JPH0699755B2 - 金属管の熱処理方法 - Google Patents
金属管の熱処理方法Info
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- JPH0699755B2 JPH0699755B2 JP59240241A JP24024184A JPH0699755B2 JP H0699755 B2 JPH0699755 B2 JP H0699755B2 JP 59240241 A JP59240241 A JP 59240241A JP 24024184 A JP24024184 A JP 24024184A JP H0699755 B2 JPH0699755 B2 JP H0699755B2
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- hollow part
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、金属管の熱処理方法に係わり、特にエアポケ
ットが発生し易い複雑な構造の金属管に用いて好適な熱
処理方法に関するものである。
ットが発生し易い複雑な構造の金属管に用いて好適な熱
処理方法に関するものである。
「従来の技術」 一般に、金属材料、例えば原子力や化学プラント等に多
用されているオーステナイト系ステンレス鋼等において
は、引っ張り応力と腐食因子とが共存する場合、腐食割
れが急速に進行することが知られている。
用されているオーステナイト系ステンレス鋼等において
は、引っ張り応力と腐食因子とが共存する場合、腐食割
れが急速に進行することが知られている。
従来、このような金属管の応力を改善する場合、金属管
の中に冷却水を挿通させながら、金属管を誘導加熱し
て、金属管の内外面に降伏点以上の熱応力が生じる温度
差を与えて、金属管の継ぎ目等の溶接部付近の内面に残
留圧縮応力を発生させた状態とする応力改善方法が考え
られている。
の中に冷却水を挿通させながら、金属管を誘導加熱し
て、金属管の内外面に降伏点以上の熱応力が生じる温度
差を与えて、金属管の継ぎ目等の溶接部付近の内面に残
留圧縮応力を発生させた状態とする応力改善方法が考え
られている。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、このような方法は、直管等の単純な形状
には適用可能であるが、二重管のような複雑な形状の金
属管には適用が困難であり、また、適用可能であったと
しても、例えば第１図に示すように、水平に敷設された
金属管１が、単管部２と二重管部３とを有するととも
に、リング状中空部７の部分に中空部の内径が大きくな
った膨出中空部８が介在している場合であると、第１図
矢印で示すようにリング状中空部７に冷却水を挿通させ
ても、第２図に示すように、膨出中空部８に冷却水が満
たされないで空気が残る部分、いわゆるエアポケット９
が生じて、このエアポケット９の付近の冷却効果が低下
して、金属管１の周方向の熱処理条件に「むら」が生じ
て、安定した圧縮応力を与えることができなくなるとい
う問題点がある。
には適用可能であるが、二重管のような複雑な形状の金
属管には適用が困難であり、また、適用可能であったと
しても、例えば第１図に示すように、水平に敷設された
金属管１が、単管部２と二重管部３とを有するととも
に、リング状中空部７の部分に中空部の内径が大きくな
った膨出中空部８が介在している場合であると、第１図
矢印で示すようにリング状中空部７に冷却水を挿通させ
ても、第２図に示すように、膨出中空部８に冷却水が満
たされないで空気が残る部分、いわゆるエアポケット９
が生じて、このエアポケット９の付近の冷却効果が低下
して、金属管１の周方向の熱処理条件に「むら」が生じ
て、安定した圧縮応力を与えることができなくなるとい
う問題点がある。
本発明は、このような従来技術の問題点を有効に解決す
るとともに、金属管のエアポケットを除去して周方向の
応力改善効果の「むら」を少なくして熱処理の安定性を
高め、また、配管路の信頼性を向上させることを目的と
