JPH07276048A - 配管または部材をｔｉｇ溶接によって組み立てる方法 - Google Patents
配管または部材をｔｉｇ溶接によって組み立てる方法Info
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- JPH07276048A JPH07276048A JP6289983A JP28998394A JPH07276048A JP H07276048 A JPH07276048 A JP H07276048A JP 6289983 A JP6289983 A JP 6289983A JP 28998394 A JP28998394 A JP 28998394A JP H07276048 A JPH07276048 A JP H07276048A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/028—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams
- B23K9/0282—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding tube sections
- B23K9/0286—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding tube sections with an electrode moving around the fixed tube during the welding operation
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- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】腐食性ガスを供給するための配管系を溶接によ
り作製する際に、腐食性ガスの注入後における管の腐食
を無くし、又は少なくとも実質的に減少させる方法を提
供すること。 【構成】ａ）第一の配管構成器具を準備し、これを不活
性ガス供給源に連結する工程と；ｂ）この第一の配管構
成器具を、酸化性物質の含量が１０ ppb以下である不活
性ガスでパージする工程（該不活性ガスは前記配管構成
器具の第一開口部から第二開口部へ流れる）と；ｃ）前
記第一の配管構成器具のパージングを続けながら、この
第一の配管構成器具に連通させて、第二の配管構成器具
を配置する工程と；ｄ）前記二つの配管構成器具を、不
活性ガス雰囲気化において、気密に溶接する工程と；
ｅ）必要に応じ、工程ｃ）およびｄ）を繰り返す工程と
を具備した方法。
り作製する際に、腐食性ガスの注入後における管の腐食
を無くし、又は少なくとも実質的に減少させる方法を提
供すること。 【構成】ａ）第一の配管構成器具を準備し、これを不活
性ガス供給源に連結する工程と；ｂ）この第一の配管構
成器具を、酸化性物質の含量が１０ ppb以下である不活
性ガスでパージする工程（該不活性ガスは前記配管構成
器具の第一開口部から第二開口部へ流れる）と；ｃ）前
記第一の配管構成器具のパージングを続けながら、この
第一の配管構成器具に連通させて、第二の配管構成器具
を配置する工程と；ｄ）前記二つの配管構成器具を、不
活性ガス雰囲気化において、気密に溶接する工程と；
ｅ）必要に応じ、工程ｃ）およびｄ）を繰り返す工程と
を具備した方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子部品の製造
または他の工業で用いられる超高純度の腐食性ガスを、
腐食を生じることなく配給するために、タングステン不
活性ガス溶接（Ｔ．Ｉ．Ｇ．溶接）またはレーザ溶接の
ような溶接によって、配管および／または部品を組み立
てる方法に関する。
または他の工業で用いられる超高純度の腐食性ガスを、
腐食を生じることなく配給するために、タングステン不
活性ガス溶接（Ｔ．Ｉ．Ｇ．溶接）またはレーザ溶接の
ような溶接によって、配管および／または部品を組み立
てる方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】集積回路のような電子部品の製造におい
ては、種々の操作（特に種々のエッチング工程）を行う
ために、腐食性ガスが用いられる。これらのガスは非常
に高純度でなければならない。即ち、粒子またはガス状
の不純物はできる限り低くなければならない。これらの
ガスは、通常は使用される場所から離れたシリンダーか
ら、該ガス・キャビネットから使用位置に亘って設置さ
れた配管網を通して流される。この配管系を作製するた
めには、幾つかの個々の配管と共に、バルブ、付属器
具、フィルター、圧力調製器等の一緒に溶接される種々
の部品を用いることが必要とされる。電気研磨された３
１６Ｌステンレス鋼製の管は、耐蝕性であることが知ら
れている。しかし、これらの管を一緒に溶接し、または
他の種々の部品に溶接すると、腐蝕され易い局部的領域
が生じる。これらの領域は、安全性および微細汚染の問
題に関わるものである。特に、腐蝕し易いこれら局部的
領域は、これら管内を流れるガスに対する微細汚染の供
給源になり得ると思われる。半導体製造のためのガス供
給システムは、「ＨＣｌガス供給システム：表面仕上げ
の影響および精製の使用点」と題する論文（R.Diguid
