JP3312839B2 - 内面突起付き熱交換用金属管の製造方法 - Google Patents
内面突起付き熱交換用金属管の製造方法Info
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- JP3312839B2 JP3312839B2 JP04585796A JP4585796A JP3312839B2 JP 3312839 B2 JP3312839 B2 JP 3312839B2 JP 04585796 A JP04585796 A JP 04585796A JP 4585796 A JP4585796 A JP 4585796A JP 3312839 B2 JP3312839 B2 JP 3312839B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管内面に突起を有
し、熱交換性が高く、例えばエチレン製造用反応管等と
して有用な熱交換用金属管の製造方法に関する。
し、熱交換性が高く、例えばエチレン製造用反応管等と
して有用な熱交換用金属管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】エチレン製造用熱分解炉では、炭化水素
類（ナフサ，天然ガス，エタン等）を含む混合流体を反
応管内に供給し、高速流通させながら、管の外部からの
熱供給により熱分解反応を行わせ、熱分解反応生成物と
して、エチレン，プロピレン等のオレフィンを得る。そ
の熱分解操業においては、管内を高速流通する流体への
熱伝達を効率よく行わせ、迅速に所定の反応温度域に加
熱昇温することが要求される。上記反応管の熱伝達性を
高める方策として、管内壁面に突起（突出高さ約２〜１
５mm程度）を形成することが有効である（特開平６−１
０９３９２号公報）。これは、その突起が、管内流体に
対する攪拌要素として機能し乱流形成効果として、管内
流体を、管内断面中心部まで急速に所要温度に加熱昇温
することを可能とするのである。突起による熱伝達性能
の向上効果は、管路の長さの大幅な短縮、装置のコンパ
クト化、運転管理の簡素化、管内流体の送給速度の増
大、製造能力の増大等の多大の効果をもたらす。
類（ナフサ，天然ガス，エタン等）を含む混合流体を反
応管内に供給し、高速流通させながら、管の外部からの
熱供給により熱分解反応を行わせ、熱分解反応生成物と
して、エチレン，プロピレン等のオレフィンを得る。そ
の熱分解操業においては、管内を高速流通する流体への
熱伝達を効率よく行わせ、迅速に所定の反応温度域に加
熱昇温することが要求される。上記反応管の熱伝達性を
高める方策として、管内壁面に突起（突出高さ約２〜１
５mm程度）を形成することが有効である（特開平６−１
０９３９２号公報）。これは、その突起が、管内流体に
対する攪拌要素として機能し乱流形成効果として、管内
流体を、管内断面中心部まで急速に所要温度に加熱昇温
することを可能とするのである。突起による熱伝達性能
の向上効果は、管路の長さの大幅な短縮、装置のコンパ
クト化、運転管理の簡素化、管内流体の送給速度の増
大、製造能力の増大等の多大の効果をもたらす。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】管体内側面の突起の形
成方法としては、上記公報にも記載されているように、
粉体プラズマ溶接法、あるいは溶極性不活性ガスアーク
溶接，非溶極性不活性ガスアーク溶接等が挙げられる
が、本発明は、更にその突起形成をより効率よく行うこ
とができ、かつ材質的健全性にすぐれた突起付き金属管
の製造方法を提供しようとするものである。
