JPH0741589Y2 - 管溶接部冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、水冷溶接工法に用いる管溶接部冷却装置に関
するものである。

［従来の技術］ 一般に溶接時の残留応力が存在すると応力腐食割れが生
じ易いので、溶接時の応力腐食割れ（SSC）防止対策と
して水冷溶接（HSW）工法がとられている。

例えば、一例として本管に枝管を溶接する場合の水冷溶
接工法について説明すると、開先を設けた枝管を準備す
ると共に予め本管の枝管溶接箇所に本管径方向へ向けて
貫通孔を穿設しておき、前記枝管を本管の枝管溶接箇所
にセットし、枝管と本管の間の隙間から冷却水が漏れな
いよう溶接開先のルート部分を軽く一層盛り溶接し、次
に以後の溶接を施工する場合に溶接部を冷却する冷却水
を溶接部に枝管内部に供給するため、枝管内へ挿入し得
る径を有する管状で、且つ先端部近くの管周方向に複数
の小孔を設けた冷却水供給管を、前記枝管先端から枝管
内の溶接部へ向けて挿入し、冷却水供給管が枝管に対し
略同心状になるようフランジを介し前記冷却水供給管を
枝管へ固定する。

而して、冷却水供給管へ冷却水を供給すると、冷却水は
冷却水供給管先端の小孔から枝管内へ流出し、枝管内周
面と冷却水供給管外周面との間の隙間を流れて本管内へ
流出し、その間に本管と枝管との溶接部は枝管内周面側
から冷却される。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、前述の管溶接部冷却手段では、枝管から
本管内へ流出した冷却水を回収することが難しいうえ、
例えば稼働後の原子力圧力容器用配管等の改修工事の場
合、冷却水が本管内へ流出すると放射能により汚染され
る恐れがあるので、循環使用できず大量の冷却水を必要
とし、また冷却水の流速が枝管内径や冷却水供給管外形
の大小によって異なるため、水冷溶接（HSW）工法で規
定されている冷却水の流速（0.05M/S以上）をキープす
ることが難しい、等の問題があった。

本考案は、前述の実情に鑑み、冷却水の循環使用が可能
で且つ冷却水の流速を規定以上に保つことができる管溶
接部冷却装置を提供することを目的としてなしたもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、本管と該本管の外周部に溶接される枝管の溶
接部を冷却水によって冷却するようになっている管溶接
部冷却装置であって、前記本管の外周側から内周側へ向
けて穿設した貫通孔に対し連通する枝管内部に挿入可能
な冷却水供給管と、該冷却水供給管に外嵌され且つ前記
本管の貫通孔に嵌合可能で、冷却水が枝管側から本管側
へ漏洩するのを防止する第１のシール装置と、前記冷却
水供給管に外嵌され且つ前記枝管内部に嵌合可能で、冷
却水が枝管から外部へ漏洩するのを防止する第２のシー
ル装置と、前記第１のシール装置よりも枝管側に前記冷
却水供給管に対し略同心状に設置され、前記第１のシー
ル装置との間及び前記溶接部の内周面との間に夫々冷却
水の流れる所定の隙間を形成するスリーブと、前記隙間
を通った冷却水を回収する冷却水回収管を備え、前記ス
リーブは冷却水供給管に設けられた冷却水流通用の小孔
を包囲するよう配設されると共にスリーブの第１のシー
ル装置側の端部は、溶接部よりも第１のシール装置側に
位置し、前記スリーブの第１のシール装置に対し反対側
の端部には、冷却水が流通しないよう蓋板を取付けたも
のである。

［作用］ 従って、本考案では、冷却水供給管へ供給された冷却水
は、小孔から冷却水供給管外へ流出し、スリーブと第１
のシール装置との間の隙間を通って溶接部の内周面とス
リーブの間に形成された隙間へ流入し、該隙間を通って
第２のシール装置側へ流れるため、冷却水は全量、溶接
部の内周面を通り、従って、溶接部は枝管内周面から能
率良く冷却される。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例である。

下端に受板２が固着された冷却水供給管１の長手方向中
間部所要位置に、円周方向へ所要の間隔で冷却水供給管
１内外周を連通させる複数の小孔３を穿設し、且つ前記
冷却水供給管１に、外径が溶接される枝管５の内径及び
本管６の貫通孔７内径よりも小径で且つ受板２外径より
も大径のシールゴム板4a,4bを、下方のシールゴム板4b
の下面が前記受板２の上面に支持され、シールゴム板4b
の上面にシールゴム板4aの下面が支持されるよう外嵌せ
しめる。

