JP2932890B2 - 溶接予熱処理、後熱処理省略型低合金鋼鋼管 - Google Patents
溶接予熱処理、後熱処理省略型低合金鋼鋼管Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶接予熱および後熱処理
省略型低合金鋼鋼管に係り、発電プラント等において使
用されるＳＴＰＡ２２の例えば火力発電におけるボイラ
ーからタービンへの蒸気配管、石油プラントにおける各
種高圧配管などの鋼管についてその現地溶接を容易なら
しめようとするものである。
省略型低合金鋼鋼管に係り、発電プラント等において使
用されるＳＴＰＡ２２の例えば火力発電におけるボイラ
ーからタービンへの蒸気配管、石油プラントにおける各
種高圧配管などの鋼管についてその現地溶接を容易なら
しめようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】ＳＴＰＡ２２などの１ Cr-0.5Mo 鋼鋼管
は溶接時の硬化性が極めて高く、従来においてはその硬
度を下げ、また溶接時における溶接低温割れを防止し、
使用中の腐力腐食割れを防止する目的から予熱処理およ
び後熱処理を施すことが必要とされている。
は溶接時の硬化性が極めて高く、従来においてはその硬
度を下げ、また溶接時における溶接低温割れを防止し、
使用中の腐力腐食割れを防止する目的から予熱処理およ
び後熱処理を施すことが必要とされている。
【０００３】即ち、溶接割れの発生を防止するには予熱
が必要であり、一方溶接ままでは室温でのシヤルピー衝
撃試験における吸収エネルギーが２〜７kgm であり、こ
れを５５０〜７００℃に後熱処理することにより１０〜
１５kgm 程度に改善することが不可欠である。
が必要であり、一方溶接ままでは室温でのシヤルピー衝
撃試験における吸収エネルギーが２〜７kgm であり、こ
れを５５０〜７００℃に後熱処理することにより１０〜
１５kgm 程度に改善することが不可欠である。
【０００４】例えば、１９８５年発行の溶接学会論文集
第３巻第２号の３７１頁には、Ｃ，Mn，Ni，CrおよびMo
を特定範囲内に含有した鋼板を被覆アーク溶接するに当
って、１００℃以上に予熱すること、および多層ＳＡＷ
溶接するに当り２２５℃以上に予熱し、且つパス間温度
も２２５℃以上とし、後熱処理は不要とすることが発表
されている。同様の記述は特公昭６１−５６３０９号公
報においても開示されている。
第３巻第２号の３７１頁には、Ｃ，Mn，Ni，CrおよびMo
を特定範囲内に含有した鋼板を被覆アーク溶接するに当
って、１００℃以上に予熱すること、および多層ＳＡＷ
溶接するに当り２２５℃以上に予熱し、且つパス間温度
も２２５℃以上とし、後熱処理は不要とすることが発表
されている。同様の記述は特公昭６１−５６３０９号公
報においても開示されている。
【０００５】また、ＨＰＩＳにおける応力焼なまし基準
とその解説においては、ＳＣＭＶ３、ＳＴＰＡ２２、Ｓ
ＴＢＡ２２の規格成分による鋼を１５０〜３００℃に予
熱し、パス間温度を１５０〜３００℃として後熱を不要
とする旨が記載され、前記特公昭６１−５６３０９号公
報にも同様の技術が開示されている。
とその解説においては、ＳＣＭＶ３、ＳＴＰＡ２２、Ｓ
ＴＢＡ２２の規格成分による鋼を１５０〜３００℃に予
熱し、パス間温度を１５０〜３００℃として後熱を不要
とする旨が記載され、前記特公昭６１−５６３０９号公
報にも同様の技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、1.００
Cr−0.５Mo鋼は溶接時において熱影響部が非常に硬化す
るため溶接低温割れを発生し易く、これを防止するため
には２００〜３５０℃の予熱処理を行い、溶接時熱影響
部の硬化を低減し、また溶接割れの発生原因となる拡散
性水素量の低減を図ることが必要である。更に多くの場
合、溶接熱影響部の軟化と拡散性水素量の除去低減を図
り、靱性を回復させると同時に応力腐食割れ防止を図る
目的で６２０〜７００℃の後熱処理が必要である。
Cr−0.５Mo鋼は溶接時において熱影響部が非常に硬化す
るため溶接低温割れを発生し易く、これを防止するため
には２００〜３５０℃の予熱処理を行い、溶接時熱影響
部の硬化を低減し、また溶接割れの発生原因となる拡散
性水素量の低減を図ることが必要である。更に多くの場
合、溶接熱影響部の軟化と拡散性水素量の除去低減を図
り、靱性を回復させると同時に応力腐食割れ防止を図る
目的で６２０〜７００℃の後熱処理が必要である。
【０００７】これらの処理を行うことは煩雑であると共
に工費および工期上においても不利が多く、品質管理上
においても好ましいものでないことは明かである。前記
した特開昭６１−５６３０９号公報などに発表されてい
る技術によってもこれらの不利を完全に回避することが
できない。
に工費および工期上においても不利が多く、品質管理上
においても好ましいものでないことは明かである。前記
