JPS6186035A - チユーブ及びスリーブを液圧で膨径させるための膨径マンドレル - 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】 本発明は、蒸気発生器の伝熱管を膨径させインターフェ
アレンス・スリーブを挿入するために使用することがで
きる膨張マンドレルを形成するに特に有用な技術である
。

先行技術として、原子力蒸気発生器の伝熱管を液圧によ
って膨径させるマンドレルが知られている。この種のマ
ンドレル類は、一般に、加圧水を液圧膨張ユニットから
マンドレルの外面に伝えるオリフィスと、オリフィスの
両側に位置させた一対の０リングとから成る。０リング
は１両方向に流体オリフィスから離れて延びている対向
する一対の円錐台形の傾斜面を取囲んでいる。マンドレ
ルを膨径すべきチューブ（またはスリーブ）の内部に挿
入すると、弾性のある０リングの外縁部がチューブの内
壁部と密封係合する。流体オリフィスを介して加圧水を
圧送すると、オリフィスの側面の二つの０リングの中間
の環状空間に加圧水が充填され、その結果、各０リング
がそれぞれの対応する円錐台形傾斜面に転接し、各０リ
ングはマンドレルの本体部とチューブの内壁面との間に
次第に密接に撲状に押し込まれることになる。最終的に
は、各０リングは、対応する円錐台形傾斜面の末端部を
取囲んでいるばね負荷肩部に転接し、ばね負荷肩部が０
リングの動きを止める０次いで、水によって与えられる
液圧により、０リングの中間部に位置するチューブ部分
が、半径部を中心として非塑性変形をするまで、外側に
膨径する。このようなマンドレル類の構造及び動作につ
いてのより完全な説明はウェスチングハウス・エレクト
リック・コーポレーション（Ｗｅｇｔｉｎｇｈｏｕｓｅ
　　ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）に譲渡
されたヨーロッパ特許公報第０１４８４５４号の明細書
に記載されており、この先行特許出願の明細書全文をこ
こに参考文献として引用する。

このようなマンドレルによって行なわれるチューブ及び
スリーブの半径方向における膨張（膨径）の重要性を認
識するには、蒸気発生器の保守上の諸問題及び保守の手
順等についての背景をいくらか説明しておく必要があろ
う。

原子力蒸気発生器は一般に、高温の放射能を帯びた水が
炉心部から複数のＵ字形伝熱管に入る一次側を持つ、こ
の種の蒸気発生器は、更に、これらの伝熱管を互いに離
間関係で収納し放射能を帯びていない水を通して、炉心
のエネルギー出力により放射能を帯びない水蒸気を発生
させる二次側を有する。蒸気発生器の一次側及び二次側
は、列状に並んだ孔部を持つ管板によって分離され、Ｕ
字形の伝熱管の出口及び入口は上記の管板に取付けられ
ている。蒸気発生器の二次側においては、水平方向に配
設された支持プレート列によって、Ｕ字形伝熱管が一定
間隔で離間せしめられており、支持プレート列にはＵ字
形伝熱管を貫通させる複数の孔部が設けられている。

管板及びＵ字形伝熱管はインコネル （Ｉｎｃｏｎｅｌ）のごとき耐腐食性の金属で作られる
が、多くの原子力蒸気発生器では１．管板の孔部に取付
けられたＵ字形伝熱管部分及びＵ字形伝熱管の支持プレ
ートの孔部内を貫通する部分に有害な影響を与える腐食
が起こる。

より詳細に述べると、腐食性スラッジが、Ｕ字形伝熱管
と管板及び支持プレート双方の孔部との間の環状空間部
に蓄積される。加えて、ときには蒸気発生器の二次側に
流入する放射能を帯びない水の流入により発生する水流
が二次側の伝熱管を該伝熱管の外面と該伝熱管が貫通し
ている支持プレートの孔部の外面との間の環状空間′の
内で振動させることもある。このような腐食性スラッジ
及び機械的振動によって、上記の各領域で伝熱管壁の品
質劣化が生じ、鎖管が割れて漏れを生じさせるに至る可
能性がある。漏れが生じると、原子力蒸気発生器の一次
側からの放射性の水が蒸気発生器の二次側を流れている
放射性でない水を汚染する。

上記のような腐食による劣化が生じＵ字形伝熱管部分を
修理するため液圧膨張型のマンドレルが使用される。蒸
気発生器の管板領域では、マンドレルが補強スリーブ（
一般的には、伝熱管の外径よりも直径が僅かに小さな外
径を持つインコネル製の伝熱管である）とともに修理を
必要とする伝熱管区域に滑入される。補強スリーブを修
理を必要とする伝熱管の劣化部分を横切る適切な位置に
置いた後に、マンドレルを始動する。スリーブピング用
マンドレルは、一般に２組の０リングを有し、２組の０
リングの間に蓄積する加圧水がばめ型接合を形成させる
。支持プレートの孔部を貫通する伝熱管部分の場合には
、上記のごときマンドレルを使用して伝熱管を！径し、
伝熱管と支持プレートの孔部壁との間の環状空隙のほぼ
全部がなくなるようにすれば。

