(57)【要約】少なくとも１つが溶接困難な材料を含む、またはそのような材料から作られる、少なくとも２つの、チューブのような部材２、３を、継手１を用いて接合する方法である。部材２、３は、接合する端面６に、より厚い壁部を備える。少なくとも１つの、より厚い端部壁部が、内側ネジ部または外側ネジ部Ｔを備え、前記ネジ部を備えた端部壁部を継手１の内部および／または上部にネジ込み、前記少なくとも２つの部材を一体に接合する。
2008524539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つが溶接困難な材料を含む、またはそのような材料から作られる、少なくとも２つの、チューブのような部材２、３を、継手１を用いて接合する方法であって、
部材２、３の接合する端面６に、より厚い壁部を設け、より厚い端部壁部の少なくとも１つに、内側ネジ部または外側ネジ部Ｔを設け、前記ネジ部を備えた端部壁部を継手１の内部および／または上部にネジ留めすることによって、前記少なくとも２つの部材を接合する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記部材２、３が、それぞれの端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を有し、前記部分における、ネジ部を備えた１またはそれ以上の部材の壁部の厚さが、前記部材の残りの部分に対し、前記ネジ部Ｔの深さの少なくとも１．４倍、好ましくは、２倍〜３．５倍だけより厚いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記部材２、３が、チューブであり、それぞれの前記端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を設け、前記部分における、それぞれのチューブの壁部の厚さが、チューブの残りの部分の壁部の厚さに対し、３３％〜１００％、好ましくは、５０％〜８０％だけより厚いことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記部材２、３が、前記端面に最も近接する部分に、それぞれの部材のこの部分を鍛造することにより、より厚い壁部を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
継手１の端面を、前記少なくとも２つの部材２、３に溶接することよって、流体密シール５を少なくとも１つ設ける工程を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも２つの部材２、３の間で、それらの接触面にて溶接部４を設ける工程を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記継手１は、接合する前記少なくとも２つの部材の前記端面に最も近接する端部の内部に配置する内部継手、または接合する前記少なくとも２つの部材の前記端部の周囲に配置する外側スリーブであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
実質的に接合方向で少なくとも１つの前記部材３に対する支持部を形成するように構成される、肩部８のような手段を継手１に設ける工程を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
継手１の前記支持手段８により支持される前記少なくとも１つの部材がネジ部Ｔを備えていないことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの部材を継手１にネジ留めすることに加え、前記少なくとも２つの部材を溶接する工程を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの部材を、一体に溶接することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記溶接困難な材料が、
Ｃ：最大０．０８ｗｔ％、
Ｓｉ：最大０．７ｗｔ％、
Ｃｒ：１０ｗｔ％〜２５ｗｔ％、
Ａｌ：１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、
Ｍｏ：１．５ｗｔ％〜５ｗｔ％、
Ｍｎ：最大０．４ｗｔ％、
残部：Ｆｅおよび通常存在する不純物
を含む分散強化型合金であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記溶接困難な材料が、鉄系分散強化型材料のような、分散強化型合金であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つが溶接困難な材料を有してなる、少なくとも２つの、チューブのような部材を接合するための継手１であって、内面１’および／または外面の少なくとも一部に内側ネジ部および／または外側ネジ部Ｔを備えることを特徴とする継手１。
【請求項１５】
実質的に接合方向で少なくとも１つの前記部材３に対する支持部を形成するように構成される、１以上の肩部８のような手段を含むことを特徴とする請求項１４に記載の継手１。
