差込溶接式管継手用構造材
【課題】 コーナ部の溶込み不足が発生し難いソケット溶接継手を提供する。
【解決手段】 略中空円筒状の差込口に配管が差し込まれ、溶接用のトーチの先端が、差込口の端面と配管の外面とがなすコーナ部へ向けて進入してすみ肉溶接される差込溶接式管継手用構造材であって、差込口の端面は、略円錐台状の傾斜面である。
【解決手段】 略中空円筒状の差込口に配管が差し込まれ、溶接用のトーチの先端が、差込口の端面と配管の外面とがなすコーナ部へ向けて進入してすみ肉溶接される差込溶接式管継手用構造材であって、差込口の端面は、略円錐台状の傾斜面である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶け込み不良の発生を低減することを可能とした差込溶接式管継手用構造材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソケット溶接継手等の差込溶接式管継手は、ソケット端面（垂直面）と配管外面の交差コーナ部（直角コーナ部）を十分溶融させることによって、品質が確保される。
【０００３】
ソケット溶接継手は以前から作業段取りが容易なことから多くの継手で採用されている。通常の配管の突合せ溶接では裏波を出す必要があり、溶接技術としても高度な技術・技量が要求されるが、ソケット溶接継手はそこまでの技術・技量は要求されない。
【０００４】
図３は、良好な溶け込みが行われたソケット溶接継手の軸方向断面を示す図である。ソケット１に配管２が差し込まれ、ソケット１の端面と配管２の表面との間に溶接欠陥（溶け込み不良）がなく、すみ肉溶接部Ａが形成されている。
【０００５】
図４は、溶接欠陥（溶け込み不良）が生じているソケット溶接継手の軸方向断面を示す図である。ソケット１の端面と配管２の表面との間にすみ肉溶接部Ｂが溶接されているが、欠陥部Ｃが生じている。
【０００６】
このような溶込み不良があると、計画通りの強度が確保されず、使用中に漏洩を起す可能性があるため、溶込み不良の発生を抑える必要がある。
【０００７】
溶込み不良は、一般的には放射線透過検査を行えば検出できる。しかしながら、差込溶接式管継手に放射線透過検査を使用するのであれば、簡易型継手であるこの継手を使用した効果が出ないため、突合せ溶接にして放射線透過検査を行った方が良いと考えられる。また一般的に、差込溶接式管継手に対する非破壊検査は、液体浸透探傷検査、又は、磁粉探傷検査が適用されるが、これは表面検査であるため、図４の欠陥部Ｃに示すような内部欠陥は検出できない。
【０００８】
また、溶接完了後、一般的には、耐圧検査が行われるが、図４の欠陥部Ｃに示すような内部欠陥が小さい場合は、往々にして、耐圧検査も合格することが多い。その後、使用中に欠陥がき裂となって進展し、漏洩にいたる場合も多いと考えられる。従って、この内部欠陥を如何に発生させないように管理するかが大切となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図２は、従来のソケット溶接の態様を示す図である。トーチ１３の先端部（タングステン電極）は、ソケット１１の端面１１ａと配管１２の外面１２ａが交わるコーナ部へ向けてほぼ45°の角度で進入する。
【００１０】
図中で、トーチ１３の先端とソケット１１の端面１１ａとの距離をlA´とし、トーチ１３の先端と配管１２の外面１２ａとの距離をlB´とする場合、lA´＝lB´の場合には、トーチ１３の先端とソケット１１の端面１１ａと配管１２の外面１２ａが交わるコーナ部との距離lC´は、lC´＝√2lA´（または＝√2lB´）となる。従って、今回の場合のlC´寸法は、lA´またはlB´の√2倍（約1.4倍）になっている。
【００１１】
図２において、アークの発生し易い方向（位置）は次のように想定される。まず、アークの特性として、アークの硬直性があり、電極の向いている方向へアークが出易い傾向はある。しかしながら、一般的に、アークの発生し易い方向は、電極と母材までの距離が一番小さい位置にアークが出易い傾向がある。
【００１２】
従って、ソケット１１の端面１１ａと配管１２の外面１２ａが交わるコーナ部へアークが発生することが好ましいが、実際にはトーチ１３の先端と母材までの距離が一番小さいソケット１１の端面１１ａ及び配管１２の外面１２ａに向かってアークが発生し易い。
【００１３】
通常は、溶接士の技量でカバーし、コーナ部を溶融するようトーチ１３を動かし、カバーしている。しかしながら、そのカバーが不十分であると、コーナ部の溶融不良に繋がる可能性が大きいことになり、コーナ部溶着不良の欠陥に繋がる可能性がある。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、溶け込み不良の発生を低減することを可能とした差込溶接式管継手用構造材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の差込溶接式管継手用構造材は、略中空円筒状の差込口に配管が差し込まれ、溶接用のトーチの先端が、差込口の端面と配管の外面とがなすコーナ部へ向けて進入してすみ肉溶接される差込溶接式管継手用構造材であって、差込口の端面は、略円錐台状の傾斜面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の差込溶接式管継手用構造材によれば、コーナ部の溶込み不足が発生し難いソケット溶接継手を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の差込溶接式管継手用構造材の形状及びソケット溶接の態様を示す図である。
【図２】従来のソケット溶接の態様を示す図である。
【図３】良好な溶け込みが行われたソケット溶接継手の軸方向断面を示す図である。
【図４】溶接欠陥（溶け込み不良）が生じているソケット溶接継手の軸方向断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態である差込溶接式管継手用構造材について、図を参照して詳細に説明をする。なお、以下の説明においては、ソケット溶接継手を例にあげて説明をするが、一般的な差込溶接継手等にも適用可能である。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態の差込溶接式管継手用構造材の形状を示す図である。
【００２０】
本実施形態のソケット（差込溶接式管継手用構造材）１０１の略中空円筒状の差込口１０１ｂに配管１０２が差し込まれる構造のソケット溶接継手１００において、ソケット１０１の端面１０１ａは略円錐台状の傾斜面となっている。
【００２１】
図１に示すように、トーチ１０３の先端とソケット端面１０１ａの距離をlAとし、トーチ１０３の先端と配管外面１０２ａの距離をlBとし、トーチ１０３の先端とコーナ部の距離をlCとする。
【００２２】
トーチ１０３の進入角度α（トーチ１０３の中心軸と配管外面１０２ａとがなす角度）を６０°とし、ソケット端面１０１ａの角度β（ソケット１０１の中心軸に垂直な断面と略円錐台状の端面１０１ａとがなす角度）を30°とした場合には、距離lA＝距離lBとなり、lCは、lC＝（2/√3）lA（約1.15倍）となり、lA、lB、及びlCは、ほとんど同じ長さになっている。従って、アークがソケット端面、配管外面、それらのコーナ部へ満遍にアークが発生し、欠陥が発生しにくくなることが判る。
【００２３】
ソケット端面１０１ａの角度βは、図上の計算的には30°以上であることが好ましいが、0°より大きな角度とすることにより、トーチ１０３の先端とソケット端面１０１ａの距離をlAと、トーチ１０３の先端と配管外面１０２ａの距離をlBと、トーチ１０３の先端とコーナ部の距離をlCとの差が少なくなるため、欠陥の発生を減少させることができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態のソケットによれば、ソケット継手のソケット端面を広角側に倒した略円錐台状とし、電極先端と母材間の距離をほぼ等間隔にし、ソケットコーナ部にアークが届きやすい構造にしている。これにより、アークが配管、ソケット端面及びそのコーナ部にアークが均一に出易くなり、コーナ部の溶込み不足が発生し難い。したがって、端面の欠陥が出にくくなり、継手の信頼性向上に繋がる。
【符号の説明】
【００２５】
１００：ソケット溶接継手
１０１：ソケット（差込溶接式管継手用構造材）
１０２：配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶け込み不良の発生を低減することを可能とした差込溶接式管継手用構造材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソケット溶接継手等の差込溶接式管継手は、ソケット端面（垂直面）と配管外面の交差コーナ部（直角コーナ部）を十分溶融させることによって、品質が確保される。
【０００３】
ソケット溶接継手は以前から作業段取りが容易なことから多くの継手で採用されている。通常の配管の突合せ溶接では裏波を出す必要があり、溶接技術としても高度な技術・技量が要求されるが、ソケット溶接継手はそこまでの技術・技量は要求されない。