するものである。
るとともに、金属管のエアポケットを除去して周方向の
応力改善効果の「むら」を少なくして熱処理の安定性を
高め、また、配管路の信頼性を向上させることを目的と
するものである。
「問題点を解決するための手段」 このような目的を達成するため、水平に布設され単管部
と二重管部とが相互に連結され、かつ、二重管部のリン
グ状中空部の一部に内径が大きくなった膨出中空部が形
成され、該膨出中空部に停滞状態の冷却水及び残留空気
が介在している場合の金属管の熱処理方法として、膨出
中空部付近に停滞状態の冷却水を存在させた状態で単管
部を加熱し、単管部の熱を膨出中空部付近の冷却水に伝
達して冷却水を核沸騰状態に導き発生蒸気を残留空気に
送り込むことにより残留空気を金属管の管軸方向に移動
させて膨出中空部から排出した後、二重管部を加熱して
膨出中空部付近の冷却水を膜沸騰状態に導き、膨出中空
部付近における二重管部の管壁内外に温度差を発生させ
て二重管部の熱処理面と他の部分との間に降伏点以上の
熱応力を生じさせる温度差を与えた後、二重管部の加熱
を停止し、次いで、熱処理面を有する管壁の厚さの二乗
を温度拡散係数で除した値以上の時間差をおいて前記単
管部の加熱を停止させて冷却することにより、膨出中空
部近傍の熱処理面に残留圧縮応力を生じさせる技術を採
用している。
と二重管部とが相互に連結され、かつ、二重管部のリン
グ状中空部の一部に内径が大きくなった膨出中空部が形
成され、該膨出中空部に停滞状態の冷却水及び残留空気
が介在している場合の金属管の熱処理方法として、膨出
中空部付近に停滞状態の冷却水を存在させた状態で単管
部を加熱し、単管部の熱を膨出中空部付近の冷却水に伝
達して冷却水を核沸騰状態に導き発生蒸気を残留空気に
送り込むことにより残留空気を金属管の管軸方向に移動
させて膨出中空部から排出した後、二重管部を加熱して
膨出中空部付近の冷却水を膜沸騰状態に導き、膨出中空
部付近における二重管部の管壁内外に温度差を発生させ
て二重管部の熱処理面と他の部分との間に降伏点以上の
熱応力を生じさせる温度差を与えた後、二重管部の加熱
を停止し、次いで、熱処理面を有する管壁の厚さの二乗
を温度拡散係数で除した値以上の時間差をおいて前記単
管部の加熱を停止させて冷却することにより、膨出中空
部近傍の熱処理面に残留圧縮応力を生じさせる技術を採
用している。
「実施例」 以下、本発明を第１図ないし第３図に示す金属管に適用
した実施例について説明する。
した実施例について説明する。
第１図例の金属管１は、単管部２と二重管部３とが水平
に連結された構造であり、これらは、例えば原子力圧力
容器４のノズル５にサーマルスリーブ６を設けた構造で
ある。
に連結された構造であり、これらは、例えば原子力圧力
容器４のノズル５にサーマルスリーブ６を設けた構造で
ある。
また、この金属管１は、水平に連続している単管部２の
流路が、二重管部３との連結部分で狭められて、サーマ
ルスリーブ６に導かれるとともに、二重管部３における
ノズル５とサーマルスリーブ６との間のリング状中空部
７が、Ｂ点の近傍で内径が大きくなって膨出中空部８が
形成されている。
流路が、二重管部３との連結部分で狭められて、サーマ
ルスリーブ６に導かれるとともに、二重管部３における
ノズル５とサーマルスリーブ６との間のリング状中空部
７が、Ｂ点の近傍で内径が大きくなって膨出中空部８が
形成されている。
このような構造の金属管１に第１図矢印で示すように冷
却水を送り込むと、リング状中空部７に停滞水が存在す
るとともに、リング状中空部７の一部である膨出中空部
８には、冷却水が満たされないで空気が残る部分、つま
り、第２図及び第３図に示すように、エアポケット９が
形成された部分が残る。以下、エアポケット９の除去を
行ないながら残留応力の改善が実施される。
却水を送り込むと、リング状中空部７に停滞水が存在す
るとともに、リング状中空部７の一部である膨出中空部
８には、冷却水が満たされないで空気が残る部分、つま
り、第２図及び第３図に示すように、エアポケット９が
形成された部分が残る。以下、エアポケット９の除去を
行ないながら残留応力の改善が実施される。
