JPH0371232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管継手を作る方法に係る。管の接続は
さまざまな方法でおこなわれており、その１つ
に、例えばガス、オイルまたは他の工業製品用配
管系のような大口径の管の場合に特に用いられる
溶接がある。地域暖房設備の配管にもこれがあて
はまる。この種の管では漏れのないこと及び強度
の要求が一般に極度に高く、精密な溶接法が必要
とされる。これらの管はしばしば不利な気象条件
の下で、かつ建築敷地外で溶接されなければなら
ない。溶接部に対する要求が高いために、溶接に
経費がかさみ、時間を浪費する。さらに溶接は熟
練労働を必要とする。普通の溶接は配管系に生じ
うるクラツクの走行を防ぐことができない。これ
らのクラツクは溶接部を通過して配管に沿い数キ
ロメートルに及んで走行しさえする。

本発明は漏れがない高度の要求を満足する接合
部をつくることを目的とする。

本発明によれば前記目的は、２本の管を連結す
る方法であつて、２本の管を互いに同軸的に突き
合わせる段階と、２本の管の突き合わせ部の外周
に外側管状部材を嵌める段階と、内部に爆発性の
装薬を有し、外径が２本の管の内径よりわずかに
小さい内側管状部材を準備する段階と、内側管状
部材を２本の管の突き合わせ部の内周に置く段階
と、爆発性の装薬を起爆させ、２本の管の突き合
わせ部及び外側管状部材を外側に変形させると共
に２本の管の突き合わせ部及び内側管状部材を溶
着させる段階を有する、管継手を作る方法によつ
て達成される。

本発明の方法によれば、爆発性装薬の爆発が行
われると、接合個所で管の端部が外側管状部材と
共に外側に反ると同時に、接合点の内側でも爆発
溶接が得られる。この結果、管の端部と外側管状
部材との変形により機械的接合が外側から形成さ
れると同時に内側からも接合点に沿つて爆発溶接
が得られる。従つて機械的接合と爆発溶接接合と
いう２重の接合がこの新規の接合方法を用いて得
られる。機械的接合は満足すべき強度を有すると
共に漏れのない接合部を提供し、内側の爆発溶接
接合はさらにこの強度を向上させる。これら２つ
の接合のうち、爆発溶接接合が最も重要で、機械
的接合は単にその結果にすぎない。

外側管状部材と、爆薬を装填した内側管状部材
とは両方ともきわめて高精度に工場生産されうる
から、高い精度が得られる。

爆発性装薬はさらに管の形状をしており、起爆
薬が雷管を公知の方法で発火させるべく備えられ
ている。爆発性装薬はその内周に沿つて同時に爆
発させられる。爆発性装薬の爆発は、内側管状部
材のその端部間で爆発性装薬が爆発されれば、軸
方向に両方向にむかつて進む。

内側管状部材は断面が好ましくは三角形をな
し、管の内面からの最小距離は内側管状部材の厚
さに従つて、０及び10mm間で変化する。内側管状
部材の厚さが増すにつれて、継ぎあわされた管の
内面までの距離は大きくなりうる。

爆発溶接内におけるフリンジ効果を防ぐため、
3000メートル／秒から6000メートル／秒の爆速、
好ましくは4500メートル／秒から5000メートル／
秒の爆速が用いられる。

外側管状部材はその端部間の壁厚が薄めであつ
てよい。これは外側周縁溝かまたは内側周縁溝を
用いて得ることができる。これによつて外側管状
部材上により滑らかな外面が得られる。

外側管状部材は薄い材料よりなりうる。この場
合硬い周縁リングがサポートリングとして機能す
べく圧接され、爆発溶接後に取除かれる。このサ
ポートリングは好ましくは取外しを簡便にするた
め切り込みをつけることができる。