【請求項１６】
金属またはセラミックス材料でできていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の継手１。
【請求項１７】
Ｃ：最大０．０８ｗｔ％、
Ｓｉ：最大０．７ｗｔ％、
Ｃｒ：１０ｗｔ％〜２５ｗｔ％、
Ａｌ：１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、
Ｍｏ：１．５ｗｔ％〜５ｗｔ％、
Ｍｎ：最大０．４ｗｔ％、
残部：Ｆｅおよび通常存在する不純物
を含む分散強化型合金より作られること特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の継手１。
【請求項１８】
少なくとも１つが溶接困難な材料より作られる、少なくとも２つのチューブと、チューブ継手１とを含むチューブ接合部であって、チューブ継手１は、請求項１５〜１８のいずれかに記載のチューブ継手１であり、チューブが接合する端面に、より厚い壁部を有し、少なくとも１つのチューブが、前記より厚い端部壁部にネジ部Ｔを有することを特徴とするチューブ接合部。
【請求項１９】
前記チューブ２、３が、それぞれの前記端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を備え、ネジ部を備えたチューブの壁部の厚さが、前記部分において、前記チューブの残りの部分に対して、前記ネジ部Ｔの深さの少なくとも１．４倍、好ましくは、２倍〜３．５倍だけより厚いことを特徴とする請求項１８に記載のチューブ接合部。
【請求項２０】
チューブが、それぞれの前記端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を備え、前記それぞれのチューブの壁部の厚さが、前記部分において、チューブの残りの部分の壁部の厚さに対して、３３％〜１００％、好ましくは、５０％〜８０％だけより厚いことを特徴とする請求項１８または１９に記載のチューブ接合部。
【請求項２１】
前記チューブ２、３が、前記端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を備え、より厚い壁部が、それぞれのチューブのこの部分を鍛造することによって作られることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれかに記載のチューブ接合部。
【請求項２２】
チューブ継手１の端面を前記少なくとも２つのチューブ２、３に溶接することで、少なくとも１つの流体密シール５を備えることを特徴とする請求項１８〜２１のいずれかに記載のチューブ接合部。
【請求項２３】
前記少なくとも２つのチューブ２、３の間で、それらの接触面にて溶接部４を有することを特徴とする請求項１８〜２２のいずれかに記載のチューブ接合部。
【請求項２４】
前記端面に最も近接する、前記より厚い壁部に、外側ネジ部をそれぞれ有する２つのチューブ２、３を含み、継手が、それぞれのチューブの前記外側ネジ部に係合するように構成される２つの内部ネジ部と、チューブの内径と実質的に同じ、小さい内径を備え、前記内側ネジ部を分け、接合の際に、前記チューブの前記端面を分けるように構成され、かつ、チューブの隣接する内面と実質的に同一面となる、チューブ接合部の内面を形成する部分９と、を有することを特徴とする請求項１８〜２１のいずれかに記載のチューブ接合部。
【請求項２５】
請求項１〜１３のいずれかに記載の方法、請求項１４〜１７のいずれかに記載の継手、または請求項１８〜２４のいずれかに記載のチューブ接合部の、腐食条件、または９００度より高い温度のような高温での使用。
【請求項２６】
請求項１〜１３のいずれかに記載の方法、請求項１４〜１７のいずれかに記載の継手、または請求項１８〜２４のいずれかに記載のチューブ接合部のクラッキングファーネスでの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材の少なくとも１つの部材が溶接困難な材料を含む、チューブ（または、管）のような少なくとも２つの部材の接合方法、継手の利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模な化学設備の操業の中断は、生産性の顕著な減少、および設備が稼働停止中の間の収入の損失を伴う。様々な所定のメンテナンス作業は、全ての作業が完了するまで設備の多くの部分の停止を要する。このような操作の１つは、エチレンの生産に用いる、クラッキングファーネスチューブ（または、分解炉内チューブ、cracking furnace tube）の交換である。
【０００３】
蒸気分解装置(steam cracker)のような、炉で用いられるチューブは、通常、９００℃〜１２００℃の使用温度であり、これらチューブは、約２０ｍまでの長さを有することが可能で、従って、極めて重たい。また、これらチューブは、通常、腐食性または炭素含有媒体を輸送する。これらの高い使用温度、高い負荷、および腐食性または炭化環境に耐えるように、分散強化型合金のような、多くのステンレス鋼合金が用いられている。これらの合金は、優れたクリープ強度のような、所望の特性を有するように、特に成分調整（または、配合、formulate）されているが、しかし、これらは重大な溶接性の問題を生じる。