即ち、単管部２をコイルＸにより誘導加熱して、溶接部
10付近の管壁の温度を第４図の時刻T0ないしT1で示すよ
うに上げ、このときの伝達熱により、二重管部分を加熱
する。このとき、リング状中空部７の冷却水が停滞し、
かつエアポケット９が生じているとすれば、モデル点Ｂ
はモデル点Ｄよりも高い温度となる。
10付近の管壁の温度を第４図の時刻T0ないしT1で示すよ
うに上げ、このときの伝達熱により、二重管部分を加熱
する。このとき、リング状中空部７の冷却水が停滞し、
かつエアポケット９が生じているとすれば、モデル点Ｂ
はモデル点Ｄよりも高い温度となる。
二重管部３の内面温度が高くなって冷却水の飽和温度を
越えると、その部分に核沸騰が生じて発生蒸気がエアポ
ケット９に送り込まれ、エアポケット９の残留空気が蒸
気とともに第１図の右方向のリング状中空部７の開放方
向に追い出される。なお、残留空気及び発生蒸気分の水
は、周囲から入り込んで補充される。
越えると、その部分に核沸騰が生じて発生蒸気がエアポ
ケット９に送り込まれ、エアポケット９の残留空気が蒸
気とともに第１図の右方向のリング状中空部７の開放方
向に追い出される。なお、残留空気及び発生蒸気分の水
は、周囲から入り込んで補充される。
また、核沸騰状態では、潜熱分の蒸発熱量の消費が大き
くなるとともに、管壁内面の温度が上昇しにくく、モデ
ル点Ｂを含んでいる管壁の周方向の温度差が小さなもの
となり、加えて、周方向に温度がほぼ一定となる。
くなるとともに、管壁内面の温度が上昇しにくく、モデ
ル点Ｂを含んでいる管壁の周方向の温度差が小さなもの
となり、加えて、周方向に温度がほぼ一定となる。
膨出中空部８における残留空気の追い出しが進行した
後、モデル点Ｂで代表させている熱処理面の温度が核沸
騰温度の範囲を越えて上昇すると、膨出中空部８の周方
向の全面が膜沸騰状態に移行する。
後、モデル点Ｂで代表させている熱処理面の温度が核沸
騰温度の範囲を越えて上昇すると、膨出中空部８の周方
向の全面が膜沸騰状態に移行する。
ただし、モデル点Ｂの温度が膜沸騰を生じさせる温度
（例えば3Kgf/cm2で約130℃）に満たないときは、前に
述べたように、第１図に示すコイルＹを通電して補助加
熱を実施する。なお、第４図において、曲線Ａ〜Ｄは、
モデル点Ａ〜Ｄと対応する。
（例えば3Kgf/cm2で約130℃）に満たないときは、前に
述べたように、第１図に示すコイルＹを通電して補助加
熱を実施する。なお、第４図において、曲線Ａ〜Ｄは、
モデル点Ａ〜Ｄと対応する。
そして、膨出中空部８が膜沸騰温度まで上昇した場合に
は、単管部２における溶接部10付近の管壁の内外面の間
（モデル点Ｃ・Ｄの間）に、大きな温度差が与えられる
（なお、コイルＸによる誘導加熱に加えてコイルＹを補
助的に使用しても良い）。該温度差は、変態温度よりも
低い範囲で管壁に相異なる方向の降伏点以上の熱応力を
発生させるに必要な範囲であり、温度がほぼ定常状態と
なる加熱時間T1は、次式によって求めることができる。
は、単管部２における溶接部10付近の管壁の内外面の間
（モデル点Ｃ・Ｄの間）に、大きな温度差が与えられる
（なお、コイルＸによる誘導加熱に加えてコイルＹを補
助的に使用しても良い）。該温度差は、変態温度よりも
低い範囲で管壁に相異なる方向の降伏点以上の熱応力を
発生させるに必要な範囲であり、温度がほぼ定常状態と
なる加熱時間T1は、次式によって求めることができる。
T1≧0.7（L1）2/a …………（１） ただし、L1＝最大肉厚部の厚さ ａ＝温度拡散係数 第５図は加熱時間T1時における金属管１の各部の温度分
布を示しており、例えばモデル点Ｃ・Ｄについて検討す
ると、温度がそれぞれ550℃・200℃で、降伏点以上の熱
応力を発生させるのに十分な温度差（オーステナイト系
ステンレスの場合200℃以上）である。
布を示しており、例えばモデル点Ｃ・Ｄについて検討す
ると、温度がそれぞれ550℃・200℃で、降伏点以上の熱
応力を発生させるのに十分な温度差（オーステナイト系
ステンレスの場合200℃以上）である。
なお、モデル点Ｂの付近が膜沸騰状態となっているかど
