、取付円板５４、当金５５、押え金５６、ねじ軸受５
７、把持ねじ軸５８、ねじ軸押え板５９が、ボルト締結
　溶接などにエリ一体に組み付けられたものである、基
準金具５１は、ニップルからその接続ねじを取り除いた
ものに類似の形状ｔなし、その一端中心には導出管５２
が挿入溶接固着され、他端は、被溶接対象であるソケッ
ト管継手１の一端がその内周においてしつくｖはまり込
むことができる直径の外周と突当部とを備え、その他端
外周には０リング５３がはめ込まれ、０１Ｊング５３が
介在するソケット管継手１の内ｊｐと基準金具５１の外
周間を気密に保っている。曇準金具５１とそれに固着さ
れた導出管５２とＯリング５３は溶接されるステンレス
鋼管の呼び後側えば２Ｂ、１４Ｂ、１４Ｂ、ｔＢ、　　
４Ｂに対応する分が準備される。取付円板５４は、基準
金具５１の外周ねじ部に同心にその突当部に一端面が密
着するまで、内周ねじ部においてねじ込まれている。

取付円板５４の一端面には、基準金具５１の中心軸線欠
間に挾んで当金５５と押え金５６が対向して配設されて
いる。当金５５は、それに設けら１友長穴６０，６（ｌ
全弁し取付円板５４の半径線方向位置を調整されて、取
付円板５４の端面にボルト締着される。ねじ軸受５７は
、その雌ねじの中心軸線を取付円板５４０半径線方向に
平行にして、取付円板５４にボルト締着されている。ね
じ軸受５７には、一端にハンドル握Ｖ＋備えた把持ねじ
軸５８のねじ部がはめ込まれ、把持ねじ軸５８の他端は
、押え金５６に、押え金５６とそれにボルト締着され念
ねじ軸押え板５９とにより軸線方向移動を拘束されて回
転自在に支承されている。押え金５６は、把持ねじ軸５
８？その）・ンドル握ジを介して回すことにより、取付
円板５４によジ回動を拘束された状態で、取付円板５４
０半径線方向に移動する。取付具５０は、その中心軸線
位置を把持主軸３１の中心軸線位置に一致させ、導出管
５２？把持主軸３１の中心孔に通し、取付円板５４端面
を取付フランジ３３端面に接し、取付円板５４を取付フ
ランジ３３にボルト締着することにより、把持主軸３１
に固着される。このとき、導出管５２の左先端は把持主
軸３１位置決め台３０より左外方に突出露出している。

支持は９２０上には、３台のころ付鋼管受台６３が支持
はｖ２０の長さ方向に互いに間隔号あけて載置取り付け
られている。ころ付鋼管受台６３は、それが下刃から支
持するステンレス鋼管２の直径が所定範囲で異なっても
、ステンレス鋼管２の中心軸線が把持主軸３１基準金具
５１の中心軸線の延長線上にあるように、それに備わる
２個の受ころの位ｆｅ調整できる公知構造のもので、ス
テンレス鋼管２は受ころ上で回転自在である。

後記するようにして、取付具５０把持主軸３１を介して
位置決め台３０に把持されたソケット管継手ｌの開口端
に一端を挿入されころ付鋼管受台６３を介して支持はり
２０上に支持された被溶接対象のステンレス鋼管２の！
゛・真出外端（第１図において右端）と導出管５２の露
出外端（第１図において左端）には、それぞれ、市販の
ワンタッチ式回転管継手６４．６５が着脱自在に取り付
けられている。ワンタッチ式回転管継手６４．６５には
、冷却水管７５．７６がワンタッチで着脱自在に接続さ
れ、又、ワンタッチで冷却水管７５．７６ｔ−取り外し
、そこに図示しないシールドガス管路と圧縮空気管路と
のいずれ全も任意にワンタッチで着脱自在に接続できる
ようになっている。

冷却水装置７０は、水槽７１、水温計７２、電動送水ポ
ンプ７３、流量計７４を備え、流量計７４には、送水側
の冷却水管７６が接続され、水槽７１には戻り側の冷却
水管７５が接続されている。冷却水装置７０の送水ｔは
、流量計７４を見つつ電動送水ポンプの速度を変えるこ
とにより変えられるようになっている。

溶接機８０は、タングステンインナートガス自動溶接機
にして、その溶接トーチ部８１．溶接ワイヤ繰出部８２
は、位置決め台３０の上端面に取り付けれ、溶接トーチ
部８１におけるタングステン電極の先端位置及び溶接ワ
イヤ繰出部８２のワイヤ先端位置は、ステンレス鋼管２
とソケット管継手１との下向き隅肉溶接に適する位置ヲ
占められるように形成されている。

