JPH0649906B2 - クラッド鋼管の製造方法 - Google Patents
クラッド鋼管の製造方法Info
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- JPH0649906B2 JPH0649906B2 JP63070128A JP7012888A JPH0649906B2 JP H0649906 B2 JPH0649906 B2 JP H0649906B2 JP 63070128 A JP63070128 A JP 63070128A JP 7012888 A JP7012888 A JP 7012888A JP H0649906 B2 JPH0649906 B2 JP H0649906B2
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Description
【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、例えば管内面がステンレス鋼からなるクラ
ッド炭素鋼管の製造方法に係り、加熱後に管外面を急冷
して粒界腐食割れの改善および管内面に発生する引張応
力による応力腐食割れの改善を図ったクラッド鋼管の製
造方法に関する。
ッド炭素鋼管の製造方法に係り、加熱後に管外面を急冷
して粒界腐食割れの改善および管内面に発生する引張応
力による応力腐食割れの改善を図ったクラッド鋼管の製
造方法に関する。
背景技術 今日、例えば、高腐食性ガス、液体等を輸送する配管と
してステンレス鋼や高合金鋼を内面側に用いたクラッド
鋼管が、経済性や機能性の面から広範囲に使用されてい
る。
してステンレス鋼や高合金鋼を内面側に用いたクラッド
鋼管が、経済性や機能性の面から広範囲に使用されてい
る。
かかるクラッド鋼管は、管内面の耐食性を考慮してステ
ンレス鋼や高合金鋼を用い、配管としての強度確保する
ため炭素鋼を外面に用いた複合鋼管である。
ンレス鋼や高合金鋼を用い、配管としての強度確保する
ため炭素鋼を外面に用いた複合鋼管である。
一方、ステンレス鋼や高合金鋼における腐食の一つとし
て、応力腐食割れが知られている。
て、応力腐食割れが知られている。
これは、材料に引張りの応力がかかることにより小さな
割れが伝播し、大きな割れとなるものであり、材料一環
境一応力の三要因がある条件を満した時に発生する現象
である。
割れが伝播し、大きな割れとなるものであり、材料一環
境一応力の三要因がある条件を満した時に発生する現象
である。
耐応力腐食割れを付与するため、材料自体の改善とし
て、使用環境に合った材料を用いることと共に、粒界割
れの防止として、粒界に析出した炭化物を固溶化するた
め、高温に加熱後、急冷する固溶化処理を行うことによ
り、腐食の発生を防止できることが知られている。
て、使用環境に合った材料を用いることと共に、粒界割
れの防止として、粒界に析出した炭化物を固溶化するた
め、高温に加熱後、急冷する固溶化処理を行うことによ
り、腐食の発生を防止できることが知られている。
例えば、溶体化熱処理工程において、管を加熱した後、
管内面を急冷する方法が提案（特開昭61-110719号）さ
れ、耐食性が改善向上するものの、耐応力腐食割れ性の
面で問題がある。
管内面を急冷する方法が提案（特開昭61-110719号）さ
れ、耐食性が改善向上するものの、耐応力腐食割れ性の
面で問題がある。
また、耐応力腐食割れ性の改善向上として、材料のもつ
残留応力ができるだけ圧縮側の応力とし、実使用環境で
配管に内圧による引張応力がかかっても、割れ発生限界
応力以下となるよう配慮することにより、応力腐食割れ
を予防し、発生した割れの伝播を防止することができる
とされている。
残留応力ができるだけ圧縮側の応力とし、実使用環境で
配管に内圧による引張応力がかかっても、割れ発生限界
応力以下となるよう配慮することにより、応力腐食割れ
を予防し、発生した割れの伝播を防止することができる
とされている。
従来技術の問題点 前記クラッド鋼管は、ステンレス鋼や高合金鋼を、炭素
鋼に金属的に接合した二重管であり、製造方法別に見
て、溶接クラッド鋼管と継目無クラッド鋼管の２種に大
別される。
鋼に金属的に接合した二重管であり、製造方法別に見
て、溶接クラッド鋼管と継目無クラッド鋼管の２種に大
別される。
溶接クラッド鋼管は、熱間圧延されたクラッド鋼板また
はクラッドコイルを用い、ＵＯＥ、ロール成形等の成形
後、継目を各種溶接法にて溶接し、管に成形する方法に
て製造される。
はクラッドコイルを用い、ＵＯＥ、ロール成形等の成形
後、継目を各種溶接法にて溶接し、管に成形する方法に
て製造される。
素材となるクラッド鋼板やコイルは、熱間圧延中に金属
的接合を行っており、接合強度を確保するため高温で圧
延する必要がある。
的接合を行っており、接合強度を確保するため高温で圧
延する必要がある。