【０００４】
これら合金は、溶接が困難なことから、これらの合金より作られる、チューブのような部材の接合は極めて高価で、かつ、時間を要し得る工程である。溶接工程は、接合部（または、ジョイント、joint）を顕著に弱くする炭化物、窒化物および／または酸化物クラスター（cluster）を生じることがある。例え、これら合金が一緒に溶接されたとしても、これら合金が高温で用いられると、通常、十分な強度が得られない。さらに、溶接は、パイプの形状を損なうことがあり、この結果、パイプが使用に供されると、パイプを通る媒体の流れに悪影響を与える。
【０００５】
欧州特許第１０１８５６３号公報は、炭素含有流体を加熱炉チューブ（または、加熱炉管、heating furnace tube）内に流す場合に、不具合の発生を低減することを主眼に開発した加熱炉チューブを開示している。この加熱炉チューブは、希土類元素の酸化物粒子を分散させ、１７ｗｔ％〜２６ｗｔ％のＣｒおよび２ｗｔ％〜６ｗｔ％のＡｌを含む鉄合金を有して成る。
【０００６】
この加熱炉チューブの製造方法は、一方の加熱炉チューブ部材の少なくとも１つの接合端部および他方の加熱炉チューブ部材の同じ部分の上部または内部に、インサートメタルを形成または挿入する工程と、これら２つの接合端部を加圧し、互いに接触し、インサートメタルを加熱することにより、２つの加熱炉チューブを互いに拡散溶接する工程とを含む。このような方法の不都合は、高温および高負荷において機械的に十分安定な接合構造を与えないことである。
【０００７】
欧州特許第１４１８３７６号公報は、高温で用いる、溶接困難な材料より作られるパイプであって、こられの端末の内面および外面にネジ部（ネジ）が切られ、従って、互いにネジ締めされているパイプを示している。接合したパイプ部分の内面および／または内面はシール手段によりシールされ、接合したパイプ部分の気密性を維持する。このようなパイプの不都合は、ネジ部（ネジ）をパイプに切る際に、材料をパイプから取り除く必要があることから、パイプの接合部分の機械的安定性が低下することである。機械的により弱い構造は、パイプの接合部分の寿命が短いことが示唆され、従って、労働コストおよび材料コストを増加させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、チューブまたはフィン付チューブのような、少なくとも２つの部材の結合方法であって、少なくとも１つの部材が溶接困難な材料を有して成り、得られた接合部が、優れた機械的安定性を有する接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、継手、すなわち中間部材を用いる接合方法により実施可能である。本発明の方法は、接合しようとする端面により厚い壁部を有する部材を準備し、例えば鍛造また旋削(turning)により、少なくとも１つのより厚い端末の内径に内側ネジ部（内側ネジ）または外側ネジ部（外側ネジ）、すなわち、突き出たらせん状のリブの１回転の少なくとも一部、１回転、または複数の回転を与え、前記少なくとも２つの部材を、ネジ切りした前記端部壁部を継手の内部または上部ネジにネジ留めする（または、ネジ込む、screwing）ことにより、接合する工程を含む。
【００１０】
チューブのような部材の端末の壁部をより厚くすること、および部材の断面積を増加させることにより、この断面での単位面積あたりの荷重を減少できる。溶接困難な部材の材料間の溶接であっても、このような低い単位面積あたりの荷重には耐えるであろうことから、これにより必要であれば部材を溶接により接合することが可能になる。より厚い端末の壁部は、また、前記部材としてのチューブの場合、壁部の厚さが接合部領域において小さくなるにことを意味する、これらの部材が、この領域の厚さが部材の残りの部分より小さくなるような厚さの減少を生じることなく、内側ネジ部または外側ネジ部を備えることができることをも意味する。部材は、自らの重量を支え、曲げモーメントに耐える必要があることから、部材の端末部分のみを厚くする。部材の全体の厚さの増加は、より高い材料コストをもたらし、さらに、部材の熱輸送に悪影響を与える。
【００１１】
本発明の実施形態では、前記部材は、それぞれの前記端末の表面（端面）に最も近接する部材の部分により厚い壁部を備え、部材のネジ部を備えた壁部の厚さは、前記部材の他の部分に対し、ネジ部の深さの少なくとも１．４倍、好ましくは２倍〜３．５倍厚い。このような厚さの増加は、接合しようとする端面により規定される断面での単位面積あたりの荷重の好適な減少をもたらし、端部壁部はネジ部を備えているけれども、たとえ、溶接しても、接合部は、荷重を支える十分な機械的強度を有する。ここで数値１．４は、ネジ部の深さに、このネジ部の深さの４０％を加えた分が増加することを意味する。
【００１２】
