JP2678230B2 - 溶接部の熱処理方法 - Google Patents
溶接部の熱処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は熱交換器の溶接部の熱処理方法に係わり、特
に高速増殖炉、火力ボイラー又は化学プラント用の熱交
換器の高クロム鋼の溶接部の熱処理方法に関する。 〔従来の技術〕 熱交換器の構造は一般的に第３図に示すように熱交換
器１に管板３が固定され、その管板３に伝熱管２が溶接
されている。管内流体は管内流体入口11から入って伝熱
管２の内を通って、管外流体から熱を供給されて昇温し
た伝熱管から熱を吸収して管内流体出口12から出る。一
方、管外流体が管外流体入口13から入って伝熱管２の間
を通過しながら伝熱管２に熱を供給して管外流体出口14
から出る。 この熱交換器１の伝熱管２と管板３との一般的な溶接
継手を第4A図〜第4D図に示す。 第4A図に示された、管板の外側に設けたハブと伝熱管
との隅肉溶接継手では、ティグ溶接は容易に出来るが、
溶接部の肉厚が均一でないため溶接後の熱処理の温度コ
ントロールが容易でない。 第4B図、第4C図に示す、伝熱管と管板との隅肉溶接継
手では、溶接時の温度分布の均衡をとるのが容易でな
く、また溶接後の熱処理においても溶接継手の熱処理温
度を均一なるようにコントロールするのが容易でない。 第4D図に示す、管板の内側に設けたハブと伝熱管との
突合せ溶接継手では、この溶接継手に適用できる従来か
ら使用されている特別な寸法のティグ溶接装置を用いる
ことにより、溶接時に溶接部の温度分布の均衡をとるの
が容易で品質の高い溶接部が得やすく、溶接後の熱処理
において溶接継手の熱処理温度を均一になるようにコン
トロールし易すい。 ここで溶接継手は溶接部を含む、溶接残留応力の発生
する領域を示し、溶接部は溶接金属と、溶接金属に隣接
して溶接熱により組織の変化した溶接熱影響部とを含
む。 溶接金属の組織は積層数によって大きな差が出るが、
その溶接金属の積層数の影響に関する説明図を第5A図〜
第5D図に示す。 第5A図、第5B図に、管板の外側に設けたハブ3aと伝熱
管２とを溶加材を用いてティグ溶接を行った場合を示す
が、第5A図は１層盛りの場合であって粗粒組織である原
質部のみであり、第5B図は２層盛りの場合であって、２
層目の溶接ビードの溶接熱により１層目ビードの一部が
Ac3変態点以上の温度域に再加熱されて再結晶化が促進
されて、細粒化された組織となる。 第5C図、第5D図に、管板の内側に設けたハブ3aと伝熱
管２とを突合せ溶接を行った場合を示すが、第5C図は溶
加材の使用の有無にかかわらずティグ溶接による１層盛
りの場合であって粗粒組織である原質部のみであり、第
5D図は溶加材を用いるティグ溶接による２層盛りの場合
であって、第5B図の場合と同様に一部細粒部を含む。 一般に低合金鋼からなる溶接継手部は溶接のまま（以
後As−Weldと略称する）、又は溶接後熱処理（以後PWHT
と略称する）が行なわれて使用される。 クロム0.5〜2.5重量％程度の低合金鋼の場合、その溶
接金属の組織はベーナイト組織であり、As−Weld及びPW
HTいずれかの状態でも溶接金属の靭性値（一般にシャル
ピー衝撃試験による吸収エネルギー:kg・ｍで評価す
る）は０℃で10〜20kg・ｍと高い靭性値を有しており、
耐圧試験や運転中の比較的低温領域で発生しうる脆性破
壊に対し高い安全を有している。熱交換器において伝熱
管の板厚を薄くして伝熱効率を上げることを目的とし
て、増殖炉の実験炉、将来の実用炉等に使用される予定
の熱交換器では、クリープ強度の高い９％クロム系鋼の
検討が進められている。 ９％クロム系鋼は工業的には熱交換器として使用され
た例はほとんどないが、火力用ボイラー等の管や伝熱管
では使用実績であり、それらのデータによれば９％クロ
ム系鋼は金属組織的にはマルテンサイト組織であり、そ
の溶接金属の靭性値は溶接方法によってバラツキはある
が０℃で３〜10kg・ｍ程度と低いレベルにある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 主要成分としてクロム8.0〜10.0重量％、モリブデン
0.8〜1.2重量％を含有する高クロム系鋼からなる熱交換
器の伝熱管と、前記高クロム鋼からなる管板との溶接で
