JPH1190676A - 配管溶接継手 - Google Patents
配管溶接継手Info
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- JPH1190676A JPH1190676A JP25161397A JP25161397A JPH1190676A JP H1190676 A JPH1190676 A JP H1190676A JP 25161397 A JP25161397 A JP 25161397A JP 25161397 A JP25161397 A JP 25161397A JP H1190676 A JPH1190676 A JP H1190676A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
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- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
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- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱応力の発生が少なく、内面に突起、段差お
よびスキマのない配管溶接継手を提供する。 【解決手段】 配管の突き合わせ溶接継手であって、一
方の配管１の内面側に縦断面で先端が四角形状の突起部
７を有しており、他方の配管２の内面側には突起部７と
嵌合する凹み部８があり、突起部７と凹み部８の配管外
面側に溶接金属５が肉盛りされる開先部１０があり、突
起部７と凹み部８の配管半径方向の面は内面より長さＴ
の範囲で互いに対向し、内面よりｔの範囲で接触し残り
Ｔ−ｔの範囲はスキマ９を有しており、突起部７と凹み
部８の配管軸方向の曲面７ａ，８ａが接触することによ
り一方の配管１内面と他方の配管２内面は同一曲面とな
る。
よびスキマのない配管溶接継手を提供する。 【解決手段】 配管の突き合わせ溶接継手であって、一
方の配管１の内面側に縦断面で先端が四角形状の突起部
７を有しており、他方の配管２の内面側には突起部７と
嵌合する凹み部８があり、突起部７と凹み部８の配管外
面側に溶接金属５が肉盛りされる開先部１０があり、突
起部７と凹み部８の配管半径方向の面は内面より長さＴ
の範囲で互いに対向し、内面よりｔの範囲で接触し残り
Ｔ−ｔの範囲はスキマ９を有しており、突起部７と凹み
部８の配管軸方向の曲面７ａ，８ａが接触することによ
り一方の配管１内面と他方の配管２内面は同一曲面とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、継手位置の内面が
滑らかな配管溶接継手に関する。
滑らかな配管溶接継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】加圧流動層ボイラでは、外部から供給さ
れた石炭をボイラ本体内の流動層内で燃焼させ、その排
ガスをサイクロンに送り、サイクロンで灰やベッド材を
除去し、排ガスはガスタービンに送り、除去した灰やベ
ッド材は再びボイラへ送り流動層を形成させる。このよ
うな灰やベッド材を含むガスは高温であり、流速も大き
く、例えば２０ｍ／ｓもの速度になる。これらの搬送は
配管で行われる。
れた石炭をボイラ本体内の流動層内で燃焼させ、その排
ガスをサイクロンに送り、サイクロンで灰やベッド材を
除去し、排ガスはガスタービンに送り、除去した灰やベ
ッド材は再びボイラへ送り流動層を形成させる。このよ
うな灰やベッド材を含むガスは高温であり、流速も大き
く、例えば２０ｍ／ｓもの速度になる。これらの搬送は
配管で行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】排ガスに含まれる灰や
ベッド材は配管内面を摩耗させる作用が大きい。特に継
手部は内面に溶着金属が隆起している場合、流れの乱れ
による摩耗が大きい。図２はこのような配管の継手を示
す。一方の配管１と他方の配管２とを配管内側で数ｍｍ
間隔を設けてセットし溶接する。配管の継手の溶接は通
常外面のみから行われるので、配管内面に溶接欠陥が生
じないよう、配管内面より溶着金属５が盛り上がるよう
にする。これを裏波と言っている。しかしこのような突
起があると流れが乱れ摩耗が大きくなる。
ベッド材は配管内面を摩耗させる作用が大きい。特に継
手部は内面に溶着金属が隆起している場合、流れの乱れ
による摩耗が大きい。図２はこのような配管の継手を示
す。一方の配管１と他方の配管２とを配管内側で数ｍｍ