伝熱管は孔部内でガタックことなく保持され伝熱管と孔
部との間に腐食性スラッジが蓄積する可能性を最小にで
きる。

以　　下　　余　　白 上記の従来型マンドレルは、原子力蒸気発生器の修理に
使用して良好な結果が得られる場合も多いが、いくつか
の問題点がある。たとえば、二重０リング構造のマンド
レルは。

チューブ内にマント乎ルを挿入する前にチューブまたは
スリーブの内壁にグリセリンのごとき潤滑剤を使用する
必要がある。潤滑剤を使用しないと、０リングを修理の
必要な伝熱管区域に滑り上げるときにマンドレル本体部
と伝熱管の内壁部とが付着し易い、このような付着また
は結合は０リングを構成している可塑性物質の摩耗をひ
き起す傾向があり、その結果として、伝熱管（またはス
リーブ）の内壁部とマンドレル本体上の対応する円錐台
形傾斜面との間に加圧水により０リングが楔状に押し込
まれる際に、水密封止の完全性が損なわれてしまう、不
都合なことには、付着または結合の問題を解決するため
に潤滑剤を使用すると１作業員が原子力蒸気発生器の一
次側に存在する放射能にさらされる時間が長りばめ型接
合をろうづけ接合により補強したい場合に問題が生じる
。即ち、伝熱管の内壁に存在するグリセリンはろうづけ
合金がつく際に蒸発して、硬化途上のろうづけ合金とス
リーブ内部の伝熱管との間のシール（密封部）の構造一
体性を損なう、Ｕ滑剤の必要性に加えて、従来型のマン
ドレルに付随するもう一つの問題は、伝熱管またはスリ
ーブと伝熱管との組合わせに加わる直径方向の膨張量Ｉ
制約力（あるということである、０リングを用いるマン
ドレルの一般的な最大直径方向膨張能力は１．１４３腸
層（０，０４５インチ）に過ぎず、この膨張量で加圧水
が伝熱管またはスリーブの内壁部と円錐台形傾斜部の端
部に位置するばね負荷保持肩部の間に０リングを突出さ
せ始めて、０リングを損傷させる。このような０リング
の損傷は、膨張をひき起こすマンドレルの信頼性に悪影
響を及ぼし、０リングの寿命を低下させ、０リングを頻
繁に交換する必要がでてくる。

潤滑剤を必要とせずにスリーブまたは伝熱管に容易に挿
入でき、信頼性を損なうことなくスリーブまたは伝熱管
を直径方向に大きく膨張させることができる液圧膨径マ
ンドレルが必要とされている。更に、１５封部材の交換
を行なう前に、多数回の膨径を行なえるマンドレルの封
止機構の開発が望まれている。

広義には、本発明は、使用時導管の内面に半径方向の膨
張力を印加するＩ＆１径マンドレルであって、（ａ）加
圧流体をマンドレル集合体の外面に導くための流体口部
を持つマンドレル集合体と、（ｂ）マンドレル集合体の
口部と流体接続されている加圧流体源と、（ｃ）　ｆＱ
体間口部上マンドレル集合体を囲む可撓性材料製のスリ
ーブから構成された膨径部と、より成り、スリーブの各
縁部が封止ビーズので終端しており、各封止ビーズがマ
ンドレル集合体の流体口部から流れる加圧流体を捕捉す
る流体捕捉凹部を有し、加圧流体が使用時各封化ビーズ
をマンドレル集合体の外側表面に封止係合することを特
徴とする膨径マンドレル、好ましい実施例においては、
スリーブは。

エテストマー（熱可塑性材料）に高い流体圧が印加され
たときに記憶性及び耐久性を持つ点から、ペレタン（Ｐ
ｅｌｌｅｔｈａｎｅ　、登録商標）製であることが好ま
しい、マンドレル集合体及びベレタン製スリーブの寸法
は、＊径される導管とマンドレル集合体との環状空隙を
確保し、潤滑剤なしで膨径マンドレルを容易に導ｑ！（
伝熱管または補強スリーブのいずれでもよい）に滑り上
げることができる寸法にしである。

熱可塑性材料製のスリーブの縁部は、封止ビーズで終端
しており、各封止ビーズには、マンドレル集合体の流体
口部から流出する加圧流体を捕捉して、流体をマンドレ
ル集合体の内部で各ビーズと流体密に封止係合させる流
体捕捉凹部を設けておくこともできる。マンドレル集合
体は、更に、膨径部材を形成しているスリーブの封止ビ
ーズを受容する一対の補助みぞを有するものであっても
よい。

本発明は更に、膨径スリーブの取付は及び交換を容易に
するために、膨径スリーブの封止ビーズをマンドレル集
合体のみぞに着脱自在に固定する手段を含む、封止ビー
ズを着脱自在に固定する手段は、封止ビーズをマンドレ
ル集合体の対応するみぞの内部に固定する一対の着脱自
在の固定リングを持つ、各固定リングは、更に、リング
をマンドレル集合体の周囲に取りつけたときに封止ビー
ズの外側部分を受容する、内面の周上に形成した環状み
ぞを持つ、膨径スリーブの取り付は及び取外しを更に容
易にするために、ビーズ受容みぞの内部に一対の接合部
を持つようにマンドレル集合体を構成してもよい。