成方法としては、上記公報にも記載されているように、
粉体プラズマ溶接法、あるいは溶極性不活性ガスアーク
溶接，非溶極性不活性ガスアーク溶接等が挙げられる
が、本発明は、更にその突起形成をより効率よく行うこ
とができ、かつ材質的健全性にすぐれた突起付き金属管
の製造方法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の内面突起付き熱
交換用金属管の製造方法は、水平に保持された金属管の
外側面に、電子ビームを照射して該照射部を内面側まで
加熱溶融し、溶融金属を内面側に突起状に膨出させて凝
固させるようにしたことを特徴としている。
交換用金属管の製造方法は、水平に保持された金属管の
外側面に、電子ビームを照射して該照射部を内面側まで
加熱溶融し、溶融金属を内面側に突起状に膨出させて凝
固させるようにしたことを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】電子ビームを加速し、収束レンズ
で絞って金属管の表面に照射することにより、衝撃発熱
の効果として、照射部分を溶融することができる。電子
ビーム照射による金属材料の加熱溶融を行わせるものと
して電子ビーム溶接が知られている。本発明の金属管の
突起形成は、電子ビーム溶接におけるそれと同様の操作
条件下に行うことができる。本発明の突起形成において
は、管体の外側面に電子ビームを照射し、管の内側面ま
で管体に肉厚全体を加熱溶融させて溶融部を形成する。
溶融金属はその自重と表面張力とのバランスにより、管
体の内側空間部内へ突起状に膨出・懸垂する。その膨出
状態で冷却凝固することにより、管体内面に突起が形成
される。突起を形成する電子ビーム照射操作は、大気雰
囲気下に実施され、所望により真空ないし不活性ガス雰
囲気下に行われる。本発明の電子ビーム照射による突起
形成は、母材管体を加熱溶融し冷却することにより行わ
れるので、溶接による肉盛層として突起を形成する方法
と異なって、母材と肉盛層との界面の融合不良等の欠陥
を生じることがなく、母材管体と突起とは完全な一体構
造を有する。
で絞って金属管の表面に照射することにより、衝撃発熱
の効果として、照射部分を溶融することができる。電子
ビーム照射による金属材料の加熱溶融を行わせるものと
して電子ビーム溶接が知られている。本発明の金属管の
突起形成は、電子ビーム溶接におけるそれと同様の操作
条件下に行うことができる。本発明の突起形成において
は、管体の外側面に電子ビームを照射し、管の内側面ま
で管体に肉厚全体を加熱溶融させて溶融部を形成する。
溶融金属はその自重と表面張力とのバランスにより、管
体の内側空間部内へ突起状に膨出・懸垂する。その膨出
状態で冷却凝固することにより、管体内面に突起が形成
される。突起を形成する電子ビーム照射操作は、大気雰
囲気下に実施され、所望により真空ないし不活性ガス雰
囲気下に行われる。本発明の電子ビーム照射による突起
形成は、母材管体を加熱溶融し冷却することにより行わ
れるので、溶接による肉盛層として突起を形成する方法
と異なって、母材と肉盛層との界面の融合不良等の欠陥
を生じることがなく、母材管体と突起とは完全な一体構
造を有する。
【０００６】図１は、管内面に突起を形成する電子ビー
ム照射施工を模式的に示している。（１）は金属管、
（Ｇ）は電子ビームガンである。金属管は水平に保持さ
れ、電子ビームガン（Ｇ）は、金属管（１）の上方から
金属管（１）の外側面に指向している。電子ビームガン
（Ｇ）から金属管の外側面に電子ビーム（Ｂ）を照射
し、照射部分の金属管を内側面側まで加熱溶融する。溶
融部（Ｍ）の溶融金属は、自重と表面張力とのバランス
により、管の内側面（１3 ）から内側空間に突起状に膨