et al., July 1993, Solid State Technology, pp. 79-
85）に開示されている。また、軌道タングステン不活性
ガス溶接法(Orbital Tungsten Inert Gass Welding Pro
cess) は、「電気研磨された高合金鋼管の軌道ＴＩＧ溶
接」と題する論文（Herbert Geil; Stainless Steel Eu
rops, May 1992）に開示されている。
ては、種々の操作（特に種々のエッチング工程）を行う
ために、腐食性ガスが用いられる。これらのガスは非常
に高純度でなければならない。即ち、粒子またはガス状
の不純物はできる限り低くなければならない。これらの
ガスは、通常は使用される場所から離れたシリンダーか
ら、該ガス・キャビネットから使用位置に亘って設置さ
れた配管網を通して流される。この配管系を作製するた
めには、幾つかの個々の配管と共に、バルブ、付属器
具、フィルター、圧力調製器等の一緒に溶接される種々
の部品を用いることが必要とされる。電気研磨された３
１６Ｌステンレス鋼製の管は、耐蝕性であることが知ら
れている。しかし、これらの管を一緒に溶接し、または
他の種々の部品に溶接すると、腐蝕され易い局部的領域
が生じる。これらの領域は、安全性および微細汚染の問
題に関わるものである。特に、腐蝕し易いこれら局部的
領域は、これら管内を流れるガスに対する微細汚染の供
給源になり得ると思われる。半導体製造のためのガス供
給システムは、「ＨＣｌガス供給システム：表面仕上げ
の影響および精製の使用点」と題する論文（R.Diguid
et al., July 1993, Solid State Technology, pp. 79-
85）に開示されている。また、軌道タングステン不活性
ガス溶接法(Orbital Tungsten Inert Gass Welding Pro
cess) は、「電気研磨された高合金鋼管の軌道ＴＩＧ溶
接」と題する論文（Herbert Geil; Stainless Steel Eu
rops, May 1992）に開示されている。
【０００３】表面の酸化鉄の存在が耐蝕性に悪影響を及
ぼすのとは対照的に、表面にクロム酸化物が多くなった
ときに、ステンレス鋼表面が耐蝕性になることは公知で
ある（「腐蝕および腐蝕制御」；H.H.Uhlig and R.W.Re
view, John Wiley and sons,3rd Edition, 1985）。
ぼすのとは対照的に、表面にクロム酸化物が多くなった
ときに、ステンレス鋼表面が耐蝕性になることは公知で
ある（「腐蝕および腐蝕制御」；H.H.Uhlig and R.W.Re
view, John Wiley and sons,3rd Edition, 1985）。
【０００４】溶接ビード領域は、ステンレス鋼部材の溶
接アセンブリーにおける腐蝕感受性点（腐蝕され易い
点）であることが知られている。本願発明者等の実験に
よって、厚さ１mmの電気研磨されたステンレス鋼管の場
合には、主にビードからの距離が約２mm〜１０mmの領域
において腐蝕が起きることが示された。この領域の長さ
は、溶接によって注入されるエネルギーに依存し、当該
領域が腐蝕され易くなるのは、溶接の際に、溶接ビード
近傍の表面の改変によるものである。
接アセンブリーにおける腐蝕感受性点（腐蝕され易い
点）であることが知られている。本願発明者等の実験に
よって、厚さ１mmの電気研磨されたステンレス鋼管の場
合には、主にビードからの距離が約２mm〜１０mmの領域
において腐蝕が起きることが示された。この領域の長さ
は、溶接によって注入されるエネルギーに依存し、当該
領域が腐蝕され易くなるのは、溶接の際に、溶接ビード
近傍の表面の改変によるものである。
【０００５】酸化還元的性質は、「二元化合物形成の自
由エネルギー」（B.J.Reed； Eds.1985）に開示された
エリングハム・ダイアグラム(Ellingham diagram) で説
明されているように、金属表面とガス雰囲気との間の熱
力学的平衡によって制御される。
由エネルギー」（B.J.Reed； Eds.1985）に開示された
エリングハム・ダイアグラム(Ellingham diagram) で説
明されているように、金属表面とガス雰囲気との間の熱
力学的平衡によって制御される。
【０００６】そこで発明者等は、表面の改変は化学的表
面反応によって直接に、またベース合金と改変表面との
間の元素の拡散を通して間接的に、バックシールドガス
の酸素分圧に関係していると考えた。
面反応によって直接に、またベース合金と改変表面との
間の元素の拡散を通して間接的に、バックシールドガス
の酸素分圧に関係していると考えた。
【０００７】通常の工業グレードのアルゴン中に含まれ
る酸化性不純物のレベルは、溶接によって加熱される装
置の領域において、溶接ビード上およびその近傍に酸化
鉄および酸化クロムの混合物からなる層を生じさせる。
従って、溶接バックシールドガス中において、水分、酸
素または二酸化炭素のような酸素含有化学物質のレベル
を制御することが非常に重要である。
る酸化性不純物のレベルは、溶接によって加熱される装
置の領域において、溶接ビード上およびその近傍に酸化
鉄および酸化クロムの混合物からなる層を生じさせる。
従って、溶接バックシールドガス中において、水分、酸
素または二酸化炭素のような酸素含有化学物質のレベル
を制御することが非常に重要である。
【０００８】タングステン不活性ガス溶接（ＴＩＧ溶
接）法において、バックシールドガスとして用るために
ガス供給器から得られ得るガスは、通常は少なくとも9
9.999％の純度（不純物含量は１０ppm 以下）を有する
純粋なアルゴンである。
接）法において、バックシールドガスとして用るために
ガス供給器から得られ得るガスは、通常は少なくとも9
9.999％の純度（不純物含量は１０ppm 以下）を有する
純粋なアルゴンである。
【０００９】加えて、管溶接の場合の不純物は、ガス自
体だけでなく、上流の管壁からの脱離によっても供給さ
れる。これら不純物は、上記に定義したように、本質的
にはＨ２Ｏ，Ｏ２，ＣＯ２等のような酸素含有化合物で
ある。
体だけでなく、上流の管壁からの脱離によっても供給さ
れる。これら不純物は、上記に定義したように、本質的
にはＨ２Ｏ，Ｏ２，ＣＯ２等のような酸素含有化合物で
ある。
【００１０】通常の技術は、溶接時に、溶接ビードでの
酸素分圧を減少させることである。そのために水素を添
加することが知られているが、これは特に安全性の観点
から幾つ化の欠点を有している（マイクロエレクトロニ
クス工業においては、溶接作業が行われるクリーンルー
ム内に水素検知器が設置されている）。更に、水素は合
金中に溶解され、その機械的性質および脱ガス性質(out
gassing property) が低下する。
酸素分圧を減少させることである。そのために水素を添
加することが知られているが、これは特に安全性の観点
から幾つ化の欠点を有している（マイクロエレクトロニ
クス工業においては、溶接作業が行われるクリーンルー
ム内に水素検知器が設置されている）。更に、水素は合
金中に溶解され、その機械的性質および脱ガス性質(out
gassing property) が低下する。
【００１１】また、「ハイグレードのガス取扱い技術の
ための超クリーン溶接」（M.Morin,S.Miyoshi, K.Kawad
a, and T.Ohmi, Electro Chemical Society, Meeting,
Hawaii (1993)）の教示から、溶接の際に形成されて下
流に堆積するマンガン粒子（最大の堆積は溶接ビードか
ら５mmの場所で起きる）が、耐蝕性を劣化させることが
知られている。
ための超クリーン溶接」（M.Morin,S.Miyoshi, K.Kawad
a, and T.Ohmi, Electro Chemical Society, Meeting,
Hawaii (1993)）の教示から、溶接の際に形成されて下
流に堆積するマンガン粒子（最大の堆積は溶接ビードか
ら５mmの場所で起きる）が、耐蝕性を劣化させることが
知られている。
【００１２】また、ＨＣｌまたはＨＢｒのようなガスに
よる腐食は、不純物（特にＨ２Ｏ）の存在によって促進
させることが知られている。高純度のＨＣｌまたはＨＢ
ｒであっても、金属表面の状態（特に、高純度または低
純度の腐食性ガスに晒される前に、Ｈ２Ｏが金属表面に
吸収されたとき）は、腐食に強い影響を及ぼす。
よる腐食は、不純物（特にＨ２Ｏ）の存在によって促進
させることが知られている。高純度のＨＣｌまたはＨＢ
ｒであっても、金属表面の状態（特に、高純度または低
純度の腐食性ガスに晒される前に、Ｈ２Ｏが金属表面に
吸収されたとき）は、腐食に強い影響を及ぼす。
【００１３】ガスキャビネットから使用場所への配管シ
ステム（例えば半導体プラントのためのもの）を作製す
るときには、通常は複数の管が一緒に溶接され、次い
で、使用前に水分を除去して清浄化するために、全体の
ラインがパージングされる。しかし、このような処理が
それほど効果的ではないような腐食性ガスの使用に関し
ては、それでもなお問題があり、対応する配管系を頻繁
に交換しなければならない。
ステム（例えば半導体プラントのためのもの）を作製す
るときには、通常は複数の管が一緒に溶接され、次い
で、使用前に水分を除去して清浄化するために、全体の
ラインがパージングされる。しかし、このような処理が
それほど効果的ではないような腐食性ガスの使用に関し
ては、それでもなお問題があり、対応する配管系を頻繁
に交換しなければならない。
【００１４】
【発明の概要】本発明の根底にある問題は、腐食性ガス
を流すために用いる管またはこれと同様の器具の壁に、
吸着された水が存在することである。何故なら、これら
腐食性ガスとこれら管等との間の相互作用は、吸収され
た水の量の関数だからである。高純度のバックシールド
ガスで溶接を行うためには、このような溶接を行う前
に、如何なる水不純物をも（可能であれば、例え痕跡量
であっても）除去することが必要である。この問題の本
発明による解決法は、前記腐食性ガスの注入後における
前記管の腐食を無くし、又は少なくとも実質的に減少さ
せるために、溶接の後にも、管の壁を継続して水分の無
い状態に維持することである。従って、管のパージング
ガスとして、また溶接のためのバックシールドガスとし
て、水分含量の低い不活性ガスが用いられる。好ましく
は、パージガスは窒素（水分含量の極めて低いもの）で
あり、また溶接ガス（バックシールドガス）はアルゴン
（同様に水分含量が極めて低いもの）または両ガスの混
合物である。
を流すために用いる管またはこれと同様の器具の壁に、
吸着された水が存在することである。何故なら、これら
腐食性ガスとこれら管等との間の相互作用は、吸収され
た水の量の関数だからである。高純度のバックシールド
ガスで溶接を行うためには、このような溶接を行う前
に、如何なる水不純物をも（可能であれば、例え痕跡量
であっても）除去することが必要である。この問題の本
発明による解決法は、前記腐食性ガスの注入後における
前記管の腐食を無くし、又は少なくとも実質的に減少さ
せるために、溶接の後にも、管の壁を継続して水分の無
い状態に維持することである。従って、管のパージング
ガスとして、また溶接のためのバックシールドガスとし
て、水分含量の低い不活性ガスが用いられる。好ましく
は、パージガスは窒素（水分含量の極めて低いもの）で
あり、また溶接ガス（バックシールドガス）はアルゴン
（同様に水分含量が極めて低いもの）または両ガスの混
合物である。
【００１５】本発明は、その内部を通して腐食性ガスを
流すために用いられ、一緒に溶接される二つの配管構成
器具の連結部において、腐食を回避しまたは制限する方
法に関する。この方法は、次のａ）〜ｅ）の工程を具備
している： ａ）第一の配管構成器具を準備し、これを不活性ガス供
給源に連結する工程； ｂ）この第一の配管構成器具を、酸素および水蒸気から
なる群から選ばれる物質のような、酸化性物質の含量が
１０ ppb以下である不活性ガスでパージする工程（該不
活性ガスは前記配管構成器具の第一開口部から第二開口
部へ流れる）； ｃ）前記第一の配管構成器具のパージングを続けなが
ら、この第一の配管構成器具に連通させて、第二の配管
構成器具を配置する工程； ｄ）前記二つの配管構成器具を、不活性ガス雰囲気化に
おいて、気密に溶接する工程； ｅ）必要に応じて、工程ｃ）およびｄ）を繰り返す工
程。
流すために用いられ、一緒に溶接される二つの配管構成
器具の連結部において、腐食を回避しまたは制限する方
法に関する。この方法は、次のａ）〜ｅ）の工程を具備
している： ａ）第一の配管構成器具を準備し、これを不活性ガス供
給源に連結する工程； ｂ）この第一の配管構成器具を、酸素および水蒸気から
なる群から選ばれる物質のような、酸化性物質の含量が
１０ ppb以下である不活性ガスでパージする工程（該不
活性ガスは前記配管構成器具の第一開口部から第二開口
部へ流れる）； ｃ）前記第一の配管構成器具のパージングを続けなが
ら、この第一の配管構成器具に連通させて、第二の配管
構成器具を配置する工程； ｄ）前記二つの配管構成器具を、不活性ガス雰囲気化に
おいて、気密に溶接する工程； ｅ）必要に応じて、工程ｃ）およびｄ）を繰り返す工
程。
【００１６】好ましい実施例に従えば、上記の方法は、
工程ｃ）と工程ｄ）との間において、前記第二の配管構
成器具を、前記配管構成部材の第二開口部から流れる不
活性ガスでパージングする工程を具備する。好ましく
は、少なくとも一つの配管は、前記配管の少なくとも一
つでパージングを開始した後に加熱される。
工程ｃ）と工程ｄ）との間において、前記第二の配管構
成器具を、前記配管構成部材の第二開口部から流れる不
活性ガスでパージングする工程を具備する。好ましく
は、少なくとも一つの配管は、前記配管の少なくとも一
つでパージングを開始した後に加熱される。
【００１７】好ましくは、本発明による方法は、以下の
工程のうちの少なくとも一つを具備する。
工程のうちの少なくとも一つを具備する。
【００１８】・配管構成器具を、パージ後のガスの不純
物レベルが１０ppb 以下のＯ２またはＨ２Ｏ（好ましく
は１０ppb 以下のＯ２および／またはＨ２Ｏおよび／ま
たはＣＯおよび／またはＣＯ２および／またはＣＨ４）
になるまで精製されたアルゴンまたは窒素でパージング
し、管の内表面を完全に乾燥する。完全な乾燥を補助す
るために、管を８０℃〜４５０℃（好ましくは１００℃
〜１５０℃）で加熱してもよい（管の全体を加熱す
る）。
物レベルが１０ppb 以下のＯ２またはＨ２Ｏ（好ましく
は１０ppb 以下のＯ２および／またはＨ２Ｏおよび／ま
たはＣＯおよび／またはＣＯ２および／またはＣＨ４）
になるまで精製されたアルゴンまたは窒素でパージング
し、管の内表面を完全に乾燥する。完全な乾燥を補助す
るために、管を８０℃〜４５０℃（好ましくは１００℃
〜１５０℃）で加熱してもよい（管の全体を加熱す
る）。
【００１９】・Ｏ２，Ｈ２Ｏ，ＣＯ，ＣＯ２またはＣＨ
４の含量が１０ppb 以下の、精製されたアルゴンをバッ
クシールドガスに用いて軌道溶接を行う。
４の含量が１０ppb 以下の、精製されたアルゴンをバッ
クシールドガスに用いて軌道溶接を行う。
【００２０】・管を周囲の空気に晒すことなく腐食性ガ
スを流し、または腐食性ガスを導入する前に上記のパー
ジング操作を繰り返す。
スを流し、または腐食性ガスを導入する前に上記のパー
ジング操作を繰り返す。
【００２１】また、純粋な（または精製された）アルゴ
ンを使用することによって、溶接ビードの約５mm下流で
の酸化マンガンの厚さが減少するという別の利点が得ら
れる。
ンを使用することによって、溶接ビードの約５mm下流で
の酸化マンガンの厚さが減少するという別の利点が得ら
れる。
【００２２】
【発明の詳細な記述】ＨＢｒガスに晒した後に、溶接さ
れたサンプルの腐蝕感受性を評価した。実験の手順は次
の通りである。溶接前の１０分間、１分間に１０標準リ
ットルの精製アルゴン（ＡＥＳゲッター・アルゴン精製
器）を用いて、水分が２０ppb 以下になるまで管の乾燥
を行なった。６種類の異なったバックシールドガスを用
いて、ＴＩＧ溶接を行った。
れたサンプルの腐蝕感受性を評価した。実験の手順は次
の通りである。溶接前の１０分間、１分間に１０標準リ
ットルの精製アルゴン（ＡＥＳゲッター・アルゴン精製
器）を用いて、水分が２０ppb 以下になるまで管の乾燥
を行なった。６種類の異なったバックシールドガスを用
いて、ＴＩＧ溶接を行った。
【００２３】続いて、ＨＢｒに晒す前に、室温から１２
０℃の温度で加熱することにより、管の乾燥を行った。
１分間に３標準リットルの流速については、入口での乾
燥ガス中の水分レベルは１ppb 以下であった。出口にお
ける水分レベルは、検出限界が２０ppb 以下の湿度計を
用いてモニターした。出口での水分レベルが２０ppb以
下にまで到達したときに、ＨＢｒを 2.5バールの圧力で
管に導入した。次いで、管を８０℃に加熱した。１２０
時間晒した後にＨＢｒガスを除去し、サンプルを調べ
た。サンプルの内面を５０ccの脱イオン水で浸漬し、続
いてこの水をＩＣＰ−ＡＥＳ（誘導結合プラズマアーク
発光分光器；セイコー・インスツルメント社）で分析す
ることによって、サンプルの腐蝕レベルを測定した。更
に、オージェ電子分光器（ＡＥＳ 650、パーキン・エル
マー社）によって、ビード領域の表面を分析した。浸漬
実験の結果から、５％の水素を含むアルゴン、非精製ア
ルゴン、500 ppb の水素を含む非精製アルゴン、５％の
水素を含む非精製アルゴンおよび５０ppm の酸素を含む
アルゴンに比較して、精製アルゴンは水中での金属イオ
ンの放出が少ないことが示された（図６）。（平均値の
５％〜２０％の領域において、浸漬技術の再現性がチェ
ックされている）。溶接ビードの近傍での臭素の浸透深
さは、同じ結果を示している。バックシールドガスとし
て精製アルゴンを用いて溶接されたサンプルは、試験さ
れた他の全てのガスよりも、低い臭素浸透を示す（図
５）。腐蝕の前の完全な乾燥のためのベーキング温度が
試験された。濯ぎ実験の結果は、溶接サンプルおよび非
溶接サンプルについて、乾燥が高温で行われたときに、
当該配管の腐蝕が低いことを示している（図７）。
０℃の温度で加熱することにより、管の乾燥を行った。
１分間に３標準リットルの流速については、入口での乾
燥ガス中の水分レベルは１ppb 以下であった。出口にお
ける水分レベルは、検出限界が２０ppb 以下の湿度計を
用いてモニターした。出口での水分レベルが２０ppb以
下にまで到達したときに、ＨＢｒを 2.5バールの圧力で
管に導入した。次いで、管を８０℃に加熱した。１２０
時間晒した後にＨＢｒガスを除去し、サンプルを調べ
た。サンプルの内面を５０ccの脱イオン水で浸漬し、続
いてこの水をＩＣＰ−ＡＥＳ（誘導結合プラズマアーク
発光分光器；セイコー・インスツルメント社）で分析す
ることによって、サンプルの腐蝕レベルを測定した。更
に、オージェ電子分光器（ＡＥＳ 650、パーキン・エル
マー社）によって、ビード領域の表面を分析した。浸漬
実験の結果から、５％の水素を含むアルゴン、非精製ア
ルゴン、500 ppb の水素を含む非精製アルゴン、５％の
水素を含む非精製アルゴンおよび５０ppm の酸素を含む
アルゴンに比較して、精製アルゴンは水中での金属イオ
ンの放出が少ないことが示された（図６）。（平均値の
５％〜２０％の領域において、浸漬技術の再現性がチェ
ックされている）。溶接ビードの近傍での臭素の浸透深
さは、同じ結果を示している。バックシールドガスとし
て精製アルゴンを用いて溶接されたサンプルは、試験さ
れた他の全てのガスよりも、低い臭素浸透を示す（図
５）。腐蝕の前の完全な乾燥のためのベーキング温度が
試験された。濯ぎ実験の結果は、溶接サンプルおよび非
溶接サンプルについて、乾燥が高温で行われたときに、
当該配管の腐蝕が低いことを示している（図７）。
【００２４】従って、不活性バックシールドガス中にお
いて２０ppb より低いレベルに達するまで、配管を完全
に乾燥するのが好ましい。溶接は、精製アルゴン雰囲気
または1500℃での酸素分圧が１０-11 ＜ＰＯ２＜１０-8
の不活性ガス雰囲気で行わなければならない。完全な乾
燥は、100 ℃を越える温度で加熱しながら行わなければ
ならない。
いて２０ppb より低いレベルに達するまで、配管を完全
に乾燥するのが好ましい。溶接は、精製アルゴン雰囲気
または1500℃での酸素分圧が１０-11 ＜ＰＯ２＜１０-8
の不活性ガス雰囲気で行わなければならない。完全な乾
燥は、100 ℃を越える温度で加熱しながら行わなければ
ならない。
【００２５】腐蝕の前に、オージェ電子分光器深さプロ
ファイルによって、５mm下流のサンプルの表面組成を測
定した。その結果、本発明に従って精製アルゴンをバッ
クシールドガスに用いたときのマンガンの堆積（約50オ
ングストローム）は、工業グレードのアルゴンまたは非
精製アルゴンを用いた場合（約100 オングストローム）
に比較して小さいことが示された。（ここで用いる「バ
ックシールドガス」の用語は、配管のような溶接すべき
器具の内面を、該器具を溶接する際に保護するために用
いるガスを意味する）。
ファイルによって、５mm下流のサンプルの表面組成を測
定した。その結果、本発明に従って精製アルゴンをバッ
クシールドガスに用いたときのマンガンの堆積（約50オ
ングストローム）は、工業グレードのアルゴンまたは非
精製アルゴンを用いた場合（約100 オングストローム）
に比較して小さいことが示された。（ここで用いる「バ
ックシールドガス」の用語は、配管のような溶接すべき
器具の内面を、該器具を溶接する際に保護するために用
いるガスを意味する）。
【図１】本発明に従う好ましい方法の種々の工程を模式
的に示す図である。上記で説明したように水分を実質的
に含まない不活性ガスを得るために、アルゴンのような
不活性ガスが、不活性ガス供給源１から精製器２を通し
て提供される。このガスは管３を通して流れ、該管をパ
ージングする。次いで、前記管を加熱して管３の内壁の
水分を脱離させるために、加熱シェルのような加熱手段
４が管３の周囲に配置される（工程ｂ）。脱離された水
分は、ガス流によって前記管３の出口に運ばれる。次い
で、別の管５が管３と連通するように、両方の管の端部
を接触させて配置される（工程ｃ）。次いで、管５を管
３と同様にしてパージングし、二つの管のパージングを
続けながら、この二つの管を一緒に溶接する。次いで、
水分の脱離等を行うために、管５の周囲に加熱手段４を
移動させ、または別の加熱手段を配置する。工程（ｄ）
の少なくとも溶接期間を除いて、工程（ａ）〜（ｅ）の
全行程におい手、パージングのためのガスは酸素種（水
分等）の含量が充分に低い窒素であり得る。工程（ｄ）
の少なくとも溶接期間においては、酸素種（水分等）の
含量が充分に低いアルゴンでなければならない。
的に示す図である。上記で説明したように水分を実質的
に含まない不活性ガスを得るために、アルゴンのような
不活性ガスが、不活性ガス供給源１から精製器２を通し
て提供される。このガスは管３を通して流れ、該管をパ
ージングする。次いで、前記管を加熱して管３の内壁の
水分を脱離させるために、加熱シェルのような加熱手段
４が管３の周囲に配置される（工程ｂ）。脱離された水
分は、ガス流によって前記管３の出口に運ばれる。次い
で、別の管５が管３と連通するように、両方の管の端部
を接触させて配置される（工程ｃ）。次いで、管５を管
３と同様にしてパージングし、二つの管のパージングを
続けながら、この二つの管を一緒に溶接する。次いで、
水分の脱離等を行うために、管５の周囲に加熱手段４を
移動させ、または別の加熱手段を配置する。工程（ｄ）
の少なくとも溶接期間を除いて、工程（ａ）〜（ｅ）の
全行程におい手、パージングのためのガスは酸素種（水
分等）の含量が充分に低い窒素であり得る。工程（ｄ）
の少なくとも溶接期間においては、酸素種（水分等）の
含量が充分に低いアルゴンでなければならない。
【図２】図１の工程（ｄ）で行われる軌道ＴＩＧ溶接
を、模式的に示す詳細な拡大図である。
を、模式的に示す詳細な拡大図である。
【図３】図１の工程（ｄ）で行われる軌道ＴＩＧ溶接
を、模式的に示す詳細な拡大図である。
を、模式的に示す詳細な拡大図である。
【図４】実質的には図１の工程（ｄ）に対応した、同時
に行われる管のパージングおよび溶接を模式的に示す図
である。アルゴン（純度99.999％）は、シリンダ１０か
らバルブ１１を通り、更に精製器／水分除去器１２、フ
ィルター（粒子）１３，配管１４，１５を通して流れ
る。配管１４，１５は、軌道ＴＩＧ溶接ヘッド１７によ
って一緒に溶接される。このプロセスにおいて、溶接の
際に溶接電極をシールドするために、シールドガス（シ
リンダー２０からバルブ２１を通るアルゴン）が溶接器
２２および溶接ヘッド１７に供給される。
に行われる管のパージングおよび溶接を模式的に示す図
である。アルゴン（純度99.999％）は、シリンダ１０か
らバルブ１１を通り、更に精製器／水分除去器１２、フ
ィルター（粒子）１３，配管１４，１５を通して流れ
る。配管１４，１５は、軌道ＴＩＧ溶接ヘッド１７によ
って一緒に溶接される。このプロセスにおいて、溶接の
際に溶接電極をシールドするために、シールドガス（シ
リンダー２０からバルブ２１を通るアルゴン）が溶接器
２２および溶接ヘッド１７に供給される。
【図５】異なったバックシールドガスの下で溶接された
管における、溶接の５mm下流での臭素透過を示す図であ
る。
管における、溶接の５mm下流での臭素透過を示す図であ
る。
【図６】幾種類からのバックシールドガス（図のトップ
に示した）について、溶接された管の浸漬水中に溶解し
た金属元素の濃度を示す図である。
に示した）について、溶接された管の浸漬水中に溶解し
た金属元素の濃度を示す図である。
【図７】種々の乾燥条件で腐蝕した後の、非溶接管およ
び溶接管のリンス水中に存在する全金属元素を示す図で
ある。溶接されたサンプルは、バックシールドガスとし
て精製されたアルゴンガスを用いる。
び溶接管のリンス水中に存在する全金属元素を示す図で
ある。溶接されたサンプルは、バックシールドガスとし
て精製されたアルゴンガスを用いる。
１…不活性ガス供給源、２…精製器、３，５…管３、４
…加熱手段、１０…シリンダ、１１…バルブ、１２…精
製器／水分除去器、１３…フィルター、１４，１５…配
管、１７…軌道ＴＩＧ溶接ヘッド、２０…シリンダー、
２１…バルブ、２２…溶接器、１７…溶接ヘッド
…加熱手段、１０…シリンダ、１１…バルブ、１２…精
製器／水分除去器、１３…フィルター、１４，１５…配
管、１７…軌道ＴＩＧ溶接ヘッド、２０…シリンダー、