マンドレルのＵＭ径部を形成するスリーブの外径を最小
にし、かつ応力を除去する過渡領域（中間部分）に接す
るところで伝熱管を膨張させるために、スリーブの壁部
は、中央部分が最も薄く、スリーブでの各端部の封止ビ
ーズに向かうに従って徐々に厚くなるようにする。壁厚
が上記のようになっているベレタン（登録商標）製のス
リーブを使用することにより、膨径部を形成するスリー
ブの径を膨径される伝熱管（またはスリーブ）の内径よ
りもかなり小さくすることができ、伝熱管の内壁部と膨
径部を形成するスリーブとの間に実質的に摩擦結合を起
こすことなく、膨径マンドレルを伝熱管の内部に挿入し
その伝熱管から取出すことができる。更に、マンドレル
集合体の端部に向かうに従って次第に厚くなる壁厚構造
を採用することにより、伝熱管またはスリーブの１膨径
部分が膨径されなかった部分に漸次移行する過渡領域を
膨張部分の両側に形成させ、応力を最小にすることがで
きる。

全ての図面において類似する部材には類似する参照符号
を付しであるが、まずｉ１図を参照して説ＩＪｊを始め
ると１本発明の好ましい実施例は、膨径スリーブ８０に
より囲まれたマンドレル集合体３を持つ膨径マンドレル
１から成る。詳細にっては後述するが、マンドレル集合
体３は、一対のマンドレル端部片２１ａ、　２１ｂに接
合された細長い円筒形のマンドレル本体７を有する。マ
ンドレル本体７は、液圧膨張ユニット（図示せず）から
マンドレル本体７の外面と膨径スリーブ６０の内面との
ｊｍの環状空間に加圧水を導く一対の横出口１３ａ、　
１３ｂを有する。スリーブ８０の縁部は一対の封止ビー
ズ８２ａ　、　８２ｂで終端しており、これらの封止ビ
ーズはマンドレル本体７とマンドレル端部片２１ａ　、
　２１ｂの接合部分に位置する一対の環状みぞの間に捕
捉されている。横出口１３ａ　、　１３ｂを介して加圧
水を圧送するために使用する液圧膨張ユニットは、市販
されている多数の装置のどれを用いてもよく、−例とし
てカリフォルニア州、バーバンクの／Ｘスケル社（Ｈａ
ｓｋｅｌ、　Ｉｎｃ、　ｏｆ　Ｂｕｒｂａｎｋ。

Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ）で製造されているハイドロスワ
ッジ（Ｈｌｄｒｏｓｗａｇｅ　；登録商標）液圧膨張機
ヲ用いることができる。特に断り１１きしない限り、マ
ンドレル集合体３の部材は、耐腐食性が高く、シかも機
械加工が容易な１７〜４ＰＨステンレス鋼により製造さ
れる。

マンドレル集合体３の細部について更に詳細に説明する
と、細長い円筒形のマンドレル本体７は、液圧膨張ユニ
ットから上述の横山口１３ａ　、　１３ｂに加圧水を導
くための一対の中央に配置された孔部９ａ、　９ｂを有
する。第１図に示すように、孔部９ａ、　８ｂの内端部
は融合して横出口１３ａ　、　１３ｂで終端しており、
孔部の外端部は拡大されて拡大ねじつき部１１ａ、１１
ｂになり、これらの拡大ねじつき部は、それぞれ、マン
ドレル端部片２１ａ　、　２１ｂの雄ねじ部２５ａ　、
　２５ｂを受容する。孔部８ａ、８ｂの拡大ねじつき部
１１ａ　、　ｌｌｂと上述の雄ねじ部２５ａ　、　２５
ｂとの係合を容易にするために、各拡大ねじつき部１１
ａ、　ｌｌｂの端部は傘型の口部１７ａ　、　１７ｂに
なっている。マンドレル本体７の各端部に環状みぞｌｅ
ａ　、　１９ｂが外接しており、これら各環状みぞの断
面はほぼ半円形である。好ましい実施例においては、み
ぞ１９ａ　、　１１３ｂ　（１）断面形状は、：Ｍ止ビ
ーズ８２ａ、８２ｂの内側部分と補完し合う形状であり
、第３図に最もわかり易く示すように、上記のみぞが封
止ビーズを比較的密な嵌合構造で受容する。

次に、マンドレル端部片２１ａ　、　２１ｂの細部いつ
いて述べると、端部片２１ａはマンドレル端部キャップ
を構成し、端部片２１ｂはマンドレル集合体３を液圧膨
径ユニットからの高圧ホース部分と液圧接続させる接続
アダプタである。ａ能は異なるけれども、端部キャップ
２１ａ及び接続アダプタ２１ｂは、構造及び機能が同じ
である多数の部材を共有している。これらの端部片の内
端部には、マンドレル本体７の拡大ねじつき部１１ａ　
、　ｌｌｂの内部に受容可能な上述のごとき雄ねじ部２
５ａ　、　２５ｂがある。各端部片２１ａ　、　２１ｂ
の中間部分には、環状凹部３０ａ　、　３０ｂを持つリ
ング保持部２７ａ。

