FI81609C - Method for improving residual stresses in a stainless steel tube or similar - Google Patents

Method for improving residual stresses in a stainless steel tube or similar Download PDF

Info

Publication number
FI81609C
FI81609C FI861945A FI861945A FI81609C FI 81609 C FI81609 C FI 81609C FI 861945 A FI861945 A FI 861945A FI 861945 A FI861945 A FI 861945A FI 81609 C FI81609 C FI 81609C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
stainless steel
stresses
pipe
rörets
heating
Prior art date
Application number
FI861945A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI861945A (en
FI861945A0 (en
FI81609B (en
Inventor
Tadahiro Umemoto
Yasuhiro Tanaka
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Ind
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Ind filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Ind
Publication of FI861945A0 publication Critical patent/FI861945A0/en
Publication of FI861945A publication Critical patent/FI861945A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI81609B publication Critical patent/FI81609B/en
Publication of FI81609C publication Critical patent/FI81609C/en

Links

Classifications

    • 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
    • C21D9/505Cooling thereof
    • 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/085Cooling or quenching
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

1 816091 81609

Menetelmä ruostumattomasta teräksestä valmistetun putken tai vastaavan jäännösjännitysten parantamiseksiA method for improving residual stresses in a stainless steel pipe or the like

Keksinnön kohteena on menetelmä ruostumattomasta 5 teräksestä valmistetussa putkessa tai vastaavassa vallitsevien jäännösjännitysten parantamiseksi, jossa menetelmässä jäähdytysvesi saatetaan kosketukseen putken, jonka seinämän paksuus on T mm ja keskimääräinen säde R mm, sisäpinnan kanssa ja kuumennetaan samalla paikallisesti put-10 ken ulkopinnan kohtaa ympäri putken koko kehän, joka kohta on säteen suunnassa ulospäin putken sisäpinnasta, syötettävällä lämpömäärällä Q J/mm.The invention relates to a method for improving the residual stresses in a stainless steel pipe or the like, in which cooling water is brought into contact with the inner surface of a pipe with a wall thickness T mm and an average radius R mm and locally heated locally around the outer circumference of the pipe. , which point is radially outwards from the inner surface of the pipe, with the amount of heat supplied QJ / mm.

On yleisesti hyvin tunnettua, että jos austeniitti-sessa teräksessä, jota käytetään suuria määriä ydinvoi-15 maloissa ja kemiallisissa tehtaissa, vallitsee samanaikaisesti vetojännityksiä ja korroosiota edistävät tekijät vaikuttavat siihen, tapahtuu nopea korroosiosäröilyn eteneminen .It is generally well known that if austenitic steel, which is used in large quantities in nuclear power plants and chemical plants, is subject to tensile stresses at the same time and is affected by corrosion-promoting factors, rapid corrosion cracking will occur.

