JPH01107918A - 破壊伝播停止能を有するクラッド材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、破壊伝播停止能（ｃｒａｃｋ　ａｒｒｅｓｔ
ｅｒ）を存するクラッド材に関するものである。本発明
のクラッド材は、パイプ・ラインまたは建築構造物等に
用いられる。

（ロ）従来技術 ここで、破壊伝播停止能（ｃｒａｃｋ　ａｒｒｅｓｔｅ
ｒ）とは、鋼板、鋼管等の鋼材に発生する亀裂等の破壊
の進行を中断または方向転換させる機能をいう。クラッ
ド（ｃｌａｄ）材とは、異種金属または同種金属を重ね
合せて圧延・成形した鋼板、鋼管等をいい、異種金属を
重ね合せた鋼材は通常の鋼材等よりも耐食・耐摩耗性に
すぐれている。

天然ガス等を輸送する目的でソ連、米国、中近東、東南
アジア等で長大なパイプ・ラインが建設されて来た０通
常、これら天然ガスは高圧で輸送されるので延性破壊が
発生した場合、その伝播を停止させるためにクラック・
アレスタが必要とされる。また、これらパイプ・ライン
は腐食環境に敷設される場合が多いので、重防食能をも
たせるために、クラッド材が用いられることもある。ク
ラッド材を用いたパイプ・ラインにおいても破壊伝播の
問題が生じる。鋼材に発生する亀裂等の破壊の進行を防
止するためには、外力により破壊を拘束するか、材料の
エネルギ吸収能力を向上させる必要がある。

例えば、パイプ・ラインの破壊伝播を食い止める方法と
して、パイプ・ラインを構成する鋼管材料を高級化し、
機械的性質を向上させる方法（特開昭６０−２９４５２
号公報、特開昭６０−１７０５３０号公報）、鋼管外周
を補鋼リング、樹脂バンド等で結束する方法（特開昭５
９−１１７９９４号公報）、フランジ付パイプを溶接す
る方法（特開昭５６＝１６７９８０号公報）がある。

材料の高級化の方法はパイプ・ラインの一部に破壊が起
ったとき、破壊伝播を食い止めようとすれば、非常に大
きな衝撃靭性が鋼管材料に要求され、生産技術上の困難
性を増し、大幅なコスト高となる。

結束、溶接の方法は、補鋼リング、結束バンドまたはフ
ランジ付パイプを鋼管に装着するのに多大の費用と手間
を要し、パイプ・ライン敷設のコストが大幅に高くなっ
てしまう。

建築構造物等に対する破伝播停止方法として、鋼材表面
にリブを溶接し、隣接リプを互いにずらせる方法（特開
昭６０−４９８９０号公報）もある、この方法は、作業
が煩雑で、現場組立作業が困難であった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、クラッド材に破壊
伝播停止能をもたせることにある。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明の破壊伝播停止能を有するクラッド材は、板状ま
たは管状のクラフト材において、板幅または直径方向に
延びかつ長手方向に間隔をあけた間隙を材料内に設ける
ことによって、上記問題点を解決している。

（ホ）作用 本発明にもとづくクラッド材は、空隙部分が材料の不連
続部分となり、そこで衝撃を吸収して破壊の伝播を停止
または方向転換させる。特に空隙部がクラッド材中に密
封されているので、外部からの腐食のおそれもない。

（へ）実施例 図面を参照して本発明の破壊伝播停止能を有するクラッ
ド材の実施例について説明する。第１図は本発明にもと
づく板状クラッド材１ａ　（Ａ）および管状クラッド材
１ｂ（Ｂ）を示す、板状クラッド材１ａまたは管状クラ
ッド材１ｂは、板幅または直径方向に延びかつ長手方向
に間隔をあけた間隙１１ａまたはｌｌｂを有している９
間隔１１ａまたはｌｌｂは材料内に密封されている。

第２図および第３図は、間隙成形方法を示す。

本発明では、クラッド材の素材となる母材もしくは合せ
材のいずれか一方または両者に予め切り溝を入れておき
、その後圧延し、成形する。その結果、材料内に間隙が
成形されるのである。

例えば、第２図に示すように、クラッド材用素材２の板
幅方向に切り溝３ａまたは３ｂを設ける。切り溝３ａは
板幅全長に切られていない、すなわち、切り溝３８は側
縁付近で貫通せずに終了している。

一方、切り溝３ｂは板幅全長にわたって切り込まれてい
る。切り溝３８または３ｂの幅は０．５〜２ＩｌｌＢ程
度また深さは素材２の板厚ｔの約半分（１／２ｔ）程度
が好ましい。

通常、クラッド材用素材は耐食性等を付与するため異種
金属が用いられる。しかし、本発明においては、間隙を
つくるという目的のためだけに限定した場合には、同種
金属を用いることもできる。

