JP2002103034A - 内面焼入配管材 - Google Patents
内面焼入配管材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 溶接接続しても熱影響による内面硬度の
低下が少ない、内面焼入配管材（鋼管等）を提供するこ
と。 【解決手段】 配管材端部の内面側を熱影響感受性の低
い肉盛溶接で置換したものに内面焼入を施した構成によ
り、溶接の熱影響による内面硬度低下を僅少にした。
低下が少ない、内面焼入配管材（鋼管等）を提供するこ
と。 【解決手段】 配管材端部の内面側を熱影響感受性の低
い肉盛溶接で置換したものに内面焼入を施した構成によ
り、溶接の熱影響による内面硬度低下を僅少にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラリーやチップ
を流送する内面耐摩耗性管路を形成する配管材として好
適な、内面に焼入を施した鋼管やネック付フランジに関
する。
を流送する内面耐摩耗性管路を形成する配管材として好
適な、内面に焼入を施した鋼管やネック付フランジに関
する。
【０００２】
【従来の技術】流送物による摩耗の激しい管路には、セ
ラミックス，硬質合金，ゴムなどの耐摩耗材料で内面被
覆した鋼管が用いられることもあるが、高価であるた
め、特に激しい摩耗でなければ、安価な内面焼入鋼管が
用いられる。
ラミックス，硬質合金，ゴムなどの耐摩耗材料で内面被
覆した鋼管が用いられることもあるが、高価であるた
め、特に激しい摩耗でなければ、安価な内面焼入鋼管が
用いられる。
【０００３】しかして、内面焼入鋼管は、多くの場合、
フランジ接続して配管される。これは、図８に示すよう
に内面焼入鋼管11を溶接接続した場合、突合わせ溶接部
６の近傍の熱影響部の内面７の硬度が著しく低下するの
で、このような溶接接続管路でスラリー等を流送すると
上記硬度低下部が激しく摩耗し、この局部摩耗が管路全
体の寿命を支配することになるからである。
フランジ接続して配管される。これは、図８に示すよう
に内面焼入鋼管11を溶接接続した場合、突合わせ溶接部
６の近傍の熱影響部の内面７の硬度が著しく低下するの
で、このような溶接接続管路でスラリー等を流送すると
上記硬度低下部が激しく摩耗し、この局部摩耗が管路全
体の寿命を支配することになるからである。
【０００４】フランジ接続は、フランジを用いるだけで
も溶接接続より高価につき、加えて、内面焼入鋼管への
適用に際しては、施工面でも価格の上乗せが生じる。即
ち、図９に示すように、差込みフランジ２を用いるケー
スでは、フランジ溶接部８，8′の熱影響部の内面９の
硬度低下を避けるために溶接仕様を能率本位には選定で
きず、更には内面を冷却しながら溶接することが多いか
らである。また、図10に示すようにネック付フランジ３
を用いるケースでは、前記鋼管同志の溶接接続と同様の
熱影響部の硬度低下が鋼管とフランジの両方で起るの
で、未焼入の鋼管にネック付フランジを溶接してから、
フランジ部分を含む全長に亘って内面焼入を施すことが
多い。この場合、熱容量が格段に大きい端部に亘る焼入
のために高度の技術集約を要し、この際の能率低下が価
格を上昇させる。即ち、内面焼入鋼管の、それ自体は安
価であるというメリットが、高価な接続費用によって帳
消しになりかねないという事情にあった。
も溶接接続より高価につき、加えて、内面焼入鋼管への
適用に際しては、施工面でも価格の上乗せが生じる。即
ち、図９に示すように、差込みフランジ２を用いるケー
スでは、フランジ溶接部８，8′の熱影響部の内面９の
硬度低下を避けるために溶接仕様を能率本位には選定で
きず、更には内面を冷却しながら溶接することが多いか
らである。また、図10に示すようにネック付フランジ３
を用いるケースでは、前記鋼管同志の溶接接続と同様の
熱影響部の硬度低下が鋼管とフランジの両方で起るの
で、未焼入の鋼管にネック付フランジを溶接してから、
フランジ部分を含む全長に亘って内面焼入を施すことが
多い。この場合、熱容量が格段に大きい端部に亘る焼入
のために高度の技術集約を要し、この際の能率低下が価
格を上昇させる。即ち、内面焼入鋼管の、それ自体は安
価であるというメリットが、高価な接続費用によって帳
消しになりかねないという事情にあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであって、端部を溶接するなどして
も、熱影響部内面の硬度低下が僅少に留まる内面焼入配
管材（鋼管，ネック付フランジ類）の提供を課題とし
た。
鑑みてなされたものであって、端部を溶接するなどして
も、熱影響部内面の硬度低下が僅少に留まる内面焼入配
管材（鋼管，ネック付フランジ類）の提供を課題とし
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべくな
された本発明の要旨は、鋼管，ネック付フランジに類す
る、流送のための管状部を有する配管材であって、素配
管材の前記管状部の末端を起点とする軸線方向短区間の
内面側に、内面が外面側に一様に凹んだ凹部を設け、該
凹部を肉盛溶接によって埋戻して成る複合配管材の環状
部の内面に、全長に亘って焼入を施したことを特徴とす
る内面焼入配管材である。
された本発明の要旨は、鋼管，ネック付フランジに類す
る、流送のための管状部を有する配管材であって、素配
管材の前記管状部の末端を起点とする軸線方向短区間の
内面側に、内面が外面側に一様に凹んだ凹部を設け、該
凹部を肉盛溶接によって埋戻して成る複合配管材の環状
部の内面に、全長に亘って焼入を施したことを特徴とす
る内面焼入配管材である。
【０００７】こゝで云う、流送のための管状部を有する
配管材としては、直管状の鋼管，曲り部を有する鋼管，
Ｔ字状などの各種分岐を有する鋼管，テーパー状鋼管，
中間部で断面の寸法や形状が切換わる鋼管（レデューサ
ー等）などの鋼管類、あるいは、各種形状のネック付フ
ランジを例示できる。上記鋼管類やネック付フランジは
丸形断面のものに限定されない。
配管材としては、直管状の鋼管，曲り部を有する鋼管，
Ｔ字状などの各種分岐を有する鋼管，テーパー状鋼管，
中間部で断面の寸法や形状が切換わる鋼管（レデューサ
ー等）などの鋼管類、あるいは、各種形状のネック付フ
ランジを例示できる。上記鋼管類やネック付フランジは
丸形断面のものに限定されない。
【０００８】また、上記配管材の材質としては、焼入可
能な炭素当量を有する、炭素鋼あるいは各種合金鋼を例
示できる。圧延，熱間押出，鍛造，燒結（ＨＩＰ，ＣＩ
Ｐを含む），鋳造など、製造方法に係る限定も特にな
い。
能な炭素当量を有する、炭素鋼あるいは各種合金鋼を例
示できる。圧延，熱間押出，鍛造，燒結（ＨＩＰ，ＣＩ
Ｐを含む），鋳造など、製造方法に係る限定も特にな
い。
【０００９】上記本発明内面焼入配管材は、その管状部
の端部の内面側を加熱によって焼きの戻りにくい肉盛溶
接層で置換したうえで内面焼入を施しているので、該端
部の内面側が溶接などの熱影響を受けても、内面焼入に
よってもたらされた硬度の、この部分における低下は僅
少に留まる。即ち、本発明配管材が提供されたことで前
記課題が解決されたのである。
の端部の内面側を加熱によって焼きの戻りにくい肉盛溶
接層で置換したうえで内面焼入を施しているので、該端
部の内面側が溶接などの熱影響を受けても、内面焼入に
よってもたらされた硬度の、この部分における低下は僅
少に留まる。即ち、本発明配管材が提供されたことで前
記課題が解決されたのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１(b)に、本発明を鋼管に適用
した一実施形態を示す。この実施形態の本発明配管材1A
は、鋼管１の末端を起点とする長さＬの短区間に熱間ま
たは冷間での機械的な拡径加工を施して、図１(a)に示
す形状の中間材1A′を用意し、内外径ともに拡大した拡
径部の内側の、内面が外面側に凹んだ凹部４を肉盛溶接
５によって埋戻してなる図１(b)の1Aの形状の複合鋼管
の内面に、上記埋戻し部を含む全長に亘って焼入を施し
たものである。上記埋戻しは、やゝ過剰に肉盛溶接を施
したうえで非拡径部の内面とほゞ面一に仕上げる形で行
うのがよい。
した一実施形態を示す。この実施形態の本発明配管材1A
は、鋼管１の末端を起点とする長さＬの短区間に熱間ま
たは冷間での機械的な拡径加工を施して、図１(a)に示
す形状の中間材1A′を用意し、内外径ともに拡大した拡
径部の内側の、内面が外面側に凹んだ凹部４を肉盛溶接
５によって埋戻してなる図１(b)の1Aの形状の複合鋼管
の内面に、上記埋戻し部を含む全長に亘って焼入を施し
たものである。上記埋戻しは、やゝ過剰に肉盛溶接を施
したうえで非拡径部の内面とほゞ面一に仕上げる形で行
うのがよい。
【００１１】こゝで、図１(a)に示す中間材1A′の形状
の鋼管は必ずしも管端部の拡径加工によって製造する必
要はなく、たとえば、鋳造によって直接製造してもよ
い。
の鋼管は必ずしも管端部の拡径加工によって製造する必
要はなく、たとえば、鋳造によって直接製造してもよ
い。
【００１２】肉盛溶接の溶加材としては、熱影響を受け
た後の硬度レベルが素配管材の焼入硬度に近いものを適
宜選定すればよいが、焼きの戻りにくい材質系列の溶加
材群から選定することが望ましい。
た後の硬度レベルが素配管材の焼入硬度に近いものを適
宜選定すればよいが、焼きの戻りにくい材質系列の溶加
材群から選定することが望ましい。
【００１３】肉盛溶接によって置換する区間長さＬは、
肉盛置換後の端部の肉厚，材質（熱感受性，伝熱特
性），溶接条件などを考慮したうえで実験的に選定され
ゝばよいが、通常は30〜100mmが好適範囲となる。これ
は、通常の材質の鋼管が、溶接などによって管端が赤熱
されたとき、焼入された管内面の焼きが戻ってしまう30
0〜600℃の温度に到達する管端からの距離が30mmには留
まらないが100mmを超えることはないからである。
肉盛置換後の端部の肉厚，材質（熱感受性，伝熱特
性），溶接条件などを考慮したうえで実験的に選定され
ゝばよいが、通常は30〜100mmが好適範囲となる。これ
は、通常の材質の鋼管が、溶接などによって管端が赤熱
されたとき、焼入された管内面の焼きが戻ってしまう30
0〜600℃の温度に到達する管端からの距離が30mmには留
まらないが100mmを超えることはないからである。
【００１４】上記肉盛置換の深さは、耐摩耗寿命を決め
る深さであるから、管路の寿命設計と施工コストの兼合
によって選定されるべきものであるが、元の管肉厚の20
％以上なければ耐摩耗メリットが得にくゝ、また、強度
面からは60％以下に留めることが望ましい。
る深さであるから、管路の寿命設計と施工コストの兼合
によって選定されるべきものであるが、元の管肉厚の20
％以上なければ耐摩耗メリットが得にくゝ、また、強度
面からは60％以下に留めることが望ましい。
【００１５】次に、図２(b)は、本発明を鋼管に適用し
た他の実施形態を示すものである。この実施形態では、
鋼管１の端部の内面側を切削して凹部４を設けた、図２
(a)に示す中間材1B′を用意し、その凹部４を肉盛溶接
５で埋戻したのち内面焼入を施して、本発明配管材1Bを
得ている。こゝで、上記中間材1B′は、必ずしも内面側
の切削によって製造する必要はなく、鋳造など別法によ
って製造してもよい。
た他の実施形態を示すものである。この実施形態では、
鋼管１の端部の内面側を切削して凹部４を設けた、図２
(a)に示す中間材1B′を用意し、その凹部４を肉盛溶接
５で埋戻したのち内面焼入を施して、本発明配管材1Bを
得ている。こゝで、上記中間材1B′は、必ずしも内面側
の切削によって製造する必要はなく、鋳造など別法によ
って製造してもよい。
【００１６】更に、図３は、本発明をネック付フランジ
３に適用した実施形態を示すものである。この実施形態
は、図２の実施形態における鋼管１がネック付フランジ
３に代っただけのものである。ネック付フランジ３の端
部は図１(a)のような拡管形状としてもよい。
３に適用した実施形態を示すものである。この実施形態
は、図２の実施形態における鋼管１がネック付フランジ
３に代っただけのものである。ネック付フランジ３の端
部は図１(a)のような拡管形状としてもよい。
【００１７】図１(b)，図２(b)，図３に例示した本発明
配管材は、図４〜図６に例示したように、管路を形成す
べく溶接接続に供し、あるいは、差込みフランジを溶接
し、更には、溶接に代る液相拡散接合やロウ接のような
高温接合手段を適用しても、従来の配管材のような、接
合時の熱影響による鋼管等の内面の接合部近傍の焼入硬
度の低下は僅少に留まる。因みに、図４は、図１(b)の
配管材同志を溶接接合した例の、図５は図２(b)の配管
材に差込みフランジを溶接接合した例の、また、図６
は、図２(b)の配管材と図３のネック付フランジを溶接
接合した例の断面を夫々示している。
配管材は、図４〜図６に例示したように、管路を形成す
べく溶接接続に供し、あるいは、差込みフランジを溶接
し、更には、溶接に代る液相拡散接合やロウ接のような
高温接合手段を適用しても、従来の配管材のような、接
合時の熱影響による鋼管等の内面の接合部近傍の焼入硬
度の低下は僅少に留まる。因みに、図４は、図１(b)の
配管材同志を溶接接合した例の、図５は図２(b)の配管
材に差込みフランジを溶接接合した例の、また、図６
は、図２(b)の配管材と図３のネック付フランジを溶接
接合した例の断面を夫々示している。
【００１８】なお、本発明配管材が鋼管の場合、管端部
の内面側を肉盛溶接で置換する処置は、通常は両管端に
施すが、必要に応じて片方の管端のみに施すようにして
もよい。また、ネック付フランジの場合には、上記処置
を、図３に示すように内面側の一部区間に施すか、ある
いはフランジの全長に施すかは、フランジ長さなどを考
慮して適宜選定されゝばよい。
の内面側を肉盛溶接で置換する処置は、通常は両管端に
施すが、必要に応じて片方の管端のみに施すようにして
もよい。また、ネック付フランジの場合には、上記処置
を、図３に示すように内面側の一部区間に施すか、ある
いはフランジの全長に施すかは、フランジ長さなどを考
慮して適宜選定されゝばよい。
【００１９】（実施例） 供試体 Ａ．炭素鋼鋼管素管（JISSTKM16A，呼び径250mm，肉厚
9.3mm）の管端部50mmの区間に、内径を８mm増大させる
拡径加工を施して、内面側に深さ４mmの凹部を形成し、
この凹部を溶加材（JISDF2B-B）による肉盛溶接で埋戻
したのち余盛を切削除去した、図１(b)に示す形態の管
体の内面に、肉盛部を含めて焼入を施したもの（本発明
例その１）。 Ｂ．炭素鋼鋼管素管（JISSTKM17A，呼び径250mm，肉厚1
2.7mm）の管端部50mmの区間の内面側を切削加工して深
さ３mmの凹部を形成し、この凹部を溶加材（JISDF3C-
B）による肉盛溶接で埋戻したのち余盛を切削除去し
た、図２(b)に示す形態の管体の内面に、肉盛部を含め
て焼入を施したもの（本発明例その２）。 Ｃ．上例Ａと同じ炭素鋼鋼管素管の内面に焼入を施した
もの（比較例その１）。 Ｄ．上例Ｂと同じ炭素鋼鋼管素管の内面に焼入を施した
もの（比較例その２）。 ＜試験方法＞同仕様の供試体２体の管端同志（供試体
Ａ，Ｂについては処置を施した管端同志）を突合わせて
溶接接続し、溶接線を横切る方向の内面硬度分布を測定
した。＜試験結果＞図７に示すように、本発明例の管体
では比較例の管体に生じているような熱影響部での不都
合な硬度低下が認められず、本発明の効果が確認され
た。
9.3mm）の管端部50mmの区間に、内径を８mm増大させる
拡径加工を施して、内面側に深さ４mmの凹部を形成し、
この凹部を溶加材（JISDF2B-B）による肉盛溶接で埋戻
したのち余盛を切削除去した、図１(b)に示す形態の管
体の内面に、肉盛部を含めて焼入を施したもの（本発明
例その１）。 Ｂ．炭素鋼鋼管素管（JISSTKM17A，呼び径250mm，肉厚1
2.7mm）の管端部50mmの区間の内面側を切削加工して深
さ３mmの凹部を形成し、この凹部を溶加材（JISDF3C-
B）による肉盛溶接で埋戻したのち余盛を切削除去し
た、図２(b)に示す形態の管体の内面に、肉盛部を含め
て焼入を施したもの（本発明例その２）。 Ｃ．上例Ａと同じ炭素鋼鋼管素管の内面に焼入を施した
もの（比較例その１）。 Ｄ．上例Ｂと同じ炭素鋼鋼管素管の内面に焼入を施した
もの（比較例その２）。 ＜試験方法＞同仕様の供試体２体の管端同志（供試体
Ａ，Ｂについては処置を施した管端同志）を突合わせて
溶接接続し、溶接線を横切る方向の内面硬度分布を測定
した。＜試験結果＞図７に示すように、本発明例の管体
では比較例の管体に生じているような熱影響部での不都
合な硬度低下が認められず、本発明の効果が確認され
た。
【００２０】
【発明の効果】内面焼入鋼管や内面焼入ネック付フラン
ジは、最も安価に供給しうる内面耐摩耗性配管材料であ
る。しかしながら、普通に溶接したのでは熱影響部で内
面硬度の低下による耐摩耗性の喪失が起ることから、フ
ランジ接続や極く非能率な条件での溶接を余儀なくさ
れ、管路形成のための接続にコストがかゝってしまう状
況にあった。
ジは、最も安価に供給しうる内面耐摩耗性配管材料であ
る。しかしながら、普通に溶接したのでは熱影響部で内
面硬度の低下による耐摩耗性の喪失が起ることから、フ
ランジ接続や極く非能率な条件での溶接を余儀なくさ
れ、管路形成のための接続にコストがかゝってしまう状
況にあった。
【００２１】本発明配管材は、溶接に供する端部の内面
側を、熱影響感受性の低い肉盛溶接で置換する構成によ
り、溶接接続に伴う熱影響部での不都合な内面硬度低下
の回避を可能にしたものである。
側を、熱影響感受性の低い肉盛溶接で置換する構成によ
り、溶接接続に伴う熱影響部での不都合な内面硬度低下
の回避を可能にしたものである。
【００２２】即ち、安価な内面焼入鋼管を、安価な、し
かも信頼性の最も高い溶接法で接続して、満足な内面耐
摩耗性を有する管路を形成できることとなったものであ
り、本発明の産業・民生に対する貢献は絶大である。
かも信頼性の最も高い溶接法で接続して、満足な内面耐
摩耗性を有する管路を形成できることとなったものであ
り、本発明の産業・民生に対する貢献は絶大である。
【図１】本発明配管材の第一例の加工過程を説明するた
めの図であって、(a)は中間材の断面図、(b)は(a)から
形成された配管材の断面図。
めの図であって、(a)は中間材の断面図、(b)は(a)から
形成された配管材の断面図。
【図２】本発明配管材の第二例の加工過程を説明するた
めの図であって、(a)は中間材の断面図、(b)は(a)から
形成された配管材の断面図。
めの図であって、(a)は中間材の断面図、(b)は(a)から
形成された配管材の断面図。
【図３】本発明配管材の第三例の断面図。
【図４】図１(b)の本発明配管材同志の溶接接続部の断
面図。
面図。
【図５】図２(b)の本発明配管材に差込みフランジを溶
接した断面図。
接した断面図。
【図６】図２(b)，図３の本発明配管材相互間の溶接接
合部の断面図。
合部の断面図。
【図７】本発明配管材の溶接接合部と従来配管材の溶接
接合部の硬度を比較した線図。
接合部の硬度を比較した線図。
【図８】従来配管材の溶接接合部の一例の断面図。
【図９】従来配管材における差込みフランジの溶接接合
部の断面図。
部の断面図。
【図10】従来配管材とネック付フランジの溶接接合部の
断面図。
断面図。
【符号の説明】 １ 鋼管 1A，1B 本発明配管材 1A′，1B′ 中間材 ２ 差込みフランジ ３ ネック付フランジ ４ 凹部 ５ 肉盛溶接 ６ 突合わせ溶接部 ７ 上記６の熱影響部の内面 ８，8′ 差込みフランジ溶接部 ９ 上記８，8′の熱影響部の内面 11 内面焼入鋼管
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２１Ｄ 9/50 １０１ Ｃ２１Ｄ 9/50 １０１Ａ // Ｂ２３Ｋ 101:06 Ｂ２３Ｋ 101:06 Ｆターム(参考） 4E081 AA08 BA27 DA05 DA27 YX02 YX20 4K042 AA06 AA23 AA24 BA03 BA13 DA01
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼管，ネック付フランジに類する、流送
のための管状部を有する配管材であって、素配管材の前
記管状部の末端を起点とする軸線方向短区間の内面側
に、内面が外面側に一様に凹んだ凹部を設け、該凹部を
肉盛溶接によって埋戻して成る複合配管材の環状部の内
面に、全長に亘って焼入を施したことを特徴とする内面
焼入配管材。 - 【請求項２】 前記端部内面側の凹部を、その外面側は
張り出した形で設けた、請求項１の内面焼入配管材。 - 【請求項３】 前記端部内面側の凹部を、その外面側は
面一に残した形で設けた、請求項１の内面焼入配管材。 - 【請求項４】 前記肉盛溶接によって埋戻した区間の軸
線方向長さを30〜100mmとした、請求項１〜３のいずれ
かの内面焼入配管材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000303327A JP2002103034A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 内面焼入配管材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000303327A JP2002103034A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 内面焼入配管材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002103034A true JP2002103034A (ja) | 2002-04-09 |
Family
ID=18784541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000303327A Pending JP2002103034A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 内面焼入配管材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002103034A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005248321A (ja) * | 2004-02-02 | 2005-09-15 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | クラッドパイプ |
| WO2021028528A1 (de) * | 2019-08-14 | 2021-02-18 | Schwing Gmbh | Kolbenstangen-einheit, hydraulikzylinder und knickmast |
-
2000
- 2000-10-03 JP JP2000303327A patent/JP2002103034A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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