Kun metallimateriaalit ovat teräsputkien muodossa, 20 on keksitty ja esitetty menetelmä jäännösjännitysten parantamiseksi, jossa annetaan jäähdytysveden virrata putken läpi ja kuumennetaan putkea samalla induktiokuumennus-menetelmällä tai vastaavalla tavalla, niin että lämpötilaero putken uiko- ja sisäpinnan välillä on riittävä saamaan 25 aikaan myötörajan ylittäviä lämpöjännityksiä, jolloin muodostuu jäännöspuristusjännityksiä putken, jonka jäännös-jännityksen parantamista vaaditaan, hitsisaumaan. Tämän keksinnön tekijät ovat esimerkiksi julkaisseet keksinnön "Menetelmä jäännösjännitysten tuottamiseksi paikallisella 30 kuumennuksella" JP-patenttihakemuksessa nro 154198/1977. Tässä menetelmässä käytetään volframielektrodia hitsisau-mavyöhykkeelle kerääntyneen metallin kuumentamiseen uudelleen, samalla kun putken sisäpintaa jäähdytetään vedellä, jolloin hitsausvyöhykkeelle muodostuu jäännöspu-35 ristusjännityksiä. Lisäksi on julkistettu toinen menetel- 2 81609 mä, jossa hitsaus tehdään jäähdytysveden virratessa samalla putkessa ja tuotetaan sillä tavalla jäännösjännityksiä hitsisaumavyöhykkeelle. Samat keksijät ovat lisäksi ehdottaneet menetelmää, jossa putken ulompaa sylinteri-5 pintaa päällehitsataan jäähdyttäen putken sisäpintaa samalla.When the metal materials are in the form of steel tubes, a method for improving residual stresses has been invented and shown, allowing cooling water to flow through the tube and heating the tube by the same induction heating method or the like so that the temperature difference between the outer and inner surfaces of the tube is sufficient to produce yield stresses. thereby forming residual compressive stresses in the weld seam of the pipe for which improvement of the residual stress is required. For example, the present inventors have disclosed the invention "Method for producing residual stresses by local heating" in JP Patent Application No. 154198/1977. This method uses a tungsten electrode to reheat the metal accumulated in the weld seam zone while cooling the inner surface of the tube with water, creating residual stresses in the welding zone. In addition, another method has been disclosed in which welding is performed with cooling water flowing in the same pipe and thus producing residual stresses in the weld seam zone. The same inventors have further proposed a method in which the outer cylinder-5 surface of the tube is welded on while cooling the inner surface of the tube.

Edellä kuvattuihin menetelmiin liittyy kuitenkin seuraavia ongelmia riippuen ruostumattomien teräsputkien sellaisten tekijöiden kuin läpimitan, seinämän paksuuden, 10 tms. vaihtelusta: (1) Tavanomaisen induktioktiomennusmenetelmän ollessa kyseessä tarvitaan suurta syöttölämpötiheyettä putkille, joiden läpimitta on suhteellisen pieni ja seinämä ohut. Tuloksena on monia teknisiä rajoituksia ja kustan- 15 nusten nousu, koska täytyy käyttää suurtaajuusgeneraat- toria tai vastaavaa.However, the methods described above have the following problems depending on variations in stainless steel pipes such as diameter, wall thickness, 10, etc.: (1) The conventional induction injection method requires a high feed heat density for pipes with a relatively small diameter and a thin wall. The result is many technical limitations and increased costs due to the need to use a high frequency generator or the like.

(2) Edellä mainitussa JP-patenttihakemuksessa nro 154198/1977 julkistetun menetelmänä ollessa kyseessä täytyy lämpökäsittelyolosuhteet määrittää ennalta kullakin 20 putken läpimitalla tehtyjen kokeiden perusteella. Tästä syystä tämä menetelmä on työläs.(2) In the case of the method disclosed in the above-mentioned JP Patent Application No. 154198/1977, the heat treatment conditions must be determined in advance on the basis of tests performed on each of the 20 pipe diameters. For this reason, this method is laborious.

(3) Menetelmän, jossa tehdään hitsaus jäähdytysveden läsnäollessa, tapauksessa voidaan käyttää vain hitsaukselle sopivia kuumennusolosuhteita, niin että käyttö- 25 alue on rajoitettu.(3) In the case of the method of welding in the presence of cooling water, only heating conditions suitable for welding can be used, so that the range of use is limited.

(4) Menetelmä, jossa tehdään päällehitsaus, voidaan, kuten tapauksessa (3), käyttää vain hitsaukseen sopivia kuumennusolosuhteita, ja päälle hitsattu metalli vaikuttaa haitallisesti ultraäänitutkimuksiin.(4) As in case (3), only the heating conditions suitable for welding can be used in the method of surface welding, and the metal welded on has an adverse effect on the ultrasonic examinations.

30 Edellä esitetyn valossa on tämän keksinnön eräänä päämääränä saada aikaan menetelmä jäännösjännitysten parantamiseksi, jolla voidaan suurin piirtein voittaa tavanomaisissa menetelmissä esiintyvät ongelmat; jolla voidaan välttää erilaiset ruostumattomien teräsputkien koon vaih- 35 telun asettamat rajoitukset; jolla voidaan lisätä jäännös- 3 81 609 jännityksiä; jolla voidaan parantaa ruostumattomien teräs-putkien sisäpintojen korroosionkestoa vain säätämällä kuu-mennusolosuhteet yksinkertaisten laskelmien avulla; ja jolle löytyy monia erilaisia käyttötarkoituksia.In the light of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a method for improving residual stresses which can substantially overcome the problems encountered in conventional methods; which can avoid various restrictions imposed by the variation of the size of stainless steel pipes; with which residual stresses can be increased; which can improve the corrosion resistance of the inner surfaces of stainless steel pipes only by adjusting the heating conditions by simple calculations; and for which there are many different uses.

5 Edellä mainittujen ja muiden päämäärien saavutta miseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että syötettävä lämpömäärä Q täyttää ehdon 2,6 RT £ Q £ 44 T2 jolloin putken seinämään muodostuu myötörajan ylittäviä 10 jännityksiä kuumennuskohdan ja putken sisäpinnan väliin, ja putki jäähdytetään sen jälkeen. Kun putkea jäähdytetään, niin että putken seinämässä tapahtuu plastista muodonmuutosta vastaava kutistuminen, putken sisäpintaan muodostuu ruostumattoman teräsputken ollessa kyseessä jään-15 nöspuristusJännityksiä, jotka alittavat arvon -10 kp/mm2.To achieve the above and other objects, the method according to the invention is characterized in that the amount of heat Q supplied satisfies the condition 2.6 RT £ Q £ 44 T2, where stresses exceeding the yield point are formed in the pipe wall between the heating point and the inner surface of the pipe. When the pipe is cooled so that a shrinkage corresponding to the plastic deformation takes place in the wall of the pipe, in the case of a stainless steel pipe, ice-15 compressive stresses of less than -10 kp / mm2 are formed on the inner surface of the pipe.

Edellä mainitut ja muut päämäärät, vaikutukset, piirteet ja edut, joita tällä keksinnöllä on, käyvät paremmin ilmi seuraavasta edullisen suoritusmuodon kuvauksesta tarkasteltaessa sitä yhdessä liitteenä olevien piir-20 rosten kanssa.The foregoing and other objects, effects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of a preferred embodiment when considered in conjunction with the accompanying drawings.

Kuvio 1 esittää ruostumattoman teräsputken tai vastaavan hitsausvyöhykettä, jota kuumennetaan volframi-elektrodipurkauksella; kuvio 2 esittää putken seinämässä vallitsevaa läm-25 pötilagradienttia kuviossa 1 esitetyissä olosuhteissa; kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisissa olosuhteissa putken seinämään syntyneiden jännitysten jakautumista; kuvio 4 esittää jäännösjännityksen jakautumia putken sisäpinnalla kun hitsausvyöhykettä on kuumennettu ku-30 vion 1 mukaisesti ja kun on tehty jäännösjännitystä parantava käsittely; Ja kuvio 5 riippuvuutta putken seinämän paksuuden ja syötettävän lämpömäärän välillä.Figure 1 shows a welding zone of a stainless steel tube or the like heated by a tungsten electrode discharge; Fig. 2 shows the temperature gradient prevailing in the wall of the tube under the conditions shown in Fig. 1; Fig. 3 shows the distribution of stresses generated in the wall of the pipe under the conditions of Fig. 2; Fig. 4 shows the residual stress distributions on the inner surface of the pipe after the welding zone has been heated according to Fig. 1 and after the residual stress enhancing treatment has been performed; And Figure 5 shows the relationship between the wall thickness of the pipe and the amount of heat supplied.

Tämän keksinnön mukaista menetelmää ruostumattomas-35 sa teräsputkessa tai vastaavassa vallitsevien jäännösjän- 4 81 609 nitysten parantamiseksi kuvataan nyt tarkemmin viitaten kuvioihin 1-5. Tässä suoritusmuodossa synnytetään jäännös-puristusjännityksiä austeniittisesta teräksestä valmistetun ruostumattoman teräsputken P sisäpintaan (hitsaus-5 vyöhykkeen läheisyyteen).The method according to the present invention for improving the residual stresses in a stainless steel tube or the like will now be described in more detail with reference to Figs. In this embodiment, residual compressive stresses are generated on the inner surface of the stainless steel pipe P made of austenitic steel (in the vicinity of the welding-5 zone).

Jäähdytysvesi pakotetaan aina virtaamaan sopivalla virtausnopeudella, esimerkiksi 0,3 m/s, ja se saatetaan kosketukseen ruostumattoman teräsputken P sisäpinnan kanssa. Kuumennuspiste B valitaan ulkopinnalla siten, että se 10 on säteen suunnassa sisäpinnan käsiteltävän pisteen A, joka on keskellä sitä vyöhykettä, jolla jäännösjännityksiä on määrä parantaa, kohdalla. TIG-hitsauskoneen volframi-elektrodiin S johdetaan jännite, niin että siten muodostuva kuumennuskaari kuumentaa paikallisesti kuumennuspis-15 tettä B argonkaasuatmosfäärissä. Käsittely tehdään sillä tavalla, että kuumennuspistettä B siirretään asteettain teräsputken B kehällä kuviossa 1 olevan nuolen X osoittamalla tavalla. Syötettävä lämpömäärä Q (J/mm) säädetään yhtälön (i) määräämälle alueelle, niin että tuotetaan 20 jäännöspuristusjännityksiä, jotka alittavat arvon -10 kp/mm2, eikä aiheuteta jäähdytysveden W kalvokiehumista.The cooling water is always forced to flow at a suitable flow rate, for example 0.3 m / s, and is brought into contact with the inner surface of the stainless steel pipe P. The heating point B is selected on the outer surface so that it is radially at the point A of the inner surface to be treated, which is in the middle of the zone in which the residual stresses are to be improved. A voltage is applied to the tungsten electrode S of the TIG welding machine so that the heating arc thus formed locally heats the heating point B in an argon gas atmosphere. The treatment is done in such a way that the heating station B is moved gradually periphery of the steel tube B in Figure 1, the arrow X as shown. The amount of heat supplied Q (J / mm) is adjusted to the range determined by Equation (i) so as to produce 20 residual compressive stresses below -10 kp / mm2 without causing the cooling water W to boil.

Kun ruostumatonta teräsputkea kuumennetaan edellä kuvion 1 avulla esitetyllä tavalla, wolframielektrodin S kuumennusvaikutus rajoittuu vain siihen pisteeseen, johon 25 kaari suunnataan. Seurauksena on pistemäisen sulan kohdan syntyminen ja kuviossa 2 esitetyn kaltaisen lämpötilagra-dientin muodostuminen ruostumattoman teräsputken käsiteltävän kohdan A ja kuumennuspisteen B välille. Koska kuu-mennuspisteen B lähellä olevan alueen lämpötila kohoaa, 30 tapahtuu lämpölaajenemista ruostumattoman teräsputken P eri osissa sekä akselin että kehän suunnassa. Näitä lämpölaajenemisia rajoittavat ne ruostumattoman teräsputken P osat, jotka eivät kuumene, niin että, kuten kuvio 3 osoittaa, jännityksiä syntyy putken seinämään käsiteltävän koh-35 dan A ja kuumennuspisteen B välille. Kun jännitykset (pu- li 5 816Q9 ristusjännitykset, -σ ) kuumennuspisteen B läheisyydessä ylittävät myötörajan, on seurauksena vastaava paikallinen plastinen muodonmuutos.When the stainless steel tube is heated as shown above with reference to Fig. 1, the heating effect of the tungsten electrode S is limited only to the point to which the arc 25 is directed. The result is the formation of a point-like melting point and the formation of a temperature gradient as shown in Fig. 2 between the treated point A of the stainless steel pipe and the heating point B. As the temperature of the area near the heating point B rises, thermal expansion occurs in various parts of the stainless steel pipe P in both the axial and circumferential directions. These thermal expansions are limited by those parts of the stainless steel pipe P which do not heat, so that, as shown in Fig. 3, stresses are created in the wall of the pipe between the point A to be treated and the heating point B. When the stresses (half 5 816Q9 cross-stresses, -σ) in the vicinity of the heating point B exceed the yield point, a corresponding local plastic deformation results.

