JPH06262336A - 耐食性クラッドパイプの製造方法 - Google Patents
耐食性クラッドパイプの製造方法Info
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- JPH06262336A JPH06262336A JP7904893A JP7904893A JPH06262336A JP H06262336 A JPH06262336 A JP H06262336A JP 7904893 A JP7904893 A JP 7904893A JP 7904893 A JP7904893 A JP 7904893A JP H06262336 A JPH06262336 A JP H06262336A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 海水淡水化装置等の配管に使用される、Ｃｕ
−Ｎｉ−Ｆｅ耐食合金からなる内面ライニング層を有
し、従来のシームレス製管法では製造困難ないし不可能
な大口径のシームレスクラッドパイプを、大掛かりな装
置を使用せず、簡素加熱溶融工程により製造する。 【構成】 外層となる鋼円筒体１０と、カプセル円筒体
３０を同心円状に直立設置し、内層形成材料２０として
Ｃｕ−Ｎｉ合金（粉末、板材等）を装填して真空密封
し、ベル型炉等で、内層形成材料２０を加熱溶融する。
加熱溶融過程で、鋼円筒体１０から溶融金属にＦｅを拡
散混入させ、所定量のＦｅを含むＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金
組成に変える。Ｆｅ含有量は、加熱温度・時間により制
御される。冷却凝固後、カプセル円筒体３０を抜き取
る。外層と内層の界面は、加熱溶融過程での固相−液相
間の拡散反応により冶金的に接合している。
−Ｎｉ−Ｆｅ耐食合金からなる内面ライニング層を有
し、従来のシームレス製管法では製造困難ないし不可能
な大口径のシームレスクラッドパイプを、大掛かりな装
置を使用せず、簡素加熱溶融工程により製造する。 【構成】 外層となる鋼円筒体１０と、カプセル円筒体
３０を同心円状に直立設置し、内層形成材料２０として
Ｃｕ−Ｎｉ合金（粉末、板材等）を装填して真空密封
し、ベル型炉等で、内層形成材料２０を加熱溶融する。
加熱溶融過程で、鋼円筒体１０から溶融金属にＦｅを拡
散混入させ、所定量のＦｅを含むＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金
組成に変える。Ｆｅ含有量は、加熱温度・時間により制
御される。冷却凝固後、カプセル円筒体３０を抜き取
る。外層と内層の界面は、加熱溶融過程での固相−液相
間の拡散反応により冶金的に接合している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海水淡水化装置等の配
管材料として有用な耐食性にすぐれたシームレスクラッ
ドパイプの製造方法に関する。
管材料として有用な耐食性にすぐれたシームレスクラッ
ドパイプの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｃｕ−Ｎｉ系合金は、海水に対する耐食
性を有する合金として知られている。殊に、９０％Ｃｕ
−１０％Ｎｉに、１〜３．５％のＦｅを添加した組成を
有する合金の耐海水性は優秀であり、かつその耐海水性
は、Ｆｅの含有量に大きな影響を受けることも知られて
いる。図２は、９０％Ｃｕ−１０％Ｎｉ合金の耐海水性
に及ぼすＦｅ含有量の影響を示している。その耐海水性
は、Ｆｅ含有量約１〜３．５％の範囲において高く、約
２％において最大の耐食性が発現される。このＣｕ−Ｎ
ｉ系合金からなるライニング層を管内面に有するクラッ
ドパイプは、海水淡水化装置の配管構成材料として有用
である。クラッドパイプの製造方法としては、溶接製管
法や、シームレス製管法が工業的に実施されている。溶
接製管法によるクラッドパイプは、クラッドパイプの外
層となるプレートと、その内層となるプレートとを、プ
レート・ミルで圧接して積層板とし、これをプレス・ベ
ンド・ミル、またはＵＯＥパイプ・ミルに付して円筒形
状に成形した後、その継目を溶接することにより製造さ
れる。シームレス製管法では、鋳造または穿孔圧延等に
より用意した管径の大小異なる２つのシームレス管体を
