JPH0261356B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属パイプを爆発によつて接合する方
法に関するもので、本発明によれば接合すべきパ
イプの対向端部を外側金属リングと内側金属リン
グとの間に挿入し、同内側金属リングは傾斜ヘリ
で外側の輪郭を形成し、従つて内側リングと各パ
イプ端部の内壁側面との間にくさび形に形成され
た隙間が形成され、その後、内側リングの内側で
爆発物で爆発を生じせしめるものである。

パイプを爆発によつて接合する多くの方法が既
に公知である。例えば、英国特許第766741号には
パイプ端を外側リングと内側リングとの間に挿入
して、更に爆発物をシリンダ状として内側リング
の内側で爆発を生じせしめている。このようにし
てパイプ端部と外側リングが変形してパイプ間の
接合（shape−dependent joint）が行われる。内
側リングは鉛のような柔らかい材料で作られ、パ
イプの端部表面の間の隙間に圧入され同端部表面
を腐食に対して保護するようになつている。この
方法を用いる場合、高圧下で高温の流体に対して
接合が緊密でないという危険性が十分にある。ま
た接合部の機械的強度は柔らかい材料でできた内
側リングが強度の増大をもたらさないために実際
上、全く外側リングとパイプ端の変形に左右され
る。

米国特許第3290771号に腐食防護被覆をした薄
肉パイプの爆発接合方法が示されている。同方法
ではパイプの端部をプラスチツクスリーブの両端
にある環状のみぞ又は凹部に挿入し、同プラスチ
ツクスリーブは爆薬を取り囲こみ、一対の環状溝
を有する分離可能な外側リングによつて取り囲ま
れている。爆発時にこの環状溝がパイプ端とスリ
ーブにおいて互い違いに谷と山とになり、パイプ
端をプラスチツクスリーブにロツクする。爆発
後、外側リングを割つてそして取り外す。この方
法は薄肉パイプを接合する時にのみ使用可能で厚
肉鉄パイプ、例えばオイル又はガス用パイプライ
ンに用いるパイプの接合には不適であり、特に20
バールまでの圧力120℃までの温度に耐えること
が必要な地域暖房用のパイプの接合には全く使用
できない。

一般に本発明は先ず、爆発によつてパイプライ
ン用及び地域暖房ライン用のパイプなどの厚肉金
属パイプ間の高強度の接合を得る方法を提供する
ものである。今日まで、このような用途に用いら
れるパイプは溶接されてきたがその溶接方法は高
い熟練した技術レベルが要求され、特に導管の内
側のような近ずきにくい場所でしばしば溶接作業
を行なわなければならないので高コストになる。
多くの場合、溶接部はＸ−線検査をしなければな
らず、同検査は更に経費を増すものである。従つ
て本発明はまた、より簡単で時間の消費及び必要
装置を少なくすることができる、特に作業を行う
のにむずかしい位置にあるパイプの接合方法を提
供するものである。

この目的は環状爆薬を用いる本発明によつて成
し遂げられる。即ち本発明においては、例えば後
に示す第１図に見られるように、接合すべきパイ
プの対向端部を内、外の金属リングで挟み、内側
リングの内部に環状の爆薬１６を挿入し、該爆薬
の中央部に対向しその半径方向の大きさが爆薬の
軸方向より本質的に短い起爆手段、即ち細長い雷
管１７によつて該爆薬の中心部から漸次外部に向
つて爆発を行なわせる。しかしてこの爆薬の中心
部からはじまる強力で発熱を伴う爆発波によつ
て、これに対向する内側リングとパイプ端部との
間に溶接が行なわれ、これによつて目的とする金
属パイプ間の溶接が達成できるものである。

本発明は例えば２枚の鋼板を爆発によつて溶接
するときの条件と類似した条件を念頭においてな
されたもので、２枚のシートのうちの１枚のシー
トをわずかな距離を加速した後に、他のシートに
打ちつけるものでこれによつて一端で爆発が開始
され衝突が連続して他端方向に生じる。本発明に
よれば、傾斜ヘリを有する内側リングを用い中心
で爆発を始めることにより衝突ゾーンは中心から
内側リングの端に向う反対方向に生じる。

本発明による方法の好ましい適用例において、
近ずきにくい場所でのパイプ接合がつぎのような
操作により特に簡単となる、すなわち先づ内側リ
ングと外側リングのヘリの間の中央に位置するス
ペーサ手段の助けを借りて内側リングを外側リン
グに取り付け続いて内側リングを取り付けた外側
リングをリング間の隙間にあるスペーサ手段にパ
イプ先端がつき当るまで一方のパイプ端部上にす
べり込ませ、環状の爆薬を内側リングの内側にあ
る決まつた場所に固定した後、他のパイプ端部を
スペーサ手段に同パイプの先端が接するまでリン
グ間の隙間に挿入する。この方法は接合部それ自
身に近ずくことを全く要求されず、むしろ一方の
パイプの外側端に近ずくだけで十分であり、従つ
てこの端に力を加えてパイプを互いに押すことが
できる。スペーサ手段はリングがパイプ端部に対
して正確に中心に位置するのを保証し、これはパ
イプ端部の均一な変形及び接合を得るために必須
である。

本発明を図面に示した実施例を参考にして下記
に更に詳細に説明する。

第１図中、１と２は直径32cmの一対の規格鉄パ
イプを示し、同パイプに本発明による接合装置を
据え付けている。同装置はパイプの厚さよりも厚
く、従つて半径方向における強度がパイプよりも
大きな鉄製の外側リング３を含んでいる。リング
３は内部周囲溝４を有し、同溝は狭い平坦な底部
表面７の両側に互いに向つて傾斜するヘリ５，６
をもつてほぼＶ字形に形成されている。図に示す
如くパイプ１，２の端は底部表面７の端まで延び
ている。

溝４の中心線上のパイプの内側に鉄製内側リン
グ８があり、同リングの幅はほぼ溝４の幅と等し
い。内側リングの頂部側は溝４のヘリ５，６と同
じ傾斜を有する傾斜表面９，１０でできている。
表面９，１０は平坦な底を有する浅い溝１１によ
つて分けられており、同溝の幅は外側リング３の
底部表面７の幅と等しい。

リング３とリング８はスペーサ手段によつて互
いに固定され、同スペーサ手段は波形の鋼帯１２
に成形することができ、詳細を第５図に示してい
る。鋼帯１２は互い違いになつた部分１３と１４
を有し、第２図に示すリング位置において、互い
違いになつた部分は溝４の底部でスポツト溶接さ
れ、更にリング８の溝１１の中に弾挿されてい
る。このように鋼帯１２は溝１１の深さに相当す
るばね移動を可能とする弾性を有している。第５
図において、１５は溝４に対する溶接点を示して
いる。代りに鋼帯１２を第５図中で一点鎖線の間
で示すような短い区分で均一に分割することがで
きる。弾力性の帯を用いることによつて、同帯は
内側リング中の溝中に弾挿することができ、且つ
集合体を簡単にすることができる。その理由は現
存する傾斜表面９，１０が帯をじやまにならない
所に押し付けるからである。詳述した形式のスペ
ーサ手段を用いることによる付加的な長所は、変
形した後スペーサーの占めるスペースが極めて小
さくなることである。これについて以下に記述す
る。

第１図中、上半分は内側リング８に取り付けた
爆薬（概略的に図示）が爆発する前の構成部材の
位置及び形状を示している。爆薬は紙ジヤケツト
に包まれた環状のダイナマイト爆薬で構成されて
おり、雷管（起爆手段）１７によつて爆発が生
じ、同雷管は爆薬の周囲に均一に分配され且つ一
方のパイプを通つて外部に通じた電線１８に接続
されている。リング８の膨張を伴う爆発の後、第
１図の下半分に示される外観のような接合部が得
られる。パイプ端は外側に向つて円錐状となり且
つ内側と外側リングとの間にはさまれ、その結果
パイプそれ自身の引張り強さとほとんど同じ引張
り強さを有する接合部が得られる。爆薬の適切な
配分と共に接合面をていねいに清掃することによ
つてまた第１図中矢印で示す間の面積中で内側リ
ング材とパイプ材との間で溶接が行われ、緊密な
接合部が得られる。帯１２はパイプ端間のスペー
ス中に容易に一緒に折り曲げられ、従つて変形過
程を阻害しない。第１図中に示す如く、内側リン
グ８はパイプ端間に実際上スムーズな接合をもた
らし、従つて接合部は流体に感知できるほどの乱
れを何ら生じせしめることがない。

第１図に示す実施例において、モーメントアー
ム（moment arm）の長さはパイプの初期変形
時に最大になる。その理由は内側リング８がパイ
プの外側ヘリの近くでパイプ端に対して接するか
らである。本発明装置によれば爆薬の大きさは先
ず実行すべき変形作業に従つて決められるので、
爆薬の大きさを最小限にすることができる。外側
リング３の廻りに均等に配設され且つ溝４を外気
に連通せしめる換気ダクト１９を介して、溝４中
の媒介物をすばやく放出することができる。この
ことは爆薬の大きさを最適サイズに維持するもの
に役立つ。

外側リングの溝４と内側リング８の最適形状は
パイプの直径、材料特性、溶接条件等の種々の要
因によつて変えることができる。第２図、第３図
及び第４図は外側リングと内側リングの他の変形
した実施例を示し、図中第１図とと同じ符号は対
応する部品を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための接合装置
の一実施例を示す長手方向断面図で一対のパイプ
端に取り付けている。第２図は第１図に示す内側
リングの実施例を示している。第３図と第４図は
爆発の前及び後の内側リングと外側リングの他の
実施例を示す長手方向の断面図である。第５図は
スペーサ部材の一実施例を示す側面図である。 １，２……パイプ、３……外側リング、４……
溝、５，６……ヘリ、７……底部表面、８……内
側リング、９，１０……傾斜表面、１１……溝、
１２……鋼帯、１６……爆薬、１７……雷管、１
８……電線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 接合すべき１対のパイプの対向端部を外側金
   属リングと、傾斜ヘリで外側形状を構成した内側
   金属リングとの間に挿入し、それによつて内側リ
   ングと両パイプ端部の内側表面との間にくさび状
   の隙間を形成し、内側リングの内側で爆薬による
   爆発を生じせしめることより成る爆発によつて金
   属パイプを互いに接合する方法において、その軸
   方向の長さが半径方向の厚さより本質的に大であ
   る環状の爆薬１６を使用し、同爆薬はその半径方
   向の大きさが爆薬の軸方向の全長より本質的に短
   くて爆薬の中央部に対向する起爆手段１７によつ
   て爆発せしめられ、該爆発は爆薬の軸方向の中心
   部からのみはじまつてその爆薬の中心部から反対
   方向に作用する爆発波を生成し、このようにして
   爆薬の爆発力により、内側リング８の膨張にとも
   なうパイプ端部１，２と内側リング８との間に衝
   突圧力によつて内側リングの材料とパイプ端部の
   材料との間に溶接を生じさせることを特徴とする
   爆発によつて金属パイプを互いに接合する方法。 ２ その間に接合すべき１対のパイプの相対向す
   る端部を挿入できる外側金属リングと内側金属リ
   ングとを含み、内側金属リングはその外側形状が
   傾斜ヘリをなし、その内部に爆薬を挿入すること
   を可能としたことより成る金属パイプを互いに接
   合する装置において、爆薬１６は環状で且つその
   軸方向の長さが半径方向の厚さより本質的に大で
   あり、さらにその半径方向の大きさが爆薬の軸方
   向の全長より本質的に短くて該爆薬の中央部に対
   向する起爆手段１７がこれによつて爆薬の周囲に
   均一な爆薬を生じるように配置され、該起爆手段
   １７は爆薬の軸方向の中心部にのみ接し、爆発は
   爆薬の該中心部からはじまつてその反対方向に作
   用する爆発波を生成するように構成され、このよ
   うにして爆薬の中央部からはじまる爆発力によ
   り、内側リング８の膨張にともなうパイプ端部
   １，２と内側リング８との間に衝突圧力によつ
   て、内側リングの材料とパイプ端部の材料との間
   に溶接を生じさせることを特徴とする爆発により
   金属パイプを互いに接合する装置。