Kun volframielektrodia S siirretään ja putken sei-5 nämä, jonka lämpötila on kohonnut korkeaksi, jäähdytetään, muodostuu pisteeseen A jäännöspuristusjännityksiä, jotka vastaavat kuumennuspisteen B läheisyydessä tapahtuneen plastisen muodonmuutoksen (kutistumisen) aiheuttamia veny-tysvoimia.When the tungsten electrode S is moved and the high-temperature tube walls are cooled, residual compressive stresses corresponding to the stretching forces caused by the plastic deformation (shrinkage) in the vicinity of the heating point B are generated.

10 Välittömästi hitsausvaiheen jälkeen ovat käsiteltä vän pisteen A lähellä vallitsevat jännitykset siten venytys jännityksiä +σ, kuten kiinteä viiva kuviossa 4 osoittaa, mutta venytysjännitykset muuttuvat käsittelyn jälkeen puristusjännityksiksi -o, kuten katkoviiva osoittaa. Koska 15 volframielenktrodia siirretään ruostumattoman teräsputken10 Immediately after the welding step, the stresses near the point A to be treated are thus tensile stresses + σ, as indicated by the solid line in Fig. 4, but the tensile stresses after treatment change to compressive stresses -o, as indicated by the broken line. Because 15 tungsten electrodes are transferred to a stainless steel tube

Ph kehän suunnassa, on tuloksena vastaava kehän suuntainen kutistuminen, niin kutsuttu rengasjännltysilmiö, niin että jäännöspuristusjännitykset muodostuvat myös kehän suunnassa.Ph in the circumferential direction, results in a corresponding circumferential shrinkage, the so-called ring tension phenomenon, so that the residual compressive stresses are also formed in the circumferential direction.

20 Seuraavaksi kuvataan riippuvuutta syötettävän läm pömäärän Q ja jäännöspuristusjännitysten välillä. Edellä esitetty ehto eli yhtälö (i) saatiin analyyttisin laskelmin (esimerkiksi soveltamalla edellä kuvatussa JP-patent-tihakemuksessa nro 154198/1977 esitettyä menetelmää) ja 25 analysoimalla kokeita, joita tehtiin syötettävän lämpömäärän Q ja tuloksena olevien jäännösjännitysten riippuvuuden selvittämiseksi. Lisäehtona on se, että jäännöspuritusjännitysten tulee alittaa arvo -10 kp/mm2 ja että jäähdytysveden kalvokiehumista tulee välttää. Kuvio 5 on käyrä, joka 30 saadaan soveltamalla kokeisiin perustuvaa analyysiä ruostumattomiin teräsputkiin (tyyppi 80), jotka liitettiin hitsaamalla putkilinjaksi. Kuviossa 5 käyrät φ, ®, @... edustavat ruostumattomia teräsputkia SUS304 (AISI TYPE 304) (tyyppi 80), joiden seinämän paksuus T ja keskisäde H 35 on esitetty taulukossa 1.20 The relationship between the amount of heat supplied Q and the residual compressive stresses will now be described. The above condition, i.e. Equation (i), was obtained by analytical calculations (e.g., applying the method described in JP Patent Application No. 154198/1977 described above) and by analyzing experiments performed to determine the relationship between the amount of heat input Q and the resulting residual stresses. An additional condition is that the residual compression stresses should be less than -10 kp / mm2 and that film boiling of the cooling water should be avoided. Figure 5 is a graph obtained by applying experimental analysis to stainless steel pipes (type 80) connected by welding to a pipeline. In Fig. 5, the curves φ, ®, @ ... represent stainless steel pipes SUS304 (AISI TYPE 304) (type 80), the wall thickness T and the central radius H 35 of which are shown in Table 1.

6 81 6096 81 609

Taulukko 1table 1

Putkien mitat _Seinämän paksuus T (mm) Keskisäde R (mm) 5 φ 4,5 14,75 (2) 5,0 27,75 © 6,8 41,15 © 7,7 53,3 © 9,8 77,7 10 ® 11,7 102,3 @ 13,8 126,8Pipe dimensions _Wall thickness T (mm) Center radius R (mm) 5 φ 4.5 14.75 (2) 5.0 27.75 © 6.8 41.15 © 7.7 53.3 © 9.8 77, 7 10 ® 11.7 102.3 @ 13.8 126.8

Keksintöä kuvataan seuraavassa tarkemmin viitaten edelleen kuvioon 5. Oletetaan, että käsiteltävään kohtaan 15 A muodostuu jäännösjännityksiä, jotka alittavat arvon -10 kp/mm2 (itseisarvot ovat suurempia, koska jäännöspu-ristusjännitykset ovat negatiivisia) ja ettei ruostumattoman teräsputken sisäpinnalla esiinny jäähdytysveden kalvokiehumista. Tällöin saadaan kahden katkoviivan ra-20 joittama varjostettu alue, joka näkyy kuviossa 5. Tuloksena on se, että kun syötettävä lämpömäärä Q säädetään tälle varjostetulle alueelle, muodostuu käsiteltävään pisteeseen A ja sen läheisyyteen kuviossa 4 esitetyn kaltaisia jäännöspuristusjännityksiä -σ.The invention will now be described in more detail with reference to Fig. 5. It is assumed that residual stresses below -10 kp / mm2 are generated at 15A (absolute values are higher because the residual compression stresses are negative) and no cooling water film boiling occurs on the inner surface of the stainless steel pipe. In this case, a shaded area delimited by two dashed lines is obtained, which is shown in Fig. 5. As a result, when the supplied amount of heat Q is adjusted to this shaded area, residual compressive stresses -σ as shown in Fig. 4 are formed at and near the point A to be treated.

25 Ääritapauksessa, ohutseinäisen putken, jonka kes- kisäde R on hyvin paljon suurempi kuin seinämän paksuus T, ollessa kyseessä voi yhtälö (i) olla soveltumaton. Käytännössä yhtälöä (i) voidaan kuitenkin soveltaa lähes kaikkiin ruostumattomiin teräsputkiin, jota käytetään 30 putkilinjan rakentamiseen.In the extreme case, in the case of a thin-walled tube with a central radius R very much larger than the wall thickness T, Equation (i) may not be applicable. In practice, however, Equation (i) can be applied to almost all stainless steel pipes used to build 30 pipelines.

Tässä suoritusmuodossa käytetään TIG-hitsauskonet-ta paikalliseen kuumennukseen, niin että jäännösjännityksiä parantava käsittely voidaan tehdä heti hitsausvaiheen jälkeen. Lisäksi syötettävä lämpömäärä Q voidaan helposti 35 määrätä ja säätää seuraamalla kaaren jännitettä ja vir-In this embodiment, a TIG welding machine is used for local heating, so that the treatment to improve the residual stresses can be performed immediately after the welding step. In addition, the amount of heat Q to be supplied can be easily determined and adjusted by monitoring the voltage and current of the arc.

IIII

7 81609 taa. On kuitenkin ymmärrettävä, että multakin soveltuvia kuumennusvälineitä, kuten laserhitsauskonetta, plas-makaarihltsauskonetta tai paikallista suurtaaj uuskuumen-nuslaitetta, jolla voidaan kuumentaa pistettä tai kehä-5 mäistä osaa, voidaan käyttää. Edellä kuvatussa suoritusmuodossa käytetään jäähdytysveden W pakotettua virtausta, mutta on ymmärrettävä, että kuumennuspiste voidaan valita siten, että se on ruostumattoman teräsputken P pohja- tai sivu-ulkopinnalla, niin että jäähdytysvesi W 10 pääsee kiertämään luonnollisella konvektiomekanismilla.7 81609 tail. It is to be understood, however, that suitable heating means, such as a laser welding machine, a plasma arc welding machine, or a local high-frequency reheating device capable of heating a spot or a circumferential portion, may also be used. In the embodiment described above, a forced flow of cooling water W is used, but it is to be understood that the heating point can be selected to be on the bottom or side outer surface of the stainless steel pipe P so that the cooling water W 10 can circulate by a natural convection mechanism.

Kuten edellä kuvattiin, tämän keksinnön mukaisesti menetellään sillä tavalla, että samalla kun jäähdytysvesi saatetaan kosketukseen ruostumattoman teräsputken tai vastaavan sisäpinnan kanssa, kuumennetaan ruostumattoman 15 teräsputken sisäpintaa vastaavaa ulkopinnan kohtaa paikallisesti syötettävällä lämpömäärällä, joka saadaan yksinkertaisesta yhtälöstä ja joka riippuu ruostumattoman teräsputken seinämän paksuudesta Ja keskisäteestä. Seurauksena on myötörajan ylittävien jännitysten muodos-20 tuminen putken seinämään kuumennuspisteen ja putken sisäpinnan välillä, ja sen jälkeen putken pinta jäähdytetään. Siksi jäähdytyksen jälkeen putken sisäpintaan muodostuu jäännöspuristusjännityksiä, jotka ovat suurempia kuin määrätty arvo. Vaikka putkea kuumennetaan, estetään tässä 25 tapauksessa jäähdytysveden kalvokiehuminen, ja kuumennus-tehoa voidaan vaihdella laajalla alueella, niin että jäännösjännitysten muodostuminen on helposti toteutettavissa. Täten voidaan parantaa ruostumattoman teräsputken tai vastaavan korroosionkestoa. Tämän keksinnön mu-30 kainen menetelmä voidaan lisäksi toteuttaa yksinkertaisesti ja sillä on laaja käyttöalue.As described above, according to the present invention, while cooling water is brought into contact with a stainless steel tube or similar inner surface, the outer surface corresponding to the inner surface of the stainless steel tube is heated by a locally supplied amount of heat obtained from a simple equation depending on the stainless steel tube wall thickness. As a result, stresses exceeding the yield point are formed in the wall of the pipe between the heating point and the inner surface of the pipe, and then the surface of the pipe is cooled. Therefore, after cooling, residual compressive stresses greater than the specified value are formed on the inner surface of the tube. Although the tube is heated, in this case the cooling water membrane is prevented from boiling, and the heating efficiency can be varied over a wide range so that the formation of residual stresses is easily feasible. Thus, the corrosion resistance of a stainless steel pipe or the like can be improved. Furthermore, the method according to the present invention can be carried out simply and has a wide range of applications.

Claims (1)

20 Förfarande för förbättring av restspänningar i ett av rostfritt stäl framställt rör eller motsvarande, i vilket förfarande kylvatten leds i kontakt med inre ytan av röret, vilket har en väggtjocklek av T mm och en me-delradie av R mm, medan rörets yttre yta, vilken ligger 25 radiellt utät frän rörets inre yta, uppvärms lokalt runt rörets hela periferi med en tillförd värmemängd Q J/mm, kännetecknat därav, att den tillförda energin uppfyller villkoret 2.6 RT S Q S 44 T! 30 varigenom uppkommer sträckgränsen överstigande spänningar i rörväggen me11an uppvärmningspunkten och rörets inre yta, varefter röret avkyles. li20 Förfarande för förbättring av restspänningar i ett av rostfritt stäl framställt rör ell motsvarande, i vilket förfarande kylvatten leds i kontakt med inre ytan av röret, vilket har en väggtjocklek av T mm och en me-delradie av R y, Medan vilken ligger 25 radellt utät frän rörets inre yta, uppvärms lokalt runt rörets hela peripheral med en tillförd värmemängd QJ / mm, kännetecknat därav, att den tillförda Energin uppfyller villkoret 2.6 RT SQS 44 T! 30 varpenom uppkommer sträckgränsen överstigande spänningar i rörväggen me11an uppvärmningspunkten och rörets inre yta, varefter röret avkyles. li
FI861945A 1985-05-16 1986-05-09 Method for improving residual stresses in a stainless steel tube or similar FI81609C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10420085 1985-05-16
JP60104200A JPS61264132A (en) 1985-05-16 1985-05-16 Improvement of residual stress of stainless steel pipe or the like

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI861945A0 FI861945A0 (en) 1986-05-09
FI861945A FI861945A (en) 1986-11-17
FI81609B FI81609B (en) 1990-07-31
FI81609C true FI81609C (en) 1990-11-12

Family

ID=14374332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI861945A FI81609C (en) 1985-05-16 1986-05-09 Method for improving residual stresses in a stainless steel tube or similar

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS61264132A (en)
FI (1) FI81609C (en)
SE (1) SE466351B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2642932B2 (en) * 1987-06-30 1997-08-20 株式会社 大築 Manufacturing method of nails for hidden nails
JP4847885B2 (en) * 2007-02-02 2011-12-28 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Method for reducing residual stress in piping

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59166625A (en) * 1983-03-10 1984-09-20 Hitachi Zosen Corp Heat treatment apparatus for tubular body
JPS6033315A (en) * 1983-08-02 1985-02-20 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Heat treatment of pipe line

Also Published As

Publication number Publication date
SE466351B (en) 1992-02-03
JPS61264132A (en) 1986-11-22
FI861945A (en) 1986-11-17
FI861945A0 (en) 1986-05-09
SE8602172L (en) 1986-11-17
SE8602172D0 (en) 1986-05-13
FI81609B (en) 1990-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4229235A (en) Heat-treating method for pipes
US4727641A (en) Thermoplastic method of reducing the diameter of a metal tube
US4365136A (en) Zone refinement of inertia welded tubulars to impart improved corrosion resistance
US3851150A (en) Electrical resistance tubular heating conductor with axially varying power distribution
FI81609C (en) Method for improving residual stresses in a stainless steel tube or similar
JPS58210123A (en) Heat treatment of clad steel pipe
CN111964479A (en) High-temperature corrosion-resistant and erosion-resistant coiled pipe, coiled pipe group and manufacturing method thereof
US20240175644A1 (en) Method for producing pipes having topographic inner structures
RU2237561C1 (en) Process for dressing tubes of different type steels for diffusion welding
JPS63278690A (en) Production of welded pipe of high alloy containing mo
Rahman et al. Evaluation of Grooving Corrosion and Electrochemical Properties of H 2 S Containing Oil/Gas Transportation Pipes Manufactured by Electric Resistance Welding
RU2034050C1 (en) Straight seam electric welded pipes thermal treatment method
WO1995029266A1 (en) Method for mitigating residual stresses in welded metal components using high torch travel speeds
Simion et al. Study of fatigue behavior of longitudinal welded pipes
JPS5617187A (en) Method of relieving residual stress of welding
JP2004346344A (en) Method for improving residual stress of double wall pipe
Strizhakov et al. Vacuum Thermal Magnetic-Pulse Welding of Cathode Assemblies
JPH0699755B2 (en) Heat treatment method for metal tubes
CN1548265A (en) In-situ fast method of eliminating residual stress in welded joint of small-diameter pipe
RU1825692C (en) Process of resistance flash welding
JPS5617199A (en) Method of improving stress corrosion cracking resistance of weld zone of austenite stainless steel pipe
JPS5916557B2 (en) Welding method for austenitic stainless steel pipes
JPH02282428A (en) Method for improving residual stress in double metal tube or the like
Nayama et al. Effects of a double sided heating method and its controlling parameters: Development of a residual stress control method for butt-welded pipe joints (1st Report)
JPH01240622A (en) Improvement of residual stress in weld zone of vessel

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: ISHIKAWAJIMA-HARIMA JUKOGYO