出した懸垂状態を呈し、その状態で凝固して突起（２）
が形成される。電子ビームガン（Ｇ）を複数基配置して
電子ビーム照射を行う場合は、複数個所における突起形
成を同時に行うことができる。
ム照射施工を模式的に示している。（１）は金属管、
（Ｇ）は電子ビームガンである。金属管は水平に保持さ
れ、電子ビームガン（Ｇ）は、金属管（１）の上方から
金属管（１）の外側面に指向している。電子ビームガン
（Ｇ）から金属管の外側面に電子ビーム（Ｂ）を照射
し、照射部分の金属管を内側面側まで加熱溶融する。溶
融部（Ｍ）の溶融金属は、自重と表面張力とのバランス
により、管の内側面（１3 ）から内側空間に突起状に膨
出した懸垂状態を呈し、その状態で凝固して突起（２）
が形成される。電子ビームガン（Ｇ）を複数基配置して
電子ビーム照射を行う場合は、複数個所における突起形
成を同時に行うことができる。
【０００７】管内面の突起の分布形態は、電子ビーム照
射施工要領により任意に設計することができ、例えば、
金属管の管軸を中心とする回転運動、あるいは金属管と
電子ビームガンの管軸方向の相対移動運動を行わせなが
ら、電子ビームを照射することにより、所望の方向にす
じ状に延在する突起が形成され、また電子ビームの照射
を断続的に操作することにより、形成される突起に断続
的な分布パターンを与えることができる。
射施工要領により任意に設計することができ、例えば、
金属管の管軸を中心とする回転運動、あるいは金属管と
電子ビームガンの管軸方向の相対移動運動を行わせなが
ら、電子ビームを照射することにより、所望の方向にす
じ状に延在する突起が形成され、また電子ビームの照射
を断続的に操作することにより、形成される突起に断続
的な分布パターンを与えることができる。
【０００８】図２は管内側面に形成された突起の断面形
状を示している。突起の管内面からの突出高さ（２H ）
や幅（２W ）、および分布形態は、金属管の用途，使用
条件，管サイズ等により適宜設定され、これらは電子ビ
ーム照射の加速電圧，ビーム電流，ビーム径等により、
管体肉厚の厚薄に拘らず、容易かつ精度よく制御するこ
とができる。例えば、エチレン製造用反応管（管内径約
３０〜１５０mm）では突起高さ（２H ）約２〜１５mm，
幅（２W ）約３〜１０mm、隣合う会う突起（２）と突起
（２）と間隔（Ｄ1 ）は約３〜４００mmとし、また図４
の突起（２）が断続的に形成される場合の突起と突起と
の間の断点（Ｄ2 ）は約１〜５０mm、突起長さ（２L ）
は約３〜１００mmとする例が挙げられる。
状を示している。突起の管内面からの突出高さ（２H ）
や幅（２W ）、および分布形態は、金属管の用途，使用
条件，管サイズ等により適宜設定され、これらは電子ビ
ーム照射の加速電圧，ビーム電流，ビーム径等により、
管体肉厚の厚薄に拘らず、容易かつ精度よく制御するこ
とができる。例えば、エチレン製造用反応管（管内径約
３０〜１５０mm）では突起高さ（２H ）約２〜１５mm，
幅（２W ）約３〜１０mm、隣合う会う突起（２）と突起
（２）と間隔（Ｄ1 ）は約３〜４００mmとし、また図４
の突起（２）が断続的に形成される場合の突起と突起と
の間の断点（Ｄ2 ）は約１〜５０mm、突起長さ（２L ）
は約３〜１００mmとする例が挙げられる。
【０００９】金属管（１）は単一の金属材種からなるも
の（単層管）のほか、図３に示すように、金属材種の異
なる外層（１1 ）と内層（１2 ）とが同心円状に積層さ
れた二層管（遠心力鋳造管二層管等）に電子ビーム照射
による突起形成施工を行うことにより、同図に示すよう
に、内層（１2 ）を表面層とする突起（２）が形成され
