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JPH0342136A - 無散水消雪用放熱管の製造方法 - Google Patents

無散水消雪用放熱管の製造方法

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Publication number
JPH0342136A
JPH0342136A JP17741589A JP17741589A JPH0342136A JP H0342136 A JPH0342136 A JP H0342136A JP 17741589 A JP17741589 A JP 17741589A JP 17741589 A JP17741589 A JP 17741589A JP H0342136 A JPH0342136 A JP H0342136A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel pipe
heat dissipation
pipe
waterless
zinc
Prior art date
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Application number
JP17741589A
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English (en)
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JPH0358816B2 (ja
Inventor
Kohei Katsuragi
桂木 公平
Jiro Shoji
庄司 治郎
Makoto Kakubari
角張 信
Akira Okazaki
岡崎 昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON CHIKASUI KAIHATSU KK
Original Assignee
NIPPON CHIKASUI KAIHATSU KK
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Publication date
Application filed by NIPPON CHIKASUI KAIHATSU KK filed Critical NIPPON CHIKASUI KAIHATSU KK
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Publication of JPH0342136A publication Critical patent/JPH0342136A/ja
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  • Road Paving Structures (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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は積雪寒冷地の路面上に降る雪を琺かし、路面
の凍結をも防ぐための無敗水消雪用放熱管の製造方法に
係り、特に路面内に埋設した放熱管の内部に温かい地下
水や不凍液が円滑に流れ、路面に均一に放熱してその上
に降る雪を一様に融かし、凍結をも防ぐための無散水消
雪用放熱管の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の無散水消雪用放熱管の製造方法は、白鋼管を所定
の長さに切断し、これをU字形に曲げ加工をし、管端表
面の亜鈴被膜を@城的に研削除去した後、2本の鋼管の
各端部を突き合わせ、その突き合わせ部をガスバーナー
で加熱熔融して2本の鋼管を互いに逆方向に押し付けて
一体化させ、順次鋼管の突き合わせ、加熱熔融、押し付
けを操り返し、多数の鋼管を接合して無散水消雪用放熱
管の製造を行っていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このような従来の無散水消雪用放熱管の製造方
法では、U字形に曲加工をし、管端表面の亜鉛被膜を機
械的に研削除去した後に2本の鋼管の端部を互いに突き
合わせ、ガスバーナーで加熱N融し、互いに逆方向への
押し付けを行う課シこ熔融部が盛り上がって接合され、