本発明の実施形態では、前記部材はチューブであり、それぞれの前記端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を備え、それぞれのチューブの前記部分での壁部の厚さは、チューブの残りの部分の壁部の厚さに対して、３３％〜１００％、好ましくは５０％〜８０％厚い。この厚さの増加は、例え前記端末部分がネジ部を備えていても、接合部の断面の単位面積あたりの荷重の好都合な減少をもたらす。
【００１３】
本発明の実施形態では、前記部材は、前記端面に最も近接する、これら部材の部分に、それぞれの部材のこの部分の鍛造によって、より厚い壁部を備える。接合する部材、とりわけチューブの端面のこのような拡大した断面を得るには、鍛造が最も費用効果のある方法であることが明らかになった。
【００１４】
本発明の実施形態では、本発明の方法は、前記少なくとも２つの部材の方を向いた、継手の端面を溶接することにより、少なくとも１つの流体密シール（または、流体密封、fluid-tight seal）（すなわち液密または気密シール)を与える工程を含む。部材を介して流れる如何なる媒体の流れまたは成分は、従って、接合構造を通り抜けることに変わらない。流体密シールは、さらに高温でも維持される、
【００１５】
本発明の他の実施形態では、本発明の方法は、前記少なくとも２つの部材の間を、それらの接触面で溶接する工程を含む。この溶接は、端部のより厚い壁部のために、簡便に実施できる。
【００１６】
本発明の更なる実施形態では、前記継手は、接合しようとする、前記少なくとも２つの部材の前記端面に最も近接する端部の内部に配置される内部継手、または接合しようとする、前記少なくとも２つの部材の端部の周囲に配置される外部スリーブである。
【００１７】
本発明のもっと更なる実施形態では、本発明の方法は、１以上の肩部（または、段部、shoulder）のような、実質的に接合方向で少なくとも１つの前記部材に対する支持部を形成するよう構成される手段を備えた継手を設ける工程を含む。ここで接合方向は、部材の内部または部材の上部にネジ留めする際に、継手が、前記部材に対して移動する方向である。本発明の実施形態では、継手の前記支持手段により支持される前記少なくとも１つの部材は、ネジ部を備えていない。
【００１８】
本発明の実施形態では、本発明の方法は、前記少なくとも２つの部材を継手の内部または上部にねじ留めする(screw)ことに加えて、前記少なくとも２つの部材を溶接する工程を含む。
【００１９】
用語「溶接困難な材料」は、溶接された場合に、その機械的特性または耐食性を喪失する材料を含む。溶接された場合にその機械的特性を喪失する材料の一例は、分際強化型鉄系合金である。本発明の他の実施形態では、前記溶接困難な材料は、Ｃ：最大０．０８ｗｔ％、Ｓｉ：最大０．７ｗｔ％、Ｃｒ：１０ｗｔ％〜２５ｗｔ％、Ａｌ：１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、Ｍｏ：１．５ｗｔ％〜５ｗｔ％、Ｍｎ：最大０．４ｗｔ％、残部：Ｆｅおよび通常存在する不純物を含有する分散強化型合金を含む。
【００２０】
本発明の他の態様にかかる実施形態では、溶接困難な材料は、カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）社のＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ技術により開発された、鉄−クロム−アルミニウム（ＦｅＣｒＡｌ）合金、カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）ＡＰＭまたはＡＰＭＴ（すなわち、Ｋａｎｔｈａｌ  ＡＰＭと同じＦｅＣｒＡｌ合金系でモリブデンを添加した）を含む。
【００２１】
本発明の実施形態では、このような溶接困難な材料は、オーステナイトステンレス鋼のような、より簡単または簡便に溶接できる部材と溶接してもよい。
【００２２】
本発明の別の実施形態では、本発明の方法は、ネジ部を平行またはテーパーを付けて切る（設ける）工程を含み、テーパーを付けたネジ部は、負荷面（または、耐荷重面、load bearing surface）が増加する。
【００２３】
本発明の更なる実施形態では、ネジ部を切った材料は、前記少なくとも２つの部材の１以上の材料と同じである。
【００２４】
本発明は、また、少なくとも１つが、溶接困難な材料を有して成る少なくとも２つの部材を、接合するための継手にも関する。継手は、その内面および／または外面にわたり、内側ネジ部および／または外側ネジ部を備える。
【００２５】
本発明の実施形態では、ネジは平行、またはテーパーが付いている。本発明の他の実施形態では、継手は、１以上の肩部のような、実質的に接合方向で少なくとも１つの前記部材に対する支持部を形成するよう構成する手段を含む。本発明の更なる実施形態では、継手は、金属またはセラミックス材料を有して成る。
【００２６】
本発明の実施形態では、継手は、Ｃ：最大０．０８ｗｔ％、Ｓｉ：最大０．７ｗｔ％、Ｃｒ：１０ｗｔ％〜２５ｗｔ％、Ａｌ：１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、Ｍｏ：１．５ｗｔ％〜５ｗｔ％、Ｍｎ：最大０．４ｗｔ％、残部：Ｆｅおよび通常存在する不純物を含む分散強化型合金を有して成る。