外側管状部材と内側管状部材は両方とも異種材
料であることができ、さらに接合される管の材質
とも異なる材料でありうる。

しかし、接合される管が複合材料でできていれ
ば、両方の管の内面と同じ材料で内側管状部材を
構成するようすすめられる。

外側管状部材及び接合される管の間に可能なか
ぎり最高の密封性を得るため補助部材を配置する
ことがすすめられる。これらの補助部材は各種の
材料の隆起部もしくは挿入部材を含むことができ
る。

溶接が超音波式に検査される場合は、接合され
る２つの管及び外側管状部材間を超音波が通過す
ることを可能にする材料で層を形成することがす
すめられる。適した材料は亜鉛またはプラスチツ
クである。

内側管状部材の三角形の断面は先に指摘したよ
うに、三角形断面が等辺形でありかつ接合される
管の内側表面に関して3゜から20゜傾斜した辺を有
するように形成されていなければならない。角度
が広がれば衝突前面の速度は降下する。

前記の管状爆発性装薬はダイナマイト、ダイナ
メツクス（dynamex）、トリニトロトルエンより
なることができ、さらにたとえばボール紙、木材
繊維、木粉、プラスチツクドロマイトまたは食塩
のような不活性材料を混入することもできる。こ
の不活性材料は粉末状かもしくは層状にして添加
することができる。従つて爆発性装薬は上下に重
ねあわせた数個の層よりなり、これらの層はたと
えば爆薬と不活性材料とを交互に重ねあわせるこ
とができる。

発雷性装薬は円板形もしくはスポーク状に形成
することができ、後者の場合は爆薬は限定され
る。

爆発性装薬、起爆薬及び雷管は適切に包装され
なければならない。プラスチツクがこの目的のた
め適した材料だが、しかしたとえばアルミニウム
のような他の材料も適している。

本発明の方法を水中でおこなうことも可能であ
る。これは爆発溶接によつて機械的に接合される
表面と同じく、外側管状部材と内側管状部材の両
方を接合点に密接する。封水部は吸込み装置によ
つて水を完全に取除かれる。

本発明のその他の特徴は前述の請求範囲によつ
て明らかである。

本発明を添付の６枚の図面を参照してさらに詳
しく説明する。

第１図は接合すべき２本の管１及び２を示す。
外側管状部材としてのサポートリング３は接合点
に沿つて適用される。接合部の内側には、内側管
状部材としての三角形断面のオーバラツプリング
４が配置されている。もちろんオーバラツプリン
グ４は他の任意の適当な断面をもつことができる
が、但し三角形断面が好ましいことがこれまでに
判明している。オーバラツプリング４と管１及び
２の内面との間の最小距離は０及び10mm間で変わ
りうる。オーバラツプリング４とサポートリング
３の両方は２本の管１及び２と同種の材料とする
ことが好ましい。もちろん他の材料であることも
可能である。但し管１及び２が複合管であれば、
オーバラツプリング４の材料を管の内側層を形成
する材料と同種のものとすることがすすめられ
る。オーバラツプリング４の内側は爆発物質の管
状層を備えつけられる。爆発性装薬層は５で示さ
れており、たとえばダイナマイト、ダイナメツク
ス、トリニトロトルエン、等々よりなる。円板状
の起爆薬６は、管状爆薬性装薬５の両端から等距
離に設けられた溝内に配置されている。起爆薬６
はペンチル、爆薬ペーストまたはその他のこれと
同等の爆薬でありうる起爆薬よりなる。起爆薬６
の中央部に雷管７が備えられるが、これは任意の
形式のものでよい。この爆発性装薬は爆発溶接に
通常用いられているものより爆速の高いものが選
択される。最適爆速は3000メートル／秒及び6000
メートル／秒間にあり、最も好ましくは4500メー
トル／秒及び5000メートル／秒間にある。

