JPH0212319B2 - - Google Patents

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JPH0212319B2
JPH0212319B2 JP56105161A JP10516181A JPH0212319B2 JP H0212319 B2 JPH0212319 B2 JP H0212319B2 JP 56105161 A JP56105161 A JP 56105161A JP 10516181 A JP10516181 A JP 10516181A JP H0212319 B2 JPH0212319 B2 JP H0212319B2
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sleeve
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energy transfer
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Shinanoitsuku Mateiya
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/06—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure by shock waves
    • B21D26/10—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure by shock waves generated by evaporation, e.g. of wire, of liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/04—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
    • B21D39/042—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods using explosives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/162—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe
    • F16L55/163—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a ring, a band or a sleeve being pressed against the inner surface of the pipe

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パツチング（つぎ当て）あるいはプ
ラツギング（詰め当て）によりパイプを修理する
技術に関するものである。更に詳しく述べると、
この発明は、公知の方法では修理を行うために容
易に到達できないようなパイプの損傷箇所を修理
する方法ならびに装置に関するものである。
例えば、水で核分裂を緩和する方式［水減速式
（water−moderated）］の原子炉において、緩和
剤（モデレーター）用のパイプは、ハンガーを設
けた特定の場所で、振動によつて誘発された機械
的摩耗を受ける。時の経過につれ、パイプ壁は摩
耗して漏えいを生じ、緊急修理が必要となる。し
かしながら、そのような欠陥が炉内で発生する場
合（本願発明も、恐らくこのような場合に該当す
るのであるが）、炉はコンクリート遮蔽体内に格
納されており、更に、高放射能領域内にあるた
め、容易にパイプに接近することはできない。
場合によつては、詰め物（プラグ）を挿入して
漏えいパイプを隔離することもできるが、困難な
点は、どのようにして、通常、プラグの通過をは
ばむ数多くの曲折部を通して該プラグをパイプに
沿つて供給するかということである。パイプにプ
ラグを挿入するためには、ひじ部（エルボウ）の
ような域る一定箇所でパイプを拡張させ、プラグ
を通過し易くすることが必要である。この特定箇
所がパイプの外側から接近不可能な場合、この拡
張作業は、パイプの内側から、パイプを破損した
り、（強度を）弱めたりせずに、行わなければな
らない。
従つて、前以て決定できる制御された量でパイ
プを拡張することが極めて重要となる。
［従来の技術］ 加工物を爆破によつて形成する技術、特に、導
電性フイラメントを電磁的に爆発させることによ
つて発生する圧力波を用いて金属製管状加工物を
拡張する技術は古くから知られている。このよう
な技術は、例えば、アメリカ合衆国特許第
3203212号、第3208254号、スイス特許第515757
号、及びドイツ連邦共和国特許第1911424号、第
1806283号各明細書に開示されている。
これらの特許について簡単に論述すると： アメリカ合衆国特許第3203212号明細書は、管
状部材をダイスで包囲し、次いで高電圧アーク放
電を行なつて圧力波を発生させることにより、該
管状部材をダイスの形状に合わせて所望の形状に
加工する爆発成形方法を教示している。この方法
は外部から到達不可能な加工物の場合には用いる