【００２７】
本発明は、また、少なくとも１つが、溶接困難な材料を有して成る少なくとも２つのチューブと、チューブ継手とにも関する。チューブ継手は、上述した実施形態の何れかにかかる継手である。チューブは、接合しようとする端面により厚い壁部を有する。少なくとも１つのチューブの少なくとも１つのより厚い端部は、部分的または全体にネジ部が切られている。
【００２８】
本発明の実施形態では、チューブ接合部は、前記少なくとも２つのチューブの方を向いた、チューブ継手の端部を溶接することにより、少なくとも１つの流体密シールを備える。本発明の別の実施形態では、チューブ接合部は、前記少なくとも２つのチューブの接触面に、前記少なくとも２つのチューブの間の溶接部を含む。
【００２９】
本発明の別の実施形態では、チューブ接合部は、前記端面に近接する、より厚い壁部に、外側ネジ部をそれぞれ有する２つのチューブを含み、継手は、それぞれのチューブの前記外側ネジ部を係合するよう構成される２つの内側ネジ部と、チューブの内径と実質的に同じ、小さい内径を備え、前記内側ネジ部を分け、接合の際に、前記チューブの前記端面を分けるように構成され、かつ、チューブの隣接する内面と実質的に同一面(flush)となる、チューブ接合部の内面を形成する部分とを有する。この実施形態の利点は、溶接を要しないことである。このチューブ接合部は、また、チューブの間に行った溶接により生じる、接合部内部の小さな「ボス（または、突起、boss）」と比較され得る、滑らかな内面をも有するであろう。このボスは、２つの接合部でチューブ内部のガスの流れを顕著に妨げるであろう。
【００３０】
９００℃より高いまたはクラッキングファーネス（または、分解炉、cracking furnace)内部のような、腐食環境、または高温もしくは高荷重を与えた状態で、上述した実施形態のいずれかにかかる方法、継手またはチューブ接合部を使用することも、本発明の一部である。
【００３１】
さらなる本発明の利点および有利な特徴が以下の記載および他の従属項により明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図は縮尺に従って描いたものではなく、より明確にするために特定の特徴部の寸法は、誇張されていることを留意すべきである。
【００３３】
以下の詳細な説明および図は、本発明を開示した実施形態に限定することを意図したものではない。開示する実施形態は、本発明の原理の単なる例示である。
【００３４】
図１は、金属またはセラミックス材料より作られる、部分的にネジ切りした（ネジ部を設けた）外側チューブ継手（exterior tube fitting）１を用いて、接合した部分的にネジを切った２つのチューブ２、３を示す。チューブ２、３は、例えば、石油精製、化学もしくは石油プラント、発電プラント、製鋼プラントまたは原子力装置で用いる、加熱パイプまたは高温プロセスパイプであってもよい。
【００３５】
この例のチューブ２、３は、同じ直径であるけれども、本発明の接合方法は、異なる直径のチューブを接合するのに用いてもよい。さらに、Ｙ字型のような複数のブランチを有するチューブ継手を、複数のチューブを接合するのに用いてもよい。
【００３６】
チューブ継手１は、その内面１’全体に亘っては、ネジ切りされていない。その内面１’の部分Ｔのみにネジ部を設けてある。チューブ２、３の両方は、それらの外面に、対応するネジ部を有しており、これにより、チューブ２、３とチューブ継手１をネジ込んで一緒にすることが可能となり、接合部構造を形成し、ネジ（または、ネジ部）によりチューブ２、３の重量を支持する。２つのチューブ２、３の少なくとも１つ、または２つは、鉄系（または、鉄基、iron base）の分散強化型材料のような、溶接困難な材料により作られる。継手１も、また、このような材料で作られてもよいし、または、異なる材料によって作られてもよい。２つのチューブ２、３は、また、溶接部４のような手段によって端面に沿って接合してもよい。溶接部４は、チューブ２とチューブ３との間を流体密シール（流体密閉）接続する如何なる手段をも用いることが可能である。前記流体密シール手段は、チューブ材料の高温特性を実質的に変化させないように選択しなければならない。
【００３７】
溶接部４は、荷重負担をして（または、耐荷重性であって、load bearing）もよい。溶接部４が存在することから、チューブ２、３を通って流れる媒体は、使用中に、チューブ２、３およびチューブ継手１のネジ部Ｔに浸透できないであろう。従って、チューブ２、３を通って流れる媒体による、ネジ部Ｔの腐食または劣化のリスクは抑制されるであろう。継手の端面にて、シール溶接５がチューブ継手１とチューブ２、３との間に設けられ、流体密シールする。
【００３８】
チューブ２、３は、接合される端面に、より厚い壁部６を有する。これにより、接合部構造の機械的安定性が改善し、また、チューブは、チューブから過剰な量の材料を取り除くことなく、ネジ部を備えることができる。チューブの薄い壁部は、接合部の単位面積あたりの荷重を増加し、溶接によるチューブの接合を不可能にする。