爆発性装薬５が起爆薬６を介して雷管７により
発火すると、爆発性装薬５内の爆発は、起爆薬６
に関連して軸方向に両方向に進むであろう。衝突
前面の速度と爆薬の衝撃力は選択された爆速に関
してオーバラツプリング４及び管１及び２の内面
間に完全に満足な溶接を得るために充分である。
爆速が低く選択されると、オーバラツプリング４
の縁部近傍に粘着不良の形をとつて生じるフリン
ジ降下の危険が大きくなるであろう。低い爆速は
ギヤツプ内の腐食の点でも容認しがたい。爆発溶
接により得られた溶接は第２図の外観をもつ。こ
の図から、継ぎ手の内面が滑らかで２本の管１及
び２の内面とそろつていることがわかる。爆発溶
接はこれらの２本の管１及び２の端面を折り上が
らせ、この折り上がり部がサポートリング３の中
央部を持ち上げて、これを屈曲させる。このよう
にしてたわんだサポートリング３を符号３′で示
す。サポートリング３′のこのたわみと２本の管
１及び２の曲げとは極度に強い継ぎ手と同時に満
足な密封性をも提供する。サポートリング３の内
面及び管の外面間にさらに信頼性の高い密封性が
求められる場合は、さまざまな密封層を適用する
かもししくはたとえば溝または隆起を設けるとい
つたような機械的手段がとられることができる。

第１図及び第２図に示した継ぎ手は、爆発溶接
ならびに変形させたサポートリング３′と変形さ
せた管の端面によつて２重の密封性を獲得する。

接合作業を簡易化するため、サポートリング３
並びにオーバラツプリング４、爆発性装薬５、起
爆薬６及び雷管７を含む装置の両方を前もつて作
つておくことがすすめられる。予備製作によつて
３〜７の部品の高品質性が保証できる。３〜７の
部品はワンセツトとして作られてもよく、そうす
ればこのセツトの片方の管を端部に適用すること
は極く簡単であり、それから他方の管の端面を適
用すればよい。この場合、サポートリング３及び
オーバラツプリング４にこれら２つの部分３及び
４を継ぎ合わせる数本のピンよりなる円周ストリ
ツプ形状の結合部材を備えることがすすめられ
る。

サポートリング３は別の形に構成してもよい。
たとえば第３図は内側にくぼんだ円周溝の形で壁
厚を減少させたサポートリング８を示し、第４図
は外側にくぼんだ円周溝によつて壁厚を減少させ
たサポートリング１０を示す。さらに滑らかな外
面は第３図及び第４図に従うサポートリングを用
いて爆発溶接をおこなうことにより得られる。

第５図は両端に２つの外側に向いたフランジ１
３及び１４を備えたサポートリング１２の実施例
を示す。

薄い材料のサポートリング１５を用いることも
可能である。この薄形周辺部が爆発溶接中に破壊
されるのを防ぐため、その周囲は、サポートとし
て働き且つこのサポートリング１５が爆発溶接中
に破壊されるのを防ぐための外側工具１６により
包囲される。

第７図は爆発溶接実施前の接合装置の完成図で
ある。接合は水中でおこなわれ、接合部は次のよ
うにして湿気から守られなければならない。サポ
ートリング１７はその両端部の近傍に、封水リン
グ１８及び１９が挿入されるフライス溝を設けて
ある。これらの溝は圧縮エアを通し得るホースを
含むことができ、このようにしてサポートリング
１７の内面の中間部及び管１及び２の外面間に良
好な封水性がつくられる。たとえばプラスチツク
製の、Ｕ字形断面をもつ環形部品２０が接合点の
内側に配置されている。環形部品２０の外側端面
には環形の封水リング２２及び２３用の溝が設け
られており、環形部品２０は好ましくはＵ字形断
面の脚の間に含まれる部分に充分な封水性を得る
ため圧縮エアを満たし得るハウジングをもつ。従
つて環形部品２０は円周スペース２１を含む。オ
ーバラツプリング４は該円周スペース内及び下に
適用されており、さらに環形部品２０内に環形状
の爆発性装薬２４が埋め込まれている。環形部品
２０は、好ましくはこれと１組のセツトとしてつ
くられた中央円板形部分２５をもつ。円板形の起
爆薬２６はこの中央円板形部分２５に埋め込まれ
るかあるいは位置決めされ、第１図の起爆薬６が
爆発性装薬５に通じる方法と正確に同一の方法
で、爆発性装薬２４に通じている。中央円板形部
分２５は中央に筒状のハブを備えており、該ハブ
内には雷管２７が配置されている。