ことができない。
アメリカ合衆国特許第3208254号明細書は、所
望の形状の壁部を有するチエンバー内で加工物を
所定の形状に成形する方法を教示している。この
チエンバーには液体が充満しており、該チエンバ
ー内に配置したスパーク間〓の間で連続的にアー
ク放電を行なうことにより流体圧力波が発生し、
この圧力波で該加工物を所望形状の壁部に対して
押圧変形させるものである。
ドイツ連邦共和国特許第1911424号明細書は、
荷電コンデンサーを水中電極間に挟まれた複数の
点火線を介して順次放電することにより生ずる流
体圧力で加工物を成形する方法を教示している。
この方法では、先行する点火線内で電流の流れが
止まると各点火線がつぎつぎ連続して点火するよ
う、これら点火線の逐次的溶融が対応するスパー
ク間〓を作り出すようになつている。
ドイツ連邦共和国特許第1806283号およびスイ
ス特許第515757号各明細書は、液体中で圧力波を
発生させて加工物を所望の形状に変形加工する方
法を教示している。この場合、加工物は長尺のチ
ユーブであつても良い。この圧力波は固定電極間
に延びる長い導電性フイラメントを通じて放電さ
せることにより発生する。
上述した公知の技術は、或る種の加工物を成形
するのに適用可能であるが、外部から到達不可能
な遠隔箇所にあるパイプを拡張したり修正したり
するのには適用不可能である。なぜならば、これ
らの諸技術によつて生じる衝撃波のエネルギー量
は前以つて知ることができないからである。実
際、公知技術の大部分において、導電性フイラメ
ントは、特に水面下で放電を行なう場合、アーク
放電を開始させるための点火線としてのみ用いら
れ、放電自体の打撃を制御することによつて初期
衝撃波のエネルギーを制御するための試みはなさ
れていなかつた。従つて、例えばコンデンサーに
貯えられる既知の電荷は、爆発を起こすのに用い
ることができるけれども、そのエネルギーの大部
分は散逸してしまうので、初期打撃によつて生じ
る衝撃波のエネルギー量を前以つて知ることがで
きない。「Industrie−Anzeiger（工業時報）9.7、
Ig Nr.24、1975年３月21日刊」の第449頁乃至第
452頁に掲載された論文には、エネルギーの大部
分がワイヤーの爆発によつて生じる衝撃波を使用
してパイプを変形させることが記載されている。
即ち、フイラメントをパイプ内のエネルギー伝
達媒体中に配置し、該フイラメントを通じて電荷
を急速放電させて電磁的に爆発させ、生じた衝撃
波でパイプを拡張させるというものである。しか
しながら、パイプの変形量を制御することに関し
ては何ら考慮が払われていない。
また、アメリカ合衆国特許第4069573号明細書
より、外部から到達不可能な箇所にあるパイプを
拡張させることは公知であるが、これとても「ワ
イヤー爆破技法」によるものではない。
［発明が解決しようとする問題点］ これら公知の技術には、上記のような欠点が内
在することに鑑み、本発明は、外部から到達不可
能で、かつ、或る箇所において液体の流れを阻止
するためにプラグの挿入が必要な遠隔箇所でパイ
プを拡張させることによりそれを修理する効果的
な手段を提供することを目的とする。
更に、本発明は、必要箇所において、パイプの
内壁からその漏洩箇所にパツチを当てることによ
り、パイプを修理する有効な手段を提供すること
を目的とするものである。
また更に、本発明は、外部から到達不可能で、
かつ、プラグの挿入あるいはパイプの漏洩壁部に
パツチを当てる必要のある遠隔箇所においてパイ
プを修理するための有効な装置を提供することを
目的とするものである。
［問題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明は、放電
エネルギーのほぼ全部を、フイラメントに集中さ
せ、生ずる衝撃波のエネルギーを予め定めるよう
制御して、フイラメント自体を爆発させるという
着想に基づくものである。
この着想は、本発明の一面、即ち、パイプ内の
所定箇所に導電性フイラメントを同心的に配置
し、次いで該フイラメントをパイプとフイラメン
ト間の空間に充満しているエネルギー伝達媒体に
浸漬し、かつ、該フイラメントを電磁的に爆発さ
せることにより、該エネルギー伝達媒体を通つて
伝達され該パイプに衝突して該パイプを塑性的に
拡張する衝撃波を生じさせ、その際、該フイラメ
ントは、それを通じて所定の電荷を急速に放電す
ることにより爆発して所定のエネルギーをもつた
衝撃波を発生させ、その制御された量で前記パイ
プを拡張させ、また、該フイラメントは、該衝撃
波がほぼ球状の波面を有するようその最大寸法が
該パイプの内径の約８分の１より大きくない容積
空間を占めることを特徴とする、原子炉内部のよ
うに外部から到達不可能な所定箇所にある金属製
パイプの壁部に沿つた部分を拡張させて修理する
方法により達成される。
また、この着想は、本発明の別の面、即ち、パ
イプ内の所定箇所に金属製スリーブを配置し；該
金属製スリーブ内に、導電性フイラメントを同心
的に配置し；該フイラメントと該スリーブ間の空
間にエネルギー伝達媒体を充満し；かつ、該フイ
ラメントを電磁的に爆発させることにより、該エ
ネルギー伝達媒体を通つて伝達され該スリーブに
衝突して該スリーブを塑性的に拡張する衝撃波を
発生させる諸工程を含み、その際、該フイラメン
トは、それを通じて所定の電荷を放電することに
