JPH08309529A

JPH08309529A - 配管溶接用バックシールド装置

Info

Publication number: JPH08309529A
Application number: JP11944095A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Takeuchi; 泰弘竹内
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】配管内のバックシールドを一体の風船を挿入し
て形成すると共に、このバックシールドにおける圧力制
御などを容易とした配管溶接用バックシールド装置を提
供する。【構成】本発明に係る配管溶接用バックシール装置
は、配管１，２の溶接に際して当該配管内部で溶接線３
の近傍に空間12を形成するバックシールド装置におい
て、後側に吹出口５を開口した前風船４ａと前側に排気
管６が開口して内部を貫通させると共に、後側に送気管
10を接続した後風船４ｂとをくびれ部４ｃで結合した一
体の風船４であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配管の溶接作業に係り、
特に溶接部において適切なバックシールドを形成させる
配管溶接用バックシールド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より配管を溶接により接続する際
に、溶接の信頼性向上のために予め配管内部に不活性ガ
スを充填した上で、外周から溶接作業を行う方法があ
る。このように配管内部に不活性ガスの充填が必要な場
合には、その溶接する配管の片方もしくは両方の内側を
フィルムあるいは風船などで塞ぎ、溶接部の裏側に空間
を形成して不活性ガスを充填していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この空
間形成の作業には手間がかかることと、配管溶接に際し
て配管内部に形成した空間における内圧管理、及びその
制御が困難であった。また、配管内に内包流体が残って
いる場合には、そのままでは溶接作業ができないため、
これの排除するために時間がかかるという不具合があっ
た。

【０００４】さらに、配管内部にバックシールド用の空
間を形成するには、溶接線を挟んで２カ所をシールする
必要があり、特に溶接する配管が長い場合には、シール
部の状態を確認することは極めて困難であった。

【０００５】本発明の目的とするところは、配管内のバ
ックシールドを一体の風船を挿入して形成すると共に、
このバックシールドにおける圧力管理などを容易とした
配管溶接用バックシールド装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明に係る配管溶接用バックシール装置
は、配管の溶接に際して当該配管内部で溶接線の近傍に
空間を形成するバックシールド装置において、後側に吹
出口を開口した前風船と、前側に排気管が開口して内部
を貫通させると共に後側に送気管を接続した後風船と
を、くびれ部で結合した一体の風船であることを特徴と
する。

【０００７】請求項２記載の発明に係る配管溶接用バッ
クシール装置は、風船のくびれ部を耐熱カバーで覆った
ことを特徴とする。請求項３記載の発明に係る配管溶接
用バックシール装置は、風船のくびれ部を耐熱管で形成
したことを特徴とする。

【０００８】請求項４記載の発明に係る配管溶接用バッ
クシール装置は、風船の前風船と後風船の外周に滑りど
め加工を施したことを特徴とする。請求項５記載の発明
に係る配管溶接用バックシール装置は、風船の前風船の
前側に開口して風船内部を貫通する排水管を備えたこと
を特徴とする。

【０００９】請求項６記載の発明に係る配管溶接用バッ
クシール装置は、風船のくびれ部の外側に内視鏡を設け
たことを特徴とする。請求項７記載の発明に係る配管溶
接用バックシール装置は、前側に吹出口と内部を貫通さ
せた排気管を開口すると共に、後側に送気管を接続した
一体の風船であることを特徴とする。

【００１０】請求項８記載の発明に係る配管溶接用バッ
クシール装置は、風船の後風船を貫通した排気管に酸素
濃度測定器と圧力測定器及び圧力調整器を接続し、配管
内部空間の圧力と酸素濃度の両方あるいは片方づつを管
理することを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明は、配管の溶接線に一体の
風船におけるくびれ部を位置させ、両側の前風船と後風
船を膨脹させることにより、配管内をシールして溶接線
の裏側に配管内空間を形成する。

【００１２】請求項２記載の発明は、溶接線に対峙する
風船のくびれ部が耐熱カバーで覆っているので、溶接熱
による風船の損傷が生じない。請求項３記載の発明は、
風船のくびれ部が耐熱管なので、溶接熱により損傷する
ことがない。