は、１〜３層盛りのティグ溶接方法が用いられるが、１
層盛りの場合の溶接金属はすべて原質部で、結晶粒の粗
いマルテンサイト組織のみであって、その靭性値はきわ
めて低くなるという特徴があり、２〜３層盛りの場合も
その溶接金属は次層ビードの溶接熱により細粒化される
部分は少なく、大部分が靭性値の低い原質部で占められ
ている。 従って、前記伝熱管と前記管板との溶接部の靭性種
は、As−Weldでは低い値を示すという問題がある。 本発明の目的は、上記の問題点を消除した、溶接部の
靭性値を高くする、熱交換器の伝熱管と管板との前記高
クロム鋼からなる溶接部の熱処理方法を提供することに
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の目的は、主要成分としてクロム8.0〜10.0重
量％、モリブデン0.8〜1.2重量％を含有する高クロム鋼
からなる熱交換器の伝熱管と、前記高クロム鋼からなる
ハブを有する管板とを溶接して溶接部が形成され、その
溶接部が前記高クロム鋼と同じ主要成分を有する熱交換
器の溶接部の熱処理方法において、前記ハブは前記伝熱
管と同一の口径と肉厚を有するものとし、このハブに前
記伝熱管を突合せ溶接し、この溶接部を900〜960℃に急
速に加熱して常温へ急速に冷却した後、前記溶接部及び
前記溶接部に隣接する溶接残留応力領域を700〜760℃に
加熱することを特徴とする溶接部の熱処理方法を提供す
ることにより達成される。 〔作用〕 熱交換器の伝熱管と管板との溶接部において、伝熱管
と管板のハブの口径と肉厚とを相互に同一にすることに
より、均一な肉厚の溶接部を形成することを容易にする
とともに、溶接部の熱処理において、900〜960℃への急
速加熱あるいは700〜760℃への加熱時の温度制御を容易
にする。 伝熱管と管板のハブとを溶接部を900〜960℃に急速に
加熱することにより、溶接部以外の領域の昇温が極力押
えられたまま溶接部がAc3変態点以上の温度域である900
〜960℃に昇温し、その昇温した溶接部は再結晶化しか
つオーステナイト組織に変態するとともに溶接部残留応
力が除去される。 溶接部を900〜960℃の温度域から常温へ急速に冷却す
ることにより、溶接部はマルテンサイト組織に変態する
とともに、溶接部の粗い結晶粒は細粒化される。 次いで溶接部を700〜760℃へ加熱することによりマル
テンサイト組織は焼戻されて安定した組織の焼戻しマル
テンサイト組織となり、溶接部の靭性値を高めるととも
に更に溶接残留応力を除去する。 〔実施例〕 本発明の実施例として熱交換器の伝熱管と管板の鋼材
として用いたクロム8.0〜10.0重量％（以下％と省略す
る）。モリブデン0.8〜1.2％を主要成分とする高クロム
鋼は、クロム、モリブデン以外に例えば次の成分組成を
含んでいる。即ち、炭素0.08〜0.12％、マンガン0.3〜
0.6％、ニッケル0.4％以下、アルミニウム0.04％以下、
燐0.02％以下、硫黄0.010％以下、シリコン0.2〜0.5
％、バナジウム0.1〜0.3％、ニオブ0.05〜0.1％、窒素
0.03〜0.07を含有し、残量は鉄である。 熱交換器の伝熱管２と管板３とを溶接する時溶接部４
と溶接残留応力領域９とを包含する溶接継手部の温度分
布の均衡をとるためと、溶接継手部の熱処理時の温度分
布を均一にするためとにより、本発明では第１図に示す
ように、管板３に伝熱管２と同一の口径、肉厚を有する
ハブ3aを設け、そのハブ3aの長さは伝熱管２とハブ3aと
の溶接部４の熱処理温度が均一になるのに必要な長さと
する。 伝熱管２とハブ3aとを突合せて溶加材を用いないでデ
ィグ溶接を行い、肉厚の均一な溶接部が得られる。ここ
で用いたティグ溶接は溶接トーチの先端から流出するア
ルゴンガス等の不活性ガスによるシールドガスの中で、
負極のタングステン電極と正極の母材との間にアークを
発生させて母材を溶融し、必要によっては溶加材をアー
ク中へ挿入して溶融させて溶接金属を形成する溶接方法
であって、空気の遮断されたシールドガス中で溶接する
ので溶融金属が窒化、酸化することがないため、溶接部
が高い品質を必要とする場合によく用いられる溶接方法
である。 伝熱管２と管板のハブ3aとを溶接後、溶接部４の内表
面近傍に高周波ヒーター６を、溶接部周辺の溶接残留応
力領域９の内表面近傍には、高周波ヒーター7,8をセッ