より爆発して、所定のエネルギーをもつた衝撃波
を発生させ、スリーブはパイプの内表面と冷間溶
接関係で拡張され、かつ、該フイラメントは該衝
撃波がほぼ球状の波面を有するよう最大寸法が前
記スリーブの内径の約８分の１より大きくない容
積空間を占めることを特徴とする、外部から到達
不可能な所定箇所にあるパイプを内張りによつて
修理する方法により達成される。
さらに、この着想は、本発明の他の面、即ち、
金属製スリーブと；該スリーブ内に同心的に配置
された導電性フイラメントと；該スリーブと該導
電性フイラメントを互いに所定の関係を保つて、
所定の箇所までパイプに沿つて前進させる手段
と；該パイプの外部に配置したコンデンサーと；
該コンデンサーを該フイラメントに接続し、該フ
イラメントを通じて該コンデンサーを放電させて
該フイラメントを爆発させるよう作動可能な可撓
性を有するケーブルとスイツチとを含む電気回路
手段とを含み、該金属製スリーブは同軸回転面を
構成する内表面と外表面を有し、この外表面は放
物線形をしていて該スリーブの壁厚がその両端に
向つて対称的なテーパー状を呈し、かつ、該フイ
ラメントはその爆発により生ずる衝撃波がほぼ球
状の波面を有するよう最大寸法が該スリーブの内
径の約８分の１より大きくない容積空間を占める
ことを特徴とする、パイプの所定箇所において該
パイプの内面を内張りによつて修理する装置によ
り達成される。
代表的なやり方として、電荷は一定の電圧にチ
ヤージされた一定容量のコンデンサーから得て、
該管状部材に沿つて延びる被覆ケーブルに導通さ
せる。放電エネルギー（従つて、衝撃波エネルギ
ー）は、該管状部材の一定の冶金的性質に関連し
て、該部材の所要の塑性的拡張量を達成するよう
制御できる。エネルギー伝達媒体は、パイプ内に
通常存在する水のような非爆破性液体でも、ある
いは、非爆破性の水溶性固体またはゲルでもよ
い。適当な水溶性ポリマーには、ポリビニール・
アルコール、メチルセルローズ、ポリアクリル酸
がある。「DLハンド・クリーナー」も適切である
ことがわかつた。
フイラメントの寸法はスリーブ径との関係から
小さい方が好ましく、衝撃波が実質的に球状の波
面を有するようなものとする。即ち、フイラメン
トは、最大寸法が管状挿入物の内径の約８分の１
より大きくない容積空間を占めるものとする。ス
リーブの内・外両面は回転面であることが好まし
く、外表面は放物線形をしていてその壁厚（すな
わち、質量断面）は両端部に向つて対称的なテー
パー状となつている。スリーブの外表面は、その
外表面がパイプの内表面とぶつかる各点における
衝突角度を冷間溶接の発生する範囲内、典型的に
は2゜乃至7゜の範囲内に納めるよう形成しなければ
ならない。
［発明の作用及び実施態様］ 以下に、本発明を実施に移す方法ならびに装置
の例を添付図面を参照して説明する。
第１図は、水で核分裂を緩和する形式（水減速
式）の原子炉における緩和剤用パイプのようなパ
イプの特定区域を拡張させるための装置を示す。
この場合、適宜な位置にプラグを挿入して、漏れ
を起しているパイプを隔離する必要がある。この
作業は、パイプに沿つてその所定位置まで、プラ
グを挿入することが可能なら、公知の技法で至極
簡単に達成できるかも知れないが、実際には、パ
イプ内に数多の曲折部があつて、これらが適宜な
直径のプラグの通過を妨げている。
プラグの通過を可能にするには、パイプ内の
所々でパイプを拡張させる必要がある。更に、拡
張量を制御することが非常に重要となる。本発明
によれば、この拡張量の制御は、パイプ内で導電
性フイラメントを爆破させて所定のエネルギー量
をもつた衝撃波を発生させることにより達成でき
る。第１図に示すように、フイラメント１１をパ
イプ１０内の所定箇所で同心的に配置し、これを
可撓性のある、被覆された同軸または一対のケー
ブル１２を介して帯電したコンデンサー１３に接
続する。一定の容量をもち、一定の電圧にチヤー
ジされているコンデンサーは、所要の衝撃波エネ
ルギーに対応するエネルギー量を貯える。スイツ
チ１４を閉じると、コンデンサーはフイラメント
１１を通じて急速に放電を行い、フイラメントを
爆破させる。衝撃波を生起させるには、勿論、パ
イプ１０の適宜領域に適宜なエネルギー伝達媒体
１５を充満しておかなければならない。この媒体
は、パイプ内に通常存在する水、あるいは、非爆
破性固体またはゲルのような他の媒体でもよい。
一定エネルギーの衝撃波はエネルギー伝達媒体に
よつて伝播し、パイプの内表面に当つて該パイプ
を塑性的に拡張させる。このエネルギーとその放
出量は、パイプに加わる力が所要の拡張を与える
のに丁度な量だけ、パイプを構成する金属材料の
降伏強度を超えるよう選定されたものである。
ワイヤー爆破法（exploding wire process）
はスパーク放電法とは本質的に異なる。前者は放
電エネルギー量が後者に比べてはるかに大きいた
め、その効果もより顕著である。爆破のメカニズ
ムはやや複雑で、フイラメントの熱膨張と蒸発と
を伴なつた電磁流体圧縮を含むものである。代表
的なものとしては、直径１mmの銅線を通過する
100KAの電流パルスは該銅線の表面で約40tesla
の磁束密度を生ずる。生じた圧縮量、すなわち、
ピンチ量は600MPa（600気圧）以上で、加熱、熔
融、蒸発によつて生じた膨張圧と相互作用する。
この状態は非常に不安定で、蓄積エネルギーの瞬