第７図に示した接合装置は次のような方法で管
の端部１及び２に適用される。即ち、湿気は円周
スペース２１から導管２８を介して排出され、サ
ポートリング１７の内面及び管１及び２の外面の
間に存在するすべての湿気を除去する。湿気が完
全に除去されると、起爆薬が第１図と同じ方法で
雷管７により発火される。

第８図は爆発性装薬の構造の１実施例である。
この装置は爆薬の３つの円形をなす層２９，３
０，３１と、不活性物質で作られた２つの円形層
３２及び３３よりなる。ダイナメツクスの名で知
られる爆薬の10mm厚さの層とメゾナイトの４mm厚
さの層であれば、約4500メートル／秒の爆速が得
られることが判明している。

第９図はリング３４及び３６とスポーク３５及
び３７を含む円形状の爆発性装薬５を示す。この
装置は起爆薬６を形成し、雷管７により点火され
る。

爆発性装薬５、起爆薬６及び雷管７を保護する
ため、装置全体をプラスチツクもしくはたとえば
アルミニウムのような他の適当な材料で包装する
ことがすすめられる。他の実施例についても同じ
処置をおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は爆発性装薬の爆薬前の継ぎ手をあらわ
す説明図、第２図は爆発性装薬の爆発後の第１図
と同じ継ぎ手をあらわす説明図、第３，４，５図
はサポートリングの実施例をあらわす説明図、第
６図は外側工具と共働するより薄めの材料のサポ
ートリングをあらわす説明図、第７図は爆発性装
薬の爆薬に先立ち浸水させた支持手段をあらわす
説明図、第８図は起爆薬と雷管とを備えた爆発性
装薬の実施例をあらわす説明図、および第９図は
爆発性装薬、起爆薬及び雷管を含む装置の他の実
施例の説明図である。 １，２……管、３……サポートリング，４……
オーバラツプリング、５……爆発性装薬層、６…
…起爆薬、６……雷管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２本の管を連結する方法であつて、前記２本
   の管を互いに同軸的に突き合わせる段階と、前記
   ２本の管の突き合わせ部の外周に外側管状部材を
   嵌める段階と、内部に爆発性の装薬を有し、外径
   が前記管の内径よりわずかに小さい内側管状部材
   を準備する段階と、前記内側管状部材を前記突き
   合わせ部の内周に置く段階と、前記装薬を起爆さ
   せ、前記突き合わせ部及び前記外側管状部材を外
   側に変形させると共に前記突き合わせ部及び前記
   内側管状部材を溶着させる段階を有する、管継手
   を作る方法。 ２ 前記外側管状部材の厚さは、長手方向に関す
   る中央部において最小であり、両端に向つて漸増
   している特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記内側管状部材の外径は、長手方向に関す
   る中央部において最大であり、両端に向つて線型
   的に漸減している特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の方法。 ４ 前記装薬が、管状であると共に前記内側管状
   部材の内周部に受容されている特許請求の範囲第
   １項から第３項のいずれか一項に記載の方法。 ５ 前記装薬が、非爆発性材料で作られた中間層
   を含む数層の管状層である特許請求の範囲第４項
   に記載の方法。 ６ 前記非爆発性材料がボール紙、木材繊維、ゴ
   ム、塩又は木粉である特許請求の範囲第５項に記
   載の方法。 ７ 前記２本の管、前記内側管状部材及び前記外
   側管状部材は、材料が同一である特許請求の範囲
   第１項から第６項のいずれか一項に記載の方法。 ８ 前記２本の管、前記内側管状部材及び前記外
   側管状部材は夫々金属で作られている特許請求の
   範囲第７項に記載の方法。