２１…バルブ、２２…溶接器、１７…溶接ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 9/23 Ｂ 8315−4Ｅ (72)発明者 高木英樹 茨城県つくば市花畑１−４−２、セジュー ル木曽102号 (72)発明者 小沢英一 千葉県東葛飾郡沼南町大津ヶ丘 ４−５− 24−104 (72)発明者 ジャン − マリー・フリート 東京都中央区新川１−28−７、隅田リバ ー・サイド・タワー 1401号室
Claims (8)
- 【請求項１】 その内部を通して腐食性ガスを流すため
に用いられ、一緒に溶接される二つの配管構成器具の連
結部において、腐食を回避しまたは制限する方法であっ
て、 ａ）第一の配管構成器具を準備し、これを不活性ガス供
給源に連結する工程と、 ｂ）この第一の配管構成器具を、酸化性物質の含量が１
０ ppb以下である不活性ガスでパージする工程（該不活
性ガスは前記配管構成器具の第一開口部から第二開口部
へ流れる）と、 ｃ）前記第一の配管構成器具のパージングを続けなが
ら、この第一の配管構成器具に連通させて、第二の配管
構成器具を配置する工程と、 ｄ）前記二つの配管構成器具を、不活性ガス雰囲気化に
おいて、気密に溶接する工程と、 ｅ）必要に応じ、工程ｃ）およびｄ）を繰り返す工程と
を具備した方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、前記配
管構成器具のパージングを行っている間、前記配管構成
器具の少なくとも一つを加熱する方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の方法であって、一度に
一つの配管構成器具のみを加熱する方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の方法であって、更に、
前記第二の配管構成器具を、前記第一の配管構成器具の
前記第二開口部から流れる不活性ガスを用いて、前記第
二の配管構成器具の出口において約２０ppb 以下の水分
濃度を得るために充分な時間だけパージングする工程を
具備した方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の方法であって、工程
ｄ）の溶接工程は、酸素、二酸化炭素、水蒸気およびこ
れらの混合物からなる群から選択される酸化性物質の含
量が実質的に１０ppb 以下のアルゴン雰囲気下で行われ
る方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の方法であって、工程
ｄ）の溶接工程は、不活性ガス及び水素の混合物雰囲気
下で行われ、該混合物における1500℃での酸素分圧が１
０-11 〜１０-8大気圧である方法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の方法であって、更に、
酸素、二酸化炭素、水蒸気およびこれらの混合物からな
る群から選択される酸化性物質の含量が実質的に１０pp
b 以下の精製ヘリウムを用いて、溶接された前記配管構
成器具におけるリークをチェックする工程を具備した方
法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の方法であって、腐食性
ガスが、溶接された配管構成器具で作製されて使用位置
に連結されたライン中に導入され、この腐食性ガスは、
前記配管構成器具の溶接の終了と腐食性ガスの導入との
間で、酸素、二酸化炭素、水蒸気およびこれらの混合物
からなる群から選択される１０ppb より多い量の物質に
事前に晒されない方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US156817 | 1993-11-24 | ||
| US08/156,817 US5396039A (en) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | Process for assembling piping or components by TIG welding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07276048A true JPH07276048A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=22561213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6289983A Pending JPH07276048A (ja) | 1993-11-24 | 1994-11-24 | 配管または部材をｔｉｇ溶接によって組み立てる方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5396039A (ja) |
| EP (1) | EP0654319B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07276048A (ja) |
| DE (1) | DE69407933T2 (ja) |
| TW (1) | TW285758B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101031077B1 (ko) * | 2008-07-14 | 2011-04-25 | 주식회사 포스코 | 인화성 물질이 잔존하는 배관의 수리방법 |
| JP2015013316A (ja) * | 2006-10-20 | 2015-01-22 | スウエイジロク・カンパニー | 電子流量制御を使用する溶接パージ制御 |
| JP2020082174A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 株式会社フジキン | 逆止弁を含む配管の溶接方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3286697B2 (ja) * | 1992-05-29 | 2002-05-27 | 忠弘 大見 | 溶接部に酸化不動態膜を形成する方法及びプロセス装置 |
| JPH07323374A (ja) * | 1994-06-02 | 1995-12-12 | Tadahiro Omi | 突き合せ溶接用の被溶接材及びその切断方法並びに溶接方法及びワイヤ |
| US5711474A (en) * | 1995-08-18 | 1998-01-27 | Hummel; Jon C. | Method and apparatus for welding tubular members |
| US5864111A (en) * | 1997-05-23 | 1999-01-26 | Barefoot; Byron G. | Method and device for controlling pipe welding |
| JP4125406B2 (ja) * | 1997-08-08 | 2008-07-30 | 忠弘 大見 | フッ化不働態処理が施された溶接部材の溶接方法および再フッ化不働態処理方法ならびに溶接部品 |
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| US6039240A (en) * | 1998-10-20 | 2000-03-21 | Barefoot; Byron G. | Welding backpressure control apparatus |
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| WO2007075634A2 (en) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Corrosion resistant material for reduced fouling, heat transfer component with improved corrosion and fouling resistance, and method for reducing fouling |
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| JP2011161514A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-08-25 | Denso Corp | 銅溶接方法及び銅溶接装置 |
| EP3553797B1 (en) * | 2018-04-13 | 2022-04-20 | Institute for Plasma Research | A method of manufacturing radio frequency (rf) coil multi-driver rf based ion source |
| CN112122864A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-12-25 | 沪东中华造船(集团)有限公司 | 一种船用燃油管路漏油应急焊接的装置及方法 |
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1993
- 1993-11-24 US US08/156,817 patent/US5396039A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-11-23 DE DE69407933T patent/DE69407933T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-23 EP EP94402681A patent/EP0654319B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-24 JP JP6289983A patent/JPH07276048A/ja active Pending
-
1995
- 1995-02-15 TW TW083110926A patent/TW285758B/zh active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69407933T2 (de) | 1998-06-25 |
| EP0654319A1 (en) | 1995-05-24 |
| DE69407933D1 (de) | 1998-02-19 |
| TW285758B (ja) | 1996-09-11 |
| EP0654319B1 (en) | 1998-01-14 |
| US5396039A (en) | 1995-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040420 |