間的な放出を伴なう爆発を起し、極めてけわしい
波面をもつた圧力波を生ずる。ワイヤーの爆破に
続いて起る放電は別の圧力波を生み出すが、この
圧力波は振幅が小さく持続期間も長いので、パイ
プ壁の拡張には寄与しない。
従つて、本発明のフイラメント爆破法の効率
は、爆発が生ずる前に、爆発の中心部で最大のエ
ネルギー蓄積を達成できるかどうかにかかつてい
る。この条件はワイヤー径と電流パルス波形を適
宜選択することによつて最適とすることができ
る。理想的には、球状波面を有する衝撃波を創り
出すには、ワイヤーすなわちフイラメントの寸法
を充分小さくし、ポイントチヤージとして挙動で
きるようにしなければならない。これは、パイプ
径に対して、ワイヤーの寸法を小さくすることに
より達成できる。ワイヤーのパイプ内で占める容
積は、該ワイヤーの最大寸法がパイプ内径の約1/
８より大きくないことが好ましい。最初の圧力波
は持続期間が非常に短かいので、閉塞系において
はエネルギー伝達媒体を含む必要はない。
第２図は、上述した装置の実施形態を示すもの
である。拡張を行うパイプ１０はステンレス鋼製
で、その直径は約４cmである。フイラメント１１
はゲージNo.14の銅線で、直径は1.6mm、長さは10
mmである。パイプ内の所要箇所にフイラメントを
同心的に配置する手段（図示せず）が設けられて
いる。フイラメント１１は一対のリード線１６
（ワイヤーNo.6AWGタイプ）によつて接続され、
また共通線境界面（バス・インターフエイス）１
７がパイプ内に延びている長尺の同軸ケーブル１
８に接続されている。ケーブル１８は被覆された
15KV XLPE、同心中立ケーブルである。ケーブ
ルの最先端は、スイツチ１４を介してコンデンサ
ー１３に接続されている。コンデンサーは1200μf
の容量を有しており、10KVまでチヤージされ
る。従つて貯えられるエネルギー量は60KJであ
る。スイツチはイグナイトロンである。適宜なス
イツチとしては、イグナイトロン型GL8205およ
びGL7703スイツチ（いずれもゼネラル・エレク
トリツク・カムパニー製）がある。コンデンサー
１３とパイプ１０との間に延びる別個の接地ケー
ブル１１８を任意に加えて、金属パイプならびに
それに接続する金属製構造体の接地電位の上昇を
防止するようにすれば有利である。ただし、これ
は必要不可欠のものではない。
第３図に示すように、上記の電気回路は、放電
を制御または変化させるための付加的要素を含む
こともできる。上述のように、一定の容量を有
し、一定の電圧にチヤージされたコンデンサー１
３は、イグナイトロン・スイツチ１４の作動によ
り放電する。生じた電流パルスはケーブル１８に
よつてフイラメント１１に送られる。該フイラメ
ントは、放出するエネルギー量ならびに電流パル
ス波形に関連して、エネルギー放出を制御するの
に適した直径、形状、ならび容積を有するよう選
択されている。電流パルス波形を制御するため、
該回路はパルス変圧器１９／およびまたは１ある
いはそれ以上の直列インダクター２０を含む。
所定の位置でパイプを拡張させるのに用いるワ
イヤー爆破法は、直接漏えいを修理する目的でパ
イプ内に挿入した管状物、すなわち、スリーブを
拡張させるのにも等しく利用することができる。
この修理方法は第４図乃至第７図に模式的に示し
てある。この図では、穴２２を有するステンレス
鋼製パイプ２１を修理する場合を示す。穴２２
は、一定期間にわたつて機械的な振動を受けた結
果、ハンガー２３の箇所で機械的に摩耗してでき
たものである。この修理方法は、基本的には、パ
イプ内の所要箇所にスリーブ２４を配置し、該ス
リーブの中央部に配設したフイラメントを爆破さ
せて、スリーブをパイプの内表面に冷間熔接する
と共に、パイプを拡張させて漏えいを封じる工程
からなる。第４図は、穴２２の領域に配設したス
リーブ２４を示す。この例において、パイプはス
テンレス鋼製で、その内径は約６cmであり、ま
た、スリーブは、パイプ用金属材料に冷間熔接可
能で、かつ、塑性変形可能なアルミニウム、アル
ミニウム合金、あるいはステンレス鋼などの金属
でできている。該スリーブの外径はパイプの内径
よりも僅かに小さい。理想的には、スリーブがパ
イプ中に数多くある曲折部を通過し、該パイプに
沿つて挿入されうるためには、該スリーブは球形
でなければならない。しかし、いかなる場合で
も、スリーブの外表面は回転面、好ましくは、放
物線面を構成していなければならない。図示の例
では、該スリーブの内表面も放物線面を構成して
おり、外表面と同軸で、その壁厚は両端部に向つ
て対称的なテーパー状となるよう形作られてい
る。
第５図に示すように、導電性フイラメント２５
はスリーブ２４内で同心的に配置されており、該
スリーブの内部を充たしている水溶性ポリマーま
たはポリマー石鹸のようなエネルギー伝達媒体２
６中に浸漬されている。スリーブの内径との関係
で径を小さくしてあるフイラメントは銅線であつ
て、第２図に示したワイヤー１１とほぼ同一のも
のである。第２図または第３図に示した電気回路
に第５図示のような一対の被覆ケーブル２７を用
いてフイラメントを接続したものにより、所定の
電荷を該フイラメントを通じて急速に放電させ、
フイラメントを爆破して所定のエネルギーを有す
るほぼ球形の衝撃波を発生させる。該衝撃波は媒
体２６によつて伝播し、スリーブの内面にあたつ
