JP2011125921A - 溶接継手部のクリープ強度向上構造 - Google Patents
溶接継手部のクリープ強度向上構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011125921A JP2011125921A JP2009289418A JP2009289418A JP2011125921A JP 2011125921 A JP2011125921 A JP 2011125921A JP 2009289418 A JP2009289418 A JP 2009289418A JP 2009289418 A JP2009289418 A JP 2009289418A JP 2011125921 A JP2011125921 A JP 2011125921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weld
- welded joint
- welded
- groove
- base material
- 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
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
【解決手段】高強度耐熱厚肉配管円周部の溶接継手部1構造において、前記溶接継手部1の開先部位に多層盛りによる溶接余盛部5を形成し、前記溶接余盛部5と、該溶接余盛部5の周辺の母材2,21を板厚方向に研削して、配管表面の応力集中が発生し易い部位を排除するようにした。
【選択図】図1
Description
そのため、長時間使用に伴い、溶接部のクリープ損傷の定期的な検査が求められ、損傷が大きい場合には、管取替が必要となる。また、十分な寿命を持たせるために、配管を厚肉化する必要があり、コスト高になっている。
その対応技術として、特許文献1 特開平3−153828号公報が公開されている。
また従来から、溶接熱影響部の表面部付近のところで高い応力が発生することが試験結果から知られている。
図6は溶接継手部8を示し、母材9及び91に引張力を作用させ、溶接熱影響部11の表面部付近α部に高い応力が発生して、亀裂が発生し始めた時に作用力を解除したものである。ここで、表面部付近α部に高い応力が発生する理由は、溶接熱影響部が母材に比べてクリープ強度が弱く、また、付近の溶接融合部形状が不連続な形状となっているため、応力集中が発生するためである。
10は溶接材料を示す。
このように、小さな亀裂がいったん発生すると、亀裂の先端部で著しい応力の集中が発生するとともに、作用荷重一定の場合、溶接継手の板厚方向の有効断面積に応じて作用応力が増加するので、亀裂の進展が加速され、次第に亀裂が大きくなり、破断に至る。
尚、図1は溶接継手部1を解り易くするため模式的に表示してある。
図1(A)は母材2と母材21を溶接材料3にて溶接して、溶接不良(アンダーカットなど)を防止するために、溶接余盛り部5が形成されている。
ところが、この状態では従来と同じで、β部には溶接余盛り部5によって溶接融合部の形状不連続部γ(溶接時に溶融することによる開先面の形状の消失)が発生し、該部には溶接の応力集中部が発生しやすい状態となっている。
尚、削除する深さdは本実施形態では母材2,21の表面から約3mmであった。
これは、形状不連続部γの高い応力が発生する部分を取除くだけなので、母材の厚さによるものではない。
図2(A)は一般的に使用されている開先9の断面が略V字状に形成されている。
これは、は母材6及び61に引張力が作用した場合に、開先9の傾斜に沿って剪断応力が作用して強度が落ちる。
この対応策として、図2(B)の開先形状10とした。開先形状10の断面は母材6及び61の表面と略直角に近い平行部分を板厚tの略中間部まで延在させ、中間部から開先10の中心側へ傾斜させ、板厚の他面側近傍で半円状に形成されている。
本実施形態の場合、前記平行部分を板厚の中間部分としたが、溶接条件及び、使用条件により、前記平行部分の長さを適宜変更するとよい。
さらに、前記傾斜角度を12°で実施したが、使用条件により、前記平行部分の長さを適宜変更するとよい。
尚、溶接熱影響部8の板厚内部には引張力のほかに剪断力等が作用する。
図4は試験片として使用した高Crフェライト鋼配管の成分規格である。(表示は重量%)
一覧表中の「火SCMV28」は「発電用火力設備の技術基準の解釈」で定められたボイラ用9Cr鋼であることを示す。
図5は試験に使用した試験片の形状で(A)が平面図を示し、(B)がその側面図を示す。
尚、図3の「開先形状」については、図2の(A);V字形状、(B);垂直に相当し、図3の表では(1)から(7)までが(A);V字形状、(8)から(10)までが(B);垂直になっている。
(a)外面研削(溶接余盛り71、溶接熱影響部8及び母材6,61に及ぶWの範囲を深さdまで研削する)の効果
(1)と(2);外面研削(3mm削除によりt32⇒t29)して作用荷重一定の場合、応力増加を伴うがクリープ破断までの時間が991.2⇒1030.7時間に延長する。
(1)と(3);外面研削を考慮して、応力を同じにした場合はクリープ破断までの時間が991.2⇒1221.5時間に延長する。
(1)と(4);外面研削量増大(3mm⇒6mm)にすると、作用荷重一定の場合、応力が増加して、クリープ破断までの時間が991.2⇒458.7時間に短縮する。
(1)と(5);外面研削なしで板厚を変え、作用応力を同じにした場合には991.2⇒1003.5時間となり、略同等
(5)と(6);板厚を大きくし、外面研削(3mm削除によりt60⇒t57)をして荷重一定の場合、応力増加を伴うがクリープ破断までの時間が1003.5⇒1369.0時間に延長する。
(5)と(7);板厚が大きくなると、作用荷重一定の場合、外面研削量増大(3mm⇒6mm)にしても、クリープ破断までの時間が1003.5⇒1230.4時間に延長する。
また、外面研削量は板厚に関係ないことも判明した。
(1)と(8)及び(9);開先形状変更を採用し、外面研削無しの場合、作用応力が同じ場合にはクリープ破断までの時間が991.2⇒1115.6及び1159.9時間に延長する。
(5)と(10);(10)に外面研削と開先形状変更を採用し、作用荷重を同じにした場合には、クリープ破断までの時間が1003.5⇒1459.9時間に延長する。
従って、前記溶接継手部の溶接余盛りと、その周辺を研削することと、開先断面の開口側の角度は母材の表面と略直角に近い角度になるような形状とするとよい。
2、21 母材
3 溶接材料
4 溶接熱影響部
5 溶接余盛り
Claims (2)
