JPH0352775A - ステンレス鋼鋼管の円周溶接方法 - Google Patents

ステンレス鋼鋼管の円周溶接方法

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JPH0352775A
JPH0352775A JP18999689A JP18999689A JPH0352775A JP H0352775 A JPH0352775 A JP H0352775A JP 18999689 A JP18999689 A JP 18999689A JP 18999689 A JP18999689 A JP 18999689A JP H0352775 A JPH0352775 A JP H0352775A
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JP
Japan
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gas
welding
steel pipe
weld
stainless steel
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JP18999689A
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Masashi Takaso
正志 高祖
Minoru Miura
実 三浦
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、配管等に使用されるステンレス鋼鋼管をTI
G溶接にて相互に円周溶接するステンレス鋼鋼管の円周
溶接方法に関する。
〔従来の技術〕
従来より、薄肉の配管用ステンレス鋼鋼管を相互に溶接
する場合、溶加材を用いないTIG円周溶接が多用され
ている。この溶接では、第1図に示すように、タングス
テン電極2を使用してステンレス鋼管1,1の突合せ部
が溶加材なしで周方向に突合せ溶接される。溶接部は不
活性ガスでシールドされる場合が多い。このようなステ
ンレス鋼鋼管の円周溶接では、鋼管溶接部の内外表面に
溶接スケールが生威するのを避けられず、生或した溶接
スケールは溶接部の耐食性を害する原因になる。したが
って、溶接後には溶接スケールを除去する必要があり、
外表面については機械的に除去することが可能である。
しかし、内表面については特に小径管の場合には機械的
な除去が困難である。
非機械的な内表面スケール除去法としては、酸洗が一般
的であるが、配管工事のような現場施工では実施が困難
である。そこで、管内表面側に溶接スケールを生威させ
ないための対策が必要になり、そのための具体的方法と
して、溶接部を挟むように一組の膨張バッグを管内に挿
入し、その間にアルゴン等の不活性ガスを通して溶接部
の内面側をシールドする方法が特開昭60−40671
号公報により提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、この内面ガスシールドを用いた溶接法では、シ
ールドガスに02が混入するのを避けることができず、
溶接スケールの生威を完全に防止することが困難である
。従って、溶接スケールに起因する溶接部の耐食性低下
が避けられない。
本発明は、斯かる状況に鑑みなされたもので、機械的に
溶接スケールが除去できない場合にも、溶接スケールの
生或にともなう鋼管内面側溶接部の耐食性劣化を抑制す
ることができる溶接方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
ステンレス鋼鋼管を内面シールドでTIG溶接した場合
に鋼管内面側溶接部に生戒する溶接スケールは、第2図
に示すように、溶接熱影響部3に生じる酸化スケール、
溶接金属4に生じる酸化スケール、溶接金属4に点状に
生しる点状浮上物5の3種類に大別される。溶接熱影響
部3の酸化スケールは溶接熱影響部3が300゜C以上
加熱されるために鋼管内面が酸化して生しるものであり
、溶接金属4の酸化スケールおよび点状浮上物5の生威
原因は、シールドガス中に混入した02による酸化と、
鋼管の表面及び内部に存在する酸化物の凝集の2点にあ
る。