放熱管の内面と外面に突条や突起が生じ、流体が内部を
円滑に流れないので強力なポンプで圧送することが必要
となり、運転費用が高くなるという欠点があった。
また、前記突条や突起が生じた放熱管を路面内に埋設す
ると、その凸部に応力集中が発生し、亀裂や接合に緩み
が生じて漏水したり、路面に@裂を生じさせる恐れがあ
った。
また、鋼管の上記加熱熔融接合では長時間にわたってガ
スを燃焼しつづけて加熱熔融する必要から加工費用が高
くなるという欠点を有していた。
さらに、路面内に放熱管を埋設する際には、放熱管の間
隔を一定にするために所定形状の網目をもった鉄網の上
に放熱管を載せ、結束線で固定しながら放熱管の間隔を
整えて施工しなければならないから、熟練工が必要とな
り、工事期間も長くなる欠点を有していた。
本発明は上記の多くの欠点を除くためになされたもので
あり、鋼管をU字形に曲げ、管端の亜鉛を電解剥離し、
交互に管端を当接してティグ熔接を行い、サポートを取
り付けて無敗水消雪用放熱管を製造することにより、流
体が管内を円滑に流れて路面の上に降る雪を一様に融か
丁とともに、凍結防止をも可能とする無敗水消雪用放熱
管の製造方法を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記の目的を達成するため、外径21.7on
、内径16.1mmの配管用炭素鋼鋼管の白鋼管を路面
形状に合うように所定の長さに切断し、U字形に曲加工
する第1工程と、硝酸アンモニウムの10%〜13%の
電解質1容液中に陰極の金属板を配置し、前記U字形鋼
管の管端を陽極として該陰極鋼管の管端を前記電解質溶
液中に直立浸漬し、電圧30Vで、電流値がU字状に形
成したり1管端部の電解質、8液中への浸1責笥所1箇
所あたり最大IOAの直:1電流1供治して該じ字形鋼
管端部の表面を菟漬している亜鉛被膜を電解剥離する第
2工程と、前記管端の亜鉛l除去したU字形鋼管の各端
部を交互にそれぞれ当接し、該当接部をアルゴンガスで
不活性雰囲気として、2%トリエテッドタングステン電
極棒を使用してティグ熔接をする第3工程と、前記ティ
グ熔接により形成された蛇行形放熱管に直径6IInの
丸沼壬用いて予め所定間隔に保持部を加工しておいた丸
鋼製のサポートを取り付けて放熱管の間隔を所定幅に保
ち、塗装をする第4工程とを連続して行う無散水消雪用
放熱管の製造方法である。
〔作用〕
次に本発明の作用について説明すると、路面の形状に一
致するように切断してU字形に曲加工を行った白鋼管の
管端外表面の亜鉛被膜を電解質溶液中で除去を行う。こ
の際電圧30v、電流が最大10Aの直流電流に接読さ
れたU字形鋼管の端部1■〜2al+を硝酸アンモニウ
ムの電解質、8波(1,」度l○%〜13%、pH7,
5〜8.5)の中に約7分間直立浸漬すると鋼管端部外
表jのイオン化傾向の大きな!1I9JCJ被膜が前記
電解質溶液中にイオンとして溶出し、亜鉛被膜が電解剥
雅さ九るが、鋼管端部内面の亜鉛被膜は除去されずにそ
のまま残る。この溶出した亜鉛は陰極の金属板表面に溶
出した亜鉛イオンと当量の金属亜鉛が析出して電解質溶
液中に沈殿する。この際10%〜13%の硝酸アンモニ
ウム電解質溶液を調整した直後のPHは弱酸性の4.5
付近であるが、電解質溶液として使用すると間もな(p
H8,0の弱アルカリ性に落ち着いて安定する。長時間
使用によって電解液が劣化した際には新しい硝酸アンモ
ニウム溶液を追加補充すれば電解液の電解能力がすぐに
回復し、pH8,0付近で安定している。
このようにして得られた無散水消電用鋼管の各端部を交
互に当接して、自動ガスタングステンアーク熔接の熔接
ヘッドの中に設けたガス小室の中に固定する。続いてこ
のガス小室にアルゴンガスを噴射しつづけ、もともとガ
ス小室にあった空気を外に追い出し、不活性雰囲気とす
る。ティグ熔接に先立って、2本の鋼管の熔接開始位置
を予備的に加熱してから熔接を始めるが、熔接はタング
ステン電極棒が2本の鋼管の当接部の周面に対して、一
定距離を保ちながらアーク放電して一周し熔接を終了す
る。
このようにして出来た熔接継半部は、その熱影響部の結
晶組織が熔接金属から順次マルテンザイト、マルテンサ
イトと微細パーライトの混合44’k、及び微細パーラ
イトとなっているため極めて強度が高く、かつ初生に優
れ、繰り返し曲荷重にも十分耐えることが出来る。
また、本熔接方法において、2%トリエテッドタングス
テン製の電極棒の先端を鋭利な構造にしてアーク放電す
るため熔接部の熔融部分を陽めて狭い範囲に収めること
ができ、かつその熔接部にアルゴンガスを吹き付けて冷
却する構成をとっているため熔接金属が盛り上がること
なく、直ちに凝固するとともに、熱影響部も急冷され前
記の好ましい結晶組織となるものである。
このようにして順次熔接して得られた無散水消雪用放熱
管の間隔を一定幅に保つために、予じめ所定間隔に凹形
の保持部を加工しておいた丸鋼製のサポートで前記放熱
管を上下から挾み込んで固定し、路面の形状に一致する
ように形を整え、塗装をして錆を防ぐものである。
〔実施例〕
次に、本発明に係る製造方法の実施例を第1図乃至第4
図の図面を参照して説明する。
まず第I工程は数区画に分けた路面の形状に適合するよ
うに、内径16.1onの白鋼管1を切断し、第1図に
示す如くその鋼管の中心部をパイプベンダーのテーブル
2の上で、コマ3と共に回転するパイプホルダー4とク
ランプ5で白鋼管lを挾み付けて固定し、コマの回転に
よって鋼管をU字形に曲加工を行う。この曲加工の半径
はコマを交換することによりl0CI11〜5a11の
任意の曲げ半径を選ぶことが可能であり、U字形に曲加
工を行った後のパイプの間隔は20cm〜10■となる
第2工程は第2図に示す浴槽6内には硝酸アンモニウム
の電解質溶液7が満たされており、この電解質溶液は硝
酸アンモニウム10%〜13%、1度で、溶液調整直後
はpHが4.5付近であるが、使用を始めると間もなく
pH8,0の弱アルカリ性に落ち着いて安定し、無散水
消電用鋼管1a端部の外表面だけの亜鉛剥離に最も適し
ている。
このように硝酸アンモニウムを用いることによって、容
易にpHが7.5〜8.5の弱アルカリ性に維持でき、
この電解質溶液は通常の温度(5℃〜25℃)で充分亜
鉛被膜の電解剥離効果があり特に加熱する必要はない。
この浴槽6の底部には、排出口8が設けられており、こ
の排出口には管路9が接続されている。
この管路にはケミカルポンプ1oを介して濾過装置11
が接続されている。この濾過装置は電解質溶液中に析出
した亜鉛を濾過し、電解質溶液中常に清澄に保つための
ものである。この濾過装置には濾過後の電解質溶液を浴
槽6へ導く管路12が接続されている。このように浴槽
6より管路9を介してケミカルポンプ10によって電解
液が排出され、濾過装置11で濾過され、管路12な介
して浴槽6に再び供給される還流経路が形成されている
また、浴槽6内には電解液の表面より所定位置下がった
位置に絶縁台13が設けられている。この絶縁台上にU
字形に形成された無散水消電用鋼管1aを垂直状態に直
立させて、複数本の管端部か電解質溶液内に浸漬される
。この鋼管はJIS規格G−3452で規定された化学
組織を有する亜鉛メツキ鋼管であり、この鋼管に直流電
源14の陽極が接続されている。また、浴槽内の絶縁台
の両方の側面に陰極板15が設けられており、この陰極
板には直流電源の陰極が接続されている。
この装置によって直流電源に接続された鋼管の端部外表
面のわずか1〜2■の外表面のみのイオン化傾向の大き
な亜鉛被膜が電解質溶液中にイオンとして溶出し亜鉛被
膜が電解剥離されるが、内面の亜鉛は除去されずに残る
。この溶出した亜鉛は陰極板の表面に溶出した亜鉛イオ
ンと当量の金属亜鉛が析出して沈殿する。
そこで、浴槽内の電解質溶液の濃度を均一にするために
ケミカルポンプを作動し、電解質溶液中の亜鉛を濾過装
置によって濾過し電N質溶液を常に清澄に保つ。
また、使用にともなって電解質溶液が劣化しても少量の
補充で電解能力が回復する。本工程によって処理した鋼
管の管端外表面は、亜鉛が完全に除去されていることが
定性試験の結果明らかであった・ 第3工程は第3図に示す如く、第2工程において管端外
表面の亜鉛被膜を除去したU字形鋼管1bの2本の端部
を図示しない自動ガスタングステンアーク熔接装置のガ
ス小室16の中で当接し。
このガス小室の中にガスホース17を通じてアルゴンガ
スを15旦〜20u/分の流量で噴射しつづけて不活性
雰囲気とし、2%トリエテッドタングステン電極棒の先
端部と鋼管当接部との距離を1、Onnに保持して熔接
する。
熔接を開始する前に当接部の最上部の熔接開始位置を予
備加熱する必要があるので、118Aの高電流を0.3
秒、49Aの低電流を0.1秒、それぞれ交互に数回繰
り返し流してアーク放電し、合計4秒間で当接部の熔接
開始位置を十分に予備加熱した後に熔接を開始する。な
お、この切り替え時間は熔接終了まで一定である。
熔接にあたっては、熔接部全体を均一の品質とするため
熔接開始から終了までを五段階に分け。
電A値と電圧とを下記のように段階毎に変えている。ま
た電極棒の移動速度は1.9m/秒に設定し終了時まで
一定速度に保っている。
熔接の第一段階は、電極棒が鋼管当接部の最上部の位置
から動き始め、高電流値が118Aで0.3秒、低電流
値が49Aで0.1秒流し、この高電流と低電流をそれ
ぞれの所定時間だけ交互に数回繰り返して流し1合計1
0秒間だけ電膠捧が当接部の周面に沿って移動し熔接す
る。
第二段階は、当接部が第一段階の熔接によって充分に加
熱されているため高電流値が113Aで0.3秒、低電
流値が49Aで0.1秒を交互に数回繰り返し合計10
秒間、電極棒が当接部の周面iこ沿って移動し熔接する
同様の方法で第三段階は、108Aで0.3砂、49A
で0.1秒を数回繰り返し、合計100秒間熔接、第四
段階は95Aで0.3秒、49Aで0.1秒を繰り返し
合計9.2秒間熔接し、当接部をほぼ一周して第四段階
の終了時点では電極棒が当接部の周上のほぼ熔接開始位
置に戻る。
第五段階では、すでに熔接を行った部分の長さの7〜8
mをオーバーラツプして熔接し、高電流値、低電流値共
に徐々に下げてOAで停止するが、アルゴンガスの噴射
はしばらくの間続け、不活性雰囲気のままで熔接金属の
養生を充分に行い、所定時間の後にアルゴンガスの噴射
を停止する。
本工程によって行なったティグ熔接の際に、鋼管外表面
の1〜2oの亜鉛被膜を除去した端部だけが熔融し良好
に接合され、しかも亜鉛蒸気のような有毒ガスの発生が
防止できる。
また、管端内面の亜鉛被膜は第二工程の電解剥離工程で
は除去されず残るのでティグ熔接の際に、互いに当接し
た管端を外部から急速に1000 ’C〜3000 ’
Cに加熱して熔融接合すると、内面に残っていた亜鉛被
膜が一旦気化して管内に充満し。
アルゴンガスの冷却による熔接熱18の急冷によって、
この気化した亜鉛蒸気が鉄と化合して新しい合金をつく
り、この合金が互いに熔接した管端接合部の内面に新し
い被膜を形成して内面を保護することになる。また鋼管
の表面、内面ともに突条、あるいは凸部を生じておらず
、熔接部は母材以上の強度を持つことが実証されている
第4工程は第4図に示す如く、第3工程で多数のU字管
の端部を順次ティグ熔接で接合し、蛇行した屈曲形とし
た後に、無散水消雪用放熱管1cの間隔を一定幅に保つ
ために、放熱管の間隔と一致するようにあらかじめ所定
間隔に凹形の保持部の加工をしておいた直径6n+mの
丸鋼製のサポート19で、前記放熱管を上下から挾み込
んで所定間隔に固定して路面にそのまま設置できるよう
に形を整え、放熱管の熔接部とサポートに塗装を行う無
散水消雪用放熱管の製造方法である。
〔発明の効果〕
上記のこの発明に係る無散水消雪用放熱管の製造方法は
次の効果を有する。
この発明は、最初直管の白鋼管をその中心部分からU字
形に曲加工を行うために、次の工程で行う管端の亜鉛電
解剥離がU字形パイプの両端の亜鉛を同時に剥離するこ
とができる。
また、亜鉛の電解剥離を溶解度が大きく、かつ金属微化
物を融かす性質のある硝酸アンモニウムの電解質溶液中
に直立浸漬して行なうので鋼管端部外表面のわずか1の
〜2al+だけに限定できるので、U字形鋼管を短時間
で完全に電解剥離が可能となり、しかも硝象アンモニウ
ムlO%〜工3%の濃度で容易に、かつ安定したpH7
,5〜8.5の電解質溶液が得られ、使用にともなって
電解質溶液が劣化しても新しい硝象アンモニウム溶液を
少量補充するだけで電解能力が回復する。
このため電解質溶液を全量交換する必要がなく。
少量の廃液だけを処理すればよく、この電解質溶液中で
は亜鉛被膜の電解剥離に際して電解質溶液を加熱する必
要もなく、母材の鋼管を損傷せずに短時間で安価に、か
つ完全に亜鉛被膜を電解剥離することが可能である。
また、亜鉛被膜を電解剥離後は鋼管母材が熔接によって
酸化されにくくなり、無散水消電用清管の端面を互いに
当接して、その当接部を遮蔽用のアルゴンガスを流して
できる不活性雰囲気の中で行うティグ熔接によって接合
するので、管端の亜鉛メツキを電解剥離した端部だけが
加熱熔融され良質の接合ができる。
また、管端の外表面の亜鉛だけを電解剥離し、内面の亜
鉛は残るのでティグ熔接を行う際に、内面に残した亜鉛
が加熱により一旦気化し、この亜鉛の蒸気が高温の内面
に熔は込んで新しい合金の被膜をつくって内面を保護す
る。その上有毒ガスの発生が防止でき、熔接継半部が極
めて高い強度を有し、しかも熔接部の内部に突条、ある
いは突起が形成されず、熔接ラムが無いので内部を流れ
る地下水などの流体が抵抗なく流れ、路面に埋設後も充