【０００４】
図３は、良好な溶け込みが行われたソケット溶接継手の軸方向断面を示す図である。ソケット１に配管２が差し込まれ、ソケット１の端面と配管２の表面との間に溶接欠陥（溶け込み不良）がなく、すみ肉溶接部Ａが形成されている。
【０００５】
図４は、溶接欠陥（溶け込み不良）が生じているソケット溶接継手の軸方向断面を示す図である。ソケット１の端面と配管２の表面との間にすみ肉溶接部Ｂが溶接されているが、欠陥部Ｃが生じている。
【０００６】
このような溶込み不良があると、計画通りの強度が確保されず、使用中に漏洩を起す可能性があるため、溶込み不良の発生を抑える必要がある。
【０００７】
溶込み不良は、一般的には放射線透過検査を行えば検出できる。しかしながら、差込溶接式管継手に放射線透過検査を使用するのであれば、簡易型継手であるこの継手を使用した効果が出ないため、突合せ溶接にして放射線透過検査を行った方が良いと考えられる。また一般的に、差込溶接式管継手に対する非破壊検査は、液体浸透探傷検査、又は、磁粉探傷検査が適用されるが、これは表面検査であるため、図４の欠陥部Ｃに示すような内部欠陥は検出できない。
【０００８】
また、溶接完了後、一般的には、耐圧検査が行われるが、図４の欠陥部Ｃに示すような内部欠陥が小さい場合は、往々にして、耐圧検査も合格することが多い。その後、使用中に欠陥がき裂となって進展し、漏洩にいたる場合も多いと考えられる。従って、この内部欠陥を如何に発生させないように管理するかが大切となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図２は、従来のソケット溶接の態様を示す図である。トーチ１３の先端部（タングステン電極）は、ソケット１１の端面１１ａと配管１２の外面１２ａが交わるコーナ部へ向けてほぼ45°の角度で進入する。
【００１０】
図中で、トーチ１３の先端とソケット１１の端面１１ａとの距離をlA´とし、トーチ１３の先端と配管１２の外面１２ａとの距離をlB´とする場合、lA´＝lB´の場合には、トーチ１３の先端とソケット１１の端面１１ａと配管１２の外面１２ａが交わるコーナ部との距離lC´は、lC´＝√2lA´（または＝√2lB´）となる。従って、今回の場合のlC´寸法は、lA´またはlB´の√2倍（約1.4倍）になっている。
【００１１】
図２において、アークの発生し易い方向（位置）は次のように想定される。まず、アークの特性として、アークの硬直性があり、電極の向いている方向へアークが出易い傾向はある。しかしながら、一般的に、アークの発生し易い方向は、電極と母材までの距離が一番小さい位置にアークが出易い傾向がある。
【００１２】
従って、ソケット１１の端面１１ａと配管１２の外面１２ａが交わるコーナ部へアークが発生することが好ましいが、実際にはトーチ１３の先端と母材までの距離が一番小さいソケット１１の端面１１ａ及び配管１２の外面１２ａに向かってアークが発生し易い。
【００１３】
通常は、溶接士の技量でカバーし、コーナ部を溶融するようトーチ１３を動かし、カバーしている。しかしながら、そのカバーが不十分であると、コーナ部の溶融不良に繋がる可能性が大きいことになり、コーナ部溶着不良の欠陥に繋がる可能性がある。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、溶け込み不良の発生を低減することを可能とした差込溶接式管継手用構造材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の差込溶接式管継手用構造材は、略中空円筒状の差込口に配管が差し込まれ、溶接用のトーチの先端が、差込口の端面と配管の外面とがなすコーナ部へ向けて進入してすみ肉溶接される差込溶接式管継手用構造材であって、差込口の端面は、略円錐台状の傾斜面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の差込溶接式管継手用構造材によれば、コーナ部の溶込み不足が発生し難いソケット溶接継手を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の差込溶接式管継手用構造材の形状及びソケット溶接の態様を示す図である。
【図２】従来のソケット溶接の態様を示す図である。
【図３】良好な溶け込みが行われたソケット溶接継手の軸方向断面を示す図である。