溶接機８０．駆動電動機３９、電動送水ポンプ７３など
の運転電源装置及び運転制御装置は、図示せず、操作に
便宜な場所に別置されている。

以上のように構成されたこの発明による鋼管とソケット
管継手との溶接装置の作用上次に説明する。

初めに、係止ビン２２′５Ｃ傾斜角度調整穴１４−傾斜
角度調整棒２１の下端水平貫通穴に抜き挿しして、支持
はり２０の傾斜角度を溶接作業に最適Ｃ′・ように調整
する。

次に、溶接されるソケット管継手ｌステンレス鋼管２の
呼び径に対応する寸法にして、導出管５２、ワンタッチ
式回転管継手６５．０リング５３が予め取り付けられ之
基準金具５１を選び田し、当金５５ないしねじ軸押え板
５９などの付帯物が取り付けられている取付円板５４に
、基準金具５１ｉねじ込み固着して取付具５０？一体に
組み立て、取付円板５４取付７ランジ３３全介して取付
具５０号把持主軸３１にボルト締着する。当金５５押え
金５６間を開いてｔ＠、ソケット管継手１の一端を基準
金具５１の露出外端外周に、その突当部にソケット管継
手１の一端面が当接するまで、押し込む。当金５５をそ
の締着ボルトヲ緩めてソケット管継手１に近づけ、当金
５５のＶ膨面がソケット管継手１の外周に接した位置で
当金５５を取付円板５４に固定する。把持ねじ軸５８を
締め込んで行けば、ソケット管継手１は取付具５０を介
し把持主軸３１に中心軸線位置を一致させて固定される
。

第１図において、３台のころ付鋼管受台６３にわ几して
その上にステンレス鋼管２を載置しつつ、ステンレス鋼
管２の中心軸線位置が、把持主軸３１の中心軸線と同一
直線上にあるように、各ころ付鋼管受台６３の受ころの
位置ｔＵ８整する。ころ付鋼管受台６３上にステンレス
鋼管２を載せる際その一端を、その一端面がソケット管
継手１の内周突描段部との間に所定の隙間を残すように
して、ソケット管継手１の内周に挿入する。ソケット管
継手１をその外端面において、ステンレス鋼管２をその
外周において溶接仮付けする。ステンレス鋼管２の右端
にワンタッチ式回転管継手６４金取り付ける。次に、溶
接機８０のタングステン電極先端及び溶接ワイヤ先端の
位置１、ソケット管継手１をその端面においてステンレ
ス鋼管２ケその外周において下向き隅肉溶接するに適す
る位置になるように調節する。ワンタッチ式回転管継手
６５にシールドガス管路を接続し、ソケット管継手１、
ステンレス鋼管２内にシールドガスを流す。駆動電動機
３９を運転して、把持主軸３１、取付具５０を介し、ソ
ケット管継手１とステンレス鋼管２と全回転しつつ、溶
接機８０’４作動させて、初層の溶接を行う。この溶接
によりその溶接部は液密となる。この際、ソケット管継
手１とステンレス鋼管２内には、不活性のアルゴンガス
であるシールドガスが流されているので、溶接熱による
酸化が防止される。次に、ワンタッチ式回転管継手６！
ｌ？からシールドガス管路を外し、ワンタッチ式回転管
継手６５に送水側の冷却水管７６を接続し、ワンタッチ
式回転管継手６４に戻Ｖ側の冷却水管７５を接続する。

電動送水ポンプ７３全運転し、ソケット管継手１、ステ
ンレス鋼管２内に通水する。前記したと同様にして、ソ
ケット管継手１とステンレス鋼管２とを回転しつつ溶接
機８０ヲ作動させれば、ソケット管継手１の外端部とス
テンレス鋼管２の外周において２層以降の通水冷却下向
き隅肉溶接が自動的に行われる。この際の通水条件ｔ、
応力腐食割れ耐抗に有効である温計７２、流量計７４に
より監視し、電動送水ポンプ７３の送水量、水槽７１内
の水温全調節する。

溶接が完了すｎば、ワンタッチ式回転管継手６４、６５
から冷却水管７５．７６を外し、ワンタッチ式回転管継
手６４老外し、ワンタッチ式回転管継手６５に圧４空気
管路全接続し、通水されたソケット管継手ｌステンレス
鋼管２内に圧縮空気を通して乾燥しｔ後、溶接されて一
体となつ之ソケット管継手１ステンレス鋼管２ｔこの溶
接装置から取り外す。

