JPS6362592B2 - - Google Patents

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JPS6362592B2
JPS6362592B2 JP54144070A JP14407079A JPS6362592B2 JP S6362592 B2 JPS6362592 B2 JP S6362592B2 JP 54144070 A JP54144070 A JP 54144070A JP 14407079 A JP14407079 A JP 14407079A JP S6362592 B2 JPS6362592 B2 JP S6362592B2
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metal tube
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JP54144070A
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JPS5669372A (en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/02Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing by fusing glass directly to metal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining
    • Y10T29/49908Joining by deforming
    • Y10T29/49938Radially expanding part in cavity, aperture, or hollow body
    • Y10T29/4994Radially expanding internal tube

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内挿ガラス管を金属管の内面からフラ
ンジ接合端面全面にかけて連続的に融着させたガ
ラス内張金属管の製造方法に関する。
ガラス内張金属管はガラス質特有の高度な耐蝕
性と金属管の機械的強度を有し、ガラス面は平滑
でスケール等の付着が少なくまた耐熱温度が大で
あることから、各種化学工業の分野において腐蝕
性流体の移送用あるいは熱交換用として広く利用
されている。
現在使用されているガラス内張金属管はガラス
被覆方法の面から2種類に大別できる。その一つ
は、金属管の内面およびフランジ接合端面にガラ
ス質釉薬を塗布して乾燥させた後、このガラス質
を高温焼成により金属面に融着させる工程を繰返
して金属基体と融着一体化した多層のガラス質被
覆を形成させたものであり、他の一つは、金属管
の内径よりやゝ外径の小さいガラス管を金属管内
に挿入して加熱により軟化させたガラス管を空気
圧等で膨張させ、金属管の内面に密着させたもの
である。
前者はグラスライニング機器類に施すガラス質
被覆と同様の被覆方法によるもので、この被覆方
法により直管のみならず弁類や各種形状の接手
類、異径管、異径フランジ等の配管部品が製作さ
れており、フランジ端面の形状がグラスライニン
グ機器のノズル部と同一でありフランジの接合端
面にまでガラス質が連続して被覆されているた
め、これらはグラスライニング機器の付属品とし
て数多く使用されている。
ところが、このガラス被覆方法によつて小口径
で長尺のガラス内張金属管を製造する場合には、
直管内部の施釉、点検、補修が困難であり、また
ピンホールを絶無にするには施釉、焼成を多数回
繰返す必要があり多額の費用を要する。
一方後者は内挿ガラス管を金属管の内面に膨張
密着させるものであるため一回の加熱操作でガラ
ス被覆が完了し、被覆の過程で直管部のガラス質
にピンホールが生ずる怖れがなく使用中において
も直管部のガラス被覆に損傷が生ずることはほと
んどないが、この種のガラス内張金属管は内挿ガ
ラス管をフランジ端面まで延長して融着すること
が困難であつたためガラス管による被覆は通常フ
ランジ端面の内周までにとゞめられており、これ
に起因して従来のガラス内張金属管の使用中にお
ける腐蝕破損事故はその大多数がフランジ接合部
で発生している。
現在最も広く使用されているガラス管内挿方式
によるガラス内張金属管は第1図に示すもので、
フランジ1の接合端面2の内周に設けた環状の凹
部に三角断面のガラス環3aを嵌挿して、加熱軟
化時に金属管4に内挿したガラス管5の端部に融
着させたものである。この形式のガラス内張金属
管は接合部においてガラス質がフランジ接合端面
2の内周側約1/2の幅でしか存在しないため、使
用中にこの端面2とガスケツトとの間に腐蝕性の
液体が侵入すると接合面外周の金属部からの腐蝕
が進行してガラス環3aが浮き上ることになる。
この現象は加熱冷却が繰返されてフランジ接合端
面の接合圧力が維持しにくい個所や、フランジ接
合端面の内周に面とりした湾曲部をもつ前記グラ
スライニング機器タイプのフランジとの接合個所
において著しい。特にグラスライニング機器タイ
プのフランジと接合する場合にはフランジ端面内