- 高強度耐熱厚肉配管円周部の溶接継手部構造において、前記溶接継手部の開先部位に多層盛りによる溶接余盛部を形成し、前記溶接余盛部と、該溶接余盛部の周辺の母材を板厚方向に研削して、配管表面の応力集中が発生し易い形状不連続部位を排除するようにしたことを特徴とする溶接継手部構造。
- 前記溶接継手部の開先形状は、前記母材の面に添った作用応力に対し、前記開先形状の開先入口部の溶接熱影響部が、前記母材の表面に対し直角方向に近くなるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の溶接継手部構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009289418A JP5337014B2 (ja) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | 溶接継手部のクリープ強度向上構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009289418A JP5337014B2 (ja) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | 溶接継手部のクリープ強度向上構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011125921A true JP2011125921A (ja) | 2011-06-30 |
JP5337014B2 JP5337014B2 (ja) | 2013-11-06 |
Family
ID=44289087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009289418A Active JP5337014B2 (ja) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | 溶接継手部のクリープ強度向上構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5337014B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104043910A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-09-17 | 母荣兴 | 基于应变设计地区大变形钢管的一种焊接接头 |
CN111656182A (zh) * | 2018-02-14 | 2020-09-11 | 三菱日立电力系统株式会社 | 工厂设备的检查方法 |
CN113732554A (zh) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 基于气体保护药芯焊丝的低碳微合金钢焊接性评估方法 |
CN113732550A (zh) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 基于细丝气体保护焊接的低碳微合金钢焊接性评估方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106568655B (zh) * | 2016-10-28 | 2019-04-12 | 沈阳工业大学 | 一种预测耐热合金蠕变寿命的方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03153828A (ja) * | 1989-11-09 | 1991-07-01 | Nippon Steel Corp | 溶接部のクリープ強度改善方法 |
JPH05293661A (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-09 | Nippon Steel Corp | 耐食性の優れたクラッド鋼管の製造法 |
JPH06320278A (ja) * | 1993-04-12 | 1994-11-22 | Nippon Steel Corp | 空気焼入れ性継目無鋼管用鋼片の製造法 |
JPH09141443A (ja) * | 1995-11-17 | 1997-06-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 低合金鋼多層溶接方法 |
JPH1076388A (ja) * | 1996-09-03 | 1998-03-24 | Babcock Hitachi Kk | フェライト系耐熱鋼管の溶接構造 |
JPH11320097A (ja) * | 1998-05-11 | 1999-11-24 | Babcock Hitachi Kk | 高Crフェライト鋼の溶接継手構造 |
JP2008238190A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 配管の残留応力改善方法 |
-
2009
- 2009-12-21 JP JP2009289418A patent/JP5337014B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03153828A (ja) * | 1989-11-09 | 1991-07-01 | Nippon Steel Corp | 溶接部のクリープ強度改善方法 |
JPH05293661A (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-09 | Nippon Steel Corp | 耐食性の優れたクラッド鋼管の製造法 |
JPH06320278A (ja) * | 1993-04-12 | 1994-11-22 | Nippon Steel Corp | 空気焼入れ性継目無鋼管用鋼片の製造法 |
JPH09141443A (ja) * | 1995-11-17 | 1997-06-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 低合金鋼多層溶接方法 |
JPH1076388A (ja) * | 1996-09-03 | 1998-03-24 | Babcock Hitachi Kk | フェライト系耐熱鋼管の溶接構造 |
JPH11320097A (ja) * | 1998-05-11 | 1999-11-24 | Babcock Hitachi Kk | 高Crフェライト鋼の溶接継手構造 |