２７ｂがあり、環状凹部には０リング３０ａ。

３０ｂ及びウレタン製の封止リング３３ａ　、　３３ｂ
が入っている。リング保持部の全体としての機能は、一
対の保持リング４５ａ　、　４５ｂ　ｔＭ止保持して、
封止ビーズ８２ａ　、　８２ｂを対応する補完みぞ１ｌ
ｌａ　、　１ｌｌｌｂ及びマンドレル本体７にそれぞれ
固定することである。各リング保持部２７ａ　、　２７
ｂの内端部には、環状のビーズ受容みぞ２９ａ　、　２
１ｂがある。ｔ５３図に最もわかり易く図示したように
、各環状みぞ２９ａ。

２９ｂは湾曲断面を持ち、この湾曲断面は、マンドレル
端部片２１ａ　、　２１ｂをねじ接続したときにはマン
ドレル本体７の端部に位置する環状みぞ１９ａ　、　１
９ｂのほぼ半円形の断面と融合する。各マンドレル端部
片２１ａ　、　２１ｂの該端部付近には、ａｔ径マンド
レルの組立て完了時に固定リング４５ａ　、　４５ｂの
外縁部が当接する環状肩部３４ａ　、　３４ｂがある。

マンドレル端部片２１ａ　、　２１ｂの相互に異なる部
分について説明すると、マンドレル集合体３の端部キャ
ップを形成している端部片２１ｂはキャップ部分３５を
有し、キャップ部分３５は、膨径作業時にマンドレル集
合体３をスリーブまたは伝熱管の口部に挿入し易くする
傘形の傾斜部３Ｂで終端している。更に、キャップ部分
３５は、適宜なレンチによるマンドレル集合体３の組立
て及び分解を容易にする一対のレンチ面３７を有する。

ｆ５１図からＩＪＪらかなように、マンドレル集合体３
のキャップを形成する端部片２１ｂは、好ましくは中実
の構造であって孔部または空洞部を持たない、これに対
して、マンドレル集合体３の接続アダプタを形成するマ
ンドレル端部片２１ａは、リング保持部分２７ａ及び雄
ねじ部分２５ａを完全に貫通する中心に配設した孔部４
２を有する。

この中央に配設した孔部４２は、拡大して拡大雄ねじ部
分４１になり、雄ねじ部分４１は液圧膨張ユニットに液
圧接続された高圧ホース（図示せず）のねじつき端部と
噛み合わせることができる、マンドレル端部片２１ａを
形成している接続アダプタの外端部に外接して、図示の
ごとくアダプタ本体と一体構造のナツト部分３８が設け
られている。上述の端部キャップのレンチ而３７と同様
に、ナツト部分３９にも。

膨径ブンドレルｌの組立て及び分解を容易にする複数の
平行なレンチ保合面が設けられている。

各固定リング４５ａ　、　４５ｂは、端部片２１ａ。

２１ｂのリング保持部分２７ａ　、　２７ｂの円筒形外
面と補完し合うほぼ円筒形の内面を持つ、各固定リング
４５ａ　、　４５ｂの外縁部には、膨径マンドレルｌの
組立時に作業員がリングの外端部をマンドレル端部片２
１ａ　、　２１ｂのリング保持部分２？ａ　、　２７ｂ
に滑り込ませるのを助ける傾斜縁部４７ａ　、　４７ｂ
がある。リング４５ａ、４５ｂの内径並びに０リング及
びウレンタン製リング３１ａ　、　３３ａ　、及び３１
ｂ　、　３３ｂの外径寸法は、リングの外端部を端部片
２１ａ　、　２１ｂの肩部にそれぞれ滑り入れたときに
、０リング及びウレｙタン製リングにより固定リング４
５ａ　、　４５ｂの内面の周囲に水密なシールが形成さ
れる寸法にしである。固定リング４５ａ。

４５ｂの各内端部には、膨径スリーブθ０の封止ビーズ
８２ａ　、　８２ｂの外側部分を固定するビーズ固定部
分４９ｍ　、　４９ｂがある。より詳細には、各ビーズ
固定部分４９ａ　、　４９ｂは、環状のビーズ固定みぞ
５１ａ　、　５１ｂ及び円錐台形の傾斜部５３ａ　、　
５３ｂを有する。各ビーズ固定みぞ５１ａ　、　５１ｂ
の湾曲断面は、封止ビーズ８２ａ　。

８２ｂの外側部分の形状と補完し合う、更に、円錐台形
の６傾Ａ１ｆｆ１５３ａ　、　５３ｂは、それぞれ対応
するビーズ固定みぞ５１ａ　、　５１ｂの外縁部で終端
している。マンドレル端部片２１ａ、２１ｂの雄ねじ部
分２５ａ　、　２５ｂをマンドレル本体の拡大ねじつき
部分１１ａ　、　ｌｌｂにねじ込んだ時のように固定リ
ング４５ａ％４５ｂの口部５５ａ　、　５５ｂがマンド
レル本体７の端部に押圧されたときには、上記の傾斜部
の働きにより、封止ビーズｆ１２ａ　、　８２ｂの外側
部分がビーズ受容みぞ５１ａ　、　５１ｂにはまり込む
。