て該スリーブを拡張させる。スリーブが拡張する
につれて、このスリーブはパイプ２１の内表面を
たたき、該スリーブ外表面の各点は、二種類の金
属間で冷間熔接が生じるような衝撃角度で、パイ
プ内表面と接触する。図示のようなスリーブの形
状により、爆発のエネルギーを制御して、パイプ
２１にはほとんど塑性変形を与えることなしに該
スリーブの外表面を、第６図に示すように、円筒
状としたり、あるいは、第７図に示すように、該
パイプの内表面を円筒状にするとともにパイプ内
表面と同一面になるようにすることができる。
作業完了後、水溶性エネルギー伝播媒体を洗い
去る。別の方法として、固体またはゲルをエネル
ギー伝達媒体として使用する代りに、パイプ中に
通常存在する水を用いてもよい。この場合、フイ
ラメントはスパイダーにより機械的にスリーブ内
に配設する。
最良の結果を得るためには、スリーブ２４のデ
ザインに注意を払わねばならない。何故なら、ス
リーブは所要量だけ拡張させるだけではなく、そ
の表面の各点において所要の速度を有するととも
に、所要の衝撃角をもつて冷間熔接を行うようパ
イプ２１の内表面と係合しなければならないから
である。第８図および第９図を参照して、以下の
ことを考慮しなければならない。説明を簡単にす
るため、スリーブはほぼ球形であるものとする。
球形の中空金属製スリーブ２４と漏えいパイプ
２１の内壁間の衝撃角は、近密な熔着を得るため
に、2゜乃至7゜に保持しなければならない。この角
度は、第８図に示すように、スリーブの内表面形
状を変えることにより、したがつて、該スリーブ
の壁厚および質量断面を変えることにより容易に
制御できる。電磁的に創り出された圧力波パルス
が伝播している間、スリーブ壁の放射状の拡張
は、スリーブ・セグメントのいずれかに加わる応
力の動力学的バランスに支配される。従つて、 Pwave （衝撃波パルス） pulse （慣性）＝Pinertia （塑性）＋Pplastic
……(1) 上記の解析において、空気抵抗の影響は無視す
る。スリーブ壁の慣性を克服するのに要する圧力
は次式で表わされる。
Pinertia （慣性）＝Wdd2r／dt2 ……(2) （ここで、ｗは壁厚、ｄはスリーブ材の密度） スリーブを塑性変形させるのに要する圧力ｓ(e)
は、第９図に示すスリーブ材の動的応力対ひずみ
図（近似値）から得ることができる。
ｓ(e)＝sy＋（st−sy／et）ｅ ……(3) 上記の関係は、次式を用いて圧力を表わすよう
に変換できる。
Ｐ＝ｓｗ／Ｒ ……(4) ｅ＝ｒ／Ｒ ……(5) 従つて または Pplastic （塑性）（ｒ）＝Py＋Ｑ・ｒ ……(7) スリーブを焼鈍することにより、塑性変形を達
成するのに必要な圧力を減ずることができる。圧
力パルス波形は爆破用ワイヤーの径ならびにイン
パルス電流波形を選択することにより制御可能で
ある。従つて、ひずみ量に影響を与えて、動的応
力対ひずみの関係を変化させる。第８図に示すよ
うなスリーブの箇所Ａ、Ｂにおける２ケのセグメ
ントの速度vA、vBは式(1)から計算できる。簡単化
するために、加わる圧力波パルスは均一とする。
wAｄd2rA（ｔ）／dt2＋PyA＋QA・rA（ｔ） ＝wBｄd2rB（ｔ）／dt2＋PyB＋QBrB（ｔ） ……(8) または wAｄdvA（ｔ）／dt＋PyA＋QA・rA（ｔ） ＝wB・ｄdvB（ｔ）／dt＋PyB＋QBrB（ｔ） ……(9) 従つて、臨界衝撃角は各セグメントの部分速度
を調製することにより制御できる。この部分速度
は該セグメントの壁厚の関数である。この衝撃角
は、更に、エネルギー伝達媒体の部分密度を変化
させることにより（例えば２種またはそれ以上の
水溶性ポリマーを使用し、これらをスリーブ内に
適宜配置することによつて）制御することができ
る。
第１０図は、フイラメント２５を中心に配置
し、これに対し、一対のケーブル２７を介して電
流パルスを印加するよう構成した球形スリーブ２
４を示す。第１１図は、フイラメント２５を中心
に配置し、これに対し、同軸ケーブルを介して電
流パルスを印加するよう構成した球形スリーブ２
４を示す。１以上のフイラメントを使用してもよ
い。
上述の方法を使用するには、まず初めに、パイ
プ中の修理部分を深しあててからスリーブを移動
させ、その後所要の箇所に向けてフイラメントを
爆破させることが必要なことは言うを待たない。
この作業は公知の装置を使用して行うことができ
る。パイプ中の穴のような欠陥部分の位置を探索
するのに用いる超音波検知器は公知である。ま
た、パイプ内部に沿つて他の装置を搬送するた
め、パイプ内を移動可能な装置も公知である。こ
れらの装置、つまり超音波位置探索装置および機
械的移動装置をパツチ包装体（すなわち、修理用
スリーブと爆破用フイラメント）に連絡したもの
を用いて、所要位置に該パツチ（修理材）包装体
を配置することは簡単である。これは第１２ａ図
および第１２ｂ図に示すように、機械的移動装置
２８、位置探索装置２９およびパツチ（修理材）
包装体３０からなる連結体を、位置探索装置２９
が穴２２を探しあてるまで、パイプ２１の内部に
沿つて前進させて行う。この位置探索装置が穴位
置に来た時、パツチ包装体３０は穴２２を超えた
一定距離に位置している。従つて、機械的移動装
置を逆向きに動かして、同一距離を後退移動さ
せ、パツチ包装体を第１２ｂ図に示すような穴位
置まで運ぶ。
位置探索装置は、基本的には超音波変換器（ト
ランスジユーサー）であつて、そのパラメーター
は修理対象となるパイプの内径に合うよう選択さ
れる。たとえば、内径1.5インチ（38mm）のパイ
プに適合するトランスジユーサーの作動周波数は
5MHzで、その直径は、水中で0.75インチ（19mm）
に焦点を合わせる場合、0.25インチ（6.4mm）の
ものである。このようなトランスジユーサーとし
てはメガソニツク社（Megasonic Inc.、Edina、
Mn.U.S.A.）製のものがある。機械的移動装置と
しては、“Electrical World”誌、1979年５月１
日号、第80頁に記載された型のもの、あるいは、
アメリカ合衆国特許第3224734号明細書（1965年
12月１日交付、発明者J.D.Hill、発明の名称
“Pneumatic Self−Propelled Apparatus（空気
圧自走装置）”）に記載された型のものがある。別
の方法として、場合により、修理材包装体を単に
ケーブルリードを手動で押すことによつて移動さ
せることも可能である。
第１３図は、緩和剤（モデレーター）用パイプ
３１を含む、水で核分裂を緩和させる原子炉の部
分構造を示す。この場合、箇所Ａにてパイプを拡
張させる必要があるものとする。パイプのこの部
分は第１４図にその詳細断面を示す。コンクリー
ト壁３２は炉の高放射能区域３３と低放射能区域
３４とを仕切るもので、パイプ３１は壁３２を貫
通して延びている。パイプ３１の箇所Ａは、その
内部からのみ到達可能である。従つて、コンデン
サー１３から出ている同軸ケーブルは、低放射能
区域から所要位置に挿入される。接地線１１８は
点線で示してある。
［発明の効果］ 以上述べてきたように、本発明は、パイプ内の
所定箇所に導電性フイラメントを同心的に配置す
るか、又は、該パイプ内の所定箇所に金属製スリ
ーブを配置してからこのスリーブ内に導電性フイ
ラメントを同心的に配置し、該フイラメントをパ
イプ又はスリーブとフイラメント間の空間に充満
するエネルギー伝達媒体内に浸漬したのち、この
フイラメントを電磁的に爆発させることにより、
該エネルギー伝達媒体を通つて伝達され該パイプ
自体又はパイプ内に配置したスリーブに衝突して
このパイプ又はスリーブを塑性的に拡張する衝撃
波を生じさせる工程からなり、その際、該フイラ
メントはそれを通じて所定の電荷を急速に放電す
ることにより爆発して所定のエネルギーをもつた
衝撃波を発生させ、その制御された量で、該パイ
プを拡張させたり、或は該スリーブを該パイプの
内表面と冷間溶接関係で拡張させたりし、かつ、
該フイラメントは衝撃波がほぼ球状の波面を有す
るよう最大寸法が該パイプの内径の約８分の１よ
り大きくない容積空間を占めるようにすることに
よつて、外部から到達不可能な所定箇所にある金
属製パイプをその壁部に沿つて拡張したり、また
は、その内面に内張りを施すようにしたものであ
るから、原子炉内のような高放射能領域、また
は、その他の人体に危険を及ぼすような箇所に存
在する金属パイプ等の修理を安全且つ効率的に行
うことができる。
また、本発明は、修理するパイプ内に挿入した
スリーブ中に導電性フイラメントを同心的に配置
し；該スリーブと該導電性フイラメントを互いに
所定の関係で所定の箇所まで該パイプに沿つて前
進させる手段を設け；かつ、コンデンサーを該フ
イラメントに接続するとともに、該フイラメント
を通して該コンデンサーを放電させ該フイラメン
トを爆発させるよう作動可能な可撓性ケーブルと
スイツチとを含む電気回路手段を設け、該金属製
スリーブは、同軸回転面を構成する内表面と外表
面を有し、該外表面は放物線形をしていて該スリ
ーブの壁厚がその両端に向かつて対称的なテーパ
ー状を呈し、該フイラメントは該フイラメントの
爆発により生ずる衝撃波がほぼ球状の波面を有す
るよう最大寸法が該スリーブの内径の約８分の１
より大きくない容積空間を占めるように構成し
た、外部から到達不可能な箇所にあるパイプを修
理するための装置を提供するものであるから、原
子炉内のような高放射能領域、または、その他の
人体に危険を及ぼすような箇所に存在する金属製
パイプなどの修理を安全かつ効率的に行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、所定箇所でパイプを拡張させるのに
使用する装置の概略図。第２図は、該装置の一実
施形態図。第３図は、該装置の別の実施形態図。
第４図および第５図は、パイプの漏れを修理する
ため、パイプの内表面にパツチを施したり、内張
りをしたりするのに用いるスリーブの模式図。第
６図は、パイプの漏れを修理するための代表例を
示す断面図。第７図は、パイプの漏れを修理する
ための他の例を示す断面図。第８図は、漏えいパ
イプにパツチ（つぎ）を施すための修理材料一式
を内蔵した包装体の詳細を示す図。第９図は、
（修理用）パツチ材料の性質を示す応力対ひづみ
図。第１０図及び第１１図は修理材包装体の他の
形態を示す図。第１２Ａ図および第１２Ｂ図は、
パイプ中の穴を探し当てて、所定箇所にパツチ材
を配置させる方法の模式図。第１３図は、本発明
の方法を適用する原子炉内の一部を示す模式図。
第１４図は、第１３図に示す緩和剤（モデレータ
ー）用パイプの一部を示す拡大断面図。 ［主なる符号の説明］、１０，２１……パイプ、