周の湾曲部と前記ガラス環3aの部分とが丁度相
対することになり、接合部にガラス質の共通平面
部分がほとんど存在しないため特殊なガスケツト
を使用してもこの問題が完全には解消されない。
またこの形式のガラス内張金属管は冷却後にフ
ランジ端面2から突出したガラス質部分を研摩除
去する必要があり、直径が大きくなるほどその労
力が大きく、端面のガラス質部に亀裂を残す危検
性がある。
第2図はこの種のガラス内張金属管のフランジ
端面における以上の問題点を解消するため、フラ
ンジ1の端面から管内面にかけて施釉、焼成によ
りセラミツク質またはガラス質の被覆3bを施し
た後、内挿ガラス管5を加熱軟化させてその端部
が被覆3bに重なるよう金属管4の内面に密着さ
せたものであるが、腐蝕環境におけるフランジ被
覆部3bの耐用年数を管内のガラス管5による被
覆部の耐用年数と合わせるにはフランジ被覆部3
bは少なくとも4回ないし5回の施釉焼成を繰返
して仕上げる必要があるためこれに要する費用が
大となる。またこの場合の内挿ガラス管5は冷却
時に端部がフランジ端面内周の湾曲部付近で不規
則に破断するため、この破断面が使用中にその
まゝ腐蝕液に曝されることによりガラス破片が液
中に混入する怖れがある。
本発明はガラス管内挿方式の長所を生かしなが
らフランジ端面における以上の問題点を解消する
ことを目的とし、端面からの内周湾曲面にかけて
前もつて下引ガラスを融着被覆したフランジを金
属管の両端に溶接して取付け、内挿ガラス管の両
端を支持して金属管の中心線上に保持する円錐形
状のキヤツプをフランジ端面の外周を囲う通気性
のスペーサーを介して両フランジ部に固定し、こ
れら全体を加熱して内挿ガラス管を軟化膨張させ
ることによつて、より少ない工程で確実に金属管
内面からフランジ端面にかけてのガラス質による
連続被覆を可能としたガラス内張金属管の製造方
法に関する。
以下本発明の実施方法の一例につき第3図に基
づいて詳細に説明する。フランジ部1はノズル形
の金属フランジ部材をサンドブラスト等により表
面処理を施した後、接合端面2から端面内周湾曲
部にかけて一回薄く施釉焼成による下引ガラスの
被覆3が前もつて施してあり、このフランジ1を
主として鋼管等の金属管4の両端部に溶接接着
し、溶接部内面をグラインダー等で表面仕上げし
た後これをガラス内張用金属管とする。
次に金属管の内径よりやゝ外径が小さく両フラ
ンジの端面から突出する長さの両端封止されたガ
ラス管5をこの金属管に挿入し、クツシヨン材6
を介して両端部を円錐形状のキヤツプ7の中心凹
部で支持させ、フランジ端面2の外周を囲うスペ
ーサー8を挾んで割フランジ9を接続しフランジ
部1にボルトナツト10で固定する。前記クツシ
ヨン材6はガラス管5とキヤツプ7との間隙を調
節してボルトナツト10締付時にガラス管5の破
損を防止するためのものであり、キヤツプ7の中
心凹部はガラス管5を金属管4の中心線上に保持
させると共に加熱軟化時のガラス管5先端の異常
膨張を防止する。前記スペーサー8は耐熱性の繊
維質で通気性があり厚み調整が可能なものであ
る。
以上の組立が完了すると、これらを炉内で所定
の加熱速度でガラス管5の軟化温度にまで昇温し
その温度で一定時間保持する。
前記フランジ1およびキヤツプ7は金属管4よ
り大きな肉厚を有し熱伝達が遅くなるためガラス
管5は先づ金属管4内の部分から軟化が始まり内
封された空気の膨張により金属管4の内面に付着
して行き、ガラス管5と金属管4との間の空気は
フランジ外周縁の近傍を囲う通気性のスペーサー
8を通じて外部に排出されるためガラス管5と金
属管4との接着部に空気が残留することはない。
続いてガラス管5の両端部が軟化温度に達する
と、この部分のガラス管5はフランジ接合端面2
内周の湾曲面とフランジ接合端面2に対向するキ
ヤツプ7の円錐面に沿つて折れ曲がり、フランジ
接合端面外周のスペーサー8に吹い寄せられる形
で膨張し、スペーサー8にまで達した部分は膨張
が遅くなり他の部分が膨張するため、ガラス管5
の不均一膨張による被覆ガラスの偏肉を生ぜず、
また被覆がフランジ端面2の途中で終ることな
く、金属管4の内面からフランジ接合端面2にま
で連続して一様に被覆でき、この部分に前もつて
被覆された下引ガラスとガラス管5とが融合一体
化して金属基体と強固に接着されるため冷却時に
フランジ接合端面2で被覆ガラスがチツピングを
起すことがない。フランジ接合端面2から外方に
はみ出したガラス管5の部分は冷却時にフランジ
接合端面2の外周縁で自然に破断してなめらかな
破断面が得られるため、バリが出来ることなく冷
却後の研摩仕上は不要である。
この実施例では両端を封止したガラス管5によ
る被覆方法について説明したが、一方のキヤツプ
の中央凹部に空気導入口を設け一端または両端が
開放されたガラス管を用いて、ガラス管開放端の
外周をキヤツプ中央の凹部で封止しておき、加熱
によりガラス管が軟化温度に達した時点でキヤツ
プの空気導入口からガラス管内に圧縮空気等を供
給するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明の方法ではフラン
ジ接合端面の下引ガラス被覆は別途まとめて施さ
れるためフランジを金属管に溶接した後の前処理