した特開昭６１−５６３０９号公報などに発表されてい
る技術によってもこれらの不利を完全に回避することが
できない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における課題を解決することについて検討を重
ね、前述したような1.２５Cr−0.５Mo鋼に関し、Ｃ，M
n，Ｐ，Ｓ量などの組成成分範囲および素材管厚を特定
範囲とすることにより溶接予熱および後熱処理を共に省
略して好ましい溶接接手特性を得しめることに成功した
ものであって、以下の如くである。
従来技術における課題を解決することについて検討を重
ね、前述したような1.２５Cr−0.５Mo鋼に関し、Ｃ，M
n，Ｐ，Ｓ量などの組成成分範囲および素材管厚を特定
範囲とすることにより溶接予熱および後熱処理を共に省
略して好ましい溶接接手特性を得しめることに成功した
ものであって、以下の如くである。
【０００９】wt％で、Ｃ：0.06〜0.14％，Si：0.15〜0.
40％，Mn：0.30〜0.50％，Ｐ：0.020 ％以下, Ｓ：0.00
7 ％以下, Cr：0.80〜1.10％, Mo：0.45〜0.60％，Al：
0.002 〜0.010 ％，Ｎ：0.002 〜0.010 ％を含有し、残
部がFeおよび不可避的不純物から成り、その管厚を２５
mm以下とすることを特徴とする溶接予熱処理、後熱処理
省略型低合金鋼鋼管。
40％，Mn：0.30〜0.50％，Ｐ：0.020 ％以下, Ｓ：0.00
7 ％以下, Cr：0.80〜1.10％, Mo：0.45〜0.60％，Al：
0.002 〜0.010 ％，Ｎ：0.002 〜0.010 ％を含有し、残
部がFeおよび不可避的不純物から成り、その管厚を２５
mm以下とすることを特徴とする溶接予熱処理、後熱処理
省略型低合金鋼鋼管。
【００１０】
【作用】本発明によるものについて成分範囲の限定理由
をwt％（以下単に％という）によって説明すると、先ず
Ｃは0.０６〜0.１４％である。即ち、Ｃは溶接部の硬
化、ひいては低温割れの発生に最も影響する元素であ
り、その上限を0.１４％として割れ防止および硬度低下
を共に得しめ、一方下限を0.０６％として素材の強度を
確保する。
をwt％（以下単に％という）によって説明すると、先ず
Ｃは0.０６〜0.１４％である。即ち、Ｃは溶接部の硬
化、ひいては低温割れの発生に最も影響する元素であ
り、その上限を0.１４％として割れ防止および硬度低下
を共に得しめ、一方下限を0.０６％として素材の強度を
確保する。
【００１１】Si：0.１５〜0.４０％ Siは、脱酸剤として、また鋼の耐熱性を改善する目的に
おいて0.１５％以上を含有することが必要である。また
その上限として、0.４０％とすることにより強靱性を確
保し、しかも溶接部の硬度低下を図る。
おいて0.１５％以上を含有することが必要である。また
その上限として、0.４０％とすることにより強靱性を確
保し、しかも溶接部の硬度低下を図る。
【００１２】Mn：0.３０〜0.５０％ Mnは、常温強度を確保し、または脱酸および脱硫のため
に0.３０％は必要である。また溶接部の硬度上昇を防止
するためには0.５０％を上限とすることが必要である。
に0.３０％は必要である。また溶接部の硬度上昇を防止
するためには0.５０％を上限とすることが必要である。
【００１３】Ｐ：0.０２０％以下 不純物元素であるＰを0.０２０％以下に制限することに
よって衝撃特性を向上させ、溶接部の硬度低下を図る。
よって衝撃特性を向上させ、溶接部の硬度低下を図る。
【００１４】Ｓ：0.００７％以下 衝撃特性を向上させるためには、Ｓを0.００７％以下と
することが必要である。
することが必要である。
【００１５】Cr：0.８０〜1.１０％ Crは、耐食性を確保するために必要な元素であって、こ
のためには0.８０％以上が必要である。一方本発明にお
ける如く溶接を前提とした場合においては溶接部の硬化
を防止するために1.１０％を上限とすることが必要であ
る。
のためには0.８０％以上が必要である。一方本発明にお
ける如く溶接を前提とした場合においては溶接部の硬化
を防止するために1.１０％を上限とすることが必要であ
る。
【００１６】Mo：0.４５〜0.６０％ Moは、高温強度を確保するためには必要な元素であっ
て、このためには0.４５％以上含有させることが必要で
ある。しかし0.６０％を超えて含有した場合においては
溶接性が劣化するので、これを上限とすることが必要で
ある。
て、このためには0.４５％以上含有させることが必要で
ある。しかし0.６０％を超えて含有した場合においては
溶接性が劣化するので、これを上限とすることが必要で
ある。
【００１７】Al：0.００２〜0.０１０％ Alは、脱酸および耐酸化性を向上する作用を有し、これ
らのためには0.００２％以上を含有させることが必要で
ある。しかしこのAlを多量に含有すると加工性を損い、
またクリープ強度を低下させるので0.１０％を上限とす
ることが必要である。
らのためには0.００２％以上を含有させることが必要で
ある。しかしこのAlを多量に含有すると加工性を損い、
またクリープ強度を低下させるので0.１０％を上限とす
ることが必要である。
【００１８】Ｎ：0.００２〜0.０１０％ Ｎは、固溶強化による高温強度を得るために0.００２％
以上を含有せしめることが必要である。一方0.０１０％
程度でその効果が飽和するので、これを上限とする。
以上を含有せしめることが必要である。一方0.０１０％
程度でその効果が飽和するので、これを上限とする。
【００１９】上記したような成分組成を有する本発明の
鋼管はその管厚を２５mm以下とすることが必要である。
即ち溶接の際に管厚が大となるに従い溶接熱サイクルの
冷却速度が速くなり、溶接部硬度が高くなる。Hr２５０
以下のような所定硬度を得るためには管厚を２５mm以下
とする必要があり、また溶接割れは溶接時に発生する拘
束応力も一要因であって、この拘束応力は継手の管厚に
比例して大きくなる。従って過大な拘束応力を継手部に
発生させないためにも管厚を２５mm以下とすることが必
要である。
鋼管はその管厚を２５mm以下とすることが必要である。
即ち溶接の際に管厚が大となるに従い溶接熱サイクルの
冷却速度が速くなり、溶接部硬度が高くなる。Hr２５０
以下のような所定硬度を得るためには管厚を２５mm以下
とする必要があり、また溶接割れは溶接時に発生する拘
束応力も一要因であって、この拘束応力は継手の管厚に
比例して大きくなる。従って過大な拘束応力を継手部に
発生させないためにも管厚を２５mm以下とすることが必
要である。
【００２０】
【実施例】次の表１に示す化学成分を有する２５０Ａ×
１2.７mmの各鋼管Ａ〜Ｊを溶接材料としてＣＭＢ９６Ｍ
Ｂ（神戸製鋼社製溶接棒）４mmφを用い、１７０Ａ、２
４Ｖ、８〜１５cm／分の条件で被覆アーク溶接を多層盛
した結果は図１に示す如くである。
１2.７mmの各鋼管Ａ〜Ｊを溶接材料としてＣＭＢ９６Ｍ
Ｂ（神戸製鋼社製溶接棒）４mmφを用い、１７０Ａ、２
４Ｖ、８〜１５cm／分の条件で被覆アーク溶接を多層盛
した結果は図１に示す如くである。
【００２１】
【表１】
【００２２】即ち、Ｃ量が0.１４wt％以下となることに
より溶接部最高硬さHr１０を２５０以下として得られ、
鋼管Ｉ，Ｊの比較鋼によるものはHr２５０超えの硬度を
示している。
より溶接部最高硬さHr１０を２５０以下として得られ、
鋼管Ｉ，Ｊの比較鋼によるものはHr２５０超えの硬度を
示している。
【００２３】また溶接部の最高硬さと管厚との関係は別
に図２に示す如くであって、管厚が２５mm以下とされる
ことによってその硬さはHr２５０以下を確保し得る。
に図２に示す如くであって、管厚が２５mm以下とされる
ことによってその硬さはHr２５０以下を確保し得る。
【００２４】更に溶接割れについてｙ拘束割れ試験を実
施した結果は図３に示す如くであって、予熱なしでも割
れが発生していない。
施した結果は図３に示す如くであって、予熱なしでも割
れが発生していない。
【００２５】なお前記した表１のＡ鋼管（２５０Ａ×１
2.７mm）についての機械的性質を次の表２に示すが、こ
の鋼管の衝撃特性値については図４に要約して示す如く
である。
2.７mm）についての機械的性質を次の表２に示すが、こ
の鋼管の衝撃特性値については図４に要約して示す如く
である。
【００２６】
【表２】
【００２７】継手性能については、図５に示すような６
０°のＶ開先において被覆アーク溶接をなし、溶接条件
は次の表３に示す如くであるが予熱、後熱を行うことな
しに実施した。
０°のＶ開先において被覆アーク溶接をなし、溶接条件
は次の表３に示す如くであるが予熱、後熱を行うことな
しに実施した。
【００２８】
【表３】
【００２９】得られた継手部についての引張試験結果は
次の表４に示す如くで、引張強さは十分に大きな値を示
しており破断位置は母材部である。
次の表４に示す如くで、引張強さは十分に大きな値を示
しており破断位置は母材部である。
【００３０】
【表４】
【００３１】各継手部の衝撃特性についての測定結果は
図６に示す如くであり、試験は溶接金属中心、ボンド部
および熱影響部の各位置について行ったが何れの切欠位
置においても良好な衝撃特性値を有していることは明か
である。
図６に示す如くであり、試験は溶接金属中心、ボンド部
および熱影響部の各位置について行ったが何れの切欠位
置においても良好な衝撃特性値を有していることは明か
である。
【００３２】更に図７には継手部の硬さ分布を示すが、
表層上面より２mm、管厚中央および表層下面２mmの位置
についてビッカース硬さ試験（荷重１０kg）を行い、測
定ピッチは母材部および溶接金属が1.０mm、熱影響部は
0.５mmであるが、何れの部位もHr２５０以下が確保され
ている。
表層上面より２mm、管厚中央および表層下面２mmの位置
についてビッカース硬さ試験（荷重１０kg）を行い、測