る。このような積層管の使用は、後記のように−体内側
面に特殊な材料特性を要求される場合に有効である。ま
た、金属管の内側面に突起（２）を形成する領域は、金
属管の用途・使用態様等により適宜設定され、エチレン
製造用反応管の場合は、図５のように、反応管路の入側
近くの領域（Ａ1 ），管路の中央領域（Ａ2 ）または出
側付近の領域（Ａ3 ）あるいは、入側端から出側端に到
る全体に亘つて形成される。
の（単層管）のほか、図３に示すように、金属材種の異
なる外層（１1 ）と内層（１2 ）とが同心円状に積層さ
れた二層管（遠心力鋳造管二層管等）に電子ビーム照射
による突起形成施工を行うことにより、同図に示すよう
に、内層（１2 ）を表面層とする突起（２）が形成され
る。このような積層管の使用は、後記のように−体内側
面に特殊な材料特性を要求される場合に有効である。ま
た、金属管の内側面に突起（２）を形成する領域は、金
属管の用途・使用態様等により適宜設定され、エチレン
製造用反応管の場合は、図５のように、反応管路の入側
近くの領域（Ａ1 ），管路の中央領域（Ａ2 ）または出
側付近の領域（Ａ3 ）あるいは、入側端から出側端に到
る全体に亘つて形成される。
【００１０】図６〜図１１は、管内面の突起の分布パタ
ーンの例を示している。図６は、管軸（ｘ）と直交する
向きに管内面（１3 ）をすじ状に延在する突起（２）を
形成した例である。この突起（２）は、金属管（１）を
回転駆動ローラ等の回転装置上に水平載置し、管軸を中
心とする回転運動を行わせながら、管の外側面に沿って
連続的に電子ビーム照射を行うことにより形成される。
また、金属管（１）を回転させると共に、電子ビームガ
ン（Ｇ）を管軸方向に移動（電子ビームガンを固定し金
属管を移動させてもよい）させながら、電子ビーム照射
を行う場合は、回転運動と管軸方向の移動運動との合成
効果として、図７に示すような螺旋形状を有する突起
（２）が形成される。螺旋状突起（２）の管軸（ｘ）に
対する傾斜角度は金属管の回転速度および電子ビームガ
ン（Ｇ）の相対移動速度により任意に調節することがで
きる。他方、金属管の回転運動を停止した状態で、電子
ビームガン（Ｇ）を管軸と平行な向きに移動（電子ビー
ムガンを固定し金属管を移動させてもよい）させながら
電子ビーム照射を行う場合は、図８に示すように、管軸
（ｘ）と平行な向きに延在するすじ状突起（２）を備え
た金属管が得られる。
ーンの例を示している。図６は、管軸（ｘ）と直交する
向きに管内面（１3 ）をすじ状に延在する突起（２）を
形成した例である。この突起（２）は、金属管（１）を
回転駆動ローラ等の回転装置上に水平載置し、管軸を中
心とする回転運動を行わせながら、管の外側面に沿って
連続的に電子ビーム照射を行うことにより形成される。
また、金属管（１）を回転させると共に、電子ビームガ
ン（Ｇ）を管軸方向に移動（電子ビームガンを固定し金
属管を移動させてもよい）させながら、電子ビーム照射
を行う場合は、回転運動と管軸方向の移動運動との合成
効果として、図７に示すような螺旋形状を有する突起
（２）が形成される。螺旋状突起（２）の管軸（ｘ）に
対する傾斜角度は金属管の回転速度および電子ビームガ
ン（Ｇ）の相対移動速度により任意に調節することがで
きる。他方、金属管の回転運動を停止した状態で、電子
ビームガン（Ｇ）を管軸と平行な向きに移動（電子ビー
ムガンを固定し金属管を移動させてもよい）させながら
電子ビーム照射を行う場合は、図８に示すように、管軸
（ｘ）と平行な向きに延在するすじ状突起（２）を備え
た金属管が得られる。
【００１１】突起形成工程において、電子ビームガン
（Ｇ）に、突起（２）の形成方向と直交する向きの揺動