また、材料間の圧延変形抵抗の違いにより圧延時にそり
が発生し、製造時の阻害となるため、高温での圧延を施
しこれを防止する必要がある。
が発生し、製造時の阻害となるため、高温での圧延を施
しこれを防止する必要がある。
一方、圧延後の冷却においても、急冷を行うと材料間の
膨張係数や変態挙動の違いにより、板の平坦度が悪くな
るため、緩冷却、例えば、空冷を行っている。
膨張係数や変態挙動の違いにより、板の平坦度が悪くな
るため、緩冷却、例えば、空冷を行っている。
このような高温圧延後の緩冷却では、粒界に炭化物が析
出し易く、粒界腐食割れが発生しやすくなる問題があっ
た。
出し易く、粒界腐食割れが発生しやすくなる問題があっ
た。
また、継目無クラッド鋼管は、厚肉の外管と内管を合わ
せて熱間圧延し、金属的結合を得ることにより製造され
ている。
せて熱間圧延し、金属的結合を得ることにより製造され
ている。
かかる継目無クラッド鋼管の製造に際しても、接着強度
確保のための高温圧延をする必要があり、耐食性が低下
する問題があった。
確保のための高温圧延をする必要があり、耐食性が低下
する問題があった。
発明の目的 この発明は、前述したクラッド鋼管製造上で発生する粒
界腐食割れの改善、並びに管内面に発生する引張応力に
よる応力腐食割れの改善を目的とし、製造時に耐応力腐
食割れ性を付与できるクラッド鋼管の製造方法の提供を
目的としている。
界腐食割れの改善、並びに管内面に発生する引張応力に
よる応力腐食割れの改善を目的とし、製造時に耐応力腐
食割れ性を付与できるクラッド鋼管の製造方法の提供を
目的としている。
発明の構成 この発明は、クラッド鋼管製造上の問題で発生する、粒
界腐食割れへの改善およびクラッド鋼管の内面に発生す
る引張応力による応力腐食割れへの改善を目的とし、製
造条件を種々検討した結果、加熱後に管外面を急冷する
ことにより、前記２つの問題が解決でき、すぐれた耐応
力腐蝕割れ性を付与できることを知見し、この発明を完
成したものである。
界腐食割れへの改善およびクラッド鋼管の内面に発生す
る引張応力による応力腐食割れへの改善を目的とし、製
造条件を種々検討した結果、加熱後に管外面を急冷する
ことにより、前記２つの問題が解決でき、すぐれた耐応
力腐蝕割れ性を付与できることを知見し、この発明を完
成したものである。
すなわち、この発明は、 管内面にステンレス鋼や高合金鋼を用い、管外面に炭素
鋼を用いたクラッド鋼管の製造方法において、 管全体を固溶化熱処理温度の1000℃以上に加熱した後、
管外面を、例えば、水冷等による急冷を施して耐応力腐
食割れ性を付与することを特徴とするクラッド鋼管の製
造方法である。
鋼を用いたクラッド鋼管の製造方法において、 管全体を固溶化熱処理温度の1000℃以上に加熱した後、
管外面を、例えば、水冷等による急冷を施して耐応力腐
食割れ性を付与することを特徴とするクラッド鋼管の製
造方法である。
詳述すると、この発明は、管全体を固溶化熱処理温度
（1000℃以上）に加熱し、その後管外面から急冷を行う
ことにより、管内面の合せ材においては粒界に析出した
炭化物を固溶させることができ、一方、管内面に周方向
の圧縮残留応力を発生させることができ、クラッド鋼管
にすぐれた耐応力腐食割れ性を付与できる。
（1000℃以上）に加熱し、その後管外面から急冷を行う
ことにより、管内面の合せ材においては粒界に析出した
炭化物を固溶させることができ、一方、管内面に周方向
の圧縮残留応力を発生させることができ、クラッド鋼管
にすぐれた耐応力腐食割れ性を付与できる。
前述した内面を急冷する従来の製造方法と比較すると、
内面冷却するより外面を強制冷却した方が、外面の収縮
が大きく内面に圧縮応力が残り易く、圧縮応力により耐
応力腐食割れ性が向上し、特に、クラッド鋼管は内面に
耐応力腐食割れ性が要求されることから、この発明方法
が有利である。
内面冷却するより外面を強制冷却した方が、外面の収縮
が大きく内面に圧縮応力が残り易く、圧縮応力により耐
応力腐食割れ性が向上し、特に、クラッド鋼管は内面に
耐応力腐食割れ性が要求されることから、この発明方法
が有利である。
この発明において、加熱温度、冷却速度は、管内面に用
いたステンレス鋼、高合金鋼種類、および炭素鋼の成分
により適宜選定される。
いたステンレス鋼、高合金鋼種類、および炭素鋼の成分
により適宜選定される。
例えば、オーステナイト系のステンレス鋼の場合、SUS3
16Lでは、1010〜1150℃から水冷すればよく、SUS304で
は、1010〜1150℃から水冷すればよい。
16Lでは、1010〜1150℃から水冷すればよく、SUS304で
は、1010〜1150℃から水冷すればよい。
二相ステンレス鋼では950〜1100℃から水冷すればよ
く、フェライト系ステンレス鋼のSUS410Lでは、700〜82
0℃から水冷すればよい。
く、フェライト系ステンレス鋼のSUS410Lでは、700〜82