【図４】溶接欠陥（溶け込み不良）が生じているソケット溶接継手の軸方向断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態である差込溶接式管継手用構造材について、図を参照して詳細に説明をする。なお、以下の説明においては、ソケット溶接継手を例にあげて説明をするが、一般的な差込溶接継手等にも適用可能である。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態の差込溶接式管継手用構造材の形状を示す図である。
【００２０】
本実施形態のソケット（差込溶接式管継手用構造材）１０１の略中空円筒状の差込口１０１ｂに配管１０２が差し込まれる構造のソケット溶接継手１００において、ソケット１０１の端面１０１ａは略円錐台状の傾斜面となっている。
【００２１】
図１に示すように、トーチ１０３の先端とソケット端面１０１ａの距離をlAとし、トーチ１０３の先端と配管外面１０２ａの距離をlBとし、トーチ１０３の先端とコーナ部の距離をlCとする。
【００２２】
トーチ１０３の進入角度α（トーチ１０３の中心軸と配管外面１０２ａとがなす角度）を６０°とし、ソケット端面１０１ａの角度β（ソケット１０１の中心軸に垂直な断面と略円錐台状の端面１０１ａとがなす角度）を30°とした場合には、距離lA＝距離lBとなり、lCは、lC＝（2/√3）lA（約1.15倍）となり、lA、lB、及びlCは、ほとんど同じ長さになっている。従って、アークがソケット端面、配管外面、それらのコーナ部へ満遍にアークが発生し、欠陥が発生しにくくなることが判る。
【００２３】
ソケット端面１０１ａの角度βは、図上の計算的には30°以上であることが好ましいが、0°より大きな角度とすることにより、トーチ１０３の先端とソケット端面１０１ａの距離をlAと、トーチ１０３の先端と配管外面１０２ａの距離をlBと、トーチ１０３の先端とコーナ部の距離をlCとの差が少なくなるため、欠陥の発生を減少させることができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態のソケットによれば、ソケット継手のソケット端面を広角側に倒した略円錐台状とし、電極先端と母材間の距離をほぼ等間隔にし、ソケットコーナ部にアークが届きやすい構造にしている。これにより、アークが配管、ソケット端面及びそのコーナ部にアークが均一に出易くなり、コーナ部の溶込み不足が発生し難い。したがって、端面の欠陥が出にくくなり、継手の信頼性向上に繋がる。
【符号の説明】
【００２５】
１００：ソケット溶接継手
１０１：ソケット（差込溶接式管継手用構造材）
１０２：配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略中空円筒状の差込口に配管が差し込まれ、溶接用のトーチの先端が、前記差込口の端面と前記配管の外面とがなすコーナ部へ向けて進入してすみ肉溶接される差込溶接式管継手用構造材であって、
前記差込口の端面は、略円錐台状の傾斜面であることを特徴とする差込溶接式管継手用構造材。
【請求項２】
前記差込溶接式管継手用構造材の中心軸に垂直な断面と前記略円錐台状の傾斜面とがなす角度は、30°以上であることを特徴とする請求項１に記載の差込溶接式管継手用構造材。
【請求項１】
略中空円筒状の差込口に配管が差し込まれ、溶接用のトーチの先端が、前記差込口の端面と前記配管の外面とがなすコーナ部へ向けて進入してすみ肉溶接される差込溶接式管継手用構造材であって、
前記差込口の端面は、略円錐台状の傾斜面であることを特徴とする差込溶接式管継手用構造材。
【請求項２】
前記差込溶接式管継手用構造材の中心軸に垂直な断面と前記略円錐台状の傾斜面とがなす角度は、30°以上であることを特徴とする請求項１に記載の差込溶接式管継手用構造材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１５２７７５（Ｐ２０１２−１５２７７５Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０９５（Ｐ２０１１−１３０９５）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００２３０９４０）日本原子力発電株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００２３０９４０）日本原子力発電株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
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