間隔を設けてセットし溶接する。配管の継手の溶接は通
常外面のみから行われるので、配管内面に溶接欠陥が生
じないよう、配管内面より溶着金属５が盛り上がるよう
にする。これを裏波と言っている。しかしこのような突
起があると流れが乱れ摩耗が大きくなる。
【０００４】このため図３〜５に示すような重ね継手が
用いられている。、図３は接合リング３を用いる場合を
示し、接合リング３と各配管１，２との間にスキマを設
け溶着金属５による収縮を吸収するようにしている。こ
の場合スキマは２ケ所に設けられる。図４は重ねリング
４を用いた場合で、スキマは１ケ所である。図５は重ね
リング４を用い配管１，２の突き合わせに段付部６を設
けたものである。この場合もスキマは１ケ所となる。図
３〜５に示す継手は配管内面は突起や段差はなく滑らか
である。スキマは１ｍｍ以内であれば摩耗に対して問題
ない。しかしこれらの継手ではスキマを管理して溶接す
ることが困難である。また接合リング３や重ねリングは
配管外面より突出しているため、これらの外側面と配管
１，２の内面側との温度差が大きく、これによる伸びの
差により溶接部（溶着金属５）にクラックを生ずる。特
にオーステナイトステンレス鋼においては、伸びの差が
大きく、応力緩和も小さいため、これにより発生する熱
応力が大きく、このためクリープ損傷が大きい。また低
温ではＳＣＣ（応力腐食割れ）が問題となる。
用いられている。、図３は接合リング３を用いる場合を
示し、接合リング３と各配管１，２との間にスキマを設
け溶着金属５による収縮を吸収するようにしている。こ
の場合スキマは２ケ所に設けられる。図４は重ねリング
４を用いた場合で、スキマは１ケ所である。図５は重ね
リング４を用い配管１，２の突き合わせに段付部６を設
けたものである。この場合もスキマは１ケ所となる。図
３〜５に示す継手は配管内面は突起や段差はなく滑らか
である。スキマは１ｍｍ以内であれば摩耗に対して問題
ない。しかしこれらの継手ではスキマを管理して溶接す
ることが困難である。また接合リング３や重ねリングは
配管外面より突出しているため、これらの外側面と配管
１，２の内面側との温度差が大きく、これによる伸びの
差により溶接部（溶着金属５）にクラックを生ずる。特
にオーステナイトステンレス鋼においては、伸びの差が
大きく、応力緩和も小さいため、これにより発生する熱
応力が大きく、このためクリープ損傷が大きい。また低
温ではＳＣＣ（応力腐食割れ）が問題となる。
【０００５】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、熱応力の発生が少なく、内面に突起、段差および
スキマのない配管溶接継手を提供することを目的とす
る。
ので、熱応力の発生が少なく、内面に突起、段差および
スキマのない配管溶接継手を提供することを目的とす
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の発明では、配管の突き合わせ溶接継手で
あって、一方の配管の内面側に縦断面で先端が四角形状
の突起部を有しており、他方の配管の内面側には前記突
起部と嵌合する凹み部があり、前記突起部と前記凹み部
の配管外面側に溶接金属が肉盛りされる開先部があり、
前記突起部と前記凹み部の配管半径方向の面は内面より
長さＴの範囲で互いに対向し、内面よりｔの範囲で接触
し残りＴ−ｔの範囲はスキマを有しており、前記突起部
と前記凹み部の配管軸方向の曲面が接触することにより
一方の配管内面と他方の配管内面は同一曲面となる。
め、請求項１の発明では、配管の突き合わせ溶接継手で
あって、一方の配管の内面側に縦断面で先端が四角形状
の突起部を有しており、他方の配管の内面側には前記突
起部と嵌合する凹み部があり、前記突起部と前記凹み部
の配管外面側に溶接金属が肉盛りされる開先部があり、
前記突起部と前記凹み部の配管半径方向の面は内面より
長さＴの範囲で互いに対向し、内面よりｔの範囲で接触
し残りＴ−ｔの範囲はスキマを有しており、前記突起部
と前記凹み部の配管軸方向の曲面が接触することにより
一方の配管内面と他方の配管内面は同一曲面となる。
【０００７】継手部は、配管半径方向には、突起部の外
面と凹み部の内面で接触し両配管の内面が同一面にな
り、配管軸方向には、突起部の内面よりｔの範囲が接触
し、残りのＴ−ｔの範囲はスキマのある状態で、開先部
に溶着金属が肉盛りされる。溶接時の収縮によりｔの範
囲の接触部は圧縮され降伏して収縮力を吸収する。この
ｔの値を小さくしておけば、この圧縮による残留応力の
範囲は局部的に限定され、かつ圧縮力なので亀裂が発生
することはない。これにより溶接継手は内面は同一面で
段差などなくかつスキマもない形状となる。残留応力と
しては、応力腐食割れにはむしろ望ましい圧縮応力がｔ
の範囲に局部的に残っているだけであり、図３〜５に示
したような接合リングや重ねリングを使用しないため配
管内面と外面の温度差は大きくならずこの温度差による
熱応力も大きくならない。また配管内面は滑らかなの
で、継手部で摩耗が多く発生することはない。
面と凹み部の内面で接触し両配管の内面が同一面にな
り、配管軸方向には、突起部の内面よりｔの範囲が接触
し、残りのＴ−ｔの範囲はスキマのある状態で、開先部
に溶着金属が肉盛りされる。溶接時の収縮によりｔの範
囲の接触部は圧縮され降伏して収縮力を吸収する。この
ｔの値を小さくしておけば、この圧縮による残留応力の
範囲は局部的に限定され、かつ圧縮力なので亀裂が発生
することはない。これにより溶接継手は内面は同一面で
段差などなくかつスキマもない形状となる。残留応力と
しては、応力腐食割れにはむしろ望ましい圧縮応力がｔ
の範囲に局部的に残っているだけであり、図３〜５に示
したような接合リングや重ねリングを使用しないため配
管内面と外面の温度差は大きくならずこの温度差による
熱応力も大きくならない。また配管内面は滑らかなの
で、継手部で摩耗が多く発生することはない。
【０００８】請求項２の発明では、前記Ｔは３ｍｍ程度
とし、前記ｔは０．２〜０．４ｍｍである。
とし、前記ｔは０．２〜０．４ｍｍである。
【０００９】ｔを０．２〜０．４ｍｍとすることによ
り、溶接収縮により圧縮降伏して収縮を吸収し易くする
とともに、圧縮応力の発生する範囲を限定することがで
きる。また、突起部と凹み部の形状はこれを合わせるこ
とにより開先形状を決定し、継手内面を同一面にする働
きがあるので、これらの形状を表すＴの大きさを適切な
寸法とする必要があり、３ｍｍ程度が望ましい。
り、溶接収縮により圧縮降伏して収縮を吸収し易くする
とともに、圧縮応力の発生する範囲を限定することがで
きる。また、突起部と凹み部の形状はこれを合わせるこ
とにより開先形状を決定し、継手内面を同一面にする働
きがあるので、これらの形状を表すＴの大きさを適切な
寸法とする必要があり、３ｍｍ程度が望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本実施形態の配管溶接
継手を示す縦断面図である。配管溶接継手は一方の配管
１の端部と、他方の配管２の端部を突き合わせることに
より形成され、開先部１０に溶着金属５を肉盛りするこ
とにより完成する。一方の配管１の内面側先端には、縦
断面で先端が四角状の突起部７が設けられている。突起
部７は突起部外面７ａと突起部内面７ｂと突起部前面７
ｃを有する中空円筒状をなしている。他方の配管２の内
面側先端には凹み部８が設けられており、凹み部８は凹
み部内面８ａと、凹み部接触面８ｂ、凹み部スキマ部８
ｃよりなり、突起部外面７ａと凹み部内面８ａが接触
し、突起部前面７ｃと凹み部接触面８ｂが接触して嵌合
するように構成され、これにより両配管１，２の内面は
同一曲面となる。配管内面より凹み部内面８ａまでの長
さをＴとし、配管内面より凹み部接触面８ｂの外端まで
をｔとする。Ｔは３ｍｍ程度、ｔは０．２〜０．４ｍｍ
程度とする。
図面を参照して説明する。図１は本実施形態の配管溶接
継手を示す縦断面図である。配管溶接継手は一方の配管
１の端部と、他方の配管２の端部を突き合わせることに
より形成され、開先部１０に溶着金属５を肉盛りするこ
とにより完成する。一方の配管１の内面側先端には、縦
断面で先端が四角状の突起部７が設けられている。突起
部７は突起部外面７ａと突起部内面７ｂと突起部前面７
ｃを有する中空円筒状をなしている。他方の配管２の内
面側先端には凹み部８が設けられており、凹み部８は凹
み部内面８ａと、凹み部接触面８ｂ、凹み部スキマ部８
ｃよりなり、突起部外面７ａと凹み部内面８ａが接触
し、突起部前面７ｃと凹み部接触面８ｂが接触して嵌合
するように構成され、これにより両配管１，２の内面は
同一曲面となる。配管内面より凹み部内面８ａまでの長
さをＴとし、配管内面より凹み部接触面８ｂの外端まで
をｔとする。Ｔは３ｍｍ程度、ｔは０．２〜０．４ｍｍ
程度とする。
【００１１】一方の配管１の突起部７の外側形状と、他
方の配管２の凹み部８の外側形状は、突起部７を凹み部
８に嵌合すると開先部１０を形成し、突起部前面７ｃと
凹み部接触面８ｂを接触させるとスキマ９を形成する形
状となっている。開先形状を決める各配管１，２の端部
の傾斜は図に示すように半径方向に対して３０°となっ
ており、寸法Ｌは配管の板厚にもよるが、３ｍｍ程度が
望ましい。なお開先部１０の周囲の破線は溶着金属５が
母材の配管１，２に溶け込む範囲を示している。
方の配管２の凹み部８の外側形状は、突起部７を凹み部
８に嵌合すると開先部１０を形成し、突起部前面７ｃと
凹み部接触面８ｂを接触させるとスキマ９を形成する形
状となっている。開先形状を決める各配管１，２の端部
の傾斜は図に示すように半径方向に対して３０°となっ
ており、寸法Ｌは配管の板厚にもよるが、３ｍｍ程度が
望ましい。なお開先部１０の周囲の破線は溶着金属５が
母材の配管１，２に溶け込む範囲を示している。
【００１２】次にこの配管継手の溶接について説明す
る。他方の配管２の凹み部８へ一方の配管１の突起部７
を嵌合させると、図１に示すように凹み部内面８ａに突
起部外面７ａが接触し、凹み部接触面８ｂに突起部前面
７ｃが接触する。これにより両配管１，２の内面は同一
面となり、突起部前面７ｃと凹み部スキマ部８ｃの間に
はスキマ９ができる。この状態で開先部１０に溶着金属
５を肉盛りする。溶接による収縮で半径方向の溶着金属
５の収縮は開先部１０の外面は自由に収縮するので、配
管１，２には何ら影響を与えないが、配管軸方向の収縮
により両配管１，２は引き付けられる。この収縮力によ
り凹み部接触面８ｂは突起部前面７ｃに押圧され、接触
面積が小さいため容易に降伏してこの圧縮力を吸収す
る。降伏してもスキマ９は確保される寸法となってい
る。容易に降伏するようにするため、ｔの大きさは０．
２〜０．４ｍｍとなっている。またＴの寸法は３ｍｍ程
度とし、スキマ９を確保し突起部７と凹み部８とを嵌合
し易すくしている。
る。他方の配管２の凹み部８へ一方の配管１の突起部７
を嵌合させると、図１に示すように凹み部内面８ａに突
起部外面７ａが接触し、凹み部接触面８ｂに突起部前面
７ｃが接触する。これにより両配管１，２の内面は同一
面となり、突起部前面７ｃと凹み部スキマ部８ｃの間に
はスキマ９ができる。この状態で開先部１０に溶着金属
５を肉盛りする。溶接による収縮で半径方向の溶着金属
５の収縮は開先部１０の外面は自由に収縮するので、配
管１，２には何ら影響を与えないが、配管軸方向の収縮
により両配管１，２は引き付けられる。この収縮力によ
り凹み部接触面８ｂは突起部前面７ｃに押圧され、接触
面積が小さいため容易に降伏してこの圧縮力を吸収す
る。降伏してもスキマ９は確保される寸法となってい
る。容易に降伏するようにするため、ｔの大きさは０．
２〜０．４ｍｍとなっている。またＴの寸法は３ｍｍ程
度とし、スキマ９を確保し突起部７と凹み部８とを嵌合
し易すくしている。
【００１３】これにより溶接が終わった状態では両配管
１，２の内面では、同一面となりかつ凹み部接触面８ｂ
と突起部前面７ｃとは押付あって密着している。また圧
縮降伏による残留応力の分布範囲は凹み部接触面８ｂの
近傍である。この圧縮力は応力腐食割れを起し難くする
働きを有する。
１，２の内面では、同一面となりかつ凹み部接触面８ｂ
と突起部前面７ｃとは押付あって密着している。また圧
縮降伏による残留応力の分布範囲は凹み部接触面８ｂの
近傍である。この圧縮力は応力腐食割れを起し難くする
働きを有する。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の配管溶接継手は、以下の効果を奏する 突起部と凹み部を設け両者を嵌合することにより継
手内面が同一面となり、開先合わせ作業が容易になると
ともに段差のない同一内面の継手が得られる。 配管軸方向には微小な接触面で接触し溶接収縮によ
り圧縮降伏して溶接収縮を吸収するので、残留応力は接
触面近傍に限定される。この圧縮残留応力は応力腐食割
れを防止するのに有効である。 従来の図３〜５に示すような配管外面より突出して
いる接合用のリングを使用しないので、継手位置におけ
る配管内面と外面の温度差は少くなり熱応力が少くな
り、熱応力によるクリープ損傷を少くすることができ
る。 継手の内面は同一面で段差はなくかつ間隙もなく密
着しているので、継手位置で摩耗が多くなることはな
い。 本継手は図３〜５に示すような接合用のリングを使
用しないので、コストも逓減する。
の配管溶接継手は、以下の効果を奏する 突起部と凹み部を設け両者を嵌合することにより継
手内面が同一面となり、開先合わせ作業が容易になると
ともに段差のない同一内面の継手が得られる。 配管軸方向には微小な接触面で接触し溶接収縮によ
り圧縮降伏して溶接収縮を吸収するので、残留応力は接
触面近傍に限定される。この圧縮残留応力は応力腐食割
れを防止するのに有効である。 従来の図３〜５に示すような配管外面より突出して
いる接合用のリングを使用しないので、継手位置におけ
る配管内面と外面の温度差は少くなり熱応力が少くな
り、熱応力によるクリープ損傷を少くすることができ
る。 継手の内面は同一面で段差はなくかつ間隙もなく密
着しているので、継手位置で摩耗が多くなることはな
い。 本継手は図３〜５に示すような接合用のリングを使
用しないので、コストも逓減する。
【図１】本発明の実施形態の溶接配管継手の構成を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】配管の溶接として普通に用いられる裏波を出す
溶接継手を示す図である。
溶接継手を示す図である。
【図３】接合リングを用いた配管溶接継手を示す図であ
る。
る。
【図４】重ねリングを用いた配管溶接継手を示す図であ
る。
る。
【図５】重ねリングを用い、段付開先を用いた配管溶接
継手を示す図である。
継手を示す図である。
１ 一方の配管 ２ 他方の配管 ３ 接合リング ４ 重ねリング ５ 溶着金属 ６ 段付部 ７ 突起部 ７ａ 突起部外面 ７ｂ 突起部内面 ７ｃ 突起部前面 ８ 凹み部 ８ａ 凹み部内面８ａ ８ｂ 凹み部接触面 ８ｃ 凹み部スキマ部 ９ スキマ １０ 開先部 １１ 溶け込み範囲
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｊ 13/04 Ｆ２３Ｊ 13/04 Ｚ
Claims (2)
- 【請求項１】 配管の突き合わせ溶接継手であって、一
方の配管の内面側に縦断面で先端が四角形状の突起部を
有しており、他方の配管の内面側には前記突起部と嵌合
する凹み部があり、前記突起部と前記凹み部の配管外面
側に溶接金属が肉盛りされる開先部があり、前記突起部
と前記凹み部の配管半径方向の面は内面より長さＴの範
囲で互いに対向し、内面よりｔの範囲で接触し残りＴ−
ｔの範囲はスキマを有しており、前記突起部と前記凹み
部の配管軸方向の曲面が接触することにより一方の配管
内面と他方の配管内面は同一曲面となることを特徴とす
る配管溶接継手。 - 【請求項２】 前記Ｔは３ｍｍ程度とし、前記ｔは０．
２〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の
配管溶接継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25161397A JP3959794B2 (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 配管溶接継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25161397A JP3959794B2 (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 配管溶接継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1190676A true JPH1190676A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3959794B2 JP3959794B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
ID=17225434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25161397A Expired - Fee Related JP3959794B2 (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 配管溶接継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3959794B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006095561A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 配管継手構造 |
| JP2007247702A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 配管継手構造 |
| CN105465493A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-04-06 | 广东粤新海洋工程装备股份有限公司 | 一种单边坡口对接的船舶管路及其焊接方法 |
| CN106825972A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-13 | 江阴中南重工有限公司 | 一种管件的焊接方法 |
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