【００３９】
この接合部構造は、その存在がチューブ内を流れる如何なる媒体にも悪影響を与えるかもしれない、２つのチューブ２、３の内面に沿った凹凸がなく、正確な適合を与える。
【００４０】
図１ｂに示す実施形態は、継手１は内面全体に、一方、チューブ端部は外面に沿った一部のみにネジ部を備えており、図１ａに示す実施形態と異なっている。他の態様では、チューブは端末部分外側全体に、一方、継手１は内面の一部に沿ってのみネジ部を備えてもよい。参照記号Ｔｆで示した範囲は、チューブおよび継手のネジ部がオーバーラップしている領域を示している。ネジ部がオーバーラップしない領域（すなわち、継手またはチューブ端末部分のネジ部が、継手またはチューブ端末部分のネジ部のない部分と隣接している場合）では、それらの間に空隙（または、エアギャップ）が形成される。このような空隙の存在は、接合部構造の熱伝導性を減少させる。
【００４１】
図２に示す実施形態は、チューブ端部の外面全体および継手１の内面全体に沿ってネジ部が設けられている点が、図１ａおよび１ｂに示す実施形態と異なる。
【００４２】
図３はチューブ継手１がその下端に耐荷重性（または、負荷分担、load bearing）肩部（または、段部、shoulder）７を含む本発明の更なる実施形態を示す。チューブ継手１の内径は、従って、その下端７において、チューブ継手１の残りの部分に沿った内径より小さい。チューブ３のより厚い端部が肩部８の上に位置することから、耐荷重性肩部８はチューブ３を支持する。
【００４３】
図４に示す実施形態は、上方のチューブ、チューブ２のみがネジ部Ｔ２を備えている点が、図３に示す実施形態と異なる。下方のチューブ、チューブ３は、ネジ部が切られておらず、チューブ継手１に、単に挿入されており、チューブ継手１は、そして、チューブ２、３の表面と溶接されている。ここで耐荷重性の肩部８は、ネジ部Ｔ２とともにチューブ３をチューブ２と接合した状態に維持する。これにより、チューブ３の熱膨張がチューブ継手に力を及ぼさないことから、チューブ３が接合部内をより自由に動け、この結果、チューブ継手の寿命が延びる。
【００４４】
図５は、ネジ部Ｔを、チューブの端部の外面と接触する垂直面上に位置させる肩部９を備えたチューブ継手１を示す。接合部領域において滑らかなチューブの内面をもたらすことから、この実施形態は、好都合である。さらに、本実施形態は、継手と２つのチューブとの間の適切な移行(transition)を得る、すなわち、３つの部品全てについて、同一のネジ部を得ることが容易であるという事実により、図２および図３にかかる実施形態と比較して、好都合である。この理由の１つは、チューブ２、３それぞれが、継手に対し移行するための、それぞれ自身のポイントを有していることである。
【００４５】
ネジ部は、如何なる幾何学的形態を有してもよい。例えば、それぞれ図６ａおよび図６ｂに示す、鋸歯または角(または、角歯、square tooth)断面であってもよい。後者の場合は、角断面の水平面が、付加的な耐荷重性面として機能してもよく、これにより、鋸歯断面と比較して、接合部構造の機械的安定性をさらに改善する。
【００４６】
さらに、ネジ部を設ける表面は、接合を容易にするようにテーパーを付けてもよく、これにより、より大きな耐荷重性面を与え、この結果接合部の機械的安定性を改善する。図７aおよび７ｂを参照されたい。チューブ継手の内面全体または該面の一部のみにテーパーを付けてもよい。
【００４７】
本発明は、当然ながら、如何なる方法においても上述した本発明の実施形態に制限されるものではなく、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の基本的な思想から逸脱することなく、本発明の変形の多くの可能性が、当業者にとって明らかであろう。例えば、２つの部材の周囲に位置する外側継手を図で例示したけれども、本発明は、２つの部材の内側に位置する内側継手を用いて２以上の部材を接合するのにも同様に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１ａ】本発明の実施形態にかかる、同じ直径の２つのチューブの間の接合部構造を説明する。
【図１ｂ】本発明の実施形態にかかる、同じ直径の２つのチューブの間の接合部構造を説明する。
【図２】本発明の実施形態にかかる、同じ直径の２つのチューブの間の接合部構造を説明する。
【図３】本発明の実施形態にかかる、同じ直径の２つのチューブの間の接合部構造を説明する。
【図４】本発明の実施形態にかかる、同じ直径の２つのチューブの間の接合部構造を説明する。
【図５】本発明の実施形態にかかる、同じ直径の２つのチューブの間の接合部構造を説明する。
【図６ａ】本発明の継手のネジの幾何学的形態の例を示す。
【図６ｂ】本発明の継手のネジの幾何学的形態の例を示す。
【図７ａ】チューブ継手がテーパーの付いた内面を有する接合部構造の部分を示す。
【図７ｂ】チューブ継手がテーパーの付いた内面を有する接合部構造の部分を示す。
【図１ａ】
