JP2009097059A - High-efficiency heat treatment method for electric resistance welded steel pipe - Google Patents
High-efficiency heat treatment method for electric resistance welded steel pipe Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009097059A JP2009097059A JP2007272113A JP2007272113A JP2009097059A JP 2009097059 A JP2009097059 A JP 2009097059A JP 2007272113 A JP2007272113 A JP 2007272113A JP 2007272113 A JP2007272113 A JP 2007272113A JP 2009097059 A JP2009097059 A JP 2009097059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- stand
- pipe
- surface side
- steel pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電縫鋼管に係り、とくに溶接部の加工性、靭性の向上を目的として、高精度、高効率に電縫管溶接部の熱処理を行うための、電縫鋼管溶接部の高効率熱処理方法に関する。 The present invention relates to an electric resistance welded steel pipe, and in particular, for the purpose of improving the workability and toughness of the welded portion, the high efficiency and high efficiency of the electric resistance welded pipe welded portion for heat treatment of the welded welded portion with high efficiency The present invention relates to a heat treatment method.
通常、電縫鋼管5は、図1に示すように、コイル状の鋼帯1を、アンコイラー6、レベラー7を介し、ロール成形機2により管状に成形したのち、板端面を突き合せて、高周波溶接機3で電縫溶接し、ビード部切削機8によりビードを切削され、さらにはサイザー9により所定の径に調整され、管切断機10により所定長さに切断された鋼管として製造されている。この電縫溶接では、突き合わせ部に高周波溶接機(誘導加熱装置)3で高周波電流を流し、ジュール熱を集中させて突き合わせ部を溶融しスクイズロール4で圧着して、溶接部を形成し、電縫鋼管5とする。形成された溶接部は、急速加熱されかつ急速冷却されるため、母材(鋼帯)と異なる組成、組織、強度を有し、加工性、靭性、さらには耐食性が他の部位(母材)に比べて低下した状態となっている。溶接部の加工性、靭性、耐食性を管の他の部位(母材)と同等以上とするために、一般的に、シームアニールと称して、電縫鋼管溶接部に熱処理を施すことが行なわれている。
Usually, as shown in FIG. 1, the electric resistance welded
電縫鋼管溶接部に施す熱処理は、図2に示すように、電縫鋼管製造ラインのスクイズロール4の出側に、設置されたシームアニーラ11により行われているのが一般的である。このシームアニーラ11には、管外面長手方向に誘導コイルを設けた高周波誘導加熱手段を複数スタンド配置し、溶接部およびその周辺に誘導電流を発生させて加熱する誘導加熱装置が、通常、用いられている。
As shown in FIG. 2, the heat treatment applied to the ERW steel pipe welded portion is generally performed by a
このような問題に対し、管内部まで充分に加熱するために、高周波誘導加熱手段の投入電力を増加し、誘導電流を増加させると、管外面の温度が高くなりすぎて、結晶粒が粗大化し、かえって靭性が低下する場合がある。また、造管速度を極低速とし、シームアニーラによる加熱後の伝熱時間を十分に確保して、管内外面の温度差を低減する方法では、誘導加熱手段を直列に多数基配置した長尺の設備とする必要があり、設備費が増大するとともに、投入電力量が増加し、ランニングコストの増加を招くことになる。また、造管速度を極低速とすると、電縫溶接部に欠陥が増加しやすくなり、溶接部特性の低下を招くという問題もある。また、造管時のトラブルにより製造ラインが停止した場合には、設備が長尺であるために電縫溶接部の不均一が増加し、歩留りが低下するという問題もある。 In order to sufficiently heat the inside of the tube to such a problem, if the input power of the high-frequency induction heating means is increased and the induction current is increased, the temperature of the outer surface of the tube becomes too high and the crystal grains become coarse. On the contrary, the toughness may decrease. Also, in the method of making the pipe making speed extremely low, ensuring sufficient heat transfer time after heating by the seam annealer and reducing the temperature difference between the inner and outer surfaces of the pipe, a long facility with a large number of induction heating means arranged in series As a result, the equipment cost increases, the amount of input power increases, and the running cost increases. Further, when the pipe making speed is extremely low, defects are likely to increase in the ERW welded part, and there is a problem that the characteristics of the welded part are deteriorated. In addition, when the production line is stopped due to troubles during pipe making, the equipment is long, so there is a problem that non-uniformity of the ERW welds increases and the yield decreases.