前記実施例においてに、支持はり２０上に載置固定の位
置決め台３０に把持さｎるソケット管継手１と、ころ付
鋼管受台６３上に支承されるステンレス鋼管２との中心
軸線を、水平なベッド１０に対し支持はｖ２０号鉛直面
内で傾けることにより、水平に対し傾斜させて、ソケッ
ト管継手１とステンレス乍管２との溶接部を下向き隅肉
溶接、こ適する姿勢にしているが、被溶接対象であるス
テンレス鋼管が短い場合には、ベッド１０及び支庁はｖ
２０など全廃止し、ソケット管継手を把持する位置決め
台の中心軸線がその水平底面に対しソケット管継手とス
テンレス銅管との下向き隅肉溶接に適する角変だけ傾い
ているように、位置決め台を予め形成して、この位置決
め台金平水平床面上に設置し、ソケット管継手の一端に
一端全挿入されるステンレス鋼管の他端近くをその中心
軸線がソケット管継手の中心軸線の延長線上にある：う
に支承するころ付鋼管受台を位置決め台に連−して設け
、他の部分は前記し之笑施例と・同様にして、この発明
による溶接装置を構成することもできる。

〔発明の効果〕

この発明による鋼管とソケット管１継手との溶接装置は
、以上に説明し念ように構成さｎ・作用して、以下に記
する効果を有する。

ａ、　この装置により、ソケット管継手とステンレス鋼
管とは、両者全組み合わせ、その中心軸線を水平（（対
し所定角度傾斜し之状慈で回転自在に支承されるので、
溶接作業性の良い下向き溶接を行うことができ、溶接ビ
ードは滑らかになり所要ののど厚さが容易に確保でき溶
接部の健全性が向上する効果がある。

ｂ、送水量Ａ整自在な冷却水装置を備え溶接待所望の〕
１水条件で通水冷却を行えるため、溶接部の冷却速度が
早く、応力腐蝕割れに対し材料が鋭敏となる温度範囲５
００〜８００℃に溶接部が滞留する時間が短縮されるこ
と、及び実験確認によれば通水冷却を行わない大気中溶
接の場合引張り応力である溶接残留応力が通水溶接の場
合圧縮応力となるため、応力腐食割れ耐抗性が太いに向
上する効果がある。

Ｃ０冷却水装置を備え溶接時通水冷却孕行えるため、溶
接ビード層の冷却が速いので、溶接層間温度差をこの種
の溶接部の健全溶接の念めに要求される１５０℃以下に
簡単に押えることができ、それにより次層溶接までの待
ち時間がなくなＶ積層溶接を連続的に行うことができる
ので、溶接作業能率が向上する効果がある。

ｄ、溶接されるステンレス鋼管端及び位置決め台に取り
付けられ溶接されるソケット管継手を把持する取付具の
導出管端に着脱自在に回転管継手を取り付けているので
、この回転管継手に、シールドガス管路、冷却水管、圧
縮空気管路士任意着脱自在に接続することができ、ステ
ンレス鋼管及びソケット管継手をこの溶接装置に取り付
けたままの状態で、ステンレス鋼管ソケット管継手内に
、シールドガス、冷却水、圧縮空気老流すことができる
ので、作業能率が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による鋼管とソケット管継手との溶接
装置の一部省略正面図、第２図は第１図の位置決め台３
（）の拡大断面図、第３図は第１図の取付具５０の拡大
側１ｍ図、第４図は第３図■−■断面における断面図で
ある。 １・・・ソケット管継手、２・・・ステンレス４１管゛
、３０・・・位置決め台、５０・・・取付具、５２・・
・導出管（導出部材）、６３　・・・コロ付ｅｆ４Ｍ受
台、６４．６５・・・ワンタッチ式回転管継手、７０・
・・冷却水装置、７５．７６・・・冷却水管、８０・・
・溶接機、（７３１７）　　代理人　弁理士　則　近　
憲　佑（ほか１名） １豆取付具 ■ 一 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ソケット管継手をその一開口端を上方に向かわせその中
   心軸線と水平面との間に所定の角度を挾ませて取付具を
   介し定位置に回転自在に着脱自在に把持する位置決め台
   と、この位置決め台に把持された前記ソケット管継手の
   前記一開口端に下端を挿入された被溶接鋼管をその中心
   軸線をソケツト管継手の中心軸線の延長線上に置いて回
   転自在に支承する鋼管受台と、送水量調整自在な別置冷
   却水装置と、前記取付具に接続され内孔が前記ソケット
   管継手の内孔に通じる導出部材及び前記被溶接鋼管それ
   ぞれの露出端に着脱自在に取り付けられシールドガス管
   路と前記冷却水装置に接続する冷却水管路と圧縮空気管
   路とのいずれにも任意に着脱自在に接続される回転管継
   手と、前記被溶接鋼管をそれが前記ソケット管継手に挿
   入された部分の外周において下向き隅肉溶接する溶接機
   とを備えた鋼管とソケット管継手との溶接装置。