JPH01188655A - 耐凍結用溶接純チタン管とその製造方法 - Google Patents
耐凍結用溶接純チタン管とその製造方法Info
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- JPH01188655A JPH01188655A JP1229288A JP1229288A JPH01188655A JP H01188655 A JPH01188655 A JP H01188655A JP 1229288 A JP1229288 A JP 1229288A JP 1229288 A JP1229288 A JP 1229288A JP H01188655 A JPH01188655 A JP H01188655A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、管内を流れる液体が凍結しても破裂しない耐
凍結用溶接チタン管とその製造方法に関する。
凍結用溶接チタン管とその製造方法に関する。
管内に海水等を流し、管外に低温の液体、たとえばＬＮ
Ｇを流すことによって、海水の熱によりＬＮＧを気化さ
せるための熱交換器が知られている。
Ｇを流すことによって、海水の熱によりＬＮＧを気化さ
せるための熱交換器が知られている。
この種の熱交換器では、管内を流す液体が海水等の腐食
性液体である場合には、耐食性に優れたチタン管を伝熱
管としている。
性液体である場合には、耐食性に優れたチタン管を伝熱
管としている。
このチタン管は、チタンフープを幅方向に湾曲させ、端
縁を突き合わせて溶接することによって得ることができ
る。
縁を突き合わせて溶接することによって得ることができ
る。
しかし、このチタン溶接管は、耐食性の点で、確かに優
れた性能を示すけれども、管内を流れるたとえば海水が
凍結した場合には、管の溶接部やその近傍において亀裂
が生じたり、凍結が繰り返されると、ついには破裂を招
くこともある。
れた性能を示すけれども、管内を流れるたとえば海水が
凍結した場合には、管の溶接部やその近傍において亀裂
が生じたり、凍結が繰り返されると、ついには破裂を招
くこともある。
これに対して、特開昭６１−１８６４６１号公報には、
シーム溶接部のチタン管を冷間で引抜加工し、次いで熱
処理を行うことにより、延性に乏しい溶接部の組織を等
軸晶組織に再結晶させ、延性を向上させることにより耐
凍結性を高める技術が提案されている。
シーム溶接部のチタン管を冷間で引抜加工し、次いで熱
処理を行うことにより、延性に乏しい溶接部の組織を等
軸晶組織に再結晶させ、延性を向上させることにより耐
凍結性を高める技術が提案されている。
なお、従来の溶接チタン管は、工業用純チタンの等軸α
組織をもつフープを用いて製造するのが常であり、β変
態組織をもたせることを避けていた。しかも、溶接管の
ビード部のみはβ変態組織をもっていても止むを得ない
とされていた。
組織をもつフープを用いて製造するのが常であり、β変
態組織をもたせることを避けていた。しかも、溶接管の
ビード部のみはβ変態組織をもっていても止むを得ない
とされていた。
しかし、前記公報に開示された先行技術では、溶接後に
冷間引抜加工を必須とするので、製造工程が増え、製造
コストが嵩み、また引抜加工に伴う表面肌の悪化も招く
。
冷間引抜加工を必須とするので、製造工程が増え、製造
コストが嵩み、また引抜加工に伴う表面肌の悪化も招く
。
そこで、本発明の主たる目的は、冷間引抜加工を行うこ
となく耐凍結性に優れ、もって製造コストが低減する耐
凍結用溶接チタン管とその製造方法を提供することにあ
る。
となく耐凍結性に優れ、もって製造コストが低減する耐
凍結用溶接チタン管とその製造方法を提供することにあ
る。
前記課題を解決するための本第１発明は、全断面がβ変
態組織からなることを特徴とする耐凍結用溶接チタン管
を要旨としている。
態組織からなることを特徴とする耐凍結用溶接チタン管
を要旨としている。
また、第２発明は、β変態組織からなるフープを用いて
製造することを特徴とするものである。
製造することを特徴とするものである。
さらに、第３発明は、等軸α組織からなるフープを用い
て溶接した後、β変態点以上で加熱してβ変態組織とす
ることを特徴とするものである。
て溶接した後、β変態点以上で加熱してβ変態組織とす
ることを特徴とするものである。
本発明において、チタンとは、例えばＪＩＳＩ種、２種
、３種等の工業用純チタンをいう。
、３種等の工業用純チタンをいう。
本発明者らは、溶接チタン伝熱管の凍結に伴う管の寸法
変化を調査する過程で、管の膨張による変形は、溶接部
近傍の熱影響部に集中することを見出した。
変化を調査する過程で、管の膨張による変形は、溶接部
近傍の熱影響部に集中することを見出した。
さらに、凍結時に生ずるフープ応力について、母材は熱
影響部より耐力が大きく、フープ応力に対する母材の耐
力の大きさは、溶接管素材たる冷延板の集合組織が関与
していることを知見した。
影響部より耐力が大きく、フープ応力に対する母材の耐
力の大きさは、溶接管素材たる冷延板の集合組織が関与
していることを知見した。
そして、溶接ままの管での管全周の伸びの低さは、フー
プ応力が働いた場合、円周方向に変形が生じ難い集合組
織を有する母材が変形せず、ランダムな方位を有するそ
れより低い耐力の熱影響部に変形が集中することによる
ものと考えられる。
プ応力が働いた場合、円周方向に変形が生じ難い集合組
