(57)【要約】【課題】配管における溶接部分の内面の酸化を適切に抑制できる配管溶接方法を提供する。【解決手段】実施の形態に係る配管溶接方法は、配置工程、空間形成工程、ガス充填工程及び溶接工程を有する。配置工程では、外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えた第１及び第２の配管を互いの開先を突合せて直列的に配置する。空間形成工程では、前記配置された第１及び第２の配管の前記穴から一対の遮蔽部材を各々挿入して管内部を部分的に塞ぐことにより、前記第１及び第２の配管内の前記一対の遮蔽部材どうしの間に、前記各開先の内周側の空間を含むバックシールド用の空間を形成する。ガス充填工程では、前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填する。溶接工程では、前記不活性ガスが前記バックシールド用の空間内に充填された状態で、前記第１及び第２の配管どうしの開先を溶接する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えた第１及び第２の配管を互いの開先を突合せて直列的に配置する配置工程と、
前記配置された第１及び第２の配管の前記穴から一対の遮蔽部材を各々挿入して管内部を部分的に塞ぐことにより、前記第１及び第２の配管内の前記一対の遮蔽部材どうしの間に、前記各開先の内周側の空間を含むバックシールド用の空間を形成する空間形成工程と、
前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填するガス充填工程と、
前記不活性ガスが前記バックシールド用の空間内に充填された状態で、前記第１及び第２の配管どうしの開先を溶接する溶接工程と、
を有する配管溶接方法。
【請求項２】
前記遮蔽部材は、その内部への流体の注入により膨出する袋状の構造を有し、前記膨出した状態では前記第１及び第２の配管の内径よりも大きいサイズとなり、
前記空間形成工程は、前記第１及び第２の配管内に前記穴から挿入された各遮蔽部材内に流体を注入して当該各遮蔽部材を膨出させる工程、
を含む請求項１に記載の配管溶接方法。
【請求項３】
前記遮蔽部材は、その内部への流体の注入により膨出する袋状の構造を有し、前記膨出した状態では前記第１及び第２の配管の内径よりも大きいサイズとなり、かつ前記穴から前記第１及び第２の配管内への当該遮蔽部材本体の挿入を案内する取り外し可能な案内棒と、前記案内棒の挿入穴を有する筒状の部材と、前記筒状の部材の先端側に設けられ前記遮蔽部材本体より剛性の高い球状の部材と、を備え、
前記空間形成工程は、
前記案内棒が各々取り付けられた非膨出状態の前記一対の遮蔽部材を、当該各案内棒を介して各穴から前記第１及び第２の配管内へそれぞれ挿入する工程と、
前記挿入された一対の遮蔽部材から前記各案内棒を取り外す工程と、
前記案内棒が取り外された各遮蔽部材の内部に前記筒状の部材を介して流体を注入し当該各遮蔽部材を膨出させる工程と、
を含む請求項１に記載の配管溶接方法。
【請求項４】
前記穴の外径は、６１ｍｍ以下である、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の配管溶接方法。
【請求項５】
前記遮蔽部材は、素材が合成樹脂であり、厚さが１ｍｍ以下である、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の配管溶接方法。
【請求項６】
外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えかつ互いの開先を突合せて直列的に配置された第１及び第２の配管の前記穴から、各々挿入されて管内部を部分的に塞ぎ、前記各開先の内側の空間を含むバックシールド用の空間を前記第１及び第２の配管内に形成する一対の遮蔽部材と、
前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填する不活性ガス充填機構と、
を備えるバックシールド装置。
【請求項７】
前記遮蔽部材は、その内部への流体の注入により膨出する袋状の構造を有し、前記膨出した状態では前記第１及び第２の配管の内径よりも大きいサイズとなる、
請求項６に記載のバックシールド装置。
【請求項８】
前記遮蔽部材は、前記穴から前記第１及び第２の配管内への当該遮蔽部材本体の挿入を案内する取り外し可能な案内棒と、前記案内棒の挿入穴を有する筒状の部材と、前記筒状の部材の先端側に設けられ前記遮蔽部材本体より剛性の高い球状の部材と、を備える、
