JPH0696191B2 - フイン付チユ−ブの製造方法 - Google Patents
フイン付チユ−ブの製造方法Info
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- JPH0696191B2 JPH0696191B2 JP9279286A JP9279286A JPH0696191B2 JP H0696191 B2 JPH0696191 B2 JP H0696191B2 JP 9279286 A JP9279286 A JP 9279286A JP 9279286 A JP9279286 A JP 9279286A JP H0696191 B2 JPH0696191 B2 JP H0696191B2
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- Japan
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- welding
- tube
- heat transfer
- fin
- stress
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、乾燥機，熱交換器等に用いられるフ
ィン付チューブの製造方法に関する。
ィン付チューブの製造方法に関する。
（従来の技術） 従来、この種のフィン付チューブを製造する場合には、
フィンと管とに良好な熱伝導が行なわれるようにとの観
点から、管面にフィンの接触端を圧着したり、あるい
は、高周波誘導加熱等を用いて、フィンを管に圧接した
りしていた。現在一般に広く行なわれている高周波誘導
加熱方式により製造されたフィン付チューブは例えば、
第８図と第９図に示すように、管１の外周部に螺旋状に
巻き掛けられて接合されたフィン２と該管１との接合部
において、フィン材の溶融による不均一な突出部３が形
成され、隙間部４が生じる。そして、このような隙間部
４を有するフィン付チューブを、湿潤環境で取扱うこと
の多い乾燥機，熱交換器において用いた場合には、上記
隙間部４が、隙間腐食の起点となるおそれが多いという
問題がある。
フィンと管とに良好な熱伝導が行なわれるようにとの観
点から、管面にフィンの接触端を圧着したり、あるい
は、高周波誘導加熱等を用いて、フィンを管に圧接した
りしていた。現在一般に広く行なわれている高周波誘導
加熱方式により製造されたフィン付チューブは例えば、
第８図と第９図に示すように、管１の外周部に螺旋状に
巻き掛けられて接合されたフィン２と該管１との接合部
において、フィン材の溶融による不均一な突出部３が形
成され、隙間部４が生じる。そして、このような隙間部
４を有するフィン付チューブを、湿潤環境で取扱うこと
の多い乾燥機，熱交換器において用いた場合には、上記
隙間部４が、隙間腐食の起点となるおそれが多いという
問題がある。
ところで、アーク溶接法にてフィン付チューブを製造す
ることは既知である。しかし、この方法は殆んど、技術
上，経済上の理由でフィン付チューブ製造法として現在
使用されていない。それは次の理由による。
ることは既知である。しかし、この方法は殆んど、技術
上，経済上の理由でフィン付チューブ製造法として現在
使用されていない。それは次の理由による。
アーク溶接法によってフィンや伝熱管を加熱するときそ
れらの素材は自硬性によって硬くなる。またコスト面か
ら使用する溶接棒の母材への溶け込みを少なくしたい。
特に、素材にステンレス鋼を用いる場合、その熱膨脹係
数が大きいので、溶接歪みおよび引張残留応力が生じ易
い。
れらの素材は自硬性によって硬くなる。またコスト面か
ら使用する溶接棒の母材への溶け込みを少なくしたい。
特に、素材にステンレス鋼を用いる場合、その熱膨脹係
数が大きいので、溶接歪みおよび引張残留応力が生じ易
い。
以上の理由から、溶接電流を極力低く押えたアーク溶接
を行ない、溶接後には後熱処理として焼鈍を行なって上
記欠点を緩和し、歪みを除去する対策を一般としたが、
焼鈍できない場合もあった。
を行ない、溶接後には後熱処理として焼鈍を行なって上
記欠点を緩和し、歪みを除去する対策を一般としたが、
焼鈍できない場合もあった。
また、後熱に行なう焼鈍はフィン付チューブの特殊な形
態からして、炉中焼鈍による全体同時処理ができない場
合があった。従って焼鈍は局部焼鈍に頼ることになる
