JP3671329B2 - インバー鋼管継手の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｆｅ−３６％Ｎｉ系の低熱膨張鋼であるインバー鋼を素材として、液化天然ガス（以下ＬＮＧと略す）の輸送用管継手等を熱間加工成形する際の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インバー鋼は、極低温から常温までの広い温度範囲に渡って優れた靭性と、オーステナイト系ステンレス鋼（以下スンテレス鋼という）の１／１０以下という低い熱膨張率を示すことから、液化天然ガス（以下ＬＮＧと略す）の輸送および貯槽容器用材料として注目されている。ここでＬＮＧの輸送管について見ると、現状ではステンレス鋼が多用されており、直管のみならず管継手もステンレス鋼により製造されている。管継手については、冷間加工による場合と熱間加工による場合とがあり、比較的加工度の小さいエルボ、レジューサー、キャップ等は冷間加工により、また、加工度の大きいティーは熱間加工によって製造されるのが一般的である。ここで、ＬＮＧ輸送管としてこれまでのステンレス鋼に代えてインバー鋼を適用しようとした場合には、当然、ステンレス鋼同様に管継手が必要となるが、インバー鋼管が実製造された事例もなく、況や管継手が製造された事例もないのが現状である。
【０００３】
したがって、こうした全く新しい材料を使用する場合には、従来から使用されている鋼であるステンレス鋼の製造条件を踏まえて条件を設定する必要があり、ティー型鋼管継手に代表されるような熱間加工について言えば、通常の１０５０℃近傍の温度域での加工を実施することとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インバー鋼の高温での機械的特性を詳細に調査したところ、インバー鋼においては、高温で顕著な延性低下を示すというインバー鋼固有の現象を新たに知見するに至り、従来の熱間加工方法、すなわち従来の熱間加工温度が適用不可能であることが判明した。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、強度低下のない健全なＬＮＧ輸送用管継手等を製造することができるようにしたインバー鋼管継手の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインバー鋼管継手の製造方法は、Ｆｅ−３６％Ｎｉ系の低熱膨張鋼であるインバー鋼を４００℃以上６００℃以下の温度範囲で加工成形するものである。
【０００７】
図１はインバー鋼について実施した高温引張試験〔試験片：ＪＩＳ II−６形試験片（平行部径６ｍｍ，標点間距離３０ｍｍ）〕から、熱間加工性の指標となる一様伸びを３５０℃から１０５０℃の温度範囲で示したものである。得られた一様伸びは、６００〜９５０℃では２０％を下回る値が得られており、９００〜１０００℃においてほぼ２０％程度となっている。これに対して、より低温側の４００℃〜６００℃においてはほぼ３０％程度の高い一様伸びが得られており、インバー鋼特有の高温引張特性を示している
【０００８】
ここで熱間加工によるティー成形時に発生する最大塑性歪量を考えてみると（当然のことながら口径サイズ、板厚等によって異なるが）、最も過酷となる加工は、口径を拡げるための枝出し工程であり、一回当たり最も歪量の大きいところで２０％程度にまで達するのが一般的である。このため、インバー鋼を用いてティー型鋼管継手を製造する場合には、２０％を十分上回る一様伸びを示すことが必須であり、そして、図１の特性から明らかなように、４００℃〜６００℃の温度範囲においてステンレス鋼と同様な加工が可能となる。したがって、インバー鋼の熱間加工においては、従来ステンレス鋼で実施している１０５０℃近傍での加工は困難であるが、４００℃〜６００℃の温度範囲において正常な加工が実施できることが分かる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図２はインバー鋼のティー型管継手の製造過程を示した説明図である。図示のように、このティー型管継手は、▲１▼材料切断、▲２▼Ｕ曲げ、▲３▼頭出し、▲４▼穴明け、▲５▼枝出し、▲６▼長手切断、▲７▼Ｏ曲げ、及び▲８▼仮付溶接という過程を経て、本溶接（図示せず）がなされて製造される。勿論、このときの材料１０の温度は４００℃〜６００℃の温度範囲内にある。
【００１０】
図３は図２の枝出しの加工処理の詳細を示した図である。図３において、１０は材料であり、１１は押し治具、１２は玉（お椀状の押し治具）、１３は型である。型１３の上に置かれた材料１０に対して押し治具１１により玉１２を押圧して玉１２を押し出すことによって材料１０を成形する。
【００１１】
図４は図３の枝出しの加工処理により成形されて得られた枝出し部１０ａの形状を示した説明図である。
【００１２】
【実施例】
表１は、実際のティー型管継手を熱間加工により成形することを想定して、図３に示される加工方法によって、各試験温度で口径を拡げるための枝出し加工を実施した結果を示したものである。供試したインバー鋼は板厚６ｍｍ材で、頭出し加工、穴明けを実施した後に、試験温度、５００℃、８００℃および１０５０℃の３水準について枝出し加工を行った。枝出し加工にともなう熱間加工性の良し悪しは、枝出し部に割れの発生が認められるか否かによって判定し、割れが発生したものは×で、割れが全く発生しなかったものは○で示している。表１から明かなように、加工温度５００℃においてのみ枝出し部に割れが発生しておらず、健全な成形が行われたことを示している。表１の結果と先に示した図１の特性との相関性から、一様伸びが３０％程度を有する４０〜６００℃の温度範囲においてインバー型鋼管継手の製作が可能となることは明かである。
【００１３】
【表１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、インバー鋼を４００℃以上６００℃以下という通常の熱間加工に比べてかなり低い温度域において加工成形するようにしたことから、再結晶等による結晶粒の粗大化は認められず、その結果、強度低下のない健全なＬＮＧ輸送用管継手等を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インバー鋼の一様伸びを３５０℃から１０５０℃の温度範囲で示した特性図である。
【図２】インバー鋼のティー型管継手の製造過程を示した説明図である。
【図３】図２の枝出しの加工処理の詳細を示した図である。
【図４】図３の枝出しの加工処理により成形された得られた枝出し部１０ａの形状を示した説明図である。
Claims (1)
- Ｆｅ−３６％Ｎｉ系の低熱膨張鋼であるインバー鋼を４００℃以上６００℃以下の温度範囲で加工成形することを特徴とするインバー鋼管継手の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP32302398A JP3671329B2 (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | インバー鋼管継手の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32302398A JP3671329B2 (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | インバー鋼管継手の製造方法 |
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|---|---|
| JP2000140935A JP2000140935A (ja) | 2000-05-23 |
| JP3671329B2 true JP3671329B2 (ja) | 2005-07-13 |
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|---|---|---|---|
| JP32302398A Expired - Fee Related JP3671329B2 (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | インバー鋼管継手の製造方法 |
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-
1998
- 1998-11-13 JP JP32302398A patent/JP3671329B2/ja not_active Expired - Fee Related
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