第２図に示す切り溝３ｂを成形した場合には、板状クラ
ッド材として使用するのには適していないが、その板状
クラッド材を加工成形して管状クラッド材として使用す
るときには支障はない。その理由は、間隙が材料内に完
全に密封されてしまうからである。

第３図は切り溝３の種々の成形態様を示す。例えば、素
材２の一方にのみ切り溝３を入れる場合（Ａ）、両方の
素材２に切り溝３を入れる場合（Ｂ）、交互に入れる場
合（Ｃ）、切り溝３を円筒状に入れる場合（Ｄ）、切り
溝３をジグザグまたは蛇行状に入れる場合（Ｅ）、切り
溝３を材料幅方向に間隔をあけて入れる場合（Ｆ）など
がある。

次に、本発明にもとづく具体的実施例について説明する
。

〈具体的実施例１〉 輻１００ｈｓ　Ｘ長さ２５００ｍｍ　Ｘ厚み８抛−の普
通鋼（成分を第１表に示す。）を２枚準備し、その両方
の合せ面に、深さ４０Ｉｌｌｌ×幅１ｍｍの切り溝を板
幅方向に設けた。各合せ面を清浄面としそれらを重ね合
わせ、これら合せ面の周縁をシール溶接し、内部を真空
吸引して全周溶接組立てスラブにした。この組立てスラ
ブを加熱炉で１２５０℃に加熱した後、圧延機にて板厚
１０ｍ５のクラッド鋼板を製造した。

クラッド鋼片から切り溝有りと切り溝なしの試験片をそ
れぞれ切り出し、後述する二重引張試験法にて亀裂伝播
特性を調べた。

その試験結果を第５図に示す、第５図から、板厚中心部
に間隙部分を有する本発明のクラッド材は、間隙部分で
確実に亀裂をとらえ、それ以降に亀裂を伝播させないこ
とが確認された。

第１表 供試材成分（母材、合せ材とも同一） （ｗｔχ） 〈具体的実施例２〉 上記クラッド材を用い、ＵＯブレス装置にて、外径１２
インチのパイプを製造し、このパイプを一４０℃、約２
００Ｋｇ／ｄ迄昇圧しバースト試験に供した。

比較材としては、切り溝なしの同−比較材を使用した。

その結果、比較材には全長に渡り、クラックが発生した
が、本発明材はクラック伝播がいずれも間隙部分で停止
し、優れたクラックアレスト性が確認された。

前述した二重引張試験法について、第４図を参照して説
明する。

試験片Ｔは、本体１〇七クラック発生部２０とからなり
、両者は連結部３０で一体に連結されている。

本体１０にはクランク発生部２０と平行に前述の間隙部
分（不連続部分）１１が設けられる０間隙部分１１は仮
エツジからの距ｍｘ、が１００ｍｍのところから始まる
（Ａ）。

クラック発生部２０には縦にスリット２１が設けられる
。スリット２１に垂直方向に補助引張荷重Ｐ（＝４０ｔ
ｏｎ）が加えられる０本体ｌＯには荷重Ｐと平行に引張
応力σ（・２０にｇ／■２）が加えられる（Ａ）。

二重引張試験の亀裂発生状況を第４図（Ｂ）および（Ｃ
）に示す、（Ｂ）図は本発明材、（Ｃ）図は比較材であ
る。この試験結果は前述の第５図に示され以上の試験か
ら、前述したように、間隙部分の存在により、亀裂の直
進長さｌが短かくなり、間隙部分手前で亀裂は左右に分
れて減衰することがわかる。

（ト）効果 本発明によれば、下記の効果が得られる。

■　外観上通常のクラッド材と差がない。

■　二次加工（アレスタ等の取付け）の必要がなく、設
備敷設コストを大幅に低減できる。

■　高度の衝撃靭性を有する合金鋼製の鋼材を用いる必
要がなく、母材成分コストの大幅な削減が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るクラッド材の斜視図、第２図はク
ラッド材用素材に、設ける切溝の寸法関係を示す説明図
。第３図は切溝の成形態様を示す説明図、第４図は二重
引張滅法およびその試験結果の亀裂状況を示す説明図、
第５図は試験結果を示すグラフ。 １ａ：板状クラッド材、１ｂ＝管状クラッド材。 ２：クラッド材用素材、　３ａ、３ｂ、３　　：切り溝
。 １０：本体、１１：間隙。 ２０：クラック発生部、２１ニスリツト。 特許出願人、住友金属工業株式会社 第３ （Ａ） ３． ０°）７３ 図 （Ｂ） 直進亀裂−＆きｔ（ｍｍ） ム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　板状または管状のクラッド材において、板幅または直
   径方向に延びかつ長手方向に間隔をあけた間隙を材料内
   に有することを特徴とした破壊伝播停止能を有するクラ
   ッド材。