JPH0141875B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は、輸送配管の管継手に於けるカツプ
リングとこれに連結する管端とのシール技術の分
野に属する。

＜要旨の概要＞ 而して、この発明は、油井管等の流体輸送配管
のユニツト管継手構造において、管端部の外側に
オネジが刻設されており、一方、カツプリング側
の内側には該オネジに螺合するメネジが刻設さ
れ、又、カツプリング中央部の管端シール部の端
部が弯曲した面に形成され、径方向内向きに突出
され、管端部に対しメタルタツチにされ、両者が
緊結されてシールされるようにした管継手部構造
に関する発明であり、特に、カツプリングの管端
シール部が該カツプリングに螺合して連結する管
端部の凸状の管の壁面の外側に中心を有する設定
半径の円の弯曲面に対して同じ断面曲率の凹状の
弯曲面であつて、両者がメタルタツチ状態で摺動
可能であるように形成され、管端シール部の基部
のカツプリング内面と管端部との間に上記両弯曲
面の摺動変位を許容する逃げ代間隙が管端部に対
して設けられている管継手構造に係る発明であ
る。

＜従来技術＞ 周知の如く、油井管やプラント配管等に於て、
管体は製造上や輸送上の制約から所定長のユニツ
ト管にされており、したがつて、現場での配管を
行うには当該ユニツト管を所定数相互に接合する
管端手が必要になる。

而して、該管端手には溶接継手、フランジ継
手、カツプリング継手等各種のものが採用されて
いるが、例えば、油井管の如く現場配管の連結、
解離が反復され、そのうえ、荷重印加、腐蝕性流
体輸送等の苛酷な条件に見合う継手としては所謂
カツプリング継手が広く用いられている。

該種カツプリング継手は初期態様のネジ螺合に
よる連結機能とシールパツキン機能を有したもの
から、部品点数低減と連結解離の迅速性を高める
ために近時、第１図に示す様なカツプリング継手
１が改良案出開発され、広く用いられるようにな
つている。

即ち、例示態様の耐蝕油井管としての二重管２
の炭素鋼製の外管３の管端部外側にオネジ４をテ
ーパ状に刻設し、ステンレス鋼製の内管５との先
端を尖突状部６に形成し、一方、炭素鋼製のカツ
プリング７の内側にオネジ４に螺合するメネジ８
を刻設し、略中央部の内方に突出するステンレス
鋼製の管端シール部９の両端には上記尖突部６が
メタルタツチされる凹部１０が逆テーパ状に形成
されている。

＜発明が解決しようとする課題＞ さりながら、該種カツプリング継手構造におい
ては反復する連結、解離によりネジ螺合が甘くな
り、管端部の尖突部６と管端シール部９の凹部１
０が緩くなつたり、或は、その逆に締め付けを強
くすると管端シールは保たれるものの、ネジ螺合
が緩むという欠点があつた。

又、腐蝕性流体の輸送配管に於ては内管５に所
謂応力腐蝕割れが生ずる虞れがあり、これに対処
するに内管５に圧縮残留応力を付与する技術があ
るが、管端部では圧縮残留応力が消え、そのた
め、管端シール部では応力腐蝕割れが生ずる難点
であつた。