請求項６に記載のバックシールド装置。
【請求項９】
前記遮蔽部材の内部へ流体を注入するための注入ホースと、前記注入ホースに設けられた圧力計とをさらに備える請求項７又は８に記載のバックシールド装置。
【請求項１０】
前記遮蔽部材の内部へ流体を注入するための注入ホースと、前記注入ホースに設けられた逆止弁とをさらに備える請求項７から９までのいずれかに１項に記載のバックシールド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、配管溶接方法及びバックシールド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
配管の突合せ開先継手の溶接は、突合せ部の内面側に形成される裏波ビードの品質を確保するために、溶接金属の内面側が大気に触れて酸化してしまうことを回避する必要がある。
【０００３】
そこで、一般には、配管内部に不活性ガスを充填したうえで、配管の外周側からアーク溶接などを行う。具体的には、溶接対象の一組の配管のそれぞれの内側をフィルムなどで封止して、被溶接部の裏側（内側）にバックシールド用の空間を形成し、この形成された空間内に不活性ガスを充填した後、各配管を外周側から溶接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−５１８９３号公報
【特許文献２】特開２００９−１１３１１２号公報
【特許文献３】特開平２−３７９７０号公報
【特許文献４】特開平７−３２１９２号公報
【特許文献５】特開平１０−２９６４８９号公報
【特許文献６】特開２０１３−１４６７７１号公報
【特許文献７】特開２００９−１１３１１２号公報
【特許文献８】特開平８−３０９５２９号公報
【特許文献９】特許第５４５７２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したバックシールド用の空間を形成するためには、溶接線を挟んで各配管内の所定箇所をそれぞれ封止する必要があり、特に溶接対象の配管が長い場合には、形成された空間内における不活性ガスの充填状態の管理が困難となる。例えば、溶接対象の配管からの不活性ガスの漏洩が検出された場合、バックシールド用の空間の形成作業を改めて実施することが必要となる。
【０００６】
さらに、化学プラントなどの建設現場では、複数の配管を直列的に配置した後、溶接作業が行われる。この場合、狭隘部である開先などを通じて、配管の内部に例えばフィルムなどを張り付けることによって、被溶接部分の内側にバックシールド用の空間を形成することになる。このようにして形成されたバックシールド用の空間は、不活性ガスを収容するうえでの気密性が必ずしも十分であるとはいえず、配管の溶接部分の内面の酸化を抑制することに関して課題を残している。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、配管における溶接部分の内面の酸化を適切に抑制することができる配管溶接方法及びバックシールド装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施の形態に係る配管溶接方法は、配置工程、空間形成工程、ガス充填工程及び溶接工程を有する。配置工程では、外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えた第１及び第２の配管を互いの開先を突合せて直列的に配置する。空間形成工程では、前記配置された第１及び第２の配管の前記穴から一対の遮蔽部材を各々挿入して管内部を部分的に塞ぐことにより、前記第１及び第２の配管内の前記一対の遮蔽部材どうしの間に、前記各開先の内周側の空間を含むバックシールド用の空間を形成する。ガス充填工程では、前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填する。溶接工程では、前記不活性ガスが前記バックシールド用の空間内に充填された状態で、前記第１及び第２の配管どうしの開先を溶接する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係るバックシールド装置が備える遮蔽部材を、第１及び第２の配管内にセットした状態を模式的に示す図。
【図２】図１のバックシールド装置に対して主に不活性ガス充填機構をさらに追加して示す図。