このような問題に対し、例えば、特許文献1には、厚肉電縫鋼管溶接部に高周波誘導加熱装置で、溶接部外面温度が(Ac3点+100℃)〜(Ac3点+300℃)となるように加熱する第1回目の焼ならしと、引続いて溶接部外面温度がAc1点以下に降下した時点で、Ac1点〜(Ac3点+100℃)の温度範囲となるように加熱する第2回目の焼ならし・焼なましとからなる熱処理を行なう厚肉電縫鋼管の製造方法が記載されている。この技術によれば、複雑でしかも処理時間の長い工程を付加することなく、溶接部靭性の極めて優れた厚肉電縫鋼管を製造できるとしている。 For such a problem, for example, Patent Document 1 discloses that the outer surface temperature of a welded portion is (Ac 3 points + 100 ° C.) to (Ac 3 points + 300 ° C.) with a high-frequency induction heating device in a thick-walled ERW steel pipe welded portion. When the first normalization is performed and the outer surface temperature of the welded portion subsequently decreases to 1 point or less of Ac, the temperature range is from 1 point to 3 points (Ac 3 points + 100 ° C). A method for manufacturing a thick-walled electric-welded steel pipe is described in which a heat treatment consisting of second normalizing and annealing is performed. According to this technique, a thick ERW steel pipe having extremely excellent weld toughness can be manufactured without adding a complicated and long processing time.
また、特許文献2には、厚肉電縫鋼管溶接部に高周波誘導加熱装置で、溶接部内面の温度が(Ac3点+50℃)以上となるように加熱する第1回目の加熱と、第1回目の加熱後水冷または空冷によって外面温度が被加熱材のベイナイト変態終了温度以下まで冷却し、ついでAc3変態域が第1回目の加熱・冷却によるベイナイト組織の発生領域をカバーしうる温度で、かつベイナイト組織が発生する温度以下まで加熱する第2回目の加熱とからなる熱処理を施す、厚肉電縫鋼管の熱処理方法が記載されている。この技術によれば、複雑でしかも処理時間の長い工程を付加することなく、溶接部靭性に優れた厚肉電縫鋼管を製造できるとしている。
特許文献1に記載された技術では、第1回目の加熱後に所定の温度以下まで冷却するが、しかし、この温度が高く未変態のオーステナイトが残存して、第2回目の加熱後の冷却時に低温変態生成物に変態するため、所望の靭性向上が得られないという問題があった。
また、特許文献1、2に記載された技術では、第1回目の加熱後に冷却することから、熱処理設備を長くする必要があり、設備費の増大を招くとともに、非効率な製造となり、製造コスト(ランニングコスト)の増大を招くという問題がある。また、さらに冷却速度が水温、気温により微妙に変化するため、第1回加熱後の冷却時の到達温度を、精度よく一定の所望温度とすることが難しく、安定して十分な靭性の向上が得られにくいという問題があった。
In the technique described in Patent Document 1, cooling is performed to a predetermined temperature or lower after the first heating. However, this temperature is high and untransformed austenite remains, and the temperature is low during cooling after the second heating. There is a problem that the desired toughness improvement cannot be obtained due to transformation into a transformation product.
Further, in the techniques described in
本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、電縫鋼管溶接部の靭性向上を安定的に、しかも少ないスタンドでランニングコストを低減しつつ高効率に、達成できる電縫鋼管溶接部の高効率熱処理方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the prior art, and can improve the toughness of the ERW steel pipe welded portion stably and with high efficiency while reducing the running cost with a small number of stands. An object is to provide a heat treatment method.
本発明者らは、上述の目的を達成するため、電縫鋼管溶接部の靭性を向上できる熱処理を効率よく施しうる加熱パターンについて鋭意研究し、まず、Ac3変態点到達までの加熱パターンに着目した。
従来の加熱パターンは、シームアニーラ出側の電縫鋼管溶接部(略して管溶接部)の外面側および内面側の温度がそれぞれ目標温度となればよく、経験任せの加熱パターンが設定されていた。本発明者らはこの加熱パターンを種々変更して、管溶接部およびその近傍の材料特性を詳細に調査したところ、加熱パターンの工夫により、シームアニーラの設備長さが短くとも十分な加熱が可能であって、外面側を過加熱状態とすることなく内面側の加熱不足を防ぐことが可能であることを把握した。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors diligently studied a heating pattern capable of efficiently performing a heat treatment capable of improving the toughness of the welded portion of the ERW steel pipe, and first focused on the heating pattern until reaching the Ac 3 transformation point. did.
