JPH0510557B2 - - Google Patents
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- JPH0510557B2 JPH0510557B2 JP58236068A JP23606883A JPH0510557B2 JP H0510557 B2 JPH0510557 B2 JP H0510557B2 JP 58236068 A JP58236068 A JP 58236068A JP 23606883 A JP23606883 A JP 23606883A JP H0510557 B2 JPH0510557 B2 JP H0510557B2
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- steel
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/0203—Inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/12—Vessels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
本発明は、圧力容器の溶接方法に関する。より
詳しくは、プロテクターを介して保温ジヤケツト
と内容物出入れ用ノズルを溶接することにより、
圧力容器の応力腐食割れ性を改良することに関す
る。 第１図は、圧力容器の１例を示す断面図であ
る。１は容器本体で、一般には内容液７に腐食性
があることが多く、そのためオーステナイト系ス
テンレス鋼（例えばSUS 304）が使用される。
しかしながら、これら高級材のみではコスト高に
なるため、一般には炭素鋼（例えばSB42）との
クラツド材が用いられる。容器内で発熱ないしは
吸熱反応が起こる場合、保温ジヤケツト２（例え
ばSS41）を取りつけ、冷却或いは加熱を行なう。
３は内容物出入れ用ノズルである（第１図では、
ノズル３は１個しか示していないが、一般には複
数個取りつけられる。）ノズル３は、当然内容物
に対する耐食性を有する必要があること、熱媒８
が純水或いは水蒸気という腐食性の低い流体であ
ること、及び構造の複雑化を防ぐことなどから、
容器内表面材（合せ材すなわち炭素鋼クラツド材
のオーステナイト系ステンレス鋼）で作られる。
尚、９は容器の蓋である。 第２図は、第１図の圧力容器のうち、従来のも
ののノズル部分の拡大図である。４は、ノズル３
（例えばSUS304）と保温ジヤケツト２（例えば、
SB42）との溶接部を示し、図の例では、SUS309
相当の溶接棒が用いられる。５は、容器本体１の
炭素鋼部１1（例えばSB42）とノズル３との溶接
部で、使用される溶接棒は溶接部４のものと同じ
である。６は、容器本体１のステンレス鋼部１2
（例えばSUS304）とノズル３との溶接部で、溶
接棒としては、SUS304以上の耐食性を有する材
質（例えばSUS308L）が選ばれる。 この種の容器の欠点は、溶接熱影響と溶接残留
応力と、熱媒中に極く微量含まれるCl-に起因す
る応力腐食割れが度々発生すること、並びに１１
に示す部分にステンレス鋼と炭素鋼の異材継手が
形成され、この部分には、製作時或いは使用中に
クラツクが発生し易く、このクラツクが大きいと
容器の全体破壊につながることである。このよう
に異材継手部のクラツクを基点とした脆性破壊や
製作後10年程度経た容器に、１０に示す位置にク
ラツクが多発していることにより、これらを防止
する必要があつた。 本発明者等による研究の結果、上記１１の部分
でのクラツク発生の原因は、Cl-に起因する応力
腐食割れにあることがわかつた。一般には、クラ
ツクは、Cl-が数10ppm以上でしか生じないのに、
Cl-が0.01ppm以下の純水とか、水蒸気中でも発
生している。これは、長期間のプラント運転にお
いて、発停による濃縮が生じたためであることが
わかつた。すなわち、一般的な判断ではステンレ
ス鋼が使用可能であつても、長期的には使用でき
ないのである。 また、１１の部分に発生するクラツクは、この
ような２種類以上の材質で構成される機器では避
けられないが、この部分〔炭素鋼部（SB42）１1
とオーステナイト系ステンレス鋼溶着金属部
（SUS309）５又は（SUS308Lに相当）６との境
界〕の大きさｌを小さくすれば、容器全体の破壊
