JPH03168492A - 管継手の形成方法 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、管継手の形成方法に係り、特に、母管管壁に
明けた穴に連結管とカヅプリングとを溶接によって取り
付ける場合における溶接部近傍の欠陥発生を防止する技
術に関するものである。

「従来の技術」 原子力発電関連プラント、各種エネルギ関連プラント、
化学プラント、火力発電プラント等には、その配管路の
途中に、サンプリング管、圧力検出用管、信号取り出し
管等が、管継手によって接続される場合がある。

沸騰水型原子炉における原子炉格納容器を例に取って、
第２図に基づいて説明すると、コンクリート製生体遮蔽
壁（原子炉建Ｍ壁）ｌに囲まれた鋼製容器２の中に、原
子炉圧力容器３、原子炉ペデスタル４、原子炉遮蔽聖５
がそれぞれ収納されるとともに、ダイヤフラムフロア６
によって、ドライウェル７とサブレッシタンチェンバ８
とが区画され、ドライウエル７に布設される主蒸気系配
管９には、その配管経路における破断事故時の最大蒸気
量を制限することと、蒸気流量を検出することとを目的
として、流量制限器１０が設置されており、該流量制限
器ｌＯは、第３図に示すように、ラッパ管（ベンチュリ
ー管）状の絞り管ｔｉと、この絞り管１１の内部と主蒸
気系配管（母管）９の外部とを連通させる貫通穴１２及
び連結管１３と、該連結管■３の外側に位置して貫通穴
ｌ２を外側に延長するように、母管９の外壁に取り付け
られるカップリングｌ４とを具備して、母管９に対して
連結管１３及びカップリングｌ４を、内部溶接郎Ｌ５と
外部溶接部ｌ６とによって取り付けている管継手構造で
あり、カップリングｌ４には、さらに、流量検出管１７
が接続されて所望箇所まで導かれている。

「発明が解決しようとする課題」 このような管継手構造であると、両溶接部ｌ５・１６を
形成ずる場合に、溶融状態の溶接金属が凝固するときに
収縮が伴うことに基づいて、その近傍に引っ張り残留応
力が残され易くなる。例えば、母管９と連結管ｌ３とカ
ップリングｌ４とは、それぞれＳＵＳ３０４等のオース
テナイト系鋼によって形成される場合が多いが、特に、
機械的強度の優れた母管９に対して、小径の連結管ｌ３
が取り付けられている場合であると、母管９が熱変形す
ることによって、連結管ｌ３を固定している内部溶接部
ｌ５の部分に力が集中するために、内部溶接部ｌ５の近
傍について、十分な信頼性を確保することが要求される
。

したがって、定期検査時等において、両溶接部ｌ５・１
６あるいはその近傍の配管壁の状態を十分に検査するこ
とが望ましい。

従来、両溶接郎ｌ５・１６の近傍に欠陥部が生じた場合
や、その懸念がある場合は、管継手を両溶接部ｌ５・ｌ
６の部分で解体して、新規の連結管１３及びカップリン
グ１４を再溶接によって取り付ける等の対策を講じるこ
とが考えられている。

しかしその場合であっても、特に条件的に厳しい内部溶
接部１５近傍の欠陥発生防止対策が行なわれないと、管
継手の解体及び再補修の必要性が生じることにもなりか
ねない。前述の主蒸気系配管９の場合であると、原子炉
運転後の交換作業時には、作業従事者の放射線被曝低減
対策を十分に行なうことも必要となり、その労力は多大
なものとなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、管
継手における溶接部近傍の欠陥部の発生を防止可能とし
、また、既設の管継手に対する補修時にも応用可能とす
るものである。

「課題を解決するための手段」 かかる課題を解決するために、母管管壁に明けた貫通穴
に連通管の外方端部を挿入する工程と、前記貫通穴の内
壁面と連通管の外方端部との環状間隙にバックアップリ
ングを挿入する工程と、連通管の外方端部を拡径して塑
性変形を生じさせ外方端部をバックアップリングに密着
状態にする工程と、バックアップリングの外側にカップ
リングを配するとともに前記母管の外壁面とバックアッ
プリングの一郎表面とカップリングとの間を溶接する工
程とを組み合わせた管継手の形成方法としている。