In the conventional heating pattern, the temperature on the outer surface side and the inner surface side of the seam annealer outlet-side electric-welded steel pipe welded portion (abbreviated as a pipe welded portion) has only to be the target temperature, and a heating pattern left to the experience is set. The present inventors changed the heating pattern in various ways and investigated the material characteristics of the pipe welded part and its vicinity in detail, and due to the devising of the heating pattern, sufficient heating is possible even if the equipment length of the seam annealer is short. Thus, it has been understood that it is possible to prevent insufficient heating of the inner surface without making the outer surface overheated.
すなわち、従来の加熱パターンは、目標となるAc3変態点+αの温度域に管溶接部の外面側を加熱する際、その加熱パターンにこだわらず、シームアニーラの各スタンド出側の管溶接部の外面側の温度はスタンド毎に高い場合も低い場合もあった。従って、管溶接部の外面側が目標温度に到達した場合でも内面側の温度は特定温度にならず、制御ができていなかった。そこで、外面側のみAc3変態点以上の温度に達した後、シーム熱処理の中間で一旦徐冷して、熱伝導を利用して温度の均一化を図り、その後再び加熱して、内面側の温度を目標に向けて微調整する方法が提案されていたわけである。 That is, in the conventional heating pattern, when the outer surface side of the pipe welded portion is heated to the target temperature range of Ac 3 transformation point + α, the outer surface of the pipe welded portion on the outlet side of each stand of the seam annealer is not concerned with the heating pattern. The temperature on the side may be high or low for each stand. Therefore, even when the outer surface side of the pipe weld reaches the target temperature, the temperature on the inner surface side does not become a specific temperature and cannot be controlled. Therefore, after reaching the temperature above the Ac 3 transformation point only on the outer surface side, it is gradually cooled in the middle of the seam heat treatment, the temperature is made uniform by using heat conduction, and then heated again to heat the inner surface side. A method of finely adjusting the temperature toward the target has been proposed.
本発明者らは、加熱途中のAc3変態点を超える温度までの管溶接部の外面側の温度に着目した。すなわち、Ac3変態点を超える温度に外面側の温度をできるだけ速く到達させれば、加熱に必要なスタンド数を低減できて、複数スタンドによる加熱・放冷の繰り返しによる熱損失を防止できることにより、効率良い加熱が可能になるわけである。
従って、全スタンド中第1スタンドの投入電力(加熱能力)を最大にするとよい。また、可能な限り第1スタンドで前記外面側の温度をAc3変態点に到達させるとよいわけである。また、第1スタンドのみで前記外面側の温度をAc3変態点に到達させることができない場合は第2スタンドも活用して、急速加熱する加熱パターンをとると良い。前記外面側は、これらによって目標温度に早期に到達できて、設備長さが短くて済み、投入電力が少なくてランニングコストが小さくなり、効率的な電縫管製造が可能になるわけである。
The present invention focused attention on the temperature of the outer surface of the pipe welds to a temperature above the Ac 3 transformation point in the middle of the heating. In other words, if the outer surface temperature reaches the temperature exceeding the Ac 3 transformation point as quickly as possible, the number of stands required for heating can be reduced, and heat loss due to repeated heating and cooling by multiple stands can be prevented. Efficient heating is possible.
Therefore, it is preferable to maximize the input power (heating capacity) of the first stand among all the stands. Further, it is preferable that the temperature on the outer surface side reaches the Ac 3 transformation point by the first stand as much as possible. Further, when the temperature on the outer surface cannot reach the Ac 3 transformation point only by the first stand, the second stand is also used to take a heating pattern for rapid heating. By this, the outer surface side can reach the target temperature at an early stage, the equipment length is short, the input power is small, the running cost is low, and an efficient ERW pipe manufacturing is possible.