織を有する母材が変形せず、ランダムな方位を有するそ
れより低い耐力の熱影響部に変形が集中することによる
ものと考えられる。
そこで、本発明に従って、母材をβ変態組織とすると、
その集合組織が消失し、結晶方位がランダム化し、引張
性質の等労化がなされるので、凍結時に管の膨張が生し
たとき、周方向に均一な伸びを示し、もって耐凍結性が
高まる。
その集合組織が消失し、結晶方位がランダム化し、引張
性質の等労化がなされるので、凍結時に管の膨張が生し
たとき、周方向に均一な伸びを示し、もって耐凍結性が
高まる。
以下さらに本発明を詳説する。
本発明は、全断面がβ変態組織からなる溶接チタン管を
得るものである。
得るものである。
この場合、母材としてのフープ自体が、溶接前において
予めβ変態組織を有するものであっても、溶接後、熱処
理によって母材をβ変態組織化してもよい。この素材の
β変態組織化に当っては、熱処理によることによって行
うことができ、その熱処理温度は、β変態点以上で加熱
することが必要である。β変態点未満では、フープの集
合組織を消失させることができず、目的とする管を得る
ことができない。熱処理温度の上限は限定されるもので
はないが、β結晶粒の異常成長の防止を図る上で１１５
０°Ｃ以下で熱処理するのが望ましい。
予めβ変態組織を有するものであっても、溶接後、熱処
理によって母材をβ変態組織化してもよい。この素材の
β変態組織化に当っては、熱処理によることによって行
うことができ、その熱処理温度は、β変態点以上で加熱
することが必要である。β変態点未満では、フープの集
合組織を消失させることができず、目的とする管を得る
ことができない。熱処理温度の上限は限定されるもので
はないが、β結晶粒の異常成長の防止を図る上で１１５
０°Ｃ以下で熱処理するのが望ましい。
熱処理雰囲気は、酸化の防止のために、Ａｒ等の不活性
雰囲気中か真空中で行うのが好ましい。加熱後の冷却に
当って、その速度は、水冷、空冷、炉冷等のいずれでも
制御が可能である。
雰囲気中か真空中で行うのが好ましい。加熱後の冷却に
当って、その速度は、水冷、空冷、炉冷等のいずれでも
制御が可能である。
本発明では、溶接に当り、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接等
いずれの溶接法でもよい。チタンは高温で酸化および窒
化され易いため、これを避けるためには、不活性雰囲気
中で溶接する必要があること、ならびに工業的規模で長
尺の管を製造するためには、ＴＩＧ溶接が低コストであ
るから好ましい方法である。
いずれの溶接法でもよい。チタンは高温で酸化および窒
化され易いため、これを避けるためには、不活性雰囲気
中で溶接する必要があること、ならびに工業的規模で長
尺の管を製造するためには、ＴＩＧ溶接が低コストであ
るから好ましい方法である。
〔実施例〕
次に実施例を説明する。
（実施例１）
酸素量が重量％で０．０６１％および０． Ｏ８５％の
等軸α組織の純チタン条（β変態点８８０℃）を８５０
°Ｃ，９００℃、１０００℃でそれぞれ１時間保持後、
空冷した後、ＴＩＧ溶接し、外径１２、７ ＊ｘ、肉厚
Ｑ、 ９ ｍｌの溶接チタン管を製作した。
等軸α組織の純チタン条（β変態点８８０℃）を８５０
°Ｃ，９００℃、１０００℃でそれぞれ１時間保持後、
空冷した後、ＴＩＧ溶接し、外径１２、７ ＊ｘ、肉厚
Ｑ、 ９ ｍｌの溶接チタン管を製作した。
これを繰り返し凍結試験に供した。
凍結試験は、試験管の中に、重量％で３．５％塩化ナト
リウム水溶液を入れ、−４５℃のエタノール中で３０分
間保持する条件で実施し、破裂するまでの凍結回数を耐
凍結破裂性とした。
リウム水溶液を入れ、−４５℃のエタノール中で３０分
間保持する条件で実施し、破裂するまでの凍結回数を耐
凍結破裂性とした。
また、同成分の等軸α組織のチタン条を熱処理せず、そ
のまま溶接し、同様の試験を行った。酸素量０．０６１
％および０．０８５％の結果をそれぞれ第１表および第
２表に示す。
のまま溶接し、同様の試験を行った。酸素量０．０６１
％および０．０８５％の結果をそれぞれ第１表および第
２表に示す。
第 １ 表
第 ２ 表
第１表および第２表より、本発明材である９００℃焼鈍
材および１０００℃焼鈍材は、従来材より優れた耐凍結
破裂性を示す。一方、β変態点以下の、比較例に係る焼
鈍材は、従来例とほとんど変らなかった。
材および１０００℃焼鈍材は、従来材より優れた耐凍結
破裂性を示す。一方、β変態点以下の、比較例に係る焼
鈍材は、従来例とほとんど変らなかった。
（実施例２）
酸素量が重量％で０．０６１％の等軸α組織の純チタン
条をＴＩＧ溶接し、外径１２．７ 鶴、肉厚０．９鶴の
溶接チタン管を製作した。これを８５０”Ｃ，９００℃
、１０００℃でそれぞれ０．５時間保持後、水冷し、実
施例１と同方法による凍結試験を行った。また、同成分
の等軸α組織の溶接チタン管を熱処理せず、従来例とし
てそのまま同様の試験を行った。結果を第３表に示す。
条をＴＩＧ溶接し、外径１２．７ 鶴、肉厚０．９鶴の
溶接チタン管を製作した。これを８５０”Ｃ，９００℃
、１０００℃でそれぞれ０．５時間保持後、水冷し、実
施例１と同方法による凍結試験を行った。また、同成分
の等軸α組織の溶接チタン管を熱処理せず、従来例とし
てそのまま同様の試験を行った。結果を第３表に示す。
第 ３ 表
第３表より、本発明材は、実施例１と全く同じ結果を得
、優れた耐凍結破裂性を示した。また、従来材および比