【図３】図１の遮蔽部材本体に挿入ガイドユニットが取り付けられた状態を示す図。
【図４】図１の遮蔽部材の構造を示す外観図。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】図１のバックシールド装置の全体的な構成を示す図。
【図７】図１の遮蔽部材を、第１及び第２の配管の外周面の穴から管内部に挿入する直前の状態を示す図。
【図８】図７の遮蔽部材を、第１及び第２の配管の外周面の穴から管内部に挿入した直後の状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
図１〜図６に示すように、本実施形態に係る配管溶接用のバックシールド装置１０は、配管における溶接部分の内面の酸化を抑制するためのものである。このバックシールド装置１０は、一対の遮蔽部材１２、注入ホース２０、圧力計１９、逆止弁１８、気体注入ポンプ１７、不活性ガス充填機構１４、酸素濃度計１５を有し、さらに、例えば三股のプラグ２１や吸気ポンプ２２などを備えている。
【００１１】
ここで、本実施形態では、例えばプラントなどの建設現場において、バックシールド装置１０を適用しつつ、第１及び第２の配管１、２を含む複数の配管を順次溶接して行くことを想定している。つまり、図１に示すように、溶接の対象となる第１、第２の配管１、２は、互いの開先６を突合せて直列的に配置（配列）されている。直列的に配置されるこれら複数の配管は、第１及び第２の配管１、２を含めて、もちろん３つ以上の個数であってもよい。
【００１２】
配管１、２どうしは、開先６の近傍に例えばタック溶接用コマなどを取り付けることによって連結されている。配管１、２には、それらの外周面１ｃ、２ｃから管内部１ａ、２ａに通じるプラグ穴１ｂ、２ｂがそれぞれ穿孔されている。プラグ穴１ｂ、２ｂは、例えば配管溶接後の融合状態を調べるための放射線検査などを行う際に利用される。プラグ穴１ｂ、２ｂの外径は、例えば３４ｍｍなど、６１ｍｍ以下で構成されている。
【００１３】
図１、図２に示すように、一対の遮蔽部材１２は、互いの開先６を突合せて直列的に配置された第１及び第２の配管１、２の上記したプラグ穴１ｂ、２ｂから、各々挿入されて管内部１ａ、２ａを部分的に塞ぎ、各開先６の内周側の空間を含むバックシールド用の空間（管内部１ａ、２ａの当該一対の遮蔽部材１２どうしの間に形成された不活性ガスを充填する空間）８を、第１及び第２の配管１、２内に形成する。
【００１４】
したがって、遮蔽部材１２（遮蔽部材本体１２ａ）は、その内部への流体（気体や液体など）の注入により膨出する袋状の構造を有し、膨出した状態では第１及び第２の配管１、２の内径よりも大きいサイズとなる。
【００１５】
遮蔽部材１２（遮蔽部材本体１２ａ）の素材は、合成樹脂（合成樹脂のうちの例えば合成ゴムなど）を材料とする布である。遮蔽部材１２は、このような材料を適用していることで、鋭利な開先６に挿入して膨出させても、破裂や損傷しない特性が得られる。また、配管１、２どうしの開先６は、０ｍｍ〜５ｍｍのギャップ（ルート間隔）７を有している。一方、袋状の構造（布二枚重の構造）を有する遮蔽部材１２の素材（布一枚）の厚さは、１ｍｍ以下で構成されている。これにより、図７、図８に示すように、非膨出状態の一対の遮蔽部材１２（遮蔽部材本体１２ａ）を、各プラグ穴１ｂ、２ｂから第１及び第２の配管１、２の管内部１ａ、１ｂへそれぞれ挿入することが可能となる。
【００１６】
一方、図２に示すように、不活性ガス充填機構１４は、第１及び第２の配管１、２の管内部１ａ、１ｂに形成されたバックシールド用の空間８内に不活性ガスを充填する。不活性ガス充填機構１４は、不活性ガス収容ボンベ１４ａ、ガス充填ホース１４ｂ、流量ゲージ１４ｃによって構成されている。不活性ガス収容ボンベ１４ａ内には、アルゴンなどの不活性ガスが収容されている。
【００１７】
ガス充填ホース１４ｂの一端部は、第１の配管１のプラグ穴１ｂを利用（流用）して、第１の配管１の内部（バックシールド用の空間８）に挿入され、ガス充填ホース１４ｂの他端部は、不活性ガス収容ボンベ１４ａに接続されている。流量ゲージ１４ｃは、ガス充填ホース１４ｂ内を流れる不活性ガスの流量を計測するためのものである。また、実際に各配管の溶接を実施する前の段階において、第２の配管２のプラグ穴２ｂを介してその管内部２ａには、酸素濃度計１５のセンサが挿入される。酸素濃度計１５の酸素濃度を計測することによって、バックシールド用の空間８内における空気と不活性ガスとの置換の度合いを検出することが可能となる。不活性ガスと置換された空気は、第１及び第２の配管１、２の内部から、開先６の隙間など上部側を介して外部へと排気される。