続いて、本発明者らは管溶接部の内面側の温度に着目した。前記外面側の温度を急速に上昇させると、前記内面側の温度が追随するのが難しいといわれており、従来は経験的にもこの加熱パターンをとることがためらわれたわけである。
そこで、本発明者らは、前記外面側の温度がAc3変態点を超えた後に前記内面側の温度を速やかに目標温度に到達させる方法を検討した。この検討の中で前記外面側がAc3変態点を超える温度に加熱された状態の管溶接部断面について、電磁場解析、伝熱解析および温度実測により磁束分布および温度分布を観察し、誘導加熱に与かる磁束はキュリー点以上の温度の領域を迂回することを見出した。すなわち、管を外面側から誘導加熱するためにキュリー点以上となる管溶接部の外面側には磁束が集中せずに、その内面側に磁束が集中し渦電流が発生して管溶接部が加熱される。その結果、管溶接部の肉厚中央と内面側が効率良く加熱されて、外面側の加熱が抑制されるために、管の内外面温度差は低減して、均一加熱が可能になるわけである。この効果を得るには、前記外面側の温度がキュリー点を超える、ある適正な温度に保たれるように、誘導加熱すればよい。
Subsequently, the present inventors paid attention to the temperature on the inner surface side of the pipe welded portion. If the temperature on the outer surface side is rapidly increased, it is said that it is difficult for the temperature on the inner surface side to follow. Conventionally, this heating pattern has been hesitantly taken.
Accordingly, the present inventors have studied how to reach quickly the target temperature the temperature of the inner surface side after the temperature of the outer surface is greater than the Ac 3 transformation point. In this study, magnetic flux distribution and temperature distribution were observed by electromagnetic field analysis, heat transfer analysis, and temperature measurement for the cross section of the pipe welded part with the outer surface heated to a temperature exceeding the Ac 3 transformation point, and this was used for induction heating. It was found that the magnetic flux bypasses the region of temperature above the Curie point. That is, in order to heat the tube from the outer surface side, the magnetic flux is not concentrated on the outer surface side of the tube welded portion which is higher than the Curie point, but the magnetic flux is concentrated on the inner surface side and eddy current is generated to Heated. As a result, the thickness center and the inner surface side of the welded portion of the pipe are efficiently heated, and the heating on the outer surface side is suppressed, so that the temperature difference between the inner and outer surfaces of the pipe is reduced and uniform heating becomes possible. . In order to obtain this effect, induction heating may be performed so that the temperature on the outer surface side is maintained at a certain appropriate temperature exceeding the Curie point.
本発明は、上述の知見に基づき、さらに検討を重ねてなされたものであり、以下のとおりである。
1. 管外面長手方向に誘導コイルを配置した高周波誘導加熱手段を複数スタンド、直列に配置した高周波誘導加熱装置に、電縫鋼管を送給し該管の外面側から該管の溶接部を誘導加熱する電縫鋼管溶接部の熱処理方法において、前記高周波加熱手段の第1スタンドの投入電力を全スタンド中最大とし、該第1スタンドで該第1スタンド出側の前記管溶接部の外面側の温度がAc3変態点を超えるように加熱するか、または前記第1スタンドおよびその次の第2スタンドで該第2スタンド出側の前記管溶接部の外面側の温度がAc3変態点を超えるように加熱し、前記管溶接部の外面側の温度がAc3変態点を超えたのちは、その後段の各スタンドで、前記管溶接部の外面側の温度がキュリー点を超える所定温度に保たれつつ同管溶接部の内面側が目標温度に達するように加熱することを特徴とする電縫鋼管溶接部の高効率熱処理方法。
The present invention has been made based on the above findings and has been further studied, and is as follows.
1. A plurality of high-frequency induction heating means having induction coils arranged in the longitudinal direction of the outer surface of the pipe are supplied to a plurality of high-frequency induction heating devices arranged in series, and an ERW steel pipe is fed and the welded portion of the pipe is induction-heated from the outer surface side of the pipe In the heat treatment method for the ERW steel pipe welded portion, the input power of the first stand of the high-frequency heating means is maximized among all the stands, and the temperature on the outer surface side of the pipe welded portion on the outlet side of the first stand is the first stand. Ac 3 or heated to exceed the transformation point, or so that the temperature of the outer surface of the pipe welding portions of the first stand and the second stand delivery side in the next second stand is more than Ac 3 transformation point After heating and the temperature on the outer surface side of the pipe welded portion exceeds the Ac 3 transformation point, the temperature on the outer surface side of the tube welded portion is maintained at a predetermined temperature exceeding the Curie point at each subsequent stage. The inner side of the welded part High efficiency heat treatment method of the electric resistance welded steel pipe welds, characterized in that heating to reach the temperature.
2. 前記目標温度をAc3変態点以上の温度とすることを特徴とする前項1に記載の電縫鋼管溶接部の高効率熱処理方法。 2. High efficiency heat treatment method of the electric resistance welded steel pipe welds according to item 1, characterized in that the said target temperature and Ac 3 transformation point or more of the temperature.