本発明者らは、溶接スケールに起因する耐食劣化を抑え
るには上記3種類の酸化物の生戒を防止する必要がある
との観点から、シールドガス中に混入する02による酸
化と、鋼管の酸化物凝集の両方を防止する対策について
実験研究を行った。
その結果、前者に対してはシールドガス中へのH2ガス
の混入が有効であり、後者に対しては鋼管表面の酸化膜
除去が有効なことを知見した。また,、溶接熱影響部に
溶接スケールが生威されても、その地肌が滑らかであれ
ば腐食を抑制できることも判明した。
本発明は、斯かる知見に基づきなされたもので、ステン
レス鋼鋼管をTIG溶接にて相互に円周溶接するに際し
、溶接前に溶接予定部近傍の少なく?も鋼管内面におい
て、酸化膜を除去すると共に表面粗さをRmax 5μ
m以下となし、溶接時の内面シールドガスとして不活性
ガスに5体積%以上のH2ガスを含有させた還元性ガス
を使用することを特徴とするステンレス鋼鋼管の円周溶
接方法を要旨とする。
〔作  用〕
耐食性劣化の原因となる溶接スケールのうち、溶接熱影
響部に生じる酸化スケールは、シールドガス中に混入す
る02を原因としている。また、溶接金属に生じる酸化
スケールおよび点状浮上物もこの02による酸化を一因
としている。本発明者らの調査によると、このOtによ
る酸化はシールドガスとして不活性ガスにH2ガスを混
合した還元ガスを用いることによって著しく抑制される
ことが判明した。すなわち、不活性ガスからなるシール
ドガスにH2ガスを混合しておけば、シールドガスに0
■が混入しても、溶接熱影響部における酸化スケールの
生威が抑止され、溶接金属の酸化スケールおよび点状浮
上物についてもその生或が抑制されるのである。ただし
、H2ガスの混合比が5体積%未満では、この酸化抑止
効果は十分とは言えない。従って、H2ガスの混合比は
5体積%以上とする。H2ガスの混合比の上限について
は、安全性を考慮して20体積%とするのが望ましい。
また、ベースとなる不活性ガスとしてはAr,He等を
挙げることができる。
溶接金属に生じる酸化スケールおよび点状浮上物の今一
つの原因である母材例の酸化物については、母材表面の
酸化膜が支配的である。すなわち、ステンレス鋼鋼管は
熱間圧延の後、酸洗によって表面の圧延スケールが除去
されるが、表面は不動態化し、酸化膜が生或しており、
この酸化膜がシールドガス中Otによる酸化と共に溶接
金属の酸化スケールおよび点状浮上物の生威原因になっ
ているのである。従って、シールドガスへのH2ガスの
混合と合せて、溶接前に溶接予定部の酸化膜を除去する
ことにより、溶接金属における酸化スケールおよび点状
浮上物の生威が効果的に抑制される。鋼管外面側溶接金
属の酸化スケールおよび点状浮上物については、溶接後
に容易に除去できるので、溶接予定部近傍の外面酸化膜
まで除去する必要はないが、外面酸化膜を除去して溶接
金属外面に酸化スケールおよび点状浮上物が生威するの
を抑制するようにしてもよいことは言うまでもない。
溶接熱影響部に生じる酸化スケールについては、酸化ス
ケールと金属地肌部との間に隙間を形威し、隙間腐食を
招く原因になることが知られている。
本発明者らの調査によれば、この隙間腐食は溶接前の溶
接予定部近傍の表面粗さ(Rmax)が大きいほど顕著
になり、逆にこの表面粗さ(R+Ilax )を小さく
することにより隙間腐食を抑制できることが判明した。
従って、溶接予定部の表面粗さ(Rmax)を制限して
おけば、たとえ溶接後に溶接熱影響部に酸化スケールが
生威されても、その酸化スケールに起因する隙間腐食を
抑制することができる。ただし、表面粗さ(Rmax 
)は5μm以下とする必要がある。溶接予定部における
表面粗さ(Rmax )の管理は、酸化膜除去と同様に
、内面側を必須とするが、外面側に実施することを阻げ
るものではない。
〔実施例〕
JISG3459に規定された配管用ステンレス鋼鋼管
(SUS304TP,SUS304LTP,SUS30
9TP,SUS310TP,SUS3’l 6TP,S
US3 1 7TP)を使用して本発明の円周溶接方法
を実施した結果を以下に説明する。
管寸法が5OA×スゲジュール53(60.5ovn外
径X1.65m肉厚)の上記各鋼管に対して、溶接前に
突合せ端より15nvn以内の内外面を#80〜#60
0研磨紙で研磨して、酸化膜を除去すると共に、その部
分の表面粗さR maxを種々の値に管理した。次いで
、上記各鋼管を相互に突合せた状態でTIG溶接により
円周溶接した。タングステン電極トーチにはトーチシー
ルドガスとしてA『ガスを1!M!/分の条件で供給し
た。管内面にはシールドガスとして(0〜lO体積%H
 2 + A r )ガスを15l/分の条件で供給し
た。溶接電圧は12V,溶接電流↓よ80A,溶接速度
は15cm/分とした。溶接結果を第3図〜第5図に示
す。
第3図は管内面を純Arガスでシールドガスした状態で
SUS304鋼管を溶接したときの、溶接金属内面に生
或した点状浮上物の個数と、管表面を研磨した研磨紙の
種類との関係を示す。#80〜#600研磨紙で研磨し
て酸化膜を除去することにより、純Arの使用にもかか
わらず点状浮上物個数をOにすることができる。
第4図は管内面を(Ar+5%H.)ガスにてシールド
した状態でSUS304鋼管を溶接したときの、溶接部
の孔食電位VvsSCEと溶接予定部の表面粗さR m
axとの関係を示す。孔食電位はJISGO577に準
拠した方法で測定した。表面粗さRmaxは使用した研
磨紙の種類によって異なり、#80で約7μm、#15
0で約5μm,#320で約3 μm, #6 0 0
で約lμmである。
表面粗さRIIlaxを5μm以下にすることによって
孔食電位VvsSCEが母材の孔食電位300mVに近
づき、溶接部の耐食性向上が図られている。
第5図はSUS304鋼管を#320研磨紙で研磨した
場合の孔食電位VvsSCEとArシールドガスガス中
のH2量との関係を示す。H2ガスを5体積%以上添加
することにより、孔食電位がほぼ母材の孔食電位3 0
 0mVまで近づき、耐食性が向上する。
また、第1表には各種ステンレス鋼鋼管の溶接部の孔食
電位を従来法、本発明法について測定した結果を示す。
従来法では溶接予定部の表面研磨はなし、管内面は純A
rシールドガスとした。本発明法では溶接予定部の表面
は#320研磨紙で研磨し、管内面はAr+5%11。
ガスでシールドした。従来法では孔食電位が−0.05
〜0. 1 0 Vと低値であるのに対し、本発明法で
は孔食電位が0.28〜0.55Vと母材の孔食電位に
匹敵する値を示し、溶接部の耐食性が著しく改善されて
いる。
第 1 表 〔発明の効果〕 本発明の円周溶接法は、ステンレス鋼鋼管をTIG溶接
で円周溶接する場合に、溶接部に酸化スケールおよび点
状浮上物が生威するのを抑えることができる。従って、
溶接部の溶接スケールを機械的に除去することが困難な
小径管の場合にも、溶接部に優れた耐食性を付与するこ
とができ、ステンレス鋼鋼管の配管品質向上等を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はTIG溶接による円周溶接を説明するための斜
視図、第2図はステンレス鋼鋼管の溶接部内面を示す断
面図、第3図は点状浮上物の個数と研磨紙の種類との関
係を示すグラフ、第4図は孔食電位と管表面粗さとの関
係を示すグラフ、第5図は孔食電位とArシールドガス
中のH2量との関係を示すグラフである。 図中、1:ステンレス鋼管、2:タングステン電極。 第 3 図 なし 研磨紙の種類 第 4 図 研磨紙の種類 表面租さ Rmax(11m) 第 5 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ステンレス鋼鋼管をTIG溶接にて相互に円周溶
    接するに際し、溶接前に溶接予定部近傍の少なくとも鋼
    管内面において、表面酸化膜を除去すると共に表面粗さ
    をR_m_a_x5μm以下となし、溶接時の内面シー
    ルドガスとして不活性ガスに5体積%以上のH_2ガス
    を含有させた還元性ガスを使用することを特徴とするス
    テンレス鋼鋼管の円周溶接方法。
JP18999689A 1989-07-20 1989-07-20 ステンレス鋼鋼管の円周溶接方法 Pending JPH0352775A (ja)

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