2008524539.tif 000003
【図１ｂ】
2008524539.tif 000004
【図２】
2008524539.tif 000005
【図３】
2008524539.tif 000006
【図４】
2008524539.tif 000007
【図５】
2008524539.tif 000008
【図６ａ】
2008524539.tif 000009
【図６ｂ】
2008524539.tif 000010
【図７ａ】
2008524539.tif 000011
【図７ｂ】
2008524539.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月26日(2006.6.26)
【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】
少なくとも１つが溶接困難な材料を含む、またはそのような材料から作られる、少なくとも２つの、チューブのような部材２、３を、継手１を用いて接合する方法であって、
部材２、３の接合する端面６に、より厚い壁部を設け、より厚い端部壁部の少なくとも１つに、内側ネジ部または外側ネジ部Ｔを設け、前記ネジ部を備えた端部壁部を継手１の内部および／または上部にネジ留めすることによって、前記少なくとも２つの部材を接合する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記部材２、３が、それぞれの端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を有し、前記部分における、ネジ部を備えた１またはそれ以上の部材の壁部の厚さが、前記部材の残りの部分に対し、前記ネジ部Ｔの深さの少なくとも１．４倍、好ましくは、２倍〜３．５倍だけより厚いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記部材２、３が、チューブであり、それぞれの前記端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を設け、前記部分における、それぞれのチューブの壁部の厚さが、チューブの残りの部分の壁部の厚さに対し、３３％〜１００％、好ましくは、５０％〜８０％だけより厚いことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記部材２、３が、前記端面に最も近接する部分に、それぞれの部材のこの部分を鍛造することにより、より厚い壁部を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
継手１の端面を、前記少なくとも２つの部材２、３に溶接することよって、流体密シール５を少なくとも１つ設ける工程を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも２つの部材２、３の間で、それらの接触面にて溶接部４を設ける工程を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記継手１は、接合する前記少なくとも２つの部材の前記端面に最も近接する端部の内部に配置する内部継手、または接合する前記少なくとも２つの部材の前記端部の周囲に配置する外側スリーブであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
実質的に接合方向で少なくとも１つの前記部材３に対する支持部を形成するように構成される、肩部８のような手段を継手１に設ける工程を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
継手１の前記支持手段８により支持される前記少なくとも１つの部材がネジ部Ｔを備えていないことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの部材を継手１にネジ留めすることに加え、前記少なくとも２つの部材を溶接する工程を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの部材を、一体に溶接することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記溶接困難な材料が、
Ｃ：最大０．０８ｗｔ％、
Ｓｉ：最大０．７ｗｔ％、
Ｃｒ：１０ｗｔ％〜２５ｗｔ％、
Ａｌ：１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、
Ｍｏ：１．５ｗｔ％〜５ｗｔ％、
Ｍｎ：最大０．４ｗｔ％、
残部：Ｆｅおよび通常存在する不純物
を含む分散強化型合金であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記溶接困難な材料が、鉄系分散強化型材料のような、分散強化型合金であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つが溶接困難な材料を有してなる、少なくとも２つの、チューブのような部材を接合するための継手１であって、内面１’および／または外面の少なくとも一部に内側ネジ部および／または外側ネジ部Ｔを備えることを特徴とする継手１。