本発明によれば、電縫鋼管溶接部の靭性向上を安価で、効率よく、かつ安定して達成でき、産業上格段の効果を奏する。また、本発明によれば、誘導加熱装置(シームアニーラ)の設備長さが短くでき、熱処理が効率よく行え、投入電力を低減でき、製造コスト(ランニングコスト)を低減できるという効果もある。 According to the present invention, improvement in toughness of an ERW steel pipe welded portion can be achieved inexpensively, efficiently and stably, and there is a remarkable industrial effect. Moreover, according to this invention, the installation length of an induction heating apparatus (Seam Annealer) can be shortened, heat processing can be performed efficiently, input electric power can be reduced, and manufacturing cost (running cost) can also be reduced.
本発明では、対象とする電縫鋼管を、高周波誘導加熱手段が複数スタンド、直列に配置された高周波誘導加熱装置に送給し、該電縫鋼管の溶接部の熱処理を行なう。ここで使用する高周波誘導加熱装置11は、図2(a)に示すように、スクイズロール4の出側に配設することが、生産性向上の観点から好ましい。本発明で使用する高周波誘導加熱装置11は、図2(b)に示すように、高周波誘導加熱手段(スタンド)11aを複数基(複数スタンド)、直列に配置した構成とする。また、高周波誘導加熱手段11aは、被加熱体である電縫鋼管の管外面長手方向に誘導コイルを有し、管外面側から溶接部およびその周辺に誘導電流を発生させて、溶接部を局部加熱可能な構成とする。なお、各スタンド11aの出側には、電縫鋼管溶接部(略して管溶接部)の外面側の温度を計測しうる温度計12を配置することが好ましい。また、各スタンド11aは、所望の周波数に随時適合可能なように周波数可変装置(図示せず)を備えることが好ましい。
In the present invention, the target ERW steel pipe is fed to a high frequency induction heating apparatus in which a plurality of high frequency induction heating means are arranged in series, and heat treatment is performed on the welded portion of the ERW steel pipe. As shown in FIG. 2A, the high-frequency
本発明では、高周波加熱手段11aの第1スタンドの投入電力を全スタンド中最大とする。そして、該第1スタンドで該第1スタンド出側の前記管溶接部の外面側の温度がAc3変態点を超えるように加熱する。あるいは、前記第1スタンドおよびその次の第2スタンドで該第2スタンド出側の前記管溶接部の外面側の温度がAc3変態点を超えるように加熱する。このような急速な加熱を行うスタンド(第1スタンドあるいはさらに第2スタンド)における周波数、投入電力量は、第1スタンドの投入電力を全スタンド中最大とすること以外は特に限定されず、外面側が効率よく目標温度に到達できるように調整すればよい。ここで、Ac3変態点は、鋼組成から予測式(例えば、(社)日本金属学会編:改訂3版金属データブック、p.152、平成5年3月25日、丸善発行)で予測した値、あるいは実験で測定した値を用いる。この予測あるいは実測には厳密には管溶接部の組成を用いるべきであるが、管の母材組成と溶接部組成との相違が無視できる程度であれば、母材組成を用いてもよい。 In the present invention, the power input to the first stand of the high-frequency heating means 11a is maximized among all the stands. Then, the temperature of the outer surface of the pipe welding portion of the first stand delivery side by the first stand is heated to exceed the Ac 3 transformation point. Alternatively, the first stand and the next second stand are heated so that the temperature on the outer surface side of the tube welded portion on the second stand exit side exceeds the Ac 3 transformation point. The frequency and input power amount of the stand that performs such rapid heating (the first stand or the second stand) are not particularly limited except that the input power of the first stand is the maximum among all the stands, and the outer surface side is Adjustment may be made so that the target temperature can be reached efficiently. Here, the Ac 3 transformation point was predicted from the steel composition by a prediction formula (for example, edited by the Japan Institute of Metals: 3rd edition metal data book, p.152, published on Mar. 25, 1993). Use the value or the value measured experimentally. Strictly speaking, the composition of the pipe weld should be used for this prediction or measurement, but the base material composition may be used as long as the difference between the pipe base material composition and the weld composition is negligible.