運動を与える場合には、波状に蛇行する突起を形成する
ことができる。図９はその例を示している。同図は、前
記図８の管軸（ｘ）と平行な向きの突起形成工程で、電
子ビームガン（Ｇ）に揺動運動を付加した場合に形成さ
れる波状突起の例である。図６の管軸（ｘ）と直交する
向きにすじ状に延在する突起の形成工程において電子ビ
ームガン（Ｇ）に揺動運動を与えれば、波状に蛇行を反
復しながら管内面（１3 ）を周回する突起が形成され、
図７の螺旋状突起の形成工程で電子ビームガン（Ｇ）に
揺動運動を与えれば、波状の蛇行を反復しながら管内面
（１3 ）に沿って螺回する螺旋状突起が形成される。
（Ｇ）に、突起（２）の形成方向と直交する向きの揺動
運動を与える場合には、波状に蛇行する突起を形成する
ことができる。図９はその例を示している。同図は、前
記図８の管軸（ｘ）と平行な向きの突起形成工程で、電
子ビームガン（Ｇ）に揺動運動を付加した場合に形成さ
れる波状突起の例である。図６の管軸（ｘ）と直交する
向きにすじ状に延在する突起の形成工程において電子ビ
ームガン（Ｇ）に揺動運動を与えれば、波状に蛇行を反
復しながら管内面（１3 ）を周回する突起が形成され、
図７の螺旋状突起の形成工程で電子ビームガン（Ｇ）に
揺動運動を与えれば、波状の蛇行を反復しながら管内面
（１3 ）に沿って螺回する螺旋状突起が形成される。
【００１２】更に、突起形成工程において、電子ビーム
の照射による加熱溶融部（Ｍ）の形成を断続的に行うこ
とにより、図１０や図１１に示すように、断続的な突起
（２）を形成することができる。図１０は、前記図７の
螺旋状突起を形成する工程で、電子ビームの照射を断続
実施した場合に形成される突起（２）の断続パターンを
示し、図１１は前記図８の管軸と平行な向きのすじ状突
起を形成する工程で、電子ビーム照射を断続的に実施し
た場合に形成される突起の断続パターンを示している。
突起の断続分布形態は、むろんこれに限定されず、波状
に蛇行する突起（例えば図９）の形成工程において電子
ビーム照射を断続実施することにより、波状の蛇行突起
に断続形態を付与することができるきる。その他、周期
的またはランダムな散点分布パターンを有する突起の形
成も任意に行うことができる。
の照射による加熱溶融部（Ｍ）の形成を断続的に行うこ
とにより、図１０や図１１に示すように、断続的な突起
（２）を形成することができる。図１０は、前記図７の
螺旋状突起を形成する工程で、電子ビームの照射を断続
実施した場合に形成される突起（２）の断続パターンを
示し、図１１は前記図８の管軸と平行な向きのすじ状突
起を形成する工程で、電子ビーム照射を断続的に実施し
た場合に形成される突起の断続パターンを示している。
突起の断続分布形態は、むろんこれに限定されず、波状
に蛇行する突起（例えば図９）の形成工程において電子
ビーム照射を断続実施することにより、波状の蛇行突起
に断続形態を付与することができるきる。その他、周期
的またはランダムな散点分布パターンを有する突起の形
成も任意に行うことができる。
【００１３】金属管の材種は、用途・使用条件により任
意に選択される。エチレン製造用反応管を対象として、
突起を形成する場合の金属管は、耐熱合金鋼、例えばAS
TM HK 40材（0.4C-20Ni-25Cr-Fe), HP材(0.5C-35Ni-25C
r-Fe) 、あるいは0.5C-45Ni-30Cr-Fe 、0.5C-35Ni-25C
r、インコロイ合金(45Cr-Ni系) 等からなる管体が挙げ
られる。なお、エチレン製造用反応管では、熱分解操業
中の管内反応系から固形炭素が析出し、管内側面に付着
沈積する、所謂コーキング現象（固形炭素の付着は、管