防止につながることもわかつた。因みに、異材継
手部のみのクラツクは、補修すれば容器の使用は
可能であるが、全体破壊となると補修ができない
のみならず安全上からも問題である。 本発明は、上記の欠点を解消すべく完成された
ものである。すなわち、本発明は、外周部に炭素
鋼製の保温ジヤケツトを有するステンレスクラツ
ド鋼製の圧力容器に対し、上記ジヤケツトを貫通
配置した内容物出し入れ用のステンレス鋼製ノズ
ルを溶接する方法において、塩素イオンによる応
力腐食割れを起こさない金属材料で作られたプロ
テクターを上記ノズルの周囲に配置し、該プロテ
クターと圧力容器のクラツド鋼の炭素鋼部、並び
に、該プロテクターと上記ジヤケツトとを溶接し
た後、上記ノズルと圧力容器のクラツド鋼の合せ
材部、並びに、上記ノズルとジヤケツト又は上記
プロテクターがジヤケツトより外方に延びている
ときには上記ノズルとプロテクターとを溶接する
ことを特徴とする溶接方法である。 本発明の溶接方法によれば、第２図に示した１
０の部分でのクラツクの発生が防止でき、１１の
部分に発生するクラツクに起因する容器の全体破
壊が防止でき、またノズル材の熱影響による劣化
が少ない。 本発明の溶接方法は、オートクレーブを含む圧
力容器のみならず、熱交換機等の製作にも適用す
ることができる。 以下に、本発明の溶接方法を図面により説明す
る。 第３図は、本発明の溶接方法を適用したノズル
部分の一実施態様を示す拡大図である。第３図に
おいて、ノズル３の外周の一部にプロテクター１
２が取りつけられ、異材継手部１４及び１５の深
さl′，l″は、第２図の異材継手部１１の深さｌに
較べて小さくなつている。プロテクター１２の材
質は、一般には炭素鋼（含低合金鋼）が用いられ
るが、第２図に示した１１の部分のクラツクが問
題にならないような薄肉の場合には、SUS430の
ような18Crフエライト系ステンレス鋼などCl-に
よる応力腐食割れ感受性のない材料であれば何で
もよい。 一般に、異なつた材質を溶接によつて接合する
場合、溶着金属の中には両者の金属が溶け込むた
め、この両者の金属が溶け込んでも溶着金属中に
マルテンサイトなどの硬化相が生成しないように
溶接棒材質を選択する必要がある。第３図の場
合、容器本体１のクラツド材１1がSB42で、ノズ
ル３の材質がSUS304の時、プロテクター１２の
材質、初層部１３の溶接棒、継手部１４および１
５の溶接棒としては、第１表に示す組合せが適当
である。
詳しくは、プロテクターを介して保温ジヤケツト
と内容物出入れ用ノズルを溶接することにより、
圧力容器の応力腐食割れ性を改良することに関す
る。 第１図は、圧力容器の１例を示す断面図であ
る。１は容器本体で、一般には内容液７に腐食性
があることが多く、そのためオーステナイト系ス
テンレス鋼（例えばSUS 304）が使用される。
しかしながら、これら高級材のみではコスト高に
なるため、一般には炭素鋼（例えばSB42）との
クラツド材が用いられる。容器内で発熱ないしは
吸熱反応が起こる場合、保温ジヤケツト２（例え
ばSS41）を取りつけ、冷却或いは加熱を行なう。
３は内容物出入れ用ノズルである（第１図では、
ノズル３は１個しか示していないが、一般には複
数個取りつけられる。）ノズル３は、当然内容物
に対する耐食性を有する必要があること、熱媒８
が純水或いは水蒸気という腐食性の低い流体であ
ること、及び構造の複雑化を防ぐことなどから、
容器内表面材（合せ材すなわち炭素鋼クラツド材
のオーステナイト系ステンレス鋼）で作られる。
尚、９は容器の蓋である。 第２図は、第１図の圧力容器のうち、従来のも
ののノズル部分の拡大図である。４は、ノズル３
（例えばSUS304）と保温ジヤケツト２（例えば、
SB42）との溶接部を示し、図の例では、SUS309
相当の溶接棒が用いられる。５は、容器本体１の
炭素鋼部１1（例えばSB42）とノズル３との溶接
部で、使用される溶接棒は溶接部４のものと同じ
である。６は、容器本体１のステンレス鋼部１2
（例えばSUS304）とノズル３との溶接部で、溶
接棒としては、SUS304以上の耐食性を有する材
質（例えばSUS308L）が選ばれる。 この種の容器の欠点は、溶接熱影響と溶接残留
応力と、熱媒中に極く微量含まれるCl-に起因す
る応力腐食割れが度々発生すること、並びに１１
に示す部分にステンレス鋼と炭素鋼の異材継手が
形成され、この部分には、製作時或いは使用中に
クラツクが発生し易く、このクラツクが大きいと
容器の全体破壊につながることである。このよう
に異材継手部のクラツクを基点とした脆性破壊や
製作後10年程度経た容器に、１０に示す位置にク
ラツクが多発していることにより、これらを防止
する必要があつた。 本発明者等による研究の結果、上記１１の部分
でのクラツク発生の原因は、Cl-に起因する応力
腐食割れにあることがわかつた。一般には、クラ
ツクは、Cl-が数10ppm以上でしか生じないのに、
Cl-が0.01ppm以下の純水とか、水蒸気中でも発
生している。これは、長期間のプラント運転にお
いて、発停による濃縮が生じたためであることが
わかつた。すなわち、一般的な判断ではステンレ
ス鋼が使用可能であつても、長期的には使用でき
ないのである。 また、１１の部分に発生するクラツクは、この
ような２種類以上の材質で構成される機器では避
けられないが、この部分〔炭素鋼部（SB42）１1
とオーステナイト系ステンレス鋼溶着金属部
（SUS309）５又は（SUS308Lに相当）６との境
界〕の大きさｌを小さくすれば、容器全体の破壊
防止につながることもわかつた。因みに、異材継
手部のみのクラツクは、補修すれば容器の使用は
可能であるが、全体破壊となると補修ができない
のみならず安全上からも問題である。 本発明は、上記の欠点を解消すべく完成された
ものである。すなわち、本発明は、外周部に炭素
鋼製の保温ジヤケツトを有するステンレスクラツ
ド鋼製の圧力容器に対し、上記ジヤケツトを貫通
配置した内容物出し入れ用のステンレス鋼製ノズ
ルを溶接する方法において、塩素イオンによる応
力腐食割れを起こさない金属材料で作られたプロ
テクターを上記ノズルの周囲に配置し、該プロテ
クターと圧力容器のクラツド鋼の炭素鋼部、並び
に、該プロテクターと上記ジヤケツトとを溶接し
た後、上記ノズルと圧力容器のクラツド鋼の合せ
材部、並びに、上記ノズルとジヤケツト又は上記
プロテクターがジヤケツトより外方に延びている
ときには上記ノズルとプロテクターとを溶接する
ことを特徴とする溶接方法である。 本発明の溶接方法によれば、第２図に示した１
０の部分でのクラツクの発生が防止でき、１１の
部分に発生するクラツクに起因する容器の全体破
壊が防止でき、またノズル材の熱影響による劣化
が少ない。 本発明の溶接方法は、オートクレーブを含む圧
力容器のみならず、熱交換機等の製作にも適用す
ることができる。 以下に、本発明の溶接方法を図面により説明す
る。 第３図は、本発明の溶接方法を適用したノズル
部分の一実施態様を示す拡大図である。第３図に
おいて、ノズル３の外周の一部にプロテクター１
２が取りつけられ、異材継手部１４及び１５の深
さl′，l″は、第２図の異材継手部１１の深さｌに
較べて小さくなつている。プロテクター１２の材
質は、一般には炭素鋼（含低合金鋼）が用いられ
るが、第２図に示した１１の部分のクラツクが問
題にならないような薄肉の場合には、SUS430の
ような18Crフエライト系ステンレス鋼などCl-に
よる応力腐食割れ感受性のない材料であれば何で
もよい。 一般に、異なつた材質を溶接によつて接合する
場合、溶着金属の中には両者の金属が溶け込むた
め、この両者の金属が溶け込んでも溶着金属中に
マルテンサイトなどの硬化相が生成しないように
溶接棒材質を選択する必要がある。第３図の場
合、容器本体１のクラツド材１1がSB42で、ノズ
ル３の材質がSUS304の時、プロテクター１２の
材質、初層部１３の溶接棒、継手部１４および１
５の溶接棒としては、第１表に示す組合せが適当
である。
【表】
ステンレ
ス鋼
例３ SUS430 INCO82 INCO82 INCO82
尚、ノズル３とプロテクター１２との取りつけ
方法としては、(a)スリーブ挿入、(b)圧入、(c)焼ば
め、(d)冷しばめ、(e)BAクラツド、(f)スリーブ及
び接着等どの方法であつてもよい。但し、熱抵抗
を小さくするためには、(d)，(c)，(d)，(e)，(f)など
の方法が望ましい。 第４図は、本発明の溶接方法を施したノズル部
の他の実施態様を示す拡大図である。第４図にお
いて、プロテクター１２が、第３図のものに較べ
て長くなつている。この場合のプロテクター１２
の材質、初層部１３の溶接棒の材質は第１表と同
様であり、継手部１６の溶接棒は第１表の例１〜
３の場合SUS309相当の材質が適当である。な
お、プロテクター１２に炭素鋼を用いる場合、異
材継手部は１６になる。そしてプロテクター１２
の板厚をジヤケツト２の板厚に比し十分薄くすれ
ば長さｌ
ス鋼
例３ SUS430 INCO82 INCO82 INCO82
尚、ノズル３とプロテクター１２との取りつけ
方法としては、(a)スリーブ挿入、(b)圧入、(c)焼ば
め、(d)冷しばめ、(e)BAクラツド、(f)スリーブ及
び接着等どの方法であつてもよい。但し、熱抵抗
を小さくするためには、(d)，(c)，(d)，(e)，(f)など
の方法が望ましい。 第４図は、本発明の溶接方法を施したノズル部
の他の実施態様を示す拡大図である。第４図にお
いて、プロテクター１２が、第３図のものに較べ
て長くなつている。この場合のプロテクター１２
の材質、初層部１３の溶接棒の材質は第１表と同
様であり、継手部１６の溶接棒は第１表の例１〜
３の場合SUS309相当の材質が適当である。な
お、プロテクター１２に炭素鋼を用いる場合、異
材継手部は１６になる。そしてプロテクター１２
の板厚をジヤケツト２の板厚に比し十分薄くすれ
ば長さｌ
Claims (1)
- １ 外周部に炭素鋼製の保温ジヤケツトを有す
る、ステンレスクラツド鋼製の圧力容器に対し、
上記のジヤケツトを貫通配置した内容物出し入れ
用のステンレス鋼製ノズルを溶接する方法におい
て、塩素イオンによる応力腐食割れを起こさない
金属材料で作られたプロテクターを上記ノズルの
周囲に配置し、該プロテクターと圧力容器のクラ
ツド鋼の炭素鋼部、並びに、該プロテクターと上
記ジヤケツトとを溶接した後、上記ノズルと圧力
容器のクラツド鋼の合せ材部、並びに、上記ノズ
ルとジヤケツト又は上記ノズルとプロテクターと
を溶接することを特徴とする溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236068A JPS60129499A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 圧力容器の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236068A JPS60129499A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 圧力容器の溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129499A JPS60129499A (ja) | 1985-07-10 |
| JPH0510557B2 true JPH0510557B2 (ja) | 1993-02-10 |
Family
ID=16995241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58236068A Granted JPS60129499A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 圧力容器の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129499A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380289B1 (ko) * | 2001-04-27 | 2003-04-18 | 주식회사 한텍 | 노즐 슬리이브의 고정구조 |
| CN106322020B (zh) * | 2016-10-25 | 2023-06-30 | 北京热刺激光技术有限责任公司 | 新型真空腔体冷却水管密封接口 |
| JP7220843B2 (ja) * | 2018-10-26 | 2023-02-13 | 住友金属鉱山株式会社 | 耐腐食耐摩耗構造のノズルを有する加圧反応装置及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP58236068A patent/JPS60129499A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60129499A (ja) | 1985-07-10 |
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