なお、スタンド11a出側の管溶接部の外面側の温度は、当該スタンド出側に配置した温度計12により計測するとよい。この温度計12の計測温度と目標温度とのずれがなくなるようにスタンドの周波数や投入電力を調整することで、高精度な急速加熱が可能である。
次いで、スタンド出側の前記管溶接部の外面側の温度がAc3変態点を超えたスタンド(第1スタンドまたは第2スタンド)より後段のスタンドでは、前記管溶接部の外面側の温度がキュリー点を超える所定温度に保たれつつ同管溶接部の内面側が目標温度に達するように加熱する。
Note that the temperature on the outer surface side of the pipe welded portion on the exit side of the
Then, stand in the outlet side the tube stand temperature of the outer surface side exceeds the Ac 3 transformation point of the weld (the first stand or the second stand) than subsequent stand, the temperature of the outer surface of the pipe weld Curie Heating is performed so that the inner surface side of the pipe weld reaches the target temperature while being maintained at a predetermined temperature exceeding the point.
このような加熱を行うには、外面側がキュリー点以上に加熱された状態の管溶接部を、さらに外面側から周波数および投入電力を違えて誘導加熱する過程について、電磁場解析および伝熱解析(例えば文献:鉄と鋼、vol93、No.5(2007)、P373〜378参照)により管溶接部断面内の温度分布と磁束密度分布を計算し、その計算結果から、可及的に小さい投入電力下で磁束密度が内面側に最も効果的に集中する状態になる外面側の温度を求めてこれを前記所定温度とし、かかる状態に対応した周波数および投入電力の組み合わせを、前記後段のスタンドに設定してやればよい。 In order to perform such heating, an electromagnetic field analysis and a heat transfer analysis (for example, a process of induction heating a tube welded portion in which the outer surface side is heated to the Curie point or more from the outer surface side with different frequency and input power) (for example, Literature: Iron and steel, vol93, No.5 (2007), see P373-378) Calculate the temperature distribution and magnetic flux density distribution in the cross section of the pipe weld. From the calculation results, the input power is as low as possible. Then, the temperature on the outer surface side where the magnetic flux density is most effectively concentrated on the inner surface side is obtained, and this is set as the predetermined temperature, and the combination of the frequency and input power corresponding to the state is set in the rear stage stand. That's fine.
なお、管溶接部の内面側の目標温度は、外面側と同じくAc3変態点以上の温度とすることが、溶接部靭性をさらに向上できて好ましい。 The target temperature of the inner surface side of the pipe welds, be the outer surface side Like Ac 3 transformation point or above the temperature, preferably made further improve the weld toughness.
質量%で、0.05%C-0.2%Si-1.4%Mn系の熱延鋼帯(Ac3変態点:860℃)を、図1に示すような、アンコイラー6、レベラー7、ロール成形機2、高周波溶接機3、スクイズロール4、サイザー9等を有する造管機で、電縫鋼管(外径600φmm×肉厚25.4mm)とした。ついで、これら電縫鋼管を被処理材として、図2に示すような、シームアニーラ(高周波誘導加熱装置)11を用いて、管溶接部の熱処理を行なった。なお、使用したシームアニーラ11は、7スタンドの高周波誘導加熱手段11aを配し、各スタンド出側に管溶接部の外面側の温度測定用の温度計12を配置した。これら温度計12を用いて、各スタンド出側の管溶接部の外面側の温度を測定した。
(従来例)
まず、被処理材の管溶接部外面側の到達温度が目標の880℃となるように、各スタンドの投入電力を、従来どおり(操業経験のまま)各スタンドの効率がほぼ均等になるように調整して、熱処理を行なった結果、5スタンドで管溶接部外面側の温度が目標温度に到達した。その後に、第5スタンド出側で一旦、外面側の温度をAc3変態点以下まで冷却し、再び、第6スタンドから加熱した結果、さらに2スタンドの加熱で管溶接部の内面側の温度が目標のAc3変態点を超える880℃に到達した。すなわち、合計7スタンドの高周波誘導加熱手段の利用で、管溶接部の外面側および内面側を目標温度に到達させることができた。
(本発明例)
シームアニーラ11の第1スタンドの投入電力を全スタンド中最大として、この第1スタンドに加え、第2スタンドを援用して、管溶接部およびその周辺を急速加熱し、第2スタンド出側の管溶接部の外面温度をAc3変態点(860℃)を超える目標温度(880℃)に到達させた。引き続き、中間冷却を行うことなく、第3スタンド以降のスタンドにより、管溶接部の外面側の温度が、伝熱解析および電磁場解析から得た、可及的に小さい投入電力で内面側に磁束が最も集中する管溶接部の外面側の温度(キュリー点以上)となるように、高周波誘導加熱手段11aの使用周波数および投入電力を調整して、被処理材に熱処理を施した。その結果、3スタンドの追加のみで、管溶接部の内面側の温度がAc3変態点を超える目標温度(880℃)に到達した。すなわち、合計5スタンドの高周波誘導加熱手段の利用で、管溶接部の外面側および内面側を目標温度に到達させることができた。
A 0.05% C-0.2% Si-1.4% Mn hot-rolled steel strip (Ac 3 transformation point: 860 ° C.) in mass%, as shown in FIG. 1, uncoiler 6, leveler 7,
(Conventional example)
First, the power input to each stand is set so that the target temperature reaches the target 880 ° C, so that the efficiency of each stand is almost the same as before (with operation experience). As a result of adjusting and heat-treating, the temperature on the outer surface side of the pipe welded portion reached the target temperature with 5 stands. Thereafter, once the fifth stand delivery side, to cool the temperature of the outer surface to below Ac 3 transformation point, again, as a result of the heating from the sixth stand, further temperature of the inner surface side of the pipe weld at
(Example of the present invention)
The power input to the first stand of the
上記各例の熱処理後の管溶接部についてシャルピー衝撃を行い、靭性を評価した。試験方法は次のとおりとした。
(シャルピー衝撃試験)
得られた電縫鋼管の溶接部から、JIS Z 2242の規定に準拠して、衝撃試験片(Vノッチ試験片)を採取した。試験片の採取位置は、管長手方向の異なる10箇所で、試験片長さ方向を管周方向に平行とし、試験片ノッチ位置を溶接部中心として、管溶接部の外面側および内面側からそれぞれ1本ずつ採取した。これら試験片を用いて、JIS Z 2242の規定に準拠して、試験温度:−46℃でシャルピー衝撃試験を実施し、吸収エネルギーおよび脆性破面率を求めた。
Charpy impact was performed on the pipe welds after the heat treatment in each of the above examples to evaluate toughness. The test method was as follows.
(Charpy impact test)
An impact test piece (V-notch test piece) was collected from the welded portion of the obtained ERW steel pipe in accordance with the provisions of JIS Z 2242. The test specimens were collected at 10 different locations in the longitudinal direction of the pipe. The test specimen length direction was parallel to the pipe circumferential direction, the test specimen notch position was the weld center, and 1 each from the outer surface side and the inner surface side of the pipe welded portion. Samples were collected one by one. Using these test pieces, a Charpy impact test was performed at a test temperature of −46 ° C. in accordance with the provisions of JIS Z 2242 to determine the absorbed energy and the brittle fracture surface ratio.
内面側の吸収エネルギーおよび脆性破面率(いずれも10本の平均値)を表1に示す。外面側については内面側と同等または内面側よりやや良好な値であった。 Table 1 shows the absorbed energy and the brittle fracture surface ratio (both average values for both) on the inner surface side. On the outer surface side, the value was the same as or slightly better than the inner surface side.
本発明例では、従来例に比べ少ないスタンド数の高周波誘導加熱手段の利用で管溶接部の内外面をAc3変態点(860℃)を超える目標温度に到達でき、本発明によれば、高周波誘導加熱手段のスタンド数を低減することが可能となる。
また、本発明例では、吸収エネルギー値が高く、脆性破面率が低く靭性に優れた管溶接部となっており、信頼性の高い製品管となっている。一方、従来例では、吸収エネルギー値が低く、脆性破面率が高く溶接部靭性が低下して、信頼性の低い製品管となっている。
In the present invention example, it is possible to reach the target temperature exceeding the Ac 3 transformation point (860 ° C.) on the inner and outer surfaces of the pipe welded portion by using high frequency induction heating means having a smaller number of stands than in the conventional example. It is possible to reduce the number of the induction heating means.
Moreover, in the example of this invention, it is a pipe weld part with a high absorbed energy value, a low brittle fracture surface ratio, and excellent toughness, resulting in a highly reliable product pipe. On the other hand, in the conventional example, the absorbed energy value is low, the brittle fracture surface ratio is high, and the weld zone toughness is lowered, resulting in a product pipe with low reliability.