又、上述緩みの問題は第２図に示す単重管２′
に於ても同様に生じていた。

そして、これに対処するに、第３図に示す様
に、管端部６′とカツプリング７のメタルタツチ
面を急カーブのテーパ面とし、該カツプリング７
の内面との間隙１１を形成して締め込み時に尖突
部６を上方に点線で示す様に逃がすようにした態
様もあるが、図示する様に、却つてメタルタツチ
が破れて点、乃至、線接触になり、シール性が悪
くなるという不具合があつた。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述従来技術に基づく管継手
の問題点を解決すべき技術的課題とし、カツプリ
ングの管端シール部と管端部とのシールのメタル
タツチ部を管端拡管時にも円弧状の弯曲面で常に
メタルタツチによるシールが維持出来るようにす
ると共にカツプリング内面と管端外面とに逃げ間
隙を形成させておき、管とカツプリングとの緊結
が可能であつてシール性も良好であるようにして
各種産業における配管技術利用分野に益する優れ
た管継手部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、ユニツト管をカツプリングを介してネジ連結
するに際し、両者をネジ締めにより緊結し、その
プロセスにて管端部はカツプリングの管端シール
部で管の壁面の外側に中心を有する設定半径の円
の両者の弯曲面相互の密接当接を介しメタルタツ
チ状態で当接してシールが行われ、而して、締結
が甘い場合、緊結をより増加することにより管端
部はカツプリングの管端シール部に弯曲面相互の
摺接を介しメタルタツチ状態を維持して、該弯曲
面相互の密接当接状態を摺動変位により維持し、
管端部を側部の逃げ代間隙に移動し、強固な締め
込みとシール性を確保することが出来、加えて圧
縮応力を生じさせることにより応力腐蝕割れを防
止出来るようにした技術的手段を溝じたものであ
る。

＜実施例＞ 次に、この発明の１実施例を第４，５図に基づ
いて説明すれば以下の通りである。

尚、第１，２，３図と同一態様部分については
同一符号を用いて説明するものとする。

２″は油井管用の所定長のユニツト管であり、
その炭素鋼製の外管３はステンレス鋼製の内管５
を有して適宜熱拡管等の手段により自緊されてお
り、管端をフランジ状に形成された内管５は軸方
向の圧縮残留応力を付与されて応力腐蝕割れに対
処するようにされ、又、外管３は管端部にてその
外側面にテーパ状にオネジ４を刻設されると共
に、その外端部は軸方向に平行な設定長さの外周
面１２とされている。

そして、内管５の管端６″は第５図に詳示する
様に、断面が外向フランジ状にメタルタツチ用の
断面弯曲面Ａでユニツト管２″の壁面外に中心を
有する設定半径の円の外方に拡大された弯曲面Ａ
が凸状に形成されている。

一方、７は炭素鋼製のカツプリングであり、両
側からは内面にテーパ状のメネジ８や上記オネジ
４に螺合可能に形成されており、中央部にはユニ
ツト管２″の管端部の外周面１２に平行な内面１
３が形成されてユニツト管２″との螺合状態で外
管３の管端部の外周面１２との間に第５図に示す
様に、設定サイズの逃げ代間隙１１′を形成する
ようにされている。

又、カツプリング７の内面１３の中央にはステ
ンレス鋼製の管端シール部９′が電子ビーム溶接
１４により固設されており、その内面１５は内管
５の内面１６と面一になるようにされ、シール面
の横面部１０″には上記内管５の管端６″の弯曲面
Ａに合致した弯曲面Ａが同一中心の同一円により
凹状に形成され、管端６″と常に、即ち、ユニツ
ト管２″の直延状態、管端６″の拡管状態のいずれ
かを問わず、内管５の先端とカツプリング７の管
端シール部９′とのメタルタツチ状態が維持され
るように形成されている。

上述構成において、ユニツト管２″をカツプリ
ング７に第４図に示す様に螺合していくと、その
管端６″と管端シール部９′とは対向する双方の同
一円の円弧の弯曲面Ａ，Ａがメタルタツチ状態で
密接に面当接し、第５図実線状態にシールする。

この場合、設計によつて内管５に上記弯曲面
Ａ，Ａ相互の面当接による軸方向押圧力が作用す
るようにされ、その一般部の圧縮残留応力と呼応
して管端部の応力腐蝕割れを防止することが出来
るようにされる。

したがつて、この状態で腐蝕性流体の輸送に配
管を供すると、内管５に於て、管端シール部９′
は勿論、弯曲面Ａ，Ａに於ても腐蝕性流体の浸入
は充分に阻止され、ガス発生によるコロージヨン
も防止される。

而して、反復使用による緩みが生じたような場
合、或は、より強力な締結が必要な増圧輸送等の
場合、カツプリング７を増し締めしていくと、軸
方向の押圧力が増強されるため、管端部６″と管
端シール部９′の弯曲面Ａ，Ａ、は同一円でしか
も、その中心がユニツト管２″の壁面外に在るこ
とにより、弯曲面Ａ，Ａ間の摺接作用により管端
部６″には図示矢印Ｑに示す様に拡管力が印加さ
れ、管端部６″は逃げ代間隙１１′に対して実線状
態から点線状態に撓み、拡管される。

そして、この状態でも、又、この撓み変位過程
においても常に両弯曲面Ａ，Ａ相互の摺接を介し
てメタルタツチは維持され、したがつて、シール
性は常に保持され、腐蝕性流体の浸入は上述同様
に阻止されるのみならず、曲面Ａ，Ａの設計半径
によつては内管５はその管端部にて軸方向押圧力
を常に印加されることにより、圧縮応力を受け、
応力腐蝕割れに対抗することが出来る。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、管端シール面の弯曲
面を成す円は複数の半径の合成円の曲面から成る
ものでも良く、又、対象とするユニツト管は二重
管以外に単重管でも良く、油井管に限らず、油送
管、プラント配管等にも適用可能である等種々の
態様が採用可能である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、油井管等のユニツト
管をカツプリングを介してネジ連結する管継手部
構造において、該カツプリングの管端シール部と
管端に双方が互いに摺接自在なユニツト管の壁面
外に中心を有する円から成る弯曲面のメタルタツ
チ当接面を有し、而して、該管端シール部の基部
のカツプリング内面にメタルタツチに面当接する
管端部の外面との間に逃げ代間隙が形成されるよ
うにしたことにより、基本的にユニツト管とカツ
プリングとの螺合により該カツプリングとユニツ
ト管をネジ締結していくと、管端部とカツプリン
グの管端シール部との弯曲面相互がメタルタツチ
状態に面当接して緊締され、確実にシールされ、
したがつて、被輸送流体が浸入せず、又、それに
よる腐蝕等が生じない効果が奏されるのみなら
ず、締結が甘く緩いような場合、増締緊結するこ
とにより管端のシール弯曲面がカツプリングの管
端シール部の弯曲面とメタルタツチ的に摺動して
拡管し、変位するも、その間、そして変位後の姿
勢においても、緊密なメタルタツチが保証され、
加えてその変位分が上記逃げ間隙に吸収され何ら
無理が生じないという優れた効果が奏される。

又、耐蝕性二重管のような場合、内管々端部に
軸方向押圧力が印加されるため、圧縮応力が働
き、応力腐蝕割れを防止することが出来るという
優れた効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく管継手の概略部分断
面図、第２，３図は同じく従来技術に基づく管端
部シールの拡大断面図、第４，５図はこの発明の
１実施例を示すものであり、第４図は全体概略部
分断面図、第５図はその部分拡大断面図である。 ４……オネジ、６″……管端部、７……カツプ
リング、８……メネジ、９′……管端シール部、
Ａ……弯曲面、１１′……逃げ代間隙、１３……
内面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管端部外側にオネジが刻設され、一方カツプ
   リング内側に該オネジに螺合するメネジが刻設さ
   れ、而してカツプリング中央部内側の管端シール
   部が凹状の弯曲面を有して内側径方向に突出し、
   上記弯曲面に当接する弯曲面を先端に形成された
   管端に対しメタルタツチ状にされている管継手構
   造において、カツプリングの上記管端シール部の
   弯曲面と管端の弯曲面とが共に両者の連結状態で
   密接当接する管壁の外側に中心を有する設定半径
   の円の弯曲面に形成されてメタルタツチ自在にさ
   れ、而して管端部が管端シール部基部のカツプリ
   ング内面に対して逃げ代間隙を形成して締結され
   るようにされていることを特徴とする管継手部構
   造。