素管とし、両者を嵌め合せたうえ、プラグ・ミル、マン
ドレル・ミル、あるいは押し抜きプレス等に付して嵌合
界面を接合する工程を経て目的とするクラッドパイプが
得られる。
性を有する合金として知られている。殊に、９０％Ｃｕ
−１０％Ｎｉに、１〜３．５％のＦｅを添加した組成を
有する合金の耐海水性は優秀であり、かつその耐海水性
は、Ｆｅの含有量に大きな影響を受けることも知られて
いる。図２は、９０％Ｃｕ−１０％Ｎｉ合金の耐海水性
に及ぼすＦｅ含有量の影響を示している。その耐海水性
は、Ｆｅ含有量約１〜３．５％の範囲において高く、約
２％において最大の耐食性が発現される。このＣｕ−Ｎ
ｉ系合金からなるライニング層を管内面に有するクラッ
ドパイプは、海水淡水化装置の配管構成材料として有用
である。クラッドパイプの製造方法としては、溶接製管
法や、シームレス製管法が工業的に実施されている。溶
接製管法によるクラッドパイプは、クラッドパイプの外
層となるプレートと、その内層となるプレートとを、プ
レート・ミルで圧接して積層板とし、これをプレス・ベ
ンド・ミル、またはＵＯＥパイプ・ミルに付して円筒形
状に成形した後、その継目を溶接することにより製造さ
れる。シームレス製管法では、鋳造または穿孔圧延等に
より用意した管径の大小異なる２つのシームレス管体を
素管とし、両者を嵌め合せたうえ、プラグ・ミル、マン
ドレル・ミル、あるいは押し抜きプレス等に付して嵌合
界面を接合する工程を経て目的とするクラッドパイプが
得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】溶接製管法によれば、
大口径（管径約４００ｍｍ以上）のクラッドパイプの製
造も可能であるが、得られる管体は溶接による継目部分
（溶接熱影響部等）の耐食性低下等の問題が付随する。
また溶接接合部の調質にための後熱処理を必要とし、大
口径であるほど、その処理操作の困難と工程の煩瑣化を
免れない。シームレス製管法は、上記溶接製管法におけ
るような不利を有しない反面、その加工工程上、製造可
能な管径は約４００ｍｍ程度が限度であり、海水淡水化
装置等の配管構成に必要な大口径を有するクラッドパイ
プの製造は無理である。そこで、本発明は、海水淡水化
装置等の配管構成に有用なクラッドパイプについて、前
記Ｃｕ−Ｎｉ系合金をパイプ内面のライニング層とし、
溶接継目がなく、また従来のシームレス製管法のような
製管サイズの制限を受けず、小口径の管体はもとより、
管径４００ｍｍを越える大口径の管サイズにわたって、
特別の設備装置や、特殊な操作を使用することなく工業
的に製造する方法を提供しようとするものである。
大口径（管径約４００ｍｍ以上）のクラッドパイプの製
造も可能であるが、得られる管体は溶接による継目部分
（溶接熱影響部等）の耐食性低下等の問題が付随する。
また溶接接合部の調質にための後熱処理を必要とし、大
口径であるほど、その処理操作の困難と工程の煩瑣化を
免れない。シームレス製管法は、上記溶接製管法におけ
るような不利を有しない反面、その加工工程上、製造可
能な管径は約４００ｍｍ程度が限度であり、海水淡水化
装置等の配管構成に必要な大口径を有するクラッドパイ
プの製造は無理である。そこで、本発明は、海水淡水化
装置等の配管構成に有用なクラッドパイプについて、前
記Ｃｕ−Ｎｉ系合金をパイプ内面のライニング層とし、
溶接継目がなく、また従来のシームレス製管法のような
製管サイズの制限を受けず、小口径の管体はもとより、
管径４００ｍｍを越える大口径の管サイズにわたって、
特別の設備装置や、特殊な操作を使用することなく工業
的に製造する方法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼からなる外
層と、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金からなる内層とを有する
耐食性クラッドパイプの製造方法において、外層となる
鋼円筒体と、それより小さい管径を有するカプセル円筒
体を同心円状に直立設置し、外層円筒体とカプセル円筒
体との隙間に、内層形成材料としてＣｕ−Ｎｉ系合金の
粉末または板材を装填して脱気密封した後、内層形成材
料を加熱溶融し、その加熱溶融過程で生じる外層円筒体
から溶融金属へのＦｅの拡散混入により、溶融金属を所