【００１３】請求項４記載の発明は、前風船と後風船の
外周に施した滑りどめ加工により、風船が配管内にて滑
らないので、配管内空間と状態の維持が容易となる。請
求項５記載の発明は、前風船の前面に流体が残っていて
も、排水管により排出できるので、流体の排除が可能
で、また流体を排除しながら溶接ができる。

【００１４】請求項６記載の発明は、溶接作業中も配管
内空間の状態を内視鏡で監視することができる。請求項
７記載の発明は、片方の配管が先止めの場合に、開放側
の配管内に一体の風船を挿入し、溶接線の手前で配管内
側をシールして、容易に溶接線の裏側に配管内空間が形
成できる。

【００１５】請求項８記載の発明は、排気管に接続した
酸素濃度測定器で酸素濃度を、圧力測定器で圧力を検出
して、圧力調整器の調節により配管内空間の圧力と酸素
濃度の条件の両方、または片方づつを管理することで信
頼性の高い溶接が行える。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第１実施例は、図１（ａ）の縦断面図に示すよ
うに、両端が開放している２つの配管１，２の互いの一
端を突合せて配置し、この両配管１，２の内部に溶接線
３を挟んで２つの前風船４ａと後風船４ｂ、及びくびれ
部４ｃとからなるゴム製で一体の風船４を挿入する。

【００１７】この風船４においては、前風船４ａは後側
に複数の吹出口５が開口しており、また後風船４ｂは前
方に排気管６が開口し、この排気管６は後風船４ｂの内
部を貫通して、後方外部には酸素濃度測定器７と圧力測
定器８、及び圧力調整器９が接続されている。

【００１８】さらに、この後風船４ｂの後側には送気管
10が接続されていて、外部で不活性ガス供給装置11に結
合して、配管溶接用バックシールド装置を構成してい
る。なお、図１（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図で吹
出口５の配置を、また図１（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視
断面図で排気管６の開口状態を示す。

【００１９】次に上記構成による作用について説明す
る。互いの一端を突合せて配置した２つの配管１，２の
内部に風船４を挿入し、前風船４ａと後風船４ｂで溶接
線３を挟んで、溶接線３にくびれ部４ｃが対峙する位置
にする。

【００２０】不活性ガス供給装置11から送気管10を介し
て不活性ガスを供給すると、この不活性ガスは後風船４
ｂ，くびれ部４ｃ，前風船４ａの順にに送られて前風船
４ａ，くびれ部４ｃ，後風船４ｂでなる風船４の全体を
膨脹させる。

【００２１】これにより、前風船４ａの外周は配管１の
内周に、また、後風船４ｂの外周は配管２の内周を圧迫
して、それぞれをシールし、くびれ部４ｃと溶接線３と
の間にバックシールドである配管内部空間12を形成す
る。

【００２２】この配管内部空間12には、前風船４ａの吹
出口５から不活性ガスが吹き出して、配管内部空間12の
空気は排気管６を介して外部に排出されることにより、
不活性ガスに置換される。

【００２３】この排気管６による換気中に、酸素濃度測
定器７により酸素濃度が、また、圧力測定器８により圧
力が測定されるが、この圧力測定器８で測定した圧力に
応じて、圧力調整器９により排気量、あるいは不活性ガ
ス供給装置11からの不活性ガスの供給量を制御すること
により、前記配管内部空間12における不活性ガスの圧力
と酸素濃度を外周からの溶接に適切な状態に維持され
る。

【００２４】この状態において、前記配管１，２の外周
から溶接線３に対して溶接作業を行うことにより、溶接
信頼性の高い配管接続ができる。なお、ここで前風船４
ａ及び後風船４ｂの外周を粗面加工による、すべり止め
13を施すことにより、風船４が軸方向に移動することが
防止される。

【００２５】第２実施例は、図２の縦断面図に示すよう
に、風船４のくびれ部４ｃの外周を耐熱カバー14で覆っ
て、配管溶接用バックシールド装置を構成している。な
お、その他の構成部分は上記第１実施例と同様としてい
る。