較材は、耐凍結性が劣ることが判明した。
、優れた耐凍結破裂性を示した。また、従来材および比
較材は、耐凍結性が劣ることが判明した。
以上の通り、本発明によれば、冷間引抜加工等の工程を
経ることなく、したがって製造コストが嵩むことなく、
溶接チタン管の耐凍結破裂性を向上させることができる
。
経ることなく、したがって製造コストが嵩むことなく、
溶接チタン管の耐凍結破裂性を向上させることができる
。
なお、本発明は、たとえば海水とＬＮＧが熱交換を行う
ような、凍結の可能性のある伝熱管のみならず、使用中
に内圧がかかり、管の径が塑性変形を受けるような環境
向けにも有効に適用できる。
ような、凍結の可能性のある伝熱管のみならず、使用中
に内圧がかかり、管の径が塑性変形を受けるような環境
向けにも有効に適用できる。
特許出願人 住友金属工業株式会社
Claims (3)
- （１）全断面がβ変態組織からなることを特徴とする耐
凍結用溶接チタン管。 - （２）β変態組織からなるフープを用いて製造すること
を特徴とする耐凍結用溶接チタン管の製造方法。 - （３）等軸α組織からなるフープを用いて溶接した後、
β変態点以上で加熱してβ変態組織とすることを特徴と
する耐凍結用溶接チタン管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63012292A JP2570785B2 (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 耐凍結用溶接純チタン管とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63012292A JP2570785B2 (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 耐凍結用溶接純チタン管とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01188655A true JPH01188655A (ja) | 1989-07-27 |
| JP2570785B2 JP2570785B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=11801263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63012292A Expired - Lifetime JP2570785B2 (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 耐凍結用溶接純チタン管とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570785B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016142361A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 新日鐵住金株式会社 | チタン管、チタン管の設計方法および気化器 |
| JP2016140895A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 新日鐵住金株式会社 | チタン管及びチタン管の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62202068A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | Nippon Steel Corp | 高延性純チタン溶接管の製造方法 |
| JPS62222051A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | β型チタン合金の熱処理方法 |
-
1988
- 1988-01-22 JP JP63012292A patent/JP2570785B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62202068A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | Nippon Steel Corp | 高延性純チタン溶接管の製造方法 |
| JPS62222051A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | β型チタン合金の熱処理方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016142361A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 新日鐵住金株式会社 | チタン管、チタン管の設計方法および気化器 |
| JP2016140895A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 新日鐵住金株式会社 | チタン管及びチタン管の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2570785B2 (ja) | 1997-01-16 |
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