【００１８】
また、図３〜図５に示すように、前述した各遮蔽部材１２は、矩形の袋状の遮蔽部材本体１２ａと、挿入ガイドユニット１６と、遮蔽部材本体１２ａの辺部に設けられ、挿入ガイドユニット１６を装着するための円筒状のガイドユニット装着部１２ｂと、を備えている。挿入ガイドユニット１６は、２重管構造を採る一組の筒状の部材である外側筒状部材１６ａ及び内側筒状部材１６ｂと、円柱状の案内棒１６ｃと、球状部材１６ｄと、を備えている。
【００１９】
外側筒状部材１６ａ及び内側筒状部材１６ｂ並びに球状部材１６ｄは、例えば樹脂材料などによって構成されている。球状部材１６ｄは、外側筒状部材１６ａ及び内側筒状部材１６ｂよりも高い硬度を有する。円柱状の案内棒１６ｃは、外側筒状部材１６ａ及び内側筒状部材１６ｂよりも剛性が高く（可とう性が低く）なるように形成されており、例えば溶接棒（溶接ワイヤ）などによって構成されている。
【００２０】
外側筒状部材１６ａは、先細りに形成されており、その先端部側が、円筒状のガイドユニット装着部１２ｂに装着されている。外側筒状部材１６ａの先端部には、その内部から外周面側に開口する例えば複数の穴部を有する。これら複数の穴部は、ガイドユニット装着部１２ｂを介して遮蔽部材本体１２ａの内部に開口している。外側筒状部材１６ａの最先端部には、球状部材１６ｄが固定されている。また、図４、図５に示すように、内側筒状部材１６ｂは、外側筒状部材１６ａの内径側に挿入されている。内側筒状部材１６ｂは、その内側に案内棒１６ｃを挿入するための挿入穴１６ｆを有している。
【００２１】
一方、案内棒１６ｃは、第１及び第２の配管１、２のプラグ穴１ｂ、２ｂから管内部１ａ、１ｂへの遮蔽部材本体１２ａの挿入を案内（ガイド）する取り外し可能なガイドバーである。案内棒１６ｃは、上記した内側筒状部材１６ｂの挿入穴１６ｆに対して取り外し可能（挿抜可能）となっている。内側筒状部材１６ｂの先端部には、穴部（開口部）が設けられている。
【００２２】
図４に示すように、案内棒１６ｃが内側筒状部材１６ｂの挿入穴１６ｆに挿入されていると共に、内側筒状部材１６ｂが外側筒状部材１６ａの内径側に挿入されている非膨出状態の一対の遮蔽部材本体１２ａは、図７、図８に示すように、硬度の高い球状部材１６ｄ及び剛性の高い案内棒１６ｃを介して、第１及び第２の配管１、２のプラグ穴１ｂ、２ｂから管内部１ａ、１ｂへ挿入される。このような球状部材１６ｄや案内棒１６ｃを含む挿入ガイドユニット１６を適用することで、管内部１ａ、１ｂへの遮蔽部材本体１２ａの挿入性を高めることができる。
【００２３】
遮蔽部材本体１２ａは、溶接部（溶接金属）５の近くに配置された場合、その熱で損傷する可能性があり、開先６から離間させる必要性がある。そこで、第１及び第２の配管１、２の管内部１ａ、１ｂで、遮蔽部材本体１２ａの設置位置を、配管１、２の長手方向に容易に移動させられるように、内側筒状部材１６ｂ内に挿入される案内棒１６ｃが用意されている。つまり、剛性の低い遮蔽部材本体１２ａに対して剛性の高い案内棒１６ｃを実質的に挿入することで、配管１、２内での遮蔽部材本体１２ａの位置決めが容易となる。また、上記した外側筒状部材１６ａの先端部は、配管内面に押し付けられて損傷し易くなる。このため、外側筒状部材１６ａの最先端部には、硬度の高い球状部材１６ｄが設けられている。
【００２４】
図５に示すように、外側筒状部材１６ａの内径側と内側筒状部材１６ｂの外径側との間隙は、遮蔽部材本体１２ａの内部への流体（気体又は液体）を注入するための流体注入部１６ｅである。外側筒状部材１６ａ及び内側筒状部材１６ｂの基端側から、流体注入部１６ｅを介して注入された流体は、外側筒状部材１６ａ先端部の複数の穴部を介して、遮蔽部材本体１２ａ内に注入される。
【００２５】
なお、挿入ガイドユニット１６の筒状の部材は、上記したように、外側筒状部材１６ａと内側筒状部材１６ｂとの２重管構造であるが、挿入ガイドユニット１６の筒状の部材を１重管で構成してもよい。１重管の場合、１重管の筒状の部材の内径側に案内棒１６ｃが挿入されることになり、案内棒の挿入穴と流体注入部とが共用されることになる。また、この１重管の場合、上記した三俣のプラグ２１や吸気ポンプ２２は、用いられない態様となる。一方、前者の２重管構造を適用している場合、案内棒１６ｃの挿入穴１６ｆと流体注入部１６ｅとが個別に用意されることで、流体注入部１６ｅの領域が独立して確保され、これにより、流体の注入速度を高めることなどが可能となる。