1 鋼帯
2 ロール成形機
3 高周波溶接機
4 スクイズロール
5 鋼管(電縫鋼管)
6 アンコイラ
7 レベラー
8 ビード切削機
9 サイザー
10 管切断機
11 シームアニーラ(高周波誘導加熱装置)
11a 高周波誘導加熱手段(スタンド)
12 温度計
1
6 Uncoiler 7 Leveler 8
10 pipe cutting machine
11 Seam Annealer (High Frequency Induction Heater)
11a High frequency induction heating means (stand)
12 Thermometer
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007272113A JP5303895B2 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Efficient heat treatment method for ERW steel pipe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007272113A JP5303895B2 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Efficient heat treatment method for ERW steel pipe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009097059A true JP2009097059A (en) | 2009-05-07 |
JP5303895B2 JP5303895B2 (en) | 2013-10-02 |
Family
ID=40700338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007272113A Expired - Fee Related JP5303895B2 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Efficient heat treatment method for ERW steel pipe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5303895B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60116725A (en) * | 1983-09-24 | 1985-06-24 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Continuous local heat treatment of steel pipe |
JPS60248820A (en) * | 1984-05-24 | 1985-12-09 | Kawasaki Steel Corp | Induction heater train for weld zone of electric welded steel pipe |
JPH0234723A (en) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Nippon Steel Corp | Method for heat-treating seam of seam welded pipe |
-
2007
- 2007-10-19 JP JP2007272113A patent/JP5303895B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60116725A (en) * | 1983-09-24 | 1985-06-24 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Continuous local heat treatment of steel pipe |
JPS60248820A (en) * | 1984-05-24 | 1985-12-09 | Kawasaki Steel Corp | Induction heater train for weld zone of electric welded steel pipe |
JPH0234723A (en) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Nippon Steel Corp | Method for heat-treating seam of seam welded pipe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5303895B2 (en) | 2013-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5999284B1 (en) | High-strength thick-walled electric resistance welded steel pipe for conductor casing for deep well and manufacturing method thereof, and high-strength thick-walled conductor casing for deep well | |
JP5223511B2 (en) | Steel sheet for high strength sour line pipe, method for producing the same and steel pipe | |
JP6015879B1 (en) | High-strength thick-walled electric resistance welded steel pipe for conductor casing for deep well and manufacturing method thereof, and high-strength thick-walled conductor casing for deep well | |
JP2011094231A (en) | Steel sheet having low yield ratio, high strength and high toughness, and method for manufacturing the same | |
JP2015190026A (en) | Thick high strength electroseamed steel pipe for linepipe and manufacturing method therefor | |
JP4676421B2 (en) | Laser welding method for continuous manufacturing process | |
JP5167830B2 (en) | High-efficiency heat treatment method for ERW steel pipe welds | |
JP2005023423A (en) | Method for producing low-yield-ratio high-strength high-toughness steel sheet | |
JP5233388B2 (en) | Heat treatment equipment for welded parts of ERW pipe | |
JP5303887B2 (en) | Heat treatment method for ERW steel pipe | |
JP5320750B2 (en) | Heat treatment method for ERW steel pipe | |
JP5303895B2 (en) | Efficient heat treatment method for ERW steel pipe | |
Hordych et al. | Phase transformations in a boron-alloyed steel at high heating rates | |
JP6390677B2 (en) | Low carbon martensitic stainless steel welded pipe and method for producing the same | |
JP5233389B2 (en) | Heat treatment equipment for welded parts of ERW pipe | |
Das et al. | Metallurgical investigation of welding wire rod grade during processing | |
JP3473589B2 (en) | ERW steel pipe and manufacturing method thereof | |
JP2005089785A (en) | Method for manufacturing high-tensile-strength steel sheet | |
JP7211566B1 (en) | High-strength hot-rolled steel sheet and manufacturing method thereof, and high-strength electric resistance welded steel pipe and manufacturing method thereof | |
JP6947332B1 (en) | Electric pipe and its manufacturing method | |
WO2021065493A1 (en) | Rectangular steel pipe and method for manufacturing same, and building structure | |
JP5233902B2 (en) | Fracture suppression method for steel strip weld seam in the manufacture of ERW welded steel pipe | |
JP2019031698A (en) | Thick-wall electric resistance welded steel pipe and method of producing the same | |
JP3242040B2 (en) | Manufacturing method of high carbon steel ERW steel pipe for machine structure | |
Shajan et al. | Effect of Pearlite Banding and Weld Texture on Wheel Rim Failure in Resistance Upset Butt Welding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100823 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121225 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130218 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130528 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130610 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5303895 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |