JP2006070967A - 犠牲穿孔部付熱処理金属管及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 管の内面側に耐摩耗性強化熱処理の施された流送用途に供される金属管1において、管内面の摩耗の進行の速い領域、例えば曲管部1Aの背側領域の少なくとも1箇所の局部に、管内面側の摩耗によって穿孔に至るまでの寿命を周辺部分よりも短縮する処置の施された犠牲穿孔部2を設け、その犠牲穿孔部に穿孔が生じて小規模の漏れが生じたことを視認して、管内面の摩耗が進行してバーストの危険が迫っていることを検知する構成とする。
【選択図】 図1
Description
この処置は、金属管1の犠牲穿孔部2を形成しようとする局部の少なくとも内面側の硬度を周辺部分よりも低くしておく処置である。管体内面の流送流体による摩耗は管内面の硬度に大きく影響されており、硬度が高いほど摩耗が生じにくい。このため、犠牲穿孔部2の硬度を周辺部分よりも低くしておくことで、摩耗が生じやすくなり、他の部位に先駆けて摩耗による穿孔が生じる。ここで、犠牲穿孔部2を形成するために管肉厚方向における硬度を低下させる領域は、管の内面側のみ、或いは内面側、外面側の両方(例えば、全肉厚に亘る領域)のいずれでもよいが、金属管1は管内面に耐摩耗性強化熱処理を施しているため、この内面側の硬度を下げることが摩耗促進に最も有効である。従って、犠牲穿孔部2を形成するために硬度を低くする処置を施す際には、少なくとも管内面側の硬度が低くなる処置を施すことが好ましい。
この処置は、金属管1の犠牲穿孔部2を形成しようとする局部の管肉厚を周辺部分よりも薄くしておく処置である。このように肉厚を薄くすることで、犠牲穿孔部2とその周辺部分とで摩耗が同じ速度で進行しても、犠牲穿孔部2の肉厚が薄いため、その分早く穿孔が生じ、摩耗の進行を検知できる。ここで、犠牲穿孔部2における肉厚は、犠牲穿孔部2の全域において一定とする必要はなく、管肉除去のために採用した機械加工によって厚みが場所によって異なるようにしてもよい。肉厚が異なる犠牲穿孔部2を用いる場合、最も薄い部分が金属管1の摩耗の最も生じやすい領域に位置するように配置することが、摩耗の検知能力を高めることができるので好ましい。犠牲穿孔部2の肉厚を薄くする程度としては、その犠牲穿孔部2に穿孔が生じた時点で、犠牲穿孔部2以外の領域で且つ最も摩耗の激しい領域で元の肉厚の20〜35%の肉厚を確保できるように定めることが好ましい。具体的には、その犠牲穿孔部2を金属管の最も摩耗の生じやすい領域に配置した場合、元の肉厚の20〜35%程度薄くすればよく、これによって穿孔が生じた時に、他の領域には元の肉厚の20〜35%程度の肉厚を確保でき、バーストや座屈の発生の危険を回避できる。なお、犠牲穿孔部2を形成するために管肉厚を薄くする処置を採る場合において、上記した硬度を低下させる処置を併用してもよく、併用することにより、肉厚を薄くする程度を小さくできる。
この処置は、金属管1の犠牲穿孔部を形成しようとする局部を、管内面側には凸部が、管外面側には凹部が生じるように変形させておく処置である。図10はこの処置によって形成した犠牲穿孔部2を示すものであり、図10(c),(d)に拡大して示すように、犠牲穿孔部2では管壁の厚さは周辺部分とほとんど異ならないが管内面側には凸部31が、管外面側には凹部32が形成されている。この形状の犠牲穿孔部2では、管内面側の凸部31が管内を流れる流体による衝突摩耗に曝されることから周辺部分よりも摩耗が先行して管内面側の面一化が進み、その後は周辺部分とほぼ均等に摩耗が進行するが、外面側に凹部32があることから、周辺部分よりも早く穿孔が生じ、摩耗の進行を検知できる。この場合においても、犠牲穿孔部2に穿孔が生じた時に、他の領域には元の肉厚の20〜35%程度の肉厚を確保できるように、管壁の変形量を定めておくことで、バースト発生の危険を回避できる。なお、犠牲穿孔部2を形成するためにこの処置を採る場合において、上記した硬度を低下させる処置や、管肉厚を薄くする処置を併用してもよく、併用することにより、管壁を変形させる程度を小さくできる。
1A 曲管部
1B,1C 直管部
2 犠牲穿孔部
11 金属直管
12 バリヤー被覆
14 案内ローラ
15 曲げアーム
16 クランプ
17 加熱領域
18 冷却媒体
20 加熱装置
22 管端部支持台
31 凸部
32 凹部
Claims (17)
- 少なくとも管の内面側に耐摩耗性強化熱処理の施された流送用途に供される金属管において、この金属管の少なくとも1箇所の局部に、管内面側の摩耗によって穿孔に至るまでの寿命を周辺部分よりも短縮する処置の施された犠牲穿孔部を設けたことを特徴とする、犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 曲管部を有し、少なくとも管の内面側に耐摩耗性強化熱処理の施された流送用途に供される金属管において、少なくとも前記曲管部の背側領域の少なくとも1箇所の局部に、管内面側の摩耗によって穿孔に至るまでの寿命を周辺部分よりも短縮する処置の施された犠牲穿孔部を設けたことを特徴とする、犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 前記穿孔に至るまでの寿命を短縮する処置は、前記局部の少なくとも管内面側の硬度を周辺部分よりも低くしておく処置である、請求項1又は2記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 前記穿孔に至るまでの寿命を短縮する処置は、前記局部の管肉厚を周辺部分よりも薄くしておく処置である、請求項1から3のいずれか1項記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 前記管肉厚を薄くする処置は、管内面が周辺部分と面一となる形態で施されている、請求項4記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 前記穿孔に至るまでの寿命を短縮する処置は、前記局部を管内面側には凸部が、管外面側には凹部が生じるように変形させておく処置である、請求項1から4のいずれか1項記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 前記犠牲穿孔部はスポット状に形成されている、請求項1から6のいずれか1項記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 前記金属管は曲管部を有し、前記犠牲穿孔部は、前記曲管部においては、背柱相当ラインを避けた位置取りで設けられている、請求項7記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 前記犠牲穿孔部は、管周方向に伸びた形状に形成されている、請求項1から6のいずれか1項記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 前記犠牲穿孔部は、管の全周に亘る環状に形成されている、請求項1から6のいずれか1項記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 前記流送用途はスラリー送給管路用途である、請求項1から10のいずれか1項記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管。
- 少なくとも管の内面側に耐摩耗性強化熱処理が施されており、更に管内面側の硬度を局部的に低くした犠牲穿孔部を備える金属管の製造方法であって、素管とする金属直管の内面の前記犠牲穿孔部を設ける局部に冷却水の到達を遮るためのバリヤー被覆を形成する工程と、次いで、このバリヤー被覆形成直管に熱処理を施して、少なくとも管内面側の前記局部以外の領域の熱処理を行なう工程を有することを特徴とする、犠牲穿孔部付熱処理金属管の製造方法。
- 少なくとも管の内面側に耐摩耗性強化熱処理が施されており、更に管内面側の硬度を局部的に低くした犠牲穿孔部を備える金属管の製造方法であって、素管とする金属直管に熱処理を施して、少なくとも管の内面側に熱処理の施された中間加工品を作成する工程と、次いで、この中間加工品の前記犠牲穿孔部を設ける局部に軟化熱処理を施して硬度を低下させる工程を有することを特徴とする、犠牲穿孔部付熱処理金属管の製造方法。
- 少なくとも管の内面側に耐摩耗性強化熱処理が施されており、更に、管の全周に亘って管内面側の硬度を局部的に低くした環状の犠牲穿孔部を備える金属管の製造方法であって、素管とする金属直管に、該金属直管の狭幅の環状領域を加熱し、その加熱領域を金属直管に対して管軸方向に連続的に移動させ、加熱直後の領域に少なくとも管内面側から冷却媒体を吹き付けて急冷し、少なくとも管の内面側に熱処理を施す連続熱処理工程を有し、この連続熱処理工程内において、前記犠牲穿孔部を設ける環状の領域を連続熱処理する際の管の冷却速度を他の領域における冷却速度よりも低くすることを特徴とする犠牲穿孔部付熱処理金属管の製造方法。
- 少なくとも管の内面側に耐摩耗性強化熱処理が施されており、更に管肉厚を局部的に薄くした犠牲穿孔部を備える金属管の製造方法であって、素管とする金属直管に熱処理を施して、少なくとも管の内面側に熱処理の施された金属管を作成する工程と、この工程の前か後の少なくとも一方の段階で金属管の前記犠牲穿孔部を設ける局部に対して管外面側の管肉を機械的に取り除いて管肉厚を薄くする工程を有することを特徴とする、犠牲穿孔部付熱処理金属管の製造方法。
- 少なくとも管の内面側に耐摩耗性強化熱処理が施されており、更に管内面側には凸部が、管外面側には凹部が生じるように局部的に変形させた犠牲穿孔部を備える金属管の製造方法であって、素管とする金属直管に熱処理を施して、少なくとも管の内面側に熱処理の施された金属管を作成する工程と、この工程の前か後の少なくとも一方の段階で金属管の前記犠牲穿孔部を設ける局部に対して管内面側に凸部が生じ管外面側に凹部が生じる変形加工を施す工程を有することを特徴とする、犠牲穿孔部付熱処理金属管の製造方法。
- 前記犠牲穿孔部を備える金属管は曲管部を有するものであり、前記熱処理を、前記曲管部を形成するための熱間曲げ加工を兼ねて行なう、請求項12から16のいずれか1項記載の犠牲穿孔部付熱処理金属管の製造方法。
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