第２図において、スリー７’８Ｇは好ましくは記憶作用
を持ち耐久性のある熱可塑性材料か糺 ら形成された一体構造のスリーブ→傷、好ましい実施例
においては、スリーブ８ｏはペレタｙ　（Ｐｅｌｌｅｔ
ｂａｎｅ；登録商１ｍ）　ＣＰＲ−２１０３−５５０か
ら形成される０本件出願人は、上記材料の使用によりス
リーブ５０の壁部を充分に薄くすることができ、マンド
レル集合体３に外接するスリーブ６０の外径部と膨径さ
れる補強スリーブまたは伝熱管内径部との間に相当量の
環状空隙を存在させることができることを見い出した。

環状空隙の存在により、付着または結合を起こさずグリ
セリンのような潤滑剤を必要とせずに、マンドレル集合
体３を容易に伝熱管またはスリーブの口部に挿入して、
スリーブまたは伝熱管の長手方向軸に沿った所望位置に
滑り入れることが可能になる。更に１本件出願人の知見
によれば、ペレタン製のスリーブは漏れを起こすことな
く　（１５５０ｋｇ／ａ／（２２，Ｇｏｏ　ｐｓｉ）以
上の液正に耐え、　０．５１ｃｍ（０，２０インチ）を
越える直径方向膨張が可能である。最後に、スリーブ８
０にベレタンを使用することにより、交換が必要になる
までに２００回を越える膨径作業が可能となる。ニスタ
ン（ＥｓｔａｎｅＨ登録商４！ｌ）ポリウレタン−コン
パウンド）Ｉｏ、　５８８１Ｇ［−オハイオ州、クリー
ブランドのビー・エフ・グツドリッチ（ＢＪ。

Ｇａｏｄｒｆｃｈ、　　１ｏｃａｔｅｄ　ｉａ　Ｃ１ａ
ｖｅＩａａｄ、　０ｈｉｏ）から入手できるｌ　も膨径
スリーブ６０製造のために使用できるという知見を得た
が、一般的にはペレタンのほうが好ましい材料である。

スリーブ８０の構造は、長手方向軸を中心として完全に
対称な構造でる。従って、第２図にはスリーブ８０の上
半分だけを図示したが。

下半分の壁部及び封止ビーズ１１２ｂも構造上すべての
点で同一であることは容易に理解できるものと考える。

スリーブ８Ｑの壁部は、中央に位置する薄い部分８８と
、薄い部分Ｂ８の両側のテーパ付き部分７０ａ　、　７
０ｂと、テーパ付き部分７０を、封止ビーズ８２ａ　、
　８２ｂで終端するエツジ部分７３ａ　、　７３ｂに一
体的に接続する比較的肉厚の部分？１ａ　、　７１ｂと
から成る。スリーブの中央に位置する薄い部分６８は、
膨径マンドレルＩの所望中央膨径区域の長さ分だけ延伸
しており、テーパ付き部分７０ａ　、　７０ｂの長さは
制御伝熱管［膨径部の側面に並行する所望する過渡区域
にほぼ見合った長さである。

過渡区域によって脇をかためられた所望の中央膨径区域
パターンを得るために、スリーブ６０の壁厚は一般に壁
厚の８い部分Ｂ８からスリーブ８０のエツジ部分７３ａ
　、　７３ｂに向かうにつれて約５０％程度壁厚が増加
する。詳細については後述するが、膨径部に上記のよう
な過渡区域を設けると、伝熱管またはスリーブ内部で膨
径により生ずる残留応力の量が最小になるので、過渡区
域を設けることは重要なことである。各封止ビーズ８２
ｍ　、　８２ｂは、スリーブＧＯの内壁の上縁部とビー
ズの内側部分１１５ａとの間に位置する流体捕捉凹部８
４ａ　、　８４ｂを有する。このような流体捕捉凹部６
４ａ　、　８４ｂを設けると１図示したように、各封止
ビーズ８２ａ　、　８２ｂの内側部分にほぼ半円形の隆
起部Ｈａ　、　８８ｂが形成される。これらの隆起部８
８ａ　、　８８ｂは、みぞＩ’ｌａ　、　１９ｂの内部
に受容されて、それぞれ、マンドレル本体７の両端部及
びマンドレル端部片２１ａ　、　２１ｂの端部に位置す
る。各封止ビーズ８２ａ　、　８２ｂは、更に、説明し
たように固定リング４５ａ　、　４５ｂのみぞ５１ａ　
、　５１ｂの内部に受容される外側部分８７ａ　、　８
７ｂを持つ。