体の浸炭による材質劣化を早める原因となる）の問題が
あるので、管内側面の突起（２）の形成に起因して、突
起の表面ないしその近傍の固形炭素の付着沈積が助長さ
れるような場合には、耐コーキング性・耐浸炭性の高い
材種で形成した金属管、または前記図３のように、管体
を２層構造とし、内層（１2 ）（層厚は例えば０．３〜
５mm）に耐コーキング性・耐浸炭性の高い合金材種を適
用し、外層（１1 ）は一般的な耐熱合金鋼で形成した金
属管（遠心力鋳造管等）を使用することができる。
意に選択される。エチレン製造用反応管を対象として、
突起を形成する場合の金属管は、耐熱合金鋼、例えばAS
TM HK 40材（0.4C-20Ni-25Cr-Fe), HP材(0.5C-35Ni-25C
r-Fe) 、あるいは0.5C-45Ni-30Cr-Fe 、0.5C-35Ni-25C
r、インコロイ合金(45Cr-Ni系) 等からなる管体が挙げ
られる。なお、エチレン製造用反応管では、熱分解操業
中の管内反応系から固形炭素が析出し、管内側面に付着
沈積する、所謂コーキング現象（固形炭素の付着は、管
体の浸炭による材質劣化を早める原因となる）の問題が
あるので、管内側面の突起（２）の形成に起因して、突
起の表面ないしその近傍の固形炭素の付着沈積が助長さ
れるような場合には、耐コーキング性・耐浸炭性の高い
材種で形成した金属管、または前記図３のように、管体
を２層構造とし、内層（１2 ）（層厚は例えば０．３〜
５mm）に耐コーキング性・耐浸炭性の高い合金材種を適
用し、外層（１1 ）は一般的な耐熱合金鋼で形成した金
属管（遠心力鋳造管等）を使用することができる。
【００１４】上記の耐コーキング性・耐浸炭性の改良さ
れた管材料の例として、Ｃ: 0.1 〜0.6 ％, Ｓｉ:4.0％
以下，Ｍｎ:5.0％以下，Ｎｉ: 30.0〜50.0％（Ｎｉはそ
の２０％以下をＣｏと置換してよい），Ｃｒ:20.0 〜5
0.0％，Ａｌ: 4.0 ％以下，所望により、Ｗ:10 ％以
下，Ｃａ:0.5％以下，Ｈｆ:1.0％以下，Ｙ:1.0％以下の
群より選ばれる１種ないし２種以上の元素、および／ま
たはＮｂ: 4.0 ％以下，Ｍｏ:5.0％以下，Ｔｉ:1.0％以
下，Ｚｒ:1.0％以下、希土類元素:0.5％以下，Ｂ:0.5％
以下の群より選ばれる１種ないし２種以上の元素を含有
し、残部実質的にＦｅからなる耐熱合金、Ｃ:0.02 〜0.
6 ％，Ｓｉ:4.0％以下，Ｍｎ:5.0％以下，Ｃｒ:40.0 〜
52.0％，所望により、Ａｌ:4.0％以下，Ｗ:10.0 ％以
下，Ｃａ:0.5％以下，Ｈｆ:1.0％以下，Ｙ:1.0％以下の
群より選ばれる１種ないし２種以上の元素，および／ま
たはＮｂ:0.4％以下，Ｍｏ:5.0％以下，Ｔｉ:1.0％以
下，Ｚｒ:1.0％以下，希土類元素:0.5％以下，Ｂ:0.5％
以下の群より選ばれる１種ないし２種以上の元素を含有
し，残部実質的にＮｉ（Ｎｉの一部は２０％以下のＣｏ
と置換してよい）からなる耐熱合金、等が挙げられる。
れた管材料の例として、Ｃ: 0.1 〜0.6 ％, Ｓｉ:4.0％
以下，Ｍｎ:5.0％以下，Ｎｉ: 30.0〜50.0％（Ｎｉはそ
の２０％以下をＣｏと置換してよい），Ｃｒ:20.0 〜5
0.0％，Ａｌ: 4.0 ％以下，所望により、Ｗ:10 ％以
下，Ｃａ:0.5％以下，Ｈｆ:1.0％以下，Ｙ:1.0％以下の
群より選ばれる１種ないし２種以上の元素、および／ま
たはＮｂ: 4.0 ％以下，Ｍｏ:5.0％以下，Ｔｉ:1.0％以
下，Ｚｒ:1.0％以下、希土類元素:0.5％以下，Ｂ:0.5％
以下の群より選ばれる１種ないし２種以上の元素を含有
し、残部実質的にＦｅからなる耐熱合金、Ｃ:0.02 〜0.