トし、まず高周波ヒーター６に通電し、第２図に示すよ
うに溶接部４をAc3変態点以上の温度域である900〜960
℃に急速に加熱することにより、溶接部４がオーステナ
イト組織に変態するとともに、溶接残留応力が除去さ
れ、その後急速に冷却する。急速に加熱することによ
り、溶接部４以外の領域の昇温を極力押さえたま溶接部
を900〜960℃の温度域に到達させることができる。 溶接部を加熱後、急速に冷却する方法は水冷又は空冷
によるが、水冷の場合は伝熱管外面の通水10により行な
われる。この急速冷却により、溶接金属の粗大粒は再粒
化されるとともに溶接部はマルテンサイト組織となり、
非常にかたくて脆い組織となる。 次いで高周波ヒーター6,7,8に通電し、溶接部４を含
む溶接残留応力領域９を700〜760℃の温度域に加熱した
後徐々に冷却することにより、溶接部のマルテンサイト
組織が焼戻しされて安定な組織である焼戻しマルテンサ
イト組織となって高い靭性を付与されるとともに、溶接
残留応力領域９で溶接残留応力が除去される。 また、溶接時に溶接材料として伝熱管２及び管板３と
同じ主要成分を有する溶加材を用いた場合も、更に前記
主要成分の他にマンガン1.0〜1.5％、ニッケル1.0％以
下を含有する溶加材を用いた場合も、夫々伝熱管２とハ
ブ3aとの突合せ溶接を行うことにより、前述の溶加材な
しのティグ溶接により得られた溶接部の場合と同様に、
肉厚の均一な溶接部が得られるとともに、溶接後の前述
の熱処理により溶接部は焼戻しマルテンサイト組織とな
って靭性が高くなり、溶接残留応力領域９の残留応力は
除去される。 〔発明の効果〕 本発明の構成によれば、主要成分としてクロム8.0〜1
2.0重量％、モリブテン0.8〜1.2重量％を含有する高ク
ロム鋼からなる熱交換器の管板に、伝熱管と同じ口径、
肉厚のハブを設けて伝熱管と突合せ溶接することにより
溶接時の溶接部の温度分布の均衡をとり易くなるので品
質の良好な溶接部が得やすくなるとともに、溶接後の溶
接部の熱処理の時に溶接部の温度分布が均一になるよう
にコントロールし易くなる。 また、溶接部を900〜960℃に急速に加熱し急速に冷却
し、次いで700〜760℃に加熱することにより、溶接部の
粗粒部は細粒化されるとともに、安定した組織の焼戻し
マルテンサイト組織となって高い靭性を得ることがで
き、また、溶接残留応力領域を700〜760℃に加熱するこ
とにより、溶接残留応力も除去される。
に高速増殖炉、火力ボイラー又は化学プラント用の熱交
換器の高クロム鋼の溶接部の熱処理方法に関する。 〔従来の技術〕 熱交換器の構造は一般的に第３図に示すように熱交換
器１に管板３が固定され、その管板３に伝熱管２が溶接
されている。管内流体は管内流体入口11から入って伝熱
管２の内を通って、管外流体から熱を供給されて昇温し
た伝熱管から熱を吸収して管内流体出口12から出る。一
方、管外流体が管外流体入口13から入って伝熱管２の間
を通過しながら伝熱管２に熱を供給して管外流体出口14
から出る。 この熱交換器１の伝熱管２と管板３との一般的な溶接
継手を第4A図〜第4D図に示す。 第4A図に示された、管板の外側に設けたハブと伝熱管
との隅肉溶接継手では、ティグ溶接は容易に出来るが、
溶接部の肉厚が均一でないため溶接後の熱処理の温度コ
ントロールが容易でない。 第4B図、第4C図に示す、伝熱管と管板との隅肉溶接継
手では、溶接時の温度分布の均衡をとるのが容易でな
く、また溶接後の熱処理においても溶接継手の熱処理温
度を均一なるようにコントロールするのが容易でない。 第4D図に示す、管板の内側に設けたハブと伝熱管との
突合せ溶接継手では、この溶接継手に適用できる従来か
ら使用されている特別な寸法のティグ溶接装置を用いる
ことにより、溶接時に溶接部の温度分布の均衡をとるの
が容易で品質の高い溶接部が得やすく、溶接後の熱処理
において溶接継手の熱処理温度を均一になるようにコン
トロールし易すい。 ここで溶接継手は溶接部を含む、溶接残留応力の発生
する領域を示し、溶接部は溶接金属と、溶接金属に隣接
して溶接熱により組織の変化した溶接熱影響部とを含
む。 溶接金属の組織は積層数によって大きな差が出るが、
その溶接金属の積層数の影響に関する説明図を第5A図〜
第5D図に示す。 第5A図、第5B図に、管板の外側に設けたハブ3aと伝熱
