【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、応力腐食割れ発生予防方法に係り、特に溶接部の施工面または裏面から加熱して材質改善処理を行うようにした応力腐食割れ発生予防方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶接部の応力腐食割れ発生予防方法として、以下の特許文献１ないし４に開示された方法が知られている。
以下、従来の応力腐食割れ発生予防方法について説明する。第１の従来技術は、特許文献１に記載のように、応力腐食割れ発生の可能性が予測される溶接部近傍の熱影響部８に耐応力腐食割れ性を有するノーブルメタル合金を肉盛溶接することにより応力腐食割れの発生を予防するというものである。
【０００３】
また、第２の従来技術は、特許文献２に記載のように、応力腐食割れ発生の可能性が予測される部位の表面に、ディンプルまたは縦溝を有する球形粒子を音速以上の速度で打ちつけることで表面の組織を超微細化し、応力腐食割れの発生を予防するというものである。
【０００４】
さらに、第３の従来技術は、特許文献３に記載のように、応力腐食割れ発生の可能性が予測される部位の表面に研削砥石を当接し、この研削砥石の周速度を３００ｍ／分以下に選定して研削加工を施すことにより、材料表面に圧縮残留応力を生成させて、応力腐食割れの発生を予防するというものである。
【０００５】
またさらに、第４の従来技術は、特許文献４に記載のように、オーステナイト系ステンレス鋼の応力腐食割れ発生の可能性が予測される溶接部に溝加工を施して裏面を冷却しながらその溝を埋めるように肉盛溶接を行うようにしたもので、肉盛溶接面の材質改善を行い、裏面の残留応力を低減させることにより、応力腐食割れの発生を予防するというものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１２４８８８号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】
特開平８−１５１４号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】
特開平７−２８４９７８号公報（第３−４頁、図３、６）
【特許文献４】
特開平５−７７０８２号公報（第３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１、２、３に記載された発明は、いずれも溶接部の施工面または裏面のいずれかの面に耐応力腐食割れ性に優れた材料を肉盛溶接するか超微細化してその面の耐応力腐食割れ性を改善するものであり、溶接部の施工面および裏面両面の耐応力腐食割れ性を改善することはできない。また、特許文献４に記載された発明は、溶接部の施工面および施工裏面の両面の耐応力腐食割れ性を向上させることはできるものの、溶接部に新たに溝加工を必要とする欠点がある。
【０００８】
本発明は、溶接部裏側面の不連続な面を肉盛により形状を改善した後、その面に加熱処理を行うことにより、溶接部の施工面および施工裏面に過大な引張残留応力が発生することを防ぎ、耐応力腐食割れ性を向上させることのできる応力腐食割れ発生予防方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る応力腐食割れ発生予防方法の発明は、被溶接物の施工面または裏面を加熱処理して応力腐食割れの発生を予防する方法において、溶接部の施工面または施工裏面の不連続部に肉盛溶接して形状を改善し、その後溶接部の施工面または裏面を加熱装置で所定温度まで加熱し冷却することにより材質改善処理を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る応力腐食割れ発生予防方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図を通じて共通する部分には同一符号を付けて重複する説明は省略するものとする。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る応力腐食割れ発生予防方法を説明するために、溶接部近傍を断面で示す模式図である。
図１において、１ａ、１ｂは被溶接施工物としてのオーステナイト系ステンレス鋼製の配管であり、２はこの配管１ａ、１ｂを結合する溶接部、そして３は溶接部２近傍に形成された溶接熱影響部（以下、単に熱影響部という）である。通常、配管１ａ、１ｂを突き合わせ溶接する場合、図１で示すように管端部の肉厚（ｄ１）を他の部分の肉厚（ｄ２）よりも薄く加工し、しかも先端部に開先加工を施している。このため溶接部の施工面と反対側の面（施工裏面）となる管内面は管の肉厚の違いおよび溶接による裏波が形成される関係で、不連続部な凹凸面を呈している。
【００１２】
この不連続な形状が引張残留応力を高くしている要因と考えられており、しかも、熱影響部３はクロム炭化物が粒界に析出して応力腐食割れ感受性を有する鋭敏化組織になっている。
【００１３】
そこで、本発明はこの不連続な形状を改善するために、まず内面（施工裏面）の凹凸面を別の溶接部材で肉盛（肉盛した部分を肉盛部４という）することによってほぼ平坦面にした後、その肉盛部４全体に加熱処理いわゆる脱鋭敏化処理を施すことにより、溶接部施工面および施工裏面の耐応力腐食割れ性を改善するようにした。具体的には配管１ａ、１ｂ内面の肉盛部４に対してレーザ加熱装置５にて加熱し１０００℃に到達したあとは、空気中に放置して冷却した。
【００１４】
この結果、加熱された配管１ａ、１ｂの施工面である内面は冷却後に収縮し、反対側の外面は内面の収縮によって収縮させられるため、内面は軸方向成分および周方向成分とも引張残留応力が低下し、一方、施工裏面である外面は軸方向成分および周方向成分とも圧縮残留応力が低下するように変化し、場合によっては引張残留応力が低下するように変化した。内面の引張残留応力は、形状の不連続を直したために過大な大きさにはならなかった。
【００１５】
このように、配管内面の不連続部を肉盛によって平坦な形状にした後、レーザ加熱装置５により加熱する脱鋭敏化処理を施すようにしたので、溶接部の施工面および施工裏面の耐応力腐食割れ性を改善することができる。
【００１６】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態に係る応力腐食割れ発生予防方法を説明するための模式図である。
この実施の形態の場合、図２において、溶接部の施工表面に割れが発見されたため、その割れを取り除いてから補修溶接６を行い、さらに形状不連続を改善するために肉盛４を実施した。
【００１７】
その後、第１の実施の形態同様、レーザ加熱装置５にて配管１ａ、１ｂ内面の応力腐食割れ感受性を有する鋭敏化組織となっている熱影響部３をレーザ加熱装置５にて加熱し１０００℃に到達したあとは、空気中に放置して冷却し、熱影響部３の材質を耐応力腐食割れ性のある材質へ改善した。
【００１８】
この結果、配管１ａ、１ｂの加熱された内面は冷却後に収縮し、反対側の外面は内面の収縮によって収縮させられるため、内面は軸方向成分および周方向成分とも引張残留応力が低下し、一方、外面は軸方向成分および周方向成分とも圧縮残留応力が低下するように変化し、場合によっては引張残留応力が低下するように変化した。内面の引張残留応力は、形状の不連続を直したために過大な応力にはならなかった。
結果として，配管内外面すなわち溶接部の施工面および裏面の耐応力腐食割れ性を改善することができた。
【００１９】
（第３の実施の形態）
図３は本発明の第３の実施の形態に係る応力腐食割れ発生予防方法を説明するための模式図である。
この実施の形態の場合、図３において、溶接部の施工表面に割れ７が発見されたため、割れ７の上から補修溶接８を行い、さらに形状不連続を改善するために肉盛溶接４を実施した。
【００２０】
その後、第１の実施の形態同様、レーザ加熱装置５にて配管１ａ、１ｂ内面の応力腐食割れ感受性を有する鋭敏化組織である熱影響部３を１０００℃以上に加熱し、その後空気中に放置して冷却し、熱影響部３の材質を耐応力腐食割れ性のある材質へ改善した。
【００２１】
この結果、配管１ａ、１ｂの加熱された内面は冷却後に収縮し、反対側の外面は内面の収縮によって収縮させられるため、内面は軸方向成分および周方向成分とも引張残留応力が低下し、一方、外面は軸方向成分および周方向成分とも圧縮残留応力が低下するように変化し、場合によっては引張残留応力が低下するように変化した。内面の引張残留応力は、形状の不連続を直したために過大な応力にはならなかった。
結果として、配管内外面すなわち溶接部の施工面および裏面の耐応力腐食割れ性を改善することができた。
【００２２】
（第４の実施の形態）
図４は本発明の第４の実施の形態に係る応力腐食割れ発生予防方法を説明するための模式図であり、図４（Ａ）溶接後の状態を示す断面図、図４（Ｂ）は溶接部２内面の凹凸を削った後、レーザ加熱装置で加熱する状態を示す図である。
【００２３】
この実施の形態の場合、まず、図４（Ａ）に示すように開先を溶接する。その後、図４（Ｂ）のように、管１ａおよび１ｂの溶接部２内面の不連続な形状を改善するために裏波を研削加工により平坦にする。次にレーザ加熱装置５にて応力腐食割れ感受性を有する鋭敏化組織になっている熱影響部３を１０００℃以上に加熱し、その後空気中に放置して冷却することによって、熱影響部３の材質を耐応力腐食割れ性のある材質へ改善した。
【００２４】
この結果、配管１ａ、１ｂの加熱された内面は冷却後に収縮し、反対側の外面は内面の収縮によって収縮させられるため、内面は軸方向成分および周方向成分とも引張残留応力が低下し、一方、外面は軸方向成分および周方向成分とも圧縮残留応力が低下するように変化し、場合によっては引張残留応力が低下するように変化した。内面の引張残留応力は、形状の不連続を直したために過大な応力にはならなかった。
結果として、配管内外面すなわち溶接部の施工面および施工裏面の耐応力腐食割れ性を改善することができた。
【００２５】
なお、以上述べた各実施の形態は配管を溶接する場合の応力腐食割れ発生予防方法についてであるが、配管以外に容器や板を溶接する場合の応力腐食割れ発生予防方法にも適用することができることはいうまでもない。
また、以上述べた各実施の形態において、溶接部を加熱処理した後、さらに研磨加工して施工表面の残留応力を改善するようにしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、溶接部の施工面または施工裏面の不連続部の形状改善を行った後、その面を加熱して材質改善処理を施すようにしたので、溶接部の施工面および施工裏面の耐応力腐食割れ性を改善した応力腐食割れ発生予防方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための模式図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための模式図。
【図３】本発明の第３の実施の形態を説明するための模式図。
【図４】本発明の第４の実施の形態を説明するための模式図、（Ａ）は溶接後の状態を示す図、（Ｂ）は施工裏面を平坦にした後に加熱処理をする状態を示す図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…配管、２…溶接部、３…溶接熱影響部、４…肉盛溶接部、５…レーザ加熱装置、６…補修溶接部、７…割れ、８…補修溶接部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stress corrosion cracking prevention method, and more particularly, to a stress corrosion cracking prevention method in which a material improvement treatment is performed by heating from a construction surface or a back surface of a welded portion.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, methods disclosed in Patent Documents 1 to 4 below are known as methods for preventing the occurrence of stress corrosion cracks in welds.
Hereinafter, a conventional stress corrosion cracking prevention method will be described. As described in Patent Document 1, the first conventional technique is overlay welding a noble metal alloy having stress corrosion cracking resistance to a heat affected zone 8 in the vicinity of a welded portion where the possibility of occurrence of stress corrosion cracking is predicted. This prevents the occurrence of stress corrosion cracking.
[0003]
In addition, as described in Patent Document 2, the second prior art hits spherical particles having dimples or vertical grooves at a speed higher than the speed of sound on the surface of a site where the possibility of occurrence of stress corrosion cracking is predicted. In this way, the surface structure is made ultrafine to prevent the occurrence of stress corrosion cracking.
[0004]
Further, as described in Patent Document 3, the third prior art is such that a grinding wheel is brought into contact with the surface of a portion where the possibility of occurrence of stress corrosion cracking is predicted, and the peripheral speed of the grinding wheel is set to 300 m / min or less. By selecting and grinding, a compressive residual stress is generated on the material surface to prevent the occurrence of stress corrosion cracking.
[0005]
Still further, as described in Patent Document 4, the fourth prior art is provided with a groove processing on a welded portion where the possibility of occurrence of stress corrosion cracking of austenitic stainless steel is predicted, and the groove is cooled while the back surface is cooled. It is intended to prevent the occurrence of stress corrosion cracking by improving the material quality of the build-up weld surface and reducing the residual stress on the back surface.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-124888 A (page 4, FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-1514 (page 3, FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP-A-7-284978 (page 3-4, FIGS. 3 and 6)
[Patent Document 4]
JP-A-5-77082 (page 3, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the inventions described in Patent Documents 1, 2, and 3 described above, either a build-up welding or ultra-fine material with excellent resistance to stress corrosion cracking is applied to either the construction surface or the back surface of the welded portion. The stress corrosion cracking resistance of the surface is improved, and the stress corrosion cracking resistance of the construction surface and the back surface of the welded portion cannot be improved. Moreover, although the invention described in patent document 4 can improve the stress corrosion cracking resistance of the construction surface of a welding part, and both surfaces of a construction back surface, there exists a fault which requires newly groove processing in a welding part. .
[0008]
In the present invention, after improving the shape of the discontinuous surface on the back side of the welded portion by overlaying, excessive tensile residual stress is generated on the construction surface and the back surface of the welded portion by performing heat treatment on the surface. An object of the present invention is to provide a method for preventing the occurrence of stress corrosion cracking, which can prevent this and improve the stress corrosion cracking resistance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of the stress corrosion cracking prevention method according to claim 1 is a method for preventing the occurrence of stress corrosion cracking by heat-treating the construction surface or the back surface of the work piece. It is characterized by improving the shape by overlay welding on the discontinuous part of the surface or construction back surface, and then performing the material improvement treatment by heating and cooling the construction surface or back surface of the welded part to a predetermined temperature with a heating device Is.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the stress corrosion cracking prevention method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common throughout each figure, and the overlapping description shall be abbreviate | omitted.
[0011]
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing the vicinity of a welded portion in cross section in order to explain the stress corrosion cracking prevention method according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1a and 1b are austenitic stainless steel pipes to be welded, 2 is a welded portion connecting the pipes 1a and 1b, and 3 is welding heat formed near the welded portion 2. It is an affected part (hereinafter simply referred to as a heat affected part). Normally, when the pipes 1a and 1b are butt welded, as shown in FIG. 1, the thickness (d1) of the pipe end is processed to be thinner than the thickness (d2) of the other part, and the groove is processed at the tip. Has been given. For this reason, the inner surface of the pipe, which is the surface opposite to the construction surface of the welded portion (construction back surface), has a discontinuous uneven surface due to the difference in the thickness of the tube and the formation of back waves due to welding.
[0012]
This discontinuous shape is considered to be a factor that increases the tensile residual stress, and the heat-affected zone 3 has a sensitized structure having susceptibility to stress corrosion cracking due to precipitation of chromium carbide at the grain boundaries. .
[0013]
Therefore, in order to improve this discontinuous shape, the present invention is substantially flat by first depositing the uneven surface of the inner surface (construction back surface) with another welding member (the portion that has been built up is called the built-up portion 4). After making the surface, the entire build-up portion 4 is subjected to a heat treatment, so-called desensitization treatment, to improve the stress corrosion cracking resistance of the welded portion construction surface and the construction back surface. Specifically, after the built-up portions 4 on the inner surfaces of the pipes 1a and 1b were heated by the laser heating device 5 and reached 1000 ° C., they were left to cool in the air.
[0014]
As a result, the inner surface which is the construction surface of the heated pipes 1a and 1b contracts after cooling, and the outer surface on the opposite side is contracted by the contraction of the inner surface. On the other hand, the outer surface, which is the back surface of the construction, changed so that the compressive residual stress was reduced for both the axial component and the circumferential component, and in some cases, the tensile residual stress was changed. The tensile residual stress on the inner surface did not become excessive because the shape discontinuity was corrected.
[0015]
As described above, since the discontinuous portion on the inner surface of the pipe is flattened by overlaying, a desensitization treatment is performed by heating with the laser heating device 5, so that the stress resistance of the construction surface of the weld and the back surface of the construction Corrosion cracking can be improved.
[0016]
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the stress corrosion cracking prevention method according to the second embodiment of the present invention.
In the case of this embodiment, since a crack was found on the construction surface of the welded portion in FIG. 2, repair welding 6 was performed after removing the crack, and overlaying 4 was performed to further improve the shape discontinuity. .
[0017]
Thereafter, as in the first embodiment, the laser-heated device 5 heats the heat-affected zone 3 which is a sensitized structure having stress corrosion cracking susceptibility on the inner surfaces of the pipes 1a and 1b by the laser heating device 5 to 1000 ° C. After reaching the above, it was left to cool in the air, and the material of the heat affected zone 3 was improved to a material having stress corrosion cracking resistance.
[0018]
As a result, the heated inner surfaces of the pipes 1a and 1b contract after cooling, and the outer surface on the opposite side is contracted by the contraction of the inner surface. The outer surface was changed so that the compressive residual stress was reduced for both the axial component and the circumferential component, and in some cases, the tensile residual stress was changed. The tensile residual stress on the inner surface did not become excessive because the shape discontinuity was corrected.
As a result, the stress corrosion cracking resistance of the inner and outer surfaces of the pipe, that is, the welded work surface and the back surface was improved.
[0019]
(Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the stress corrosion cracking prevention method according to the third embodiment of the present invention.
In the case of this embodiment, since a crack 7 was found on the construction surface of the welded portion in FIG. 3, repair welding 8 was performed from above the crack 7, and overlay welding 4 was performed to further improve the shape discontinuity. did.
[0020]
Thereafter, as in the first embodiment, the heat-affected zone 3 which is a sensitized structure having stress corrosion cracking susceptibility on the inner surfaces of the pipes 1a and 1b is heated to 1000 ° C. or higher by the laser heating device 5 and then left in the air. Then, the material of the heat affected zone 3 was improved to a material having stress corrosion cracking resistance.
[0021]
As a result, the heated inner surfaces of the pipes 1a and 1b contract after cooling, and the outer surface on the opposite side is contracted by the contraction of the inner surface. The outer surface was changed so that the compressive residual stress was reduced for both the axial component and the circumferential component, and in some cases, the tensile residual stress was changed. The tensile residual stress on the inner surface did not become excessive because the shape discontinuity was corrected.
As a result, the stress corrosion cracking resistance of the inner and outer surfaces of the pipe, that is, the construction surface and the back surface of the welded part was improved.
[0022]
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the stress corrosion cracking prevention method according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 4 (A) is a sectional view showing a state after welding, and FIG. It is a figure which shows the state heated by the laser heating apparatus, after shaving the unevenness | corrugation of the welding part 2 inner surface.
[0023]
In the case of this embodiment, first, a groove is welded as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 4B, in order to improve the discontinuous shape of the inner surface of the welded portion 2 of the tubes 1a and 1b, the back wave is flattened by grinding. Next, the heat-affected zone 3 having a sensitized structure having stress corrosion cracking susceptibility is heated to 1000 ° C. or higher by the laser heating device 5 and then left to cool in the air, thereby cooling the heat-affected zone 3. The material was improved to a material with stress corrosion cracking resistance.
[0024]
As a result, the heated inner surfaces of the pipes 1a and 1b contract after cooling, and the outer surface on the opposite side is contracted by the contraction of the inner surface. The outer surface was changed so that the compressive residual stress was reduced for both the axial component and the circumferential component, and in some cases, the tensile residual stress was changed. The tensile residual stress on the inner surface did not become excessive because the shape discontinuity was corrected.
As a result, it was possible to improve the stress corrosion cracking resistance of the inner and outer surfaces of the pipe, that is, the construction surface of the weld and the construction back surface.
[0025]
In addition, although each embodiment described above is about the stress corrosion cracking prevention method when welding pipes, it can be applied to the stress corrosion cracking prevention method when welding containers and plates other than pipes. Needless to say, it can be done.
In each of the above-described embodiments, the welded portion may be heat-treated and then further polished to improve the residual stress on the construction surface.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, after improving the shape of the discontinuous portion on the construction surface or the back surface of the welded portion, the surface is heated to perform the material improvement treatment. It is possible to provide a stress corrosion cracking prevention method that improves the stress corrosion cracking resistance of the construction surface and the construction back surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining a fourth embodiment of the present invention, FIG. 4A is a view showing a state after welding, and FIG. 4B is a view showing a state where heat treatment is performed after the back surface of the construction is flattened. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Pipe, 2 ... Welding part, 3 ... Welding heat influence part, 4 ... Overlay welding part, 5 ... Laser heating apparatus, 6 ... Repair welding part, 7 ... Crack, 8 ... Repair welding part.