【００２６】上記構成における作用としては、配管１，
２に対して外周から溶接線３に沿って溶接作業を行う際
に、溶接線３より配管内部空間12に伝達された熱は、耐
熱カバー14で遮蔽されるので、風船４の損傷することが
防止できる。また、その他の作用及び運転方法は上記第
１実施例と同様である。

【００２７】第３実施例は、図３の縦断面図に示すよう
に、上記第２実施例の変形で、風船15は前風船15ａと後
風船15ｂの２つの風船の間のくびれ部分に、鉄あるいは
セラミックスなどの耐熱管16を接続して構成したもので
ある。

【００２８】この構成による作用と効果については、上
記第２実施例と同様のものが得られるが、耐熱管16によ
るくびれ部分の耐熱性は、耐熱管16の材質を選定するこ
とにより、第２実施例よりさらに高い耐熱性が得られ
る。

【００２９】第４実施例は、図４（ａ）の縦断面図と図
４（ｂ）の（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図に示すように、一
方の配管２に流体が残っている場合に適用するもので、
風船17は前風船17ａの前方に開口して、前風船17ａとく
びれ部17ｃ及び後風船17ｂを貫通した排水管18を設け
て、配管溶接用バックシールド装置を構成している。な
お、その他の構成部分は上記第１実施例と同様としてい
る。

【００３０】この構成による作用としては、配管２に内
包されていて前風船17ａによりシールされて溶接時に残
った流体は、点線矢印19に示すように前風船17ａ及び後
風船17ｂを貫通する排水管18を介して外部に排出され
る。

【００３１】これにより、配管２内に若干の流体を存在
させたままで、配管１と配管２の溶接をすることができ
る。また、その他の作用及び運転方法は上記第１実施例
と同様である。

【００３２】第５実施例は、図５の縦断面図に示すよう
に、配管１，２内に配置した風船４のくびれ部４ｃの外
側に内視鏡20を設けて、バックシールドである配管内部
空間12内の状況を排気管６を介して外部から確認できる
配管溶接用バックシールド装置を構成している。なお、
その他の構成部分は上記第１実施例と同様である。

【００３３】この構成による作用としては、配管内部空
間12におけるバックシールドの状態、すなわち、風船４
の配管１，２内における配置状態、及び溶接に際して溶
接線３の裏側の状態を内視鏡20により排気管６を介して
外部から監視しながら溶接作業ができる。なお、その他
の作用と運転方法は上記第１実施例と同様である。

【００３４】第６実施例は、図６の縦断面図に示すよう
に、上記第５実施例の変形で、内視鏡20を風船４のくび
れ部４ｃの外周に設けた支持リング21に設置して配管溶
接用バックシールド装置を構成している。なお、その他
の構成部分は上記第１実施例と同様である。

【００３５】上記構成としたことにより、内視鏡20の設
置が堅固となることから、風船４の表面を含めてバック
シールドである配管内部空間12における監視がさらに良
好に行なえる。また、その他の作用と運転方法は上記第
１実施例と同様である。

【００３６】第７実施例は、図７（ａ）の縦断面図に示
すように、風船22は上記第１実施例と同様の前風船４ａ
と同じ形状の前風船22ａと、貫通した排気管23及び送気
管10をを設けた後風船23ｂと、くびれ部22ｃとで構成し
た配管溶接用バックシールド装置である。

【００３７】なお、図７（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断
面図、図７（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図である。
上記構成による作用は、後風船23ｂの排気管23の径と、
不活性ガス供給装置11からの送気管10を介して供給する
不活性ガスの量を調節することにより、第１実施例など
で示した酸素濃度測定器７と圧力測定器８、及び圧力調
整器９などを使用せずに簡素な構成であり、溶接線３に
対する溶接作業に際して、バックシールドである配管内
部空間12を良好な状態に維持する管理が行なえる。

【００３８】第８実施例は、図８の縦断面図に示すよう
に、一方の配管24が先止め、あるいは、図示しない閉止
蓋などにより塞がれている場合に適した配管溶接用バッ
クシールド装置である。

【００３９】配管１内で溶接線３の手前に挿入する風船
25は１体で、前側に開口した複数の吹出口５と、同じく
前側に開口して風船25内を貫通する排気管６が設けてあ
る。さらに、風船25の後側には送気管10を接続し、外部
にて不活性ガス供給装置11が接続している。

【００４０】また、前記排気管６には外部において、酸
素濃度測定器７と圧力測定器８、及び圧力調整器９を接
続して構成されている。次に上記構成による作用は、前
記風船25は配管１の開口端より配管１内に挿入して、配
管１と先止め配管24との溶接線３の手前に配置させて、
不活性ガス供給装置11から不活性ガスを供給して膨脹さ
せることにより、配管１の内側をシールする。

【００４１】これにより、先止め配管24と配管１の内側
及び風船25によりバックシールドである配管内部空間12
を形成する。この第８実施例によれば、配管内部空間12
を形成するために形状が簡素な風船25が１体で済み、か
つ、溶接線３から若干離して配置することにより、溶接
作業による熱で風船25を損傷させることがない。

【００４２】また、設置位置の精度についても裕度が大
きく、したがって設置作業が容易である。なお、バック
シールド形成による効果は、上記第１実施例と同様のも
のが得られる。

【００４３】

【発明の効果】以上本発明によれば、配管溶接時の配管
内にバックシールドである配管内部空間を簡単な装置で
形成すると共に、内部の不活性ガス圧力や酸素濃度の調
整及び監視も容易にして、信頼性の高い配管溶接を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の配管溶接用バックシ
ールド装置で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視
断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図２】本発明に係る第２実施例の縦断面図。

【図３】本発明に係る第３実施例の縦断面図。

【図４】本発明に係る第４実施例で、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図。

【図５】本発明に係る第５実施例の縦断面図。

【図６】本発明に係る第６実施例の縦断面図。

【図７】本発明に係る第７実施例で、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図、（ｃ）は
（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図。

【図８】本発明に係る第８実施例の縦断面図。

【符号の説明】

１，２…配管、３…溶接線、４，15，17，22，25…風
船、４ａ，15ａ，17ａ，22ａ…前風船、４ｂ，15ｂ，17
ｂ，22ｂ…後風船、４ｃ，17ｃ，22ｃ…くびれ部、５…
吹出口、６，23…排気管、７…酸素濃度測定器、８…圧
力測定器、９…圧力調整器、10…送気管、11…不活性ガ
ス供給装置、12…配管内部空間、13…すべり止め、14…
耐熱カバー、16…耐熱管、18…排水管、19…点線矢印
（流体）、20内視鏡、21…支持リング、24…先止め配
管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管の溶接に際して当該配管内部で溶接
線の近傍に空間を形成する配管溶接用バックシールド装
置において、後側に吹出口を開口した前風船と、前側に
排気管が開口して内部を貫通させると共に後側に送気管
を接続した後風船とを、くびれ部で結合した一体の風船
であることを特徴とする配管溶接用バックシールド装
置。
【請求項２】前記風船のくびれ部を耐熱カバーで覆っ
たことを特徴とする請求項１記載の配管溶接用バックシ
ールド装置。
【請求項３】前記風船のくびれ部を耐熱管で形成した
ことを特徴とする請求項１記載の配管溶接用バックシー
ルド装置。
【請求項４】前記風船の前風船と後風船の外周に滑り
どめ加工を施したことを特徴とする請求項１乃至請求項
３記載の配管溶接用バックシールド装置。
【請求項５】前記風船の前風船の前側に開口して風船
内部を貫通する排水管を備えたことを特徴とする請求項
１記載の配管溶接用バックシールド装置。
【請求項６】前記風船のくびれ部の外側に内視鏡を設
けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の配管
溶接用バックシールド装置。
【請求項７】前側に吹出口と、内部を貫通させた排気
管を開口すると共に、後側に送気管を接続した一体の風
船であることを特徴とする配管溶接用バックシールド装
置。
【請求項８】前記風船の後風船を貫通した排気管に酸
素濃度測定器と圧力測定器及び圧力調整器を接続して、
配管内部空間の圧力と酸素濃度の両方あるいは片方づつ
を管理することを特徴とする請求項１乃至請求項７記載
の配管溶接用バックシールド装置。