管２とを溶加材を用いてティグ溶接を行った場合を示す
が、第5A図は１層盛りの場合であって粗粒組織である原
質部のみであり、第5B図は２層盛りの場合であって、２
層目の溶接ビードの溶接熱により１層目ビードの一部が
Ac3変態点以上の温度域に再加熱されて再結晶化が促進
されて、細粒化された組織となる。 第5C図、第5D図に、管板の内側に設けたハブ3aと伝熱
管２とを突合せ溶接を行った場合を示すが、第5C図は溶
加材の使用の有無にかかわらずティグ溶接による１層盛
りの場合であって粗粒組織である原質部のみであり、第
5D図は溶加材を用いるティグ溶接による２層盛りの場合
であって、第5B図の場合と同様に一部細粒部を含む。 一般に低合金鋼からなる溶接継手部は溶接のまま（以
後As−Weldと略称する）、又は溶接後熱処理（以後PWHT
と略称する）が行なわれて使用される。 クロム0.5〜2.5重量％程度の低合金鋼の場合、その溶
接金属の組織はベーナイト組織であり、As−Weld及びPW
HTいずれかの状態でも溶接金属の靭性値（一般にシャル
ピー衝撃試験による吸収エネルギー:kg・ｍで評価す
る）は０℃で10〜20kg・ｍと高い靭性値を有しており、
耐圧試験や運転中の比較的低温領域で発生しうる脆性破
壊に対し高い安全を有している。熱交換器において伝熱
管の板厚を薄くして伝熱効率を上げることを目的とし
て、増殖炉の実験炉、将来の実用炉等に使用される予定
の熱交換器では、クリープ強度の高い９％クロム系鋼の
検討が進められている。 ９％クロム系鋼は工業的には熱交換器として使用され
た例はほとんどないが、火力用ボイラー等の管や伝熱管
では使用実績であり、それらのデータによれば９％クロ
ム系鋼は金属組織的にはマルテンサイト組織であり、そ
の溶接金属の靭性値は溶接方法によってバラツキはある
が０℃で３〜10kg・ｍ程度と低いレベルにある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 主要成分としてクロム8.0〜10.0重量％、モリブデン
0.8〜1.2重量％を含有する高クロム系鋼からなる熱交換
器の伝熱管と、前記高クロム鋼からなる管板との溶接で
は、１〜３層盛りのティグ溶接方法が用いられるが、１
層盛りの場合の溶接金属はすべて原質部で、結晶粒の粗
いマルテンサイト組織のみであって、その靭性値はきわ
めて低くなるという特徴があり、２〜３層盛りの場合も
その溶接金属は次層ビードの溶接熱により細粒化される
部分は少なく、大部分が靭性値の低い原質部で占められ
ている。 従って、前記伝熱管と前記管板との溶接部の靭性種
は、As−Weldでは低い値を示すという問題がある。 本発明の目的は、上記の問題点を消除した、溶接部の
靭性値を高くする、熱交換器の伝熱管と管板との前記高
クロム鋼からなる溶接部の熱処理方法を提供することに
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の目的は、主要成分としてクロム8.0〜10.0重
量％、モリブデン0.8〜1.2重量％を含有する高クロム鋼
からなる熱交換器の伝熱管と、前記高クロム鋼からなる
ハブを有する管板とを溶接して溶接部が形成され、その
溶接部が前記高クロム鋼と同じ主要成分を有する熱交換
器の溶接部の熱処理方法において、前記ハブは前記伝熱
管と同一の口径と肉厚を有するものとし、このハブに前
記伝熱管を突合せ溶接し、この溶接部を900〜960℃に急
速に加熱して常温へ急速に冷却した後、前記溶接部及び
前記溶接部に隣接する溶接残留応力領域を700〜760℃に
加熱することを特徴とする溶接部の熱処理方法を提供す
ることにより達成される。 〔作用〕 熱交換器の伝熱管と管板との溶接部において、伝熱管
と管板のハブの口径と肉厚とを相互に同一にすることに
より、均一な肉厚の溶接部を形成することを容易にする
とともに、溶接部の熱処理において、900〜960℃への急
速加熱あるいは700〜760℃への加熱時の温度制御を容易
にする。 伝熱管と管板のハブとを溶接部を900〜960℃に急速に
加熱することにより、溶接部以外の領域の昇温が極力押
えられたまま溶接部がAc3変態点以上の温度域である900
〜960℃に昇温し、その昇温した溶接部は再結晶化しか
つオーステナイト組織に変態するとともに溶接部残留応
力が除去される。 溶接部を900〜960℃の温度域から常温へ急速に冷却す
ることにより、溶接部はマルテンサイト組織に変態する
とともに、溶接部の粗い結晶粒は細粒化される。 次いで溶接部を700〜760℃へ加熱することによりマル
テンサイト組織は焼戻されて安定した組織の焼戻しマル
テンサイト組織となり、溶接部の靭性値を高めるととも
に更に溶接残留応力を除去する。 〔実施例〕 本発明の実施例として熱交換器の伝熱管と管板の鋼材
として用いたクロム8.0〜10.0重量％（以下％と省略す
る）。モリブデン0.8〜1.2％を主要成分とする高クロム
鋼は、クロム、モリブデン以外に例えば次の成分組成を
含んでいる。即ち、炭素0.08〜0.12％、マンガン0.3〜
0.6％、ニッケル0.4％以下、アルミニウム0.04％以下、
燐0.02％以下、硫黄0.010％以下、シリコン0.2〜0.5
％、バナジウム0.1〜0.3％、ニオブ0.05〜0.1％、窒素
0.03〜0.07を含有し、残量は鉄である。 熱交換器の伝熱管２と管板３とを溶接する時溶接部４
と溶接残留応力領域９とを包含する溶接継手部の温度分
布の均衡をとるためと、溶接継手部の熱処理時の温度分
布を均一にするためとにより、本発明では第１図に示す
ように、管板３に伝熱管２と同一の口径、肉厚を有する
ハブ3aを設け、そのハブ3aの長さは伝熱管２とハブ3aと
の溶接部４の熱処理温度が均一になるのに必要な長さと
する。 伝熱管２とハブ3aとを突合せて溶加材を用いないでデ
ィグ溶接を行い、肉厚の均一な溶接部が得られる。ここ
で用いたティグ溶接は溶接トーチの先端から流出するア
ルゴンガス等の不活性ガスによるシールドガスの中で、
負極のタングステン電極と正極の母材との間にアークを
発生させて母材を溶融し、必要によっては溶加材をアー
ク中へ挿入して溶融させて溶接金属を形成する溶接方法
であって、空気の遮断されたシールドガス中で溶接する
ので溶融金属が窒化、酸化することがないため、溶接部
が高い品質を必要とする場合によく用いられる溶接方法
である。 伝熱管２と管板のハブ3aとを溶接後、溶接部４の内表
面近傍に高周波ヒーター６を、溶接部周辺の溶接残留応
力領域９の内表面近傍には、高周波ヒーター7,8をセッ
トし、まず高周波ヒーター６に通電し、第２図に示すよ
うに溶接部４をAc3変態点以上の温度域である900〜960
℃に急速に加熱することにより、溶接部４がオーステナ
イト組織に変態するとともに、溶接残留応力が除去さ
れ、その後急速に冷却する。急速に加熱することによ
り、溶接部４以外の領域の昇温を極力押さえたま溶接部
を900〜960℃の温度域に到達させることができる。 溶接部を加熱後、急速に冷却する方法は水冷又は空冷
によるが、水冷の場合は伝熱管外面の通水10により行な
われる。この急速冷却により、溶接金属の粗大粒は再粒
化されるとともに溶接部はマルテンサイト組織となり、
非常にかたくて脆い組織となる。 次いで高周波ヒーター6,7,8に通電し、溶接部４を含
む溶接残留応力領域９を700〜760℃の温度域に加熱した
後徐々に冷却することにより、溶接部のマルテンサイト
組織が焼戻しされて安定な組織である焼戻しマルテンサ
イト組織となって高い靭性を付与されるとともに、溶接
残留応力領域９で溶接残留応力が除去される。 また、溶接時に溶接材料として伝熱管２及び管板３と
同じ主要成分を有する溶加材を用いた場合も、更に前記
主要成分の他にマンガン1.0〜1.5％、ニッケル1.0％以
下を含有する溶加材を用いた場合も、夫々伝熱管２とハ
ブ3aとの突合せ溶接を行うことにより、前述の溶加材な
しのティグ溶接により得られた溶接部の場合と同様に、
肉厚の均一な溶接部が得られるとともに、溶接後の前述
の熱処理により溶接部は焼戻しマルテンサイト組織とな
って靭性が高くなり、溶接残留応力領域９の残留応力は
除去される。 〔発明の効果〕 本発明の構成によれば、主要成分としてクロム8.0〜1
2.0重量％、モリブテン0.8〜1.2重量％を含有する高ク
ロム鋼からなる熱交換器の管板に、伝熱管と同じ口径、
肉厚のハブを設けて伝熱管と突合せ溶接することにより
溶接時の溶接部の温度分布の均衡をとり易くなるので品
質の良好な溶接部が得やすくなるとともに、溶接後の溶
接部の熱処理の時に溶接部の温度分布が均一になるよう
にコントロールし易くなる。 また、溶接部を900〜960℃に急速に加熱し急速に冷却
し、次いで700〜760℃に加熱することにより、溶接部の
粗粒部は細粒化されるとともに、安定した組織の焼戻し
マルテンサイト組織となって高い靭性を得ることがで
き、また、溶接残留応力領域を700〜760℃に加熱するこ
とにより、溶接残留応力も除去される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例における熱交換器の伝熱管と管
板のハブとの突合せ溶接部と溶接部周辺の溶接残留応力
領域の熱処理方法を示す図であり、第２図は本発明の熱
処理方法を行った場合の、溶接部と溶接部周辺の溶接残
留応力領域での熱処理温度を示す図であり、第３図は従
来から使用されている熱交換器を示す図であり、第4A図
〜第4D図は従来の熱交換器の伝熱管と管板との溶接継手
を示す図であり、第4A図は管板に設けたハブと伝熱管と
の隅肉溶接継手を示す図であり、第4B図及び第4C図は伝
熱管と管板との隅肉溶接継手を示す図であり、第4D図は
管板に設けたハブと伝熱管との突合せ溶接継手を示す図
であり、第5A図〜第5D図は従来の熱交換器の伝熱管と管
板との溶接部の組織に関する説明図であり、第5A図は第
4A図の隅肉溶接継手において一層盛り溶接を行った場合
の溶接部の組織の説明図であり、第5B図は第4A図の隅肉
溶接継手において二層盛り溶接を行った場合の溶接部の
組織の説明図であり、第5C図は第4D図の突合せ溶接継手
において溶加材を用いないティグ溶接により一層盛り溶
接を行った場合の溶接部の組織の説明図であり、第5D図
は第4D図の突合せ溶接継手において溶加材を用いてティ
グ溶接により二層盛り溶接を行った場合の溶接部の組織
の説明図である。 ２……伝熱管、３……管板、 3a……ハブ、４……溶接部。
板のハブとの突合せ溶接部と溶接部周辺の溶接残留応力
領域の熱処理方法を示す図であり、第２図は本発明の熱
処理方法を行った場合の、溶接部と溶接部周辺の溶接残
留応力領域での熱処理温度を示す図であり、第３図は従
来から使用されている熱交換器を示す図であり、第4A図
〜第4D図は従来の熱交換器の伝熱管と管板との溶接継手
を示す図であり、第4A図は管板に設けたハブと伝熱管と
の隅肉溶接継手を示す図であり、第4B図及び第4C図は伝
熱管と管板との隅肉溶接継手を示す図であり、第4D図は
管板に設けたハブと伝熱管との突合せ溶接継手を示す図
であり、第5A図〜第5D図は従来の熱交換器の伝熱管と管
板との溶接部の組織に関する説明図であり、第5A図は第
4A図の隅肉溶接継手において一層盛り溶接を行った場合
の溶接部の組織の説明図であり、第5B図は第4A図の隅肉
溶接継手において二層盛り溶接を行った場合の溶接部の
組織の説明図であり、第5C図は第4D図の突合せ溶接継手
において溶加材を用いないティグ溶接により一層盛り溶
接を行った場合の溶接部の組織の説明図であり、第5D図
は第4D図の突合せ溶接継手において溶加材を用いてティ
グ溶接により二層盛り溶接を行った場合の溶接部の組織
の説明図である。 ２……伝熱管、３……管板、 3a……ハブ、４……溶接部。
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｂ２３Ｋ 35/30 ３２０ Ｂ２３Ｋ 35/30 ３２０Ｅ
Ｃ２２Ｃ 38/48 Ｃ２２Ｃ 38/48
Ｂ２３Ｋ 101:14
(56)参考文献 特開 昭53−140217（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−110723（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−91194（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−131245（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−180676（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−187797（ＪＰ，Ａ)
特公 昭52−23608（ＪＰ，Ｂ２)
特公 昭51−43818（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．主要成分としてクロム8.0〜10.0重量％、モリブデ