【００２６】
図６に示すように、注入ホース２０は、遮蔽部材１２内への気体（流体）の注入経路を構成している。また、注入ホース２０の一端部側は、圧力計１９及び逆止弁１８を経由して、気体注入ポンプ１７に接続されている。注入ホース２０の他端部側は、三俣のプラグ２１の第１の端子部に接続される。気体注入ポンプ１７には、空気や不活性ガスなどの気体が収容されている。三俣のプラグ２１の第２の端子部は、挿入ガイドユニット１６の外側筒状部材１６ａ（流体注入部１６ｅ）と接続されている。つまり、第１、第２の配管１、２内に挿入された合成樹脂製の遮蔽部材１２（遮蔽部材本体１２ａ）に対して、気体注入ポンプ１７から注入ホース２０、プラグ２１及び外側筒状部材１６ａを介して、気体を注入することで、これにより膨出（大きく拡張）した遮蔽部材本体１２ａを、第１、第２の配管１、２における管内部１ａ、１ｂの内壁面に密着させることができ、配管内における十分な気密性を確保できる。
【００２７】
ここで、遮蔽部材１２内に注入された気体の内部圧力は、０．５ＭＰａ以上で保持されることが望ましい。しかしながら、溶接が長時間になる場合、遮蔽部材１２の内部圧力が減圧する可能性もある。そこで、まず、遮蔽部材１２の材料は、２ＭＰａ以上の耐圧特性を持つ合成ゴムなどの合成樹脂が適用されている。さらに、図６に示すように、遮蔽部材１２内への気体の注入経路である注入ホース２０上には、逆止弁１８が設けられている。これにより、遮蔽部材１２内からの気体の漏洩が抑制される。
【００２８】
また、注入ホース２０上には、圧力計１９が設けられている。配管の溶接時に圧力計１９による計測値を取得（確認）することによって、第１、第２の配管１、２における内壁面への遮蔽部材１２の密着性、すなわち、不活性ガスが充填されたバックシールド用の空間８内の気密性、を作業者が把握することができる。したがって、圧力計１９による計測値が予め決めておいた規定値よりも低い場合には、例えば気体注入ポンプ１７からの気体の供給圧力を高めることなどによって、圧力計１９の計測値を上昇させ、これにより、配管内壁への遮蔽部材１２の密着性（バックシールド用の空間８内の気密性）を確保することが可能となる。
【００２９】
一方、図６に示すように、三俣のプラグ２１の第３の端子部には、挿入ガイドユニット１６における案内棒１６ｃが、挿入穴１６ｆから抜脱された状態の内側筒状部材１６ｂの先端部（開口部）が接続される。内側筒状部材１６ｂの基端部（開口部）は、吸気ポンプ２２と接続される。これにより、第１、第２の配管１、２内に挿入されている膨出状態の遮蔽部材１２（遮蔽部材本体１２ａ）内から、外側筒状部材１６ａ、プラグ２１、内側筒状部材１６ｂを介して、吸気ポンプ２２により、図８に示すように、当該遮蔽部材１２内の気体を吸気（排気）することが可能となる。つまり、配管の溶接後、内部から気体を吸気（排気）して、しぼんだ状態の遮蔽部材本体１２ａを、配管１、２の管内部１ａ、２ａから、プラグ穴１ｂ、２ｂを介して、配管１、２の外部へ容易に取り出すことが可能となる。
【００３０】
次に、このように構成されたバックシールド装置１０を適用する本実施形態の配管溶接方法を、上記した図１〜図８に基づき説明する。本実施形態の配管溶接方法は、主に、配置工程、空間形成工程、ガス充填工程、溶接工程を有し、これらの工程を順に実施する。まず、配置工程では、図７に示すように、第１及び第２の配管１、２を互いの開先６を突合せて直列的に配置する。
【００３１】
空間形成工程では、図７、図８に示すように、直列的に配置された第１及び第２の配管１、２のプラグ穴１ｂ、２ｂから一対の遮蔽部材１２（遮蔽部材本体１２ａ）を各々挿入して、図１に示すように、管内部１ａ、２ａを部分的に塞ぐことにより、第１及び第２の配管１、２内の一対の遮蔽部材１２どうしの間に、各開先６の内周側（溶接部５の内周側）の空間を含むバックシールド用の空間８を形成する。
【００３２】
具体的には、空間形成工程は、挿入する工程、取り外す工程、膨出させる工程を有している。挿入する工程では、図４、図７、図８に示すように、案内棒１６ｃ（挿入ガイドユニット１６）が各々取り付けられた非膨出状態の一対の遮蔽部材１２を、当該各案内棒１６ｃを介して各プラグ穴１ｂ、２ｂから第１及び第２の配管１、２内へそれぞれ挿入する。取り外す工程では、前記挿入された一対の遮蔽部材（挿入ガイドユニット１６の内側筒状部材１６ｂ）から各案内棒１６ｃを取り外す。さらに、膨出させる工程では、第１及び第２の配管１、２内にプラグ穴１ｂ、２ｂから挿入された各遮蔽部材１２内に流体を注入して当該各遮蔽部材１２を膨出させる。