「作用」 連通管の外方端部を拡径して塑性変形を生じさせると、
拡径時にバックアップリングを弾性変形させた反力によ
り、拡径寸法分に対応して外方端部が圧縮されて、いわ
ゆる嵌着状情となることにより、外方端部とバックアッ
プリングとの密着部分にシール性が生じ、かつ、連ａ管
の移動が防止される。

母管の外壁面、バックアップリングの一部表面、カップ
リングの間を溶接すると、その溶接部形成時の熱が連通
管に伝達されることが少なくなり、熱影響を及ぼすこと
がなくなる。

一方、バックアップリングの部分は、応力腐食割れ等の
欠陥部発生の起こりにくい材料によって形成することに
より対応可能となる● 「実施例」 第１図（Ａ）ないし第１図（Ｅ）は、本発明に係る管継
手の形成方法を第３図に示した流攪制限器ｌＯの箇所の
管継手に適用する場合の工程例を示している。

［母管貫通穴の形成］ 第１図（Ａ）に示すように、ＳｔＪＳ３０４材料からな
る母管９の管壁に、連通管１３の外径より大きい内径の
貫通穴ｌ２を形成するとともに、母管９の外表面を覆う
ようにＳＯＳ３０Ｂ及びＳＯＳ３Ｏ９材からなるバタリ
ング加工を施す等の方法で、溶接座２０を一体に設け、
該溶接座２０に貫通穴ｌ２と同心的に接続状態でかつこ
れより直径の大きな大径穴２ｌを明ける。該大径穴２１
の形成により段部２２が形成される。なお、既設母管に
以下の方法を適用する場合は、上記に準じて当初の貫通
穴の拡大が行なわれる。

［連通管の挿入］ 母管９の貫通穴１２の中に、例えばＳＵＳ３０４材から
なる連通管ｌ３を外向き状態として挿入する．該連通管
ｔ３の挿入により、貫通穴ｌ２の内壁面と連通管ｌ３の
外方端部（第１図では上方の端部）との間に環状間隙２
３が形成される。

［バックアップリングの挿入］ 前記貫通穴ｌ２の内壁面と連通管ｌ３の外方端部との間
に形成された環状間隙２３に、第１図（Ｂ）に示すよう
に、バックアップリング２４を挿入する。

該バックアップリング２４は、大径穴２ｌに挿入可能で
かつ段郎２２に係止される大径郎２４ａを有し、その上
端部が溶接座２０より外方に突出するように設定され、
低ＳＣＣ材（耐応力腐食割れ材）である例えばＳＴＪＳ
３　１　６Ｌにより形成される。

［連通管の拡径］ 第ｌ図（Ｃ）示す範囲Ｘを、適宜Ｉｆａ器を用いて半径
外方向に押し広げることにより、連通管ｌ３の外方端部
（バックアップリング２４と重なっている部分）を拡径
して、貫通穴ｌ２の内壁及びバックアップリング２４を
弾性変形させる一方、連通管工３の外方端部に塑性変形
を生じさせることにより、該塑性変形部分をバックアッ
プリング２４に密着させた状態にする。

連通管１３の外方端部を拡径して塑性変形を生じさせた
後、拡径力を除去した状態とすると、拡径時に貫通穴ｌ
２の内９１びバックアップリング２４を弾性変形させた
反力により、拡径寸法分に対応して、連通管ｌ３の塑性
変形部分が内方に圧縮縮径され、いわゆる嵌着状態とな
ることにより、連通管ｌ３の外方端部とバックアップリ
ング２４との密着部分にシール性が生じ、かつ、連通管
ｌ３が固定された状態となり、以後、連通管｛３の移動
が妨げられることになる。

ｃカップリングの設定〕 第１図（Ｄ）に示すように、溶接座２ｏから突出してい
るバックアップリング２４に、カップリングｌ４を外嵌
する。この場合にあってバックアップリング２４により
カップリングｌ４の位置決めがなされる。該カップリン
グ１４は、例えば低ｓｃｃ材であるＳＵＳ３　１　６Ｌ
により形成される。

［カップリングの溶接］ 第ｌ図（Ｅ）に示すように、母管９の外壁面である溶接
座２０と、バックアップリング２４の一部表面と、カッ
プリングｌ４との間に、外部溶接部ｌ６を形成して、こ
れらを一体化する。

「管継手の状態」 第１図（Ｅ）の状態に形成された管継手は、連結管１３
を母管９に固定する方法として、前記外方端部をバック
アップリング２４とともに拡径して、その拡径時に弾性
変形させた分の反力によって、塑性変形により直径が大
きくなった部分、連結管１３の外方端部を常時圧縮して
支持することになり、外方端部に圧縮応力が付与され、
この部分に応力腐食割れ等の欠陥が発生することを防止
する。また、外部溶接部１６を形戊するときの溶接熱は
、溶接座２０、母管９及びバックアップリング２４を経
由するものとなるために、連結管１３の拡径郎分が熱影
響を受けることがなくなる。

一方、外部溶接郎ｌ６の形戊にともなう溶接熱の影響を
検討すると、母管９は溶接座２０を形成し、この溶接座
２０，カップリング１４、バックアップリング２４をそ
れぞれ耐応力腐食割れ材とすることによって対応するこ
とができる。

［他の実施例］ 以上の一実施例における説明では、母管９に、連結管ｌ
３及びカップリングＬ４を新規に取り付ける場合、つま
り、新規の管継手を形戊する方法を例に採ったが、管継
手の補修を行なう場合への応用が可能である。

この応用例について説明すると、前述したように、貫逮
穴ｌ２を大きく明け直すとともに、新たに溶接座２０を
設け、かつ、カップリング１４及びバックアップリング
２４について材料を吟味し、前述した工程に準じて管継
手を形成すればよい。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係る管継手の形成方法は
、 ■連結管を母管に対して取り付ける場合に、バックアッ
プリングを介在させて拡径を行なうものであるから、連
結管の拡径部分に圧縮応力が付与された状態となって、
応力腐食割れの発生を防止することができる。

■連結管の固定部分の溶接を省略し、かつ、外部溶接部
形成時の溶接熱の伝達が、バックアップリングや母管壁
を経由する間接的なものとなって、熱影響を低減するこ
とができる。

■貫通穴を明け直し、かつ、一郎の材料を交換すること
によって、既設の管継手に対して適用することができ、
特に、連結管取り付け部分の改善効果が高い。

等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）ないし第１図（Ｅ）は本発明に係る管継手
の形成方法の一実施例における工程説明図、第２図は沸
騰水型原子炉の原子炉格納容器の例を示す正断面図、第
３図は第２図における鎖線■部分の拡大断面図である。 ９・・・・・・主蒸気系配管（母管）、１０・・・・・
・流量制限器、 １１・・・・・・絞り管、 １２・・・・・・貫通穴、 ｌ３・・・・・・連結管、 ｌ４・・・・・・カップリング、 １６・・・・・・外部溶接部、 ２０・・・・・・溶接座、 ２１・・・・・・大径穴、 ２２・・・・・・段部、 ２３・・・・・・環状間隙、 ２４・・・・・・バックアップリング、２４ａ・・・・
・・大径部。 第 ２ 図 第 ３ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 母管管壁に明けた貫通穴に連通管の外方端部を挿入する
   工程と、前記貫通穴の内壁面と連通管の外方端部との環
   状間隙にバックアップリングを挿入する工程と、連通管
   の外方端部を拡径して塑性変形を生じさせ外方端部をバ
   ックアップリングに密着状態にする工程と、バックアッ
   プリングの外側にカップリングを配するとともに前記母
   管の外壁面とバックアップリングの一部表面とカップリ
   ングとの間を溶接する工程とを有することを特徴とする
   管継手の形成方法。