うかは、第４図の曲線Ｂが矢印Ｘで示すように、残留空
気と発生蒸気とが入れ代わることに基づく激しい温度変
化がなくなっているか、あるいは、膜沸騰温度θに達し
ているか等を検出することで確認するとよい。この場
合、通常は、膨出中空部８の付近に温度計を挿入するこ
とが困難であるため、エアポケット９が生じているとき
に、金属管１を加熱したときのモデル点Ａ等の表面温度
の変化と、残留空気除去処理後に同一条件で金属管１を
加熱したときの同一点の温度変化とを予め比較して、そ
の差を求めておき、これを基準とする等により、第４図
の曲線Ｂの変化を時刻T1あるいはその前で検出するよう
にすることが有効である。
うかは、第４図の曲線Ｂが矢印Ｘで示すように、残留空
気と発生蒸気とが入れ代わることに基づく激しい温度変
化がなくなっているか、あるいは、膜沸騰温度θに達し
ているか等を検出することで確認するとよい。この場
合、通常は、膨出中空部８の付近に温度計を挿入するこ
とが困難であるため、エアポケット９が生じているとき
に、金属管１を加熱したときのモデル点Ａ等の表面温度
の変化と、残留空気除去処理後に同一条件で金属管１を
加熱したときの同一点の温度変化とを予め比較して、そ
の差を求めておき、これを基準とする等により、第４図
の曲線Ｂの変化を時刻T1あるいはその前で検出するよう
にすることが有効である。
一方、モデル点Ｂの付近が膜沸騰温度θに達しても、時
刻T1の時点では、モデル点Ａ・Ｂの間に十分な温度差が
生じていない場合があるため、コイルＹによる二重管部
３の誘導加熱を行なって、または加熱量を増加して、金
属管１を重複加熱状態とするとともに、ノズル５との溶
接部10付近の管壁との内外面の間（モデル点Ａ・Ｂの
間）に第４図の時刻T1ないしT2で示すように大きな温度
差を与える。
刻T1の時点では、モデル点Ａ・Ｂの間に十分な温度差が
生じていない場合があるため、コイルＹによる二重管部
３の誘導加熱を行なって、または加熱量を増加して、金
属管１を重複加熱状態とするとともに、ノズル５との溶
接部10付近の管壁との内外面の間（モデル点Ａ・Ｂの
間）に第４図の時刻T1ないしT2で示すように大きな温度
差を与える。
この際の加熱時間T2−T1は次式によって求めることがで
きる。
きる。
T2−T1＝（0.05〜0.2）（L2）2/a ……（２） ただし、L2＝管壁の厚さ また、加熱時間T2−T1は時間が短く、いわゆる超急速加
熱である。
熱である。
膜沸騰状態では、管壁内面の熱消費が小さくなるため
に、二重管部３の加熱を行なうと、第４図の曲線Ａ・Ｂ
で示すように、温度が急激に上昇し、かつ大きな温度差
が生じ易くなる。
に、二重管部３の加熱を行なうと、第４図の曲線Ａ・Ｂ
で示すように、温度が急激に上昇し、かつ大きな温度差
が生じ易くなる。
第６図は、時刻T2時における金属管１の管壁温度分布を
示しており、例えばモデル点Ａ・Ｂについて検討する
と、温度がそれぞれ450℃・180℃で、降伏点以上の熱応
力を発生させ得る温度差となっている。かつ、第６図に
示すように金属管１の全加熱範囲を通して、厚さ方向に
ほぼ一様な温度分布が与えられた状態である。
示しており、例えばモデル点Ａ・Ｂについて検討する
と、温度がそれぞれ450℃・180℃で、降伏点以上の熱応
力を発生させ得る温度差となっている。かつ、第６図に
示すように金属管１の全加熱範囲を通して、厚さ方向に
ほぼ一様な温度分布が与えられた状態である。
次いで、金属管１をほぼ均一な速度で冷却すると、冷却
水に接触している部分等に残留圧縮応力を発生させるこ
とができる筈であるが、第１図に示す金属管１は、流水
と停滞水との冷却能力の差が大きいため、同時に加熱を
停止すると、流水に接触している部分が先に冷却され、
二重管部３、例えばモデル点Ａ・Ｂに付近等がいわゆる
ホットスポットとして残り、応力改善効果を低減する原
因となりかねない。そこで、コイルＹによる誘導加熱を
停止し、第４図の時刻T2ないしT3で示すように二重管部
３の冷却を先に始める。
水に接触している部分等に残留圧縮応力を発生させるこ
とができる筈であるが、第１図に示す金属管１は、流水