【請求項１５】
実質的に接合方向で少なくとも１つの前記部材３に対する支持部を形成するように構成される、１以上の肩部８のような手段を含むことを特徴とする請求項１４に記載の継手１。
【請求項１６】
金属またはセラミックス材料でできていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の継手１。
【請求項１７】
Ｃ：最大０．０８ｗｔ％、
Ｓｉ：最大０．７ｗｔ％、
Ｃｒ：１０ｗｔ％〜２５ｗｔ％、
Ａｌ：１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、
Ｍｏ：１．５ｗｔ％〜５ｗｔ％、
Ｍｎ：最大０．４ｗｔ％、
残部：Ｆｅおよび通常存在する不純物
を含む分散強化型合金より作られること特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の継手１。
【請求項１８】
少なくとも１つが溶接困難な材料より作られる、少なくとも２つのチューブと、チューブ継手１とを含むチューブ接合部であって、チューブ継手１は、請求項１５〜１８のいずれかに記載のチューブ継手１であり、チューブが接合する端面に、より厚い壁部を有し、少なくとも１つのチューブが、前記より厚い端部壁部にネジ部Ｔを有することを特徴とするチューブ接合部。
【請求項１９】
前記チューブ２、３が、それぞれの前記端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を備え、ネジ部を備えたチューブの壁部の厚さが、前記部分において、前記チューブの残りの部分に対して、前記ネジ部Ｔの深さの少なくとも１．４倍、好ましくは、２倍〜３．５倍だけより厚いことを特徴とする請求項１８に記載のチューブ接合部。
【請求項２０】
チューブが、それぞれの前記端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を備え、前記それぞれのチューブの壁部の厚さが、前記部分において、チューブの残りの部分の壁部の厚さに対して、３３％〜１００％、好ましくは、５０％〜８０％だけより厚いことを特徴とする請求項１８または１９に記載のチューブ接合部。
【請求項２１】
前記チューブ２、３が、前記端面に最も近接する部分に、より厚い壁部を備え、より厚い壁部が、それぞれのチューブのこの部分を鍛造することによって作られることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれかに記載のチューブ接合部。
【請求項２２】
チューブ継手１の端面を前記少なくとも２つのチューブ２、３に溶接することで、少なくとも１つの流体密シール５を備えることを特徴とする請求項１８〜２１のいずれかに記載のチューブ接合部。
【請求項２３】
前記少なくとも２つのチューブ２、３の間で、それらの接触面にて溶接部４を有することを特徴とする請求項１８〜２２のいずれかに記載のチューブ接合部。
【請求項２４】
前記端面に最も近接する、前記より厚い壁部に、外側ネジ部をそれぞれ有する２つのチューブ２、３を含み、継手が、それぞれのチューブの前記外側ネジ部に係合するように構成される２つの内部ネジ部と、チューブの内径と実質的に同じ、小さい内径を備え、前記内側ネジ部を分け、接合の際に、前記チューブの前記端面を分けるように構成され、かつ、チューブの隣接する内面と実質的に同一面となる、チューブ接合部の内面を形成する部分９と、を有することを特徴とする請求項１８〜２１のいずれかに記載のチューブ接合部。
【請求項２５】
請求項１〜１３のいずれかに記載の方法、請求項１４〜１７のいずれかに記載の継手、または請求項１８〜２４のいずれかに記載のチューブ接合部の、腐食条件、または９００度より高い温度のような高温での使用。
【請求項２６】
請求項１〜１３のいずれかに記載の方法、請求項１４〜１７のいずれかに記載の継手、または請求項１８〜２４のいずれかに記載のチューブ接合部のクラッキングファーネスでの使用。
【請求項２７】
部材の少なくとも１つが溶接困難な材料を含む、またはそのような材料から作られ、部材２、３の接合する端面６に、より厚い壁部を設け、より厚い端部壁部の少なくとも１つに内部ネジ部または外部ネジ部Ｔを設け、前記ネジ部を設けた端部壁部を継手１の内部および／または上部にネジ留めすることにより、少なくとも２つの部材を接合する工程を含む、チューブのような、前記少なくとも２つの部材２、３を、継手１を用いて接合する方法であって、部材２、３に、より厚い端部壁部を設けるに際して、前記ネジ部により占められる部分の部材の厚さを考慮に入れない場合、前記部材が前記部材の他の部分よりも、実質的に厚い端部壁部を、前記端面において、有するようにすることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2008524539.tif 000013
2008524539.tif 000014
2008524539.tif 000015
2008524539.tif 000016