シールゴム板4a,4bの外周上下端部には、テーパーが付
され、且つシールゴム板4a,4bの上下相対向面には、シ
ールゴム板4a,4bの外径と略同心の凹部８が設けられて
おり、シールゴム板4a,4bによって第１のシール装置４
が形成されている。

シールゴム板4aの上面に、前記冷却水供給管１に外嵌さ
れ且つ外径が前記受板２と略同径の押え板９を、前記冷
却水供給管１に設けた小孔３よりも下側に位置するよう
載置する。

下端部に円周方向へ所要の間隔で内外周部を連通させる
複数の小孔10が前記小孔３と略同じ高さとなるよう穿設
され且つ前記冷却水供給管１よりも長さの短いスペーサ
11を、冷却水供給管１に外嵌させて該スペーサ11の下端
を前記押え板９に固着し、スペーサ11の下端部外周に、
小孔10を包囲するよう蓋板12a及びスリーブ本体12bによ
り形成されたスリーブ12を取付ける。

すなわち、スペーサ11に、前記小孔10よりも上側に位置
するよう円板状の蓋板12aを固着し、蓋板12aの外周部
に、下端がスペーサ11の下端よりも上側に位置し、押え
板９との間に隙間Ｈが形成されるよう円筒状のスリーブ
本体12bを固着する。スリーブ本体12bの外径は、装置を
枝管５にセットした際、枝管５の内周及び本管６に設け
た貫通孔７内周との間に所望の隙間Ｓが形成される径と
する。

冷却水供給管１に受板13を外嵌させて該受板13をスペー
サ11の上端に固着し、前記冷却水供給管１に外径が前記
枝管５の内径よりも小孔で且つ受板13の外径よりも大径
のシールゴム板14a,14bを、下方のシールゴム板14bの下
面が受板13の上面に支持され、シールゴム板14bの上面
にシールゴム板14aの下面が支持されるよう外嵌せし
め、冷却水供給管１に、外径が枝管５の内径よりも大径
の蓋板15を外嵌させ、該蓋板15をシールゴム板14aの上
面に当接せしめる。

シールゴム板14a,14bの外周上下端部には、テーパーが
付され、且つシールゴム板14a,14bの上下相対向面に
は、シールゴム板14a,14bの外周と略同心の凹部16が設
けられており、シールゴム板14a,14bによって第２のシ
ール装置14が形成されている。

冷却水供給管１に長さの短いスペーサ17を外嵌させて該
スペーサ17の下端を蓋板15の上面に固着し、冷却水供給
管１に外嵌した座板18をスペーサ17上端に固着し、冷却
水供給管１の上端外周に螺設したねじ部19に蝶ナット20
を下面が座板18に接触するよう螺合する。

蓋板15及びシールゴム板14a,14b並に受板13を貫通し
て、下端が前記蓋板12aに向けて開口し他端が蓋板15上
部に突出する冷却水回収管21を挿入し、該冷却水回収管
21を蓋板15に固着する。

なお、図中22は枝管５先端の溶接部25に設けられた溶接
開先、23は溶接開先22のルート部、24は冷却水である。

次に本考案の作動について説明する。

枝管５の本管６に対する溶接に際しては、接続すべき枝
管５内径と略同径の貫通孔７を本管６の径方向へ向けて
予め穿設しておき、前記貫通孔７穿設箇所の本管６外側
に、予め溶接開先22が形成された枝管５の端部を位置決
めのうえセットし、該溶接開先22のルート部23を漏水し
ない程度に１層だけ溶接しておく。

次に、作業員が管溶接部冷却装置を手に持ち、受板２及
び、シールゴム板4a,4b側を枝管５の開口側から枝管５
内に、蓋板15が枝管５の上面に当接するまで挿入する。
これによってシール装置４は、本管６の貫通孔７内に位
置し、シール装置14は枝管５内周の上端近傍に位置す
る。

蓋板15が枝管５の上面に当接し、位置決めされたら、例
えば蓋板15を枝管５上面に仮付けし、蝶ナット20を冷却
水供給管１が第１図の上方へ突出する方向へ回動させ
る。そうすると、受板２、シールゴム板4b,4a、押え板
９、スペーサ11、受板13、シールゴム板14b,14aも冷却
水供給管１の上昇量分だけ上方へ移動しようとするが、
蓋板15は上方へ移動できないため、シールゴム板4b,4
a、14b,14aは、冷却水供給管１すなわち、受板２の上昇
量分に対応して受板２と押え板９の間及び受板13と蓋板
15で上下方向に圧縮され、径方向に拡大する。このため
シールゴム板4a,4b,14a,14bの外周が本管６の貫通孔７
内周及び枝管５内周に密着し、枝管５内空間がシール可
能な状態となる。