と停滞水との冷却能力の差が大きいため、同時に加熱を
停止すると、流水に接触している部分が先に冷却され、
二重管部３、例えばモデル点Ａ・Ｂに付近等がいわゆる
ホットスポットとして残り、応力改善効果を低減する原
因となりかねない。そこで、コイルＹによる誘導加熱を
停止し、第４図の時刻T2ないしT3で示すように二重管部
３の冷却を先に始める。
この冷却に必要な時間T3−T2は、概ね T3−T2≧（L2）2/a …………（３） で与えられる。
このような設定をして、時刻T3にコイルＸによる誘導加
熱を停止して冷却すると、モデル点Ｂ及びモデル点Ｄ等
に、第７図に示すような残留圧縮応力を得ることができ
る。
熱を停止して冷却すると、モデル点Ｂ及びモデル点Ｄ等
に、第７図に示すような残留圧縮応力を得ることができ
る。
第７図について補足説明すると、サーマルスリーブ６を
除く金属管１の内面付近に発生する残留応力は、周方向
応力（HOOP STRESS）、及び、管軸方向応力（AXIAL）
が実線及び鎖線で示すようになり、特に溶接部付近等、
例えばモデル点Ｂに代表されるように、応力を改善した
い部分で、かつ、エアポケット９が発生し易い部分で
は、それぞれ残留圧縮応力を生じた状態、つまり、金属
管１を流れる流体が腐食因子を含有するものであって
も、腐食因子によって腐食割れの発生を抑制し、かつ、
若干の腐食割れが本熱処理前にあっても、その進行を妨
げる状態とすることができるものである。また、第７図
において、金属管１をメッシュ分割した部分は、残留応
力を求めるときの有限要素を示し、金属管１内面に位置
する任意の有限要素から垂線を引いたとき、曲線と交差
した点の残留応力値と対応することを表している。
除く金属管１の内面付近に発生する残留応力は、周方向
応力（HOOP STRESS）、及び、管軸方向応力（AXIAL）
が実線及び鎖線で示すようになり、特に溶接部付近等、
例えばモデル点Ｂに代表されるように、応力を改善した
い部分で、かつ、エアポケット９が発生し易い部分で
は、それぞれ残留圧縮応力を生じた状態、つまり、金属
管１を流れる流体が腐食因子を含有するものであって
も、腐食因子によって腐食割れの発生を抑制し、かつ、
若干の腐食割れが本熱処理前にあっても、その進行を妨
げる状態とすることができるものである。また、第７図
において、金属管１をメッシュ分割した部分は、残留応
力を求めるときの有限要素を示し、金属管１内面に位置
する任意の有限要素から垂線を引いたとき、曲線と交差
した点の残留応力値と対応することを表している。
なお、ここまで第１図例の金属管１について説明した
が、水平方向に布設されている類似する他の管体等につ
いても同様な熱処理方法により実施し得ることは勿論で
あり、例えば単管状でエアポケットが生じ易いものや、
停滞水が生じ易いもの等に有効である。
が、水平方向に布設されている類似する他の管体等につ
いても同様な熱処理方法により実施し得ることは勿論で
あり、例えば単管状でエアポケットが生じ易いものや、
停滞水が生じ易いもの等に有効である。
「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、次のような効果を
奏することができる。
奏することができる。
（ａ） 金属管の水平に布設されている二重管部のリン
グ状中空部の一部に膨出中空部が形成され、膨出中空部
に停滞状態の冷却水及び残留空気が介在している場合
に、単管部の加熱と、冷却水を核沸騰状態に導き発生蒸
気を残留空気に送り込むことにより残留空気を金属管の
管軸方向に移動させて膨出中空部から排出することと、
引き続き二重管部を加熱して膨出中空部付近の冷却水を
膜沸騰状態に導くことと、二重管部の熱処理面と他の部
分との間に降伏点以上の熱応力を生じさせる温度差を与
えること等の熱処理を実施することにより、エアポケッ
トが生じている二重管部の熱処理を一連の工程とともに
実施し、熱処理面に残留圧縮応力を付与して腐食割れの
発生、成長を抑制することができる。
グ状中空部の一部に膨出中空部が形成され、膨出中空部
に停滞状態の冷却水及び残留空気が介在している場合