6 ％，Ｓｉ:4.0％以下，Ｍｎ:5.0％以下，Ｃｒ:40.0 〜
52.0％，所望により、Ａｌ:4.0％以下，Ｗ:10.0 ％以
下，Ｃａ:0.5％以下，Ｈｆ:1.0％以下，Ｙ:1.0％以下の
群より選ばれる１種ないし２種以上の元素，および／ま
たはＮｂ:0.4％以下，Ｍｏ:5.0％以下，Ｔｉ:1.0％以
下，Ｚｒ:1.0％以下，希土類元素:0.5％以下，Ｂ:0.5％
以下の群より選ばれる１種ないし２種以上の元素を含有
し，残部実質的にＮｉ（Ｎｉの一部は２０％以下のＣｏ
と置換してよい）からなる耐熱合金、等が挙げられる。
【００１５】
【実施例】金属管を回転駆動ローラ上に水平載置し、管
軸を中心に回転させながら、表１に示す電子ビーム照射
（大気雰囲気）を行い、管軸と直交する向きのリング状
突起を形成した。 金属管: 耐熱合金鋼単層管（遠心力鋳造材） 管材種: C 0.5, Si 1.7, Mn 0.8, Ni 35, Cr 25, Fe Ba
l,wt％(HP 相当材） 管サイズ: 外径９８，内径８１．５，長さ２５０（mm）
軸を中心に回転させながら、表１に示す電子ビーム照射
（大気雰囲気）を行い、管軸と直交する向きのリング状
突起を形成した。 金属管: 耐熱合金鋼単層管（遠心力鋳造材） 管材種: C 0.5, Si 1.7, Mn 0.8, Ni 35, Cr 25, Fe Ba
l,wt％(HP 相当材） 管サイズ: 外径９８，内径８１．５，長さ２５０（mm）
【表１】 ビーム電流値 加速電圧 送り速度 実施例１ 60 mA 70 KV 1500 m/min 実施例２ 90 mA 70 KV 2000 m/min 実施例３ 90 mA 70 KV 1500 m/min 上記条件下に、いずれも突起高さ（２H ）１〜１．５m
m，突起幅（２W ）約２mmのリング状突起が形成され
た。
m，突起幅（２W ）約２mmのリング状突起が形成され
た。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、管内壁面の突起を電子ビーム
照射により形成するので、溶接肉盛としてビードの肉盛
形成を行う溶接法に比し、施工時間を大幅に短縮でき、
かつ溶接トーチの管内装入操作を要しないので、管径が
著しく小さいものでも管径の制限を受けずに実施するこ
とができる。また、溶接の肉盛ビードとして形成される
突起の場合には、母材管体と突起との界面に融合不良等
の欠陥を生じる場合があるが、本発明ではそのような欠
陥を生じることもない。本発明により製造される突起付
き金属管は、エチレン製造用反応管として、その他、蒸
気発生用ボイラーチューブ，都市ゴミ焼却炉用発電スー
パーヒータチューブ，熱処理炉のラジアントチューブ
等、高熱交換性能を必要とする金属管の製造法として有
用である。
照射により形成するので、溶接肉盛としてビードの肉盛
形成を行う溶接法に比し、施工時間を大幅に短縮でき、
かつ溶接トーチの管内装入操作を要しないので、管径が
著しく小さいものでも管径の制限を受けずに実施するこ
とができる。また、溶接の肉盛ビードとして形成される
突起の場合には、母材管体と突起との界面に融合不良等
の欠陥を生じる場合があるが、本発明ではそのような欠
陥を生じることもない。本発明により製造される突起付
き金属管は、エチレン製造用反応管として、その他、蒸
気発生用ボイラーチューブ，都市ゴミ焼却炉用発電スー
パーヒータチューブ，熱処理炉のラジアントチューブ
等、高熱交換性能を必要とする金属管の製造法として有
用である。
【図１】本発明の電子ビーム照射による管内側面の突起
形成を模式的に示す管軸方向断面図である。
形成を模式的に示す管軸方向断面図である。
【図２】管内側面の突起形状の断面説明図である。
【図３】管内側面の突起形状の断面説明図である。
【図４】管内側面の突起の断続分布の平面説明図であ
る。
る。
【図５】管内側面の突起形成領域の説明図である。
【図６】突起の分布形態の例を示す管軸方向断面図であ
る。
る。
【図７】突起の分布形態の例を示す管軸方向断面図であ
る。
る。
【図８】突起の分布形態の例を示す管軸方向断面図であ
る。
る。
【図９】突起の分布形態の例を示す管軸方向断面図であ
る。
る。
【図１０】突起の分布形態の例を示す管軸方向断面図で
ある。
ある。
【図１１】突起の分布形態の例を示す管軸方向断面図で
ある。
ある。
１: 金属管 １1 : 外層 １2 : 内層 １3 : 管内面 ２，: 突起 Ｇ: 電子ビームガン Ｂ: 電子ビーム Ｍ: 加熱溶融部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 薫 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株式会社クボタ 枚方製造所内 (56)参考文献 実開 昭57−71988（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 15/00 F28F 1/40
Claims (6)
- 【請求項１】 水平に保持された金属管の外側面に、電