ン0.8〜1.2重量％を含有する高クロム鋼からなる熱交換
器の伝熱管と、前記高クロム鋼からなるハブを有する管
板とを溶接して溶接部が形成され、この溶接部が前記高
クロム鋼と同じ主要成分を有する熱交換器の溶接部の熱
処理方法において、前記ハブは前記伝熱管と同一の口径
と肉厚を有するものとし、このハブに前記伝熱管を突合
せ溶接し、この溶接部を900〜960℃に急速に加熱して常
温へ急速に冷却した後、前記溶接部及び前記溶接部に隣
接する溶接残留応力領域を700〜760℃に加熱することを
特徴とする溶接部の熱処理方法。 ２．前記伝熱管と前記ハブは溶加材を用いて溶接され、
この溶加材は、クロム8.0〜10.0重量％、モリブデン0.8
〜1.2重量％、マンガン1.0〜1.5重量％、ニッケル1.0重
量％以下の合金成分を含有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の溶接部の熱処理方法。 ３．前記溶接部の900〜960℃の急速加熱は、前記ハブと
前記伝熱管の溶接部の内側に高周波ヒータを配置して行
い、 この溶接部の急冷は、この溶接部の外側から水冷又は空
冷により行い、 前記溶接部及び前記溶接部に隣接する溶接残留応力領域
の700〜760℃の加熱は、当該部の内側に高周波ヒータを
配置して行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の溶接部の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007253A JP2678230B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 溶接部の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007253A JP2678230B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 溶接部の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63176434A JPS63176434A (ja) | 1988-07-20 |
| JP2678230B2 true JP2678230B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=11660863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62007253A Expired - Fee Related JP2678230B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 溶接部の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2678230B2 (ja) |
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| JPS58187797A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-11-02 | Babcock Hitachi Kk | 熱交換器の管板構造 |
| JPS59110723A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-26 | Toshiba Corp | １２％Ｃｒ系鋳鋼品の製造方法 |
| JPS60180676A (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 管寄せ構造 |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP62007253A patent/JP2678230B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPS63176434A (ja) | 1988-07-20 |
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