に、単管部の加熱と、冷却水を核沸騰状態に導き発生蒸
気を残留空気に送り込むことにより残留空気を金属管の
管軸方向に移動させて膨出中空部から排出することと、
引き続き二重管部を加熱して膨出中空部付近の冷却水を
膜沸騰状態に導くことと、二重管部の熱処理面と他の部
分との間に降伏点以上の熱応力を生じさせる温度差を与
えること等の熱処理を実施することにより、エアポケッ
トが生じている二重管部の熱処理を一連の工程とともに
実施し、熱処理面に残留圧縮応力を付与して腐食割れの
発生、成長を抑制することができる。
（ｂ） 二重管部でかつ膨出中空部に残留空気が存在す
るような場合でも、蒸気とともに残留空気を追い出して
エアポケットを除去することと、二重管部の加熱停止後
に時間差をおいて前記単管部の加熱を停止させて冷却す
ることとにより、金属管の周方向の応力改善効果の「む
ら」を少なくして、配管路の信頼性を向上させることが
できる。
るような場合でも、蒸気とともに残留空気を追い出して
エアポケットを除去することと、二重管部の加熱停止後
に時間差をおいて前記単管部の加熱を停止させて冷却す
ることとにより、金属管の周方向の応力改善効果の「む
ら」を少なくして、配管路の信頼性を向上させることが
できる。
（ｃ） 核沸騰領域を越えるまで管壁を加熱するととも
に、膜沸騰時に加熱が容易になって管壁の温度差が顕著
になり易くなることを利用して、二重管部に大きな温度
差を生じさせて、目的とする箇所に残留圧縮応力を効率
よく付与することができる。
に、膜沸騰時に加熱が容易になって管壁の温度差が顕著
になり易くなることを利用して、二重管部に大きな温度
差を生じさせて、目的とする箇所に残留圧縮応力を効率
よく付与することができる。
第１図は本発明の熱処理方法を適用した金属管の例を示
す一部を省略した縦断面図、第２図は第１図の鎖線II部
分の拡大図、第３図は第１図のIII−III線矢視図、第４
図は第１図にモデル点ＡないしＤで示す部分の加熱工程
と温度との関係曲線図、第５図は第４図のT1における金
属管の温度分布図、第６図は第４図のT2における金属管
の温度分布図、第７図は第４図の冷却後に金属管に発生
する残留応力を示す曲線図である。 １……金属管、２……単管部、３……二重管部、７……
リング状中空部、８……膨出中空部、９……エアポケッ
ト、10……溶接部。
す一部を省略した縦断面図、第２図は第１図の鎖線II部
分の拡大図、第３図は第１図のIII−III線矢視図、第４
図は第１図にモデル点ＡないしＤで示す部分の加熱工程
と温度との関係曲線図、第５図は第４図のT1における金
属管の温度分布図、第６図は第４図のT2における金属管
の温度分布図、第７図は第４図の冷却後に金属管に発生
する残留応力を示す曲線図である。 １……金属管、２……単管部、３……二重管部、７……
リング状中空部、８……膨出中空部、９……エアポケッ
ト、10……溶接部。
Claims (1)
- 【請求項１】水平に布設され単管部（２）と二重管部
（３）とが相互に連結され、かつ、二重管部のリング状
中空部（７）の一部に内径が大きくなった膨出中空部
（８）が形成され、該膨出中空部に停滞状態の冷却水及
び残留空気が介在している場合の金属管の熱処理方法で
あって、膨出中空部付近に停滞状態の冷却水を存在させ
た状態で単管部を加熱し、単管部の熱を膨出中空部付近
の冷却水に伝達して冷却水を核沸騰状態に導き発生蒸気
を残留空気に送り込むことにより残留空気を金属管の管
軸方向に移動させて膨出中空部から排出した後、二重管
部を加熱して膨出中空部付近の冷却水を膜沸騰状態に導
き、膨出中空部付近における二重管部の管壁内外に温度
差を発生させて二重管部の熱処理面と他の部分との間に
降伏点以上の熱応力を生じさせる温度差を与えた後、二
重管部の加熱を停止し、次いで、熱処理面を有する管壁
の厚さの二乗を温度拡散係数で除した値以上の時間差を
おいて前記単管部の加熱を停止させて冷却することによ
り、膨出中空部近傍の熱処理面に残留圧縮応力を生じさ
せることを特徴とする金属管の熱処理方法。
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