JPS5857253B2 - 異形材の内張方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 開示技術は異形管等の内面に内張用内管を挿入し、拡管
によって緊着締結して内装する技術に属する。

而して、この発明は継手ベローズ管の如き異形管等の異
形材の所定閉鎖内周面に耐蝕性ステンレス材等の内張材
を添接させて緊密に固着さる内張方法に関するものであ
り、特に、該異形材と内管とに相互独立に相対温度差を
与えて対向間隙を犬にし内張内管を挿入するか、又は、
該内張内管挿入後に上記温度差付与を写えて該対向間隙
を犬にするかし、次いで該内管内に拡管力を液圧等によ
り印加し塑性的に拡管させた後、前記と逆の温度付与を
行い、確実に異形管内周向に内管を内張緊着締結する様
にした異形材の内張力法に係るものである。

周知の様に流体輸送配管、例えば、プラント配管、油井
管、熱交換器配管に於ては腐蝕性流体等を輸送する場合
かあり、耐圧性は勿論のこと、耐腐蝕性が重要な対処設
計とされている。

而して、該種配管に於てはその耐圧、耐腐蝕性は管体−
股部は勿論のこと、所謂油井管、チュービング、ベロー
ズ、ベンド部等の異形管部やフランジ、パネル等の異形
材に接合する部分にても確実に保持される必要がある。

さりながら、該腐蝕性流体の流過条件が温度、圧力、化
学成分等さまざまな態様である場合、内外の外管、接合
パネル等に対する熱膨張係数の差による応力集中、ずれ
、座屈、疲労破壊等のトラブルを可及的に少くするため
可及的に大きな締め代をもたせることにより緊結、一体
挙動する様にすることが望まれる。

ところで、一般にある部材の内面に内張材を嵌合させる
手段としてはこれまで焼はめや、液圧拡管が用いられて
来たが、前者では温度差を利用するので両材料の境界に
わづかの間隙しか得られず曲り管、ベローズ、油井管な
どの異形管には適用できない不利点があった。

又、後者に於ては、例えは、異形管等の降伏応力が内管
のそれより低い場合は締め代が負になり、従って、拡管
しても締結不能になる欠点があり、材料相互の組合せ、
選択等の制約がある難点があった。

この発明の目的は上記異形材に対する管体の添着固設の
問題点に鑑み、異形材に対する添接内管の挿入の前後の
いづれかのプロセスで相互に独立事象的に前者加熱、又
は、後者４却、或は、それらを随伴させることにより挿
入対向間隙を設定に介在させ、しかる後セット内管内に
拡管力を印加して異形材を設定度まで一体拡張した後該
拡管力を解放し縮少させ、前記異形材加熱に対しては冷
却を、内管に対しては加熱を与えて両者の径を本来的に
はオーバーラツプする様にして確実に緊結することが出
来る様にした優れた異形材の内張方法を提供せんとする
ものである。

次に上記目的に沿うこの発明の実施例を図面を参照して
説明すれば以下の通りである。

まず、第１〜４図に示す実施例に於ては二重管のベンド
の内張態様を示しており、炭素鋼製の異形材としての外
管１の内部閉鎖内周面内にステンレス製の内張用内管２
を第１図に示す如く前者の内径Ｄｏに対する後者の外径
Ｄ ｉ （Ｄｏ＞Ｄ ｉ ）の関係の基に挿入して周知
の適宜曲管装置を利用して第２図に示す如く所定屈曲状
にベンディングする。

而して、当該態様に於ては該外管１外周面に適宜コイル
ヒータを巻装して加熱すると共に内管２内には適宜機構
を介し冷水等を流過させて冷却させ、第４図に示す様に
それぞれの初期径Ｄｏ、ＤｉをＤｏｈ 、Ｄｉｃに膨張
及び縮少させる。

この様に径変化させた後加熱冷却を停止し、該内管２内
の冷水を用いて第３図に示す様に加圧し拡管力Ｆを印加
すると、まず内管１が拡管されて該第４図に示す応力、
歪曲線に従いイ、口、ハのカーブを画き、管径が外管１
の内径Ｄｏｈに達すると等接して一体随伴裡に重合状態
で拡管されていき、外管１は降伏応力の差に従って口′
、ハ′のカーブを画いていく。

そして、管径が設定径ＤＢに達すると上記拡管力Ｆを解
放すると外管１はハ′から二′に縮管し、又、内管２は
ハから二に縮管する。

従って、その状態で、即ち二′に於ける外管径は二に於
ける内管径より小さく、その限り、密着緊締力が作用す
るが、そこで内管２内から残冷状態にある冷水を脱液す
ると共に図示しないスプレー巻装巻を介して外管１外周
面に水をジェット噴射させると内管２は脱液昇温し、逆
に外管１は液濡れ冷却される。

従って、内管２は二からホに膨張してＤｉ′に増径され
、一方外管１は縮少して二′からホ′にＤｏ’と減径さ
れ、その結果、両管の径差はＤｉ’−Ｄｏ’−ＡＤと極
めて大きくなりベンドの緊着締結が確実に行われ、内張
が完成される。

尚、上記実施例に於ては外管１を加熱、内管２を冷却さ
せ、それも挿入後にしたが、挿入前でも良く、又、加熱
、冷却の一方を行っても良いことは勿論、外管の降伏点
が内管のそれより低い場合も適用可能であり、拡管力、
加熱冷却手段は設計変更の範囲である。

次に第５，６図に示す実施例は伸縮継手用のベローズ態
様であり、フランジ３，３間にそれに所定に溶接一体化
されたベローズの異形材１′に対しその径差を用いて第
５図に示す様に内張用内管２′を挿入し、以下前実施例
同様外管加熱、内管冷却プロセスを介しそれぞれ増径、
減径しておき、内管２′内に液圧を印加し拡管し降伏応
力の差を用いて歪ませ、設定歪で拡管力解放し、縮管し
、再び前記熱作用とは逆に前実施例同様内管昇温増径、
外管冷却減径させ相対径差を大きくして接合面を緊結締
着させて第６図に示す様に確実に内張させる。

尚、当該態様に於ても、前実施例同様、ベローズ外管１
′に対する内管２′の挿入の前後の加熱、冷却フロセス
の選択、又、そのいづれか一方のみの採用、更には拡管
力解放後の冷却加熱の選択、而して、拡管前の加熱冷却
との組合せ等は自由であり、実施例の全てであることを
側ら妨げるものではない。

勿論、ベローズ外管の降伏点が内管のそれより低い場合
に適用可能であることも同様である。

そして、第７，８図に示す実施例は油井管チュービング
の態様であり、第７図に示す如く、設定断面形状に形成
された外管異形材１′／内に内張内管２“を挿入し、外
管加熱内管冷却による相対径変化後拡管し、拡管力解放
後縮管を介して外管冷却、内管昇温を企り拡管を介して
の有効締め代に加えて熱変形による締め代を重複させ、
第８図に示す如く確実に緊締固着の張りを行う。

その後、ネジジヨイント４を適宜に加工する。

而して、当該態様に於ては内面部５にチュービングの段
差部が形成されるが、上記の熱変形歪、拡管歪、更に熱
変形を介して相対径差を拡大するために極めて大きな締
め代が得られ、確実に緊締固着が行われる。

尚、前記ベローズ態様同様冷却、加熱作用を併工させて
用いた場合、それも拡管の前後いづれに於ても用いる場
合極めて有効である。

而して、第９，１０図に示す実施例は原子炉用等熱交換
器の異形材としての管板１″にパイプ２″を接合して接
合部６に於て１種の内張として接合する態様であり、用
途の性質上被接合部６に溶接等の固定手段が採用出来な
いものであるため、この発明の適用が極めて有効であり
、当該態様に於てはパイプ２′′′の接合部を設定温度
に冷却して自然温度の管板１″の接合部６にスムースに
挿入し、その後液圧拡管により拡管力Ｆを印加し、該パ
イプ２″′をして増径し、接合部６に当接させ、更に拡
管し、管板１″に圧縮応力を与えてその内径を増大させ
、設定歪形成後拡管力Ｆを解放することにより、両者共
に縮圧し、パイプ２″を増径させることにより相対マイ
ナス径差を拡大し、確実に緊締固着し内張が行える。

尚、当該実施例に於て管板１″を挿入画加熱拡管後冷却
も勿論可能であり、その場合の効果はより促進される。

而して、この発明の実施態様は上記各実施例に限るもの
でないことは勿論であり、加熱、冷却、拡管を含め、対
象内張り機器、配管も種々あり得るものである。

上記の様にこの発明によれば、油送管ベンド、伸縮管ベ
ローズ、油井管チューピンク、熱交換器管板接合部等の
旋形材の閉鎖内周面に内張材を添設固定する方法に於て
、閉鎖内周面に対して内張内管を拝する前、或は、挿入
後、独立事象的に該異形材に対する加熱、内張内管に対
する冷却を選択的に行い、その後内管を塑性的に拡管し
該異形材と一体的に歪度形させて拡管力を解放すること
により該内管の縮管時該内管に対し異形材は相ズ」的に
負の縮径を形成し、第１次的に締め代を充分に形成する
ことが出来る上に更に縮管後読異形材と内管に独立的に
熱収縮、熱膨張を行わせる様にしたことにより、第２次
的に相対負の縮径が加味され、従って、充二分な締め代
が形成され、二重管等の一般接合部に比し、接合緊密塵
が得られ難い前記異形材に対しても確実に緊結締着が行
える優れた効果が奏される。

又、この発明によれば、異形材の降伏点が内張内管のそ
れよりも低い組合せの場合であっても確実に設定に緊締
固着が行われるために機器配管、構成素材の選択に関係
が無くなり、従って、各異形材は内張され、作動圧力、
温度、腐蝕流体の稼動下に於ても座屈、疲労破壊等が生
じない優れた効果がある。

更に、加熱温度、冷却条件によって、それも拡管の前後
に於てそれが行えるので接合条件の自由度が極めて大き
くなるメリットもある。

加えて、内管挿入時の接合部の間隙も自由に出来るので
作業もし易い利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであり、第１．２．
３図は１実施例の内張りプロセス説明図、第４図は内外
管の直径と応力との関係説明図、第５．６図は他の実施
例の内張りプロセス説明図、第７．８図は別の実施例の
内張りプロセス説明図、第９，１０図は外の内張りプロ
セス説明図である。 １．１’、１“、１／／／・・・・・・異形材、２．２
１．２Ｉ／／、 ２／ｕ・・・・・・内張材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 異形材の閉鎖内周面に内張材を添接固着させる内張
   方法において、該異形材の閉鎖内周面内に内張材内管を
   挿入させ、その前後のいずれかにて該異形材と内管とに
   相対温度差を与えて対向間隙を犬にし、而して挿入内管
   内部に拡管力を印加して該内管を塑性的に拡張させ異形
   材の閉鎖内周面に密着させた後上記異形材と内管とに前
   記とは逆の相対温度差を与え異形材と内管とを緊着締結
   して内張する様にしたことを特徴とする異形材の内張方
   法。