としては溶接部の内面仕上のみでよくガラス管に
よる被覆は一回の加熱工程で終了するため製造工
程が短縮され、またこの下引ガラスは前もつて施
釉、焼成により融着されているためガラス管挿入
時に剥離したり加熱被覆の過程でこの部分に気泡
を抱き込むようなことがなく、ガラス管が下引ガ
ラス管と融合して金属基体と強固に接着するため
冷却時にこの部分のガラスがチツピングを起すこ
とがない。さらに加熱過程においてガラス管の両
端はフランジ接合端面に対向する円錐形状のキヤ
ツプで支持され、フランジ外周縁近傍のスペーサ
に向つて全周一様に膨張するためフランジ接合端
面全体に確実に被覆でき、フランジ接合端面より
外方にはみ出したガラス管は冷却の過程でフラン
ジ接合端面の外周縁でなめらかな形で自然破断す
るため冷却後の研摩仕上が不要となる。
このように本発明の方法によつて製造されたガ
ラス内張金属管はガラス管が金属管の内面からフ
ランジ接合端面にまで確実に被覆され強固に接着
しているため接合部への腐蝕液侵入によるフラン
ジ部の腐蝕破損事故を起す怖れがなく、またフラ
ンジ接合端面がグラスライニング機器類のノズル
部と同一形状であるためグラスライニング機器類
およびその付属品との接続に好都合となる。
実験例 1 耐熱衝撃性 呼び径50mmで第1図、第2図の各試験体およ
び本発明の方法により製造された呼び径80mmの
試験体を所定の加熱温度で1時間保持した後
30゜±0.5℃の水道水中に投入して急冷し、最初
にガラス破損が発生したときの温度差△T(試
験体の加熱保持温度と冷却水温度との差)は次
の通りであつた。
1 第1図の試験体 △T=90℃ 2 第2図の試験体 △T=140℃ 3 本発明の試験体 △T=180℃ 2 耐熱水性 前記試験体と同径で両端を盲蓋で密閉した短
管の中に一定量の純水(イオン交換水)を封入
した各試験体を恆温乾燥炉中で120℃に保持し、
96時間経過後のガラス面の状況を調べた。
1 第1図の試験体 試験液中に針状のガラス
片を認める。
2 第2図の試験体 24時間経過後試験液中に
フレーク状のガラス片を認める。
3 本発明の試験体 異常なし なお、いずれの試料も肉眼的にはガラス面の
異常が認められなかつた。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はガラス管内挿方式による従来
のガラス内張金属管の縦断面図であり、第3図は
本発明による製造方法の一実施例を示す管端部の
組立縦断面図である。 各図において1はフランジ、2はフランジ接合
端面、3は下引ガラス、3aはガラス環、3bは
セラミツク質またはガラス質被覆、4は金属管、
5はガラス管、6はクツシヨン材、7はキヤツ
プ、8はスペーサー、9は割フランジ、10はボ
ルトナツトである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ノズル形の金属フランジ部材のフランジ面の
    外周端から面とりした内周湾曲面にわたつて下引
    ガラスを施釉融着被覆し、このフランジ部材を金
    属管の両端にそれぞれ溶接により取付けて金属管
    と1本のフランジ部とし、溶接部の内周を研摩整
    形し、この金属管にそれより長いガラス管を緩挿
    し金属管のフランジ部にその外周端をその接合面
    の側に越えて囲う通気性のスペーサ環を介して取
    付けた円錐形状のキヤツプによりその奥底にガラ
    ス管を両端で支持して金属管の中心線上に保持
    し、これら全体を加熱してガラス管を軟化させ内
    圧により膨脹させて金属管の内側からそのフラン
    ジ部の接合端面の全面にわたりガラス管からなる
    連続被覆を施したことを特徴とするガラス内張金
    属管の製造方法。
JP14407079A 1979-11-06 1979-11-06 Manufacture of glass internal coating metal tube Granted JPS5669372A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14407079A JPS5669372A (en) 1979-11-06 1979-11-06 Manufacture of glass internal coating metal tube
US06/202,071 US4311505A (en) 1979-11-06 1980-10-30 Method of manufacturing glass-lined metal tubes

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JP14407079A JPS5669372A (en) 1979-11-06 1979-11-06 Manufacture of glass internal coating metal tube

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JPS5669372A JPS5669372A (en) 1981-06-10
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