定ピッチは母材部および溶接金属が1.０mm、熱影響部は
0.５mmであるが、何れの部位もHr２５０以下が確保され
ている。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
1.００Cr−0.５Mo鋼鋼管を現地溶接するに当って予熱お
よび後熱処理の何れをも省略し適切な継手部特性を得し
めることができ、工費および工期の何れにおいても有利
で品質管理上においても好ましい継手を得しめるなど工
業的にその効果の大きい発明である。
1.００Cr−0.５Mo鋼鋼管を現地溶接するに当って予熱お
よび後熱処理の何れをも省略し適切な継手部特性を得し
めることができ、工費および工期の何れにおいても有利
で品質管理上においても好ましい継手を得しめるなど工
業的にその効果の大きい発明である。
【図１】鋼中Ｃ量と溶接部最高硬さとの関係を要約して
示した図表である。
示した図表である。
【図２】鋼管管厚と溶接部最高硬さとの関係を要約して
示した図表である。
示した図表である。
【図３】ｙ拘束割れ試験結果を要約した図表である。
【図４】鋼管（２５０Ａ×１2.７cm）母材部の衝撃特性
を要約して示した図表である。
を要約して示した図表である。
【図５】本発明の実施例におけるＶ開先の説明図であ
る。
る。
【図６】継手部の衝撃特性（２５０Ａ×１2.７mm）を要
約して示した図表である。
約して示した図表である。
【図７】継手部の各位置における硬さ分布に関する測定
結果を示した図表である。
結果を示した図表である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 301 C22C 38/22
Claims (1)
- 【請求項１】 wt％で、Ｃ：0.06〜0.14％，Si：0.15〜
0.40％，Mn：0.30〜0.50％，Ｐ：0.020 ％以下, Ｓ：0.
007 ％以下, Cr：0.80〜1.10％, Mo：0.45〜0.60％，A
l：0.002 〜0.010 ％，Ｎ：0.002 〜0.010 ％を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物から成り、その管厚
を２５mm以下としたことを特徴とする溶接予熱処理、後
熱処理省略型低合金鋼鋼管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9544093A JP2932890B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 溶接予熱処理、後熱処理省略型低合金鋼鋼管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9544093A JP2932890B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 溶接予熱処理、後熱処理省略型低合金鋼鋼管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279942A JPH06279942A (ja) | 1994-10-04 |
| JP2932890B2 true JP2932890B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=14137763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9544093A Expired - Fee Related JP2932890B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 溶接予熱処理、後熱処理省略型低合金鋼鋼管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932890B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4241578C1 (de) * | 1992-12-10 | 1994-03-24 | Wohlenberg Kg H | Vorrichtung für eine Drehmaschine zur Entfernung von bei der Bearbeitung eines Werkstückes entstehenden Stäuben und/oder Aerosolen |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP9544093A patent/JP2932890B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06279942A (ja) | 1994-10-04 |
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