定のＦｅを含有するＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金組成に調整
した後、溶融金属を冷却凝固し、ついでカプセル円筒体
を除去することを特徴としている。
層と、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金からなる内層とを有する
耐食性クラッドパイプの製造方法において、外層となる
鋼円筒体と、それより小さい管径を有するカプセル円筒
体を同心円状に直立設置し、外層円筒体とカプセル円筒
体との隙間に、内層形成材料としてＣｕ−Ｎｉ系合金の
粉末または板材を装填して脱気密封した後、内層形成材
料を加熱溶融し、その加熱溶融過程で生じる外層円筒体
から溶融金属へのＦｅの拡散混入により、溶融金属を所
定のＦｅを含有するＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金組成に調整
した後、溶融金属を冷却凝固し、ついでカプセル円筒体
を除去することを特徴としている。
【０００５】
【作用】外層となる円筒体の内側面に内層形成材料とし
て装填したＣｕ−Ｎｉ系合金は、加熱溶融過程におい
て、その溶融金属と外層円筒体との固相−液相界面を介
して、外層円筒体のＦｅ分が溶融金属中に拡散侵入する
ことにより、所定のＦｅ量を含有するＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ
系合金組成に変化する。その外層円筒体から溶融金属中
に拡散侵入するＦｅ量は、後記のように加熱溶融処理温
度と処理時間（保持時間）により適確に制御することが
できる。従って、その内層形成材料であるＣｕ−Ｎｉ系
合金として、目的とするクラッドパイプの内層金属の組
成に応じて調整したＣｕとＮｉの量比を有するＣｕ−Ｎ
ｉ系合金を外層円筒体の内側面に装填すれば、その加熱
溶融工程におけるＦｅ分の拡散侵入量の制御により、所
望のとおりのＦｅ量を含有するＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金
からなる内層を有するクラッドパイプが得られる。通
常、異材種の積層構造を形成する場合、その一方の成分
元素が他方へ拡散侵入すると、その材種の汚染となり、
材料特性の好ましくない変化をきたす原因となるので、
これを回避するべく注意が払われるが、本発明はこの通
念とは逆に、異材種の接触界面での元素の拡散現象を利
用してクラッドパイプの内層金属を形成している。
て装填したＣｕ−Ｎｉ系合金は、加熱溶融過程におい
て、その溶融金属と外層円筒体との固相−液相界面を介
して、外層円筒体のＦｅ分が溶融金属中に拡散侵入する
ことにより、所定のＦｅ量を含有するＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ
系合金組成に変化する。その外層円筒体から溶融金属中
に拡散侵入するＦｅ量は、後記のように加熱溶融処理温
度と処理時間（保持時間）により適確に制御することが
できる。従って、その内層形成材料であるＣｕ−Ｎｉ系
合金として、目的とするクラッドパイプの内層金属の組
成に応じて調整したＣｕとＮｉの量比を有するＣｕ−Ｎ
ｉ系合金を外層円筒体の内側面に装填すれば、その加熱
溶融工程におけるＦｅ分の拡散侵入量の制御により、所
望のとおりのＦｅ量を含有するＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金
からなる内層を有するクラッドパイプが得られる。通
常、異材種の積層構造を形成する場合、その一方の成分
元素が他方へ拡散侵入すると、その材種の汚染となり、
材料特性の好ましくない変化をきたす原因となるので、
これを回避するべく注意が払われるが、本発明はこの通
念とは逆に、異材種の接触界面での元素の拡散現象を利
用してクラッドパイプの内層金属を形成している。
【０００６】また、本発明では、外層円筒体の内側面に
装填した内層形成材料（Ｃｕ−Ｎｉ系合金）を加熱溶融
処理して２層積層構造を形成することとしているので、
外層円筒体とカプセル円筒体のサイズにより、任意の管
径・肉厚、および管長を有するシームレスクラッドパイ
プが製造され、その管サイズの設計に本質的な制限はな
く、管径４００ｍｍを越える大口径管の製造も容易であ
る。更に、上記加熱溶融過程で、溶融金属と外層円筒体
との界面に、固相−液相間の拡散反応による冶金的接合
が生じることにより、得られるクラッドパイプの積層界
面の結合強度が確保される。
装填した内層形成材料（Ｃｕ−Ｎｉ系合金）を加熱溶融
処理して２層積層構造を形成することとしているので、
外層円筒体とカプセル円筒体のサイズにより、任意の管
径・肉厚、および管長を有するシームレスクラッドパイ
プが製造され、その管サイズの設計に本質的な制限はな
く、管径４００ｍｍを越える大口径管の製造も容易であ
る。更に、上記加熱溶融過程で、溶融金属と外層円筒体
との界面に、固相−液相間の拡散反応による冶金的接合
が生じることにより、得られるクラッドパイプの積層界
面の結合強度が確保される。
【０００７】以下、本発明について、図面を参照して詳
しく説明する。図３において、１０は、クラッドパイプ
の外層となる炭素鋼等の鋼円筒体（外層円筒体）、３０
は、外層円筒体１０の中空孔に装入されたカプセル円筒
体である。カプセル円筒体３０は、耐火材層３１と金属
円管３２の２層として、加熱溶融工程で溶融金属が融着
するのを防止している。外層円筒体１０とカプセル円筒
体３０は、ドーナツ形状の基盤Ａ１上に同心円状に直立
設置され、それぞれ溶接Ｗ１，Ｗ２により基盤Ａに気密
に接合されている。その外層円筒体１０とカプセル円筒
体３０との間に、内層形成材料として、Ｃｕ−Ｎｉ合金
が装填されている。内層形成材料２０は、Ｃｕ−Ｎｉ系
合金のプレートを円筒形状に成形したもの、または粉末
等が使用されるが、装填しようとする空間の隙間幅が小
さい場合や、その隙間幅に比べて、円筒体の高さが大き
い場合は、装填操作上、プレートの使用が有利である。
外層円筒体１０とカプセル円筒体３０との隙間に内層形
成材料２０を装填した後、天面にドーナツ形状の蓋板Ｂ
を被せ、その外側と内側の円周を溶接Ｗ３、Ｗ４により
気密に接合する。更に蓋Ｂに形設した脱気管Ｄを介し
て、内層形成材料２０を装填した内部空間を真空脱気し
たうえ、脱気管Ｄを圧着封止し、ついでそのカプセル体
４０を加熱溶融処理に付す。内部空間を真空密封するの
は、加熱溶融過程における外層円筒体１０の内周面や内
層形成材料２０の酸化（その酸化は、層界面の拡散反応
を阻害し、内層品質や積層界面の接合強度の低下の原因
となる）を防止するためであり、真空脱気は、約１×１
０-4Ｔｏｒｒ以下とすればよい。
しく説明する。図３において、１０は、クラッドパイプ
の外層となる炭素鋼等の鋼円筒体（外層円筒体）、３０
は、外層円筒体１０の中空孔に装入されたカプセル円筒
体である。カプセル円筒体３０は、耐火材層３１と金属
円管３２の２層として、加熱溶融工程で溶融金属が融着
するのを防止している。外層円筒体１０とカプセル円筒
体３０は、ドーナツ形状の基盤Ａ１上に同心円状に直立
設置され、それぞれ溶接Ｗ１，Ｗ２により基盤Ａに気密
に接合されている。その外層円筒体１０とカプセル円筒
体３０との間に、内層形成材料として、Ｃｕ−Ｎｉ合金
が装填されている。内層形成材料２０は、Ｃｕ−Ｎｉ系
合金のプレートを円筒形状に成形したもの、または粉末
等が使用されるが、装填しようとする空間の隙間幅が小
さい場合や、その隙間幅に比べて、円筒体の高さが大き
い場合は、装填操作上、プレートの使用が有利である。
外層円筒体１０とカプセル円筒体３０との隙間に内層形
成材料２０を装填した後、天面にドーナツ形状の蓋板Ｂ
を被せ、その外側と内側の円周を溶接Ｗ３、Ｗ４により
気密に接合する。更に蓋Ｂに形設した脱気管Ｄを介し
て、内層形成材料２０を装填した内部空間を真空脱気し
たうえ、脱気管Ｄを圧着封止し、ついでそのカプセル体
４０を加熱溶融処理に付す。内部空間を真空密封するの
は、加熱溶融過程における外層円筒体１０の内周面や内
層形成材料２０の酸化（その酸化は、層界面の拡散反応
を阻害し、内層品質や積層界面の接合強度の低下の原因
となる）を防止するためであり、真空脱気は、約１×１
０-4Ｔｏｒｒ以下とすればよい。
【０００８】上記カプセル体４０の内層形成材料２０の
加熱溶融処理は、例えば図４に示すように、ベル型加熱
炉Ｆ内において、炉内雰囲気を所定温度に設定し、外層
円筒体１０の外側表面およびカプセル円筒体３０の内側
表面から加熱（伝導伝熱）することにより行うことがで
きる。加熱溶融処理は、内層形成合金の融液と外層円筒
体との界面の拡散反応の確保および内層金属の緻密均質
性の確保のために、内層金属の融点より、約３０〜５０
℃高い温度で行うのが好ましい。加熱溶融処理は、概ね
５〜１０時間を要して達成される。加熱溶融処理の後、
溶融金属を冷却凝固させ、ついで基盤Ａ，蓋材Ｂおよび
カプセル円筒体３０を除去し、適宜機械加工を加えて、
図５に示すように外層１（鋼円筒体）と、内層２（溶融
金属の冷却凝固層）とからなる２層積層シームレスクラ
ッドパイプを得る。
加熱溶融処理は、例えば図４に示すように、ベル型加熱
炉Ｆ内において、炉内雰囲気を所定温度に設定し、外層
円筒体１０の外側表面およびカプセル円筒体３０の内側
表面から加熱（伝導伝熱）することにより行うことがで
きる。加熱溶融処理は、内層形成合金の融液と外層円筒
体との界面の拡散反応の確保および内層金属の緻密均質
性の確保のために、内層金属の融点より、約３０〜５０
℃高い温度で行うのが好ましい。加熱溶融処理は、概ね
５〜１０時間を要して達成される。加熱溶融処理の後、
溶融金属を冷却凝固させ、ついで基盤Ａ，蓋材Ｂおよび
カプセル円筒体３０を除去し、適宜機械加工を加えて、
図５に示すように外層１（鋼円筒体）と、内層２（溶融
金属の冷却凝固層）とからなる２層積層シームレスクラ
ッドパイプを得る。
【０００９】本発明における炭素鋼等の外層円筒体１０
は、目的とするクラッドパイプの用途に応じた材種が適
宜選択される。また、内層形成材料２０であるＣｕ−Ｎ
ｉ系合金は、少量のＦｅ（Ｆｅの拡散侵入を行なわせる
加熱溶融処理後のＦｅ量が、Ｆｅの上限規定をこえない
範囲内の量）を含むものであっても構わない。
は、目的とするクラッドパイプの用途に応じた材種が適
宜選択される。また、内層形成材料２０であるＣｕ−Ｎ
ｉ系合金は、少量のＦｅ（Ｆｅの拡散侵入を行なわせる
加熱溶融処理後のＦｅ量が、Ｆｅの上限規定をこえない
範囲内の量）を含むものであっても構わない。
【００１０】本発明により製造されるクラッドパイプの
内層は、耐海水性の点から、Ｃｕ：８５．５〜９０％，
Ｎｉ：９〜１１％，Ｆｅ：１〜３．５％の組成に調整さ
れるのが好ましい。本発明によれば、内層の金属組成
は、内層形成材料２０として使用するＣｕ−Ｎｉ系合金
のＣｕとＮｉの量比、および加熱溶融処理でのＦｅの拡
散侵入量により与えられ、そのＦｅの拡散侵入量は、加
熱溶融処理温度と処理時間とにより任意に制御できる。
図１は、内層形成材料２０として、９０％Ｃｕ−１０％
Ｎｉ合金を、外層円筒体１０（炭素鋼）の内側面に装填
して加熱溶融処理を行った場合について、その加熱溶融
処理時間と、形成される内層合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系
合金）のＦｅ含有量との関係を示している。但し、加熱
溶融処理温度は、１２００℃であり、内層の層厚は５ｍ
ｍである。また、カプセル円筒体３０からのＦｅ分の拡
散侵入は遮断されている（試験条件は後記実施例と同
じ）。図示のように、内層形成材料の加熱溶融過程にお
いて外層円筒体１０からＦｅ分が拡散侵入する内層金属
のＦｅ増加量は、加熱溶融処理条件により、精度よく適
確に制御できることが分かる。
内層は、耐海水性の点から、Ｃｕ：８５．５〜９０％，
Ｎｉ：９〜１１％，Ｆｅ：１〜３．５％の組成に調整さ
れるのが好ましい。本発明によれば、内層の金属組成
は、内層形成材料２０として使用するＣｕ−Ｎｉ系合金
のＣｕとＮｉの量比、および加熱溶融処理でのＦｅの拡
散侵入量により与えられ、そのＦｅの拡散侵入量は、加
熱溶融処理温度と処理時間とにより任意に制御できる。
図１は、内層形成材料２０として、９０％Ｃｕ−１０％
Ｎｉ合金を、外層円筒体１０（炭素鋼）の内側面に装填
して加熱溶融処理を行った場合について、その加熱溶融
処理時間と、形成される内層合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系
合金）のＦｅ含有量との関係を示している。但し、加熱
溶融処理温度は、１２００℃であり、内層の層厚は５ｍ
ｍである。また、カプセル円筒体３０からのＦｅ分の拡
散侵入は遮断されている（試験条件は後記実施例と同
じ）。図示のように、内層形成材料の加熱溶融過程にお
いて外層円筒体１０からＦｅ分が拡散侵入する内層金属
のＦｅ増加量は、加熱溶融処理条件により、精度よく適
確に制御できることが分かる。
【００１１】なお、前記図１では、カプセル円筒体３０
として内面に耐火材層３１を有するものを使用した例を
示しているが、必ずしもそうである必要はなく、外層円
筒体１０と同様の炭素鋼等の鋼円筒体を使用してもよ
い。その場合の加熱溶融処理過程においては、そのカプ
セル円筒体３０からも、Ｆｅ分の拡散侵入を行わせるこ
とにより、加熱溶融処理時間の短縮を図ることも可能で
ある。また、それとは逆に、カプセル円筒体３０の外周
面（内層金属と接触する面）にセラミツクス（例えば、
ジルコニア）等からなる適宜層厚（例えば、３０〜１０
０μｍ）のコーテイング層を、溶射法等で形成しておけ
ば、内層金属の加熱溶融過程における溶融金属との融着
が防止され、従ってその後におけるカプセル円筒体３０
の抜取りが容易化されると共に、カプセル円筒体３０を
治具として反復使用することも可能となる。
として内面に耐火材層３１を有するものを使用した例を
示しているが、必ずしもそうである必要はなく、外層円
筒体１０と同様の炭素鋼等の鋼円筒体を使用してもよ
い。その場合の加熱溶融処理過程においては、そのカプ
セル円筒体３０からも、Ｆｅ分の拡散侵入を行わせるこ
とにより、加熱溶融処理時間の短縮を図ることも可能で
ある。また、それとは逆に、カプセル円筒体３０の外周
面（内層金属と接触する面）にセラミツクス（例えば、
ジルコニア）等からなる適宜層厚（例えば、３０〜１０
０μｍ）のコーテイング層を、溶射法等で形成しておけ
ば、内層金属の加熱溶融過程における溶融金属との融着
が防止され、従ってその後におけるカプセル円筒体３０
の抜取りが容易化されると共に、カプセル円筒体３０を
治具として反復使用することも可能となる。
【００１２】
【実施例】図３に示すように、外層となる鋼円筒体１０
と、カプセル円筒体３０（耐火材３１と鋼円筒体３２）
との間に、内層形成材料２０を装填し、脱気密封（１×
１-4）したうえ、ベル型加熱炉Ｆに装入し（図４）、内
層形成合金の加熱溶融処理経て、図５に示す２層構造の
クラッドパイプａ〜ｄを得る〔管サイズ（機械加工）外
径：１６１０ｍｍ、外層層厚：２０ｍｍ、内層層厚：５
ｍｍ〕。 外層の鋼円筒体：ＳＣ４６炭素鋼（遠心鋳造管）、融点
１５００℃。 内層形成合金：９０％Ｃｕ−１０％Ｎｉ合金。融点 約
１１６０℃。 加熱溶融処理：加熱温度 １２００℃ 処理時間 ２〜１５Ｈｒ
と、カプセル円筒体３０（耐火材３１と鋼円筒体３２）
との間に、内層形成材料２０を装填し、脱気密封（１×
１-4）したうえ、ベル型加熱炉Ｆに装入し（図４）、内
層形成合金の加熱溶融処理経て、図５に示す２層構造の
クラッドパイプａ〜ｄを得る〔管サイズ（機械加工）外
径：１６１０ｍｍ、外層層厚：２０ｍｍ、内層層厚：５
ｍｍ〕。 外層の鋼円筒体：ＳＣ４６炭素鋼（遠心鋳造管）、融点
１５００℃。 内層形成合金：９０％Ｃｕ−１０％Ｎｉ合金。融点 約
１１６０℃。 加熱溶融処理：加熱温度 １２００℃ 処理時間 ２〜１５Ｈｒ
【００１３】得られた供試管材ａ〜ｄのそれぞれの内層
の化学組成を分析し、表１に示す結果を得た。処理温度
が一定の条件では、加熱溶融処理時間を長くするととも
に、形成される内層金属のＦｅ含有量が高まり、その処
理時間により、内層金属の合金組成を精度よく制御でき
ることが分かる。また、約５〜１０時間の加熱溶融処理
で、耐海水性の確保に好適なＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金が
形成されるている。更に、各供試管材ａ〜ｄは、いずれ
もその外層１と内層２との層界面は全周・全長にわたり
冶金的に接合されており、かつ内層は気泡等のない緻密
均質な組織を有している（超音波探傷検査および断面の
マクロエッチング検査による）。
の化学組成を分析し、表１に示す結果を得た。処理温度
が一定の条件では、加熱溶融処理時間を長くするととも
に、形成される内層金属のＦｅ含有量が高まり、その処
理時間により、内層金属の合金組成を精度よく制御でき
ることが分かる。また、約５〜１０時間の加熱溶融処理
で、耐海水性の確保に好適なＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金が
形成されるている。更に、各供試管材ａ〜ｄは、いずれ
もその外層１と内層２との層界面は全周・全長にわたり
冶金的に接合されており、かつ内層は気泡等のない緻密
均質な組織を有している（超音波探傷検査および断面の
マクロエッチング検査による）。
【００１４】
【表１】 供試材 処理時間， 内層金属組成，Ｗｔ％ Ｎｏ． （Ｈｒ） Ｃｕ Ｎｉ Ｆｅ ａ ２ 89.5 9.9 0.60 ｂ ５ 89.2 9.7 1.10 ｃ １０ 88.6 9.1 2.30 ｄ １５ 88.3 8.7 3.00
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、外層となる円筒体の内
面側に内層形成材料として装填したＣｕ−Ｎｉ系合金を
加熱溶融する簡単な処理操作で、耐海水性にすぐれたＣ
ｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金層を内面に有するシームレスクラ
ッドパイプを製造することができる。しかも製造可能な
管サイズに本質的な制限はなく、従来のシームレス製管
法では製造困難な大口径（例えば管径４００ｍｍ以上）
のシームレスクラッドパイプの製造も容易である。本発
明方法は、大口径管だけでなく、配管構成に必要な各種
サイズのシームレスクラッドパイプの製造に適用され得
るものであり、またその用途は、海水淡水化処理装置に
限られず、発電用給水配管、その他の配管材料として有
用なことは言うまでもない。
面側に内層形成材料として装填したＣｕ−Ｎｉ系合金を
加熱溶融する簡単な処理操作で、耐海水性にすぐれたＣ
ｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金層を内面に有するシームレスクラ
ッドパイプを製造することができる。しかも製造可能な
管サイズに本質的な制限はなく、従来のシームレス製管
法では製造困難な大口径（例えば管径４００ｍｍ以上）
のシームレスクラッドパイプの製造も容易である。本発
明方法は、大口径管だけでなく、配管構成に必要な各種
サイズのシームレスクラッドパイプの製造に適用され得
るものであり、またその用途は、海水淡水化処理装置に
限られず、発電用給水配管、その他の配管材料として有
用なことは言うまでもない。
【図１】内層形成材料の加熱溶融処理時間と、Ｆｅ分の
拡散侵入量の関係を示すグラフである。
拡散侵入量の関係を示すグラフである。
【図２】Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金のＦｅ含有量と耐食性
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図３】本発明方法の断面説明図である。
【図４】本発明方法の断面説明図である。
【図５】クラッドパイプの断面説明図である。
１：外層、２：内層、１０：外層円筒体、２０：内層形
成材料、３０：カプセル円筒体。
成材料、３０：カプセル円筒体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 26/00 Ｚ
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼からなる外層と、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系
合金からなる内層とを有する耐食性クラッドパイプの製
造方法において、 外層となる鋼円筒体と、それより小さい管径を有するカ
プセル円筒体を同心円状に直立設置し、外層円筒体とカ
プセル円筒体との隙間に、内層形成材料としてＣｕ−Ｎ
ｉ系合金の粉末または板材を装填して脱気密封した後、
内層形成材料を加熱溶融し、その加熱溶融過程で生じる
外層円筒体から溶融金属へのＦｅの拡散混入により、溶
融金属を所定量のＦｅを含有するＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合
金組成に調整した後、溶融金属を冷却凝固し、ついでカ
プセル円筒体を除去することを特徴とする耐食性クラッ
ドパイプの製造方法。 - 【請求項２】 Ｆｅ分が加わることにより、Ｃｕ：８
５．５〜９０％、Ｎｉ：９〜１１％、Ｆｅ：１〜３．５
％であるＣｕ−Ｎｉ系合金となる量比のＣｕおよびＮｉ
を含むＣｕ−Ｎｉ系合金を内層形成材料とし、加熱溶融
過程で生じる外層円筒体からのＦｅの拡散混入により、
溶融金属を上記組成に調整することを特徴とする請求項
１に記載の耐食性クラッドパイプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079048A JP2819370B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 耐食性クラッドパイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079048A JP2819370B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 耐食性クラッドパイプの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06262336A true JPH06262336A (ja) | 1994-09-20 |
| JP2819370B2 JP2819370B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=13679024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5079048A Expired - Lifetime JP2819370B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 耐食性クラッドパイプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2819370B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104190901A (zh) * | 2014-07-28 | 2014-12-10 | 宁国市大泉机械有限公司 | 一种无缝钢管的加工方法 |
| CN105170947A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-23 | 井玉安 | 一种双层或多层金属复合管坯的制备方法 |
| CN105414534A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-03-23 | 遵义航天新力精密铸锻有限公司 | 钢铜双金属铸造加工工艺 |
| CN106594403A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-04-26 | 青阳县绿通复合材料有限公司 | 一种海水淡化专用复合管道 |
| CN108326259A (zh) * | 2018-01-20 | 2018-07-27 | 中北大学 | 一种提高钢-铜固液复合铸造界面结合强度的方法 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5079048A patent/JP2819370B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104190901A (zh) * | 2014-07-28 | 2014-12-10 | 宁国市大泉机械有限公司 | 一种无缝钢管的加工方法 |
| CN105170947A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-23 | 井玉安 | 一种双层或多层金属复合管坯的制备方法 |
| CN105414534A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-03-23 | 遵义航天新力精密铸锻有限公司 | 钢铜双金属铸造加工工艺 |
| CN106594403A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-04-26 | 青阳县绿通复合材料有限公司 | 一种海水淡化专用复合管道 |
| CN108326259A (zh) * | 2018-01-20 | 2018-07-27 | 中北大学 | 一种提高钢-铜固液复合铸造界面结合强度的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2819370B2 (ja) | 1998-10-30 |
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