分耐え得る無散水消雪用放熱管を得ることができる。
また、無散水消雪用放熱管には間隔を一定にするために
サポートを取り付けであるため施工にあたっては所定位
置に置くだけで放熱管の間隔が正確に設置でき、その路
面に均一な放熱ができるので、−様に雪を融かすことが
できる等の多くの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1工程の一実施例を示す斜視図、
第2図はこの発明の第2工程の一実施例を示す斜視図、
第3図はこの発明の第3工程の一実施例を示す斜視図、
第4図はこの発明の第4工程の一実施例を示す斜視図で
ある。 1・・・白鋼管。 la・・・無散水消電用鋼管、 1b・・・U字形鋼管、 lc・・・無散水消電用放烈管、 2・・・テーブル、   3・・・コマ、4・・・パイ
プホルダー 5・・・クランプ、  6・・・浴碧、7・・・電解質
溶液、  8・・・排出C19,12・・・管路。 10・・・ 11 ・・・ 14・・・ 16・・・ 18・・・ ケミカルポンプ、 濾過装置、  13・・・ 直流電源、  15・・・ ガス小室、  17・・・ 熔接部、   19・・・ 絶縁台、 陰極板、 ガスホース、 サポート。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼管を所定の長さに切断し、U字形に曲加工をす
    る第1工程と、電解質溶液中に陰極の金属板を配置し、
    前記U字形鋼管の管端を陽極として該陽極鋼管の管端を
    前記電解質溶液中に直立浸漬し、直流電流を供給して該
    U字形鋼管端部の表面を被覆している亜鉛被膜を電解剥
    離する第2工程と、前記の管端の亜鉛を除去したU字形
    鋼管の各端部を交互にそれぞれ当接し、該当接部を不活
    性雰囲気としてティグ熔接をする第3工程と、前記ティ
    グ熔接により形成された蛇行形放熱管にサポートを取り
    付けて放熱管の間隔を所定幅に保ち、塗装をする第4工
    程とを連続して行うことを特徴とする無散水消雪用放熱
    管の製造方法。
  2. (2)鋼管として外径21.7mm、内径16.1mm
    の配管用炭素鋼鋼管の白鋼管を使用することを特徴とす
    る請求項第1項記載の無散水消雪用放熱管の製造方法。
  3. (3)電解質溶液に10%〜13%の硝酸アンモニウム
    溶液を使用し、直流電圧30V、電流値がU字形に形成
    した鋼管端部の電解質溶液中への浸漬箇所1箇所あたり
    最大10Aで管端の外表面のみの亜鉛電解剥離させるこ
    とを特徴とする請求項第1項記載の無散水消雪用放熱管
    の製造方法。
  4. (4)不活性雰囲気とするためにアルゴンガスを使用し
    、電極に2%トリエテッドタングステン電極棒を使用し
    、前記電極棒が鋼管当接部周面に沿って直流電流、電圧
    を変化させてアーク放電しながら一定速度で移動する請
    求項第1項記載の無散水消雪用放熱管の製造方法。
  5. (5)所定間隔に保持部を設けた直径6mmの丸鋼を用
    いて放熱管を上下から挾持し所定幅に保持することを特
    徴とする請求項第1項記載の無散水消雪用放熱管の製造
    方法。
JP17741589A 1989-07-10 1989-07-10 無散水消雪用放熱管の製造方法 Granted JPH0342136A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7261145B2 (en) 2004-08-19 2007-08-28 Nippon Steel Corporation Snow melting panel
KR101206148B1 (ko) * 2005-12-05 2012-11-28 두산인프라코어 주식회사 엘보우 형상의 파이프의 내경 육성용접방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7261145B2 (en) 2004-08-19 2007-08-28 Nippon Steel Corporation Snow melting panel
KR101206148B1 (ko) * 2005-12-05 2012-11-28 두산인프라코어 주식회사 엘보우 형상의 파이프의 내경 육성용접방법

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