以　　下　　余　　白 第３図に、封止ビーズ８２ａ　、　８２ｂが、マントＬ
／Ａ／本体７のみぞ１９ａ　、　１ｌｌｂ　、　２９ａ
　、　２１ｂ及び５１ａ　、　５１ｂ　、端部片２１ａ
　、　２１ｂ並びに固定リング４５ａ　、　４５ｂに捕
捉された状態を示す、両刃上ビーズ８２ａ及び１１２ｂ
のビーズ捕捉機構は同じでるから、封止リング８２ａに
ついてのみ捕捉機構の詳細を説明するが、みぞ１１３ｂ
、２９ｂ及び５１ｂによるビーズ捕捉機構が同様にして
封止ビーズ８２ｂに働くことは容易に理解できるものと
考えられる。ｕＳ３図から明らかなように、みぞ１ｌｌ
ａ　、　２９ａ及び５１ａが合体して、封止ビーズＢ２
ａの輪郭とほぼ補完し合う形状の一つのビーズ捕捉みぞ
が形成される、０１径マンドレル１が膨径していない状
態でスリーブ６０とマンドレル本体７の間に加圧流体が
流入していないときには、封止ビーズ８２ａの外側部分
はみぞ１９ａ　、　２９ａ及び５１ａのいずれとも刺止
係合しておらず、これらのみぞによって画成される空間
内部に捕捉保持されているに過ぎない状態である。しか
しながら、加圧水がスリーブＢｏの内面とマンドレル本
体７の外面の間にｌｉＩ＆される環状空間７４に入ると
、加圧水は刺止ビーズ８２ａの流体捕捉みぞ８４ａに流
入し、第３図に矢印で示すようにビーズ１１２ａの隆起
部Ｓｅａに力を印加し始める。最終的には、この力によ
って、隆起部６８ａは「外側に揺動」して、マンドレル
本体７のほぼ半円形のみぞ１９ａと水密に封止係合する
。＠終的には、環状空間７８を介して流入する水が流体
捕捉凹部８４ａに及ぼす圧力によって弾性封止ビーズ８
２ａの内側部分８５ａが変形し、ビーズ８２ａはマンド
レル本体？及びマンドレル端部片２１ａのみぞ１ｆｌａ
及び２９ａと封止係合し、一方對止リング６２ａの外側
部分８７ａは、第３図に！ｊＩ４線示すように、刺止リ
ング４５ａの湾曲みぞ５１ａと封止係合する。圧力を解
除すると、刺止ビーズ８２ａは再びみぞ１ｌｌａ、２９
ａ及び５１ａの内部の非保合位置に戻る。

加圧水が凹部８４ａに流入したときはいつでも、ビーズ
６２ａに圧力密な刺止部を形成させる流体捕捉凹部８４
ａを持つ弾性封止ビーズ６２ａを設けることにより本発
明の封止構造は極めて簡単な構成になることに注目され
たい、封止力は、ねじ嵌合、弾性ワッシャー類及びガス
ケット類を並べた複雑な系によってでなく、マンドレル
から流出する加圧水によって生じるのである０本発明の
構成によれば、封止ビーズ８２ａ　、　８２ｂには膨径
作業時間中には実際上応力や圧力が印加されないから、
封止ビーズ８２ａ　、　６２ｂの寿命が延びる。最終に
なっがだ、ねじを緩めてマンドレル端部片２１ａ、２１
ｂをマンドレル本体７からはずして固定リング４５ａ　
、　４５ｂを端部片２１ａ　、　２１ｂから迅速に取外
すことができるビーズ捕捉機構を提供することにより、
マンドレルのスリーブ８０の組立及び分解が極めて容易
になる。

第４Ａ図及び第４Ｂ図は、膨径マンドレルを構成させる
手順を示す図である。特に第４Ａ図に、スリーブ７５と
伝熱管７７との間に上記のごとき接合を形成させるため
に、液圧膨張ユニット（図示せず）がマンドレル本体７
の横側口部１３ａ　、　１３ｂから高圧水流を発生する
前に、膨径マンドレル１を適切な位置に位置させた状態
を示す、好ましくは、一度スリーブ７５を伝熱管７７の
長手方向軸に沿った適切な位置に位置させた後、図示し
たようにマンドレルｌの膨径スリーブ６０をスリーブ７
５の上端部に向かって動かし、膨径スリーブ６０の上縁
部とスリーブ７５の上縁部との間に適当量の長手方向距
離をとるよううにするのがよい、第４ＢｒＪ！ｉ（よ、
液圧膨張ユニットが駆動された後に、１ｇ径マンドレル
１のスリーブ６０を半径方向に膨張させて伝熱管７７の
内部で補強スリーブ７５を膨径させた状態を示す、壁厚
が薄いため、液圧膨張ユニットによって膨径スリーブＢ
Ｏの内面とマンドレル本体７の外面との間の環状空間に
加圧水が充填されると、スリーブの中央部分ＢＯに最大
の半径方向膨張力が伝えられる。

逆に、比較的壁厚が厚い部分であるために。

スリーブ８０のテーパ付き部分？Ｏａ　、　７０ｂは封
止ビーズ６２ａ　、　８２ｂ　Ｋ近づけば近づくほど、
より小さくなる半径方向膨張力をスリーブ７５及び伝熱
管７７に伝える。最後に、封止ビーズ８２ａ　、　８２
ｂに最も近いスリーブ８Ｑの部分は。

スリーブＢＯの内壁部とマンドレル本体７の外面部の間
に流入する加圧水に抗してスリーブのこの部分が出す抗
張力により、実際にはスリーブ７０及び伝熱管７７に半
径方向の膨張力をほとんど伝えない、膨径スリーブＢＯ
によって゛できる膨径部分７９が、壁厚のはい中央部分
８Ｂとほぼ同一長さの円筒形の中央区域８０を有し、こ
の中央区域の両脇はスリーブＢＯのテーパ付き壁部７０
ａ　、　７０ｂに対応する円錐台形過渡区域８２ａ　、
　８２ｂに統いているという最終的な結果が得られる。

好ましい実施例においては、テーパ付き壁部分７０ａ　
、　７０ｂの寸法は、それらにより生じる過渡区域の長
さが約０．８４ｃｍ（０，２５０インチ）になるような
寸法にする。

第５図に１本発明の膨径マンドレル１を用いて、支持プ
レー）８１の近傍で伝熱管を膨径させる方法を示す、こ
の種の膨径作業の場合、膨径スリーブ６０を支持プレー
ト８１の縁部を中心として対称位置に置く、更に、長手
方向軸に沿った膨径スリーブ８０の中央に位置する壁厚
の−１い部分８８の寸法を、膨径マンドレル１がプレー
）８１の中心線に対して中央に位置したとき薄い部分６
８が支持プレートのいずれも縁部をも越えて延伸しない
寸法にしておく、液圧膨張ユニットからの加圧水が横側
口部１３ａ　、　１３ｂから流出してマンドレル本体７
の外面と膨径スリーブ６０の内面との間の環状空間に流
入すると、スリーブ取付は作業について前述したと同様
にしてスリーブ６０が膨径し、壁厚の薄い部分８８が伝
熱管７７の壁部に最大の半径方向膨張力を印加し、テー
パ付きの肉厚部分７０ａ　、　７０ｂが対応する封止ビ
ーズ８２ａ、８２ｂに近づくにつれて小さくなる半径方
向膨張力を印加する。第５図にｊｌ［で示すように、中
央に位置する円筒形中央部分の両脇に、伝８管７７の膨
径されなかった部分と伝熱管７７の膨径部分とを融合す
る二つの円錐台形の過渡区域が生じるようにｐＮ径がな
される。

第８Ａ図に本発明の変形実施例を示すが、この実施例で
は２基の膨径マンドレルｌを使用しており、第８Ｂ図に
は第６Ａ図に示した二連マンドレル集合体８５の構成を
可能にする延伸部材８７を示す。

第８Ｂ図を参照して説明すると、中央延伸部材８７はほ
ぼ円筒形の部材であり、加圧流体をマンドレル集合体３
ａの中央に配置された孔部９ａ、　８ｂから二ｍ膨径集
合体８５のマンドレル集合体３ｂの中央口部９ａ、　ｌ
ｌｂに導く中心孔部８ｓを持つ、中央延伸部材８７の端
部には雄ねじ部分９１ａ　、　１ｌｌｂがある。これら
の雄ねじ部分は。

マンドレル集合体３ａのマンドレル本体７の上部拡大ね
じ切り部分１１ｂと螺合する。同様に、雄ねじ部分９１
ａは、マンドレル集合体３ｂのマンドレル本体７の拡大
ねじ切り部分１１ａと螺合する。上述のマンドレル端部
片２！ａ。

２１ｂと同様に、中央延伸部材８７は１図示したように
、背部と背部を向かい合わせて配設した一対のリング保
持部分９３ａ　、　９３ｂを有する、各リング保持部分
９３ａ　、　９３ｂの内縁部には、環状みぞ９５ａ　、
　９５ｂがあり、各環状みぞの断面は湾曲している。各
みぞ９５ａ　、　９５ｂの機能は、マンドレル端部片２
１ａ　、　２１ｂについて前述したと同様なａ１＃、で
ある、より詳細には、これらのみぞ９５ａ　、　９５ｂ
はマンドレル集合体３ａ、　３ｂのマンドレル本体の上
端部及び下端部に位置する環状みぞに融合しく即ち、つ
ながり）、マンドレル集合体３ａ、　３ｂの封止ビーズ
８２ａ　、　８２ｂの内側部分の形状と補完し合う形の
みぞを形成する。各リング保持部分１１３ａ、９３ｂは
、０リング９８ａ　、　１１９ｂ並びにウレタン製リン
グＬＯ１ａ、　１Ｑ１ｂがそれぞれ外接している環状凹
部９７ａ　、　＄７ｂを有する。上記の０リング及びウ
レタン製リングは、中央延伸部材８７が第８Ａ図に示す
形でマンドレル集合体３ａ、　３ｂに接続されたときに
は、マンドレル集合体３ａ、　３ｂの固定リング４５ｂ
及び４５ａと封止係合する。最後に、中央延伸部材８７
は、所望長さの中央部分１０３を有する。中央部分１０
３には、好ましくは、第８Ａ図に示す一連マンドレル実
施例の組立て及び分解を容易にする一対のレンチ保合面
１０５を設けておく、この二連マンドレル集合体８５は
、−回の膨径工程で伝接合をつくるのに使用すれば、特
に有用性が発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による膨径マンドレルの分解断面図で
ある。 第２図は、マンドレルの膨径部を形成しているスリーブ
の断面図である。 第３図は、スリーブの封止ビーズの一つ。 マンドレル本体の部分、マンドレル端部片Ｂび封止ビー
ズを囲繞し封止ビーズを捕捉すＺ固定リングの拡大断面
図である。 第４Ａ図及びｍ４８図は、熱交換伝熱管の腐食部分を横
切る位置に置かれた補強スリーブの内部に配置した本発
明の膨径マンドレルの断形でつくるかを示す図である。 第５図は、蒸気発生器の支持プレートを貫通する伝熱管
の部分の内部に配置された本発明による膨径マンドレル
の側部断面図である第６Ａ図は、二つのマンドレル本体
を有し各マンドレル本体が膨径マンドレルによって囲ま
れている本発明による膨径マンドレルの変形実施例の側
部断面図である。 第６Ｂ図は、第６Ａ図に示した二連膨径マンドレルを構
成するために使用できる中央延長部材の部分側部断面図
である。 １・・・・膨径マンドレル ３・◆・争マンドレル集合体 ７・・・・マンドレル本体 １３ａ　、　１３ｂ・・・・加圧流体の出口部６０・・
・・膨径スリーブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、使用時導管の内面に半径方向の膨張力を印加する膨
   径マンドレルであって、 （ａ）加圧流体をマンドレル集合体の外面に導くための
   流体口部を持つマンドレル集合体と（ｂ）マンドレル集
   合体の口部と流体接続されている加圧流体源と、 （ｃ）流体口部上のマンドレル集合体を囲む可撓性材料
   製のスリーブから構成された膨径部とより成り、スリー
   ブの各縁部が封止ビーズで終端しており、各封止ビーズ
   が、マンドレル集合体の流体口部から流れる加圧流体を
   捕捉する流体捕捉凹部を有し、加圧流体が使用時各封止
   ビーズをマンドレル集合体の外側表面に封止係合するこ
   とを特徴とする膨径マンドレル。 ２、膨径部がペレタンで形成されており、マンドレル集
   合体の周囲に封止ビーズを着脱自在に固定する手段を更
   に有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の膨径マンドレル。 ３、スリーブの封止ビーズを着脱自在に固定する前記手
   段が、封止ビーズの内側部分を受容するマンドレル集合
   体を囲む一対のみぞを含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の膨径マンドレル。 ４、マンドレル集合体を囲むみぞが封止ビーズを補完す
   る形状であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の膨径マンドレル。 ５、封止ビーズを着脱自在に固定する前記手段が、更に
   、封止ビーズをマンドレル集合体の対応する補完みぞ内
   に固定する一対の固定リングを有することを特徴とする
   特許請求の範囲第４項に記載の膨径マンドレル。 ６、各固定リングが、対応する封止ビーズの外部を受容
   するために内面に設けた環形みぞを有することを特徴と
   する特許請求の範囲第５項に記載の膨径マンドレル。 ７、固定リングの内面に外接する各みぞの形状が対応す
   る封止ビーズの外部と補完し合う形状であることを特徴
   とする特許請求の範囲第６項に記載の膨径マンドレル。 ８、前記封止ビーズを着脱自在に固定する前記手段が、
   更に、スリーブをマンドレル集合体の周囲に取付けかつ
   集合体から取りはずし易くするために、マンドレル集合
   体の内部のビーズ受容みぞを横切る部分でマンドレルの
   解体を可能にするマンドレル集合体の内部にある一対の
   接合部を有することを特徴とする特許請求の範囲第７項
   に記載の膨径マンドレル。 ９、各封止ビーズが内側部分及び外側部分を有し、各封
   止ビーズの流体捕捉凹部がスリーブの内面と封止ビーズ
   の内側部分との中間に位置してることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の膨径マンドレル。 １０、マンドレル集合体が封止ビーズの内側部分と補完
   し合う形状であって前記ビーズを受容する一対の環状み
   ぞを有し、ビーズの流体捕捉凹部に流入する加圧流体に
   よりビーズの内側部分がマンドレル集合体の対応するみ
   ぞと封止係合させられることを特徴とする特許請求の範
   囲第ｓ項に記載の膨径マンドレル。 １１、前記ビーズの内側部分がマンドレル集合体内部の
   補完みぞの内部に位置したときにスリーブの封止ビーズ
   に外接して、封止ビーズの内側部分を対応するみぞの内
   部に固定する一対の固定リングを更に有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１０項に記載の膨径マンドレル
   。 １２、対応する封止ビーズの外側部分と補完し合う形状
   を持ち、固定リングがマンドレル集合体に取付けられた
   ときに封止ビーズの外側部分を受容する環状みぞが固定
   リングの内壁部に設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１１項に記載の膨径マンドレル。 １３、各固定リングをマンドレル集合体に着脱自在に取
   付けて、スリーブの取付け及び取外しを容易にできる構
   成であることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記
   載の膨径マンドレル。 １４、スリーブの壁部が、スリーブの中心部分から縁部
   に沿ってビーズに向かうに従って漸次に厚くなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の膨径マンド
   レル。 １５、マンドレル集合体が、流体口部と、マンドレル本
   体の各端部に着脱自在に接合できる着脱自在の接合可能
   なマンドレル端部片とから形成されており、スリーブの
   封止ビーズの内側部分を受容するみぞがマンドレル本体
   とマンドレル端部片との中間の接合部の内部に位置し、
   マンドレル端部片をマンドレル本体から着脱することに
   よりスリーブを容易に取外しまたは取付けるよう構成さ
   れていること特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載
   の膨径マンドレル。