子ビームを照射して該照射部を内面側まで加熱溶融し、
溶融金属を内面側に突起状に膨出させて凝固させること
を特徴とする内面突起付き熱交換用金属管の製造方法。 - 【請求項２】 管軸を中心とする金属管の回転運動、お
よび／または金属管と電子ビームガンとの管軸方向の相
対移動運動を行わせながら、電子ビームを照射すること
により、金属管の内面にすじ状に分布する突起を形成す
ることを特徴とする請求項１に記載の熱交換用金属管の
製造方法。 - 【請求項３】 管軸を中心とする金属管の回転運動、お
よび／または金属管と電子ビームガンとの管軸方向の相
対移動運動を行わせながら、電子ビームを断続的に照射
することにより、金属管の内面に断続的に分布する突起
を形成することを特徴とする請求項１に記載の熱交換用
金属管の製造方法。 - 【請求項４】 金属管が耐熱合金からなることを特徴と
する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の熱
交換用金属管の製造方法。 - 【請求項５】 金属管が、合金組成の異なる２種の耐熱
合金からなる外層と内層とが同心円状に積層された二層
管であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のい
ずれか１項に記載の熱交換用金属管の製造方法。 - 【請求項６】 エチレン製造用反応管であることを特徴
とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の
熱交換用金属管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04585796A JP3312839B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | 内面突起付き熱交換用金属管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04585796A JP3312839B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | 内面突起付き熱交換用金属管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239563A JPH09239563A (ja) | 1997-09-16 |
| JP3312839B2 true JP3312839B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=12730886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04585796A Expired - Lifetime JP3312839B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | 内面突起付き熱交換用金属管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312839B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4882162B2 (ja) * | 2000-06-12 | 2012-02-22 | 大同特殊鋼株式会社 | 耐コーキング性にすぐれた耐熱多層金属管とその製造方法 |
| JP2006281957A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両のフロアパネル |
| EP2037202B1 (en) * | 2006-07-05 | 2018-09-05 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Metal tube for thermal cracking reaction |
| JP4939315B2 (ja) * | 2007-06-19 | 2012-05-23 | 本田技研工業株式会社 | 細長い接合部の接着構造 |
| JP6041778B2 (ja) * | 2013-09-19 | 2016-12-14 | 東京瓦斯株式会社 | 伝熱管及びその製造方法 |
| JP6054274B2 (ja) * | 2013-09-19 | 2016-12-27 | 東京瓦斯株式会社 | 金属部材及びその製造方法 |
| JPWO2020213108A1 (ja) * | 2019-04-17 | 2021-05-06 | 江崎工業株式会社 | 機能部材の配置方法 |
-
1996
- 1996-03-04 JP JP04585796A patent/JP3312839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09239563A (ja) | 1997-09-16 |
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