JP2008238190A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 配管の残留応力改善方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104043910A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-09-17 | 母荣兴 | 基于应变设计地区大变形钢管的一种焊接接头 |
CN111656182A (zh) * | 2018-02-14 | 2020-09-11 | 三菱日立电力系统株式会社 | 工厂设备的检查方法 |
CN113732554A (zh) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 基于气体保护药芯焊丝的低碳微合金钢焊接性评估方法 |
CN113732550A (zh) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 基于细丝气体保护焊接的低碳微合金钢焊接性评估方法 |
CN113732550B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-09-16 | 宝山钢铁股份有限公司 | 基于细丝气体保护焊接的低碳微合金钢焊接性评估方法 |
CN113732554B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-09-16 | 宝山钢铁股份有限公司 | 基于气体保护药芯焊丝的低碳微合金钢焊接性评估方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5337014B2 (ja) | 2013-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106232279B (zh) | 阶梯式设计焊缝接头坡口 | |
JP5337014B2 (ja) | 溶接継手部のクリープ強度向上構造 | |
JP5953272B2 (ja) | ボイラ用メンブレンパネルの溶接部の予防保全補修方法 | |
JP5996789B2 (ja) | 鋳鋼部材の補修方法 | |
Polezhayeva et al. | Fatigue performance of friction stir welded marine grade steel | |
Rao et al. | Review on residual stresses in welded joints prepared under the influence of mechanical vibrations | |
CN116174978A (zh) | 用于焊接导管连接件以用于高温应用的工艺 | |
JP2008137024A (ja) | 疲労強度に優れた溶接継手 | |
JP2007021530A (ja) | 鋳鋼品の溶接補修方法及び溶接補修部を有する鋳鋼品 | |
JP2007044698A (ja) | 溶接構造物及び構造物の溶接方法 | |
JP4929096B2 (ja) | 配管の肉盛溶接方法 | |
JP2012170964A (ja) | 高クロム鋼材の溶接方法および溶接継手 | |
JP6740805B2 (ja) | 溶接方法、溶接継手の製造方法および溶接継手 | |
JP6380672B2 (ja) | 溶接接合部およびその製造方法 | |
STŘÍLKOVÁ et al. | Creep failure characteristics in P23/P91 dissimilar welds | |
El-Batahgy et al. | Creep failure of cracking heater at a petrochemical plant | |
RU2611609C2 (ru) | Кольцевое сварное соединение магистральной трубы, способ получения кольцевого сварного соединения магистральной трубы и магистральная труба | |
JP4461031B2 (ja) | 補修溶接方法及び補修溶接部材 | |
Wei et al. | Stress Induced Fracture Transition in High-Temperature 9% Cr–CrMoV Dissimilar Welded Joint | |
Manteghi et al. | Fatigue performance of friction welds manufactured both in air and underwater | |
Algahtani et al. | Effect of Fiber YAG Laser Parameters on the Microstructural and Mechanical Properties of High Strength Low-Alloy Steel | |
JP3627684B2 (ja) | 高炉炉体鉄皮の部分補修方法 | |
Laily et al. | Effect of Repetitive Rework on Tensile Testing of Dissimilar Austenitic Stainless Steel Pipes using GMAW Orbital Welding | |
Rampat et al. | Improving the Weld Procedure for Aged HP-Mod Alloy Reformer Tubes | |
Rantala et al. | Creep performance of welded pipe material made of 7CrMoVTiB10-10 (T/P24) steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120113 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130430 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130611 |
|
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: 20130709 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130802 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5337014 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |