JPS58218391A - 鋼管の円周継手溶接法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼管の円周溶接法に件り、詳しくは、石油、カ
ス等の加圧流体の輸送に供せらｎるラインパイプの円周
溶接において、疲労％注に優ｎる溶接継手部が得らｎる
溶接継手法に併る。

パイプライン敷設工事においてはパイプ接合のために円
周溶接か行なわれるが、この円周溶接は構造上内面溶接
か不可能１次は困難なことが多く、通常、外側から片面
円周溶接で接合芒ｎで込る。従って、内面溶接部（裏波
）Ｋに融合不良、アンターカットといった溶接欠陥や余
盛形□状の不整に゛よる応力集中部が残つ゛ている。

この様な状況下において、現在のように高強度鋼管？使
用し高応力で稼動するよう設計８ｆ′１．、しかも頻繁
な内圧変動を受けるパイプラインでは、円周溶接部が成
力破壊に対して最も弱い部分となっている。

このため、この様な゛応力集中部ケ有する円周溶接継手
部Ｋ＞いて、シ接欠陥除去、余盛の削除など応力集中ｆ
軽減することは、パイプラインの疲労強度向上に有ゆ！
ある。

本発明は上記欠点の解決ケ目的とし、具体的には、通常
の硬管の円周、５溶接継手部に発生する疲労破損會皆無
ならしめ・る円周継手溶接法ケ提１．１１１１） 供する。　　　　　　　　・ すなわち、本発明法は互いに円周溶接すべき一対の被溶
接鋼管の間において、一端の外径、内径ならひに肉厚か
前記被ト接鋼智のそｎらと実質的に等しく他端の肉厚が
前記被溶接鋼管の肉厚よりｊすくしかも両端には要部２
　ｇ　ｍｍｕ上の直管部ケ鳴し、前記他端から突起が突
出する一対の短管ｔ１　これら各突起か対向するよう、
介記各裟起會溶融して第１層目を形成し、第２層目ル後
は常法により順次に溶接することケ特徴とする、 ＪＮ下、本発明法について詳しく勝目する。

１す、本発明省らは鋼管の両端に鏡板全裏波溶接して圧
力容器状の試験体とし、この試験体に内圧を繰ｐ返し負
荷して内圧疲労試験を行なったところ、裏波溶接部（周
溶接継手）から破損し、このため、シ（イブラインにお
いては１６１接継手部からの破′□ｉヶなく１−ること
が必要であ、、。。やｉ　＊　ｇ”！”ｃよ、え。ヵ３
よ、ヵユ：： である。

第１因は本発明方法によって円周溶接した鋼管の正面図
であシ、第２図はその溶接継手部分の詳細断Ｉｆ１図で
あシ、第３図は鋼管と煙管の溶接部の拡大断面図であシ
、第４図は纂２図に示す溶接継手の溶接加行後の断面図
である。第１図ならびに第２図において、造管嘔れ°た
骨管ケ所定の寸法に切断し、こｆｌ、ら一対の＃管１ａ
。

］ｂの間に、２つの短管２ｆブｒ挿する。各短管２の一
端部、つ１す、ｍ管］　ａ　、　］　ｂ　Ｋ対向スる部
分の外径、内径ならびに肉ノリは各鋼管１ａ。

１ｂのそｎ、らと実質的に一致し、他端の肉厚は鋼管】
８％　ｌｂの肉厚よシ厚くなっており、こｎ、ら短管が
円周溶接部ｎ７接続嘔ｊ、る。また、短管２の材質はク
ラックアレスター材が望１しく、強度は内圧変動ケ考ｋ
、シ、＃管りａ若しくｔｆｆｌｂの強度と同等若しくは
そｆ′Ｌ匂上のものが好”ｔしｒ、’ｔＪに詳しく・詩
、明すると、短管２の厚蔓は負荷姑ｎ−る荷ル°との関
ｆｌ−に応じて変イとさせ、例えばｖｆＩＩＡ管側の厚
さ、ｔ　ｌは円周溶接継手部３での曲は応力の発生ｖｒ
−防ぐため鋼管１８％ｌｂと同じ厚ａｔ２にする。こｎ
、に対し、煙管２の他端のＮもＴｌｉｊｍ管の厚′！ｔ
２より厚く、好ｌしくに１．５〜２倍とし、溶篠後手人
ｔＬ不能で応力集中部ｔ　；８−Ｊ’−る円周溶接部４
、つ１り幾重２間の円周溶接部４．における応力を低Ｉ
ｋ−ｇせる。

その上、内円周ｂｉ部３．４において曲は応力の発生ケ
助止する７（Ｊｔ）Ｋ　ｓ各短管２の両端には要部２０
簡川上の白管部５ａ、５ｂケ形成し、更に、中火部６４
ＣおいてＬその厚もが厚さｔｌ力・ら埋込Ｔｌｚで過当
なテーパー１には曲率で変（［するよう構成する。ｌた
、各短管２においてその他端部、つｌシ、対向端部ＶＣ
は抜起１２ケ形賊し、後記の如く浴に一時にはこｎ、ら
突起１２ケとかして一一目ｆ形成する。

次に、ｆｃｒｈのＶｐｖｃｒｔｓ、　ｔｉじめに、円ｉ
＝＋ｈ接継手部３ヶ形成し、その後、円周＃１接継手部
４が形成ａｔ′Ｌる。すなわち、円周溶接継手部３の形
成には両ｄｌＪｂ接（完全溶込み溶接〕で行ない、応力
集中部である溶接余盛８ａ、８ｂＵグラインターＩたは
切削妃よって十分に削除し、最終仕上面は円周表晟面レ
ベルと一叙δせる。

換首丁ゐと、この場合は煙管の長δが短かいために内外
部から溶接全盛は容易に削除することができ、このため
、円周溶接継手部３の内外面におけ小応力集中率αｔ　
ｔ　ｉ、　ｏにすることができる。両鋼雷１ａ、１ｌｌ
ｃ幻し蝮Ｗ２ケそｎ。

ぞｆＬ溶接してから、短管２間を溶接して円周溶接継手
部４を形成するが、この場合、短管と短管の溶接であっ
て構造上両面溶接が不可能または困難な１ｃめ、外ａｊ
＋から片面溶４％−ｒ小ことになる。また、このように
片面醇接￥小と、管内面にＡ波９が存在することになり
、裏波形状や流出具合が悪いと、このｋＩＳ分＆Ｕ応カ
果中が起り好１しくないが本発明においては、円周溶接
継手部４の短管の＆厚ＴＩケ伎溶接鋼管の板厚ｔ１よシ
厚くすることにょシ、−円周にψ子長継手部−での発生
応カケ低減することができる。更に、本発明方法でに一
層目遍或め片面溶接方法？改善′ｆることによってＪ＆
波形状ケ良好に制御し、応力集中管軽減することにより
内圧の＃：す返しにヌりする円周溶接継手部における疲
労強度ケ芒らに同上させ得る。

−ｆ−７）　ワチ、各短管２ノ内［ｆｉ１１１ＩＩＶｃ
ハ突起部］２が形成突起部下２り、一層目の形成には各
突起部１２ケ例えばタングステン電極ケ用い、シールド
ガス（アルゴン）、電流および寛極送シ速度管調整する
ことによシ溶融・接合して一層目の溶接余盛１０會形成
する。

なお、二層目月降は通常の方法とする。このように一層
目全形成して溶接すると、裏波溶接余盛による応力集中
率はいかなる場合においても２９下忙すること゛ができ
る。’！′ｆｃ、円周溶接継円周溶接継面部４応力集中
管２シ下に制御することは内圧によって当該部に受ける
応力は、板厚の増加による廠力の低減効果と合せて考慮
すると、円周溶初−手ｓ３に受ける応力より十分低くす
ることが〒き、円周溶接継手部３ヶもたない鋼管であつ
１１７ｒ、ｌも同様な効果が達成できる。

、“　＝、：。

次に、賽ＩＭ列につめて親切する。

１ず、１１２図に示す如（開先１１、＠管部５ａ５ｂな
らひにテーパ一部５ａ、５ｂが形成Ｉｎて成る各短管２
？銅管１ａ、ｌｂの間に挿入し、鋼管］ａ％　ｌｂと短
管２の量分そｎぞれ両面溶接して完全に溶込み溶接ケ行
った。この際、円周溶接継手部３の溶接余盛８ａ、８ｂ
ｔ；ｒ十分に削除し、余盛による応力集中全除去し；と
くに、最終仕上げ方向は円周方向と同じ方向とし仕上げ
粗度も１００μ鈎下にした。

次いで、鋼管ｉａ％　ｌｂの両端溶接場れ一体となった
短管の両端において開先ｌ】および直管部５ｂの加工ケ
行い、この際、開先形状はＶ開先に酷似し、第２図に示
す如く管内周がりの軸方向に突起部１２’を有するもの
として加工する。

次に、第一層目の溶ｉｆ＃はタングステン１！極會用い
て対向する突起部１２ｆ溶融接合してその溶接余盛形状
９．１０ｆ良好にし、応力集中率゛全１．５〜２却下に
制御した。そ（７−ｒ後は、第二層目辺後は常法で溶接
した。実施しυ■は短管を使用せず１．突起部１２會つ
け、ｌた実施９１１■および°■は短管ケ使用したが、
突起９１２は前者に・はつけず、後者はそｆ′Ｌを有し
、最終溶接ｉ４＃：ｒ常温の片面ＩｋｔＢＬ溶接法によ
“ｂ・溶鉛、した。

Ｊコノ上の辿シに溶接した鋼管両端に第１図の如く鏡板
Ａ％Ｂ？円周溶円周溶接継手形成と同様に溶接４し、内
圧疲労試騎を実施した。

なお、鏡板を用いたのは、刊本かの鋼管が溶接場ｎ、て
接続さｎ、ている状況が冥埃できるからである。　　　
　　□ この試験の結果、実施列■、■においては従来例では疲
労破断した円周溶接継手部４からは全く破断がなく、同
時に円周溶接継手部３についても疲労破断しないことが
確ルぷｉｆした。そして、本発明方法によると、第１表
の通）疲労寿命は従来の３〜５倍９上長くなった。なお
、比較へは短管を介挿しない場合、比較Ｂは短管會介挿
したが、円周溶接継手部３の内外面全切削また、本発明
方法は、円周継手溶接と管内外面の溶接余盛削除する工
程？削減のため既に短管形状１有する＃管ケ製造する技
術に用いらｎ。

る。

【図面の簡単な説明】

ＪｉＢｌ、図は本発明方法によって円周溶接した鋼管の
上面図、第２図にその溶接継手部分の詳細断面図、第３
図は鋼管と短管の溶接部の断面図、ｍ４図は第２図に示
す溶接継手を溶接した場合の断面図である。 符　号１ａ、Ｊｂ・・・・・・鋼管　２・・・・・・短
管３・・・・・・円周継手溶接部 ４・・・・・・円周継手溶接部 ５ａ１５シ・・・・・・直管部 ６ａ、６□勢・・・・・・テーパ一部 ｇａ、ｇ６・・・・・・溶接余盛部 ９・・・・・・裏ｉ′−盛　　ｌＯ・・・・・・片面一
層目溶接余盛□１−：、Ｆｌ鼻　　□２−−−−−−＊
ｓｓＡ％Ｂ・・・・・・鏡板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 】）互いに円周溶接すべき一対の被溶接Ｓ管の端面にお
   いて内周側に管軸方向に突起か突出するよう慶開先形状
   とし、これら突起を溶融して第１層目を形成し、２層目
   ９降は常法により順次溶接することを特徴とする鋼管の
   円周溶接継手法。” ２）互いに円周溶接すべき一対の被溶接ｍ管の間におい
   て、一端の外径、円径ならひに肉厚が前記被溶接鋼管の
   そｎ、らと実弥的に等しく他端の肉厚が前記被溶接ｍ管
   の肉厚より厚く、シかも両端には長石２０■月上の直管
   部？有する煙管會、肉厚がＮい端部か対向するよう（・
   で弁挿し、前記短管の一端と被溶！＃鋳管ケ円周溶接し
   、内死面の溶接余盛切削または研摩で除去したのち、前
   記肉厚の厚い短管音片面＾絢溶接することケ特徴と丁ゐ
   鋼管の円周溶接継手法。 ３）互いに円周溶接すべき一対の被溶接鋼管の間におい
   て、一端の外径、内径ならびに肉厚が前記被溶接ｍ管の
   七ｎらと実質的に等しく他端の肉厚か前記被溶接鋼管の
   肉厚よシ犀くしかも両端には長さ２０１１１ｍ暇上の直
   管部ケ有し前記他端から突起が突出する一対の短管ｔ１
   これら各突起が対向するより、介挿し前記短管の一端と
   被溶接−管會円Ｊｉ！ｄ溶接し、内外面の溶接余盛を切
   削’！′ｆｃｔ；ｒω）摩で除去したのち前記各突起全
   溶融して第１層目ケ形成し、第２ｍ目μ後は常法・によ
   シ順次忙溶接すること１特徴とする鋼管の円周溶接継手
   法。