【００３３】
より具体的には、この膨出させる工程では、図６に示すように、逆止弁１８が設けられた注入ホース（注入経路）２０を介して、案内棒１６ｃが取り外された各遮蔽部材１２の内部に気体を注入することにより、図１に示すように、各遮蔽部材１２を膨出させて配管１、２の内壁面に各遮蔽部材１２を密着させる。この際、注入ホース２０に逆止弁１８が設けられていることで、遮蔽部材１２内からの気体の漏れを抑えることできる。また、気体を注入して各遮蔽部材１２を膨出させることで、膨出させた遮蔽部材１２を、第１、第２の配管１、２における管内部１ａ、２ａの内壁面に密着させることができ、これにより、バックシールド用の空間８における気密性を高めることができる。
【００３４】
ガス充填工程では、図２に示すように、空間形成工程によって形成されたバックシールド用の空間８内へ、不活性ガス収容ボンベ１４ａから、ガス充填ホース１４ｂ、流量ゲージ１４ｃ及びプラグ穴１ｂを介して、不活性ガスを充填する。さらに、溶接工程では、バックシールド用の空間８内に不活性ガスが充填された状態で、第１及び第２の配管１、２どうしの開先６を溶接する。この溶接工程の実施中において、図６に示すように、注入ホース２０（気体の注入経路）上に設けられた圧力計の計測値を取得（確認）する。これにより、開先６への遮蔽部材１２の密着性、すなわち、バックシールド用の空間８内の気密性、を実質的に監視することが可能となる。
【００３５】
既述したように、本実施形態の配管溶接方法及びバックシールド装置１０によれば、不活性ガスが充填されたバックシールド用の空間８内の気密性が確保されるので、第１及び第２の配管１、２どうしを溶接する際の配管内面（溶接部５の内周側）の酸化を適切に抑制することができる。なお、配列された他の配管どうしの開先についても、本実施形態のバックシールド装置１０を用いた配管溶接方法により、順次溶接することが可能となる。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、配管における溶接部分の内面の酸化を適切に抑制することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１…第１の配管、１ａ，２ａ…管内部、１ｂ，２ｂ…プラグ穴、１ｃ，２ｃ…外周面、２…第２の配管、５…溶接部、６…開先、７…ギャップ、８…バックシールド用の空間、１０…バックシールド装置、１２…遮蔽部材、１２ａ…遮蔽部材本体、１２ｂ…ガイドユニット装着部、１４…不活性ガス充填機構、１４ａ…不活性ガス収容ボンベ、１４ｂ…ガス充填ホース、１６…挿入ガイドユニット、１６ａ…外側筒状部材、１６ｂ…内側筒状部材、１６ｃ…案内棒、１６ｄ…球状部材、１６ｅ…流体注入部、１６ｆ…挿入穴、１７…気体注入ポンプ、１８…逆止弁、１９…圧力計、２０…注入ホース、２１…プラグ、２２…吸気ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月19日(2018.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えた第１及び第２の配管を互いの開先を突合せて直列的に配置する配置工程と、
前記配置された第１及び第２の配管の前記穴から一対の遮蔽部材を各々挿入して管内部を部分的に塞ぐことにより、前記第１及び第２の配管内の前記一対の遮蔽部材どうしの間に、前記各開先の内周側の空間を含むバックシールド用の空間を形成する空間形成工程と、
前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填するガス充填工程と、
前記不活性ガスが前記バックシールド用の空間内に充填された状態で、前記第１及び第２の配管どうしの開先を溶接する溶接工程と、を有し、
前記遮蔽部材は、その内部への流体の注入により膨出する袋状の構造を有し、前記膨出した状態では前記第１及び第２の配管の内径よりも大きいサイズとなり、かつ前記穴から前記第１及び第２の配管内への当該遮蔽部材本体の挿入を案内する案内棒と、前記案内棒の挿入穴を有する筒状の部材と、前記筒状の部材の先端側に設けられ前記遮蔽部材本体より剛性の高い球状の部材と、を備え、
前記空間形成工程は、
前記案内棒が各々取り付けられた非膨出状態の前記一対の遮蔽部材を、当該各案内棒を介して各穴から前記第１及び第２の配管内へそれぞれ挿入する工程と、
前記挿入された一対の遮蔽部材から前記各案内棒を取り外す工程と、
前記案内棒が取り外された各遮蔽部材の内部に前記筒状の部材を介して流体を注入し当該各遮蔽部材を膨出させる工程と、
を含む配管溶接方法。
【請求項２】
前記穴の外径は、６１ｍｍ以下である、
請求項１に記載の配管溶接方法。
【請求項３】
前記遮蔽部材は、素材が合成樹脂であり、厚さが１ｍｍ以下である、
請求項１又は２に記載の配管溶接方法。
【請求項４】
外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えかつ互いの開先を突合せて直列的に配置された第１及び第２の配管の前記穴から、各々挿入されて管内部を部分的に塞ぎ、前記各開先の内側の空間を含むバックシールド用の空間を前記第１及び第２の配管内に形成する一対の遮蔽部材と、
前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填する不活性ガス充填機構と、を備え、
前記遮蔽部材は、
前記穴から前記第１及び第２の配管内への当該遮蔽部材本体の挿入を案内する案内棒と、
前記案内棒の挿入穴を有する筒状の部材と、
前記筒状の部材の先端側に設けられ前記遮蔽部材本体より剛性の高い球状の部材と、
を有するバックシールド装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材は、その内部への流体の注入により膨出する袋状の構造を有し、前記膨出した状態では前記第１及び第２の配管の内径よりも大きいサイズとなる、
請求項４に記載のバックシールド装置。
【請求項６】
前記遮蔽部材の内部へ流体を注入するための注入ホースと、前記注入ホースに設けられた圧力計とをさらに備える請求項４又は５に記載のバックシールド装置。
【請求項７】
前記注入ホースに設けられた逆止弁をさらに備える請求項６に記載のバックシールド装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
実施の形態に係る配管溶接方法は、配置工程、空間形成工程、ガス充填工程及び溶接工程を有する。配置工程では、外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えた第１及び第２の配管を互いの開先を突合せて直列的に配置する。空間形成工程では、前記配置された第１及び第２の配管の前記穴から一対の遮蔽部材を各々挿入して管内部を部分的に塞ぐことにより、前記第１及び第２の配管内の前記一対の遮蔽部材どうしの間に、前記各開先の内周側の空間を含むバックシールド用の空間を形成する。ガス充填工程では、前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填する。溶接工程では、前記不活性ガスが前記バックシールド用の空間内に充填された状態で、前記第１及び第２の配管どうしの開先を溶接する。また、前記遮蔽部材は、その内部への流体の注入により膨出する袋状の構造を有し、前記膨出した状態では前記第１及び第２の配管の内径よりも大きいサイズとなり、かつ前記穴から前記第１及び第２の配管内への当該遮蔽部材本体の挿入を案内する案内棒と、前記案内棒の挿入穴を有する筒状の部材と、前記筒状の部材の先端側に設けられ前記遮蔽部材本体より剛性の高い球状の部材と、を備えている。さらに、前記空間形成工程は、前記案内棒が各々取り付けられた非膨出状態の前記一対の遮蔽部材を、当該各案内棒を介して各穴から前記第１及び第２の配管内へそれぞれ挿入する工程と、前記挿入された一対の遮蔽部材から前記各案内棒を取り外す工程と、前記案内棒が取り外された各遮蔽部材の内部に前記筒状の部材を介して流体を注入し当該各遮蔽部材を膨出させる工程と、を含む。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月30日(2019.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えた第１及び第２の配管を互いの開先を突合せて直列的に配置する配置工程と、
前記配置された第１及び第２の配管の前記穴から一対の遮蔽部材を各々挿入して管内部を部分的に塞ぐことにより、前記第１及び第２の配管内の前記一対の遮蔽部材どうしの間に、前記各開先の内周側の空間を含むバックシールド用の空間を形成する空間形成工程と、
前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填するガス充填工程と、
前記不活性ガスが前記バックシールド用の空間内に充填された状態で、前記第１及び第２の配管どうしの開先を溶接する溶接工程と、を有し、
前記遮蔽部材は、
内部への流体の注入により膨出する袋状の構造を有し、前記膨出した状態では前記第１及び第２の配管の内径よりも大きいサイズとなる遮蔽部材本体と、
前記穴から前記第１及び第２の配管内への前記遮蔽部材本体の挿入を案内する案内棒と、
前記案内棒の挿入穴を有する筒状の部材と、
前記筒状の部材の先端側に設けられ前記遮蔽部材本体より剛性の高い球状の部材と、
を備え、
前記空間形成工程は、
前記案内棒が各々取り付けられた非膨出状態の前記一対の遮蔽部材を、当該各案内棒を介して各穴から前記第１及び第２の配管内へそれぞれ挿入する工程と、
前記挿入された一対の遮蔽部材から前記各案内棒を取り外す工程と、
前記案内棒が取り外された各遮蔽部材の内部に前記筒状の部材を介して流体を注入し当該各遮蔽部材を膨出させる工程と、
を含む配管溶接方法。
【請求項２】
前記穴の外径は、６１ｍｍ以下である、
請求項１に記載の配管溶接方法。
【請求項３】
前記遮蔽部材本体は、素材が合成樹脂であり、厚さが１ｍｍ以下である、
請求項１又は２に記載の配管溶接方法。
【請求項４】
外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えかつ互いの開先を突合せて直列的に配置された第１及び第２の配管の前記穴から、各々挿入されて管内部を部分的に塞ぎ、前記各開先の内側の空間を含むバックシールド用の空間を前記第１及び第２の配管内に形成する一対の遮蔽部材と、
前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填する不活性ガス充填機構と、を備え、
前記遮蔽部材は、
遮蔽部材本体と、
前記穴から前記第１及び第２の配管内への前記遮蔽部材本体の挿入を案内する案内棒と、
前記案内棒の挿入穴を有する筒状の部材と、
前記筒状の部材の先端側に設けられ前記遮蔽部材本体より剛性の高い球状の部材と、
を有するバックシールド装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材本体は、その内部への流体の注入により膨出する袋状の構造を有し、前記膨出した状態では前記第１及び第２の配管の内径よりも大きいサイズとなる、
請求項４に記載のバックシールド装置。
【請求項６】
前記遮蔽部材本体の内部へ流体を注入するための注入ホースと、前記注入ホースに設けられた圧力計とをさらに備える請求項４又は５に記載のバックシールド装置。
【請求項７】
前記注入ホースに設けられた逆止弁をさらに備える請求項６に記載のバックシールド装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
実施の形態に係る配管溶接方法は、配置工程、空間形成工程、ガス充填工程及び溶接工程を有する。配置工程では、外周面から管内部に通じる穴をそれぞれ備えた第１及び第２の配管を互いの開先を突合せて直列的に配置する。空間形成工程では、前記配置された第１及び第２の配管の前記穴から一対の遮蔽部材を各々挿入して管内部を部分的に塞ぐことにより、前記第１及び第２の配管内の前記一対の遮蔽部材どうしの間に、前記各開先の内周側の空間を含むバックシールド用の空間を形成する。ガス充填工程では、前記形成されたバックシールド用の空間内に不活性ガスを充填する。溶接工程では、前記不活性ガスが前記バックシールド用の空間内に充填された状態で、前記第１及び第２の配管どうしの開先を溶接する。また、前記遮蔽部材は、内部への流体の注入により膨出する袋状の構造を有し、前記膨出した状態では前記第１及び第２の配管の内径よりも大きいサイズとなる遮蔽部材本体と、前記穴から前記第１及び第２の配管内への前記遮蔽部材本体の挿入を案内する案内棒と、前記案内棒の挿入穴を有する筒状の部材と、前記筒状の部材の先端側に設けられ前記遮蔽部材本体より剛性の高い球状の部材と、を備えている。さらに、前記空間形成工程は、前記案内棒が各々取り付けられた非膨出状態の前記一対の遮蔽部材を、当該各案内棒を介して各穴から前記第１及び第２の配管内へそれぞれ挿入する工程と、前記挿入された一対の遮蔽部材から前記各案内棒を取り外す工程と、前記案内棒が取り外された各遮蔽部材の内部に前記筒状の部材を介して流体を注入し当該各遮蔽部材を膨出させる工程と、を含む。