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JPS58107292A - 管の溶接継手部処理方法及び装置 - Google Patents

管の溶接継手部処理方法及び装置

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Publication number
JPS58107292A
JPS58107292A JP56205088A JP20508881A JPS58107292A JP S58107292 A JPS58107292 A JP S58107292A JP 56205088 A JP56205088 A JP 56205088A JP 20508881 A JP20508881 A JP 20508881A JP S58107292 A JPS58107292 A JP S58107292A
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JP
Japan
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pipe
joint
welded joint
residual stress
rod
Prior art date
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Application number
JP56205088A
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English (en)
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JPH035918B2 (ja
Inventor
Toshio Yoshida
俊夫 吉田
Toshio Atsuta
稔雄 熱田
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
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Priority to EP82111824A priority patent/EP0082519B1/en
Priority to CA000418068A priority patent/CA1196773A/en
Priority to DE8282111824T priority patent/DE3276948D1/de
Priority to US06/451,932 priority patent/US4491001A/en
Publication of JPS58107292A publication Critical patent/JPS58107292A/ja
Publication of JPH035918B2 publication Critical patent/JPH035918B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/04Treating or finishing by hammering or applying repeated pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/02Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution
    • B24B39/026Impact burnishing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/04Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

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】 開示技術はコニット管等の溶接継手部に形成される引張
残留応力除去技術の分野に屈する。
而して、この出願の発明は管の端部相互を周方向溶接で
連結した場合に継手部に形成される溶接熱による引張残
留応力を機械的手段にJ:り除去する方法と該処理方法
に直接使用づ−る装置に関する発明であり、特に、該溶
接継手部の内面の引張残留応力形成面に反復する打撃力
を経時的、に印可して局部的に塑性変形を生じさせ該引
張残留応力を消去し、更には圧縮残留応力をも形成させ
、内面の平滑成形をも行える管の溶接継平部処理方法と
該処理方法に直接使用する進退回動ロッド先端ロータリ
ーブラケットに多数打撃装置を設置tだ管の溶接継学部
処理装置に係る発明である。
周知の如く、各種プラント、輸送には多くの配管が用い
られているが、製造、現場への管体輸送等の制約から所
定長のユニツ]−管が製造され、現場で設計長に継手を
介して配管にされる。
この場合、ユニット管対相互の継手、或は管財のプラン
トフームへの支持ブラケットへの取付等に於て溶接継手
が確実な手段として採用されている。
例えば、第1図に示される部分切截配管説明図の様にコ