0℃から水冷すればよい。
ステンレス鋼以外、例えば、高Ni合金NCF600では、800
〜1150℃から水冷すればよい。
〜1150℃から水冷すればよい。
冷却速度としては、通常の水冷による速度でよく、管外
面に高圧水を噴射して冷却するのが最適である。
面に高圧水を噴射して冷却するのが最適である。
実施例 実施例１ 外面に炭素鋼、内面にステンレス鋼を用いた、下記性
状、寸法の溶接クラッド鋼管をUOEにより製造した。
状、寸法の溶接クラッド鋼管をUOEにより製造した。
次に、誘導加熱炉を用い、管全体を1050℃に加熱した
後、高圧水を出すノズルをリング状に配置した冷却装置
内に、前記クラッド鋼管を挿入して連続的に移動させ、
管外面を急冷しこの発明による溶接クラッド鋼管を得
た。
後、高圧水を出すノズルをリング状に配置した冷却装置
内に、前記クラッド鋼管を挿入して連続的に移動させ、
管外面を急冷しこの発明による溶接クラッド鋼管を得
た。
また、前記熱処理を施さない従来法による溶接クラッド
鋼管を得た。
鋼管を得た。
得られた２種の鋼管の管周方向残留応力を測定した。そ
の結果を第１図Ａ図に示す。
の結果を第１図Ａ図に示す。
残留応力の測定は、管周４頭部の４ケ所について測定
し、かつ測定方法はひずみゲージを用い、まず、管内面
にひずみゲージを貼り付け、３cm角に切り出した時のひ
ずみ量の変化より、管周方向の残留応力を求めた。な
お、図のＡ位置が溶接部である。
し、かつ測定方法はひずみゲージを用い、まず、管内面
にひずみゲージを貼り付け、３cm角に切り出した時のひ
ずみ量の変化より、管周方向の残留応力を求めた。な
お、図のＡ位置が溶接部である。
また、内面のSUS316材の耐食性を粒界腐食試験（JISG05
73）にて調べた。その結果を第２図に示す。
73）にて調べた。その結果を第２図に示す。
炭素鋼；API5LX-60 ステンレス鋼；SUS316 外径；609.6mm、 炭素鋼肉厚；16mm、 ステンレス鋼肉厚；３mm、 実施例２ 外面に炭素鋼、内面にステンレス鋼を用いた、下記性
状、寸法の継目無クラッド鋼管をプラグミルにより製造
した。
状、寸法の継目無クラッド鋼管をプラグミルにより製造
した。
次に、ウォーキングビーム炉を用い、管全体を1050℃に
加熱した後、高圧水を出すノズルをリング状に配置した
冷却装置内に、前記継目無クラッド鋼管を挿入して連続
的に移動させ、管外面を急冷しこの発明による継目無ク
ラッド鋼管を得た。
加熱した後、高圧水を出すノズルをリング状に配置した
冷却装置内に、前記継目無クラッド鋼管を挿入して連続
的に移動させ、管外面を急冷しこの発明による継目無ク
ラッド鋼管を得た。
また、前記熱処理を施さない従来法による継目無クラッ
ド鋼管を得た。
ド鋼管を得た。
得られた２種の鋼管の管周方向残留応力を測定した。そ
の結果を第１図Ｂ図に示す。
の結果を第１図Ｂ図に示す。
残留応力の測定は、管周４頭部の４ケ所について測定
し、かつ測定方法はひずみゲージを用い、まず、管内面
にひずみみゲージを貼り付け、３cm角に切り出した時の
ひずみ量の変化より、管周方向の残留応力を求めた。
し、かつ測定方法はひずみゲージを用い、まず、管内面
にひずみみゲージを貼り付け、３cm角に切り出した時の
ひずみ量の変化より、管周方向の残留応力を求めた。
また、内面のSUS316材の耐食性を粒界腐食試験（JISG05
73）にて調べた。その結果を第２図に示す。
73）にて調べた。その結果を第２図に示す。
炭素鋼；API5LX-60 ステンレス鋼；SUS316 外径；273.1mm、 炭素鋼肉厚；13mm、 ステンレス鋼肉厚；３mm、 発明の効果 実施例及び第１図に明らかな如く、この発明の製造方法
により得られたクラッド鋼管は、管内面に圧縮の残留応
力を持ち、使用環境で内圧による引張応力が掛った場合
であっても、応力腐食割れの発生する限界応力までに管
内面の応力状態がなるとは考えられない。
により得られたクラッド鋼管は、管内面に圧縮の残留応
力を持ち、使用環境で内圧による引張応力が掛った場合
であっても、応力腐食割れの発生する限界応力までに管
内面の応力状態がなるとは考えられない。
実施例及び第２図に明らかな如く、この発明の製造方法
により得られたクラッド鋼管は、粒界の炭化物が固溶さ
れたため耐食性は改善されていることが分る。
により得られたクラッド鋼管は、粒界の炭化物が固溶さ
れたため耐食性は改善されていることが分る。
詳述した如く、この発明によるクラッド鋼管は、内面の
合せ材の粒界割れ防止による割れ起点の発生の防止、お
よび管内面を圧縮の応力状態にすることにより、割れ伝
播の防止を図ることができ、応力腐食割れを防止するこ
とができる。
合せ材の粒界割れ防止による割れ起点の発生の防止、お
よび管内面を圧縮の応力状態にすることにより、割れ伝
播の防止を図ることができ、応力腐食割れを防止するこ
とができる。
また、この発明の製造方法を適用することにより、従
来、材料自体や応力状態の要因のため、より高価な材料
を用いて耐食性を確保する必要があったが、実環境に見
合った材料を用いることができ、安価なクラッド鋼管を
提供できる。
来、材料自体や応力状態の要因のため、より高価な材料
を用いて耐食性を確保する必要があったが、実環境に見
合った材料を用いることができ、安価なクラッド鋼管を
提供できる。
また、この発明は、管外面を急冷することにより、必然
的に内面も急冷されるため、溶体化処理後の急冷も同時
に行なえる利点がある。
的に内面も急冷されるため、溶体化処理後の急冷も同時
に行なえる利点がある。
第１図Ａ，Ｂはパイプ周方向位置と管周方向残留応力と
の関係を示すグラフである。Ａ図は溶接クラッド鋼管、
Ｂ図は継目無クラッド鋼管の場合を示す。 第２図は腐食減量を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。Ａ図は溶接クラッド鋼管、
Ｂ図は継目無クラッド鋼管の場合を示す。 第２図は腐食減量を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】管内面にステンレス鋼や高合金鋼を用い、
管外面に炭素鋼を用いたクラッド鋼管の製造方法におい
て、 管全体を1000℃以上に加熱した後、 管外面を急冷して耐応力腐食割れ性を付与することを特
徴とするクラッド鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070128A JPH0649906B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | クラッド鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070128A JPH0649906B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | クラッド鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242720A JPH01242720A (ja) | 1989-09-27 |
| JPH0649906B2 true JPH0649906B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=13422608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63070128A Expired - Lifetime JPH0649906B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | クラッド鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649906B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2721761B2 (ja) * | 1991-10-07 | 1998-03-04 | 新日本製鐵株式会社 | 耐磨耗特性に優れた溶接鋼管の製造方法 |
| JPH05302123A (ja) * | 1992-02-14 | 1993-11-16 | Kubota Corp | クラッド管の熱処理方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5943822A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 管類の熱処理方法 |
| JPS61110719A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-29 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 耐応力腐食割れステンレスクラツド鋼管およびその製造法 |
| JPS61262484A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-20 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 耐食性および靭性に優れたステンレスクラツド鋼管の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP63070128A patent/JPH0649906B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01242720A (ja) | 1989-09-27 |
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