１１，２５……フイラメント、１２，１８，２７
……ケーブル、１３……コンデンサー、１４……
スイツチ、１５，２６……エネルギー伝達媒体、
１６……リード線、１７……バス境界面、１９…
…パルス・トランス、２０……直列インダクタ
ー、２４……スリーブ、２８……機械的移動装
置、２９……位置探索装置、３０……パツチ（修
理材）包装体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ パイプ２１内の所定箇所に金属製スリーブ２
    ４を配置し； 前記金属製スリーブ内に、導電性フイラメント
    ２５を同心的に配置し； 前記フイラメントと前記スリーブ間の空間にエ
    ネルギー伝達媒体２６を充満し；かつ、 前記フイラメント２５を電磁的に爆破させるこ
    とにより、前記エネルギー伝達媒体を通つて伝達
    され前記スリーブに衝突して該スリーブを塑性的
    に拡張する衝撃波を発生させる諸工程を含み、 その際、前記フイラメント２５は、それを通じ
    て所定の電荷を放電することにより爆破して、所
    定のエネルギーをもつた衝撃波を発生させ、前記
    スリーブ２４は前記パイプ２１の内表面と冷間溶
    接関係で拡張され、かつ、該フイラメントは前記
    衝撃波がほぼ球状の波面を有するよう最大寸法が
    前記スリーブ２４の内径の約８分の１より大きく
    ない容積空間を占めることを特徴とする、外部か
    ら到達不可能な所定箇所にあるパイプの内面を内
    張りによつて修理する方法。 ２ 前記スリーブ２４の内表面と外表面が同軸回
    転面を構成し、前記外表面は放物線形で前記スリ
    ーブの壁厚はそれぞれ両端に向つて対称的なテー
    パー状を呈する特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。 ３ 前記スリーブ２４の内表面が放物線形である
    特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４ 前記スリーブ２４の外表面が球形である特許
    請求の範囲第３項に記載の方法。 ５ 前記エネルギー伝達媒体２６が、前記パイプ
    中に通常存在する非爆発性液体である特許請求の
    範囲第２項に記載の方法。 ６ 前記エネルギー伝達媒体２６が非爆発性で、
    水溶性の固体またはゲルである特許請求の範囲第
    ２項に記載の方法。 ７ 前記スリーブ２４がアルミニウム製で、その
    形状は、前記外表面の各点が前記パイプの内表面
    と成す衝撃角が2゜乃至7゜の範囲であるように形成
    した特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ８ 前記スリーブ２４と前記フイラメント２５
    は、まず、両者を互いに固定した関係で、前記パ
    イプ２１に沿つて前記所定箇所から一定の距離に
    ある位置まで前進させ、ついで、両者を前記所定
    箇所まで前記一定の距離にわたつて前記パイプ２
    １に沿つて移動させることにより、前記所定箇所
    に配置される特許請求の範囲第２項に記載の方
    法。 ９ 金属製スリーブ２４と； 前記スリーブ内に同心的に配置された導電性フ
    イラメント１１，２５と； 前記スリーブと前記導電性フイラメントを互い
    に所定の関係を保つて、所定の箇所までパイプに
    沿つて前進させる手段２８と； 前記パイプの外部に配置したコンデンサー１３
    と； 前記コンデンサーを前記フイラメントに接続
    し、前記フイラメントを通じて前記コンデンサー
    を放電させて該フイラメントを爆発させるよう作
    動可能な可撓性ケーブル１２，１６，１８とスイ
    ツチ１４とを含む電気回路手段１２−１８とを含
    み、 前記金属製スリーブ２４は同軸回転面を構成す
    る内表面と外表面を有し、前記外表面は放物線形
    をしていて該スリーブの壁厚がその両端に向つて
    対称的なテーパー状を呈し、かつ、前記フイラメ
    ント１１，２５は該フイラメントの爆発により生
    ずる衝撃波がほぼ球状の波面を有するよう最大寸
    法が前記スリーブ２４の内径の約８分の１より大
    きくない容積空間を占めることを特徴とする、パ
    イプの所定箇所においてその内面を内張りにより
    修理する装置。 １０ 前記スリーブ２４の内表面が放物線形であ
    る特許請求の範囲第９項に記載の装置。 １１ 前記スリーブ２４の外表面が球形である特
    許請求の範囲第９項に記載の装置。 １２ 前記スリーブ２４が、前記フイラメントと
    該スリーブ間の空間に充満している水溶性音響エ
    ネルギー伝達媒体２６で包まれている特許請求の
    範囲第９項に記載の装置。 １３ パイプ１０内の所定箇所に導電性フイラメ
    ント１１を同心的に配置し、次いで前記フイラメ
    ントを前記パイプと該フイラメント間の空間に充
    満しているエネルギー伝達媒体１５に浸漬し；か
    つ、 前記フイラメント１１を電磁的に爆発させるこ
    とにより、前記エネルギー伝達媒体を通つて伝達
    され前記パイプに衝突して該パイプを塑性的に拡
    張する衝撃波を発生させる諸工程を含み、 その際、前記フイラメント１１は、それを通じ
    て所定の電荷を急速に放電することにより爆破し
    て所定のエネルギーをもつた衝撃波を発生させ、
    その制御された量で前記パイプ１０を拡張させ、
    また、該フイラメントは、前記衝撃波がほぼ球状
    の波面を有するよう、その最大寸法が前記パイプ
    １０の内径の約８分の１より大きくない容積空間
    を占めることを特徴とする、外部から到達不可能
    な所定箇所にあるパイプの壁部に沿つた部分を拡
    張させて修理する方法。 １４ 前記エネルギー伝達媒体が前記パイプ内に
    通常存在する非爆発性液体である特許請求の範囲
    第１３項に記載の方法。 １５ 前記エネルギー伝達媒体が非爆発性で、水
    溶性の固体またはゲルである特許請求の範囲第１
    ３項に記載の方法。
JP56105161A 1980-07-07 1981-07-07 Method and device for repairing tubular object by electromagnetically exploded filament Granted JPS5747091A (en)

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0119996B1 (en) * 1982-09-24 1990-02-07 The Babcock & Wilcox Company Method of repairing leaks in steam generator tubes
FR2563127A1 (fr) * 1984-04-20 1985-10-25 Barras Provence Dispositif et procede pour chemiser des tubes par effet hydro-electrique
US5038994A (en) * 1987-10-13 1991-08-13 The Babcock & Wilcox Company Apparatus for explosively welding a sleeve into a heat exchanger tube
DE68901380D1 (de) * 1989-02-10 1992-06-04 Babcock & Wilcox Co Explosionsschweissen von buechsen an innenflaechen von rohren.
US5022148A (en) * 1989-04-07 1991-06-11 The Babcock & Wilcox Company Method for explosively welding a sleeve into a heat exchanger tube
JPH06312820A (ja) * 1992-06-30 1994-11-08 Akio Oguchi 無端ベルト掛け渡し用プーリ
FR2987288B1 (fr) * 2012-02-29 2014-03-21 Adm28 S Ar L Tete d'un dispositif de decharge electrohydraulique par fil explose
CN119534119A (zh) * 2024-11-19 2025-02-28 江苏龙腾电力工器具质量检测有限公司 一种用于电力索具的检测装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3208254A (en) * 1960-04-23 1965-09-28 Inoue Kiyoshi High pressure generating apparatus
US3203212A (en) * 1963-03-01 1965-08-31 Lockheed Aircraft Corp Explosive forming by electrical discharge method and apparatus
CH478604A (de) * 1968-06-24 1969-09-30 Siemens Ag Vorrichtung zum Umformen von Werkstücken mittels Druckwellen
DE1809098A1 (de) * 1968-11-15 1970-06-25 Siemens Ag Vorrichtung zum Bearbeiten langgestreckter,geradlinig oder gekruemmt verlaufender geschlossener Werkstuecke mittels Druckwellen
DE1911424A1 (de) * 1969-03-06 1970-09-24 Siemens Ag Verfahren zum Bearbeiten von Werkstuecken mittels Unterwasser-Druckstoessen
US4069573A (en) * 1976-03-26 1978-01-24 Combustion Engineering, Inc. Method of securing a sleeve within a tube

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