ニット管1.1の連結に溶接継手2を用いる場合が多い
が、この場合、溶接過程の入熱の彩管により、Δ部拡大
説明図の第2図に示す様に溶接継手部2の内面近傍には
周知の如く引張残留応力Oが相当に形成され、従って、
配管稼動状態に於て応力腐蝕割れの原因になり、又、管
体内面に突出する溶接肉盛部3が流体の流過抵抗が増大
し、圧損どなる不具合がある。
これに対処するにこれまで溶接を行うに際し管全体を予
め冷却状態にしておいて溶接して引張応力を生起させな
い様にする方法や溶接後管体を冷却し、溶接部を加熱し
て引張残留応力を除去する等の方法が採られている。
さりhがら、該秤従来方法では熱管理が極めて炉頂であ
り、操作が甚だしく複雑である欠点があり、動力費等の
点で」スト高になる不利点もあり、装置が大がかりであ
る等の不具合もあった。
この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく賃・体の
部分に於【フる溶接継手の引張残留応力除去乃¥不形成
の欠点等を解決すべき問題点とし、管、体の溶接継手部
の内面からスボッ1〜的に打撃ツノを多数、経時的に印
加して内面に一1ζん不可避的に形成される引張残留応
力を機械的に除去し配管産業に於ける溶接継手利用分野
に益し得る優れた管の溶接継手部処即方法とそれに直接
使用でる装置を提供せんとするものである。
1述目的に沿うこの出願の発明の構成は−に記問題点を
解決すべき技術的手段として管体の溶接継手部内面にロ
ータリーブラケットに取付1ノられた複数の打撃装置を
対向さゼ、動力通路を有するロッドを介して駆動装置と
動力源に連結接続させた装置を講じ、而して、該駆動装
置により上記ロッドを介してロータリーブラケットを溶
接継手部の引張残留応力形成部に回転往復動させ、動力
源からの動力によりト記打撃装置をして該引張残留応ツ
ノ形成内表面に反復する打撃力を全域、平均的に印加し
て内表面近傍に塑性変形を生じさせ該引張応力を消去し
、更には圧縮残留応力を形成せしめ、場合によっては溶
接継手内面突出肉盛部を平滑にし、稼動状態で応力腐蝕
割れなく、流過抵抗を少くする様にしたことを要旨とで
るものである。
次にこの出願の発明の実施例を第3図以下の図面に基い
て説明づれば以下の通りである。尚、第1.2図と同一
態様部分については同一符号を用いて説明するものとづ
′る。
第3図に示す装置機構説明図の様に4はこの出願の発明
の要旨を成す管の溶接継竿部処理装置であり、フレーム
5に支持されたロッド6は基部にスプライン7とリング
ギヤ8が一体形成され、又、周知のスイーベルジュイン
ト9が、各々フレーム5に設【プたモータ10のギヤ1
1、モータ12のピニオン13に係合し、バルブ14を
介して動力源としての圧縮1ア源15に接続されている
そして、該ロッド6の先端には上記スイーベルジ」イン
ド9に接続する動力伝達通路16に接続するスプールバ
ルブ17.17・・・を有するロータリブラクッl−1
8が設けられており、而して該ロータリブラケット18
にはゴムクッション19.19・・・を介してローラベ
アリング20.20・・・が多数配設されると共に第4
図機構図に示す様な打撃装置としてのエアハンマー21
.21・・・が多数設けられている。
該エアハンマー21はシリンダー22に対するスライド
ピストン23が前記スプールバルブ17に連結されたコ
ン1〜ロールロツド24と打撃ロッド25が設けら【プ
て該シリンダー22、を貫挿しており、該打撃ロッド2
5は図示する様に管内面1′を打撃する様にされている
又、上記シリンダ22のボート26.26からはエア配
管27.21が前記スプールバルブ17に接続され、該
スプールバルブ11の自動切換えによりピストン23は
周知の如く設定高周期で振動し打撃ロッド25が管体1
の内面1′を打撃する様にされている。
尚、設計により該コントロールロッド24とスプールバ
ルブ17との間には適宜フリップフロップ機構を介して
ディレィ装置を介装することが出来ることは勿論である
上述構成に於て、静11二状態の処即装蔚4に対して図
示しない適宜送り装置を介して溶接継手2を介して連結
された一対の管1、1をピストン23が縮退それた状態
のロータリーブラケット18に外装させ、ローラベアリ
ング20.20・・・をゴムクッション19.19・・
・を介して内接させる。
そして、第3図に於て溶接継手2の設定距離ノを側、即
ち、第2図の引張残留ん・ツノ■の形成されている充分
左側に打撃ロッド25が対抗づる様にしで停止し処理装
置4を起動させ、バルブ14を開く。
そこで、設定速疫でモータ1()、12を回転さぜると
ギ1711、ススライン7の係合を介して又、ビニΔン
13、リングギヤ8の係合を介しロッド6、ロータリー
ブラケット18は回転すると共に図ト右側に前進でる。
又、圧縮空気源15からの圧縮空気はスイーベルジ1イ
ンド9、動力伝達通路16を介してスプールバルブ17
.17・・・に入り、エア配管27.27・・・を介し
各対応エアハンマー21.21・・・のシリンダー22
.22・・・を作動させ、ビス]−ン23.23・・・
の振動によりス11□::覧 プールバルブ17.11・・・を自動切換、打撃ロッド
25.25・・・をして管体内面1′を激しく設定短周
期で反復して引張残留応力形成域全域に平均して打撃力
を印加し、イの打撃力が管内面を塑性圧縮しその、結束
、第2図の状態から引張残留窓hΦを消去するばかりで
なく、更には第5図に示す様に圧縮残留応力θを形成さ
せ、又、溶接継手2の内面突出自盛部3を打撃して内面
平滑化する。
そして、ロータリーブラケット18を溶接継手2に対し
て前後往復動させることにより効果的にされる。
処理が終了すれば、バルブ14を閉じ、モータ10.1
2を停止して管体を処理装M4から退出させる。
尚、この出願の発明の実t+tii態様は上述実施例に
限るものでないことは勿論であり、例えば、打撃装置は
電磁ハンマーでも良く、その場合動力源tよ電力となり
、また、装置に賛えて管体の方を回転、或いは、回転進
退させる様にしても烏い管種々の態様が採用可能である
前述の如く、この発明によれば、基本的管に対する溶接
継手による引張残留応力が、管体の内面かから該引張残
留応力形成意気にたいして全域的7− に、1つ、甲均し−(III械的打撃力を印加する様に
したことにより、何ら熱管理等をすることなく、1、配
引張残留応力を消去し、更には圧縮残留応力を付与する
ことが出来、操作が簡単であり、装置も小ヘリコンパク
ト化が出来、低コストで処理することが出来る優れた効
果が奏される。
又、こねにより応力腐蝕割れを防止することが出来るば
かりでなく溶接継手による管体内面突出肉盛部を押圧し
、管体内面を平滑化することが出来、管内内硫過抵抗を
小さくし、圧損を減少させることが出来るFl!!ねた
効果が奏される。
そして、処理装置は駆動装置に連結されたロッドの先端
にロータリブラケットを設番プ、該ロータリーブラケッ
トに打撃装置を付設し、該ロッドの動力伝達通路を介し
動力源に接続する様にしたことトーにす、上述の如く、
装置が小型コンパクト化出来る効果があるうえに打撃装
置は同期的に、或いは、非同期的に作動しながらも、個
々に管体内面を11!i撃的に打撃づるのでスポット的
に打撃出来、従って、小動力の割りには大きな打撃圧が
得られ8− よって、引張力TAVfI応力除去、圧縮残留窓)j付
与が極めて効果的に行える利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は部分切截の管体側面図、第2図は第1図A部の
引張残留応力説明図、第3図以下はこの出願の実施例の
説明図であり、第3図は断面図、第4図は打撃装置の概
略図、第5図は圧縮残留応力説明図である。 1・・・管、   2・・・溶接継手、■・・・引張残
留応力、1′・・・内面、10.12・・・駆動装置、
   6・・・[1ツド、15・・・動力源、  16
・・・動力伝達通路、18・・・[]−タリー1ラケッ
ト、 21・・・打撃側L 4・・・溶接継手部処Iq!装置 出願人   川崎重工業株式会社 代理人     富  1) 幸  春  、手続補正
書(自発) 昭和67年12月−1日 特許庁長官若杉和夫  殿 1、事件の表示 昭和56年特 許 願第205088号2、発明の名称
 管の溶接継平部処理方法及び装置3、 補正をする者 事件との関係  特許出願人 氏 名銘祢)    (097]It崎重工業株式会社
代表者長谷川謙浩 4、代理人〒105 6、 補正により増加する発明の数 な  し7、補正
の対象 1、明細書を次の如く補正。 (1)次の貞(行)の「17」を「24」に訂正。 6(5,1O111,15)、 7(16,16,19,19) (2)次の頁(行)の「24」を「25」に訂正。 6(6,15) (3)次の頁(行)の「25」をr26’Jに訂正。 6(6,8,13)、7(7,19,20)(4)第5
頁18行「スプールパルプ」ヲ1中間切たまり」に訂正
。 f5)第6t5行rバレブ」を「バルブ」に訂正。 2.84図を別添の如く訂正。 第4図 2 427一

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)管の周方向溶接継手部の引張残留応力を機械的に
    除去処理する方法において、該溶接継手部の内面に反I
    JIる打撃力を印加して引張残留応力の形成されている
    部分に局部的に塑性変形を生じさせ少くなくとも引張残
    留応力を消去する様にしたことを特徴とする管の溶接継
    平部処理方法。
  2. (2)管の周方向溶接継手部に対し内部から打撃力を印
    加して引張残留応力を除去する処理方法に直接使用する
    ¥!ilfにおいて、駆動ti冒に連結されるロッド動
    力源に接続される動力伝達通路を有すると共にぞの先端
    にロータリーブラケットを有し、該ロータリーブラケッ
    トには複数の打撃装置が上記管の内面に対向して設【プ
    られていることを特徴とする管の溶接継学部処理装置。
JP56205088A 1981-12-21 1981-12-21 管の溶接継手部処理方法及び装置 Granted JPS58107292A (ja)

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