シールゴム板4a,4b,14a,14bが本管６の貫通孔７内周及
び枝管５内周に密着したら、冷却水供給管１を冷却水供
給源に接続し、冷却水回収管21を冷却水循環系統へ接続
する。

而して、冷却水24を図示していない給水源から冷却水供
給管１へ供給すると、冷却水24は冷却水供給管１下部の
小孔３からスペーサ11下部の小孔10を通りスリーブ本体
12b内側空間に流出し、さらにスリーブ本体12b下端と押
え板９上面の隙間Ｈを通って本管６の貫通孔７内へ流出
し、スリーブ本体12b外周と枝管５内周との間の隙間Ｓ
を通って枝管５内空間へ流出し、枝管５内空間から冷却
水回収管21を経て循環系統へ排出され、図示していない
供給源へ戻される。その間、冷却水24は前記隙間Ｓを規
定の流速（0.05M/S以上）で通過するときに溶接開先22
部をその内面から冷却する。

前述したように、枝管５の上下端部にシール装置4,14を
配置して枝管５内空間を形成し、該枝管５内空間への給
排水路となる冷却水供給管１と冷却水回収管21を設けた
ので、冷却水24の循環使用が可能となり、溶接開先22部
分の枝管５内に所定径のスリーブ本体12bを設け、該ス
リーブ本体12b外周面と枝管５内周面との隙間Ｓを所定
の間隔にすることにより、該隙間Ｓを通過する冷却水24
の速度を規定値（0.05M/S）以上に保持することができ
る。

なお、本考案の実施例では、本管に対して直交する枝管
を溶接する場合について説明したが、本管に対して枝管
を斜めに取付ける場合においても実施し得ること、枝管
を本管の上方へ向けて溶接する場合について説明した
が、本管の下方或いは横方向へ向けて溶接する場合につ
いても実施し得ること、スリーブはスペーサに固着せず
冷却水供給管に直接固着しても実施可能なこと、その
他、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案の管溶接部冷却装置によれ
ば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ） 枝管内に供給された冷却水が本管へ流出するこ
とを防止するシール装置を穿設けたので、冷却水を回収
することが可能となり、従って冷却水の循環使用が可能
となる。

（II） 溶接部の枝管内に枝管内周面との間に所定の隙
間を形成し得るスリーブを設け、該スリーブの外径を適
宜に選定し、前記隙間を規定することにより、隙間を通
過する冷却水の流速を水冷溶接（HSW）工法の規定流速
以上とすることができる。

（III） 前記（II）項により、溶接時の残留応力を抑
制し得るので、応力腐食割れを未然に防止できる。

（IV） 冷却水は全量溶接部内周面を通るため、溶接部
の冷却を能率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の管溶接部冷却装置の一実施例の縦断面
図である。 図中１は冷却水供給管、４は第１のシール装置、５は枝
管、６は本管、７は貫通孔、12はスリーブ、14は第２の
シール装置、21は冷却水回収管、24は冷却水、25は溶接
部、Ｓは隙間を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】本管と該本管の外周部に溶接される枝管の
   溶接部を冷却水によって冷却するようになっている管溶
   接部冷却装置であって、前記本管の外周側から内周側へ
   向けて穿設した貫通孔に対し連通する枝管内部に挿入可
   能な冷却水供給管と、該冷却水供給管に外嵌され且つ前
   記本管の貫通孔に嵌合可能で、冷却水が枝管側から本管
   側へ漏洩するのを防止する第１のシール装置と、前記冷
   却水供給管に外嵌され且つ前記枝管内部に嵌合可能で、
   冷却水が枝管から外部へ漏洩するのを防止する第２のシ
   ール装置と、前記第１のシール装置よりも枝管側に前記
   冷却水供給管に対し略同心状に設置され、前記第１のシ
   ール装置との間及び前記溶接部の内周面との間に夫々冷
   却水の流れる所定の隙間を形成するスリーブと、前記隙
   間を通った冷却水を回収する冷却水回収管を備え、前記
   スリーブは冷却水供給管に設けられた冷却水流通用の小
   孔を包囲するよう配設されると共にスリーブの第１のシ
   ール装置側の端部は、溶接部よりも第１のシール装置側
   に位置し、前記スリーブの第１のシール装置に対し反対
   側の端部には、冷却水が流通しないよう蓋板を取付けた
   ことを特徴とする管溶接部冷却装置。