JPS5821087A - 管端継手部構造 - 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】 開示技術は油井管等に用いるユニット管相互のカップリ
ングを介した継手連結技術の分野に属する。

而して、この発明は所定長ユニット管の管端にテーパ部
とオネジ部が形成されており、これに対し該ユニット管
相互を連結するカップリング管継手が該テーパ部密着す
るテーパ部と該オネジ部に螺合緊結するメネジ部を形成
されている管端継手部構造に関するものであり、特ｌこ
、管端オネジ部の先に設けたテーパ部に螺合圧入による
圧縮歪変形が半径、及び、軸方向に形成される様にし、
而して半径方向歪が少くとも弾性歪領域を越えて、塑性
変形とされる嵌合代を与えられ、一方、軸方向圧縮代が
同じく弾性歪領域を越えて塑性変形とされる長さとして
与えている端部圧縮残留応力形成管端部継手構造に係る
ものである。

周知の如く、油井管等に於ては肢管の製造時の装置の制
約や、輸送上の規制等によりユニット管の管長が決めら
れており、従って、現地配管に際しては該ユニット管の
相互接合が行われるが、接合の迅速さ、確実な脱着性、
交換性、シール性等の点でカップリングによる管継手が
多く用いられている。

而して、近時腐蝕性流体や、危険性流体の輸送がさまざ
まな方面で採用される様になると、該種カップリング管
継手に於ても単なるネジ連結ではネジ部シールが連結を
兼ねるため充分でない欠点があった。

これに対処するに、第１図に示す様にユニット管１の管
端部２にオネジ３を刻設し、先端にテーパ部４を形成し
、一方、カップリング継手５に対応メネジ６を刻設する
と共に中央にテーパ部７を形成し、ネジ部３，６により
緊結圧入を図り、テーパ部４．７のメタルタッチ締付け
によりシールを行う様な技術が案出採用されて来ている
。

従って、該種継手ではネジ部３，６とテーパ部４．７と
の相互の緊結に係る管理が極めて難しい難点があり、一
応のシール性が得られても稼動中の種々の振動等により
ネジ緩みが生じたりするとシール性が甘くなったりする
不利点があり、加えて、単なるメタルタッチで圧縮力が
弱まると応力腐蝕割れを生ずる等の不具合もあった。

この発明の目的は上述従来技術に基づくカップリング継
手の問題点に鑑み、ネジ部の緊結とテーパ部のメタルタ
ッチシールの機能分離のメリットを生かすと共にテーパ
部の弾性を利用し圧縮し、半径方向に塑性変形させ、又
、軸方向にも同等以上の塑性変形を与えて端部に圧縮残
留応力を付与して密着性を良くシ、シール性を確保し、
応力腐蝕割れを防止し得る優れた管端継手構造を提供せ
んとするものである。

上述目的に沿うこの発明の構成はユニット管とカップリ
ング継手をネジ部を介して螺合していくと、管端テーパ
部先端がカップリング継手テーパ部に当接し、更に締め
込んでいくと、該テーパ部先端は弾性歪で変形し内側に
圧縮されていき、先端が全てメタルタッチ状になると該
テーパ部先端の径方向型は弾性歪領域を越えて降伏し、
塑性変形し始めると共に軸方向も圧縮変形され、その歪
は弾性歪領域を越えて半径方向型と等しいかそれ以上に
され、その結果、径、及び、軸方向共に圧縮残留応力が
付与され、シール性が確保され、応力腐蝕割れが生じな
い様にしたことを要旨とするものである。

次にこの発明の１実施例を第２図以下の図面に基づいて
説明すれば以下の通りである。

図示実施例は油井管の態様であり、所定長、直径、肉厚
の炭素鋼製ユニット管８はその管端部９にオネジ部゛１
０を刻設されており、該オネジ部１０に接続し、且つ、
先端に於てΔＲの半径方向の嵌合代をもつ如く作られた
テーパ部１１に形成されメタルタッチ部１２はオーバー
ハング状に形成されている。

而して、該ΔＲは嵌合代とされるものであり、後述少く
とも弾性歪の領域を越えて半径方向に塑性変形させる量
であり、嵌合後テーパ内外面の大部分が緊結する様に設
計されている。

そしてその長さｌについても後述カップリング継手に対
して緊結される過程で上記径方向嵌合代ΔＲに等しいか
、越える量の圧縮代であって少くとも弾性歪領域を越え
て塑性変形する圧縮代Δｌを与える長さにされている。

一方、１３はカップリング継手であり、両側に上記オネ
ジ部１０に対応するメネソ部１４が刻設され、その内側
には緊締テーパ部１５が内端に上−記メタルタッチ部１
６が形成され、上記嵌合代ΔＲ１及び、圧縮代Δｌを形
成する様にされている。

上述構成に於て、第２図に示す様にユニット管８側に対
しカップリング継手１３を近接回転させていくと、（勿
論逆でも良いが）テーパオネジ部１０に対してテーパメ
ネジ部１４が螺合し、螺合終期近くで第３図に示す様に
ユニット管８側のテーパ部１１の先端がカップリング継
手１３のテーパ部１５に線接触し、更に、最後の螺合を
進めて締めつけていくと、テーパ部１１の先端は弾性的
に内側に曲がり始め、第４図に示す様にその先端のオー
バーハング部のメタルタッチ部１２がカップリング継手
のバンダーバングメタルタッチ部１６に面当接すると共
に設計に基づいて弾性歪領域を越えて降伏し、塑性変形
し、ΔＲ径の嵌合代が得られ、ユニット管８、カップリ
ング継手共管テーパ部１１．１５内外面の大部分は緊結
され、且つ、第４図から第５図に示す様にテーパ部１１
は軸方向に圧縮変形されていき、その変形は同じく弾性
歪領域を越え降伏し、塑性変形し、しかも、上記半径方
向型ΔＲに対して最終軸方向圧縮変形歪量ΔｌがΔｌ≧
ΔＲである様にされる。

従って、第５図に示す様に最終締結接合完了状態でのカ
ップリング継手１３に対するユニット管８側端部ではテ
ーパ部１１は全体、或は、大部分が密着メタルタッチ状
でシールされるばかりでなく、径方向、軸方向共に少く
とも弾性変形を越えて降伏し、塑性変形され、その結果
、圧縮残留応力を付与される。

そのため、流体輸送稼動させても弾性に弛みが生じたり
、又、応力腐蝕割れが生じたりはしない。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限ることなく、
例えば、外管炭素鋼、内管ステンレス鋼等の耐蝕二重管
でも良く、又、ネジ螺合時焼ばめ、冷しばめ方式を採用
する等種々の態様が採用可能であることは勿論である。

上述の如く、この発明によれば、基本的にユニット管の
カップリング継手に対する接合がネジ部とテーパ部で締
結、及び、圧縮応力による耐蝕性とシール確保を分化し
たことにより前者は連結と締結に強く与り、後者は残留
圧縮応力による耐蝕性とシール確保に与る優れた効果が
奏される。

而して、管端テーパ部の径方向に於て弾性歪領域を越え
て塑性変形圧縮させることにより強固な嵌合代が得られ
るのみならず、稼動中振動等による弛み防止に与る優れ
た効果があり、圧縮残留応力が付与されるので稼動中の
応力腐蝕割れも防止出来、局部的に降伏するので密着性
も向上し、シール性が格段に向上する効果も奏される。

そして、軸方向に対しても同じく弾性歪領域を越えて塑
性変形させるぬめ同じく密着性が向上し、シール性が良
くなり、圧縮残留応力による応力腐蝕割れが防止出来る
優れた効果があるに止まらず、軸方向圧縮歪量が径方向
歪量に等しいかそれより大きい様にしたことにより、稼
動中の緩みを防止し、流体流過面でのシール性、応力腐
蝕割れ防止の効果をより大きくされている効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく管端継手部構造の概略説明図
、第２図以下はこの発明の１実施例の説明図であり、第
２図はユニット管とカップリング継手の螺合近接説明図
、第６図はテーパ部当接状態説明図、第４図はメタルタ
ッチ状態説明図、第５図は連結完了状態説明図である。 １１・・・テーパ部、　　１０・・・オネジ部、９・・
・管端、　　　　　　１５・・・テーパ部、１４・・・
メネジ部、　　　１３・・・管継手（カップリング）、
ΔＲ・・・嵌合代、　　　　Δｌ・・・圧縮代第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. テーパ部とオネジ部を有している管端とこれに対応する
   テーパ部とメネジ部を有している管継手とから成る管端
   継手部構造において、上記の管端にオネジ部が刻設され
   ると共に該オネジ部の先端テーパ部に少くとも弾性歪の
   領域を越える半径方向変形を与える嵌合代が形成され、
   且つ軸方向にて少くとも弾性歪領域を越えて上記半径方
   向変形以上の変形を与える圧縮代が形成されていること
   を特徴とする管端部継手構造。