が、この局部焼鈍法ではフィン付チューブの充分な品質
管理が望めないため、現在は素材に通電しない。前述の
高周波誘導加熱方式が普及している。
態からして、炉中焼鈍による全体同時処理ができない場
合があった。従って焼鈍は局部焼鈍に頼ることになる
が、この局部焼鈍法ではフィン付チューブの充分な品質
管理が望めないため、現在は素材に通電しない。前述の
高周波誘導加熱方式が普及している。
本発明が解決しようとするのは、フィン２と管１との間
に発生し易く、腐食の起点となり易い隙間部４及び、後
熱処理の焼鈍に代わる後処理の問題である。
に発生し易く、腐食の起点となり易い隙間部４及び、後
熱処理の焼鈍に代わる後処理の問題である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、フィンと管との接合部に隙間が発生する
のを防止でき、耐隙間腐食性に優れ、かつ溶接により熱
応力が素材に発生した結果、素材中に生ずる応力腐食割
れ（SCC）を、焼鈍処理に代って防止するフィン付チュ
ーブの製造方法を提供することにある。
するところは、フィンと管との接合部に隙間が発生する
のを防止でき、耐隙間腐食性に優れ、かつ溶接により熱
応力が素材に発生した結果、素材中に生ずる応力腐食割
れ（SCC）を、焼鈍処理に代って防止するフィン付チュ
ーブの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、伝熱管に、伝熱
効率を高めるためのフィンを、該フィンの両側縁部に連
続アーク溶接を行なうことにより取付けた後、ショット
ピーニングを施すものである。
効率を高めるためのフィンを、該フィンの両側縁部に連
続アーク溶接を行なうことにより取付けた後、ショット
ピーニングを施すものである。
本発明はフィン付チューブの製造方法にあっては、フィ
ンを、伝熱管に両側隅肉溶接の形で連続的にアーク溶接
されることによって、接合部にほぼ断面三角形状の連続
した肉盛部が形成され、隙間の発生がなくなり、耐隙間
腐食性を高める。特に、中高温域で、かつ湿潤雰囲気に
さらされる環境における耐隙間腐食性が高められる。
ンを、伝熱管に両側隅肉溶接の形で連続的にアーク溶接
されることによって、接合部にほぼ断面三角形状の連続
した肉盛部が形成され、隙間の発生がなくなり、耐隙間
腐食性を高める。特に、中高温域で、かつ湿潤雰囲気に
さらされる環境における耐隙間腐食性が高められる。
また、一般に、例えばステンレス鋼の応力腐食割れ（SC
C）は、上記隙間腐食による欠損部が応力集中点となる
ため、該隙間腐食を起点とする場合が少なくない。従っ
て、本発明は、上記耐隙間腐食性の向上と併せて、この
タイプの応力腐食割れを抑制する。
C）は、上記隙間腐食による欠損部が応力集中点となる
ため、該隙間腐食を起点とする場合が少なくない。従っ
て、本発明は、上記耐隙間腐食性の向上と併せて、この
タイプの応力腐食割れを抑制する。
さらに溶接の後処理にショットピーニングを施すことに
よって、引張残留応力を緩和し、また積極的に圧縮応力
へ移行せしめて、防食効果を向上させることができる。
よって、引張残留応力を緩和し、また積極的に圧縮応力
へ移行せしめて、防食効果を向上させることができる。
以下、第１図ないし第７図に基づいて本発明の一実施例
を説明する。
を説明する。
図中11は、熱媒体を用い伝熱面を介して与熱するための
二相ステンレス鋼製の伝熱管である。そして、この伝熱
管11を、第４図に示すように、回転させながら、かつ右
方に所定速度で送ると共に、該伝熱管11の外周面に二相
ステンレス鋼製の帯状のフィン12を巻き掛けながら、上
記伝熱管11と、フィン12の両側縁部12a,12aとの接合部
を、上記伝熱管11の送り装置の固定部に固定された一対
のアーク溶接機13にて連続溶接する。これにより、伝熱
管11の外周面に螺旋状のフィン12が溶着され、しかもそ
の断面三角形状の溶着部14,14には、第２図に示すよう
に、隙間が生じることがなく、従って、耐隙間腐食性が
大幅に向上する。
二相ステンレス鋼製の伝熱管である。そして、この伝熱
管11を、第４図に示すように、回転させながら、かつ右
方に所定速度で送ると共に、該伝熱管11の外周面に二相
ステンレス鋼製の帯状のフィン12を巻き掛けながら、上
記伝熱管11と、フィン12の両側縁部12a,12aとの接合部
を、上記伝熱管11の送り装置の固定部に固定された一対
のアーク溶接機13にて連続溶接する。これにより、伝熱
管11の外周面に螺旋状のフィン12が溶着され、しかもそ
の断面三角形状の溶着部14,14には、第２図に示すよう
に、隙間が生じることがなく、従って、耐隙間腐食性が
大幅に向上する。
さらに、上記フィン12を溶着した伝熱管11の外周に、鋼
製の粒子を投射する、いわゆるショットピーニングを施
す。これにより、伝熱管11の溶着部近傍に残留していた
引張応力が圧縮応力に移行され、応力腐食割れ防止が図
れる。
製の粒子を投射する、いわゆるショットピーニングを施
す。これにより、伝熱管11の溶着部近傍に残留していた
引張応力が圧縮応力に移行され、応力腐食割れ防止が図
れる。
また、フィン付チューブに二相ステンレス鋼（市販名：
例えばオーステナイトとフェライトの２相組織を有する
ステンレス鋼）を採用することにより、腐食の様々な様
相すなわち、（１）全面腐食（２）応力腐食割れ、
（３）孔食、および（４）隙間腐食の全てに対抗できる
伝熱管を製造できる。
例えばオーステナイトとフェライトの２相組織を有する
ステンレス鋼）を採用することにより、腐食の様々な様
相すなわち、（１）全面腐食（２）応力腐食割れ、
（３）孔食、および（４）隙間腐食の全てに対抗できる
伝熱管を製造できる。
上記効果を具体的に示したのが、第６図と第７図の残留
応力特性図である。この図においては、供試材として、
伝熱管11に鋼管:50A×4t（２相ステンレス鋼）を、かつ
フィン12に鋼帯:PL4×12w（２相ステンレス鋼）をそれ
ぞれ用い、溶接条件として、 溶接方法 GMAW（ミグ溶接） 溶接ワイヤ 二相ステンレス鋼ワイヤ（1.2m
m） 溶接電流 100〜150アンペア 溶接電圧 15〜25ボルト 溶接速度 30〜100cm/min シールドガス 組成 O2を含むAr 流量 10/min以上 の条件下で溶接を行なった。なお、フィン付チューブの
各部の寸法は、第１図において、伝熱管11の径Ｄ＝60.5
mm,厚さt1＝4mm,フィン12の幅ｗ＝12mm,厚さt2＝4mm,ピ
ッチＰ＝27mmである。また、テスト用のフィン付チュー
ブは２種類製作し、そのうち１種は、溶接した状態のま
まで、かつ他の１種は下記の条件でショットピーニング
を施した。そして、各フィン付チューブについて、分割
法にて第５図に示すように、溶接ビード端からの距離１
〜7mmにおける残留応力を測定した（第６図と第７図に
おいて、●印はショットピーニング施工後、〇印は溶接
施工後の値を示している）。
応力特性図である。この図においては、供試材として、
伝熱管11に鋼管:50A×4t（２相ステンレス鋼）を、かつ
フィン12に鋼帯:PL4×12w（２相ステンレス鋼）をそれ
ぞれ用い、溶接条件として、 溶接方法 GMAW（ミグ溶接） 溶接ワイヤ 二相ステンレス鋼ワイヤ（1.2m
m） 溶接電流 100〜150アンペア 溶接電圧 15〜25ボルト 溶接速度 30〜100cm/min シールドガス 組成 O2を含むAr 流量 10/min以上 の条件下で溶接を行なった。なお、フィン付チューブの
各部の寸法は、第１図において、伝熱管11の径Ｄ＝60.5
mm,厚さt1＝4mm,フィン12の幅ｗ＝12mm,厚さt2＝4mm,ピ
ッチＰ＝27mmである。また、テスト用のフィン付チュー
ブは２種類製作し、そのうち１種は、溶接した状態のま
まで、かつ他の１種は下記の条件でショットピーニング
を施した。そして、各フィン付チューブについて、分割
法にて第５図に示すように、溶接ビード端からの距離１
〜7mmにおける残留応力を測定した（第６図と第７図に
おいて、●印はショットピーニング施工後、〇印は溶接
施工後の値を示している）。
ショットピーニング条件 ショット材質 鋼製 ショット粒径 2.0mm 投射速度 30〜100m/sec 第６図と第７図からも明らかなように、溶接のみの場合
には（〇印参照）、溶接部近傍に、管軸方向には引張応
力（最大20.8kgf/mm）、管周方向には圧縮応力が残留し
ているのに対して、ショットピーニング施工後は（●印
参照）、残留応力が10〜20kgf/mm程度圧縮側に移行し、
管軸、管周方向ともに圧縮応力が存在することが判明し
た。
には（〇印参照）、溶接部近傍に、管軸方向には引張応
力（最大20.8kgf/mm）、管周方向には圧縮応力が残留し
ているのに対して、ショットピーニング施工後は（●印
参照）、残留応力が10〜20kgf/mm程度圧縮側に移行し、
管軸、管周方向ともに圧縮応力が存在することが判明し
た。
次に、上記２種のフィン付チューブ、すなわちショット
ピーニング未施工及びショットピーニング施工のフィン
付チューブについて、応力腐食割れ（SCC）テストを実
施した。このテストは、35％−MgCl2（沸騰）の条件下
で行なわれ、試験開始始後、１日２回の定時観察にて割
れ寿命を測定した。この結果、ショットピーニングを施
したフィン付チューブにおいては、試験時間が全て1000
時間を越えたのに対して、ショットピーニングを施さな
かった場合には、約350時間程度で破断するものが現
れ、ショットピーニングの応力腐割れに対する有効性が
実証された。
ピーニング未施工及びショットピーニング施工のフィン
付チューブについて、応力腐食割れ（SCC）テストを実
施した。このテストは、35％−MgCl2（沸騰）の条件下
で行なわれ、試験開始始後、１日２回の定時観察にて割
れ寿命を測定した。この結果、ショットピーニングを施
したフィン付チューブにおいては、試験時間が全て1000
時間を越えたのに対して、ショットピーニングを施さな
かった場合には、約350時間程度で破断するものが現
れ、ショットピーニングの応力腐割れに対する有効性が
実証された。
なお、上記溶接条件（溶接電流100〜150アンペア，溶接
電圧15〜25ボルト，溶接速度30〜100cm/min）以外で
は、技術的、あるいは経済的な観点から、極めて不利で
ある。また、上記ショットピーニングにおいて、ショッ
ト粒径が2.0mmより大きいと、ショットピーニング旋工
面が荒くなり、不均一になる。さらに、ショットピーニ
ングの投射速度が100m/secを越えると、施工面に凹部が
生じ、かつ30m/secより遅いと歪がとれない。
電圧15〜25ボルト，溶接速度30〜100cm/min）以外で
は、技術的、あるいは経済的な観点から、極めて不利で
ある。また、上記ショットピーニングにおいて、ショッ
ト粒径が2.0mmより大きいと、ショットピーニング旋工
面が荒くなり、不均一になる。さらに、ショットピーニ
ングの投射速度が100m/secを越えると、施工面に凹部が
生じ、かつ30m/secより遅いと歪がとれない。
以上説明したように、本発明によれば、伝熱管に、伝熱
効率を高めるためのフィンを、該フィンの両側縁部に連
続アーク溶接を行なうことにより取付けるものであるか
ら、フィンと管との接合部に隙間が発生するのを防止で
き、耐隙間腐食性を向上させることができ、かつ該隙間
腐食に起因する応力腐食割れを防ぐことができると共
に、フィンを溶接した伝熱管にショットピーニングを旋
すことによって、溶接部近傍に圧縮応力を残留させるこ
とができ、従来引応力が在していたために、発生してい
る応力腐食割れについて確実に抑制することができる。
効率を高めるためのフィンを、該フィンの両側縁部に連
続アーク溶接を行なうことにより取付けるものであるか
ら、フィンと管との接合部に隙間が発生するのを防止で
き、耐隙間腐食性を向上させることができ、かつ該隙間
腐食に起因する応力腐食割れを防ぐことができると共
に、フィンを溶接した伝熱管にショットピーニングを旋
すことによって、溶接部近傍に圧縮応力を残留させるこ
とができ、従来引応力が在していたために、発生してい
る応力腐食割れについて確実に抑制することができる。
第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はフィン付チューブの正面図、第２図は溶接部の
断面図、第３図は溶接方法を示す側面図、第４図は溶接
方法を示す正面図、第５図は残留応力測定点を示す断面
図、第６図は管軸方向の残留応力の特性図、第７図は管
周方向の残留応力の特性図、第８図と第９図は従来のフ
ィン付チューブを示すもので、第８図は正面図、第９図
は断面図である。 11……伝熱管、12……フィン、12a……側縁部、13……
アーク溶接機。
第１図はフィン付チューブの正面図、第２図は溶接部の
断面図、第３図は溶接方法を示す側面図、第４図は溶接
方法を示す正面図、第５図は残留応力測定点を示す断面
図、第６図は管軸方向の残留応力の特性図、第７図は管
周方向の残留応力の特性図、第８図と第９図は従来のフ
ィン付チューブを示すもので、第８図は正面図、第９図
は断面図である。 11……伝熱管、12……フィン、12a……側縁部、13……
アーク溶接機。
Claims (3)
- 【請求項１】熱媒体を用い伝熱面を介して与熱する管
に、伝熱効率を高めるためのフィンを、該フィンの両側
縁部に連続アーク溶接を行なうことにより取付けた後、
ショットピーニングを施すことを特徴とするフィン付チ
ューブの製造方法。 - 【請求項２】上記ショットピーニングは、鋼製ショット
により、その粒径は20mm以内および投射速度30〜100m/s
ecによって行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のフィン付チューブの製造方法。 - 【請求項３】伝熱管とフィンとに二相ステンレス鋼を用
い、それらを取付ける連続アーク溶接を、次の溶接仕
様： 溶接方法 ミグ溶接 溶接電流 100〜150アンペア 溶接電圧 15〜25ボルト 溶接速度 30〜100cm/min 溶接ワイヤ 二相ステンレス鋼ワイヤ を有する溶接条件によって接合することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のフイン付チューブの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9279286A JPH0696191B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | フイン付チユ−ブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9279286A JPH0696191B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | フイン付チユ−ブの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62248574A JPS62248574A (ja) | 1987-10-29 |
| JPH0696191B2 true JPH0696191B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=14064269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9279286A Expired - Lifetime JPH0696191B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | フイン付チユ−ブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0696191B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2013179435A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-01-14 | Ｕｄトラックス株式会社 | 排気管の耐久性向上方法及び排気浄化装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6058586B2 (ja) * | 2014-05-29 | 2017-01-11 | 愛三工業株式会社 | エンジン用排気還流弁の製造方法 |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP9279286A patent/JPH0696191B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2013179435A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-01-14 | Ｕｄトラックス株式会社 | 排気管の耐久性向上方法及び排気浄化装置 |
| US9657362B2 (en) | 2012-05-31 | 2017-05-23 | Ud Trucks Corporation | Method for improving durability of exhaust pipe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62248574A (ja) | 1987-10-29 |
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