JPH0117032B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、油井管等の耐蝕二重管のユニツト
二重管相互の連結部継手技術分野に属する。

〈要旨の概要〉 而して、この発明は油井管等の腐蝕性流体輸送
管が耐蝕内管と該耐蝕内管を緊結した耐圧外管と
から成るユニツト管の連結体から成るようにされ
るに際し用いられるユニツト管相互の管継手がボ
ツクスタイブとピンタイプネジで螺合されている
構造に関する発明であり、特に、ボツクスネジ側
とピンネジ側の少くとも一方の内管寄りの突合せ
面に該内管と同性質の一体のステンレス製の耐蝕
材がその厚み部分を含めて軸方向に直角でメタル
タツチ面を形成されて内管から外管にかけて溶接
により一体的にリング状に固定されて耐蝕性を向
上するようにした二重管の継手構造に係る発明で
ある。

〈従来技術〉 周知の如く、油井管等の腐蝕性流体の輸送管に
は耐圧、耐熱外管に対し耐蝕性内管を緊結させた
所謂耐蝕二重管が用いられているが、その製造や
輸送等の条件によりユニツト管長が制限され、そ
のため、現場で所望の設定長に接合連結されて配
管されるので一般である。

而して、かかる現場での連結態様には種々のも
のがあるが、例えば、油井管等のように接合の迅
速性と連結の確実性の点から第１図に示す様な、
カツプリング継手が広く用いられている。

即ち、当該第１図に示す様に、例えば、ステン
レス製のライナーの内管１を炭素鋼製外管２に所
定に内張り緊結させた一対のユニツト管３，３の
対向端にテーパ状オネジ４，４を刻設しておき、
カツプリング５をしてその両端内側のメネジ６，
６を該オネジ４，４に螺合緊結させるようにして
いた。

そして、炭素鋼製等のカツプリング５の内面中
央部には出願人の先願発明に開示されているよう
に、ステンレス製等の端管７を内張り一体化し、
連結するユニツト管３，３の内側耐蝕性のライナ
ーの内管１，１との面一さを図るようにしてい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 さりながら、該種在来態様のカツプリング継手
においては各ユニツト管３のオネジ４の刻設はと
もかくとして、カツプリング５の製造が精度等の
点から極めて難しい難点があるうえに、コスト高
になる不利点があり、又、ネジ連結部が長手方向
にて２つあり、したがつて、シール性確保のため
のネジ管理が煩瑣を極める欠点があり、更に、連
結長による引張り荷重を確実に消去出来るだけの
圧縮応力を継手接合部に与える保証がないので、
応力腐蝕割れの生ずる虞のある不具合があつた。

これに対処するに、例えば、特開昭56−90578
号公報発明等の技術が開発されているが、該種公
知技術は所謂カツプリングタイプの継手であり、
かかる技術を油井管等に用いて現場継手を行うと
カツプリングの両端の間に対して継目部で一般に
引張り応力が発生して上述の如く応力腐蝕割れが
出来る虞があり、又、当該公知技術に示されるよ
うにカツプリング部と管端部との接合部に於いて
所謂アンダーハングによる縛り嵌めを形成するよ
うにされていることから、管端部に於いては管端
に外方に向かう拡管力が印加され、したがつて、
上述の如くカツプリングによる管の長手方向の引
張り応力が作用するばかりでなく、管端部に於い
て拡管力が印印加され、その結果、全ての方向に
引張り応力が作用されて稼動中の応力腐蝕割れが
発生し易くなり、特に、継手部に於いて最も腐蝕
が生じ易い部分に応力腐蝕割れが生ずるという不
都合さがあつた。

そこで、ユニツト管相互のネジ継手として所謂
ピンボツクスタイプの継手があり、例えば、特開
昭56−109975号公報発明等もあるが、外周ピンボ
ツクスタイプの継手は一重管、即ち、単層管の継
手であり、油井管等の腐蝕整流体の油送管として
は使用不可能であり、特に、継手部分に於けるリ
ークや耐蝕性に不具合があるものである。

これに対し、例えば、特開昭55−47082号公報
発明（特に第５図）等のピンボツクスタイプのネ
ジ継手もあるが、継手部分の相対向するユニツト
管は上述同様に単層管であり、耐蝕性の二重管で
はなく、しかも、対向するユニツト管の対向面間
に介装されているシール材は強度の低い軟化し易
い部材であり、両管の結合締め付けによる塑性変
形により、シール性は保証されるものの圧縮応力
が付与されず、したがつて、稼動中における腐蝕
性流体に対する充分な応力腐蝕割れに対処するこ
とが出来難いという不具合があり、しかも、保守
点検整備等を反復する場合において、当該軟化し
易いシール材の塑性変形部分に緩みが生じて確実
なシール性のシールの再現性が保証されないマイ
ナス点があつた。

この発明の目的は上述従来技術に基づくこれま
での耐蝕二重管連結に際してのカツプリング継手
の問題点を解決すべき技術的課題とし、ピンボツ
クスタイプの継手によりカツプリングを省略し、
ボツクスネジ側とピンネジ側との接合突合せ面に
耐蝕材を固定介装させてシール性を良くし、耐蝕
性を確保し、更に継手部に軸方向圧縮応力を付与
するようにし、径方向に引張力が作用せず、応力
腐蝕割れが生じないようにして各種産業における
配管技術利用分野に益する優れた二重管の継手構
造を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの発明の構成は前述課題を解決するために、
耐蝕性内管を耐圧性等の外管に接合したユニツト
管の一方のボツクスのオス、メスのメネジ内に他
方のユニツト管のピンのオネジを挿入し、前者の
メネジに対し後者のオネジを螺合して締め付け、
両者の少くとも一方の管にその内管と同性質の一
体のステンレス製の耐蝕材がその厚み部分を含め
て軸方向に直角であるように形成して介設し、メ
タルタツチ面を形成させてボツクスネジとピンネ
ジの突合せ部に設けられていることにより、ピン
ボツクスの螺合時に両者がメタルタツチで緊締さ
れ、１つのネジ連結によるシールが確実にされる
と共に両管の内管相互に軸方向圧縮応力が作用
し、又、メタルタツチ面に径方向引張りが作用し
ないようにし、稼動中の応力腐蝕割れの発生を確
実に防止することが出来るようにした技術的手段
を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この発明の実施例を第２図以下の図面に
基づいて説明すれば以下の通りである。尚、第１
図と同一態様部分は同一符号を用いて説明するも
のとする。

第２〜５図に示す実施例において、ステンレス
製の内管１を出願人の先願発明に開示されている
所謂熱拡管法等の所定の技術的手段により緊結接
合した炭素鋼製の外管２を有する二重管式の一方
のユニツト管３は端部にて外管２にボツクス８を
形成した素管とされており、これに対し第３図に
示す様に、該ボツクス８に所定の中ぐり機械加工
を施して段部９を形成し、該段部９に内管１と一
体的に連続して同材質の硬度の高いステンレス肉
盛溶接を行つて耐蝕材１０を形成する。

次いで、第４図に示す様に、適宜のネジ加工手
段によりボツクス８の内側面にテーパ状のメネジ
１１を刻設し、耐蝕材１０には厚み部分を含めて
軸方向に直角な厚みを有するメタルタツチ面１２
を内管１から外管２にかけて段部９に充分に亘つ
て形成させる。

一方、同じく内管１を緊締して接合する外管２
を有する他方のユニツト管３′は第５図に示す様
に、外管２の耐蝕材１０に対する突合せ面１３、
及び、外面にテーパ状のオネジ１４を刻設された
ピン１５を形成し、一方のボツクス８に対するス
トツパとしての段差面１６は一方のユニツト管３
の端面に対し突合せ面１２，１３のメタルタツチ
後に面当りするようにピンボツクス継手に設計さ
れている。

上述構成において、一方のユニツト管３のボツ
クス８に対し他方のユニツト管３′のピン１５を
臨ませてメネジ１１にオネジ１４を回転螺合して
締め込んでいくと、所定ストロークでピン１５の
先端突合せ面１３が耐蝕材１０の突合せ面のメタ
ルタツチ面１２にメタルタツチ状態で面当りして
緊締密着され、その際、耐蝕材１０が内管１と同
材質の高い硬度の耐蝕材であるためネジ締結のプ
ロセスで塑性変形せず大きな圧縮応力を軸、及
び、径方向に生ずるネジ部が緊結された状態でピ
ン１５のストツパとしての段差面１６が一方のユ
ニツト管３のボツクス８の端面に面当りして緊密
に当接される。

そのため、両ユニツト管３，３′は突合せ面１
２，１３、及び、１６でメタルタツチ的に密着圧
接されて完全にシールされると共に内管１，１は
軸方に、特に、突合せ面１２，１３近傍に於て圧
縮応力を強く印加される。

そして、図示する様に高い硬度の耐蝕材１０が
その両面を含めて内管１に対し直角な方向で介設
されてあり、しかも、該内管１から外管２にかけ
て段差９の深さ部分に充分なサイズで設けられて
いるために、耐蝕材１０の軸方向両面に於いて内
管１、及び、外管２に対し直角方向にメタルタツ
チが現出されることから、両管３，３′の管端部
に於いても、該メタルタツチの大きな摩擦力を介
して径方向への拡管が生じないことになり管端部
に於ける径方向の引張り応力も生ぜず圧縮応力を
生じ、したがつて、各管３，３′は長さ方向、及
び、径方向に亘つて、特に、継手部に於いて引張
り応力が作用せず、圧縮応力のみが印加されるよ
うになる。

そこで、油井管として所定長に連結されて垂設
配管されても、軸方向引張り力が相殺されて消去
されるか、緩和され、圧縮応力が作用し、このた
め、輸送される腐蝕性原油による応力腐蝕割れは
生ぜず、突合せ面１２，１３からリークも生じな
い。

又、第６図に示す他の実施例としては素材ユニ
ツト管３の外管２のボツクス８の内側に対し、第
７図に示す様に、中ぐり加工を行い段部９を形成
して、内管１と同材質である所定厚みのプレート
状のステンレス製リング１０′を第８図に示す様
に、耐蝕材として電子ビーム溶接１７を介して該
内管１の端部に溶接固定し、突合せ面の軸方向直
角なメタルタツチ面１２を形成し、次いで、当該
第８図に示す様に、ネジ加工してメネジ部１１を
形成するようにして第５図に示すと同様に同じく
他のユニツト管３′のピン１５と螺結させても良
い。

尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限る
ものでないことは勿論であり、例えば、一方の二
重管の内管と一体的に接合しておく耐蝕材につい
てはピン側に固設しても良いし、更にはピン側、
ボツクス側の双方に設けても良い等種々の態様が
採用可能である。

又、対象もアプセツト型以外にラテラル型も可
能であり、油井管以外にも輸送管、原子力プラン
ト配管等にも適用可能である。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、耐蝕性内管とそれを
緊密に接合した耐圧性等の外管とから成る一対の
二重管のユニツト管の継手部をピンボツクスネジ
継手にし、更に、ピンネジとボツクスネジの突合
せ面の少くとも一方にそれらの内管と同性質の一
体のステンレス製の耐蝕材を管端に固設介装して
その厚み部分を含めて軸方向に直角なメタルタツ
チ面を内管から外管にかけて形成するようにした
ことにより、基本的にピンボツクスネジ結合を介
しての継手連結ながら、カツプリング製作が不要
になり、それだけ製作が容易で低コスト化が図
れ、ネジ管理がし易いという優れた効果が奏され
るばかりでなく、両管のネジ螺合プロセスで突合
せ面が軸方向直角な耐蝕材のメタルタツチ面によ
り内管のみならず、外管も緊締圧着されてシール
機能を確実に発揮され、しかも、ステンレス製の
耐蝕材により塑性変形せず内管は軸方向に直角な
メタルタツチ面により軸方向の圧縮力、及び、径
方向の圧縮力をも印加され、したがつて、腐蝕性
流体がリークしないのみならず、稼動中における
応力腐蝕割れが生じないという優れた効果が奏さ
れる。

又、上述の如く耐蝕材を１つのネジ連結部を有
するピンボツクス継手の管端部に設けるようにし
たことにより、カツプリング継手等の継手に於け
る２つのネジ連結部を介しての連結時の引張り応
力に比しピンボツクスによるネジ込みを介しての
圧縮応力が連結部の軸方向、径方向の双方に作用
し、したがつて、連結部の少くとも管端部に軸方
向圧縮応力が形成されて応力腐蝕割れが生じない
のみならず、上述の如くステンレス製の耐蝕材が
内管側から外管側にかけて充分な深さでその長さ
方向両端面において、即ち、厚み部分に於いても
管端と軸方向直角にメタルタツチによる圧縮が生
ずるために、両管端部が外方に向かう径方向拡管
が生ぜず、したがつて、径方向の引張り応力も生
ぜず、これによつて、継手部においては軸方向、
及び、径方向の引張りが生ぜず、応力腐蝕割れが
全てに亘つて生じないという優れた効果が奏され
る。

又、耐蝕材は肉盛溶接、ビーム溶接等を採用す
ることにより確実にメタルタツチ可能な形状に形
成出来るメリツトがある。

加えて、ピンボツクス継手部分の両ユニツト管
の対向面に両管の内管と同性質の、例えば、ステ
ンレス鋼製等の耐蝕材が介設されていることによ
り、ピンボツクス継手を介し、両ユニツト管を締
結螺合すると、軸方向押圧力により、両管と耐蝕
材とがメタルタツチ的に両圧当接するために上述
の如く軸方向は勿論径方向にも圧縮応力が付与さ
れて稼動中における腐蝕性流体による応力腐蝕割
れが生じないという効果があり、又、ステンレス
製の耐蝕材であるために連結時に塑性変形が生ぜ
ず、高頻度の保守点検整備等による両ユニツト管
の解離後の再締結においてもメタルタツチが常に
再現性良く保証されてシール性が確実に保証さ
れ、しかも、長期圧縮応力が常に付与され、稼動
中の応力腐蝕割れが防止出来るという優れた効果
が奏されるものである。

そして、ボツクス部の膨出部がカツプリング継
手よりもブロツク形状が剛にされているため、そ
れだけ耐蝕材のメタルタツチ部の強度を保証する
効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づくネジ継手の概略部分
断面図、第２図以下はこの発明の実施例の説明図
であり、第２〜５図は１実施例の製造、及び、螺
合プロセスの部分側面図、第６，７，８図、及
び、５図は他の実施例の製造、及び、螺合プロセ
スの部分断面図である。 １……内管、２……外管、３，３′……ユニツ
ト管、８，１５……継手、１１……ボツクスネ
ジ、１４……ピンネジ、８……ボツクス、１５…
…ピン、１０，１０′……耐蝕材、１２……メタ
ルタツチ面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐蝕性の内管を一体的に接合した外管を有す
   る一対のユニツト管の連結継手が一方のユニツト
   管のボツクスネジと他方のユニツト管のピンネジ
   から成る構造において、該一方の管のボツクスネ
   ジ側と他方のピンネジ側の内管寄りの段差部の突
   合せ面にて該ボツクスネジ側とピンネジ側の少く
   とも一方に内管と一体に該内管と同性質のステン
   レス製の耐蝕材がその厚み部分を含めて軸方向に
   直角を成して他方の管端に対しメタルタツチ面を
   内管から外管部分にかけて形成されて溶接により
   リング状に固定介設されていることを特徴とする
   二重管の継手構造。